JP4040212B2

JP4040212B2 - 給湯器付風呂装置

Info

Publication number: JP4040212B2
Application number: JP20219399A
Authority: JP
Inventors: 悟中川
Original assignee: パロマ工業株式会社
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2019-07-15
Also published as: JP2001033100A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽内の湯水の循環加熱機能と浴槽等への給湯機能とを備えた給湯器付風呂装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の給湯器付風呂装置（以下「風呂装置」という）の概略を示すもので、風呂装置５０は、給水管５３からの水を給湯バーナ５４を備えた給湯熱交換器５５によって加熱し、出湯管５６から湯として送り出す給湯回路５１と、浴槽５７の湯を循環ポンプ５８によって往き配管５９から風呂バーナ６０を備えた風呂熱交換器６１へ送って加熱し、戻り配管６２から浴槽５７に戻す循環加熱回路５２とから構成され、給湯回路５１の出湯管５６を循環加熱回路５２の往き配管５９へ落とし込み管６３で接続することで、出湯管５６からの湯を浴槽５７へも供給可能となっている。
一方、ガス管６４は、給湯側と風呂側とに分岐され、給湯側の分岐管６５には、給湯開閉弁６７と比例弁６８とが、風呂側の分岐管６６には、風呂開閉弁６９と風呂ガバナ７０とが夫々設けられて、給湯燃焼室７１と風呂燃焼室７２とには、ファン７３，７４が夫々備えられている。７５はコントローラ、７６は給湯リモコン、７７は風呂リモコンである。
よって、給湯回路５１では、比例弁６８による給湯バーナ５４へのガス供給量の制御が単独で行われると共に、比例弁電流との関係で予め設定されたデータに従ってファン７３による空気供給量の制御が実行される。一方、循環加熱回路５２においては、風呂ガバナ７０による風呂バーナ６０への一定のガス供給量の制御と、ファン７４による一定の空気供給量の制御とが実行される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記風呂装置５０においては、給湯側の運転状態に拘わらず、風呂ガバナ７０とファン７４とによって一定の空燃比制御が可能となっている。しかし、風呂側単独で風呂ガバナ７０とファン７４とを設けていることで構造が複雑化し、コストがかかってしまう。
そこで、給湯燃焼室７１と風呂燃焼室７２とを連通させて両者に共通のファンを１つ設けると共に、比例弁をガス管の分岐前に１つ設けて、給湯側、風呂側共通の空燃比制御を行う構成も考えられる。この場合、構成が簡略化してコスト面で有利となるが、空燃比制御においては、単独燃焼時（給湯側のみ運転時）の比例弁の弁開度（電流値）のままで同時燃焼を行う際（風呂開閉弁６９を開けた際）に、比例弁の圧力損失が大きくなるため、比例弁通過後の圧力が低くなり、図６に示すように、単独燃焼時（グラフａ）と同時燃焼時（グラフｂ）とで各バーナへのガス供給量が減少してしまう。即ち、比例弁とファンとが共通の場合も、給湯側優先として、比例弁の通電量に対する空気供給量の関係で記憶させたデータに基づいて実行されるため、単独燃焼から同時燃焼へ移行した際に上述のように実際のガス供給量が例えば図６においてＱ₁ からＱ₂ に変化しても、比例弁の電流値が変化しないことから、電流値に基づく空気供給量Ｑ₀ は変化せず、結果空燃比が変動してしまうのである。
【０００４】
