JPH08159552A - ガス燃焼式給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用するガスの種類に応じて最大燃料供給量
を自動的に設定するようにし、設定ミスの発生を防止す
るとともに、実際の最大燃焼出力に基づいて厳密な設定
の可能なガス燃焼式給湯装置の提供にある。 【構成】 給水路５からの水をガスバーナ２で加熱して
給湯路６に供給する給湯器Ａと、ガスバーナ２への燃料
供給量調節手段１３と、ガスバーナ２への最大燃料供給
量を設定する最大量設定手段１３とを備え、給湯器Ａを
制御する給湯制御手段２３が、最大量設定手段１３によ
り設定された範囲内で燃料供給量を調節するもので、給
湯制御手段２３が、給水路５の水の温度を検出する検出
手段９、給湯路６への湯の温度を検出する検出手段１
１、給湯量を検出する検出手段８、ならびに、燃料供給
量を検出する検出手段１３の検出結果に基づいて、ガス
バーナ２の単位時間当たりの最大燃焼出力を設定値以下
にするように、最大燃料供給量を設定変更するガス燃焼
式給湯装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、台所や浴槽などに給湯
するガス燃焼式給湯装置、詳しくは、給水路からの水を
ガスバーナの燃焼により加熱して給湯路に供給する熱交
換器を有する給湯器と、この給湯器を制御する給湯制御
手段と、前記ガスバーナへの燃料供給量を調節する燃料
供給量調節手段と、前記ガスバーナへの単位時間当たり
の最大燃料供給量を設定する最大量設定手段とを備え、
前記給湯制御手段が、前記最大量設定手段により設定さ
れた範囲内において前記燃料供給量調節手段により燃料
供給量を調節するように構成してあるガス燃焼式給湯装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の給湯装置においては、最初の設
置時に、使用するガスの種類に応じてガスバーナへの単
位時間当たりの最大燃料供給量を設定する必要がある。
つまり、都市ガスを例にとっても何種類かのものがあ
り、ガスの種類によって燃焼出力が異なるため、その給
湯装置に定められた定格の最大燃焼出力に合致させて、
燃焼出力過多による事故の発生や燃焼出力不足の発生を
防止する必要がある。さらに、一度設定した後において
も、ガス圧の変化やファンの吸排気口の詰まりなど、種
々の理由で最大燃焼出力が変化するので、時々設定し直
す必要がある。そこで、従来においては、給湯器本体に
ガス種設定用のスイッチなどを設けて、人為的に設定す
るように構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人為的
に設定するものであるから、時として設定ミスが生じる
可能性があり、また、給湯装置の実際の最大燃焼出力を
確認した上で設定するものでないから、あまり厳密な設
定は不可能であった。さらに、一度設定した後に定期的
に設定し直すのはかなり面倒で、この点に改良の余地が
あった。本発明は、このような従来の問題点を解消する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明によるガス燃焼式給湯装置の第１の特徴構成
は、給水路からの水をガスバーナの燃焼により加熱して
給湯路に供給する熱交換器を有する給湯器と、この給湯
器を制御する給湯制御手段と、前記ガスバーナへの燃料
供給量を調節する燃料供給量調節手段と、前記ガスバー
ナへの単位時間当たりの最大燃料供給量を設定する最大
量設定手段とを備え、前記給湯制御手段が、前記最大量
設定手段により設定された範囲内において前記燃料供給
量調節手段により燃料供給量を調節するように構成して
あるガス燃焼式給湯装置であって、前記給水路から熱交
換器へ供給する水の温度を検出する給水温検出手段と、
前記熱交換器から給湯路へ供給する湯の温度を検出する
給湯温検出手段と、前記給湯路に供給する単位時間当た
りの給湯量を検出する給湯量検出手段と、前記ガスバー
ナに供給する単位時間当たりの燃料供給量を検出する燃
料供給量検出手段とを備え、前記給湯制御手段が、前記
給水温検出手段、給湯温検出手段、給湯量検出手段なら
びに燃料供給量検出手段の検出結果に基づいて、前記ガ
スバーナの単位時間当たりの最大燃焼出力を設定値以下
にするように、前記最大量設定手段による最大燃料供給
量を設定変更するように構成してある点にある。

