JP3441551B2

JP3441551B2 - 給湯装置

Info

Publication number: JP3441551B2
Application number: JP08057195A
Authority: JP
Inventors: 秀樹北川
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 1995-04-05
Filing date: 1995-04-05
Publication date: 2003-09-02
Anticipated expiration: 2018-09-02
Also published as: KR960038293A; JPH08278058A; KR0170172B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス又は石油給湯装
置、特に、バイパスミキシング方式の熱交換器を具備す
る給湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術及び課題】最近の給湯装置では、熱交換器の
ドレンによる腐食を防止するため、又は、再出湯時の冷
水サンド現象（再出湯時に温水が出た後一時的に冷水が
出る現象）を防止する為に、熱交換器への給水回路を、
熱交換器を介する被加熱回路と、熱交換器を迂回するバ
イパス回路に分岐して熱交換器の下流側で合流させるよ
うにした所謂バイパスミキシング方式が採用されてい
る。このものでは、被加熱回路の流量とバイパス回路の
流量との比率を制御することにより、出湯量や出湯温度
の如何にかかわらず、熱交換器部の温度を比較的高温に
維持できることから、当該熱交換器でのドレンの発生が
防止できる。また、制御の仕方によって、上記冷水サン
ド現象も防止し易い。

【０００３】ところが、この種の給湯器では、前記被加
熱回路とバイパス回路が常時開放した状態となる。一
方、総流量がごく少ない場合においては、熱交換器を加
熱する為のガスバーナが燃焼停止状態となっている場合
もあり、かかる場合には、熱交換器にドレンが発生し易
い。

【０００４】かかる不都合を解消すると共に、器具運転
停止状態での各回路の凍結防止の為の水抜きが確実に行
えるようにしたものを、特願平６−２５３６７２号とし
て提案した。このものでは、図１のように、バーナ(B)
によって加熱される熱交換器(J) への被加熱回路(1a)と
前記熱交換器(J) を迂回するバイパス回路(1b)とを前記
熱交換器(J) の下流側で合流させるようにし、被加熱回
路(1a)及びバイパス回路(1b)への総流量を計測するため
の総流量センサ(3a)を設け、前記バーナ(B) は、前記検
知水量が最小設定流量以下では燃焼を停止させる構成と
し、被加熱回路(1a)及びバイパス回路(1b)には常開の開
閉弁(2a)(2b)を夫々挿入し、通常使用温度域ではこれら
制御弁を共に開弁させると共に、総流量センサ(3a)の検
知水量が最小設定流量以下になると前記開閉弁(2a)のみ
を閉弁させ、且、高温給湯時には前記開閉弁(2b)のみを
閉弁させるための制御装置(C) を具備させている。

【０００５】このものでは、温度センサ(S) からの出力
と設定温度との関係でガス比例弁(V) を制御することに
より水栓(13)からの出湯温度調節ができることは勿論、
ガスバーナが燃焼しない程度のごく少量の流量条件にお
いては、制御装置(C) からの出力により被加熱回路(1a)
に挿入した開閉弁(2a)を閉弁させることによって熱交換
器側通路を遮断することから、当該熱交換器(J) でのド
レンの発生が防止できる。

【０００６】また、前記給湯装置から冷水をそのまま取
り出す（水使用状態）際には、前記制御装置(C) に内蔵
される制御手段(C₁)の作用により、被加熱回路(1a)の開
閉弁(2a)を閉弁させてバイパス回路(1a)側のみから冷水
を取り出すことが出来るから、上記の場合と同様にして
熱交換器でのドレンの発生が防止できる。さらに、開閉
弁(2a)(2b)が常開式の電磁弁としてあるあるから、運転
停止状態では、バイパス回路(1b)と被加熱回路(1a)の両
方が同時に開放状態となるから、各回路の凍結防止の為
の水抜きが確実に行える。

【０００７】ところが、この先行技術のものでは、水使
用状態としたとき、開閉弁(2b)が閉弁状態に固着してい
ると、上記した水使用状態とするための動作がくり返し
実行される不都合がある。これは、水使用状態にセット
されて開閉弁(2a)が閉弁された後、総流量センサ(3a)の
流量値が「０」を示しておれば、異常と判断して水使用
状態とする為の一連の動作がくり返されるからである。
そして、開閉弁(2a)の開閉がくり返される。

