JPH10122660A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】開栓されない状態で加熱を行なっても、熱交換
器内の水が部分的に上限温度以上の高温になることのな
い給湯器を提供する。 【解決手段】出湯口の開栓されない状態で熱交換器１４
内の水を加熱するとき、給湯用バーナ１２を間欠的に複
数回燃焼させることによって熱交換器１４内全体の水温
を目標温度まで加熱する。この際、給湯用バーナ１２に
よって直接的に加熱され部分的に高温になる箇所の水温
が所定の上限温度を越えないように給湯用バーナ１２の
１回の燃焼量を制限する。また、燃焼を停止させている
間に熱交換器１４内部の温度分布の均一化を図る。この
ように目標温度への加熱を間欠的に複数回に分けて行な
うので、給湯用バーナ１２によって直接的に加熱される
箇所の水温が上限温度を越えることなく、熱交換器１４
内全体の水温を目標温度まで上昇させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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備え
た給湯器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の給湯器は、熱交換器への通水の有
無をフローセンサで検出し、該フローセンサによって開
栓を検知したとき、給湯用バーナを点火して熱交換器を
加熱し、給水を設定温度まで上昇させるようになってい
る。

【０００３】このように開栓と同時に加熱を開始するも
のでは、開栓してから設定温度の湯が出湯されるまでに
時間がかかるので、開栓後しばらくは、水またはぬるま
湯が出てきて不快であるばかりでなく、設定温度になる
まで水を捨てたりするなど不経済であった。そこで開栓
後、設定温度の湯が短時間のうちに出湯されるように改
良を施した給湯器が種々提案されている。

【０００４】特開平７−１６７４９３号公報には、給湯
器の燃焼停止後、一定時間が経過する前に再度出湯する
とき、設定温度の湯をできるだけ短時間のうちに出すこ
とのできる給湯器が開示されている。この給湯器では、
給湯用バーナの燃焼停止後における熱交換器内部の湯温
を温度センサで検出し、設定温度からの温度低下を監視
している。そして、保温すべき温度の許容範囲下限まで
温度が低下したとき、開栓されない状態のままで給湯用
バーナを点火し、熱交換器内の湯温を設定温度近傍まで
上昇させている。熱交換器内部の湯が設定温度近傍に保
温されるのは、たとえば、閉栓後５分が経過するまでの
間に限られている。

【０００５】

【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、一度、出湯して閉栓した後所定時
間が経過するまでの間だけ、つまり一度出湯してあたた
められた熱交換器内のお湯がさめないように、設定温度
近傍（保温すべき温度の上・下限許容温度範囲内）に保
持しているので、たとえば、朝起きて、最初に開栓する
ような場合には、設定温度の湯が出湯されるまで依然と
して時間がかかるという問題あった。

【０００６】また、朝起きて一度、開栓する前に熱交換
器内部の水温を予め設定温度まで暖める場合には、ほぼ
外気温度と等しい水温から出湯に必要な温度まで加熱す
る必要がある。これを短時間に行うために開栓されない
状態で熱交換器を一気に加熱すると、給湯用バーナによ
って直接的に加熱される箇所の水温が、加熱中に部分的
に高温になったり部分的に沸騰し、熱交換器内部の水温
の分布にムラが生じる。

【０００７】このため、熱交換器の加熱中等に開栓され
ると、予期しない高温の湯が出湯され、利用者が不快に
感じたり、場合によってやけどしてしまうことがある。
また、開栓されない状態で熱交換器を急速に加熱する
と、熱交換器が大きくひずむなど耐久性上の問題があ
る。さらに、急速な加熱を行なうと部分的に高温となっ
た部分で水中のカルシウムが析出しやすく、故障の原因
になる。

【０００８】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、朝一番で使用する場合等熱交換器が冷え
ている時に開栓されない状態で加熱を行なっても、熱交
換器内の水が部分的に上限温度以上の高温になることの
ない給湯器を提供することを目的としている。

【０００９】

【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。 ［１］給湯用バーナ（１２）と該給湯用バーナ（１２）
からの熱を給水に伝える熱交換器とを備えた給湯器（１
０）において、出湯口の開栓されない状態で前記熱交換
器（１４）内の水を加熱するとき、前記給湯用バーナ
（１２）によって直接的に加熱され部分的に高温になる
箇所の水温が所定の上限温度を越えない範囲で該給湯用
バーナ（１２）を燃焼させることを間欠的に複数回行な
うことで、前記熱交換器（１４）内全体の水温を目標温
度まで上昇させることを特徴とする給湯器（１０）。

