JPH0467213A

JPH0467213A - 湯水混合装置

Info

Publication number: JPH0467213A
Application number: JP2179830A
Authority: JP
Inventors: Tadahiko Oshio; 忠彦大塩
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1992-03-03
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JP2504303B2

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、バイパスミキシング方式の給湯器や電子カラ
ン等の湯水混合装置に関する。

［背景技術］第３図は、バイパスミキシング方式の給湯器の構成を示
す概略図である。熱交換器１の入口側には入水路２が接
続されており、出口側には湯供給路３が接続されている
。そして、入水路２から流入した水は、熱交換器１な通
過する際にガヌバーナ４によって加熱され、加熱された
湯は湯供給路３へ出湯される。入水路２と湯供給路３の
端との間には、熱交換器ｌをバイパスさせるようにして
流量サーボ弁５を備えた水供給路６が接続されており、
湯供給路３と水供給路６との出口側の端には湯水混合路
７が接続されており、湯供給路３から供給された湯と水
供給路６から供給された水は湯水混合路７で混合される
。湯供給路３には、湯供給路３を流れる湯の温度（湯側
温度Ｔ、）を検出するためのサーミスタ等の温度検知器
８が設けられており、湯水混合路７にも混合湯の温度（
ミキシング温度Ｔ、、）を検出するための温度検知器９
が設けられている。

しかして、ガスバーナ４によって設定温度よりも高温と
なるように湯供給路３の湯を加熱し、水供給路６の水を
混合して湯温を下げ、流量サーボ弁５によって流量を調
整することにより、ミキシング温度を設定温度となるよ
うにしている。

また、従来の給湯器にあっては、水の状態からガスバー
ナ４を点火して出湯を開始する場合には、第５図に示す
ように、初めはミキシング温度Ｔ工（＝Ｔｈ＝水温Ｔ、
）が低いため、流量サーボ弁５な全閉とし、熱交換器１
で加熱された湯のみを湯水混合路７から出湯させる。こ
うして湯側温度Ｔゎが上昇し、設定温度Ｔ。に達すると
（第５図のＱ点）流量サーボ弁５が開かれ、流量サーボ
弁５によって水の流量を調整することによりミキシング
温度Ｔ。が設定温度Ｔ。となるように湯温制御する。

しかしながら、この場合湯側温度Ｔｈの変化速度流量サ
ーボ弁の動作か湯側温度Ｔｈの変化に追従できす、この
ため第５図に示すように、ミキシング温度Ｔｆｆｉにオ
ーバーシュートαが発生し、過渡的に設定温度Ｔ０より
も高い湯が吐出される恐れがあった。

また、熱交換器１の流量変化等によって湯側温度Ｔｈが
急上昇した場合には、ミキシング温度Ｔ。

が設定温度Ｔ。をある温度幅（上側の不感帯の上限温度
）超えてから流量サーボ弁５を開成方向へ駆動していた
。このため、不感帯の内側では頻雑に流量サーボ弁５は
動かないが、ミキシング温度Ｔ＠が不感帯の上限温度を
超えた場合、流量サーボ弁５の動作が遅れ、ミキシング
温度Ｔ１にオーバーシュートが発生していた。逆に、湯
側温度Ｔ５が急降下した場合には、ミキシング温度Ｔ。

が下側の不感帯の下限温度を超えてから流量サーボ弁５
を開成方向へ動かしていたので、ミキシング温度Ｔ１に
アンダーシュートが発生していた。

第４図に示すものは電子カランの概略図であり、流量サ
ーボ弁１１を設けられた湯供給路１２と、流量サーボ弁
１３を設けられた水供給路１４とを湯水混合路１５に接
続し、湯側の流量サーボ弁１１によって給湯量を調整す
ると共に、水側の流量サーボ弁１３によってミキシング
温度ＴＩａを制御するようになっている。この電子カラ
ンの場合も、上記給湯器と同様な湯温制御方式が採用さ
れており、したがって、給湯器の場合と同様、出湯時や
湯の流量変化時等にミキシング温度がオーバーシュート
したり、アンダーシュートしたりするという問題があっ
た。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、水供給路に設けられた
流量サーボ弁によってミキシング温度を制御するように
した湯水混合装置おいて、湯側温度の変化速度（湯温上
昇速度もしくは湯温降下速度）が大きい場合に発生する
オーバーシュートやアンダーシュートを緩和させて小さ
くすることにある。

口課題を解決するための手段］このため、本発明の湯水混合装置は、水供給路及び湯供
給路と、水供給路から供給された水と湯供給路から供給
された湯とを混合させた混合湯を供給する湯水混合路と
、湯供給路から供給される湯の温度を検出する湯温検知
器と、設定温度に基づいて水供給路を流れる流量を調整
することにより、前記混合湯の温度を制御する流量調整
器とを備え、湯供給路から供給される湯の変化速度が大
きい時、前記変化速度が正の場合には設定温度を真の設
定温度よりも小さな温度に設定し、前記変化速度が負の
場合には設定温度を真の設定温度よりも大きな温度に設
定するようにしたことを特徴としている。

