JPS597847A - 貯湯湯沸器の加熱制御装置 - 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】 本発明はガスバーナのような熱源を用いた貯湯湯沸器の
加熱制御装置に関するものである。

従来貯湯湯沸器では貯湯槽内の成る定点の温度を温度検
知センサで検知してその検知温度が一定となるように熱
源の加熱動作を制御する加熱制御装置を設けたものであ
るが、このような従来装置では貯湯槽全体の湯温を対象
とする次め、不必要な湯を貯湯し、無駄なエネルｆ−を
消費するという欠点があった。

本発明は上述の欠点に鑑みて為されたもので、その目的
とするところは時間帯に応じて必要湯量を簡単に操作選
択設定できて不必要な湯を貯湯することなく、省エネル
甲−化が図れる貯湯湯沸器の加熱制御装置を提供するに
ある。

以下本発明を実施例によって説明する。第１図は本実施
例に用いる貯湯湯沸器Ｈの概略構成図を示しておシ、図
中ｆｌ）Ｖｉ貯湯桶で、との貯湯槽（１）は入水管（２
）より減圧弁等を芥して水道水が給水され、出湯管（３
）より給湯設備へ給湯できるようになっている。（４）
は貯湯１ｅｆｔ　（ｔｌ内の湯水を強制循環させる循環
路であって、貯湯槽ｆｌの下部に開口した入水口（６）
ニジ取水した湯水をポンプ（７）で強制的に循環させる
ものである。このポンプ（７）Ｋよる循環流量は設定温
度が高いときには少なくシ、設定温度が低いときには多
くなるように流量制御されるようになっている。（８）
バガスバーナ（９）で加熱される外部熱交換器であって
、この外部熱交換器（８１ｔ：を循環路（４）を循環す
る湯水を加熱するように循環路（４）の途中に設けられ
ている。設定温度に加熱された湯水は貯湯槽（１）の上
端部に開口した出湯口（６）より貯湯槽ｉｌ＋へ戻され
るのである。図中Ａ、〜Ａ５は肛属槽（１）内の上部か
ら底部に向けて、一定間隔毎に配設せられ几温度検知セ
ンサたるサーミスタである。

このサーミスタＡｌ〜Ａｓは湯量を検知する機能と湯温
を検知する機能とを兼用しているものである。

第２図乃至第４図は上述のように貯湯湯沸器Ｈに付加さ
れる加熱制御装置の回路構成を示すものである。まず第
２図は湯温検知回路（１０）の構成を示すものであシ、
サーミスタＡ！は抵抗Ｒ１１と直列に接続され、その接
続点における電圧はコンデンサＣ１ｌに工っで安定化さ
れてオペアンプ（ＩＩ、）のプラス側入力端子に印加さ
れている。またオペア′Ｊｊ（１１θのマイナス側入力
端子には抵抗Ｒ２１、Ｒ３、および可変抵抗ＶＲ１１の
直列回路により分圧された基準電圧が印加されている。

オペアンプ（１１□）の出力側には発光タイオードＬ１
が接続されており、この発光タイオードＬ１の点灯時Ｋ
　ｔｒｌ　トランジスタＴｒ１が導通して、表示用発光
タイオードＤ１が消灯するようになっている。他のサー
ミスタＡ２〜Ａ４に力”ＣもサーミスタＡｌの場合と同
様の回路構成でそれぞれオペア、７プ（１１□）〜（１
１，）、トランジスタＴｒ２〜Ｔｒｓ、および発光タイ
オードＬ１〜Ｌ＋　、Ｄｓ〜Ｄ５等が設けられている。

