JP2002005437A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、排気つまりに対する安全対策を図
りつつバーナ燃焼の過渡期におけるバーナ火移り不良の
対策を施した給湯器の提供を課題とする。 【解決手段】 熱量判定手段による演算値が所定値未満
の場合に比例弁の開度を増加して再度着火動作指令を行
なう再着火動作指令手段とを設けたことを特徴とする.

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス、石油等を燃料
とする給湯器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、給湯器の定常燃焼中に給湯必要熱
量に対して給湯実熱量が低下した場合、熱交換器部の排
気つまり等の要因が考えられるため、安全対策としてバ
ーナの燃焼を停止すると共に給湯を停止させていた。こ
こに、給湯必要熱量とは、設定温度と給水温度及び供給
水量とから演算された希望する給湯温度を得るために必
要なバーナの燃焼量である。また給湯実熱量とは、実際
に熱交換器を通過した実温水に供給したバーナの実際の
燃焼量であり、給湯温度と給水温度及び供給水量とから
求められる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の給湯器では、バーナ火移り不良のために上記必要熱
量に対して実熱量が不十分な場合においてもバーナ燃焼
を停止すると共に給湯を停止してしまい、却って再度の
着火操作が必要となり給湯器の使い勝ってが悪くなる難
点を有していた。

【０００４】本発明は上記問題に鑑み、排気つまりに対
する安全対策を図りつつバーナ燃焼の過渡期におけるバ
ーナ火移り不良の対策を施した給湯器の提供を課題とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の給湯器は、給水管と給湯管に接続された熱
交換器と、該熱交換器を加熱するバーナと、該バーナへ
の燃料量を切り替える能力切替弁と、前記バーナへの燃
料量を増減する比例弁と、前記バーナに放電点火するイ
グナイタと、前記熱交換器から出る湯温を設定する湯温
設定器と、前記給水管内の水温を検出する水温センサ
と、前記熱交換器から出る湯温を検出する湯温センサ
と、前記熱交換器への通水量を検出する水量センサと、
前記バーナへの燃料量を制御する制御器と、該制御器に
は設定温度と給水温度及び供給水量とから必要熱量を演
算する必要熱量演算部と、給湯温度と給水温度及び供給
水量とから実熱量を演算する実熱量演算部と、前記必要
熱量と実熱量とを比較演算して判定を行なう熱量判定手
段と、該熱量判定手段による演算値が所定値の場合にバ
ーナの燃焼を停止する燃焼停止動作指令手段とを有する
ものであって、前記熱量判定手段による演算値が所定値
未満の場合に前記比例弁の開度を増加して再度着火動作
指令を行なう再着火動作指令手段とを設けたことを第１
の特徴としている。上記第１の特徴によれば、必要熱量
と実熱量とを比較演算して演算値が所定値の場合にはバ
ーナの燃焼を停止し、所定値に至らない場合には前記比
例弁の開度を増加して再度バーナへの着火動作を指令す
る制御部を設けることで、排気つまりに対する安全対策
を図りつつバーナ燃焼の過渡期におけるバーナ火移り不
良対策を施すことができる。

【０００６】また本発明の給湯器は、給水管と給湯管に
接続された熱交換器と、該熱交換器を加熱するバーナ
と、該バーナへの燃料量を切り替える能力切替弁と、前
記バーナへの燃料量を増減する比例弁と、前記バーナに
放電点火するイグナイタと、前記熱交換器から出る湯温
を設定する湯温設定器と、前記給水管内の水温を検出す
る水温センサと、前記熱交換器から出る湯温を検出する
湯温センサと、前記熱交換器への通水量を検出する水量
センサと、前記バーナへの燃料量を制御する制御器と、
該制御器には設定温度と給水温度及び供給水量とから必
要熱量を演算する必要熱量演算部と、給湯温度と給水温
度及び供給水量とから実熱量を演算する実熱量演算部
と、前記必要熱量と実熱量との比率を演算して判定を行
なう熱量判定手段と、該熱量判定手段による演算値が所
定値の場合にバーナの燃焼を停止する燃焼停止動作指令
手段とを有するものであって、前記熱量判定手段による
演算値が所定値未満の場合に前記比例弁の開度を増加し
て再度着火動作指令を行なう再着火動作指令手段とを設
けたことを第２の特徴としている。上記第２の特徴によ
れば、必要熱量と実熱量との比率を比較演算すること
で、演算を行ない易く、マイクロコンピュータのソフト
処理も簡素化されて処理が迅速に行なえる利点がある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施
形態を示す給湯器の全体構成図である。図２は本発明の
一実施形態を示すブロック図である。図３は本発明の一
実施形態を示すフローチャートである。

