JP5197524B2 - 給湯器 - Google Patents

Description

本発明は、給湯待機中に水温を保温する機能を備えた給湯器に関するものである。

従来、給湯待機中に出湯管や熱交換器内の水温を保温する機能を備えた給湯器としては、種々のものが考案されており、たとえば特許文献１に開示されている給湯器が知られている。特許文献１に記載の給湯器によれば、温度センサで水温を監視し、水温が所定温度以下になると、給湯待機中であっても（すなわち通水状態でなくとも）バーナを燃焼させ、保温を図るようになっている。

特開平１１−１８２９３３号公報

給湯動作の間隔、すなわち給湯待機の時間が比較的長いような場合には、従来の保温機能であっても有効に作用する。しかしながら、比較的短い給湯待機時間（たとえば、数十秒〜数分間程度）で、断続的に給湯動作させるような使用態様も考えられる。この場合、給湯動作停止後に行われるポストパージ（燃焼ガスの排気動作）実行中、若しくはポストパージ直後に、再び給湯動作がＯＮされることになる。そして、ポストパージが水温を低下させる要因となっていることを鑑みると、従来の給湯器では、ポストパージの実行中に保温動作を実行できないため、上述したような短い給湯待機時間で断続的に給湯動作がＯＮされるような場合に水温を保持することができないという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、ポストパージの実行中であっても水温を適切に保持することができる保温機能を備えた給湯器を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、少なくとも出湯管に、出湯管内の水を温めるヒータを設けるとともに、入水管に、入水管内の水を温めるヒータを設け、制御手段が、ポストパージの実行中に、出湯温度検出手段により検出される水温と、設定温度に応じて決定される保温温度とを比較し、水温が保温温度以下になると出湯管のヒータを作動させる一方、出湯温度検出手段により検出される水温の経時変化を監視し、当該経時変化又は設定温度に応じて、入水管及び／又は出湯管のヒータを選択的に作動させることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ヒータが、ポストパージの終了後の給湯待機中に、制御手段に制御され、出湯管内及び入水管内の凍結防止を図る凍結防止用のヒータであることを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも出湯管にヒータを設けており、ポストパージ実行中にも出湯温度検出手段により水温を監視し、水温が保温温度以下になると出湯管のヒータを作動させ、水温を保温温度以上で保温する。したがって、給湯動作が断続的にＯＮされるといった使用時にも、ポストパージによる水温低下を防止することができ、設定温度の湯を従来より早く使用者に提供することができる。
また、入水管に、入水管内の水を温めるヒータを設け、制御手段が、出湯温度検出手段により検出される水温の経時変化を監視し、当該経時変化又は設定温度に応じて、入水管及び／又は出湯管のヒータを選択的に作動させるため、状況に応じた保温動作が可能で、より設定温度に近い水温で保温することができる。
さらに、請求項２に記載の発明によれば、ヒータが、ポストパージの終了後の給湯待機中に、制御手段に制御され、出湯管内及び入水管内の凍結防止を図る凍結防止用のヒータであるため、構成の合理化を図ることができ、給湯器の小型化や低コスト化等を図ることができる。

給湯器を示した説明図である。 給湯器における保温制御を示したフローチャート図である。

以下、本発明の一実施形態となる給湯器について、図面をもとに詳細に説明する。

給湯器１は、器具本体２内に、下方に給気ファン４を、上方に排気口５を夫々備えた燃焼室３を形成してなるもので、燃焼室３内部には、燃料ガスと給気ファン４からの一次空気との混合ガスを燃焼させるバーナ６が備えられているとともに、バーナ６からの燃焼排気中の熱を主に回収して伝熱管内の通水を加熱するフィンチューブ式の熱交換器７が設けられている。また、燃焼室３外部には、熱交換器７の入水側に接続された入水管８、及び出水側に接続された出湯管９が設けられている。尚、給湯器１は室内に設置されており、排気口５は室外へ開口している。

また、バーナ６へのガス管には主電磁弁１０及びガス比例弁１１が設けられており、給湯器１の各種動作を制御するコントローラ２０に電気的接続されている。さらに、入水管８には入水温度（水温Ｔ３）を監視する入水温度センサ１３が設けられている一方、出湯管９の上流側で燃焼室３出口の近傍位置には熱交換器７からの出湯温度（水温Ｔ１）を監視する第１出湯温度センサ１４が、出湯管９の下流側には使用者への出湯温度（水温Ｔ２）を監視する第２出湯温度センサ１５が夫々設けられており、全てコントローラ２０に電気的接続されている。加えて、入水管８及び出湯管９には、水量を監視する水量センサ１２、及び入水管８や出湯管９内の水を温めるためのヒータ１６、１６が設けられており、夫々コントローラ２０に電気的接続されている。尚、２１は、熱交換器７をバイパスするバイパス管であって、そのバイパス管２１の通水量を調整することにより、熱交換器７から出湯される湯の温度を一定温度範囲内に調整可能となっている。また、コントローラ２０には、給気ファン４を駆動させるモータ等も電気的接続されている。

