JP3990845B2 - 給湯器 - Google Patents
給湯器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3990845B2 JP3990845B2 JP22644099A JP22644099A JP3990845B2 JP 3990845 B2 JP3990845 B2 JP 3990845B2 JP 22644099 A JP22644099 A JP 22644099A JP 22644099 A JP22644099 A JP 22644099A JP 3990845 B2 JP3990845 B2 JP 3990845B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- hot water
- tapping
- control
- combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Description
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は給湯器に係り、特に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送り出す熱交換器と、熱交換器をバイパスして給水路と出湯路とを連通するバイパス路とを備えたバイパスミキシング方式の給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の給湯器では、熱交換器側に供給される水と、バイパス路を流れる水の比であるバイパス比は、バイパス路の寸法あるいはバイパス路に設けた調整手段により決められるようになっている。この場合、バイパス比が固定であると、給湯器の出湯温度の制御目標となる設定温度が所定の高温設定温度（例えば６０℃）より高く設定された場合には、熱交換器側で沸騰が生じたときに適正に対処できず、湯のスムーズな流通が妨げられる等の問題があった。また、設定温度が所定の低温設定温度（例えば４６℃）より低く設定された場合には、熱交換器にドレンが付着し熱交換器が腐食し易くなるというような不都合に適正に対処することができなかった。このような不具合に対処するため、従来の給湯器では、バイパス比の調整手段として、バイパス路に電磁弁や水モータ等のアクチュエータを設け、このアクチュエータを制御装置により設定温度に応じて駆動することによりバイパス比を適宜調節し、熱交換器での湯の沸騰やドレンの発生を防止するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記給湯器は、アクチュエータ及びこれを制御するための制御装置を設ける必要があるため、構造が複雑になり、コストが上昇するという問題がある。
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、簡易な構成により熱交換器出口側の湯の沸騰及び熱交換器でのドレンの発生を安価に防止できる給湯器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために上記請求項１に係る発明の構成上の特徴は、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送り出す熱交換器と、 熱交換器をバイパスして給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、出湯路の熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、バイパス路の下流側における出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、設定温度が所定の高温設定温度より高い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴温度の制御目標である内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ低くなるように設定し、一方出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ高くしかつ熱交換器の加熱により湯が沸騰しないように規定された沸騰防止温度以下に設定し、内胴温度を内胴制御温度になるようにバーナの燃焼を制御することにより出湯温度を設定温度になるように制御する高温燃焼制御手段とを備えたことにある。
【０００５】
上記のように請求項１に係る発明を構成したことにより、設定温度が高温設定温度より高い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ低くなるように設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度になるように速やかに下げることができる。また、出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ高くしかつ沸騰防止温度以下に設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度になるように上げることができる。
【０００６】
また、上記請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項１に記載の給湯器において、高温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、高温調節温度は、設定温度と出湯温度の差に比例する比例項と、出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことにある。
上記のように請求項２に係る発明を構成したことにより、所定時間毎に更新される高温調節温度により内胴制御温度が適正に変更され、これに応じて出湯温度を設定温度にスムーズにかつ速やかに戻すことができる。
【０００７】
また、上記請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項１または請求項２に記載の給湯器において、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴温度の制御目標である内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつ熱交換器でドレンが発生しないように規定されたドレン防止温度以上に設定し、一方出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高くなるように設定し、内胴温度を設定された内胴制御温度になるようにバーナの燃焼を制御することにより出湯温度を設定温度になるように制御する低温燃焼制御手段を備えたことにある。
【０００８】
上記のように請求項３に係る発明を構成したことにより、設定温度が低温設定温度より低い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつドレン防止温度以上に設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度に速やかに戻すことができる。また、出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高く設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度に上げることができる。
【０００９】
また、上記請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項３に記載の給湯器において、低温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、低温調節温度は、設定温度と出湯温度の差に比例する比例項と、出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことことにある。
上記のように請求項４に係る発明を構成したことにより、所定時間毎に更新される低温調節温度により内胴制御温度が適正に変更され、これに応じて出湯温度を設定温度になるようにスムーズにかつ速やかに戻すことができる。
【００１０】
また、上記請求項５に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項１または請求項２に記載の給湯器において、給水路及び出湯路を流通する水の流量を検出する流量検出手段と、出湯温度を設定温度になるようにバーナの燃焼を制御する燃焼制御手段と、内胴温度がドレン防止温度になるようにバーナの燃焼を制御する第２低温燃焼制御手段と、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、流量検出手段による流量検出結果が継続して規定範囲内にあり、かつ内胴温度が継続してドレン防止温度より低い状態のとき、バーナの燃焼の制御を燃焼制御手段から第２低温燃焼制御手段に切り替える制御切替手段と、第２低温燃焼制御手段の制御下において、バーナの燃焼が停止されたとき、または設定温度がより高い温度に変更されたとき、バーナの燃焼の制御を第２低温燃焼制御手段から燃焼制御手段に戻す制御戻し手段とを備えたことにある。