口作用］本発明にあっては、出湯開始時や熱交換器側の流量急変
時等のように湯側温度が急激に変化した場合には、流量
調整器を制御させるための設定温度を真の設定温度（入
力値）と異なる値に設定させることにより、流量調整器
の動作タイミングを早め、混合湯のミキシング温度のオ
ーバーシュートやアンダーシュート等を緩和させて小さ
くすることができ、安定した温度の湯を供給することが
できる。

口実絶倒コ以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。

本発明は、第３図に示したバイパスミキシング方式の給
湯器や第４図に示した電子カラン等に実施されるもので
あるが、以下の説明では、第３図の給湯器を例として説
明する。

この給湯器は、温度検出器９によってミキシング温度Ｔ
工を検出しながら流量サーボ弁５を制御し、湯水混合路
７から設定温度の湯を出湯する。

流量サーボ弁５は、出湯開始時には、湯側温度Ｔゎが設
定温度Ｔｒ（例えば、流量サーボ弁５を制御するための
値として所定のメモリないしレジスタに読み込まれてい
る設定値であって、外部から入力された真の設定温度Ｔ
。とは必ずしも等しくない。）を超えた時に全閉の状態
から開き始めるようになっており、また、流量変化等で
湯側温度Ｔ、が急上昇した場合には、ミキシング温度Ｔ
ｍが設定温度Ｔ、の上側の不感帯の上限温度を超えた時
に流量サーボ弁５が開成方向へ動ぎ、逆に流量変化など
で湯側温度Ｔｈが急降下した場合には、ミキシング温度
Ｔゆが設定温度Ｔ、の下側の不感帯の下限温度を超えた
時に流量サーボ弁５か開成方向へ動くようになっている
。したがって、本発明の湯水混合装置の機械的構成とし
ては、従来例のものをそのまま用いることができ、流量
サーボ弁の制御方法を変更するだけでよい。

本発明にあっては、湯側温度Ｔｈの変化速度ｄＴｈ／ｄ
ｔ１がａ以下の場合には、外部から入力されている真の
設定温度Ｔ。を流量サーボ弁５を制御するための設定温
度Ｔ、として読み込む。

また、湯側温度Ｔｈの変化速度１ｄＴｈ／ｄｔｌがａよ
りも大きく、かつ湯側温度Ｔｈが真の設定温ボ弁５を制
御するための設定温度Ｔ、とみなす。

また、湯側温度Ｔｈの変化速度がａよりも大きく、かつ
湯側温度Ｔｈが真の設定温度Ｔ。よりも小さいも′０．
８°Ｃ以上上昇していれば（ａ＝１．１４°Ｃ／御する
ための設定温度Ｔ、とみなす。すなわち、これを条件式
としてまとめると、次の通りである。

Ｔ、＝ＴＯ・・・・・・■ ここで、ａの値は実験により適当に定めることができ、
例えばａ＝１．１４℃／ｓｅｃとする。また、上記係数
す、ｃは、例えばｂ＝３℃、ｃ＝５℃に断は、例えば、
湯側温度Ｔｈが７００　ｍ５ｅｃ前よりができる。なお
、上記０式及び０式は、それぞれＴ　ｒ＝　Ｔ　ｏ　　
Ｂ　（定数）　・・・・・・■゛Ｔ、＝Ｔｈ−Ｃ（定数
）　・・・・・・■′に置ぎ換えても差し支えない。

しかして、この湯水混合装置は、例えば゛第２図のフロ
ーチャートに示すような手順に従って条件判断を行ない
、流量サーボ弁５を制御するための設定温度Ｔ、を決定
する。すなわち、まず湯側温度Ｔｈの変化速度ｄＴｌ、
／ｄｔが求められ（Ｓ３１）、この湯側温度Ｔ、の変化
速度（絶対値）ｌａ’ｒｈ／ｄｔｌが所定の値ａ以上か
否かが判断される（Ｓ３２）。変化速度１ｄＴｈ／ｄｔ
ｌがａよりも小さい場合には、真の設定温度Ｔ。が流量
サーボ弁５を制御するための設定温度Ｔ、として用いら
れる（Ｓ　３３）。一方、変化速度１ｄＴｈ／ｄｔがａ
よりも大きい場合には、湯側温度Ｔｈが真の設定温度１
０以上か否か判断され（８３４）、湯側温度Ｔｈが真の
設定温度Ｔ。以上の場合には、設定温度ＴｆとしてＴ。

−ｂ（ｄＴｈ／ｄｔ）が用いられる（Ｓ　３６）。これ
に対し、湯側温度Ｔｈが真の設定温度Ｔ。よりも小さい
場合には、流量サーボ弁５を制御するための設定温度Ｔ
、としてＴ。

