(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転スイッチ(51)と、
水回路(1) を開閉する出湯コック(41)と、
前記水回路(1) 内に流れる水を加熱する為の水加熱部(3) と、
ガバナ部(21)とスイッチ部より構成され前記水回路(1) 内に水流が生じた場合と前記水回路(1) 内が凍結した場合に検知信号を出力する水流スイッチ(25)とを具備する先止式湯沸器であって、
前記水流スイッチ(25)から出力されている前記検知信号が消失した場合と運転スイッチ(51)がＯＮ操作された場合の夫々の場合にスタートして設定時間だけ出湯許容信号を出力する待機タイマー(T1)と、
前記待機タイマー(T1)が前記出湯許容信号を出力しているときに水流スイッチ(25)が検知信号を出力した場合にのみ水加熱部(3) を作動させる水加熱部制御手段を具備させた先止式湯沸器。
【請求項２】
前記設定時間は、前記運転スイッチ(51)がＯＮ操作された場合に選択される第１の設定時間と前記水流スイッチ(25)の前記検知信号が消失した場合に選択される第２の設定時間から構成され、
前記第２の設定時間は前記第１の設定時間よりも大きい請求項１の先止式湯沸器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は先止式湯沸器、特に、水回路が凍結したときにガスバーナが燃焼する危険を回避できるようにした先止式湯沸器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、先止式湯沸器の水回路及びガス回路の概略構成を例示したものである。
水回路(1) には、その上流側から、水圧応動ガス弁(2) の水ガバナ部(21)と熱交換器(31)と更に出湯コック(41)がこの順序で配設されている。
【０００３】
上記熱交換器(31)と共に水加熱部(3) を構成するガスバーナ(32)へのガス回路(33)には、元弁(34)とその下流側に位置し且つ前記水圧応動ガス弁(2) を構成する出力弁(22)が配設されており、該出力弁(22)は上記した水ガバナ部(21)と連動して開閉動作するようになっている。又、前記水ガバナ部(21)の状態はリミットスイッチ(24)（スイッチ部）で監視されており、これらリミットスイッチ(24)と水ガバナ部(21)によって水流スイッチ(25)が構成されている。
【０００４】
図４は、水圧応動ガス弁(2) 及び水流スイッチ(25)の具体的な構成を示している。
水回路(1) 内の水圧変化によって変形するダイヤフラム(210) には出力軸(211) が連設されており、該出力軸(211) の進退移動に連動して出力弁(22)が開閉される一方、前記出力軸(211) に設けられた突出体(212) によってリミットスイッチ(24)が押されてこれがＯＮ・ＯＦＦされる構成となっている。
【０００５】
上記リミットスイッチ(24)の出力は制御装置(5) に印加されており、更に、該制御装置(5) には、ガスバーナ(32)用の点火装置(35)や運転スイッチ(51)等が電気接続されている。
このものでは、運転スイッチ(51)がＯＮ操作されると待機状態となる。
この状態で出湯コック(41)が開放されて水回路(1) 内に水流が生じると、この時の水圧変動に応答して水圧応動ガス弁(2) の水ガバナ部(21)が作動すると共に、これによって出力軸(211) が進出して出力弁(22)が開弁せしめられる。一方、水ガバナ部(21)の作動によってその出力軸(211) が前記のように進出移動すると、該出力軸(211) の側部に突出する突出体(212) によってリミットスイッチ(24)が押されて該スイッチから検知信号が出力される。すると、該検知信号に基づいて点火装置(35)が作動せしめられるとともにガス回路(33)に配設された元弁(34)が開かれてガスバーナ(32)が着火して燃焼状態に維持され、これにより、給湯動作が進行する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のものでは、運転スイッチ(51)がＯＮ操作されたまま放置されているときに水回路(1) 内が凍結すると、該水回路(1) 内に水が流れていないにも関わらずガスバーナ(32)が燃焼し始めるという問題がある。
上記問題について更に詳述する。
【０００７】
運転スイッチ(51)がＯＮ操作されたまま放置されているときに水回路(1) 内が凍結すると、図４に示す水ガバナ部(21)の一次側水室(219) 内の滞留水が凍結による体積膨張を起こし、これにより出力軸(211) を進出させる方向にダイヤフラム(210) が変形する。具体的には、一次側水室(219) が体積膨張を起こすと、該出力軸(211) の端面(211a)に該出力軸(211) を外部へ押圧する力が図示しないバネに抗して作用し、前記外部へ押圧する力が前記バネの力を上回ると前記出力軸(211) が前記の方向へ進出する。出力弁(22)が開弁すると共にリミットスイッチ(24)が検知信号を出力することから、出湯コック(41)が閉じられているにも関わらずガスバーナ(32)が燃焼する問題が生じるのである。
