JPH0745964B2 - 給湯制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は瞬間式給湯装置の水量制御に関するものであ
る。

従来の技術 瞬間式給湯装置は出湯温度を検出し加熱量を制御する方
式が知られている。また通水の圧力損失を低減させるな
どの目的で熱交換器をう回するバイパス路を有し、熱交
換器で加熱された湯と混合して給湯するバイパス水回路
方式がある。バイパス水回路方式には総給水量に対する
バイパス水量の比率を一定に保つバイパス比固定型と、
総給水量の増加に伴なってバイパス水量の比率を大きく
するバイパス比変化型とがある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら前述の出湯温度制御式の給湯装置にバイパ
ス水回路方式を用いると次のような問題がある。すなわ
ちバイパス比固定型ではバイパス比率を大きくすると出
湯温度の設定値が高い場合熱交換器内に沸騰を生じ、バ
イパス比率を小さくすると圧力損失を低下させる効果が
なくなるという欠点があった。バイパス比率化型では上
述の不都合は生じないが、総給水量が変わるとバイパス
比も変化するので使用者による蛇口の急開閉などによる
総給水量の急激な変化に対し過渡的に湯温が変動すると
いう欠点があった。

本発明はかかる従来の問題を解消するもので、給湯装置
の給水回路の圧力損失を減少させると共に湯温の安定化
を図ること目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の給湯制御装置は、
熱交換器と、この熱交換器の加熱装置と、この加熱装置
の加熱制御器と、総給水量を制御する主制御弁と、熱交
換器をう回する通路に設けられたバイパス制御弁と、主
制御弁とバイパス制御弁を操作するひとつの駆動装置
と、出湯温度設定器の信号によって設定温度が低いとき
は大きく、また設定温度が高いときは小さくバイパス制
御弁の開度を切り換えた後、その開度を変えずに主制御
弁を制御すると共に加熱制御器を制御するものである。

作用 本発明は上記した構成によって、出湯温度設定器の設定
値が比較的低いときバイパス制御弁の開度を大きい方に
切り換えた後その開度を変えずに主制御弁で総水量を制
御し、設定値が高いときバイパス制御弁の開度を小さい
ほうに切り換えた後その開度を変えずに主制御弁を制御
するものである。

実施例 以下本発明の一実施例である給湯制御装置を添付図面に
もとづいて説明する。第１図において、１は弁本体で入
口部２より流入し主出口部3a、バイパス出口部3bより流
出する。入口部２は断面円形の渦室４の接線方向より流
入し、渦室４内で発生する渦流によって球体4aは渦室４
内を回転する。５は回転検出器で磁気センサあるいは光
センサからなる。渦室４、球体4aおよび回転検出器５と
で水量検出器６を構成する。７は支持体で弁本体１に一
体に取りつけられ、入口部８、出口部９およびバイパス
部10を有し、それぞれ弾性体8a,9a,10aが設けられてい
る。支持体７上には固定弁板11が一体に取りつけられ、
固定弁板11には支持体７の入口部８、出口部９およびバ
イパス部10をそれぞれ対応する主制御弁12、出口孔13、
およびバイパス制御弁14がある。固定弁板11上には可動
弁板15があって、固定弁板11の主制御弁12と出口孔13お
よびバイパス制御弁14に対応する位置に連通溝16が設け
られ、連通溝16は第２図A,Bに示すようにバイパス制御
弁14を連通させる第１連通溝16aとバイパス制御弁14を
閉止する第２連通溝16bとからなる。可動弁板15が回転
することにより主制御弁12での流体抵抗を変化させる。
可動弁板15は回転体17によって回転させることができ、
回転体17はモータ18とギヤボックス19からなる駆動装置
20で操作される。21,22はそれぞれ回転体18の位置を検
出するスイッチである。連通孔16で水は二方向に分流
し、一方は主出口部3aより熱交換器23へ流れ、もう一方
はバイパス出口部3bよりバイパス路24へ流れ、熱交換器
23の出湯管25と混合部25aで合流する。弁本体の上流に
は入水温度検出器26、混合部25aには出湯温度検出器27
がそれぞれ設けられている。ガスはガス供給路28から加
熱制御器29でガス量を調節されて、加熱装置30で燃焼
し、熱交換器23を加熱する。31は可変抵抗器などで構成
される出湯温度設定器である。32はマイクロプロセッサ
などからなる給湯制御器で、水量検出器７、入水温度検
出器26、出湯温度検出器27、スイッチ21,22からの信号
を入力とし、演算処理を行なった後、駆動装置20、加熱
制御器29へ信号を出力する。

