JP3207415B2

JP3207415B2 - ガス給湯装置

Info

Publication number: JP3207415B2
Application number: JP33463990A
Authority: JP
Inventors: 裕高橋; 清福沢
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 2001-09-10
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JPH04203837A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、複数のガス給湯器を並列に接続してなる
ガス給湯装置に関する。

［従来の技術］一般に、この種のガス給湯装置においては、複数のガ
ス給湯器を同時に作動させることなく、給湯量に応じて
順次作動させるようにしている。これは、各ガス給湯器
にはそれぞれ最低作動流量が規定されているため、仮に
全ガス給湯器を同時に作動させるようにすると、給水量
が全ガス給湯器の最低作動流量の合計に達しなければい
ずれのガス給湯器も作動しない。このため、最低作動流
量の総量より少ない量の給湯を行うことができなくなる
という不都合が生じるからである。

ところで、ガス給湯器の使用台数を切り替える方法と
しては、例えば特開昭64−63748号公報に記載のものが
提案されている。この公報に記載のガス給湯装置は、給
水量、給水温度および所望の給湯温度から必要な熱量を
演算し、その熱量に得るためのガス量を演算する。そし
て、この必要ガス量が何台のガス給湯器分に相当するか
を判断し、それによって使用台数を切り替えるようにし
ている。

［発明が解決しようとする課題］例えば３台のガス給湯器の使用台数を必要ガス量によ
って切り替えるようにしたガス給湯装置において、停止
状態から各ガス給湯器を順次作動させるようにした場合
には、給湯温度が第３図の破線で示すように変化する。
すなわち、給湯温度は徐々に上昇するが、２番目、３番
目のガス給湯器が作動したときに一旦低下する。そし
て、３台のガス給湯器によって設定温度（目標温度）ま
で上昇せしめられるというものである。

ここで、各ガス給湯器のバーナに供給される実際のガ
ス量が必要ガス量と同一であれば、給湯温度は極めて短
時間のうちに目標温度に達する。しかし、ガス給湯装置
を停止状態から作動させた直後においては、実際に供給
されるガス量が必要ガス量より大幅に少なくなってい
る。このため、給湯温度が目標温度の安定温度域に達す
るまでに比較的長時間を要するという問題があった。

すなわち、ガス給湯装置の各ガス給湯器においては、
バーナへのガス供給量を電磁比例制御弁の開度で調節し
ており、電磁比例制御弁の開度はそれに通電される電流
の大きさによって調節されている。さらに、電磁比例制
御弁に対する電流は、バーナに空気を供給するためのフ
ァンの回転数によって規制されている。したがって、必
要とするガスの量が多くとも、ファンの回転数が低い場
合には、バーナに対しファンの回転数に応じた少ない量
のガスしか供給されないことになる。

このように、ガス給湯器の作動開始当初においては、
ファンの回転数が必要ガス量に対応した回転数になるま
での間は実際に供給されるガス量が必要ガス量より少な
い。したがって、１番目のガス給湯器による給湯温度が
高くなったとしても、２番目、３番目のガス給湯器が作
動すると、それぞれのガス給湯器に対するガス供給量が
少ないため、給湯温度が一旦低下する。したがって、給
湯温度が安定温度域に達するまでに比較的長時間を要す
るという不都合が生じていたのである。

この発明は、上記の問題を解決するためになされたも
ので、給湯温度を短時間で安定温度域まで高めることが
できるガス給湯装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明
は、互いに並列に接続されたｎ（ｎ≧２）個のガス給湯
器と、（ｎ−１）個のガス給湯器の給水側に設置された
開閉弁と、この開閉弁を開閉させる制御部とを備え、前
記ガス給湯器は、供給された水を加熱するバーナと、こ
のバーナへのガス供給量を調節する電磁比例制御弁と、
前記バーナへ空気を供給するファンとを有しており、前
記電磁比例制御弁に対する電流がファンの回転数に応じ
て制限されるように構成されたガス給湯装置において、前記制御部に、Ｎ（Ｎ＝1,2,…,n−１）番目のガス給湯器のファンの
回転数に関する物理量が設定値を超えたことを検出する
物理量検出手段と、この物理量検出手段の検出信号に基づいて（Ｎ＋１）
番目の開閉弁を開弁させる開弁手段とを設けたことを特
徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発
明における物理量検出手段および開弁手段に代えて、Ｎ
（Ｎ＝1,2,…,n−１）番目のガス給湯器の電磁比例制御
弁に通電される電流値が設定値を超えたことを検出する
電流値検出手段と、この電流値検出手段の検出信号に基づいて（Ｎ＋１）
番目の開閉弁を開弁させる開弁手段とを設けたことを特
徴とするものである。

