JPH07318159A - 給湯器および、その制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱交換器内の温湯の温度を適度の水準に保ち、
適切に給湯することができるようにした給湯器および、
その制御方法を提供する。 【構成】給湯用バーナ２１と給湯用バーナ２１からの熱
を給水に伝える熱交換器２５とを有し、開栓に応じ給湯
用バーナ２１に点火して温湯を供給する給湯器であり、
閉栓後の湯温低下に対し、閉栓した後の次の開栓の際に
適切な温度にするのに必要な所定時間だけ間欠的に給湯
用バーナ２１に点火するバックアップ燃焼モードを、閉
栓後のある特定の時間だけ行なう制御部５０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯用バーナと該給湯
用バーナからの熱を給水に伝える熱交換器とを有し、開
栓に応じ該給湯用バーナに点火して温湯を供給する給湯
器および、その制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近来、台所や風呂などで開栓すると温湯
が供給され、しかも諸所にセンサを設けて湯温を管理
し、温湯の温度が適切になるように制御される給湯器が
普及している。単に給湯用バーナの燃焼と水量を制御し
ただけでは、閉栓後の温度低下により再度開栓したとき
に低い温度のぬるま湯や水が出てきて不快であるばかり
でなく、適温になるまでに水を捨てたりすることになる
ので不経済であり、これを解決する手段が各種提案され
ている。

【０００３】そのような技術として、例えば給湯用バー
ナの他に補助用のバーナを設け、給湯用バーナが消火し
た後に短時間だけ補助用のバーナを燃焼させて熱交換器
内の湯音の低下を防止するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術では、補助用のバーナを備えなければな
らないので、構造が複雑になってコストアップにつなが
るばかりでなく、火力も本来の給湯用のバーナよりは低
いものにならざるを得ないので、予定の加熱をするのに
時間がかかったり、小火力を原因とする温度むらが発生
したりするおそれがあるという問題点があった。

【０００５】本発明は、このような従来の技術が有する
問題点に着目してなされたもので、熱交換器内の温湯の
温度を適度の水準に保ち、適切に給湯することができる
ようにした給湯器および、その制御方法を提供すること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存
する。

【０００７】１ 給湯用バーナ（２１）と該給湯用バー
ナ（２１）からの熱を給水に伝える熱交換器（２５）と
を有し、開栓に応じ該給湯用バーナ（２１）に点火して
温湯を供給する給湯器において、閉栓後の湯温低下に対
し、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度にするのに
必要な所定時間だけ間欠的に前記給湯用バーナ（２１）
に点火するバックアップ燃焼モードを、閉栓後のある特
定の時間だけ行なう制御部（５０）を設けたことを特徴
とする給湯器。

【０００８】２ 給湯用バーナ（２１）と該給湯用バー
ナ（２１）からの熱を給水に伝える熱交換器（２５）と
を有し、開栓に応じ該給湯用バーナ（２１）に点火して
温湯を供給する給湯器の制御方法において、閉栓後の湯
温低下に対し、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度
の温湯にするのに必要な所定時間だけ間欠的に前記給湯
用バーナ（２１）に点火するバックアップ燃焼を、ある
特定の時間だけ行なうことを特徴とする給湯器の制御方
法。

【０００９】３ 給湯用バーナ（２１）と該給湯用バー
ナ（２１）からの熱を給水に伝える熱交換器（２５）と
を有し、開栓に応じ該給湯用バーナ（２１）に点火して
温湯を供給するようにした給湯器において、前記給湯用
バーナ（２１）の燃焼を制御する燃焼制御部（５８）
と、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯にす
るのに必要な所定時間だけ前記給湯用バーナ（２１）に
点火するよう前記燃焼制御部（５８）に指示するバック
アップ燃焼指示部（５６）と、該バックアップ燃焼指示
部（５６）に、ある特定の時間だけ動作するよう指示す
るモード時間指示部（５７）とを有する制御部（５０）
を設けたことを特徴とする給湯器。

【００１０】４ 前記特定の時間は閉栓後に再使用する
可能性があると予測される時間であることを特徴とする
項１または３記載の給湯器。

【００１１】５ 前記特定の時間は頻繁に再使用するこ
とが見込める時間帯では長めに設定してあることを特徴
とする項１または３記載の給湯器。

【００１２】６ 前記特定の時間は使用頻度に対応し時
間を変えて設定することを特徴とする項１または３記載
の給湯器。

【００１３】

【作用】水栓を開くと給湯用バーナ（２１）に点火さ
れ、その熱が熱交換器（２５）を介して給水に伝えられ
ることにより加熱され、温湯が供給される。閉栓する
と、給湯用バーナ（２１）が消火されるので、後沸き現
象の後に湯温低下が始まる。この湯温低下を防止しする
ため、制御部（５０）は給湯器を、閉栓した後の次の開
栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ間欠
的に給湯用バーナ（２１）に点火されるバックアップ燃
焼モードにする。