そこで、請求項１に記載の発明は、比例弁やファンを共通にすることによる構成の簡略化、低コストの効果を維持しつつ、給湯側の単独燃焼時と風呂側を加えた同時燃焼時とに関係なく、常に適正な空燃比制御も実現可能とする給湯器付風呂装置を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、前記データを、前記給湯バーナの単独燃焼時と、前記給湯バーナと風呂バーナの同時燃焼時と複数設定すると共に、両データ間に、前記単独燃焼時と同時燃焼時とで生じる前記給湯バーナへのガス供給量の相違に応じた差を設けて、前記燃焼検出手段により検出される燃焼状態に応じて前記データを選択することで、前記ファンにより一定の空燃比制御を可能とする一方、前記給湯バーナの単独燃焼時に前記風呂バーナを点火する際には、前記ファンによる空気供給量のみを一時的に減少させ、前記風呂バーナの燃焼検出後、通常の空燃比制御に復帰させるようにしたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、空燃比制御をより適正に行うために、ガス供給路における給湯バーナと風呂バーナとの分岐位置に圧力検出手段を設けて、前記圧力検出手段により得られるガス圧に基づいてファンによる空気供給量を補正するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、給湯器付風呂装置（以下「風呂装置」という）の概略を示すもので、風呂装置１は、上水道からの水を加熱する給湯回路２と、給湯回路２に接続され、浴槽４内の湯水を循環加熱する循環加熱回路３とからなる。まず、給湯回路２は、上水道の水が供給される給水管５と、給水管５からの水を給湯燃焼室６内で給湯バーナ７，７・・で加熱する給湯熱交換器８と、給湯熱交換器８に接続される出湯管９とを有し、給水管５には、水量センサ１０、入水温センサ１１が、出湯管９には、出湯温センサ１２，１３が夫々設けられる。１４は給湯栓、１５はバイパス管である。一方、ガス管１６には、上流側から元電磁弁１７、比例弁１８が夫々設けられ、比例弁１８の下流側でガス管１６は分岐管１９，１９・・に分岐して夫々給湯バーナ７へ接続され、各分岐管１９には切替電磁弁２０が設けられている。２１，２１・・はフレームロッド、２２はイグナイタ、２３は点火電極である。
【０００７】
一方、循環加熱回路３は、バスアダプタ２４を介して浴槽４に接続される往き配管２５と、往き配管２５からの湯水を風呂燃焼室２６内で風呂バーナ２７で加熱する風呂熱交換器２８と、風呂熱交換器２８からバスアダプタ２４に接続される戻り配管２９とを有し、往き配管２５には、温度センサ３０、循環ポンプ３１、流水スイッチ３２が、戻り配管２９には、温度センサ３３が夫々設けられる。又、風呂バーナ２７へのガスの供給は、給湯回路２の最下流の分岐管１９から分岐される分岐管３４から行われ、分岐管３４には、切替電磁弁３５が設けられている。３６はフレームロッド、３７は点火電極である。
又、給湯回路２の出湯管９と循環加熱回路３の往き配管２５とは、落とし込み管３８で接続されており、落とし込み管３８の給湯用電磁弁３９の開閉によって、給湯回路２で加熱された湯を浴槽４へ供給可能となっている。落とし込み管３８には水量センサ４０、逆止弁４１，４１が設けられている。
そして、給湯側の給湯燃焼室６と風呂側の風呂燃焼室２６とは連通路４２で連通されて、ここでは給湯燃焼室６に、ファンモータ４４を備えたファン４３が設けられている。
【０００８】
４５はコントローラで、上記各センサやスイッチの検出信号が入力される他、後述する給湯制御、追い焚き制御において、元電磁弁１７、切替電磁弁２０，３５、給湯用電磁弁３９の開閉制御、比例弁１８の開度制御、ファン４３の回転数制御（ファンモータ４４の回転数制御）等を行う。ファン４３の回転数制御は、比例弁１８の開度制御を行う比例弁電流に対応して予め記憶させたデータに従って制御されるが、ここでは図２の如く、給湯側単独燃焼時（パターンＡ）と風呂側との同時燃焼時（パターンＢ）とで回転数制御（空気供給量）に差を設けた複数のデータを有している。即ち、同じ比例弁電流でも、同時燃焼時は比例弁１８の圧力損失によって実際に給湯側へ供給されるガス供給量が減少することから、この減少するガス供給量に合わせて空気供給量も少なくなるデータを予め準備したものである。