［作用］請求項１に記載の発明において、物理量検出手段が１
番目のガス給湯器のファンの回転数に関する物理量が設
定値を超えたことを検出するまでは、１番目のガス給湯
器だけによる給湯が行われる。１番目のガス給湯器のフ
ァンの回転数に関する物理量が設定値を越えたことを物
理量検出手段が検出と、その検出信号に基づいて開弁手
段が２番目の開閉弁を開弁させる。この結果、１番目お
よび２番目の給湯器による給湯が行われる。以下、同様
に、2,…，（ｎ−１）番目のガス給湯器のファンの回転
数に関する物理量がそれぞれ設定値を越えたことを物理
量検出手段が検出すると、その検出信号に基づいて開弁
手段が3,…,n番目の開閉弁を開弁させる。この結果、１
番目からｎ番目までのガス給湯器による給湯が行われ
る。

請求項２に記載の発明において、電流値検出手段が１
番目のガス給湯器の電磁比例制御弁に対する電流値が設
定値を超えたことを検出するまでは、１番目のガス給湯
器だけによる給湯が行われる。１番目のガス給湯器の電
磁比例制御弁に対する電流値が設定値を越えたことを電
流値検出手段が検出と、その検出信号に基づいて開弁手
段が２番目の開閉弁を開弁させる。この結果、１番目お
よび２番目のガス給湯器による給湯が行われる。以下、
同様に、2,…，（ｎ−１）番目のガス給湯器の電磁比例
制御弁に対する電流値がそれぞれ設定値を越えたことを
電流値検出手段が検出すると、その検出信号に基づいて
開弁手段が3,…,n番目の開閉弁を開弁させる。この結
果、１番目からｎ番目までのガス給湯器による給湯が行
われる。

［実施例］以下、この発明の一実施例について第１図ないし第３
図を参照して説明する。

第１図は、この発明に係るガス給湯装置の概略構成を
示すものであり、このガス給湯装置は３台のガス給湯器
10,20,30を備えている。勿論、２台若しくは４台以上の
ガス給湯器を備えることもある。

各ガス給湯器10,20,30は、給水口10a,20a,30aから出
湯口10b,20b,30bに向かって、供給される水の温度を検
出する給水温度センサ11,21,31、供給される水の量を検
出する流量センサ12,22,32、水ガバナ13,23,33、熱交換
器14,24,34、各ガス給湯器10,20,30から吐出される湯の
温度を検出する給湯温度センサ15,25,35が順次設置され
ている。また、各ガス給湯器10,20,30には、供給される
水を熱交換器14,24,34を介して加熱するバーナ16,26,36
がそれぞれ設置されている。各バーナ16,26,36は、電磁
比例制御弁17,27,37を介してガス供給源（図示せず）に
接続されており、電磁比例制御弁17の開度によって各バ
ーナ16,26,36に供給されるガス量が調節されている。さ
らに、各ガス給湯器10,20,30には、バーナ16,26,36に空
気を供給するためのファン18,28,38がそれぞれ設置され
ている。各ファン18,28,38には、それぞれの回転数を検
出するための回転センサ19,29,39が設けられている。

ガス供給器10,20,30の給水口10a,20a,30aは、それぞ
れ分岐管41,42,43を介して給水管40に接続されている。
分岐管42,43には、電磁開閉弁（開閉弁）62,63がそれぞ
れ設置されている。電磁開閉弁62,63は、常閉の開閉弁
であり、後述する制御部80から発せられる開弁信号V₁,V
₂によって開弁するようになっている。一方、ガス給湯
器10,20,30の出湯口10b,20b,30bは、それぞれ分岐管51,
52,53を介して給湯管50に接続されている。なお、符号7
0は出湯管50の末端に設けられた蛇口である。

また、このガス給湯装置は、各ガス給湯器10,20,30を
制御するための制御部80を備えている。制御部80は、マ
イクロコンピュータを含んで構成されており、次の各種
の信号が入力されている。

すなわち、給水温度センサ11,21,31からは、給水温度
を示す給水温度信号Tc₁,Tc₂,Tc₃が、流量センサ12,22,3
2からは、給水量を示す流量信号W₁,W₂,W₃が、給湯温度
センサ15,25,35からは、各ガス給湯器10,20,30から吐出
される湯の温度を示す給湯温度信号Th₁,Th₂,Th₃が、回
転センサ19,29,39からは、ファン18,28,38の各回転数を
示す回転信号N₁,N₂,N₃が、制御部80にそれぞれ入力され
ている。さらに、制御部80には、所望の給湯温度を設定
するための温度設定器（図示せず）から目標温度信号Th
₀が入力されている。