【０００５】第２の特徴構成は、前記最大量設定手段に
よる最大燃料供給状態において、前記給湯制御手段が前
記ガスバーナの単位時間当たりの最大燃焼出力を算出す
るように構成してある点にある。

【０００６】第３の特徴構成は、前記燃料供給量調節手
段が、前記ガスバーナへの燃料供給路に設けた流量調節
弁からなり、この流量調節弁の開度によって単位時間当
たりの燃料供給量を検出するとともに、この流量調節弁
の最大開度設定によって最大燃料供給量を設定するよう
に構成してある点にある。

【０００７】第４の特徴構成は、前記給水路に通水量検
出手段を設け、この通水量検出手段による検出通水量で
前記給湯路への単位時間当たりの給湯量を検出するよう
に構成してある点にある。

【０００８】第５の特徴構成は、前記給湯制御手段によ
り算出した単位時間当たりの最大燃焼出力が設定上限値
以上になると、前記給湯制御手段が異常であると判断す
る点にある。

【０００９】

【作用】本発明の第１の特徴構成によれば、上述したガ
ス燃焼式給湯装置であって、給水路から熱交換器へ供給
する水の温度を検出する給水温検出手段と、熱交換器か
ら給湯路へ供給する湯の温度を検出する給湯温検出手段
と、前記給湯路に供給する単位時間当たりの給湯量を検
出する給湯量検出手段と、ガスバーナに供給する単位時
間当たりの燃料供給量を検出する燃料供給量検出手段と
を備え、給湯制御手段が、前記給水温検出手段、給湯温
検出手段、給湯量検出手段ならびに燃料供給量検出手段
の検出結果に基づいて、前記ガスバーナの単位時間当た
りの最大燃焼出力を設定値以下にするように、前記最大
量設定手段による最大燃料供給量を設定変更するもので
あるから、その給湯装置の実際の最大燃焼出力にそくし
た最大燃料供給量の設定が可能となり、従来のものと比
較して、より厳密な設定ができるとともに、人為的に設
定するものでないから、面倒な作業が不要となり、か
つ、設定ミスの発生も少なくなる。

【００１０】第２の特徴構成によれば、前記最大量設定
手段による最大燃料供給状態において、前記給湯制御手
段が前記ガスバーナの単位時間当たりの最大燃焼出力を
算出するものであるから、より確実に最大燃焼出力を算
出して、最大燃料供給量を設定することができる。

【００１１】第３の特徴構成によれば、前記燃料供給量
調節手段が、前記ガスバーナへの燃料供給路に設けた流
量調節弁からなり、この流量調節弁の開度によって単位
時間当たりの燃料供給量を検出するとともに、この流量
調節弁の最大開度設定によって最大燃料供給量を設定す
るように構成するものであるから、燃料供給量調節手段
とは別に燃料供給量検出手段や最大量設定手段を設ける
ものに比して、部品の共用化が可能で、部品点数の減少
によるコストダウンを図ることができる。

【００１２】第４の特徴構成によれば、前記給水路に通
水量検出手段を設け、この通水量検出手段による検出通
水量で前記給湯路への単位時間当たりの給湯量を検出す
るように構成するものであるから、この通水量検出手段
によって給湯器の熱交換器へ点火に十分な量の水が供給
されたか否かを検知させることも可能で、ひとつの通水
量検出手段に種々の作用を行なわせることにより、部品
点数の減少によるコストダウンを図ることができる。

【００１３】第５の特徴構成によれば、前記給湯制御手
段により算出した単位時間当たりの最大燃焼出力が設定
上限値以上になると、前記給湯制御手段が異常であると
判断するものであるから、燃焼出力過多による事故の発
生を未然に防ぐことが可能となる。

