JPH01203844A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はガスを使用した瞬間湯沸器型の給湯装置に関す
る。

（従来の技術） この種の給湯装置には、例えば特開昭６１−９９０２２
号公報に開示された如く、ガスバーナへのガス供給量を
制御するガス弁の開度が連続的に変化して、出湯量の増
減に拘わらず設定温度の出湯が得られるようにしたもの
がある。

この種の給湯装置においては、第３図に示す如く、出湯
量と出湯温度の関係図における最大能力特性（ガス弁開
度最大）Ａと最小能力特性（ガス弁開度最小）Ｂの範囲
で作動が行われ、例えば出湯温度を最高温度Ｔ１に設定
した場合は、出湯量が１１以内のときは出湯量に応じて
ガス弁の開度が変化して温度Ｔ１の出湯が得られるが、
出湯量が７１以上になれば出湯量が増大してもガスバー
ナによる加熱量は増大しないので、出湯量が■２となれ
ば出湯温度はＴ２に低下し、また給湯栓を全開として出
湯量がｖ３となれば出湯温度はＴ３まで低下する。この
ように出湯温度が設定温度より大幅に低下するのは好ま
しくないので、従来は給湯栓を全開とした場合でも出湯
量がｖ２以上とならないように規制する絞りを熱交換器
への給水管に設け、出湯温度を最高温度Ｔ１に設定した
場合に給湯栓を全開としても出湯温度が設定温度Ｔ１よ
り多少低い温度Ｔ２以下には低下しないようにしている
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来技術においては、出湯温
度を低温のＴ３に設定した場合でも出湯量はｖ２以下に
制限され、給湯装置の最大加熱能力に対応する出湯量■
３まで達しない。

従ってシャワー等のように比較的低温の湯を使用する場
合に、加熱能力は充分あるにも拘わらず少量の出湯量し
か得られず、不便であるという問題がある。

このような問題を解決するものとして、電子制御装置に
より作動する水量制御弁を給水管に設け、通常はこの水
量制御弁を全開とし、ガス弁が最大開度となっても出湯
温度が設定温度に達しない場合には水量制御弁の開度を
絞り、出＠量を減少させて出湯温度を設定温度まで上昇
させるという技術がある。しかしながらこの技術におい
ては、ガス弁の開度が最大となった後に水量制御弁によ
る出湯量の制御を行っているので、出湯温度を最高温度
Ｔ１附近に設定した場合には、出湯開始から出湯温度が
Ｔ１に達するまでの時間遅れが大きいという問題がある
。

本発明はこのような各問題を解決しようとするものであ
る。

（課題を解決するための手段） このために、本発明による給湯装置は、第１図に示す如
く、熱交換器１５と、その前後に接続された給水管１６
及び給湯管１７と、この給湯管に設けられた湯温センサ
２９と、前記熱交換器１５内を通る給水を加熱するガス
バーナ１１と、開度が連続的に変化して前記ガスバーナ
１１へのガス供給量を制御するガス量制御弁２１と、湯
温設定装置３５と、前記湯温センサ２９により検出され
た出湯温度と前記湯温設定装置３５により設定された設
定温度を対比して前記ガス量制御弁２１の開度を出湯温
度の方が低いときは増大させ出湯温度の方が高いときは
減少させるような値の第１制御信号を演算する第１演算
手段１と、この第１制御信号に基づき前記ガス量制御弁
２１の開度を制御する第１制御手段２を備えてなる給湯
装置において、前記給水管１６に設けられ開度が連続的
に変化して前記熱交換器１５への給水量を規制する水量
規制弁２６と、前記給水管１６に設けられた水温センサ
２８と、前記ガス量制御弁２１を最大開度としたときの
前記水量規制弁２６の開度に対する前記熱交換器１５に
よる上昇温度特性を記憶する記憶手段３と、前記設定温
度と前記水温センサ２８により検出された給水温度との
温度差に基づき前記記憶手段３に記憶された前記特性か
ら前記水量規制弁２６の開度を演算する第２演算手段４
と、この開度を前記水量規制弁２６に与えるような値の
第２制御信号を演算しこれに基づき同水量規制弁の開度
を制御する第２制御手段５を備えたことを特徴とするも
のである。