【０００８】図１において、１は給湯器であり、その内
部にはフインに水管を貫通させた熱交換器２、加熱用の
バーナ３、燃焼空気送風用の送風ファン４、給湯器の制
御を行うためのマイクロコンピュータを内蔵した制御器
５を備えている。前記バーナ３は複数本の燃焼管から構
成され、能力切替のために小側バーナ７と該小側バーナ
７によって火移りされる大側バーナ８とにより構成され
ている。

【０００９】９は熱交換器２に至る入水管、１０は熱交
換器２から図示しない浴室カランに至る出湯管である。
入水管９および出湯管１０からなり熱交換器２に接続す
る通水管１１には、その上流側から水管内の通水量を検
出する水量センサ１２および入水温度を検出する水温セ
ンサ１３を設けている。出湯管１０には熱交換器２によ
り加熱された湯温を検出する感温部材としてのサーミス
タ等からなる湯温センサ１４を設けてある。この湯温セ
ンサ１４は湯水を混合させた後の湯温を検出するもので
あってもよい。

【００１０】１５はバーナ３に至るガス管であり、この
ガス管１５にはガス通路を開閉する元電磁弁１６、ガス
供給量を制御する比例弁１７等を設けてある。そしてバ
ーナの近傍には点火用のイグナイタ１８を設けてある。
制御器５と図示しないリモコンとは通信用インターフェ
ースを介して接続され、湯温センサ１４、水量センサ１
２の他各種センサからの検出信号に基づいて給湯器本体
の状態を判定するともに、リモコンからの制御信号に基
づいて給湯器本体の各部（例えば電磁弁、比例弁等）の
動作を制御するものである。１９は通水管に設けた湯水
量を調節する湯量調節弁であり、サーボモータによって
駆動され湯水量を調節するものである。

【００１１】また、前記比例弁１７よりも下流側のガス
管には小側バーナ７に至る通路を開閉する小側の能力切
替弁２０、大側バーナ８に至る通路を開閉する大側の能
力切替弁２１を分岐して設けてある。

【００１２】図２は前述した制御器５の電気ブロック図
であり、図示しないインターフェイスを介して制御器５
にはイグナイタ１８、送風ファン４、元電磁弁１６、比
例弁１７、能力切替弁２０・２１、湯量調節弁１９を接
続してある。また、制御器５には水量センサ、水温セン
サ１３、湯温センサ１４及びリモコン等に設けたボリウ
ムからなる湯温設定器３０を接続してある。

【００１３】そして、給湯器１の制御器５のマイクロコ
ンピュータにはその内部にソフトウエアが組み込まれて
ある。３１は必要熱量演算部で、湯温設定器３０により
設定された設定温度と、水温センサ１４により検出され
た給水温度と、水量センサ１２によって検出された供給
水量とから給湯に必要なバーナの熱量を演算する。３２
は実熱量演算部であり、湯温センサ１４により検出され
た給湯温度と、水温センサ１３により検出された給水温
度と、水量センサ１２によって検出された供給水量とか
ら実際に供給されたバーナの熱量を演算するものであ
る。熱量判定手段３３は前記必要熱量演算部３１によっ
て演算された必要熱量と、実熱量演算部３２によって演
算された実熱量とを比較して演算判定するものである。
比較する方法としては例えば必要熱量から実熱量を減算
して、減算値を一定の基準値と比較する方法、あるいは
必要熱量と実熱量との比率を演算して、その比率を一定
の基準値と比較する方法等がある。

