JP3055005B2 - 湯沸器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湯沸器、特に、水
回路内の通水を検知する水流検知器の機能点検を事前に
行ったうえで給湯動作を開始する湯沸器に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】組み込まれたマイクロコンピュータで動
作制御する形式の湯沸器として、例えば図４に示す如き
構造のものがある。水回路(2) には、その上流側から水
弁(20)，水流検知器(32)（例えば水流スイッチや流量
計）及び熱交換器(36)がこの順序で配設されていると共
に、上記熱交換器(36)を加熱するガスバーナ(B) へのガ
ス回路(4) にはガス弁(49)が挿入されており、該ガス弁
(49)や点火装置(48)の動作は制御装置(C) で制御される
ようになっている。

【０００３】このものでは、事前に水流検知器(32)の機
能点検を行った後に実際の給湯動作を開始することによ
り安全な給湯動作が担保できるようにしている。即ち、
操作スイッチ(10)が投入されて制御装置(C) に通電が行
われると、水弁(20)を開弁させる前に水流検知器(32)の
出力を判断し、該水流検知器(32)が水流検知状態にある
場合は該水流検知器(32)がゴミ咬みで固着している等の
心配があることから、かかる異常時にはガスバーナ(B)
の燃焼制御動作を実行させないようにしている。他方、
水弁(20)の開弁前に水流検知器(32)が水流非検知状態
（通水停止信号を出力している状態）にある正常時に
は、前記水弁(20)を開弁させた後に該水弁(20)の出力を
再度判断し、これが通水検知信号を出している場合はガ
スバーナ(B)を燃焼させて給湯動作を開始させる。又、
給湯中に操作スイッチ(10)で給湯停止操作がされると、
水弁(20)及びガス弁(49)を閉じて給湯動作を停止させる
と共にその後、制御装置(C) への通電を停止させる。こ
のように、上記従来のものでは、事前に水流検知器(32)
の機能点検を行った後に水弁(20)を開けて給湯動作を開
始させるから、該水流検知器(32)の故障に基づく湯沸器
の異常動作を未然に防止することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、給湯停止操作の直後に再び給湯操作をし
た場合には、水流検知器(32)が正常であるにも関わらす
これが異常と判定されて給湯動作が実行されない不都合
が生じる場合がある。即ち、水流検知器(32)のＯＮ・Ｏ
ＦＦ動作には所定の応答時間が必要である。例えば、水
回路(2) に挿入された水車の回転で通水の有無を検知す
る流量計を水流検知器(32)として採用している場合は、
給湯停止操作によって水弁(20)が閉じてから暫くの間は
慣性で前記水車が回転して水流検知器(32)が水流検知状
態に維持され、その後にＯＦＦ状態に復帰する。従っ
て、かかる条件下に於ける再度給湯操作で制御装置(C)
に通電されて直ちに水流検知器(32)の機能点検がされた
ときには、水弁(20)が閉弁状態にあるにも関わらず水流
検知器(32)が水流検知状態にあることから、前記水流検
知器(32)に異常があると判断され、給湯動作が実行され
ないのである。又、前記水流検知器(32)として水流スイ
ッチを採用している場合も、該水流スイッチのＯＮ・Ｏ
ＦＦ動作には前記と同様に所定の応答時間が必要である
から、かかる場合も上記と同様の問題がある。

【０００５】請求項１の発明は上記の点に鑑みて成され
たもので、『ガスバーナ(B) で加熱される熱交換器(36)
を有する水回路(2) に挿入された水弁(20)及び水流検知
器(32)と、操作スイッチで給湯操作がされたときは前記
水弁(20)を開弁する前に水流検知器(32)の機能点検を実
行する水流検知器点検手段を具備する湯沸器』に於い
て、給湯停止操作の直後に再び給湯操作がされた場合で
も水流検知器(32)の機能点検が適正に行われるようにす
ることをその課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は『水流検知器(32)が水流検知状態
から水流非検知状態に復帰するのに要する復帰所要時間
以上の設定時間を有し且つ操作スイッチの操作によって
スタートする遅延タイマーを設け、該遅延タイマーがタ
イムアップした後に水流検知器点検手段を駆動させるよ
うにした』ことである。