【０００８】
本願はかかる点に鑑みて成されたもので、
『運転スイッチ(51)と、
水回路(1) を開閉する出湯コック(41)と、
前記水回路(1) 内に流れる水を加熱する為の水加熱部(3) と、
ガバナ部(21)とスイッチ部より構成され前記水回路(1) 内に水流が生じた場合と前記水回路(1) 内が凍結した場合に検知信号を出力する水流スイッチ(25)とを具備する先止式湯沸器』であって、水回路(1) 内の凍結に起因して水流スイッチ(25)が検知信号を出力した場合でも水加熱部(3) が作動しないようにすることをその課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に請求項１の発明は、
『前記水流スイッチ(25)から出力されている前記検知信号が消失した場合と運転スイッチ(51)がＯＮ操作された場合の夫々の場合にスタートして設定時間だけ出湯許容信号を出力する待機タイマー(T1)と、
前記待機タイマー(T1)が前記出湯許容信号を出力しているときに水流スイッチ(25)が検知信号を出力した場合にのみ水加熱部(3) を作動させる水加熱部制御手段を具備させた』ことである。
【００１０】
上記発明によれば、運転スイッチ(51)がＯＮ操作されたときや水流スイッチ(25)からの検知信号が消失したとき（出湯停止操作されたとき）にスタートする待機タイマー(T1)がタイムアップするまでに出湯コック(41)が開放されて水流スイッチ(25)から検知信号が出力された場合には、水加熱制御手段によって、水加熱部(3) が作動せしめられて出湯動作が開始される。
【００１１】
一方、上記運転スイッチ(51)のＯＮ操作時等から待機タイマー(T1)の設定時間が経過するまで出湯コック(41)が開放されない場合、即ち、運転スイッチ(51)がＯＮ操作された後に湯沸器が長時間不使用状態に放置された場合は、水回路(1) 内が凍結する心配が生じる。ところが、この場合は、前記待機タイマー(T1)がタイムアップして該タイマーから出湯許容信号が出力されなくなるから、かかる条件下で水回路(1) 内が凍結して水流スイッチ(25)から検知信号が出力されることがあっても、水加熱部(3) が作動することはない。
【００１２】
請求項２の発明は、『前記設定時間は、前記運転スイッチ(51)がＯＮ操作された場合に選択される第１の設定時間と前記水流スイッチ(25)の前記検知信号が消失した場合に選択される第２の設定時間から構成され、前記第２の設定時間は前記第１の設定時間よりも大きい』ものである。この発明は、水回路(1) 内の温度が比較的高い出湯停止後は、該水回路(1) 内が凍結温度に低下するまでに要する時間が比較的長くなることを考慮して第２の設定時間を第１の設定時間よりも長くしたものである。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、待機タイマー(T1)がタイムアップした後には水流スイッチ(25)が検知信号を出力しても水加熱部(3) を作動させないから、水回路(1) 内の凍結に起因して水流スイッチ(25)が検知信号を出力した場合に水加熱部(3) が発熱動作する心配が少なくなる。
【００１４】
請求項２の発明では、第２の設定時間を第１の設定時間よりも長くしたから、比較的凍結し難い出湯停止後は運転スイッチ(51)を操作する必要性が少なくなり、使い勝手の良い先止式湯沸器が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本願発明の実施の形態に係る先止式湯沸器の水回路，ガス回路及び制御回路の概略図である。
水回路(1) には、水加熱部(3) を構成する熱交換器(31)が設けられていると共に、その下流端には出湯コック(41)が配設されている。
【００１６】
前記水回路(1) に於ける熱交換器(31)の上流側には能力調整手段(26)を構成する水量調節部(261) が設けられていると共に、該水量調節部(261) と連動するガス量調節部(262) がガス回路(33)に於けるガスバーナ(32)の近傍に設けられている。そして、能力調整手段(26)の操作ハンドル(263) を回動させると水量調整部(261) が全開状態に維持されたままで、ガス量調節部(262) が最小開度から最大回路に変化し、更に操作ハンドル(263) を回動させると、ガス量調節部(262) が前記最大開度に維持された状態で水量調節部(261) が最大開度から最小開度に変化し、これにより、給湯能力が調整できるように成っている。
【００１７】
