JPH10318608A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給湯開始時に早く湯を供給することのできる
給湯装置を提供する。 【解決手段】 水が流動していない時に湯温検出器１５
で検出される温度が所定温度以下になったら熱交換器１
０の加熱を開始し、予め設定した時間あるいは温度に達
したら加熱を停止するとともに、空気検出器１８で空気
の介在を検出した時は、熱交換器１０の加熱を停止し、
給湯の停止時に熱交換器が冷却されることを防止し、再
給湯時に端末への湯の供給を早く行えるようにするとと
もに、水抜き弁による水抜きなどに伴い熱交換器や給水
管、給湯管への空気の介在を空気検出器で検出した時
は、熱交換器の加熱を行わないことにより、から焚きの
防止や、異常温度上昇による危険などを防止しているも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、早く湯を供給した
り、空気の介在を検出して加熱を制御する加熱装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の加熱装置には、図１０に示
すようなものがあった（例えば特公平４−９９７２号公
報）。

【０００３】同図において１は瞬間給湯機であり、給湯
口２と瞬間給湯機１は給湯管３で結ばれている。給湯口
２の手前には給湯弁４が設けられており、給湯管３の給
湯弁４の上流側から排水管５が分岐しており、この排水
管５には排水弁６が設けられている。また、排水管５の
給湯管３からの分岐部には温度検出部７が設けられてい
て、温度設定器８の設定温度とこの温度検出部７の温度
を比較して給湯制御部９が給湯弁４と排水弁６を制御し
ている。

【０００４】そして、給湯要求時に温度検出部７により
検出された湯水の温度が温度設定器８の設定温度の許容
範囲内の場合、給湯弁４を開き給湯口２に給湯配管３内
の湯水を供給するとともに、許容範囲外の場合、排水弁
６を開き給湯管３内の湯水を排水管５を経て排水口から
捨て、常に許容範囲内の温度の湯水を給湯口２から供給
するというものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような従来の加熱装置では、給湯弁４、排水管５、排水
弁６、温度検出部７などを現場で配管工事や配線工事を
行って取り付ける必要があり、設置が大変であるととも
に、通常の加熱装置では必要ない給湯弁４、排水管５、
排水弁６、温度検出部７等の部材を必要とするという課
題があった。

【０００６】また、出湯要求時に湯水の温度が許容範囲
外の場合、排水弁６を開き給湯管３内の湯水を排水口か
ら捨てる動作をするため、給湯口２から湯が供給される
迄の時間は大幅に改善されることができないという課題
を有していた。また、空気の介在に対する安全対策はな
んら考慮されていなかった。

【０００７】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、加熱装置自身の改善により、給湯の開始時に早く安
全に湯を供給でき、また空気の介在時に安全化が図れる
加熱装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明は上記した課題
を解決するものであり、給水管と給湯管が接続された熱
交換器と、熱交換器を加熱する加熱手段と、熱交換器出
口の温度を検出する温度検出手段と、水の流動を検出す
る流動検出手段と、空気の介在を検出する温度検出手段
と別に設けた空気検出手段と、給水管あるいは給湯管あ
るいはこれら双方に設けた水抜き弁と、水が流動してい
ない時に温度検出手段で検出される温度が所定温度以下
になったら熱交換器の加熱を開始し、予め設定した時間
あるいは温度に達したら加熱を停止するとともに、空気
検出手段で空気の介在を検出した時は、熱交換器の加熱
を停止する制御器を備え、給湯の停止中は温度検出手段
で検出される温度が所定温度以下になったら加熱調節手
段を制御して加熱手段による熱交換器の加熱を開始し、
あらかじめ設定した時間あるいは温度に達したら加熱を
停止して、給湯の停止時に熱交換器が冷却されることを
防止し、給湯時に端末への湯の供給を早く行えるように
するとともに、水抜き弁による水抜きなどに伴い、熱交
換器や給水管、給湯管への空気の介在を検出した時は、
熱交換器の加熱を停止することにより、から焚きの防止
や、異常温度上昇による危険などを防止しているもので
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の第１の発明における加熱
装置は、給水管と給湯管が接続された熱交換器と、前記
熱交換器を加熱する加熱手段と、前記熱交換器出口近傍
の温度を検出する温度検出手段と、水の流動を検出する
流動検出手段と、前記給水管あるいは前記給湯管あるい
は前記熱交換器への空気の介在を検出する前記温度検出
手段と別に設けた空気検出手段と、前記給水管あるいは
前記給湯管あるいはこれら双方に設けた空気抜き弁と、
前記流動検出手段で水の流動を検出していない時に前記
温度検出手段で検出される温度が所定温度以下になった
ら前記加熱手段による前記熱交換器の加熱を開始し、予
め設定した時間あるいは温度に達したら加熱を停止する
とともに、前記空気検出手段で空気の介在を検出した時
は、前記加熱手段による前記熱交換器の加熱を停止する
制御を行う制御器を備えて構成するものである。そし
て、給湯の停止時に熱交換器への水の流動が停止してい
ることを流動検出手段で検出して、温度検出手段で検出
される温度が所定温度以下になったら加熱手段による熱
交換器の加熱を開始し、予め定めた時間あるいは温度に
達したら加熱を停止することにより、給湯の停止時に熱
交換器が冷却されることを防止し、給湯時に給湯時の端
末への湯の供給を早く行えるようにするとともに、水抜
き弁による水抜き時や設置初期時などに熱交換器や給水
管、給湯管への空気の介在を空気検出手段で検出した時
は、熱交換器の加熱を停止することにより、から焚きの
防止や、異常温度上昇による危険などの防止ができる。

