JP3197481B2 - 給湯器 - 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、給湯器に関する。

【０００２】

【従来の技術】給水管を備えた熱交換器をバーナの燃焼
熱により加熱し、それによって、給水管を流れる水を加
熱して給湯を行わしめる給湯器にあっては、出湯温セン
サにより出湯温を検出し、その出湯温が使用者等により
設定された設定温度に一致するようにバーナの燃焼を制
御するものが一般に知られている。この場合、バーナの
燃焼の制御は、例えば検出出湯温や給水管の通水量等に
応じて出湯温を設定温度に一致させるのに要するバーナ
の必要燃焼量を演算等により求め、その必要燃焼量でも
ってバーナを燃焼させるように、バーナへの給気量や給
燃量を制御することで行われる。

【０００３】また、この種の給湯器にあっては、熱交換
器の上流側で給水管から分流され、且つ、該熱交換器の
下流側で該給水路に合流せしめたバイパス管を備え、熱
交換器で加熱した水にバイパス管から加熱されていない
水を合流して出湯せしめるものが知られている。このよ
うにバイパス管を備えたものにあっては、次のような利
点がある。すなわち、給湯の全水量を熱交換器で加熱し
た場合、設定温度が低いと、バーナの燃焼量を低くする
ため、熱交換器のフィンの温度等が比較的低いものとな
り、このような状態では、燃焼排ガス中の水蒸気が熱交
換器のフィン等に結露して所謂ドレンを生じる。このド
レンは熱交換器の劣化を招くと共に、燃焼室の給排気通
路の詰まり等の原因となって好ましくない。ところが、
上記のように熱交換器で加熱した水にバイパス管から加
熱されていない水を合流して出湯せしめるものでは、そ
の合流後の湯温を設定温度に制御するようにバーナの燃
焼を行うため、該設定温度が比較的低くても、バーナの
燃焼量が比較的高めに制御されることとなり、これによ
って、熱交換器の温度を高めにしてドレンの発生を抑制
することができる。

【０００４】このようにバイパス管を備えたものにおい
て、例えばバーナの許容最大燃焼量で燃焼を行っても出
湯温（バイパス管と給湯管との合流箇所よりも下流側の
給湯管内の湯温）が設定温度に満たない場合に、該バイ
パス管と給湯管との分流箇所に設けた制御弁等により、
熱交換器に至る給水管の通水量をほぼ一定としつつ、バ
イパス管の通水量を減少させるものが本願発明者等によ
り考えられている。このようにすることで、加熱されて
いない水の量が減少するため、その合流後の出湯温が上
昇し、従って、バーナの燃焼量を許容最大燃焼量よりも
小さな燃焼量としても最終的な出湯温を設定温度に一致
させるようにすることができ、これによって、幅広い温
度範囲での給湯が可能となる。

【０００５】さらに、燃焼室の給排気通路の閉塞度合い
がある程度高くなると、バーナに十分な燃焼用空気を給
気することが困難なものとなることから、該給排気通路
の閉塞度合いを検出し、その閉塞度合いに応じてバーナ
の許容最大燃焼量を制限するものが本願出願人により開
発されている。このようにすることで、バーナへの給気
を十分に行うことができない状態で、バーナに多量の燃
料を給燃して燃焼させるような事態が排除され、燃焼不
良の発生を防止することができる。

【０００６】ところで、前述のようにバーナの許容最大
燃焼量で燃焼を行っても出湯温が設定温度に満たない場
合に、バイパス管の通水量を減少させるものでは次のよ
うな不都合を生じることが本願発明者等の検討により判
明した。

【０００７】すなわち、バイパス管の通水量（加熱され
ていない水の量）を減少させると、許容最大燃焼量以下
の燃焼量で設定温度の出湯温を得ることができるが、そ
の状態で設定温度が大きく下げられると、バーナの燃焼
量は出湯温を設定温度に一致させるようにさらに減少す
る。そして、この場合、熱交換器で加熱される水の通水
量は前述のように略一定であるため、該熱交換器の温度
が低下し、その温度がある程度の温度以下に低下する
と、ドレンを生じやすくなるという不都合が生じる。

