JPH1047772A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設定温度での出湯を得ると共に、十分な能力
範囲を得るための最大出湯量の確保を安価な構成で行な
う。 【解決手段】 出湯動作開始時には、基準値Ｔｍ，Ｉｍ
から、現在設定されている設定温度Ｔｓに応じた通電量
Ｉｓを算出し（Ｓ１）、通電する（Ｓ２）。また、設定
温度Ｔｓでの出湯が可能な最大入水流量Ｆｓを算出する
（Ｓ３）。ここで、検出流量Ｆと算出流量Ｆｓとを比較
する（Ｓ４）。検出流量Ｆが算出流量Ｆｓより大きい場
合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、第３ＳＭＡばね３１への通電
量Ｉを増加させて（Ｓ５）入水流量Ｆを減少させる。ま
た、検出流量Ｆが算出流量Ｆｓより小さい場合には（Ｓ
４：ＮＯ）、通電量Ｉを減少させて（Ｓ６）入水流量Ｆ
を増加させる。また検出流量Ｆが算出流量Ｆｓにほぼ安
定した場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、その時の設定温度Ｔ
ｓと通電量Ｉとをそれぞれ基準値Ｔｍ，Ｉｍとして記憶
する（Ｓ９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は設定温度に応じて入
水流量を制限する給湯器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、供給された水をバーナの燃焼
熱により加熱して出湯するガス給湯器が知られている。
一般にこのような給湯器は、設定された設定温度に基づ
いて、バーナの燃焼量を調節して出湯温度を設定温度に
近づける出湯温制御を行なう。しかし、設定温度と入水
温度との温度差が大きく、更に入水流量が大きいといっ
た場合には、器具の最大能力を越えてしまい、バーナの
燃焼量が最大であっても出湯温度が設定温度に達しない
といったことが起こるため、設定した温度の湯が出湯さ
れず不便であった。

【０００３】このため最近では、設定温度に応じて入水
流量を制限するといった給湯器が用いられている。図６
は、入水流量の制限回路を備えた給湯器の概略構成図で
ある。この給湯器は、給水路１０と出湯路２０とが接続
される熱交換器３０と、熱交換器３０を流れる水を加熱
するためのバーナ４０と、バーナ４０にガスを供給する
ガス供給路５０と、燃焼制御を司どるコントローラ６０
とを備える。給水路１０は、入水温度を検出する入水温
度センサ１９と、入水流量を検出する流量センサ１１
と、入水流量を規制する水ガバナ１２とを備える。また
水ガバナ１２はバイパス路１３を備え、バイパス路１３
にはバイパス流路を開閉する開閉弁１６が設けられる。
また出湯路２０は、出湯温度を検出する出湯温度センサ
２２を備える。またガス供給路５０には、流路の開閉を
行なうメイン電磁弁５１，元電磁弁５２と、ガス量を調
節する比例弁５３とが設けられる。

【０００４】水ガバナ１２の流水中には、形状記憶合金
を用いたコイルばね（以下、形状記憶合金を用いたコイ
ルばねをＳＭＡばねと呼ぶ）である第１ＳＭＡばね１５
が設けられ、入水温度が高くなると第１ＳＭＡばね１５
のばね荷重が上がり、熱交換器３０に通水できる上限値
である最大流量（以下、単に最大入水流量と呼ぶ）を増
やし、入水温度が低くなると第１ＳＭＡばね１５のばね
荷重が下がり最大入水流量を減らす。

【０００５】コントローラ６０には、設定温度を入力す
るための温度設定スイッチを備えたリモコン６１が接続
され、リモコン６１から入力された設定温度と入水温度
センサ１９の検出温度と流量センサ１１の検出流量とに
基づいて、出湯温度を設定温度にするために必要なガス
量を演算・制御するフィードフォワード制御と、出湯温
度センサ２２の検出温度と設定温度との偏差に応じて、
そのフィードフォワード制御量を補正するフィードバッ
ク制御とを用いて比例弁５３の開度を調節し、出湯温制
御を行なう。更にコントローラ６０は、設定温度が５０
℃以上の場合には開閉弁１６を閉弁し、設定温度が５０
℃未満の場合には開閉弁１６を開弁するといった入水流
量制御を行なう。

【０００６】次に、この給湯器の動作について説明す
る。コントローラ６０はリモコン６１により入力された
設定温度が５０℃以上であるかどうかをチェックし、５
０℃以上である場合には開閉弁１６を開弁し、５０℃未
満である場合には開閉弁１６を閉弁する。ここで、図示
しない給湯栓が開かれて器具への通水が開始され、流量
センサ１１により所定値以上の流量を検出すると、メイ
ン電磁弁５１、元電磁弁５２を開弁してバーナ４０にガ
スを供給し、図示しない点火装置により点火して燃焼動
作を開始し、出湯温制御を行なう。