【００１０】また、本発明の第２の発明における加熱装
置は、給水管と給湯管が接続された熱交換器と、前記熱
交換器を加熱する加熱手段と、前記熱交換器出口の温度
を検出する温度検出手段と、水の流動を検出する流動検
出手段と、前記給水管あるいは前記給湯管あるいは前記
熱交換器への空気の介在を検出する前記温度検出手段と
別に設けた空気検出手段と、前記流動検出手段で水の流
動を検出していない時に前記温度検出手段で検出される
温度が所定温度以下になったら前記加熱手段による前記
熱交換器の加熱を開始し、予め設定した時間あるいは温
度に達したら加熱を停止するとともに、前記温度検出手
段の自己発熱させて空気の介在の有無を検出し、前記温
度検出手段で空気の介在を検出した時は、前記加熱熱手
段による前記熱交換器の加熱を停止する制御を行う制御
器を備えて構成するものである。そして、特別に空気検
出手段を用いる事なく温度検出手段で空気の介在の検出
も行い、給湯の停止時に熱交換器が冷却されることを防
止し、再給湯時に給湯時の端末への湯の供給を早く行え
るようにするとともに、水抜き弁による水抜き時や設置
初期時などに熱交換器や給水管、給湯管への空気の介在
を空気検出手段で検出した時は、熱交換器の加熱を行わ
ないことにより、から焚きの防止や、異常温度上昇によ
る危険などの防止ができる。

【００１１】また、本発明の第３の発明における加熱装
置は、第１の発明あるいは第２の発明の構成に加え、制
御器は流動検出手段で水の流動を検出していない時のみ
前記空気検出手段あるいは温度検出手段で空気の介在の
検出を行って構成するものである。そして、水の流動停
止時という従来は加熱を行わない状態での安全を増すた
めに空気検出手段を役立て、かつ空気検出手段自身の寿
命の延長を図るとともに、空気検出に時間がかかる場合
の通常給湯時における給湯動作の遅延の防止ができる。

【００１２】また、本発明の第４の発明における加熱装
置は、第２の発明の構成に加え、制御器は空気検出手段
の自己発熱前に空気検出手段自身で温度を計測し、この
発熱前の温度に基づいて空気の介在を判別する制御を行
った備えて構成するものである。そして、周囲温度によ
り異なってくる発熱に伴う温度上昇や温度降下などを温
度補償し、周囲温度が変わっても正確に空気の介在の有
無が検出できる。

【００１３】また、本発明の第５の発明における加熱装
置は、第２の発明の構成に加え、制御器は発熱前の温度
と発熱後所定時間を経過した後の温度との温度差に基づ
いて空気の介在の有無を判別して構成するものである。
そして加熱装置の制御利用対象があまり早い応答を必要
としないが、正確に空気介在を検出したい用途に対し
て、加熱時の入力変動に伴う温度上昇値のバラツキにあ
まり影響されることなく、正確に周囲への空気の介在が
検出できる。

【００１４】また、本発明の第６の発明における加熱装
置は、第２の発明の構成に加え、制御器は発熱前の温度
と、発熱時あるいは発熱後の温度勾配に基づいて空気の
介在の有無を判別して構成するものである。そして加熱
装置における制御利用対象が早い応答を必要とする用途
に対応できる。