上記のように請求項５に係る発明を構成したことにより、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、水の流通状態が安定しているときは、内胴温度をドレン防止温度になるように制御することにより、出湯温の急激な上昇を避けることができる。
【００１１】
また、上記請求項６に係る発明の構成上の特徴は、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送り出す熱交換器と、熱交換器をバイパスして給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、出湯路の熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、バイパス路の下流側における出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴温度の制御目標である内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつ熱交換器でドレンが発生しないように規定されたドレン防止温度以上に設定し、一方出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高くなるように設定し、内胴温度を内胴制御温度になるようにバーナの燃焼を制御することにより出湯温度を設定温度になるように制御する低温燃焼制御手段とを備えたことにある。
【００１２】
上記のように請求項６に係る発明を構成したことにより、設定温度が低温設定温度より低い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつドレン防止温度以上に設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度に速やかに戻すことができる。また、出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を低温調節温度だけ高く設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度に上げることができる。
【００１３】
また、上記請求項７に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項６に記載の給湯器において、低温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、低温調節温度は、設定温度と出湯温度の差に比例する比例項と、出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことにある。
上記のように請求項７に係る発明を構成したことにより、所定時間毎に更新される低温調節温度により内胴制御温度が適正に変更され、これに応じて出湯温度を設定温度にスムーズにかつ速やかに戻すことができる。
【００１４】
また、上記請求項８に係る発明の構成上の特徴は、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送り出す熱交換器と、熱交換器をバイパスして給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、出湯路の熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、バイパス路の下流側における出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、給水路及び出湯路を流通する水の流量を検出する流量検出手段と、出湯温度を設定温度になるようにバーナの燃焼を制御する燃焼制御手段と、内胴温度がドレン防止温度になるようにバーナの燃焼を制御する第２低温燃焼制御手段と、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、流量検出手段による流量検出結果が継続して規定範囲内にあり、かつ内胴温度が継続してドレン防止温度より低い状態のとき、バーナの燃焼の制御を燃焼制御手段から第２低温燃焼制御手段に切り替える制御切替手段と、第２低温燃焼制御手段の制御下において、バーナの燃焼が停止されたとき、または設定温度がより高い温度に変更されたとき、バーナの燃焼の制御を第２低温燃焼制御手段から燃焼制御手段に戻す制御戻し手段とを備えたことにある。
上記のように請求項８に係る発明を構成したことにより、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、水の流通状態が安定しているときは、内胴温度をドレン防止温度になるように制御することにより、出湯温度の急激な上昇を避けることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明すると、図１は、同実施形態に係る給湯器の概略構成を模式図により示したものである。
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、熱交換器３０をバイパスして給水路１０と出湯路２０とを連通するバイパス路５０と、バーナ４０による燃焼の制御を行うコントローラ６０とを備えている。
【００１６】
給水路１０は、バイパス路５０が分岐する分岐部Ｍより上流側に、入水温度を検出する入水温センサ１１と、入水流量の最大値を制限する水ガバナ１２と、入水流量を検出する流量センサ１３とを設けている。また、出湯路２０は、バイパス路５０が合流する合流部Ｎより上流側に、熱交換器３０の出口側での湯温を検出する内胴温センサ２１が設けられている。出湯路２０の合流部Ｎの下流側には、出湯路２０の湯とバイパス路５０の水が混合された後の出湯温度を検出する出湯温センサ２２が設けられている。また、バーナ４０にガスを供給するガス供給路７０には、流路を開閉するメイン電磁弁７１と元電磁弁７２、及びガス供給量を調節する比例弁７３とが設けられている。
【００１７】
コントローラ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータ等により構成されており、図２〜図７に示すフローチャートに対応した「出湯温制御プログラム」を実行するものである。コントローラ６０の入力側には、上記入水温センサ１１、流量センサ１３、内胴温センサ２１及び出湯温センサ２２が接続されている。コントローラ６０の出力側には、上記メイン電磁弁７１、元電磁弁７２、及び比例弁７３が接続されている。
【００１８】
そして、コントローラ６０には、出湯温度Ｔｏの目標値である設定温度Ｔｓの設定等の外部操作を行うための操作スイッチ類と設定温度等を表示するための表示部とを備えたリモコン６１が接続されている。リモコン６１においては、例えば、３８〜４６℃，４８℃，５０℃，５５℃，６０℃，６５℃の温度範囲で設定温度Ｔｓを設定することが可能になっている。本実施形態では、４６℃は、熱交換器３０にドレンが付着するのを防止できる低温設定温度ＴＬＳになっており、また、６０℃は、熱交換器３０での水の沸騰を防止できる高温設定温度ＴＨＳになっている。本実施形態では、設定温度Ｔｓ≧高温設定温度ＴＨＳの場合を高温設定制御、設定温度Ｔｓ≦低温設定温度ＴＬＳの場合を低温設定制御、高温設定温度ＴＨＳ＞設定温度Ｔｓ＞低温設定温度ＴＬＳの場合を通常温設定制御とする。
【００１９】
コントローラ６０は、リモコン６１で設定された設定温度Ｔｓと入水温センサ１１の検出温度ＴＩと流量センサ１３の検出流量Ｑとに基づいて出湯温度Ｔｏを設定温度Ｔｓにするために必要な熱量を演算制御するフィードフォワード制御と、出湯温センサ２２の検出温度Ｔｏと設定温度Ｔｓとの偏差等に基づいてフィードフォワード制御を補正するフィードバック制御とを行うことにより、比例弁７３の開度を調節してバーナ４０の燃焼量を制御する出湯温制御を行うものである。
【００２０】
次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。
１．高温設定制御の場合（Ｔｓ＝６０℃あるいは６５℃≧ＴＨＳ)
給湯器のリモコン６１のスイッチをオンすることにより、コントローラ６０は、「出湯温制御プログラム」の実行を図２に示すステップ７０にて開始し、制御実行回数ｎを「０」にする等、各種変数の初期設定が行われ、さらに高温設定温度ＴＨＳ及び低温設定温度ＴＬＳが読み出される（ステップ７１，７２）。つぎに、給水路１０への入水の有無が判定され、給湯栓（図示しない）を開放することにより給水路１０ 内に入水が開始されると、流量センサ１３が検知し、これに応じて、コントローラ６０はステップ７３にて「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムをステップ７４に移行させ、リモコン６１からの設定温度Ｔｓを読み込み、さらに設定温度Ｔｓが、高温設定温度ＴＨＳより高いか否か及び低温設定温度ＴＬＳより低いか否かを判定する（ステップ７５，７６）。設定温度Ｔｓは高温設定温度ＴＨＳより高いので、ステップ７５にて「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムはステップ８０に移され、「高温設定ルーチン」が実行される。
【００２１】