【０００７】図７は、この給湯器の出湯能力線図であ
る。設定温度が５０℃以上の場合には開閉弁１６を閉じ
ることで、最大入水流量は１１リットル／分となり器具の最
大能力を越えない。また、設定温度が５０℃以下の場合
には開閉弁１６を開くことで、最大入水流量は１７リットル
／分となり、最大能力を越えない範囲で出湯能力範囲を
広くしている。そのため、出湯温度が設定温度に達しな
いといった不具合を防ぐことができる。尚、図７及び後
述の図９，図２，図４に関しては、正確には縦軸は上昇
温度（＝出湯温度−入水温度）とすべきであるが、ここ
では入水温度を一定（本実施例では１５℃）として説明
するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、開閉弁
１６による２段階の流量切替えであるため、例えば設定
温度が５５℃の場合、点ａに示すように１５リットル／分ま
で出湯できる能力があるにもかかわらず、点ｂに示すよ
うに出湯量が１１リットル／分に制限されてしまう。同様に
設定温度が４０℃の場合にも、点ｃに示すように２４リッ
トル／分まで出湯できる能力があるにもかかわらず、点ｄ
に示すように出湯量が１７リットル／分に制限されてしま
い、器具本来の能力範囲を十分に発揮することができな
いといった問題がある。この問題を解決するため、設定
温度と入水温度との差に応じて最大入水流量を連続的に
変化させる水量制御モータ弁を用いたものも知られてい
る。図８は水量制御モータ弁を備えた給湯器の概略構成
図である。基本的な構成は前述した給湯器（図６）と同
一であるが、最大入水流量の制御手段として水ガバナ１
２の代りに水量制御モータ弁２９を備えた点で異なる。
その他の構成については同一符号を付してその説明を省
略する。

【０００９】水量制御モータ弁２９は、コントローラ６
０から通電されることによりモータ２９ａを駆動して弁
開度を調節し、最大入水流量を連続的に変化させる。そ
のため、リモコン６１により入力された設定温度と、入
水温度センサ１９により検出した入水温度との差に応じ
て最大入水流量を変えることにより、図９の出湯能力線
図に示すように、入水流量が最大能力を越えることを防
ぎ、なおかつ器具の能力範囲を十分に発揮することがで
きる。

【００１０】しかし、このような水量制御モータ弁２９
はそれ自体が高価であるため、普及するには及ばないの
が現実であった。

【００１１】本発明の給湯器は上記課題を解決し、設定
温度での出湯を得ると共に、十分な能力範囲を得るため
の最大出湯量の確保を安価な構成で行なうことを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１記載の給湯器は、給水路から供給された水
をバーナの燃焼熱により加熱して出湯路に供給する熱交
換器と、設定温度を設定する温度設定手段と、出湯温度
が上記設定温度に近づくように上記バーナの燃焼量を調
節する出湯温制御手段とを備えた給湯器において、上記
出湯路に設けられ、湯温に応じてばね荷重が変化する形
状記憶合金製ばねと、上記形状記憶合金製ばねのばね荷
重の変化に連動して、出湯温度が高くなるほど器具に通
水される流量の最大値を小さくする流量調節手段とを備
えたことを要旨とする。

【００１３】上記課題を解決する本発明の請求項２記載
の給湯器は、請求項１記載の給湯器において、止水中に
器具内の少なくとも上記形状記憶合金製ばね附近の湯の
温度を設定温度に保温する保温手段を備えたことを要旨
とする。

【００１４】上記課題を解決する本発明の請求項３記載
の給湯器は、給水路から供給された水をバーナの燃焼熱
により加熱して出湯路に供給する熱交換器と、設定温度
を設定する温度設定手段と、出湯温度が上記設定温度に
近づくように上記バーナの燃焼量を制御する出湯温制御
手段とを備えた給湯器において、通電されることで発熱
し、その熱量に応じてばね荷重が変化する形状記憶合金
製ばねと、上記設定温度に応じた通電量で上記形状記憶
合金製ばねに通電する通電手段と、上記形状記憶合金製
ばねのばね荷重の変化に連動して、上記設定温度が高く
なるほど器具に通水される流量の最大値を小さくする流
量調節手段とを備えたことを要旨とする。