次に動作について説明する。第１図において電源が投入
されると出湯温度設定器31の信号が読み込まれ、出湯温
度設定に応じて駆動装置20が作動し、スイッチ21で位置
検出されるまで回転体17を回転させる。しかる後使用者
によって蛇口が開かれて通水が開始されると、水量検出
器６の信号が読み込まれ、加熱装置30に燃料が供給され
て燃焼が開始する。熱交換器23で加熱された湯とバイパ
ス路24を通った水との混合湯温が出湯温度検出器27で検
出され、この信号と出湯温度設定器31の信号によって加
熱制御器29が駆動され、加熱装置30の加熱量を調節す
る。また水量検出器６の信号により駆動装置20が微調節
され総給水量が制御される。

次に制御動作について第２図および第３図でさらに詳細
に説明する。電源が投入され使用者によって出湯温度が
設定されると、出湯温度設定器31の信号が給湯制御器32
に読み込まれ、給湯制御器32内部のバイパス演算部32a
で演算され、出湯温度設定に応じて駆動装置20が駆動さ
れ移動弁板15が所定角度量だけ回転する。出湯温度設定
器29の出湯温度が比較的低く設定された場合には第２図
Ａに示される位置まで移動弁板15が回転し、バイパス制
御弁14と連通溝16aとが連通し、バイパス流が流れる。
逆に出湯温度が比較的低く設定されると、第２図Ｂに示
されるようにバイパス制御弁14と連通溝16a,16bともに
遮断されバイパス流は流れない。すなわち出湯温度設定
が高い場合にはバイパス水量の割合が小さく総給水量の
ほとんどが熱交換器23を通るため熱交換器23で沸騰する
ことがなく、また温度設定が低くなるとバイパス水量の
割合が大きくなり圧力損失の高い熱交換器23をバイパス
して給水圧力が低くても多大な水量を供給できる。

また給湯制御器32の水量設定演算部32bは、出湯温度設
定器31と入水温度検出器26との信号差と加熱装置30の加
熱能力との演算を行ない、出湯温度設定器31で設定され
た出湯温度が保証される最大水量を設定する。しかる後
通水が開始されると、水量検出器６が給水量を検出し給
水量が点火開始水量以上に達すると、加熱装置30へ燃料
を供給し点火操作を行なって加熱装置30の燃焼が開始す
る。給水圧力が高く多大な給水量が供給された場合には
水量検出器６の信号と前述の水量設定演算部32bの信号
との偏差が水量制御演算部32cで演算され、駆動装置20
を駆動し移動弁板15を回転させて主制御弁12で水量を制
御する。このときバイパス制御弁14の開度は変化しな
い。加熱装置30の加熱量は加熱制御器29によって調節さ
れる。加熱制御器29は、出湯温度設定器31の信号と入水
温度検出器26との信号の差と水量検出器６の信号によっ
て湯温制御演算部32dで演算される加熱負荷の値で制御
され、さらに出湯温度設定器31と出湯温度検出器27との
偏差信号で補正され、最終的には出湯温度設定と等しい
出湯温度を得る。

