JP3862810B2

JP3862810B2 - 給湯装置

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Publication number: JP3862810B2
Application number: JP12636597A
Authority: JP
Inventors: 徹哉佐藤; 久恭渡辺; 寿久斉藤
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: JPH10300211A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量制御弁を組み込んだ給湯装置に関する。
【０００２】
給湯装置は、バーナと、このバーナからの熱を受ける熱交換部と、給湯配管系とを備えている。この給湯配管系は、熱交換部を通る受熱管と、受熱管の入口端に接続された給水管と、受熱管の出口端に接続された給湯管とを有している。この給湯配管系にはギアモータ駆動式の流量制御弁が設けられており、例えば熱交換部を通る水の流量を制御できるようになっている。
上記流量制御弁には、正常動作範囲の限界位置すなわち全閉位置と全開位置とを検出する位置センサが装備されている。上記位置センサは、例えばギア列の中の歯車に埋め込まれたマグネットと、歯車近傍に配置されたホールＩＣとからなる。
モータへの電流供給により弁体が閉じ方向に移動している状態で全閉位置が検出された時には、モータへの電流供給が停止され、弁体が開き方向に移動している状態で全開位置が検出された時にも、モータへの電流供給が停止される。これにより、全開位置，全閉位置への制御を正確に行なったりモータのロックを防止している。
【０００３】
上記流量制御弁の制御において、例えば位置センサが故障している時には、いつまでも上記全開位置や全閉位置を検出できず、モータへの電流供給を継続して行なうため、モータのロックが生じてしまう。また、モータ自体が故障している時にも、全開位置，全閉位置に達せず、位置センサで検出できず、この状態を放置しておけば適切な流量制御を行えない状態が続き、種々の不都合が生じることになる。
このような不都合を防止する手段が、例えば特公平８−２７０２２号公報に開示されている。詳述すると、流量制御弁を開き方向に所定時間動作させても位置センサが全開位置を検出しない時には、この位置センサの故障であると判断して、故障に対する処置を行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、流量制御弁の正常な動作範囲は、上記位置センサで検出可能な全閉位置と全開位置で区画されている。この正常動作範囲は、上記流量制御弁の弁体の移動可能な範囲より幾分狭くなっている。すなわち、位置センサで検出される全閉位置に達した後も、弁体は弁座方向へ若干量移動可能であり、他の位置センサで検出される全開位置に達した後も、弁座方向から離れる方向へ若干量移動可能である。このように、弁体が、弁座や弁座から離れた部材に直接当たる位置を全閉位置，全開位置としないのは、この当たりによる噛み込みを避けるためである。
ところで、上記流量制御弁が前回の制御で正常動作範囲から全開位置まで動作された時に、慣性で全開位置を越えてしまうことがある。この場合に、上述した公報の装置では、位置センサが正常であるにも拘わらず、流量制御弁の開き動作の過程で全開位置を検出できないことを理由に、故障と判断してしまい、以後の正常な流量制御を不可能にしてしまう。同様のことが閉じ方向制御でも言える。
【０００５】
請求項１の発明は、熱発生部と、この熱発生部からの熱を受ける熱交換部と、この熱交換部を通る給湯配管系および他の配管系と、制御手段とを備えた給湯装置において、
上記給湯配管系が、上記熱交換部の上流側と下流側との間に接続されて熱交換部と並列をなすバイパス管を有し、このバイパス管に第１の流量制御弁が設けられ、上記バイパス管より熱交換部に近い給湯配管系に第２の流量制御弁が設けられ、上記第１，第２の流量制御弁が、正常動作範囲を区画する全開，全閉位置の２つの限界位置をそれぞれ検出する位置センサを装備したギアモータ駆動式の流量制御弁からなり、上記制御手段は第１，第２の流量制御弁の開度を上記モータへの電流供給により制御するようになっており、更にこの制御手段は、（ア）上記他の配管系を水が流れ上記給湯配管系を水が流れていない状態で、上記熱発生部から熱交換部に熱が付与されている最中またはその直前に、上記第１，第２流量制御弁を全開位置と全閉位置との間の所定開度位置にして待機させ、（イ）給湯初期には、上記第１，第２流量制御弁の開度を制御して、熱交換部からの湯とバイパス管からの水とのミキシング制御を行ない、（ウ）上記待機動作の過程で、少なくともバイパス弁に設けられた第１流量制御弁に関して、最初に開き方向に動作させ、上記位置センサが第１の所定時間経っても全開位置を検出しない時には、閉じ方向に向かって第２の所定時間動作させて、上記位置センサによる全開位置の検出を試み、それでも位置センサで全開位置を検出しない時には、開き方向に向かって第３の所定時間動作させるとともに故障と判断し、（エ）上記待機動作の過程で、第１流量制御弁を上記第１の所定時間動作させる直前またはこの動作中に位置センサで全開位置を検出した時、あるいは、上記第２の所定時間動作させている最中に位置センサで全開位置を検出した時には、上記所定開度位置に対応する時間だけモータに電流を供給することにより、上記所定開度位置にすることを特徴とする給湯装置。