JP3736927B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水を加熱して給湯を行う給湯回路と、浴槽内の水を循環させて加熱する循環回路と、これらを接続する注湯回路とを有する複合式燃焼装置に関し、特に、給湯回路にバイパス通路及びそれを開閉するバイパス弁を備えた燃焼装置における注湯制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複合式燃焼装置は、給湯栓から湯を給湯する給湯回路と、浴槽内の水を循環させて加熱する追い焚き循環回路と、給湯回路と追い焚き循環回路とを接続し、給湯回路から出湯する湯を追い焚き循環回路内を経由させて浴槽へ落とし込む注湯回路とを備えている。
【０００３】
給湯回路から出湯される湯を浴槽へ注湯するとき、浴槽の水位を測定する圧力センサが、浴槽につながっている回路（例えば注湯回路）に設けられている。
【０００４】
現在広く使用されている圧力センサを備えた燃焼装置では、施工時に行われる記憶モードのときに浴槽の循環金具の上を基準水位として配管内の圧力値を基準水位の圧力値として記憶し、その後の注湯運転時においては、その基準水位の圧力値との比較から、浴槽内の水位を求めている。
【０００５】
この圧力センサは、その検出値にばらつきがあるとともに経年変化による検出値の変動が大きく、その検出値の補正を頻繁に行う必要がある。一般的な圧力センサは、内部にダイヤフラムなどを有してそのダイヤフラムに加えられる圧力によりダイヤフラムが変形し、その変形の程度を検出値として出力する。そのため、燃焼装置は、自動湯張り運転のときに煩雑な注湯工程により、一旦基準水位を再現し、その時の圧力センサの検出値を記憶済みの基準水位の圧力値と比較して補正している。
【０００６】
図６は、自動湯張り運転のフローチャートであり、図７は、それに対応した浴槽の水位を示す図である。
【０００７】
図７を参照しながら図６を説明すると、リモコンから水位と温度を設定して自動スイッチをＯＮすることで始まる（Ｓ１１）。まず、追い焚き循環回路内の循環ポンプを運転して（Ｓ１２）、風呂流水スイッチがＯＦＦであるかどうかをチェックし（Ｓ１３）、ＯＮの場合は、循環金具以上の残水が浴槽にあると判断して、追い焚き運転（Ｓ２５）に移行し、ＯＦＦの場合は、まず循環ポンプの呼び水程度の少量（例えば１０リットル）を注湯電磁弁を開くことで浴槽に注湯する（Ｓ１４）。そして、循環ポンプをＯＮさせて、流水スイッチがＯＦＦかどうかのチェックを行う（Ｓ１５，Ｓ１６）。ＯＮの場合は、追い焚き運転（Ｓ２５）に移行し、ＯＦＦの場合は、循環金具の下に達する水量を注湯する（Ｓ１７）。記憶モード時に浴槽の循環金具のしたまでの水量（１０＋Ｘリットル）が記憶されているので、それらの記憶値を利用すれば、浴槽が空だった場合に必要な水量を知ることができるので、その量だけの注湯が行われる。
【０００８】
そして、注湯電磁弁を閉じて、再度循環ポンプをＯＮにして（Ｓ１８）、風呂流水スイッチがＯＦＦかどうかのチェックを行う（Ｓ１９）。循環金具よりも上に水位が来ている場合は、流水スイッチがＯＮするので、追い焚き運転（Ｓ２５）に移行し、ＯＦＦの場合は浴槽は最初は空であったと判断して、注湯電磁弁を開いて循環金具の上の基準水位Ａ点まで注湯する（Ｓ２０）。この場合も、記憶モード時に記憶した値Ｙリットルが利用される。
【０００９】
次に、圧力センサの出力が取り込まれる（Ｓ２１）。このときに検出される圧力センサの値が基準水位Ｐａに対応する値である。圧力センサの出力値が得られると、もう一度循環ポンプを回し（Ｓ２２）、風呂流水スイッチがＯＮしていることを確認した後（Ｓ２３）、循環ポンプを停止する。そして、上記圧力センサの検出値が、記憶モード時に記憶した循環金具の上の基準水位まで注湯したときの圧力センサ検出値と比較され、異なる場合は、圧力センサに経年変化が生じたことを意味し、基準水位の圧力値が新しい検出値に補正される（Ｓ２４）。具体的には、制御部のマイクロコンピュータに接続される不揮発性メモリに書き換えされる。
