JP3756999B2

JP3756999B2 - 燃焼機器

Info

Publication number: JP3756999B2
Application number: JP21420396A
Authority: JP
Inventors: 久恭渡辺; 修一小野寺; 徹哉佐藤
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2016-07-25
Also published as: JPH1038377A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯機能と風呂の湯張り機能を備えた燃焼機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼機器として代表的な給湯器には、周知のように、給湯熱交換器と給湯バーナが設けられ、給湯熱交換器の入側には給水通路が、出側には給湯通路がそれぞれ接続され、給湯通路は台所等の給湯栓へ導かれている。給湯熱交換器は、給湯栓が開けられると、水供給源から給水通路を介して導かれた水を給湯バーナの給湯燃焼の熱を利用して加熱し、この加熱した湯を給湯通路を通し給湯栓を介して給湯出湯する。
【０００３】
また、風呂の湯張り機能を備えた給湯器の給湯通路には該給湯通路と風呂（浴槽）を連通する通路が接続されており、風呂の湯張りを行うときには、給湯熱交換器で作られた湯が上記給湯通路と浴槽を連通する通路を介して浴槽に湯張り出湯し、風呂の湯張りが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、給湯機能と湯張り機能を備えた給湯器では、給湯と湯張りの各出湯湯温は予めリモコン等により設定され、給湯器はその予め設定された設定温度の湯が出湯するように給湯や湯張りの運転を行う。
【０００５】
しかしながら、給湯や湯張りの出湯停止後（止湯後）、給湯熱交換器内に滞留した湯は、図３の実線カーブＡに示すように、出湯停止後すぐに後沸き（給湯熱交換器の保有熱量が給湯熱交換器の滞留湯に伝わって滞留湯温が上昇する現象）によって止湯前の給湯熱交換器湯温より高い湯温（オーバーシュート）の湯となる。このオーバーシュートの湯が給湯や湯張りの出湯開始により給湯熱交換器から流れ出ると、湯の利用者が予め定めた給湯や湯張りの設定温度より高めの湯が出湯する場合があり、その高めの湯が湯の利用者に触れると、この高温出湯により、湯の利用者に不快感を与えてしまうという問題が生じる。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡単な構成で、給湯と湯張りの出湯開始時の高温出湯を確実に防止することが可能な燃焼機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、給水通路より導かれる水を給湯バーナ燃焼の熱を利用して加熱し給湯通路へ流出する給湯熱交換器と、この給湯熱交換器の入側の給水通路と出側の給湯通路を短絡するバイパス通路と、該バイパス通路の開閉を行うバイパス通路開閉弁と、給水通路の水の温度を検出する入水温度検出手段と、給湯熱交換器の出側の湯水温度を検出する給湯熱交換器出側湯温センサとを有し、予め設定された給湯と湯張りの設定温度に基づいて給湯モードの運転と湯張りモードの運転の出湯を行うことが可能な燃焼機器において、出湯開始時に給湯熱交換器出側湯温センサが検出した給湯熱交換器の実測出側湯温と予め定められた開弁温度を比較し、上記実測出側温度が開弁温度以上であると判断したときにはバイパス通路開閉弁を開弁させるバイパス弁制御部と；燃焼機器が給湯モードの運転を行っているか湯張りモードの運転を行っているかを監視する運転モード監視部と；燃焼機器の出湯運転が再開されたときに、上記運転モード監視部の監視情報に基づき、前回の運転のモードと今回の運転のモードが同一であるか否かを判断する前後運転モードの同一性判断部と；この同一性判断部により前回と今回の運転のモードが同一であると判断されたときには、前回の給湯バーナ燃焼停止時に給湯熱交換器出側湯温センサが検出した給湯熱交換器の実測出側湯温に、予め定められた許容温度を嵩上げし、この嵩上げした温度を開弁温度と決定し、前記同一性判断部により前回と今回の運転のモードが同一でないと判断されたときには、予め定められた今回の運転の設定温度の情報に基づき、バイパス通路開閉弁が閉弁していると仮定したときの出湯湯温が今回の運転の設定温度になるための給湯熱交換器の出側の湯温を求め、この求めた湯温に予め定められた許容温度を嵩上げした温度を開弁温度と決定し、決定した開弁温度の情報を前記バイパス弁制御部へ加える開弁温度決定部と；を有する構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【０００８】