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の給湯装置において、上記制御手段は、第１流量制御弁を上記所定開度位置に対応する時間だけモータに電流を供給しても、上記位置センサで全開位置を検出している時には、故障と判断することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の給湯装置において、上記第１流量制御弁は、弁座とこれに接離する弁体の少なくとも一方に弾性材が設けられ、上記制御手段は、上記ミキシング制御の後に実行される通常の給湯制御の際に、第１流量制御弁の全閉制御を行ない、この全閉制御の過程で、（カ）最初に閉じ方向に動作させ、上記位置センサが所定時間経っても全閉位置を検出しない時には、開き方向に向かって他の所定時間動作させて、全閉位置の検出を試み、それでも全閉位置を検出しない時には、故障と判断し、（キ）位置センサが上記所定時間の閉じ動作または上記他の所定時間の開き動作により全閉位置を検出した時には、第１流量制御弁を閉じ方向に動作させて、上記弁座と弁体との間の弾性材を押圧することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、給湯と追焚の２つの機能を有する１缶２水路型のガス給湯装置を示す。この給湯装置は、一つの缶の下部に共通のガスバーナ１（燃焼部，熱発生部）を収納し、上部に共通の熱交換部２を収納することにより、構成されている。缶の底部には、燃焼空気を供給するためのファン（図示しない）が設けられている。上記バーナ１へガスを供給する手段は、ガス管３と、このガス管３に設けられた主電磁開閉弁４と電磁比例弁５とを有している。バーナ１の近傍には点火機構（図示しない）が配置されている。
【００１０】
上記熱交換部２は、多数の薄肉のフィンプレート２ａを有しており、このフィンプレート２ａに、給湯配管系１０の受熱管１１と追焚配管系２０の受熱管２１とが貫通している。
【００１１】
上記給湯配管系１０について詳述する。上記受熱管１１の入口端には、給水管１２（熱交換部２の上流側）が接続され、出口端には給湯管１３（熱交換部２の下流側）が接続されている。給湯管１３の末端には給湯栓１４が設けられている。これら給水管１２と給湯管１３との間には、受熱管１１と並列をなす２本のバイパス管１５，１６が接続されている。図において、バイパス管１５と給水管１２，給湯管１３との接続点を符号Ｐ１，Ｐ２で表し、バイパス管１６と給水管１２，給湯管１３との接続点を符号Ｐ３，Ｐ４で表わす。
熱交換部２に近い方のバイパス管１５は、弁等を装備せず、接続点Ｐ１を通過した水は、所定の割り合い（例えば７０：３０）で受熱管１１とバイパス管１５に別れ、接続点Ｐ２で再び合流するようになっている。
【００１２】
熱交換部１５から遠い方のバイパス管１６には、第１の流量制御弁ＧＭ２が設けられている。また、給湯管１３にも、接続点Ｐ２，Ｐ４間において第２の流量制御弁ＧＭ１が設けられている。
【００１３】
上記給湯配管系１０には２つのフローセンサＦＬ１，ＦＬ２が装備されている。第１のフローセンサＦＬ１は、給水管１２において接続点Ｐ１，Ｐ３間に設けられている。第２のフローセンサＦＬ２は、給湯管１３において接続点Ｐ４と給湯栓１４との間に設けられている。
【００１４】
上記給湯配管系１０には、４つの温度センサＴＨ_IN，ＴＨ_Z，ＴＨ_OUT，ＴＨ_MIXが装備されている。温度センサＴＨ_INは、接続点Ｐ３より上流側の給水管１２に設けられている。温度センサＴＨ_Zは、受熱管１１のベンド部に設けられている。温度センサＴＨ_OUTは、受熱管１１の出口端近傍（給湯管１３において接続点Ｐ２より上流側）に設けられている。温度センサＴＨ_MIXは、接続点Ｐ４の下流側の給湯管１３に設けられている。
【００１５】
次に、上記追焚配管系２０について説明する。上記受熱管２１の入口端と浴槽６との間には復路管２２が接続され、受熱管２１の出口端と浴槽６との間には往路管２３が接続されている。復路管２２には、ポンプ２４や温度センサＴＨ_HR，流水スイッチ（図示しない）等が設けられている。
【００１６】
上記給湯配管系１０の給湯管１３と、追焚配管系２０の復路管２２との間には、浴槽６への湯張りのための注湯管３０が接続されており、この注湯管３０には電磁開閉弁からなる注湯弁３１が設けられている。図において注湯管３０と給湯管１３，復路管２２との接続点を符号Ｐ５，Ｐ６で示す。
