JPS6251378B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は瞬間式給湯装置の給湯温度制御に関す
るもので、加熱入力と給湯水量をそれぞれ自動的
に制御するものである。

瞬間式給湯装置で加熱入力を調節し、出湯温度
を制御する湯温制御装置は公知な技術であるが、
給湯装置の加熱能力以上の過大水量が供給される
と湯温が低下する問題があつた。

この問題の解決のために加熱前に水量を最大に
しておき、加熱の一定時間後に加熱器の入力が最
大でかつ設定温度に対し出湯温度が低下していれ
ば水量を減少させることは既に知られているが、
上記の方法では加熱後一定時間待たなければ適切
な温度が得られないので、使用者にとつて不便で
あるばかりでなく、その間の加熱エネルギーが無
駄になるという欠点があつた。

本発明はかかる欠点を除去したもので、加熱装
置の最大能力によつて可能な最大水量を加熱前よ
り設定し、前述のような待ち時間をなくすことを
目的とするものである。

この目的を達成するために本発明は加熱装置で
加熱される熱交換器の入水温度と出湯温度をそれ
ぞれ温度検出器で検出し、出湯温度設定部の信号
と出湯温度信号とを演算する加熱制御部によつて
加熱制御器を作動させ加熱装置の発熱量を制御す
ると共に、出湯温度設定部の信号と入水温度信号
と加熱装置の最大能力とを演算する理論水量演算
部によつて、理論水量＝（加熱装置の加熱能
力）／（設定温度と入水温度との温度差）を演算
し、さらに水量補正部において出湯温度設定部の
信号で理論水量を補正し、出湯設定温度が低いと
き理論水量とほぼ等しくして出湯温度の安定化を
はかり、出湯温度が高いとき理論水量より大きく
して加熱能力の安定化をはかるように水量制御器
の駆動装置を制御するもので、以下その実施例を
添付図面によつて説明する。

第１図において、１は水量制御器で、水は流入
路２から弁室３に入り制御弁４と制御孔５との隙
間を通つて一次室６に流入する。７は制御弁４と
共動するダイヤフラムで、その他面側は二次室８
を形成し、二次室８には制御スプリング９があつ
て一次室６側へ付勢している。一次室６に流入し
た水は差圧孔１０と差圧弁１１と差圧スプリング
１２で形成される差圧発生部１３を通過し、熱交
換器１４、出湯管１５より外部へ供給される。一
次室６と二次室８とを連通する第一連通路１６に
は調節弁１７が設けられ、二次室８と差圧発生部
１３とを連通する第二連通路１８には絞り１８ａ
が設けられている。前述の調節弁１７はギヤボツ
クス１９とモータ２０からなる駆動装置２１によ
つて回転させられ、その開度が変化する。二次室
８の圧力は調節弁１７と絞り１８ａの分圧によつ
て定まり、調節弁１７の回転によつて変化させる
ことができ、二次室８の圧力を調節することによ
り制御弁４を変位させ水量を制御することができ
る。２２は入水温度検出器で熱交換器１４の入口
側で水温を検出できれば特に位置を限定されな
い。

以上の構成を有する水量制御器１を通過した水
は熱交換器１４で加熱され、出湯管１５の出湯温
度検出器２３によつて湯温が検出される。

ガスはガス供給路２４より加熱制御器２５を通
つて加熱装置２６で燃焼する。２７は給湯制御器
で加熱制御器２５や駆動装置２１を制御する。

第２図のブロツク線図において、給湯制御器２
７は出湯温度設定部２８、加熱制御部２９、初期
設定水量部３０、時限装置３１、水量再設定制御
部３２を有しており、出湯温度制御は可変抵抗器
などで構成される出湯温度設定部２８と出湯温度
検出器２３のそれぞれの信号が加熱制御部２９で
演算され、公知のPID制御によつて加熱制御器２
５を駆動し、加熱装置２６の発熱量を加減するこ
とによつて熱交換器１４の出湯温度を一定にす
る。水量制御については出湯温度設定部２８と入
水温度検出器２２の差温信号と、あらかじめ設定
してある熱交換器１４を含む加熱装置２６の加熱
能力とから、理論水量＝（加熱装置の加熱能
力）／（設定温度と入水温度との温度差）を水量
初期設定制御部３０内にある理論水量演算部３０
ａにおいて演算する。この理論水量は出湯温度設
定部２８の信号により、水量補正部３０ｂによつ
て補正され、駆動装置２１へ信号を送出される。
この送出信号は駆動装置２１の種類によつてあら
かじめ調整されている。例えば駆動装置２１がパ
ルスモータであればパルス信号を、同期モータで
あれば交流信号を、直流モータや直流ソレノイド
であれば直流信号を送出する。また水量初期設定
制御部３０での駆動装置２１の制御はパルス数や
通電時間で行なわれる。駆動装置２１は水量制御
器１の調節弁１７を回転させ、二次室８の圧力を
調節し水量を制御する。