第２の発明は、上記第１の発明の構成に加えて、給湯熱交換器の給水通路と給湯熱交換器の給湯通路を短絡する開閉弁を持たない常時バイパス通路が別途設けられ、開弁温度決定部は、前後運転モードの同一性判断部により前回と今回の運転のモードが同一でないと判断されたときには、入水温度検出手段が検出した検出入水温と、予め定められた今回の運転の設定温度と、燃焼機器への総入水流量に対する予め定まる給湯熱交換器の流量比に基づき、バイパス通路開閉弁が閉弁していると仮定したときの出湯湯温が今回の運転の設定温度になるための給湯熱交換器の出側の湯温を求め、この求めた湯温に予め定められた許容温度を嵩上げした温度を開弁温度として決定する構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【０００９】
上記構成の発明において、例えば、バイパス通路開閉弁は給湯と湯張りの出湯開始時だけ開弁制御される常時閉弁状態の開閉弁と成している。運転モード監視部は、燃焼機器が給湯モードの運転を行っているか湯張りモードの運転を行っているかを監視する。前後運転モードの同一性判断部は、燃焼機器の出湯運転が再開されたときに、上記運転モード監視部の監視情報に基づき、前回の運転のモードと今回の運転のモードが同一であるか否かを判断する。
【００１０】
上記同一性判断部により前回と今回の運転のモードが同一であると判断されたときには、開弁温度決定部は、前回の給湯バーナ燃焼停止時に給湯熱交換器出側湯温センサが検出した給湯熱交換器の実測出側湯温に、予め定められた許容温度を加算し（嵩上げし）、この加算値を開弁温度として決定する。
【００１１】
前記同一性判断部により前回と今回の運転のモードが同一でないと判断されたときには、開弁温度決定部は、予め定められた今回の運転の設定温度に基づき、バイパス通路開閉弁が閉弁していると仮定したときの出湯湯温が今回の設定温度になるための給湯熱交換器の出側の温度を求め、この求めた湯温に予め定められた許容温度を嵩上げした温度を開弁温度と決定する。
【００１２】
バイパス弁制御部は、燃焼機器の出湯運転再開時（給湯又は湯張りの出湯開始時）に、上記開弁温度決定部が決定した開弁温度と、給湯熱交換器出側湯温センサが検出した給湯熱交換器の実測出側湯温とを比較し、上記実測出側湯温が開弁温度以上であると判断したときには、バイパス通路開閉弁を閉弁したままでは高温出湯の虞れがあると判断し、バイパス通路開閉弁を開弁させる。そうすることによって、給湯熱交換器から流れ出た高温の湯にバイパス通路から水がミキシングされ、湯温が下げられて給湯又は湯張りの出湯開始時の高温出湯が回避される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態例を図面に基づき説明する。
【００１４】
この実施の形態例の燃焼機器である給湯器は、図４に示すように、給湯熱交換器１と風呂熱交換器26を有すると共に、給湯熱交換器１を燃焼加熱する図示されていない給湯バーナと、風呂熱交換器26を燃焼加熱する図示されていない風呂バーナとを別個に有している。
【００１５】
図４に示すように、前記給湯熱交換器１の入側には給水通路３が接続され、出側には給湯通路４が接続されており、給湯通路４は台所やシャワー等の給湯栓19へ導かれている。前記給湯熱交換器１には入側の給水通路３と出側の給湯通路４を短絡する開閉弁を持たない常時バイパス通路５が並設され、この常時バイパス通路５は給湯熱交換器１側に流れる流量と常時バイパス通路５側に流れる流量の流量比が管路抵抗により予め定めた流量比（例えば７対３〜８対２）となるように形成されている。
【００１６】
この常時バイパス通路５の出側接続部Ｘより下流側の給湯通路４と、常時バイパス通路入側接続部Ｙより上流側の給水通路３とを短絡するバイパス通路８が形成されている。このバイパス通路８には該通路の開閉を行うバイパス通路開閉弁であるバイパス弁10が介設されており、このバイパス弁10は通常の運転時には閉弁状態となっている。上記バイパス通路出側接続部Ｚより下流側の給湯通路４には流量を開弁量により制御する流量制御弁７が設けられている。
【００１７】
また、前記風呂熱交換器26の一端側には管路29の一端側が接続され、この管路29の他端側は浴槽24に接続されている。風呂熱交換器26の他端側には管路31の一端側が接続され、この管路31の他端側はポンプ28の吐出口側に接続されており、ポンプ28の吸込口側には管路32の一端側が接続され、この管路32の他端側は浴槽24に接続されている。
【００１８】
上記風呂熱交換器26とポンプ28と管路29，31，32により浴槽24内の浴槽水を循環しながら追い焚きを行う追い焚き循環路27が構成されており、この追い焚き循環路27と、前記流量制御弁７より下流側の給湯通路４とは湯張り通路30により接続され、この湯張り通路30には該通路30の開閉を行う注湯制御弁22が介設されている。この注湯制御弁22が開弁し、給湯熱交換器１で作り出された湯が湯張り通路30と追い焚き循環路27を介して浴槽24へ導かれることによって、風呂の湯張りが行われる。
【００１９】
なお、図中、12は水供給源から給水通路３を介して導かれた入水流量を検出するための流量検出センサを示し、13は給水通路３の入水の温度を検出するためのサーミスタ等の入水温度検出手段である入水温度センサを示し、14は給湯熱交換器１の出側の湯水の温度を検出するためのサーミスタ等の給湯熱交換器出側湯温センサである出側湯温センサを示すものである。