（作用） 出湯の開始により給湯装置が作動を開始すれば、第２演
算手段４は湯温設定装置３５により設定された設定温度
と水温センサ２８により検出された給水温度の温度差に
基づき、記憶手段３に記憶された特性から水量規制弁２
６の開度を演算し、第２制御手段５はこれに基づき第２
制御信号を演算して水量規制弁２６を第２演算手段５に
より演算された開度に設定する。水量規制弁２６は、前
記温度差が大であれば設定開度が小となって熱交換器４
５への最大給水量が少なくなるよう規制し、前記温度差
が小であれば設定開度が大となって上記最大給水量が多
くなるように規制する。上記水量規制弁２６の作動とは
一゛同時に、第１演算手段１は湯温センサ２９により検
出されに出湯温度と前記設定温度を対比して第１制御信
号を演算し、第１制御手段２はこの第１制御信号に基づ
きガス量制御弁２１を制御して、設定温度に比して出湯
温度が低いときはガス量制御弁２１の開度を増大させ、
出湯温度が高いときは減少させて出湯温度を設定温度と
する。設定温度が高い場合には最大給水量が少なくなる
ように水量規制弁２６が絞られているので、給湯栓を全
開としても熱交換器１５への給水量が給湯装置の最大能
力を超えることはなく、従って所定の高い設定温度の出
湯が得られる。また設定温度が低い場合には最大給水量
が多くなるように水量規制弁２６が開いているので、給
湯栓を開けば最大能力の範囲において多量の出湯が得ら
れる。水量規制弁２６による熱交換器１５への最大給水
量の設定は、給湯装置の作動開始後直ちに、ガス量制御
弁２１による出湯温度制御とはソ゛平行して行われるの
で、出湯温度を最高温度付近に設定した場合でも、出湯
開始から出湯温度が設定温度に達するまでの時間は短く
なる。

（発明の効果） 上記の如く、本発明によれば、設定温度の高低や出湯量
の多少に拘わらず常に設定温度の出湯を得ることができ
ると共に低温の場合には出湯量を増大させて給湯装置の
最大能力を常に発揮させることができる。また、出湯開
始から出湯温度が設定温度に達するまでの時間を短縮さ
せることができ、此等により使い勝手の良い給湯装置を
得ることができる。

（実施例） 以下に、第２図〜第５図に示す実施例により、本発明の
説明をする。

第２図に示す如く、瞬間湯沸器の内胴１０内の下部には
ガスバーナ１１が設けられて、開閉のみを行う安全弁２
０と開度が連続的に変化するガス量制御弁２１を設けた
ガス供給路１２によりガスが供給され、また内胴１０の
下側に設けた電動ファン１３により燃焼用空気が供給さ
れている。ガスバーナ１１の上方に設けられたフィンチ
ューブ形の熱交換器１５の入口側に接続された給水管１
６には水流センサ２５、水温センサ２８、開度が連続的
に変化する水量規制弁２６および水ガバナ２７が設けら
れ、また出口側に接続された給湯管１７には湯温センサ
２９及び給湯栓１８が設けられている。給水管１６から
の給水は熱交換器１５を通過する際にガスバーナ１１に
より加熱され、所定温度となって給湯栓１８から出湯さ
れる。なお、水ガバナ２７は、周辺の機器の水栓の急激
な開閉等により給水管１６への給水圧が急激に変動した
場合に作動して、給水量を平滑化するためのものである
。また、電動ファン１３は次に述べる電子制御装置３０
により制御され、ガス供給量に応じて送風量が２段に切
り換えられるようになっている。

給湯装置の制御を行う電子制御装置３０は、マイクロプ
ロセッサ（以下単にＣＰＵという）３１と記憶装置３２
を主要な構成要素とし、ＣＰＵ３１にはインターフェイ
ス３３及び３４を介して安全弁２０、ガス量制御弁２１
、電動ファン１３、湯温センサ２９、水流センサ２５、
水温センサ２８、水量規制弁２６及び湯温設定装置３５
が接続されている。本実施例においては、安全弁２０は
ソレノイド２０ａにより作動する開閉電磁弁であり、ガ
ス量制御弁２１はソレノイド２１ａへの印加電流により
開度が連続的に変化する電磁弁であり、水量規制弁２６
はサーボモータ２６ａにより開度が連続的に変化する電
動弁である。また給湯設定装置３５は、出湯温度をユー
ザが所望の値に設定するためのものである。記憶装置３
２のＲＯＭには、給湯装置を最大能力すなわちガス量規
制弁２１゜を最大開度とし、かつ給湯栓１８を全開とし
た状態における水量規制弁２６の開度に対する熱交換″
５１５による上昇温度特性が記憶されている。

