JP3584454B2 - 自然循環式給湯器付風呂釜 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽のすぐ隣に風呂釜部分が設置され、浴槽の湯水温度を上昇させるときには、浴槽の下部循環口からの湯水を風呂釜で加熱し、加熱された湯水の比重が軽くなって自然に浴槽の上部循環口から浴槽に戻る、所謂、自然循環式給湯器付風呂釜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
風呂釜と給湯器とが１つのケーシングの中に収められた給湯器付風呂釜は、浴槽湯水の追い焚き方法によって分類すると、次の２つに大別される。つまり、浴槽のすぐ隣に風呂釜部分が設置され、浴槽の下部循環口からの湯水を風呂釜で加熱し、加熱された湯水を上部循環口を通って浴槽に戻す自然循環式と、風呂釜は浴槽の位置に拘束されず、浴槽の湯水を循環ポンプによって強制的に風呂釜に送って加熱してから浴槽に戻す強制循環式である。
なお、自然循環式には循環ポンプを備えたものがあるが、これは強制循環式の循環ポンプのように風呂釜に直接湯水を送り込むのではなく、自然循環を促進するために補助的に設けたものである。詳しくは以下に述べる。
【０００３】
図４は自然循環式の、図５は強制循環式の給湯器付風呂釜であるが、主な構成は同じである。ここで、給湯器１からの湯を落とし込み回路２、風呂釜３を経由して、浴槽４に落とし込み、さらに浴槽４の湯水を追い焚きする場合を例にして、その主な構成を説明する。
まず、図示しないリモコン等に目標とする湯張り温度と湯張り水位とを設定し、湯張り開始指示が制御部３９に与えられると、注湯電磁弁２２が開かれて落とし込みを開始する。そして、目標とする設定温度の湯を出湯するために、給湯水量センサ１４が検出する入水量と、入水サーミスタ１５が検出する入水温度とにもとづいて、給湯用バーナ１１による給湯熱交換器１２の加熱を開始し、給湯用バーナ１１の燃焼量を調整するフィードフォワード制御を行う。そして、出湯温度が立ち上がってくると、出湯サーミスタ１７の検出する出湯温度を設定温度と比較して、給湯用バーナ１１の燃焼量を調節するフィードバック制御も行う。そして、圧力センサ３３の検出する水位が設定された湯張り水位に達すると給湯用バーナ１１を消火し、注湯電磁弁２２を閉じて落とし込みを終了する。
続いて、浴槽４の湯水を図示しないリモコンで設定された設定温度まで追い焚きする場合は、循環ポンプ３５を運転し、風呂バーナ３１による風呂熱交換器３２の加熱を開始し、風呂サーミスタ３６が設定温度以上の浴槽水温度を検出すると、追い焚きを終了する。ここで、自然循環式においても循環ポンプ３５を用いているが、この循環ポンプ３５は下部循環口４２付近の湯水を吸い込み、上部循環口４１から浴槽４へ吐出する流れを作ることで、風呂熱交換器３２での自然循環を促進するはたらきをしている。また、風呂サーミスタ３６と併設することで浴槽湯温を検出し、強制循環式と同様、浴槽湯温の制御を可能としている。
【０００４】
以上のように、追い焚きにおいては、設定された湯温に制御するために、風呂サーミスタ３６の検出値を参照している。ところが、風呂サーミスタ３６において、内部短絡とか断線などの異常を来していた場合では、サーミスタからは通常時とは明らかに区別される検出出力状態となるから制御部３９ではその異常を比較的容易に検出することができる。しかし、そのような異常とは異なって例えば破損などで内部に水が侵入してその特性劣化を来して検出値が固定化している程度の場合では、通常時とは殆ど区別されない状態であり、その特性劣化による検出値の固定化の検出が困難であるために、制御部３９ではサーミスタを正常であるとして風呂用バーナ３１の燃焼制御をしてしまうことになる。