【００１４】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の第１の
特徴構成によれば、各給湯装置の実際の最大燃焼出力に
即した最大燃料供給量の設定が可能となり、より厳密な
設定ができるとともに、面倒な作業も不要で、設定ミス
の発生も少なくなる。

【００１５】第２の特徴構成によれば、ガスバーナの単
位時間当たりの最大燃焼出力を確実に算出して、より一
層厳密に最大燃料供給量を設定することができる。

【００１６】第３の特徴構成によれば、ひとつの流量調
節弁で、燃料供給量調節手段、燃料供給量検出手段、最
大量設定手段などの機能を果たすことができ、部品の共
用化によるコストダウンを図ることができる。

【００１７】第４の特徴構成によれば、給湯路への単位
時間当たりの給湯量を検出する通水量検出手段によっ
て、熱交換器へ点火に十分な量の水が供給されたか否か
を検知させることも可能となり、部品点数の減少による
コストダウンを図ることができる。

【００１８】第５の特徴構成によれば、燃焼出力過多に
よる事故の発生を未然に防ぐことが可能となる。

【００１９】

【実施例】本発明によるガス燃焼式給湯装置の実施例を
図面に基づいて説明する。図１は、給湯装置全体の概略
を示し、この給湯装置は、給湯器Ａとこの給湯器Ａの動
作を制御する制御部Ｈ、ならびに、操作部Ｒなどから構
成されている。前記給湯器Ａは、燃焼室１と、この燃焼
室１の内部に備えられたガスバーナ２と、このガスバー
ナ２によって水を加熱する熱交換器３などからなり、燃
焼室１の下方には、ガスバーナ２へ燃焼用の空気を供給
するとともに、ガスバーナ２の燃焼排ガスを燃焼室１外
へ排気するファン４が連通接続されている。

【００２０】前記熱交換器３には、加熱用の水を供給す
る給水路５と、熱交換器３で加熱された後の湯を供給す
る給湯路６とが連通接続され、この給湯路６には、台所
や浴槽などに給湯するための給湯栓７が接続されてい
る。前記給水路５には、熱交換器３への単位時間当たり
の通水量Ｑｘを検出する通水量検出手段として作用する
とともに、給湯路６への単位時間当たりの給湯量を検出
する給湯量検出手段としても作用する通水量センサ８
と、熱交換器３の入口側における水の温度Ｔｉを検出す
る給水温検出手段としての給水温センサ９が備えられて
いる。この給水路５には、さらに、熱交換器３への通水
量Ｑｘを変更調節する水量調節弁１０が備えられ、給湯
路６には、熱交換器３からの湯の温度Ｔｘを検出する給
湯温検出手段として給湯温センサ１１が備えられてい
る。

【００２１】前記ガスバーナ２には、一般家庭用のガス
供給管に接続して燃料ガスを供給する燃料供給路１２が
連通接続され、この燃料供給路１２には、流量調節弁と
しての電磁比例弁１３が設けられている。この電磁比例
弁１３は、ガスバーナ２への燃料供給量Ｉｐを調節する
燃料供給量調節手段として作用するとともに、その弁開
度に基づいて単位時間当たりの燃料供給量を検出する燃
料供給量検出手段としても機能し、さらに、ガスバーナ
２への単位時間当たりの最大燃料供給量を設定する最大
量設定手段としても機能する。さらに、この燃料供給路
１２には、燃料の供給を断続する断続弁１４と圧力調整
用のガバナ１５も設けられ、点火用のイグナイタ１６と
着火を検出するフレームロッド１７も設けられている。

【００２２】前記操作部Ｒは、有線または無線によって
制御部Ｈに接続されるコントローラで、この給湯装置の
運転の開始や停止を指示する運転スイッチ１８、目標給
湯温度Ｔｓを設定する温度設定スイッチ１９、メンテナ
ンススイッチ２０、報知用のブザー２１、ならびに、種
々の情報を表示するＬＥＤランプ２２などが備えられて
いる。

