JPH11193957A - 一缶二水路式給湯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 追焚燃焼モードから同時燃焼モードに移行す
る際に高温の湯が供給されるのを防止し、湯温にアンダ
ーシュートのない安定した湯を供給する一缶二水路式給
湯機を提供することを目的とする。 【解決手段】 水量センサ１０により同時燃焼移行モー
ドになってからの給湯用熱交換器を通過する積算流量
が、給湯用熱交換器の給湯加熱管１８の容積×係数ａを
越えたときから、熱交換器温度センサ１４が検出したＴ
ｚが所定温度（例えば８０度）以下になるまで、燃焼量
を制限する同時燃焼移行モードを実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯用熱交換器と
風呂用熱交換器を同一の加熱部にて加熱する一缶二水路
式給湯機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一缶二水路式給湯機おいては、追
焚燃焼モード中に給湯が使用されるとすぐに同時燃焼モ
ードに移行していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の一
缶二水路式給湯機においては、給湯用熱交換器と風呂用
熱交換器を同一の加熱部にて加熱するため追焚燃焼モー
ドで風呂用熱交換器で加熱している間は同時に給湯熱交
換器も加熱されるため給湯用熱交換器の給湯加熱管内の
湯は高温となっており、この際、給湯が使用されすぐに
同時燃焼モードに移行すると給湯栓から高温の湯が出湯
するという問題があった。

【０００４】従って、本発明は、追焚燃焼モードから同
時燃焼モードに移行する際に高温の湯が供給されるのを
防止し、湯温にアンダーシュートのない安定した湯を供
給する一缶二水路式給湯機を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記目的を達成するために、本発明においては、給湯用熱
交換器と風呂用熱交換器を同一の加熱部にて加熱する一
缶二水路式給湯機であって、浴槽水を前記風呂用熱交換
器にて循環加熱する追焚燃焼モードと、前記追焚燃焼モ
ード中に給水源からの水を前記給湯用熱交換器にて加熱
し、給湯端末に設定温度の湯を供給する同時燃焼モード
と、を備えるとともに、前記追焚燃焼モードから前記同
時燃焼モードへの切替る際に、前記追焚燃焼モード終了
後、所定時間経過するまでは前記同時燃焼モードへの切
替を待機する同時燃焼移行モードを備える。従って、追
焚燃焼モード中に給湯端末からの給湯が開始されると直
ぐ同時燃焼モードに切替る従来のものに比べて、給湯用
熱交換器の給湯加熱管内の高温の湯が更に加熱される畏
れを防止できる。

【０００６】ここで、同時燃焼モードへの切替が遅れる
と湯温にアンダーシュートが発生し、良好な出湯性を維
持できなくなる。

【０００７】従って、本発明の好適な実施形態として、
前記同時燃焼移行モードは、前記同時燃焼移行モード前
の前記追焚燃焼モードよりも前記加熱部の加熱量を小さ
く設定すれば、同時燃焼移行モードで待機している間も
小さい加熱量で燃焼するため、同時燃焼モードに切替る
までに所定時間経過しても湯温のアンダーシュートを最
低限に抑えた良好な出湯性を維持できる。

【０００８】また、追焚燃焼モードにおいて給湯用熱交
換器内の湯温が高い程、同時燃焼移行モードでの加熱量
を抑える必要があるため、本発明の好適な実施形態で
は、前記加熱量は、前記追焚燃焼モード終了時の前記給
湯用熱交換器内の湯温に応じて決定される加熱量とし
た。従って、給湯用熱交換器内の湯温がさらに高温にな
る畏れがなく、湯温のアンダーシュートを確実に防止す
ることができる。

【０００９】また、別の好適な実施形態として、前記加
熱量は、前記同時燃焼移行モード前の前記追焚燃焼モー
ド時の加熱量に応じて決定される加熱量としてもよい。
この実施形態では、給湯用熱交換器の給湯加熱管内全体
の湯温を検出する際に温度検出センサ等の位置にとらわ
れることなく検出することができる。

