JPH08240341A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】器具ごとに適切なタイミングで燃焼異常検知を
行う。 【構成】バーナコントローラ２０において、２２は、温
度センサ１４，１５と水量センサ１３とから夫々入力さ
れる検出信号と、比例制御弁１１によるガスインプット
とから現在の熱効率を割り出す熱効率演算部、２３は熱
効率演算部２２で割り出される熱効率が、器具の最小能
力を基にしたものであるとき、その値を基準熱効率とし
て記憶する熱効率記憶部、２４は、その記憶された基準
熱効率から、所定の判定レベルによって異常値を決定す
る異常値算出部で、比較部２５は、熱効率演算部２２で
算出された現在の熱効率と前記異常値算出部２４で算出
された警告値及び異常値と比較し、夫々警告値や異常値
へ達していればブザー指令を出して、事前警告や燃焼異
常報知を行うものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスバーナにより熱交
換器を加熱して所定温度の湯が得られるようにした給湯
器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記給湯器には、長年の使用によって熱
交換器の集熱フィンに燃焼生成物等のドレンが付着し、
そのため集熱フィン相互の間隔が閉塞されると、熱効率
の低下が起こる。そこで従来の給湯器には、燃焼中の熱
効率を割出し、その値を予め設定された基準値と比較し
て、基準値を下回った場合には、メンテナンス警報を発
したり、或は燃焼停止させたりする燃焼異常検知機能が
備えられている。上記基準値は、例えば初期使用時にバ
ーナコントローラで演算して設定されるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記の場合、単
純な熱効率の比較であるから、器具のバラツキやガスの
種類（発熱量の差）等により誤差が生じ、必ずしも適当
なタイミングで警告や燃焼停止が行われず、所謂早切れ
や遅切れといった不具合が起きる。又これは流量センサ
等の誤差やバーナコントローラ取り換え時の誤記憶等に
より、チェックする熱効率に誤差が生じたり、初期値が
不適当な値で設定されたりすることによっても起こり得
るものとなっている。

【０００４】ところで熱効率は、前述のように熱交換器
の集熱フィン詰りによって低下するものとなるが、器具
の出力能力、例えばここではガスインプットとすると、
その出力能力によって熱効率の変化に相違が見られる。
即ち図７（Ａ）に示す如く、ガスインプットが最小の場
合の熱効率は、ガスインプット最大の場合が集熱フィン
の閉塞率が約５０％を越えてから急激に低下するのに比
べて、その低下の傾向が非常に小さい。同様に図７
（Ｂ）においても、フィン詰り後であってもガスインプ
ットの最小側では、熱効率はまだ正常時に近い値を示す
ものとなっている。即ち出力能力が小さい時の熱効率は
フィン詰りの影響を受けにくいのである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、特に上
記出力能力による熱効率変化の相違に着目して、上記熱
効率のチェックによる燃焼異常検知を、器具やガス種の
相違があっても誤差なく正確に対応できるようにするも
ので、その構成は、小出力能力時に演算された熱効率を
記憶する熱効率記憶手段と、その記憶値から所定の判定
レベルにより異常値を設定する異常値算出手段と、その
異常値と任意に演算された熱効率とを比較して作動異常
の判断をする判断手段とを設けたことを特徴とするもの
である。又前記判断手段に、前記任意に演算された熱効
率が異常値へ達する前に報知する警報手段を備えること
が望ましい。又前記小出力能力時を、最小ガスインプッ
ト時とすることができる。

【０００６】

【作用】器具の使い始め等に基準値として熱効率が演
算、記憶されることで、ガス種の違い、センサのバラツ
キ、器具のバラツキ等を取り除いた値を基に異常値を算
出して、任意に演算された現在の熱効率と比較し、異常
か否かの判断がなされるため、器具ごとの動作のバラツ
キが少なく、更に、この異常値を算出する熱効率がフィ
ン詰り等の影響の小さい小出力能力時の熱効率を基準に
しているから、修理等でバーナコントローラを取り換え
て基準値を改めて記憶する場合でも、この基準となる熱
効率は器具ごとに正確に割り出され、常に適切な比較と
判断がなされることになる。又前記判断手段に前記警報
手段が備えられると、燃焼異常を事前に報知でき、早め
の対応が可能となる。又前記小出力能力時を最小ガスイ
ンプット時とすると、前記基準熱効率がより正確に算出
できる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は給湯器の概略図を示すもので、ハウジング１
内の燃焼室２には、ガスバーナ３と熱交換器４が設けら
れ、熱交換器４内を通過する通水管５の上流側に、上水
道に連結された給水管６が、下流側に、蛇口７が設けら
れた出湯管８が夫々接続されている。前記ガスバーナ３
には図示しない点火装置が具備されると共に、ガス供給
管９が接続され、そのガス供給管９には、上流側より元
弁１０、比例制御弁１１、主弁１２の順に３つの電磁弁
が設けられている。そして前記給水管６には、水量を検
知する水量センサ１３と、入水温度を検出する温度セン
サ１４が、又出湯管８には、出湯温度を検出する温度セ
ンサ１５が夫々備えられて、これらはバーナコントロー
ラ２０に接続されて、通水の有無と入水温度、出湯温度
が夫々入力されるものとなっている。更にバーナコント
ローラ２０は、出湯温度を設定する温度設定つまみを備
えたリモコン２１の操作情報が受信可能となっており、
それらの情報に基づいて、元弁１０と主弁１２の開閉操
作、及び比例制御弁１１の調整操作がなされるものであ
る。尚１６は警報用のブザーである。このように構成さ
れた給湯器においては、出湯管８に取り付けられている
蛇口７を開くことによって給水管６内を水が通過する
と、その水の通過を水量センサ１３が検知してバーナコ
ントローラ２０に信号が送られ、水の通過信号を受けた
バーナコントローラ２０からは燃焼指令信号が出力され
て、元弁１０、主弁１２を開放すると共にガスバーナ３
を点火させるものである。

