JPH03110346A - 流体加熱制御装置 - 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〕 本発明は、流体加熱器と、その流体加熱器の出口側にお
ける被加熱流体の目標温度を設定する目標温度設定手段
と、前記流体加熱器の入口側における被加熱流体の温度
を測定する入口温度検出手段と、前記流体加熱器の出口
側における被加熱流体の温度を測定する出口温度検出手
段とが設けられ、前記両温度検出手段の検出情報に基づ
いて、前記被加熱流体が前記目標温度になるように前記
流体加熱器の加熱状態を調節する制御手段が設けられた
流体加熱制御装置に関する。

〔従来の技術〕

流体加熱器としては、例えば、給湯装置を挙げることが
できる。つまり、加熱前の水温と、加熱後の湯温とを検
出して、加熱量や通水量を自動的に制御することによっ
て給湯温度を目標温度に一致させるように構成されてい
る。

従来、上記のような流体加熱制御装置において、流体加
熱器の加熱状態は常に入口温度検出手段と出口温度検出
手段との両方の検出情報に基づいて制御されるようにな
っていた（例えば特公昭６３−４０９６号公報、特開昭
５８−２４７５２号公報、特開昭５８−６２４５３号公
報等参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで従来では、入口温度検出手段あるいは出口温度
検出手段のいずれかが故障した場合において、その故障
を表示し、且つ、流体加熱制御を停止するようにしてい
たため、故障中は使用できない不便があった。

本発明の目的は、上記従来欠点を解消して両温度検出手
段のいずれかが故障した場合においても使用可能な流体
加熱制御装置を得る点にある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による流体加熱制御装
置の第１の特徴構成は前記両温度検出手段の故障を検出
する故障検出手段が設けられ、前記制御手段は、前記故
障検出手段の検出情報に基づいて、前記入口温度検出手
段が故障したときには前記目標温度と前記出口温度検出
手段の検出温度とに基づいて前記流体加熱器の加熱状態
を調節し、且つ、前記出口温度検出手段が故障したとき
には前記目標温度と前記入口温度検出手段の検出温度と
に基づいて前記流体加熱器の加熱状態を調節するように
構成されていることである。

第２の特徴構成は、前記制御手段は、前記出口温度検出
手段が故障したときに、前記目標温度よりも所定値低い
温度を目標として前記流体加熱器の加熱状態を調節する
ように構成されていることである。

尚、前記流体加熱器の加熱状態の調節は、具体的には熱
源を最大加熱状態にした状態で被加熱流体の流量を調節
することによって行われる場合や熱源の加熱状態の調節
によって行われる場合がある。

第３の特徴構成は、前記故障検出手段の検出情報に基づ
いて入口温度検出手段あるいは出口温度検出手段のいず
れかが故障したときに、その故障情報を表示する表示手
段が設けられていることである。

〔作　用〕

第１の特徴構成では、温度検出手段のどちらか一方が故
障したときには、故障していない温度検出手段の検出情
報に基づいて流体加熱器の加熱状態を調節するようにな
っているので、温度検出手段のどちらか一方が故障した
ときにも使用できるものとなる。

第２の特徴構成では、出口温度検出手段が故障したとき
に、加熱後の被加熱流体の温度と目標温度との間に偏差
が生じることがあっても、前記加熱後の被加熱流体の温
度が目標温度をこえないようにすることができる。

第３の特徴構成では、温度検出手段のどちらか一方が故
障しているのを知ることができるので、その流体加熱制
御装置を使用しながら修理の準備を整えることができる
。

〔発明の効果〕

第１の特徴構成では、温度検出手段のいずれか一方が故
障した場合においても使用可能な実用性にすぐれた流体
加熱制御装置を得ることができる。

第２の特徴構成では、例えば給湯装置において給湯量が
設定された目標温度より高くなって、使用者が火傷した
りする危険を防止することができる。つまり、流体加熱
制御装置の安全性を高めることができる。

