JP3579454B2 - 給湯器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナに点火して温湯を供給する給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近来、台所や風呂などで開栓すると温湯が供給され、しかも諸所にセンサを設けて湯温を管理し、温湯の温度が適切になるように制御される給湯器が普及している。
単に給湯用バーナの燃焼と水量を制御しただけでは、閉栓後の温度低下により再度開栓したときに低い温度のぬるま湯や水が出てきて不快であるばかりでなく、適温になるまでに水を捨てたりすることになるので不経済であり、これを解決する手段が各種提案されている。
【０００３】
そのような提案されている技術として、例えば、水栓を開かない非通水状態で給湯用バーナを短時間だけ間欠的に燃焼させて、熱交換器内の湯音の低下を防止するものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記提案されている技術では、非通水状態で給湯用バーナに点火すると通常備えられている燃焼指示灯が点火してしまい。使用者が、給湯器が異常動作をしているものと不審に感じたり、故障と勘違いするおそれがあり、好ましくないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、熱交換器内の温湯の温度を適度の水準に保ち、適切に給湯することができるとともに、使用者に違和感を与えないようにした給湯器を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
【０００７】
１ 給湯用バーナ（２１）と該給湯用バーナ（２１）からの熱を給水に伝える熱交換器（２５）とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナ（２１）に点火して温湯を供給し、該点火の間は指示灯（５０ｃ）を点灯させるようにした給湯器において、
閉栓後の湯温低下に対し、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ前記給湯用バーナ（２１）に点火するバックアップ燃焼を行ない、閉栓して通水のない状態での該バックアップ燃焼時の点火については指示灯（５０ｃ）を点灯させない制御部を設けたことを特徴とする給湯器。
【０００８】
２ バックアップ燃焼時の点火については指示灯（５０ｃ）を点灯させないための信号として水道給水の通水センサ（２６ａ）の出力を利用する項１記載の給湯器。
【０００９】
【作用】
水栓を開くと給湯用バーナ（２１）に点火され、その熱が熱交換器（２５）を介して給水に伝えられることにより加熱され、温湯が供給される。
閉栓すると、給湯用バーナ（２１）が消火されるので、後沸き現象の後に湯温低下が始まる。この湯温低下を防止しするため、制御部（５０）は給湯器を、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ間欠的に給湯用バーナ（２１）に点火されるバックアップ燃焼モードにする。
【００１０】
バックアップ燃焼モードであることは、制御部（５０）のいずれかの信号を観察すれば直ちに検出することができるのであるが、このモードでは通水がなされないので、通水センサ（２６ａ）が通水を検出しないので、この信号を用いれば確実に検出することができ、信号のないときは燃焼を示す指示灯（５０ｃ）へは通電せず点灯しないようにする。それにより使用者はバックアップ燃焼モードでの給湯器の動作を知ることなく、しかも、温度低下のない安定した温湯を利用することができる。
【００１１】
【実施例】
以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。
図１および図２は本発明の一実施例を示している。
本実施例に係る給湯器１０は、給湯部２０に風呂炊き部３０を並設して成る。
図２に示すように、給湯部２０は、給湯用バーナ２１と該給湯用バーナ２１からの熱を給水に伝える給湯用の熱交換器２５とを備え、風呂炊き部３０は、風呂バーナ３１と風呂バーナ３１からの熱を追い炊き用の風呂給水に伝える風呂用の熱交換器３５とを備えている。給湯用バーナ２１には火焔検出センサ２１ａが設けられている。
【００１２】
給湯部２０の給湯用バーナ２１には給湯用のガス配管２２が接続され、ガス配管２２にはガス開閉弁２２ａが介装されるとともに、ガス検出センサ２２ｂが設けられている。また、給湯用バーナ２１への送風機２３が設けられ、送風機２３の近傍には風速センサ２３ａと外気温検出センサ２４が配設されている。給湯用の熱交換器２５にはサーミスタである熱交温度センサ２５ａが設けられている。
【００１３】