【００１０】［２］給湯用バーナ（１２）の１回の燃焼
により、該給湯用バーナ（１２）によって直接的に加熱
され部分的に高温になる箇所の水温を前記上限温度の近
傍まで上昇させることを特徴とする請求項１記載の給湯
器（１０）。

【００１１】［３］給湯用バーナ（１２）の１回の燃焼
量を所定の少量にし、間欠的に行なう燃焼の回数を増や
すことで、前記熱交換器（１４）内全体の水温を目標温
度まで上昇させることを特徴とする請求項１記載の給湯
器（１０）。

【００１２】［４］給湯用バーナ（１２）を１回燃焼さ
せた後、前記熱交換器（１４）内の水温がほぼ均一にな
るまで待機してから次回の燃焼を行なうことを特徴とす
る請求項１、２または３記載の給湯器（１０）。

【００１３】［５］給湯用バーナ（１２）の１回の燃焼
量を、該給湯用バーナ（１２）によって直接的に加熱さ
れ部分的に高温になる箇所の水が沸騰しない範囲内に設
定することを特徴とする請求項１、２、３または４記載
の給湯器（１０）。

【００１４】［６］給湯用バーナ（１２）の１回の燃焼
量を、該給湯用バーナ（１２）によって直接的に加熱さ
れ部分的に高温になる箇所の水温が人のやけどする温度
まで上昇しない範囲内に設定することを特徴とする請求
項１、２、３または４記載の給湯器（１０）。

【００１５】［７］給湯用バーナ（１２）の１回の燃焼
量を、該給湯用バーナ（１２）によって直接的に加熱さ
れ部分的に高温になる箇所の水温が出湯すべき目標温度
またはそれに相当する温度に所定の許容温度を加えた温
度を越えない範囲に設定することを特徴とする請求項
１、２、３または４記載の給湯器（１０）。

【００１６】前記本発明は次のように作用する。出湯口
の開栓されない状態で熱交換器（１４）内の水を加熱す
るとき、給湯用バーナ（１２）を間欠的に複数回燃焼さ
せることによって熱交換器（１４）内全体の水温を目標
温度まで加熱する。

【００１７】この際、給湯用バーナ（１２）によって直
接的に加熱され部分的に高温になる箇所の水温が所定の
上限温度を越えないように給湯用バーナ（１２）の１回
の燃焼量を制限する。また、燃焼を間欠的に行なうこと
によって、燃焼を停止している間に熱交換器（１４）内
部の温度分布の均一化を図る。

【００１８】このように目標温度への加熱を間欠的に複
数回に分けて行なうので、給湯用バーナ（１２）によっ
て直接的に加熱される箇所の水温が上限温度を越えるこ
となく、熱交換器（１４）内全体の水温を目標温度まで
上昇させることができる。

【００１９】また、給湯用バーナ（１２）の１回の燃焼
によって、該給湯用バーナ（１２）によって直接的に加
熱され部分的に高温になる箇所の水温を前記上限温度の
近傍まで上昇させる。これにより、部分的に高温になる
箇所が上限温度を越えることなく短時間に熱交換器（１
４）内全体の水温を目標温度まで上昇させることができ
る。

【００２０】このほか、給湯用バーナ（１２）の１回の
燃焼量を所定の少量にし、間欠的に行なう燃焼の回数を
増やしてもよい。１回の燃焼における加熱量を少なくす
ることで、各回の加熱量を精度良く制御する必要がな
く、燃焼制御の簡略化を図ることができる。

【００２１】また、給湯用バーナ（１２）を１回燃焼さ
せた後、熱交換器（１４）内の水温がほぼ均一になるま
で待機してから次回の燃焼を行なうようにする。たとえ
ば水温がほぼ均一になった際に、温度を測定することに
より、熱交換器（１４）内の水温を適切に検出すること
ができる。さらに、水温が均一になるまで待機すること
により、給湯用バーナ（１２）によって直接的に加熱さ
れる箇所の水温と上限温度との差が大きくなるので、次
回の燃焼において該箇所の水温が部分的に上限温度を越
えるまでの許容量が大きくなる。