【００１５】また、本発明の第７の発明における加熱装
置は、第２の発明の構成に加え、制御器は制御器は発熱
前の温度と、発熱による到達温度に基づいて空気の介在
の有無を判別して構成するものである。そして空気検出
手段の発熱時のバラツキが小さく、加熱装置における制
御利用対象が比較的早い応答を必要とする用途に対応で
きる。

【００１６】また、本発明の第８の発明における加熱装
置は、水を加熱する加熱手段と、通電による自己発熱と
発熱後の放熱特性に基づいて空気の介在を検出する空気
検出手段と、前記空気検出手段による空気の介在の有無
に基づいて前記加熱手段を停止あるいは運転するととも
に、前記空気検出手段の自己発熱前に空気検出手段で温
度を計測し、この発熱前の温度に基づいて加熱時間を変
える制御を行う制御器を備えて構成するものである。そ
して、空気検出手段の自己発熱前に空気検出手段で温度
を計測し、この発熱前の温度に基づいて加熱時間を変え
ることにより、周囲温度によって異なってくる空気検出
時の発熱、到達温度、放熱特性などが温度補償でき、正
確に空気の介在の有無が判別可能となる。

【００１７】また、本発明の第９の発明における加熱装
置は水を加熱する加熱手段と、通電による自己発熱と発
熱後の放熱特性を利用して空気の介在を検出する空気検
出手段と、前記空気検出手段による空気の有無に基づい
て前記加熱手段を停止あるいは運転するとともに、前記
空気検出手段による空気検出動作後所定時間をあけて次
回の空気検出動作をする制御を行う制御器を備えて構成
しているものである。そして、次回の空気検出動作時
に、空気検出手段の前回の加熱が十分に周囲の温度にま
で下がっていない内にさらに加熱することを防ぎ、空気
検出が不正確になることの防止ができる。

【００１８】また、本発明の第１０の発明における加熱
装置は 水を加熱する加熱手段と、通電による自己発熱
と発熱後の放熱特性を利用して空気の介在を検出する空
気検出手段と、前記空気検出手段による空気の介在の有
無に基づいて前記加熱手段を停止あるいは運転するとと
もに、前記空気検出手段による空気検出動作後所定時間
をあけて次回の空気検出動作をする制御を行う制御器
と、前記空気検出手段を下方以外の方向から内部に臨ま
せる管路を備えて構成するものである。そして、管路中
に存在する残水による、自己発熱や発熱後の放熱時の影
響をなくし、正確に空気の介在が検出できる。

【００１９】また、本発明の第１１の発明における加熱
装置は、第１０の発明の構成に加え、空気検出手段を断
熱性の固定手段で固定して構成するものである。そし
て、通電による自己発熱と発熱後の放熱特性に対して管
路からの伝熱や管路への伝熱を低減し、正確に空気の介
在を検出できる。

【００２０】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。 （実施例１）図１は本発明の実施例１における給湯装置
の系統図である。

【００２１】図１において、熱交換器１０には、給水管
１１と給湯管１２が接続されている。給水管１１には、
熱交換器１０への水の流入を検出する流動検出手段であ
る水量検出器１３、水温を検出する水温検出器１４が設
けられている。熱交換器１０の出口の給湯管１２には、
温度検出手段としてサーミスタを利用した湯温検出器１
５が設けられている。また、熱交換器１０を迂回し給水
管１１と給湯管１２を連絡するバイパス管１６が設けら
れ、このバイパス管１６には、熱交換器１０からの湯へ
のバイパス管１６からの水の混合比を調節する水比例弁
１７が設けられている。この水比例弁１７は、ソレノイ
ドによって駆動され電流の停止により全開されるノーマ
ルオープン型である。また、給湯管１２には空気検出器
１８が設けられ、また、バイパス管１６の合流点以降に
水量制御弁１９、混合水温検出器２０が設けられてい
る。

【００２２】給湯管１２は更に給湯装置本体２１外の給
湯配管２２に接続され、端末に設けた湯水混合栓２３、
２４に連通している。端末側には給湯装置本体２１のリ
モコン２５が設けられている。このリモコン２５はワイ
ヤレス型であり、電源スイッチ２６や給湯温度のアップ
スイッチ２７、ダウンスイッチ２８、表示部２９の他、
給湯が使用されていない時に熱交換器１０を加熱する制
御を選択する予熱スイッチ３０が設けられている。本体
制御器３１には運転開始時刻を設定するタイマー３２を
有しており、また受信器３３で受けたリモコン２５の信
号や各種センサーの信号が取り込まれ、また各種アクチ
ュエータへの信号や操作出力が出力されている。また、
制御器３１には流動時制御部３４や流動停止時制御部３
５が設けられている。熱交換器１０は、加熱手段である
ガスバーナ３６で加熱され、このガスバーナ３６へのガ
ス量を調節するガス比例弁３７が設けられている。ま
た、ガスのオン、オフは元電磁弁３８により行われ、ま
た燃焼前後や燃焼中においては送風ファン３９から風が
送られる。