制御部80は、上記各種の信号に基づき、第２図に示す
フローチャートにしたがってガス給湯器10,20,30を制御
する。なお、第２図に示すフローチャートにおいては、
ガス給湯器10,20,30に関する事項には、、、をそ
れぞれ付している。

プログラムのスタート後、ステップ101においてガス
給湯器10に対する給水量が最低作動流量を越えたか否か
を判断する。ガス給湯器10に対する給水量は、流量信号
W₁に基づいて演算される。また、最低作動流量は、予め
設定されており、制御部80のマイクロコンピュータの専
用メモリに記憶されている。

給水量が最低作動流量に達していなければ、ステップ
101の判断を繰り返す。

給水量が最低作動流量を越えると、ガス給湯器10を作
動させる（ステップ102）。つまり、電磁比例制御弁17
を開弁させてバーナ16にガスを供給してバーナ16を着火
させるとともに、ファン18を回転させる。

ガス給湯器10の作動開始後は、ステップ103において
電磁比例制御弁17に通電すべき電流の大きさを演算す
る。すなわち、制御部80は、給水温度Tc₁,給水量W₁およ
び目標温度Th₀に基づき、ガス給湯器10に供給される水
を目標温度に加熱するのに必要な熱量を演算し、その熱
量を得るのに必要なガス量を演算する。そして、ガス量
から電磁比例制御弁17の開度を演算し、その開度が得ら
れる大きさの開弁電流A₁を電磁比例制御弁17に出力す
る。

また、制御部80は、バーナ16に供給されるガスを完全
燃焼させるのに必要な空気量を演算し、その空気量を得
るためのファン18の回転数を演算する。そして、その回
転数が得られるように、ファン18に駆動電流S₁を出力す
る。

ただし、ファン18の回転開始当初において、その回転
数が駆動電流S₁に対応した回転数にまで達していない場
合、換言すれば演算によって求められた量のガスを完全
燃焼させるのに必要な空気を送風するための回転数に達
していない場合には、ファン18の回転数N₁に対応した量
のガスがバーナ16に供給されるよう、制御部80は、回転
数N₁に基づいて電磁比例制御弁17に対する電流値A₁を規
制する。つまり、回転数N₁によって送風される空気量に
よって完全燃焼させることができるガス量がバーナ16に
供給されるように、電磁比例制御弁17の開度を規制す
る。この点は、ガス給湯器20,30においても同様であ
る。

なお、制御部80は、給湯温度Th₂と目標温度Th₀とを比
較し、比較結果に基づいて電磁比例制御弁17に通電され
る電流値A₁の大きさおよびファン18の回転数N₁を補正す
る。

次に、ステップ104において、電流値A₁が予め設定さ
れた上限値より大きいか否かが判断される。上限値は、
電磁比例制御弁17の開度を100％にするための電流値よ
り若干小さく、例えば90〜95％の開度が得られる大きさ
に設定されており、マイクロコンピュータの専用メモリ
に記憶されている。

電流値A₁が上限値を越えていない場合には、ステップ
105においてガス給湯器10に対する給水量が最低作動流
量より多いか否かが判断される。給水量が最低作動流量
より多ければ、再びステップ103,104が実行される。つ
まり、電流値A₁が上限値より小さく、かつ給水量が最低
作動流量より多い場合には、ガス給湯器10の１台だけに
よる給湯が行われる。

ステップ105において、給水量が最低作動流量より少
ないと判断された場合には、ガス給湯器10が停止され
（ステップ106）、ステップ101に戻る。

一方、ステップ104において、電流値A₁が上限値より
大きいと判断された場合には、制御部80が電磁開閉弁62
に開弁信号V₁を出力して電磁開閉弁62を開弁させるとと
もに（ステップ107）、ガス給湯器20を作動させる（ス
テップ108）。

次に、ステップ109において、ガス給湯器20に対する
給水量が最低作動流量より多いか否かが判断される。

給水量が最低作動流量より少ない場合には、電磁開閉
弁62が閉じられるとともに（ステップ110）、ガス給湯
器20が停止される（ステップ111）。そして、ステップ1
05へ戻る。