【００１５】上記課題を解決する本発明の請求項４記載
の給湯器は、給水路から供給された水をバーナの燃焼熱
により加熱して出湯路に供給する熱交換器と、設定温度
を設定する温度設定手段と、器具に通水される水の流量
を検出する流量センサと、出湯温度が上記設定温度に近
づくように上記バーナの燃焼量を制御する出湯温制御手
段とを備えた給湯器において、通電されることで発熱
し、その熱量に応じてばね荷重が変化する形状記憶合金
製ばねと、上記形状記憶合金製ばねにより弁体を位置決
めして、器具に通水される流量の最大値を調節する流量
調節手段と、上記設定温度での出湯が可能な最大流量を
算出し、通水開始時、或は該設定温度の変更時、或は上
記流量センサの検出値が上記算出した最大流量を越えた
時には、該設定温度に応じた通電量で上記形状記憶合金
製ばねに通電して該算出流量附近に流量制御し、その後
は該流量センサの検出値が該算出流量に近づくように上
記形状記憶合金製ばねへの通電量を変化させて流量制御
する流量制御手段とを備えたことを要旨とする。

【００１６】上記課題を解決する本発明の請求項５記載
の給湯器は、請求項４記載の給湯器において、上記設定
温度に応じた通電量は、上記流量センサの検出値が上記
算出流量にほぼ安定している時の、上記設定温度と上記
形状記憶合金製ばねへの通電量とに基づいて算出するこ
とを要旨とする。

【００１７】上記構成を有する本発明の請求項１記載の
給湯器は、給水路から供給された水をバーナの燃焼熱に
より加熱して出湯路に供給し、その出湯湯温を設定温度
に近づけるようにバーナの燃焼量を調節する出湯温制御
を行なう。また、出湯路に設けられた形状記憶合金製ば
ねのばね荷重が湯温に応じて変化し、その荷重変化に連
動して湯温が高くなるほど通水流量の最大値を小さくす
るため、器具の最大能力を越えないように制限し、なお
かつ十分な能力範囲を得ることができる。

【００１８】上記構成を有する本発明の請求項２記載の
給湯器は、出湯開始時に器具内の水が冷えている場合に
は、流量調節手段が器具に通水される流量の最大値を大
きくしているため、設定温度に対して能力オーバーの流
量になることが考えられ、その場合温度上昇が遅くなっ
て流量調節も遅くなり、出湯温度が設定温度に達するま
でに時間がかかるが、止水時に器具内の少なくとも形状
記憶合金製ばね附近の湯を設定温度に保温する保温手段
を備えることにより、出湯開始時の通水流量の最大値を
設定温度に見合った流量にするため、出湯開始から出湯
温度が安定するまでの時間を短くすることができ、また
設定温度を変更していないにもかかわらず、出湯途中に
流量が絞られることも防止できる。

【００１９】上記構成を有する本発明の請求項３記載の
給湯器は、給水路から供給された水をバーナの燃焼熱に
より加熱して出湯路に供給し、その出湯湯温を設定温度
に近づけるようにバーナの燃焼量を調節する出湯温制御
を行なう。また、設定温度に応じた通電量で形状記憶合
金製ばねに通電して熱量を発生させ、その発生熱量によ
りばね荷重を変化させると、その荷重変化に連動して設
定温度が高くなるほど通水流量の最大値を小さくするた
め、器具の最大能力を越えないように制限し、なおかつ
十分な能力範囲を得ることができる。

【００２０】上記構成を有する本発明の請求項４記載の
給湯器は、設定温度での出湯が可能な最大流量を算出
し、通水開始時、或は設定温度の変更時、或は流量セン
サの検出値が算出流量を越えた時には、設定温度に応じ
た通電量で形状記憶合金製ばねに通電し、その後は流量
センサの検出値が算出流量に近づくように形状記憶合金
製ばねへの通電量を変化させて流量制御する。そのた
め、形状記憶合金製ばねの雰囲気温度等に変動があって
も、出湯量を算出流量に制限することができる。

【００２１】上記構成を有する本発明の請求項５記載の
給湯器は、流量センサの検出値が算出流量にほぼ安定し
ている時の、設定温度と形状記憶合金製ばねへの通電量
とに基づいて、設定温度に応じた通電量を算出する。そ
のため、設定温度に応じたより最適な通電量を得ること
ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の給湯器の好適
な実施例について説明する。図１は、本発明の第１実施
例としての給湯器の概略構成図である。基本的な構成は
従来例の給湯器（図６）と同一であるが、バイパス路１
３に開閉弁１６の代りにバイパス流量を調節するバイパ
ス弁１４を備える点と、出湯路２０に形状記憶合金を用
いた第２ＳＭＡばね２１を備え、第２ＳＭＡばね２１の
ばね荷重の変化に連動してバイパス弁開度を変化させる
連動軸２３を備え、また第２ＳＭＡばね２１近傍の湯を
電気的に加熱するためのヒータ３１を備える点で異な
る。その他の構成については従来例と同じであるため、
同一符号を付してその説明を省略する。