【００１４】しかしながら、常にバックアップ燃焼モー
ドにしていたのでは、全く使用しないときでも給湯用バ
ーナ（２１）を点火していることになり、エネルギの無
駄使いであるので、制御部（５０）は、このバックアッ
プ燃焼モードを、使用者が安定した温湯の供給を必要と
する閉栓後のある特定の時間だけ行なう。

【００１５】より具体的には、給湯用バーナ（２１）は
燃焼制御部（５８）により燃焼が制御されているので、
これに対し、バックアップ燃焼指示部（５６）は、閉栓
した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯にするのに必
要な所定時間だけ給湯用バーナ（２１）に点火するよう
燃焼制御部（５８）に指示することにより行なわれる。
そして、バックアップ燃焼指示部（５６）が動作するバ
ックアップ燃焼モードは、モード時間指示部（５７）
が、ある特定の時間だけ動作するよう指示することによ
りなされる。

【００１６】前記特定の時間は閉栓後に再使用する可能
性があると予測される時間が考えられ、例えば閉栓後５
分程度の短時間が設定される。また、特定の時間は頻繁
に再使用することが見込める時間帯では長めに設定して
あれば、使用者はその時間帯には安定した温度の温湯を
利用することができ、快適である。また、特定の時間は
使用頻度を監視し、使用頻度に対応してバックアップ燃
焼モードとする時間を変えれば給湯器の適切な動作が期
待できる。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明
する。図１および図２は本発明の一実施例を示してい
る。本実施例に係る給湯器１０は、給湯部２０に風呂炊
き部３０を並設して成る。図２に示すように、給湯部２
０は、給湯用バーナ２１と該給湯用バーナ２１からの熱
を給水に伝える給湯用の熱交換器２５とを備え、風呂炊
き部３０は、風呂バーナ３１と風呂バーナ３１からの熱
を追い炊き用の風呂給水に伝える風呂用の熱交換器３５
とを備えている。

【００１８】給湯部２０の給湯用バーナ２１には給湯用
のガス配管２２が接続され、ガス配管２２にはガス開閉
弁２２ａが介装されるとともに、ガス検出センサ２２ｂ
が設けられている。また、給湯用バーナ２１への送風機
２３が設けられ、送風機２３の近傍には風速センサ２３
ａと外気温検出センサ２４が配設されている。給湯用の
熱交換器２５にはサーミスタである熱交温度センサ２５
ａが設けられている。

【００１９】熱交換器２５には、給水管２６が接続さ
れ、給水管２６には、給水流量を検出するフローセンサ
２６ａと給水温度を検出する給水温度センサ２６ｂと電
磁開閉弁２６ｃとが設けられている。給水温度センサ２
６ｂは例えばサーミスタである。また、給湯用の熱交換
器２５に並列にバイパス通路２７が設けられているが、
仕様によっては設けられないものもある。

【００２０】給湯用バーナ２１の後には給湯配管２８が
接続されており、給湯配管２８は各所の使用位置に延ば
されてその末端に水栓２９が設けられている。水栓２９
は必要に応じて複数設けられるのが普通である。また、
給湯配管２８には出湯温度を検出する出湯温度センサ２
８ａが設けられている。給湯部２０は、水栓２９の開栓
に応じ給湯用バーナ２１に点火して温湯を供給するよう
動作するものである。

【００２１】風呂炊き部３０の風呂バーナ３１の入口側
には追い炊き用のガス配管３２が接続され、ガス配管３
２にはガス開閉弁３２ａが介装されている。風呂用の熱
交換器３５には、追い炊き戻り管３６が接続されてい
る。追い炊き戻り管３６は、その始端は湯を吸入できる
位置で浴槽Ｂに開口しており、循環ポンプ３６ａが介装
されるとともに、湯温を検出する浴槽温センサ３６ｂが
設けられている。

【００２２】また、風呂バーナ３１の出口側には、浴槽
Ｂに追い炊きした湯および必要により給湯部２０の給湯
配管２８からのを送る往管３７が接続されている。往管
３７の末端は浴槽Ｂの通常使用する湯面より下の位置に
開口されている。給湯部２０の給湯配管２８と風呂炊き
部３０の追い炊き戻り管３６とは風呂給湯管３８で接続
され、風呂給湯管３８には電磁開閉弁３８ａが介装され
ている。

