JPS5963443A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 芹業−１の利用分ＩＩ１・ 本発明はガス瞬間湯沸器等の給湯装置において！１ケに
風呂への給湯量を自動開側１するものである０、ｆｒＥ
米例の構成とその問題点 ｊＩＹＥ米、風呂は風呂釜等のように浴４ｉ！ｊに貯水
した水を加熱する構成か一般であった。しかし最近はセ
ン］・ラル給湯の背反により風呂も給湯機からのべ温の
湯をｌｌ！１懐浴槽に給湯する方式が増加していこれを
解決するために第１０図のように水量を目測して目盛で
合せた水量になった時に通水を浮面する構成で手軽に蛇
口に取付可能なアタッチメントが市（Ｗきれている。こ
れは蛇口１の出１−１にビス２等によりアタッチメント
３を固着し、ダイアル４により合ぜ／こ目盛の給水喰に
なったときに給水を浮面するものである。しかしこれは
取付可能な蛯１１１の形状が限冗され、また虹１」１と
アタノ４んてビス２で固着されているが水圧に」、ろ水
漏れ”１１故がおきることもある。さらに虹［二１１に
取付けるため見ばえがよくないという問題があった。

さらにこのアタッチメント３を内蔵した給湯栓も市販さ
れているが、非常に高価であった。寸だこれ等は給湯量
のみを割何１するものであるため給湯温度が高い時と低
い時では浴（９７に必要な湯量か変化し便用する毎に人
間が判断して給湯量を設定する必甥があった。

発明の目的 本発明は以」二のような従来の欠点を貿決するもので燃
焼量制側１機能を廟する給湯装置に給湯用を制御う゛る
装置を内威し、一般市販の蛇１」を便用して風呂に最適
な湯温の湯を最適用給湯することを目「白とする。、 発明の構成 この目的を達成するために本発明は燃焼、計ｆｔ１ｌｌ
　ｉ１１回路て湯温を７９ｒｆ値に株つとともに、この
湯の流水鼠を検出する水量センサを設け、流叶制飼回路
により丞バルブを開閉制御する構成としだものである。

この構成により各家庭の浴槽に応じて１９［定温度の陽
が予め設定された絹−當に浴イ曹に給湯ｉｉＪ能となる
３、 実施ｉ／ｌ］の６兄明 以ド、本発明の一実施例を第１図から第９図を第１図は
本発明を応用したガス瞬間式給湯機の／ステム図を示す
。

水は入１１６から給水され、水量センサ６を通り熱父ル
さ器７、水バルブ８から北口１に至る。蛇１１１は俵数
個あってもよい。ガスは入１」９がら制御ｊ［１０を・
１川りバーナ１１で燃焼する。バーブ−１１は熱父侯器
７を力１１熱し、その内部を流辿する水を湯に変える。

１２は排気筒を示す。１３はコントローラてｐ２５父換
冊７の出口の湯温を検出する温１隻七ンーリ１４や水−
ｈ：センサ６、および湯温設定ツマミ１６の１、ラー弓
と、風呂給湯を選択する風呂スイッチ１６の層＞３が人
力され、燃覇、制御ｉ！４１弁１０や水バルン８に’１
５ｊ弓４．出カする〇 第２１７１ｖコントローラ１３は燃焼団制個］回路１７
とび（、ｉ７ｉ制御制御１回路１８および）にすの着火
、消火を制御する燃焼回路（図示ぜず）に大別さ！する
。

燃焼量制御回路１７は給湯温度か求める設定温度になる
ように燃焼量を制御する回路であり温１埃センザ１４に
より給湯温度と湯温設定ツマミ１５の設定温度を比較器
１９で比較し、その差温を閘貌謂幅回路２０により増幅
して割部１弁１０　（ここでは通電電流に応じてガス流
量を無段階に制御する電髄式ガス比例ｉｊ制御弁を使用
し／こ例で示す。）を駆動側１ｉ１ｉ１する。第３図に
給湯機の特性を示し横軸Ｑに耐湯流量（＃／ｍ１ｎ）、
縦軸Ｔに給湯温度（（′）を示ず。図の線’ｒｗは給水
温度を示し、曲線１°Ｍ　ｉｚｌ：給η表の最大能力特
性曲想てバーナー１が最大燃現性で燃焼した場合にＱ×
△Ｔ二上×η−・定となる線を７Ｊくず。ここでＫはバ
ーナの燃焼）＋４（ｂｄし／　ｈ　）ηは熱交換器等の
効率、△Ｔは帽湯τｌ！歴と給水温１及の差（’Ｃ）、
つ丑り温度上昇を示ず０給湯装置が鎖側側１の場合は給
湯渦Ｉ及に１．７ｗ線−１にあり給湯流用見により大き
く変化して非’ｊＫに使用しにくい。そこで燃・焼甲゛
制イ！目１回路１７てバーナ１１の燃焼Ｆ１；を１ｉｌ
ｌ　ｊｔ４１−ｊ−るコトｌ／ＣヨリＴＩ、Ｔ２．Ｔ３
のように任意の設定温度でミＴＭ組以下てあれは帽湯隈
Ｑに無関係に一定の湯温を得られる３、第２１ンＩの演
清増幅回路１７は温度差に比例しだ信号を出力する比例
回路でも、あるいは微分、積分要素を営むＰＩＤＭ路に
することも容易である。さらに開側１弁１０はオンオフ
弁、ノ・イロー弁、多段弁Ａ、ｌｉ−でもよい。

