(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナに点火して温湯を供給する給湯器において、
閉栓後の湯温低下に対し、所定間隔時間で、閉栓した後の水の流入の止まった状態で次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ前記給湯用バーナに点火するバックアップ燃焼を行なう制御部を設けたことを特徴とする給湯器。
【請求項２】
給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナに点火して温湯を供給する給湯器の制御方法において、
閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯を供給できるよう、閉栓後の湯温低下に対し、所定間隔時間で、閉栓した後の水の流入の止まった状態で次の開栓の際に適切な温度の温湯にするのに必要な所定時間だけ前記給湯用バーナに点火することを特徴とする給湯器の制御方法。
【請求項３】
給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナに点火して温湯を供給するようにした給湯器において、
前記給湯用バーナの燃焼を制御する燃焼制御部と、給湯用バーナに一時的に点火するバックアップ燃焼の所定間隔時間を設定するタイマ部と、該タイマ部が設定する所定間隔時間の経過時に、閉栓した後の水の流入の止まった状態で次の開栓の際に適切な温度の温湯にするのに必要な所定時間だけ前記給湯用バーナに点火するよう前記燃焼制御部に指示するバックアップ燃焼指示部と、該バックアップ燃焼をする所定時間を前記熱交換器の温度を含む内外の条件により補正してバックアップ燃焼指示部に伝えるバックアップ燃焼補正部とを有する制御部を設けたことを特徴とする給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナに点火して温湯を供給する給湯器および、その制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近来、台所や風呂などで開栓すると温湯が供給され、しかも諸所にセンサを設けて湯温を管理し、温湯の温度が適切になるように制御される給湯器が普及している。
単に給湯用バーナの燃焼と水量を制御しただけでは、閉栓後の温度低下により再度開栓したときに低い温度のぬるま湯や水が出てきて不快であるばかりでなく、適温になるまでに水を捨てたりすることになるので不経済であり、これを解決する手段が各種提案されている。
【０００３】
そのような技術として、例えば給湯用バーナの他に補助用のバーナを設け、給湯用バーナが消火した後に短時間だけ補助用のバーナを燃焼させて熱交換器内の湯音の低下を防止するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、補助用のバーナを備えなければならないので、構造が複雑になってコストアップにつながるばかりでなく、火力も本来の給湯用のバーナよりは低いものにならざるを得ないので、予定の加熱をするのに時間がかかったり、小火力を原因とする温度むらが発生したりするおそれがあるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、熱交換器内の温湯の温度を適度の水準に保ち、適切に給湯することができるようにした給湯器および、その制御方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
【０００７】
１  給湯用バーナ（２１）と該給湯用バーナ（２１）からの熱を給水に伝える熱交換器（２５）とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナ（２１）に点火して温湯を供給する給湯器において、
閉栓後の湯温低下に対し、所定間隔時間で、閉栓した後の水の流入の止まった状態で次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ前記給湯用バーナ（２１）に点火するバックアップ燃焼を行なう制御部（５０）を設けたことを特徴とする給湯器。
【０００８】
２  給湯用バーナ（２１）と該給湯用バーナ（２１）からの熱を給水に伝える熱交換器（２５）とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナ（２１）に点火して温湯を供給する給湯器の制御方法において、
閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯を供給できるよう、閉栓後の湯温低下に対し、所定間隔時間で、閉栓した後の水の流入の止まった状態で次の開栓の際に適切な温度の温湯にするのに必要な所定時間だけ前記給湯用バーナ（２１）に点火することを特徴とする給湯器の制御方法。