水量制御にはもうひとつの制御モードがあり、
出湯温度設定部２８と出湯温度検出器２３の信号
を時限装置３１を介して演算する水量再設定制御
部３２の信号によつて駆動装置２１を駆動するこ
とができる。

次に動作について説明する。電源が投入される
と出湯温度設定部２８と入水温度検出器２２の信
号が取り入れられ、理論水量演算部３０ａで演算
が行なわれる。理論水量演算部３０ａでは加熱装
置２６の加熱能力をあらかじめ設定してある。例
えば制御にマイクロプロセツサを使用する場合に
はあらかじめプログラムされて記憶素子に書き込
まれている。加熱能力の異なるそれぞれの機種に
対し、マイクロプロセツサを共通にしたい場合に
はスイツチ切換によつて設定を切り換えることが
できる。理論水量演算部３０ａで演算された理論
水量は水量補正部３０ｂで補正されて、初期設定
水量を算出し、この初期設定水量に応じた駆動信
号を駆動装置２１に出力する。この信号によつて
駆動装置２１を介て、調節弁１７が回転し水量の
初期設定を行なう。第３図ａにおける曲線Ａは本
発明の駆動装置２１の出力に対する水量設定値を
示すもので、曲線Ｂおよび曲線Ｃは水量制御器１
のバラツキによつて水量設定値に誤差を生じた場
合である。曲線Ｄは後述する加熱装置２６によつ
て決定される能力曲線と一致するような特性であ
る。第３図ｂは出湯設定温度と入水温度の温度差
（湯温上昇値）に対する水量設定の変化を示した
ものであり、曲線Ｅは加熱装置２６の能力によつ
て定まる能力曲線を示すもので、水量制御器１の
特性が第３図ａの曲線Ｄに対応している。曲線Ｆ
は本発明の場合の出湯設定温度と入水温度との温
度差（湯温上昇値）と水量の関係を示しており、
曲線Ｇおよび曲線Ｈは水量制御器１の他に入水温
度検出器２２のバラツキを考慮したもので、曲線
Ｆ，曲線Ｇ，曲線Ｈはそれぞれ第３図ａの曲線
Ａ，曲線Ｂ，曲線Ｃに対応している。例えば出湯
設定温度と入水温度より湯温上昇値が比較的低温
度で第３図ｂのＴ１にあつたとすれば、水量は標
準的にはＱ１に設定される。しかる後使用者によ
つて通水が開始されると水量Ｑ１が流れ、加熱装
置２６の燃焼が開始し、湯温上昇値はＴ１となつ
て設定と一致し、かつ能力曲線Ｆと一致している
ので能力全開で給湯される。バラツキによつて水
量がＱ２に設定されると、湯温上昇値はＴ２にな
る。この場合出湯温度設定に対する出湯温度の偏
差は第２図に示す出湯温度設定部２８と出湯温度
検出器２２のそれぞれの信号が時限装置３１を介
して水量再設定制御部３２で演算される。時限装
置３１は加熱装置２６を熱交換器１４の加熱時間
遅れの長さを設定してある。水量再設定制御部３
２では出湯設定温度と実際の出湯温度の温度差が
ある設定された範囲以上であれば、駆動装置２１
を駆動する。したがつて設定された湯温上昇値Ｔ
１に対し実際の出湯温度上昇値がＴ２であるの
で、水量再設定制御部３２の信号で駆動装置２１
が一定時間あるいは温度偏差に応じて駆動されて
水量がわずかに補正されてＱ１に再設定され、そ
の結果湯温上昇値はＴ１に一致する。この場合の
水量変更はわずかであるので時間的には速く応答
する。また出湯設定温度がＴ１に設定されたのに
もかかわらずバラツキによつて水量がＱ３に設定
されると、湯温上昇値はＴ３になる。この場合は
出湯温度設定部２８と出湯温度検出器２３の信号
による偏差が加熱制御部２９で演算され、加熱制
御器２５で加熱量が調節されて、直ちに出湯温度
が設定温度と等しく制御される。このように湯温
上昇値が低温度の場合、水量設定の標準値が能力
曲線Ｆ上にあればバラツキがあつても出湯温度が
設定温度に達するまでの時間が短かい。次に湯温
上昇値が比較的高温度に設定され第３図ｂのＴ４
にあつたとすれば、水量は標準値あるいはバラツ
キによりそれぞれＱ４，Ｑ５，Ｑ６に設定され、
湯温上昇値はそれぞれＴ５，Ｔ６，Ｔ７になる。
この場合前述のように出湯温度設定に対する出湯
温度の偏差が時限装置３１を介して水量再設定制
御部３２で演算され、駆動装置２１を駆動して水
量をＱ７に再設定することにより湯温上昇値をＴ
４に一致させる。バラツキを含んだ水量設定値Ｑ
４，Ｑ５，Ｑ６はいずれも能力曲線Ｆよりも水量
が大きい。このため必要以上に水量が制限されて
加熱装置２６の加熱量が制限されるということが
なく、能力全開で給湯する。

