(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水路から供給された水をバーナの燃焼熱により加熱して出湯路に供給する熱交換器と、
設定温度を設定する温度設定手段と、
器具に通水される水の流量を検出する流量センサと、
上記流量センサの検出値が所定値以上となった時に上記バーナの燃焼動作を開始し、出湯温度が上記設定温度に近づくように燃焼制御する燃焼制御手段と
を備えた給湯器において、
通電されることで発熱し、その熱量に応じてばね荷重が変化する形状記憶合金製ばねと、
上記形状記憶合金製ばねにより弁体を位置決めして、器具に通水される流量の最大値を調節する流量調節手段と、
上記設定温度での出湯が可能な最大流量を算出し、上記流量センサの検出値が該算出流量を越えた場合には、該流量センサの検出値が該算出流量に近づくように上記形状記憶合金製ばねに通電して流量制御する流量制御手段と
を備えたことを特徴とする給湯器。
【請求項２】
上記形状記憶合金製ばねは、水流路と接触して設けられることを特徴とする請求項１記載の給湯器。
【請求項３】
上記流量調節手段は上記形状記憶合金製ばねが通電されていないときには全開状態となることを特徴とする請求項１又は２記載の給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は設定温度に応じて入水流量を制限する給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、供給された水をバーナの燃焼熱により加熱して出湯するガス給湯器が知られている。一般にこのような給湯器は、バーナの燃焼量を調節して出湯温度を設定された設定温度に近づける出湯温制御を行なう。しかし、設定温度と入水温度との温度差が大きく、更に入水流量が大きいといった場合には、器具の最大能力を越えてしまい、バーナの燃焼量が最大であっても出湯温度が設定温度に達しないといったことが起こるため、設定した温度の湯が出湯されず不便であった。
【０００３】
このため最近では、設定温度と入水温度との偏差に応じて、熱交換器に通水できる流量の最大値（以下、単に最大入水流量と呼ぶ）を連続的に変化させる水量制御モータ弁を用いたものが知られている。図２は水量制御モータ弁を備えた給湯器の概略構成図である。この給湯器は、給水路１と出湯路２とが接続される熱交換器３と、熱交換器３を流れる水を加熱するためのバーナ４と、バーナ４にガスを供給するガス供給路５と、燃焼制御を司どるコントローラ６とを備える。給水路１には、入水温度を検出する入水温度センサ７と、入水流量を検出する流量センサ８と、入水流量を調節する水量制御モータ弁３０とが設けられ、また出湯路２には、出湯温度を検出する出湯温度センサ９が設けられ、その下流側には給湯栓１０が接続される。またガス供給路５には、流路の開閉を行なうメイン電磁弁１１，元電磁弁１２と、ガス量を調節する比例弁１３とが設けられる。
【０００４】
水量制御モータ弁３０は、給水路１と直列に連結される制御室３１内に摺動可能に設けられる制御弁体３２と、制御室３１の外側で制御弁体３２に接続される第１ギア３３と、通電されることにより駆動するモータ３４と、モータ３４に接続され第１ギア３３と歯合する第２ギア３５とを備える。制御弁体３２は、第１ギア３３の回転動作に連動して摺動し、モータの駆動により位置が調節される。
【０００５】
コントローラ６には、設定温度を設定するための温度設定スイッチを備えたリモコン１４が接続され、リモコン１４で設定された設定温度と出湯温度センサ９により検出した出湯温度との偏差に応じて、比例弁１３の開度を変化させてバーナ４の燃焼量を調節する出湯温制御を行なう。
【０００６】
次に、この給湯器の動作について説明する。コントローラ６はリモコン１４で設定された設定温度と、入水温度センサ７により検出した入水温度と、器具の最大能力とに基づいて、その設定温度での最大入水流量を演算し、その最大入水流量と流量センサ８の検出する流量とを比較演算して、流量センサ８の検出値が最大入水流量を越えている場合には、制御弁体３２の位置を調節して開度を絞り、その設定温度での最大入水流量以上の水が熱交換器３に流れて能力オーバーとならないように、熱交換器３への給水量を調節する。そのため給湯栓１０が最大に開かれても、入水温度や設定温度にかかわらず常に設定温度での出湯が可能となると共に、設定温度に応じた最大限の出湯量を得ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような水量制御モータ弁は、モータを使用しているため非常に高価であり、普及するには及ばないのが現実であった。