ガス給湯器20に対する給水量が最低作動流量より多い
場合には、ステップ112において電磁比例制御弁27に通
電する電流値A₂が演算される。この演算は、給水温度Tc
₂、給水量W₂、給湯温度Th₂および目標温度Th₀に基づ
き、ガス給湯器10と同様にして行われる。勿論、このと
きに駆動電流S₂も演算される。そして、駆動電流S₂に応
じた回転数をもってファン28が回転せしめられととも
に、電磁比例制御弁27が電流値A₂に応じた開度に開かれ
る。

次に、ステップ113において、ファン28の回転数が設
定値（回転数）に達したか否かが判断される。設定回転
数に達していなければ、ステップ109に戻る。

設定回転数に達していれば、ステップ114において電
流値A₂が予め設定された上限値を越えたか否かが判断さ
れる。

電流値A₂が上限値を越えていない場合には、ステップ
115において電流値A₂が下限値より小さいか否かが判断
される。

電流値A₂が下限値より大きければ、ステップ116にお
いて電流値A₂,S₂の演算が行われ、その後ステップ114の
判断が再び行われる。これから明らかなように、電流値
A₂が上限値より小さく下限値より大きい場合には、ガス
給湯器10,20の２台による給湯が行われる。

電流値A₂が下限値より小さい場合には、電磁開閉弁62
が閉じられるとともに（ステップ110）、ガス給湯器20
が停止される（ステップ111）。この結果、ガス給湯器1
0だけによる給湯が行われる。

ここで、ステップ113の存在理由について述べると、
電流値A₂の上限値は電磁比例制御弁27の開度を90〜95％
程度にする電流値に定められており、下限値は80〜85％
程度に定められている。また、ファン28の設定回転数
は、電流値A₂が上限値と下限値との間の大きさになるよ
うな回転数に設定されている。

ところで、ガス給湯器20の作動開始当初はファン28の
回転数が低いため、それに対応して電流値A₂が上限値お
よび下限値より小さくなっている。したがって、仮にス
テップ113が無いものとすると、電流値A₂が上限値のみ
ならず下限値より小さいため、ガス給湯器20が作動開始
後、直ちに停止されてしまうことになる。このような不
都合を解消するためにステップ113を設けたものであ
る。

ステップ114において、電流値A₂が上限値より大きい
と判断された場合には、電磁開閉弁63が開弁されるとと
もに（ステップ117）、ガス給湯器30が作動させられる
（ステップ118）。

次に、ステップ119において、ガス給湯器30に対する
給水量が最低作動流量より多いか否かが判断される。

給水量が最低作動流量より少ない場合には、電磁開閉
弁37が閉じられる（ステップ120）とともに、ガス給湯
器30が停止される（ステップ121）。そして、ステップ1
09に戻る。したがって、再びガス給湯器10,20の２台に
よる給湯が行われる。

給水量が最低作動流量より多い場合には、ステップ12
2において電磁比例制御弁37に対する電流値A₃が演算さ
れる。この演算は、給水温度Tc₃、給水量W₃、給湯温度T
h₃および目標温度Th₀に基づき、ガス給湯器10と同様に
して行われる。勿論、このときに駆動電流S₃も演算され
る。そして、駆動電流S₃に応じた回転数をもってファン
38が回転せしめられとともに、電磁比例制御弁37が電流
値A₃に応じた開度に開かれる。

次に、ステップ123において、ファン38の回転数が設
定回転数より大きいか否かが判断される。この判断の意
義は、ステップ113と同様である。

ファン38の回転数が設定回転数より小さければ、ステ
ップ119に戻る。

ファン38の回転数が設定回転数より大きい場合には、
電流値A₃が下限値より小さいか否かが判断される。な
お、下限値は、電磁比例制御弁37の開度を80〜85％程度
にする際の大きさに設定されている。

下限値より大きい場合には、ステップ125において電
流値A₃が演算され、再びステップ124の判断が行われ
る。つまり、電流値A₃が下限値より小さくならない限
り、ガス給湯器10,20,30の３台による給湯が行われる。

電流値A₃が下限値より小さい場合には、ステップ120,
121が実行される。つまり、ガス給湯器30が停止され
る。この結果、ガス給湯器10,20の２台による給湯が行
われる。

上記のように、このガス給湯装置においては、１番目
のガス給湯器10の電磁比例制御弁17に対する電流値A₁が
上限値に達するまでは２番目のガス給湯器20が作動する
ことがなく、１番目のガス給湯器10だけによる給湯が行
われる。したがって、電流値A₁に対する上限値を高く設
定しておくことにより、第３図に実線で示すように、１
番目のガス給湯器10から吐出される湯の温度を安定温度
域に達するようにすることができ、これによって給湯温
度が安定温度域に達するまでの時間を短縮することがで
きる。