【００１４】そして、３４は再着火動作指令手段であ
り、前記熱量判定手段３３による演算値が所定値未満の
場合に比例弁の開度を増加して再度着火動作指令を行な
うようになっている。ここに、着火とはイグナイタ１８
によりバーナ３全体に着火させる場合のみならず、小側
バーナ７から大側バーナ８への着火を含める概念であ
る。着火動作とは、着火を行なうために少なくとも元電
磁弁１６、比例弁１７、能力切替弁２０・２１を開くと
共にイグナイタ１８に放電させる動作をいう。これに送
風ファン４の駆動が入ってもよい。着火動作指令とは、
着火動作を行なうため制御器５のマイコンから前記各弁
等に駆動のための指令を出すことをいう。また、前記熱
量判定手段３３による演算値が所定値の場合には、従来
とうり燃焼停止動作指令手段３５により、バーナの燃焼
を停止するようになっている。このとき同時に通水も停
止させてもよい。

【００１５】次に、本発明の実施形態の作動を図３のフ
ローチャートに基づいて説明する。浴槽等にお湯張りを
開始するには、図示しないリモコンの運転スイッチをオ
ンしたのち、湯温設定器３０で希望の給湯湯温を設定す
るとともに浴室の浴室カランを開いて給湯を開始する
（ステップＳ１）。これにより、器具内に通水され、水
量センサ１２の水量検出によってイグナイタ１８が放電
点火を開始すると同時に元電磁弁１６、比例弁１７、小
側の能力切替弁２０が開き、まず小側バーナに点火され
併せて送風ファン４が駆動する。そして、湯温設定器３
０により設定された設定温度と水温センサ１３の検出に
よる給水温度と水量センサ１２の検出による供給水量と
から必要熱量演算部３１を介して必要熱量が演算され、
同時に湯温センサ１４の検出による給湯温度と前記給水
温度及び供給水量とから実熱量演算部３２を介して実熱
量が演算され、必要熱量が実熱量を大幅に上回っている
ときは大側の能力切替弁８が開く。これにより小側バー
ナ７から大側バーナ８に火移りしてバーナ３全体に着火
される（ステップＳ２）。必要熱量の演算に加えてフィ
ードバックによる熱量を加算してもよい。また、小側バ
ーナ７から大側バーナ８への火移りに際し、小側バーナ
７の点火状態をある時間維持した後、大側バーナ８へガ
スを供給するのであるが、この小側バーナ７の点火維持
時間を、給湯器の操作状態、例えば前回の燃焼停止から
今回の着火までの停止時間差に応じて、０．５秒間から
から２秒間程度の時間内で可変して、小側バーナ７の点
火維持時間に差異を設けるようにしてもよい。これによ
り、給湯器が暖まっているときには点火維持時間を短く
し、冷えているときにはやや長いめにすることができ、
火移り性能をさらに向上させることができる。

【００１６】そして、着火後には必要熱量演算部３１及
び実熱量演算部３２により必要熱量が演算される（ステ
ップＳ３）と共に実熱量が演算される（ステップＳ
４）。次に、制御器５に設けた熱量判定手段３３により
必要熱量演算部３１によって演算された必要熱量と、実
熱量演算部３２によって演算された実熱量とを比較して
判定する（ステップＳ５）。比較する方法としては必要
熱量と実熱量との比率を演算して、その比率を一定の所
定値と比較する方法を推奨する。図３のフローでは判定
の基準として、必要熱量に対する実熱量の割合（実熱量
／必要熱量）を所定値０．６に設定し、前記演算値が所
定値０．６未満の場合には（ステップＳ５においてイエ
スの場合）再着火動作指令手段３４によって再着火動作
を指令して（ステップＳ６）、初回の比例弁の開度より
もその開度を増加させてガス量を多い目にバーナに供給
するようにしてある。これにより、比例弁１７の下流側
に設けた能力切替弁を経て小側バーナ７及び大側バーナ
８に増量されたガスが供給され、イグナイタ１８により
点火され再着火される（ステップＳ７）。従って小側バ
ーナ７あるいは大側バーナ８への火移りが促進され、火
移り不良が解消される。ステップＳ５で演算値（実熱量
／必要熱量）が所定値０．６以上の場合には、火移りは
良好と判断できるので次のステップに移行するようにし
てある（ステップＳ５においてノーの場合）。また比較
する方法として、例えば必要熱量から実熱量を減算し
て、減算値を一定の基準値と比較する方法を採用しても
よい。さらに、必要熱量と実熱量との比率（実熱量／必
要熱量）によって送風ファン４の回転数を変化させるよ
うにしてもよい。例えば、上記比率がある値になれば送
風ファン４の回転数を低下させるようにして、バーナ火
炎のリフトを防止することができる。