【００２３】なお、給湯管１２に取り付けられた湯温検
出器１５と、空気検出器１８は実装上は図２に示すよう
な配置関係に取りつけられている。湯温検出器１５は熱
交換器１０の出口に接続された給湯管１２の下降部４０
の上流側に設けられている。

【００２４】また空気検出器１８は給湯管１２の下降部
４０の下流側近傍に設けている。これは、凍結防止など
のために水抜き手段である水抜き弁４１、４２が開成さ
れ水抜きが行われた時に、少量でも水が抜かれたら確実
に空気と置換する場所で、かつ熱交換器１２に近く、空
気の介在時に熱交換器１２の温度上昇を検出できる場所
であるからである。

【００２５】また、空気検出器１８部は図３に示すよう
に構成されている。空気検出器１５は保護管４３で保護
されたサーミスタ４４が充填剤４５で充填され、リード
線４６を外に臨ませて構成されており、断熱性の高い樹
脂で構成された固定具４７によりシール材４８でシール
されて給湯管１２に取りつけられている。そして、サー
ミスタ４４に一時的に温度検出時とは異なる高い電圧を
加えて発熱させ、温度的に安定した後にサーミスタ４２
の抵抗を測定し、抵抗値の変化から周囲に介在するもの
が水か空気か判断をしている。また、この空気検出器１
５は電圧を加えた発熱の前に抵抗値を測定し、周囲の温
度が何度であるかを計測し、水か空気かの判断を正確に
するための温度補償に信号を利用している。固定具４７
に断熱性の高い樹脂を用いる理由は、通電による自己発
熱と発熱後の放熱特性に対して管路である給湯管１２か
らの給湯管１２への伝熱を低減し、正確に空気の介在の
有無を検出するためである。

【００２６】次にこの実施例の動作を説明する。動作に
ついては、図４のフローチャートにその要部を示してい
る。リモコン２５の電源スイッチ２６が単にオン操作さ
れ、かつタイマー３２が設定された時刻に達しオンされ
ると（Ｓ１）、水量制御弁１９が全開され（Ｓ２）、水
比例弁１７が全開され（Ｓ３）、元電磁弁３８他が制御
され燃焼は停止状態を維持し（Ｓ４）、送風ファン３９
は停止されている（Ｓ５）。この状態で湯水混合栓２３
あるいは２４が開成され、水量検出器１３で検出される
水量が点火流量を越えると（Ｓ６）、通常給湯時の加熱
モードに入る。そしてリモコン２５のアップスイッチ２
７、ダウンスイッチ２８等を操作して設定された温度の
湯を供給するべく、流動時制御部３４により混合水温検
出器２０で検出される混合水温度と設定温度が比較され
る。また、湯温検出器１５で検出される出湯温度と流動
時制御部３４で設定された出湯温度が比較され、水温検
出器１４の水温と水量検出器１３の値が取り込まれ、ガ
ス比例弁３７と水比例弁１７と水量制御弁１９が調節さ
れて、所望の温度の湯が給湯配管２２から供給される。

【００２７】水量検出器１３で検出される水の流量が点
火流量以下の場合、あるいは給湯の停止時においては、
予熱スイッチ３０がオンされていると、給湯停止時の熱
交換器１０への加熱モードが可能となる（Ｓ７）。そし
て、まず加熱開始温度が決定される（Ｓ８）。この決定
はリモコン２５で設定された設定温度に基づいて低温設
定の場合は低めに、高温設定の場合は高めに決められ
る。

【００２８】そして、湯温検出器１５の温度が検出さ
れ、この温度が加熱開始温度以下の場合は（Ｓ１０）、
空気検出器１８の前回の発熱から所定時間（７０秒）経
っていることを確認する（Ｓ１１）。これは、空気検出
器１８は自己発熱させるタイプであるため、自己発熱に
よる影響が十分になくなってから次回の計測を行わない
と自己発熱による温度上昇が蓄積され計測に誤差を生
じ、サーミスタ４２の耐久性にも影響を及ぼすことを防
止するためである。空気検出器１８は自己発熱後、大体
１分間も経過すると前回の自己発熱の影響はなくなるた
め、所定時間（７０秒）の待機時間を置いている。続い
て、空気検出器１８で水が熱交換器１０に満たされてい
ることを確認する（Ｓ１２）。