【００２３】第２ＳＭＡばね２１は、３８℃〜５７℃の
温度範囲で荷重変化し、連動軸２３によりバイパス弁１
４の開度を変える。出湯温度が高くなるとばね荷重が上
がり、バイパス弁１４を閉弁方向に動かして最大入水流
量を減らし、出湯温度が低くなるとばね荷重が下がり、
バイパス弁１４を開弁方向に動かして最大入水流量を増
やす。そのため図２の出湯能力線図に示すように、出湯
温度が３８℃から５７℃に上昇するにしたがって最大入
水流量が徐々に減少して、器具の最大能力以下に制限さ
れることで設定温度の湯を出湯できないといったことを
防ぎ、尚かつ最大能力附近の流量まで使用することがで
きる。

【００２４】ヒータ３１は止水時に第２ＳＭＡばね２１
附近の湯を加熱し、第２ＳＭＡばね２１近くの上方に設
けられた出湯温度センサ２２により湯温を検出して、設
定温度に保温する。この保温動作により、設定温度に見
合った最大入水流量に調節して待機し、出湯開始直後か
ら設定温度での出湯を行なう。仮に、止水時に設定温度
に保温しない場合について考えると、止水状態が長時間
の場合には第２ＳＭＡばね２１がほぼ水温まで冷え、バ
イパス弁１４の開度が全開となっている。この状態で設
定温度が高温に設定され給湯栓が最大に開かれると、入
水流量が能力オーバーとなるため温度上昇が遅くなり、
その遅い温度上昇に応答してバイパス開度を絞っていく
ため、出湯温度が設定温度に達するまでに時間がかか
る。また、設定温度を変更していないにもかかわらず、
出湯中に出湯流量が絞られていくため使い勝手が悪い。
そのため、止水時にも設定温度に保温して設定温度に見
合った入水流量に調節する。

【００２５】次に、第１実施例の給湯器の動作について
説明する。止水時には、ヒータ３１により第２ＳＭＡば
ね附近の湯温は設定温度にほぼ保たれているため、バイ
パス弁１４を設定温度に見合った開度に調節している。
ここで、図示しない給湯栓が開かれて器具への通水が開
始され、流量センサ１１により所定値以上の流量を検出
すると、メイン電磁弁５１、元電磁弁５２を開弁してバ
ーナ４０にガスを供給し、図示しない点火装置により点
火して燃焼動作を開始し、出湯温制御を行なう。出湯温
制御を開始する。また、出湯温度に応じて第２ＳＭＡば
ね２１のばね荷重が変化してバイパス弁１４の開度を調
節すると共に、入水温度に応じて第１ＳＭＡばね１５の
ばね荷重が変化して最大入水流量を調節する。

【００２６】設定温度が変更された場合、出湯温制御に
よりバーナ４０の燃焼量を変化させて出湯温度が変化
し、第２ＳＭＡばね２１が動作してバイパス弁１４の開
度を変えて最大入水流量を変化させる。このように出湯
温度に応じて最大入水流量を変化させることにより、入
水流量が最大能力を越えることを防ぐと共に、能力範囲
を広くする。

【００２７】ここで、図２の点ａに示すように出湯温度
が４４℃でなおかつ最大流量で使用している場合を考え
ると、器具の最大能力曲線上であるため、バーナ４０は
最大燃焼量により燃焼している。ここで、設定温度を例
えば５７℃に変更した場合には、バーナ４０の燃焼量が
最大であるため入水流量を減らすことが必要になる。そ
こで、バーナ４０を最大能力以上のガス供給量で所定時
間燃焼させて、出湯温度を上昇させ（ｂ）、第２ＳＭＡ
ばね２１のばね荷重を変化させる（ｃ）。第２ＳＭＡば
ね２１が動作すると、最大入水流量が減少するため出湯
温度が上昇する。このように、最大燃焼量での燃焼時に
設定温度が高く変更された場合には、所定時間最大能力
以上のガス供給量で燃焼させて、第２ＳＭＡばね２１の
ばね荷重を変化させることにより、流量を変えることが
できる。