「高温設定ルーチン」では、図３に示すように、入水温ＴＩ及び出湯温Ｔｏが読み込まれ、さらに流量センサ１３により流水量Ｑが読み込まれ、これらのデータに基づいてバーナ４０へのガス供給量を制御するフィードフォワード制御が行われる（ステップ８１〜８４）。さらに、制御実行回数ｎ＝０か否かが判定され、ここではｎ＝０なので、「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムはステップ８６に移され、前回の出湯温度Ｔｏ′が現在の出湯温度Ｔｏに等しくされ、さらに前回の高温調節温度ΔＴｈｎ−１の初期値ΔＴｈ０が「０」にされる（ステップ８５〜８７）。制御の実行は、所定時間間隔例えば１秒間隔で行われる。続いて、下記数１に示す高温調節温度ΔＴｈｎが読み出され、かつ演算され（ステップ８８，８９）る。
【００２２】
【数１】
ΔＴｈｎ＝Ｋｆｐ×（Ｔｓ−Ｔｏ）＋Ｋｆｄ×（Ｔｏ′−Ｔｏ）
＋ΔＴｈｎ−１
【００２３】
ここで、Ｋｆｐは比例項を示す所定の定数であり、Ｋｆｄは微分項を示す予め定められた定数である。
さらに、下記数２に示すように、内胴制御温度ＴＮＤＳが沸騰防止温度ＴＦと上記高温調節温度ΔＴｈｎの和になるように演算される（ステップ９０）。
【００２４】
【数２】
ＴＮＤＳ＝ＴＦ＋ΔＴｈｎ、 ＴＮＤＳ≦ＴＦ
【００２５】
ＴＦは、沸騰防止温度であり、これより低い温度では熱交換器３０での湯の沸騰を防止できることを示すもので、コントローラ６０内のＲＯＭに記憶されている。
【００２６】
その後、内胴温度ＴＮＤが読み込まれ、内胴温度ＴＮＤが内胴制御温度ＴＮＤＳに等しくなるようにフィードバック制御が行われ、速やかに出湯温度Ｔｏが設定温度ＴＳに等しくなるようにされる。（ステップ９１，９２）。さらに、制御実行回数ｎが「１」だけプラスされてｎ＝１にされ、現在の出湯温度Ｔｏが前回の出湯温度Ｔｏ′に更新される（ステップ９３，９４）。設定温度Ｔｓが変更されずかつ出湯が停止されない限りは（ステップ９５，９６）、プログラムはステップ８１に戻され、以下同様に「高温設定制御」が繰り返し実行される。そして、「高温制御ルーチン」の実行中に、設定温度Ｔｓが変更されると、プログラムはステップ９７に移され、メインルーチンに戻される。メインルーチンでは、図２に示すように、出湯停止にされない限り、プログラムはステップ７４に戻され新たな出湯温制御が行われる（ステップ７７）。また、出湯が停止されると、プログラムはメインルーチンのステップ７８に移され、その実行が終了する。
【００２７】
以上に説明したように、本実施形態においては、給湯器の設定温度Ｔｓが高温設定温度ＴＨＳより高い高温設定制御の場合、出湯温度Ｔｏと設定温度Ｔｓにより高温調節温度ΔＴｈｎを求め、かつ内胴温度ＴＮＤが沸騰防止温度ＴＦ以下になるように内胴制御温度ＴＮＤＳを設定してバーナ４０の燃焼が制御されるため、沸騰しない温度で速やかに制御することができる。
【００２８】
その結果、バイパス路５０にバイパス比を可変にするためのアクチュエータ等を設ける必要がないため、安価に出湯温度Ｔｏが設定温度Ｔｓになるようにコントロールすることができる。
【００２９】
２．低温設定制御の場合（Ｔｓ＝４６℃以下≦ＴＬＳ)
制御開始時から、あるいは「出湯温制御プログラム」の実行中での設定変更により、設定温度がＴｓが低温設定温度ＴＬＳより低い場合、リモコン６１からの設定温度Ｔｓが読み込まれると、ステップ７５にて「ＮＯ」、ステップ７６にて「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムは図５に示すステップ１００に移され、「低温設定ルーチン」が実行される。
【００３０】
「低温設定ルーチン」では、図５に示すように、入水温ＴＩ及び出湯温Ｔｏが読み込まれ、さらに流量センサ１３により流水量Ｑが読み込まれ、これらのデータに基づいてバーナ４０へのガス供給量を制御するフィードフォワード制御が行われる（ステップ１０１〜１０４）。さらに、制御実行回数ｎ＝０か否かが判定され、ここではｎ＝０なので、「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムはステップ１０６に移され、前回の出湯温度Ｔｏ′が現在の出湯温度Ｔｏに等しくされ、さらに前回の低温調節温度ΔＴｌｎ−１の初期値ΔＴｌｏが「０」にされる（ステップ１０５〜１０７）。制御の実行は、所定時間間隔例えば１秒間隔で行われる。続いて、下記数３に示す低温調節温度ΔＴｌｎが読み出され、かつ演算される（ステップ１０８，１０９）。
【００３１】
【数３】
ΔＴｌｎ＝Ｋｄｐ×（Ｔｓ−Ｔｏ）＋Ｋｄｄ×（Ｔｏ′−Ｔｏ）
＋ΔＴｌｎ−１
【００３２】
ここで、Ｋｄｐは比例項を示す所定の定数であり、Ｋｄｄは微分項を示す予め定められた定数である。
【００３３】
さらに、下記数４に示すように、内胴制御温度ＴＮＤＳがドレン防止温度ＴＤと上記低温調節温度ΔＴｌｎの和になるように演算される（ステップ１１０）。
【００３４】
【数４】
ＴＮＤＳ＝ＴＤ＋ΔＴlｎ、 ＴＮＤＳ≧ＴＤ
【００３５】
ＴＤは、ドレン防止温度であり、この温度より高いと熱交換器３０においてドレンの発生を防止できることを示すもので、コントローラ６０内のＲＯＭに記憶されている。
【００３６】
つぎに、内胴温度ＴＮＤが読み込まれ、内胴温度ＴＮＤが内胴制御温度ＴＮＤＳに等しくなるようにフィードバック制御が行われる（ステップ１１１，１１２）。このフィードバック制御により、速やかに出湯温度Ｔｏが設定温度Ｔｓに等しくなるようにされる。さらに、制御実行回数ｎが「１」だけプラスされてｎ＝１にされ、現在の出湯温度Ｔｏが前回の出湯温度Ｔｏ′に更新される（ステップ１１３，１１４）。設定温度Ｔｓが変更されずかつ出湯が停止されない限りは（ステップ１１５，１１６）、プログラムはステップ１０１に戻され、以下同様に「低温設定制御」が繰り返し実行される。なお、「低温設定制御」中に、出湯が停止されると、ステップ１１６にて「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムはメインルーチンのステップ７８に移され、その実行が終了する。
【００３７】
以上に説明したように、設定温度Ｔｓが低温設定温度ＴＬＳより低い低温設定制御の場合、内胴制御温度ＴＮＤＳをドレン防止温度ＴＤ以上でかつ低温調節温度ΔＴｌｎにより設定してバーナ４０の燃焼が制御されるため、ドレンが発生しない温度で速やかに制御することができる。
その結果、バイパス路５０にバイパス比を可変にするためのアクチュエータ等を設ける必要がないため、安価に出湯温度Ｔｏが設定温度Ｔｓになるようにコントロールすることができる。
【００３８】
３．通常温制御の場合（ＴＬＳ＜Ｔｓ＜ＴＨＳ)
リモコン６１からの設定温度Ｔｓが通常温度例えば５５℃のときは、ステップ７５，７６でいずれも「ＮＯ」との判定の基にプログラムはステップ１２０に移され、「通常温ルーチン」が実行される。
【００３９】
「通常温度ルーチン」では、図７に示すように、入水温ＴＩ及び出湯温Ｔｏが読み込まれ、さらに流量センサ１３により流水量Ｑが読み込まれ、これらのデータに基づいてバーナ４０へのガス供給量を制御するフィードフォワード制御が行われる（ステップ１２１〜１２４）。さらに、出湯温度Ｔｏが設定温度Ｔｓに等しくなるようにフィードバック制御が行われ（ステップ１２５）、設定温度Ｔｓが変更されず出湯が停止されない限り（ステップ１２６，１２７）、プログラムはステップ１２１に戻され、以下同様に「通常温設定ルーチン」が繰り返し実行される。なお、「通常温設定制御」中に、出湯が停止されると、ステップ１２７にて「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムはメインルーチンのステップ７８に移され、その実行が終了する。また、設定温度Ｔｓが変更されたときは、プログラムはステップ１２８に移され、メインルーチンに戻される。
【００４０】
つぎに、上記「低温設定制御」の変形例について図面により説明する。
変形例においては、水の流量が一定時間以上継続して安定しており（例えば、流量±１ｌ／ｍｉｎが１５秒以上継続）、かつ内胴温度ＴＮＤがドレン防止温度ＴＤより低い状態が所定時間継続している（例えば１分以上）ような場合に、内胴温度ＴＮＤをドレン防止温度ＴＤになるように制御しようとするものである。すなわち、ドレン防止温度ＴＤは、直接人が触れることができる温度であるため、内胴温度ＴＮＤで制御することにより、出湯温度が高くなり過ぎないようにするものである。変形例においては、低温制御ルーチンの一部が図８に示すように変更されるものであり、その他は上記「低温設定制御」の場合と同様である。
【００４１】
以上のように構成した変形例においては、フィードフォワード制御が開始された後、内胴温度ＴＮＤが読み込まれる（ステップ１３１）。１５秒間流量Ｑが一定範囲であり、さらに１分間内胴温度ＴＮＤがドレン防止温度ＴＤ以下であるという２つの条件が満たされない場合は（ステップ１３２，１３３）、プログラムは図５に示すステップ１０５に移され、ステップ１０５以下の処理が上記したように行われる。
【００４２】
１５秒間流量Ｑが一定範囲であり、さらに１分間内胴温度ＴＮＤがドレン防止温度ＴＤ以下であるという条件が満たされた場合は、内胴温度ＴＮＤをドレン防止温度ＴＤにするようにフィードバック制御が行われる（ステップ１３４）。フィードバック制御は、設定温度Ｔｓがより高くなるように変更されるか（ステップ１３５）、あるいは出湯が停止され燃焼が停止されるまで行われる（ステップ１３６）。このように、内胴温度ＴＮＤがドレン防止温度ＴＤになるように制御することにより、湯温が高くなりすぎることがなく、人が湯に触れても問題になることはない。なお、設定温度Ｔｓが高くなるように変更されるとプログラムはステップ１０５に移され、上記「低温設定制御」が行われ、また出湯が停止され燃焼が停止されると、プログラムはメインルーチンのステップ７８に移され、プログラムの実行が終了される。