【００２３】そして、給湯器１０の給湯や風呂沸かしを
制御する制御部５０が設けられており、制御部５０には
リモートコントローラ５１が接続され、リモートコント
ローラ５１には、給湯温度の設定ボタン５１ａや表示部
５１ｂなどが設けられている。

【００２４】制御部５０は、閉栓した後の次の開栓の際
に適切な温度の温湯を供給できるよう、閉栓後の湯温低
下に対して所定時間だけ前記給湯用バーナ２１に点火す
るバックアップ燃焼を行なう機能を有し、当該機能を有
する部分の構成は図１に示すとおりである。

【００２５】制御部５０の当該部位は、後沸き量演算部
５２と、放熱量演算部５３と、待機時間設定部５４と、
タイマ部５５と、バックアップ燃焼指示部５６と、モー
ド時間指示部５７と、燃焼制御部５８とを有して構成さ
れている。

【００２６】後沸き量演算部５２は給湯器１０の給湯用
バーナ２１の燃焼停止時に、その燃焼停止直前の燃焼状
態、つまり、ガスの燃焼能力、給湯流量、給水温度、給
湯の設定温度等の条件に基づき、燃焼停止後の後沸き量
（後沸きとは、燃焼停止後、給湯用の熱交換器２５の保
有熱量が内部の湯に伝わって湯の温度が上昇する現象を
いう）を熱量又は熱交換器２５内の湯の後沸き温度の値
で算出するものである。この演算にあたっては、理論式
を実験によって補正した演算式が用いられる。

【００２７】放熱量演算部５３は、吸気温度と、通風量
と、自然冷却条件等に基づき、放熱量を予め与えられた
演算式を用いて時間の関数で求めるものであり、待機時
間設定部５４は後沸き量演算部５２で求められた後沸き
量と、放熱量演算部５３により求められた放熱量とによ
り後沸きにより上昇した熱交換器２５内の湯の温度が給
湯設定温度の下限許容温度の範囲内で予め設定された下
限動作温度（バイパス通路２７を有する給湯器では下限
動作温度に対応する温度）まで低下する待機時間を演算
して、バックアップ燃焼指示部５６に伝えるものであ
る。

【００２８】タイマ部５５は、バックアップ燃焼モード
を続ける特定の時間を設定するものであり、バックアッ
プ燃焼指示部５６は、待機時間設定部５４により算出さ
れた待機時間経過後に熱交換器２５の熱交温度センサ２
５ａの指示値が所定以下に下がったとき、バックアップ
熱量を発生するのに要する給湯用バーナ２１の燃焼時間
を演算し、開栓されていない状態でも給湯用バーナ２１
に点火するよう燃焼制御部５８に指示するものである。

【００２９】モード時間指示部５７は、給湯器１０の使
用時間帯や使用頻度等の条件に応じてタイマ部５５に動
作時間を指示するものであり、燃焼制御部５８は、水栓
２９の開栓に応じて給湯用バーナ２１に点火するもので
あるが、水栓２９が閉栓されているときでも、バックア
ップ燃焼指示部５６の指示に応じて所定間隔時間毎にバ
ックアップ燃焼指示部５６で演算された時間だけ給湯用
バーナ２１に点火してバックアップ燃焼を行い、下限動
作温度（又は下限動作温度に対応する温度）まで低下し
た給湯用熱交換器２５内の湯温を加熱上限温度（又は加
熱上限温度に対応する温度）まで高めて燃焼を停止す
る。

【００３０】次に作用を説明する。水栓２９を開栓する
と電磁開閉弁２６ｃが開いて給湯用の熱交換器２５内に
水が流入するとともに、ガス開閉弁２２ａが開いて給湯
用バーナ２１に点火し、給湯用バーナ２１からの熱が給
水に伝えられ、設定温度に対応するよう加熱された温湯
が水栓２９に供給される。水栓２９を閉栓すると、給湯
用バーナ２１は消火し、後沸き現象により一時的な湯温
上昇の後に湯温低下が始まる。制御部５０では、湯温の
変化を検知し、次の開栓の際に適切な温度の温湯を供給
できるよう、閉栓後の湯温低下に対して所定時間だけ前
記給湯用バーナ２１に点火するバックアップ燃焼を行な
う。