【００２８】以上説明したように、第１実施例の給湯器
によれば、ＳＭＡばねを用いた簡単な構成により最大入
水流量を調節するため、コストを低減することができ
る。また、止水時には器具内の湯を設定温度に保温して
設定温度に見合った最大流量以下に制限することによ
り、設定温度に対して能力オーバーするような流量が供
給されて温度上昇が遅くなるといった不便や、出湯中に
設定温度を変更していないにもかかわらず出湯流量が絞
られるといった不便を防ぐことができる。また、出湯温
度を検出する出湯温度センサ２２を第２ＳＭＡばね２１
の近くの上方に設け、止水時の第２ＳＭＡばね２１附近
の湯温を検出することにより、ヒータ３１により加熱さ
れ上方に対流してきた湯の温度を検出するため、第２Ｓ
ＭＡばね２１の温度を正確に検出でき、また新たに温度
センサを設ける必要が無いためコストを低減することが
できる。

【００２９】尚、第１実施例では止水時には第２ＳＭＡ
ばね２１附近の湯を保温したが、器具内の湯を全体的に
加熱してもよい。このような構成によれば、出湯開始か
ら出湯温度が安定すると共に、凍結防止のヒータにもな
る。また、電気的な加熱ではなくバーナ４０により保温
を行なってもよい。また、止水時の温度検出は出湯温度
センサ２２を兼用せずに、専用の温度センサを設けても
よい。また、出湯温度の変化により水ガバナ１２のバイ
パス路１３の流量を変化させたが、出湯路２０で流量を
変えてもよく、給水路１０で直接流量を変えてもよい。
また、入水温度と出湯温度とにより最大流量を調節した
が、出湯温度のみにより流量制御を行なってもよい。

【００３０】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図３は第２実施例としての給湯器の概略構成図であ
る。基本的な構成は第１実施例の給湯器（図１）と同一
であるが、保温機能を備えていない点と、出湯路２０に
第２ＳＭＡばね２１を備えておらず、第３ＳＭＡばね３
１に電流を流して荷重変化させる点とで異なる。その他
の構成については同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００３１】コントローラ６０は、設定温度に応じた通
電量を予め記憶しており、その通電量で第３ＳＭＡばね
３１に通電する。第３ＳＭＡばね３１は、コントローラ
６０から通電されることで、ばね自身の抵抗で発生する
ジュール熱により荷重変化する。第３ＳＭＡばね３１が
荷重変化することにより、連動軸２３が連動してバイパ
ス弁１４の開度を変化させ入水流量の最大値を調節す
る。設定温度が高くなるほど第３ＳＭＡばね３１への通
電量を増加して、設定温度に見合った最大入水流量にす
ることで、器具の能力オーバーを防ぐ。

【００３２】次に、第２実施例の給湯器の動作について
説明する。図示しない給湯栓が開かれて器具への通水が
開始され、流量センサ１１により所定値以上の流量を検
出すると、メイン電磁弁５１、元電磁弁５２を開弁して
バーナ４０にガスを供給し、図示しない点火装置により
点火して燃焼動作を開始し、出湯温制御を行なう。ま
た、設定温度に応じた通電量で第３ＳＭＡばね３１に通
電してバイパス弁１４の開度を調節し、また入水温度に
より第１ＳＭＡばね１５のばね荷重が変化して入水流量
を調節することにより、入水温度と出湯温度とに応じた
最大入水流量以下に制限されるため、給湯栓を最大に開
いても設定温度が得られる範囲の流量に制限される。

【００３３】ここで、設定温度が変更された場合には、
バーナ４０の燃焼量を調節して出湯温制御を行なうと共
に、変更された設定温度に応じた通電量で第３ＳＭＡば
ね３１への通電を行ない、バイパス弁１４の開度を調節
して設定温度に応じた最大入水流量に調節する。そのた
め図４に示すように最大能力を越えることを防ぎ、なお
かつ器具の能力を十分に発揮することができる。

【００３４】以上説明したように、第２実施例の給湯器
によれば、ＳＭＡばねを用いた簡単な構成により最大入
水流量を調節するため、コストを低減することができ
る。また、設定温度に応じて流量を連続的に調節するた
め、本来の出湯能力が犠牲になる範囲をより小さくする
ことができる。また、最大流量を直接制御することがで
きるため、最大能力時に設定温度が高く変更された場合
にも、流量を減らすことで対応できる。

【００３５】尚、第２実施例では設定温度の変化により
水ガバナ１２のバイパス路１３の流量を変化させたが、
出湯路２０で流量を変えてもよく、給水路１０で直接流
量を変えてもよい。また、第２実施例では入水温度と設
定温度とにより最大流量を調節したが、設定温度のみに
より流量制御を行なってもよい。また、入水温度を検出
する入水温度センサを設け、設定温度と入水温度との差
に応じて直接最大流量を調節してもよい。また、第３Ｓ
ＭＡばね３１の雰囲気温度を検出し、その検出温度に応
じて通電量を変えるようにしてもよい。