【００２９】この空気検出器１８の検出動作は、図５に
示すようになっている。また、空気検出器１８の検出動
作のフロー図は、図６に示すようになっている。空気検
出器１８のサーミスタ４２で周囲の温度を計測する（Ｓ
１２Ａ）。そしてこの温度に基づいて、発熱時間を決定
する（Ｓ１２Ｂ）。これは、例えば空気検出器１８のサ
ーミスタ４２で検出される温度が３０℃以下の場合は３
秒間、また３０℃を越え４０℃迄は４秒間、４０℃を越
え５０℃迄は５秒間、５０℃を越えている場合は６秒間
発熱させるように設定されている。このことにより、同
じ時間通電しても周囲が低温の場合は上昇値が大きいが
低温の場合は少ないことを解消し、低温でも高温でも大
差のない温度上昇をさせるためである。そして、この決
定時間に基づいてサーミスタ４２で自己発熱を行う（Ｓ
１２Ｃ）。通電を断った後、１秒間待機し（Ｓ１２
Ｄ）、サーミスタ４２の抵抗値すなわち温度を計測し
（Ｓ１２Ｅ）、発熱前との温度差を演算し（Ｓ１２
Ｆ）、この温度差によって周囲に存在するものが空気
か、水かを判別する。なお、この空気検出器１８による
空気検出動作は、水の流動停止時のみ行っている。これ
により、空気検出器１８自身の寿命の延長を図るととも
に、空気検出に時間がかかる場合の通常給湯時における
給湯動作の遅れを防止している。

【００３０】そして、水比例弁１７を開け（Ｓ１３）、
送風ファン３９を回転し、元電磁弁３８を開成し、ガス
バーナ３６の燃焼を開始する（Ｓ１４）。熱交換器１０
の加熱中に湯温検出器１５で検出される温度が異常に上
昇した場合は（６５℃以上）、異常と判断して加熱を停
止する動作に入る（Ｓ１５）。この、温度が異常に上昇
した場合には、水比例弁１７を開成し、湯水混合栓２３
あるいは２４が開けられても、バイパス管１６の水を必
ず混ぜ、高温の湯を端末に供給しないように配慮してい
る。送風ファン３９の燃焼前、燃焼後の排気動作を含め
て、９秒間が経過したことを判断すると（Ｓ１６）、燃
焼動作は停止される（Ｓ１７）。燃焼の停止に伴って水
比例弁１７は閉じられ（Ｓ１８）、バイパス管１６を通
じて熱交換器１０の温水が自然循環し、放熱が促進され
ることを防止している。前回の流動停止時の加熱動作か
ら時間的に間隔（５分間）があかない内は、次の燃焼動
作を起こさない（Ｓ１９）。熱交換器１０が冷えた状態
から運転が開始されるコールドスタート時においては、
一回の燃焼動作で十分に温度が立ち上がらないが、連続
的に加熱すると熱交換機１０内の温度分布のむらが大き
くなり、また内圧も異常に上昇しやすいため、時間をあ
けて次回の流動停止時制御を行っている。また、このほ
うが、流動停止時の運転において、使用者にとっても不
使用時に運転が行われる違和感が緩和できるものとな
る。

【００３１】流動停止時加熱動作が所定時間（１時間）
を越えたら、この動作を停止する（Ｓ２０）。この動作
によって、流動停止時制御を無限に行わなくし、無駄に
エネルギーを消費することの防止や、不在時に他人が不
審がることなどの防止をしている。

【００３２】以上は、タイマー３２がオンとなっている
状態での動作であるが、所定時刻に達しないときは、上
記したような動作は行わない。タイマー３２を付けるこ
とにより、定刻になったら加熱を開始し使用開始時の利
便性を一層増したり、使用頻度の高い時間帯のみ運転さ
せ、省エネルギーと利便性を両立させることができる。

【００３３】制御器は、流動停止時制御中のいかなるス
テップにあっても、流動検出器１３で所定の流量（２．
８ｌ／分）以上の水の流動を検出した時には、直ちに割
込み制御に移り、通常の給湯モードに移行する。この動
作は図４には表現されていない。