【００１７】次に、小側バーナ７及び大側バーナ８への
火移り後において、熱量判定手段３３による演算値が所
定値０．６を超えている場合（ステップＳ８でノーの場
合）には、バーナの燃焼は継続される（ステップＳ
９）。

【００１８】また、ステップＳ８において熱量判定手段
３３による演算値が所定値０．６の場合（ステップＳ８
でイエスの場合）には、排気閉塞等の要因が考えられる
ためバーナの燃焼は停止されるようになっている（ステ
ップＳ１０）。併せて通水を停止するようにしてもよ
い。また、当然ながら、給湯カランを閉じたときにおい
ても（ステップＳ１１）バーナの燃焼は停止される。

【００１９】なお、上述した実施形態は本発明の好適な
実施形態を示すものであって、本発明はこれに限定され
ることなく、その範囲内で各種設計変更可能である。例
えば、上記実施形態では、演算値である必要熱量に対す
る実熱量の割合（実熱量／必要熱量）を所定値０．６と
比較しているが、所定値は０．７であってもよい。ま
た、ガスを燃料とする給湯器について説明したが石油を
燃料とするものであっても良いことはもちろんである。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上の構成、作用からなり、請
求項１に記載の給湯器によれば、給水管と給湯管に接続
された熱交換器と、該熱交換器を加熱するバーナと、該
バーナへの燃料量を切り替える能力切替弁と、前記バー
ナへの燃料量を増減する比例弁と、前記バーナに放電点
火するイグナイタと、前記熱交換器から出る湯温を設定
する湯温設定器と、前記給水管内の水温を検出する水温
センサと、前記熱交換器から出る湯温を検出する湯温セ
ンサと、前記熱交換器への通水量を検出する水量センサ
と、前記バーナへの燃料量を制御する制御器と、該制御
器には設定温度と給水温度及び供給水量とから必要熱量
を演算する必要熱量演算部と、給湯温度と給水温度及び
供給水量とから実熱量を演算する実熱量演算部と、前記
必要熱量と実熱量とを比較演算して判定を行なう熱量判
定手段と、該熱量判定手段による演算値が所定値の場合
にバーナの燃焼を停止する燃焼停止動作指令手段とを有
するものであって、前記熱量判定手段による演算値が所
定値未満の場合に前記比例弁の開度を増加して再度着火
動作指令を行なう再着火動作指令手段とを設けたので、
必要熱量と実熱量とを比較演算して演算値が所定値の場
合にはバーナの燃焼を停止し、所定値に至らない場合に
は前記比例弁の開度を増加して再度バーナへの着火動作
を指令する制御部を設けることで、排気つまりに対する
安全対策を図りつつバーナ燃焼の過渡期におけるバーナ
火移り不良対策を施すことができる。また、請求項２に
記載の給湯器によれば、給水管と給湯管に接続された熱
交換器と、該熱交換器を加熱するバーナと、該バーナへ
の燃料量を切り替える能力切替弁と、前記バーナへの燃
料量を増減する比例弁と、前記バーナに放電点火するイ
グナイタと、前記熱交換器から出る湯温を設定する湯温
設定器と、前記給水管内の水温を検出する水温センサ
と、前記熱交換器から出る湯温を検出する湯温センサ
と、前記熱交換器への通水量を検出する水量センサと、
前記バーナへの燃料量を制御する制御器と、該制御器に
は設定温度と給水温度及び供給水量とから必要熱量を演
算する必要熱量演算部と、給湯温度と給水温度及び供給
水量とから実熱量を演算する実熱量演算部と、前記必要
熱量と実熱量との比率を演算して判定を行なう熱量判定
手段と、該熱量判定手段による演算値が所定値の場合に
バーナの燃焼を停止する燃焼停止動作指令手段とを有す
るものであって、前記熱量判定手段による演算値が所定
値未満の場合に前記比例弁の開度を増加して再度着火動
作指令を行なう再着火動作指令手段とを設けたので、必
要熱量と実熱量との比率を比較演算することで、演算を
行ない易く、マイクロコンピュータのソフト処理も簡素
化されて処理が迅速に行なえる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した給湯器の全体構成図である。