流用、制御回路１８は、水量センサ６の信号を績１１回
路２１でｆ湯にを積算し、その値が予め設ン「烙れた風
呂設窟水＾４２２とを比較器２３で比ｌ収し、給湯量、
が設矩水亀になったときに水バルブ８を閉じて給湯を１
＋市する。ここで水バルブ８は常開型あ／：）いは常閉
ｔ（￥！の電磁パルプでもモータバルブでも′よい。

風呂スイッチ１６はこれを操作することにより通常の給
湯と風呂給湯を、Ｊ択する事を可能とし、流用７１制御
回路１Ｂを駆動すると同時に切替回路２４により絽湯設
定温度を温度設定ツマミ１６の信号からＪ戦呂謳１及設
定値２５へ切替える。第３図て１１ｕ常Ｔ１〜Ｔ３の任
意の温度で給湯していてもＩｌｔ呂スイッチ１６をオン
にすることにより設定温度はＴＦに自動的に変更される
。

また水量センサ６は給湯量を積算する信号を出力すると
共に水用の有無を検知する信号としでも利用している。

通常水が流れでいないときはバーナ１１は消火しており
、どこかの北口１を開いて水が直れたことを検出して点
火回′ｅＴ（図示せず）が動作し、燃焼を開始する。従
来の給湯機では水圧を検出してこれによりバーナ１１を
点、消火する水圧応動弁を設けていたが水量センサ６に
よりこれが不要となる、 第４図〜第６図に水量センサ６の例を示す。第４図は水
車２６を水の流れにより回転さぜ、水ｊ４ｊ２６に設け
た磁石２７０回転をホール素子２８、等の感磁素子で開
数する構成である。ホール素子２８はリートスイッチで
もよい１〜、丑だ水車２６の回リムにより発電器を回し
て発電′市川を検出する方法や光パルスを発生する方法
等であってもよい。

第５図は前述の水圧応動弁と凹じ原理てあり流路に設け
たオリフィス２９０前後の差圧を検知器３０て検出する
方法により流量を測定するものである。

第６図は流路に抵抗体３１を設けてその下流に発ｌトす
るカルマンｄ’Ｈ＋の数が流量に比例する小を応用した
ものであり、超音波発信器３２と受イｄ器３３に」二り
カルシマン簡３４の数をカウント６丁能としている。

水用検知器６Ｃ１このように独々の方式の応用が考えら
れ、とのような方式であってもよい。ここでは王も構成
か簡単なｌ１ｇ４図に示ず水屯式を用い検出にはｍ力に
より接点が開閉するリードスイッチを１更用した汐りて
説明してゆく。

第７図はコントローラ１３の具体回路例を示す。

図て一般的な回路はブロックにて示しここての説明は省
＜　ｒ、１３５はｌｌ￥１１．流電源で抵１冗３６を辿
して水り置ヒンザ６　（リードスイッチ）が接続されて
いる。

との／こめ５「イ＼ンａは水か流れて磁石２７がリート
スイッチ２８　（第６図）に対向したときにリードスイ
ッチ２８か４．１１１１してアース電位となり、それ以
外σ月！、〒ｉ、Ｊ、直冗′屯源３５のプラス電位とな
る。第４図の水車２６の場合水車２６が一回転する毎に
４回ローパルスが出る。３７は比較器であり電位ａとｂ
を比較する○電位すは直流電源３５のほぼ中点′屯もン
にｄクボされているため出力ｃ　ｐａｌ、電イ）ン：ａ
と同期したパルスとなる。抵抗３８とコンデンサ３９は
積分回路を示す。つまり出力Ｃがハイのとき抵ｆ＞ｉ、
’　３８を通してコンデンサ３９に充電さｉｌて？ｆｊ
位ｄｒ、Ｊ：　ｇＥ々に上昇してゆく。出力Ｃがローレ
ベルになったときコンデンサ３９はダイオード４０を辿
して急激に放電する。この状態を第８図に示す。