【００１０】ここで、追焚燃焼モードから同時燃焼モー
ドに切替るのを待機する時間、つまり同時燃焼移行モー
ドの実施時間は短いと、給湯用熱交換器の給湯加熱管内
の湯温がまだ高温でありオーバーシュートが発生する可
能性があり、逆に同時燃焼移行モードの実施時間は長い
と、給湯用熱交換器の給湯加熱管内の湯温が低下してア
ンダーシュートが発生する可能性がある。従って、本発
明においては、前記所定時間は、前記追焚燃焼モード終
了時の前記給湯用熱交換器内の湯温に応じて決定される
時間とした。

【００１１】また、別の好適な実施形態として、前記所
定時間は、前記同時燃焼移行モード前の前記追焚燃焼モ
ード時の加熱量に応じて決定される時間としたので、給
湯用熱交換器の給湯加熱管内全体の湯温を検出する際に
温度検出センサ等に位置にとらわれることなく検出する
ことができる。ここで、給湯端末から給湯される湯温の
設定温度が低いと給湯用熱交換器の給湯加熱管内の湯温
を下げるために、同時燃焼移行モードの実施時間を長く
する必要があるので、さらに、本発明においては、前記
所定時間は、前記同時燃焼移行モード開始時の前記給湯
端末から給湯される湯温の設定温度に応じて決定される
時間とした。したがって、設定温度が高いときは所定時
間を短くし、逆に設定温度が低いときは所定時間を長く
することができ、出湯性を損なう畏れがない。

【００１２】ここで、同時燃焼移行モードの実施時間
は、追焚燃焼モード中に給湯用熱交換器の給湯加熱管内
に滞留している高温の湯が全て給湯加熱管から排出する
時間を考慮しなければならない。これは、高温の湯が滞
留している状態で同時燃焼モードに移行し燃焼量が大き
くなるとさらに加熱されてしまうためである。

【００１３】従って、本発明においては、前記所定時間
は、前記追焚燃焼モード中に前記給湯用熱交換器内を通
過する積算流量が所定流量に到達するまでの時間とし
た。また、前記所定流量は、前記湯温、前記加熱量、前
記設定温度のうち少なくとも１つに応じて決定される係
数と、前記給湯用熱交換器の給湯加熱管の容積との積で
演算される値とした。

【００１４】また、前記同時移行燃焼モードが終了した
際に、給湯用熱交換器内の湯温が高温であると、その高
温の湯が給湯端末から供給する畏れがあるため、本発明
では前記所定時間は、前記給湯用熱交換器内の湯温が所
定温度以下になるまでの時間とした、従って、所定温度
以上の高温の湯が給湯端末から供給されるのを防止する
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の一実施形態に係る燃焼装
置をガス給湯機に適用したブロック図である。

【００１７】上記ガス給湯機は、図示のように、給水源
から給湯機本体１に水を供給するための給水管３、給湯
加熱管１８を介して給湯機本体１内で加熱された水を給
湯端末４に供給するための給湯管５で構成される給湯経
路と、中途に浴槽８の浴槽水を循環させる循環ポンプ３
５を介し、両端を浴槽８に連結した風呂配管６で構成さ
れる風呂経路とを備える。また給水管３には給水源から
の水量Ｑを検出する水量センサ１０及び入水温度Ｔｃを
検出する入水温度センサ１２が備えられ、（給湯用）熱
交換器７の給湯加熱管１８の温度Ｔｚを検出する熱交換
器温度センサ１４、給湯管５には熱交換器７で加熱され
た湯の温度Ｔｈを検出する出湯温度センサ１６が備えら
れている。また、リモコン等に備えられ、給湯端末４の
設定温度Ｔｓを設定する温度設定手段（図示しない）を
も備える。