【０００８】特に、前記のように給排気通路の閉塞度合
いに応じてバーナの許容最大燃焼量を制限した場合に、
バーナの燃焼量が低めに制限されるため、上記の不都合
を生じやすくなる。そして、ドレンの発生は、前述のよ
うに給排気通路のさらなる閉塞を招くため、良好な燃焼
を行うことができなくなる虞れがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消し、バーナの許容最大燃焼量で燃焼を行っても出
湯温が設定温度に満たない場合に、バイパス管の通水量
を減少させる給湯器において、ドレンの発生を防止する
ことができる給湯器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の給湯器はかかる
目的を達成するために、燃焼室に収容されたバーナと、
該バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、該熱交換
器を通って配設された給水路と、前記熱交換器の上流側
で前記給水路から分流され、該熱交換器の下流側で該給
水路に合流されたバイパス路と、該バイパス路と前記給
水路との合流箇所の下流側で前記給水路に設けられた出
湯温検出手段と、該出湯温検出手段により検出される出
湯温が設定温度に一致するよう前記バーナへの給気及び
給燃を行いつつ該バーナの燃焼を制御する燃焼制御手段
と、前記バーナの許容最大燃焼量での燃焼によって前記
出湯温が設定温度に達しないとき、前記熱交換器を通る
給水路の通水量を略一定としつつ前記バイパス路の通水
量を減少せしめる通水量制御手段とを備えた給湯器にお
いて、前記熱交換器のドレンの発生を監視するドレン監
視手段と、該ドレン監視手段によりドレンの発生又はそ
の発生の虞れが把握されたとき、前記通水量制御手段に
より減少された前記バイパス路の通水量を該ドレンの発
生が解消する通水量に増加させるドレン防止手段とを備
えたことを特徴とする。

【００１１】かかる本発明によれば、前記燃焼量制御手
段により、前記バーナの燃焼量は前記出湯温検出手段に
より検出される出湯温が設定温度に一致するように制御
され、このとき、バーナの許容最大燃焼量でもって該バ
ーナを燃焼させても出湯温が設定温度に達しないときに
は、前記通水量制御手段により前記バイパス路の通水量
が減少され設定温度の出湯温を得ることができる。そし
て、バイパス路の通水量が減少した状態で、例えば設定
温度が大きく下げられると、バーナの燃焼量が燃焼制御
手段により大きく減少される。そして、このように前記
通水量制御手段により前記バイパス路の通水量が減少さ
れてバーナの燃焼量が減少された状態で、前記ドレン監
視手段により、前記熱交換器のドレンの発生又はその発
生の虞れが把握されたときには、前記ドレン防止手段に
よりバイパス路の通水量が増加される。この時、バイパ
ス路の通水量の増加によって、出湯温が低下するため、
前記燃焼制御手段は、出湯温を上昇させるべくバーナの
燃焼量を増加させる。これにより、熱交換器の温度が上
昇し、ドレンの発生が解消される。そして、ドレン防止
手段は、その状態を維持するようにバイパス路の通水量
を制御する。

【００１２】従って、本発明のよれば、ドレンの発生又
はその発生の虞れが生じたときには設定温度と出湯温と
が一致するように制御されるバーナの燃焼量を増加させ
て、熱交換器の温度をドレンが発生しないような温度に
上昇させることができ、それによって、ドレンの発生を
確実に防止することができる。

【００１３】かかる本発明にあっては、前記ドレン防止
手段により前記バイパス路の通水量を増加させる際に、
該バイパス路の通水量が既に所定の最大通水量に増加さ
れていたり、あるいは、該所定の最大通水量までバイパ
ス路の通水量を増加させても、依然として前記ドレン監
視手段によりドレンの発生又はその発生の虞れが把握さ
れる場合もあり得る。

【００１４】そこで、本発明にあっては、さらに、前記
ドレン防止手段は、前記バイパス路の通水量が該バイパ
ス路の所定の最大通水量まで増加した状態で、前記ドレ
ン監視手段によりドレンの発生又はその発生の虞れが把
握されたとき、前記設定温度にかかわらず前記バーナの
燃焼量を該ドレンの発生が解消する燃焼量に増加させる
手段を具備する。

【００１５】このようにすることで、バイパス路の通水
量がその最大通水量に増加した状態で、ドレンの発生又
はその発生の虞れが生じたときには、バーナの燃焼量を
前記設定温度にかかわらず増加させて、熱交換器の温度
をドレンが発生しないような温度に上昇させることがで
き、それによって、ドレンの発生を確実に防止すること
ができる。尚、この場合、設定温度にかかわらずバーナ
の燃焼量を増加させるため、出湯温は設定温度よりも高
くなるものの、バーナの燃焼量の増加はドレンの発生が
解消するまでしか行われないので、出湯温が設定温度に
対して大きく上昇することはなく、従って、ドレンの発
生を防止しつつ給湯を継続することができる。

【００１６】また、かかる本発明において、一般に、熱
交換器のドレンはその熱交換器の温度がある温度以下に
低下したときに生じ、また、前記バイパス路と前記給水
路との合流箇所の上流側における熱交換器の出湯温又は
該熱交換器のフィン温度又は前記燃焼室の排気温度は熱
交換器の温度に応じたものとなる。そこで、本発明では
さらに、前記ドレン監視手段は、前記バイパス路と前記
給水路との合流箇所の上流側における熱交換器の出湯温
又は該熱交換器のフィン温度又は前記燃焼室の排気温度
により該熱交換器のドレンの発生を監視する。これによ
り、ドレンの発生の監視を容易に行うことができる。

