JP2003114052A - 給湯装置及びそれに使用される自給式ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】流水スイッチを設けずに過負荷運転、空運転を
防止することができる給湯装置を提供する。 【解決手段】 自給式ポンプ１によって水を熱交換機１
１６に送り、この熱交換機１１６で湯を沸かす給湯装置
１００において、給湯装置１００の制御部は、自給式ポ
ンプ１のブラシレスＤＣモータの回転速度Ｐｇと駆動電
流Ｉｓに基づいて、通常運転、空運転、または、過負荷
運転かを判断し、空運転または過負荷運転の場合には燃
焼装置１１７を消火して、自給式ポンプ１を停止させ
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、給湯装置及びそれ
に使用される自給式ポンプに関するものである。

【従来の技術】最近の風呂においては、浴槽への給湯シ
ステムだけでなく、追焚システムを設けたものがある。
この追焚システムは、浴槽に溜まっている水を自給式ポ
ンプで吸い上げて、給湯装置の熱交換機に送って湯を沸
かし、再び浴槽に循環するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】上記のような追焚シス
テムを設けた給湯装置においては、空焚きを防ぐため
に、自給式ポンプの水の入口または出口に流水スイッチ
を設け、この流水スイッチが水が流れていないと検知し
た場合には、熱交換機における燃焼装置を消火するよう
にしている。

【０００３】しかしながら、このような流水スイッチを
設けるためにコストがかかるという問題点がある。

【０００４】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、流水
スイッチを設けずに、過負荷運転や空運転を防止するこ
とができる給湯装置及びそれに使用する自給式ポンプを
提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、自給
式ポンプによって水を熱交換機に送り、この熱交換機で
湯を沸かす給湯装置において、前記自給式ポンプは、ポ
ンプ部を駆動させる駆動部を有し、前記駆動部は、モー
タとこのモータを駆動させる駆動回路を内蔵し、前記駆
動回路は、モータに流れる駆動電流を検知する検知手段
を有し、前記給湯装置の制御部は、前記熱交換機の燃焼
装置の点火、または、消火を制御し、前記駆動部から入
力する回転速度に基づいて前記駆動回路へ回転速度指令
信号を出力し、前記検知手段が検知した駆動電流と前記
回転速度に基づいて、前記モータを停止、または、前記
燃焼装置を消火させることを特徴とする給湯装置であ
る。

【０００６】請求項２の発明は、前記制御部は、前記検
知手段が検知した駆動電流と前記回転速度に基づいて過
負荷運転と判断したときに、前記モータを停止させると
共に前記燃焼装置を消火させることを特徴とする請求項
１記載の給湯装置である。

【０００７】請求項３の発明は、前記制御部は、前記検
知手段が検知した駆動電流と前記回転速度に基づいて空
運転と判断したときに、前記モータを停止させると共に
前記燃焼装置を消火させることを特徴とする請求項１記
載の給湯装置である。

【０００８】請求項４の発明は、水を熱交換機に送る給
湯装置の自給式ポンプにおいて、前記自給式ポンプは、
ポンプ部を駆動させる駆動部を有し、前記駆動部は、モ
ータとこのモータを駆動させる駆動回路を内蔵し、前記
駆動回路は、モータに流れる駆動電流を検知する検知手
段を有し、前記検知手段によって検知した駆動電流に関
する信号を出力する駆動電流検知端子を有したことを特
徴とする給湯装置の自給式ポンプである。

【０００９】本発明の給湯装置であると、給湯装置の制
御部が、駆動電流と回転速度に基づいて、過負荷運転、
または、空運転と判断したときに、モータを停止または
燃焼装置を消火させることにより、流水スイッチを省略
することができる。

【００１０】そして、自給式ポンプの駆動部に駆動電流
検知端子を設けることにより、駆動電流を容易に検出す
ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
から図４に基づいて説明する。