もし、風呂サーミスタ３６が、追い焚きの設定温度と比較して低く固定化した場合は、実際の浴槽湯温が設定温度に達しているにもかかわらず、風呂用バーナ３１の燃焼を継続し、高く固定化した場合は、実際の浴槽湯温が設定温度に達していないにもかかわらず、風呂用バーナ３１の燃焼を中止してしまうことになる。つまり、設定温度までの追い焚きができないことになる。
【０００５】
そこで、図５の強制循環式の給湯器付風呂釜では、風呂サーミスタ３６の固定化を検出するため、次の方法をとっている。
まず、風呂サーミスタ３６と出湯サーミスタ１７とが同じ対象の水温あるいは湯温を検出するために、給湯用バーナ１１を点火せずに、あるいは燃焼させて、注湯電磁弁２２を開き、水または湯を流す。
そして、風呂サーミスタ３６の検出値をＦＴＨ 、出湯サーミスタ１７の検出値をＱＴＨ として、次式（１）を用いて比較する。
｜ＱＴＨ −ＦＴＨ ｜≦ａ （１）
ここでａは、各サーミスタ検出値に有意差があるか否かの基準値であり、各サーミスタの特性や誤差の大きさによって決定され、例えば、ａ＝７℃である。
比較した結果、式（１）を満足すれば風呂サーミスタ３６と出湯サーミスタ１７は正常であり、式（１）を満足しなければ、いずれかが異常と判定できる。
【０００６】
また、風呂サーミスタ３６の検出温度ＦＴＨ を出湯サーミスタ１７の検出値ＱＴＨ と比較するのではなく、次式（２）のように給湯時の設定温度ＱＴＳ と比較するようにしてもよい。
｜ＦＴＨ −ＱＴＳ ｜≦ｂ （２）
ここでｂは、風呂を使用するときに支障のない程度の風呂サーミスタ３６の検出値と設定温度との許容できる差であり、風呂サーミスタ３６の特性や誤差も考慮して決定され、例えばｂ＝５℃である。
この式（２）を満足すると風呂サーミスタ３６が正常であり、満足しなければ異常であると判定できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上が、強制循環式の給湯器付風呂釜のサーミスタ異常検出方法であるが、この方法を図４の自然循環式での適用を考えると、式（１）または（２）を用いた異常判定方法の適用はできない。
それは、風呂サーミスタ３６の位置が、給水や給湯の通路に設けられておらず、給水温度または給湯温度を直接検出できないからである。図４を使って説明すると、風呂サーミスタ３６は、循環ポンプ３５とともにポンプ循環路３７にある。このため、落とし込み回路２の落とし込み路２５から供給される湯水は、風呂サーミスタ３６のあるポンプ循環路３７には殆ど流れない。よって、このような構成で風呂サーミスタ３６の検出値を用いて、式（１）または（２）で異常判定しても信頼性は全くない。
【０００８】
また、他の自然循環式給湯器付風呂釜では、風呂サーミスタ３６が、図４のＡの位置ではなく、Ｂの位置に設けているものもある。このような仕様のものだと、落とし込み路２５から供給される湯水は、風呂熱交換器３２の内部と浴槽４とに流れ込み、最終的には、Ｂの位置以上に湯水が満たされて初めて給水温度または、給湯温度の風呂サーミスタ３６による検出が可能となる。しかし、この場合は、温度検出までに相当の時間を要して実用的ではなく、給湯による検出では、風呂熱交換器３２や浴槽４による放熱量が多く、出湯路１３に接して温度を検出する出湯サーミスタ１６とは、明らかに条件が異なり、検出温度の比較においては、信頼性に問題がある。また、浴槽４に残湯や残水があれば、風呂サーミスタ３６の検出値は、残湯や残水の熱量による影響を受けて給水温度や給湯温度とは一層違ったものとなり、さらに信頼性が損なわれる。
【０００９】
これは、給湯器付風呂釜において風呂サーミスタ３６を設ける本来の目的は、給湯器１からの落とし込み温度を検出するのではなく、浴槽４内の湯水温度を検出することにあり、風呂サーミスタ３６は、ポンプ循環路３７に設ける必要があるからである。
