JPH0350445A - 自動給湯装置 - 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、風呂の湯張りに利用される自動給湯装置に関
する． ［従来の技術］ 特公平１−　１４４９８号公報においては、流旦センサ
のパルス信号をカウントしてそのＩ！数が設定供給水量
になったことを検出して、水電磁弁を閉じて給湯を停止
するとともにバーナを消火する自動給湯装置が開示され
ている． し発明が解決しようとする課Ｖｉ］ しかるに、前述の自動給湯装置は、流旦センサからのパ
ルス信号を常にカウントしているので、このカウント中
に比例弁の比例制御の演算を行う場合、複数の演算を安
価なｌっのマイクロコンピュータで行えなかった．この
ように、前述の自動給湯装置は、複数の演算を行う場合
に複数のマイクロコンピュータか、あるいは高価な１つ
のマイクロコンピュータを使用する必要があるので、装
置が高コストとなるという課題があった．本発明は、安
価な１つのマイクロコンピュータで複数の演算を行うこ
とができる自動給湯装置の提供を目的とする． ［課題を解決するための手段］ 本発明の自動給湯装置は、燃料を燃焼するバーナと、該
バーナの燃焼屋を変化させる変化手段と、入水口から流
入した水を熱交換器で加熱して出湯口から出湯する水配
管と、該水配管を開閉する開閉弁と、前記水配管内を流
れる水の流量を検出する流量センサと、前記入水口がら
流入する水の入水温を検出するが、あるいは前記出湯口
がら出渇する湯の出湯温を検出する温度センサと、前記
流量に応じて前記開閉弁を制御するとともに、前記入水
温または前記出湯温に応じて前記変化手段を制御するマ
イクロコンピュータとを備え、前記マイクロコンピュー
タは、前記流量を抽出して抽出流量を出力する抽出機能
と、該抽出８ｌ能で前記流量を抽出している時、前記抽
出流量と設定出湯量とから給湯時間を演算し、前記抽出
機能で前記流量を抽出していない時、前記入水温または
前記出湯温と設定出湯温とから前記バーナの燃焼量を演
算する演算機能と、該演算機能で演算された前記バーナ
の燃焼量に応じて前記変化手段を制御するとともに、前
記演′ｘ．ｌｌｌ能で演算された前記給湯時間が経過し
た際に、前記開閉弁を閉じる制御機能とを具備する技術
手段を採用した．［作用］ 本発明の自動給湯装置は前記技術手段によりっぎの作用
を有する． マイクロコンピュータの抽出機能は、流量センサにより
検出される流量を抽出して抽出流量を出力する． マイクロコンピュータの演Ｗａ能は、抽出８ｌ能で流量
を抽出している時、抽出流量と設定出湯量とから給湯時
間を演算する．また、マイクロコンピュータの演算機能
は、抽出機能で流量を抽出していない時、入水温または
出湯温と設定出湯温とからバーナの燃焼量を演算する． マイクロコンピュータの制御ｌｉｌｌ能は、該演算機能
で演算されたバーナの燃焼量に応じて変化手段を制御す
る．マイクロコンピュータの制御機能は、演算機能で演
算された給湯時間が経過した際に、開閉弁を閉じて水配
管の出水口がらの水の流出を防止する． ［発明の効果］ 本発明の自動給湯装置は前記技術手段および作用により
つぎの効果を奏する． 安価な１つのマイクロコンピュータで、給湯時間の演算
と該給湯時間の演算の合間にバーナの燃焼量との複数の
演算を行うことができる．［実施例］ 本発明の自動給湯装置を図に示す一実施例に基づき説明
する． 第１図は風呂用自動給湯装置の概略図を示し、第２図は
風呂用自動給湯装置の制御装置のブロック図を示す． この風呂用自動給湯装置１は、燃焼器２、ガス供給配管
３、水配管４および制御装置５から楕或されている． 燃焼器２は、燃焼ケース２１内に、複数のガス噴出孔を
有するガスバーナ２２、および該ガスバーナ２２に空気
を供給するファン２３を設けている．ファン２３によっ
てガスバーナ２２に導入された空気は、燃焼後に燃焼ガ
スとして排気口２４から排出される．また、燃焼ケース
：１内のガスバーナ２２の近傍には、ガスバーナ２２を
着火するスパーカ２５が設けられている． ガス供給配管３は、ガスバーナ２２内に燃料ガスを供給
するものであって、燃料ガスの流れ方向の上流側より元
電磁弁３１、主電磁弁３２およびガバナ比例弁３３を順
次設けている。元電磁弁３１および主電磁弁３２は、制
御装置５により通電されるとガス供給配管３を開き、通
電が停止されるとガス供給配管３を閉じるものである．
ガバナ比例弁３３は、通電量に応じて開口度合が変化し
、ガスバーナ２２に供給するガス量を調節してガスバー
ナの燃Ｈｌを変化させるものである． 水配管４は、入水口４１から流入した水を出湯口４２、
４３から出水するものであって、水の流れ方向の上流側
より給水管４４、熱交換器４５および給湯管４６を順次
設けている． また、熱交換器４５は、ガスバーナ２２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、内部を流れ
る水を加熱するものである．さらに、給湯管４６は、２
つに分岐しており、一方は風呂用配管４７として使用さ
れ出湯口４２で風呂の給湯口（図示せず）に接続する接
続管（図示せず）に連結し、他方は給湯用配管４８とし
て出湯口４３で風呂の給湯口以外の給湯口（図示せず）
に接続する接続管（図示せず〉に連結している．なお、
風呂用配管４７には、開閉弁としての二方弁４９が設け
られている．この二方弁４９は、制御装置５により通電
されると風呂用配管４７を開き、通電が停止されると風
呂用配管４７を閉じるものである．制御装置５は、流量
センサ５１、入水温センサ５２、出湯温センサ５３、水
流スイッチ５４および風呂コントローラ６から送られて
くる信号に応じてリレー回路５５および駆動回路５６を
通電制御する１つのマイクロコンピュータ７を具備して
いる．流量センサ５１は、給水管４４内を通過する水が
順方向に流れると、磁石を有する羽根車が回転してＭＲ
素子等の磁気検出素子が回転を検出し、その回転数（流
量に比例）信号をパルス信号に変換してマイクロコンピ
ュータ７に発振するものである．入水温センサ５２は、
水配管４の入水口４１から流入する水の入水温を検出す
るサーミスタである．出湯温センサ５３は、水配管４の
出湯口４２、４３から出湯する湯の出湯温を検出するサ
ーミスタである．水流スイッチ５４は、水配管４内の水
の流量が所定の流量以上となった時、マイクロコンピュ
ータ７にオン信号を送り、水配管４内の水の流量が所定
の流量に満たない時、マイクロコンピュータＴにオフ信
号を送る． 風呂コントローラ６は、風呂用自動給湯装置１のメイン
スイッチ６１，設定出湯量としての設定湯張り量を設定
する湯張り量設定スイッチ６２および出湯口４２、４３
からの設定出湯温を設定する出湯温設定スイッチ６３を
設けている．設定湯張り量は、例えば２０１から３２０
１まで２０１ごとに設定することができる．設定出湯温
は、例えば３８℃から４８℃まで１℃ごとに設定するこ
とができる．マイクロコンピュータ７は、検出機能７１
、抽出機能７２、計時８ｌ能７３、着火機能７４、演ｘ
ｍ能７５および制御機能７６を有する。