【００２２】給湯用バーナ（１２）の１回の燃焼量は、
該給湯用バーナ（１２）によって直接的に加熱され部分
的に高温になる箇所の水が沸騰しない範囲内に設定する
ことができる。また、人のやけどする温度まで上昇しな
い範囲内、あるいは出湯すべき目標温度（バイパス無
し）または目標温度に相当する温度（バイパス有り）に
所定の許容温度を加えた温度を越えない範囲内に設定し
てもよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の一実
施の形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態にお
ける給湯器１０の構成を表している。図１に示すよう
に、給湯器１０は、給湯用バーナ１２と該給湯用バーナ
１２からの熱を給水に伝える給湯用の熱交換器１４とを
備えている。給湯用バーナ１２は、図の左から第１燃焼
面１６ａ、第２燃焼面１６ｂおよび第３燃焼面１６ｃの
３つの燃焼面を備えている。

【００２４】給湯器１０の給湯用バーナ１２には給湯用
のガス配管１８が接続され、ガス配管１８にはガス開閉
弁２０が介装されている。第１から第３の燃焼面１６
ａ、１６ｂ、１６ｃには、それぞれガス配管１８から供
給されるガスの量を調整する第１から第３のガス開閉弁
２４ａ〜２４ｃが設けられており、ガス配管１８に設け
られた比例弁２２とともに各燃焼面を燃焼させるか否か
および燃焼量を個別に制御できるようになっている。給
湯用バーナ１２への点火は、中央に配置された第２燃焼
面１６ｂで行われ、中央の燃焼面１６ｂの近傍に点火装
置２５が設けられている。

【００２５】熱交換器１４の出口側には、給湯用バーナ
１２によって直接加熱されない箇所に、熱交温度センサ
１５が設けられている。熱交温度センサ１５は、配管内
部の水温を測定するようになっている。ここでは、熱交
温度センサ１５としてサーミスタを用いている。このほ
か熱電対などを温度センサとして用いることができる。

【００２６】給湯用バーナ１２の下方には、給湯用バー
ナ１２への給排気を行う燃焼ファン２６が設けられてい
る。燃焼ファン２６には、その回転速度を検出する回転
速度センサ２６ａが取り付けられている。

【００２７】熱交換器１４の入口側には、給水管２８が
接続され、給水管２８には、給水流量を検出するフロー
センサ３０と給水温度を検出するサーミスタを用いた給
水温度センサ３２とが設けられている。また、熱交換器
１４の出口側には給湯管３６が接続されている。

【００２８】熱交換器１４と並列に、熱交換器１４を迂
回して給水管２８と給湯管３６を直接結ぶバイパス経路
３８が設けられている。バイパス経路３８の途中には、
電磁式のバイパス弁４０が設けられ、必要によってバイ
パス経路３８を用いて給水管２８からの水を一部、熱交
換器１４を通さずに直接給湯管３６に送るようになって
いる。

【００２９】給湯管３６は、各所の使用位置に延ばされ
ており、その末端には図示しない水栓（給湯栓）が設け
られている。水栓は必要に応じて複数設けられるのが普
通である。また給湯管３６とバイパス経路３８の合流点
より下流側の給湯管３６の途中には、出湯を規制するた
めの水量制御弁４２が、さらにその下流には、出湯され
る湯温を検出する出湯温度センサ４４が設けられてい
る。

【００３０】給湯器１０は、その動作を制御する制御回
路としての制御部５０と、設定温度を定める等各種の操
作を受け付けるための操作部６０と、動作状態や設定内
容を表示するための表示部６２を備えている。操作部６
０および表示部６２は、台所などに設置されるメインリ
モコンや浴室に設置される風呂リモコンである。

【００３１】給湯器１０は、水栓が開栓されない状態
で、熱交換器１４内部の水を予め一定温度に暖めて保温
しておく待機モードを備えている。待機モードが設定さ
れているときは、開栓後、短時間のうちに設定温度の湯
を出湯することができるようになっている。待機モード
を設定するか否かは操作部６０に配設された図示しない
スイッチによって選択する。また、待機モードへの移行
時刻をタイマー設定によって予約することが可能になっ
ている。また、出湯停止後５分間は、強制的に待機モー
ドへ移行するようにもなっている。

【００３２】制御部５０は、開栓されない状態で、給湯
用バーナ１２を点火し、その燃焼量を制御する燃焼制御
部５２を備えている。

【００３３】図２は、給湯器１０の有する制御部５０の
回路構成を表したものである。制御部５０は、各種制御
の中枢的機能を果たすＣＰＵ（中央処理装置）７１を備
えている。ＣＰＵ７１には、データバスやアドレスバス
などバス７２を介して各種の回路装置が接続されてい
る。

【００３４】このうち、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモ
リ）７３は、ＣＰＵ７１の実行するプログラムや各種の
固定的データを記憶する読み出し専用メモリである。Ｒ
ＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）７４は、プログラ
ムを実行する上で、一時的に必要になるデータを記憶す
るための作業メモリである。