【００１７】
上述したバイパス側の流量制御弁ＧＭ２の構造を、図２を参照しながら説明する。流量制御弁ＧＭ２は、給湯管１３内に組み込まれた弁ケース４０を備えている。この弁ケース４０には、環状の弁座４１が形成されている。弁ケース４０には、支持スリーブ４２が収納固定されており、この支持スリーブ４２にはシャフト４３が大きいピッチの螺合状態で挿入されている。シャフト４３の内端部には弁体４４が固定されており、シャフト４３の軸方向移動に伴って、弁体４４が弁座４１に対して接離するようになっている。なお、弁体４４には弾性体すなわちゴムシート４９が取り付けられている。
【００１８】
上記シャフト４３の外端部は、減速ギア列４５を介してモータ４６に接続されている。図２には減速ギア列４５の第１段を構成するウォーム４５ａと、最終段の平歯車４５ｂのみ示し、中間の歯車の図示を省いている。ウォーム４５ａはモータ４６の出力軸に連結されている。平歯車４５ｂは、シャフト４３の外端部とスプライン結合されている。平歯車４５ｂにはマグネット４７が埋め込まれており、このマグネット４７が、ホールＩＣからなる２つの位置センサ４８ａ，４８ｂにより、検出されるようになっている。すなわち、弁体４４が弁座４１から最大限近く離れた状態（全開位置）で、マグネット４７が位置センサ４８ａに検出されるようになっている。また、弁体４４に設けられたゴムシート４９が弁座４１にほぼ接した状態（全閉位置）で、マグネット４７が位置センサ４８ｂに検出されるようになっている。
【００１９】
上記位置センサ４８ａ，４８ｂで検出可能な全開位置，全閉位置で区画された流量制御弁ＧＭ２の正常動作範囲は、前述した理由により、弁体４４の実際の移動可能範囲より若干狭くなっている。すなわち、弁体４４は、検出可能な全開位置から、シャフト４３が平歯車４５ｂに当たる位置まで、弁座４１から離れる方向に移動可能である。また、検出可能な全閉位置から、さらに弁座４１方向に移動可能である。
熱交換部２側の流量制御弁ＧＭ１の構造も上述した流量制御弁ＧＭ２の構造と同様であるので省略するが、この流量制御弁ＧＭ１では、弁体４４にゴムシート４９を取り付けておらず、全閉位置で弁座４１との間に若干の隙間が生じる。
【００２０】
給湯装置は、制御ユニット５０（制御手段）とリモートコントローラ６０とを備えている。この制御ユニット５０は、ガス供給手段の主電磁開閉弁４，電磁比例弁５と、点火機構と、ファンと、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２と、ポンプ２４と、注湯弁３１を制御するものである。この制御ユニット５０には、種々の検出手段からの検出信号が入力される。検出手段としては、前述した温度センサＴＨ_IN，ＴＨ_Z，ＴＨ_OUT，ＴＨ_MIX，ＴＨ_HRや、フローセンサＦＬ１，ＦＬ２，図示しない流水スイッチ等がある。リモートコントローラ６０は、運転スイッチ，風呂自動運転スイッチ，追焚スイッチ，温度設定部，表示部（いずれも図示せず）を備えており、これらスイッチのオン，オフ情報，設定温度情報を制御ユニット５０に出力し、これら情報を表示部に表示するものである。なお、制御ユニット５０からの指令によりこの表示部は後述のエラー表示もする。
上記制御ユニット５０と流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２は、流量制御装置を構成している。
【００２１】
上記構成の給湯装置において、制御ユニット５０は、給湯，湯張り，追焚等の制御を実行するが、この制御を流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の制御を中心にして説明する。流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の制御モードは図３に示すように大別して４つある。なお、図３において、各モードのブロック毎の括弧書きは、バイパス側の流量制御弁ＧＭ２の状態を表している。
【００２２】
後述の給湯制御の最中や終了後、風呂単独燃焼の最中や終了後、ミキシング制御の最中に、運転スイッチをオフにした時には、図３の制御モード４を実行する。すなわち、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を全開にする。この状態でユーザーが給湯配管系１０に設けた水抜き栓（図示しない）を抜けば、給湯配管系１０から水を抜くことができ、凍結を防止できる。
運転スイッチがオンになった時には、基本的に制御モード２を実行する。すなわち、流量制御弁ＧＭ１を全開にしたまま、流量制御弁ＧＭ２を全閉位置にする。
【００２３】