第８図は）ｒｆｊ、ｌｌｌ１１を時間としたタイミング
チャートをボしＣは′眠位Ｃ−の状態で時間ｔ１の間ｄ
、水力罰１−れていて周期的にローパルスが発生してい
る。このためパルスがハイのときはコンデンサ３９に充
電され電位ｄは図のように上昇してゆくがローパルスが
発生した時点でダイオード４０により放１（３ｉされる
だめＩコキリ波となる。ここで第７図の比較器４１は電
位ｄと′電位ｅを比＋１ダしている。１１．７間ｔ１は
水がｖＩｆ、れており水ｍ、セセン６がら流量信号か人
力されている状態であ゛す、′？Ｉ幌ｔ＋＞：　ｄの〆
コキリ彼は電位ｅを糾える事はない。このため比較器４
１の出力ｆはハイ出力となり、トランジスタ４２が導通
し、リレーＲｙ１が動作している。これによりリレーＲ
ｙ１の接点４３がオンして演算増幅回路１７や流量制御
回路１８に電源を供給している。４４はバーナ１１の着
火や消火シーケンス動作をする燃焼回路を示し、例えば
接点４３のオンと同時に点火器を動作させ、バーナ１１
に着火した時に点火器を１４市する等の一般的な開側１
を行なう。

ここで水の流れを停止すると第８図ｔ２のように流吊信
弓°Ｃはハイとなりパルスを発生しない。

このためコンデンサ３９は充電を続けて４コギリ彼にな
らなくｅ電位を越えてしまう。これによりコンパレータ
４１の出力ｆはローとなりトランジスタ４２を過断腰１
）レーＲｙ１の動作を停止］二、する・〕以１−から接
点４３が開きバーナ１１が消火さ７する。

削ｎ渭幅回路１７は、ここでは抵抗４５．４６、γ品度
設〆用用変抵仇器１５２１と温度センサ１４でブリノン
回路を組み、その中点電位ｇ、ｈを増幅制御回路４７に
久方する。増幅制側１回路４７は電位ｇ−ｈの差電位を
増幅して制御弁１ｏの駆動用トランジスタ４８に信号を
出力する。ここではトランジスタ４８のコレクタ電流値
に応じて制御弁１０は連続的に燃焼量を可変する。増幅
側（＋１１回路４７は必要に応じて微分要素や積分要素
、その他遮Ｆ！ｊＩ要素等を組込んだものであってもよ
い。

ここで風呂スイッチ１６をブツシュするとリレーｈｙ２
が導通しその接点４９によりリレーＲｙ２が自己保持さ
れる。これにより流量制御回路１８に電源を供給すると
同時にリレーＲｙ２の第２の接点（切替回路）２４が抵
抗２５例に切替る。抵抗２６は半固尾抵抗であり風呂温
度接定（ｉｌを好みに応じて決定する。これにまりｊ風
呂スイッチ１６をオンした時は元の温度接定値１５に無
関係に風呂温度接定値２５に切替えられる。

流ｆｔｔ　Ｍｉ制御回路１８は水量センサ６の信号パル
スをカウンタ回路６ｏでカウントして所定の設５Ｅ　ｌ
＋７２２になった時にトランジスタ６１を駆動し水バル
ブ８を閉じる信号を出力する。水バルブ８が閉じられる
と水の流れはなくなり水量センサ６の信号もなくなる。

このためリレーＲｙ１がオフして燃焼を１・？止する。

同時にリレーＲｙ２の自己保持も解除され、次に水を流
すと元の設定温度１５に戻る。このとき水パルプ８も開
くように構成している。

水ｍ：ｌｘ値２２は可変できるようにしておき各Ｗ％の
（ｔ４　＋曹に応じて予めセットしておく。

第９図は以上の動作をフロー図にして示すものである。

コントローラ１３をマイクロコンピュータ労て構成する
場合はこの場合はこのフロー図に従えはよい。

発明の効果 本発明の給湯装置は、各家庭の浴槽の容置に応じた給湯
用゛を給湯すると自動的に給湯を停止するため給湯不足
や給湯過料により湯をあふれ烙せる１（がなくなり′ゲ
全な！二に水、燃料の省エネルギーとなる１、丑た虹１
１にアタッチメント等を必要とせず仇榮、既築住宅に広
く設置できる。

また実施例のごとく選択スイッチを設けて、風呂の給湯
が必要な時にたけ前記給湯量の制釧動作をする旨により
風呂の給湯以外の場合には通常の甲 給湯様として従来通りの使用が可能であり便い勝手が向
上する。