第３の特徴構成では、流体加熱制御装置の実用性を高め
ながらも、信頼性の向上を図ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を流体加熱制御装置の一例としての給湯制
御装置に適用した実施例について図面に基づいて説明す
る。

第１図に示すように、熱源としてのカスバーナ（１）に
より加熱される流体加熱器としての水加熱用熱交換器（
２）が、給湯栓（４）に給湯路（３）を介して接続され
ている。図中（６）は熱交換器（２）に対する給水路で
ある。

前記ガスバーナ（１）に対する燃料ガス供給路（８）に
は、燃料ガス供給を断続するガス弁（９）、及び燃料ガ
ス供給量を調整する電磁式のガス量調整弁（１０）が介
装されている。

前記給湯路（３）には、給湯量を調整する電磁式の流量
調整弁（１１）が介装されている。

マイクロコンピュータを利用して構成される制御手段と
しての制御装置（１５）が設けられ、この制御装置（１
５）によって給湯制御が実行されるようになっており、
以下この給湯制御について説明する。

熱交換器（２）の通水量を検出する水量センサ（１６）
、熱交換器（２）への給水温度を検出する入口温度検出
手段としての入水温センサ（１７）、並びに熱交換器（
２）の出口湯温を検出する出口温度検出手段としての湯
温センサ（１８）が設けられ、これらセンサ類の検出情
報が制御装置（１５）に入力される。

又、前記制御装置（１５）に運転情報を指令するリモー
トコントローラ（２０）が設けられており、このリモー
トコントローラ（２０）には、給湯運転の開始・停止を
指令する運転スイッチ（２１）と、給湯温度を設定する
目標温度設定手段としての給湯温度設定器（２２）と、
両温度検出手段（１７）。

（１８）の故障情報を表示する表示手段としての表示ラ
ンプ（２３）とが設けられている。

給湯運転は、制御装置（１５）に電源が投入されて運転
スイッチ（２１）が入り操作されると開始される。そし
て、給湯栓（４）の開栓に伴い水量センサ（１６）が通
水開始を検出すると、その通水開始検出に基づきガス弁
（９）を開いてガスバーナ（１）を着火し給湯を開始す
る。

そして、ガスバーナ（１）の燃焼量（Ｇ）を設定上限値
（ＧＭ）とするようにガス量調整弁（１０）を調整した
状態で、リモートコントローラ（２０）から指令されて
いる設定給湯温度（Ｔ１）、及び、入水温センサ（１７
）の検出給水温度（Ｔｉ）に基づき、水量センサ（１６
）の検出通水量（Ｗ）が次式を略満足する値となるよう
に流量調整弁（１１）を調整する。

Ｗ＝　ＧＭ／（ＴＩ−Ｔｉ） 但し、湯温センサ（１８）の検出湯温（Ｔｊ）と設定給
湯温度（Ｔ１）との偏差に基づき、湯温センサ（１８）
の検出湯温（Ｔｊ）を設定温度（Ｔ１）に一致させるよ
うに、上述の流量調整弁（１１）の調整制御に補正を加
える。

すなわち、下記（イ）式に基づいて流量調整弁（１１）
の調整制御が行われることになる。

Ｗ＝　　ＧＭ／（ＴＩ−Ｔｉ）＋に＋（Ｔｊ　　−ＴＩ
）　　・・・・・・（イ）尚、Ｋ１は予め設定された補
正係数である。

給湯制御は、基本的には上述のように行われるのである
が、入水温センサ（１７）と湯温センサ（１８）のいず
れかが故障した場合における給湯制御について以下に述
べる。

制御装置（１５）を利用して、両センサ（１７）、　（
１８）の故障を検出する故障検出手段（Ｆ）が設けられ
ている。

説明を加えると両センサ（１７）、　（１８）は夫々サ
ーミスタで構成したものであって、それらサーミスタを
利用してブリッジ回路を構成している。

つまり、温度変化に伴ってサーミスタの抵抗値が変化す
る。その結果、ブリッジ回路の出力電圧が変化し、もっ
て温度を検出するようになっている。尚、検出温度（Ｔ
ｊ）、　（Ｔｊ）が大なるほどブリッジ回路の出力電圧
は大なるものになる。