【００２３】前記制御部Ｈには、給湯器Ａの動作を制御
する給湯制御手段２３などが備えられ、この給湯制御手
段２３は、給水温センサ９によって検出される水の温度
Ｔｉ、温度設定スイッチ１９により設定される目標給湯
温度Ｔｓ、ならびに、熱交換器３を介してガスバーナ２
が給水路５からの水に供給し得る最大熱量Ｇｍに基づい
て、熱交換器３から給湯路６へ供給される給湯温度Ｔｘ
を目標給湯温度Ｔｓにするための目標通水量Ｑｍを下記
式１から算出し、通水量センサ８によって検出する通水
量Ｑｘが、前記目標通水量Ｑｍに等しくなるように、水
量調節弁１０を変更調節するように構成されている。

【００２４】

【数１】 Ｑｍ＝Ｇｍ／（Ｔｓ−Ｔｉ） （ただし、Ｔｓ＞Ｔｉ）

【００２５】なお、上記式１において、最大熱量Ｇｍ
は、電磁比例弁１３を設定されている最大開度にまで開
いてガスバーナ２の最大燃焼出力が最大になるときに、
熱交換器３を介して水に供給し得る熱量である。

【００２６】つぎに、給湯制御手段２３による給湯制御
動作につき、図２のフローチャートに基づいて説明す
る。給湯運転は、操作部Ｒの運転スイッチ１８を入れる
ことで開始され、給湯栓７を開けて給水路５内を水が通
過し、通水量センサ８による検出通水量Ｑｘが点火水量
に達すると、ファン４による通風が開始され、電磁比例
弁１３と断続弁１４が開いてイグナイタ１６によりガス
バーナ２に点火され、火移りがフレームロッド１７で確
認されてガスバーナ２の燃焼が開始される。なお、検出
通水量Ｑｘが点火水量に達しないと、燃焼停止の状態で
待機することになる。

【００２７】この場合、メンテナンススイッチ２０が入
れられてなければ、通常の給湯制御となり、給湯温セン
サ１１により検出される給湯温度Ｔｘが、温度設定スイ
ッチ１９によって設定された目標給湯温度Ｔｓになるよ
うに、設定されている電磁比例弁１３の設定最大開度の
範囲内において、換言すると、設定されている単位時間
当たりの最大燃料供給量の範囲内において、電磁比例弁
１３を調節してガスバーナ２への燃料供給量Ｉｐを制御
するとともに、ファン４の回転数が、燃料供給量Ｉｐに
対して予め設定された回転数になるように制御される。
そして、上述の式１に基づいて目標通水量Ｑｍが算出さ
れ、通水量センサ８による検出通水量Ｑｘが目標通水量
Ｑｍと等しくなるように水量調節弁１０を変更調節し
て、目標給湯温度Ｔｓでの給湯を実行し、給湯栓７が閉
じられて検出通水量Ｑｘが点火水量以下になると、ガス
バーナ２の燃焼が停止される。なお、検出通水量Ｑｘと
目標通水量Ｑｍとが等しいか否かは、両者の差が所定の
値以下であるか否かによって判断する。

【００２８】この給湯装置の最初の設置時やメンテナン
ス実行時などにおいて、メンテナンススイッチ２０が入
れられると、電磁比例弁１３が設定されている最大開度
にまで開き、そのときの最大燃料供給状態となる。つま
り、最初の設置時においては、出荷時に設定されていた
最大開度にまで開き、その後のメンテナンス実行時にお
いては、前回の設定時に設定された最大開度にまで開
き、その最大燃料供給状態での燃焼による給湯が開始さ
れる。この給湯時において、給水温センサ９により検出
される水の温度Ｔｉ、給湯温センサ１１により検出され
る給湯温度Ｔｘ、通水量センサ８により検出される通水
量Ｑｘ、言い換えると、給湯路６への給湯量Ｑｘに基づ
いて、ガスバーナ２の最大燃焼出力Ｇが算出される。