【００１７】さらに、本発明では、前記燃焼室に連通す
る給排気通路の閉塞度合いを検出する閉塞度合い検出手
段と、該閉塞度合い検出手段により検出された前記給排
気通路の閉塞度合いに応じて前記バーナの許容最大燃焼
量を制限する燃焼量制限手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１８】この場合、前記通気路の閉塞が進行する
と、バーナの燃焼量が低めに制限されるため、前記熱交
換器の温度低下によってドレンを生じやすくなるが、前
記のようにドレン監視手段により前記熱交換器のドレン
の発生又はその発生の虞れが把握されたときには、前記
ドレン防止手段によりバイパス路の通水量が増加され、
それ応じて前記燃焼量制御手段によりバーナの燃焼量が
増加されるため、熱交換器のドレンの発生が防止され
る。

【００１９】従って、上記のようにドレンの発生が生じ
やすくなっても、そのドレンの発生又はその発生の虞れ
が生じたときには上記のように、バイパス路の水量が増
加されてバーナの燃焼量が増加するので、給排気通路の
閉塞を促進する虞れのあるドレンの発生を効果的に防止
することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１乃至図
４を参照して説明する。図１は本実施形態の給湯器のシ
ステム構成図、図２は図１の給湯器の要部のブロック構
成図、図３は図１の給湯器の水量制御を説明するための
線図、図４は図１の給湯器の燃焼ファンの回転数の補正
値と給排気通路の閉塞度合いとの関係を示す線図であ
る。

【００２１】図１を参照して、本実施形態の給湯器は、
給湯器本体１とそれに接続されたリモコン２とを備え
る。

【００２２】給湯器本体１は、給水路３と、ガスバーナ
４と、ガスバーナ４を収容した燃焼室５と、燃焼用空気
を燃焼室５内に給気する燃焼ファン６と、制御ユニット
７と、ガスバーナ４に燃料ガスを供給するための給燃路
８とを具備する。

【００２３】給水路３は、元給水管９、熱交換器管１０
及び出湯管１１により構成され、その熱交換器管１０に
並列にバイパス管（バイパス路）１２が接続されてい
る。

【００２４】元給水管９は、上流側が上水道に接続さ
れ、下流側が電動水量制御装置１３の入口に接続されて
いる。この元給水管９には、上流側から水フィルタ兼水
抜栓１４、水量センサ１５、給水サーミスタ１６が配さ
れている。水量センサ１５は、羽根車式であり、給水管
８中を流れる水量に応じたパルスを送出する。給水サー
ミスタ１６は給水温を検出するためのものである。

【００２５】熱交換器管１０は、上流入口側が電動水量
制御装置１３の一方出口側に接続され、その中間部分が
ガスバーナ４の上方に設けられた熱交換器１７を通り、
下流出口側が出湯管１１に接続されている。熱交換器１
７は、ガスバーナ４の燃焼により加熱され、それにより
熱交換器管１０の内部を流れる水が熱交換器１７を通る
過程で加熱される。また、外壁には過熱防止装置１８が
配設され、下流出口側には缶体サーミスタ１９が配設さ
れている。缶体サーミスタ１９は、熱交換器１７を通過
した水の出湯温を検出する。

【００２６】バイパス管１２は、上流入口側が電動水量
制御装置１３の他方出口側に接続されて、熱交換器１７
の上流側で給水路３から分流され、下流端が出湯管１１
の上流側（熱交換器管１０の下流端側）に接続されて、
熱交換器１７の下流側で給水路３に合流されている。

【００２７】出湯管１１には、凍結を防止するための凍
結防止ヒータ２０、出湯温を検出する出湯サーミスタ２
１（出湯温検出手段）、過圧安全弁兼水抜栓２２、湯を
出すための給湯栓２３が上流側から下流側にわたって配
設されている。出湯温サーミスタ２１は給水路３とバイ
パス管１２との合流箇所の下流側で給水路３の出湯管１
１を流れる湯の出湯温を検出する。給湯栓２３は、キッ
チンや浴室に配される蛇口（図示せず）から吐出する湯
の量を調節する湯栓である。

【００２８】電動水量制御装置１３は、制御ユニット７
により制御され、元給水管９を通過する全水量（＝出湯
管１１を通過する全水量）、及び熱交換器管１０を通過
する熱交水量と熱交換器管１０を経ずにバイパス管１２
を流れて出湯管１１に到達するバイパス水量との割合を
調整する。

【００２９】この場合、電動水量制御装置１３は、給湯
栓２３の開度が一定であるとき、該電動水量制御装置１
３の操作量（図示しない弁の操作角度）に応じて、図３
に示すような水量特性でもって水量調整を行う。すなわ
ち、電動水量制御装置１３の操作量をその最大操作量Ｓ
max から減少させていくと、元給水管９を通過する全水
量は操作量Ｓa （＜Ｓmax ）までは操作量の減少に伴っ
て所定の割合で低下し、該操作量Ｓa 以下の操作量では
操作量Ｓa までの低下の割合よりも小さな割合で低下す
る。また、熱交換器管１０を通過する熱交水量（熱交換
器１７で加熱される水の水量）は、電動水量制御装置１
３の操作量が最大操作量Ｓmax から操作量Ｓa までは、
操作量にかかわらず一定に維持され、操作量Ｓa 以下の
操作量では、全水量の低下の割合と同じ割合で低下す
る。従って、Ｓa ≦操作量≦Ｓmaxの範囲の操作量にお
いて、バイパス管１２を流れるバイパス水量（これは全
水量から熱交水量を引いた水量に等しい）は、操作量の
減少に伴って減少する。尚、本実施形態では、電動水量
制御装置１３の最大操作量Ｓmax において、給湯栓２３
を全開としたとき、例えば１６号相当の全水量が得られ
るようになっている。