ところで検出温度（Ｔｊ）、　（Ｔｊ）が所定範囲（例
えば−２０°ｃ−１２０°Ｃ）から逸脱することは通学
者えられない。そこで出力電圧が所定温度範囲の下限に
対応する電圧以下である場合又は所定温度範囲の上限に
対応する電圧以上である場合には、そのセンサ（１７）
、　（１８）が故障したものと判断するのである。

入水温センサ（１７）が故障したときには、設定目標温
度（Ｔ１）と湯温センサ（１８）の検出温度（Ｔｊ）と
に基づいて熱交換器（２）の加熱状態を調節する。すな
わち、入水温を２５℃と仮定して、下記（ロ）式に基づ
いて流量調整弁（１１）の調整制御が行われることにな
る。

Ｗ＝　　ＧＭ／（ＴＩ−２５）＋ＫＩ（Ｔｊ　　−ＴＩ
）　　・・・・・・（ロ）湯温センサ（１８）が故障し
たときには、設定目標温度（Ｔ１）と入水温センサ（１
７）の検出温度（Ｔｊ）とに基づいて熱交換器（２）の
加熱状態を調節する。但し、設定目標温度（Ｔ１）より
も所定温度（ＴＫ）低い温度を目標とする。すなわち、
下記（ハ）式に基づいて流量調整弁（１１）の調整制御
が行われることになる。

Ｗ”　　ＧＭ／（ＴＩ　　　ＴＫ　　　Ｔｌ）　　・・
・・・・（ハ）次に、第２図に示すフローチャートに基
づいて制御装置（１５）の作動について説明する。

電源が投入されるに伴って各種の記憶値をクリアする初
期設定の処理が実行される。

次に運転スイッチ（２Ｉ）の情報に基づいて給湯の要否
が判別され、給湯不要の場合には、現在まで給湯中であ
るか否かが判別される。現在まで給湯中で無い場合には
、前記初期設定の処理へ移行することになり、また、現
在まで給湯中である場合には、消火処理を実行したのち
に前記初期設定の処理に移行する。

給湯要が判別された場合には、水量センサ（１６）の検
出値に基づいて水量が設定値以下であるか否かが判別さ
れる。水量が設定値未満である場合には、現在まで給湯
中であるか否かが判別される。現在まで給湯中で無い場
合には、前記初期設定の処理へ移行することになり、ま
た、現在まで給湯中である場合には、消火処理を実行し
たのちに前記初期設定の処理に移行する。

前述の判別で水量が設定値以上であることが判別される
と、点火中であるか否かが判別されることになり、点火
中で無い場合にのみ、ガスバーナ（１）を着火する点火
処理が実行される。

そして、設定給湯温度（Ｔ１）に維持するように、ガス
バーナ（１）の燃焼状態や熱交換器（２）の通水状態を
調整する水比例処理が実行される。ここで、入水温セン
サ（１７）及び湯温センサ（１８）の検出情報に基づい
て、両センサ（１７）、　（１８）の故障状態が判別さ
れ、両方正常のときは（イ）式、入水温センサ（１７）
が故障のときは（ロ）式、湯温センサ（１８）が故障の
ときは（ハ）式に基づいて流量調整弁（１１）の調整制
御が行われることになる。

尚、両センサ（１７）、　（１８）のどちらかが故障し
たときは夫々故障表示される。水比例処理が実行された
のち、給湯の要否を判別する処理に移行される。

〔別実施例〕

上記実施例では、入水温センサ（１７）が故障した場合
、入水温（Ｔｉ）を２５°Ｃと仮定して熱交換器（２）
の加熱状態を調節するようにしていたが、バーナ（１）
燃焼前に検出した出水温を入水温とすることもできる。