給湯制御について説明する。運転スイッチがオンの状態で、給湯栓１４を開くと、給水管１２，受熱管１１，給湯管１３の順に水が流れる。給水管１２に設けられたフローセンサＦＬ１がこの水流を検出し、この検出信号に応答して制御ユニット５０が、主電磁開閉弁４を開くとともに点火動作を行うことにより、バーナ１での燃焼が開始される。その結果、フィンプレート２ａが加熱され、ひいては受熱管１１を通る水が加熱され、湯となって給湯栓１４から吐出される。
【００２４】
通常の給湯制御では、図３の制御モード２が維持され、流量制御弁ＧＭ２は全閉となっている。制御ユニット５０は、フローセンサＦＬ１で検出された流量と、温度センサＴＨ_INで検出された入水温度と、リモートコントローラ６０で設定された設定温度に基づいてフィードフォワード制御成分を演算し、温度センサＴＨ_MIXで検出された出湯温度と上記設定温度に基づいてフィードバック制御成分を演算する。そして、このフィードフォワード制御成分にフィードバック制御成分を加算した制御値に基づいて、電磁比例弁５の開度を制御し、燃焼ガス量を制御する。これにより、出湯温度を高精度で設定温度にすることができる。なお、流量制御弁ＧＭ１は基本的には全開位置にあるが、設定温度が高く給湯栓１４の開度が大きい場合には、出湯温度を設定温度にするために、流量制御弁ＧＭ１の開度を小さくして流量を絞ることもある。
上記通常の給湯制御では、バイパス管１６からの水は遮断されているが、受熱管１１の湯は、固定バイパス管１５からの水と混合されて出湯されるので、受熱管１１内の湯の温度を設定温度より高くした状態で燃焼制御を行うことができる。
【００２５】
次に、湯張り、追焚（風呂燃焼）制御について説明する。リモコン６０の運転スイッチオンの状態で、風呂自動運転スイッチをオンする。これに応答して、制御ユニット５０は湯張り制御を行う。この湯張り制御では、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を全閉位置にする。次に、注湯弁３１を開く。次に、流量制御弁ＧＭ２を全閉位置に維持したまま、流量制御弁ＧＭ１を全閉位置から開き方向に制御し、原則的に全開位置にする。この際、流量制御弁ＧＭ１は、モータ４６の駆動により減速ギア列４５を介して徐々に開度を増大させるので、流量制御弁ＧＭ１が全開のまま注湯弁３１を開いた場合に生じるウォーターハンマー現象を防止することができる。
【００２６】
上記流量制御弁ＧＭ１の開動作の開始とほぼ同時期に、バーナ１の燃焼を実行する。これにより、給水管１２からの水が受熱管１１を通る際に湯となり、この湯が、給湯管１３を通り、接続点Ｐ５を経て注湯管３０を通り、さらに追焚配管系２０を通って、浴槽６に供給される。注湯管３０に設けた圧力センサ（図示しない）により、浴槽６の湯の水位が設定水位に達したことを検出した時に、注湯弁３１を閉じて湯張りを終了する。
【００２７】
上記湯張りの後に、追焚を行なう。すなわち、ポンプ２４を駆動することにより浴槽６の水を復路管２２，受熱管２１，往路管２３を経て循環させる。この際、温度センサＴＨ_HRで検出された浴槽６の湯温がユーザー設定温度より低い場合には、追焚が実行される。詳述すると、復路管２２の水流スイッチのオン状態を確認して、主電磁開閉弁５を開くとともに点火動作を行うことにより、バーナ１での燃焼を開始する。その結果、フィンプレート２ａが加熱され、ひいては受熱管２１を通る浴槽６からの水が加熱され、追焚が実行される。温度センサＴＨ_HRで検出された浴槽６の湯温がユーザー設定温度に達した時に、この追焚を終了する。
【００２８】
上記追焚（風呂燃焼）は、上述したように湯張り後に単独で実行される。また、運転スイッチオンの状態で追焚スイッチをオンしたり、給湯を実行して停止した後に風呂自動運転スイッチをオンしたり、給湯と追焚の同時燃焼から給湯を停止した時にも追焚は単独で行われる。
上記追焚単独実行時（風呂単独燃焼時）には、給湯配管系１０の受熱管１１は水が滞留した状態にあり、この滞留水にもバーナ１の燃焼熱が付与される。このため、受熱管１１の滞留水が高温になる。風呂燃焼は、受熱管１１のＵベンド部に設けられた温度センサＴＨ_Zでの検出温度（すなわち、受熱管１１の滞留水温度）が上昇して７５°Ｃに達した時には中断し、検出温度が低下して７０°Ｃに達した時に再開される。このようなヒステリシス制御により、受熱管１１の滞留水の沸騰が防止される。
【００２９】