【００３４】以上のような動作により、一般の家庭用の
給湯装置を想定すると、従来の給湯装置では配管長が５
ｍ程度のシステムで、端末の蛇口をひねってから約１５
秒位かかって湯が供給されることが普通であったもの
が、５秒程度に短縮可能である。従来の給湯装置は、保
有水量等に起因する給湯装置自身の立ち上がりの時間が
１０秒程度、また配管の保有水量を押し出す時間が５秒
程度かかっていたが、給湯装置自身の立ち上がりの時間
が短縮できるため、配管の滞留水の押し出し時間だけで
済む結果となる。

【００３５】この第１の実施例では加熱手段として、ガ
スバーナ３６による加熱を例にとったが、石油バーナや
電気的に加熱する手段などであってもよい。

【００３６】また、温度検出手段として湯温検出器１５
を例にとったが、給湯管１２中に臨せるタイプでなく表
面に張りつける形式や、センサとしてもサーミスタや抵
抗体など各種の方法が考えられる。

【００３７】また、流動検出手段は水量検出器１３を例
に取ったが、給湯の開始、停止の操作スイッチと連動す
る間接的なものや、直接的なものと間接的なものの複合
化を図った形式などであってもよい。

【００３８】また、空気検出手段としてサーミスタを用
いた方法を例にとったが、抵抗体や熱伝対などであって
もよい。

【００３９】また、水抜手段として水抜き弁４１、４２
を例にとったが、電動弁で水を抜く方法やポンプで水を
抜く方法などであってもよい。また、空気検出器１８を
固定する固定手段として固定具４７を例にとったが、ね
じ込みタイプであったり、空気検出手段自身で固定具を
兼ねるなど他の方法であってもよい。

【００４０】（実施例２）図７は本発明の実施例２にお
ける給湯装置の系統図である。この実施例においては、
実施例１における温度検出手段としての湯温検出器１５
と空気検出手段としての機能を一つの温度検出器４９に
集約している以外、構成的には全く同一である。そし
て、特別に空気検出手段を用いる事なく温度検出器４９
で空気の介在の有無を検出し、給湯の停止時に熱交換器
１０が冷却されることを防止し、再給湯時に給湯時の端
末への湯の供給を早く行えるようにするとともに、水抜
き弁４１、４２による水抜き時や設置初期時などに熱交
換器１０や給水管１１、給湯管１２への空気の介在を空
気検出器で検出した時は、熱交換器１０の加熱を行わな
いことにより、から焚きの防止や異常温度上昇による危
険などを防止しているものである。制御的には、図８に
示すように応答性を上げるため、温度検出器４９は発熱
前の温度と、発熱時の温度勾配に基づいて空気の介在を
判別して構成している。そして、この温度検出器１５の
信号を通常の給湯時の制御にも利用している。

【００４１】この空気検出動作は、実施例のように温度
検出手段の自己発熱前に温度検出手段で温度を計測し、
発熱後、所定時間経過後の温度との温度差に基づいて空
気の介在の有無を判別してもよい。この場合は、加熱装
置の信号利用対象があまり早い応答を必要としないが、
正確に空気介在を検出したい用途に対して、加熱時の入
力変動に伴う温度上昇値のバラツキにあまり影響される
ことなく、正確に周囲への空気の介在の有無を検出する
必要がある場合に適している。また、発熱前の温度と、
発熱による到達温度に基づいて空気の介在を判別して構
成してもよい。この場合は、温度検出手段の発熱時のバ
ラツキが小さく、加熱装置における制御利用対象が比較
的早い応答を必要とする用途に適している。また、発熱
前の温度と、発熱後の温度勾配に基づいて空気の介在を
判別してもよい。この場合、加熱装置における制御信
号、利用対象が比較的早い応答を必要とする用途に適し
ている。これらの動作の説明は、図８に示されている。

【００４２】（実施例３）空気の介在を検出する空気検
出手段あるいは空気の介在を検出する温度検出手段は、
図９に示すよう、実施例１のように横から管路中に臨ま
せなくてもよい。下方から臨ませると水抜き時の残水に
より、空気検出手段あるいは空気の介在を検出する温度
検出手段がいつまでも水に浸っており、この残水に熱を
奪われて正確に空気の介在を検出できなくなる。下方以
外の方向から管路中に臨ませることにより、存在する残
水による自己発熱や発熱後の放熱時の影響をなくし、正
確に空気の介在を検出することが可能となる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明の給湯装置によれば
次のような効果が得られる。

