JPH0268449A - バイパスミキシング式給湯器 - 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、熱交換器を通過した湯と、熱交換器をバイパ
スした水とを混合して湯を供給するバイパスミキシング
式給湯器に関１−る。

［従来の技術］ 給湯器は、燃料の燃焼によって得られた熱と、水とを熱
交換する熱交換器の温度が低いと、燃料の燃焼によって
発生し、た水が熱交換器にイ」着してしまう。

そこで、熱交換器をバイパスするバイパス水路を設け、
熱交換器を通過し加熱された湯とバイパス水路を通過し
た水とを熱交換器の下流でミキシングし　熱交換器の温
度を高く維持して、給湯器より得られる湯温を低くする
バイパスミキシング式の給湯器が知られている。

従来のバイパスミキシング式の給湯器は、熱交換器とバ
イパス水路との分岐部より熱交換器側で、月つ熱交換器
の上流に、熱交換器へ流入する水撒を一定に保つガバナ
弁か設けられ、混合後の出湯温度に応して、燃焼量と、
バイパス水路に設けＩｊ。

れな絞り弁の開度とをフィードパ・ンク制御することに
より所望の湯を得ていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、従来のバイパスミキシング式の給湯器は、給
湯器に流入する水圧か変化すると、バイパス水路を流れ
る水撒が変化する。このため、ミキシング後の出湯温度
が水圧の変動によって変動してしまう。

そして、従来の制御装置が、出湯温度が変動してから、
その変動に応じて燃焼量と、バイパス水路の絞り弁の開
度とを制御しＣいた。しかるに、従来のバイパスミキシ
ング式の給湯器は、出湯温度が変化してから、出湯温度
がＬ＋的の温度となるように制御するものであったため
、出湯温度か安定しない問題点を倫え゛（いた９、 そこて、本出願人は、今回、」１記問題点を解決する技
術を考案した。この考案は、熱交換器とバイパス水路と
の分岐部の十流、または合流部の下流に、熱交換器とバ
イパス水路とを通過する水の総量を規制する絞りを設け
たものである。この技術は、熱交換器とバイパス水路と
を通過する水の比率を一定にするものである。

これは、給湯器に供給される水圧が変化しても、熱交＃
ＩＡ器を通過し、加熱された湯量と、バイパス水路を通
過した水星とか、常に一定の比率となるため、ミキシン
グ後の出湯温度か安定する。

そして、この技術は、次の技術を追加することにより、
出湯温度を設定温度とすることができる。

その技術とは、給湯器のバイパス水路に、バイパス水路
を通過する水数を調節可能な絞り弁を設ける。そして、
その絞り弁は、絞り弁制御手段によって、入水量、設定
温度、入水温度等から開度を決定する。そしてさらに、
開度補正手段によって混合後の出湯温度と、設定温度と
に誤差か生じた場合、この誤差をなくすように、絞り弁
制御手段によって決定された開度を補正するものである
。

しかるに、フィードバックにより、絞り弁の開度を補正
するということは、出湯毎に、絞り弁制御手段くフィー
ドフォワード）によつ゛Ｃ決定された絞りの開度から、
開度ＹｉＭ−手段（フィードバック）により補正された
開度に移行することを、い、昧する。これは、出湯毎に
、設定温度とは異なった出湯温度から、設定温度へ変動
することを意味する。

本発明は、上記事情に鑑みＣなされたもので、その目的
は、供給される水圧が変化しても出湯温度が変化するこ
となく安定した出湯温度を得るとともに、出湯開始初期
から設定温度の湯を供給することのできるバイパスミキ
シング式給湯器の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、第１図に示すよう
に、燃料の燃焼によって得られた熱と水とを熱交換し、
水を加熱する熱交換器１と、該熱交換器１をバイパスす
るバイパス水路２と、前記熱交換器１と前記バイパス水
路２との分岐部の上流、または合流部の下流に、前記熱
交換器１と前記バイパス水路２とを通過する水の総量を
規制する絞り３と、前記バイパス水路２に設けられ、開
度の調節を行うことにより、前記バイパス水路２を通過
する水量の調節を行う絞り弁４と、入水量、設定温度、
入水温度等から出湯される湯が設定温度を得るに必要な
前記絞り弁４の開度を決定する絞り弁制御手段５、出湯
温度より前記絞り弁４の開度を補正する開度補正手段６
、および該開度補止手段６による補正量を記憶する記憶
手段７を備え、出湯開始時に、前記記憶手段７に記憶さ
れた前回の出湯時の補正量を加味して前記絞り弁４の開
度を決定する制御装置８とを具備することを技術的手段
とする。