検出機能７１は、出湯温センサ５３により検出される出
湯温を検出するとともに、水流スイッチ５４からオン信
号またはオフ信号を入力する．抽出機能７２は、所定時
間（例えば３秒間）ごとに、流量センサ５１から発振さ
れた単拉時間当りのパルス信号の数を検出する． 計時機能７３は、時の経過を計る． 着火機能７４は、風呂コントローラ６のメインスイッチ
６１がオンされるとリレー回路５５に制御信号を送り二
方弁４９を通電する．また、着火機能７４は、検出機能
７１が水流スイッチ５４からオン信号を入力した時に、
リレー回路５５および駆動回路５６に制御信号を送り、
ファン２３、スバーカ２５、元電磁弁３１および主電磁
弁３２を通電してガスバーナ２２を着火する．なお、着
火機能７４は、スバーカ２５の通電時間が経過した後に
スパーカ２５のみの通電を停止する． 演算機能７５は、抽出機能７２で流産を抽出している抽
出時に、抽出流量と設定湯張り量とから残りの給湯時間
を演算するとともに、抽出機能７２で流量を抽出してい
ない非抽出時に、風呂コントローラ６の出湯温設定スイ
ッチ６３により設定された設定出湯温、出湯温および流
量とからガスバーナ２２の目標燃焼量を演算する。

