JPS62175552A - 冷温水吐出装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷温水吐出装置、詳しくは、シャワー等の吐
出器具に給湯機から低温湯と高温湯を交互に供給する装
置に関する。

（従来の技術） 従来の冷温水吐出装置は、例えば高温湯、低温湯と両者
の中心温度との温度差、即ち温度振幅を５℃づつ数段階
に亘って変えることができるようにしたものの場合、高
温湯、低温湯を得るための必要熱負荷を、 Ｆｒ　＝ＱＨ（Ｔｓ　　Ｔｃ　）においてＴｓＫＴｓ±
５・αを代入するフィードフォワード方式を用いて求め
ている。

即ち、 Ｆ＋＝ＱＨ（Ｔｓ＋ｓ・α−Ｔｃ　）＝Ｑｎ（Ｔｓ−Ｔ
ｃ　）＋５＊α＊ＱＨ Ｆ−＝Ｑｎ（Ｔｓ−５−ａ−Ｔｃ）＝ＱＨ（ＴＳ−Ｔｃ
）−５＊α＊ＱＨ Ｆｔ’中心温度の湯を得るだめの必要熱負荷（平均必要
熱負荷） Ｆ＋：高温湯を得るだめの必要熱負荷 （高温湯用必要熱負荷） Ｆ−：低温湯を得るための必要熱負荷 （低温ｊ用必要熱負荷） ＱＨ：水量　　ＴＳ：中心温度　　ＴＣ：入水温度α：
冷温水の強さく温度振幅の段階） であった。

しかし以上のように高温ｉ１低温湯の必要熱負荷を求め
るのにフィードフォワード方式を用いる従豫の冷温水吐
出装置では、低温湯から高温湯、高温湯から低温湯へ変
化する際の温度の立上がり、立下がりが第５図に示すよ
うに緩やかであり、冷温水効果（マツサージ効果）が十
分に満足のいくものではなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明が解決しようとする問題点は低温湯から高温湯、
高温湯から低温湯へ変化する際の湯温の立上がり、立下
がりを鋭く、速くすることである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明が講する技術手段は
、給水源と冷温水吐出器具とを途中に熱交換器を備える
給水系統を介して接続し、ノ（−ナーによる熱交換器の
加熱状態を大小周期的に変化させて冷温水吐出器具から
高温湯と、低温湯を交互に吐出させる冷温水吐出装置に
おいて、給水系統に配備する水量センサー、給水系統の
熱交換器より上流側に配備する入水温センサー、同下流
側に配備する出湯温センサー、設定された冷温水の高温
湯温度及び低温湯温度と前記水量センサーが検出する水
量、入水温センサー及び出湯温センサーが夫々検出する
入水温度、出ω温度、夫々のデーターを取り込んで、上
記高温湯及び低温湯を作り出すだめの夫々の必要熱負荷
を演算する手段、バーナーの熱量を可変する熱量調整手
段をバーナーが所定の周期時間と冷温水比で交互に高温
湯用必要熱負荷燃焼、低温湯用必要熱負荷燃焼するよう
に制御する手段を備えることである。

（作　用） 而して、本発明の上記技術手段によれば、低温湯から高
温湯、高温湯から低温湯へ変化する際フィードバックを
入れた分だけ目標温度が嵩上げされることになるため温
度が素速く上昇及び低下する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。

第２図において（Ａ）は冷温水を作り出す給湯機、（Ｂ
）はコントローラーであり、上記給湯ｔａ　（Ａ）は１
つの熱交換器（１）に対して、第１バーナー（２）及び
第２バーナー（３）の２つのバーナーを備え、ガス配管
（４）を介して供給されるガスが第１バーナー（２）及
び／又は第２バーナー（３）で燃焼し、給水系統（５）
を介して給水源から冷温水吐出器具（６）に流動する水
が熱交換器（１）で加熱されるようになっている。

ガス配管（４）は中途部で第１バーナー（２）に連絡す
る第１ガス配管（４ａ）と第２バーナー（３）に連絡す
る第２ガス配管（４ｂ）に分岐しており、この分岐部分
より上流側のガス配管（４）に元電磁弁（７）を備えて
いる。

そして、上記第１ガス配管（４ａ）には第１電磁弁（８
）と第１比例制御弁（９）が設けられ、第２ガス配管（
４ｂ）には第２電磁弁（ト）と第２比例制御弁αめが夫
々設けられる。

