JP2500303B2 - 追焚機能付き給湯器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯バーナおよび追焚
バーナへの燃料の供給を、共通の比例弁によって行う追
焚機能付き給湯器に関するもので、特に、給湯運転中の
追焚バーナの点火制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】追焚機能付き給湯器を、小型、薄型化す
るとともに、部品点数を減らす目的で、給湯運転と追焚
運転との燃料調節を、共通の比例弁で行うように設けた
ものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の追焚機能付き
給湯器では、給湯運転中に追焚運転が開始される場合が
ある。一方、比例弁の開度は、給湯運転に基づいて制御
される。つまり、比例弁の開度は、給湯温度の設定温度
や水量によって燃焼量を変化させるため、比例弁の開度
が常に変化する可能性がある。そして、比例弁の開度が
変化する状態では、追焚バーナに点火を行っても、着火
しにくい問題点を備えていた。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、給湯運転中であっても、追焚バー
ナに着火することのできる追焚機能付き給湯器の提供に
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の追焚機能付き給
湯器は、次の技術的手段を採用した。なお、本発明の概
略を図１のブロック図に示す。追焚機能付き給湯器１
は、給湯バーナ２と、追焚バーナ３と、前記給湯バーナ
２および前記追焚バーナ３へ、燃料の供給を行う燃料供
給路４に設けられ、通電量に応じた燃料を、前記各バー
ナ２、３へ供給する共通の比例弁５と、この比例弁５と
前記給湯バーナ２との間に設けられ、前記給湯バーナ２
への燃料の供給の断続を行う給湯開閉弁６と、前記比例
弁５と前記追焚バーナ３との間に設けられ、前記追焚バ
ーナ３への燃料の供給の断続を行う追焚開閉弁７と、前
記給湯バーナ２および前記追焚バーナ３へ、燃焼用の空
気を供給する送風機８と、前記給湯バーナ２で発生した
熱と給水口から供給され出湯口より流出する水とを熱交
換する給湯熱交換器９と、前記追焚バーナ３で発生した
熱と浴槽から供給され再び前記浴槽へ流出する浴槽の水
とを熱交換する追焚熱交換器１０と、前記比例弁５、前
記給湯開閉弁６、前記追焚開閉弁７、前記送風機８を通
電制御して、給湯および追焚を行う制御装置１１とを備
える。そして、前記制御装置１１は、前記給湯バーナ２
で燃料の燃焼を行う給湯運転中に、前記追焚バーナ３の
点火を行う場合、前記給湯バーナ２に供給される燃料の
供給量を一定に保持した状態で、前記追焚バーナ３に燃
料の供給を行って前記追焚バーナ３の点火を行い、前記
追焚バーナ３の着火検出後、前記給湯バーナ２に供給さ
れる燃料供給量が、給湯運転に応じた供給量となるよう
に前記比例弁５を制御する給湯中追焚点火機能１２を備
える。さらに、この給湯中追焚点火機能１２は、給湯運
転中に追焚運転を開始する場合の前記追焚バーナ３の点
火時間である給湯中追焚点火時間を、追焚運転を単独で
開始する場合の前記追焚バーナ３の点火時間である追焚
単独点火時間に比較して短く設定するとともに、前記給
湯中追焚点火時間中に、前記追焚バーナ３で着火しない
場合は、所定時間給湯単独運転を行い、所定時間経過
後、前記給湯中追焚点火時間に亘って前記追焚バーナ３
の点火を行うリトライ機能を備える。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【発明の作用および発明の効果】給湯運転中に、追焚運
転の開始条件が成立すると、比例弁の開度が固定され、
追焚バーナの点火を行う。そして、追焚バーナの着火検
出後、給湯バーナに供給される燃料供給量が、給湯運転
に応じた供給量となるように、制御装置が比例弁を制御
する。このように、給湯運転中に、追焚バーナを点火す
る際、比例弁の開度が一定に固定されるため、追焚バー
ナに供給される燃料の供給量が安定し、給湯中であって
も追焚バーナの着火が容易となる。