【００２９】このようにして算出された最大燃焼出力Ｇ
が、給湯装置の定格出力に達しているか否か、例えば１
６号の給湯装置であれば、２４，０００キロカロリー／
時間に達しているか否かが判別され、達していれば、そ
のときの電磁比例弁１３の最大開度が記憶されて、その
開度が設定最大開度となる。その後、メンテナンススイ
ッチ２０が切られ、ブザー２１が一定時間鳴動して最大
開度の設定の完了を知らせるとともに、前述した通常の
給湯制御が実行される。最大燃焼出力Ｇが２４，０００
キロカロリー／時間以下であると、電磁比例弁１３の設
定最大開度が若干増大され、２４，０００キロカロリー
／時間になるまで繰り返される。

【００３０】同様に、最大燃焼出力Ｇが２４，０００キ
ロカロリー／時間以上であると、電磁比例弁１３の設定
最大開度が若干減少され、２４，０００キロカロリー／
時間になるまで繰り返される。この場合、ファン４の吸
排気口などに詰まりが生じていて、空気量の不足による
燃焼不良が生じると、最大燃焼出力Ｇが異常に高くな
る。このように、電磁比例弁１３の開度を所定の開度に
まで絞っても、最大燃焼出力Ｇが２４，０００キロカロ
リー／時間にならない場合には、異常であると判断し
て、燃焼を停止してブザー２１でその旨を報知するので
ある。

【００３１】〔別実施例〕上述した実施例においては、
メンテナンススイッチ２０を入れたときにのみ、電磁比
例弁１３による最大燃料供給量の設定変更が実行される
ものを示したが、このメンテナンススイッチ２０をなく
して一定時間経過毎に自動的に、あるいは、メンテナン
ススイッチ２０とは別に一定時間経過毎に自動的に最大
燃料供給量の設定変更を実行するように構成することも
できる。また、この最大燃料供給量の設定変更時におい
ては、必ずしも電磁比例弁１３を設定されている最大開
度にまで開く必要はなく、通常の給湯制御動作中におい
て実行するように構成することもできる。

【００３２】このように構成したのが図３に示す実施例
で、先の実施例と同様に、運転スイッチ１８を入れて検
出通水量Ｑｘが点火水量に達すると、ガスバーナ２が燃
焼して目標給湯温度Ｔｓでの給湯が実行される。その
際、前回の設定時からの給湯装置の使用時間がカウント
され、一定時間に達したか否かが検出される。一定時間
に達していなければ、そのまま給湯が実行され、一定時
間に達すると、給湯の実行と並行して、給水温センサ９
による検出水温Ｔｉ、給湯温センサ１１による検出給湯
温度Ｔｘ、通水量センサ８による検出給湯量Ｑｘ、なら
びに、電磁比例弁１３の弁開度によって検出される単位
時間当たりの燃料供給量に基づいて、電磁比例弁１３が
設定されている最大開度にまで開かれたときのガスバー
ナ２の最大燃焼出力Ｇが算出される。

【００３３】このようにして最大燃焼出力Ｇが算出され
ると、先の実施例と同様に、給湯装置の定格出力に達し
ているか否かが判別され、達していれば、そのときの電
磁比例弁１３の最大開度が記憶されて算出時期が初期化
され、そのまま給湯が続行される。最大燃焼出力Ｇが定
格出力以下もしくは以上であると、電磁比例弁１３の設
定最大開度が若干増大されたり、減少されたりして、最
終的には、最大燃焼出力Ｇが定格出力になるように設定
され、この設定の途中において、給湯栓７が閉じられる
と、燃焼は停止する。この場合にも、ファン４の吸排気
口などに詰まりが生じて、電磁比例弁１３の開度を所定
の開度にまで絞っても、最大燃焼出力Ｇが定格出力にな
らないと、異常であると判断し、燃焼を停止してブザー
２１でその旨を報知するのである。