上述したように、風呂単独燃焼中には、給湯配管系１０の受熱管１１の滞留水は沸騰は防止されるものの非常に高い温度になっている。そのため、後述する給湯の初期には、受熱管１１からの湯とバイパス管１６からの水を混合（ミキシング）する必要がある。その準備のために、この追焚単独実行の最中またはその直前に、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を図３の制御モード１で制御し、それぞれ所定開度位置、すなわち全開位置と全閉位置との間の適度な開度位置（以下、半開位置と称す）にしている。仮に、流量制御弁ＧＭ１が全開で流量制御弁ＧＭ２が全閉であれば、給湯開始の際に、上記受熱管１１からの湯に対してバイパス管１６からの水の量が極端に少なく、後述するミキシング制御により最適の出湯温度になるまでに、オーバーシュートが生じることがあるからである。反対に、流量制御弁ＧＭ１が全閉で流量制御弁ＧＭ２が全開であれば、給湯開始の際に、上記受熱管１１からの湯に対してバイパス管１６からの水の量が極端に多くなり、ミキシング制御により最適の出湯温度になるまでに、アンダーシュートが生じることがあるからである。なお、この流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の半開位置での湯と水の混合比は、例えば３０：７０となっている。
【００３０】
風呂単独燃焼実行中における上記流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の半開位置（制御モード２）は、運転スイッチをオフにしない限り、風呂単独燃焼終了後もそのまま維持される。なお、風呂単独燃焼終了後に、温度センサＴＨ_Zまたは温度センサＴＨ_OUTで検出される受熱管１１の温度またはその出口温度が、所定温度例えば５５°Ｃ以上である間は半開状態を維持し、この所定温度を下回った時には、後述する給湯通常制御での制御モード２と同様に、上記流量制御弁ＧＭ２を全閉位置にし、流量制御弁ＧＭ１を全開位置にしてもよい。
【００３１】
上述した風呂単独燃焼の最中または終了後に、給湯栓１４が開かれた時には、流水検出に応答して、直接に通常の給湯制御（制御モード２）に移行するのではなく、後述するミキシング制御（制御モード３）を実行してから通常の給湯制御に移行する。
【００３２】
次に、ミキシング制御について説明する。この時には、制御モード３を実行し、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の開度を調節して適切な湯水混合比を得、これにより出湯温度を設定温度にする。すなわち、温度センサＴＨ_INで検出される入水温度と、温度センサＴＨ_OUTで検出される受熱管１１の出口温度と、リモートコントローラ６０で設定された設定温度に基づいて、接続点Ｐ４に向かう給湯管１３からの湯とバイパス管１６からの水の目標混合比すなわち目標流量比を演算し、この目標流量比が得られるように、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の開度を制御する。
【００３３】
上記開度制御は、フローセンサＦＬ１，ＦＬ２からの検出流量Ｑ１，Ｑ２に基づいて行う。接続点Ｐ４に向かう給湯管１３からの湯の流量は、Ｑ１で表すことができる。また、バイパス管１６からの水の流量は、（Ｑ２−Ｑ１）で表すことができる。制御ユニット５０は、フローセンサＦＬ１，ＦＬ２の検出流量Ｑ１，Ｑ２から次式に基づいて演算された実際の流量比Ｒｒを、上記目標流量比に一致させるように、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の開度を制御する。
Ｒｒ＝（Ｑ２−Ｑ１）／Ｑ１・・・（１）
例えば、実際の流量比Ｒｒが目標流量比より小さい場合には、バイパス側の流量（Ｑ２−Ｑ１）を増やすべく流量制御弁ＧＭ２の開度を大きくし、熱交換部２からの流量Ｑ１を減少させるべく流量制御弁ＧＭ１の開度を小さくする。これとは逆に、実際の流量比Ｒｒが目標流量比より大きい場合には、バイパス側の流量を減少させるべく流量制御弁ＧＭ２の開度を小さくし、熱交換部２からの流量を増やすべく流量制御弁ＧＭ１の開度を大きくする。
【００３４】
上記のような給湯初期のミキシング制御により、湯と水の混合を適切に行い、受熱管１１の滞留湯に起因した出湯温度のオーバーシュートや、バイパス側の水を過剰に混合することに起因したアンダーシュートを抑制して、出湯温度を設定温度にすることができる。
また、このミキシング制御に際しては、バイパス側の流量制御弁ＧＭ２の開度制御のみならず、これと平行して熱交換部２側の流量制御弁ＧＭ１を逆方向に開度制御することにより、湯と水の混合比を迅速に適切な比にすることができ、より一層確実にオーバーシュートやアンダーシュートを抑制できる。
【００３５】
上記ミキシング制御は、所定時間経過または出湯温度の安定確認により終了し、通常の給湯制御（制御モード２）に移行する。上記ミキシング制御中に、給湯栓１４が閉じられ、流水を検知しなくなった時には、制御モード１に返り、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を半開状態にする。
【００３６】
上記風呂単独燃焼の際に流量制御弁ＧＭ２を半開位置にするための制御は、本発明の特徴部を含んでいる。以下、この制御について図４を参照して詳述する。