【０００９】
３  給湯用バーナ（２１）と該給湯用バーナ（２１）からの熱を給水に伝える熱交換器（２５）とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナ（２１）に点火して温湯を供給するようにした給湯器において、
前記給湯用バーナ（２１）の燃焼を制御する燃焼制御部（５８）と、給湯用バーナ（２１）に一時的に点火するバックアップ燃焼の所定間隔時間を設定するタイマ部（５５）と、該タイマ部（５５）が設定する所定間隔時間の経過時に、閉栓した後の水の流入の止まった状態で次の開栓の際に適切な温度の温湯にするのに必要な所定時間だけ前記給湯用バーナ（２１）に点火するよう前記燃焼制御部（５８）に指示するバックアップ燃焼指示部（５６）と、該バックアップ燃焼をする所定時間を前記熱交換器（２５）の温度を含む内外の条件により補正してバックアップ燃焼指示部（５６）に伝えるバックアップ燃焼補正部（５７）とを有する制御部（５０）を設けたことを特徴とする給湯器。
【００１０】
【作用】
通常の使用時には、水栓を開栓すると、燃焼制御部（５８）が給湯用バーナ（２１）に点火し、熱交換器（２５）を介して給湯用バーナ（２１）からの熱が給水に伝えられ、温湯が水栓に供給される。
【００１１】
閉栓後の湯温低下に対しては、後沸き現象も勘案して所定間隔時間で、閉栓した後の水の流入の止まった状態であっても次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ給湯用バーナ（２１）に点火してバックアップ燃焼が行なわれており、再度開栓したときに、適切な温度の温湯が出湯する。
【００１２】
より詳しくは、燃焼制御部（５８）は、給湯用バーナ（２１）が適切に燃焼するように制御するものであるが、通常の水栓を開いて温湯を利用する開栓以外にも、保温のためのバックアップ燃焼も行なう。このバックアップ燃焼は、基本的には、タイマ部（５５）による所定間隔時間毎に行なわれ、所定間隔時間の経過時に、バックアップ燃焼指示部（５６）が閉栓した後の水の流入の止まった状態であっても次の開栓の際に適切な温度の温湯にするのに必要な所定時間を算出して、給湯用バーナ（２１）に点火するよう燃焼制御部（５８）に指示する。
【００１３】
また、バックアップ燃焼補正部（５７）は、バックアップ燃焼をする所定時間を熱交温度センサが示す熱交換器（２５）の温度を含む内外の条件により補正してバックアップ燃焼指示部（５６）に伝えて、適切なバックアップ燃焼が行なわれるようにする。
【００１４】
なお、本発明では、制御の精度をどの程度にするかにより異なった構成として作用させることができる。すなわち、後沸き量の程度は後沸き量演算部（５２）で算出すれば精度が高いのは当然であるが、演算することなく待機時間をおおまかに設定しても動作は可能である。また、季節要因や地域に応じたテーブルで設定することも可能である。同様に放熱量も演算することなく概算値とすることもできる。
【００１５】
したがって、最も簡便に本発明を実施する構成としては、閉栓後の待機時間をあらかじめ定めた一定時間とし、バックアップ燃焼の所定間隔時間も一定時間に設定し、さらに、給湯用バーナ（２１）の燃焼時間も一定時間に固定してもよい。そして、この最も簡便な構成を有する発明に諸構成を付加することによりバックアップ燃焼の精度を上げることができる。
【００１６】
【実施例】
以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。
図１および図２は本発明の一実施例を示している。
本実施例に係る給湯器１０は、給湯部２０に風呂炊き部３０を並設して成る。
図２に示すように、給湯部２０は、給湯用バーナ２１と該給湯用バーナ２１からの熱を給水に伝える給湯用の熱交換器２５とを備え、風呂炊き部３０は、風呂バーナ３１と風呂バーナ３１からの熱を追い炊き用の風呂給水に伝える風呂用の熱交換器３５とを備えている。
【００１７】
給湯部２０の給湯用バーナ２１には給湯用のガス配管２２が接続され、ガス配管２２にはガス開閉弁２２ａが介装されるとともに、ガス検出センサ２２ｂが設けられている。また、給湯用バーナ２１への送風機２３が設けられ、送風機２３の近傍には風速センサ２３ａと外気温検出センサ２４が配設されている。給湯用の熱交換器２５にはサーミスタである熱交温度センサ２５ａが設けられている。
【００１８】