また、残りの給湯時間（例えば２０分間）は、単位時間
〈例えば１秒間〉当りのパルス信号の数がら平均化した
所定時間（例えば１０砂間〉当りの流量｛抽出流星×（
所定時間／単位時間）｝と風呂コントローラ６の湯張り
量設定スイッチ６２により設定された設定湯張りｊｌ（
例えば２００Ｎ　）とから演算される６ なお、単位時間を除く所定時間中（例えば９秒間）は、
単位時間当りのバルス信ぢの数と同一パルス数（つまり
同一流量）として演算する。すなわち、演算機能７５に
おいては、この残りの給湯時間の演算が所定時間ごとく
抽出時）に単位時間中に行われ、ガスバーナ２２の燃焼
量がそれ以外の時間中に行われる． 制御機１指７６は、演算ｔａ能７５で演算されたガスバ
ーナ２２の燃焼量に応じてガバナ比ρ１弁３３を制御す
る．さらに、制御機能７６は、演算機能７５で演算され
た給湯時間が経過した際に、リレー回路５５および駆動
回路５６に制御信号を送り、ファン２３、元電磁弁３１
、主電磁弁３２および二方弁４９への通電を停止して、
風呂の湯張りを停止するとともにガスバーナ２２を消火
ずる。

本実施例のマイクロコンピュータ７の着火制御を第３図
の作動フローチャーｌ・に基づいて説明する。

初めに、風呂コントローラ６のメインスイッチ６１がオ
ンされているか否かを判断する（ステップＳ１）。メイ
ンスイッチ６１がオンされていない（ＮＯ）時、着火制
御を中止する。

ステップＳ１において、メインスイッチ６１がオンされ
ている（Ｙｅｓ）時、二方弁４９を通電するようにリレ
ー回路５５に制御信号を出力する（ステップＳ２）．つ
ぎに、水流スイッチ５４からオン信号が出力されている
か否かを判断する（ステップＳ３）。

水流スイッチ５４からオン信ぢが出力されていない（Ｎ
ｏ）時、ステップＳ３の制御を繰り返ｔ．ステップＳ３
において、水流スイッチ５４からオン信号が出力されて
いる（Ｙｅｓ）時、ファン２３、スバーカ２５、元電磁
弁３１および主電磁弁３２を通電するようにリレー回路
５５および駆動回路５６に制御イ１号を出力する（ステ
ップＳ４）． つづいて、スバーカ２５の通電時間が経過しているか否
かを判断する（ステップＳ５）．通電時間が経過してい
ない（Ｎｏ）時、ステップｓ５の制御を繰り返す． ステップＳ５において、通電時間が経過している（Ｙｅ
ＳＪ時、スバーカ２５の通電を停止するようにリレー回
路５５に制御信号を出力する（ステップＳ６）． 本実施例のマイクロコンピュータ７の自動給湯制御およ
びガスバーナ２２の燃焼量制御を第４図の作動フローチ
ャートに基づいて説明する．流量センサ５１から発振さ
れたパルス信号のカウントを開始する〈ステップＳ１１
）。パルス信号のカウントを開始してから単位時間が経
過しているか否かを判断する（ステップＳ１２）。単位
時間が経過していない（Ｎｏ）時、ステッ７Ｓ１２を繰
り返す． ステップＳ１２において、単位時間が経過してぃる（Ｙ
ｅｓｌ時、単位時間のパルス信号の数から今回の抽出流
量を演算する（ステップＳ１３）　，そして、前回の残
りの給湯時間からの経過時間を計り（ステップＳ１４）
、風呂コントローラ６の湯張り量設定スイッチ６２によ
り設定された設定湯張り呈を読込む〈ステップＳ１５）
， つぎに、所定時間当りの流１ｔ一今回の抽出流量×（所
定時間／単位時間）、設定湯張り景および経過時間から
残りの給湯時間を演算する（ステップＳ１６），つづい
て、残りの給湯時間が経過しているか否かを判断する（
ステップＳ１７）　，残りの給湯時間が経過している（
Ｙｅｓ）時、ファン２３、元電磁弁３１、主電磁弁３２
および二方弁４９への通電を停止するようにリレー回路
５５および駆動回路５６に制御信号を出力しくステップ
８１８）、自動給湯制御を終了する． ステップＳ１７において、残りの給湯時間が経過してい
ない（Ｎｏ）時、流量の抽出を行う所定時間が経過して
いるか否かを判断する（ステップＳ１９〉。前記所定時
間が経過している（ＹｅＳｌ時、ステッブＳｌｌ以下の
制御を行う。