【００２０】
また、この給湯器には該給湯器の運転動作を制御する制御装置20が設けられ、この制御装置20にはリモコン18が接続されており、リモコン18には給湯器の利用者が給湯や湯張りや追い焚き等の各運転時の湯の温度を設定するための温度設定手段21が形成されている。
【００２１】
上記制御装置20には本実施の形態例において特有な高温出湯防止手段が設けられており、図１にはその高温出湯防止手段の一例が示されている。この制御装置20は高温出湯防止手段25と燃焼制御部36を有して構成されている。上記燃焼制御部36は予め与えられるシーケンスプログラム（シーケンス制御手順）に従い給湯モードや湯張りモードや追い焚きモード等の運転動作を制御する。
【００２２】
高温出湯防止手段25は、サンプリング部35と、前後運転モードの同一性判断部である同一性判断部39と、データ格納部40と、運転モード監視部42と、バイパス弁制御部45と、開弁温度決定部50とを有して構成されており、この高温出湯防止手段25は給湯と湯張りの出湯開始時の高温出湯を確実に防止するためにバイパス弁10の開閉制御を精度良く行うものである。
【００２３】
サンプリング部35は予め定めたサンプリング時間間隔（例えば、１秒間隔）を設定するタイマ（図示せず）を内蔵しており、このタイマによって設定されたサンプリング時間間隔毎に、出側湯温センサ14等の様々なセンサ出力や、リモコン18の情報（例えば、温度設定手段21に設定されている給湯や湯張りの設定温度）をサンプリングする。
【００２４】
運転モード監視部42は、前記サンプリング部35を介して流量検出センサ12のセンサ出力を取り込み、流量検出センサ12が流量を検知しているときには、この監視部42は給湯バーナ燃焼が行われていると検知する。運転モード監視部42は、給湯バーナ燃焼が行われていると検知している間、前記燃焼制御部36の制御動作の情報に基づき、次に示すように、給湯器が給湯モードの運転を行っているか湯張りモードの運転を行っているかを監視する。
【００２５】
給湯バーナの燃焼中には、給湯器は給湯モードと湯張りモードのどちらか一方の運転を行っており、その運転モードは注湯制御弁22の開弁動作の情報により判別することができる。このことから、この実施の形態例では、運転モード監視部42は、給湯バーナ燃焼中に、注湯制御弁22を開弁させるための注湯開弁信号が燃焼制御部36から出力されているか否かを監視することによって、注湯制御弁22が開弁状態で湯張りモードの運転が行われているか、注湯制御弁22が閉弁状態で給湯モードの運転が行われているかを監視する。
【００２６】
同一性判断部39は、給湯バーナ燃焼中に、前記運転モード監視部42の監視情報を取り込む。そして、この判断部39は、前記燃焼制御部36の制御動作の情報、又は、前記サンプリング35を介して取り込んだ流量検出センサ12のセンサ出力に基づいて、給湯バーナ燃焼が停止したと検知したときに、上記取り込んだ運転モード監視部42の監視情報に基づき、その燃焼停止前に給湯器が行っていた運転のモードを判別し、このモードを前回モードとしてデータ格納部（記憶装置）40の予め定められた記憶位置に格納する。
【００２７】
同一性判断部39は、給湯バーナ燃焼が再開されたと判断したときに、前記のようにデータ格納部40に格納した前回モードのデータを読み出すと共に、前記運転モード監視部42の監視情報に基づき今回の運転モードを検出し、今回の運転モードが前回の運転モードと同一であるか否かを照合・判断する。同一性判断部39はその判断結果を通知する通知信号を開弁温度決定部50へ出力する。
【００２８】
開弁温度決定部50は、取り込み基準値設定部37と、演算基準値設定部38と、Ｔ_OP・Ｔ_CL算出部46と、確定基準値決定部47とを有して構成されており、上記同一性判断部39からこの開弁温度決定部50に向けて出力された通知信号は確定基準値決定部47に加えられるように構成されている。
【００２９】
確定基準値決定部47は、給湯バーナ燃焼開始時（給湯器の出湯運転開始時）に、前記同一性判断部39から判断結果の通知信号が加えられ、この通知信号により、今回と前回の運転モードが同一であると検知したときに、次に示す取り込み基準値設定部37が設定した取り込み基準値Ｓ_Aを確定基準値Ｓ_Sと決定する。
【００３０】
取り込み基準値設定部37は、燃焼制御部36の制御動作の情報又は流量検出センサ12の情報から給湯バーナ燃焼が停止したと検知したときに、サンプリング部35がサンプリングした出側湯温センサ14の実測出側湯温を取り込み、この実測出側湯温を取り込み基準値Ｓ_Aとして設定する。
【００３１】
前記確定基準値設定部47は、また、同一性判断部39からの通知信号により、今回と前回の運転モードが同一でないと検知したときには、次に示す演算基準値設定部38に演算基準値Ｓ_Bの設定動作を行わせるための動作開始指令信号を演算基準値設定部38に加え、演算基準値設定部38に設定動作を行わせ、この設定部38が設定した演算基準値Ｓ_Bを確定基準値Ｓ_Sと決定する。
【００３２】