熱交換器２５には、給水管２６が接続され、給水管２６には、給水流量を検出するフローセンサ２６ａと給水温度を検出する給水温度センサ２６ｂとが設けられている。給水温度センサ２６ｂは例えばサーミスタである。また、給湯用の熱交換器２５に並列にバイパス通路２７が設けられているが、仕様によっては設けられないものもある。
【００１９】
給湯用バーナ２１の後には給湯配管２８が接続されており、給湯配管２８は各所の使用位置に延ばされてその末端に水栓２９が設けられている。水栓２９は必要に応じて複数設けられるのが普通である。また、給湯配管２８には出湯温度を検出する出湯温度センサ２８ａが設けられている。給湯部２０は、水栓２９の開栓に応じ給湯用バーナ２１に点火して温湯を供給するよう動作するものである。
【００２０】
風呂炊き部３０の風呂バーナ３１の入口側には追い炊き用のガス配管３２が接続され、ガス配管３２にはガス開閉弁３２ａが介装されている。風呂用の熱交換器３５には、追い炊き戻り管３６が接続されている。追い炊き戻り管３６は、その始端は湯を吸入できる位置で浴槽Ｂに開口しており、循環ポンプ３６ａが介装されるとともに、湯温を検出する浴槽温センサ３６ｂが設けられている。
【００２１】
また、風呂バーナ３１の出口側には、浴槽Ｂに追い炊きした湯および必要により給湯部２０の給湯配管２８からのを送る往管３７が接続されている。往管３７の末端は浴槽Ｂの通常使用する湯面より下の位置に開口されている。給湯部２０の給湯配管２８と風呂炊き部３０の追い炊き戻り管３６とは風呂給湯管３８で接続され、風呂給湯管３８には電磁開閉弁３８ａが介装されている。
【００２２】
そして、給湯器１０の給湯や風呂沸かしを制御する制御部５０が設けられており、制御部５０にはリモートコントローラ５１が接続され、リモートコントローラ５１には、給湯温度の設定ボタン５１ａや表示部５１ｂなどが設けられている。
【００２３】
制御部５０は、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯を供給できるよう、閉栓後の湯温低下に対して所定時間だけ前記給湯用バーナ２１に点火するバックアップ燃焼を行なう機能を有し、当該機能を有する部分の構成は図１に示すとおりである。
【００２４】
制御部５０の当該部位は、後沸き量演算部５２と、放熱量演算部５３と、待機時間設定部５４と、タイマ部５５と、バックアップ燃焼指示部５６と、バックアップ燃焼補正部５７と、燃焼制御部５８とを有して構成されている。
【００２５】
後沸き量演算部５２は給湯器１０の給湯用バーナ２１の燃焼停止時に、その燃焼停止直前の燃焼状態、つまり、ガスの燃焼能力、給湯流量、給水温度、給湯の設定温度等の条件に基づき、燃焼停止後の後沸き量（後沸きとは、燃焼停止後、給湯用の熱交換器２５の保有熱量が内部の湯に伝わって湯の温度が上昇する現象をいう）を熱量又は熱交換器２５内の湯の後沸き温度の値で算出するものである。この演算にあたっては、理論式を実験によって補正した演算式が用いられる。
【００２６】
放熱量演算部５３は、吸気温度と、通風量と、自然冷却条件等に基づき、放熱量を予め与えられた演算式を用いて時間の関数で求めるものであり、待機時間設定部５４は後沸き量演算部５２で求められた後沸き量と、放熱量演算部５３により求められた放熱量とにより後沸きにより上昇した熱交換器２５内の湯の温度が給湯設定温度の下限許容温度の範囲内で予め設定された下限動作温度（バイパス通路２７を有する給湯器では下限動作温度に対応する温度）まで低下する待機時間を演算して、バックアップ燃焼指示部５６に伝えるものである。
【００２７】
タイマ部５５は、バックアップ燃焼のための所定間隔時間を設定するものであり、バックアップ燃焼指示部５６は、待機時間設定部５４により算出された待機時間経過後の所定間隔時間毎に、熱交換器２５の熱交温度センサ２５ａの指示値に応じたバックアップ熱量を発生するのに要する給湯用バーナ２１の燃焼時間を演算により求める。
【００２８】
バックアップ燃焼補正部５７は、熱交換器２５の熱交温度センサ２５ａや給湯部２０の風速センサ２３ａあるいは外気温検出センサ２４の指示値、またガス能力、給水温度、給水量等の情報に基づき、熱交換器２５内の湯温が前記下限動作温度（又は下限動作温度に対応する温度）から設定温度の上限許容温度範囲内に予め設定された所定の加熱上限温度（バイパス通路２７を有する給湯器では加熱上限温度に対応する温度）まで上昇させるのに必要なバックアップ熱量を演算によって求める。
【００２９】
燃焼制御部５８は、水栓２９の開栓に応じて給湯用バーナ２１に点火するものであるが、水栓２９が閉栓されているときでも、バックアップ燃焼指示部５６の指示に応じて所定間隔時間毎にバックアップ燃焼指示部５６で演算された時間だけ給湯用バーナ２１に点火してバックアップ燃焼を行い、下限動作温度（又は下限動作温度に対応する温度）まで低下した給湯用熱交換器２５内の湯温を加熱上限温度（又は加熱上限温度に対応する温度）まで高めて燃焼を停止する。