【００３１】すなわち、後沸き量演算部５２は給湯器１
０の給湯用バーナ２１の燃焼停止時に、その燃焼停止直
前の燃焼状態、つまり、ガスの燃焼能力、給湯流量、給
水温度、給湯の設定温度等の条件に基づき、理論式を実
験によって補正した演算式により燃焼停止後の後沸き量
を熱量又は熱交換器２５内の湯の後沸き温度の値で算出
し、放熱量演算部５３は、吸気温度と、通風量と、自然
冷却条件等に基づき、放熱量を予め与えられた演算式を
用いて時間の関数で求める。

【００３２】後沸き量演算部５２で求められた後沸き量
と、放熱量演算部５３により求められた放熱量とにより
待機時間設定部５４は後沸きにより上昇した熱交換器２
５内の湯の温度が給湯設定温度の下限許容温度の範囲内
で予め設定された下限動作温度（バイパス通路２７を有
する給湯器では下限動作温度に対応する温度）まで低下
する待機時間を演算して、バックアップ燃焼指示部５６
に伝達する。そして、バックアップ燃焼指示部５６は、
この待機時間経過後に、タイマ部５５が設定する特定の
時間だけバックアップ燃焼指示部５６が動作するよう指
示する。

【００３３】燃焼制御部５８は、バックアップ燃焼指示
部５６が動作しているバックアップ燃焼では、閉栓した
後の次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時
間だけ給湯用バーナ２１に点火するバックアップ燃焼を
行なう。

【００３４】図３はバックアップ燃焼を含む給湯器の一
つの運転状態を示す流れ図である。この流れ図は、時間
帯に応じてバックアップ燃焼モードにする特定の時間を
加減するものである。その判断はモード時間指示部５７
がする。ステップＳ１では、モード時間指示部５７が時
間帯を監視しており、朝晩等の利用時間帯であったよう
な場合は、ステップＳ２で特定の時間を例えば１０分に
し、そうでない場合はステップＳ３で通常の時間として
例えば５分にタイマ部５５をセットする。

【００３５】ステップＳ４は本来の給湯が行なわれてい
るか否かを監視しているもので、給湯が行なわれないか
ぎり先には進まず、バックアップ燃焼モードになること
はない。水栓２９を開くなどして通水がなされ、フロー
センサ２６ａが通水を検出するとステップＳ５で燃焼制
御部５８が給湯用バーナ２１に点火し、ステップＳ６で
燃焼して給湯用の熱交換器２５により給水に熱が与えら
れ、水栓２９から温湯が流出する。水栓２９を閉栓する
とステップＳ７でフローセンサ２６ａがそれを検出し、
ステップＳ８で給湯用バーナ２１が消火される。また、
通水が続くかぎりステップＳ６に戻って給湯用バーナ２
１の燃焼が続行する。

【００３６】ステップＳ９は、給湯器１０がバックアッ
プ燃焼モードにあるか否かを監視しているステップであ
り、先に設定した特定の時間内であれば、ステップＳ１
０でバックアップ燃焼指示部５６が必要に応じてを給湯
用バーナ２１に点火して給湯の温度低下を防止する。ま
た、ステップＳ９でタイマ部５５がタイムアップしてい
ることが確認されると、ステップＳ１に戻って再び前記
各ステップを繰り返す。

【００３７】バックアップ燃焼モードにあるとき、ステ
ップＳ１１で通水がなされた場合は、ステップＳ１２で
タイマ部５５をリセットし、先にセットした特定の時間
の初期値に戻り、ステップＳ５に戻って給湯用バーナ２
１に点火する。ただし、バックアップ燃焼モード中で給
湯用バーナ２１が点火されている最中に水栓２９が開か
れて通水がなされたような場合は点火の必要がないので
ステップＳ６に戻る。

【００３８】図４はバックアップ燃焼を含む給湯器の別
の運転状態を示す流れ図である。この流れ図は、使用頻
度に応じてバックアップ燃焼モードにする特定の時間を
加減するものである。その判断は図３の場合と同様にモ
ード時間指示部５７がする。

【００３９】ステップＳ１３で通水後に水栓２９が閉栓
されて給湯用バーナ２１が消火した状態になった後、ス
テップＳ１４でタイマ部５５に設定されている特定の時
間が経過しているか否かが監視されている。まだ経過し
ていなければ、ステップＳ１５〜１８のバックアップ燃
焼モードに入り、ステップＳ１９でまだ通水がなされな
かった場合はステップＳ１４に戻り、タイマ部５５がタ
イムアップするまでバックアップ燃焼モードが続行す
る。

【００４０】バックアップ燃焼モードの終りにステップ
Ｓ１９で通水がなされた場合、ステップＳ２０でタイマ
部５５の特定の時間に加算がなされる。これは、給湯器
１０が頻繁に利用されているので、タイマ部５５に設定
される特定の時間を長くすることが使用の実体に合うか
らである。