【０００８】
本発明の給湯器は上記課題を解決し、設定温度での出湯を得ると共に、十分な能力範囲を得るための最大出湯量の確保を安価な構成で行なうことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１記載の給湯器は、給水路から供給された水をバーナの燃焼熱により加熱して出湯路に供給する熱交換器と、
設定温度を設定する温度設定手段と、
器具に通水される水の流量を検出する流量センサと、
上記流量センサの検出値が所定値以上となった時に上記バーナの燃焼動作を開始し、出湯温度が上記設定温度に近づくように燃焼制御する燃焼制御手段と
を備えた給湯器において、
通電されることで発熱し、その熱量に応じてばね荷重が変化する形状記憶合金製ばねと、
上記形状記憶合金製ばねにより弁体を位置決めして、器具に通水される流量の最大値を調節する流量調節手段と、
上記設定温度での出湯が可能な最大流量を算出し、上記流量センサの検出値が該算出流量を越えた場合には、該流量センサの検出値が該算出流量に近づくように上記形状記憶合金製ばねに通電して流量制御する流量制御手段と
を備えたことを要旨とする。
【００１０】
上記課題を解決する本発明の請求項２記載の給湯器は、請求項１記載の給湯器において、上記形状記憶合金製ばねは、水流路と接触して設けられることを要旨とする。
【００１１】
上記課題を解決する本発明の請求項３記載の給湯器は、請求項１又は２記載の給湯器において、上記流量調節手段は上記形状記憶合金製ばねが通電されていないときには全開状態となることを要旨とする。
【００１２】
上記構成を有する本発明の請求項１記載の給湯器は、流量センサにより所定値以上の流量を検出すると、上記バーナの燃焼動作を開始し、給水路から供給された水をバーナの燃焼熱により加熱して出湯路に供給し、その出湯湯温を設定温度に近づけるように燃焼制御する。また、設定温度と入水温度とに応じて設定温度での出湯が可能な最大流量を算出し、流量センサの検出値がその算出流量を越えると、形状記憶合金製ばねに通電して熱量を発生させ、その発生熱量によりばね荷重を変化させて弁体を位置決めして、流量センサの検出流量が算出流量に近づくように調節する。そのため、設定温度や入水温度にかかわらず、設定温度での出湯を行なうことができる。
【００１３】
上記構成を有する本発明の請求項２記載の給湯器は、形状記憶合金製ばねが水流路に接触して設けられることにより、通電量減少時には形状記憶合金製ばねが水流路を流れる水により冷やされるため、温度変化が迅速化し、制御遅れを少なくすることができる。
【００１４】
上記構成を有する本発明の請求項３記載の給湯器は、形状記憶合金製ばねが通電されていないときには流量調節手段が全開状態となり、運転停止時や通電手段の故障時には器具内の水流路は開かれているため、凍結防止のための水抜き時に器具内の水を簡単に抜くことができると共に、通電手段故障時にも出湯動作が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の給湯器の好適な実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例としての給湯器の概略構成図である。基本的な構成は従来の給湯器（図２）と同一であるが、水量制御モータ弁３０の代りに、形状記憶合金を用いたコイルばね（以下、形状記憶合金を用いたコイルばねをＳＭＡばねと呼ぶ）であるＳＭＡばね２４を利用した流量調節器２０を備える点で異なる。その他の構成については従来例と同じであるため、同一符号を付してその説明を省略する。
【００１６】
流量調節器２０は、給水路１と直列に連結される調節室２１内に摺動可能に設けられる調節弁体２２と、一定のばね定数で調節弁体２２を給水路上流側（図１下側）に押すバイアスばね２３と、熱量に応じてばね荷重が変化し、調節弁体２２をバイアスばね２３と抗する向きに押すＳＭＡばね２４とを備え、ＳＭＡばね２４は水流路壁面に接触するように設けられる。
【００１７】
流量調節器２０は、ＳＭＡばね２４とバイアスばね２３との弾性力がつりあった位置に調節弁体２２を位置させることにより、最大入水流量を決定する。またＳＭＡばね２４は、コントローラ６からの通電量に応じてばね自身の抵抗で発生するジュール熱により荷重変化して、つりあい位置を変化させ調節弁体２２の位置を変えることにより最大入水流量を調節する。ＳＭＡばね２４は熱量が大きいほどばね荷重が上がり、通電量を大きくすることにより調節弁体２２を押し上げて最大通水流量を少なくする。そのため、通電されていないときには流路が全開となる。
