JPH01118071A - 給湯器の制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、水量ＳＷ弁により熱交換器内に流入する水の
量を調整することにより、緬湯温度を変更する給湯器の
制御装置に関する。

［従来の技術］ 給湯器の給湯温度は、流入する水量に応じて加熱量を変
更することにより、また、加熱量が一定である場合には
、水量を変更することにより設定水温に制御することが
できるため、それぞれの給湯器に応じて水温が制御され
ている。

給湯器では、さらにこれらを組合わせることにより、設
定水温が最高温度に設定された場合にも設定温度に制御
するために、給湯開始時における給湯水量に基づいてそ
の加熱量および水量を制御し、その後は１、水量制御弁
によって水量を変更することにより出湯温度を変更して
いる。

このとき変更された水量を検出する方法として、予め給
湯開始時に水量と水量制御弁の回動角度とを検出するこ
とによりその通水量を計算しておき、その後はポテンシ
ョメータの抵抗値を位置信号として読み込むことにより
、水量制御弁の回動角度を検出して通水量を換算する方
法がある。

［発明が解決しようとする問題点コ この方法によれば、設定変更時に水量の検出のために水
量センナからの信号を変換・するという余分な処理がい
らなくなるが、水量制御弁の回動角度をポテンショメー
タの特性を整合させる必要がある。

しかし、水量制御弁の回動角度を検出するためにポテン
ショメータとして使用される可変抵抗器は、第４図の鎖
線に示すように摺動体８４が最大変位した場合には、リ
ード端子８１に接触してその抵抗値が０［Ωコになる構
造になっていて、摺動体８４と接続された端子８５とリ
ード端子８１との間の抵抗値と、摺動体８４の回動角度
とは、第５図に示すとおり、その回動範囲内において必
ずしも比例していない、すなわち、摺動体８４の回動角
度が０゜のときと、Ａｏのときでは同じＯ［Ω］を示し
、回動角度がＡｏからＤｏの間においてのみ比例関係を
有している。従って、この可変抵抗器８０をその回動可
能角度全体に互って０°からＥｏまで回動させると、回
動角度に比例した抵抗値が得られないことになり、水量
制御弁３３の弁体がどの開度を示しているか検出できな
いという問題点がある。

本発明は、可変抵抗器を水量制御弁の回動角度検出手段
に使用した水量制御弁の制御装置において、その回動角
度を確実に制御することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、内部を水が通過する熱交換器と、回動する弁
体を備え、該弁体の回動状態により前記熱交換器に流入
する水量を調節する水量制御弁と、前記熱交換器に流入
する水量を検出する水量検出手段と、前記熱交換器に流
入する水温を検出する入水温検出手段と、前記熱交換器
を通過する水を加熱するための加熱手段と、前記弁体の
回動角度を検出するために設けられ、前記弁体の回動角
度に応じて一体的に変位する摺動体、該摺動体が摺動す
るための摺動面、前記摺動体の変位範囲内の前記摺動面
に設けられた抵抗体からなり、前記摺動体の変位位置に
応じた抵抗値を示す位置検出手段と、前記熱交換器から
流出する水の温度を設定する水温設定手段と、前記水量
検出手段により検出される水量、前記入水温検出手段に
よる水温、前記加熱手段の加熱量、前記位置検出手段お
よび前記水温設定手段の設定状態に基づいて前記水量制
御弁を駆動制御し、前記水温設定手段の設定状態の変更
に応じて前記弁体の回動角度を変更する制御手段とから
なる給湯器の制御装置において、前記制御手段は、前記
摺動体が前記摺動面の前記抵抗体部分を変位する範囲内
においてのみ前記水量制御弁を駆動制御することを技術
的手段とする。

［作用コ 本発明の給湯器では、水量検出手段に検出される水量、
入水温検出手段によって検出される水温、加熱手段の加
熱量および水温設定手段の設定状態に基づいて水量制御
弁が駆動制御される。また、水量制御弁は、水温設定手
段の設定状態が変化すると、その変化に応じて弁体の回
動角度が変更される。弁体が回動するとき、その回動角
度を検出するための位置検出手段では、摺動体は弁体の
回動角度に応じて一体的に変位する。このとき摺動体は
、摺動面のうちの抵抗体が設けられた部分のみを変位す
る。従って、弁体がどの位置に回動していても、摺動体
は必ず抵抗体に接触する。