【００３０】給燃路８には、その上流側から順に元電磁
弁２４及びガバナ比例電磁弁２５が配設され、その下流
端部はガスバーナ４に燃料ガスを供給すべく燃焼室５に
導入されている。ガバナ比例電磁弁２５は、制御ユニッ
ト７により通電制御され、通電量に応じて燃料ガスの給
燃量を連続的に可変する。元電磁弁２４は、制御ユニッ
ト７の制御により開閉し、それにより、ガスバーナ４へ
の給燃及びその給燃の遮断を行う。

【００３１】尚、図１において、２６は点火電極、２７
はイグナイタ、２８は燃焼炎を検知するためのフレーム
ロッド、２９は過熱防止用の温度ヒューズ、３０は凍結
防止ヒータ２０を作動させるための低温感知スイッチで
ある。また、燃焼室５には、上部に燃焼排ガス３１を捕
集して外に排出する排気通路３２（給排気通路）が延設
されると共に、燃焼ファン６を設けた給気通路３３（給
排気通路）が連通されている。排気通路３２には必要に
応じて図示しない延長ダクトが接続される。

【００３２】また、リモコン２には、温度設定スイッチ
３４や運転スイッチ３５、表示器（図示せず）等が設け
られている。

【００３３】次に、図２を参照して、前記制御ユニット
７は、マイクロコンピュータ（図示せず）を有するもの
で、その主要な機能的構成として、ガスバーナ４の必要
燃焼量を算出する必要燃焼量算出部３６と、燃焼ファン
６を制御するファン制御部３７と、燃焼ファン６の回転
数を補正するための補正値を算出する補正値算出部３８
と、ガバナ比例電磁弁２５を通電制御する比例弁制御部
３９と、排気通路３２や給気通路３３の閉塞度合いを検
出する閉塞度合検出部４０（閉塞度合検出手段）と、ガ
スバーナ４の許容最大燃焼量を適宜制限する燃焼量制限
部４１（燃焼量制限手段）と、電動水量制御装置１３に
より水量制御を行わしめる水量制御部４２と、熱交換器
１０のドレンの発生を監視するドレン監視部４３（ドレ
ン監視手段）とを具備する。

【００３４】ここで、本発明の構成に対応して、必要燃
焼量算出部３６、ファン制御部３７、補正値算出部３８
及び比例弁制御部３９は、燃焼ファン６及びガバナ比例
電磁弁２５と併せて燃焼制御手段４４を構成し、水量制
御部４２は電動水量制御装置１３と併せて、通水量制御
手段４５及びドレン防止手段４６を構成するものであ
る。

【００３５】必要燃焼量算出部３６は、給水サーミスタ
１６や水量センサ１５、出湯サーミスタ２１により検出
される給水温や水量（全水量）、出湯温、並びに電動水
量制御装置１３の操作量に基づき、リモコン２の温度設
定スイッチ３４により設定された設定温度に出湯温を一
致させるためのガスバーナ４の必要燃焼量を所定の演算
式等を用いて算出する。

【００３６】ファン制御部３７は、ガスバーナ４の燃焼
中において、必要燃焼量算出部３６により求められた必
要燃焼量に対応した適正量の燃焼用空気を燃焼室５内の
ガスバーナ４に給気するための燃焼ファン６の目標回転
数を設定し、燃焼ファン６に設けられた回転数センサ４
８により検出される燃焼ファン６の実回転数が目標回転
数に一致するように燃焼ファン６の回転数をフィードバ
ック制御する。この場合、ファン制御部３７は、排気通
路３２あるいは給気通路３３の閉塞がない場合に必要燃
焼量に対応した適正量の燃焼用空気を供給し得る燃焼フ
ァン６の回転数としてあらかじめ必要燃焼量に応じて定
められた基準目標回転数をマップやテーブル等を用いて
求め、その求めた基準目標回転数に、補正値算出部３８
により後述するように求められる補正値を乗算して補正
することで、目標回転数（補正値が“１”の場合は基準
目標回転数に一致する）を設定する。