給湯制御器32に計時部32eは水量検出器６の信号が前述
の点火開始水量以下に達してからの時間を計時する。す
なわち給湯が停止されてからの経過時間を計時し、その
値の大小によってバイパス制御弁14の開度に補正を加え
る。バイパス制御弁14は給湯停止後長時間経過時の再給
湯時には通常の設定値より開度が小さく設定され、短時
間内の再給湯には設定値より開度が大きく設定される。
初期使用時も含む給湯停止後長時間経過時の再給湯には
バイパス水量を所定時間内の間設定値よりも小さく供給
し、冷却した熱交換器23の熱容量に起因する出湯温度の
立上り遅れを改善する。また給湯停止後の短時間内の再
給湯時にはパイパス水量を所定時間内の間設定値よりも
大きく供給し、加熱された熱交換器23の熱容量に起因す
る出湯温度の過渡的な上昇を改善する。

本発明の実施例においてはバイパス制御弁14が１つのも
のを示したが、固定弁板11上に複数個設けて多段切換を
行なうことも可能である。

発明の効果 以上のように本発明の給湯制御装置は熱交換器と、熱交
換器の加熱装置と、加熱装置の加熱制御器と、総給水量
を制御する主制御弁と、熱交換器をう回する通路に設け
られたバイパス制御弁と、主制御弁とバイパス制御弁を
操作するひとつの駆動装置と、出湯温度設定器の信号に
よって設定温度が低いときは大きく、また設定温度が高
いときは小さくバイパス制御弁の開度を切り換えた後そ
の開度を変えずに主制御弁を制御すると共に加熱制御器
を制御する給湯制御器とを有する構成としたので次の効
果が得られる。

(1)出湯温度設定値が高いときには総給水量の多くが熱
交換器に通されるので沸騰する危険がなく、また出湯温
度を設定した時点で直ちにバイパス制御弁の切り換えが
行なわれるので、例えば熱交換器出口の沸騰を温度で検
出するものに比べ検出遅れを発生せず安全性が高い。

(2)給湯能力的に多量の給水が可能な低出湯温度の設定
時にはバイパス水量のみが増加し熱交換器での圧力損失
が増加しないため、低給水圧力時での大量出湯ができ
る。

(3)主制御弁や蛇口の急開閉あるいは給水圧力の急変動
に対し熱交換器とバイパスとの給水量が変化しないため
過渡的な湯温変動が小さい。

(4)主制御弁とバイパス制御弁とがひとつの駆動装置で
操作できるので小型、低価格である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明は一実施例を示す給湯制御装置の構成
図、第２図A,B,C,Dはそれぞれ同装置の水量制御の動作
を説明する正面図および断面図、第３図は同装置の制御
信号を示すブロック線図、第４図は同装置のフローチャ
ートである。 11……固定弁板、12……主制御弁、14……バイパス制御
弁、15……可動弁板、20……駆動装置、23……熱交換
器、29……加熱制御器、30……加熱装置、31……出湯温
度設定器、32……給湯制御器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 芳雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭59−37944（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱交換器と、前記熱交換器の加熱装置と、
   前記加熱装置の加熱制御器と、総給水量を制御する主制
   御弁と、前記熱交換器をう回する通路に設けられたバイ
   パス制御弁と、前記主制御弁と前記バイパス制御弁を操
   作するひとつの駆動装置と、出湯温度設定器の信号によ
   って設定温度が低いとき大きく設定温度が高いとき小さ
   く前記バイパス制御弁の開度を切り換えた後その開度を
   変えずに前記主制御弁を制御すると共に加熱制御器を制
   御する給湯制御器とを有する給湯制御装置。
2. 【請求項２】主制御弁とバイパス制御弁は、固定弁板と
   この固定弁板の入口孔と出口孔あるいはバイパス孔に対
   応した連通孔を設けた可動弁板とからなり、この可動弁
   板を駆動装置で操作する特許請求の範囲第１項記載の給
   湯制御装置。