【００４３】
なお、上記実施形態においては、高温調節温度ΔＴｈｎ、低音調節温度ΔＴｌｎを比例制御及び微分制御を合わせて行っているが、いずれか一方であってもよく、さらに別の設定方法により行うこともできる。
また、上記実施形態に示したものは一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更して実施することができる。
【００４４】
【発明の効果】
上記請求項１の発明によれば、設定温度が高温設定温度より高い場合において、出湯温度の高低により内胴制御温度が適正に設定されており、この内胴制御温度に内胴温度を合わせるようにバーナの燃焼を制御すればよいので、バイパス路にバイパス比を可変にするためのアクチュエータ等を用いる必要がなく、安価に出湯温度を設定温度になるようにコントロールすることができる。また、高温調節温度を所定時間毎に適正に変更することにより、出湯温度と設定温度が異なる場合の湯温度をスムーズに制御することができる（請求項２の発明の効果）。
【００４５】
また、設定温度が低温設定温度より低い場合においても、出湯温度の高低により内胴制御温度が適正に設定されており、この内胴制御温度に内胴温度を合わせるようにバーナの燃焼を制御すればよいので、バイパス路にバイパス比を可変にするためのアクチュエータ等を用いる必要がなく、安価に出湯温度を設定温度になるようにコントロールすることができる（請求項３，６の発明の効果）。また、低温調節温度を所定時間毎に適正に変更することにより、出湯温度が設定温度と異なる場合の湯温度をスムーズに制御することができる（請求項４，７の発明の効果）。また、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、水の流通状態が安定している状態では、内胴温度がドレン防止温度になるように制御することにより、出湯温度が高過ぎることがなく、人が湯に触れても問題にならない（請求項５，８の発明の効果）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る給湯器を概略的に示す模式図である。
【図２】図１に示すコントローラにより実行される「出湯温制御プログラムＩ」のフローチャートである。
【図３】図２の「出湯温制御プログラム」中の「高温設定ルーチン」のフローチャートの一部である。
【図４】図２の「出湯温制御プログラム」中の「高温設定ルーチン」のフローチャートの一部である。
【図５】図２の「出湯温制御プログラム」中の「低温設定ルーチン」のフローチャートの一部である。
【図６】図２の「出湯温制御プログラム」中の「低温設定ルーチン」のフローチャートの一部である。
【図７】図２の「出湯温制御プログラム」中の「通常温設定ルーチン」のフローチャートである。
【図８】変形例においてコントローラにより実行される「低温設定ルーチン」のフローチャートの変更部分である。
【符号の説明】
１０…給水路、１１…入水温センサ、１３…流量センサ、２０…出湯路、２１…内胴温センサ、２２…出湯温センサ、３０…熱交換器、４０…バーナ、５０…バイパス路、６０…コントローラ、６１…リモコン、７０…ガス供給路、７３…比例弁。
【発明の技術分野】
本発明は給湯器に係り、特に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送り出す熱交換器と、熱交換器をバイパスして給水路と出湯路とを連通するバイパス路とを備えたバイパスミキシング方式の給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の給湯器では、熱交換器側に供給される水と、バイパス路を流れる水の比であるバイパス比は、バイパス路の寸法あるいはバイパス路に設けた調整手段により決められるようになっている。この場合、バイパス比が固定であると、給湯器の出湯温度の制御目標となる設定温度が所定の高温設定温度（例えば６０℃）より高く設定された場合には、熱交換器側で沸騰が生じたときに適正に対処できず、湯のスムーズな流通が妨げられる等の問題があった。また、設定温度が所定の低温設定温度（例えば４６℃）より低く設定された場合には、熱交換器にドレンが付着し熱交換器が腐食し易くなるというような不都合に適正に対処することができなかった。このような不具合に対処するため、従来の給湯器では、バイパス比の調整手段として、バイパス路に電磁弁や水モータ等のアクチュエータを設け、このアクチュエータを制御装置により設定温度に応じて駆動することによりバイパス比を適宜調節し、熱交換器での湯の沸騰やドレンの発生を防止するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記給湯器は、アクチュエータ及びこれを制御するための制御装置を設ける必要があるため、構造が複雑になり、コストが上昇するという問題がある。
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、簡易な構成により熱交換器出口側の湯の沸騰及び熱交換器でのドレンの発生を安価に防止できる給湯器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために上記請求項１に係る発明の構成上の特徴は、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送り出す熱交換器と、 熱交換器をバイパスして給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、出湯路の熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、バイパス路の下流側における出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、設定温度が所定の高温設定温度より高い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴温度の制御目標である内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ低くなるように設定し、一方出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ高くしかつ熱交換器の加熱により湯が沸騰しないように規定された沸騰防止温度以下に設定し、内胴温度を内胴制御温度になるようにバーナの燃焼を制御することにより出湯温度を設定温度になるように制御する高温燃焼制御手段とを備えたことにある。
【０００５】
上記のように請求項１に係る発明を構成したことにより、設定温度が高温設定温度より高い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ低くなるように設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度になるように速やかに下げることができる。また、出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ高くしかつ沸騰防止温度以下に設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度になるように上げることができる。
【０００６】
また、上記請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項１に記載の給湯器において、高温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、高温調節温度は、設定温度と出湯温度の差に比例する比例項と、出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことにある。
上記のように請求項２に係る発明を構成したことにより、所定時間毎に更新される高温調節温度により内胴制御温度が適正に変更され、これに応じて出湯温度を設定温度にスムーズにかつ速やかに戻すことができる。
【０００７】
また、上記請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項１または請求項２に記載の給湯器において、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴温度の制御目標である内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつ熱交換器でドレンが発生しないように規定されたドレン防止温度以上に設定し、一方出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高くなるように設定し、内胴温度を設定された内胴制御温度になるようにバーナの燃焼を制御することにより出湯温度を設定温度になるように制御する低温燃焼制御手段を備えたことにある。
【０００８】
上記のように請求項３に係る発明を構成したことにより、設定温度が低温設定温度より低い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつドレン防止温度以上に設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度に速やかに戻すことができる。また、出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高く設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度に上げることができる。
