JPS602575B2 - 熱応答式流量制御装置 - Google Patents

熱応答式流量制御装置

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JPS602575B2
JPS602575B2 JP18911382A JP18911382A JPS602575B2 JP S602575 B2 JPS602575 B2 JP S602575B2 JP 18911382 A JP18911382 A JP 18911382A JP 18911382 A JP18911382 A JP 18911382A JP S602575 B2 JPS602575 B2 JP S602575B2
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JP
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hot water
water
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temperature
flow rate
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JP18911382A
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JPS5980582A (ja
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憲三 福吉
昇司 木村
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GASUTAA KK
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GASUTAA KK
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/01Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/13Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures
    • G05D23/1306Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids
    • G05D23/132Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element
    • G05D23/1366Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element using a plurality of sensing elements

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、比例制御式ガス給湯器の流量制御装置の改良
に関するものであり、より詳細に述べれば、給傷器の能
力外の出湯量城を自動的に自己規制すると共に、給水温
の変化時においても設定温度を確実に維持させることが
できる流量制御装置に関するものである。
一般に、比例制御式ガス給傷器の給傷能力範囲は、第1
図のような湯量−湯溢制御特性図(以下、Q−T図とい
う)に示す斜線城であり、第1図は公称給湯最大能力が
16号、同最小能力が3.9号のものを例示した。
給傷するときには、先ず出湯温度を設定した後、給湯端
末の蛇口を開けばよいのであるが、設定温度値を維持す
るには必ず出湯量をQ−T図で示す最大能力曲線内に保
たなければならない。ところが、使用者は給湯器のQ−
T特性を知悉していないから、出湯量を増そうとすると
き開度を注意することなく蛇口を開けて、出湯量を上記
最大館力曲線外にしてしまうことがある。その結果、出
湯温が設定値より低下してしまい、湯量を絞ちなければ
湯温が設定値に戻らない。このことを具体的に説明する
と、第1図において、作動点a(T=5000、Q=8
そ/min)で給湯器を使用していたものとして、湯量
を増やしたいために更に蛇口関度を大きくしたところ、
湯量が14そ′minになってしまったとする。このと
き作動点Cは架空であって、実際の作動点はb(T=4
0o○、Q=14そ/min)になる。したがって出湯
量を11ぞ/min(点e)まで絞らなければ出湯温度
は50qoに復さない。実際問題として、蛇口を開け過
ぎた後、絞るという蛇口開度の調整は難かしい上に、調
整に時間がか)つてその間の湯が無駄になる。また、給
傷器の給傷能力は給水温度によって変化する。
すなわち、第1図において水温が20ooのときの最大
・最小能力曲線は実線で示すものであるが、1oo○の
ときは破線で示すように移動する。水温が低下した際、
従来の比例制御式ガス給湯器はその最大能力で使用時に
出湯温が上らないという不都合があった。本発明は、上
記問題を解決するために、給傷側の熱応動素子によって
蛇口の関度に関係なく給水量(=出湯量)を給傷器の最
大能力曲線以下に規制すると共に、水温変化時に給水側
の熱応動素子によって給水量を補正して常に所望の出湯
量を維持できるようにした比例制御式ガス給湯器用の流
量制御装置を提供するものである。
以下、図に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。
第2図は本発明による流量制御装置を装備した比例制御
式ガス給傷器の湯量−湯温制御特性図、第3図は本発明