演算基準値設定部38は、上記確定基準値決定部47から動作開始指令信号が加えられると、データ格納部40に予め与えられている次に示すＳ_B算出演算式データを読み出す。
【００３３】
上記Ｓ_B算出演算式データはバイパス通路８のバイパス弁10が閉弁している状態で出湯湯温が設定温度となるための給湯熱交換器１の出側湯温Ｓ_Bを演算検出するためのデータであり、本実施の形態例では、下記の（１）式がＳ_B算出演算式データとしてデータ格納部40に格納されている。
【００３４】
Ｓ_B＝（Ｔ_S−（１−ｍ）・Ｔ₁）／ｍ・・・・・（１）
【００３５】
上記（１）式に示すＴ_Sは設定温度を表し、Ｔ₁は入水温を表し、ｍは給湯器への総入水流量に対する予め定めた給湯熱交換器１の流量比（０＜ｍ＜１）を表すもので、上記（１）式は次のようにして導き出された。
【００３６】
すなわち、出湯湯温が設定温度となるためには、給水通路３より導かれた総入水流量Ｑ₀の水を入水温Ｔ₁から設定温度Ｔ_sまで上昇させるのに必要な熱量Ｊ₀（Ｊ₀＝（Ｔ_s−Ｔ₁）・Ｑ₀・Ｃ（ただしＣは水の比熱））と、上記総入水流量Ｑ₀のうちの給湯熱交換器１を流れる流量Ｑ_HE（Ｑ_HE＝ｍ・Ｑ₀）の水を入水温Ｔ₁から前記給湯熱交換器１の出側湯温Ｓ_Bまで上昇させるのに必要な熱量Ｊ_HE（Ｊ_HE＝（Ｓ_B−Ｔ₁）・Ｑ_HE・Ｃ＝（Ｓ_B−Ｔ₁）・ｍ・Ｑ₀・Ｃ）とが等しくなければならないという関係（（Ｔ_s−Ｔ₁）・Ｑ₀・Ｃ＝（Ｓ_B−Ｔ₁）・ｍ・Ｑ₀・Ｃ）から前記（１）式は導き出された。
【００３７】
前記（１）式のＴ_sにリモコン18の温度設定手段21に設定されている今回の運転の設定温度を、Ｔ₁に入水温度センサ13の検出入水温を、ｍに予め定められている総入水流量に対する給湯熱交換器１の流量比（例えば、バイパス弁10が閉弁している状態では入水は給湯熱交換器１側と常時バイパス通路５側に分岐して流れ、その給湯熱交換器１の流量と常時バイパス通路５の流量の流量比は管路抵抗により予め定まるので、その流量比が、例えば、７対３である場合にはｍ＝0.7 と予め定められる）をそれぞれ代入し（１）式に従って演算を行うことによって、出湯湯温が設定温度Ｔ_Sになるための給湯熱交換器１の出側湯温Ｓ_Bを算出することができる。
【００３８】
演算基準値設定部38は、上記Ｓ_B算出演算式データを読み出すと同時に、前記運転モード監視部42の監視情報に基づいて温度設定手段21に設定されている今回の運転の設定温度Ｔ_Sと、入水温度センサ13が検出した入水温Ｔ₁を前記サンプリング部35を介し取り込み、取り込んだ設定温度Ｔ_Sと検出入水温Ｔ₁と前記Ｓ_B算出演算式データに基づいて、出湯湯温が設定温度Ｔ_Sになるための給湯熱交換器１の出側湯温Ｓ_Bを算出し、この算出した出側湯温を演算基準値Ｓ_Bと設定する。
【００３９】
前記確定基準値決定部47は、さらに、前記の如く決定した確定基準値Ｓ_S（前回と今回の運転のモードが同一のときには取り込み基準値設定部37が設定した取り込み基準値Ｓ_Aを確定基準値Ｓ_Sと決定し、同一でないときには演算基準値設定部38が設定した演算基準値Ｓ_Bを確定基準値Ｓ_Sと決定する）のデータ信号をＴ_OP・Ｔ_CL算出部46へ出力する。
【００４０】
Ｔ_OP・Ｔ_CL算出部46は、上記確定基準値決定部47から確定基準値Ｓ_Sのデータ信号を受け取ると、予めデータ格納部40に格納されているＴ_OP算出演算式データ（Ｔ_OP＝Ｓ_S＋α）およびＴ_CL算出演算式データ（Ｔ_CL＝Ｓ_S＋β）を読み出し、前記確定基準値決定部47から受け取った確定基準値Ｓ_Sと、上記Ｔ_OP算出演算式データおよびＴ_CL算出演算式データとに基づき、開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度Ｔ_CLを演算算出し、求めた開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度Ｔ_CLのデータ信号をバイパス弁制御部45へ出力する。
【００４１】
なお、上記Ｔ_OP算出演算式データに示すαは許容温度である第１の嵩上げ温度を表し、予め定められる定数（例えば、３℃）であり、また、Ｔ_CL算出演算式データに示すβは許容温度である第２の嵩上げ温度を表し、ここでは、上記αより小さい予め定められる定数（例えば、２℃）である。
【００４２】
バイパス弁制御部45は、前記燃焼制御部36の制御動作の情報又は流量検出センサ12の情報から出湯が開始されたと検知した以降に、サンプリング部35を介して出側湯温センサ14が検出した実測出側湯温Ｔ_OUTを取り込み、この実測出側湯温Ｔ_OUTと前記Ｔ_OP・Ｔ_CL算出部46が求めた開弁温度Ｔ_OPを比較する。図２の（ａ）に示すように、給湯又は湯張りの出湯開始後、まず、給湯熱交換器１よりも下流側の通路に滞留していた温めの湯の湯温が出側湯温センサ14により検出されるが、後沸きが生じている場合には、その後、高温の湯が給湯熱交換器１から流出し始め、出側湯温センサ14で検出される湯の湯温が上昇する。
【００４３】
