JP4655762B2 - ガス給湯器 - Google Patents

Description

本発明は、ガス切替弁の開閉状態によりバーナの燃焼量を切替えて加熱する熱交換器を備えたガス給湯器に関し、特に、前記ガス切替弁の切替え方法に関するものである。

従来この種の燃焼装置としては、特許文献１のように、例えば２４号のガス給湯器における最小燃焼量（３．５号相当）から最大燃焼量（２４号相当）までの最適な燃焼を確保するため、バーナーの個数を分別し、切り替える制御を行なっている。

図２において、Ｋはガス給湯器、Ｒは操作リモコン、２３は複数個から構成された燃焼バーナー、２４と２５は燃焼バーナー２３を例えば４段階の燃焼状態に切り替える燃焼能力切り替え電磁弁（小）と（大）、２７はガス給湯器Ｋにガスを供給するためのガス元電磁弁、２６はガス元電磁弁２７より供給されるガス量を燃焼状態に合わせて比例的に制御するガス比例電磁弁、２８はガス給湯器Ｋを各燃焼バーナー毎に燃焼量を調節するモード（以下、調整モードという）に切り替えるための調整モード切り替えスイッチである。
特開２０００−２８３４５９号公報

前記従来のガス給湯器は、２つのガス切替弁を燃焼量に応じて切替え４段階の燃焼制御を行っているが、２つのガス切替弁を燃焼量に応じて昇順、降順に切替えても出湯温度の制御にはほとんど影響を与えるものではなかった。
しかしながら、給水路より供給される水をバーナの燃焼により加熱し出湯路に湯水を供給する熱交換器と、給水路から熱交換器を経て出湯路に至る給湯回路を形成するとともに、
前記出湯路から分岐し循環ポンプを介して暖房用やふろ用側熱交換器に供給した後、前記熱交換器に戻し、循環ポンプを介して利用側熱交換器に至る給湯循環回路を形成し、前記給湯回路を利用するか、または、給湯循環回路を利用するか、または、給湯回路と給湯循環回路を同時に利用するかを選択できるようにしたガス給湯器においては、大能力の燃焼量を最適に制御するため、ガス切替弁が４本必要で、燃焼制御では７段階の切替えが必要となり、最低燃焼量から最大燃焼量に切替わる場合、従来の３倍以上の時間が必要となり、出湯温度の制御への影響が無視できない状況となり、使い勝手を損なうという課題を有するものであった。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、目的の燃焼量に応じてガス切替弁を切替える際、燃焼量の昇順、降順の順番で切替える標準切替えか、途中のガス切替弁の開閉状態を経由せず目的の燃焼量を供給するガス切替弁の状態に切替える特殊切替えか、を選択できる切替え選択手段を有し、切替え選択手段は、給水路に流れる水量、入水温度、若しくは設定温度が変わった場合燃焼量を何段階切替えるかを判断し、燃焼量を１段階だけ増減させる場合標準切替えを選択し、燃焼量を２段階以上減少もしくは２段階以上増加させる場合は特殊切替えを選択する構成とすることで、目的の燃焼量を最短時間で供給することができ、熱交換器により素早く熱交換し、給湯回路から供給するお湯をより速く設定温度にするガス給湯器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のガス給湯器は、
ガス供給量を切替える複数のガス切替弁と、
前記ガス切替弁の組み合わせによって複数段階に燃焼量を切替えるバーナと、
給水路より供給される水をバーナの燃焼により加熱し出湯路に湯水を供給する給湯用熱交換器と、を有し、
前記給水路から前記熱交換器を経て前記出湯路に至る給湯回路を形成するとともに、
前記出湯路から分岐し循環ポンプを介して利用側熱交換器に供給した後、前記熱交換器に戻し、前記循環ポンプを介して前記利用側熱交換器に至る給湯循環回路を形成し、
前記給湯回路を利用するか、または、前記給湯循環回路を利用するか、または、前記給湯回路と前記給湯循環回路とを同時に利用するかを選択できるようにしたガス給湯器において、
目的の燃焼量に応じて前記ガス切替弁を切替える際、燃焼量の昇順、降順の順番で切替える標準切替えか、途中の前記ガス切替弁の開閉状態を経由せず目的の燃焼量を供給する前記ガス切替弁の状態に切替える特殊切替えか、を選択できる切替え選択手段を有し、
前記切替え選択手段は、前記給水路に流れる水量、入水温度、若しくは設定温度が変わった場合燃焼量を何段階切替えるかを判断し、燃焼量を１段階だけ増減させる場合前記標準切替えを選択し、燃焼量を２段階以上減少もしくは２段階以上増加させる場合は特殊切替えを選択するものである。

