(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器と、入水管や出湯管等の通水管と、マイコン内蔵のコントローラとを少なくとも備えた給湯器におけるエロージョン対策装置であって、予めエロージョンの大きい通水管部位として選ばれた１ないし複数の基準箇所におけるエロージョン損量を積算するエロージョン損量積算手段を設け、該エロージョン損量積算手段によって演算されたエロージョン損量が予め定めた基準値に達すると警告を行う警告手段を設けたものにおいて、前記コントローラは、
流量検出手段として流量センサを用いて、給湯運転スイッチがオンの場合には該流量センサによる水流検出によりエロージョン損量の積算を行い、
演算されたエロージョン損量積算値が一定期間以内の短期間において一定値以上となる場合には、通水管に設けられた最大流量制御弁を絞って、単位時間当たりの可能最大流量を低下させ、
且つ給湯運転スイッチがオフの場合においても前記通水管に流れる流量を前記流量センサを用いて監視し、通水管の単位時間当りの可能最大流量を温水給湯運転が行われている場合よりも低く設定するように通水管の最大流量制御弁を制御するように構成したことを特徴とする給湯器のエロージョン対策装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯器の通水管に生じるエロージョンに対して、そのエロージョンが進行した状態となったときにその旨を警告し、これによって補修や取り替えのための情報を提供することができ、或いはエロージョンの進行を抑制して給湯器の配管寿命を延ばすことができる給湯器のエロージョン対策装置の提供を目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
従来においては、給湯器に限らず、一般に、通水管等に生じるエロージョンに対する対策として、その通水管等自体の材質、形状、サイズ等をエロージョンに対して耐性のあるものとする等の手段を施すことが行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のような対処法では、エロージョンによる通水管そのものの損傷や寿命を延ばすことができるかもしれないが、現にエロージョンが進んで、通水管に補修や取り替えが必要となった場合でも、その状態となっていることを知ることができないという問題があった。
またエロージョン対策として配水管の安全係数を多くとって、最大流量を小さく制限した場合には、所望の流量を自由に流せないといった具合に給湯器の能力を充分に活用することができないという問題もあった。
【０００４】
そこで本発明は、上記従来の問題点を解消し、給湯器の通水管においてエロージョンが進行した場合にはこれを知らせることで、通水管の補修や取り替えの必要を知らせると共に、それまでは、安心して給湯器の給湯能力を充分に利用した給湯を行うことができ、その他、通水管の寿命を給湯器の他の部材の寿命と調和させることが可能な給湯器のエロージョン対策装置の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の給湯器のエロージョン対策装置は、熱交換器と、入水管や出湯管等の通水管と、マイコン内蔵のコントローラとを少なくとも備えた給湯器におけるエロージョン対策装置であって、予めエロージョンの大きい通水管部位として選ばれた１ないし複数の基準箇所におけるエロージョン損量を積算するエロージョン損量積算手段を設け、該エロージョン損量積算手段によって演算されたエロージョン損量が予め定めた基準値に達すると警告を行う警告手段を設けたものにおいて、前記コントローラは、
流量検出手段として流量センサを用いて、給湯運転スイッチがオンの場合には該流量センサによる水流検出によりエロージョン損量の積算を行い、
演算されたエロージョン損量積算値が一定期間以内の短期間において一定値以上となる場合には、通水管に設けられた最大流量制御弁を絞って、単位時間当たりの可能最大流量を低下させ、
且つ給湯運転スイッチがオフの場合においても前記通水管に流れる流量を前記流量センサを用いて監視し、通水管の単位時間当りの可能最大流量を温水給湯運転が行われている場合よりも低く設定するように通水管の最大流量制御弁を制御するように構成したことを第１の特徴としている。
【０００６】
上記本発明の第１の特徴において、エロージョン損量は、エロージョンによって損じた通水管の厚み量、エロージョンによって損じた管厚に対する割合を含む全体量及び相対量を含むものとする。
また基準値とは、エロージョンがある程度進んで、通水管の補修ないし取り替えが必要となり、或いはそれより多少手前の段階にあるエロージョン損量の値を予め実験により得て、これを基準値としたものである。
また警告とは、配管を補修し或いは取り替えるべき旨の表示や音声、その他による使用者への知らせである。また警告手段とは、表示装置や音声発生器とそれに警告表示や警告音声を出すように制御する制御手段である。
