JPH0339227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はガス量を変化することにより給湯温度
を制御するガス瞬間式給湯装置に関する。

（従来の技術） 従来のガス瞬間式給湯装置においては、給水
量、給水温と無関係に出湯温度が一定となるよう
ガス量を制御するガス比例弁を備えている。さら
に、湯沸器の最大能力以上の熱負荷が要求された
場合には出湯温度が低下するので、これを防止す
るために最大能力を越える熱負荷要求のある場合
には、湯沸器の給水管又は給湯管には、自動的に
給水量を絞る水バルブが設けられている。この水
バルブは、直流モータによつて回動する弁体を備
え、弁体の回動に伴つて通水量を変化させる構造
であり、直流モータはバルブ制御手段（例えば、
マイクロプロセツサ）からの制御信号によりモー
タ駆動回路を介して所定の電圧を印加して駆動さ
れる構成である。例えば、印加電圧としては、バ
ルブ開駆動時には＋3.5V、バルブ閉駆動時には
−3.5Vが設定されており、水バルブの目標開度
が決定すると、直流モータには上記所定電圧が目
標開度に至るまで印加される。つまり、水バルブ
の目標開度に至るまで一様の開閉速度で水バルブ
を駆動し、最大能力を越える熱負荷要求がある場
合には、給水量を限界水量以下に抑え、確実に設
定温度の湯を出湯するようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記従来のガス瞬間式給湯装置にお
いては、最大能力以上の熱負荷が要求された場
合、水バルブを駆動する直流モータには水バルブ
の目標開度に至るまで所定電圧が印加される構成
であることから、水バルブの閉止速度が一様とな
るため、目標開度をオーバーして、再び目標開度
に戻るという水バルブのハンチングを生じやす
く、その結果、給湯温度にもその影響を及ぼすと
いうおそれがある。

そこで、本発明では、最大能力を越える熱負荷
要求があつた場合には、水バルブの閉止速度を目
標開度近傍では遅くすることにより、水バルブを
目標開度にスムーズに停止させ、水バルブのハン
チングを防止することを目的とするものである。

（問題点を解決する手段） 前記問題点を解決するため本発明に係るガス瞬
間式給湯装置は、ガス供給量を調節して得られる
最大熱負荷量を超える熱負荷量が要求された際
に、この要求熱負荷量と最大熱負荷量との差の熱
負荷量が予め設定した第１のしきい値を超えてい
る場合は水バルブの単位時間当りの開度変化を大
とする開度調節信号を出力し、差の熱負荷量が第
１のしきい値より小さい値の第２のしきい値未満
の場合は水バルブの開度の調節を停止し、差の熱
負荷量が第１のしきい値と第２のしきい値との間
にある場合は水バルブの単位時間当たり開度変化
を小とする開度調節信号を出力するバルブ制御手
段を備えたことを特徴とする。

（作用） バルブ制御手段は、算出した要求熱負荷量とこ
の装置の最大熱負荷量との差の熱負荷量が第１の
しきい値を超えているか、第１と第２のしきい値
の間にあるか、第２のしきい値より小さいかに応
じて水バルブの開度調節条件を変更する。

その差が第１のしきい値を超えている場合、す
なわち最大熱負荷量に対して要求熱負荷量が極め
て過大または過小な場合、バルブ制御手段は水バ
ルブの開度を短時間で変化させるよう制御する。
この結果流量が減少するので流量と要求温度上昇
値の積に当たる要求熱負荷量の算出値が小さな値
となり、最大熱負荷量との差が第１のしきい値未
満になると、バルブ制御手段は水バルブの開度変
化をゆるやかにする。これにより、水バルブの開
度が絞りすぎとなつて、出湯温度が所望の設定温
度より低下することを防止する。

さらに、算出した要求熱負荷量と最大熱負荷量
との差が第２のしきい値未満になると、このバル
ブ制御手段は水バルブの開度調節を停止するの
で、水バルブの開度調節のハンチングを防止する
ことができる。

よつて、水バルブの開度を短時間でハンチング
を伴うことなく効果的に調節することができ、給
湯温度を安定に保つことができる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。