【０００７】ここで、遅延タイマーの前記設定時間とし
ては、請求項２の発明のように『約０．１秒』の時間を
採用することが、水流検知器(32)の復帰所要時間を考慮
した合理的制御の観点から好ましい。上記発明によれば
操作スイッチを操作すると遅延タイマーがスタートし始
める。すると、通水停止後に水流検知器(32)が水流検知
状態から水流非検知状態に復帰するのに要する復帰所要
時間以上に前記遅延タイマーの設定時間が定められてい
るから、給湯停止直後に再出湯操作がされた場合、水流
検知器(32)に異常が発生していないときは、これが前記
設定時間内に水流非検知状態に復帰することとなる。そ
して、前記水流検知器(32)が前記水流非検知状態に復帰
した後に遅延タイマーがタイムアップし、該タイムアッ
プした後に水流検知器点検手段が作動し始めて既述従来
のものと同様に水流検知器(32)の機能点検動作が実行さ
れた後に給湯制御動作が実行される。このように、上記
発明によれば、給湯停止直後に再度給湯操作がされた場
合、水流検知器(32)が水流非検知状態に復帰するのに必
要な時間が経過した後に水流検知器(32)が正常か否かの
点検動作が行われる。

【０００８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、給湯停止直後
に再度給湯操作がされた場合、水流検知器(32)が初期の
水流非検知状態に復帰するのに必要な時間が経過した後
に該水流検知器(32)の正常・異常の機能点検がされるか
ら、水流検知器(32)が正常であるにも関わらずこれが異
常と誤認される不都合がない。

【０００９】又、遅延タイマーの設定時間として請求項
２の発明のような値を採用すると、水流検知器(32)の復
帰直後にこれの機能点検を実行することができ、これに
より、給湯開始時期が徒に遅延するのが防止できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、上記した発明の実施の形態
を図面に従って詳述する。この例は、小型湯沸器に上記
発明を実施したものであり、図２に示すように、マイク
ロコンピュータ式の制御装置(C) によって各部を制御す
ると共に、制御動作、及び、モータ(M) 等の出力装置の
電源としては、乾電池(BT)が採用されている。

【００１１】上記乾電池(BT)の電圧はトランジスタ(51)
を介して制御装置(C) 用電源としてこれに印加されてお
り、前記トランジスタ(51)のベースには操作スイッチ(1
0)で付勢されるフリップフロップ(52)の出力が印加され
ている。又、上記操作スイッチ(10)の出力は操作信号回
路(110) を介して制御装置(C) 用マイクロコンピュータ
の入力ポートに印加されている。

【００１２】この湯沸器は元止め式であり、前記制御装
置(C) に操作信号が入力される操作スイッチ(10)（器具
本体の前面に配置されている）の操作により、水回路に
挿入した水弁(20)が開かれて水流検知器(32)（この実施
の形態では水流スイッチが採用されている）が水流検知
状態になると、ガスバーナ(B) が燃焼状態となって給湯
され、この給湯動作中に前記操作スイッチ(10)が操作さ
れると、前記水弁(20)が閉弁されて水回路が遮断される
と共にガスバーナ(B) が消火されて給湯動作が停止され
る。

【００１３】前記水弁(20)は、モータ(M) によって開閉
駆動する電動弁で、図３に示すように、前記モータ(M)
と伝動させた減速機(G) の出力軸(J) に取付けた第２カ
ム(21)と、これに連動する開閉レバー(23)との組み合わ
せによって弁体が開閉駆動されるようになっている。こ
のため、前記開閉レバー(23)の入力端に設けたカムフォ
ロア(24)が前記第２カム(21)の外周面に対して半径方向
に対接する。そして、前記開閉レバー(23)は、バネ(25)
により前記カムフォロア(24)が第２カム(21)側に圧接さ
れるように付勢されている。前記開閉レバー(23)の出力
端(26)には前記水弁(20)の弁軸(22)が連結されている。
前記水弁(20)は前記弁軸(22)がバネ(29)に抗して引き出
されると開弁状態になり、出力端(26)による開弁力が消
失すると、前記バネ(29)により閉弁状態になる形式であ
り、同図の状態では、バネ(25)の付勢力により、第２カ
ム(21)及び開閉レバー(23)が初期状態にあり、水弁(20)
も閉弁状態にある。

【００１４】前記出力軸(J) には第１カム(11)が前記第
２カム(21)と一定の間隔を空けて同軸に取り付けられて
いると共に、該第１カム(11)の外周にはカムスイッチ(1
3)のアクチェータ(14)が当接している。又、上記第１カ
ム(11)の外周には凹部(111)が形成されている。図２に
示すように、上記構成の水弁(20)が水回路(2) における
熱交換器(36)の上流側の回路の上流端に設けられ、その
下流側には水圧応動ガス弁(31)のガバナ(37)が挿入さ
れ、その下流側で熱交換器(36)との間の水回路(2) に手
動の水量調節弁(34)が挿入されている。

【００１５】また、前記熱交換器(36)を加熱するための
ガスバーナ(B) へのガス回路の上流端には、これを開閉
するためのガス弁(30)が挿入され、その下流側に前記水
圧応動ガス弁(31)の出力弁(40)が挿入されている。そし
て、この出力弁(40)と前記ガスバーナ(B) との間のガス
回路(4) にガスガバナ(41)と手動のガス量調節弁(33)が
挿入されている。

【００１６】前記水圧応動ガス弁(31)には、これを構成
するガバナ(37)及び出力弁(40)と連動することによって
水回路(2) の通水を検知する水流検知器(32)が付設され
ている。従って、前記水圧応動ガス弁(31)と連動する水
流検知器(32)を採用する本実施の形態では、後述する水
弁(20)の閉動作時には水圧応動ガス弁(31)が閉動作した
後に水流検知器(32)がＯＦＦ作動する。従って、これら
水圧応動ガス弁(31)と水流検知器(32)の両者の応答時間
の加算値が給湯停止時から水流検知器(32)が水流非検知
信号を出すまでの遅延時間となる。即ち、本実施の形態
では請求項１に記載した「水流検知器(32)が水流検知状
態から水流非検知状態に復帰するのに要する復帰所要時
間」は前記水圧応動ガス弁(31)と水流検知器(32)の応答
時間の加算値となっているのである。

【００１７】ガスバーナ(B) の炎孔部には点火開始から
所定時間のみ点火状態を検知するためのフレームロッド
(38)が設けられると共に、所定時間が経過した後に燃焼
面の失火を検知するための熱電対(42)が設けられてい
る。水回路(2) における前記熱交換器(36)の出口側に
は、可撓性のある出湯管(39)の先端にシャワーヘッド(3
5)が設けられ、このシャワーヘッド(35)には上記操作ス
イッチ(10)とは別に前記制御装置(C) に操作信号を出力
する手元スイッチ(100) が設けられている。

【００１８】この実施の形態では、操作スイッチ(10)又
は前記手元スイッチ(100) の操作に基づいて始動信号が
入力されると制御装置(C) への通電が行われると共に制
御装置(C) 内のマイクロコンピュータがスタートし、各
動作が実行される。図１に示すように、操作スイッチ(1
0)が投入されるとフリップフロップ(52)が付勢されてト
ランジスタ(51)がＯＮ動作する。すると、乾電池(BT)の
電圧が制御装置(C) 及びこれに組み込まれたマイクロコ
ンピュータ等に電源として供給されて該マイクロコンピ
ュータが始動し、先ずステップ(ST1) で０．１秒の時間
待ちが実行される。尚、この時間待ちを実行するステッ
プ(ST1) の動作を行うマイクロコンピュータ内の機能部
が請求項１の発明の発明特定事項たる「遅延タイマ」に
対応しており、この実施の形態では、後述する通水停止
後に水圧応動ガス弁(31)が閉弁状態に復帰して更に水流
検知器(32)が非水流検知状態に復帰するまでの復帰時間
（通常は０．０５秒程度）以上の時間として前記０．１
秒の時間が設定されている。上記待ち時間をこのような
値に設定するのは、水流検知器(32)が復帰するのに必要
な最小時間後にこれの機能点検を行うようにし、これに
より、水流検知器(32)の機能点検が適正に行われるよう
にすると共に給湯開始時期が徒に遅延するのを防止する
為である。

【００１９】次にステップ(ST2) が実行され、操作信号
回路(110) を介してマイクロコンピュータで直接監視さ
れている操作スイッチ(10)の操作信号が判断される。即
ち、上記ステップ(ST1) の待ち時間が経過しても操作ス
イッチ(10)が投入状態にあるか否かが判断され、該操作
スイッチ(10)が投入状態にない場合は後述するステップ
(ST14)以下の処理を実行する。上記待ち時間の経過後に
操作スイッチ(10)の操作信号を判断するのは、フリップ
フロップ(52)がノイズ等でＯＮ動作した場合の誤った給
湯動作を防止する為である。

【００２０】次に、ステップ(ST3) でカムスイッチ(13)
の出力から水弁(20)の開閉状態を判断する。始動直後
は、水弁(20)は未だ開弁されておらず、前記カムスイッ
チ(13)はＯＦＦでなければならないから、このときカム
スイッチ(13)がＯＮ（水弁(20)が開の状態に相当する）
となっていれば、カムスイッチ(13)の異常と判断し、後
述のステップ(ST11)以下の処理を実行する。

【００２１】水弁(20)が閉弁状態にありカムスイッチ(1
3)がＯＦＦ信号を出していれば、ステップ(ST4) で更に
水流検知器(32)の出力を検知してこれが正常状態にある
か否かを判断する。そして、この水流検知器(32)の出力
を判断する時点に於いては既述ステップ(ST1) の０．１
秒の時間待ちが既に完了しており然も上記したように水
弁(20)は閉弁状態に維持されているから、水圧応動ガス
弁(31)の可動部や水流検知器(32)にゴミ咬みが生じて該
水流検知器(32)が水流検知状態（ＯＮ状態）に固着して
いない限り、これが水流非検知状態（ＯＦＦ状態）に復
帰しているはずである。従って、給湯停止直後に再度操
作スイッチ(10)が投入された場合でも、水流検知器(32)
が水流非検知状態に復帰する前にこれの出力が判断され
ることがないから、該水流検知器(32)が正常であるにも
関わらずこれが異常と誤認される不都合が回避できる。
尚、本実施の形態では、水流検知器(32)の出力を判断す
る為にステップ(ST4) を実行するマイクロコンピュータ
内の機能部が請求項１の発明の発明特定事項たる水流検
知器点検手段に対応している。

【００２２】そして、上記水流検知器(32)の出力を判断
した結果、これが水流非検知状態にあれば該水流検知器
(32)に正常機能が確保されていると判断して、モータ
(M) を作動させて水弁(20)を開弁させる為の動作を実行
させ、逆に、前記水流検知器(32)が水流検知信号を出力
している場合は、異常と判断する。そして、前記水流検
知器(32)が異常でこれが水流検知状態となっている場合
には、湯沸器を燃焼状態とすることなく、モータ(M) を
作動させて水弁(20)を１回開閉する。このため、この例
では、ステップ(ST11)でモータ(M) を回転させることに
より、第２カム(21)及び第１カム(11)を図３の矢印で示
す反時計方向に回動させ、これにより、水弁(20)を一回
開閉させる（第２カム(21)で開閉レバー(23)を回動させ
る）と共にカムスイッチ(13)がＯＮからＯＦＦに変化し
たか否かを判断する（ステップ(ST12)）。上記のように
水弁(20)を開閉させるのは、水流検知器(32)をＯＮ・Ｏ
ＦＦさせる力をこれに作用させることにより、前記水流
検知器(32)にゴミ咬み等の軽微な異常が生じている場合
はこれを回復させる為である。そして、上記カムスイッ
チ(13)がＯＮからＯＦＦに変化したことが検知されると
４６ミリ秒経過するまで前記モータ(M) を駆動させた後
これを停止させる（ステップ(ST13)(ST14)）。一方、上
記ステップ(ST12)でカムスイッチ(13)のＯＦＦ状態が検
知できず然もこの状態が５秒間継続した場合はステップ
(ST16)からステップ(14)以下に制御動作が分岐せしめら
れる。又、ステップ(ST14)でモータ(M) を停止させた後
にフリップフロップ(52)のリセット入力端子にリセット
信号を印加して器具待機状態（制御装置(C) に通電して
いない状態）に維持する（ステップ(ST15)）。

【００２３】一方、既述ステップ(ST4) で水流検知器(3
2)の出力を判断したときにこれが正常状態たる水流非検
知状態（ＯＦＦ状態）にあるときは、給湯動作を開始さ
せる為にステップ(ST5) (ST6) (ST7) でカムスイッチ(1
3)がＯＮ信号を出すまでモータ(M) を作動させることに
よって水弁(20)を開弁させ、その後、ステップ(ST8)で
運転制御を実行する。即ち、上記水弁(20)に連動して水
圧応動ガス弁(31)の出力弁(40)が開弁するとともに、前
記水流検知器(32)の出力でガス弁(30)を開弁させること
によってガスバーナ(B) にガス供給し、更に、図示しな
い点火装置を作動させて該ガスバーナ(B) を燃焼させ、
これにより、熱交換器(36)からシャワーヘッド(35)に温
水供給するのである。そして、この給湯時にガス量調節
弁(33)や水量調節弁(34)が手動操作されると、ガスバー
ナ(B) の燃焼量や水回路(2) の通水量が変化してシャワ
ーヘッド(35)から流出する温水の温度や量が変化する。
そして、給湯動作中に操作スイッチ(10)が押されて給湯
停止操作がされると、これをステップ(ST10)で判断して
既述ステップ(ST11)以下の制御を実行した後に器具を待
機状態に維持する。又、手元スイッチ(100) が操作され
た場合も、上記と同様に給湯動作が停止される。

【００２４】尚、上記した例では、電動式の水弁(20)を
採用したが、これを電磁弁式のものとしてもよい。この
場合は、カムスイッチ(13)が設けられないこととなるの
で図１のフローチャートに於いてステップ(ST3) を省略
した制御を行う。又、上記では、水流検知器(32)を水圧
応動ガス弁(31)に付設したものを例示的に説明したが、
この水流検知器(32)は水回路に直接挿入される構成であ
ってもよい。

【００２５】更に上記では水流検知器(32)として水流ス
イッチを採用したが、水回路(2) を単位時間に流れる水
の量を計測する流量計を水流検知器(32)として採用して
も良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態の湯沸器の制御用フロー
チャート

【図２】本願発明の実施の形態の全体の概略説明図

【図３】水弁(20)の駆動機構、カム機構及びカムスイッ
チ(13)の説明図

【図４】従来例の説明図

【符号の説明】 (2) ・・・水回路 (10)・・・操作スイッチ (20)・・・水弁 (32)・・・水流検知器 (B) ・・・ガスバーナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 1/08 F24H 1/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスバーナ(B) で加熱される熱交換器(3
   6)を有する水回路(2) に挿入された水弁(20)及び水流検
   知器(32)と、操作スイッチで給湯操作がされたときは前
   記水弁(20)を開弁する前に水流検知器(32)の機能点検を
   実行する水流検知器点検手段を具備する湯沸器に於い
   て、水流検知器(32)が水流検知状態から水流非検知状態
   に復帰するのに要する復帰所要時間以上の設定時間を有
   し且つ操作スイッチの操作によってスタートする遅延タ
   イマーを設け、該遅延タイマーがタイムアップした後に
   水流検知器点検手段を駆動させるようにした湯沸器。
2. 【請求項２】 水流検知器(32)として水流スイッチを採
   用し、遅延タイマーの設定時間を約０．１秒に設定した
   請求項１の湯沸器。