尚、コントローラ４５には、給湯回路２側の運転状態を選択する給湯リモコン４６と、循環加熱回路８側の運転状態を選択する風呂リモコン４７とが夫々接続されている。
【０００９】
以上の如く構成された風呂装置１の作動制御を、図３，４のフローチャートに従って説明する。まず図３は給湯回路２の給湯制御を示すもので、給湯リモコン４６の給湯スイッチをＯＮした状態で、Ｓ１で給湯栓１４を開くと、給水管５内を水が流れ、Ｓ２の判別で所定の水量を水量センサ１０が検出すると、Ｓ３では、風呂バーナ２７のフレームロッド３６で炎検出信号が得られるか否か、即ち風呂側との同時燃焼か否かが判別される。ここで炎検出信号が得られなければ、単独燃焼であるとして、Ｓ４では、ファン４３を緩点火回転数で回転させると共に、比例弁１８を緩点火電流でＯＮさせ、元電磁弁１７と切替電磁弁２０とを夫々ＯＮさせて、給湯バーナ７にガスを供給する。同時にイグナイタ２２を動作させて点火電極２３を連続放電させ、給湯バーナ７を点火させる。そして、Ｓ５の判別で、フレームロッド２１で給湯バーナ７の炎検出信号が得られれば、Ｓ６でイグナイタ２２をＯＦＦさせる。
一方、Ｓ３の判別で風呂バーナ２７の炎検出信号が得られれば、同時燃焼であるとして、Ｓ７で、風呂用に固定されていたファン４３の回転数を緩点火回転数に変更すると共に、同じく風呂用に固定されていた比例弁１８の電流を緩点火電流に変更し、切替電磁弁２０を開弁させ、給湯バーナ７にガスを供給する。同時にイグナイタ２２を動作させて給湯バーナ７を点火させる。そして、Ｓ８で給湯バーナ７の炎検出信号が確認されれば、Ｓ６でイグナイタ２２をＯＦＦさせる。
【００１０】
尚、単独燃焼時においてＳ５で給湯バーナ７の燃焼が確認されなかった場合は、Ｓ９でファン４３及び比例弁１８をＯＦＦさせると共に、元電磁弁１７と切替電磁弁２０、イグナイタ２２を夫々ＯＦＦさせ、Ｓ１０で給湯リモコン４６においてエラー表示を点滅させる。一方、同時燃焼時においてＳ８で給湯バーナ７の燃焼が確認されなかった場合は、Ｓ１１でファン４３の回転数と比例弁１８の電流とを夫々風呂用の固定値（以下夫々「風呂回転数」「風呂電流」という）に復帰させると共に、切替電磁弁２０、イグナイタ２２を夫々ＯＦＦさせて、Ｓ１２で給湯リモコン４６においてエラー表示を点滅させる。
【００１１】
正常な燃焼が確認されると、給湯リモコン４６で設定される設定温度に従って比例弁１８によるガス量制御が行われ、同時に、比例弁１８への比例弁電流に基づいて、ファン４３の回転数が制御される空燃比制御が実行される。但しその前に、Ｓ１３において風呂バーナ２７の炎検出信号の有無の確認が行われ、ここで燃焼確認されない、即ち給湯側の単独燃焼であれば、Ｓ１４においては、比例弁１８によるガス量制御と共に、ファン４３による空燃比制御を図２に示すパターンＡで実行する。よって、単独燃焼の場合は、例えば比例弁電流Ｉ_O に対して空気供給量Ｑ₁ が供給されることとなる。一方、ここで燃焼確認される、即ち風呂側との同時燃焼であれば、Ｓ１５において、比例弁１８によるガス量制御と共に、ファン４３による空燃比制御を図２に示すパターンＢで実行する。よって、同時燃焼の場合は、同じ比例弁電流Ｉ_O に対して空気供給量Ｑ₂ が供給されることとなり、給湯側で減少するガス供給量を考慮した低い値で制御され、単独燃焼時と同じ空燃比が維持される。
尚、給湯側で加熱される湯を浴槽４に供給する場合は、給湯リモコン４６又は風呂リモコン４７の自動スイッチを押すと、給湯用電磁弁３９が開くため、出湯管９の湯は落とし込み管３８を介して循環加熱回路３の往き配管２５から浴槽４に供給され、水量センサ４０による検出水量が所定水量になれば、給湯用電磁弁３９が閉弁して給湯側の燃焼が停止することになる。この場合は給湯バーナ７の単独燃焼であるから、ファン４３による空燃比制御はパターンＡで行われる。
【００１２】