【００１８】
次に、この給湯器の動作について説明する。コントローラ６はリモコン１４で設定された設定温度と、入水温度センサ７により検出した入水温度と、器具の最大能力とに基づいて、その設定温度での最大入水流量を演算し、その最大入水流量と流量センサ８の検出する流量とを比較演算して、流量センサ８の検出値が最大入水流量を越えている場合には、ＳＭＡばね２４に通電して調節弁体３２の位置を調節して開度を絞り、その設定温度での最大入水流量以上の水が熱交換器３に流れて能力オーバーとならないように、熱交換器３への給水量を調節する。そのため給湯栓１０が最大に開かれても、入水温度や設定温度にかかわらず常に設定温度での出湯が可能となると共に、設定温度に応じた最大限の出湯量を得ることができる。
【００１９】
また、出湯動作中に設定温度が低く変更された場合には、能力範囲を広げるため、通電量を減少させてＳＭＡばね２４の発生熱量を小さくし、ばね荷重を下げて最大流量を増加させる。この場合、ＳＭＡばね２４が水流路に接して設けられていることにより、通電量を減少させると直ちに冷却されるため、ばね荷重の変化が迅速に行なわれ、はやく所定の流量に制御できる。
【００２０】
以上説明したように、本実施例の給湯器によれば、ＳＭＡばね２４とバイアスばね２３とのバランスにより最大入水流量を調節するといった簡単な構成により、従来の水量制御モータ弁３０に比べ、コストを低減できる。また、従来の水量制御モータ弁３０のようにギアを用いないため、異物噛み込みによる故障も防止できる。また、ＳＭＡばね２４が水流路に接触するように設けられていることにより、流量増加のためＳＭＡばね２４への通電量を減少させた時に、ＳＭＡばね２４の冷却が速くなるため流量制御を迅速に行なうことができる。また、ＳＭＡばね２４に通電されていないときには流路が全開となることにより、凍結防止のために水抜きをする場合にも簡単に水を抜くことができ、また故障によりＳＭＡばね２４に通電できなくなった場合にも、流量制御がされないため最大能力を越えることはあるが、その点を除けば通常通り使用することができる。
【００２１】
尚、本実施例では入水温度センサ７により入水温度を検出したが、入水温度センサ７を用いずに予め入水温度を固定値として記憶しておいてもよく、また出湯開始時の出湯温度センサ９の検出温度或は温度変化から入水温度を推定してもよい。また、単に設定温度のみに応じて流量を変化させてもよい。
【００２２】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の給湯器によれば、形状記憶合金製ばねに通電することでばね荷重を変化させて弁体を位置決めして、器具に通電される流量の最大値を調節するといった簡単な構成により、コストを低減できる。また、従来の水量制御モータ弁のようにギアを用いないため、異物噛み込みによる故障も防止できる。
【００２４】
更に、本発明の請求項２記載の給湯器によれば、形状記憶合金製ばねが水流路に接触して設けられることにより、通電量減少時には形状記憶合金製ばねが水流路を流れる水により冷やされるため温度変化が迅速化し、制御遅れを少なくすることができるため、使い勝手がよい。
【００２５】
更に、本発明の請求項３記載の給湯器によれば、凍結防止のための水抜き時に器具内の水を簡単に抜くことができるため便利である。また、通電手段故障時にも出湯動作が可能となるため、通電手段の故障時に器具が使用できなくなるといった不具合を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての給湯器の概略構成図である。
【図２】従来の水量制御モータ弁を備えた給湯器の概略構成図である。
【符号の説明】
１…給水路、  ２…出湯路、  ３…熱交換器、  ４…バーナ、
５…ガス供給路、  ６…コントローラ、  ７…入水温度センサ、
８…流量センサ、  ９…出湯温度センサ、  １１…メイン電磁弁、
１２…元電磁弁、  １３…比例弁、  ２０…流量調節器、  ２１…調節室、
２２…調節弁体、  ２３…バイアスばね、  ２４…ＳＭＡばね。
【図１】
0003719292.tif 000002
【図２】
0003719292.tif 000003