ステップＳ１９において、前記所定時間が経過していな
い（ＮＯ）時、出湯温センサ５３から出湯温を検出し（
ステップＳ２０）、風呂コントローラ６の出湯温設定ス
イッチ６３により設定された設定出湯温を読込む（ステ
ップＳ２１）。

設定出湯温、出湯温および抽出流祉からガスバーナ２２
の目標燃焼量を演算する（ステップＳ２２），このガス
バーナ２２の目標燃焼量に応じてガバナ比例弁３３の通
電量を制御させるように駆動回路５６に制御信号を出力
し（ステップＳ２３）　、ステップＳ１７以下の制御を
行う。

つぎに、本実施例の風呂用自動給湯装置１の作動を図に
基づき説明する。

風呂コントローラ６のメインスイッチ６１をオンすると
、二方弁４９が通電され、水流スイッチ５４がオン信号
を出力している時、着火機能７４によりフγン２３、ス
パーカ２５、元電磁弁３１および主電磁弁３２を通電し
て、ガスバーナ２２を着火する。なお、着火機能７４は
、所定の時間経過した後にスパーカ２５のみの通電を停
止する。ガスバーナ２２が着火すると、熱’＜ＩｔＡｎ
ＡＳ内を流れる水は、ガスバーナ２２の燃焼によって発
生する熱と熱交換して加熱される。そして、加然された
湯が給湯９４６の風呂用配管４７、接続管を経て風呂の
給湯口から風呂桶（図示せず）内に出湯される。

そして、マイクロコンピュータ７の演算機能７５におい
ては、所定時間ごとに、流量センサ５１がら発振された
単位時間当りのパルス信号の数がら抽出流量を演算する
とともに、計時機能７３により前回の残りの給湯時間か
らの経過時間を計って、所定時間当りの流量［＝｛今回
の抽出流量×（所定時間／単位時間）｝］、設定湯張り
量および経過時間から風呂の湯張りを行う残りの給湯時
間を演算する。今回（Ｎ＋１）の残りの給湯時間は、例
えば［設定湯張り量−　｛前回（Ｎ）までの流量×前回
（Ｎ）までの経過時間｝］÷今回（８４１）の流量がら
演算される． また、マイクロコンピュータ７の演算機能７５において
は、抽出流量を抽出していない時に、出湯温センサ５３
から出湯温を検出し、風呂コントローラ６の出湯温設定
スイッチ６３により設定された設定出湯温を読込んで、
設定出湯温、出湯温および抽出流量とからガスバーナ２
２の目標燃焼量を演算する．この目標燃焼量は、例えば
（設定出湯温一出湯温）×抽出流量を基にして演算され
る．そして、この目標燃焼量に応じてガバナ比例弁３３
の通電量を制御してガバナ比例弁３３の開口度合を調節
してガスバーナ２２の燃焼量を出湯温が速やかに設定出
湯温となるように制御する． そして、残りの給湯時間が経過した時に、マイクロコン
ピュータ７の制御機能７６は、フγン２３、元電磁弁３
１、主電磁弁３２および二方弁４９への通電を停止する
ことによって、風呂の湯張りを停止するとともにガスバ
ーナ２２を消火することによりマイクロコンピュータ７
の自動給湯制御を終了する．したがって、本実施例では
、所定時間ごとに残りの給湯時間を修正することによっ
て、水配管４内の流量が水圧等により変動した場合の給
湯時間のずれを小さくすることができる。