そして、バイパス弁制御部45は、実測出側湯温Ｔ_OUTが開弁温度Ｔ_OP以上である（Ｔ_OUT≧Ｔ_OP）と判断したときにはバイパス弁10を閉弁したままでは今回の運転の設定温度Ｔ_Sよりかなり高めの湯が出湯し、この高温出湯により湯の利用者に不快感を与えてしまうという問題が生じると判断し、バイパス弁駆動手段33へ開弁信号（バイパス通路開閉弁への開弁信号）を出力し、バイパス弁駆動手段33が図２の（ｃ）に示すバイパス弁開・閉信号の開弁信号（開弁駆動電圧）をバイパス弁10に加えてバイパス弁10を開弁させる。
【００４４】
そのように、バイパス弁10を開弁することによって、給湯熱交換器１から流れ出た高温の湯に常時バイパス通路５の水だけでなくバイパス通路８から流出した水もミキシングされ、図２の（ｂ）に示すように、出湯湯温が下げられ、高温出湯を回避することができる。
【００４５】
バイパス弁制御部45は、バイパス弁駆動手段33の動作情報からバイパス弁10が開弁していると検知している間（バイパス弁10の開弁期間中）、出側湯温センサ14の実測出側湯温Ｔ_OUTと前記Ｔ_OP・Ｔ_CL算出部46が求めた閉弁温度Ｔ_CLを比較し、図２の（ａ）に示すように、給湯熱交換器１から流れ出る湯温が下がり始め、実測出側湯温Ｔ_OUTが閉弁温度Ｔ_CL以下である（Ｔ_OUT≦Ｔ_CL）と判断したときに、高温出湯の虞れがなくなったと判断し、バイパス弁駆動手段33へ閉弁信号（バイパス通路開閉弁への閉弁信号）を出力し、バイパス弁10を閉弁させる。
【００４６】
上記の如く、バイパス通路８とそのバイパス弁10を設け、給湯と湯張りの出湯開始後、出側湯温センサ14の実測湯温Ｔ_OUTが開弁温度Ｔ_OP以上であるとき、つまり、高温出湯の虞れがあるときにバイパス弁10を開弁する構成としたので、後沸きが生じているために給湯熱交換器１から流出する湯の湯温が設定温度の湯を出湯させる給湯熱交換器１の出側湯温よりもかなり高めであるときには、その高温の湯に常時バイパス通路５およびバイパス通路８から流出する水がミキシングされ、給湯熱交換器１から流出した湯の湯温が下げられ、高温出湯を防止することができる。
【００４７】
この実施の形態例によれば、バイパス通路８およびそのバイパス弁10を設け、給湯と湯張りの出湯開始後、高温出湯の虞れがあるときに（給湯熱交換器１の出側湯温Ｔ_OUTが開弁温度Ｔ_OP以上となったときに）バイパス弁10を開弁させる構成としたので、給湯の開始時だけでなく湯張りの開始時にも高温出湯の虞れがあるときには、給湯熱交換器１から流出する高温の湯に、常時バイパス通路５の水とバイパス通路８の水がミキシングされ、その高温の湯の湯温が下げられ、後沸きに起因した高温出湯を防止することができる。
【００４８】
ところで、従来では、制御構成が複雑になる等の理由から湯張りの出湯開始時の高温出湯防止手段を設けないことが多かったが、この実施の形態例では、前記の如く、必要最低限のバイパス通路８とバイパス弁10を設け、バイパス弁10の開弁制御を行うだけで、上記の如く、給湯と湯張りの出湯時の高温出湯を防止できるので、管路構成および制御構成の簡易化を図ることが容易であるという画期的な効果を奏することができる。
【００４９】
その上、同一性判断部39と運転モード監視部42を設け、給湯と湯張りの出湯開始時に前回と今回の運転モードが同一であるか否かを判断すると共に、開弁温度決定部50を設け、前回と今回の運転モードが同一であるときと、同一でないときとを場合分けして開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度Ｔ_CLを決定する構成にしたので、次に示す問題を防止し、給湯と湯張りの出湯開始時の高温出湯を確実に回避することができる。
【００５０】
上記問題とは、湯張りの出湯湯温が給湯の出湯湯温よりも高く設定される場合に、湯張りを行うために給湯熱交換器１が作り出す湯温は給湯のために給湯熱交換器１が作り出す湯温よりも高く、例えば、前回が湯張りで、今回が給湯という如く、前回と今回の運転モードが異なっているにもかかわらず、前回の給湯バーナ燃焼停止時の給湯熱交換器１の出側湯温（つまり、取り込み基準値Ｓ_A）を用いて開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度Ｔ_CLを求め、これら開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度_CLに基づいてバイパス弁10の開閉制御を行うと、今回の出湯開始時に高温出湯を確実に防止できないことがある。
【００５１】
すなわち、前回の運転モードが湯張りで今回の運転モードが給湯である場合に、取り込み基準値Ｓ_Aに基づいた開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度Ｔ_CLを用いてバイパス弁10の開閉制御が行われると、今回の給湯の出湯開始時に、今回の給湯の設定温度よりかなり高めの湯が出湯しているのにバイパス弁10が開弁せず、その高めの湯が出湯したり、バイパス弁10が開弁したとしても早く閉弁してしまい今回の給湯の設定温度より高めの湯が出湯し、湯の利用者に不快感を与えてしまうという問題が生じる。
【００５２】