【０００９】また、給湯運転中における追焚運転の点火
を行っても、短く設定された給湯中追焚点火時間中に追
焚バーナが着火しないと、追焚バーナの点火を停止し
て、所定時間給湯単独運転を行う。そして、所定時間経
過すると、リトライ機能によって、給湯中追焚点火時間
に亘って再び追焚バーナの点火（リトライ）を行う。追
焚バーナの点火中は、比例弁の開度が固定されるために
出湯温度を使用者の要求に応じて変動できなくなるが、
給湯中追焚点火時間は追焚単独点火時間に比較して短く
設定されるため、給湯中に一時的に出湯温度制御ができ
なくなる時間が短くなり、出湯温度を変更できなくなる
不具合を最小限に抑えることができる。また、リトライ
を行うことにより、追焚バーナの着火性が向上し、給湯
中追焚点火時間を短く設けた不具合を解消することがで
きる。さらに、リトライの待機中に所定時間給湯単独運
転を行うことで、出湯温度の制御を実行する時間が確保
でき、出湯性能が向上する。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【実施例】次に、本発明の追焚機能付き給湯器を、図に
示す一実施例に基づき説明する。 〔実施例の構成〕図２は本発明の実施例を示す追焚機能
付き給湯器の概略図である。この追焚機能付き給湯器10
0 は、複合燃焼部200 、燃料供給部300 、給湯配管400
、追焚水配管500 および制御装置600 からなる。

【００１３】複合燃焼部200 は、給湯燃焼部201 と、追
焚燃焼部202 とを備え、給湯燃焼部201 の燃焼室と追焚
燃焼部202 の燃焼室とは、独立して設けられている。給
湯燃焼部201 は独立した２つのバーナ（第１給湯バーナ
203 、第２給湯バーナ204 ）を備え、シングル使用ある
いはダブル使用を切り換えることによって大きな燃焼幅
を実現している。給湯燃焼部201 の２つのバーナ203 、
204 および追焚燃焼部202 の追焚バーナ205 は、共通し
た送風機206 より燃焼用の空気の供給を受ける。また、
給湯燃焼部201 および追焚燃焼部202 で発生した燃焼ガ
スは、共通の排気口207 より排出される。第２給湯バー
ナ204 および追焚バーナ205 の近傍のそれぞれには、燃
料のガスに点火を行うスパーカ208 、209 が取り付けら
れ、第１給湯バーナ203 および追焚バーナ205 の近傍の
それぞれには、炎の検出を行うフレームロッド210 、21
1 が取り付けられている。

【００１４】燃料供給部300 は、第１給湯バーナ203 、
第２給湯バーナ204 および追焚バーナ205 へ、燃料のガ
スの供給を行う燃料供給路301 を備える。この燃料供給
路301 の上流には、元電磁弁302 が設けられ、その下流
に比例弁303 が設けられている。この比例弁303 は、通
電量に応じて開口比が変化し、通過するガス量を調節す
るものである。比例弁303 の下流は、燃料供給路301 が
３方に分岐して設けられ、それぞれが第１給湯バーナ20
3 、第２給湯バーナ204 および追焚バーナ205にガスを
供給するように設けられている。比例弁303 と第１給湯
バーナ203 を結ぶ燃料供給路301aには、第１給湯バーナ
203 への燃料の供給の断続を行う第１給湯開閉弁304 が
設けられている。比例弁303 と第２給湯バーナ204 を結
ぶ燃料供給路301bには、第２給湯バーナ204 への燃料の
供給の断続を行う第２給湯開閉弁305 が設けられてい
る。比例弁303 と追焚バーナ205 を結ぶ燃料供給路301c
には、追焚バーナ205 への燃料の供給の断続を行う追焚
開閉弁306 が設けられている。

【００１５】給湯配管400 は、一端が給水口401 で、水
の給水源に接続される。また、給湯配管400 の他端は出
湯口402 で、湯を供給する配管に接続される。給湯配管
400の途中には、第１給湯バーナ203 および第２給湯バ
ーナ204 で発生した熱と、給水口401 から供給され出湯
口402 より流出する内部を流れる水とを熱交換する給湯
熱交換器403 が設けられている。給湯熱交換器403 の上
流には、水ガバナ404および給湯水流スイッチ405 が設
けられている。また、給湯熱交換器403 の下流には、給
湯熱交換器403を通過した水（湯）の温度を検出する出
湯温度センサ406 が設けられている。出湯温度センサ40
6 の下流の給湯配管400 には、加熱された湯を浴槽700
へ導く湯張り配管407 が接続されている。この湯張り配
管407 は、下流側端部が追焚水配管500 の途中（後述す
る循環ポンプ504 の下流側）に接続されており、給湯熱
交換器403 で加熱された水（湯）を浴槽700 内へ導くも
のである。なお、湯張り配管407 の途中には、湯張り電
磁弁408 、湯張り用水量センサ409 、逆止弁410 等が設
けられている。