以上のような給湯器１においては、出湯管９の下流側で接続された図示しない給湯栓を開いて器具内に通水させると、コントローラ２０は、水量センサ１２からの検出信号を得て主電磁弁１０及びガス比例弁１１を開き、バーナ６へガスを供給する。また、図示しないイグナイタを作動させてバーナ６を点火させる。そして、バーナ６の点火後、コントローラ２０は、第２出湯温度センサ１５で検出された出湯温度と、コントローラ２０に接続された図示しないリモコンで設定された設定温度との差に応じて、ガス比例弁１１の開度を制御してガス量を連続的に変化させ、出湯温度を設定温度に一致させる。また、このガス量の変化に応じて給気ファン４の回転数も変化させ、ガス量と空気量との比率を制御する。尚、給湯栓を閉じると、コントローラ２０は、水量センサ１２からの検出信号により給湯栓が閉じられた状態を検出し、主電磁弁１０及びガス比例弁１１を閉じ、バーナ６を消火するとともに、給気ファン４を所定の実行時間（たとえば５分間）回転させ、燃焼ガスを燃焼室３内から排気するポストパージを実行する。

ここで、本発明の要部となる給湯器１における保温機能について、図２のフローチャートに基づき説明する。
給湯器１では、給湯栓が開かれる等して給湯動作がＯＮされ（Ｓ１）た後、給湯栓が閉じられる等して給湯動作がＯＦＦされる（Ｓ２）と、給気ファン４を回転させてポストパージを実行する（Ｓ３）。そして、給湯器１では、ポストパージ実行中（すなわち、Ｓ３でＮＯと判断される間）に、コントローラ２０において第１出湯温度センサ１４により検出される水温Ｔ１と、給湯器１で設定されている設定温度に対応して予め定められた保温温度（ここでは、設定温度＋１℃とする）とを比較し（Ｓ５）、水温Ｔ１が保温温度以下になる（Ｓ５でＹＥＳと判断する）と、ヒータ１６、１６を所定時間（たとえば１分間）だけ作動させ（Ｓ６）、入水管８及び出湯管９内の水を温めるといった保温動作を実行する。その後、ポストパージは所定の実行時間の経過（Ｓ４でＹＥＳと判断）に伴い終了（Ｓ７）となり、ヒータ１６、１６を用いた保温動作も終了となる。
尚、ヒータ１６、１６を用いた保温動作の終了以降は、再び給湯動作がＯＮされるまで、コントローラ２０において水温Ｔ１〜Ｔ３を監視し、水温Ｔ１〜Ｔ３のうち何れか１つでも保温温度以下になるとバーナ６を燃焼させるといった従来同様の保温動作を実行する。また、当該保温動作においても、バーナ６の燃焼停止後にポストパージは実行されるが、当該ポストパージの実行中においてはヒータ１６、１６を用いた上記保温動作は実行しない。

上述したように給湯器１によれば、入水管８及び出湯管９にヒータ１６、１６を設けており、ポストパージ実行中にも第１出湯温度センサ１４により水温Ｔ１を監視し、水温Ｔ１が保温温度以下になるとヒータ１６、１６を作動させ、水温Ｔ１を保温温度以上で保温する。したがって、給湯動作が断続的にＯＮされるといった使用時にも、ポストパージによる水温低下を防止することができ、設定温度の湯を従来より早く使用者に提供することができる。

なお、本発明の給湯器に係る構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、温度センサ、ヒータの数や設置位置、及び保温機能に係る構成等を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施形態では、水温Ｔ１と保温温度とを比較してヒータ１６を作動させる構成としているが、コントローラ２０において水温Ｔ１の経時変化を監視し、水温Ｔ１が徐々に下がり始め、水温Ｔ１の低下が所定時間にわたって継続する（たとえば３０秒）と、ヒータ１６を作動させるように構成することも可能である。
また、常に入水管８及び出湯管９の両ヒータ１６、１６を作動させるのではなく、設定温度や水温Ｔ１の経時変化量に応じて作動させるヒータ１６を使い分ける（たとえば、通常は出湯管９側のヒータ１６を作動させ、設定温度が高い（たとえば４０℃以上）場合や単位時間での水温の低下量が大きい（たとえば、３０秒間で５℃低下した）場合には入水管８側のヒータ１６も作動させるようにする等）ことも可能である。このように入水管８のヒータ１６と出湯管９のヒータ１６とを選択的に作動させることにより、状況に応じた保温動作が可能で、設定温度に近い水温で保温することができる。
さらに、入水管８及び出湯管９に夫々複数のヒータ１６、１６・・を設け、上記同様、場合に応じて作動させるヒータ１６を選択するように構成し、より設定温度に近い水温で保温可能としても何ら問題はない。