【００３５】タイマー部７５は、時間を刻む回路部分で
あり、毎朝７時など、待機モードに移行する時刻を管理
するほか、給湯器１０の燃焼制御など各種の制御に必要
な時間を管理する機能を有する。

【００３６】操作部６０および表示部６２は先に説明し
た通りである。バス７２には、各種の電気的情報をＣＰ
Ｕ７１に取り込むための入力ポート７６と、ＣＰＵ７１
からの各種の電気的指令を、電磁開閉弁などの各種の部
品に送出するための出力ポート７７が接続されている。

【００３７】入力ポート７６には、熱交温度センサ１
５、給水温度センサ３２、出湯温度センサ４４、フロー
センサ３０、および回転速度センサ２６ａなどが接続さ
れている。出力ポート７７には、第１から第３のガス開
閉弁２４ａ〜２４ｃ、燃焼ファン２６、点火装置２５、
ガス開閉弁２０、ガス比例弁２２などが接続されてい
る。

【００３８】次に図１に示した給湯器１０の動作を説明
する。図３は、給湯器１０が待機モードに移行した際に
行う動作の流れを表したものである。器具（熱交換器１
４）が冷えている状態で待機モードを設定する操作ボタ
ンが押されたり、予約設定された待機モードへの移行時
刻が到来したとき（ステップＳ１０１；Ｙ）、フローセ
ンサ３０によって通水が検出されていれば（ステップＳ
１０２；Ｙ）、開栓状態にあるので、通常の給湯燃焼を
行なう（ステップＳ１０３）。すなわち、出湯される湯
温が設定温度になるように燃焼量を制御する。

【００３９】通水がなく閉栓状態のときは（ステップＳ
１０２；Ｎ）、熱交換器１４内の水温が保温すべき温度
の下限値より高い温度範囲にあるか否かを調べる（ステ
ップＳ１０４）。今は器具が冷えている状態なので、下
限許容温度範囲より低い（ステップＳ１０４；Ｎ）とし
て、熱交換器１４の内部に水が存在するか否かの残水確
認を行なう（ステップＳ１０５）。

【００４０】残水確認は、給湯用バーナ１２の全ての燃
焼面１６ａ〜１６ｃを短時間燃焼させた後、一定時間の
経過した時点における熱交換器１４内の温度上昇の度合
いを基にして水の有無を確認する。熱交換器１４の内部
に水が存在しないことが検出されたときは（ステップＳ
１０６；Ｎ）、エラー表示を行なう（ステップＳ１０
７）。

【００４１】熱交換器１４内に水が存在することが確認
されたときは（ステップＳ１０６；Ｙ）、熱交換器１４
内部の水全体を保温すべき目標温度まで上昇させる動作
に移行する。この際、給湯用バーナ１２によって直接的
に加熱され、部分的に高温になる箇所の温度が、予め定
めた上限温度を越えないように、加熱を複数回に分け、
間欠的に行なうようにする。

【００４２】そこで、給湯用バーナ１２によって直接的
に加熱される箇所の水温が上限温度の近傍になるまでの
燃焼量を求め、それに対応する時間だけ給湯用バーナ１
２を燃焼させる（ステップＳ１０８）。

【００４３】図４は、燃焼時間の求め方を表している。
給湯用バーナ１２の燃焼量は、燃焼量データテーブル５
３を参照して求める。燃焼量データテーブル５３には、
現在の熱交温度センサ１５での水温と上限温度までの温
度差と、外気温度等の条件に対応付けて、給湯用バーナ
１２によって直接的に加熱される部分が該温度差分だけ
上限する際の燃焼時間が予め登録されている。ここで
は、給湯用バーナ１２の全ての燃焼面１６ａ〜１６ｃを
最小ガス量で燃焼させた場合の燃焼時間が登録されてい
る。

【００４４】燃焼制御部５２は、給湯用バーナ１２の燃
焼を開始する前に、熱交温度センサ１５での水温と外気
温度等の条件を測定する（ステップＳ２０１、Ｓ２０
２）。そして、上限温度と現在の水温との温度差を求め
る（ステップＳ２０３）。求めた温度差と、外気温度と
を基に、燃焼量データテーブル５３を参照して今回の燃
焼時間を求める（ステップＳ２０４）。