【００１８】さらに、給湯機本体１内には、給湯用熱交
換器及び風呂用熱交換器を備えた熱交換器７、燃焼必要
な空気を燃焼部に供給するためのファン９をも備える。
さらに複数のバーナで構成された４つのバーナ群１１、
１３、１５、１７を備えており、着火の際必ず燃焼する
バーナ群１１の両端に、バーナ群１３、バーナ群１５、
バーナ群１５の隣にバーナ群１７が備えられている。

【００１９】また、バーナ群１１には２本のバーナ、バ
ーナ群１３には４本のバーナ、バーナ群１５には５本の
バーナ、バーナ群１７には３本のバーナで構成され、合
計１４本のバーナで構成されている。また、バーナ群１
１のバーナの上部には着火する際に必要なイグナイタ３
１、バーナ群１１及びバーナ群１３のバーナの上部には
燃焼状態を監視するフレームロッドセンサ３３が設けら
れている。

【００２０】更に、複数のバーナ群１１、１３、１５、
１７にガスを供給するためのガス供給管１９が設けら
れ、ガス供給管１９にはガスの供給を開始／停止するた
めの元電磁弁２９、供給するガス量を可変するための比
例弁２８がそれぞれ備えられている。さらにそれぞれの
バーナ群１１、１３、１５、１７にガスの供給を開始／
停止するための電磁弁２１、２３、２５、２７が備えら
れている。

【００２１】上記構成において、電磁弁２１のみ開状態
のバーナ２本、電磁弁２３のみ開状態のバーナ４本、電
磁弁２１、２７が開状態のバーナ５本、電磁弁２１、２
３が開状態のバーナ６本、電磁弁２３、２７が開状態ま
たは電磁弁２１、２５が開状態のバーナ７本、電磁弁２
１、２３、２７が開状態のバーナ９本、電磁弁２１、２
５、２７が開状態のバーナ１０本、電磁弁２１、２３、
２５が開状態のバーナ１１本、電磁弁２３、２５、２７
が開状態のバーナ１２本、全電磁弁が開状態のバーナ１
４本の合計１０通りのバーナ本数にて燃焼するように電
磁弁２１、２３、２５、２７を切替て、比例弁２８の開
度を調整することにより、比例燃焼制御を行う。

【００２２】次に、給湯燃焼モードについて以下に説明
する。

【００２３】使用者により給湯栓が開けられると、水量
センサ１０が検出した給水管３を流れる水量Ｑが着火最
低流量（例えば２．０ｌ／ｍｉｎ）以上であり、かつ、
給水管３に流れる水量Ｑ、入水温度センサ１２が検出し
た入水温度Ｔｃ及び温度設定手段により設定された設定
温度Ｔｓにより演算された燃焼量が着火最低燃焼量以上
であれば、比例弁２８に通電が開始され、ファン９が作
動し、元電磁弁２９、電磁弁２１が開となりイグナイタ
３１により着火され、燃焼が開始される。

【００２４】さらに、上記演算された燃焼量に応じて、
電磁弁２１、２３、２５、２７を適宜開閉動作させ、比
例弁２８の開度を調節することにより、燃焼量の微調整
を行い、給湯端末４から出湯される湯温が設定温度Ｔｓ
になるように燃焼制御する。ここで、燃焼量を演算する
際に、設定温度Ｔｓと出湯温度Ｔｈの偏差に基づき、Ｐ
ＩＤ演算するように構成してもよい。

【００２５】次に、追焚燃焼モードについて以下に説明
する。

【００２６】いま、浴槽８内に追焚（循環加熱）動作を
させるのに充分な量（例えば浴槽水の水位が風呂配管６
と浴槽８の接続部よりも高い）ある場合に、リモコン等
に備えられた追焚スイッチ（図示しない）をオン操作す
ると、循環ポンプ３５が作動し、浴槽８内の浴槽水を循
環させると同時に、比例弁２８に通電が開始され、ファ
ン９が作動し、元電磁弁２９、電磁弁２１が開となりイ
グナイタ３１により着火され、燃焼が開始される。