また、前回の運転モードが給湯で今回の運転モードが湯張りであるときに、取り込み基準値Ｓ_Aに基づいた開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度Ｔ_CLを用いてバイパス弁10の開閉制御が行われると、前回の給湯湯温よりも高めの湯張りの設定温度の湯を供給しなければならないのに、バイパス弁10が開けられ水がミキシングされ、湯張りの設定温度よりかなり低めの湯が出湯してしまうし、出湯湯温を上昇させる方向に給湯バーナの燃焼能力制御が行われるので、給湯熱交換器１の出側湯温は閉弁温度以下に下がらず、バイパス弁10は開弁したままになってしまう。このように、バイパス弁10が開弁したままになると、次のような問題が生じる。
【００５３】
上記バイパス弁10が開弁した状態のまま出湯運転が続行された場合には、給湯熱交換器１で作り出された湯に常時バイパス通路５およびバイバス通路８から流出する水をミキシングした後の湯の湯温が設定温度になるように給湯バーナの燃焼能力制御が行われ、給湯熱交換器１の湯にミキシングする水が常時バイパス通路５の水だけである場合より給湯熱交換器１の湯温が高くなって、給湯が停止された後の給湯熱交換器１の滞留湯の湯温が後沸きにより非常に高くなる。
【００５４】
このように、給湯熱交換器１の滞留湯の湯温が非常に高い状態から出湯が開始されると、常時バイパス通路５の水に加えてバイパス通路８の水を給湯熱交換器１の湯にミキシングしても出湯湯温は設定温度よりかなり高めとなってしまい、高温出湯を防止することができないという問題が生じる虞れがある。
【００５５】
この実施の形態例では、前記の如く、前回と今回の運転モードが同一でないときには、今回の運転の設定温度に基づいて算出した理論的な演算基準値Ｓ_Bを確定基準値Ｓ_Sと決定するので、上記問題を回避することができ、確実に給湯と湯張りの出湯開始時の高温出湯を防止することができるし、設定温度よりかなり低い湯温の湯が出湯するという事態を回避することができる。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施の形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記実施の形態例では、運転モード監視部42は、給湯バーナ燃焼中に、注湯制御弁22が閉弁しているときには、給湯モードの運転中と検知していたが、給湯通路４の給湯栓19側に流水を検出するための流水スイッチ（給湯確認スイッチ）や流量センサ等のセンサを設け、このセンサが給湯の通水を検知しているときには給湯モードの運転中と検知し、注湯制御弁22が開弁しているときには湯張りモードの運転中であると検知するようにしてもよい。
【００５７】
また、図４に示した給湯器には常時バイパス通路５が設けられていたが、前記実施の形態例に示した高温出湯防止手段は常時バイパス通路５を省略した各種の燃焼機器にも適用できるものであり、上記実施の形態例の高温出湯防止手段25を設けて高温出湯防止動作を行うことによって、給湯と湯張りの出湯時に給湯設定温度より許容範囲を越えた高温の湯が出湯し湯の利用者に不快感を与えるという問題を回避できる。上記のように常時バイパス通路５を省略した場合にはその分管路構成を簡単にできる。
【００５８】
ただ、常時バイパス通路５を設けることによって、バイパス弁10が閉じている給湯バーナ燃焼の通常運転時に給湯熱交換器１の通水量が減少し給湯熱交換器１の通水温が上昇するために、給湯熱交換器１の通水温の低下（つまり、給湯熱交換器１の水管表面温度の低下）に起因して給湯バーナ燃焼により発生した水蒸気が給湯熱交換器１の水管表面に付着する結露現象を回避することができ、結露現象の多発に起因した給湯熱交換器１の腐食等の弊害の問題を防止することができる。
【００５９】
なお、上記のように、常時バイパス通路５を省略した場合には、給湯器に流れ込む流量Ｑ_V1が全て給湯熱交換器１に流れ込むことになるので、流量Ｑ_HE＝流量Ｑ_V1となり、上記実施の形態例に示したＳ_B算出演算式データ（Ｓ_B＝（Ｔ_s−（１−ｍ）・Ｔ₁）／ｍ）の定数ｍ（ｍ＝Ｑ_HE／Ｑ_V1）には「１」が予め与えられることになる。
【００６０】
さらに、上記実施の形態例では、演算基準値設定部38はＳ_B算出演算式データ（Ｓ_B＝（Ｔ_s−（１−ｍ）・Ｔ₁）／ｍ）に基づいて演算基準値Ｓ_Bを検出していたが、例えば、設定温度Ｔ_sと入水温Ｔ₁の関係から演算基準値Ｓ_Bを検出するための表データやグラフデータ等を予め求めてＳ_B検出データとしてデータ格納部40に格納しておき、このＳ_B検出データに基づいて演算基準値Ｓ_Bを検出するという如く、演算を用いない他の手法により演算基準値Ｓ_Bを検出するようにしてもよい。
【００６１】