【０００９】
また、上記請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項３に記載の給湯器において、低温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、低温調節温度は、設定温度と出湯温度の差に比例する比例項と、出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことことにある。
上記のように請求項４に係る発明を構成したことにより、所定時間毎に更新される低温調節温度により内胴制御温度が適正に変更され、これに応じて出湯温度を設定温度になるようにスムーズにかつ速やかに戻すことができる。
【００１０】
また、上記請求項５に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項１または請求項２に記載の給湯器において、給水路及び出湯路を流通する水の流量を検出する流量検出手段と、出湯温度を設定温度になるようにバーナの燃焼を制御する燃焼制御手段と、内胴温度がドレン防止温度になるようにバーナの燃焼を制御する第２低温燃焼制御手段と、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、流量検出手段による流量検出結果が継続して規定範囲内にあり、かつ内胴温度が継続してドレン防止温度より低い状態のとき、バーナの燃焼の制御を燃焼制御手段から第２低温燃焼制御手段に切り替える制御切替手段と、第２低温燃焼制御手段の制御下において、バーナの燃焼が停止されたとき、または設定温度がより高い温度に変更されたとき、バーナの燃焼の制御を第２低温燃焼制御手段から燃焼制御手段に戻す制御戻し手段とを備えたことにある。
上記のように請求項５に係る発明を構成したことにより、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、水の流通状態が安定しているときは、内胴温度をドレン防止温度になるように制御することにより、出湯温の急激な上昇を避けることができる。
【００１１】
また、上記請求項６に係る発明の構成上の特徴は、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送り出す熱交換器と、熱交換器をバイパスして給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、出湯路の熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、バイパス路の下流側における出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴温度の制御目標である内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつ熱交換器でドレンが発生しないように規定されたドレン防止温度以上に設定し、一方出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高くなるように設定し、内胴温度を内胴制御温度になるようにバーナの燃焼を制御することにより出湯温度を設定温度になるように制御する低温燃焼制御手段とを備えたことにある。
【００１２】
上記のように請求項６に係る発明を構成したことにより、設定温度が低温設定温度より低い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつドレン防止温度以上に設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度に速やかに戻すことができる。また、出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を低温調節温度だけ高く設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度に上げることができる。
【００１３】
また、上記請求項７に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項６に記載の給湯器において、低温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、低温調節温度は、設定温度と出湯温度の差に比例する比例項と、出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことにある。
上記のように請求項７に係る発明を構成したことにより、所定時間毎に更新される低温調節温度により内胴制御温度が適正に変更され、これに応じて出湯温度を設定温度にスムーズにかつ速やかに戻すことができる。
【００１４】
また、上記請求項８に係る発明の構成上の特徴は、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送り出す熱交換器と、熱交換器をバイパスして給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、出湯路の熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、バイパス路の下流側における出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、給水路及び出湯路を流通する水の流量を検出する流量検出手段と、出湯温度を設定温度になるようにバーナの燃焼を制御する燃焼制御手段と、内胴温度がドレン防止温度になるようにバーナの燃焼を制御する第２低温燃焼制御手段と、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、流量検出手段による流量検出結果が継続して規定範囲内にあり、かつ内胴温度が継続してドレン防止温度より低い状態のとき、バーナの燃焼の制御を燃焼制御手段から第２低温燃焼制御手段に切り替える制御切替手段と、第２低温燃焼制御手段の制御下において、バーナの燃焼が停止されたとき、または設定温度がより高い温度に変更されたとき、バーナの燃焼の制御を第２低温燃焼制御手段から燃焼制御手段に戻す制御戻し手段とを備えたことにある。
上記のように請求項８に係る発明を構成したことにより、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、水の流通状態が安定しているときは、内胴温度をドレン防止温度になるように制御することにより、出湯温度の急激な上昇を避けることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明すると、図１は、同実施形態に係る給湯器の概略構成を模式図により示したものである。
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、熱交換器３０をバイパスして給水路１０と出湯路２０とを連通するバイパス路５０と、バーナ４０による燃焼の制御を行うコントローラ６０とを備えている。
【００１６】
給水路１０は、バイパス路５０が分岐する分岐部Ｍより上流側に、入水温度を検出する入水温センサ１１と、入水流量の最大値を制限する水ガバナ１２と、入水流量を検出する流量センサ１３とを設けている。また、出湯路２０は、バイパス路５０が合流する合流部Ｎより上流側に、熱交換器３０の出口側での湯温を検出する内胴温センサ２１が設けられている。出湯路２０の合流部Ｎの下流側には、出湯路２０の湯とバイパス路５０の水が混合された後の出湯温度を検出する出湯温センサ２２が設けられている。また、バーナ４０にガスを供給するガス供給路７０には、流路を開閉するメイン電磁弁７１と元電磁弁７２、及びガス供給量を調節する比例弁７３とが設けられている。
【００１７】
コントローラ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータ等により構成されており、図２〜図７に示すフローチャートに対応した「出湯温制御プログラム」を実行するものである。コントローラ６０の入力側には、上記入水温センサ１１、流量センサ１３、内胴温センサ２１及び出湯温センサ２２が接続されている。コントローラ６０の出力側には、上記メイン電磁弁７１、元電磁弁７２、及び比例弁７３が接続されている。
【００１８】
そして、コントローラ６０には、出湯温度Ｔｏの目標値である設定温度Ｔｓの設定等の外部操作を行うための操作スイッチ類と設定温度等を表示するための表示部とを備えたリモコン６１が接続されている。リモコン６１においては、例えば、３８〜４６℃，４８℃，５０℃，５５℃，６０℃，６５℃の温度範囲で設定温度Ｔｓを設定することが可能になっている。本実施形態では、４６℃は、熱交換器３０にドレンが付着するのを防止できる低温設定温度ＴＬＳになっており、また、６０℃は、熱交換器３０での水の沸騰を防止できる高温設定温度ＴＨＳになっている。本実施形態では、設定温度Ｔｓ≧高温設定温度ＴＨＳの場合を高温設定制御、設定温度Ｔｓ≦低温設定温度ＴＬＳの場合を低温設定制御、高温設定温度ＴＨＳ＞設定温度Ｔｓ＞低温設定温度ＴＬＳの場合を通常温設定制御とする。
【００１９】