【０００８】又バーナコントローラ２０には、温度セン
サ１５からの検出信号を受けながら、前記リモコン２１
で設定された出湯温度になるように、比例制御弁１１を
調整操作して出湯温度を設定温度と一致させる温度調整
機能に加え、出湯温度、入水温度、水の流量、ガスイン
プットから現在の熱効率を割出し、それを設定された判
定レベルと比較して、割り出された熱効率が判定レベル
を下回った場合に、警告や燃焼停止等の処理を行う燃焼
異常検知機能が備えられている。図２はそのブロック図
を示すもので、バーナコントローラ２０において、２２
は、前記出湯管８側の温度センサ１５、給水管６側の温
度センサ１４と水量センサ１３とから夫々入力される検
出信号と、比例制御弁１１の電流値測定回路等からの検
出信号（ガスインプット）とから現在の熱効率を割り出
す熱効率演算部、２３は熱効率演算部２２で割り出され
る熱効率が、器具の最小能力（ここでは最小ガスインプ
ット）を基にしたものであるときに、その値を基準熱効
率として記憶する熱効率記憶部、２４は、その記憶され
た基準熱効率から、所定の判定レベルによって異常値を
決定する異常値算出部である。この判定レベルは、ここ
では異常と判断される異常レベルの他、異常レベルに達
する前に警告を行う警告レベルが設定されるが、図３
（Ａ）のように出力能力に拘わらず常に一定の警告レベ
ル（例えば０．６）、異常レベル（例えば０．５）とし
て夫々の値を決定しても良いが、前述のように出力能力
が小さいものは熱効率の変化が少ない傾向を考慮して、
図３（Ｂ）のように出力能力最小側の判定レベルを高め
に設定（例えば警告レベルを０．８、異常レベルを０．
７）することもできる。よって例えば基準熱効率が８０
％で上記警告レベルが０．８、異常レベルが０．７であ
れば、夫々６４％が警告値、５６％が異常値となる。そ
して上記熱効率演算部２２で算出された現在の熱効率が
入力される比較部２５は、その熱効率と前記異常値算出
部２４で算出された警告値及び異常値と比較し、夫々の
値に達していればブザー指令を出して、燃焼異常を知ら
せるものである。尚ここでは両レベルともブザーによる
警報でなく、警告レベルで上記ブザー指令を、異常レベ
ルでは上記元弁１０、主弁１２の電磁弁への電流制御部
への通電停止指令によって、上記電磁弁を閉弁させて燃
焼停止させるものとしたり、警告レベルと異常レベル夫
々に異なる警報手段（例えば警告レベルでランプ、異常
レベルでブザー等）を採用したりすることもできる。

【０００９】次に上記燃焼異常検知機能をフローチャー
トに従って説明する。図４においてまずスタート時は、
ステップ１（以下単にＳ１と略称する）で蛇口７の開栓
により水量センサ１３が検知した流量が、所定の流量以
上であるか否かが判断され、ＹＥＳの場合はＳ２でバー
ナコントローラ２０が点火制御を行う。次にＳ３で基準
熱効率が記憶されているかが確認され、ＹＥＳであれば
そのままガスバーナ３の燃焼は継続されるが、記憶され
ていない場合は、Ｓ４で最小能力で出力し（例えばガス
インプット２０％）、Ｓ５で出湯温度の安定を確認して
から、Ｓ６で熱効率演算部２２が基準熱効率を割出し、
Ｓ７でその基準熱効率が記憶されて、Ｓ８で燃焼が継続
されるものとなる。そしてガスバーナ燃焼中は、熱交換
器４の集熱フィン詰りを熱効率の低下から検知する燃焼
異常検知がＳ９で行われるものとなるが、この動作は図
５の如く、まずＳ１０で熱効率記憶部２３で記憶されて
いる基準熱効率から、異常値算出部２４によって警告値
と異常値が決定される。次にＳ１１で現在の熱効率を熱
効率演算部２２が算出し、Ｓ１２で、現在の熱効率が前
記異常値へ達したか否かを比較部２５において判断し、
ＹＥＳであれば集熱フィン詰り異常としてＳ１３でブザ
ー１６が報知される。異常値へ達していなければ次のＳ
１４で警告値との比較を行い、警告値へ達していれば同
様にブザー１６が報知されるものとなる（Ｓ１５）。尚
上記Ｓ１３では集熱フィン詰り異常を判断してブザー１
６による警報を行うものとしたが、前記バーナコントロ
ーラ２０の説明でも述べたようにブザー報知を行わずに
ここで元弁１０等の電磁弁を閉弁させ、ガス供給を遮断
して燃焼停止させるものとしても良い。