【００１６】追焚水配管500 は、両端が浴槽700 内に開
口する配管で、一端より浴槽700 内の水を吸引して、再
び浴槽700 へ戻す水の循環経路を形成するものである。
追焚水配管500 の途中には、追焚バーナ205 で発生した
熱と、内部を流れる水とを熱交換する追焚熱交換器501
が設けられている。この追焚熱交換器501 の上流には、
追焚水流スイッチ502 、追焚温度センサ503 および循環
ポンプ504 が設けられている。

【００１７】制御装置600 は、使用者によって操作され
るコントローラ601 を備え、このコントローラ601 の指
示や、給湯水流スイッチ405 、追焚水流スイッチ502 、
出湯温度センサ406 、追焚温度センサ503 、２つのフレ
ームロッド210 、211、湯張り用水量センサ409 からの
信号と、制御装置600 に搭載されるマイクロコンピュー
タ602 のプログラムとに従い、送風機206 、２つのスパ
ーカ208 、209 、元電磁弁302 、比例弁303 、第１給湯
開閉弁304 、第２給湯開閉弁305、追焚開閉弁306 、湯
張り電磁弁408 、循環ポンプ504 を通電制御して、給
湯、湯張り、追焚を行うものである。なお、比例弁303
の制御は、給湯単独運転の場合は出湯要求に応じた開度
となるように制御され、追焚単独運転の場合は開度が固
定され、追焚運転と給湯運転とを同時に行う場合は使用
者の希望する出湯温度となるように、給湯運転を優先す
るようにマイクロコンピュータ602 に制御される。な
お、制御装置600 のマイクロコンピュータ602 には、給
湯を単独で運転する給湯単独制御機能603 、追焚を単独
で運転する追焚単独制御機能604 、給湯と追焚とを同時
に行う給湯追焚同時制御機能605 がプログラミングさ
れ、それぞれの運転状態に適切な比例弁303 の開度と送
風機206 の空気供給量が得られるように制御されてい
る。また、制御装置600 のマイクロコンピュータ602 に
は、追焚運転中に第１給湯バーナ203 、第２給湯バーナ
204 に点火を行う追焚中給湯点火機能606 、給湯運転中
に追焚バーナ205 に点火を行う給湯中追焚点火機能607
がプログラミングされている。なお、給湯と追焚との同
時運転指示が与えられた場合は、第１給湯バーナ203 、
第２給湯バーナ204 を点火し、着火検出後に追焚バーナ
205 に点火を行うようにプログラミングされている。

【００１８】次に、本発明にかかる給湯中追焚点火機能
607 について説明する。制御装置600 のマイクロコンピ
ュータ602 にプログラミングされた給湯中追焚点火機能
607 は、給湯運転中に追焚運転を開始する指示が与えら
れると作動するプログラムで、循環ポンプ504 を作動さ
せ、追焚開閉弁306 を開き、スパーカ209 を作動させる
とともに、追焚バーナ205 に点火を行う際に第１給湯バ
ーナ203、第２給湯バーナ204 に供給されるガス量が、
追焚指示の与えられた時点で保持されるように、比例弁
303 の開度を少し大きくするように設けられている。具
体的には、給湯運転中に追焚バーナ205 を点火するため
に、追焚開閉弁306 を開くと、第１給湯バーナ203 、第
２給湯バーナ204 に供給されていたガスが追焚バーナ20
5 に流れるため、第１給湯バーナ203 、第２給湯バーナ
204 に供給されるガス量が減少しようとする。そこで、
給湯中追焚点火機能607 は、追焚開閉弁306を開いて
も、第１給湯バーナ203 、第２給湯バーナ204 に供給さ
れるガス量が、追焚指示の与えられた時点で一定に保持
するように比例弁303 を少し大きく制御する。なお、フ
レームロッド211により、追焚バーナ205 の着火が確認
されると、第１給湯バーナ203 、第２給湯バーナ204 に
給湯運転の要求に応じたガス量が供給されるように、比
例弁303 を制御する。

【００１９】また、給湯中追焚点火機能607 には、追焚
バーナ205の点火中に、追焚バーナ205 が着火し易い空
燃比となるように燃焼用空気量、つまり送風機206 を制
御するように設けられている。具体的には、給湯器１の
使用ガスがＬＰガスの場合は、追焚バーナ205 に供給さ
れるガス量に対してややガスリッチとなるように送風機
206 の回転速度を抑える。逆に、給湯器１の使用ガスが
都市ガス、天然ガスの場合は、追焚バーナ205 に供給さ
れるガス量に対してややエアリッチとなるように送風機
206 の回転速度を上昇させる。なお、送風機206 が比例
弁303 と独立して制御される場合は、送風機206 を単独
制御する。送風機206 の回転速度に応じて比例弁303 の
開度を制御する場合や比例弁303 の開度に応じて送風機
206 の回転速度を制御する場合は、送風機206の回転速
度を変化させても比例弁303 の開度が影響を受けないよ
うに、送風機206 と比例弁303 の双方を制御する。