【００３６】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。基本的な構成は第２実施例の給湯器（図３）と同一
であるが、コントローラ６０の制御処理のみが異なる。
その他の構成及び重複する動作については同一符号を付
してその説明を省略する。

【００３７】第３ＳＭＡばね３１は温度によって荷重変
化するため、通電によるジュール熱だけでなく、雰囲気
温度の変動によっても荷重変化する。そのため、単に設
定温度に応じた通電量で通電するといった構成では、同
じ設定温度であっても雰囲気温度の変動により制御流量
が変わってしまうといった問題がある。そこで、コント
ローラ６０は、器具の最大能力と、設定温度と入水温度
との差とから、その設定温度での出湯が可能な最大入水
流量を算出し、その算出流量と流量センサ１１の検出値
とを比較して、流量センサ１１の検出値を算出流量に近
づけるように通電量を制御する。つまり、流量センサ１
１の検出値が算出流量より大きい場合には、第３ＳＭＡ
ばね３１への通電量を増加させて入水流量を減少させ、
流量センサ１１の検出値が算出流量より小さい場合に
は、第３ＳＭＡばね３１への通電量を減少させて入水流
量を増加させる。従って、給湯栓の開度が小さく、検出
流量が算出流量より小さい場合には、通電量を減少し続
けるため、最終的に通電量は０になる。

【００３８】このような制御により、第３ＳＭＡばね３
１の雰囲気温度が変動しても、最大入水流量を安定させ
ることができるが、こういった制御だけでは最大入水流
量を安定させるまでに時間がかかってしまい、使い勝手
が悪くなってしまう。そこで、まず設定温度に応じた通
電量で通電し、その後流量センサ１１の検出値により補
正するといった制御を行なう。ここで、設定温度に応じ
た通電量を予め記憶しておくといった方法では、第３Ｓ
ＭＡばね３１の雰囲気温度により制御流量が変動してし
まう。こういった変動による流量のずれを流量センサの
検出値をみて補正するのであるが、補正の幅が大きいほ
ど補正の時間が長くなってしまうため、流量制御の時間
を短縮するためには、できるだけ雰囲気温度に応じた通
電量で通電して、補正の幅を小さくする必要がある。そ
こで、次の様な制御を行なう。流量センサ１１の検出値
が算出流量にほぼ安定しているときには、その時の通電
量は、その時の第３ＳＭＡばね３１の雰囲気温度におい
ては、その設定温度での最大入水流量に調節するための
通電量であると判断できるため、その時の設定温度と通
電量とを基準値として記憶する。これらの基準値と、第
３ＳＭＡばね３１の温度による荷重変化の関係とから、
現在の設定温度での最大入水流量に制御するための通電
量を算出する。またこれらの基準値は、流量センサ１１
の検出値が算出流量にほぼ安定する度に書き換える。こ
のような制御によれば、検出流量と算出流量とが安定し
た直前回の雰囲気温度においての、設定温度に応じた通
電量で通電するため、季節や時間帯によって雰囲気温度
が変動しても、それに対応した通電量で通電することが
できる。

【００３９】次に、コントローラの行なう制御処理につ
いて、図５のフローチャートを用いて説明する。尚、本
フローチャートでは、現在の設定温度をＴｓ、安定時に
記憶した設定温度をＴｍ、その時の通電量をＩｍ、記憶
している設定温度Ｔｍと通電量Ｉｍとを基に算出した設
定温度Ｔｓでの通電量をＩｓ、入水温度センサ１９の検
出値をＴｗ、Ｔｓでの出湯が可能な最大入水流量をＦ
ｓ、流量センサの検出値をＦ、第３ＳＭＡばね３１への
通電量をＩとして表す。