熱交換器２５には、給水管２６が接続され、給水管２６には、給水流量を検出する通水センサ２６ａと給水温度を検出する給水温度センサ２６ｂとが設けられている。給水温度センサ２６ｂは例えばサーミスタである。また、給湯用の熱交換器２５に並列にバイパス通路２７が設けられているが、仕様によっては設けられないものもある。
【００１４】
給湯用バーナ２１の後には給湯配管２８が接続されており、給湯配管２８は各所の使用位置に延ばされてその末端に水栓２９が設けられている。水栓２９は必要に応じて複数設けられるのが普通である。また、給湯配管２８には出湯温度を検出する出湯温度センサ２８ａが設けられている。給湯部２０は、水栓２９の開栓に応じ給湯用バーナ２１に点火して温湯を供給するよう動作するものである。
【００１５】
風呂炊き部３０の風呂バーナ３１の入口側には追い炊き用のガス配管３２が接続され、ガス配管３２にはガス開閉弁３２ａが介装されている。風呂用の熱交換器３５には、追い炊き戻り管３６が接続されている。追い炊き戻り管３６は、その始端は湯を吸入できる位置で浴槽Ｂに開口しており、循環ポンプ３６ａが介装されるとともに、湯温を検出する浴槽温センサ３６ｂが設けられている。
【００１６】
また、風呂バーナ３１の出口側には、浴槽Ｂに追い炊きした湯および必要により給湯部２０の給湯配管２８からのを送る往管３７が接続されている。往管３７の末端は浴槽Ｂの通常使用する湯面より下の位置に開口されている。給湯部２０の給湯配管２８と風呂炊き部３０の追い炊き戻り管３６とは風呂給湯管３８で接続され、風呂給湯管３８には電磁開閉弁３８ａが介装されている。
【００１７】
そして、給湯器１０の給湯や風呂沸かしを制御する制御部５０が設けられており、制御部５０にはリモートコントローラ５１が接続され、リモートコントローラ５１には、給湯温度の設定ボタン５１ａや表示部５１ｂさらに、給湯用バーナに点火したときに点灯される指示灯５１ｃなどが設けられている。
【００１８】
制御部５０は、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯を供給できるよう、閉栓後の湯温低下に対して所定時間だけ前記給湯用バーナ２１に点火するバックアップ燃焼を行なう機能を有し、当該機能を有する部分の構成は図１に示すとおりである。
【００１９】
制御部５０の当該部位は、後沸き量演算部５２と、放熱量演算部５３と、待機時間設定部５４と、タイマ部５５と、バックアップ燃焼指示部５６と、モード時間指示部５７と、燃焼制御部５８とを有して構成されている。
【００２０】
後沸き量演算部５２は給湯器１０の給湯用バーナ２１の燃焼停止時に、その燃焼停止直前の燃焼状態、つまり、ガスの燃焼能力、給湯流量、給水温度、給湯の設定温度等の条件に基づき、燃焼停止後の後沸き量（後沸きとは、燃焼停止後、給湯用の熱交換器２５の保有熱量が内部の湯に伝わって湯の温度が上昇する現象をいう）を熱量又は熱交換器２５内の湯の後沸き温度の値で算出するものである。この演算にあたっては、理論式を実験によって補正した演算式が用いられる。
【００２１】
放熱量演算部５３は、吸気温度と、通風量と、自然冷却条件等に基づき、放熱量を予め与えられた演算式を用いて時間の関数で求めるものであり、待機時間設定部５４は後沸き量演算部５２で求められた後沸き量と、放熱量演算部５３により求められた放熱量とにより後沸きにより上昇した熱交換器２５内の湯の温度が給湯設定温度の下限許容温度の範囲内で予め設定された下限動作温度（バイパス通路２７を有する給湯器では下限動作温度に対応する温度）まで低下する待機時間を演算して、バックアップ燃焼指示部５６に伝えるものである。
【００２２】
タイマ部５５は、バックアップ燃焼モードを続ける特定の時間を設定するものであり、バックアップ燃焼指示部５６は、待機時間設定部５４により算出された待機時間経過後に熱交換器２５の熱交温度センサ２５ａの指示値が所定以下に下がったとき、バックアップ熱量を発生するのに要する給湯用バーナ２１の燃焼時間を演算し、開栓されていない状態でも給湯用バーナ２１に点火するよう燃焼制御部５８に指示するとともに、通水センサ２６ａの信号に応じて指示灯５１ｃには通電しないで点灯させないように指示するものである。
【００２３】
モード時間指示部５７は、給湯器１０の使用時間帯や使用頻度等の条件に応じてタイマ部５５に動作時間を指示するものであり、燃焼制御部５８は、水栓２９の開栓に応じて給湯用バーナ２１に点火するものであるが、水栓２９が閉栓されているときでも、バックアップ燃焼指示部５６の指示に応じて所定間隔時間毎にバックアップ燃焼指示部５６で演算された時間だけ給湯用バーナ２１に点火してバックアップ燃焼を行い、下限動作温度（又は下限動作温度に対応する温度）まで低下した給湯用熱交換器２５内の湯温を加熱上限温度（又は加熱上限温度に対応する温度）まで高めて燃焼を停止する。
【００２４】