本発明の第１の特徴によれば、演算されたエロージョン損量が基準値を達すると、警告がなされるので、使用者はその警告によって、給湯器の通水管の補修或いは取り替えの時期がきていることを知ることができ、大事に至るまでに適切な処置を行うことができる。また給湯器としては、警告がなされる機構とされているので、通水流量等における過大な安全率を採用せずともよくなり、給湯器の所望の能力に応じた充分なる流量でもって給湯を行うことができる。
また、エロージョン損量が演算される部位は、エロージョンの大きい通水管部位であるので、その部位でのエロージョン損量を演算することで、全通水管における管理を充分に行うことができる。
【０００７】
また本発明の第１の特徴によれば、前記コントローラは、流量検出手段として流量センサを用いて、給湯運転スイッチがオンの場合には該流量センサによる水流検出によりエロージョン損量の積算を行うように構成している。従ってエロージョン損量の演算に必要な流量を、１つの流量センサを用いて得ることができる。
【０００８】
また本発明の第１の特徴によれば、前記コントローラは、演算されたエロージョン損量積算値が一定期間以内の短期間において一定値以上となる場合には、通水管に設けられた最大流量制御弁を絞って、単位時間当たりの可能最大流量を低下させるように構成している。ここで、演算されたエロージョン損量積算値が一定期間以内の短時間において一定値以上になるとは、要するに、エロージョン損量が短期間でかなりの量まで増加するような場合をいい、このような場合には、通水管の寿命が早く来すぎるので、通水管を通る可能最大流量を低下させることで、エロージョン損量を減らし、通水管の寿命を延ばす意味がある。前記一定期間としては例えば６か月、一定値としては例えば通水管の管厚の２０％とすることができるが、何れも予め実験により決めておくことができる。
【０００９】
また本発明の第１の特徴によれば、前記コントローラは、給湯運転スイッチがオフの場合においても前記通水管に流れる流量を前記流量センサを用いて監視し、通水管の単位時間当りの可能最大流量を温水給湯運転が行われている場合よりも低く設定するように通水管の最大流量制御弁を制御するように構成している。給湯器においては、給湯運転スイッチがオフの状態において、水だけを流す場合があるが、その場合においてもエロージョンが生じる。従って、給湯器のエロージョン対策としては、給湯運転スイッチがオフの場合にも行うのが好ましい。よって、給湯運転スイッチがオフの場合においても前記通水管に流れる流量を流量検出手段である流量センサを用いてマイコン内蔵のコントローラで監視する。しかも、給湯運転スイッチがオフの場合には通水管の可能最大流量を温水給湯運転が行われている場合よりも低く設定する。上水道は水圧が高いため、カランを開くと大容量の水が流れやすく、エロージョンを招き易い。給湯運転スイッチがオフの場合には通水管の可能最大流量を給湯運転スイッチがオンの場合よりも低くすることで、水だけを流す場合におけるエロージョンを減らすことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態例を示す給湯器の全体構成図、図２は本発明装置における実施の形態例を説明するコントローラによる制御フローチャートである。図３は本発明装置における他の実施の形態例を説明するコントローラによる制御フローチャートである。
【００１１】
図１において、給湯器１は、熱交換器10と、入水管21、出湯管22、バイパス管23とを少なくとも有する通水管20を備えている。
前記熱交換器10は瞬間式熱交換器とし、例えば、図示しない石油バーナやガスバーナにより加熱することができる。勿論、貯湯式熱交換器であってもよい。
前記熱交換器10は、浴槽水を追い焚き循環加熱させるための追い焚き用熱交換コイルをも備えて、いわゆる一缶二回路の風呂追い焚き機能付きの給湯器としてもよい。
【００１２】
前記通水管20の入水管21におけるバイパス管23分岐点より上流位置には、流量検出手段としての流量センサ31と入水温度センサ32が設けられている。また出湯管22におけるバイパス管23合流点よりも上流位置には温度検出手段として出湯温度センサ33が設けられている。また出湯管22のバイパス管23合流点よりも下流位置には温度検出手段として給湯温度センサ34と、最大流量制御弁35が設けられている。
前記バイパス管23にはバイパス流量調整弁36が設けられている。
前記流量センサ31は、水流検出手段を兼ねることができる。よってこの例では、水流の有無を検出する専用の水流センサは設けていない。
【００１３】
給湯器１の制御を行うのがマイコン内蔵のコントローラ40で、前記各センサ31、32、33、34やリモコン50からの情報を入力し、内蔵されたソフトウエアに従って、演算し、判断し、所定の動作命令を給湯器１の前記最大流量制御弁35、リモコン50、その他の部材に出力する。