【００４５】このようにして求めた時間だけ給湯用バー
ナ１２を燃焼させた後、熱交換器１４内部の温度がほぼ
均一になるまで、給湯用バーナ１２を消火した状態で待
機する（ステップＳ１０９）。待機すべき時間は、予め
定めた十分長い一定時間であっても良いし、今回の燃焼
時間に対応して待機時間を設定するようにしても良い。

【００４６】ここでは、燃焼時間に対応する待機時間を
予め燃焼量データテーブル５３に登録しておき、燃焼時
間を求めた際に待機時間も同時に取得するようになって
いる。

【００４７】燃焼を停止させた後、待機時間が経過した
とき、熱交温度センサ１５により熱交換器１４内部の水
温を測定する（ステップＳ１１０）。そして、水温が保
温すべき目標温度範囲よりも低い場合には（ステップＳ
１１１；Ｎ）、ステップＳ１０８に戻り、間欠的な燃焼
を再度行なう。

【００４８】このような間欠的な燃焼を複数回繰り返す
と、熱交換器１４内全体の水温が目標温度へと次第に上
昇する（ステップＳ１１１；Ｙ）。全体が目標温度まで
上昇した時点で、保温動作のモードに移行し（ステップ
Ｓ１１２）、通常バックアップ燃焼によって保温を継続
する。

【００４９】通常バックアップ燃焼では、熱交換器内の
湯の温度を一定温度範囲内に保温しておくことで給湯栓
をいつ開けても速やかに出湯できる体制にしておく。こ
こでいう通常バックアップ燃焼とは、熱交換器１４内の
水温を常に監視し、熱交換器内下限許容温度まで低下し
たとき、中央の燃焼面１６ｂを短時間（たとえば２秒）
だけ燃焼させて保温する動作を言う。

【００５０】このように熱交換器１４内の湯を保温して
おかないと（冷水が熱交換器内にある）給湯栓を開けて
から器具が給湯用バーナを点火し熱交換器内の水を加熱
するまでの１〜２秒間、熱交換器内の水が給湯栓から出
て、その後加熱された湯が出湯されることになる。した
がって、熱交換器内の湯の温度を一定温度範囲に保温し
ておくと、熱交換器内の水をバーナで加熱するまでに出
る水が湯であるために、出湯栓から水が出て不快感を覚
えるということが無い。

【００５１】このときの熱交換器内で保温されている湯
はバーナで加熱されることなく給湯栓から出るので、保
温温度はリモコン等に設定された温度を基に決められ
る。たとえば、リモコンの設定温度が４０℃、バイパス
比８：２、給水温度１５℃、給湯栓先で許される許容温
度差をリモコン設定温度に対して±３℃とすると、給湯
栓先で許される上限許容温度４３℃、目標温度４０℃
（リモコン設定温度）、下限許容温度３７℃となる。

【００５２】これに対応する熱交換器内保温上限温度は
５０℃、熱交換器内保温目標温度４６．２℃、熱交換器
内保温下限許容温度４２．５℃となる。つまり熱交換器
内の温度が保温すべき目標温度範囲（５０〜４２．５
℃）にあれば給湯栓先ではリモコン設定温度（４０℃）
に近い温度（４０℃±３℃）が最初出湯される。

【００５３】尚、上限許容温度（Ｔｘ）、熱交換器内保
温目標温度（Ｔｙ）、熱交換器内保温下限許容温度（Ｔ
ｚ）は、次式によって求まる。

【００５４】 （０．８Ｔｘ）＋（０．２Ｘ１５）＝４３℃ からＴｘ＝５０℃ （０．８Ｔｙ）＋（０．２Ｘ１５）＝４０℃ からＴｙ＝４６．２℃ （０．８Ｔｚ）＋（０．２Ｘ１５）＝３７℃ からＴｚ＝４２．５℃ ここで、０．８、０．２はバイパス比を、１５は給水温
度である。

【００５５】このように熱交換器内の湯の温度を一定温
度範囲内に保温した状態で再び待機モードに変更がない
かを見る（ステップＳ１０１）。変更がなければ（ステ
ップＳ１０１；Ｙ）熱交換器内の湯の温度は保温下限許
容温度以上に保たれているので（ステップＳ１０４；
Ｙ）給湯栓が開けられるか待機モードに変更がない限
り、通常バックアップ燃焼を続け、保温状態を維持す
る。

【００５６】給湯栓が開けられると（ステップＳ１０
２；Ｙ）、バーナが点火するまで保温されていた湯が最
初器具から出湯され、その後バーナで加熱された湯が出
湯される（ステップＳ１０３）。給湯栓が閉められ通水
が止まると、再び通常バックアップ燃焼で熱交換器内の
湯の温度を一定温度範囲内に保温しておく。