【００３７】補正値算出部３８は、燃焼ファン６のファ
ン電流（燃焼ファン６を駆動するモータの電流）が、排
気通路３２あるいは給気通路３３の閉塞度合いに応じて
変化し、回転数が同じであれば該閉塞度合いが高くなる
程、ファン電流が低下することを利用し、該ファン電流
を検出する電流センサ４９から得られる検出ファン電流
に基づき、燃焼ファン６の回転数の補正値を例えば２０
ｍｓ毎に求める。この場合、補正値算出部３８は、排気
通路３２あるいは給気通路３３の閉塞がない場合に流れ
るファン電流としてあらかじめ燃焼ファン６の各回転数
に対応して定めたファン電流を基準とし、その基準ファ
ン電流に対する検出ファン電流の低下度合い（これが閉
塞度合いに応じたものとなる）に応じてあらかじめ定め
られた演算式等を用いて補正値を求める。このようにし
て求められる補正値は、排気通路３２あるいは給気通路
３３の閉塞度合いに対して、例えば図４に示すような値
で求められる。このような補正値Ｈを前記ファン制御部
３７により前記基準回転数に乗算して目標回転数を求め
ることで、その目標回転数は、排気通路３２あるいは給
気通路３３の現在の閉塞度合でもって前記必要燃焼量に
対応した適正量の燃焼用空気をガスバーナ４に給気し得
る燃焼ファン６の回転数となる。

【００３８】比例弁制御部３９は、燃焼ファン６により
ガスバーナ４に給気される燃焼用空気の量に整合した量
の燃料ガスをガスバーナ４に給燃すべく、回転数センサ
４８により検出される燃焼ファン６の実回転数に応じて
ガバナ比例電磁弁２５への通電量を決定し、その通電量
でもってガバナ比例電磁弁２５に通電制御することで、
ガスバーナ４への燃焼用空気の給気量に整合した量の燃
料ガスをガスバーナ４に給燃せしめる。この場合、比例
弁制御部３９は、排気通路３２あるいは給気通路３３の
閉塞がない場合に燃焼ファン６の現在の回転数で給気さ
れる燃焼用空気の量に整合した量の燃料ガスを給燃し得
るガバナ比例電磁弁２５への基準通電量を、回転数セン
サ４８により検出される燃焼ファン６の実回転数に応じ
てあらかじめ定めたマップやテーブル等を用いて設定
し、その基準通電量を前記補正値算出手段３８により求
められた補正値Ｈで除算することにより、ガバナ比例電
磁弁２５への通電量を決定する。このようにして決定さ
れた通電量でもってガバナ比例電磁弁２５を通電制御す
ることで、燃焼用空気の給気量に整合した量の燃料ガス
がガスバーナ４に給燃される。そして、前述のように燃
焼ファン６の回転数はファン制御部３７により前記目標
回転数に制御されて、必要燃焼量に対応した燃焼用空気
の給気量に制御されるので、上記のようにガバナ比例電
磁弁２５を通電制御することで結果的に必要燃焼量に対
応した量の燃料ガスがガスバーナ４に給燃されることと
なる。尚、上記のようなファン先行型ではないものにお
いては、比例弁２５への基準通電量を補正値Ｈで除算す
る必要はない。

【００３９】閉塞度合検出部４０は、前記補正値算出部
３８により求められた補正値Ｈにより図４に示したよう
な関係に従って排気通路３２あるいは給気通路３３の閉
塞度合いを把握する。例えば補正値Ｈ＝１．１であれ
ば、閉塞度合いは６０％であると把握される。

【００４０】燃焼量制限部４１は、閉塞度合検出部４０
により把握された閉塞度合いに応じてガスバーナ４の許
容最大燃焼量を制限し、その制限した許容最大燃焼量を
ファン制御部３７や比例弁制御部３９に指示する。この
場合、許容最大燃焼量の制限は、例えば検出された閉塞
度合いが６０％以上６５％未満であるときに、ガスバー
ナ４の許容最大燃焼量を１４号相当の燃焼量に制限し、
６５％以上７０％未満では許容最大燃焼量を１２号相当
の燃焼量に制限する、というようにして行う。尚、前記
ファン制御部３７や比例弁制御部３９は、必要燃焼量が
燃焼量制限部４１により与えられる許容最大燃焼量を越
えるような場合には、該必要燃焼量にかかわらず、許容
最大燃焼量でもってガスバーナ４を燃焼させるように給
気及び給燃を燃焼ファン６及びガバナ比例電磁弁２５を
介して制御する。このように許容最大燃焼量を制限する
のは、燃焼ファン６の回転数の補正量に上限を設けてい
るためである。すなわち、突風等による閉塞時に燃焼フ
ァン６の回転数を補正することで、必要燃焼量に対応し
た燃焼用空気を供給することができるものの、補正値を
大きくすると、突風等が停止した際、一時的に燃焼用空
気が燃料ガスの供給量に対して大幅に増えるため、これ
を回避すべく燃焼ファン６の回転数の補正値を制限して
いる。従って、補正値が上限を越えたときには燃焼ファ
ン６の能力にまだ余裕があっても、燃焼ファン６の回転
数を上げずに許容最大燃焼量を制限するようにしてい
る。