【００４４】(1)給湯の停止時に熱交換器への水の流動
が停止していることを流動検出手段で検出して、温度検
出手段で検出される温度が所定温度以下になったら熱交
換器の加熱を開始し、予め定めた時間あるいは温度に達
したら加熱を停止しているため、給湯の停止時に熱交換
器が冷却されることを防止して、給湯時に端末への湯の
供給を早く行えるようにできるとともに、水抜き弁によ
る水抜き時や設置初期時などに熱交換器や給水管、給湯
管への空気の介在の有無を空気検出器で検出した場合
は、熱交換器の加熱を停止するので、から焚きの防止や
異常温度上昇による危険が防止できる。

【００４５】(2)熱交換器出口近傍に設けた出湯温度を
検出する温度検出手段により、特別に空気検出手段を用
いることなく簡単な構成で温度検出器で空気の介在の有
無を検出でき、給湯の停止時に熱交換器が冷却されるこ
とを防止し、給湯時に端末への湯の供給を早く行えるよ
うできるとともに、水抜き弁による水抜き時や設置初期
時などに熱交換器や給水管、給湯管への空気の介在を空
気検出器で検出した場合は、熱交換器の加熱を行わない
ことにより、から焚きの防止や、異常温度上昇による危
険などの防止ができる。

【００４６】(3)流動検出手段で水の流動を検出してい
ない時のみ、空気検出器あるいは温度検出手段で空気の
介在の有無を検出しているため、水の流動停止時におけ
る加熱の安全化が図れるとともに、空気検出手段自身の
寿命の延長が図れ、空気検出に時間がかかる場合の通常
給湯時における動作の遅れを防止できる。

【００４７】(4)空気検出手段の自己発熱前に空気検出
手段自身で温度を計測し、この発熱前の温度に基づいて
空気の介在を判別する制御を行っているため、周囲温度
により異なってくる発熱に伴う温度上昇や温度降下など
を温度補償し、周囲温度が変わっても正確に空気の介在
を検出できる。

【００４８】(5)発熱前の温度と発熱後所定時間を経過
した後の温度との温度差に基づいて空気の介在の有無を
判別しているため、加熱装置の制御利用対象があまり早
い応答を必要としないが、正確に空気の介在の有無を検
出したい用途に対して、加熱時の入力変動に伴う温度上
昇値のバラツキにあまり影響されることなく、正確に空
気の介在の有無を検出できる。

【００４９】(6)発熱前の温度と、発熱時あるいは発熱
後の温度勾配に基づいて空気の介在の有無を判別してい
るため、加熱装置における制御利用対象が早い応答を必
要とする用途に対応できる。

【００５０】(7)発熱前の温度と、発熱による到達温度
に基づいて空気の介在の有無を判別しているため、空気
検出手段の発熱時のバラツキが小さく、加熱装置におけ
る制御利用対象が比較的早い応答を必要とする用途に対
応できる。

【００５１】(8)空気検出手段の自己発熱前に空気検出
手段で温度を計測し、この発熱前の温度に基づいて加熱
時間を変えているため、周囲温度によって異なってくる
空気検出時の発熱、到達温度、放熱特性などが温度補償
でき、正確に空気の介在の有無が判別可能となる。

【００５２】(9)空気検出手段による空気検出動作後所
定時間をあけて次回の空気検出動作をしているため、空
気検出手段の前回の加熱が十分に周囲の温度にまで下が
っていないうちにさらに加熱することによる、空気の介
在の有無を検出することが不正確になる現象が防止でき
る。

【００５３】(10)管路に対し空気検出手段を下方以外の
方向から内部に臨ませることにより、管路中に存在する
残水による自己発熱や発熱後の放熱時の影響をなくし、
正確に空気の介在の有無を検出できる。

【００５４】(11)空気検出手段を断熱性の固定手段で固
定して構成することにより、通電による自己発熱と発熱
後の放熱特性に対して管路からの伝熱や管路への伝熱を
低減し、正確に空気の介在の有無を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における給湯装置の系統図