【０００８】従って、開閉弁(2b)が閉弁状態に固着して
いる場合、水使用状態とするための動作を強制的に停止
しない限り前記動作がくり返されることとなる。この不
都合は、開閉弁(2b)を常閉の開閉弁としてこれを水使用
状態にセットした時に強制開弁する方式の場合にも生じ
る問題である。本発明は、かかる点に鑑みてなされたも
のであり、『バーナ(B) によって加熱される熱交換器
(J) への給水回路(1) を当該熱交換器(J) を介する被加
熱回路(1a)と前記熱交換器(J) を迂回するバイパス回路
(1b)とに分岐させると共に、前記熱交換器(J) の下流側
で前記被加熱回路(1a)とバイパス回路(1b)を合流させる
ようにし、前記被加熱回路(1a)とバイパス回路(1b)との
分岐点の上流側に総流量を計測する為の総流量センサ(3
a)を設け、前記被加熱回路(1a)に電磁式の常開の開閉弁
(2a)を、バイパス回路(1b)に電磁式の開閉弁(2b)を各別
に挿入すると共に、水使用状態にセットする為の信号が
入力されると、バイパス回路(1b)の開閉弁(2b)を開弁さ
せ且被加熱回路(1a)の開閉弁(2a)を閉弁させて、給水回
路(1) の冷水をバイパス回路(1b)のみを介して供給する
水使用状態に設定出来るようにした制御手段(C₁)を設け
た給湯装置』において、バイパス回路(1b)に挿入した開
閉弁(2b)が固着によって閉弁状態にロックされた状態で
水使用状態にセットされたとき、開閉弁(2a)の強制閉弁
動作がくり返され、この状態が継続する不都合を解消で
きるようにすることをその課題とする。

【０００９】［請求項１の発明について］

【００１０】

【技術的手段】上記課題を解決するための本発明の技術
的手段は、『被加熱回路(1a)には補助流量センサ(3b)を
設け、開閉弁(2b)に開弁信号が入力されてから設定時間
後の総流量センサ(3a)と補助流量センサ(3b)の検知流量
値の差又は比がバイパス回路(1b)が遮断状態にある場合
の値になっているときに所定の第１信号を出力する第１
判定手段と、前記第１判定手段から第１信号が出力され
たときには再度制御手段(C₁)による動作を実行させる為
のリピート手段と、前記第１判定手段による第１信号が
出力された回数を計数しその計数値が設定回数に達する
と前記制御手段(C₁)による水使用状態へのセット動作を
停止させる第２判定制御手段を設けた』ことである。

【００１１】

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。水使用
状態にセットされると、制御手段(C₁)によって開閉弁(2
b)が先ず開弁され、開閉弁(2a)が一定時間開弁された状
態で総流量センサ(3a)と補助流量センサ(3b)の検知水量
の差又は比が演算される。正常時には被加熱回路(1a)と
バイパス回路(1b)が共に開放しているから、前記検知水
量の差が一定値以上となるか又は比が設定値以下となる
から、第１判定手段は第１信号を出力する状態とはなら
ず、そのまま制御手段(C₁)による制御が継続され、開閉
弁(2a)が閉弁されて被加熱回路(1a)のみが遮断されて水
使用状態となり、給水回路(1) からの冷水がバイパス回
路(1b)を介してそのまま蛇口から取り出される。

【００１２】開閉弁(2b)が固着によって閉弁状態にロッ
クされていると、水使用状態にセットされたときの信号
入力によって制御手段(C₁)から開閉弁(2b)に開弁信号が
入力されてもバイパス回路(1b)が連通しない。すると、
その後の第１判定手段からの第１信号の出力によりリピ
ート手段が作動して制御手段(C₁)による水使用状態セッ
トの為の動作が再開される。

【００１３】その後、再度第１判定手段により、総流量
センサ(3a)と補助流量センサ(3b)の検知水量の差又は比
が演算されるとも共にそれが設定値と比較されて、バイ
パス回路(1b)の遮断が継続している場合には、第１信号
が出力され、制御手段(C₁)による動作が繰り返されるこ
ととなる。一方、第１判定手段の第１信号出力の回数
は、第２判定制御手段によって計数されてこの出力回数
が設定回数に達すると、第２判定制御手段の出力によ
り、制御手段(C₁)による水使用状態セットの為の動作が
停止される。