【００２７】さらに浴槽水の温度と風呂の設定温度の偏
差に応じて、電磁弁２１、２３、２５、２７を適宜開閉
動作させ、追焚燃焼モードにおいては、バーナ２本、５
本、７本、１４本のいずれかの本数で燃焼させ、比例弁
２８の開度を調節することにより、燃焼量の微調整を行
い、最終的に浴槽水の温度が風呂の設定温度になるよう
に燃焼制御する。

【００２８】ここで、上記追焚燃焼モード中に給湯端末
４により給湯を開始すると同時燃焼移行モードを経て、
同時燃焼モードに移行するわけであるが、その処理動作
について図２、図３を用いて説明する。

【００２９】いま、追焚スイッチがオンで循環ポンプ３
５が作動し、風呂用熱交換器により追焚燃焼モードであ
る場合に、給湯端末４が開かれたとすると（ステップＳ
１）、現在何本のバーナ本数で燃焼しているかを検出す
る（ステップＳ２）。これは、同時燃焼移行モードの実
施時間を決定する上で、追焚燃焼モードで燃焼している
際の給湯用熱交換器の給湯加熱管１８内の湯温を考慮す
るのにあたって、追焚燃焼モードで燃焼しているバーナ
本数が多い程、給湯用熱交換器の給湯加熱管１８内全体
の湯温は高いからである。もちろん、熱交換器温度セン
サ１４が検出したＴｚを検出してもよいが、熱交換器温
度センサ１４から離れた位置の給湯用熱交換器の給湯加
熱管１８内の湯温は検出できないので、この検出方法は
好ましい。具体的には、電磁弁２１のみ開状態であれば
２本、電磁弁２１、２７が開状態であれば５本、電磁弁
２３、２７が開状態であれば７本、全ての電磁弁が開状
態であれば１４本で燃焼していると検出する。

【００３０】次に、熱交換器温度センサ１４が検出した
給湯加熱管１８の温度（給湯用熱交換器内の湯温）Ｔｚ
を検出し、検出されたＴｚと（給湯設定温度Ｔｓ−５
度）と比較する（ステップＳ３）。さらに、図３に示す
ようにステップＳ２で検出した追焚モード時の燃焼して
いるバーナ本数とステップＳ３での比較結果から、同時
燃焼モードに移行する際の同時燃焼移行モードの燃焼量
を決定する（ステップＳ４）。追焚燃焼モードで燃焼し
ているバーナ本数が多い程、また熱交換器温度センサ１
４が検出したＴｚが高い程、同時燃焼移行モードの燃焼
量を小さくするためである。

【００３１】次に、給湯設定温度Ｔｓを検出し６０度以
上であるか否か判断し（ステップＳ５）、図３に示すよ
うにステップＳ２〜Ｓ４の結果に応じて同時燃焼移行モ
ードの実施時間を決定する際の係数ａを決定する（ステ
ップＳ６）。この係数ａの値が大きい程、同時燃焼移行
モードの実施時間は長くなるので、追焚燃焼モードで燃
焼しているバーナ本数が多い程、また熱交換器温度セン
サ１４が検出したＴｚが高い程、さらに給湯設定温度Ｔ
ｓが低い程、係数ａの値を大きくする。

【００３２】そして、ステップＳ４で決定された燃焼量
でバーナ１７により加熱する同時燃焼移行モードを実施
し（ステップＳ７）、同時燃焼移行モードの実施時間が
経過したか否かを判断する（ステップＳ８）。ここでス
テップＳ８において、同時燃焼移行モードの実施時間
は、水量センサ１０により同時燃焼移行モードになって
からの給湯用熱交換器を通過する積算流量が、給湯用熱
交換器の給湯加熱管１８の容積×係数ａを越えたときか
ら、出湯温度センサ１６が検出したＴｈが所定温度（例
えば設定温度＋５度）以下になるまでの時間である。同
時燃焼移行モードの実施時間が経過するまでは同時燃焼
移行モードを継続し、同時燃焼移行モードの実施時間が
経過すると同時燃焼モードへ移行して（ステップＳ
９）、一連の動作を終了する。