【００１２】（１）給湯装置１００の構造 図１は、本実施形態の給湯装置１００の説明図である。

【００１３】給湯装置１００は、図１に示すように、風
呂の浴槽１０２に湯を供給するものであり、給湯システ
ム１０４と追焚システム１０６とより構成されている。

【００１４】給湯システム１０４は、水道からの水をそ
の流れてくる圧力によって熱交換機１０８に送り、この
熱交換機１０８に流れている水が、都市ガスまたはプロ
パンガスなどによって燃焼する燃焼装置１１０によって
加熱されて湯となり、浴槽１０２に供給される。なお、
燃焼装置１１０にはファンが設けられている。

【００１５】また、追焚システム１０６は、浴槽１０２
の内側面に水の吸込口１１２があり、その吸込口１１２
の下方に湯の供給口１１４がある。そして、吸込口１１
２から、自給式ポンプ１によって浴槽１０２の内部の水
を吸い込み、この自給式ポンプ１から出た水が熱交換機
１１６を通り、この熱交換機１１６において都市ガスま
たはプロパンガスによって燃焼する燃焼装置１１７によ
って加熱されて湯となり、再び浴槽１０２の供給口１１
４に循環するものである。なお、燃焼装置１１７にはフ
ァンが設けられている。

【００１６】この供給システム１００には、マイクロコ
ンピュータよりなる制御部１１８が設けられ、この制御
部１１８によって自給式ポンプ１の駆動回路１２０が制
御される。

【００１７】（２）自給式ポンプ１の構造 次に、図２に基づいて自給式ポンプ１の構造について説
明する。

【００１８】図１は、本実施形態の軸流式の自給式ポン
プ１の縦断面図である。

【００１９】自給式ポンプ１は、流体の吸込口１１を有
する駆動部１０と、羽根２４を収納するポンプ部２０
と、吐出口３１を有する吐出部３０とからなり、第１ケ
ーシング４０と第２ケーシング５０とがパッキン４１を
挟み一体に構成されている。

【００２０】駆動部１０は、ブラシレスＤＣモータを構
成し、第１ケーシング４０の外周に設けられた固定子１
２と、固定子１２の内周の第１ケーシング４０内に回転
子２１が回転自在に配され、回転子２１の軸近傍に吸込
口１１からの流水路１９が設けられている。さらに、吸
込口１１の入口付近には流体に含まれるゴミ等を除去す
るストレーナ１６と流水路１９からの逆流を防ぐ逆止弁
１７が設けられ、アダプター１８により固定されてい
る。

【００２１】ブラシレスＤＣモータの固定子１２は、鉄
心１３と鉄心１３に巻回された巻線１４とからなり、ポ
ンプ部２０側にはブラシレスＤＣモータの駆動回路１２
０を内蔵した回路基板１５を配し、全体がモールド樹脂
５５により成形され樹脂内に収納されている。

【００２２】ブラシレスＤＣモータの回転子２１は、円
筒状の軸受部２２と軸受部２２の先端部に接続された羽
根２４とからなる羽根車２９と、軸受部２２に取り付け
られ固定子１２の内周に沿って配された磁性体２６とで
構成されている。

【００２３】軸受部２２は、摺動性のある樹脂、例え
ば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などで形成
された円筒状体で、第１ケーシング４０の軸支持部４２
と第２ケーシング５０の軸支持部５２の間に支持された
支持軸２８に、回転自在に取り付けられている。

【００２４】磁性体２６は、連結具２５の外周に扇状断
面を有する複数個の永久磁石が固定されたもので、連結
具２５の内周部にめねじが設けられている。

【００２５】また、軸受部２２の上端部２７にはおねじ
が切られ、連結具２５のめねじと螺合し、磁性体２６が
締結されている。

【００２６】ポンプ部２０では、ブラシレスＤＣモータ
の回転子２１に設けられた羽根２４が回転し、流水路１
９から流れてきた流体を吐出部３０の吐出口３１へ送
り、ポンプ外部に吐出するものである。

【００２７】（３）給湯装置１００の電気系統の構成 図３に基づいて、給湯装置１００の電気系統の構成につ
いて説明する。

【００２８】図３に示すように、駆動部１０のブラシレ
スＤＣモータのＵ相、Ｗ相、Ｖ相の巻線１４２，１４
４，１４６に駆動電流を供給する駆動回路１２０が、上
記した回路基板１５に設けられている。駆動回路１２０
は、論理回路１２２とインバータ回路１２４と回転速度
検知回路１２６と駆動電流検知回路１２７よりなる。