ところが、図５の強制循環式は、浴槽４と風呂釜３とが離れていても設置可能としているため、ポンプ循環路３７が長くなるのは止むを得ないが、落とし込み路２５も長くすると経済的でなく、また工事にも工数がかかるので落とし込み路２５は短くし、実際の湯水を落とし込むときの落とし込み路としては、ポンプ循環路３７を共用しているのである。よって強制循環式の落とし込み経路には風呂サーミスタ３６が備えられていることになる。これに対し、自然循環式では、落とし込み路２５をポンプ循環路３７につなげる必然性はなく、落とし込み経路には風呂サーミスタ３６はない。
【００１０】
このように、従来の自然循環式給湯器付風呂釜は、強制循環式給湯器付風呂釜のように、風呂サーミスタ３６の異常判定ができないものであった。
そこで本発明は、このような従来の自然循環式給湯器付風呂釜の問題を解決し、自然循環式給湯器付風呂釜であっても、風呂サーミスタ３６の異常判定が行えるようにすることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、出湯温度を検出する出湯サーミスタを備えた給湯器と、浴槽に蓄えられた湯水の温度を検出する風呂サーミスタを循環路に備えた風呂釜と、給湯器からの湯水を風呂釜に送る通路である落とし込み回路と、を具備した自然循環式給湯器付風呂釜において、落とし込み回路は、循環路と連通し、落とし込まれる湯水が風呂サーミスタ部を通過するようにしたことを第１の特徴としている。
また、落とし込み回路を主落とし込み路と副落とし込み路とに分岐し、副落とし込み路は、循環路と連通させ、落とし込まれる湯水が、風呂サーミスタ部も通過するようにしたことを第２の特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態を示す自然循環式給湯器付風呂釜の構成図、図２は、風呂サーミスタの異常検出方法を示すフローチャート、図３は本発明の他の実施の形態を示す自然循環式給湯器付風呂釜の構成図である。
【００１３】
まず、図１において、１は給湯器、２は落とし込み回路、３は風呂釜、４は浴槽である。
給湯器１は、入水路１０からの水を給湯用バーナ１１を用いて給湯熱交換器１２で加熱し、出湯路１３を通過して出湯するものである。ここで、１４は給湯熱交換器１２を通る入水量を検出する給湯水量センサ、１５は入水温度を検出する入水サーミスタ、１６は給湯熱交換器１２での加熱後の湯温を検出する給湯缶体サーミスタ、１７は給湯熱交換器１２で加熱された湯と、バイパス路１８からの水とを混合した後の出湯湯温を検出する出湯サーミスタ、１９は出湯量を調整する水量サーボである。
【００１４】
また、落とし込み回路２は、給湯器１からの湯水を風呂釜３や浴槽４に落とし込むときの通路であり、落とし込み回路２には、上水回路である給湯器１と雑水回路である風呂釜３を縁切りするバキュームブレーカ２１、落とし込みを開始または終了させる注湯電磁弁２２、落とし込み水量を検出する注湯水量センサ２３、風呂釜３からの逆流を防止する逆止弁２４、風呂釜３につなぐ落とし込み路２５が備えられている。
なお、落とし込み路２５は、風呂釜３の循環ポンプ３５、風呂サーミスタ３６を備えた浴槽水を循環させるポンプ循環路３７に接続されており、給湯器１からの湯水は、その温度を変えることなく、風呂サーミスタ３６に接触するようになっている。
【００１５】
そして、風呂釜３は浴槽４の湯水を下部循環口４２から風呂熱交換器３２の内部に導き、風呂用バーナ３１を用いて風呂熱交換器３２で加熱し、比重の軽くなった湯水を上部循環口４１より浴槽４に戻す自然循環路を形成して追い焚きするものであり、浴槽水位を検出する圧力センサ３３、風呂用バーナ３１の残火を検出する残火安全装置３４も具備している。また、前述のポンプ循環路３７は、循環ポンプ３５の運転をし、下部循環口４２付近の湯水を上部循環口４１に送ることによって、追い焚き時の自然循環路の流れを加速するとともに、浴槽４内の湯水を攪拌して温度を均一にするものである。さらに循環ポンプ３５の運転中には、風呂サーミスタ３６で浴槽４内の湯水の温度を検出し、追い焚き時の温度制御に検出温度を利用している。