次に作用を説明する。水栓２９を開栓すると給湯用の熱交換器２５内に水が流入するとともに、ガス開閉弁２２ａが開いて給湯用バーナ２１に点火し、給湯用バーナ２１からの熱が給水に伝えられ、設定温度に対応するよう加熱された温湯が水栓２９に供給される。このとき燃焼制御部５８は火焔検出センサ２１ａにより給湯用バーナ２１の火焔が正常であることが検出されていれば指示灯５１ｃに通電して正常動作していることを知らせる。水栓２９を閉栓すると、給湯用バーナ２１は消火し、後沸き現象により一時的な湯温上昇の後に湯温低下が始まる。制御部５０では、湯温の変化を検知し、次の開栓の際に適切な温度の温湯を供給できるよう、閉栓後の湯温低下に対して所定時間だけ前記給湯用バーナ２１に点火するバックアップ燃焼を行なう。
【００２５】
すなわち、後沸き量演算部５２は給湯器１０の給湯用バーナ２１の燃焼停止時に、その燃焼停止直前の燃焼状態、つまり、ガスの燃焼能力、給湯流量、給水温度、給湯の設定温度等の条件に基づき、理論式を実験によって補正した演算式により燃焼停止後の後沸き量を熱量又は熱交換器２５内の湯の後沸き温度の値で算出し、放熱量演算部５３は、吸気温度と、通風量と、自然冷却条件等に基づき、放熱量を予め与えられた演算式を用いて時間の関数で求める。
【００２６】
後沸き量演算部５２で求められた後沸き量と、放熱量演算部５３により求められた放熱量とにより待機時間設定部５４は後沸きにより上昇した熱交換器２５内の湯の温度が給湯設定温度の下限許容温度の範囲内で予め設定された下限動作温度（バイパス通路２７を有する給湯器では下限動作温度に対応する温度）まで低下する待機時間を演算して、バックアップ燃焼指示部５６に伝達する。そして、バックアップ燃焼指示部５６は、この待機時間経過後に、タイマ部５５が設定する特定の時間だけバックアップ燃焼指示部５６が動作するよう指示する。
【００２７】
燃焼制御部５８は、バックアップ燃焼指示部５６が動作しているバックアップ燃焼では、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ給湯用バーナ２１に点火するバックアップ燃焼を行なう。その際、火焔検出センサ２１ａが正常値を検出していても通水センサ２６ａが通水を検出していないので、指示灯５１ｃには通電されず、点灯することはない。
【００２８】
図３はバックアップ燃焼を含む給湯器の一つの運転状態を示す流れ図である。この流れ図は、時間帯に応じてバックアップ燃焼モードにする特定の時間を加減するものである。その判断はモード時間指示部５７がする。
ステップＳ１では、モード時間指示部５７が時間帯を監視しており、朝晩等の利用時間帯であったような場合は、ステップＳ２で特定の時間を例えば１０分にし、そうでない場合はステップＳ３で通常の時間として例えば５分にタイマ部５５をセットする。
【００２９】
ステップＳ４は本来の給湯が行なわれているか否かを監視しているもので、給湯が行なわれないかぎり先には進まず、バックアップ燃焼モードになることはない。水栓２９を開くなどして通水がなされ、通水センサ２６ａが通水を検出するとステップＳ５で燃焼制御部５８が給湯用バーナ２１に点火し、ステップＳ６で燃焼して給湯用の熱交換器２５により給水に熱が与えられ、水栓２９から温湯が流出する。火焔検出センサ２１ａが給湯用バーナ２１の火焔の正常を検出し、通水センサ２６ａが通水を検出すると、指示灯５１ｃに通電がなされて点灯する。水栓２９を閉栓するとステップＳ７で通水センサ２６ａがそれを検出し、ステップＳ８で給湯用バーナ２１が消火される。また、通水が続くかぎりステップＳ６に戻って給湯用バーナ２１の燃焼が続行する。
【００３０】
ステップＳ９は、給湯器１０がバックアップ燃焼モードにあるか否かを監視しているステップであり、先に設定した特定の時間内であれば、ステップＳ１０でバックアップ燃焼指示部５６が必要に応じてを給湯用バーナ２１に点火して給湯の温度低下を防止する。このとき、通水センサ２６ａの信号に応じて指示灯５１ｃには通電せず点灯させない。また、ステップＳ９でタイマ部５５がタイムアップしていることが確認されると、ステップＳ１に戻って再び前記各ステップを繰り返す。
【００３１】
バックアップ燃焼モードにあるとき、ステップＳ１１で通水がなされた場合は、ステップＳ１２でタイマ部５５をリセットし、先にセットした特定の時間の初期値に戻り、ステップＳ５に戻って給湯用バーナ２１に点火する。ただし、バックアップ燃焼モード中で給湯用バーナ２１が点火されている最中に水栓２９が開かれて通水がなされたような場合は点火の必要がないのでステップＳ６に戻る。通水センサ２６ａが通水を検出するので、指示灯５１ｃに通電がなされて点灯する。
【００３２】
図４はバックアップ燃焼を含む給湯器の別の運転状態を示す流れ図である。この流れ図は、使用頻度に応じてバックアップ燃焼モードにする特定の時間を加減するものである。その判断は図３の場合と同様にモード時間指示部５７がする。