【００１４】

【効果】開閉弁(2b)が固着によって閉弁状態にロックさ
れていると、水使用状態にセットされたとしても、この
ための動作が設定回数実行されたあと、水使用状態とす
るための以後の制御動作が停止されるから、水使用状態
とするための制御動作がくり返し実行される不都合が解
消できる。

【００１５】水使用状態とするための制御動作が複数回
繰り返されるから、完全な固着ではない場合には、この
動作繰り返しの間に正常に復帰することもあり、このよ
うな場合には、水使用状態にセットされるから、使い易
い。［請求項２の発明］この発明は開閉弁(2b)が閉弁状態に
固着されていることを一層確実に判定出来るようにする
ものであり、このために採用される技術的手段は、『リ
ピート手段は、第１判定手段から第１信号が出力された
場合であって前記第１信号が入力された後開閉弁(2a)を
閉弁した状態で総流量センサ(3a)の検知水量が０である
場合に制御手段(C₁)による水使用状態にセットするため
の動作を実行させる構成とした』ものである。

【００１６】このものでは、総流量センサ(3a)と補助流
量センサ(3b)との検知水量の差または両者の比によるバ
イパス回路(1b)の遮断検知の判断と、開閉弁(2a)を閉弁
した状態での総流量センサ(3a)の出力による前記遮断検
知の判断との両方によって開閉弁(2b)の閉弁固着が確認
できるから、固着のチェックが確実である。

【００１７】

【実施例】次に、上記した本発明の実施例を図面に従っ
て詳述する。本発明の実施例は、図２に示すように、熱
交換器(J) を加熱するバーナ(B) の燃焼量を比例弁(V)
によって制御するものである。また、熱交換器(J) への
給水回路(1) に於ける被加熱回路(1a)とバイパス回路(1
b)の分岐点(11)の上流側には総流量センサ(3a)が挿入さ
れ、この給水回路(1) に継手(32)によって接続される入
口側回路(10)には元弁(31)が挿入され、給水回路(1) へ
の供給水量が前記総流量センサ(3a)によって検知されて
いる。

【００１８】熱交換器(J) を通る被加熱回路(1a)には開
閉弁(2a)及びこの被加熱回路の流量を計測するための補
助流量センサ(3b)が挿入され、熱交換器(J) を迂回する
バイパス回路(1b)には開閉弁(2b)が挿入されている。前
記開閉弁(2a)(2b)は何れも常開の電磁弁である。そし
て、前記被加熱回路(1a)とバイパス回路(1b)の合流点(1
2)の下流側に水栓(13)が接続される。

【００１９】この実施例では、前記合流点(12)の下流側
の温度が温度センサ(S) によって検知され、これの検知
温度と、出湯温度を３５℃〜７５℃の間で設定できるよ
うにした出湯温度設定器（図示せず）からの設定値と、
総流量センサ(3a)の検知水量が制御装置(C) に入力さ
れ、この制御装置(C) からの出力により、比例弁(V) の
開度が制御されると共に、開閉弁(2a)(2b)が制御され
る。

【００２０】例えば、出湯温度が通常使用温度に設定さ
れている場合には、開閉弁(2a)(2b)が開弁状態に維持さ
れて、総流量センサ(3a)の検知水量と、前記設定温度と
の関係から制御装置(C) ではバーナ(B) の燃焼ガス量を
演算して、比例弁(V) の開度がこれに見合った開度に設
定される。これにより、設定温度の湯が合流点(12)から
取り出せる。この合流点(12)の下流側にて水栓(13)の開
度が変えられて出湯量が変化しても、これに追随して制
御装置(C) では上記演算が逐次実行されることから、出
湯温度が設定温度に維持される。

【００２１】合流点(12)の下流側にて水栓(13)の開度が
極端に絞られて、総流量センサ(3a)の検知水量が最小設
定水量になると、このときには制御装置(C) の出力によ
り、開閉弁(2a)が非導通状態となってこれが閉弁され、
開閉弁(2b)のみが導通して開弁状態に維持されて、熱交
換器(J) には通水されない状態となる。従って、余熱が
ある状態で冷水が通過することによるドレンの発生が防
止できる。