また、上記実施形態では、水温Ｔ１を監視する構成としているが、第２出湯温度センサ１５により検出される水温Ｔ２に基づいて、ヒータ１６の作動を制御するように構成することも可能であるし、ヒータ１６を作動させる際、時間によってヒータ１６をＯＦＦするのではなく、水温が設定温度よりも所定温度だけ高くなった（たとえば、設定温度よりも３℃高くなった）ことをもってヒータ１６をＯＦＦさせる構成としてもよい。
さらに、ヒータ１６を、ポストパージ中の保温のみならず、給湯待機中の水の凍結防止に兼用させる（本発明を、いわゆる凍結防止機能を備えた給湯器として構成する）ことも可能で、ポストパージ終了後は、バーナ６による保温動作を行わず、ヒータ１６によって入水管８及び出湯管９内での水の凍結防止を図るように構成してもよい。当該給湯器によれば、構成の合理化を図ることができ、給湯器の小型化や低コスト化等を図ることができる。

さらにまた、上記実施形態では、ヒータ１６を用いた保温動作の終了後にバーナ６を用いた保温動作を実行するものの、バーナ６を用いた保温動作におけるポストパージの実行中にはヒータ１６を用いた保温動作を実行しないとしているが、バーナ６を用いた保温動作におけるポストパージの実行中においてもヒータ１６を用いた保温動作を実行することは当然可能である。
またさらに、上記実施形態では、ヒータ１６を作動させる条件となる保温温度と出湯温度となる設定温度とを異ならせているが、保温温度と設定温度とを同一にしても何ら問題はないし、保温温度を設定温度よりも低く定めても良い。

また、上記実施形態の給湯器はＦＥ型であるが、このようなＦＥ型に限らず、ＦＦ型の給湯器に対しても適用可能であるし、バイパス管２１のない給湯器や第２出湯温度センサ１５しか備えていない給湯器等にも適用することができる。
加えて、ポストパージの実行時間やヒータの作動時間は上記実施形態に何ら限定されることはなく、給湯器の能力や設定温度等に応じて適宜変更設定可能であるし、バイパス管２１に温度センサを設けて、当該温度センサを入水温度検出手段として採用してもよい。

１・・給湯器、２・・器具本体、３・・燃焼室、４・・給気ファン、５・・排気口、６・・バーナ、７・・熱交換器、８・・入水管、９・・出湯管、１３・・入水温度センサ（入水温度検出手段）、１４・・第１出湯温度センサ（出湯温度検出手段）、１５・・第２出湯温度センサ（出湯温度検出手段）、１６・・ヒータ、２０・・コントローラ（制御手段）。

Claims (2)

1. 給気ファン及び排気口を備えた燃焼室が形成されており、前記燃焼室の内部に、バーナ、及びバーナの燃焼排気の熱を回収して伝熱管の通水を加熱する熱交換器が設けられているとともに、前記燃焼室の外部に、前記熱交換器の上流側に接続される入水管と、前記熱交換器の下流側に接続される出湯管と、入水温度を検出する入水温度検出手段と、出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、出湯温度を変更設定可能で、出湯温度が設定された設定温度になるように前記バーナの燃焼動作を制御するとともに、前記バーナの燃焼停止後、所定の実行時間にわたって前記給気ファンを回転させてポストパージを実行させる制御手段とを備えた給湯器であって、
   少なくとも前記出湯管に、前記出湯管内の水を温めるヒータを設けるとともに、前記入水管に、前記入水管内の水を温めるヒータを設け、
   前記制御手段が、前記ポストパージの実行中に、前記出湯温度検出手段により検出される水温と、前記設定温度に応じて決定される保温温度とを比較し、前記水温が前記保温温度以下になると前記出湯管の前記ヒータを作動させる一方、
   前記出湯温度検出手段により検出される水温の経時変化を監視し、当該経時変化又は前記設定温度に応じて、前記入水管及び／又は前記出湯管の前記ヒータを選択的に作動させることを特徴とする給湯器。
2. 前記ヒータが、前記ポストパージの終了後の給湯待機中に、前記制御手段に制御され、前記出湯管内及び前記入水管内の凍結防止を図る凍結防止用のヒータであることを特徴とする請求項１に記載の給湯器。

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