JPH05106913A - 給湯器等の燃焼制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】湯カランの栓などが閉じられているのにエアが
みなどによって水量センサでの検出入水量が最低作動水
量を越えても制御弁を閉じたままとすることによって、
入水が異常加熱されてしまうことのないようにする。 【構成】湯カラン１６の栓を開けていくことによって水
量センサ４で検出した入水量が最低作動水量を、越える
まではガスバーナ点火制御用ガス比例弁１０を閉じ、越
えたときには該ガス比例弁１０を所定の開度に開く。そ
して、湯カラン１６の栓を閉じた後の水量センサ４の検
出入水量が最低作動水量以下になったかどうかを判定
し、最低作動水量以下であるとの判定後、該検出入水量
の増減を判定し、該増大と判定のときには、該検出入水
量がその後最低作動水量を越えてもガス比例弁１０を閉
じておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湯カランの栓とか風呂
給湯弁などを開けていくことによって水量センサで検出
した入水量が最低作動水量を、越えるまではガスバーナ
点火用の制御弁を閉じ、越えたときには該制御弁を所定
の開度に開く給湯器等の燃焼制御方式に関する。なお、
本明細書での該制御弁は、上記方式でガスバーナの点火
を制御する制御弁であればよく、したがって、本明細書
での説明に用いられるガス比例弁のみならず、これに直
列接続されたガス元弁とかその他の制御弁も含む広い概
念のものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は、この種の給湯器の燃焼制御回路
を示す図である。制御器２においては、水量センサ４か
らの入水量、入水温センサ６からの入水温度、および出
湯温センサ８からの出湯温度に基づいてガス比例弁１０
の開度を制御してガスバーナ１２を点火させることで熱
交換器１４で入水を加熱して湯カラン１６からの出湯の
温度を所要温度に制御するようになっている。

【０００３】また、湯カラン１６からの出湯量が僅かで
あるときにガス比例弁１０が開いているとその出湯温度
が異常に高くなって危険なことがあるから、制御器２は
図２に示すように水量センサ４で検出された入水量が所
定量、すなわち最低作動水量（ＭＯＱ）を越えない限り
はガス比例弁１０を開かないように制御し、最低作動水
量を越えたときに所定の開度Ｋにガス比例弁１０を開く
ようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図３のよう
に主配管１８に接続された分岐配管２０に湯カラン１６
が立ち上げ配管接続され、この主配管１８に別の分岐配
管２２が立ち上げ配管接続されている場合に、この分岐
配管２２の端部２４が閉じられて、いわゆる盲端部にさ
れている場合にこの分岐配管２２内にエア２６が残留し
ていると、湯カラン１６の栓が閉じられて実際には入水
がなく、したがって、水量センサ４での入水量の検出が
ない筈であるのには、該湯カラン１６の栓を閉じたとき
に、その分岐配管２２内の残留エア２６が、いわゆるエ
アがみなどを引き起こしてしまい、分岐配管２２側へ水
の動きが発生し、その結果、水量センサ４では湯カラン
１６の栓が開けられて入水されていると誤検出してしま
うことになる。そして、この水量センサ４での誤検出入
水量が最低作動水量ＭＯＱを越えてしまうと、制御器２
ではそれに応答してガス比例弁１０を開かせてしまい、
これによって、主配管１８内の水がガスバーナ１２で異
常加熱され、湯カラン１６の栓を開けたときに該湯カラ
ン１６から異常に熱い湯が急に放出されてたいへん危険
である。

【０００５】なお、このようなエアがみによる問題は、
この従来例のように湯カラン１６の栓を閉じるときによ
るものの他に、例えば追焚装置付き給湯器での風呂給湯
弁を閉じるようなタイプのものとか、その他のタイプの
ものにも同様に生じうる。

【０００６】したがって、本発明においては、上述のエ
アがみなどによって水量センサでの検出入水量が最低作
動水量を越えても制御弁を閉じたままとすることによっ
て、入水が上述のように異常加熱されてしまうことのな
いようにすることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の給湯器等の燃焼制御方式において
は、水量センサで検出した入水量が最低作動水量を、越
えるまではガスバーナ点火制御弁を閉じ、越えたときに
は該制御弁を所定の開度に開くものであって、入水が停
止された後の水量センサによる検出入水量が最低作動水
量以下になったかどうかを判定し、最低作動水量以下で
あると判定してからは、その後該検出入水量が減少して
いくべきであるのに増大しているかどうかを判定し、該
増大していると判定したときには、該検出入水量がその
後最低作動水量を越えても前記制御弁を閉じておくこと
を特徴としている。