まず、位置センサ４８ａにより全開位置にあるか否かを判断する（ステップ１０１）。前述したように、運転スイッチオフの状態（制御モード４）から風呂単独燃焼（制御モード２）に移行する際には、通常全開位置にあるからここで肯定判断する。このように肯定判断した時には、モータ４６に電流を供給して所定時間Ｔ_Sだけ閉じ動作を実行する（ステップ１０２）。これにより、流量制御弁ＧＭ２を所定開度にすることができる。
【００３７】
次に、位置センサ４８ａが全開位置を検出したか否かを判断する（ステップ１０３）。ここで肯定判断した時には、エラーフラグをセットして（ステップ１０４）、このルーチンを終了する。流量制御弁ＧＭ２が正常であれば、上述したように所定開度に達しているはずであり、全開位置が検出されることはない。それにも拘わらず、全開位置が検出されたということは、流量制御弁ＧＭ２のモータ４６の断線やギア列４５へのゴミの噛み込み等、何らかの故障が発生したことになるからである。ステップ１０３で否定判断した時には、ステップ１０４をパスしてこのルーチンを終了する。
【００３８】
前述したように、流量制御弁ＧＭ２は、給湯制御中（制御モード２）には全閉状態にあり、上記ミキシング制御中（制御モード３）には開度制御状態にあり、全開状態にない。この状態から、上記風呂単独燃焼状態に移行した時には、上記ステップ１０１で否定判断することになる。この時には、所定時間Ｔ_L1（例えば２５秒）経過するまで開き方向に流量制御弁ＧＭ２を制御する（ステップ１０５，１０６）。流量制御弁ＧＭ２が位置センサ４８ａも含めて正常であれば、やがてステップ１０１で肯定判断して、前述したステップ１０２に進み、所定開度までの絞り動作を実行することになる。
【００３９】
上記所定時間Ｔ_L1だけ開き動作を行っても位置センサ４８ａが全開位置を検出できない場合には、ステップ１０５で肯定判断するが、この場合に、即座に故障判断するのではなく、リトライを実施する。このリトライは、流量制御弁ＧＭ２が既に全開位置を越えた位置にある場合を想定したものである。例えば、運転オフの際に流量制御弁ＧＭ２を全開位置まで開き動作する際に、慣性等により、この全開位置を越えることがある。この場合には、位置センサ４８ａ，流量制御弁ＧＭ２に故障がなくても、全開位置が検出されないからである。
【００４０】
上記リトライ動作について詳述する。ステップ１０５で肯定判断した時、流量制御弁ＧＭ２を閉じ方向に動作させる（ステップ１０７）。次に位置センサ４８ａが全開位置を検出したか否かを判断し（ステップ１０８）、否定判断の時には所定時間Ｔ_L2（約５秒）経過するまで続ける（ステップ１０９）。位置センサ４８ａ，流量制御弁ＧＭ２が正常でありながら上述したような状況にある場合には、この閉じ動作の最中に、全開位置が検出されるはずである。この場合には、ステップ１０８で肯定判断されて、上述したステップ１０２に進み、絞り動作を実行することになる。
【００４１】
所定時間Ｔ_L2だけリトライしても全開位置検出がなされない時には、位置センサ４８ａまたは流量制御弁ＧＭ２が故障したものとして、ステップ１０９で肯定判断（故障判断）し、所定時間Ｔ_L3だけ流量制御弁ＧＭ２を開き方向に動作させてから（ステップ１１０）、エラーフラグをセットし（ステップ１１１）、このルーチンを終了する。ここで、流量制御弁ＧＭ２の所定時間Ｔ_L3の開き動作を行う理由について説明する。位置センサ４８ａが故障しており、流量制御弁ＧＭ２が正常な場合には、前述した所定時間Ｔ_L2の閉じ動作によって、流量制御弁ＧＭ２の開度が絞られることになる。この流量制御弁ＧＭ２はバイパス管１６からの水の流量を制御するものであり、これを再び開き動作することにより、前述した給湯初期の水の十分な混合量を確保し、安全を確保するのである。
【００４２】
上記風呂単独燃焼の際に、熱交換部２側の流量制御弁ＧＭ１の開度制御も、上記流量制御弁ＧＭ２と同じであるので、その詳細な説明を省略する。なお、故障検出後に、所定時間Ｔ_L3だけ開き動作させることにより、熱交換部２での水の流通を確保することができる。
【００４３】
なお、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を単に全開位置にする制御を実行する際にも、図４のルーチンと似たルーチンを実行して、リトライ動作を実行することができる。この場合、図４におけるステップ１０２〜１０４は省略される。
【００４４】
次に、前述した通常の給湯制御（制御モード２）の時のように、流量制御弁ＧＭ２を全閉にする場合の制御について図５を参照して説明する。この場合にもリトライを実行する点で、図４のルーチンと似ている。以下、詳述する。
まず、位置センサ４８ｂにより全閉位置にあるか否かを判断する（ステップ２０１）。前回給湯制御を実行し、再度給湯制御を実行する場合には、全閉位置にあるからここで肯定判断する。このように肯定判断した時には、モータ４６に電流を供給して所定時間だけ閉じ動作を実行して（ステップ２０２）、このルーチンを終了する。この場合、モード４６への供給電流値は、通常の開度制御の場合より小さく（例えば３０％）とし、低いトルクで閉じ動作をする。この押し込み動作により、弁体４３がゴムシート４９を弾性変形させながら弁座４１に当たることになり、シールを確実に行うことができる。その結果、給湯制御時には、バイパス管１６からの水の混合量をゼロにすることができる。