【００４０】出湯動作開始時には、基準値として記憶し
ている設定温度Ｔｍと通電量Ｉｍとから、現在設定され
ている設定温度Ｔｓでの通電量Ｉｓを算出し（Ｓ１）、
第３ＳＭＡばね３１への通電量Ｉを算出した通電量Ｉｓ
として通電する（Ｓ２）。また器具の最大能力と、設定
温度Ｔｓと入水温度センサ１９の検出温度Ｔｗとの差か
ら、設定温度Ｔｓでの出湯が可能な最大入水流量Ｆｓを
算出する（Ｓ３）。ここで、流量センサ１１により検出
した入水流量Ｆと算出流量Ｆｓとを比較する（Ｓ４）。
検出流量Ｆが算出流量Ｆｓより大きい場合には（Ｓ４：
ＹＥＳ）、第３ＳＭＡばね３１への通電量Ｉを増加させ
て（Ｓ５）入水流量Ｆを減少させる。また、検出流量Ｆ
が算出流量Ｆｓより小さい場合には（Ｓ４：ＮＯ）、通
電量Ｉを減少させて（Ｓ６）入水流量Ｆを増加させる。
通電量Ｉが減少し続け０になった場合には（Ｓ７：ＹＥ
Ｓ）、通電量制御を終了する。また検出流量Ｆが算出流
量Ｆｓにほぼ安定した場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、その
時の設定温度Ｔｓと通電量Ｉとをそれぞれ基準値Ｔｍ，
Ｉｍとして記憶する（Ｓ９）。

【００４１】設定温度Ｔｓが変更されると（Ｓ１０：Ｙ
ＥＳ）、基準値として記憶している設定温度Ｔｍと通電
量Ｉｍとから、変更された設定温度Ｔｓに応じた通電量
Ｉｓを算出し（Ｓ１）、第３ＳＭＡばね３１への通電量
Ｉを算出した通電量Ｉｓとして通電する（Ｓ２）。ま
た、設定温度Ｔｓでの出湯が可能な最大入水流量Ｆｓを
算出し（Ｓ３）、検出流量Ｆと比較して（Ｓ４）、入水
流量Ｆを算出流量Ｆｓに近づけるように通電量Ｉを増加
又は減少させる（Ｓ５，Ｓ６）。

【００４２】通電無し（Ｉ＝０）の状態から、給湯栓が
大きく開かれて検出流量Ｆが算出流量Ｆｓを越えた場合
には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、基準値として記憶している設
定温度Ｔｍと通電量Ｉｍとから設定温度Ｔｓに応じた通
電量Ｉｓを算出し（Ｓ１）、第３ＳＭＡばね３１への通
電量Ｉを算出した通電量Ｉｓとして通電する（Ｓ２）。
また、設定温度Ｔｓでの出湯が可能な最大入水流量Ｆｓ
を算出し（Ｓ３）、検出流量Ｆと比較して（Ｓ４）、入
水流量Ｆを算出流量Ｆｓに近づけるように通電量Ｉを増
加又は減少させる（Ｓ５，Ｓ６）。

【００４３】以上説明したように、第３実施例の給湯器
によれば、出湯開始時と、設定温度変化時と、出湯量が
算出流量を越えた時とには、記憶している基準値から設
定温度に応じた通電量を算出し、その算出した通電量で
通電するため、設定温度に応じた最大入水流量附近に素
早く制御することができる。また、設定温度での出湯が
可能な最大入水流量を算出し、流量センサ１１の検出値
と比較して流量制御するため、第３ＳＭＡばね３１の雰
囲気温度に変動があっても、算出した最大入水流量以下
に制限することができる。また、直前回の設定温度に対
する通電量の関係を記憶更新、つまり学習していくた
め、季節や時間帯等による第３ＳＭＡばね３１の雰囲気
温度の変化に対しても、設定温度に応じた通電量の誤差
を少なくすることができるため、流量制御にかかる時間
を短くすることができる。また、流量センサ１１の検出
値が算出流量未満の時には第３ＳＭＡばね３１への通電
が無くなるため、電気代を節約することができる。

【００４４】尚、第３実施例では、流量センサ１１の検
出値が算出流量にほぼ安定した時の設定温度と通電量を
基準値として記憶し、その値を基に設定温度に応じた通
電量を算出したが、設定温度に応じた通電量を予め基準
値として記憶しておいてもよい。

【００４５】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の給湯器によれば、出湯路に設けられた形状記憶合
金製ばねのばね荷重変化に連動させて、通水流量の最大
値を調節するといった簡単な構成により、コストを低減
できる。

【００４７】更に、本発明の請求項２記載の給湯器によ
れば、止水時に保温しておくことで、出湯開始時の通水
流量の最大値を設定温度に見合った流量にして、出湯開
始から出湯温度が安定するまでの時間を短くし、また出
湯中に設定温度を変更していないにもかかわらず、出湯
流量が絞られるといったことを防止するため使い勝手が
よい。

【００４８】更に、本発明の請求項３記載の給湯器によ
れば、形状記憶合金製ばねに通電することでばね荷重を
変化させて、通水流量の最大値を調節するといった簡単
な構成により、コストを低減できる。また、設定温度に
応じて入水流量を変化させるため、器具の能力範囲をよ
り広く使用することができる。