【００５７】また待機モードでないときは（ステップＳ
１０１；Ｎ）給湯栓が開けられるまで待機し（ステップ
Ｓ１０２；Ｎ）、給湯栓が開けられ通水が確認されると
（ステップＳ１０２；Ｙ）、給湯を開始し（ステップＳ
１０３）、給湯栓が閉められると再び待機モードの確認
を行う（ステップＳ１０１）。

【００５８】本実施の形態では、給湯停止後５分間は、
待機モードがオフでもオン（ステップＳ１０１；Ｙ）と
して再出湯に備え、５分経過後は通常バックアップ燃焼
をすることなく給湯栓が開けられるまで待機する。

【００５９】また、待機モードがオンであっても（ステ
ップＳ１０１；Ｙ）器具の水抜きが行われると熱交温度
センサ１５の温度が急速に低下し（ステップＳ１０４；
Ｎ）電源コードがさされた状態で水が抜かれたとして表
示を行う（ステップＳ１０７）。

【００６０】尚、ステップＳ１０８で予め定められた部
分的に高温になる箇所の温度が上限温度を越えないよう
に加熱を複数回に分けて間欠的に行うが、このときの上
限温度は目標温度に向けて加熱中に利用者が開栓して
も、利用者が予想する温度（リモコン設定温度）に近い
温度（リモコン設定温度±３℃）からずれて熱い湯が出
ることを防ぐためである。

【００６１】したがって、好ましくはステップＳ１０８
での上限温度はステップＳ１１２の熱交換器内保温上限
許容温度と同じ温度に設定される。このような設定で加
熱を複数回に分けて上限温度を越えないようにすれば、
いついかなる場合に利用者が開栓しても、利用者が予想
する温度からずれて熱い湯が出ることはない。

【００６２】またステップＳ１１１では熱交内下限温度
以上かどうかで判定されるが、これもステップＳ１１２
の熱交換器内保温下限許容温度と同じ温度に設定されて
いる。またステップＳ１０８で上限温度以上は上昇しな
いのでステップＳ１１１の判定値を熱交換器内保温上下
限許容温度範囲内としてもよい。

【００６３】図５は、熱交換器１４内の水温を目標温度
に向けて加熱する際の温度変化の様子を表している。図
下部の矩形波８１は、給湯用バーナ１２の燃焼期間を表
している。オン（波形がハイレベル）状態の間、給湯用
バーナ１２が燃焼し、オフ（波形がローレベル）状態の
間、給湯用バーナ１２は消火している。

【００６４】また図上部の実線８２は、給湯用バーナ１
２によって直接的に加熱される部分の温度変化の様子
を、また一点破線８３は、熱交温度センサ１５の取り付
けられている箇所の温度変化の様子を表している。ここ
では、保温すべき目標温度が４６．２℃であり、部分的
に高温になる箇所の上限温度は、５０℃に設定されてい
る。

【００６５】時刻Ｔ１１からＴ１２までの間、残水確認
のための燃焼が行われ、水温が上昇している。残水確認
のための燃焼を終えた後一定時間待機し、時刻Ｔ１３に
水の存在が確認されると、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４に
かけて給湯用バーナ１２を燃焼する。１回の燃焼時間
は、部分的に高温になる箇所の温度が５０℃に上昇する
と予測した時間に設定されている。

【００６６】時刻Ｔ１４のわずか後には、今回の燃焼に
より、部分的に高温になる箇所の水温は約５０℃まで上
昇している。時刻Ｔ１４から時刻Ｔ１５までは、給湯用
バーナ１２の燃焼は停止され、熱交換器１４内の温度分
布が均一になるのを待機する。この間に、部分的に高温
になっていた箇所の水温は次第に低下し、一方、熱交温
度センサ１５で検知される箇所の水温は熱伝導と対流に
よって次第に上昇し、時刻Ｔ１５には両箇所の水温がほ
ぼ一致する。

【００６７】このとき、熱交温度センサ１５で検出され
る温度は、保温すべき温度よりも低いので、再度、部分
的に高温になる箇所の温度が５０℃になると予測される
時間だけ燃焼を行い、徐々に熱交換器１４内全体の水温
を目標温度まで上昇させる。

【００６８】このように、目標温度に向けての加熱を、
部分的に高温になる箇所の温度が上限温度を越えないよ
うにしているので、目標温度に向けての加熱中に利用者
が開栓しても目標温度以上の熱い湯が出湯されることが
ない。