また、本実施例のように抽出機能７２で流量を抽出して
いる時、抽出流量と設定出湯量とから残りの給湯時間を
演算し、抽出機能７３で前記流量を抽出していない時、
出湯温、設定出湯温および抽出流量とからガスバーナ２
２の燃焼産を演算することによって、安価な１つのマイ
クロコンピュータ１で、残りの給湯時間の演算と該給湯
時間の演算の合間にガスバーナ２２の燃焼量との複数の
演算を行うことができる． ［他の実施例〕 本実施例では、給湯時間を所定時間ごとに演算したが、
初めの１回のみ演算して後は１［ｉ！１目と同一流量で
あると予測して設定して良く、流量の変動が大きくなれ
ばなるほど給湯時間の修正回数が増加するようにしても
良い． 本実施例では、流量センサにおいて水配管内を流れる水
（湯）の流量をパルス信号に変換して制御回路に発振し
たが、流量センサにおいて水配管内を流れる水（湯）の
流量を電流値または電圧値に変換して制御回路に出力し
ても良い．本実施例では、演算８ｌ能において単位時間
当りのパルス信号の数から流量を演算したが、演算機能
において複数のパルス信号の発生間隔を計測して、それ
らの計測値を平均化した値から流量を演算しても良い．
また、電流値または電圧値のある値から他の値との間の
時間差から流量を演算しても良い． 本実施例では、本発明を設定湯張り量の湯を自動的に供
給する風呂用自動給湯装置に採用したが、本発明を洗車
場やシャワー室等に設定量の水または湯を自動的に供給
する目動給湯装置に採用しても良い． 本実施例では、バーナとして気体燃料を燃焼させるガス
バーナを採用したが、バーナとして液体燃料を燃焼させ
るバーナを採用していも良い．なお、風呂コントローラ
において、湯張り中に残りの給湯時間を表示しても良く
、現在の流量、現在の湯張り量または現在の残留量を表
示しても良い．

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示す。 第１図は風呂用自動給湯装置を示す概略図、第２図は風
呂用自動給湯装１ｄの制御装置の概略を示すブロック口
、第３図はマイクロコンピュータの着火制御の作動フロ
ーチ・Ｖ一ト、第４図はマイクロコンピュータの自動給
湯制御およびガスバーナの燃焼量制御の作動フローチャ
ートである。 図中

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）燃料を燃焼するバーナと、 該バーナの燃焼量を変化させる変化手段と、入水口から
   流入した水を熱交換器で加熱して出湯口から出湯する水
   配管と、 該水配管を開閉する開閉弁と、 前記水配管内を流れる水の流量を検出する流量センサと
   、 前記入水口から流入する水の入水温を検出するか、ある
   いは前記出湯口から出湯する湯の出湯温を検出する温度
   センサと、 前記流量に応じて前記開閉弁を制御するとともに、前記
   入水温または前記出湯温に応じて前記変化手段を制御す
   るマイクロコンピュータと を備え、 前記マイクロコンピュータは、 前記流量を抽出して抽出流量を出力する抽出機能と、 該抽出機能で前記流量を抽出している時、前記抽出流量
   と設定出湯量とから給湯時間を演算し、前記抽出機能で
   前記流量を抽出していない時、前記入水温または前記出
   湯温と設定出湯温とから前記バーナの燃焼量を演算する
   演算機能と、 該演算機能で演算された前記バーナの燃焼量に応じて前
   記変化手段を制御するとともに、前記演算機能で演算さ
   れた前記給湯時間が経過した際に、前記開閉弁を閉じる
   制御機能とを具備することを特徴とする自動給湯装置。