なお、３９は各センサや、図示しないリモコンからの情報にもとづき、各バーナの燃焼などを制御する制御部である。
【００１６】
次に、以上の構成の自然循環式給湯器付風呂釜において、前述の式（１）または（２）による風呂サーミスタ３６の異常検出方法を図２を用いて説明する。
まず、風呂サーミスタ３６の異常検出を指示すると（ステップ１）、給湯器１からの注湯または注水による浴槽４への落とし込みを開始する（ステップ２）。ここで、注湯、注水ともに注湯電磁弁２２を開いて開始するが、注湯の場合は、図示しないリモコン等で設定した設定温度ＱＴＳ での出湯となるように、給湯用バーナ１１の燃焼量の調整等を行う。
落とし込み開始後、一定量あるいは一定時間落とし込むのを待つ（ステップ３）。この一定量あるいは一定時間とは、それだけの湯水が流れると、給湯器１から浴槽４までの落とし込み経路の温度が、湯温または水温で均一化される量あるいは時間であって、本実施形態では一定量を採用し、例えば５リットルである。
【００１７】
湯水の落とし込みを開始して一定時間あるいは一定量に達すると、出湯サーミスタ１７、風呂サーミスタ３６の各サーミスタによって湯または水の温度を検出する（ステップ４）。
続いて、サーミスタが正常か否かを判定する（ステップ５）のであるが、この時点ではすでに、出湯サーミスタ１７のある出湯路１３はもちろん、風呂サーミスタ３６のあるポンプ循環路３７も含め、給湯器１から浴槽４までの落とし込み経路の温度は均一化されているので、各サーミスタ１７、３６は同じ温度を検出するはずである。従って、サーミスタの誤差を考慮すれば、各サーミスタ１７、３６相互の温度差が一定値以内であれば両サーミスタは正常、そうでなければ少なくとも１つのサーミスタは異常と判断できる。そこで、出湯サーミスタ１７の検出温度をＱＴＨ 、風呂サーミスタ３６の検出温度をＦＴＨ として、前述の式（１）による比較を行って、両サーミスタが正常か否かを判定する。
なお、注湯による風呂サーミスタ３６の異常判定を行う場合は前述の式（２）に基づいて判定してもよく、あるいは式（１）と式（２）の両方に基づいて判定してもよい。
【００１８】
ステップ５で、サーミスタが正常でないと判定されると、注湯電磁弁２２を閉じて注湯または注水を停止し（ステップ６）、図示しないリコモン等に異常表示を行って（ステップ７）、サーミスタ異常の検出を終了する（ステップ１０）。一方、ステップ５で、サーミスタが正常であると判定されると、注湯電磁弁２２を閉じて注湯または注水を停止し（ステップ８）、必要に応じて、図示しないリモコン等に正常である旨の表示を行って（ステップ９）、サーミスタ異常の検出を終了する（ステップ１０）。
なお、当然ながら、注湯によるサーミスタ異常の検出を行う場合には、ステップ６またはステップ８において、給湯用バーナ１１による燃焼も停止する。
このように、落とし込み路２５を風呂サーミスタ３６のあるポンプ循環路３７に接続したことで、強制循環式の給湯器付風呂釜と同様に、風呂サーミスタ３６の異常判定が可能となる。
【００１９】
なお、以上は、風呂サーミスタ３６がポンプ循環路３７（図１のＡの位置）に設けられている場合であるが、風呂サーミスタ３６を図１のＢまたはＣの位置のように自然循環路に設けてもよい。ただしこのときは、落とし込み路２５からの湯水がその温度を変えることなく風呂サーミスタ３６に接触するようにしておく必要がある。即ち、図１のように落とし込み路２５をポンプ循環路３７に接続するときには、ポンプ循環路３７の入口または出口に風呂サーミスタ３６を設置し、図１とは異なり、落とし込み路２５をポンプ循環路３７に接続しないときには、落とし込み路２５をＢまたはＣの位置に接続する必要がある。