【００３３】なお、以上説明した実施形態にとらわれ
ず、例えば、給水管３から給湯加熱管１８を介さずに、
給湯管５に接続したバイパス管を備え、バイパス管が給
湯管５と接続された合流部に、湯水混合弁を配置して設
定温度の湯を供給する構成において本発明を適用すれ
ば、さらに良好な出湯性を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の給湯機の全体構成を示す
ブロック図。

【図２】同時燃焼モードに移行するまでの動作を示すフ
ローチャート。

【図３】係数ａを決定するまでの過程を示す図。

【符号の説明】

３…給水管 ４…給湯端末 ５…給湯管 ６…風呂配管 ７…熱交換器 １８…給湯加熱管 ２１、２３、２５、２７…電磁弁

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給湯用熱交換器と風呂用熱交換器を同一
   の加熱部にて加熱する一缶二水路式給湯機であって、 浴槽水を前記風呂用熱交換器にて循環加熱する追焚燃焼
   モードと、 前記追焚燃焼モード中に給水源からの水を前記給湯用熱
   交換器にて加熱し、給湯端末に設定温度の湯を供給する
   同時燃焼モードと、を備えるとともに、 前記追焚燃焼モードから前記同時燃焼モードへの切替る
   際に、前記追焚燃焼モード終了後、所定時間経過するま
   では前記同時燃焼モードへの切替を待機する同時燃焼移
   行モードを備えることを特徴とする一缶二水路式給湯
   機。
2. 【請求項２】 前記同時燃焼移行モードは、前記同時燃
   焼移行モード前の前記追焚燃焼モードよりも前記加熱部
   の加熱量を小さく設定することを特徴とする請求項１記
   載の一缶二水路式給湯機。
3. 【請求項３】 前記加熱量は、前記追焚燃焼モード終了
   時の前記給湯用熱交換器内の湯温に応じて決定される加
   熱量であることを特徴とする請求項２記載の一缶二水路
   式給湯機。
4. 【請求項４】 前記加熱量は、前記同時燃焼移行モード
   前の前記追焚燃焼モード時の加熱量に応じて決定される
   加熱量であることを特徴とする請求項２記載の一缶二水
   路式給湯機。
5. 【請求項５】 前記所定時間は、前記追焚燃焼モード終
   了時の前記給湯用熱交換器内の湯温に応じて決定される
   時間であることを特徴とする請求項１記載の一缶二水路
   式給湯機。
6. 【請求項６】 前記所定時間は、前記同時燃焼移行モー
   ド前の前記追焚燃焼モード時の加熱量に応じて決定され
   る時間であることを特徴とする請求項１記載の一缶二水
   路式給湯機。
7. 【請求項７】 前記所定時間は、前記同時燃焼移行モー
   ド開始時の前記給湯端末から給湯される湯温の設定温度
   に応じて決定される時間であることを特徴とする請求項
   １記載の一缶二水路式給湯機。
8. 【請求項８】 前記所定時間は、前記追焚燃焼モード中
   に前記給湯用熱交換器内を通過する積算流量が所定流量
   に到達するまでの時間であることを特徴とする請求項１
   記載の一缶二水路式給湯機。
9. 【請求項９】 前記所定流量は、前記湯温、前記加熱
   量、前記設定温度のうち少なくとも１つに応じて決定さ
   れる係数と、前記給湯用熱交換器の給湯加熱管の容積と
   の積で演算される値であることを特徴とする請求項８記
   載の一缶二水路式給湯機。
10. 【請求項１０】 前記所定時間は、前記給湯用熱交換器
    内の湯温が所定温度以下になるまでの時間であることを
    特徴とする請求項１記載の一缶二水路式給湯機。