JPH0145542B2 - - 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、給湯水量を自動的に制御して温度制御
を行なわせるものである。

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、水量を減少させ過
ぎた場合には最大燃焼量が確保されないことや、
水量の絞り過ぎを防止するため最大水量から給湯
させ徐々に水量を減少させなければならず、水量
安定時間が長くなる欠点があつた。

本発明はかかる欠点を除去したもので、水量を
制御することによつて加熱装置の加熱能力以上に
通水されて湯温が低下することを防止したもの
で、常に最大加熱量を確保しつつ設定と等しい湯
温を得ることを目的とするものである。

この目的の達成のために本発明は加熱装置で加
熱される熱交換器の出湯温度を温度検出器で検出
し、加熱装置の加熱量が最大で、かつ出湯温度設
定部の信号と出湯温度の信号とを加熱制御部で演
算し、加熱制御器を制御すると共に、出湯温度が
設定温度より所定量低いときには駆動装置を制御
して水量制御器の水量を減少させて出湯温度の上
昇をはかり、また加熱装置の加熱量を検出して加
熱量が最大加熱能力よりも所定量小さい場合には
駆動装置を制御して水量制御器の水量を増加させ
て最大加熱量を確保し、常に最大加熱量で最適水
量に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１８
ａ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で燃焼し、加熱量検出器２５ａは加熱
制御器２５の電流を検出している。加熱制御器２
５は弁本体２５ｂとケーシング２５ｃからなり、
弁本体２５ｂに制御弁孔２５ｄを有し、弁体２５
ｅはダイヤフラム２５ｆと一体に変位し、ダイヤ
フラム２５ｆとコイル２５ｇの電流によつて変位
するプランジヤ２５ｈの受圧面積はほぼ等しく、
燃料の制御された圧力が弁体２５ｅにかかる力と
プランジヤ２５ｈとコイル２５ｇとの電磁力とが
釣り合うことによつて燃料圧が制御される。すな
わち、コイル２５ｇの電流を検出することによつ
て燃料の圧力を知ることができる。加熱量検出器
２５ａは前記した電流を検出しており、かつあら
かじめ設定された最大加熱量を供給する電流値と
の比較信号を送出する。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と加熱制御器２９と水量
制御部３０、時限装置３１から構成されている。
水量制御部３０には水量初期制御部３０ａと減少
指示部３０b′と増加指示部３０b″とからなる水量
再制御部３０ｂがある。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
２５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。水量制御は出湯温度設定部２８と入水温度検
出器２２のそれぞれの信号が水量初期制御部３０
ａで演算され、駆動装置２１へ駆動信号を送出す
る。水量初期制御部３０ａでは加熱装置２６の能
力（熱交換器１４の能力を含む）が設定してあ
り、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と出湯温度検出部２３の
信号を時限装置３１を介して演算する水量再制御
部３０ｂにより駆動装置２１を駆動する。

また水量再制御部３０ｂには加熱量検出器２５
ａの信号が時限装置３１を介して伝達されてい
る。

水量再制御部３０ｂは減少指示部３０b′と増加
指示部３０b″とからなる。減少指示部３０b′は出
湯温度設定部２８と出湯温度検出器２３の信号を
比較し、出湯温度が所定値より低下しているとき
駆動装置２１を駆動して水量を減少させ、増加指
示部３０b″は加熱量検出器２５ａでの検出電流と
あらかじめ設定してある最大加熱量設定部３２と
の比較により、加熱量が最大加熱量より所定量小
さい時、駆動装置２１を駆動して水量を増加させ
る最大加熱量設定部３２は抵抗器で設定される
か、あるいは制御回路にマイクロコンピユータが
使用される場合には記憶素子にあらかじめ書き込
まれている。