【００４１】水量制御部４２は、ガスバーナ４が燃焼量
制限部４１により定められた許容最大燃焼量で燃焼して
いる場合（比例弁制御部３９によるガバナ比例電磁弁２
５への通電量が許容最大燃焼量に対応する量の燃料ガス
を給燃せしめる通電量となっている場合）に、出湯温サ
ーミスタ２１により検出される出湯温がリモコン２の温
度設定スイッチ３４により設定された設定温度に達しな
い場合に、バイパス管１２のバイパス水量を所定量づつ
減少させるように電動水量制御装置１３の操作量（図３
参照）を制御する。但し、水量制御部４２は、ドレン監
視部４３により後述の指示が与えられたときには、逆に
バイパス水量を所定量づづ増加させるように電動水量制
御装置１３の操作量を制御する。

【００４２】ドレン監視部４３は、缶体サーミスタ１９
により検出される熱交換器１７を通過した熱交換器管１
０内の水の出湯温に基づき、熱交換器１７のドレンの発
生を監視する。この場合、ドレン監視部４３は、熱交換
器管１０の出湯温が例えば４８°Ｃ以下となったとき
に、熱交換器１７のドレンが発生する虞れがあると判断
し、それに応じて水量制御部４２にバイパス水量の増量
を指示する。

【００４３】次に、本実施形態の給湯器の給湯時（ガス
バーナ４の燃焼中）の作動を説明する。

【００４４】給湯時には、制御ユニット７の必要燃焼量
算出部３６により、出湯温サーミスタ２１により検出さ
れる出湯管１１の出湯温をリモコン２の温度設定スイッ
チ３４により設定された設定温度に一致させるためのガ
スバーナ４の必要燃焼量が時々刻々算出される。そし
て、前述したように、制御ユニット７のファン制御部３
７は、基本的には必要燃焼量や補正値算出部３８により
算出される補正値Ｈに従って燃焼ファン６の目標回転数
を設定し、その目標回転数で燃焼ファン６を回転させる
ようにフィードバック制御することにより、必要燃焼量
に対応した適正量の燃焼用空気を燃焼ファン６により燃
焼室５に給気せしめる。また、比例弁制御部３９は、前
述したように、回転数センサ４８により検出される燃焼
ファン６の回転数や補正値Ｈに従ってガバナ比例電磁弁
２５への通電量を決定し、その通電量でもってガバナ比
例電磁弁２５に通電することにより、上記のように目標
回転数に制御される燃焼ファン６の回転数で給気される
燃焼用空気の量に整合した量の燃料ガスをガスバーナ４
に給燃せしめる。これにより、ガスバーナ４は必要燃焼
量でもって燃焼するようになり、出湯管１１の出湯温が
設定温度に一致するようにガスバーナ４の燃焼量が制御
される。

【００４５】尚、少なくとも給湯器の初回の作動時にお
いては、電動水量制御装置１３の操作量は例えば１６号
相当の全水量を得ることができる最大操作量Ｓmax （図
３参照）に設定されており（このとき、バイパス水量は
最も多い）、また、ガスバーナ４の許容最大燃焼量も１
６号相当の燃焼量とされている。

【００４６】一方、給湯器の経年使用等により、排気通
路３２や給気通路３３がある程度閉塞した状態で給湯を
行ったときには、その閉塞度合いが制御ユニット７の閉
塞度合検出部４０により、燃焼ファン６の回転数の前記
補正値Ｈに基づき把握され、その把握された閉塞度合い
に応じて前記燃焼量制限部４１により、給湯時のガスバ
ーナ４の許容最大燃焼量が制限される（許容最大燃焼量
が低減される）。

【００４７】このように許容最大燃焼量が制限された状
態で、例えば設定温度が比較的高めに設定されると、バ
イパス水量が多い状態では、その制限された許容最大燃
焼量でガスバーナ４を燃焼させても、出湯管１１の出湯
温を設定温度まで上昇させることができなくなる場合が
生じる。

【００４８】このような場合に、制御ユニット７の水量
制御部４２は、電動水量制御装置１３の操作量を所定量
づつ徐々に減少させていき、これにより、バイパス水量
を所定量づづ減少させていく。このため、熱交換器管１
０内を流れる加熱された湯にバイパス管１２から合流す
る加熱されていない水の量が少なくなって、出湯管１１
を流れる湯の温度（出湯温）が上昇する。この場合、水
量制御部４２によるバイパス水量の減少制御は、出湯管
１１の出湯温が設定温度に一致するようになると停止さ
れる。そして、該出湯温が設定温度を越えると、ガスバ
ーナ４の必要燃焼量が今現在の許容最大燃焼量よりも小
さくなって、ガスバーナ４の燃焼量が減少される。

【００４９】尚、このようにバイパス水量を減少せしめ
る作動は、ガスバーナ４の許容最大燃焼量が低減されて
いなくとも、例えば全水量が多い状態で設定温度がかな
り高めに設定されたときに行われる場合がある。但し、
特に、排気通路３２や給気通路３３の閉塞度合いが高く
なる程、許容最大燃焼量が低く制限されるため、バイパ
ス水量を減少せしめる作動が生じやすくなる。