水回路(1) に於ける前記能力調整手段(26)の配設部の上流側には、水圧応動ガス弁(2) の水ガバナ部(21)が配設されていると共に、該水圧応動ガス弁(2) を構成する出力弁(22)はガス回路(33)に於ける前記ガス量調節部(262) の上流側に挿入されており、これら水ガバナ部(21)と出力弁(22)の連動機構は既述した図４のものと同様に構成されている。又、前記図４と同様に、前記水ガバナ部(21)の出力軸(211) の進退移動によってＯＮ・ＯＦＦされるリミットスイッチ(24)が設けられており、該リミットスイッチ(24)と前記水ガバナ部(21)によって水流スイッチ(25)が構成されている。更に、上記ガス回路(33)の上流端には元弁(34)が配設されている。
【００１８】
上記元弁(34)は、マイクロコンピュータが組み込まれた制御装置(5) で開閉制御されると共に、前記制御装置(5) にはガスバーナ(32)の近傍に配設された点火装置(35)や炎検知器(39)が電気接続されている。
上記制御装置(5) は、電池(61)で駆動されるように成っており、該電池(61)から制御装置(5) の電源端子(52)に繋がる回路にはスイッチングトランジスタ(62)が挿入されている。
電池(61)からの電源電圧は時計装置(63)に印加されており、該時計装置(63)によって現在時刻が判るようにしている。又、水流スイッチ(25)を構成するリミットスイッチ(24)の出力接点(24a) の開閉信号はノイズフィルター(54)を介して制御装置(5) に印加されている。
【００１９】
自動復帰型押しボタン式の運転スイッチ(51)の出力はコンデンサ(55)と反転回路(58)を介してスイッチングトランジスタ(62)のベ−スに印加されていると共に、前記コンデンサ(55)の出力は制御装置(5) に直接に印加されている。又、上記コンデンサ(55)と反転回路(58)の間の回路部とアース部の間には放電用ダイオード(57)が挿入されている。更に、制御装置(5) の自己保持用出力端子(53)には反転回路(59)が接続されていると共に該反転回路(59)の出力信号はスイッチングトランジスタ(62)のベースに印加されている。又、制御装置(5) の出力部には運転ランプ(50)が接続されている。
【００２０】
上記制御装置(5) に組み込まれたマイクロコンピュータ内には、図２のフローチャートに示す内容の制御プログラムが格納されている。以下、上記先止式湯沸器の動作の実際を図２に従って説明する。
運転スイッチ(51)をＯＮ操作する（運転スイッチ(51)に接続された回路を電池(61)側の回路に繋げる）と、コンデンサ(55)が充電されると共にその反転信号が反転回路(58)から出力され、これにより、スイッチングトランジスタ(62)が一定時間（コンデンサ(55)の容量と反転回路(58)内の抵抗の抵抗値で決まる時定数に対応する時間）ＯＮ動作する。そして、運転スイッチ(51)に付与していた操作力が解除されてこれが放電抵抗(56)側に自動復帰すると、該放電抵抗(56)を介してとコンデンサ(55)の電荷が放電する。
【００２１】
上記スイッチングトランジスタ(62)がＯＮ状態になると、電源端子(52)を介して電源供給を受ける制御装置(5) 内のマイクロコンピュータが図２に示すフローチャートに従った制御動作を開始する。
前記マイクロコンピュータは、ステップ(ST1) に於いて自己保持用出力端子(53)にＨ信号を出力してスイッチングトランジスタ(62)を強制的にＯＮ状態に維持する。又、運転スイッチ(51)が投入されたことを記憶する為に待機時間補正係数Ａを「１」にセットする。
【００２２】
次に、ステップ(ST2) において水流スイッチ(25)の出力を判断し、これが検知信号としてのＯＮ信号を出力している場合は、水回路(1) 内が凍結していると判断する。即ち、図４に示す水ガバナ部(21)の一次側水室(219) 内の滞留水が凍結によって体積膨張して出力軸(211) が進出動作し、これによって該出力軸(211) の突出体(212) がリミットスイッチ(24)を投入していると判断するのである。尚、運転スイッチ(51)がＯＮ操作される前に出湯コック(41)が開かれて水が流れているときには運転スイッチ(51)がＯＮ操作された時点で凍結と判断されてしまうが、通常このような順序で操作することはないため、かかる不都合は殆ど生じない。
【００２３】
次に、ステップ(ST3) で運転ランプ(50)を点灯させて運転スイッチ(51)が投入されたことを表示させた後、ステップ(ST4) において、現在時刻が水回路(1) 内の凍結を来たし易い時間帯か否かを判断する。