次に第３図はタイマＩＣθ２）と選択スイッチ（１３゜
）〜（１３５）　　とを有するタイム２ケシ゛ニール制
御回路であり、図中のフォトトランジスタＱ１〜Ｑ５は
それぞれ第２図回路中の発光タイオードＬ、〜Ｌ５に光
結合されている。各選択スイッチ（１３ｏ）〜（１３５
）は１回路５接点の０−タリスイッチによって構成され
ておシ、各選択スイッチ（１３゜）〜（１３５）の５個
の切換接点ＫＦｉそれぞれフォトトランジスタＱｓ〜ｑ
の出力が印加されている。各選択スイッチ（１３□）〜
（１３５＞の共通接点はそれぞれ・フォトトランジスタ
Ｑ６〜Ｑ１ｏＫ接続されており、また選択スイッチ（１
３０）の共通端子はスイッチ（１４１）に接続されてい
る。このスイッチ（１４□）はスイッチ（１４オ）と連
動する手動自動切換スイッチであり、第３図図示の状態
においては手動制御状態となっている。この手動制御状
態においては端子Ｔ１はスイッチ（１’ｂ）を介してア
ースされているので、端子Ｔ、　Ｋ接続され次端子Ｔ’
、ｈＬレベルとなり、タイマＩＣ（＋２１のリセット端
子ＲはＬレベルとなるから、タイマＩＣθ２）は停止し
ている。一方スイッチ（１４□）と抵抗Ｒ４との接続点
Ｊ１の電圧レベルは、選択スイッチ（１３０）によって
選択されるフォトトランジスタＱ１〜Ｑｓの出力によっ
て定まるものであり、この接続点Ｊ１の電圧はオア回路
ＯＲａ　１０Ｒ３を介してトランジスタＴｒｓのベース
に印加されている。トランジスタＴｒ６のコしフタ側に
はリレーＲｙ、が接続されておシ、このリレーＲｙｔの
オンオフ動作によりガスバーナ（９）の制御弁（９ａ）
を開閉駆動して湯温を制御するものである。

次に手動自動切換スイッチ（１４１Ｘ　１４２）を自動
制御状態に切り換えると、端子Ｔ２がスイッチ（１４゜
）を介してアースされるから、端子Ｔ２に接続された端
子Ｔ、の電位は０となシ、表示用の発光タイオード烏が
点灯して自動制御状態であることを表示する。また端子
Ｔ□、Ｔ１はアースされなくなるからタイマＩＣ（Ｉ２
１のリセット端子Ｒの電位は抵抗烏によってＨレベルさ
なシ、タイマＩＣ（＋２１がスタートする。タイマＩＣ
（１２］は減算力ウシタを内蔵しておシ、初期状態にお
いては出力端子８０〜Ｓ５はすべてＨレベルであシ、発
光タイオードＬ６〜ＬＩＯはすべて点灯しているが、時
間の経過り共にまず出力端子ＳＯがＬレベルとなシ、以
下円方端子Ｓ１、Ｓ３・・、ＳＩ＋が順次Ｌレベルとな
るように構成されている。またこのタイマ■ｃａｘの動
作時１１ＪＪＦｉ抵抗Ｒ，、Ｒ７およびコンデンサＣ２
、Ｃ３の値を変更することによシ自由に設定できるよう
になっている。各発光タイオードｔ、６Ｌｉｅは第４図
に示す切換制御回路Ｑ６）のフォトトランジスタＱｌｌ
〜Ｑ１５にそれぞれ光結合されている。しかして初期状
態において発光タイオードし６〜ＬＩＧ　がすべて点灯
状態であるときＫは、フォトトランジスタＱｕ〜Ｑ１５
の１三ツタ出力はすべてＨレベルとなり、したがってイ
ンバータ１１〜Ｉ４の出力はすべてＬレベル♂なるから
、アンド回路ＡＤ１〜ＡＤ４　　のｕ二１力はすべてＬ
レベルとなる。このためトランジスタＴｒｙはオシとな
シ、発光タイオードＬ１□は点灯するが、トラ、７ジス
タＴｒｓ〜Ｔ　ｒｌｌ　はすべてオフとなシ、発光タイ
オードＬ１□〜Ｌ１５はすべて消灯する。発光タイオー
ドし１□〜ＬＩ５は第３し１回路のフォトトラン５スタ
Ｑ６〜Ｑ１ｏ　Ｖｃそれすれ光結合されておシ、シ次が
ってフォトトランジスタＱｅＨ導通するが、他のフォト
トラ：／ジスタＣｂ　−Ｑ＋ｏ　Ｉｄすべて導通しない
。各フォトトランジスタＱ７〜ＱＩＯのエミッタ出力は
それぞれオア回路ＯＲ１、ＯＲ２、ならびＫＯＲ３を介
してトランジスタ’ｌ’ｒ６のベースに印加されておシ
、シたがって今の場合にｌ−を選択スイッチ（１３１）
の出力がトランジスタＴｒ６のベースに印加されること
になる。