【００２０】さらに、給湯中追焚点火機能607 には、追
焚バーナ205 が未着火な場合、短い時間で点火動作を停
止して、点火動作を複数回繰り返すリトライ機能を備え
る。このリトライ機能は、追焚バーナの点火時間である
給湯中追焚点火時間を、追焚運転や給湯運転を単独で開
始する場合や、追焚中に給湯運転を開始する場合の点火
時間（追焚単独点火時間、給湯単独点火時間、追焚中給
湯点火時間）の例えば１２秒に比較して、例えば３秒な
どと短く設定される。そして、この給湯中追焚点火時間
中に、追焚バーナ205 が着火しない場合は、所定時間
（例えば４秒）に亘って給湯単独運転を行い（従って、
この時比例弁５の開度は給湯運転に応じた開度とな
る）、所定時間経過後、再び給湯中追焚点火時間に亘っ
て追焚バーナ205 の点火を行う。そして、このリトライ
を所定回数（例えば４回）行っても着火しない場合、給
湯中追焚点火機能607 は失火と判断し、制御装置600 に
よって周知の失火時に対応した動作を行う。

【００２１】なお、参考に追焚運転中に第１給湯バーナ
203 、第２給湯バーナ204 に点火を行う追焚中給湯点火
機能606 について、簡単に説明する。追焚中給湯点火機
能606 は、追焚運転中に給湯運転を開始する指示が与え
られる（給湯水流スイッチ405 がONする）と作動するプ
ログラムで、第１給湯開閉弁304 、必要であれば第２給
湯開閉弁305 を開き、スパーカ208 を作動させるととも
に、第１給湯バーナ203 、第２給湯バーナ204 に点火を
行う際に追焚バーナ205 に供給されるガス量がある所定
のガス量となるように比例弁303 の開度を調節するよう
に設けられている。そして、フレームロッド210 によ
り、第１給湯バーナ203 の着火が確認されると、第１給
湯バーナ203 、第２給湯バーナ204 に給湯運転の要求に
応じたガス量が供給されるように、比例弁303 を制御す
る。

【００２２】〔実施例の作動〕次に、本発明にかかる上
記実施例の作動を簡単に説明する。給湯運転中に追焚指
示が与えられると、制御装置600 のマイクロコンピュー
タ602 にプログラムされた給湯中追焚点火機能607の働
きにより、まず、循環ポンプ504 を作動させて、追焚水
配管500 に水流を生じさせる。そして、追焚水流スイッ
チ502 がONすると、追焚開閉弁306 を開き、スパーカ20
9 を作動させるとともに、第１給湯バーナ203 、第２給
湯バーナ204 に供給されるガス量が一定となるように比
例弁303の開度を調節し、送風機206 を制御して追焚バ
ーナ205 の空燃比を着火し易い空燃比とする。追焚バー
ナ205 が着火して、フレームロッド211 により、追焚バ
ーナ205 の着火が確認されると、マイクロコンピュータ
602 にプログラミングされた給湯追焚同時制御機能605
によって、比例弁303 および送風機206 が制御されて給
湯追焚同時運転がなされる。しかるに、給湯中追焚点火
時間中（３秒）にフレームロッド211 が追焚バーナ205
の着火を確認しない場合は、所定時間（４秒）に亘って
給湯単独運転を行い、所定時間（４秒）経過後、再び給
湯中追焚点火時間に亘って追焚バーナ205 の点火動作を
行う。このリトライ中に追焚バーナ205 が着火した場合
は、上記同様、給湯追焚同時制御機能605 によって、比
例弁303 および送風機206 が制御されて給湯追焚同時運
転がなされる。また、リトライを所定回数（４回）行っ
ても着火しない場合は、失火と判断して失火時に対応し
た動作を行う。