また、上記の内容から明らかなように、電磁比例制御
弁17,27に対する電流値A₁,A₂とファン18,28に対する駆
動電流S₁,S₂、またはファン18,28の回転数N₁,N₂とは対
応している。したがって、駆動電流S₁,S₂の大きさ、ま
たは回転数N₁,N₂によって使用台数を切り替えるように
してもよい。そのようにする場合には、第２図に示すフ
ローチャートのステップ104,114,115および124におい
て、駆動電流S₁,S₂とそれらに対する上限値または下限
値との比較を行うか、あるいは回転数N₁,N₂とそれらに
対する上限値または下限値との比較を行うようにすれば
よい。この点から明らかなように、この発明におけるフ
ァンの回転数に関する物理量とは、ファンの回転数また
はファンに通電される電流値である。勿論、駆動電流
S₁,S₂または回転数N₁,N₂によって使用台数を切り替える
ようにしても上記効果が得られる。

なお、この発明は、上記実施例に限定されるものでな
く、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能で
ある。

例えば、上記の実施例においては、１つの制御部80に
よって３つのガス給湯器10,20,30を制御するようにして
いるが、各ガス給湯器10,20,30にそれぞれ制御部を設置
してもよい。

また、上記の実施例においては、給水温度Tc₁,Tc₂,Tc
₃、給水量W₁,W₂,W₃、および目標温度Th₀に基づいて、電
流値A₁,A₂,A₃および駆動電流S₁,S₂,S₃を演算している
が、目標温度Th₀と給湯温度Th₁,Th₂,Th₃に基づいて電流
値A₁,A₂,A₃および駆動電流S₁,S₂,S₃を演算してもよい。

［発明の効果］以上説明したように、この発明のガス給湯装置によれ
ば、１番目のガス給湯器のファンの回転数に関する物理
量が設定値を越えた場合、または電磁比例制御弁に対す
る電流値が所定の設定値を越えた場合に、開閉弁を開弁
させるようにしているから、２番目以降のガス給湯器が
作動する前に、１番目のガス給湯器から吐出される湯の
温度を安定温度域まで高温にすることができ、したがっ
て安定温度域に達するまでの時間を短縮することができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図はその概略構成を示す図、第２図はガス給湯
器の使用台数を切り替えるためのプログラムのフローチ
ャートを示す図、第３図はこの発明のガス給湯装置によ
る給湯温度と従来のガス給湯装置による給湯温度とを示
す図である。 10,20,30……ガス給湯器、 16,26,36……バーナ 17,27,37……電磁比例制御弁 18,28,38……ファン 62,63……電磁開閉弁（開閉弁） 80……制御部。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−63748（ＪＰ，Ａ) 実開昭64−41844（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24H 1/10 F24D 17/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに並列に接続されたｎ（ｎ≧２）個の
ガス給湯器と、（ｎ−１）個のガス給湯器の給水側に設
置された開閉弁と、この開閉弁を開閉させる制御部とを
備え、前記ガス給湯器は、供給された水を加熱するバー
ナと、このバーナへのガス供給量を調節する電磁比例制
御弁と、前記バーナへ空気を供給するファンとを有して
おり、前記電磁比例制御弁に対する電流がファンの回転
数に応じて制限されるように構成されたガス給湯装置に
おいて、前記制御部に、Ｎ（Ｎ＝1,2,…,n−１）番目のガス給湯器のファンの回
転数に関する物理量が設定値を超えたことを検出する物
理量検出手段と、この物理量検出手段の検出信号に基づいて（Ｎ＋１）番
目の開閉弁を開弁させる開弁手段とを設けたことを特徴
とするガス給湯装置。
【請求項２】互いに並列に接続されたｎ（ｎ≧２）個の
ガス給湯器と、（ｎ−１）個のガス給湯器の給水側に設
置された開閉弁と、この開閉弁を開閉させる制御部とを
備え、前記ガス給湯器は、供給された水を加熱するバー
ナと、このバーナへのガス供給量を調節する電磁比例制
御弁と、前記バーナへ空気を供給するファンとを有して
おり、前記電磁比例制御弁に対する電流がファンの回転
数に応じて制限されるように構成されたガス給湯装置に
おいて、前記制御部に、Ｎ（Ｎ＝1,2,…,n−１）番目のガス給湯器の電磁比例制
御弁に通電される電流値が設定値を超えたことを検出す
る電流値検出手段と、この電流値検出手段の検出信号に基づいて（Ｎ＋１）番
目の開閉弁を開弁させる開弁手段とを設けたことを特徴
とするガス給湯装置。