【００２０】
さて、図３は、本発明の他の実施の形態を示す自然循環式給湯器付風呂釜の構成図であるが、図１とは、落とし込み路２５が途中から分岐され、主落とし込み路２５ａと副落とし込み路２５ｂとになっている点が異なる。ここで、主落とし込み路２５ａは、従来例の図４と同様に風呂釜３の風呂熱交換器３２の内部に接続され、副落とし込み路２５ｂは、図１と同様にポンプ循環路３７に接続されている。
【００２１】
サーミスタ異常の検出方法は、前述の方法と変わりなく、同等の効果があるが、落とし込み路２５を主落とし込み路２５ａと副落とし込み路２５ｂとに分岐したことにより、次の有利な点がある。
図１のように、落とし込み路２５をポンプ循環路３７のみに接続すると、ポンプ循環路３７は、落とし込み流量が減少して、落とし込み時間が長くなることを防止するために、落とし込み路２５以上の通路断面積が必要となる。すると、循環ポンプ３５を運転して浴槽４内の湯水を勢いよく循環させ、浴槽４内の湯水を充分攪拌するためには、通路断面積が広い分、循環ポンプ３５は吐出量の多いものが必要となり、結果として循環ポンプ３５のコストアップを招くことになる。ところが、図３のように、落とし込まれる湯水の多くは主落とし込み路２５ａを流れ、一部が副落とし込み路２５ｂを流れるようにすると、ポンプ循環路３７の通路断面積を変更することなく、従って、循環ポンプ３５のコストアップを招くことも防止できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、請求項１では、自然循環式給湯器付風呂釜において、落とし込み回路２の落とし込み路２５を風呂サーミスタ３６のあるポンプ循環路３７または自然循環路に接続させたので、強制循環式と同様の風呂サーミスタ３６の異常判定が可能となる。
また、請求項２では、落とし込み路２５を分岐し、副落とし込み路２５ｂを風呂サーミスタ３６のあるポンプ循環路３７に接続させたので、風呂サーミスタ３６の異常判定が可能で、さらに、循環ポンプ３５のコストアップを防止できるという副次的効果も奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す自然循環式給湯器付風呂釜の構成図である。
【図２】本発明における風呂サーミスタの異常検出方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の他の実施形態を示す自然循環式給湯器付風呂釜の構成図である。
【図４】従来の自然循環式給湯器付風呂釜の構成図である。
【図５】従来の強制循環式給湯器付風呂釜の構成図である。
【符号の説明】
１ 給湯器
２ 落とし込み回路
３ 風呂釜
４ 浴槽
１７ 出湯サーミスタ
２５ 落とし込み路
３６ 風呂サーミスタ
３７ ポンプ循環路

Claims (2)

1. 出湯温度を検出する出湯サーミスタを備えた給湯器と、浴槽に蓄えられた湯水の温度を検出する風呂サーミスタを循環路に備えた風呂釜と、前記給湯器からの湯水を前記風呂釜に送る通路である落とし込み回路と、を具備した自然循環式給湯器付風呂釜において、前記落とし込み回路は、前記循環路と連通することを特徴とする自然循環式給湯器付風呂釜。
2. 出湯温度を検出する出湯サーミスタを備えた給湯器と、浴槽に蓄えられた湯水の温度を検出する風呂サーミスタを循環路に備えた風呂釜と、前記給湯器からの湯水を前記風呂釜に送る通路である落とし込み回路と、を具備した自然循環式給湯器付風呂釜において、前記落とし込み回路から分岐された副落とし込み路を設け、該副落とし込み路は、前記循環路と連通することを特徴とする自然循環式給湯器付風呂釜。

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