さらに、上記実施の形態例では、バイパス通路８およびそのバイパス弁10は１組しか設けられていなかったが、複数組設けてもよい。この場合には、それらバイパス弁を個々に制御するようにする。例えば、第１のバイパス弁には第１の開弁温度と第１の閉弁温度が対応し、第２のバイパス弁には上記第１の開弁温度より高い第２の開弁温度と第１の閉弁温度より高い第２の閉弁温度が対応するという如く、給湯熱交換器１の出側湯温が高くなるにしたがって、開弁しているバイパス弁の数が多くなるように各バイパス弁に対応する開弁温度と閉弁温度を設定し、それら開弁温度と閉弁温度に基づいて各バイパス弁を個々に制御するようにしてもよい。この場合には後沸き等の度合に応じて給湯熱交換器１から流出する高温の湯量に対するミキシング水量の割合を可変することが可能となる。
【００６２】
さらに、上記実施の形態例ではＴ_OP・Ｔ_CL算出部46は開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度Ｔ_CLを演算算出していたが、確定基準値Ｓ_Sに基づいて開弁温度Ｔ_OP、閉弁温度_CLを検出するための表データやグラフデータ等を予め求めてＴ_OP検出データ、Ｔ_CL検出データとして内蔵メモリに格納しておき、これらＴ_OP検出データおよびＴ_CL検出データと、確定基準値Ｓ_Sとに基づき開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度Ｔ_CLを検出するという如く、演算を用いない他の手法により開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度Ｔ_CLを検出するようにしてもよい。
【００６３】
さらに、上記実施の形態例では、開弁温度Ｔ_OPを求めるのに用いる第１の嵩上げ温度αと、閉弁温度Ｔ_CLを求めるのに用いる第２の嵩上げ温度βとは予め定められていたが、上記第１の嵩上げ温度αと第２の嵩上げ温度βを可変設定するための可変設定手段を制御装置20が設けられている制御基板等に設けて、サービスマン等が上記第１の嵩上げ温度αと第２の嵩上げ温度βを可変設定できるようにしてもよい。
【００６４】
さらに、上記実施の形態例では、開弁温度Ｔ_OPが閉弁温度Ｔ_CLよりも高くなるように、第１の嵩上げ温度αと第２の嵩上げ温度βが設定されたが、開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度Ｔ_CLを同一の温度にしてもよく、この場合、第１の嵩上げ温度αと第２の嵩上げ温度βは同じ値が設定されることになる。また、この場合、開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度Ｔ_CLを別個に求めなくてもよく、開弁温度Ｔ_OPと閉弁温度Ｔ_CLを兼用する開閉弁温度を唯１個設定するようにしてもよい。さらに、上記実施の形態例に示す第１の嵩上げ温度αと第２の嵩上げ温度βに０℃を与えてもよい。
【００６５】
さらに、上記実施の形態例では常時バイパス通路５が１本だけ設けられていたが、常時バイパス通路５を複数本設けてもよい。この場合にも、前記の如く、給湯熱交換器１の流量とそれら常時バイパス通路の総流量の流量比が管路抵抗により予め定めた流量比となるように複数の常時バイパス通路５を形成する。
【００６６】
さらに、上記実施の形態例では、バイパス弁制御部45は、給湯熱交換器１の実測出側湯温Ｔ_OUTが閉弁温度Ｔ_CL以下に低下したと判断したときに、バイパス弁10を閉弁させていたが、他の手法によりバイパス弁10を閉弁させてもよい。例えば、バイパス弁制御部45にタイマを内蔵させ、このタイマにバイパス弁10の予め定めた開弁時間（例えば、５秒間）を設定しておき、バイパス弁制御部45は、出湯開始時に高温出湯の虞れがあると判断しバイパス弁10を開弁させたときに、上記内蔵のタイマのカウントを開始させる。そして、バイパス弁制御部45は、上記内蔵タイマがカウントアップしたときに、バイパス弁10を閉弁させる。このようにして、バイパス弁制御部45がバイパス弁10を閉弁させるようにしてもよい。
【００６７】
さらに、上記実施の形態例では、図４に示す給湯器を例にして説明したが、本発明は、給湯熱交換器と給湯熱交換器出側湯温センサと入水温度検出手段とバイパス通路とバイパス通路開閉弁を有して給湯機能と風呂の湯張り機能を行うことが可能な燃焼機器であれば、図５や図６に示すような図４に示す給湯器以外の各種の燃焼機器にも適用するものである。
【００６８】
【発明の効果】
この発明によれば、バイパス通路と該通路の開閉弁を設けると共に、バイパス弁制御部を設け、出湯開始時に高温出湯の虞れがあるときにバイパス通路開閉弁の開弁制御を行う構成としたので、給湯と湯張りの出湯開始時に高温出湯の虞れがあるときにバイパス通路開閉弁を開弁して給湯熱交換器から流出した高温の湯にバイパス通路の水をミキシングすることができ、給湯熱交換器の後沸きに起因した高温の湯が出湯時に出湯するのを確実に防止でき、給湯と湯張りの各出湯時に湯の利用者に高温出湯による不快感を与えてしまうという問題を確実に回避することができる。
【００６９】
また、必要最低限のバイパス通路およびその開閉弁を設け、出湯開始時にバイパス通路開閉弁の開弁制御を行うだけで、給湯と湯張りの各出湯時の高温出湯を防止できるので、管路構成を簡易化することが可能であり、給湯器のコスト低減を図ることができるという画期的な効果を奏する。
【００７０】