【００４９】更に、本発明の請求項４記載の給湯器によ
れば、設定温度に応じた通電量で形状記憶合金製ばねに
通電し、その後は流量センサの検出値が算出流量に近づ
くように形状記憶合金製ばねへの通電量を変化させて流
量制御するため、形状記憶合金製ばねの雰囲気温度等に
変動があっても、出湯量を算出流量に素早く正確に制限
することができる。

【００５０】更に、本発明の請求項５記載の給湯器によ
れば、流量センサの検出値が算出流量にほぼ安定してい
る時の設定温度と通電量とに基づいて、設定温度に応じ
た通電量を算出するため、形状記憶合金製ばねの雰囲気
温度等に応じたより最適な通電量を得ることができ、流
量制御をはやく行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例としての給湯器の概略構成図であ
る。

【図２】第１実施例の給湯器の出湯能力線図である。

【図３】第２実施例としての給湯器の概略構成図であ
る。

【図４】第２実施例の給湯器の出湯能力線図である。

【図５】第３実施例のコントローラの行なう制御処理を
表すフローチャートである。

【図６】従来例としての給湯器の概略構成図である。

【図７】従来例の給湯器の出湯能力線図である。

【図８】従来例としての給湯器の概略構成図である。

【図９】従来例の給湯器の出湯能力線図である。

【符号の説明】

１０…給水路、 １１…流量センサ、 １２…水ガバ
ナ、 １３…バイパス路、 １４…バイパス弁、 １５
…第１ＳＭＡばね、 ２０…出湯路、２１…第２ＳＭＡ
ばね、 ２２…出湯温度センサ、 ２３…連動軸、３１
…第３ＳＭＡばね。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水路から供給された水をバーナの燃焼
   熱により加熱して出湯路に供給する熱交換器と、 設定温度を設定する温度設定手段と、 出湯温度が上記設定温度に近づくように上記バーナの燃
   焼量を調節する出湯温制御手段とを備えた給湯器におい
   て、 上記出湯路に設けられ、湯温に応じてばね荷重が変化す
   る形状記憶合金製ばねと、 上記形状記憶合金製ばねのばね荷重の変化に連動して、
   出湯温度が高くなるほど器具に通水される流量の最大値
   を小さくする流量調節手段とを備えたことを特徴とする
   給湯器。
2. 【請求項２】 止水中に器具内の少なくとも上記形状記
   憶合金製ばね附近の湯の温度を設定温度に保温する保温
   手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の給湯器。
3. 【請求項３】 給水路から供給された水をバーナの燃焼
   熱により加熱して出湯路に供給する熱交換器と、 設定温度を設定する温度設定手段と、 出湯温度が上記設定温度に近づくように上記バーナの燃
   焼量を制御する出湯温制御手段とを備えた給湯器におい
   て、 通電されることで発熱し、その熱量に応じてばね荷重が
   変化する形状記憶合金製ばねと、 上記設定温度に応じた通電量で上記形状記憶合金製ばね
   に通電する通電手段と、 上記形状記憶合金製ばねのばね荷重の変化に連動して、
   上記設定温度が高くなるほど器具に通水される流量の最
   大値を小さくする流量調節手段とを備えたことを特徴と
   する給湯器。
4. 【請求項４】 給水路から供給された水をバーナの燃焼
   熱により加熱して出湯路に供給する熱交換器と、 設定温度を設定する温度設定手段と、 器具に通水される水の流量を検出する流量センサと、 出湯温度が上記設定温度に近づくように上記バーナの燃
   焼量を制御する出湯温制御手段とを備えた給湯器におい
   て、 通電されることで発熱し、その熱量に応じてばね荷重が
   変化する形状記憶合金製ばねと、 上記形状記憶合金製ばねにより弁体を位置決めして、器
   具に通水される流量の最大値を調節する流量調節手段
   と、 上記設定温度での出湯が可能な最大流量を算出し、通水
   開始時、或は該設定温度の変更時、或は上記流量センサ
   の検出値が上記算出した最大流量を越えた時には、該設
   定温度に応じた通電量で上記形状記憶合金製ばねに通電
   して該算出流量附近に流量制御し、その後は該流量セン
   サの検出値が該算出流量に近づくように上記形状記憶合
   金製ばねへの通電量を変化させて流量制御する流量制御
   手段とを備えたことを特徴とする給湯器。
5. 【請求項５】上記設定温度に応じた通電量は、上記流量
   センサの検出値が上記算出流量にほぼ安定している時
   の、上記設定温度と上記形状記憶合金製ばねへの通電量
   とに基づいて算出することを特徴とする請求項４記載の
   給湯器。