次にタイマＩＣ０２）がｈラント動作を続けて出力端子
Ｓ１、ＳｏがＬレベルとな″）次ときに／／′ｉ、発光
タイオードＬ６〜ＬＩＧのうちＬ６のみが消灯するから
、フォトトラ′：ＩＪジスタＱｌｌ〜Ｑｔｓ　の１三ツ
タ出力のうち、Ｑｕ　　の１三ツタ出力のみがＬレベル
となる。したがってトランジスタＴｒ７はオフとなって
発光タイオードＬｌｌは消灯する。またインバータ１１
の出力はＨレベルとなるからアシド回路ＡＤＩの出力は
Ｈしベルとなって、トランジスタＴｒｓがオシになり、
発光タイオードＬ１２は点灯する。さらにインバータ■
２〜■４の出力はＬレベルであるから、アシド回路ＡＤ
、〜ＡＤ、の出力はＬレベルとなり、トランジスタＴｒ
ｅ〜Ｔｒ、、はオフとなって発光タイオードＬ！３〜Ｌ
！６は消灯する。したがって各発光タイオードＬｌｌ〜
ＬＩＢ　　のうちＬｔｚのみが点灯して、これによって
フォトトランジスタ９が導通し、選択スイッチ（１３□
）の出力がトランジスタＴｒ６のベースに印加されるこ
とになる。

以下同様にタイマＩＣ（＋２＋の出力端子Ｓ２　、Ｓ３
、ｓ。

が順ＫＬレベルになると、発光タイオードＬ１３、Ｌ１
４　、Ｌ１５　が順次点灯し、フォトトランジスタＱ８
、Ｑｏ　、Ｑ＋ｏ　　が順次導通して選択スイッチ（１
３３）〜（１３、）の出力が順次トランジスタＴｒ６の
ベースｆｕｌｌ加される。さらに出力端子Ｓ５がＬレベ
ルになると各発光タイオードＬ６〜Ｌｔｏお裏びＬｌｌ
〜Ｉ、１５は消灯し１各フオトトランジスタｑ〜Ｑｌｏ
は導通しなくなる。ま危タイマＨＣ（＋２１のカウント
終了出力端子ＥはＨレベルとなシ、トラシジスタＴｒ１
□力；オン状態となるので、端子Ｔ３はＬレベルとなる
。した力よって端子Ｔ３に接続された端子Ｔ３ＶｉＬレ
ベルとなり、トランジスタ’ｌ’ｒ、　Ｖｉオフ状態と
なる。これによってリレーＲｙｔはオフ状態となり、カ
スノＳ−す（９）は停止するようになっている。

次に０６１はし甲ユレータＩＣであシ、端子Ｔ４　、Ｔ
５間に印加された直流電圧を安定化して電源電圧ＶＣＣ
を得るものである。またコンダンサＣ４Ｆｉ平滑月１の
］ンヂンサであり、］ンヂン＋’ｔ　Ｑ　１Ｃ６はノイ
ズ除去用のコンデンサである。ＯηはタイマＩＣ０ｊ’
ｌや発光ダイオードＬ６〜Ｌ１ｏなどに対する電紬供給
をオンオフするスイッチであシ、このスイッチ０７）が
投入されているときＫは、発光累子（１８）が点灯する
と共にリレーＲＶｖが動作する工うになっているもので
ある。

次に本実施例の動作について説明する。まず貯湯槽（１
）内に水が貯えられている状態におい°Ｃｌｉ各サーミ
チーＡ、〜んの温度は低く、シ次がってその抵抗値は高
くなっておシ、オペアン−ｊ（ｎｌ）〜（１１５）のプ
ラス側入力端子Ｆｉｔｑ圧しベルが高くなる。この几め
オペアンプ（１１，）〜（１１５）の出力ｉＪ　Ｈしベ
ルとなって発光タイオードＬ１〜Ｌ５は点灯し、表示用
の発光タイオードＤ１〜Ｄ６　？を消灯する。しかして
手動自動切換スイッチ（１４ＸＩ４ｇ）を手動側に切シ
換えて選択スイッチ（１３゜）を例えばフォトトランジ
スタＱｓＫ接続するき、フォトトランジスタＱ３は発光
タイオードＬ８の点灯によって導通しているから、トラ
ンジスタＴｒ６のベースにはＨレベルの信号が入力され
、トランジスタＴｒ６がオシになつてリレーＲｙ１が動
作する。リレーＲｙｌが動作すると制御弁（９ａ）が開
いてカスバーナ（９）が点火し、外部熱交換器（８）を
加熱する。このとき強制循環用のポンプ（７）が起動さ
れて、貯湯槽（１）下部の入水口（６）から収り入れた
水を外部熱交換器（８）に供給する。