前記リモコン50には図示しない表示部を設けて、後述する通水管20の補修ないし取り替えのための警告を表示することができるようにしている。
【００１４】
給湯器の通水管20において、エロージョンが起こりやすい通水管部位はエロージョン損量が大きくなりやすい部位ということができるが、一般には乱流の起こりやすい部位ということができる。例えば、曲がり角の付近や、合流点付近、或いは管径が変化する付近等である。またエロージョン損量の程度は通水管20の材料や内径の大きさによっても左右される。
本発明では、その様なエロージョン損量が大きくなりやすい部位を１ないし複数個所選んで基準個所とする。例えば、図１において、符号Ａで示す出湯管22の角部や符号Ｂで示す合流点付近である。
【００１５】
今、エロージョン損量が多い基準個所Ａにおけるエロージョン損量の積算値Ｉを演算する場合には、該基準個所Ａにおける、演算式を予め実験によって求めておく。そしてこの演算式をコントローラ40のマイコン内に記憶させておき、この演算式を用いて通水時間で積算するのである。
前記演算式は、通水管20である出湯管22の管の内径等に基づいて与えられる配管係数ａと、その基準個所Ａが排水管20のどの様な場所にあるかによって与えられる部位係数ｂと、その基準個所Ａを通る流水の温度ｔと、その基準個所Ａにおける流速ｖと、通水時間ｈとから、例えば次の数１に表すことができる。
【００１６】
【数１】
Ｉ＝Σ｛ｆ（ａ, ｂ，ｔ，ｖ）・ｈ｝
ここで、Ｉ：エロージョン損量の積算値
Σ：積算を表す記号
ｆ：方程式を表す記号
ａ：配管係数
ｂ：部位係数
ｔ：温度
ｖ：流速
ｈ：通水時間
【００１７】
前記数１に基づいて、より簡易で正確にエロージョン損量の積算量を演算することができる実験式を予め実験によって得、これをマイコン内に記憶させておく。
【００１８】
同様に、予め実験によって得た、前記基準個所Ａにおける、通水管の補修ないし取り替えが必要となるエロージョン損量を、基準値ＩS として、予めコントローラ40のマイコン内に記憶させておく。
【００１９】
コントローラ40による、エロージョン損量の積算値Ｉの演算及び基準値ＩS との比較、及びリモコン50での警告等の一連の制御を図２のフローチャートを参照して説明する。
今、給湯器１の給湯運転スイッチがオンの状態（ステップＳ１でイエス）になると、コントローラ40は流量センサ31からの信号を監視し、流量センサ31が水流を検出している信号を入力すると（ステップＳ２でイエス）、エロージョン損量積算値Ｉの演算を開始する（ステップＳ３）。
即ち、コントローラ40は、内蔵しているエロージョン損量積算値Ｉの演算式に基づいて、出湯温度センサ33が検出する温度ｔと、前記流量センサ31が検出する流量に基づいて分配演算される基準個所Ａの流量から、さらに演算される基準個所Ａでの流速ｖと、コントローラ40のマイコン内で計測される通水時間ｈとから、現時点でのエロージョン損量積算値Ｉを演算する。
【００２０】
そして、コントローラ40は、予め記憶させておいた基準値ＩS と前記積算値Ｉとを比較し（ステップＳ４）、積算値Ｉが基準値ＩS 以上となる場合（ステップＳ４でイエス）には、コントローラ40はリモコン50に対して警告表示を行うように指令を出す（ステップＳ５）。
リモコン50はコントローラ40からの指令により、表示部に警告表示を行う（ステップＳ６）。
前記警告は、例えば、通水管20（出湯管22）に寿命がきている旨や、寿命により通水管20の補修や取り替えをすべき旨の知らせである。
【００２１】
尚、上記で説明した例では、基準個所をＡの一か所としたが、複数個所としてもよい、その場合には、複数個所においてそれぞれエロージョン損量積算値Ｉをそれぞれの基準値における条件での演算式を用いて演算し、基準値ＩS と比較する。そして、何れかの基準個所におけるエロージョン損量積算値Ｉが基準値ＩS 以上になった時点で、コントローラ40はリモコン50に警告表示を指令する。
また、給湯器１の給湯運転スイッチがオンであるとは、その状態で何れかのカラン等が開放されて通水管20に通水がなされると、給湯器１のバーナ等の燃焼が開始され温水が出湯される状態をいうが、上記で説明した例では、給湯器１の給湯運転スイッチがオンであることを前提にして、エロージョン損量を積算する構成としている。しかしながら、勿論、給湯器１の給湯運転スイッチがオフの状態においても、水流が発生するとエロージョン損量を積算するようにしてもよい。この場合には、少なくとも加熱されない水しか通水管20に流れることがないが、その場合でも、エロージョンは生じる。よって、要するに給湯運転スイッチがオフの状態の場合も含めることで、全てのエロージョン損量の積算を行うことができ、より正確な値を得ることができると考えられる。
【００２２】