【００５０】このようにバイパス水量が減少された状態
で、例えば設定温度が比較的低めに設定されると、出湯
管１２の出湯温を設定温度に一致させるためのガスバー
ナ４の必要燃焼量は、バイパス水量が多い場合に比べて
小さくなり、従って、ガスバーナ４の燃焼量が比較的低
い状態に制御される。

【００５１】このような状態では、熱交換器１７の温度
があまり高くならず、ドレンを生じやすい状態となる。
このとき、制御ユニット７のドレン監視部４３は、熱交
換器管１０の出湯温を缶体サーミスタ１９によりドレン
の発生を監視しており、その検出温度がドレン発生の限
界温度としてあらかじめ定められた所定温度（例えば４
８°Ｃ）以下になると、水量制御部４２にバイパス水量
の増加を指示する。

【００５２】そして、水量制御部４２はその指示を受け
たときには、電動水量制御装置１３の操作量を所定量づ
つ徐々に増加させていき、これにより、バイパス水量を
所定量づづ増加させていく。このため、熱交換器管１０
内を流れる加熱された湯にバイパス管１２から合流する
加熱されていない水の量が多くなって、出湯管１１を流
れる湯の温度（出湯温）が低下する。そして、該出湯温
が設定温度を下回るようになるため、ガスバーナ４の必
要燃焼量が大きくなって、ガスバーナ４の燃焼量が増加
される。従って、熱交換器１７の温度が上昇していく。
尚、この場合、ガスバーナ４の必要燃焼量が大きくな
り、その結果閉塞度合い等によって制限された許容最大
燃焼量を越えることがあったとしても特に支障はない。
すなわち、前述したように閉塞度合いに応じて燃焼量を
制限したのは、燃焼ファン６の能力はまだ余裕があるも
のの、燃焼ファン６の回転数の補正値が大きいと、突風
等が停止して閉塞状態が解除された際に、一時的に燃焼
用空気が大幅に増えて失火等が生じる虞れがあるからで
あり、ドレンの発生を防止するために、ガスバーナ４の
必要燃焼量が閉塞度合いにより制限された許容最大燃焼
量を越え、それに対応するように燃焼ファン６の回転数
を補正することは燃焼上、支障はない。

【００５３】このような水量制御部４２によるバイパス
水量の増量制御は、ドレン監視部４３による増量指示が
解消するまで、すなわち、前記缶体サーミスタ１９の検
出温度が前記所定温度（４８°Ｃ）以上になるまで行わ
れ、これにより、バイパス水量は最終的にドレンを生じ
ないような水量に制御される。尚、本実施形態の給湯器
では、給湯器の運転が所定時間（例えば８分）以上継続
して停止された場合等には、前述のように水量制御部４
２により制御された電動水量制御装置１３の操作量は当
初の操作量に戻される。

【００５４】ところで、上記のようなバイパス水量の増
量制御に際して、電動水量制御装置１３の操作量が既に
前記最大操作量Ｓmax となっており、あるいは、ドレン
監視部４３による増量指示が解消しないまま電動水量制
御装置１３の操作量が最大操作量Ｓmax まで増加される
と、バイパス水量は最大水量となるため、それ以上、バ
イパス水量を増加させることができない。このため、本
実施形態では、このような場合には、水量制御部４２
は、必要燃焼量算出部３６に必要燃焼量の強制的な増加
を指示する。このとき、必要燃焼量算出部３６は、出湯
温の設定温度にかかわらず、求める必要燃焼量を徐々に
増加させていく。これによりガスバーナ４の燃焼量が徐
々に増加され、従って熱交換器１７の温度が上昇してい
く。そして、このようなガスバーナ４の燃焼量の増加
は、ドレン監視部４３による増量指示が解消し、水量制
御部４２による燃焼量の強制的な増加指示が解消するま
で、すなわち、前記缶体サーミスタ１９の検出温度が前
記所定温度（４８°Ｃ）以上になるまで行われ、これに
より、ドレンの発生が解消される。尚、この場合、設定
温度にかかわらずガスバーナ４の燃焼量を増加させるた
め、出湯温は設定温度よりも高くなるものの、給湯を継
続することはできる。

【００５５】以上のような水量制御やガスバーナ４の燃
焼量制御を行うことで、熱交換器１７のドレンの発生を
確実に防止することができる。特に、排気通路３２や給
気通路３３の閉塞が生じている場合には、ガスバーナ４
の許容最大燃焼量が制限されるため、さほど高くない設
定温度においてもバイパス水量が減少されてガスバーナ
４の燃焼量が減少し、ドレンが生じやすい状態となり、
ドレンが発生すると排気通路３２や給気通路３３の閉塞
が促進される虞れがあるものの、上記のようにバイパス
水量を増加させることにより、燃焼量を増加させ、さら
に、バイパス水量が最大水量となって、それ以上増加さ
せることができない場合には、燃料量を強制的に増加さ
せるため、ドレンの発生が防止され、上記のような不都
合を生じることはない。