本実施例のガス瞬間式給湯装置は、第１図に示
すように、湯沸器１への入水温度と給水流量を検
知して、設定温度と設定効率により演算した値に
よりガス比例弁２がバーナー３へ送るガス量を増
減する形式のガス瞬間式給湯装置であり、ガスは
ガス供給管４を介してバーナー３へ送られてここ
で燃焼し、水は給水管５を介して熱交換器６へ入
り、ここで加熱されて給湯管７を通り水栓８へ供
給されるようになつている。

ガス供給管４には、元電磁弁９と、ガス比例弁
２が前者を上流側に配置して設けられ、給水管５
には上流側より順次水バルブ１０、温度センサー
１１及び水量センサー１２が設けられている。

これら元電磁弁９、ガス比例弁２、水バルブ１
０、温度センサー１１及び水量センサー１２は
夫々コントロールボツクス１３に電気的に連絡し
ており、上記温度センサー１１は入水温度を検知
して信号Ａを、水量センサー１２は入水量を検知
して信号Ｂを夫々コントロールボツクス１３に送
出する。

コントロールボツクス１３は、第１図に示すよ
うに、この装置をON、OFFさせるメインスイツ
チ１４、温度設定ダイヤル１５や、第２図に示す
ように、水量センサー１２からの検出信号Ｂに基
づいて水量を検出する水量検出回路１６、給水温
度センサー１１の検出信号Ａおよび温度設定ダイ
ヤル１５の設定温度をデイジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換回路１７、マイクロプロセツサ１８、
バルブ駆動回路２３およびガス比例弁駆動回路
（図示省略）を備えている。

マイクロコンピユータ１８は、第２図に示すよ
うに水量、設定温度、給水温度を示す各信号から
装置の能力に対応した水量、設定温度、および給
水温度の各信号Q_H，T_S，T_Cに変換する水量デー
タ変換手段１９および温度データ変換手段２０
と、さらに水量信号Q_H、設定温度信号T_S、給水
温度T_Cに基づいて要求熱負荷を演算する要求熱
負荷演算手段２１と、要求熱負荷の演算値に基づ
いて要求熱負荷が最大能力を越えているかを判別
し、超えている場合に、水バルブを制御するバル
ブ制御手段２２とから構成されている。

また、上記水バルブ１０は、モータの駆動に伴
つて弁体を回動させ、通水面積を変化させる構造
であり、モータは、例えば、−3.5Vを印加すると
バルブを閉方向に駆動する構成である。

このようなガス瞬間式給湯装置では、要求熱負
荷演算手段２１において、給水温T_Cと、設定温
度T_Sと、給水量Q_Hとに基づいて、要求熱負荷F₁
が演算される。この演算値F₁に基づいてガス比
例弁駆動回路が駆動し、要求熱負荷に必要なガス
量がバーナー３に送給される。また、水バルブ制
御手段２２においては、上記演算値F₁に基づい
て、湯沸器１の最大能力を越えているかどうかの
判別が行なわれ、最大能力を越えている場合に
は、設定温度における限界水量に対応して水バル
ブ１０を絞る目標開度領域が決定される。また、
目標開度領域に到達する所定範囲では水バルブ１
０の開閉駆動の速度を遅くするよう、予め設定さ
れている。したがつて、目標開度領域が設定され
ると、バルブ駆動回路２３によつて、一定の閉止
速度で水バルブ１０が閉止駆動されるとともに、
上記所定範囲内では遅い速度で閉止駆動される。
本実施例では上記所定範囲内では−3.5Vでデユ
ーテイ比が約10％程度のパルス電圧を直流モータ
に印加して閉止速度を遅くし、それ以外の範囲で
は−3.5Vの電圧を印加して速い閉止速度で水バ
ルブ１０を駆動するようにしている。