−ｃ（ｄＴ、／ｄｔ）が用いられる（Ｓ　３５）。

こうして、各々設定温度ＴＩが決まると、その設定温度
Ｔ、に応じて流量サーボ弁５が制御され、再びステップ
３１以下の処理が繰り返される。

第１図は、水の状態から設定温度Ｔ。の湯を出湯させる
場合の動作を具体的に説明する図である。

当所はガスバーナ４が点火されていないので、湯側温度
Ｔｈ及びミキシング温度Ｔ、、、は水温ＴＷと等しくな
っている（第１図の期間Ａ）。この時には、湯側温度Ｔ
ｈの変化速度１ｄＴｈ／ａｔｌはほぼ○に等しくなって
いるので、設定温度Ｔ、としては真の設定温度Ｔ。が用
いられている。この後、ガスバーナ４が点火されると、
湯側温度Ｔｈが急激に上昇する（第１図の期間Ｂ、Ｃ）
。そして、湯側温度Ｔｈの変化速度１ｄＴｈ／ｄｔｌが
ａよりも大きくなると、設定温度Ｔ、が真の設定温度Ｔ
Ｏよりも小さな値に設定される。第１図のＢの期間では
、湯側温度Ｔｈがまだ真の設定温度Ｔ。よりも小さいの
で、設定温度Ｔ、はＴ　ｈ　　ｃ　（ｄ　Ｔ　ｈ／　ｄ
　ｔ）の値に設定される。このため、設定温度Ｔ、は急
激に減少し、設定温度Ｔ、のカーブと湯側温度Ｔｈのカ
ーブが交差する点Ｐに湯側温度Ｔｈか達すると、流量サ
ーボ弁５が開き始める。こうして、湯側温度Ｔｈが急激
に上昇させられ、同時に流量サーボ弁５が徐々に開かれ
、湯側温度Ｔｈが真の設定温度Ｔ。を超えると（第１図
の期間Ｃ）、設定温度Ｔｆはやや大きな値Ｔ。−ｂ（ｄ
Ｔ、／ｄｔ）に設定し直され、この新しい設定温度Ｔ、
を用いて流量サーボ弁５が制御される。こうして、流量
サーボ弁５が大きく開かれ、湯側温度Ｔｈも安定に近付
いてきて、変化速度ｌ　ｄ　Ｔｈ／　ｄ　ｔ　ｌ　カａ
よりも小さくなると（第１図の期間Ｄ）、再び設定温度
Ｔ、として真の設定温度Ｔｏが用いられ、湯側温度Ｔｈ
及びミキシング温度Ｔ工が安定状態となる。このように
して、本発明の湯水混合装置によれば、従来よりも早い
時期に水量サーボ弁５が開かれるので、従来のように、
ミキシング温度Ｔ工に大きなオーバーシュートが発生せ
ず、小さなオーバーシュートβに抑えることができる。

第１図では出湯時の特性について説明したが、出湯中に
湯側温度が急激に上昇した場合にも、上記と同様な動作
を行なう。すなわち、湯側温度が急激に上昇すると、湯
側温度の変化速度が大きくなり、設定温度が小さな値に
設定し直されるので、これに伴って上側の不感帯の上限
温度が低下し、その結果、速やかに流量サーボ弁が開か
れ、ミキシング温度にオーバーシュートが発生するのを
防止できる。逆に、出湯中に湯側温度が急激に減少した
場合も同様な動作を行ない、湯側温度が急激に減少する
と、設定温度が真の設定温度よりも大きな値に設定し直
され、流量サーボ弁の動作タイミングが早められ、ミキ
シング温度にアンダーシュートが発生するのを防止でき
る。

［発明の効果コ本発明によれば、出湯時や湯側温度が急激に変化した時
に、ミキシング温度がオーバーシュートしたりアンダー
シュートしたりすることを防止でとる。しかも、本発明
によれば、流量サーボ弁を制御するための設定温度を湯
側温度の変化速度に応じて設定し直すたけでよく、従来
の湯水混合装置（機械的構成）を用い、操作方法を変更
するだけでオーバーシュートやアンターシュートを緩和
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の出湯時の動作を説明する図
、第２図は本発明の一実施例における動作を説明するた
めのフローチャート、第３図はバイパスミキシング方式
の給湯器の概略図、第４図は電子カランの概略図、第５
図は従来例における出湯時の動作を説明する図である。３．１２・・・湯供給路５．１３・・・流量サーボ弁６．１４・・・水供給路７．１５・・・湯水混合路８．１６・・・温度検知器Ｔｈ・・・湯側温度Ｔｗ・・・水温Ｔ１・・・ミキシング温度Ｔ、・・・設定温度Ｔｏ・・・真の設定温度特許出願人　株式会社　ノーリツ代理人　弁理士　中　野　雅　房

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水供給路及び湯供給路と、水供給路から供給された水と湯供給路から供給された湯
とを混合させた混合湯を供給する湯水混合路と、湯供給路から供給される湯の温度を検出する湯温検知器
と、設定温度に基づいて水供給路を流れる流量を調整するこ
とにより、前記混合湯の温度を制御する流量調整器とを
備え、湯供給路から供給される湯の変化速度が大きい時、前記
変化速度が正の場合には設定温度を真の設定温度よりも
小さな温度に設定し、前記変化速度が負の場合には設定
温度を真の設定温度よりも大きな温度に設定するように
したことを特徴とする湯水混合装置。