【００１０】
ステップＳ１３、１６、１９にて、循環金具よりも上に水位があると判断された場合は、設定温度近辺まで追い焚きされる（Ｓ２５）。その後、設定温度近傍まで温度が上昇すると、圧力センサの圧力値が検出される（Ｓ２６）。
【００１１】
その後、設定水位まで注湯する工程がステップＳ２７、７８、７９に従って、行われる。この注湯工程では、注湯電磁弁を開いての注湯を行い、注湯電磁弁を閉じて循環ポンプを停止した後、浴槽の水位を圧力センサから検出される。そして、Ｚリットル注湯され、設定水位に達したと判断されると（Ｓ２７）、設定温度まで追い焚きが行われ（Ｓ３０）、最後に沸き上げブザーが出力される（Ｓ３１）。
【００１２】
以上のように、使用者から湯張りの指令を受けたときに行われる自動湯張り運転のとき、圧力センサに経年変化が生じているときは、その検出値の補正が行われていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、給湯回路において、給水管を流れる水の一部を熱交換器を通過させずに出湯管へ導くバイパス通路が設けられているものがあり、そのバイパス通路には、その通路を開閉するバイパス電磁弁が取り付けられている。そして、通常、上述の自動湯張り運転を行っているとき、その注湯量を把握するために、バイパス電磁弁を閉じた状態で注湯が行われる。なぜならば、注湯量は、熱交換器へ送り込まれる水量を検出する流量センサの検出値に基づいており、この流量センサはバイパス通路に流れる流量を検出しないからである。
【００１４】
一般的に、バイパス電磁弁は、ギアモータで動かされ、そのギアモータの軸の回転をホールＩＣで検出することによって、バイパス電磁弁の開閉が検出される。このとき、例えばＯリングの損傷又は経年変化などにより、バイパス電磁弁が閉じられているにもかかわらず、バイパス電磁弁に洩れが発生する場合がある。この洩れが発生すると、バイパス管からの水が注湯管を流れて注湯されるため、流量センサにより検出する注湯量と実際の注湯量が相違する。そのため、圧力センサの検出する圧力値が変化する。
【００１５】
そうすると、圧力センサ自体の変化でないにもかかわらず、基準水位における圧力値が異なるため、上述のフローチャートに示したように、圧力センサの補正（Ｓ２４）が行われてしまう。
【００１６】
このように、バイパス電磁弁に漏れがあると、圧力センサの補正が不正確になり、設定された水位まで正確に注湯を行うことができない。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、バイパス電磁弁に漏れがある場合においても、設定水位までの注湯を正確に行うことができる燃焼装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は、給水を加熱して給湯を行う給湯回路と、浴槽内の水を循環して加熱する循環回路と、該給湯回路と該循環回路とを接続する注湯回路とを有し、該給湯回路は給水を熱交換器から迂回させるバイパス管と、該バイパス管を開閉するバイパス弁とを備えている燃焼装置において、
前記浴槽の水位を検出する圧力センサと、該圧力センサからの出力に基づいて注湯を制御する注湯制御部とを有し、
該注湯制御部は、前記バイパス弁の洩れが検出されたとき、該圧力センサの前記浴槽の基準水位における検出値とあらかじめ記憶されている前記基準水位の圧力値とが異なる場合に、該圧力値を該検出値に補正する圧力センサ補正を行わないことを特徴とする燃焼装置を提供することにより達成される。
【００１９】
そして、前記注湯制御部は、好ましくは、前記バイパス弁の洩れが検出されたとき、前記記憶されている圧力値に基づいて、前記浴槽の設定水位までの注湯を行う。
【００２０】