次に、図４は循環加熱回路３における追い焚き制御を示すもので、風呂リモコン４７の追い焚きスイッチをＯＮすると、Ｓ１で循環ポンプ３１をＯＮさせ、循環加熱回路３内での湯の循環を開始させる。この循環をＳ２において流水スイッチ３２のＯＮで確認すれば、Ｓ３で給湯側のフレームロッド２１からの炎検出信号の有無を確認するが、流水スイッチがＯＮしなければ、Ｓ４で循環ポンプ３１をＯＦＦさせ、Ｓ５でエラー表示を点滅させる。
そして、Ｓ３において炎検出信号が確認、即ち同時燃焼であれば、Ｓ６でファン４３の回転数を一時的に低下させてガスの濃度を高くすると共に、切替電磁弁３５をＯＮさせて風呂バーナ２７へガスを供給し、同時にイグナイタ２２を作動させて風呂バーナ２７を点火させる。Ｓ７でフレームロッド３６により風呂バーナ２７の炎検出信号が確認されれば、Ｓ８でイグナイタ２２はＯＦＦされる。一方、Ｓ３において給湯側の炎検出信号が確認されない、即ち単独燃焼であれば、Ｓ９において、風呂回転数でファン４３を回転させると共に、イグナイタ２２、元電磁弁１７、切替電磁弁３５、比例弁１８（風呂電流）を夫々ＯＮさせて風呂バーナ２７を点火させ、Ｓ１０で風呂バーナ２７の炎検出信号が確認されれば、Ｓ８でイグナイタ２２をＯＦＦさせる。
【００１３】
尚、同時燃焼のＳ７において風呂バーナ２７の燃焼が確認されなければ、Ｓ１１でファン４３の回転数を給湯側で制御される回転数に復帰させると共に、イグナイタ２２、切替電磁弁３５を夫々ＯＦＦさせ、Ｓ１２で風呂リモコン４７においてエラー表示を点滅させる。同様に、単独燃焼のＳ１０において風呂バーナ２７の燃焼が確認されなければ、Ｓ１３でファン４３、イグナイタ２２、元電磁弁１７、切替電磁弁３５、比例弁１８を夫々ＯＦＦさせ、Ｓ１４で風呂リモコン４７においてエラー表示を点滅させることになる。
【００１４】
そして、追い焚き制御においても、比例弁電流に対するファン４３の回転数は単独燃焼時と同時燃焼時とで異なる制御がなされる。即ち、Ｓ１５の判別で給湯側のフレームロッド２１の炎検出信号を確認すると、同時燃焼であるとして、Ｓ１６でファン４３の回転数は給湯側の比例弁電流に対応してパターンＢにより制御される。一方、フレームロッド２１の炎検出信号が確認されなければ、単独燃焼であるとして、Ｓ１７でファン４３は風呂回転数で制御される。
その後、同時燃焼において、Ｓ１８で温度センサ３３によって湯の設定温度への到達が検出されると、Ｓ１９で切替電磁弁３５がＯＦＦされ、循環ポンプ３１が停止する。一方、単独燃焼において、Ｓ２０で設定温度への到達が検出されると、Ｓ２１では、切替電磁弁３５と循環ポンプ３１とのＯＦＦに加えて、ファン４３と比例弁１８とがＯＦＦされる。
【００１５】
このように、上記形態によれば、給湯側の単独燃焼時と、給湯側と風呂側との同時燃焼時とで、同じ比例弁電流でも給湯側へのガス供給量が変動することを考慮して、予め単独燃焼時と同時燃焼時とで比例弁電流に対する関係の異なる２パターンのデータを用意し、検出される燃焼状態によって２パターンのデータを選択して使用するようにしたことで、単独燃焼か同時燃焼かに拘わらず、常に給湯側で一定の空燃比の設定が可能となり、燃焼性能への影響を防止できる。
又、ここでは、給湯側の燃焼中に風呂側を同時燃焼させる際、ファン４３の回転数を一時的に低下させて風呂側のガスの濃度を高くしているから、風呂バーナ２７の点火燃焼を確実に実行でき、点火不良等の不具合の発生を防止可能となる。勿論、この場合風呂バーナ２７の燃焼確認後はファン４３の回転数を給湯側に合わせているため、給湯側の燃焼性能に影響は生じない。
【００１６】