従って、第１バーナー（２）と第２バーナー（３）は、
いずれも、元電磁弁（７）が開いた状態で夫々第１゜第
２電磁弁（８）α０を開弁ずれば、第１．第２比例制御
弁（９）（１１）の開度に応じた量のガスが供給される
ことになり第１．第２比例制御弁（９）α埠の開度を変
え供給ガス量を変化させることにより第１．第２比例制
御弁（９）α→で制御できる範囲において熱量を変える
ことができる。（以下、斯る熱量制御方式を比例制御と
称すっ） また、上記両バーナー（２）（３）は第１．第２電磁弁
（８）（ＩＣ）の開閉を繰り返えすことにより間歇燃焼
させることができるので、比例制御弁（９）α→の開度
を一短に保ち、電磁弁（８）α０の開閉を繰シ返えせば
、開閉周期の長さ及び開弁時間と閉弁時間の比を変化さ
せることによυ、上記一定に保たれた比例制御弁（９）
α力の開度で連続燃焼させたときの熱量から、電磁弁（
８）α１の開弁時間に対して閉弁時間を極めて小さくし
たときの熱量、卯ち０に近い熱量までの範囲で熱量を変
えることができる。（以下、斯る熱量制御方式を１出歇
燃焼制御と称す。）上記第１バーナー（２）と、第２バ
ーナー（３）は、第２バーナー（３）の最大燃焼量が第
１バーナー（２）の下限燃焼量と同等若しくはそれより
若干大きくなるように設定する。

そして、この実施例の場合、第１バーナー（２）は５本
のバーナー単体（２γにより、最小号数が４号で最大号
数が１５号になるようなユニットに構成され、第２バー
ナー（３）は２本のバーナー単体（３γにより、最小号
数が１．６号で最大号数が６号になるようなユニットに
構成されている。

従って、給湯機（Ａ）は第２バーナー（３）のみを使用
して、これを比例制御すれば１．６号乃至６号の範囲で
、第１バーナー（２）のみを使用してこれを比例制御す
れば４号乃至１５号の範囲で夫々燃焼量を可変でき、更
に第１バーナー（２）と第２バーナー（３）を同時に使
用してこれらを比例制御すれば、５．６号乃至２１号の
範囲で燃焼量を可変できる。

また、給湯機（Ａ）は第２バーナー（３）のみを使用し
、第２比例制御弁α９を適当な開度、例えば３号相当の
開度に保って、第２電磁弁（至）の開閉を繰り返えし、
その周期と、開閉時間の比を可変せしめて間歇燃焼制御
することにより、０号乃至１．６号の範囲で熱量を制御
することができる。

従って、この給湯機（→は第１．第２バーナー（２）（
３）の適当な組み合わせと切換及び比例制御と間歇燃焼
制御の切換えにより０号乃至２１号の範囲で熱量を制御
することが可能になる。

上記、第１、第２バーナー（２）（３）の組み合わせと
切換及び比例制御と間歇燃焼制御の切換えは、必要熱負
荷に応じて後述する制御部（２）から発生される信号に
基づいて行なわれ、その信号展開は下表の通りである。

一万、給水系統（５）には熱交換器（１）より上流側に
水量センサー（６）と入水温センサー（ｎが前者を上流
側に配して設けられ、熱交換器（１）より下流側に出湯
温センサー（６）が設けられる。

上記第１．第２電磁弁（８）（１０、第１．第２比例制
御弁（９）α力、水量センサー（ト）、入水温センサー
へ４、出湯温センサー（ロ）、及びコントローラー（Ｂ
）は夫々給湯機（Ａ）の機台内に格納した制御部（６）
に電気的に連絡する。

水量センサーＣ１→は給水系Ｍ、（５）を流動する水の
量、即ち流ｉＱＨを検出し、パルス信号を発生する７、
入水温センサーα◆は熱交換器（１）への入水温度ＴＯ
を検出し、出湯温セ／サー（ロ）は熱交換器（１）から
流れ出す湯の温度ＴＨを検出して夫々電圧信号を発生す
る。これらの電圧１コ号はＡ／Ｄ変換器に）でＴｃ１Ｔ
Ｈデーターに変換される。

コントローラー（Ｂ）は運転スイッチαＱ１冷温水シャ
ワー運転スイッチαη、冷温水強さ設定部（至）及びそ
の表示部（至）を備えており、上記設定部α峠で設定し
た冷温水の強さαはＡ／Ｄ変換器（財）によりαデータ
ーに変換される。

冷温水強さは、１．２．３．４．５．６．７．８の８段
階に設定され、１段階は振れ幅が２℃で、以下、２℃づ
つ振れ幅が大きくなるように設定されている。

制御部（６）は主としてマイクロコンピー−ター翰によ
り構成される。

マイクロコンピュータ−四は基本的にはＣＰＵ（ハ）、
ＲＡＭ（イ）、ＲＯＭ（ハ）より構成されている。

ＨＯＭＥＩにはＣＰＵ＠ηを制御するプログラムが書込
まれており、ＣＰＵ（ハ）はこのプログラムに従ってイ
ンプットボート（ハ）より必要とされる外部データーを
取込んだシ、あるいはＲＡＭ（２）との間でデーターの
授受を行なったシしながら演算処理し、必要に応じて処
理したデーターをアウトプットボート（イ）へ出力する
。