【０００８】

【作用】上記構成において、例えば湯カランの栓とか風
呂給湯弁を開けていくことによって水量センサで検出し
た入水量が最低作動水量を、越えるまではガスバーナ点
火制御弁が閉じており、越えたときには該制御弁は所定
の開度に開く。そして、湯カランの栓とか風呂給湯弁を
閉じられて入水が停止された後は水量センサによる検出
入水量が減少していって最低作動水量以下になったと判
定する。この判定後において、エアがみなどが無ければ
その検出入水量はそのまま減少していく。ところが、入
水が停止されていて水の動きがないのにエアがみなどが
あると水の動きが発生し、その動きによって水量センサ
では湯カランの栓とか弁が閉じられて入水量が減少した
と検出されるべきのところが増大したと判定してしたと
きには、該検出入水量がその後最低作動水量を越えても
制御弁を閉じておく。

【０００９】これによって、湯カランの栓とか弁が閉じ
られているのにエアがみなどで制御弁が開いてしまって
配管内の水が異常加熱されてしまうことが避けられる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。

【００１１】まず、本発明の原理について、図１ないし
図３、ならびに図４を参照して説明する。主配管１８に
は、図１および図３のそれぞれに示すように湯カラン１
６用の分岐配管２０と盲端部２４付きの分岐配管２２と
が接続されており、そして、湯カラン１６の栓が開けら
れて入水量が最低作動水量ＭＯＱを越えていた状態から
完全に閉じられた場合において、主配管１８には盲端部
の分岐配管２２内のエアによるエアがみが発生したもの
とする。

【００１２】そして、この状態によって、湯カラン１６
の栓が閉じられて入水量が無い筈であるから水量センサ
４は入水量が無いと検出しなければならないのに、図４
のように検出入水量が変化する。すなわち、図４は、縦
軸に湯カラン１６の栓を閉じたときの水量センサ４によ
る検出入水量の変化を示し、横軸に時間をとる検出入水
量の変化特性を示している。

【００１３】この図４について説明すると、湯カラン１
６の栓が閉じられると、検出入水量は低下してａ点の最
低作動水量ＭＯＱ以下になっていく。この時点で制御器
２は水量センサ４からのこの検出に応答してガス比例弁
１０を閉じる。これで主配管１８内の水が加熱されるこ
とがない。そして、エアがみが無ければ水量センサ４で
は検出入水量を破線のように検出するから、ガス比例弁
１０は制御器２によってそのまま閉じられた状態に制御
される。

【００１４】しかしながら、エアがみが有った場合は、
主配管１８内を分岐配管２２側に水の流れが生じ、これ
によって、水量センサ４での検出入水量が実線のように
一旦はａ点の最低作動水量以下になっても、その後、ｂ
点の最低作動水量を越えたものと検出してしまう。この
ように水量センサ４での検出入水量がｂ点で最低作動水
量を越えたと検出されると、制御器２は、これに応答し
てガス比例弁１０を再び開いてしまう結果、ガスバーナ
１２に点火されて湯カラン１６の栓が閉じているのに、
主配管２２内の水が加熱されてしまう。

【００１５】そこで、本発明においては、制御器２に内
蔵のマイクロコンピュータによって湯カラン１６の栓を
閉じた後の水量センサ４による検出入水量が図４のａ点
の最低作動水量以下になったかどうかをまず判定し、ａ
点で最低作動水量以下であると判定してからは、その後
該検出入水量が破線のように減少していくべきであるの
に、実線のように増大しているかどうかを判定し、該増
大していると判定したときには、該検出入水量がその
後、ｂ点の最低作動水量を越えてもガス比例弁１０を閉
じておくようにしたものである。