の実施例の縦断面図「第4図は第3図に示すものの要部
の分解斜視図、第5図イは同上の構成要素である流量調
整器の縦断面図、第5図口はイ図のA−A断面矢視図、
第6図は同上の制御特性図、第7図は熱応動素子の熱応
答説明図である。
第3図および第4図において、1は本体Aで、一端内部
に中空な調整室2およびその底部に蓮適する給水入口3
と、他端内部に中空な感熱室4およびそれに運通する給
湯入口5および給傷出口6と、さらに前記調整室2と感
熱室4とを貫通する中空段状の熱応動素子7の作用室8
を備えている。
9は前記調整室2と同径な貫通孔10をもつ本体Bで、
一端部で前記本体Aと水密的に結合され、他端にバネ受
座11を螺着している。
12は流水感知室で、給水出口13を備え、接続筒14
を介して前記バネ受座翼1に水密に固着されている。
前記給水入口3、調整室2、貫通孔10、バネ受座11
、接続筒14、流水感知室12および給水出口13から
なる給水路が構成され、給水出口13は水管15によっ
て給傷器の受熱部16に接続され、前記受熱部16は出
傷管17を介して前記給傷入口5に接続され、かくして
給水入口3より給傷出口6に至る流水系路が形成されて
いる。18は有底の中空部19をもち、外径が前記調整
室2の孔径よりも小さい可動筒で、螺刻された頭部20
を除いた部位が両側を切除されている。
21は前記調整室2に隊合し、前言己可動筒18の頭部
20‘こ螺着される摺動筒で、螺着によって後述の流量
調整器25のハウジング26を可動筒18内に荻持して
いる。
22は摺動筒21に装着される○リングである。
23は流水スイッチの動作子であって、給水路の流量が
設定値以上になると第3図において右方に移動し、その
頭部に固着されている磁性体によりリードスイッチ24
がONされる。
第3図乃至第5図において、25は流量調整器で、硬質
合成樹脂製のケーシング26、カバー・プレート27、
波様外形のコア部28と、弾性質の○リング29とから
成る公知のもののコア部28に調節村30をナット31
をもって固定したものである。
32は案内具であって、前記中空部19内に納められ、
その金警部32aが調整室2の段部2aに鞍められて固
定されている。
この案内臭32と調節杵30とによりコア部28はケー
シング26および○リング29に同じ状に遊鼓されてい
る。熱応敷素子7は例えばワックス型のもので、その駆
動子7aが前記調節村30‘こ当接している。33は給
水量を補正させるための熱応動素子であって、前記可動
筒18の底部と前記案内具32との間に支持されている
スプリング34は前記ナット31と案内臭32との間に
圧縮状に介装され、調節杵30を熱応動素子7の駆動子
7aに当綾するように付勢する。スプリング35は前記
バネ受座11と可動筒18との間に圧縮状に介袋され「
可動筒18を左方に押すように付勢する。このスプリン
グ35の付勢と前記熱応動素子33の駆動子の突出量に
よって可動筒18すなわちケーシング26が静止する。
36は前記感熱室4の開口を水蜜に封塞するカバー、3
7は後述の流量調整器25の距離Lを調節するための微
調整子である。
次に「 このようにして構成された流量制御装置の動作
について説明するが、先ず、本発明に利用した公知の流
量調整器25の調整原理について述べる。
○リング29は弾性変形材料からなり、水の流動がない
ときは、コア部28と離間距離を保って環状を呈し、か
つ静止位置にある。(第5図参照)。流量調整器25を
通って水が流れると、○リング29はケーシング26の
底面に押付けられ、コア部28の形状に影響されて生ず
る○リング29前後差圧P,一P2によってケーシング
26の底面を収縮するように内方に滑る。差圧が増すと
0リング29はコア部28の主リブfと支持リブgの山
に圧着し、菱圧が更に増すとリブ間の谷部に当接して通
水路断面積が縮小されて、その大きさと関係づけられた
流量に通水が絞られる。01Jング29の弾性(硬度、
圧縮性)と共に、リブの高さと中を通水圧に対応させて
調節することによって、どんな差圧(P,一P2)に対
しても通水路断面積が、残部を通る流量が流水圧の全範
囲に亘つて一定になるように自身で調節するのである。
このような原理に基いて、調整器は第6図に示すような
制御特性をもっている。すなわち、第6図において、機
軸(水圧)に平行した複数の性能曲線は上述のリブの調
節によって求められるのであるが、図示形状のコア部を
用いるならば、0リング26とコア部28との軸方向の
関係位置の変化によっても得られる。この形式の調整器
を一般に調節可能型流量調整器と言う。本発明は、要約
すれば、上述の流量調整器のコア部位層を移動させるこ
とによる流量の調節可能性に着目し、給湯温度を感知す
る熱応動素子を用いて給湯量を自動的に規制、調節させ
、かつ給水温度を感知する熱応動素子によって給湯能力
を一定にしたものである。
今、流量調整器25の○リング29とコア部28との相
関位置を距離Lで代表して表わすならば(第5図イ参照
)、Lの連続的な変化によって第6図の性能曲線は切れ
目なくL無数になる。以下、本発明による流量制御装置
の作用を説明する。
第3図において、給湯端末の蛇口を開けば給傷器の流水
系路内に流れが生じ、給水圧力が給傷器の最低作動圧(
=最低流量)以上になれば流水スイッチが○Nして、図
示しない比例制御式ガス弁を動作状態にし、ガス弁が出
湯温度の設定値に支配されてガス量を自動的に調節して
ガスをガスバーナに送出し、その燃焼熱、によって給水
が加熱されて蛇口に給送される。感熱室4内の熱応動素
子7は設定温度の出湯の熱を感知して駆動子7aを一定
量だけ突出させ、これにより流量調整器25の距離Lが