アウトプットボート（ハ）は、ＣＰＵＩｅからの出力ボ
ート指定信号を受けてそのボートにデーターを一時記憶
すると共にＤ／Ａ変換器−へ出力する。

Ｄ／Ａ変換器（２）はアウトプットボート（イ）から与
えられるデジタル信号を比例弁制御用及び電磁弁制御用
のアナログ信号に変えて、所要の第１、第２比例制御弁
（９）α載第１、第２電磁弁（８）（１０に出力信号を
発生する。

ＲＯＭ（ハ）に書き込まれているプログラムを７０−チ
ャートで示すと第３図のようになシ、冷温水の中心温度
、周期時間及び冷温水の吐出比は全て固定されたデータ
ーとして記憶されており、例えば周期時間は１０秒、冷
温水の吐出比は父％比となっている。

ここで第３図に従って本冷温水吐出装置の作用を説明す
る。

コントローラー（Ｉｌｌ）の冷温水シャワー運転スイッ
チ（財）がＯＮ操作されるとプログラムはスタートし、
先ず水量センサー（２）からのパルス信号を水量ＱＨタ
デ−−に変換して取り込むと共に入水温センサーα→、
出湯温上フサ−（ロ）からＡ／Ｄ変換器（財）を経て転
送されてくる入水温度データーＴ　ｃ　Ｎ出湯温度デー
ターＴＨ及び同様にＡ／Ｄ変換器に）を経て転送されて
くるコントローラー（Ｂ）の冷温水強さ設定部（至）か
らのαデーターを取り込み（ステップ■）、上記ＱＨデ
ーター、Ｔｃデーターと予め固定して記憶させである冷
温水の中心温度１日のデーターに基づいて高温湯Ｔｓ＋
を得るだめの必要熱負荷即ち高温湯用必要熱負荷Ｆ十を
フィードフォワード方式で算出し、（ステップ■）その
値に応じて使用バーナーを選択する（ステップ■）。

次にフィードフォワードによる必要熱負荷ＶＣフィード
バックを２倍利かせて高温湯用必要熱負荷Ｆ＋をフィー
ドフォワードにフィードバックを加えて演算しくステッ
プ■、その値に応じて熱量調整手段を制御し、高温湯用
必要熱負荷Ｆ＋に対応する熱量でバーナー（１）を５秒
間火燃焼させる（ステップ■）。

続いて、低温湯Ｔｓ−を得るための必要熱負荷、即ち低
温湯用必要熱負荷Ｆ−をフィードフォワード方式で算出
して（ステップ■）、その値に応じて使用バーナーを選
択しくステップ■）、更にフィードフォワードによる必
要熱負荷にフィードバックを加えて低温湯用必要熱負荷
Ｆ−を演算して（ステップ■）、その値に応じて熱量調
整手段を制御し、低温湯用必要熱負荷Ｆ−に対応する熱
量でバーナー（１）を５秒間小撚焼させる（ステップ■
）。

以下、これを繰り返えし、冷温水シャワー運転スイッチ
（１’／）がＯＦＦ操作され給湯停止の指令が出る（ス
テップ＠）−１で継続する。

（効果） 本発明は上記の構成であるから以下の利点を有する。

（１）高温掛川及び低温湯用必要熱負荷をフィードフォ
ワードにフィードバックを加える方式により演算するの
で、目標温度がフィードバック分電上げされる状態とな
り、嵩上げされた目標温度にするために温度の立上がり
、立下がりが素速く鋭くなる。

即ち、高温湯から低温湯、低温湯から高温湯へ急激に変
化し、温度変化が激しいので、冷温水マツサージ効果が
増大する１、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示する説明図、第２図はこの
発明の構成要素の全体的な配置を示す模式図、第３図は
制御の７０−チャート、第４図は温度特性を示すグラフ
、第５図は従来の冷温水吐出装置の温度特性を示すグラ
フである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 給水源と冷温水吐出器具とを途中に熱交換器を備える給
   水系統を介して接続し、バーナーによる熱交換器の加熱
   状態を大小周期的に変化させて冷温水吐出器具から高温
   湯と、低温湯を交互に吐出させる冷温水吐出装置におい
   て、 ａ、給水系統に配備する水量センサー ｂ、給水系統の熱交換器より上流側に配備する入水温セ
   ンサー ｃ、給水系統の熱交換器より下流側に配備する出湯温セ
   ンサー ｄ、設定された冷温水の高温湯温度及び低温湯温度と、
   前記水量センサーが検出する水量、入水温センサーが検
   出する入水温度、出湯温センサーが検出する出湯温度、
   夫々のデーターを取り込んで、上記高温湯及び低温湯を
   作り出すための夫々の必要熱負荷を演算する手段、ｅ、
   バーナーの熱量を可変する熱量調整手段を、バーナーが
   所定の周期時間と冷温水比で、交互に高温湯用必要熱負
   荷燃焼、低温湯用必要熱負荷燃焼するように制御する手
   段 を備えることを特徴とする冷温水吐出装置。