【００１６】上記マイクロコンピュータによるソフトウ
エア処理によるガス比例弁１０の制御動作について説明
するが、この実施例における水量センサ４としては例え
ば実開平２ー７９４２３号公報に記載のような水量セン
サを用いる。この水量センサ４は湯カラン１６の栓を開
けていくと検出入水量を図５の（ａ）のように増大して
いると検出するとともに、その検出においては図６の
（ａ）のように検出入水量が増大していくに従ってパル
ス幅が短くなるような入水量検出パルスを出力する。勿
論、検出入水量と入水量検出パルスのパルス幅とは相対
的なものであるから、検出入水量が増大すると該パルス
幅も長くなるようにしてよい。また、湯カラン１６の栓
を閉じていくと水量センサ４での検出入水量は図５の
（ｂ）のように減少していくように検出するとともに、
その検出においては図６の（ｂ）のように検出入水量が
減少していくに従ってパルス幅が長くなるような入水量
検出パルスを出力する。

【００１７】制御器２のマイクロコンピュータは、機能
的には図７のように水量センサ４からの入水量検出パル
スのパルス幅を検出するパルス幅検出手段２ａと、パル
ス幅検出手段２ａからの検出出力によって検出入水量が
最低作動水量ＭＯＱを越えたか、以下であるかの判定を
行うＭＯＱ判定手段２ｂと、この判定出力によってガス
比例弁１０の開閉を制御してガスバーナ１２の点火を制
御する燃焼制御手段２ｃと、パルス幅検出手段２ａから
の検出出力とＭＯＱ判定手段２ｂからの判定出力とをそ
れぞれ入力し、検出入水量が図４のａ点で最初に最低作
動水量ＭＯＱ以下になってからも、減少してそれに対応
の入水量検出パルスのパルス幅が長くなっていくときは
正常であり、一旦は減少しても途中で増大に転じ、それ
に対応の入水量検出パルスのパルス幅が短くなる方向に
転じたときは異常であると、それぞれ判定し、異常であ
ると判定したときはＭＯＱ判定手段２ｂから燃焼制御手
段２ｃに対して検出入水量がｂ点で再び最低作動水量Ｍ
ＯＱを越えたとの判定出力が与えられも、該燃焼制御手
段２ｃがガス比例弁１０を開かせないようにするための
判定出力を当該燃焼制御手段２ｃに出力する。これによ
って、燃焼制御手段２ｃはガス比例弁１０を閉じたまま
とし、湯カラン１６の栓が閉じているのに主配管１８内
の水が加熱されてしまうことを防止する。

【００１８】つぎに、このような制御器２内蔵のマイク
ロコンピュータの動作について図８に示される水量セン
サ４の入水量検出パルスと、図９のフローチャートとを
参照して説明する。図８はいずれも水量センサ４からの
入水量検出パルスを示しており、そのうち、（ａ）は湯
カラン１６の栓が最低作動水量以上の入水量となるよう
に開けられている状態から閉じられて、かつ、エアがみ
が無い場合のもので図４のように水量センサ４での検出
入水量がａ点の最低作動水量ＭＯＱ以下に減少してい
き、ａ点の最低作動水量ＭＯＱ以下のときは破線のよう
に減少していく場合に対応し、（ｂ）は、エアがみが有
る場合で、検出入水量がａ点の最低作動水量ＭＯＱ以下
から破線ではなく実線のように増大していく場合に対応
している。図８について詳しく説明すると、（ａ）では
入水量検出パルスのパルス幅がｔ０のときは今回検出入
水量Ｗ０＞最低作動水量ＭＯＱで湯カラン１６への入水
量は最低作動水量ＭＯＱを越えておりガス比例弁１０は
開いているが、パルス幅ｔ１のときは今回検出入水量Ｗ
１＜ａ点の最低作動水量ＭＯＱ＜前回検出入水量Ｗ０で
該入水量は最低作動水量ＭＯＱ以下のためガス比例弁１
０を閉じ、パルス幅ｔ２のときは今回検出入水量Ｗ２＜
前回検出入水量Ｗ１、パルス幅ｔ３のときは今回検出入
水量Ｗ３＜前回検出入水量Ｗ２、…とういうように、エ
アがみが無いために、検出入水量はａ点の最低作動水量
ＭＯＱ以下に減少してからもその減少が継続し、ガス比
例弁１０はそのまま閉じる。