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、水量初期制御部３０ａで演算
が行なわれる。水量初期制御部３０ａでは加熱装
置２６の加熱能力が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。水量初期制御部３０ａでは出湯設定
温度と入水温度との温度差に対し、ある基準点か
ら比例した駆動信号を送出して駆動装置２１を駆
動し、調節弁１７が回転し水量の初期設定を行な
う。水量制御器１の調節弁１７によつて水量が設
定され、しかる後使用者によつて通水が開始され
ると加熱装置２６の燃焼が開始し若干の時間遅れ
の後湯温が上昇する。出湯温度設定に対する出湯
温度の偏差は出湯温度設定部２８と出湯温度検出
器２３のそれぞれの信号が時限装置３１ａを介し
て水量再制御部３０ｂの減少指示部３０b′で演算
される。時限装置３１ａは加熱装置２６と熱交換
器１４の加熱時間遅れの長さを設定してある。水
量再制御部３０ｂを減少指示部３０b′では出湯設
定温度と実際の出湯温度と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を駆動し、水
量制御器１の水量を減少させる。

この水量制御器１の水量の減少により熱交換器
１４への通水量が減少して湯温が上昇する。この
ようにして出湯温度と設定温度とが等しくなるま
で水量を減少させ、最適水量すなわち加熱装置２
６が最大加熱量でありかつ出湯温度が設定温度と
等しく制御される。一方、前述の水量の初期設定
あるいは湯温検出の再設定によつて水量を絞り過
ぎた場合、すなわち加熱能力以下の水量に制御さ
れた場合には、加熱制御器２５の能力調節によつ
て出湯温度は設定温度と等しくなる。しかしなが
らこのとき加熱量は最大ではなく最大能力に対し
いくらか減少した値となつている。この加熱量は
加熱制御器２５に通電されている電流によつて判
断することが可能である。すなわち加熱量検出器
２５ａによつて最大加熱量より所定量ほど加熱量
が減少されていることが検出されると、時限装置
３１ｂを介して水量再制御器３０ｂの増加指示部
３０b″によつて駆動装置２１が駆動され、水量制
御器１の水量を増加させる。水量増加によつて熱
交換器１４での負荷が増し加熱量が増加し、出湯
温度は設定温度に保ちながら加熱装置２６の加熱
量は最大能力に達する。PID制御では微分項によ
つて加熱量は急激に変化し、わずかな加熱負荷の
変化によつて最大加熱量より減少することがあ
り、この急激な変化によつて誤動作することがあ
る場合には最大加熱量より所定量ほど加熱量が減
少した状態が所定時間続いたときのみ水量再制御
部３１ｂの増加指示部３０b″で出力させればよ
い。

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
場合には出湯温度設定部２８と出湯温度検出部２
３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制御部３０ａ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加熱装置で加熱され
る熱交換器の出湯温度を温度検出器で検出し、出
湯温度設定部の信号と出湯温度との信号とを加熱
制御部で演算し、加熱制御器を制御すると共に、
加熱装置の加熱量が最大で、かつ出湯温度が設定
温度より所定量低いときには駆動装置を制御して
水量制御器の水量を減少させ、出湯温度を上昇さ
せて加熱能力以上の通水による湯温低下を防止
し、また加熱装置の加熱量を検出して加熱量が最
大加熱能力よりも所定量小さい場合には、駆動装
置を制御して水量制御器の水量を増加させて加熱
量を確保したので、常に最大加熱量で最適水量に
制御することができる。さらに初期設定水量が最
大水量から開始する必要がなく、最適水量に安定
するまでの時間が短かいなどの効果を有する実用
的価値の高いものである。

【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、２５ａ…
…加熱量検出器、２６……加熱装置、２７……給
湯制御器、２８……出湯温度設定部、２９……加
熱制御部、３０……水量制御部、３０ａ……水量
初期制御部、３０ｂ……水量再制御部、３０b′…
…減少指示部、３０b″……増加指示部、３１……
時限装置。

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
   御器と連結された熱交換器と、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、前記加
   熱装置の加熱量を検出する加熱量検出器と、出湯
   温度検出器と、前記加熱制御器を制御する加熱制
   御部と出湯温度設定部と水量制御部とからなる給
   湯制御器と、前記水量制御部を構成する、前記出
   湯温度設定部と出湯温度検出器との比較信号によ
   り前記駆動装置を駆動し水量を減少させる減少指
   示部と前記加熱量検出器の検出した信号とその設
   定した最大加熱量値との比較信号により前記駆動
   装置を駆動し水量を増加させる増加指示部とを備
   えた給湯加熱制御装置。 ２ 熱交換器の入口側に設けられた入水温度検出
   器と出湯温度設定部との信号により前記加熱装置
   の加熱前に水量制御器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。