【００６９】また、連続燃焼等すると図５の実線８２と
一点破線８３間の温度差が大きくなり、これがひずみの
原因となるが、分割して燃焼させると、熱交換器１４内
の温度ムラが大きくならないので、熱交換器１４にひず
みが生じ難く、閉栓した状態で加熱しても耐久性が低下
することがない。

【００７０】上限温度を、利用者の設定した出湯温度を
基に３℃程度に相当するだけ高い温度に設定すれば、加
熱中に開栓した場合でも、意図しない高温の湯が出湯さ
れることなく、利用者に不快感を与えることがない。

【００７１】また、上限温度を利用者がやけどしない程
度の温度（たとえば、出湯先６０℃を限度とすると、バ
イパス比８：２、給水温度１５℃のときは上限温度７
１．３℃）に設定しておけば、加熱中に開栓されても、
利用者に負傷させることがなく、かつ、上限温度を高く
しているのでより短時間で目標温度まで熱交換器１４内
全体の温度を上昇させることができる。

【００７２】また、バイパス経路からの水と熱交換器１
４からの湯をミキシングする比を８：２から５：５のよ
うに設定することで、熱交換器１４内の水温がバイパス
経路からの水によってある程度低下するので、上限温度
を水が沸騰しない程度の温度に設定することもできる。
これにより、一層、短時間で熱交換器１４内全体の水温
を目標温度に到達させることができる。

【００７３】図６は、給湯用バーナ１２の１回の燃焼量
を少なくした場合の温度上昇の様子を示している。図下
部の矩形波９１は、給湯用バーナ１２の燃焼期間を表し
ている。オン（波形がハイレベル）状態の間、給湯用バ
ーナ１２が燃焼し、オフ（波形がローレベル）状態の
間、給湯用バーナ１２は消火している。

【００７４】また図上部の実線９３は、給湯用バーナ１
２によって直接的に加熱される部分の温度変化の様子
を、また一点破線９２は、熱交温度センサ１５の取り付
けられている箇所の温度変化の様子を表している。ここ
では、保温すべき目標温度および上限温度は共に５０℃
に設定してある。

【００７５】１回の燃焼時間を時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２
２までの短時間にし、各回の燃焼量を少なくすること
で、部分的に高温になる箇所であっても加熱途中に上限
温度まで上昇していない。

【００７６】このように、１回の燃焼量を少なくし、部
分的に高温になる箇所の各回の燃焼における温度上昇幅
を小さくすれば、各回の燃焼量を燃焼量データテーブル
等を基にしてその都度求める必要がなくなる。すなわ
ち、短時間の燃焼を行った後、温度が均一になるまで待
機し測定した温度が目標温度に達するまでの間、短時間
の燃焼を間欠的に繰り返せば良い。これにより、燃焼ご
とにその燃焼量を設定変更する必要がなく、加熱の制御
を簡略化することができる。

【００７７】また、熱交換器１４内の温度ムラもより少
なくなるので、熱交換器１４にひずみが生じ難い。さら
に、加熱の途中で開栓されても、出湯開始後の湯の温度
が大きく変化しないので、利用者に与える不快感を一層
少なくすることができる。

【００７８】以上説明した実施の形態では、給湯湯バー
ナの全燃焼面を最低ガス量で燃焼させて加熱するように
したが、燃焼面の一部、たとえば、中央の燃焼面１６ｂ
だけを燃焼させるようにしても良い。この場合は、図５
に示す実線８２と一点破線８３の間の温度差が大きく出
やすいので、部分的に高温になる箇所の上限温度に基づ
く制御はより有効になる。

【００７９】またこのときの直接的に加熱され部分的に
高温になる箇所は、燃焼面１６ｂの直上のほぼ中央であ
り、均一になる時間は全面燃焼にくらべやや時間がかか
る。しかし、全面燃焼で複数回かけて加熱していく後半
は、燃焼時間が極端に短くなる（たとえば ０．３秒）
ことがあり、このようなときには燃焼時間制御が難しく
なるので全面燃焼から燃焼面１６ｂのみの制御に、途中
から切り換える（たとえば、燃焼面１６ｂのみ１秒）こ
とにより所定の目標温度範囲まで加熱することができ
る。

【００８０】また、燃焼量データテーブルに予め燃焼時
間を登録するようにしたが、毎回、計算によって燃焼時
間を求めても良い。たとえば、温度差Ａの場合、燃焼時
間Ｔ＝ＫＡ＋α（Ｋ＝定数）、待機時間Ｔ’＝Ｋ’Ａ＋
βのようにして求めることができる。またαやβは外気
温度や給水温、上限温度等による補正であったほうが好
ましい。