外部熱交換器（８）からの温湯は循環路（４）を介して
貯湯槽（１＋上部の出湯口（６）に供給される。こうし
て貯湯槽（１１内に供給され友温湯は、貯湯量（１）の
上部から下方に向けて貯湯されて行くものであり、した
がって貯湯槽（１）の上部には熱い湯が蓄積され、貯湯
槽ｉｌ＋の下部には冷い水が蓄積されることになるもの
であるがその境界面がサーミスタんよりも下方に下がる
と、サーミスタＡ１〜Ａ３　の温度は高くなるから、発
光タイオードし１〜Ｌ３は消灯し、□表示用の発光タイ
オードＤ１〜込は点灯する。したがってこの発光タイオ
ードＤ１〜Ｄ３によって温湯の残量を表示できるもので
ある。また発光タイオードＬ３の消灯によってフォトト
ランジスタＱ３は導通しなくなるから、トランジスタＴ
ｒ６のベース電位はＬレベルとなり、トランジスタＴｒ
ｓがオフとなってリレーＲｙ＋が動作しなくなり、カス
バーナ（９）およびポンプ（７）は停止する。したがっ
てこの場合の貯湯量は貯湯量（１）の上部からサーミス
タんの位置までということになる。この状態において給
湯を行なうと用湯管（３）から貯湯槽ｆ１）上部の温湯
が排出され、排出された湯量を補うために入水管（２）
より減圧弁等を介して水道水が給水される。そしてかか
る給湯動作によって貯湯槽ｆ１＋内の湯量が減ってサー
ミスタんの温度が低下すると、再び発光タイオードＬ３
が点灯してフォトトランジスタもが導通し八　トランジ
スタＴｒ６がオンとなってリレーＲｙ１が作動し、カス
バーナ（９）とポンプ（７）吉が動作して貯湯槽（１）
下部の冷水を加熱して貯湯槽［＋ｌの上部ｒζ供給する
ものである。ところで使用する湯量が特に多い場合Ｋｌ
ｄ貯湯檜ｆ＋）内に貯えられている温湯がすぐに使い尽
されるので、このような場合Ｋｉｄ選択スイッチ（１３
ｏ）をフォトトランジスタＱ４、Ｑ！の０Ｉｌｊ　ＶＣ
切り換えて、サーミスタん、戊の位置まで温湯を貯える
。ま＾使用する場景がケない場合には、選択スイッチ（
１３ｏ）をフォトトランジスタＱ！、Ｑ２の側に切シ換
えて、サーミスタＡｌ　、Ａ２の位置まで温湯を貯えて
貯湯量を少なくシ、自然放熱によるエネル甲損失を少な
くするものである。

次に手動自動切換スイッチ（１４，）　（＋４□）を自
動側に切り換えて自動制御状態とした場合の動作につい
て説明する。第５図は選択スイッチ（１３，）〜（１３
５）を設定するための操作パネル（ｌη′を示すもので
あり、つまみ（ｉ　６１　）〜　（１６５）Ｖｉ選択ス
イッチ（１３１）〜（１３６）と連動している。まずつ
まみ（１６１）は自動運転の開始後０時間から２時間ま
での制御状態を設定するものであり、このつまみ（１６
□）はサーミスタんを選択する位置に設定されている。