コントローラ６０は、リモコン６１で設定された設定温度Ｔｓと入水温センサ１１の検出温度ＴＩと流量センサ１３の検出流量Ｑとに基づいて出湯温度Ｔｏを設定温度Ｔｓにするために必要な熱量を演算制御するフィードフォワード制御と、出湯温センサ２２の検出温度Ｔｏと設定温度Ｔｓとの偏差等に基づいてフィードフォワード制御を補正するフィードバック制御とを行うことにより、比例弁７３の開度を調節してバーナ４０の燃焼量を制御する出湯温制御を行うものである。
【００２０】
次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。
１．高温設定制御の場合（Ｔｓ＝６０℃あるいは６５℃≧ＴＨＳ)
給湯器のリモコン６１のスイッチをオンすることにより、コントローラ６０は、「出湯温制御プログラム」の実行を図２に示すステップ７０にて開始し、制御実行回数ｎを「０」にする等、各種変数の初期設定が行われ、さらに高温設定温度ＴＨＳ及び低温設定温度ＴＬＳが読み出される（ステップ７１，７２）。つぎに、給水路１０への入水の有無が判定され、給湯栓（図示しない）を開放することにより給水路１０ 内に入水が開始されると、流量センサ１３が検知し、これに応じて、コントローラ６０はステップ７３にて「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムをステップ７４に移行させ、リモコン６１からの設定温度Ｔｓを読み込み、さらに設定温度Ｔｓが、高温設定温度ＴＨＳより高いか否か及び低温設定温度ＴＬＳより低いか否かを判定する（ステップ７５，７６）。設定温度Ｔｓは高温設定温度ＴＨＳより高いので、ステップ７５にて「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムはステップ８０に移され、「高温設定ルーチン」が実行される。
【００２１】
「高温設定ルーチン」では、図３に示すように、入水温ＴＩ及び出湯温Ｔｏが読み込まれ、さらに流量センサ１３により流水量Ｑが読み込まれ、これらのデータに基づいてバーナ４０へのガス供給量を制御するフィードフォワード制御が行われる（ステップ８１〜８４）。さらに、制御実行回数ｎ＝０か否かが判定され、ここではｎ＝０なので、「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムはステップ８６に移され、前回の出湯温度Ｔｏ′が現在の出湯温度Ｔｏに等しくされ、さらに前回の高温調節温度ΔＴｈｎ−１の初期値ΔＴｈ０が「０」にされる（ステップ８５〜８７）。制御の実行は、所定時間間隔例えば１秒間隔で行われる。続いて、下記数１に示す高温調節温度ΔＴｈｎが読み出され、かつ演算され（ステップ８８，８９）る。
【００２２】
【数１】
ΔＴｈｎ＝Ｋｆｐ×（Ｔｓ−Ｔｏ）＋Ｋｆｄ×（Ｔｏ′−Ｔｏ）
＋ΔＴｈｎ−１
【００２３】
ここで、Ｋｆｐは比例項を示す所定の定数であり、Ｋｆｄは微分項を示す予め定められた定数である。
さらに、下記数２に示すように、内胴制御温度ＴＮＤＳが沸騰防止温度ＴＦと上記高温調節温度ΔＴｈｎの和になるように演算される（ステップ９０）。
【００２４】
【数２】
ＴＮＤＳ＝ＴＦ＋ΔＴｈｎ、 ＴＮＤＳ≦ＴＦ
【００２５】
ＴＦは、沸騰防止温度であり、これより低い温度では熱交換器３０での湯の沸騰を防止できることを示すもので、コントローラ６０内のＲＯＭに記憶されている。
【００２６】
その後、内胴温度ＴＮＤが読み込まれ、内胴温度ＴＮＤが内胴制御温度ＴＮＤＳに等しくなるようにフィードバック制御が行われ、速やかに出湯温度Ｔｏが設定温度ＴＳに等しくなるようにされる。（ステップ９１，９２）。さらに、制御実行回数ｎが「１」だけプラスされてｎ＝１にされ、現在の出湯温度Ｔｏが前回の出湯温度Ｔｏ′に更新される（ステップ９３，９４）。設定温度Ｔｓが変更されずかつ出湯が停止されない限りは（ステップ９５，９６）、プログラムはステップ８１に戻され、以下同様に「高温設定制御」が繰り返し実行される。そして、「高温制御ルーチン」の実行中に、設定温度Ｔｓが変更されると、プログラムはステップ９７に移され、メインルーチンに戻される。メインルーチンでは、図２に示すように、出湯停止にされない限り、プログラムはステップ７４に戻され新たな出湯温制御が行われる（ステップ７７）。また、出湯が停止されると、プログラムはメインルーチンのステップ７８に移され、その実行が終了する。
【００２７】
以上に説明したように、本実施形態においては、給湯器の設定温度Ｔｓが高温設定温度ＴＨＳより高い高温設定制御の場合、出湯温度Ｔｏと設定温度Ｔｓにより高温調節温度ΔＴｈｎを求め、かつ内胴温度ＴＮＤが沸騰防止温度ＴＦ以下になるように内胴制御温度ＴＮＤＳを設定してバーナ４０の燃焼が制御されるため、沸騰しない温度で速やかに制御することができる。
【００２８】
その結果、バイパス路５０にバイパス比を可変にするためのアクチュエータ等を設ける必要がないため、安価に出湯温度Ｔｏが設定温度Ｔｓになるようにコントロールすることができる。
【００２９】
２．低温設定制御の場合（Ｔｓ＝４６℃以下≦ＴＬＳ)
制御開始時から、あるいは「出湯温制御プログラム」の実行中での設定変更により、設定温度がＴｓが低温設定温度ＴＬＳより低い場合、リモコン６１からの設定温度Ｔｓが読み込まれると、ステップ７５にて「ＮＯ」、ステップ７６にて「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムは図５に示すステップ１００に移され、「低温設定ルーチン」が実行される。
【００３０】
「低温設定ルーチン」では、図５に示すように、入水温ＴＩ及び出湯温Ｔｏが読み込まれ、さらに流量センサ１３により流水量Ｑが読み込まれ、これらのデータに基づいてバーナ４０へのガス供給量を制御するフィードフォワード制御が行われる（ステップ１０１〜１０４）。さらに、制御実行回数ｎ＝０か否かが判定され、ここではｎ＝０なので、「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムはステップ１０６に移され、前回の出湯温度Ｔｏ′が現在の出湯温度Ｔｏに等しくされ、さらに前回の低温調節温度ΔＴｌｎ−１の初期値ΔＴｌｏが「０」にされる（ステップ１０５〜１０７）。制御の実行は、所定時間間隔例えば１秒間隔で行われる。続いて、下記数３に示す低温調節温度ΔＴｌｎが読み出され、かつ演算される（ステップ１０８，１０９）。
【００３１】
【数３】
ΔＴｌｎ＝Ｋｄｐ×（Ｔｓ−Ｔｏ）＋Ｋｄｄ×（Ｔｏ′−Ｔｏ）
＋ΔＴｌｎ−１
【００３２】
ここで、Ｋｄｐは比例項を示す所定の定数であり、Ｋｄｄは微分項を示す予め定められた定数である。
【００３３】
さらに、下記数４に示すように、内胴制御温度ＴＮＤＳがドレン防止温度ＴＤと上記低温調節温度ΔＴｌｎの和になるように演算される（ステップ１１０）。
【００３４】
【数４】
ＴＮＤＳ＝ＴＤ＋ΔＴlｎ、 ＴＮＤＳ≧ＴＤ
【００３５】
ＴＤは、ドレン防止温度であり、この温度より高いと熱交換器３０においてドレンの発生を防止できることを示すもので、コントローラ６０内のＲＯＭに記憶されている。
【００３６】
つぎに、内胴温度ＴＮＤが読み込まれ、内胴温度ＴＮＤが内胴制御温度ＴＮＤＳに等しくなるようにフィードバック制御が行われる（ステップ１１１，１１２）。このフィードバック制御により、速やかに出湯温度Ｔｏが設定温度Ｔｓに等しくなるようにされる。さらに、制御実行回数ｎが「１」だけプラスされてｎ＝１にされ、現在の出湯温度Ｔｏが前回の出湯温度Ｔｏ′に更新される（ステップ１１３，１１４）。設定温度Ｔｓが変更されずかつ出湯が停止されない限りは（ステップ１１５，１１６）、プログラムはステップ１０１に戻され、以下同様に「低温設定制御」が繰り返し実行される。なお、「低温設定制御」中に、出湯が停止されると、ステップ１１６にて「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムはメインルーチンのステップ７８に移され、その実行が終了する。
【００３７】
以上に説明したように、設定温度Ｔｓが低温設定温度ＴＬＳより低い低温設定制御の場合、内胴制御温度ＴＮＤＳをドレン防止温度ＴＤ以上でかつ低温調節温度ΔＴｌｎにより設定してバーナ４０の燃焼が制御されるため、ドレンが発生しない温度で速やかに制御することができる。
その結果、バイパス路５０にバイパス比を可変にするためのアクチュエータ等を設ける必要がないため、安価に出湯温度Ｔｏが設定温度Ｔｓになるようにコントロールすることができる。
【００３８】
３．通常温制御の場合（ＴＬＳ＜Ｔｓ＜ＴＨＳ)
リモコン６１からの設定温度Ｔｓが通常温度例えば５５℃のときは、ステップ７５，７６でいずれも「ＮＯ」との判定の基にプログラムはステップ１２０に移され、「通常温ルーチン」が実行される。
【００３９】
「通常温度ルーチン」では、図７に示すように、入水温ＴＩ及び出湯温Ｔｏが読み込まれ、さらに流量センサ１３により流水量Ｑが読み込まれ、これらのデータに基づいてバーナ４０へのガス供給量を制御するフィードフォワード制御が行われる（ステップ１２１〜１２４）。さらに、出湯温度Ｔｏが設定温度Ｔｓに等しくなるようにフィードバック制御が行われ（ステップ１２５）、設定温度Ｔｓが変更されず出湯が停止されない限り（ステップ１２６，１２７）、プログラムはステップ１２１に戻され、以下同様に「通常温設定ルーチン」が繰り返し実行される。なお、「通常温設定制御」中に、出湯が停止されると、ステップ１２７にて「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムはメインルーチンのステップ７８に移され、その実行が終了する。また、設定温度Ｔｓが変更されたときは、プログラムはステップ１２８に移され、メインルーチンに戻される。