即ち、時計装置(63)が出力する現在時刻が午前８時から午後４時までの間にあるか否かをステップ(ST4) で判断し、現在時刻がこの時間帯内にある場合は該時間帯から外れている夜間及び早朝に比べて水回路(1) 内が凍結し難い。従って、かかる場合は前記運転スイッチ(51)のＯＮ操作時から制御装置(5) の電源を強制的に遮断するまでの時間を比較的長くする為にその演算に使用する基本時間Ｋを１時間に設定する（ステップ(ST5) ）。一方、タイマー(63)の出力する現在時刻が前記時間帯から外れている場合（早朝や夜間）に於いては外気温が比較的低く、水回路(1) 内が比較的凍結し易いから、かかる場合はステップ(ST6) において基本時間Ｋを０．５時間に設定する。そして、ステップ(ST7) に於いて、マイクロコンピュータに内蔵された待機タイマー(T1)を「０」にリセットする。
【００２４】
次に、ステップ(ST8) を実行し、水流スイッチ(25)を構成するリミットスイッチ(24)の出力接点(24a) 部分の信号（検知信号）が印加される水流スイッチ監視端子(67)の状態を判断する。そして、前記水流スイッチ監視端子(67)に印加されている信号がＬからＨに変化した場合、即ち、出湯コック(41)が開操作されて水流スイッチ(25)が水流検信号を出力した場合は、元弁(34)を開弁させて点火装置(35)を作動させることによってガスバーナ(32)を着火し燃焼状態に維持する（ステップ(ST14)参照）。これにより出湯動作が継続し、水流スイッチ(25)からの検知信号が消失したことがステップ(ST15)で確認できると、ステップ(ST16)でガスバーナ(32)を消火させると共に、待機時間補正係数Ａを「２」にセットし、その後、制御動作を既述ステップ(ST4) の工程に移行させる。尚、この実施の形態では、ステップ(ST14)〜(ST16)を実行してガスバーナ(32)を燃焼・消火させるマイクロコンピュータの機能部が請求項１の発明の発明特定事項として記載した水加熱部制御手段に対応する。
【００２５】
一方、上記ステップ(ST8) を実行したときに水流スイッチ(25)が水流を検知しておらず水流スイッチ監視端子(67)にＬ信号が印加されている場合、即ち、出湯コック(41)が開操作がされていない場合は、待機タイマー(T1)の計測時間が待機時間としての「基本時間Ｋ×待機時間補正係数Ａ」以下か否かを判断する。尚、待機時間補正係数Ａは、既述したように、運転スイッチ(51)が操作されたときは「１」にセットされている（ステップ(ST1) 参照）。一方、出湯コック(41)が閉じられた出湯停止時にはガスバーナ(32)の余熱等で水圧応動ガス弁(2) 部分の水回路(1) 内が凍結し難いことから上記待機時間を長くすべく「２」にセットされる。そして、この実施の形態では、前記待機時間補正係数Ａ＝１の場合に於ける前記待機時間たる「基本時間Ｋ×待機時間補正係数Ａ」が請求項２の発明の発明特定事項として記載した第１の設定時間に対応しており、前記待機時間補正係数Ａ＝２の場合に於ける前記待機時間「基本時間Ｋ×待機時間補正係数Ａ」が請求項２の発明の発明特定事項として記載した第２の設定時間に対応している。
【００２６】
上記ステップ(ST9) を実行したときに待機タイマー(T1)の計測時間が上記待機時間としての「基本時間Ｋ×待機時間補正係数Ａ」以下であることが確認できると、ステップ(ST8) 〜ステップ(ST9) の実行を繰り返して待機時間が経過するまで水流スイッチ(25)と運転スイッチ(51)の出力を監視する。即ち、既述水流スイッチ監視端子(67)や運転スイッチ監視端子(66)の状態を、前記待機時間が経過するまで監視するのである。そして、上記監視時間が前記待機時間（基本時間Ｋ×待機時間補正係数Ａ）が経過したときには、長時間不使用によって水回路(1) 内が凍結する心配があることから、ステップ(ST11)で運転ランプ(50)を消灯させた後にステップ(ST12)において自己保持用出力端子(53)にＬ信号を出力してスイッチングトランジスタ(62)をＯＦＦ状態にし、これにより、制御装置(5) の電源を遮断して器具停止状態に維持する。従って、以後水回路(1) 内が凍結しても水加熱部(3) が燃焼する心配がなくなる。
【００２７】
尚、ステップ(ST10)を実行したときに運転スイッチ(51)がＯＦＦ操作されたことが確認された場合は、器具停止の為のステップ(ST11)以下の工程に制御動作が移される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の発明の実施の形態にかかる先止式湯沸器の概略構造図
【図２】図１の先止式湯沸器の制御装置(5) に組み込まれたマイクロコンピュータに格納された制御プログラムを説明するフローチャート
【図３】従来例の説明図
【図４】水圧応動ガス弁(2) 及び水流スイッチ(25)の説明図
【符号の説明】
(1) ・・・水回路
(3) ・・・水加熱部
(21)・・・水ガバナ部
(25)・・・水流スイッチ
(51)・・・運転スイッチ
(T1)・・・待機タイマー
【図１】
0003650674.tif 000002
【図２】
0003650674.tif 000003
【図３】
0003650674.tif 000004
【図４】
0003650674.tif 000005