【図２】同実施例の給湯装置の要部実態構成図

【図３】同実施例の給湯装置に用いた空気検出器の実装
状態を示す一部切欠き断面図

【図４】同実施例の給湯装置の制御フロー図

【図５】同実施例の空気検出の動作説明図

【図６】同実施例の空気検出器の制御フロー図

【図７】本発明の実施例２における給湯装置の系統図

【図８】同実施例における空気検出の動作説明図

【図９】本発明の実施例３における空気検出器の実装状
態を示す一部切欠き断面図

【図１０】従来の給湯装置の系統図

【符号の説明】

１０ 熱交換器 １１ 給水管 １２ 給湯管 １３ 水量検出器（流動検出手段） １５ 湯温検出器（湯温検出手段） １８ 空気検出器（空気検出器手段） ３１ 制御器 ３６ ガスバーナ（加熱手段） ４７ 固定具（固定手段） ４９ 温度検出器（温度検出手段）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給水管と給湯管が接続された熱交換器と、
   前記熱交換器を加熱する加熱手段と、前記熱交換器出口
   近傍の温度を検出する温度検出手段と、水の流動を検出
   する流動検出手段と、前記給水管あるいは前記給湯管あ
   るいは前記熱交換器への空気の介在を検出する前記温度
   検出手段と別に設けた空気検出手段と、前記給水管ある
   いは前記給湯管あるいはこれら双方に設けた水抜手段
   と、前記流動検出手段で水の流動を検出していない時に
   前記温度検出手段で検出される温度が所定温度以下にな
   ったら前記加熱手段による前記熱交換器の加熱を開始
   し、予め設定した時間あるいは温度に達したら加熱を停
   止するとともに、前記空気検出手段で空気の介在を検出
   した時は、前記加熱手段による前記熱交換器の加熱を停
   止する制御を行う制御器を備えた加熱装置。
2. 【請求項２】給水管と給湯管が接続された熱交換器と、
   前記熱交換器を加熱する加熱手段と、前記熱交換器出口
   近傍の温度を検出する温度検出手段と、水の流動を検出
   する流動検出手段と、前記流動検出手段で水の流動を検
   出していない時に前記温度検出手段で検出される温度が
   所定温度以下になったら前記加熱手段による前記熱交換
   器の加熱を開始し、予め設定した時間あるいは温度に達
   したら加熱を停止するとともに、前記温度検出手段を自
   己発熱させて空気の介在の有無を検出し、前記温度検出
   手段で空気の介在を検出した時は、前記加熱手段による
   前記熱交換器の加熱を停止する制御を行う制御器を備え
   た加熱装置。
3. 【請求項３】制御器は流動検出手段で水の流動を検出し
   ていない時のみ前記空気検出手段あるいは温度検出手段
   で空気の介在を検出した請求項１または請求項２記載の
   加熱装置。
4. 【請求項４】制御器は空気検出手段の自己発熱前に空気
   検出手段自身で温度を計測し、この発熱前の温度に基づ
   いて空気の介在を判別する制御を行った請求項２記載の
   加熱装置。
5. 【請求項５】制御器は発熱前の温度と発熱後所定時間を
   経過した後の温度との温度差に基づいて空気の介在の有
   無を判別した請求項４記載の加熱装置。
6. 【請求項６】制御器は発熱前の温度と、発熱時あるいは
   発熱後の温度勾配に基づいて空気の介在の有無を判別し
   た請求項４記載の加熱装置。
7. 【請求項７】制御器は発熱前の温度と、発熱による到達
   温度に基づいて空気の介在の有無を判別した請求項４記
   載の加熱装置。
8. 【請求項８】水を加熱する加熱手段と、通電による自己
   発熱と発熱後の放熱特性に基づいて空気の介在を検出す
   る空気検出手段と、前記空気検出手段による空気の介在
   の有無に基づいて前記加熱手段を運転停止あるいは開始
   するとともに、前記空気検出手段の自己発熱前に空気検
   出手段で温度を計測し、この発熱前の温度に基づいて発
   熱時間を変える制御を行う制御器を備えた加熱装置。
9. 【請求項９】水を加熱する加熱手段と、通電による自己
   発熱と発熱後の放熱特性を利用して空気の介在の有無を
   検出する空気検出手段と、前記空気検出手段による空気
   の有無に基づいて前記加熱手段を停止あるいは運転する
   とともに、前記空気検出手段による空気検出動作後、所
   定時間をあけて次回の空気検出動作をする制御を行う制
   御器を備えた加熱装置。
10. 【請求項１０】水を加熱する加熱手段と、通電による自
    己発熱と発熱後の放熱特性を利用して空気の介在の有無
    を検出する空気検出手段と、前記空気検出手段による空
    気の介在の有無に基づいて前記加熱手段を停止あるいは
    運転する制御を行う制御器と、前記空気検出手段を下方
    以外の方向から内部に臨ませる管路を備えた加熱装置。
11. 【請求項１１】空気検出手段を断熱性の固定手段で固定
    した請求項１０記載の加熱装置。