また、上記所定範囲の判定は、本実施例では、
給水の熱量に基づいて行なつている。例えば、第
３図に示すように、目標開度をf₀、目標開度領域
をf₁〜f_-1の間、目標開度領域から所定範囲をf₁〜
f₂、f_-1〜f_-2と、それぞれの熱量で設定されてい
る。したがつて、最大能力以上の熱負荷要求があ
つた場合には、第４図に示すように、要求熱負荷
ＦがＦ＞f₂の場合には、直流モータに−3.5Vの電
圧が印加され、水バルブ１０が速い速度で連続閉
駆動される（ステツプP₁）。水バルブ１０の開度
が所定範囲内にある場合、即ちf₁＜Ｆ＜f₂の場合
には直流モータに−3.5Vのパルス電圧が印加さ
れ、水バルブ１０をデユーテイ閉動作させる（ス
テツプP₂）。f₁＜Ｆ＜f₂でない場合には次のステ
ツプP₃に進み目標開度領域内にあるかどうか、
即ちf_-1＜Ｆ＜f₁の判別が行なわれ、肯定の場合
には直流モータへの電圧の印加が停止され、水バ
ルブ１０の閉止駆動が停止される。このように、
目標開度領域に至る所定範囲での水バルブ１０の
閉止速度が低下するので、水バルブ１０の閉止動
作を目標開度領域にスムースに至らしめることが
できる。

次にステツプP₃において否定である場合には、
ステツプP₄に進む。これらのステツプP₄は水バ
ルブ１０の閉止動作が絞り過ぎとなるため、これ
を防止するために設けられたものである。即ち、
ステツプP₄においてf_-2＜Ｆ＜f_-1である場合に
は、＋3.5Vのパルス電圧が直流モータに印加さ
れ、遅い速度で開駆動され、肯定の場合には＋
3.5Vの電圧が印加され、速い速度で開駆動され、
これを繰り返す。

したがつて、最大能力を越える熱負荷要求があ
ると、設定温度での限界水量となるよう目標開度
領域まで水バルブが閉駆動するが、目標開度領域
に到達する所定範囲では直流モータにはパルス状
の電圧が印加されることとなり、水バルブの閉止
速度が遅くなり、その結果、水バルブがハンチン
グを生ずるおそれを防止できる。

尚、上記実施例においては、目標開度領域に到
達する所定範囲では所定のデユーテイ比を有する
パルス状の電圧を直流モータに印加する構成とし
たが、これに限らず、第５図に示すように、所定
の比例係数を有する電圧を直流モータに印加する
構成にすることもできる。この場合、水バルブ駆
動の判断は、第６図のフローチヤートの如くな
り、上記同様の効果を得ることができる。

（発明の効果） 以上説明したようにこの発明に係るガス瞬間式
給湯装置は、この給湯装置の最大熱負荷量と要求
熱負荷量との差を第１および第２のしきい値と比
較して、水バルブの開度調節を急速、緩速、開度
維持の３段階に制御するバルブ制御手段を備えた
ので、水バルブの開度を短時間でハンチング等を
伴うことなく効果的に調節することができ、給湯
温度を安定に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示
し、第１図は給湯装置の模式図、第２図は給湯装
置のブロツク構成図、第３図、第４図は最大能力
状態時の水バルブの閉止駆動を説明する図、およ
びその閉止駆動処理を示すフローチヤート、第５
図および第６図は本発明の他の実施例を示し、第
５図、第６図は最大能力状態時の水バルブの閉止
駆動を説明する図、およびその閉止駆動処理を示
すフローチヤートである。 図面中、２……ガス比例弁、１０……水バル
ブ、２２……バルブ制御手段、f₀……目標開度、
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流量に係る信号と要求される温度上昇値に係
   る信号とに基づいて要求熱負荷量を算出する要求
   熱負荷量演算手段の出力に基づいてガス比例弁の
   開度を調節するとともに、算出した要求熱負荷量
   がこの装置の最大熱負荷量を超えている場合はバ
   ルブ制御手段が水バルブの開度を絞る信号を出力
   して設定温度の給湯を行なうガス瞬間式給湯装置
   において、前記バルブ制御手段は前記要求熱負荷
   量とこの装置の最大熱負荷量との差が予め設定し
   た第１のしきい値を超えている場合は前記水バル
   ブをその水バルブの単位時間当りの開度変化が大
   となるよう開度調節信号を出力し、前記要求熱負
   荷量と前記最大熱負荷量との差が前記第１のしき
   い値より小さい値であつて予め設定した第２のし
   きい値未満の場合は前記水バルブの開度を調節す
   る信号の出力を停止し、前記要求熱負荷量と前記
   最大熱負荷量との差が前記第１のしきい値と前記
   第２のしきい値との間にある場合は前記水バルブ
   の単位時間当りの開度変化が小となるよう開度調
   節信号を出力するよう構成したことを特徴とする
   ガス瞬間式給湯装置。