この特性は、第４図のＣに示す如く、水量規制弁２６の
開度の増大につれて熱交換器１５による上昇温度が減少
する特性となる。なおこの特性は第４図のＣのように連
続した曲線状とする代りに、Ｃ１のように階段状として
もよい。

次に上記実施例の作動を第５図に示すフローチャートに
より説明する。

電子制御装置３０の電源を入れれば第５図のフローチャ
ートによる制御プログラムが作動を開始する。給湯栓１
８が閉であれば水流センサ２５は作動しないので制御動
作はステップ１００より先に進まない待機状態にあるが
、給湯栓１８が開かれ、所定の最低流量以上となって水
流センサ２５が作動すればステップ１０１に進み、ＣＰ
Ｕ３１は電動ファン１３を作動させて所定時間のプリパ
ージを行う。次いでステップ１０２において開閉電磁弁
２０を開くと同時にガス量制御弁２１を点火に必要な所
定の小開度とし、囲路の点火装置を作動させてガスバー
ナ１１から噴出するガスに点火する。以上により給湯装
置は始動する。

始動に引き続き、ＣＰＵ３１は、ステップ１１Ｏ〜１１
２において水温センサ２８により検出された給水温度Ｈ
１湯温設定装置３５によりユーザが設定した設定温度Ｉ
Ｉ　２及び湯温センサ２９により検出された出湯温度Ｈ
３を読み込み、ステップ１１３において設定温度Ｈ２と
給水温度Ｈ１との温度差ＨＯ（＝Ｈ２−Ｈ１）を演算す
る。次いでＣＰＵ３１は、ステップ１１４において、ガ
ス量制御弁２１を最大開度すなわち給湯装置の加熱能力
を最大とし、かつ給湯栓１８を全開としたときの熱交換
器１５による上昇温度がこの温度差ＨＯとなるような水
量規制弁２６の開度を、記憶装置３２のＲＯＭに記憶さ
れた特性Ｃより演算し、続（ステップ１１５においてこ
れに対応する所定数のパルス信号を演算し、サーボモー
タ２６ａに分配して水量規制弁２６の開度を前記演算さ
れた開度に設定する。その結果温度差ＨＯが大なる場合
には水量規制弁２６は小開度に、また温度差ＨＯが小な
る場合には水量規制弁２６は大開度に維持される。これ
により、第３図において出湯温度が最高温度Ｔ１に設定
された場合には、給湯栓１８を全開としたときの熱交換
器１５への最大給水量すなわち最大出湯量はＶｌに規制
され、また出湯温度が中温Ｔ２．低温Ｔ３に設定された
場合の最大出湯量はそれぞれ■２及び■３に規制される
。なお、絶対的最大出湯量は水量規制弁２６及び給湯栓
１８が全開となった場合の最大出湯ｆｉＶ３により与え
られるが、この最大出湯量ｖ３は水流による各部の腐蝕
等を考慮して定められる。

続（ステップ１１６〜１１９において、ｃｐＵ３１は出
湯温度Ｈ３を設定温度Ｈ２と比較し、Ｈ３＜Ｈ２であれ
ばガス量制御弁２１への印加電流値Ｉを所定量Δ■だけ
増加させ、Ｈ３＞　Ｈ２であれば所定量ΔＩだけ減少さ
せ、ステップ１２０において変更された値１の制御電流
をソレノイド２１ａに出力し、ガス量制御弁２１の開度
を変更して出湯温度Ｈ３を設定温度Ｈ２に近付ける。給
湯栓１８が開かれている限り、所定の時間毎に制御動作
はステップ１２１からステップ１１０に戻ってＣＰＵ３
１はステップ１１０〜１２０の動作を繰り返し、これに
より出湯温度Ｔ３を湯温設定装置３５により設定された
設定温度Ｈ２として出湯を行う。給湯栓１８を閉じれば
制御動作はステップ１２１から１２２に進み、ＣＰＵ３
　ｔは安全弁２０を閉じ、ガスバーナ１１の燃焼を停止
させて本動作の説明の最初に述べた待機状態に戻る。