［作用］ 出湯開始時について説明する。

出湯が開始されると、絞り弁制御手段で入水量、設定温
度、入水温度等から設定温度を得るに必要な絞り弁の開
度が決定される。そして、この絞り弁制御手段で決定さ
れた開度には、回路記憶手段に記憶された、前回の出湯
時の、開度補正手段によって補正された開度が加味され
る。

これにより、出湯開始直後から、器具のバラツキ等によ
る出湯温度と設定温度との誤差が捕■−される。

［発明の効果］ 本発明によれば、出湯開始直後から、器具のバラツキ等
による誤差が、絞り弁の開度によって修正される。この
ため器具のバラツキ等が発生しても、出湯毎に設定温度
の湯を供給することができる。

「実施例］ 次に、本発明のバイパスミキシング式給湯器を図に示す
一実施例に基つき説明する。

第２図にバイパスミキシング式のガス給湯器の概略図を
示す。

このガス給湯器は、大別して燃焼部１ｏと、カス供給配
管２０と、水配管３０と、制御装置４ｏとがら構成され
ている。

燃焼部１０は、セラミック製の表面燃焼式バーナ１１を
内部に配設した燃焼ケース１２と、この燃焼ケース１２
内に燃焼用の空気を供給する送風機１３とがらなり、送
風機１３によって燃ｊｓｉケース１２内に導がれな燃焼
用の空気は、燃焼後、燃焼ガスとして図示しない排気口
より排出される。

ガス供給配管２０は、送風機１３の遠心式ファン１４の
内周に開口するノスル２１へ、燃料のカスを供給するも
ので、上流側より元電磁弁２２、主電磁弁２３、比例弁
２４か順次設けられている。比例弁２４の下流は２つに
分岐され、一方には切替用電磁弁２５、他方にはオリフ
ィス２６が設けられている。なお、元電磁弁２２、主電
磁弁２３および切替用電磁弁２５は、通電制御によって
ガス供給配管２０を開閉するもので、比例弁２４は通電
量に応じて開］」比が変化し、ノスル２１に供給される
カス量を調節するものである。

水配管３０は、−・方が水の供給源に接続され、他方か
給湯口に接続されるものて、バーナ１１のカスの燃焼に
よって発生する熱と内部を流れる水とを熱交換し、内部
を通過する水を加熱する熱交換器３１と、この熱交換器
３１をバイパスするバイパス水路３２とを備える。

熱交換器３１とバイパス水路３２との分岐部の４−流の
水配管３０には、熱交換器３１とバイパス水路３２とを
通過する水の総量を規制する本発明の絞りの機能と、カ
バナ弁の機能とか組み合わされた電動水量制御装置３３
が設けられている。また、バイパス水路３２にも、バイ
パス水路３２を通過する水量を、開度を可変することに
よって調節する絞り弁３４が設けられている。

なお、電動水量制御装置３３の絞りは、熱交換器３１お
よびバイパス水路３２へ通過する水の総量を規制すべく
、絞り弁３４と同じか、絞り弁３４より小さく設定され
ている。また、電動水量制御装置３３と絞り弁３４の絞
りは、可変可能に設りられＣおり、その調節する１段と
して、水路を開閉可能な弁体をギアドモータによって駆
動している。

制御装置４０は、第３図に示すように、マイクロコンピ
ュータ４１、リレー回路４２および駆動回路４３から構
成されるもので、使用者によって操作されるコントロー
ラ４４や各種センサの出力に応じて、バーナ１１に名犬
を行うスパーカ４５、元電磁弁２２、主電磁弁２３、比
例弁２４、切替用電磁弁２５、電動水量制御装置３３、
絞り弁３４を通電制御するものである。

制御装置４０の各種センサは、バーナ１１の炎の検出お
よび空燃比を検出するためのフレームロット４６および
サーモカップル４７、電動水量制御装置３３および絞り
弁３４の弁体に連動し、開度を検出するポテンショメー
タ４８．４１）、送風機１３の回転速度を検出する風量
検出センサ５０．熱交換器３１およびバイパス水路３２
に流入する水温を検出する入水温センサ５１、熱交換器
３１を通過した湯温を検出する湯温センサ５２、熱交換
器３１およびバイパス水路３２を通過し、混合された湯
温を検出する出湯温センサ５３、熱交換器３１およびバ
イパス水路３２に流入する水量を検出する水量検出セン
サ５４を備える。

次に、マイクロコンビＪ、−夕４１による燃焼制御、お
よび水量制御について簡単に説明する。

燃焼制御は、使用者が給湯口に接続されたカランを操作
し、水配管３０に水流が生じると、水量検出センサ５４
内の回転体が回転し、燃焼が開始される。この燃焼量は
、コン１〜ローラ４４によって設定された出湯温度が得
られるように、各種センサによって得られた水量、入水
温度、熱交換器３１とバイパス水路３２との混合湯温く
出湯温度）等より決定され、送風機１３は決定された燃
焼量に応じた風量をバーナ１１に供給するように通電制
御される。