さらに、前記注湯制御部は、前記設定水位までの注湯量を演算し、前記バイパス弁の洩れが検出されたとき、前記演算により求められた注湯量より少ない量を注湯してもよく、その減少量は、前記バイパス弁の洩れ量に応じて変更可能であることが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲がこの実施の形態に限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態である燃焼装置の構成を示す図である。図１によれば、燃焼装置１は、給湯回路１０と、浴槽に接続される追い焚き循環回路２０と、それらを接続する注湯回路３０を有する。本発明における燃焼装置１の給湯回路１０は、バイパス管１３及びそれを開閉するバイパス電磁弁１４を備えており、さらに、熱交換器１１、水量センサ１２、入水温度センサ１５、熱交換器温度センサ１６、出湯温度センサ１７、水流スイッチ１８、給湯口１９が設けられる。給湯口１９の栓が開かれると、水量センサ１２が検出して、ガス元電磁弁４を開き、比例弁３の開度が調整されてバーナー２の能力が制御される。その結果、出湯温度が設定温度になるように、フィードフォワード及びフィードバック制御が行われる。
【００２３】
循環回路２０内には、熱交換器２１、温度センサ２２、循環ポンプ２３と水流スイッチ２４が設けられる。５はバーナーであり、電磁弁６を介して、元ガス弁４のガス導入部に接続される。浴槽４０内の循環金具４１以上に水位があるか否かの検出は、循環ポンプ２３を駆動し、流水スイッチ２４が流水を感知するか否かにより行われる。また、追い焚き運転は、循環ポンプ２３を駆動しながら、バーナー２５を着火させて温度センサ２２が設定温度になるまで燃焼することにより行われる。なお、温度センサ２２は、図１においては、以下に説明する注湯回路３０との分岐点Ｐの下流側に取り付けられているが、分岐点より上流側の位置に取り付けられてもよい（温度センサ２２’）。
【００２４】
注湯回路３０には、それを開閉する注湯電磁弁３１及び浴槽４０の水位を検出する圧力センサ３２が備えられている。そして、上記したセンサ及び電磁弁などのアクチュエータ類は、マイクロコンピュータを搭載する制御部５０に図示しない配線により接続されている。さらに、リモコン５１から水位、温度及び運転モードなどが制御部５０に入力される。
【００２５】
また、バイパス電磁弁１４の洩れの有無は、熱交換器温度センサ１５と出湯温度センサ１６の温度差から検出することが可能である。即ち、注湯中は、バイパス電磁弁１４は閉じた状態で行われるので、バイパス電磁弁１４に洩れがなければ、両温度はほぼ等しいが、洩れが生じていると、バイパス管１３からの水の混入により、出湯温度センサ１６の温度が熱交換器温度センサ１５の温度より低くなるからである。
【００２６】
本来、リモコン５１から５０度以下のような低温（例えば４３度）の設定温度を指定された場合、熱交換器１１への結露を避けるために、熱交換器１１側では、高温（例えば８０度）を作り、バイパス電磁弁１４を開けることで、バイパス通路１３側は供給水（例えば１５度）をそのまま加熱することなく混ぜられる。出湯温度センサ１７は、本来、この混合比即ちバイパス比（例えば８：２）に応じた出湯（例えば４３度）をする際に、その温度を確認するためのものである。また、バイパス電磁弁１４の洩れの有無は、熱交換器温度センサ１６と、温度センサ２２の温度差から検出してもかまわない。
【００２７】
図２は、上記のような燃焼装置の構成において、バイパス電磁弁１４が洩れているときの浴槽４０の水位と注湯量の関係を示す図である。図２（ａ）において、自動湯張り運転においては、上述したように、まず、基準水位Ｐａまで注湯され、その後、設定水位Ｐｓまで注湯される。又、バイパス電磁弁１４が洩れている場合、基準水位Ｐａになるように上述のフローに基づいて注湯されたとき、その洩れ量ΔＶ１が追加されて水位Ｐｂまで注湯される。このとき、図２（ｂ）に示すように、圧力センサ３２の検出値も、点Ｃから点Ｂへ変化する。
【００２８】