変化して一定値に保たれる。
この状態で流量調整器が既に説明した作用をするから、
給水圧が変化しても最大出湯量は一定になる。したがっ
て給傷端末の蛇口の関度をより大きくしても出湯量は上
記最大値より増えない。反対に蛇口の開度を絞ってゆく
と給湯器の最低出湯量まで比例制御機構によって出湯量
に拘らず設定温度の給湯が得られる。或る設定温度で最
大出湯量で(すなわち、最大能力で)給湯器を使用して
いて、設定温度をより高くすると出湯の温度が高くなり
、熱応動素子7の作用で距離Lが少なくなり、新たな設
定温度の最大出湯量まで自動的に絞られる。すなわち、
給傷器の作動点は最大能力曲線(第1図参照)に沿って
正確には微小階段状の経路を辿って移動する。その理由
は、温度設定変更による比例制御機構の動作と熱応敷素
子7の応答に若干の時間的ずれがあるからである。次に
温度設定をして、蛇口開度を絞り加減で使用、例えば第
1図の作動点aで使用していて、より多くの給湯量を得
たいために蛇口を全開にしても、流量調整器25の作用
で出湯量は最大能力曲線上の作動点eに該当する量に自
動的に規制される。
次に、給水温度が変化すると落合湯能力が変化し、例え
ば給水温が下がれば最水能力曲線が第1図に鎖線で示す
ように給陽能力が下がる。
本装置においては、給水温が低下すると、熱広動素子3
3が感知して駆動子の突出量が減り、それによって可動
筒18がスプリング35の付勢を受けて左方に移動する
。それに伴なつて流量調整器25の○リング29も左方
に移動して給水量を絞る。したがって給傷器の最大能力
曲線が鎖線のように移動したとき自動的に給水量を補正
して、上記出湯量の規制が変化した最大能力曲線に基づ
いて確実に行なわれる。今、熱応動素子7を40q0−
8000で駆動量が5脚であるもの、熱応動素子33を
0℃−3000で駆動量が2側であるものにし、微調整
子37をもって距離Lを調節して設定温度40o0(水
温上昇2500として)時の最大出湯量が16そ′mj
nになるようにすれば、第1図に示すと同じ能力16号
の給湯器の湯量−湯温制御特性図は第2図のようになる
上述のように、本発明による流量制御装置は、これを装
備した比例制御式ガス給湯器において、出湯の熱に応答
して最大能力で作動するときの設定温度に対応する最大
出湯量を自動的に規制し、かつ水温の変化で給水量を補
正して常に能力の自己規制を確実にしているから、使用
者による過度の給湯蛇口の開成に拘らず、出湯が設定温
度に保たれ、また給水温の低下時にも所望温度の出湯が
得られないという不都合が解消されて、使用者が極めて
平易かつ満足して給湯器を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般の比例制御式ガス給湯器の湯量一湯温制御
特性図、第2図は本発明による流量制御装置を装備した
同上給湯器の同上特性図、第3図は本発明の実施例の縦
断面図、第4図は同上要部の分解斜視図、第5図イは同
上の構成要素である流量調整器の縦断面図、同図口はイ
図のA−A断面矢視図、第6図は同上の制御特性図、第
7図は熱応答素子の熱応答説明図である。 1,9……本体、2・…・・調整室、3…・・・給水入
口、4・・・・・・感熱室、5…・・・給湯入口、6・
・・…給湯出口、7,33・・・・・・熱応動素子、8
…・・・作用室、10…・・・貫通孔、11・・・・・
0バネ受座、12・・・…流水感知室、13・・・・・
・給水出口、14・・…・接続筒、15……水管し 1
6……受熱部、17・・・…出湯管、18・・・・・・
可動筒、19・・・・・・中空部、20・・・・・・頭
部、21……摺動筒、22,29…・・・0リング、2
3・…・・スイッチの動作子、24・・・・・・リード
スイッチ、25・・・…流量調整器、26・・・・・・
ケーシング、27……カバー・プレート、28……コア
部、30・…・・調節村、31…・・・ナット、32・
…・・案内具、34,35・・・・・・スプリング、3
6…・・・カバー、37・・・・・・微調整子。 第IL図 第三2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7「図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 弾性変形材料製の環状リングと、該環状リングを保
    持するケーシングと、該環状リングに離間距離を保って
    同心状に遊嵌されている調節杆を止着したコア部とから
    なる調節可能型流量調整器を、そのケーシングを保持す
    る可動筒が給水路内で摺動自在になるように内装させる
    と共に、出湯温を感知する熱応動素子をその駆動子が前
    記調節杆に当接するように給湯路に設け、さらに給水温
    を感知する他の熱応動素子を前記可動筒の位置を可変に
    するように前記給水路に設けて成り、出湯設定温度に相
    関する最大出湯量を、その給湯器の最大能力以内に規制
    すると同時に、給水温に基づく能力の変化を補正するよ
    うにしたことを特徴とする比例制御式ガス給湯器用の熱
    応答式流量制御装置。
JP18911382A 1982-10-29 1982-10-29 熱応答式流量制御装置 Expired JPS602575B2 (ja)

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JPS61177670U (ja) * 1985-04-24 1986-11-06

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