［発明の効果コ 本発明では、水量制御弁の弁体が回動したとき、位置検
出手段の摺動体は必ず抵抗体と接触している。従って、
水温設定手段による設定状態が変更され、水量制貰弁の
回動角度が変更された場合にも、直ちに弁体の位置が検
出できるため、水量制御弁の開度を確実に制御すること
ができる。

［実施例］ 次に本発明を図面に示す実施例に基づき説明する。

第２図に示すガス燃焼式給湯器１の給湯器ケース２内に
は燃焼器ゲース１０が設けられ、さらにその内部にはガ
ス供給管２０により供給される燃料ガスを燃焼させる２
連式のバーナ１１が設けられている。また、燃焼器ケー
ス１０には３相Ｙ結線のブラシレスＤＣモータを使用し
た燃焼用ファン１２が備えられ、バーナ１１はこの燃焼
用ファン１２によって供給される燃焼用空気によって燃
焼する本発明の加熱手段となっており、燃焼排ガスは排
気口３から外部へ排気される。

燃焼器ケース１０内の上方には水供給管３０と接続され
た熱交換器１３が設けられ、内部を通過する水はバーナ
１１により発生する熱により加熱される。

また燃焼器ケース１０内のバーナ１１の近傍には、点火
装置としてのスパーカ１４と、炎検知手段としてのフレ
ームロッド１５とが設けられている。

ガス供給管２０には、その上流側より、通電時に燃料ガ
スを通過させる元電磁弁２１、主電磁弁２２、燃料ガス
の供給量を供給圧力を制御することにより調節するガバ
ナ比例弁２３．２連式バーナ１１の一方への燃料ガスを
使用状態に応じて遮断する切替用電磁弁２４がそれぞれ
設けられ、前述のバーナ１１へ燃料ガスを供給する。

水供給管３０の最上流部には水フィルタ３１を備えた水
抜き栓３２が設けられ、その下流には熱交換器１３内へ
の水の流入量を調整するギヤドモータにより駆動される
水量制御弁３３が設けられている。水ｔ！ＩＩｅ弁３３
は、図示しない弁体の回動角度に応じて流入量を調整す
るものであり、本実施例では、この水量制御弁３３の弁
体の回動角度と出湯温度とが第３区に示すとおり比例関
係を有している。この結果、各コントローラによって設
定水温を変更したときには、水量制御弁３３の回動角度
をその設定水温に応じた回動角度だけ回動させることに
より、出湯温度を速やかにその設定水温に変更すること
ができる。

なお第３図はバーナ１１の最大燃焼時における一例を示
したもので、その他入水温度等によってその特性は異な
る。

この水量制卸弁３３は開度検出のために、弁体と一体的
に回動するポテンショメータ３４を備えている。

ポテンショメータ３４は本発明の位置検出手段であり、
本実施例では特に第４図に示すような可変抵抗器８０を
利用している。この可変抵抗器８０は、リード端子８１
とリード端子８２との間の図示しない摺動面に抵抗体８
３を備えたもので、この摺動面を摺動体８４が摺動する
ものである。そして摺動体８４が摺動面を摺動すると、
リード端子８１あるいはリード端子８２と端子８５との
間では、摺動体８４の回動角度に応じた抵抗値を示す、
この端子８５は摺動体８４に電気的に接続されたもので
あり、摺動体８４は水量制御弁３３の弁体と一体に回動
する。

水量制御弁３３の開度は、すでに述べたとおり弁体の回
動角度と出湯温度とが比例関係を示すように変更される
ため、設定温度に応じて単に水量制御弁３３の回動角度
を変更するだけで出湯温度を変更することができる。

しかしこの可変抵抗器８０は、従来技術で述べたとおり
回動角度に応じた抵抗値を示さない。

そこで、本実施例では、水量制御弁３３の弁体がその囲
動可能範囲のとの回動位置に回動しても、必ずその回動
角度を検出することができるように、第５図に示す回動
角度Ｂから回動角度Ｃの範囲で電気的有効角Ｓを設定し
、この電気的有効角Ｓ内でのみ弁体を回動させるように
している。

これにより、弁体がとの回動位置にあっても、摺動体８
４は必ず抵抗体８３のみに接触し、リード端子８１ある
いはリード端子８２と接触することはない。

従って、可変抵抗器８０が示す抵抗値によって水量制御
弁３３の弁体の回動位置は必ず特定することができ、逆
に、可変抵抗器８０が所定の抵抗値を示す位置に弁体を
回動させれば、水ｉ＃；ＩＮ御弁３３はその抵抗値に応
じた開度をなすことになる。