【００４１】ステップＳ１４で特定の時間が経過してい
ると判断された場合、ステップＳ２１でタイマ部５５を
加算分のない初期値である特定の時間にリセットし、ス
テップＳ２２で通水を監視する。通水がなされないかぎ
り、先へは進まず、バックアップ燃焼モードは解消す
る。通水がなされるとステップＳ２３で給湯用バーナ２
１に点火されステップＳ２４で燃焼して温湯が供給され
る。次のステップＳ２５では通水の続行が監視されてい
て、通水が止まったときはステップＳ１３で消火し、次
のステップＳ１４でバックアップ燃焼モードになるかど
うかが判断される。

【００４２】また、ステップＳ１７において、通水がな
されていないバックアップ燃焼モードで給湯用バーナ２
１に点火されて燃焼しているときに、水栓２９が開かれ
るなどして通常の使用のための通水がなされた場合は、
燃焼を続行してステップＳ２５の前に続く。このときに
タイマ部５５の時間に加算してもよい。

【００４３】なお、後沸き量演算部５２，放熱量演算部
５３，待機時間設定部５４は無くして、後沸きが納まる
のを待つための待機時間はあらかじめ想定される所定の
値にしてもよい。また、タイマ部５５が指示する特定の
時間は各種の設定をすることができ、単なる一定の時間
でもよく、状況に応じて加減させるようにしてもよく、
テーブル等で設定するようにしてもよい。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係る給湯器およびその制御方法
によれば、バックアップ燃焼モードを通水を止めてを給
湯用バーナが消火してから後の特定の時間になるように
したから、無駄にバックアップ燃焼モードを続けてエネ
ルギを無駄使いすることがなく、また、適切に加減する
ようにしたものでは、使用実体に即した使い勝手のよい
給湯器となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る給湯器の制御部の要部
を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例に係る給湯器を示す概念図で
ある。

【図３】本発明の一実施例に係る給湯器の一の作用例を
示す流れ図である。

【図４】本発明の一実施例に係る給湯器の別の作用例を
示す流れ図である。

【符号の説明】

１０…給湯器 ２０…給湯部 ２１…給湯用バーナ ２３…送風機 ２３ａ…風速センサ ２４…外気温検出センサ ２５…給湯用の熱交換器 ２５ａ…熱交温度センサ ２６…給水管 ２８…給湯配管 ３０…風呂炊き部 ３１…風呂バーナ Ｂ…浴槽 ５０…制御部 ５２…後沸き量演算部 ５３…放熱量演算部 ５４…待機時間設定部 ５５…タイマ部 ５６…バックアップ燃焼指示部 ５７…モード時間指示部 ５８…燃焼制御部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を
   給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バ
   ーナに点火して温湯を供給する給湯器において、 閉栓後の湯温低下に対し、閉栓した後の次の開栓の際に
   適切な温度にするのに必要な所定時間だけ間欠的に前記
   給湯用バーナに点火するバックアップ燃焼モードを、閉
   栓後のある特定の時間だけ行なう制御部を設けたことを
   特徴とする給湯器。
2. 【請求項２】給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を
   給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バ
   ーナに点火して温湯を供給する給湯器の制御方法におい
   て、 閉栓後の湯温低下に対し、閉栓した後の次の開栓の際に
   適切な温度の温湯にするのに必要な所定時間だけ間欠的
   に前記給湯用バーナに点火するバックアップ燃焼を、あ
   る特定の時間だけ行なうことを特徴とする給湯器の制御
   方法。
3. 【請求項３】給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を
   給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バ
   ーナに点火して温湯を供給するようにした給湯器におい
   て、 前記給湯用バーナの燃焼を制御する燃焼制御部と、閉栓
   した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯にするのに必
   要な所定時間だけ前記給湯用バーナに点火するよう前記
   燃焼制御部に指示するバックアップ燃焼指示部と、該バ
   ックアップ燃焼指示部に、ある特定の時間だけ動作する
   よう指示するモード時間指示部とを有する制御部を設け
   たことを特徴とする給湯器。
4. 【請求項４】前記特定の時間は閉栓後に再使用する可能
   性があると予測される時間であることを特徴とする請求
   項１または３記載の給湯器。
5. 【請求項５】前記特定の時間は頻繁に再使用することが
   見込める時間帯では長めに設定してあることを特徴とす
   る請求項１または３記載の給湯器。
6. 【請求項６】前記特定の時間は使用頻度に対応し時間を
   変えて設定することを特徴とする請求項１または３記載
   の給湯器。