そして、送風機１３の回転速度やバーナ１１の炎の温度
に応じたガス量が得られるように、比例弁２４および切
替用電磁弁２５が通電制御される。

また、絞り弁３４は、熱交換器３１の湯温か、燃焼によ
って発生した水（ドレン水）が熱交換器３１に付着しな
い温度（例えば６０°Ｃ）以上に維持されるように、入
水温度、熱交換器３１を通過した湯温、出湯温度より算
出された適切な開度て固定される。

なお、絞り弁３４の開度の固定は、入水４ｉ１．が低下
した際や、設定温度か低］・した際に解除され、入水量
の低下、設定温度の低下に応じて算出された開度となる
ように絞り弁３４が通電制御される。

また、電動水量制御装置３３は、出湯温度が得られるに
必要な最大流量を越えないように通電制御される。

本実施例の給湯器は、熱交換器３１およびバイパス水路
３２の分岐部の」流に、熱交換器３１およびバイパス水
路３２を通過する水の総量を規制する、絞りおよびカバ
ナ弁の機能を看する電動水量制御装置３３を備える。こ
のため、給湯器を通過する水圧が変化しても、ミキシン
ク比が変化しない。この結果、流出する出湯温度が安定
する。

一方、コンピュータ４１には、本発明の絞り弁制御手段
５５、開度補正手段５６お、Ｌひ記憶手段５７がフ。

ログラムされている。

絞り弁制御手段５５は、フィードフォワードにより、出
湯温度が設定温度となるように、絞り弁３４の開度を設
定するもので、コン１〜ローラ４４に設定された設定温
度、入水温センサ５１により検出された入水温度、＋−
ｉ検出センセン４により検出されな入水量、および燃焼
部１０における燃焼量等から開度を決定する。

開度補正手段５６は、器具のバラツキ等により、絞り弁
制御手段５５の決定した開度では出湯温度が設定温度と
一致しない場合に働く。これは、出湯温度と設定温度と
に誤差が生じた場合、この誤差をなくすように補正量が
決定され、この補正量に応じて、絞り弁制御手段５５に
よって決定された開度を増減させるものである。

記憶手段５７は、出湯時における開度補正手段５６の補
正量の平均値、あるいは出湯終了直前の補正量を記憶す
るものである。

そして、記憶手段５７に記憶された補正量は、次の出湯
開始時に、開度補止手段５６の初期値とされる。

上記により、出湯が開始されると、記憶手段５７に記憶
された補正量が、開度補止手段５６の初期値として与え
られ、絞り弁制御手段５５でフィードフォワードにより
決定された開度に加算される。すると、出湯開始直後か
ら、器具のバラツキ等による出湯温度と設定温度との誤
差が補正される。

この結果、本実施例のバイパスミキシング式給湯器は、
出湯毎に器具のバラツキの影響を受けることなく、設定
温度の湯を安定して供給することができる。

（変形例） 本実施例゛Ｃは絞りを可変可能に設けた例を示したが、
固定絞りとしても良い。カバナ弁と分離させＣ良いこと
は訂うまでもない。

絞りを熱交換器とバイパス水路との分岐部の上流位置に
設けたが、合流部の下流に設けＣも良い。

燃焼にカスを用いた例を示したが、重油や重油など液体
燃料を用いた給湯器に適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図はバイ
パスミキシンク式のガス給湯器の概略構成図、第３図は
制御装置の概略ブロック図である。 図中　１・・・熱交換器　　　２・バイパス水路３・・
絞り　　　　　４・・絞り弁 ５・・絞り弁制御ｆ段 ６・・・開度補正手段 ７・ 記憶手段 ８・・制御装置 代 理 人 石 黒 健

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）燃料の燃焼によって得られた熱と水とを熱交
   換し、水を加熱する熱交換器と、 （ｂ）該熱交換器をバイパスするバイパス水路と、（ｃ
   ）前記熱交換器と前記バイパス水路との分岐部の上流、
   または合流部の下流に、前記熱交換器と前記バイパス水
   路とを通過する水の総量を規制する絞りと、 （ｄ）前記バイパス水路に設けられ、開度の調節を行う
   ことにより、前記バイパス水路を通過する水量の調節を
   行う絞り弁と、 （ｅ）入水量、設定温度、入水温度等から設定温度を得
   るに必要な前記絞り弁の開度を決定する絞り弁制御手段
   、出湯温度より前記絞り弁の開度を補正する開度補正手
   段、該開度補正手段による補正量を記憶する記憶手段を
   備え、 出湯開始時に、前記記憶手段に記憶された前回の出湯時
   の補正量を加味して前記絞り弁の開度を決定する制御装
   置と を具備するバイパスミキシング式給湯器。