従って、従来は、圧力センサ３２の検出値が変化したため、圧力センサ３２の補正が行われる（図５ステップＳ２４参照）。即ち、圧力センサ３２の水位Ｐｂのときの検出値が、基準水位Ｐａにおける検出値として補正される。
【００２９】
このように、バイパス電磁弁１４からの水の洩れによって、圧力センサ３２の経年変化が生じていない場合であっても、圧力センサ３２の検出値が誤って補正されてしまう。そのため、バイパス電磁弁１４から水が洩れているときは、補正後の圧力センサ３２の検出値を用いて設定水位Ｐｓまで注湯しようとすると、水位Ｐｂの位置からＰｓ−Ｐａの水位ΔＰ１分の流量が注湯され、設定水位Ｐｓを超えてしまい、水位不良又は湯が浴槽からあふれるなどの不具合が生じる。
【００３０】
そこで本発明においては、バイパス電磁弁１４の漏れが検出されたときは、上記フローチャートにおけるステップＳ２４の工程を行わず、記憶されている基準水位Ｐａの検出値に基づいて設定水位Ｐｓまでの注湯を行う。即ち、図２（ｂ）において、補正前の圧力センサ検出値を用い、Ｐｓ−Ｐｂの水位ΔＰ２分の流量を注湯する。
【００３１】
図３は、図６で説明した従来のフローチャートに圧力センサ補正を行わない工程を付加した本発明の実施の形態のフローチャートである。即ち、ステップＳ２１で基準水位Ｐａの検出値が検出され、循環ポンプをＯＮにし、流水スイッチがＯＮしていることが確認された後（Ｓ２２、２３）、バイパス電磁弁１４の洩れの有無が検出される（Ｓ２３−１）。そして、洩れが検出された場合は、ステップＳ２４の工程をスキップし、記憶されている基準水位Ｐａの検出値を用いる。即ち、基準水位Ｐａから既に洩れ量ΔＶ１分だけ水位が上昇し、水位がＰｂに達しているものとして、ステップＳ２８においてＰｓ−Ｐｂの水位ΔＰ２分の湯量が注湯される。
【００３２】
また、洩れが検出されない場合は、従来同様に、検出された圧力センサ３２の検出値が記憶されている基準水位Ｐａの検出値と異なる場合は、ステップＳ２４における圧力センサ補正が行われる。そして、Ｐｓ−Ｐａの水位分の湯量がステップＳ２８で注湯される。
【００３３】
さらに、漏れがある場合においては、上記Ｐｓ−Ｐｂの水位ΔＰ１分の湯量が注湯されるときも、その洩れ量ΔＶ２（図２（ａ）参照）分だけ多く注湯されるので、設定水位Ｐｓを超えて注湯される。そこで、本発明の別の実施の形態においては、洩れが検出されたとき、ステップＳ２８の設定水位Ｐｓまでの注湯の工程においても設定水位Ｐｓを超えないように、演算されたＰｓ−Ｐｂの水位ΔＰ２分の湯量よりも少ない量を注湯する工程が追加される。即ち、図３のフローチャートにおけるステップＳ２８の工程に代えて、図４に示すステップＳ２８１乃至Ｓ２８８の工程が行われる。
【００３４】
まず、基準水位Ｐａ以上まで注湯され、その水位が設定水位未満であるか否かが確認された後（Ｓ２７）、設定水位未満である場合は、上記洩れ検出（Ｓ２３−１）の結果に従ってＰｓ−Ｐｂ又はＰｓ−Ｐａの水位分の湯量を演算する（Ｓ２８１）。そして、ステップＳ２８２において、洩れがない場合は、演算された湯量即ちＰｓ−Ｐａの水位ΔＰ１分の湯量を注湯する（Ｓ２８３）。一方、ステップＳ２８２において、洩れがある場合は、洩れ量ΔＶ２分を考慮して、演算により求められた湯量Ｐｓ−Ｐｂの水位分ΔＰ２の湯量より少ない、例えば掛け率８０％の湯量を注湯する（Ｓ２８４）。これにより、設定水位Ｐｓを超えた注湯をほぼ防止することができる。
【００３５】
そして、さらに圧力センサ３２による圧力（水位）検出が行われ（Ｓ２９）、設定水位Ｐｓになるまで、注湯が繰り返される。
【００３６】
さらに、上述したステップＳ２８４における演算された注湯量に対する掛け率は、任意に変更可能にすることが好ましい。例えば、洩れ量が多い場合は、演算から得られた湯量をその８０％に減少させても設定水位Ｐｓを超えるおそれがある。従って、基準水位に達してからの一回目の注湯によって達した水位が、予想した水位より所定値以上大きい場合は、次回から掛け率を更に小さい値（例えば７５％など）に変更する。反対に、演算された湯量に対する掛け率が小さいと、設定水位Ｐｓまで達する時間が長くなり不便である。従って、このような場合は、掛け率を例えば８０％から８５％に変更する。