これによって、目的の燃焼量を最短時間で供給することができるガス給湯器を提供することができる。

本発明のガス給湯器は、目的の燃焼量を最短時間で供給することができ、熱交換器により素早く熱交換し、給湯回路から供給するお湯をより速く設定温度にでき、使い勝手のよいガス給湯器を提供することができる。

第１の発明は、
ガス供給量を切替える複数のガス切替弁と、
前記ガス切替弁の組み合わせによって複数段階に燃焼量を切替えるバーナと、
給水路より供給される水をバーナの燃焼により加熱し出湯路に湯水を供給する給湯用熱交換器と、を有し、
前記給水路から前記熱交換器を経て前記出湯路に至る給湯回路を形成するとともに、
前記出湯路から分岐し循環ポンプを介して利用側熱交換器に供給した後、前記熱交換器に戻し、前記循環ポンプを介して前記利用側熱交換器に至る給湯循環回路を形成し、
前記給湯回路を利用するか、または、前記給湯循環回路を利用するか、または、前記給湯回路と前記給湯循環回路とを同時に利用するかを選択できるようにしたガス給湯器において、
目的の燃焼量に応じて前記ガス切替弁を切替える際、燃焼量の昇順、降順の順番で切替える標準切替えか、途中の前記ガス切替弁の開閉状態を経由せず目的の燃焼量を供給する前記ガス切替弁の状態に切替える特殊切替えか、を選択できる切替え選択手段を有し、
前記切替え選択手段は、前記給水路に流れる水量、入水温度、若しくは設定温度が変わった場合燃焼量を何段階切替えるかを判断し、燃焼量を１段階だけ増減させる場合前記標準切替えを選択し、燃焼量を２段階以上減少もしくは２段階以上増加させる場合は特殊切替えを選択することを特徴としたもので、急な負荷変動により燃焼量を大きく増減させる場合でも、目的の燃焼量を最短時間で供給することができるガス給湯器を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるガス給湯器の構造図を示すものである。

図１において、ガス給湯器は、ガス供給量を切替える複数のガス切替弁９と、ガス切替弁９の組み合わせによって複数段階に燃焼量を切替えるバーナ２と、給水路１より供給される水をバーナ２の燃焼により加熱し出湯路３に湯水を供給する給湯用熱交換器１５と、を有している。さらに、ガス給湯器は、給水路１から潜熱回収熱交換器１６及び給湯用熱交換器１５を経て出湯路３に至る給湯回路を有している。また、出湯路３から分岐し循環ポンプ１７を介して暖房用熱交換器１８（利用側熱交換器）に供給した後、熱交換器に戻し、循環ポンプ１７を介して利用側熱交換器に至る給湯循環回路１９が形成されている。また、ガス給湯器は、給湯回路を利用するか、または、給湯循環回路１９を利用するか、または、給湯回路と給湯循環回路１９とを同時に利用するかを選択できるように構成されている。また、ガス給湯器は、目的の燃焼量に応じてガス切替弁９を切替える際、燃焼量の昇順、降順の順番で切替える標準切替えか、所定の順番で切替える特殊切替えかを選択できる切替え選択手段を有している。まず給水路１より供給される水をバーナ２の燃焼により加熱し所定の温度に上昇した後、出湯路３に供給し、前記給水路１と出湯路３を連通して形成したバイパス通路４から給水路１より供給される水の一部をバイパス制御弁５を介して供給することで所望の湯水に調整し、給湯栓６より出湯する給湯回路を構成している。