【００８１】もちろん部分的に高温になる箇所に温度セ
ンサを設け、検出される温度が上限温度に達したときに
燃焼を停止させるようにしても良い。また、バイパスは
有っても無くてもかまわない。この場合熱交換器内保温
目標温度＝リモコン設定温度になる。また、リモコンは
無くてもかまわない。この時の設定温度は、たとえば機
器固有の固有温度とすることができる。

【００８２】

【発明の効果】本発明にかかる給湯器によれば、給湯用
バーナによって直接的に加熱され部分的に高温になる箇
所の水温が予めさだめた上限温度を越えないように、目
標温度に向けての加熱を複数回に分けて間欠的に行った
ので、加熱途中に開栓された場合であっても、意図しな
い熱いお湯が出ることを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る給湯器を示す
説明図である。

【図２】本発明の各種実施の形態に係る給湯器の回路構
成の概要を示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係る給湯器が待機モー
ドに移行した際に行う動作の流れを示す流れ図である。

【図４】各回の燃焼量を求める際の動作の流れを表した
流れ図である。

【図５】部分的に高温になる箇所の水温を上限温度近傍
まで上昇させる場合における水温の変化を示す説明図で
ある。

【図６】１回の燃焼量を少なくした場合における水温の
変化を示す説明図である。

【符号の説明】

１０…給湯器 １２…給湯用バーナ １４…熱交換器 １５…熱交温度センサ １６ａ…第１の燃焼面 １６ｂ…第２の燃焼面 １６ｃ…第３の燃焼面 １８…ガス配管 ２０…ガス開閉弁 ２２…ガス比例弁 ２４ａ…第１のガス開閉弁 ２４ｂ…第２のガス開閉弁 ２４ｃ…第３のガス開閉弁 ２５…点火装置 ２６…燃焼ファン ２６ａ…回転速度センサ ２８…給水管 ３０…フローセンサ ３２…給水温度センサ ３６…給湯管 ３８…バイパス経路 ４０…バイパス弁 ４２…水量制御弁 ４４…出湯温度センサ ５０…制御部 ５２…燃焼制御部 ５３…燃焼量データテーブル ６０…操作部 ６２…表示部 ７１…ＣＰＵ ７２…バス ７３…ＲＯＭ ７４…ＲＡＭ ７５…タイマー部 ７６…入力ポート ７７…出力ポート

Claims (7)

【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備えた給湯器において、 出湯口の開栓されない状態で前記熱交換器内の水を加熱
   するとき、前記給湯用バーナによって直接的に加熱され
   部分的に高温になる箇所の水温が所定の上限温度を越え
   ない範囲で該給湯用バーナを燃焼させることを間欠的に
   複数回行なうことで、前記熱交換器内全体の水温を目標
   温度まで上昇させることを特徴とする給湯器。
2. 【請求項２】給湯用バーナの１回の燃焼により、該給湯
   用バーナによって直接的に加熱され部分的に高温になる
   箇所の水温を前記上限温度の近傍まで上昇させることを
   特徴とする請求項１記載の給湯器。
3. 【請求項３】給湯用バーナの１回の燃焼量を所定の少量
   にし、間欠的に行なう燃焼の回数を増やすことで、前記
   熱交換器内全体の水温を目標温度まで上昇させることを
   特徴とする請求項１記載の給湯器。
4. 【請求項４】給湯用バーナを１回燃焼させた後、前記熱
   交換器内の水温がほぼ均一になるまで待機してから次回
   の燃焼を行なうことを特徴とする請求項１、２または３
   記載の給湯器。
5. 【請求項５】給湯用バーナの１回の燃焼量を、該給湯用
   バーナによって直接的に加熱され部分的に高温になる箇
   所の水が沸騰しない範囲内に設定することを特徴とする
   請求項１、２、３または４記載の給湯器。
6. 【請求項６】給湯用バーナの１回の燃焼量を、該給湯用
   バーナによって直接的に加熱され部分的に高温になる箇
   所の水温が人のやけどする温度まで上昇しない範囲内に
   設定することを特徴とする請求項１、２、３または４記
   載の給湯器。
7. 【請求項７】給湯用バーナの１回の燃焼量を、該給湯用
   バーナによって直接的に加熱され部分的に高温になる箇
   所の水温が出湯すべき目標温度またはそれに相当する温
   度に所定の許容温度を加えた温度を越えない範囲に設定
   することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の
   給湯器。