【００４０】
つぎに、上記「低温設定制御」の変形例について図面により説明する。
変形例においては、水の流量が一定時間以上継続して安定しており（例えば、流量±１ｌ／ｍｉｎが１５秒以上継続）、かつ内胴温度ＴＮＤがドレン防止温度ＴＤより低い状態が所定時間継続している（例えば１分以上）ような場合に、内胴温度ＴＮＤをドレン防止温度ＴＤになるように制御しようとするものである。すなわち、ドレン防止温度ＴＤは、直接人が触れることができる温度であるため、内胴温度ＴＮＤで制御することにより、出湯温度が高くなり過ぎないようにするものである。変形例においては、低温制御ルーチンの一部が図８に示すように変更されるものであり、その他は上記「低温設定制御」の場合と同様である。
【００４１】
以上のように構成した変形例においては、フィードフォワード制御が開始された後、内胴温度ＴＮＤが読み込まれる（ステップ１３１）。１５秒間流量Ｑが一定範囲であり、さらに１分間内胴温度ＴＮＤがドレン防止温度ＴＤ以下であるという２つの条件が満たされない場合は（ステップ１３２，１３３）、プログラムは図５に示すステップ１０５に移され、ステップ１０５以下の処理が上記したように行われる。
【００４２】
１５秒間流量Ｑが一定範囲であり、さらに１分間内胴温度ＴＮＤがドレン防止温度ＴＤ以下であるという条件が満たされた場合は、内胴温度ＴＮＤをドレン防止温度ＴＤにするようにフィードバック制御が行われる（ステップ１３４）。フィードバック制御は、設定温度Ｔｓがより高くなるように変更されるか（ステップ１３５）、あるいは出湯が停止され燃焼が停止されるまで行われる（ステップ１３６）。このように、内胴温度ＴＮＤがドレン防止温度ＴＤになるように制御することにより、湯温が高くなりすぎることがなく、人が湯に触れても問題になることはない。なお、設定温度Ｔｓが高くなるように変更されるとプログラムはステップ１０５に移され、上記「低温設定制御」が行われ、また出湯が停止され燃焼が停止されると、プログラムはメインルーチンのステップ７８に移され、プログラムの実行が終了される。
【００４３】
なお、上記実施形態においては、高温調節温度ΔＴｈｎ、低音調節温度ΔＴｌｎを比例制御及び微分制御を合わせて行っているが、いずれか一方であってもよく、さらに別の設定方法により行うこともできる。
また、上記実施形態に示したものは一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更して実施することができる。
【００４４】
【発明の効果】
上記請求項１の発明によれば、設定温度が高温設定温度より高い場合において、出湯温度の高低により内胴制御温度が適正に設定されており、この内胴制御温度に内胴温度を合わせるようにバーナの燃焼を制御すればよいので、バイパス路にバイパス比を可変にするためのアクチュエータ等を用いる必要がなく、安価に出湯温度を設定温度になるようにコントロールすることができる。また、高温調節温度を所定時間毎に適正に変更することにより、出湯温度と設定温度が異なる場合の湯温度をスムーズに制御することができる（請求項２の発明の効果）。
【００４５】
また、設定温度が低温設定温度より低い場合においても、出湯温度の高低により内胴制御温度が適正に設定されており、この内胴制御温度に内胴温度を合わせるようにバーナの燃焼を制御すればよいので、バイパス路にバイパス比を可変にするためのアクチュエータ等を用いる必要がなく、安価に出湯温度を設定温度になるようにコントロールすることができる（請求項３，６の発明の効果）。また、低温調節温度を所定時間毎に適正に変更することにより、出湯温度が設定温度と異なる場合の湯温度をスムーズに制御することができる（請求項４，７の発明の効果）。また、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、水の流通状態が安定している状態では、内胴温度がドレン防止温度になるように制御することにより、出湯温度が高過ぎることがなく、人が湯に触れても問題にならない（請求項５，８の発明の効果）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る給湯器を概略的に示す模式図である。
【図２】図１に示すコントローラにより実行される「出湯温制御プログラムＩ」のフローチャートである。
【図３】図２の「出湯温制御プログラム」中の「高温設定ルーチン」のフローチャートの一部である。
【図４】図２の「出湯温制御プログラム」中の「高温設定ルーチン」のフローチャートの一部である。
【図５】図２の「出湯温制御プログラム」中の「低温設定ルーチン」のフローチャートの一部である。
【図６】図２の「出湯温制御プログラム」中の「低温設定ルーチン」のフローチャートの一部である。
【図７】図２の「出湯温制御プログラム」中の「通常温設定ルーチン」のフローチャートである。
【図８】変形例においてコントローラにより実行される「低温設定ルーチン」のフローチャートの変更部分である。
【符号の説明】
１０…給水路、１１…入水温センサ、１３…流量センサ、２０…出湯路、２１…内胴温センサ、２２…出湯温センサ、３０…熱交換器、４０…バーナ、５０…バイパス路、６０…コントローラ、６１…リモコン、７０…ガス供給路、７３…比例弁。
Claims (8)
- 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送り出す熱交換器と、
該熱交換器をバイパスして前記給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、
前記出湯路の前記熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、
前記バイパス路の下流側における前記出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、
前記出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、
前記設定温度が所定の高温設定温度より高い場合において、前記出湯温度が該設定温度より高いときは、前記内胴温度の制御目標である内胴制御温度を該出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ低くなるように設定し、一方前記出湯温度が設定温度より低いときは、前記内胴制御温度を該出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ高くし、かつ前記熱交換器の加熱により湯が沸騰しないように規定された沸騰防止温度以下に設定し、前記内胴温度を前記内胴制御温度になるように前記バーナの燃焼を制御することにより前記出湯温度を前記設定温度になるように制御する高温燃焼制御手段と
を備えたことを特徴とする給湯器。 - 前記高温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、該高温調節温度は、前記設定温度と前記出湯温度の差に比例する比例項と、該出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことを特徴とする前記請求項１に記載の給湯器。
- 前記設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、前記出湯温度が該設定温度より高いときは、前記内胴温度の制御目標である内胴制御温度を該出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつ前記熱交換器でドレンが発生しないように規定されたドレン防止温度以上に設定し、一方前記出湯温度が前記設定温度より低いときは、前記内胴制御温度を該出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高くなるように設定し、前記内胴温度を設定された該内胴制御温度になるように前記バーナの燃焼を制御することにより前記出湯温度を前記設定温度になるように制御する低温燃焼制御手段と
を備えたことを特徴とする前記請求項１または請求項２に記載の給湯器。 - 前記低温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、該低温調節温度は、前記設定温度と前記出湯温度の差に比例する比例項と、該出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことを特徴とする前記請求項３に記載の給湯器。
- 前記給水路及び出湯路を流通する水の流量を検出する流量検出手段と、
前記出湯温度を前記設定温度になるように前記バーナの燃焼を制御する燃焼制御手段と、
前記内胴温度が前記ドレン防止温度になるように前記バーナの燃焼を制御する第２低温燃焼制御手段と、
前記設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、前記流量検出手段による流量検出結果が継続して規定範囲内にあり、かつ前記内胴温度が継続して前記ドレン防止温度より低い状態のとき、前記バーナの燃焼の制御を前記燃焼制御手段から前記第２低温燃焼制御手段に切り替える制御切替手段と、