又、入水温（Ｔｉ）を用いずに制御することもできる。

この場合、設定目標温度（ＴＫ）と湯温センサ（１８）
の検出温度（Ｔｊ）との偏４ 差に基づいて通水量（Ｗ）の増減量を調節することにな
る。

上記実施例では、通水量（Ｗ）を調節することによって
給湯温度を制御するようにしていたが、燃焼量（Ｇ）を
調節するようにしてもよい。この場合、流量調整弁（１
１）の代わりに水ガバナを用いて通水量を一定に維持す
るようにしてもよい。

又、通水量（Ｗ）の調節と燃焼量（Ｇ）の調節を併用し
てもよい。

上記実施例では、給湯制御装置に適用した場合を示した
が、暖房用ヒータ等にも適用することができる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る流体加熱制御装置の実施例を示し、
第１図は給湯制御装置の全体構成図、第２図は制御作動
のフローチャートである。 （１）・・・・・・熱源、（２）・・・・・・流体加熱
器、（１５）・・・・・・制御手段、（１７）、　（１
８）・・・・・・温度検出手段、（２２）・・・・・・
目標温度設定手段、（Ｆ）・・・・・・故障検出手段、
（Ｔ１）・・・・・・目標温度、（Ｔｉ）、　（Ｔｊ）
・・・・・・検出温度、（ＴＫ）・・・・・・所定値。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体加熱器（２）と、その流体加熱器（２）の出口
   側における被加熱流体の目標温度（Ｔ＿１）を設定する
   目標温度設定手段（２２）と、前記流体加熱器（２）の
   入口側における被加熱流体の温度を測定する入口温度検
   出手段（１７）と、前記流体加熱器（２）の出口側にお
   ける被加熱流体の温度を測定する出口温度検出手段（１
   ８）とが設けられ、前記両温度検出手段（１７）、（１
   ８）の検出情報に基づいて、前記被加熱流体が前記目標
   温度（Ｔ＿１）になるように前記流体加熱器（２）の加
   熱状態を調節する制御手段（１５）が設けられた流体加
   熱制御装置であって、 前記両温度検出手段（１７）、（１８）の故障を検出す
   る故障検出手段（Ｆ）が設けられ、前記制御手段（１５
   ）は、前記故障検出手段（Ｆ）の検出情報に基づいて、
   前記入口温度検出手段（１７）が故障したときには前記
   目標温度（Ｔ＿１）と前記出口温度検出手段（１８）の
   検出温度（Ｔｊ）とに基づいて前記流体加熱器（２）の
   加熱状態を調節し、且つ、前記出口温度検出手段（１８
   ）が故障したときには前記目標温度（Ｔ＿１）と前記入
   口温度検出手段（１７）の検出温度（Ｔｊ）とに基づい
   て前記流体加熱器（２）の加熱状態を調節するように構
   成されている流体加熱制御装置。 ２、前記制御手段（１５）は、前記出口温度検出手段（
   １８）が故障したときに、前記目標温度（Ｔ＿１）より
   も所定値（Ｔ＿Ｋ）低い温度を目標として前記流体加熱
   器（２）の加熱状態を調節するように構成されている請
   求項１記載の流体加熱制御装置。 ３、前記流体加熱器（２）の加熱状態の調節が、熱源（
   １）を最大加熱状態にした状態で被加熱流体の流量を調
   節することによって行われるものである請求項１又は２
   記載の流体加熱制御装置。 ４、前記流体加熱器（２）の加熱状態の調節が、熱源（
   １）の加熱状態の調節によって行われるものである請求
   項１又は２記載の流体加熱制御装置。 ５、前記故障検出手段（Ｆ）の検出情報に基づいて入口
   温度検出手段（１７）あるいは出口温度検出手段（１８
   ）のいずれかが故障したときに、その故障情報を表示す
   る表示手段（２３）が設けられている請求項１乃至４の
   いずれかに記載の流体加熱制御装置。