水量制御弁３３で流入量が調整された水は、すぐ下流に
設けられた本発明の入水温検出手段としての入水温サー
ミスタ３５によって温度が検出され、さらにその下流に
設けられた本発明の水量検出手段としての水量センサ３
６により流入量が検出され、水供給管３０を通過して熱
交換器１３へ送られる。

熱交換器１３の下流側の水供給管３０には、加熱された
水の温度を検出する出湯温サーミスタ３８が設けらてい
る。

以上の構成からなるガス燃焼式給湯器は、制御装置５０
によりｍｍされる。

＠御装置５０は、第１区に示すとおり、屋内配線のコン
センＴ・に接続される電源コード５１に低温感知スイッ
チ４１を介して接続される凍結予防ヒータ４０からなる
ヒー、夕回路５２と、このヒータ回路５２に並列に設け
られた制御回路６０とから構成され、制御回路６０は、
残火安全スイッチ３７、温度ヒユーズ１６および沸騰防
止スイッチ３９を介して接続された電源部５３により作
動し、制御装置５０にはガス燃焼式給湯器１を操作する
ためにメインコントローラ５４とサブコントローラ５４
ａとが備えられている。

メインコントローラ５４およびサブコントローラ５４ａ
は、本発明の水温設定手段であり、それぞれ図示しない
運転スイッチ、この運転スイッチによる運転中を示す表
示ランプ、水温を設定する水温設定スイッチが設けられ
ている。

制御回路６０は本発明の！ＩＩ御手段であり、制御回路
６０には、マイクロコンピュータ７０（以下ＣＰＵ７０
とする）を中心として、スパーカ回路６１、ファン回路
６２、比例弁回路６３、ギヤドモータ匡路６４、位置検
出面ＦＩ＠６５、水量検出回路６６があり、これらの回
路はＣＰＵ７０により所定の制御が行われる。

ファン回路６２は、燃焼用ファン１２を設定水温等の燃
焼要求量に応じて回転させるとともに、３相Ｙ結線のブ
ラシレスＤＣモータに備えられたホールＩＣによりその
回転数を検出して検出信号をＣＰＵ７０へ送る。

比例弁回路６３は、バーナ１１における燃焼が所望の空
燃比で行われるように燃料ガスの供給量を調整するため
にガバナ比例弁２３への通電量を制御する回路で、ガバ
ナ比例弁２３への通電量は点火時を除いて燃焼用ファン
１２の回転数に基づいてｍｓされる。

ギヤドモータ回路６４は、熱交換器１３へ流入する水量
を調節するための水量制御弁３３のギヤドモータを駆動
する回路で、水量制御弁３３を制御信号の応じた開度に
するものである。

位置検出回路６５は、水量制御弁３３にその開度を検出
するために備えられたポテンショメータ３４の抵抗値に
基づいて弁体の回動角度を解析するための回路であり、
特に本実施例ではポテンショメータ３４の全回動角のう
ち回動変化が抵抗値の変化として現れる電気的に有効な
部分のみを使用し、検出される抵抗値をそのまま回動角
度として読み替えることにより正確なｙｇｍを行なって
いる。

水量検出回路６６は、水量センサ３６の回転数により入
水量を検出するものである。

ＣＰＵ７０は、メインコントローラ５４とサブコントロ
ーラ５４ａの設定状態と、入水温、入水量、出湯温に基
づき燃焼量および入水量をｉ！ＩＮ御する。

使用者が水を使用して水°量センサ３６の基づく通水信
号が得られると、所定の順序でそれぞれ各回路の通電が
開始され、その後燃焼量の能力計算が行われ、設定状態
に応じた燃焼が始まる。

さらに本実施例では、使用開始時に熱交換器１３に流入
する水量、各コントローラによって設定された水温、お
よび熱交換器１３に流入する水の温度とから、水温設定
が変更された場合にも必ずその水温に加熱できるように
水量制御弁３３を駆動Ｍ御して、水の供給量を調整して
いる。