【００３３】
ステップＳ１３で通水後に水栓２９が閉栓されて給湯用バーナ２１が消火した状態になった後、ステップＳ１４でタイマ部５５に設定されている特定の時間が経過しているか否かが監視されている。まだ経過していなければ、ステップＳ１５〜１８のバックアップ燃焼モードに入り、ステップＳ１９でまだ通水がなされなかった場合はステップＳ１４に戻り、タイマ部５５がタイムアップするまでバックアップ燃焼モードが続行する。通水センサ２６ａが通水を検出しないので、指示灯５１ｃに通電せず点灯することはない。
【００３４】
バックアップ燃焼モードの終りにステップＳ１９で通水がなされた場合、ステップＳ２０でタイマ部５５の特定の時間に加算がなされる。これは、給湯器１０が頻繁に利用されているので、タイマ部５５に設定される特定の時間を長くすることが使用の実体に合うからである。また、通水センサ２６ａが通水を検出するので、指示灯５１ｃに通電して点灯する。
【００３５】
ステップＳ１４で特定の時間が経過していると判断された場合、ステップＳ２１でタイマ部５５を加算分のない初期値である特定の時間にリセットし、ステップＳ２２で通水を監視する。通水がなされないかぎり、先へは進まず、バックアップ燃焼モードは解消する。通水がなされるとステップＳ２３で給湯用バーナ２１に点火されステップＳ２４で燃焼して温湯が供給される。
【００３６】
通水センサ２６ａが通水を検出するので、火焔検出センサ２１ａが給湯用バーナ２１の火焔の正常を検出していれば指示灯５１ｃに通電し点灯する。次のステップＳ２５では通水の続行が監視されていて、通水が止まったときはステップＳ１３で消火し、次のステップＳ１４でバックアップ燃焼モードになるかどうかが判断される。
【００３７】
また、ステップＳ１７において、通水がなされていないバックアップ燃焼モードで給湯用バーナ２１に点火されて燃焼しているときに、水栓２９が開かれるなどして通常の使用のための通水がなされた場合は、燃焼を続行してステップＳ２５の前に続く。このときにタイマ部５５の時間に加算してもよい。
【００３８】
なお、後沸き量演算部５２，放熱量演算部５３，待機時間設定部５４は無くして、後沸きが納まるのを待つための待機時間はあらかじめ想定される所定の値にしてもよい。また、タイマ部５５が指示する特定の時間は各種の設定をすることができ、単なる一定の時間でもよく、状況に応じて加減させるようにしてもよく、テーブル等で設定するようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係る給湯器によれば、通水を止めて給湯用バーナが消火してから後の所定の時間をバックアップ燃焼モードとして点火してバックアップ燃焼を行ない、該バックアップ燃焼をしているときは点火していても指示灯を点灯させないようにしたから、無駄にバックアップ燃焼モードを続けてエネルギを無駄使いすることがなく、また、通常の点火のときに点灯する指示灯がバックアップ燃焼のときは点灯せず、使用者が違和感を覚えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る給湯器の制御部の要部を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係る給湯器を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施例に係る給湯器の一の作用例を示す流れ図である。
【図４】本発明の一実施例に係る給湯器の別の作用例を示す流れ図である。
【符号の説明】
１０…給湯器
２０…給湯部
２１…給湯用バーナ
２５…給湯用の熱交換器
２６…給水管
２６ａ…通水センサ
２８…給湯配管
３０…風呂炊き部
３１…風呂バーナ
Ｂ…浴槽
５０…制御部
５１ｃ…指示灯
５２…後沸き量演算部
５３…放熱量演算部
５４…待機時間設定部
５５…タイマ部
５６…バックアップ燃焼指示部
５７…モード時間指示部
５８…燃焼制御部

Claims (2)

1. 給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナに点火して温湯を供給し、該点火の間は指示灯を点灯させるようにした給湯器において、
   閉栓後の湯温低下に対し、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ前記給湯用バーナに点火するバックアップ燃焼を行ない、閉栓して通水のない状態での該バックアップ燃焼時の点火については指示灯を点灯させない制御部を設けたことを特徴とする給湯器。
2. バックアップ燃焼時の点火については指示灯を点灯させないための信号として水道給水の通水センサの出力を利用する請求項１記載の給湯器。

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