【００１９】これに対し、（ｂ）では入水量検出パルス
のパルス幅がｔ０′のときは今回検出入水量Ｗ０′＞最
低作動水量ＭＯＱで入水量は最低作動水量ＭＯＱを越え
てガス比例弁１０は開いているが、パルス幅ｔ１′のと
きは今回検出入水量Ｗ１′＜最低作動水量ＭＯＱで入水
量が最低作動水量ＭＯＱ以下となりガス比例弁１０を閉
じる。そして、パルス幅ｔ２′のときも今回検出入水量
Ｗ２′＜前回検出入水量Ｗ１′、パルス幅ｔ３′のとき
も今回検出入水量Ｗ３′＜前回検出入水量Ｗ２′で入水
量が減少していっているが、パルス幅ｔ４′のときには
今回検出入水量Ｗ４′＞前回検出入水量Ｗ３′、とな
り、この時点で検出入水量が減少から増大に転じる。そ
して、パルス幅ｔ６′では今回検出入水量Ｗ６′ではｂ
点の最低作動水量ＭＯＱを越えてしまう。このとき検出
入水量が最低作動水量ＭＯＱを越えてもガス比例弁１０
を開かせないように制御する。

【００２０】このような水量センサ４からの検出入水量
に従う図８の入水量検出パルスの変化に基づいて制御器
２のマイクロコンピュータは、図９のようなフローチャ
ートの動作を行い、ガス比例弁１０の開閉制御をする。
すなわち、湯カラン１６の栓が開けられて入水量が図４
のａ点の最低作動水量ＭＯＱ以上の場合にステップｎ１
で検出入水量に応じてガス比例弁１０の開度を制御して
いる。そして、ステップｎ２で検出入水量がａ点の最低
作動水量ＭＯＱ以下に減少したかどうかを入水量検出パ
ルスのパルス幅から判定する。この判定は、図８に基づ
いて説明したように、マイクロコンピュータで最低作動
水量ＭＯＱに関するデータが記憶設定されてあり、その
最低作動水量ＭＯＱに対応の水量センサ４の入水量検出
パルスのパルス幅と水量センサ４からの今回の入水量検
出パルスのパルス幅とを比較して行う。今回の検出入水
量が最低作動水量ＭＯＱ以下に減少していないときはス
テップｎ１に戻る。このステップｎ２で前記比較によっ
て今回の検出入水量が図４のａ点の最低作動水量ＭＯＱ
以下に減少していると判定したときはステップｎ３に移
行し、ここでガス比例弁１０を閉じてガスバーナ１２の
点火を停止する。

【００２１】つぎに、湯カランの栓が閉じられて水量セ
ンサ４からの検出入水量が減少する筈であるのに、エア
がみなどで増大しているかどうかを判定するため、ステ
ップｎ４では入水量検出パルスのパルス幅からその判定
を行う。つまり、図８を参照して説明したように、水量
センサ４からの今回の検出入水量に対応の入水量検出パ
ルスのパルス幅が前回のそれと比較して長くなったか短
くなったかを判定し、長くなったときは検出入水量が減
少し、短くなったときは検出入水量が増大したと判定す
る。そして、エアがみでパルス幅が短くなって検出入水
量が増大したと判定したときは、ステップｎ５で増大し
ていく検出入水量が図４のｂ点の最低作動水量ＭＯＱを
越えたかどうかを判定する。越えたと判定したときは制
御器２はステップｎ６でガス比例弁１０を閉じままとす
る。

【００２２】このようにして、本実施例においては、湯
カラン１６の栓が閉じられていて水量センサ４での検出
入水量が一旦最低作動水量ＭＯＱ以下になった後は最低
作動水量ＭＯＱを再び越えてしまうことがないのに、エ
アがみなどでその最低作動水量ＭＯＱを越え、その結
果、ガス比例弁１０が開いてガスバーナ１２が点火され
てしまうようなことが回避される。

【００２３】上述の実施例ではマイクロコンピュータに
るソフトウエア処理であったが、図７のような各手段を
ハードウエア的な回路構成で実現したものであってもよ
い。また、水量センサ４としては検出入水量に対応して
パルス幅が長短に変化するものを用いたが、検出入水量
の変化に連続的に追随変化するような水量センサとか、
その他の形式の水量センサであってよい。さらに、本発
明では図４のｂ点の最低作動水量ＭＯＱを越えてからの
制御の説明は無いが、湯カラン１６の栓が閉じられてあ
るから、エアがみの影響がなくなると、入水量はその
後、ｃ点の最低作動水量ＭＯＱ以下になる一方、通常の
湯カランの使用においては、その栓を閉じて後、開くよ
うな場合では、一点鎖線のように入水量が変化するか
ら、ガス比例弁１０がｂ点の最低作動水量ＭＯＱを越え
た以降閉じられたままでは湯カランの使用ができなくな
るから、その後の入水量の変化が湯カランの栓が閉めら
れてあるためにｃ点の最低作動水量ＭＯＱ以下になる
か、湯カランの栓が再び開けられて一点鎖線のように変
化するかをタイマーを動作させて判定し、タイマーで所
定時間（ｂ点とｃ点との時間以上）経過後にｃ点の最低
作動水量ＭＯＱ以下にならないときには、湯カランが正
常に使用されていると判定し、その湯カランの状態に応
じた入水量に対応してガス比例弁１０を開くように制御
し、該所定時間経過後においてｃ点の最低作動水量ＭＯ
Ｑ以下に減少したときはガス比例弁１０を閉じたままと
するようにしてもよい。