バーナ１１の加熱能力によって加熱できる水温には限界
があり、もしこの加熱能力を越える量の水が供給される
と、設定水温が最高にされたとき、バーナ１１での燃焼
による加熱量を増大させても、設定水温にならない場合
が発生してしまう、このため、設定水温が最高にされた
場合にも必ずその設定水温にするためには、給湯水量を
制限する必要がある９本実施例では、給湯開始時の入水
温度とバーナ１１の加熱能力に基づいて、設定温度が最
高温度にされた場合にも給湯できる水量を計算し、その
水量と設定水温に基づいて水量制御弁３３の回動角度を
調整し、設定水温が変更された場合には、水量制御弁３
３の回動角度を変更している。

以上の構成からなるガス燃焼式給湯器１は次のとおり作
動する。

使用者が、図示しない電源スィッチを閉じ、コントロー
ラで水温を設定し、運転スイッチを入れると、制御回路
が作動する。さらに、給湯を開始すると、水量センサ３
６からの信号に基づいてＣＰＵ７０が制御を開始する。

先ず、水温サーミスタ３５によって検出された入水温度
と、この給湯器の加熱能力に基づいて、最高設定温度に
設定された場合にも、水量制闇弁３３の回動角度を変更
するだけで、その設定温度に加熱できるような水量が計
算され、その計算値に基づいて水量制御弁３３が駆動制
御される。このときの水量制御弁３３の回動角度は、ポ
テンショメータ３４として使用される可変抵抗器８０の
抵抗値により読み込まれる。

その後設定水温が変更された場合には、設定水温に応じ
て水量！ｌ′Ｉ御弁３３の開度を変更して水量を変更す
る。このとき変更する水量は設定水温にすることができ
る水量でなければならないが、水量制御弁３３の回動角
度は、設定水温と比例間係を有しているため、単にその
回動角度のみを検出して水量を変更すれば、設定水温の
水が得られる。

水量制御弁３３の弁体が回動するときには、可変抵抗器
８０の摺動体８４は摺動面のうち必ず抵抗体８３部分の
みを回動するようになっていて、弁体はこの範囲でのみ
駆動されるため、水量制御弁３３の開度がどの状態であ
っても水量制御弁３３の回動位置は必ず検出される。従
って、設定水温が変更された場合には、可変抵抗器８０
の示す抵抗値に基づいて水量制臀＊３３を回動するだけ
で、簡単にしかも確実に設定水温にすることができる。

以上のとおり、設定水温に応じて水量を変更する給湯器
において、水！ｉ制御弁３３の開度を確実に変更するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の制御装置を示すブロック図、第２図
は本実施例のガス燃焼式給湯器を示す概略構成Ｚ、第３
図は本実施例の水量＠御弁に関するガス燃焼式給湯器の
加熱特性を示すグラフ、第４区は本実施例の可変抵抗器
を示す概略構成図、第５図は本実施例の可変抵抗器の抵
抗値変化を示す特性区である。 図中、１１・・・バーナ（加熱手段）、１３・・・熱交
換器、３３・・・水量制御弁、３５・・・入水温サーミ
スタ（入水温検出手段）、３４・・・ポテンショメータ
（位置検出手段）、５４．５４ａ・・・メインコントロ
ーラ、サブコントローラ（水温設定手段）、６０・・・
制御回路（ＩＩＩ御手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）内部を水が通過する熱交換器と、 回動する弁体を備え、該弁体の回動状態により前記熱交
   換器に流入する水量を調節する水量制御弁と、 前記熱交換器に流入する水量を検出する水量検出手段と
   、 前記熱交換器に流入する水温を検出する入水温検出手段
   と、 前記熱交換器を通過する水を加熱するための加熱手段と
   、 前記弁体の回動角度を検出するために設けられ、前記弁
   体の回動角度に応じて一体的に変位する摺動体、該摺動
   体が摺動するための摺動面、前記摺動体の変位範囲内の
   前記摺動面に設けられた抵抗体からなり、前記摺動体の
   変位位置に応じた抵抗値を示す位置検出手段と、 前記熱交換器から流出する水の温度を設定する水温設定
   手段と、 前記水量検出手段により検出される水量、前記入水温検
   出手段による水温、前記加熱手段の加熱量、前記位置検
   出手段および前記水温設定手段の設定状態に基づいて前
   記水量制御弁を駆動制御し、前記水温設定手段の設定状
   態の変更に応じて前記弁体の回動角度を変更する制御手
   段と からなる給湯器の制御装置において、 前記制御手段は、前記摺動体が前記摺動面の前記抵抗体
   部分を変位する範囲内においてのみ前記水量制御弁を駆
   動制御することを特徴とする給湯器の制御装置。