【００４５】
前述したように、流量制御弁ＧＭ２は、運転オフの状態（制御モード４）には全開状態にあり、上記ミキシング制御中（制御モード３）には開度制御状態にあり、全閉状態にない。この状態から、上記給湯状態に移行した時には、上記ステップ２０１で否定判断することになる。この時には、所定時間Ｔ_L1’（例えば２５秒）経過するまで閉じ方向に流量制御弁ＧＭ２を制御する（ステップ２０５，２０６）。流量制御弁ＧＭ２，位置センサ４８ｂが正常であれば、やがてステップ２０１で肯定判断して、前述したステップ２０２に進み、押し込み動作を実行することになる。
【００４６】
所定時間Ｔ_L1’だけ閉じ動作を行っても全閉位置を検出できない場合には、即座に故障判断するのではなく、リトライを実施する。このリトライは、流量制御弁ＧＭ２が既に全閉位置を越えた位置にある場合を想定したものである。例えば、給湯制御の際に流量制御弁ＧＭ２を全閉位置まで閉じ動作する際に、慣性等により、この全閉位置を越えることがある。この場合には、位置センサ４８ｂ，流量制御弁ＧＭ２に故障がなくても、全閉位置が検出されないからである。
【００４７】
上記リトライ動作について詳述する。ステップ２０５で肯定判断した時、流量制御弁ＧＭ２を開き方向に動作させる（ステップ２０７）。次に位置センサ４８ｂが全閉位置を検出したか否かを判断し（ステップ２０８）、否定判断の時には所定時間Ｔ_L2’経過するまで開き動作を続ける（ステップ２０９）。流量制御弁ＧＭ２，位置センサ４８ｂが正常で上述したような状況にある場合には、この開き動作の最中に、全閉位置が検出されるはずである。この場合には、ステップ２０８で肯定判断して、ステップ２０２に進み、押し込み動作を実行することになる。
【００４８】
所定時間Ｔ_L2’だけリトライしても全閉位置検出がなされない時に、初めて位置センサ４８ｂまたは流量制御弁ＧＭ２が故障したものとして、ステップ２０９で肯定判断（故障判断）し、エラーフラグをセットし（ステップ２１１）、このルーチンを終了する。
【００４９】
流量制御弁ＧＭ１を全閉位置にする場合にも、上記図５に示した流量制御弁ＧＭ２の全閉位置への制御を適用することができる。ただし、ステップ２０２の押し込み動作は省略される。
風呂単独燃焼の際に、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を全閉位置から所定開度位置にする場合には、上記ステップ２０２の代わりに、所定時間Ｔ_S’だけ開き動作をし、次に、全閉位置を検出したか否かを判断し、否定判断の時にはこのルーチンを終了し、肯定判断の時には、エラーフラグをセットしてこのルーチンを終了する。
【００５０】
上記流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の制御において、エラーフラグがセットされた時には、リモートコントローラ６０の表示部にエラー表示がなされる。なお、このエラーフラグがセットされた状態では、燃焼を禁じてもよいし、適宜条件をつけて燃焼を許容してもよい。
【００５１】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の形態を採用することができる。例えば、図１の流量制御弁ＧＭ２およびバイパス管１６は省略してもよい。また、流量制御弁ＧＭ１を接続点Ｐ１，Ｐ３間の給水管１２に設けてもよいし、接続点Ｐ３の上流側の給水管１２に設けてもよい。
本発明は、１缶２水路型のみならず、給湯単能型の給湯装置にも適用できる。
また、湯張り機能をもたない給湯装置にも適用できる。１缶２水路型において、追焚配管系の代わりに暖房系や、循環給湯配管系を備えたものであってもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、流量制御弁を正常動作範囲から一方の限界位置に向かう方向に動作させた状態で、位置センサが第１の所定時間経ってもこの限界位置を検出しない時には、即座に故障と判断せず、逆方向にすなわち他方の限界位置に向かって流量制御弁を第２の所定時間動作させて、上記位置センサによる上記一方の限界位置の検出を試みる。これにより、流量制御弁が前回の制御により慣性等で検出可能な限界位置を越えている場合に、誤って故障と判断せずに済み、正常な制御を継続することができる。
また、正確に検出された限界位置からモータに電流を供給することにより、流量制御弁を確実に所望開度にすることができる。
さらに、開き方向に動作させた後閉じ方向に動作させても全開位置を検出できない場合には、再度開き方向に動作させることにより、流量制御弁の開き状態を確保することができ、この流量制御弁により流体の流れを阻害するのを防止することができる。具体的には、器具使用にあたっての最低条件である最低作動流量を確保でき、水抜き時には器具内の水を抜きやすくするための隙間を確保することができる。