したがって第６図に示すように自動運転の開始後０時間
から２時間までの湯量は貯湯槽（＋）の上部からサーミ
スタんの位置までの湯量となる。同様につまみ（１６□
）〜（１６５）はそれぞれ２時間おきの制御状態を設定
するものであり、各つまみ（１６２）〜（１６５）はそ
れぞれサーミスタん、Ａ１、ん、んを選択する位［Ｋ設
定されているので、貯湯４Ｈ１１に貯えられる湯量は第
６図に示すように２時間毎に変化するようになっている
。そして自動運転を開始してから１０時間経過すると、
上述のようにタイマＩＣ（１２＋のカウント終了出力端
子ＥがＨしベルとなるので、トランジスタＴ　ｒ１２が
オンとなシトランジスタＴｒ６は強制的にオフとなるの
で、リレーＲｙ１は動作せずガスバーナ（９）やポｙづ
（７）は動作しなくなシ、したがって湯量は”ゼロとな
るものである。以上の動作説明から明らかなように各選
択スイッチ（１３１）〜（１３Ｂ）に連動するつまみ（
１６□）〜（１６，）を操作することによシ、自動運転
を開始してから１０時間以内の貯湯量を２時間おきに自
由に設定し得るようになっているものである。

本発明は以上のように構成されておシ、貯湯槽と、貯湯
槽内の湯水を貯湯槽内上部に強制的に送る循環路と、該
循環路の途中に設けられ循環路を通る湯水を加熱する外
部熱交換器と、該外部熱交換器を加熱する熱源とから構
成された貯湯湯沸器において、前記貯湯槽内に深さ方向
に所定間隔ごとに夫々設けた複数の温度検知センサと、
これらの温度検知センサの温度検知出力を夫々において
選択出力する複数の選択スイッチと、これらの選択スイ
ッチから出力する夫々の温度検知出力を順次所定時間々
隔で切換出力させるタイマ切換手段と、前記選択スイッ
チおよびタイマ切換手段によって選択され之温度検知セ
シサから出力される温度検知出力に基いて、該温度検知
ｔンサ付近の温度が予め設定しである温度になるように
前記熱源の加熱動作を制御する加熱制御手段とを備えで
あるから、温度検知をする水位を任意に選択できかつそ
の選択時間帯を順次切換えることができ、その几め時間
帯に応じ之必要湯量を確保でき、また時間帯に応じた湯
量を確保するのみであるから、無駄となる湯量を確保す
ることがなく、その分だけ放熱によるロスも少なくなシ
、その結果加熱に必要なエネルギーが少なくなって燃費
を安価に抑えることができるという利点を有し、しかも
選択スイッチで必要湯量の設定ができるから誰にでも簡
単に扱えるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は木発ツ］の一実施例に用いる貯湯湯沸器の概略
構成を示す図、第２図乃至第４図は同上の加熱制御装置
の回路図、ｗ；５図は同上の加熱制御装置の一部の操作
パネルを示す正面図、第６図は同上の動作説明図である
。 ＋ｉ＋は貯湯槽、（４）は循環路、＋８１　Ｖｉ外部熱
交換器、（９）はガスバーナ、（１２１Ｖ！タイマＩＣ
，（１３□）〜（１３５）は選択スイッチ、Ａ１〜Ａｌ
ｌはサーミスタ、Ｔｒ６はトラ′Ｊ、；スタ、ＲＶｌは
リレーである。 代理人　弁理士　　石　Ｈ」　長　上 第１図 第２図 ０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１）　　貯湯槽と、貯湯槽内の湯水を貯湯槽内上部に
   強制的に送る循環路と該循環路の途中に設けられ循環路
   を通る湯水を加熱する外部熱交換器と、該外部熱交換器
   を加熱する熱源とから構成され次貯湯湯沸器において、
   前記貯湯槽内に深さ方向に所定間隔ごとに夫々設は次複
   数の温度検知センサと、これらの温度検知センサの温度
   検知出力を夫々において選択出力する複数の選択スイッ
   チと、これらの選択スイッチから出力する夫々の温度検
   知出力を順次所定時間々隔で切換出力させるタイマ切換
   手段と、前記選択スイッチおよびタイマ切換手段ＫＪ：
   つて選択された温度検知センサから出力される温度検知
   出力に基いて、該温度検知センサ付近の温度が予め設定
   しである温度になるように前記熱源の加熱動作を制御す
   る加熱制御手段上を備えて成ることを特徴とする貯湯湯
   沸器の加熱制御装置。