尚、上記形態では、空燃比制御を、比例弁電流に対する空気供給量の予め設定されたデータのみに基づいて実行するものであるが、当該制御を実際の空燃比との差に基づいて補正するフィードバック制御を併用するのが望ましい。具体的には、図１に点線で示すように、比例弁１８の下流で最も上流の分岐管１９の分岐位置に圧力センサ４８を設け、図３の給湯制御で説明したＳ１４，Ｓ１５の各パターンに基づく空燃比制御において、圧力センサ４８で得られるガス圧に基づき、ファン４３の回転数を更に補正する構成が考えられる。このようなフィードバック制御を取り入れることで、実際のガス供給量の変動に応じたより適正な空燃比制御が可能となる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、空燃比制御のデータを、給湯バーナの単独燃焼時と、風呂バーナとの同時燃焼時と複数設定すると共に、両データ間に、単独燃焼時と同時燃焼時とで生じる給湯バーナへのガス供給量の相違に応じた差を設けて、前記燃焼検出手段により検出される燃焼状態に応じてデータを選択するようにしたことで、単独燃焼か同時燃焼かに拘わらず、常に給湯側で一定の空燃比の設定が可能となり、燃焼性能への影響を防止できる。
特に、給湯バーナの燃焼中に風呂バーナを点火する際には、ファンによる空気供給量のみを一時的に減少させ、風呂バーナの燃焼検出後、通常の空燃比制御に復帰させるようにしたことで、風呂バーナの点火燃焼を確実に実行でき、点火不良等の不具合の発生を防止可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、ガス供給路における給湯バーナと風呂バーナとの分岐位置に圧力検出手段を設けて、前記圧力検出手段により得られるガス圧に基づいてファンによる空気供給量を補正するようにしたことで、実際のガス供給量の変動に応じたより適正な空燃比制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】給湯器付風呂装置の概略図である。
【図２】比例弁電流と空気供給量との関係を示すグラフである。
【図３】給湯回路における給湯制御のフローチャートである。
【図４】循環加熱回路における追い焚き制御のフローチャートである。
【図５】従来の給湯器付風呂装置の概略図である。
【図６】ガス供給量と空気供給量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１・・給湯器付風呂装置、２・・給湯回路、３・・循環加熱回路、４・・浴槽、６・・給湯燃焼室、７・・給湯バーナ、８・・給湯熱交換器、１８・・比例弁、１９，３４・・分岐管、２６・・風呂燃焼室、２７・・風呂バーナ、２８・・風呂熱交換器、４３・・ファン、４５・・コントローラ。

Claims

給水管からの水を給湯バーナを備えた給湯熱交換器で加熱し、出湯管から送り出す給湯回路と、浴槽内の湯水を往き配管から風呂バーナを備えた風呂熱交換器に送出して加熱させ、戻り配管から前記浴槽へ復帰させる循環加熱回路と、前記給湯バーナと風呂バーナとの燃焼を夫々検出する燃焼検出手段と、前記給湯バーナと風呂バーナへ分岐するガス供給路の前記分岐前に配置され、前記両バーナへのガス供給量を制御可能な比例弁と、前記風呂熱交換器の燃焼室と連通する前記給湯熱交換器の燃焼室へ配置したファンとを備え、前記ファンによる空気供給量の制御を、前記比例弁への通電量に応じて予め設定されたデータに基づいて行う給湯器付風呂装置であって、
前記データを、前記給湯バーナの単独燃焼時と、前記給湯バーナと風呂バーナの同時燃焼時と複数設定すると共に、両データ間に、前記単独燃焼時と同時燃焼時とで生じる前記給湯バーナへのガス供給量の相違に応じた差を設けて、前記燃焼検出手段により検出される燃焼状態に応じて前記データを選択することで、前記ファンにより一定の空燃比制御を可能とする一方、
前記給湯バーナの単独燃焼時に前記風呂バーナを点火する際には、前記ファンによる空気供給量のみを一時的に減少させ、前記風呂バーナの燃焼検出後、通常の空燃比制御に復帰させるようにしたことを特徴とする給湯器付風呂装置。
ガス供給路における給湯バーナと風呂バーナとの分岐位置に圧力検出手段を設けて、前記圧力検出手段により得られるガス圧に基づいてファンによる空気供給量を補正する請求項１に記載の給湯器付風呂装置。