その上、前後運転モードの同一性判断部と、運転モード監視部と、開弁温度決定部を設けたので、前回と今回の運転モードが同一であるか否かを判断して、同一でないときには今回の運転の設定温度に基づき開弁温度を決定できる。
【００７１】
このことから、前回の運転モードが湯張りで今回の運転モードが給湯で、出湯湯温を前回の給湯バーナ燃焼の運転時よりも下げなければならない場合、開弁温度が高く設定されてしまい、出湯開始後、給湯の設定温度よりもかなり高めの湯が出湯しているのにバイパス通路開閉弁が開弁せず、高温出湯を防止できないという問題を確実に回避できる。
【００７２】
前回の運転モードが給湯で今回の運転モードが湯張りで、出湯湯温を前回の給湯バーナ燃焼の運転時よりも高めなければならない場合、開弁温度が低く設定されてしまい、湯張り開始後、高温出湯の虞れがないのにバイパス通路開閉弁が閉弁してしまうという誤動作の問題を確実に防止できる。
【００７３】
給湯熱交換器の給水通路と給湯通路を短絡する開閉弁をもたない常時バイパス通路が別途設けられている構成にあっては、給湯通路の常時バイパス通路出側接続部で、給湯熱交換器で加熱された湯と常時バイパス通路側を通った水がミキシングされることになり、例えば、バイパス通路開閉弁を開弁してバイパス通路を通る水によって給湯熱交換器から流出した湯の温度を下げなければならないのにも拘わらず、バイパス通路開閉弁が故障して開弁しないという事態が発生しても、上記の如く、給湯熱交換器の湯は常時バイパス通路の水がミキシングされることによって湯温が下げられることから、高温の湯が出湯し湯の利用者に不快感を与えたり、火傷を負わせてしまうというような問題は回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において特有な高温出湯防止手段の実施の形態例を示すブロック構成図である。
【図２】バイパス弁の開閉制御の動作例を示すタイムチャートである。
【図３】給湯熱交換器の滞留湯の温度における時間的変化の一例を示すグラフである。
【図４】本発明の燃焼機器である給湯器の一システム構成例を示すモデル図である。
【図５】本発明に係る燃焼機器のその他のシステム構成例を示すモデル図である。
【図６】さらに本発明に係る燃焼機器のその他のシステム構成例を示すモデル図である。
【符号の説明】
１給湯熱交換器
３給水通路
４給湯通路
５常時バイパス
８バイパス通路
10 バイパス弁
13 入水温度センサ
14 出側湯温センサ
39 同一性判断部
42 運転モード監視部
45 バイパス弁制御部
50 開弁温度決定部

Claims

給水通路より導かれる水を給湯バーナ燃焼の熱を利用して加熱し給湯通路へ流出する給湯熱交換器と、この給湯熱交換器の入側の給水通路と出側の給湯通路を短絡するバイパス通路と、該バイパス通路の開閉を行うバイパス通路開閉弁と、給水通路の水の温度を検出する入水温度検出手段と、給湯熱交換器の出側の湯水温度を検出する給湯熱交換器出側湯温センサとを有し、予め設定された給湯と湯張りの設定温度に基づいて給湯モードの運転と湯張りモードの運転の出湯を行うことが可能な燃焼機器において、出湯開始時に給湯熱交換器出側湯温センサが検出した給湯熱交換器の実測出側湯温と予め定められた開弁温度を比較し、上記実測出側温度が開弁温度以上であると判断したときにはバイパス通路開閉弁を開弁させるバイパス弁制御部と；燃焼機器が給湯モードの運転を行っているか湯張りモードの運転を行っているかを監視する運転モード監視部と；燃焼機器の出湯運転が再開されたときに、上記運転モード監視部の監視情報に基づき、前回の運転のモードと今回の運転のモードが同一であるか否かを判断する前後運転モードの同一性判断部と；この同一性判断部により前回と今回の運転のモードが同一であると判断されたときには、前回の給湯バーナ燃焼停止時に給湯熱交換器出側湯温センサが検出した給湯熱交換器の実測出側湯温に、予め定められた許容温度を嵩上げし、この嵩上げした温度を開弁温度と決定し、前記同一性判断部により前回と今回の運転のモードが同一でないと判断されたときには、予め定められた今回の運転の設定温度の情報に基づき、バイパス通路開閉弁が閉弁していると仮定したときの出湯湯温が今回の運転の設定温度になるための給湯熱交換器の出側の湯温を求め、この求めた湯温に予め定められた許容温度を嵩上げした温度を開弁温度と決定し、決定した開弁温度の情報を前記バイパス弁制御部へ加える開弁温度決定部と；を有することを特徴とした燃焼機器。
給湯熱交換器の給水通路と給湯熱交換器の給湯通路を短絡する開閉弁を持たない常時バイパス通路が別途設けられ、開弁温度決定部は、前後運転モードの同一性判断部により前回と今回の運転のモードが同一でないと判断されたときには、入水温度検出手段が検出した検出入水温と、予め定められた今回の運転の設定温度と、燃焼機器への総入水流量に対する予め定まる給湯熱交換器の流量比に基づき、バイパス通路開閉弁が閉弁していると仮定したときの出湯湯温が今回の運転の設定温度になるための給湯熱交換器の出側の湯温を求め、この求めた湯温に予め定められた許容温度を嵩上げした温度を開弁温度として決定する構成としたことを特徴とする請求項１記載の燃焼機器。