さらにまた、２つの流量制御弁の制御によって湯水混合を適切に行い、給湯初期の出湯温度を適切な温度にすることができる。しかも、これら２つの流量制御弁の少なくとも１つを制御する際に、上記の効果を発揮させることができる。
請求項２の発明によれば、限界位置を検出した後でモータに電流を供給しても、まだ限界位置を検出する場合には、故障と判断でき、流量制御弁の故障に対応することができる。
【００５３】
請求項３の発明によれば、全閉位置検出の後に、押し込み動作をすることにより、弾性材によるシールを確実なものとし、流量をゼロにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる１缶２水路型の追焚機能付き給湯装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】同給湯装置で用いられるバイパス側の流量制御弁の構造を示す断面図である。
【図３】同給湯装置で実行される４つの制御モードの関係を示す図である。
【図４】バイパス側の流量制御弁を一旦全開位置にし、それから所定開度位置にするためのルーチンを示すフローチャートである。
【図５】バイパス側の流量制御弁を全閉位置にしさらにシール性を高めるために押し込み動作をするためのルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ガスバーナ（熱発生部）
２熱交換部
１０給湯配管系
１１受熱管
１２給水管（上流側）
１３給湯管（下流側）
１６バイパス管
２０追焚配管系
２１受熱管
４１弁座
４３弁体
４５ギア列
４６モータ
４８ａ，４８ｂ位置センサ
４９ゴムシート（弾性材）
５０制御ユニット（制御手段）
ＧＭ１，ＧＭ２流量制御弁

Claims

熱発生部と、この熱発生部からの熱を受ける熱交換部と、この熱交換部を通る給湯配管系および他の配管系と、制御手段とを備えた給湯装置において、
上記給湯配管系が、上記熱交換部の上流側と下流側との間に接続されて熱交換部と並列をなすバイパス管を有し、このバイパス管に第１の流量制御弁が設けられ、上記バイパス管より熱交換部に近い給湯配管系に第２の流量制御弁が設けられ、
上記第１，第２の流量制御弁が、正常動作範囲を区画する全開，全閉位置の２つの限界位置をそれぞれ検出する位置センサを装備したギアモータ駆動式の流量制御弁からなり、
上記制御手段は第１，第２の流量制御弁の開度を上記モータへの電流供給により制御するようになっており、更にこの制御手段は、
（ア）上記他の配管系を水が流れ上記給湯配管系を水が流れていない状態で、上記熱発生部から熱交換部に熱が付与されている最中またはその直前に、上記第１，第２流量制御弁を全開位置と全閉位置との間の所定開度位置にして待機させ、
（イ）給湯初期には、上記第１，第２流量制御弁の開度を制御して、熱交換部からの湯とバイパス管からの水とのミキシング制御を行ない、
（ウ）上記待機動作の過程で、少なくともバイパス弁に設けられた第１流量制御弁に関して、最初に開き方向に動作させ、上記位置センサが第１の所定時間経っても全開位置を検出しない時には、閉じ方向に向かって第２の所定時間動作させて、上記位置センサによる全開位置の検出を試み、それでも位置センサで全開位置を検出しない時には、開き方向に向かって第３の所定時間動作させるとともに故障と判断し、
（エ）上記待機動作の過程で、第１流量制御弁を上記第１の所定時間動作させる直前またはこの動作中に位置センサで全開位置を検出した時、あるいは、上記第２の所定時間動作させている最中に位置センサで全開位置を検出した時には、上記所定開度位置に対応する時間だけモータに電流を供給することにより、上記所定開度位置にすることを特徴とする給湯装置。
上記制御手段は、第１流量制御弁を上記所定開度位置に対応する時間だけモータに電流を供給しても、上記位置センサで全開位置を検出している時には、故障と判断することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
上記第１流量制御弁は、弁座とこれに接離する弁体の少なくとも一方に弾性材が設けられ、
上記制御手段は、上記ミキシング制御の後に実行される通常の給湯制御の際に、第１流量制御弁の全閉制御を行ない、この全閉制御の過程で、
（カ）最初に閉じ方向に動作させ、上記位置センサが所定時間経っても全閉位置を検出しない時には、開き方向に向かって他の所定時間動作させて、全閉位置の検出を試み、それでも全閉位置を検出しない時には、故障と判断し、
（キ）位置センサが上記所定時間の閉じ動作または上記他の所定時間の開き動作により全閉位置を検出した時には、第１流量制御弁を閉じ方向に動作させて、上記弁座と弁体との間の弾性材を押圧することを特徴とする請求項１または２に記載の給湯装置。