【００２２】次に、設定温度が所定の高温度（例えば７
５℃以上）に設定されると、開閉弁(2a)が開弁状態に維
持され、開閉弁(2b)が閉弁状態に維持される。これによ
り、被加熱回路(1a)側のみを介して通水されることとな
り、この条件での燃焼ガス量が演算されて、比例弁(V)
の開度がこれに見合った開度に設定される。

【００２３】また、前記制御装置(C) には水使用状態に
セットするための制御手段(C₁)が内蔵されている。この
制御手段(C₁)は、水使用状態にセットするための信号が
入力されると、例えば、水使用スイッチ（図示せず）か
らの「オン」信号が入力されると、開閉弁(2a)に閉弁信
号を入力させるものである。そして、開閉弁(2b)が閉弁
状態に固着されたままで前記水使用状態にセットされた
場合の安全を確保するために、上記制御装置(C) には、
前記固着を判定する為の装置が内蔵されている。

【００２４】なお、この実施例の制御装置(C) では、水
使用状態とする為に、図３で示すフローチャートに基づ
いた制御が実行される。以下、この動作を同図に基づい
て説明する。水使用にセットされると、例えば、水使用
スイッチが投入されると、これの信号入力により、先
ず、総流量センサ(3a)の検知水量が「０」でないかが判
断される。つまり、水流の有無が判断される(ST-01) 。

【００２５】そしてこの状態が設定時間（例えば２０
秒）継続されると、（補助流量センサ(3b)の検知水量）
／（総流量センサ(3a)の検知水量）＝Ｖが設定値よりも
小さいかが判断される(ST-02) 。このＶ値が設定値（例
えば０．８〜０．９）よりも小さいときには、バイパス
回路(1b)への流量が十分な値であると判断されて、開閉
弁(2a)が閉弁される(ST-03) 。ここで、前記ステップ(S
T-02) は既述の第１判定手段に相当する。

【００２６】その後、総流量センサ(3a)の検知水量が
「０」になることを検知する状態に待機する(ST-04) 。
このステップは、水栓(13)が閉じられたか否かを判断す
るものであり、水使用を停止する為に前記水栓(13)が閉
じられると、水流が生じないことから総流量センサ(3a)
の検知水量は「０」となる。これにより水使用が停止さ
れたと判断して開閉弁(2a)を開弁状態に戻して、ステッ
プ(ST-01) に戻り、総流量センサ(3a)の検知水量が
「０」よりも大きくなるのを検知する状態に待機する。

【００２７】Ｖ値と設定値（例えば３〜５）とを比較す
る為の(ST-02) において、このＶ値が設定値よりも大き
いとき（このときの当該ステップからの信号が既述の第
１信号に相当する）は、バイパス回路(1b)の連通に異常
がある場合であり、この場合には、記憶値(I) の値が設
定値以上かどうかを判断して(ST-05) 、前記記憶値(I)
が設定値未満の場合には、記憶値(I) ＝Ｉ＋１としてス
テップ(ST-03) を実行して開閉弁(2a)を閉弁する。この
後、一定時間が経過するとステップ(ST-04) が実行され
る。

【００２８】開閉弁(2b)が固着によって閉弁されている
時には、前記総流量センサ(3a)の検知水量が「０」であ
るから、開閉弁(2a)が開弁された後、ステップ(ST-01)
に戻る。このとき、開閉弁(2a)の開弁により、総流量セ
ンサ(3a)の検知水量が「０」よりも大きくなっているか
ら、上記した一連の動作が実行される。そして、この動
作の再開によって、開閉弁(2b)の固着が解消されると、
既述の水使用状態となる。逆に、開閉弁(2b)の固着が解
消されない限り、上記一連の動作を実行する度に記憶値
(I) の値が更新されて、この記憶値(I) が設定値になる
と、これがステップ(ST-05) によって判断されて、開閉
弁(2a)を閉弁した後ステップ(ST-01) に戻る。

【００２９】この状態では、開閉弁(2b)が閉弁状態に固
着し且開閉弁(2a)が閉弁状態にあるから、総流量センサ
(3a)の検知水量は「０」になっている。従って、上記制
御はステップ(ST-01) に停止したままとなる。このよう
に、この実施例では、開閉弁(2a)(2b)はともに常開の電
磁弁としてあるから、開閉弁(2b)が非導通状態で開弁状
態にある。従って、この実施例に於いて、開閉弁(2b)を
開弁させる為の開弁信号とは、「０」信号または「オ
フ」信号となる。