ここで、バーナ２は、ガス元電磁弁７、ガス比例弁８、ガス切替弁９が配設されたガス供給路１０より燃料が供給され、燃焼用ファン１１より燃焼用空気が供給されて、予め定められたシーケンスに従い燃焼動作が行われる。そして、給水路１に流れる水量と入水温度、設定温度に応じた燃焼量をガス切替弁９により最適な燃焼段階に切替えて燃焼制御する。

このとき、前記ガス元電磁弁７（ＳＶ０）と複数のガス切替弁９（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４）は燃焼段階に応じて（表１）に示すように開閉制御される。

ここで、給水路１に流れる水量や入水温度、設定温度が変動、変化した場合、必要とする燃焼量が何段階切替えが必要なのかを判断し、１段階の場合と２段階以上の場合に分けて切替え制御を行う。

すなわち、１段階の切替えであれば標準切替えを選択し、２段階以上の切替えであれば特殊切替えを選択する。

例えば、給水路１に流れる水量が増え、燃焼段階が現在の段階よりも１段階増える場合は、標準切替えが選択され、単純に次の燃焼段階へ切替える。

また例えば、給水路１に流れる水量が減り、燃焼段階が現在の段階よりも１段階減らす場合は、標準切替えが選択され、単純に次の燃焼段階へ切替える。

以上のように本実施の形態においては、目的の燃焼量に応じて前記ガス切替弁を切替える際、燃焼量の昇順、降順の順番で切替える標準切替えか、予め決めたガス切替弁の開閉状態に応じた所定の順番で切替える特殊切替えかを選択できる切替え選択手段を有し、燃焼量が何段目から何段目に何段階切替えるのかを判断して、燃焼量を１段階だけ増減させる場合は、標準切替えを選択し、２段階以上の切替えであれば特殊切替えを選択するようにしているため、目的の燃焼量を最短時間で供給することができるガス給湯器を提供することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態は、第１の実施の形態におけるガス給湯器の切替え選択手段として、燃焼量を２段階以上減少させる場合に関するものである。

例えば、給水路１に流れる水量が減り、燃焼段階が現在の段階よりも２段階以上減る場合（例えば、燃焼４段階目から燃焼１段階目（最小））、前記（表１）において、標準切替えの場合は「４／７燃焼」→「３／７燃焼」→「２／７燃焼」→「１／７燃焼」という順番で切替えを行うが、切替弁１に注目すると「３／７燃焼」で一旦閉弁し、「２／７燃焼」で開弁、そして「１／７燃焼」で再度閉弁するといった無駄な開閉制御が行われる。

そこで、特殊切替えが選択されると、最終的に「１／７燃焼」ではすべての切替弁が閉弁状態になるよう、１度の切替え制御ですべての切替弁を閉弁する切替え制御を行う。

すなわち、「４／７燃焼」→「１／７燃焼」という順番で切替えを行うことで、「３／７燃焼」、「２／７燃焼」に切替える時間が削減できる。この状態を示したものが（表２）である。

以上のように本実施の形態においては、燃焼量を２段階以上減少させる場合は、特殊切替えを選択し、途中のガス切替弁の開閉状態は経由せず、即目的の燃焼量を供給するガス切替弁の状態に切替えるようにし、燃焼量の大きく減らす場合でも、目的の燃焼量を最短時間で供給することができるガス給湯器を提供することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態は、第１の実施の形態におけるガス給湯器の燃焼量を２段階以上増加させる場合に関するものである。