【００２９】この回路基板１５には、ブラシレスＤＣモ
ータの電源Ｖｎを供給するための電源端子１３０と、駆
動回路を駆動させるための電源Ｖｃｃを供給するための
駆動回路用電源端子１３２と、ＧＮＤ端子１３４と、ま
た、給湯装置１００の制御部１１８に接続するための次
の３つの端子１３６，１３８，１４０が設けられてい
る。

【００３０】この制御部１１８への第１の端子は、制御
部１１８からのブラシレスＤＣモータへの回転速度指令
信号Ｖｓｐが入力する回転速度指令信号入力端子１３６
である。

【００３１】第２の端子は、ブラシレスＤＣモータの回
転速度Ｐｇを出力するための回転速度出力端子１３８で
ある。

【００３２】第３の端子はブラシレスＤＣモータの各巻
線に供給される駆動電流Ｉｓを駆動電流検知回路１２７
によって検知して、その検知した駆動電流Ｉｓを出力す
るための駆動電流出力端子１４０である。

【００３３】なお、これら６つの端子は、モールドされ
た自給式ポンプの駆動部１０の外側に露出するように設
けられている。そのため、制御部１１８との接続を行い
易い。

【００３４】この駆動回路１２０の動作を説明する。

【００３５】制御部１１８から入力した回転速度指令信
号Ｖｓｐに基づいて論理回路１２２がインバータ回路１
２４におけるスイッチングトランジスタをオン／オフさ
せることにより、ブラシレスＤＣモータの３相の巻線１
４２，１４４，１４６に所定の駆動電流Ｉｓを流し、ブ
ラシレスＤＣモータを回転させる。この回転速度は回転
速度検知回路１２６によって検知され、論理回路１２２
へフィードバックされる。

【００３６】論理回路１２２では、この回転速度検知回
路１２６によって検知された回転速度Ｐｇと、制御部１
１８から入力する回転速度指令信号Ｖｓｐとを比較し、
両者が一致するようにインバータ回路１２４をフィード
バック制御する。

【００３７】回転速度検知回路１２６によって検知され
た回転速度Ｖｓｐを回転速度出力端子１３８に出力し、
また、インバータ回路１２４から各巻線１４２，１４
４，１４６に出力される駆動電流Ｉｓのうち、例えば、
Ｗ相の駆動電流Ｉｓを駆動電流検知回路１２７によって
検知して、駆動電流出力端子１４０に出力する。

【００３８】制御部１１８では、駆動回路１２０を制御
する以外に、給湯システム１０４と、追焚システム１０
６の熱交換機１１６の燃焼装置１１７の点火及び消火も
制御する。

【００３９】（４）給湯装置１００の追焚システム１０
６の制御方法 次に、給湯装置１００における追焚システム１０６の制
御方法について図４に基づいて説明する。

【００４０】風呂の使用者が追焚システム１０６を駆動
させると、自給式ポンプ１が動作して、吸込口１１２か
ら水を吸い込み、熱交換機１１６で水を加熱して湯とな
り、供給口１１４から湯が供給される。

【００４１】この場合に、駆動電流Ｉｓと、回転速度Ｐ
ｇの回転を比較した場合の運転状態について、図４に示
すようになる。

【００４２】第１に、駆動電流Ｉｓが大きく、回転速度
Ｐｇが大きい場合には流量が多いが通常運転である。

【００４３】第２に、駆動電流Ｉｓが大きく、回転速度
Ｐｇが中の場合には通常運転である。

【００４４】第３に、駆動電流Ｉｓが大きく、回転速度
Ｐｇが少ない場合には、自給式ポンプ１のポンプ部２０
があまり回転していないこと、即ち、負荷が大きく過負
荷運転となっている。この状態としては、例えば、追焚
システム１０６においてゴミが詰まったりする場合が考
えられるため、異常と判断して制御部１１８は燃焼装置
１１７を消火し、自給式ポンプ１を停止させる。これに
よって、異常な状態を回避することができ、この場合に
従来のような流水スイッチが不要となる。