きらに実施例のごとく選択スイッチに連動してＪ！＠、
呂給湯時には自動的に予め定められた風呂給湯に最適の
給湯温度に制御を切替る構成とすることにより、通Ｎ給
湯機として任意の湯温で使用していても］風呂に給湯す
る場合は設定温度を調整する必要は全くなくなる。

また本発明では給湯量を検出積算するだめの水量センサ
により水流の有無の検知も兼ねる４’Ｎ￥成とし、新た
なセンサを追加する事なく水流がない場合には燃焼を停
止し、水流が発生した時に燃焼を開始するだめ、給湯機
の使用に際しては蛇１」の開閉のみでよく、人間が点火
、消火動作をする必要がなくなり、全自動給湯機が実現
できる。

さらに実施例のごとく選択スイッチにより風呂給湯を選
択した場合でも給湯を一度停止した時にリセットする構
成とすると、風呂給湯が終了したとき、あるいは途中で
中止したいときにもコントローラて切替る必要がなく蛇
口を一度閉止するたけて通常の給湯機の動作に戻る。

これに加えて風呂に給湯するだめの給＠絹、は各家庭の
浴槽の大きさに応じて設定可能な構成であるため浴槽の
形状、太ささに関係なく幅広く利用できる。

同様に風呂へ給湯する場合の湯温も調整可能としでいる
ため、符家庭の好みに応じて設定できる。

寸だ耐湯−：と湯温の設定を組合せる事により熱い湯を
小搦給陽して水でうめる、あるいは適温で浴槽−ばい給
湯する等、好みや燃料費の少ない給湯方法を選ぶことか
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明する給湯装置のシステ
ム図、第２図はコントローラの動作を説明するブロック
図、第３図は給湯装置の動作を示ず特τＬ図、第４図、
第５図、第６図は水計センザの構ＩＪ１４例復・不す構
成図、第７図は具体的な制御回路図、第８図はその動作
説明図、第９図はコントローラ動作を説明するフロー図
、第１０図は従来の水量制御用のアタッチメントを示す
図である７、６・・・　水量センサ、７・・・熱交換器
、８　　水」し・−４ バルブ、制御弁（燃料制御弁）、１１　　バーナ、１４
・・・・・温度センサ、１５　　湯温設定ツマミ、１６
・・・・・風呂スイッチ（選択スイッチ）、１７燃焼量
制御回路、１８・・・・・流駄制御回路、２２・・風呂
設定水量（予め定められた給湯量）、２４・・接点（切
替回路）、２５　　風呂温度設定１１１０ 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敞　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 Ｑ 第　４　図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）燃刺を燃焼するバーナと、前記バーナにより水を
   加熱する熱交換器と、前記熱交換器出口の温度を検出す
   る温度センサと、前記温度センサの信号に応じてバーナ
   への燃焼量を制御する燃イ１制側ＩｙＰを駆動する燃焼
   量制御回路とを有し、前記熱交換器を流通する水量を検
   出する水量センサと、前記水量センサの信号により予め
   定められた給湯敏に達しだことを検出して給湯を停止す
   る水バルブを駆動する流量制御回路とを設けた給湯装置
   。 （２）流１−制御回路および水バルブは、選択可能とす
   る選択スイフチにより駆動する構成とした特ａ′１請求
   の範囲第１項記載の給湯装置。 （３）　　選｛１〈スイツチは、これにより流量制御回
   路を１１駆動すると同時に燃焼量制仙１回路の給湯設定
   温度を任意の温度設定１１１から予め定められた固定の
   温度設定値に切替える切替回路を動作する構成とした特
   ｆ［請求の範囲第２項記載の給湯装１ｄ．３、（４）水
   量センサは、流水量を瑛知すると同時に流水の有無を検
   知し、流水がある時に燃焼量制御回路に１、１号を送り
   、バーナに点火して燃Ｄ″，；　ｌ，ｉを制御し、流水
   がない時に燃・μ■を停止する構成とした特許請求の範
   囲第１項記載のボｉ湯装爾６。 （５）水数センサは、流水がなくなったとき選択スイツ
   チあるいは切替回路を自動的にリセ・１・する構成とし
   た＠Ｗ［請求のイー１１囲第２項あるいは第３項に８己
   載の給湯装＋ｒｔ．　ｎ （６）予め’７．Ｌ：められた給水量は、１虱呂の浴槽
   に適した給湯…−とし、任意に設定可Ｉ止としだ特ＷＩ
   一請求のイＩ鯖用第１項記載の給湯装置。 け）予め躍められた固定の温＃設定値は、風呂のｍ替り
   に適した給湯温度とし、々ずみに応じでｌｊｌｊ　至呵
   能としだ特Ｗ１請求の範囲第３川記ｉあの給湯装１甑。