例えば、給水路１に流れる水量が増え、燃焼段階が現在の段階よりも２段階以上増える場合（例えば、燃焼４段階目から燃焼７段階目（最大））、前記（表１）（表２）において、標準切替えの場合は「４／７燃焼」→「５／７燃焼」→「６／７燃焼」→「７／７燃焼」という順番で切替えを行うが、切替弁３に注目すると「５／７燃焼」で一旦開弁し、「６／７燃焼」で閉弁、そして「７／７燃焼」で再度開弁するといった無駄な開閉制御が行われる。

そこで、特殊切替えが選択されると、最終的に「７／７燃焼」では切替弁３と切替弁４が開弁状態になるよう、まず切替弁３を開弁し、次に切替弁４を開弁する最短時間で切替えられる順番で切替え制御を行う。

すなわち、「４／７燃焼」→「５／７燃焼」→「７／７燃焼」という順番で切替えを行うことで、「６／７燃焼」に切替える時間が削減できる。

以上のように本実施の形態においては、切替え選択手段として、燃焼量を２段階以上増加させる場合は、現在開弁中のガス切替弁を閉弁する燃焼段階は経由せず、新たにガス切替弁を閉弁状態から開弁する燃焼段階のみを経由して、目的の燃焼量を供給するガス切替弁の状態に切替えるようにしたことを特徴とするもので、燃焼量を大きく増やす場合でも、目的の燃焼量を最短時間で供給することができるガス給湯器を提供することができる。

以上のように、本発明にかかる給湯装置は、目的の燃焼量に応じて前記ガス切替弁を切替える際、燃焼量の昇順、降順の順番で切替える標準切替えか、予め決められた切替え時間を短縮した所定の順番で切替える特殊切替えかを選択できる切替え選択手段を有する構成とすることで、目的の燃焼量を最短時間で供給することができ、熱交換器により素早く熱交換し、給湯回路から供給するお湯をより速く設定温度にでき、使い勝手を改善できるため、ガス、石油の給湯器、ふろ給湯器、給湯暖房機等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態におけるガス給湯器の構造図 従来のガス給湯器の構造図

符号の説明

１ 給水路
２ バーナ
３ 出湯路
７ ガス元電磁弁
９ ガス切替弁
１５ 給湯用熱交換器
１６ 潜熱回収用熱交換器
１７ 循環ポンプ
１８ 暖房用熱交換器（利用側熱交換器）
１９ 給湯循環回路
２７ 風呂用熱交換器（利用側熱交換器）

Claims (1)

1. ガス供給量を切替える複数のガス切替弁と、
   前記ガス切替弁の組み合わせによって複数段階に燃焼量を切替えるバーナと、
   給水路より供給される水を前記バーナの燃焼により加熱し出湯路に湯水を供給する給湯用熱交換器と、を有し、
   前記給水路から前記熱交換器を経て前記出湯路に至る給湯回路を形成するとともに、
   前記出湯路から分岐し循環ポンプを介して利用側熱交換器に供給した後、前記熱交換器に戻し、前記循環ポンプを介して前記利用側熱交換器に至る給湯循環回路を形成し、
   前記給湯回路を利用するか、または、前記給湯循環回路を利用するか、または、前記給湯回路と前記給湯循環回路とを同時に利用するかを選択できるようにしたガス給湯器において、
   目的の燃焼量に応じて前記ガス切替弁を切替える際、燃焼量の昇順、降順の順番で切替える標準切替えか、途中の前記ガス切替弁の開閉状態を経由せず目的の燃焼量を供給する前記ガス切替弁の状態に切替える特殊切替えか、を選択できる切替え選択手段を有し、
   前記切替え選択手段は、前記給水路に流れる水量、入水温度、若しくは設定温度が変わった場合燃焼量を何段階切替えるかを判断し、燃焼量を１段階だけ増減させる場合前記標準切替えを選択し、燃焼量を２段階以上減少もしくは２段階以上増加させる場合は特殊切替えを選択するガス給湯器。
   

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