上述した実施例によれば、出湯温度を最高温度Ｔｌに設
定した場合には、給湯栓１８の開度を大にするにつれて
出湯量は最大するが、出湯量はＶ１以上となることはな
いので、出湯温度は最高温度Ｔ１に維持される。出湯温
度を中温Ｔ２及び低温Ｔ３に設定した場合には、最大出
湯量は出湯温度の低下に応じ給湯装置の能力の範囲内で
増大してそれぞれ■２及びＶ３となるので、前記同様出
湯温度は設定温度Ｔ２．Ｔ３に維持され、しかも設定温
度の低下につれて最大出湯量を増大させることができる
。また、水量規制弁２６による最大給湯量の設定は、予
め記憶装置３２に記憶された特性Ｃにより、ガス量制御
弁２１による出湯温度制御とほぼ同時に行われるので、
出湯温度が安定した後に水量規制弁による最大給湯量の
規制を行って最大能力を越えた場合の出湯温度の低下を
回復させる従来技術に比して、出湯開始直後から出湯温
度が設定温度に達するまでの時間が短縮され、特に水量
規制弁が太き（作動する出湯温度を最高温度付近に設定
した場合には前記時間を従来に比して大幅に短縮するこ
とができる。

上記作動の説明は給水温度Ｈ１が成る特定の温度である
として行ったが、給水温度Ｈ１が上昇すれば給湯装置の
最大能力特性及び最小能力特性は、第３図のＡ“、Ｂｏ
に示す如く給水温度Ｈ１の上昇の分だけ上方に平行移動
し、両特性Ａ’、Ｂ“の間の範囲で作動が行われる。こ
の場合には各出湯温度における最大出湯量は多少増大す
るが絶対的最大出湯量■３は変らない。

同様に、給水温度Ｈ１が低下した場合には最大及び最小
能力特性は下方に平行移動し、各出湯　　　　。

温度における最大出湯量は多少減少する。給水温度Ｈ１
が予想最低値まで低下した場合でも最高温度Ｔ１の出湯
が得られるように、第４図の特性Ｃは上昇温度大の方に
充分余裕をもたせてお（ものとする。

熱交換器１５による上昇温度特性を第４図のＣ１に示す
如く階段状とした場合には、給湯装置は第３図の特性Ａ
１とＢの間の範囲で作動する。なおこの例においては、
階段状の特性Ｃ１は特性Ｃの下側に接するものとしたが
、特性Ｃの両側にわたる階段状としてもよい、特性Ｃの
上側に接するようにしてもよい。この場合にはその設定
温度において出湯量を最大とした場合には、出湯温度は
設定温度よりもわずかに低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による給湯装置の構成を示す図、第２図
は一実施例の構造図、第３図は出湯量と出湯温度の特性
図、第４図は記憶装置に記憶される特性図、第５図は作
動のフローチャートである。 符号の説明 ｌ・・・第１演算手段、２・・・第１制御手段、３・・
・記憶手段、４・・・第２演算手段、５・・・第２制御
手段、１１・・・ガスバーナ、１５・・・熱交換器、１
６・・・給水管、１７・・・給湯管、２１・・・ガス量
制御弁、２６・・・水量規制弁、２８・・・水温センサ
、２９・・・湯温センサ、３５・・・湯温設定装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　熱交換器と、その前後に接続された給水管及び給湯管
   と、この給湯管に設けられた湯温センサと、前記熱交換
   器内を通る給水を加熱するガスバーナと、開度が連続的
   に変化して前記ガスバーナへのガス供給量を制御するガ
   ス量制御弁と、湯温設定装置と、前記湯温センサにより
   検出された出湯温度と前記湯温設定装置により設定され
   た設定温度を対比して前記ガス量制御弁の開度を出湯温
   度の方が低いときは増大させ出湯温度の方が高いときは
   減少させるような値の第１制御信号を演算する第１演算
   手段と、この第１制御信号に基づき前記ガス量制御弁の
   開度を制御する第１制御手段を備えてなる給湯装置にお
   いて、前記給水管に設けられ開度が連続的に変化して前
   記熱交換器への給水量を規制する水量規制弁と、前記給
   水管に設けられた水温センサと、前記ガス量制御弁を最
   大開度としたときの前記水量規制弁の開度に対する前記
   熱交換器による上昇温度特性を記憶する記憶手段と、前
   記設定温度と前記水温センサにより検出された給水温度
   との温度差に基づき前記記憶手段に記憶された前記特性
   から前記水量規制弁の開度を演算する第２演算手段と、
   この開度を前記水量規制弁に与えるような値の第２制御
   信号を演算しこれに基づき同水量規制弁の開度を制御す
   る第２制御手段を備えたことを特徴とする給湯装置。