【００３７】
具体的には、図４のフローチャートのステップＳ２８５乃至Ｓ２８８がさらに行われる。又、図５は、この掛け率の変更工程を説明するための図である。図５を参照しながら図４を説明すると、上記一回目の注湯の時（Ｓ２８５）、あらかじめ掛け率が掛けられた注湯量における予想水位を演算により求め、実際の水位（圧力センサ３２の検出値）と比較する（Ｓ２８６）。そして、実際の水位が予想水位より所定の水位幅（例えば予想水位の上下５％）以上高い場合は、掛け率を例えば５％減らし（Ｓ２８７）、反対に、実際の水位が予想水位より上記所定の水位幅以上低い場合は、その掛け率を例えば５％増やす（Ｓ２８８）。これにより、洩れがある場合でも、設定水位Ｐｓを超えることなく、より少ない注湯回数で設定水位Ｐｓまで注湯することが可能となる。
【００３８】
本発明における燃焼装置は、図１に示した構造に限られず、例えば、一缶二水路式燃焼装置のような燃焼装置であってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、給湯回路のバイパス電磁弁の漏れが検出されたときは、圧力センサの補正が行われない。従って、洩れ量が追加されたことによる基準水位の変化に対する圧力センサの不正確な補正が回避される。このため、水位不良や湯の浴槽からのあふれなどが防止される。
【００４０】
また、基準水位から設定水位までの注湯の際においても、バイパス電磁弁の洩れ量を考慮した注湯が行われるので、注湯量をほぼ設定水位付近までに制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における燃焼装置の構成例である。
【図２】バイパス電磁弁が洩れている時の浴槽の水位と注湯量の関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかるフローチャートである。
【図４】本発明の別の実施の形態にかかるフローチャートである。
【図５】掛け率の変更工程を説明するための図である。
【図６】従来の自動湯張り運転におけるフローチャートである。
【図７】従来の自動湯張り運転時の浴槽の水位を示す図である。
【符号の説明】
１ 燃焼装置
１０ 給湯回路
１３ バイパス管
１４ バイパス電磁弁
２０ 追い焚き循環回路
３０ 注湯回路
３２ 圧力センサ
４０ 浴槽
５０ 制御部

Claims (4)

1. 給水を加熱して給湯を行う給湯回路と、浴槽内の水を循環して加熱する循環回路と、該給湯回路と該循環回路とを接続する注湯回路とを有し、該給湯回路は給水を熱交換器から迂回させるバイパス管と、該バイパス管を開閉するバイパス弁とを備えている燃焼装置において、
   前記浴槽の水位を検出する圧力センサと、該圧力センサからの出力に基づいて注湯を制御する注湯制御部とを有し、
   該注湯制御部は、前記バイパス弁の洩れが検出されたとき、該圧力センサの前記浴槽の基準水位における検出値とあらかじめ記憶されている前記基準水位の圧力値とが異なる場合に、該圧力値を該検出値に補正する圧力センサ補正を行わないことを特徴とする燃焼装置。
2. 請求項１において、
   前記注湯制御部は、前記バイパス弁の洩れが検出されたとき、前記記憶されている圧力値に基づいて、前記浴槽の設定水位までの注湯を行うことを特徴とする燃焼装置。
3. 請求項２において、
   前記注湯制御部は、前記設定水位までの注湯量を演算し、前記バイパス弁の洩れが検出されたとき、前記演算により求められた注湯量より少ない量を注湯することを特徴とする燃焼装置。
4. 請求項３において、
   前記演算により求められた注湯量の減少量は、前記バイパス弁の洩れ量に応じて変更可能であることを特徴とする燃焼装置。

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