【００２４】なお、本実施例ではガスバーナ１２の点火
を制御する制御弁としてガス比例弁１０で説明したが、
この制御弁としてはガス比例弁に直列に接続したガス元
弁（図示していない）とし、湯カラン１６の栓を開けて
いくことによって水量センサ４で検出した入水量が最低
作動水量を、越えるまではこのガス元弁を閉じ、越えた
ときには該ガス元弁を所定の開度に開くようにしたもの
にも適用できるものであり、要するに、このような動作
をする制御弁を含むものである。

【００２５】また、本実施例では水量センサ４で検出す
る入水量は湯カラン１６の栓の開閉で変化するものと
し、それの開閉に伴う最低作動水量の変化に応じてガス
比例弁１０の開度の説明をしたが、湯カラン１６ではな
く、追焚装置付き給湯器のように風呂給湯弁を有し、こ
の風呂給湯弁の開閉で入水量が変化し、それの開閉に伴
う最低作動水量の変化に応じてガス比例弁１０が開閉す
るようなものというように、要するに所定の給湯手段で
水量センサ４で検出する入水量が変化し、それによって
最低作動水量が変化してガス比例弁１０の開度が制御さ
れるものを含むものである。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、入水によ
って水量センサでの検出入水量が最低作動水量を、越え
るまではガスバーナ点火制御弁が閉じており、越えたと
きには該制御弁は所定の開度に開くものにおいて、入水
が停止されて水量センサによる検出入水量が減少してい
って最低作動水量以下になったと判定した後、検出入水
量がそのまま減少していく筈が、エアがみなどで検出入
水量が増大に転じ、それが最低作動水量を越えても制御
弁を閉じておくようにしたから、湯カランの栓が閉じら
れるなどして入水が停止されているのにエアがみなどで
制御弁が開いてしまって配管内の水が異常加熱されてし
まうことを避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に給湯器等の燃焼制御回路を
示す図である。

【図２】入水量とそれに対応したガス比例弁との開度を
示す図である。

【図３】主配管に対する湯カラン用の分岐配管と盲端部
付き分岐配管との接続状態を示す配管図である。

【図４】湯カランの栓を閉じていったときの検出入水量
と最低作動水量との関係を示す図である。

【図５】湯カランの栓を開けていったときと、閉めてい
ったときの、それぞれの検出入水量と最低作動水量との
関係を示す図である。

【図６】水量センサからの入水量検出パルスを示す図で
ある。

【図７】制御器内蔵のマイクロコンピュータによって実
現される機能手段を示す図である。

【図８】湯カランの栓を閉じていったときの水量センサ
の入水量検出パルスを示す図である。

【図９】マイクロコンピュータの動作説明に供するフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

２ 制御器 ４ 水量センサ １０ ガス比例弁 １２ ガスバーナ １６ 湯カラン １８ 主配管 ２０ 湯カラン側分岐配管 ２２ 盲端部付き分岐配管 ２６ エア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水量センサで検出した入水量が最低作動
   水量を、越えるまではガスバーナ点火制御弁を閉じ、越
   えたときには該制御弁を所定の開度に開く給湯器等の燃
   焼制御方式であって、 入水が停止された後の水量センサによる検出入水量が最
   低作動水量以下になったかどうかを判定し、最低作動水
   量以下であると判定してからは、その後該検出入水量が
   減少していくべきであるのに増大しているかどうかを判
   定し、該増大していると判定したときには、該検出入水
   量がその後最低作動水量を越えても前記制御弁を閉じて
   おくことを特徴とする給湯器等の燃焼制御方式。