【００３４】これまでの実施例においては、ひとつの電
磁比例弁１３で、ガスバーナ２への燃料供給量Ｉｐを調
節する燃料供給量調節手段、その弁開度に基づいて単位
時間当たりの燃料供給量を検出する燃料供給量検出手
段、さらに、ガスバーナ２への単位時間当たりの最大燃
料供給量を設定する最大量設定手段としての機能を併せ
持たせたものを示したが、これらを別々の弁や流量セン
サなどから構成して実施することもできる。また、給水
路５に設けた通水量センサ８によって、給湯路６への湯
水の流通を検出するものを示したが、この通水量センサ
８とは別のセンサを直接給湯路６に設け、そのセンサに
よって給湯路６への湯水の流通を検出するように構成す
ることもできる。

【００３５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の全体を示す概略構成図

【図２】給湯装置の動作を示すフローチャート

【図３】給湯装置の別の実施例の動作を示すフローチャ
ート

【符号の説明】

Ａ 給湯器 ２ ガスバーナ ３ 熱交換器 ５ 給水路 ６ 給湯路 ８ 給湯量検出手段としての通水量検出手段 ９ 給水温検出手段 １１ 給湯温検出手段 １２ 燃料供給路 １３ 燃料供給量調節手段、最大量設定手段ならびに
燃料供給量検出手段としての流量調節弁 ２３ 給湯制御手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水路（５）からの水をガスバーナ
   （２）の燃焼により加熱して給湯路（６）に供給する熱
   交換器（３）を有する給湯器（Ａ）と、この給湯器
   （Ａ）を制御する給湯制御手段（２３）と、前記ガスバ
   ーナ（２）への燃料供給量を調節する燃料供給量調節手
   段（１３）と、前記ガスバーナ（２）への単位時間当た
   りの最大燃料供給量を設定する最大量設定手段（１３）
   とを備え、前記給湯制御手段（２３）が、前記最大量設
   定手段（１３）により設定された範囲内において前記燃
   料供給量調節手段（１３）により燃料供給量を調節する
   ように構成してあるガス燃焼式給湯装置であって、 前記給水路（５）から熱交換器（３）へ供給する水の温
   度を検出する給水温検出手段（９）と、前記熱交換器
   （３）から給湯路（６）へ供給する湯の温度を検出する
   給湯温検出手段（１１）と、前記給湯路（６）に供給す
   る単位時間当たりの給湯量を検出する給湯量検出手段
   （８）と、前記ガスバーナ（２）に供給する単位時間当
   たりの燃料供給量を検出する燃料供給量検出手段（１
   ３）とを備え、前記給湯制御手段（２３）が、前記給水
   温検出手段（９）、給湯温検出手段（１１）、給湯量検
   出手段（８）ならびに燃料供給量検出手段（１３）の検
   出結果に基づいて、前記ガスバーナ（２）の単位時間当
   たりの最大燃焼出力を設定値以下にするように、前記最
   大量設定手段（１３）による最大燃料供給量を設定変更
   するように構成してあるガス燃焼式給湯装置。
2. 【請求項２】 前記最大量設定手段（１３）による最大
   燃料供給状態において、前記給湯制御手段（２３）が前
   記ガスバーナ（２）の単位時間当たりの最大燃焼出力を
   算出するように構成してある請求項１記載のガス燃焼式
   給湯装置。
3. 【請求項３】 前記燃料供給量調節手段（１３）が、前
   記ガスバーナ（２）への燃料供給路（１２）に設けた流
   量調節弁からなり、この流量調節弁（１３）の開度によ
   って単位時間当たりの燃料供給量を検出するとともに、
   この流量調節弁（１３）の最大開度設定によって最大燃
   料供給量を設定するように構成してある請求項１または
   ２記載のガス燃焼式給湯装置。
4. 【請求項４】 前記給水路（５）に通水量検出手段
   （８）を設け、この通水量検出手段（８）による検出通
   水量で前記給湯路（６）への単位時間当たりの給湯量を
   検出するように構成してある請求項１、２または３記載
   のガス燃焼式給湯装置。
5. 【請求項５】 前記給湯制御手段（２３）により算出し
   た単位時間当たりの最大燃焼出力が設定上限値以上にな
   ると、前記給湯制御手段（２３）が異常であると判断す
   る請求項１、２、３または４記載のガス燃焼式給湯装
   置。