【００５６】尚、本実施形態の給湯器においては、閉塞
度合検出部４０により把握される閉塞度合いが例えば８
０％以上となったときには、制御ユニット７の制御によ
りガスバーナ４の燃焼による給湯運転は停止される（元
電磁弁２４の閉弁等の処理が行われる）。

【００５７】また、本実施形態の給湯器においては、給
湯運転（ガスバーナ４の燃焼運転）の開始の際に、燃焼
ファン６によりプリパージを行って、その時のファン電
流に基づいて閉塞度合いを把握するようにしており、こ
のとき、閉塞度合いが例えば８０％を越えているような
場合には、ガスバーナ４を着火することなく給湯運転を
停止するようにしている。

【００５８】また、以上説明した実施形態においては、
ドレンの発生の監視を熱交換器管１０の出湯温に基づい
て行うようにしたが、熱交換器１７のフィン温度やガス
バーナ４の燃焼排ガスの温度も熱交換器１７のドレンの
発生と密接に関係しており、これらのフィン温度や燃焼
排ガスの温度に基づいてドレンの発生を監視するように
してもよい。

【００５９】また、本実施形態では、排気通路３２や給
気通路３３の閉塞度合いをファン電流に基づいて求めら
れる燃焼ファン６の回転数の補正値Ｈにより把握するよ
うにしたが、ファン電流から直接的に把握するようにし
てもよく、あるいは、排気通路３２や給気通路３３の実
風量（給気量）を風量センサを用いて検出し、その検出
風量に基づいて閉塞度合いを把握するようにすることも
可能である。

【００６０】尚、本実施形態では、排気通路３２や給気
通路３３の閉塞によってガスバーナ４の許容最大燃焼量
を制限するものを示したが、このような許容最大燃焼量
の制限を行わないタイプの給湯器においても本発明を適
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例の給湯器のシステム構成図。

【図２】図１の給湯器の要部のブロック構成図。

【図３】図１の給湯器の水量制御を説明するための線
図。

【図４】図１の給湯器の燃焼ファンの回転数の補正値と
給排気通路の閉塞度合いとの関係を示す線図。

【符号の説明】

３…給湯路、４…バーナ、５…燃焼室、１２…バイパス
路、４０…閉塞度合検出手段、４１…燃焼量制限手段、
４３…ドレン監視手段、４４…燃焼制御手段、４５…通
水量制御手段、４６…ドレン防止手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−252848（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24H 1/10 302 F24H 9/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室に収容されたバーナと、該バーナの
   燃焼により加熱される熱交換器と、該熱交換器を通って
   配設された給水路と、前記熱交換器の上流側で前記給水
   路から分流され、該熱交換器の下流側で該給水路に合流
   されたバイパス路と、該バイパス路と前記給水路との合
   流箇所の下流側で前記給水路に設けられた出湯温検出手
   段と、該出湯温検出手段により検出される出湯温が設定
   温度に一致するよう前記バーナへの給気及び給燃を行い
   つつ該バーナの燃焼を制御する燃焼制御手段と、前記バ
   ーナの許容最大燃焼量での燃焼によって前記出湯温が設
   定温度に達しないとき、前記熱交換器を通る給水路の通
   水量を略一定としつつ前記バイパス路の通水量を減少せ
   しめる通水量制御手段とを備えた給湯器において、 前記熱交換器のドレンの発生を監視するドレン監視手段
   と、該ドレン監視手段によりドレンの発生又はその発生
   の虞れが把握されたとき、前記通水量制御手段により減
   少された前記バイパス路の通水量を該ドレンの発生が解
   消する通水量に増加させるドレン防止手段とを備えたこ
   とを特徴とする給湯器。
2. 【請求項２】前記ドレン防止手段は、前記バイパス路の
   通水量が該バイパス路の所定の最大通水量まで増加した
   状態で、前記ドレン監視手段によりドレンの発生又はそ
   の発生の虞れが把握されたとき、前記設定温度にかかわ
   らず前記バーナの燃焼量を該ドレンの発生が解消する燃
   焼量に増加させる手段を具備することを特徴とする請求
   項１記載の給湯器。
3. 【請求項３】前記ドレン監視手段は、前記バイパス路と
   前記給水路との合流箇所の上流側における熱交換器の出
   湯温又は該熱交換器のフィン温度又は前記燃焼室の排気
   温度により該熱交換器のドレンの発生を監視することを
   特徴とする請求項１又は２記載の給湯器。
4. 【請求項４】前記燃焼室に連通する給排気通路の閉塞度
   合いを検出する閉塞度合い検出手段と、該閉塞度合い検
   出手段により検出された前記給排気通路の閉塞度合いに
   応じて前記バーナの許容最大燃焼量を制限する燃焼量制
   限手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の給湯器。