【００１０】又基準熱効率の算出と記憶は、上記点火後
に行うものでなく、器具使用の初期時に行うこともでき
る。即ち図６のように、Ｓ１６の判断で基準熱効率が記
憶されていなければ、Ｓ１７で出力能力が例えば２０％
以下であるか否かを判断して、ＹＥＳであればＳ１８で
基準熱効率を計算し、Ｓ１９で記憶させるものである。
このように上記実施例では、器具の使い始め等に基準熱
効率を演算、記憶させるから、ガス種の相違、センサの
バラツキ、器具のバラツキ等を取り除いた値で異常値が
算出されることとなり、器具ごとの動作のばらつきが少
なくなる。更にこの基準熱効率は、フィン詰り等の影響
の小さい小出力能力時の熱効率から割り出されるから、
修理等でバーナコントローラを取り換えて基準値を再記
憶させるような場合でも、器具ごとに正確に得られて比
較ができ、早切れや遅切れがなく常に適切なタイミング
で上記処理が行えることになる。尚上記実施例では燃焼
中に割り出した熱効率が異常値へ達していなければ警告
値と比較して警報を行うものとしたが、この警告値との
比較をなくして、異常値との比較判断のみでブザー警報
や燃焼停止等の処理をさせても良い。

【００１１】

【発明の効果】以上本発明によれば、器具の使い始め等
に基準値として熱効率が演算、記憶されるから、ガス種
や器具の違い、センサのバラツキ等があっても、これら
を取り除いた値を基に異常値が算出されて現在の熱効率
と比較されることとなり、器具ごとの動作のバラツキが
少なくなる。更に前記異常値を算出する熱効率が、フィ
ン詰り等の影響の小さい小出力能力時の熱効率を基準と
しているから、修理等でバーナコントローラを取り換え
て基準熱効率を改めて記憶させる場合でも、その値は器
具ごとに正確に割り出される。よって早切れ、遅切れと
いった不具合がなく、常に適切なタイミングでの燃焼異
常検知が可能となるのである。又異常判断の前に行う警
報手段を設けると、燃焼異常を事前に知ることができ、
小出力能力時を最小ガスインプット時とすると、基準熱
効率がより正確に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯器の概略図である。

【図２】バーナコントローラの燃焼異常検知機能を示す
ブロック図である。

【図３】（Ａ）判定レベルの一例を示すグラフである。 （Ｂ）判定レベルの一例を示すグラフである。

【図４】給湯器点火後に行う基準熱効率記憶のフローチ
ャートである。

【図５】燃焼異常検知機能のフローチャートである。

【図６】基準熱効率記憶を初期設定で行う場合を示すフ
ローチャートである。

【図７】（Ａ）ガスインプットの相違による熱効率の変
化を示すグラフである。 （Ｂ）フィン詰り後の熱効率の変化を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１・・ハウジング、２・・燃焼室、３・・ガスバーナ、
４・・熱交換器、５・・通水管、６・・給水管、７・・
蛇口、８・・出湯管、９・・ガス供給管、１０・・元
弁、１１・・比例制御弁、１３・・水量センサ、１４，
１５・・温度センサ、１６・・ブザー、２０・・バーナ
コントローラ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水管及び出湯管が設けられる熱交換器
   と、この熱交換器を加熱するガスバーナと、出湯管を流
   れる湯の温度を検出する出湯温検出手段と、給水管を流
   れる水の温度を検出する給水温検出手段と、給水管を流
   れる水又は出湯管を流れる湯の量を検出する流量検出手
   段と、前記ガスバーナへ供給されるガス量を制御するガ
   ス量制御手段と、前記出湯温検出手段、給水温検出手
   段、流量検出手段からの夫々の検出信号及びガス量制御
   の制御信号に基いて熱効率を演算する熱効率演算手段
   と、を備えた給湯器において、 小出力能力時に演算された熱効率を記憶する熱効率記憶
   手段と、その記憶値から所定の判定レベルにより異常値
   を設定する異常値算出手段と、その異常値と任意に演算
   された熱効率とを比較して作動異常の判断をする判断手
   段とを設けたことを特徴とする給湯器。
2. 【請求項２】 前記判断手段が、前記任意に演算された
   熱効率が異常値へ達する前に報知する警報手段を備えた
   ものである請求項１に記載の給湯器。
3. 【請求項３】 前記小出力能力時が、最小ガスインプッ
   ト時である請求項１又は請求項２に記載の給湯器。