【００３０】開閉弁(2b)として常閉の電磁弁を採用した
場合には、水使用状態とするための信号が入力された時
に開閉弁(2b)を開弁させる為のステップが、図３のステ
ップ(ST-01) の前に挿入される。なお、図３のフローチ
ャートにおいて、ステップ(ST-01) 、(ST-03) 、(ST-0
4) による一連の動作が制御手段(C₁)による動作に相当
し、ステップ(ST-04) にて検知水量が「０」と判定され
たときに、開閉弁(2a)を開弁させてステップ(ST-01) に
戻す構成が既述のリピート手段に相当する。

【００３１】また、上記実施例では、ステップ(ST-05)
と開閉弁(2a)を閉弁させるステップとステップ(ST-01)
の組み合わせが第２判定制御手段に相当する。なお、上
記実施例では、第１判定手段としてのステップ(ST-02)
では、Ｖ値によって開閉弁(2b)が閉弁状態に固着された
ことを検知しているが、開閉弁(2a)(2b)が共に開弁した
状態に於ける被加熱回路(1a)の水量が適正範囲にあるか
どうかによって判断する方法を採用してもよい。例え
ば、総流量センサ(3a)と補助流量センサ(3b)の検知水量
の差が設定値によりも小さい場合に開閉弁(2b)の上記固
着と判断するようにしてもよく、又、被加熱回路(1a)と
バイパス回路(1b)の流量比と総流量センサ(3a)の検知水
量から演算される水量よりも、補助流量センサ(3b)の検
知水量が大きい場合には上記固着があると判断するよう
にしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の説明図

【図２】本発明の実施例の説明図

【図３】制御装置(C) のフローチャート図

【符号の説明】

(B) ・・・ガスバーナ (J) ・・・熱交換器 (1) ・・・給水回路 (1a)・・・被加熱回路 (1b)・・・バイパス回路 (3a)・・・総流量センサ (3b)・・・補助流量センサ (2a)・・・開閉弁 (2b)・・・開閉弁 (C₁)・・・制御手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バーナ(B) によって加熱される熱交換器
(J) への給水回路(1) を当該熱交換器(J) を介する被加
熱回路(1a)と前記熱交換器(J) を迂回するバイパス回路
(1b)とに分岐させると共に、前記熱交換器(J) の下流
側で前記被加熱回路(1a)とバイパス回路(1b)を合流させ
るようにし、前記被加熱回路(1a)とバイパス回路(1b)との分岐点の上
流側に総流量を計測する為の総流量センサ(3a)を設け、前記被加熱回路(1a)に電磁式の常開の開閉弁(2a)を、バ
イパス回路(1b)に電磁式の開閉弁(2b)を各別に挿入する
と共に、水使用状態にセットする為の信号が入力されると、バイ
パス回路(1b)の開閉弁(2b)を開弁させ且被加熱回路(1a)
の開閉弁(2a)を閉弁させて、給水回路(1) の冷水をバイ
パス回路(1b)のみを介して供給する水使用状態に設定出
来るようにした制御手段(C₁)を設けた給湯装置におい
て、被加熱回路(1a)には補助流量センサ(3b)を設け、開閉弁(2b)に開弁信号が入力されてから設定時間後の総
流量センサ(3a)と補助流量センサ(3b)の検知流量値の差
又は比がバイパス回路(1b)が遮断状態にある場合の値に
なっているときに所定の第１信号を出力する第１判定手
段と、前記第１判定手段から第１信号が出力されたときには再
度制御手段(C₁)による動作を実行させる為のリピート手
段と、前記第１判定手段による第１信号が出力された回数を計
数しその計数値が設定回数に達すると前記制御手段(C₁)
による水使用状態へのセット動作を停止させる第２判定
制御手段を設けた給湯装置。
【請求項２】リピート手段は、第１判定手段から第１
信号が出力された場合であって前記第１信号が入力され
た後開閉弁(2a)を閉弁した状態で総流量センサ(3a)の検
知水量が０である場合に制御手段(C₁)による水使用状態
にセットするための動作を実行させる構成とした請求項
１に記載の給湯装置。