【図２】本発明の一実施形態を示す電気回路のブロック
図である。

【図３】本発明の一実施形態を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 給湯器 ２ 熱交換器 ３ バーナ ４ 送風ファン ５ 制御器 ７ 小側バーナ ８ 大側バーナ ９ 給水管 １０ 給湯管 １１ 通水管 １２ 水量センサ １３ 水温センサ １４ 湯温センサ １７ 比例弁 １８ イグナイタ ２０ 能力切替弁 ２１ 能力切替弁 ３１ 必要熱量演算部 ３２ 実熱量演算部 ３３ 熱量判定手段 ３４ 差異着火動作指令手段 ３５ 燃焼停止動作指令手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 広志 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 西海 宣之 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 衣笠 朋文 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 市丸 秀仁 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 大矢 義孝 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 稲村 英也 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 堤 明 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 森 栄介 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 Ｆターム(参考） 3K003 EA02 FA01 FB05 FB10 FC05 FC10 GA03 GA04 RA01 3K005 MA03 MB01 MB07 MB08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水管と給湯管に接続された熱交換器
   と、該熱交換器を加熱するバーナと、該バーナへの燃料
   量を切り替える能力切替弁と、前記バーナへの燃料量を
   増減する比例弁と、前記バーナに放電点火するイグナイ
   タと、前記熱交換器から出る湯温を設定する湯温設定器
   と、前記給水管内の水温を検出する水温センサと、前記
   熱交換器から出る湯温を検出する湯温センサと、前記熱
   交換器への通水量を検出する水量センサと、前記バーナ
   への燃料量を制御する制御器と、該制御器には設定温度
   と給水温度及び供給水量とから必要熱量を演算する必要
   熱量演算部と、給湯温度と給水温度及び供給水量とから
   実熱量を演算する実熱量演算部と、前記必要熱量と実熱
   量とを比較演算して判定を行なう熱量判定手段と、該熱
   量判定手段による演算値が所定値の場合にバーナの燃焼
   を停止する燃焼停止動作指令手段とを有するものであっ
   て、前記熱量判定手段による演算値が所定値未満の場合
   に前記比例弁の開度を増加して再度着火動作指令を行な
   う再着火動作指令手段とを設けたことを特徴とする給湯
   器。
2. 【請求項２】 給水管と給湯管に接続された熱交換器
   と、該熱交換器を加熱するバーナと、該バーナへの燃料
   量を切り替える能力切替弁と、前記バーナへの燃料量を
   増減する比例弁と、前記バーナに放電点火するイグナイ
   タと、前記熱交換器から出る湯温を設定する湯温設定器
   と、前記給水管内の水温を検出する水温センサと、前記
   熱交換器から出る湯温を検出する湯温センサと、前記熱
   交換器への通水量を検出する水量センサと、前記バーナ
   への燃料量を制御する制御器と、該制御器には設定温度
   と給水温度及び供給水量とから必要熱量を演算する必要
   熱量演算部と、給湯温度と給水温度及び供給水量とから
   実熱量を演算する実熱量演算部と、前記必要熱量と実熱
   量との比率を演算して判定を行なう熱量判定手段と、該
   熱量判定手段による演算値が所定値の場合にバーナの燃
   焼を停止する燃焼停止動作指令手段とを有するものであ
   って、前記熱量判定手段による演算値が所定値未満の場
   合に前記比例弁の開度を増加して再度着火動作指令を行
   なう再着火動作指令手段とを設けたことを特徴とする給
   湯器。