【００２３】〔実施例の効果〕本実施例では、給湯運転
中に、追焚バーナ205 を点火する際、第１給湯バーナ20
3 、第２給湯バーナ204 に供給される燃料供給量を、追
焚指示が与えられた時点で保つため、給湯運転中の出湯
温度を変化させることなく、追焚バーナ205 を着火する
ことができる。また、給湯運転中に、追焚バーナ205 を
点火する際、追焚バーナ205 の空燃比が点火に適した空
燃比となるように燃焼用空気量が制御されるため、給湯
運転中における追焚運転の着火率が向上する。さらに、
給湯中追焚点火時間は、他の点火時間に比較して短く設
定されるため、追焚バーナ205 の点火中に第１給湯バー
ナ203 、第２給湯バーナ204に供給される燃料供給量が
その時点で固定されるが、この固定時間が短くされる。
つまり、給湯中に一時的に出湯温度制御ができなくなる
が、出湯温度が制御できなくなる時間が短くなり、使用
時に生じる不具合を最小限に抑えることができる。

【００２４】〔変形例〕本実施例では、給湯運転中に追
焚指示が与えられた場合、出湯温度が変化しないよう
に、給湯バーナへ供給されるガス量を、追焚指示の与え
られた時点で保つ例を示したが、追焚指示が与えられた
時点における比例弁の開度を固定したり、追焚指示が与
えられた時点で所定の開度や所定のガス量となるように
比例弁を制御するなど、たの手段によって給湯バーナお
よび追焚バーナへ供給される燃料を一定にしても良い。
上記の実施例では、水量をカウントして湯張りを行う湯
張り機能を備えた給湯器を例に示したが、水位センサの
出力によって湯張りを行う湯張り機能を備えた給湯器
や、あるいは湯張り機能を有しない給湯器に本発明を適
用するなど、追焚機能を備えた全ての給湯器に本発明を
適用できるものである。燃料の一例としてガスを示した
が、灯油など液体燃料を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略構成図である。

【図２】本発明の実施例を示す追焚機能付き給湯器の概
略図である。

【符号の説明】

１ 追焚機能付き給湯器 ２ 給湯バーナ ３ 追焚バーナ ４ 燃料供給路 ５ 比例弁 ６ 給湯開閉弁 ７ 追焚開閉弁 ８ 送風機 ９ 給湯熱交換器 １０ 追焚熱交換器 １１ 制御装置 １２ 給湯中追焚点火機能

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給湯バーナと、 追焚バーナと、 前記給湯バーナおよび前記追焚バーナへ、燃料の供給を
   行う燃料供給路に設けられ、通電量に応じた燃料を、前
   記各バーナへ供給する共通の比例弁と、 この比例弁と前記給湯バーナとの間に設けられ、前記給
   湯バーナへの燃料の供給の断続を行う給湯開閉弁と、 前記比例弁と前記追焚バーナとの間に設けられ、前記追
   焚バーナへの燃料の供給の断続を行う追焚開閉弁と、 前記給湯バーナおよび前記追焚バーナへ、燃焼用の空気
   を供給する送風機と、 前記給湯バーナで発生した熱と給水口から供給され出湯
   口より流出する水とを熱交換する給湯熱交換器と、 前記追焚バーナで発生した熱と浴槽から供給され再び前
   記浴槽へ流出する浴槽の水とを熱交換する追焚熱交換器
   と、 前記比例弁、前記給湯開閉弁、前記追焚開閉弁、前記送
   風機を通電制御して、給湯および追焚を行う制御装置と を備えた追焚機能付き給湯器であって、 前記制御装置は、前記給湯バーナで燃料の燃焼を行う給
   湯運転中に、前記追焚バーナの点火を行う場合、前記給
   湯バーナに供給される燃料の供給量を一定に保持した状
   態で、前記追焚バーナに燃料の供給を行って前記追焚バ
   ーナの点火を行い、前記追焚バーナの着火検出後、前記
   給湯バーナに供給される燃料供給量が、給湯運転に応じ
   た供給量となるように前記比例弁を制御する給湯中追焚
   点火機能を備え、 この前記給湯中追焚点火機能は、 給湯運転中に追焚運転を開始する場合の前記追焚バーナ
   の点火時間である給湯中追焚点火時間を、追焚運転を単
   独で開始する場合の前記追焚バーナの点火時間である追
   焚単独点火時間に比較して短く設定するとともに、 前記給湯中追焚点火時間中に、前記追焚バーナで着火し
   ない場合は、所定時間 給湯単独運転を行い、所定時間経
   過後、前記給湯中追焚点火時間に亘って前記追焚バーナ
   の点火を行うリトライ機能を備える ことを特徴とする追
   焚機能付き給湯器。