前記第２低温燃焼制御手段の制御下において、前記バーナの燃焼が停止されたとき、または前記設定温度がより高い温度に変更されたとき、前記バーナの燃焼の制御を前記第２低温燃焼制御手段から前記燃焼制御手段に戻す制御戻し手段とを備えたことを特徴とする前記請求項１または請求項２に記載の給湯器。 - 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送り出す熱交換器と、
該熱交換器をバイパスして前記給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、
前記出湯路の前記熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、
前記バイパス路の下流側における前記出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、
前記出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、
前記設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、前記出湯温度が該設定温度より高いときは、前記内胴温度の制御目標である内胴制御温度を該出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつ前記熱交換器でドレンが発生しないように規定されたドレン防止温度以上に設定し、一方前記出湯温度が前記設定温度より低いときは、前記内胴制御温度を該出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高くなるように設定し、前記内胴温度を該内胴制御温度になるように前記バーナの燃焼を制御することにより前記出湯温度を前記設定温度になるように制御する低温燃焼制御手段と
を備えたことを特徴とする給湯器。 - 前記低温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、該低温調節温度は、前記設定温度と前記出湯温度の差に比例する比例項と、該出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことを特徴とする前記請求項６に記載の給湯器。
- 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送り出す熱交換器と、
該熱交換器をバイパスして前記給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、
前記出湯路の前記熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、
前記バイパス路の下流側における前記出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、
前記出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、
前記給水路及び出湯路を流通する水の流量を検出する流量検出手段と、
前記出湯温度を前記設定温度になるように前記バーナの燃焼を制御する燃焼制御手段と、
前記内胴温度が前記ドレン防止温度になるように前記バーナの燃焼を制御する第２低温燃焼制御手段と、
前記設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、前記流量検出手段による流量検出結果が継続して規定範囲内にあり、かつ前記内胴温度が継続して前記ドレン防止温度より低い状態のとき、前記バーナの燃焼の制御を前記燃焼制御手段から前記第２低温燃焼制御手段に切り替える制御切替手段と、
前記第２低温燃焼制御手段の制御下において、前記バーナの燃焼が停止されたとき、または前記設定温度がより高い温度に変更されたとき、前記バーナの燃焼の制御を前記第２低温燃焼制御手段から前記燃焼制御手段に戻す制御戻し手段とを備えたことを特徴とする給湯器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22644099A JP3990845B2 (ja) | 1999-08-10 | 1999-08-10 | 給湯器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22644099A JP3990845B2 (ja) | 1999-08-10 | 1999-08-10 | 給湯器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001050589A JP2001050589A (ja) | 2001-02-23 |
| JP3990845B2 true JP3990845B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=16845151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22644099A Expired - Fee Related JP3990845B2 (ja) | 1999-08-10 | 1999-08-10 | 給湯器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3990845B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2005009A (en) | 2009-07-27 | 2011-01-31 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method. |
| JP2021103026A (ja) * | 2019-12-25 | 2021-07-15 | 株式会社ノーリツ | 給湯装置、給湯装置の制御方法、および給湯装置を制御するためのプログラム |
| KR102471323B1 (ko) * | 2020-11-30 | 2022-11-28 | 린나이코리아 주식회사 | 보일러 응결수 방지 연소 제어방법 |
-
1999
- 1999-08-10 JP JP22644099A patent/JP3990845B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001050589A (ja) | 2001-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3990845B2 (ja) | 給湯器 | |
| JP2613357B2 (ja) | 給湯器 | |
| JP6624879B2 (ja) | 給湯装置 | |
| JP3862822B2 (ja) | 給湯器 | |
| JP3726761B2 (ja) | 給湯システム | |
| JP2004036980A (ja) | 給湯システム | |
| JP3556481B2 (ja) | 燃焼装置 | |
| JP4691215B2 (ja) | 一缶二水路型風呂給湯器 | |
| JP3703620B2 (ja) | 給湯装置 | |
| JPH102609A (ja) | 給湯器 | |
| JP3698335B2 (ja) | 高温差湯機能付給湯器 | |
| JPH08247547A (ja) | 給湯装置 | |
| JP2013096603A (ja) | 給湯装置 | |
| JP4362776B2 (ja) | 給湯ヘッダの制御方法 | |
| JP2773642B2 (ja) | 給湯装置 | |
| JP3773706B2 (ja) | 給湯装置 | |
| JP2909417B2 (ja) | 給湯装置 | |
| JPH06347095A (ja) | 給湯装置 | |
| JP3748464B2 (ja) | 給湯器 | |
| JPH08159460A (ja) | 給湯装置 | |
| JP3845099B2 (ja) | 給湯器の加熱制御装置 | |
| JP3888783B2 (ja) | 給湯装置 | |
| JP3932226B2 (ja) | バイパスミキシング式給湯器 | |
| JP3166459B2 (ja) | 給湯装置 | |
| JPH09184658A (ja) | 給湯器の給湯制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060728 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070620 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070717 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070723 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130727 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130727 Year of fee payment: 6 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130727 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |