JP3111171B2

JP3111171B2 - 凍結防止機能付き給湯装置

Info

Publication number: JP3111171B2
Application number: JP09015091A
Authority: JP
Inventors: 俊也白倉; 英明藤川; 善久藤田
Original assignee: 株式会社ハーマン
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 2000-11-20
Anticipated expiration: 2017-01-29
Also published as: JPH10213346A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、凍結防止機能付き
給湯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の凍結防止機能付き給
湯装置としては、外気温が低下して通水配管内の残留水
が凍結して器具が破損するのを未然に防止するために、
通水配管内の残留水を加熱する加熱手段として、器具内
に電気ヒータを設けたものがある。また、前記電気ヒー
タの作動開始及び停止を外気温に応じて制御する手段と
して、所定温度以下で導通する感熱式スイッチを前記電
気ヒータに直列に接続した構成や、給水温度を検知する
給水サーミスタで通水配管内の水温を監視して、水温が
所定温度以下に低下すれば前記電気ヒータに直列に接続
したリレーを閉成して前記電気ヒータを通電するように
構成したものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の凍結防止機能付き給湯装置では、使用者が予め
凍結防止のために水抜きを行って通水配管内に残留水が
無い場合、つまり、通水配管内の残留水が凍結して器具
を破損する虞のない場合においても、所定の温度条件下
で前記電気ヒータが通電し、不必要に電力消費がなされ
るという問題があった。

【０００４】本発明は、かかる点に着目してなされたも
のであり、その目的は、外気温が低下して通水配管内の
残留水が凍結して器具が破損する虞のある場合のみ、器
具内に設けられた加熱手段を作動させることで、省電力
化を図りながらも確実に所期の凍結防止機能を果たすこ
とのできる凍結防止機能付き給湯装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕この目的を達成するための本発明に係る凍結防止機能付
き給湯装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の
請求項１に記載した通り、給水路からの水を熱交換器で
加熱して給湯路に供給する熱交換部と、前記熱交換器を
加熱する燃焼加熱部と、前記給水路または給湯路内の水
温または外気温が所定温度以下になる凍結警戒状態を検
知する温度センサと、前記温度センサが前記凍結警戒状
態を検知した場合に前記給水路から前記給湯路にわたる
通水配管の所定個所を加熱して前記通水配管内で残留水
が凍結するのを防止する凍結防止用加熱手段とを備えた
凍結防止機能付き給湯装置であって、前記通水配管内の
残留水の有無を検出する気液判定手段と、前記温度セン
サが前記凍結警戒状態を検知した場合であっても、前記
気液判定手段が前記通水配管内に残留水が無いと判定し
た場合は、前記凍結防止用加熱手段を動作不能にする凍
結防止機能抑制手段とを備え、前記気液判定手段が、前
記通水配管内に設けられた水温検知用サーミスタの自己
加熱時の放熱特性を利用して構成される点にある。

【０００６】同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加
えて、前記気液判定手段による前記通水配管内の残留水
の有無の判定を、所定時間間隔で実行する点にある。

【０００７】

【０００８】

【０００９】〔作用効果〕以下に、上記各特徴構成における作用効果を説明する。
第一の特徴構成によれば、前記温度センサが前記凍結警
戒状態を検知して前記凍結防止用加熱手段が作動してい
ても、前記気液判定手段が前記通水配管内に残留水が無
いと判定した場合は、前記凍結防止用加熱手段の作動を
停止するように、また、前記温度センサが前記凍結警戒
状態を検知する前に前記気液判定手段が前記通水配管内
に残留水が無いと判定した場合は、前記温度センサが前
記凍結警戒状態を検知しても、前記凍結防止用加熱手段
が作動を開始しないように、前記凍結防止機能抑制手段
が前記凍結防止用加熱手段の作動の開始及び停止を制御
することによって、前記通水配管内に残留水が無く凍結
する虞の無い場合は、前記凍結防止用加熱手段が不必要
に作動するのを確実に防止できるのである。又、気液判
定手段が、前記通水配管内に設けられた水温検知用サー
ミスタの自己加熱時の放熱特性を利用して構成されるも
のであるから、給湯装置に不可欠な水温センサと前記気
液判定手段の一部が同じサーミスタを兼用して実現でき
るので、結果として、製造コストの低減が図れるのであ
る。尚、サーミスタの自己加熱時の放熱特性を利用した
気液判定手段とは、サーミスタを通電して自己加熱した
ときの、周囲の雰囲気つまり水または空気の違いによる
サーミスタの放熱特性の差によって、例えば、一定時間
加熱したときの到達温度の差、所定温度まで加熱するの
に必要な時間差、または、所定温度まで加熱した後、同
温度を維持するのに必要な加熱電力量の差が生じるのを
検出してサーミスタの周囲が水であるか空気であるかを
判定する構成となっているものを意味する。

【００１０】以上の結果として、前記凍結防止用加熱手
段が不必要に作動するのを確実に防止することで省電力
化を図ると共に、水温検知用サーミスタを兼用すること
で製造コストの低減を図りながら、前記通水配管内に残
留水がある場合には、前記凍結防止用加熱手段を適切に
作動させ、前記通水配管内の残留水が凍結するのを防止
することができるのである。

【００１１】第二の特徴構成によれば、前記温度センサ
が前記凍結警戒状態を検知して前記凍結防止用加熱手段
が作動していても、その後に使用者が水抜きして前記通
水配管内の残留水が凍結する虞が解消されれば前記凍結
防止用加熱手段の作動を停止することができ、前記凍結
防止用加熱手段に係る省電力化が図れるのである。尚、
同様のことは、前記気液判定手段を常時作動状態に維持
することでも実現できるが、本特徴構成に比べて前記気
液判定手段に係る電力消費量が大きくなる点に注意を要
する。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る凍結防止機能
付き給湯装置（以下、本発明装置という）の一実施の形
態につき図面に基づいて説明する。本発明装置は、図１
に示すように、給水路１からの水を熱交換器３ａで加熱
して給湯路２に供給する熱交換部３と、前記熱交換器３
ａを加熱する燃焼加熱部４と備えてなり、前記燃焼加熱
部４が、バーナ４ａと、前記バーナ４ａの点火手段４ｂ
と火炎検知器４ｃを備え、前記バーナ４ａが、ガス供給
路５からの燃料供給と燃焼ファン６からの燃焼用空気の
供給を受けて、燃焼制御手段７が前記燃料供給並びに燃
焼用空気の供給を適切に制御することで燃焼し、前記熱
交換器３ａを加熱するように構成れている。また、前記
ガス供給路５には、給湯ガス電磁弁５ａ、ガス流量調整
弁５ｂ、元ガス電磁弁５ｃが設けられ、前記給水路１に
は、給水量を計測する水量センサ８と給水温度を計測す
る給水サーミスタ９が、更に、前記給湯路２には、給湯
温度を計測する給湯サーミスタ１０が夫々設けられてい
る。

【００１６】また、前記燃焼制御手段７には、設定給湯
温度等の指示を与えたり、また、前記燃焼制御手段７か
らの燃焼状況に関する情報を表示するリモコン操作部
（図示せず）が本発明装置とは別体で設けられおり、前
記水量センサ８、前記給水サーミスタ９並びに前記給湯
サーミスタ１０からの各計測情報と前記リモコン操作部
から指示される設定給湯温度に基づいて前記燃焼加熱部
４の必要燃焼量を演算により設定し、その設定燃焼量に
基づいて燃料供給量と燃焼用空気の供給量の設定を行
い、前記燃焼ファン６の回転数を制御する。

【００１７】本発明装置は、図１に示すように、以上の
給湯装置としての基本構成に加えて、前記給水路１から
前記給湯路２にわたる通水配管１１の所定箇所を加熱し
て前記通水配管１１内で残留水が凍結するのを防止する
凍結防止用加熱手段１２と、前記給水サーミスタ９が検
出した水温が所定温度以下の場合、凍結警戒状態である
と判定して前記凍結防止用加熱手段１２の作動開始する
凍結防止制御手段１３と、前記給湯サーミスタ１０に自
己加熱用の電力を供給しながら前記給湯サーミスタ１０
の抵抗値を検出することで、前記給湯サーミスタ１０が
取り付けられた前記給湯路２上部の通水配管１１内が水
か空気かを判定する気液判定手段１４を備え、更に、前
記凍結防止制御手段１３は、前記気液判定手段１４が前
記通水配管１１内が空気である、つまり、残留水が無い
と判定した場合は、前記凍結防止用加熱手段１２を動作
不能にする凍結防止機能抑制手段１５を備えている。

【００１８】尚、前記給水サーミスタ９が凍結警戒状態
を検知する温度センサ９ａのセンサ部分を構成してい
る。よって、前記温度センサ９ａの検知出力は前記燃焼
制御手段７及び前記凍結防止制御手段１３に入力され
る。前記給湯サーミスタ１０が前記気液判定手段１４の
一部を構成している。ところで、前記通水配管１１内が
空気であると判定した場合、つまり、残留水が無いと判
定した場合は、前記給水サーミスタ９は通水配管１１内
の空気の温度を検知することになるが、前記凍結防止用
加熱手段１２を動作不能にするため、前記通水配管１１
内に残留水がある場合との気液の差による温度差は問題
とならない。

【００１９】また、図１に示すように、前記凍結防止用
加熱手段１２は、複数の電気ヒータ１２ａと商用交流電
源１２ｂとリレースイッチ１２ｃが直列に接続して構成
され、各電気ヒータ１２ａは夫々、前記給水路１、前記
給湯路２、及び、前記熱交換器３ａの複数箇所において
前記通水配管１１に近接して設けられ、前記リレースイ
ッチ１２ｃの開閉動作は前記凍結防止制御手段１３で制
御される。

【００２０】尚、前記燃焼制御手段７及び前記凍結防止
制御手段１３は、これら動作を制御管理する主制御部１
６と共に一般的なマイクロコンピュータシステム１７で
構成される。通常の燃焼制御と本発明装置の凍結防止機
能が同時に実行されることはないので、単一のマイクロ
コンピュータシステム１７で上記各種制御手段７、１
３、１５、１６を構成することに特段の問題はない。ま
た、具体的には、上記各種制御手段７、１３、１５、１
６は内蔵プログラムとして前記マイクロコンピュータシ
ステム１７内に格納され、ＣＰＵが前記内蔵プログラム
を逐次実行することで具現化される。

【００２１】以下、図２に示すフローチャートに基づい
て、本発明装置の凍結防止機能について説明する。尚、
下記の説明、及び、図２において、Ｔｋは給水サーミス
タ９が検出した給水路内温度である。また、フラグは１
ビットの一時記憶装置であり、セットされると１にな
り、リセットされると０になる。また、カウンタはクリ
アされると０になる。

【００２２】本発明装置の電源がオンした後、ステップ
＃１で、前記凍結防止用加熱手段１２が作動中であれば
その作動を停止し、つまり、前記リレースイッチ１２ｃ
をオフし、フラグをリセットし、カウンタをクリアす
る。ステップ＃２で運転スイッチがオンするまで待機す
る。運転スイッチがオンした後、ステップ＃３で水量セ
ンサ８が前記通水配管１１内の水流の有無を検出した結
果を判定し、水流が有ればステップ＃４へ進み、通常の
燃焼制御系になり、水流が無ければステップ＃５へ進
み、凍結防止制御系になる。

【００２３】以下、凍結防止制御系につき説明する。ス
テップ＃５で、給水路内温度Ｔｋが凍結防止機能の作動
を開始する設定温度以下かを判定する。尚、図２に示す
一実施形態では、給水路内温度Ｔｋが３℃以下で初めて
凍結防止機能の作動を開始し、その後、通常燃焼が開始
されるか、給水路内温度Ｔｋが１５℃以上に上昇するま
で凍結防止機能による凍結防止加熱を継続するようにプ
ログラムされてある。給水路内温度Ｔｋが３℃以下の場
合、ステップ＃６へ進み、カウンタ値が０であるかを判
定する。カウンタ値が０は、次のステップで気液判定を
実行すべきであることを示している。本実施形態では、
前記気液判定手段１４を常時作動させることなく所定の
時間間隔、例えば５分間隔で作動させ、前記通水配管１
１内の残留水の有無を検知してやることで、前記通水配
管１１内に残留水が無い場合の凍結防止加熱に係る無駄
な電力消費が節約できると共に、前記気液判定手段１４
での電力消費も低減するように考慮している。

【００２４】ステップ＃６でカウンタ値が０であった場
合、次ステップ＃８で前記気液判定手段１４をオンし、
前記通水配管１１内の残留水の有無を判定する気液判定
を行い、判定結果を一時記憶する。気液判定が終了する
と、フラグをセットする。このフラグの１（セット状
態）は、給水路内温度Ｔｋが一旦３℃以下になって凍結
防止制御系が前記通水配管１１内に残留水がある場合に
は凍結防止加熱を継続すべき状況にあることを示すため
のものである。尚、気液判定結果の一時記憶場所は前記
気液判定手段１４内であっても、前記凍結防止制御手段
１３内であっても構わない。

【００２５】次ステップ＃９で、前記一時記憶された気
液判定結果に基づいて残留水有りか無しかを判定し、残
留水有りの場合は、ステップ＃１０で前記凍結防止用加
熱手段１２を作動させる。また、既に作動中であればそ
の作動状態を継続する。もし、残留水無しの場合は、ス
テップ＃１１で前記凍結防止用加熱手段１２が作動中で
あればその作動を停止する。

【００２６】次ステップ＃１２でカウンタ値を１カウン
トアップする。尚、ステップ＃６でカウンタ値が０でな
かった場合は、上記のステップ＃８以降を処理せず、上
記ステップ＃１２へ直接移行する。ステップ＃１２でカ
ウンタ値を１カウントアップした後、ステップ＃１３で
カウンタ値が所定値Ｎまでカウントアップされたかを判
定する。尚、カウンタ値Ｎは気液判定の時間間隔を設定
するためのもので、前記各種制御手段７、１３、１５、
１６を形成するのに使用する前記マイクロコンピュータ
システム１７の動作周波数及び前記マイクロコンピュー
タシステム１７のハードウェアが実行するプログラムス
テップ数と所定の設定時間間隔から決定される。本実施
形態では、この所定の設定時間間隔として約５分を想定
している。

【００２７】ステップ＃１３でカウンタ値が所定値Ｎで
あった場合は、ステップ＃１４で前記所定の設定時間間
隔が経過したと判定して、次回に気液判定が実行される
べくカウンタをクリアして、ステップ＃２へ戻り、同じ
処理を繰り返す。

【００２８】ステップ＃５で給水路内温度Ｔｋが３℃よ
り高かった場合は、ステップ＃７へ進み、給水路内温度
Ｔｋが１５℃以上か、または、フラグが０かを判定す
る。ステップ＃７で少なくとも何れか一方が満足する
と、ステップ＃１へ戻り、同じ処理を繰り返す。また、
両方共に満足しなかった場合は、既に凍結防止用加熱状
態にあり、且つ、給水路内温度Ｔｋが１５℃未満で凍結
防止用加熱状態を継続すべき条件が満足され、次ステッ
プ＃１５へ進み、カウンタ値が０であるかを判定する。
カウンタ値が０であった場合は、ステップ＃１６でステ
ップ＃８と同じ気液判定を行い、終了後にステップ＃９
へ移行し、また、カウンタ値が０でなかった場合は、ス
テップ＃１２へ移行し、上記した処理を夫々実行する。

【００２９】尚、ステップ＃３で前記通水配管１１内の
水流が有りと判定され、ステップ＃４へ進んだ場合は、
前記凍結防止用加熱手段１２が作動中であれば、その作
動を停止し、フラグをリセットし、カウンタをクリア
し、次ステップ＃１７で通常の燃焼制御を実行する。

【００３０】以下に、通常の燃焼制御の概略を説明す
る。前記燃焼制御手段７は前記水量センサ８の検知出力
を受けて、前記燃焼ファン６を回転させ、前記点火手段
４ｂを始動させ、スパークが始まると同時に、前記燃焼
制御手段７は前記給湯ガス電磁弁５ａ、前記元ガス電磁
弁５ｃを開弁する。燃料ガスは前記ガス流量調整弁５ｂ
で設定される点火時の所定ガス量が前記バーナ４ａに供
給され、前記バーナ４ａへの点火が完了すると、前記火
炎検知器４ｃが火炎を検知して、スパークが停止する。

【００３１】前記燃焼制御手段７は前記水量センサ８と
前記給水サーミスタ９により給水量と給水温を検出して
設定湯温から必要ガス量を演算し、前記ガス流量調整弁
５ｂの開度と前記燃焼ファン６の回転数を設定する。そ
の後、前記給湯サーミスタ１０により設定湯温になるよ
うに前記ガス流量調整弁５ｂの開度と前記燃焼ファン６
の回転数を制御しながら連続燃焼に入る。

【００３２】また、上記の燃焼動作と並行して、ステッ
プ＃１７において、図２に示すように、運転スイッチの
オン状態と水量センサ８の検知出力を常時監視し、運転
スイッチがオフすれば、燃焼動作を停止してステップ＃
２に戻り、前記通水配管１１内で水流が止まれば、燃焼
動作を停止してステップ＃５に移行し、上記した同様の
処理を繰り返す。

【００３３】続いて、図１に示す前記気液判定手段１４
の回路構成について説明する。図３に示すように、前記
給水サーミスタ９としてＮＴＣ（負温度係数）サーミス
タ（２４ｋ〜４ｋΩ：０〜４０℃、Ｂ定数＝３４５０
Ｋ）を使用し、直流１８Ｖ乃至２４Ｖの一定電圧を出力
する加熱用電力供給手段からスイッチング回路２１を介
して電力供給される。前記給水サーミスタ９の前記スイ
ッチング回路２１との接続点が温度検出時にその抵抗値
の変化を電圧変化として取り出す出力端子Ｎ１で、前記
給水サーミスタ９の他方側の端子は接地されている。前
記出力端子Ｎ１は温度検出用の外付け回路３１を介し
て、前記各種制御手段７、１３、１５、１６を構成する
前記マイクロコンピュータシステム１７とは別のマイク
ロコンピュータ４０と接続している。

【００３４】温度検出用の前記外付け回路３１は、温度
検出時に前記給水サーミスタ９の抵抗値の変化を検出す
るための電流を前記加熱用電力供給手段２０より低電圧
の５Ｖ電源から供給するための負荷抵抗３２（４ｋΩ）
と、前記外付け回路３１との接続点である前記マイクロ
コンピュータ４０の入力端子Ｎ２を前記加熱用電力供給
手段２０の高電圧から保護するための保護抵抗３３と保
護ダイオード３４で構成されている。前記保護抵抗３３
（１１ｋΩ）は前記入力端子Ｎ２と前記出力端子Ｎ１の
間に設けられ、前記保護ダイオード３４は前記入力端子
Ｎ２と前記５Ｖ電源との間に、陽極を前記入力端子Ｎ２
側にして設けられている。前記スイッチング回路２１が
オンしている期間は、前記給水サーミスタ９に加熱用の
電力が供給されると同時に、前記出力端子Ｎ１に高電圧
が印加され、前記５Ｖ電源との間に、前記負荷抵抗３２
を経由するものと、前記保護抵抗３３と保護ダイオード
３４を経由する二つの電流経路が形成される。前記保護
ダイオード３４の順方向の抵抗値が前記保護抵抗３３に
比べて十分低く、且つ、接触電位の低いショットキーバ
リアダイオードを使用しているので、前記入力端子Ｎ２
の電圧レベルは約５Ｖまで電圧降下して保護回路として
機能する。一方、前記スイッチング回路２１がオフして
いる期間は、温度検出期間で、前記負荷抵抗３２と前記
給水サーミスタ９で分圧された出力電圧が前記出力端子
Ｎ１に出力されるが、出力電圧は５Ｖ以下であるため、
前記保護ダイオード３４は逆バイアス状態で前記保護抵
抗３３には前記マイクロコンピュータ４０の前記入力端
子Ｎ２の入力リーク電流相当の微小電流が流れるだけ
で、前記入力端子Ｎ２と前記出力端子Ｎ１の電圧レベル
は略等しくなる。

【００３５】前記マイクロコンピュータ４０は五つの機
能ブロックを備えている。第１の機能ブロックは、温度
検出時に前記入力端子Ｎ２の電圧値をアナログ・ディジ
タル（Ａ／Ｄ）変換して、変換後の電圧値に基づいて前
記給水サーミスタ９の個体温度を演算する温度検出部４
１である。この温度検出部４１と前記外付け回路３１で
前記給水サーミスタ９の抵抗値の変化を検出して前記給
水サーミスタ９の個体温度を検出する温度検出手段３０
を形成する。

【００３６】第２の機能ブロックは、前記温度検出部４
１が検出した加熱前の前記給水サーミスタ９の周囲の雰
囲気温度である初期温度情報４８に応じて、初期温度毎
に予め設定された加熱後の到達温度を加熱温度情報４９
として、第３の機能ブロックである制御部４２へ出力す
る加熱温度決定手段４４である。

【００３７】第３の機能ブロックは、前記スイッチング
回路２１を断続的にオン・オフさせる一定周期の制御パ
ルス信号２２を出力し、前記加熱用電力供給手段２０か
ら前記給水サーミスタ９への電力供給量を調整する前記
制御部４２である。この制御部４２と前記スイッチング
回路２１で、前記給水サーミスタ９を前記加熱温度決定
手段４４からの前記加熱温度情報４９の示す所定温度ま
で加熱し、その所定温度に維持して熱平衡状態を得るた
めに、前記加熱用電力供給手段２０から前記給水サーミ
スタ９への電力供給を制御する制御手段を形成する。前
記制御部４２は、前記温度検出部４１が検出した個体温
度情報４６に基づいて、前記制御パルス信号２２のデュ
ーティ比をフィードバック制御することで、熱平衡状態
を得るために必要な前記加熱用電力供給手段２０から前
記給水サーミスタ９への電力供給量を調整する。

【００３８】第４の機能ブロックは、前記加熱用電力供
給手段２０から前記給水サーミスタ９への供給電力相当
量で前記給水サーミスタ９が液体中にあるか空気中にあ
るかの気液判定を行う気液判定部４３である。前記加熱
用電力供給手段２０の電源電圧が一定であり、熱平衡状
態では前記給水サーミスタ９は前記所定温度に維持され
ており一定の抵抗値を有するため、前記デューティ比は
前記給水サーミスタ９への電力供給量と比例する供給電
力相当量であり、前記気液判定部４３は、前記制御部４
２からの前記制御パルス信号２２の前記デューティ比を
示すデューティ比信号４７に基づいて、前記気液判定を
行う。

【００３９】第５の機能ブロックは、前記温度検出部４
１が出力する前記初期温度情報４８に応じて、初期温度
毎に予め設定された気液判定の基準となる基準デューテ
ィー比を基準デューティー比情報５０として、前記気液
判定部４３へ出力する基準デューティー比出力手段４５
である。具体的には、前記気液判定部４３は、前記制御
部４２からの前記デューティ比信号４７が示すデューテ
ィ比と前記基準デューティー比出力手段４５からの前記
基準デューティー比情報５０が示す前記基準デューティ
ー比を大小比較して気液判定を行う。

【００４０】尚、前記マイクロコンピュータ４０の前記
五つの各機能ブロックは、具体的には、前記マイクロコ
ンピュータ４０の演算装置部と一時記憶領域を共有し、
データ記憶領域に格納されたプログラムに基づいて各部
の処理を実行するように構成されている。また、前記デ
ータ記憶領域は各機能ブロックの処理に使用するデータ
や処理結果のデータを格納するためにも使用され、各機
能ブロックの一部の構成要素である。また、前記演算装
置部、前記一時記憶領域、前記データ記憶領域は夫々、
内部相互間、または、外部とのインターフェース用回路
を含む。例えば、上記のように、前記温度検出手段３０
に係わる前記演算装置部はＡ／Ｄ変換インターフェース
を有している。

【００４１】図３に示す気液判定装置の各部の動作につ
いて、図４に示す気液判定流れ図に基づいて説明する。
気液判定の流れは、初期温度検出ステップ＃２０と、加
熱・熱平衡状態ステップ＃３０と、気液判定ステップ＃
４０と、終了ステップ＃５０が順次実行される。

【００４２】前記初期温度検出ステップ＃２０では、ス
テップ＃２１において、前記温度検出手段３０が既に加
熱前の前記給水サーミスタ９の周囲の雰囲気温度である
初期温度Ｔ₀を検出して前記初期温度情報４８を出力し
ているかを判定する。前記初期温度情報４８を出力して
いる場合は、前記加熱・熱平衡状態ステップ＃３０へ進
む。そうでない場合は、ステップ＃２２へ進み、前記温
度検出手段３０を作動させて前記給水サーミスタ９の個
体温度Ｔ_nを測定して前記初期温度Ｔ₀として前記初期
温度情報４８を出力する。続いて、ステップ＃２３にお
いて、前記初期温度情報４８に基づいて、前記基準デュ
ーティー比出力手段４５が初期温度Ｔ₀に対応する基準
デューティー比Ｄ _Sを算出して前記基準デューティー比
情報５０を出力する。更に、ステップ＃２３において、
初期温度Ｔ₀毎に予め設定された加熱後の到達温度の中
から前記初期温度情報４８に基づいて、加熱後到達温度
Ｔ_Sを決定して、前記加熱温度情報４９として出力す
る。

【００４３】前記加熱・熱平衡状態ステップ＃３０で
は、前記制御部４２が、ステップ＃３１において、前記
温度検出部４１が検出する実時間の前記給水サーミスタ
９の個体温度Ｔ_nと前記加熱後到達温度Ｔ_Sの偏差Ｅ_N
を求め、ステップ＃３２において、その偏差Ｅ_Nより必
要な自己加熱電力Ｐを算出し、ステップ＃３３におい
て、その自己加熱電力Ｐより前記制御パルス信号２２の
デューティ比Ｄを求め、ステップ＃３４において、その
デューティ比Ｄの前記制御パルス信号２２を出力して前
記給水サーミスタ９に自己加熱用の電力供給を行う。更
に、ステップ＃３５において、前記偏差Ｅ_Nをモニター
し、前記偏差Ｅ_Nが３℃以下になるまで、前記ステップ
＃３１から前記ステップ＃３５を繰り返す。尚、前記ス
テップ＃３１から前記ステップ＃３５の一連の処理は前
記制御パルス信号２２の一周期内で実行される。前記偏
差Ｅ_Nが３℃以下になると、前記給水サーミスタ９が熱
平衡状態に達したと判断して、前記気液判定ステップ＃
４０へ進む。

【００４４】前記気液判定ステップ＃４０では、前記気
液判定部４３が、前記気液判定ステップ＃４０へ進んだ
時点でのデューティ比Ｄと前記基準デューティー比Ｄ_S
を大小比較して、前記デューティ比Ｄが前記基準デュー
ティー比Ｄ_Sより大きい場合は、前記給水サーミスタ９
が水中にあると判定し、逆の場合は空気中に有ると判定
する。

【００４５】引き続き、前記終了ステップ＃５０へ進
み、前記制御パルス信号２２の出力を停止し、前記前記
スイッチング回路２１をオフし、自己加熱を停止する。

【００４６】（別実施形態）以下に他の実施形態を説明
する。

【００４７】上記の実施形態において、前記気液判定手
段１４は図３及び図４に示す構成並びに動作するものに
限定されるものではない。サーミスタの自己加熱時の放
熱特性を利用した気液判定手段である場合も、他の方式
構成のものであっても構わない。

【００４８】また、前記凍結防止用加熱手段１２は前記
複数の電気ヒータ１２ａと前記商用交流電源１２ｂと前
記リレースイッチ１２ｃが直列接続した構成以外のもの
であっても構わない。

【００４９】本発明装置の凍結防止機能の動作は、必ず
しも、図２のフローチャートに示す手順には限定されな
い。また、前記各種制御手段７、１３、１５、１６は前
記マイクロコンピュータシステム１７によらず、専用の
カスタム回路で構成しても構わない。そして、制御の手
順もプログラムによらずランダムロジックで構成しても
構わない。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外気温が低下して通水配管内の残留水が凍結して器具が
破損する虞のある場合のみ、器具内に設けられた凍結防
止用加熱手段を作動させることで、省電力化及び製造コ
ストの低減を図りながらも確実に所期の凍結防止機能を
果たすことのできる凍結防止機能付き給湯装置を提供す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施形態を示す構成図

【図２】本発明装置の一実施形態の凍結防止機能を説明
するフローチャート

【図３】気液判定装置の一実施形態を示す回路構成図

【図４】気液判定装置の一実施形態の動作を説明するフ
ローチャート

【符号の説明】

１給水路２給湯路３熱交換部３ａ熱交換器４燃焼加熱部４ａバーナ９ａ温度センサ１１通水配管１２凍結防止用加熱手段１４気液判定手段１５凍結防止機能抑制手段

フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−182042（ＪＰ，Ａ) 特開平６−265208（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−93640（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24H 1/00 602

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】給水路からの水を熱交換器で加熱して給
湯路に供給する熱交換部と、前記熱交換器を加熱する燃
焼加熱部と、前記給水路または給湯路内の水温または外
気温が所定温度以下になる凍結警戒状態を検知する温度
センサと、前記温度センサが前記凍結警戒状態を検知し
た場合に前記給水路から前記給湯路にわたる通水配管の
所定個所を加熱して前記通水配管内で残留水が凍結する
のを防止する凍結防止用加熱手段とを備えた凍結防止機
能付き給湯装置であって、前記通水配管内の残留水の有無を検出する気液判定手段
と、前記温度センサが前記凍結警戒状態を検知した場合
であっても、前記気液判定手段が前記通水配管内に残留
水が無いと判定した場合は、前記凍結防止用加熱手段を
動作不能にする凍結防止機能抑制手段とを備え、前記気液判定手段が、前記通水配管内に設けられた水温
検知用サーミスタの自己加熱時の放熱特性を利用して構
成される凍結防止機能付き給湯装置。
【請求項２】前記気液判定手段による前記通水配管内
の残留水の有無の判定を、所定時間間隔で実行する請求
項１記載の凍結防止機能付き給湯装置。