図３を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。上記したように給湯器１におけるエロージョンは、温水の給湯がなされる場合の他に、給湯器１の給湯運転スイッチがオフにある場合でも、カラン等が開放されて水が通水管20を流れると生じる。そしてその場合、一般に上水道は元水圧が高いので、通水量も多くなりやすく、エロージョンの発生が懸念される。
そこで、本実施態様においては、給湯器１の給湯運転スイッチがオフの場合においても、コントローラ40により流量センサ31での検出流量を監視し（ステップＳ11）、単位時間当たりの流量が、予め定めた通水管20の単位時間当たりの可能最大流量Ｑを越える場合には、通水管20の最大流量制御弁35を制御して流量を前記可能最大流量Ｑ以下に流量制御する（ステップＳ13）。
前記給湯運転スイッチがオフの場合における可能最大流量Ｑは、給湯運転スイッチがオンの場合における場合よりも小さい値とする。この値Ｑは、加熱されない水が流されることによってはあまりエロージョンが生じない程度の値か、或いはエロージョンが生じない値として、予め実験によって定め、コントローラ40のマイコン内に記憶させておくことができる。
【００２３】
尚、第２の実施形態における制御を、第１の実施形態における制御と組み合わせるようにしてもよい。
その他、上記の各実施形態において、非常に頻繁に使用するとわかっている現場においては、給湯器の通水管において、予め、あまり大きな流量で給湯ができないように、可能最大流量を通常の場合より一層小さく設定するようにしてもよい。
また、複数個所でエロージョン損量積算値Ｉを演算している場合において、その値Ｉが基準値ＩS 以上となる場合には、警告と共にその部位を表示器に示して、知らせるようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は以上の構成よりなり、請求項１に記載の給湯器のエロージョン対策装置によれば、予めエロージョンの大きい通水管部位として選ばれた１ないし複数の基準個所におけるエロージョン損量を積算するエロージョン損量積算手段を設け、該エロージョン損量積算手段によって演算されたエロージョン損量が予め定めた基準値に達すると警告を行う警告手段を設けたので、
演算されたエロージョン損量が基準値に達すると、警告がなされるので、使用者はその警告によって、給湯器の通水管の補修或いは取り替えの時期がきていることを知ることができ、大事に至るまでに適切な処置を行うことができる。
警告がなされる機構とされているので、通水流量等における過大な安全率を採用せずともよくなり、給湯器の所望の能力に応じた充分なる流量でもって給湯を行うことができる。
またエロージョン損量が演算される部位は、エロージョンの大きい通水管部位であるので、その部位でのエロージョン損量を演算することで、全通水管における管理を充分に行うことができる。
またコントローラは、流量検出手段として流量センサを用いて、給湯運転スイッチがオンの場合には該流量センサによる水流検出によりエロージョン損量の積算を行うように構成しているので、エロージョン損量の演算に必要な流量を１つの流量センサを用いて得ることができる。
またコントローラは、演算されたエロージョン損量積算値が一定期間以内の短期間において一定値以上となる場合には、通水管に設けられた最大流量制御弁を絞って、単位時間当りの可能最大流量を低下させるように構成しているので、
通水管の寿命が早く来すぎるおそれがある場合には、通水管を通る可能最大流量を低下させることができるので、それ以降におけるエロージョン損量を減らし、通水管の寿命を延ばすことができる。
またコントローラは、給湯運転スイッチがオフの場合においても前記通水管に流れる流量を流量センサを用いて監視し、通水管の単位時間当りの可能最大流量を温水給湯運転が行われている場合よりも低く設定するように通水管の最大流量制御弁を制御するように構成しているので、
給湯運転以外におけるエロージョンによる寿命の低下を抑制し、よって給湯器全体としての通水管におけるエロージョンによる寿命を長くすると共に、給湯器の本来の目的である給湯運転をそれだけ長く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示す給湯器の全体構成図である。
【図２】本発明装置における実施の形態例を説明するコントローラによる制御フローチャートである。
【図３】本発明装置における他の実施の形態例を説明するコントローラによる制御フローチャートである。
【符号の説明】
１  給湯器
10  熱交換器
20  通水管
21  入水管
22  出湯管
31  流量センサ
35  最大流量制御弁
40  コントローラ
50  リモコン
Ａ、Ｂ  基準個所
【図１】
0003695060.tif 000002
【図２】
0003695060.tif 000003
【図３】
0003695060.tif 000004