【００４５】第４に、駆動電流Ｉｓが小さく、回転速度
Ｐｇが大きい場合には、水が流れておらず空運転の状態
と考えられる。この場合にも制御部１１８は燃焼装置１
１７を消火し、自給式ポンプ１を停止させる。これによ
って、異常な運転を回避することができる。

【００４６】第５に、駆動電流Ｉｓが小さく、回転速度
Ｐｇが中の場合には通常運転である。

【００４７】第６に、駆動電流Ｉｓが小さく、回転速度
Ｐｇが小の場合には通常運転である。

【００４８】なお、駆動電流Ｉｓの大小の判断として
は、例えば０．５Ａ以上では駆動電流Ｉｓが大きいと判
断し、０．３Ａ未満では小さいと判断する。また、回転
速度Ｐｇにおいては８０００ｒｐｍ以上では大きいと判
断し、３０００から７９９９ｒｐｍでは、中回転と判断
し、３０００ｒｐｍ未満では小と判断する。

【００４９】以上のように追焚システム１０６を設ける
ことにより、従来のような流水スイッチを設けることな
く過負荷運転や空運転を防止することができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の給湯装置では、従来のような流
水スイッチを設けることなく過負荷運転や空運転を防止
することができる。

【００５１】また、自給式ポンプのモータに流れる駆動
電流を出力する駆動電流検知端子を設けることにより、
容易に給湯装置の制御部がその駆動電流を検知すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す給湯装置の説明図であ
る。

【図２】自給式ポンプの縦断面図である。

【図３】給湯装置の追焚システムにおける電気系統の説
明図である。

【図４】駆動電流Ｉｓと回転速度Ｐｇと運転状態の内容
を説明する図である。

【符号の説明】

１ 自給式ポンプ １００ 給湯装置 １０６ 追焚システム １１２ 吸込み １１４ 供給口 １１６ 熱交換機 １１７ 燃焼装置 １１８ 制御部 １２０ 駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H020 AA01 AA07 BA21 BA23 BA25 CA05 CA08 DA00 DA01 DA02 DA28 EA07 3H045 AA06 AA09 AA12 AA23 AA31 BA01 BA31 BA41 BA42 BA45 CA09 CA21 DA00 DA01 DA02 DA45 EA34 3L024 CC21 CC27 DD06 DD12 DD22 DD27 GG28 HH31

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自給式ポンプによって水を熱交換機に送
   り、この熱交換機で湯を沸かす給湯装置において、 前記自給式ポンプは、ポンプ部を駆動させる駆動部を有
   し、 前記駆動部は、モータとこのモータを駆動させる駆動回
   路を内蔵し、 前記駆動回路は、モータに流れる駆動電流を検知する検
   知手段を有し、 前記給湯装置の制御部は、 前記熱交換機の燃焼装置の点火、または、消火を制御
   し、 前記駆動部から入力する回転速度に基づいて前記駆動回
   路へ回転速度指令信号を出力し、 前記検知手段が検知した駆動電流と前記回転速度に基づ
   いて、前記モータを停止、または、前記燃焼装置を消火
   させることを特徴とする給湯装置。
2. 【請求項２】前記制御部は、 前記検知手段が検知した駆動電流と前記回転速度に基づ
   いて過負荷運転と判断したときに、前記モータを停止さ
   せると共に前記燃焼装置を消火させることを特徴とする
   請求項１記載の給湯装置。
3. 【請求項３】前記制御部は、 前記検知手段が検知した駆動電流と前記回転速度に基づ
   いて空運転と判断したときに、前記モータを停止させる
   と共に前記燃焼装置を消火させることを特徴とする請求
   項１記載の給湯装置。
4. 【請求項４】水を熱交換機に送る給湯装置の自給式ポン
   プにおいて、 前記自給式ポンプは、ポンプ部を駆動させる駆動部を有
   し、 前記駆動部は、モータとこのモータを駆動させる駆動回
   路を内蔵し、 前記駆動回路は、モータに流れる駆動電流を検知する検
   知手段を有し、 前記検知手段によって検知した駆動電流に関する信号を
   出力する駆動電流検知端子を有したことを特徴とする給
   湯装置の自給式ポンプ。