使用者による水量の制限に対しては湯温制御の
ため加熱装置２６の能力調節が必要となる。この
場合は出湯温度設定部２８と出湯温度検出器２３
のそれぞれの信号の偏差が加熱制御部２９で演算
され、加熱制御器２５で加熱量が調節されて、出
湯温度が設定温度と等しく制御される。

また使用者によつて出湯温度設定がある限度以
上変更された場合には水量制御はリセツトされ、
入水温度検出器２２と出湯温度設定部２８のそれ
ぞれの信号が水量初期設定制御部３０で演算され
駆動装置２１へ出力する。

以上述べたように本発明は出湯温度設定部と入
水温度検出器のそれぞれの信号と加熱装置の加熱
能力とから理論水量演算部において、理論水量＝
（加熱装置の加熱能力）／（設定温度と入水温度
との温度差）を演算し、出湯設定温度が低温のと
き前記理論水量とほぼ等しく、出湯設定温度が高
温のとき前記理論水量よりも大きく水量補正部で
補正し、それぞれ出湯温度設定が比較的低温のと
きには理論水量付近に水量設定し、出湯温度設定
が比較的高温のときには理論水量以上に水量設定
したので、加熱装置による湯温上昇を待たずして
あらかじめ水量が設定されるので水量の安定すな
わち湯温の安定に要する時間が短かい。特に低温
度設定すなわちシヤワーなど正確な温度制御が必
要なときには応答時間が短かい。また能力全開で
給湯することが必要な風呂への沸き返しのような
高温度設定では水量のバラツキがあつても能力全
開で給湯できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図
は本発明の実施例を示す制御ブロツク線図、第３
図ａ，ｂはそれぞれ本発明の実施例における水量
制御器の特性を示すグラフである。 １……水量制御器、１４……熱交換器、２１…
…駆動装置、２２……入水温度検出器、２３……
出湯温度検出器、２５……加熱制御器、２６……
加熱装置、２７……給湯制御器、２８……出湯温
度設定部、２９……加熱制御器、３０……水量初
期設定制御部、３０ａ……理論水量演算部、３０
ｂ……水量補正部、３１……時限装置、３２……
水量再設定制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動装置を有する水量制御器と、前記水量制
   御器と連絡された熱交換器と、前記熱交換器の加
   熱装置と、前記加熱装置の加熱制御器と、前記熱
   交換器の入口および出口にそれぞれ設けられた入
   水温度検出器および出湯温度検出器とを備え、出
   湯温度を設定する出湯温度設定部と前記加熱制御
   器の加熱制御部と、前記駆動装置を制御する水量
   初期設定制御部とからなる給湯制御器を有し、前
   記水量初期設定部は理論水量＝（加熱装置の加熱
   能力）／（設定温度と入水温度との温度差）を演
   算する理論水量演算部と、出湯設定温度が低温の
   とき前記理論水量とほぼ等しく、出湯設定温度が
   高温のとき前記理論水量よりも大きく水量設定す
   る水量補正部とを備えた給湯加熱制御装置。 ２ 加熱装置の作動以前に駆動装置が作動する特
   許請求の範囲第１項記載の給湯加熱制御装置。 ３ 給湯制御器は出湯温度設定部と出湯温度検出
   器の信号を時限装置を介して演算する水量再設定
   制御部を有し、前記水量再設定制御部によつて駆
   動装置を制御する特許請求の範囲第１項記載の給
   湯加熱制御装置。 ４ 出湯温度設定部が設定された温度幅以上に変
   更されたとき、水量初期設定制御部で再び演算
   し、駆動装置を制御する特許請求の範囲第１項記
   載の給湯加熱制御装置。