【００３０】
次に作用を説明する。
水栓２９を開栓すると給湯用の熱交換器２５内に水が流入するとともに、ガス開閉弁２２ａが開いて給湯用バーナ２１に点火し、給湯用バーナ２１からの熱が給水に伝えられ、設定温度に対応するよう加熱された温湯が水栓２９に供給される。水栓２９を閉栓すると、熱交換器２５内への水の流入が止まり給湯用バーナ２１は消火し、後沸き現象により一時的な湯温上昇の後に湯温低下が始まる。制御部５０では、湯温の変化を検知し、次の開栓の際に適切な温度の温湯を供給できるよう、閉栓後の湯温低下に対して所定時間だけ前記給湯用バーナ２１に点火するバックアップ燃焼を行なう。
【００３１】
すなわち、後沸き量演算部５２は給湯器１０の給湯用バーナ２１の燃焼停止時に、その燃焼停止直前の燃焼状態、つまり、ガスの燃焼能力、給湯流量、給水温度、給湯の設定温度等の条件に基づき、理論式を実験によって補正した演算式により燃焼停止後の後沸き量を熱量又は熱交換器２５内の湯の後沸き温度の値で算出し、放熱量演算部５３は、吸気温度と、通風量と、自然冷却条件等に基づき、放熱量を予め与えられた演算式を用いて時間の関数で求める。
【００３２】
後沸き量演算部５２で求められた後沸き量と、放熱量演算部５３により求められた放熱量とにより待機時間設定部５４は後沸きにより上昇した熱交換器２５内の湯の温度が給湯設定温度の下限許容温度の範囲内で予め設定された下限動作温度（バイパス通路２７を有する給湯器では下限動作温度に対応する温度）まで低下する待機時間を演算して、バックアップ燃焼指示部５６に伝達する。そして、バックアップ燃焼指示部５６は、この待機時間経過後に、タイマ部５５が設定する所定間隔時間で、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ前記給湯用バーナに点火するバックアップ燃焼を行なうよう燃焼制御部５８に指示を与える。
【００３３】
図３はバックアップ燃焼を進めるモードを示す流れ図である。
ステップＳ１ではタイマ部５５の設定値に従い、バックアップ燃焼を行なうかどうかを監視している。所定間隔時間は例えば１分とし、この１分が経過するとステップＳ２において熱交温度センサ２５ａにより熱交換器２５の状態を知り、バックアップ燃焼指示部５６がステップＳ３で必要な燃焼時間を演算し、ステップＳ４で送風機２３を起動するとともに、ステップＳ５で演算した燃焼時間を図る。
【００３４】
なお、燃料の浪費を防ぐため、バックアップ燃焼をするモードは、例えば閉栓後５分等に設定してあり、ステップＳ４を行なうことなく常に送風機２３を動作状態にしてあってもよい。
【００３５】
次のステップＳ６では、バックアップ燃焼の結果を熱交温度センサ２５ａの指示値により求め、必要によりバックアップ燃焼補正部５７がステップＳ７およびＳ８で補正演算をする。補正演算は、風速センサ２３ａが示す給湯部２０内を吹き抜ける風速や外気温検出センサ２４が示す外気温などを元にして演算される。そして、ステップＳ９で送風機２３を止めて待機し、ステップＳ１に戻ってタイマ部５５による所定間隔時間の経過を待つ。
【００３６】
なお、精度の設定によっては後沸き量演算部５２，放熱量演算部５３，待機時間設定部５４は無くてもよい。この場合は後沸きが納まるのを待つための待機時間はあらかじめ想定される所定の値にする。また、この値は条件テーブルやタイムテーブルで地域差や取付位置などの条件に対応することもできる。バックアップ燃焼補正部５７も設けないでテーブルや概算値で変えることも可能である。また、逆に、タイマ部５５が設定する所定間隔時間を変えることによりバックアップ燃焼の条件を補正することもできる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る給湯器およびその制御方法によれば、バックアップ燃焼を所定間隔時間毎とし、この所定間隔時間毎に短時間のバックアップ燃焼を行なうことにより供給湯温が安定するようにしたから、制御構成を簡単化してコストダウンを図ることが可能であり、また、精度の高い構成にすることもでき、柔軟性のある給湯器制御をすることができ、給湯器の使い勝手を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る給湯器の制御部の要部を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係る給湯器を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施例に係る給湯器の作用を示す流れ図である。
【符号の説明】
１０…給湯器
２０…給湯部
２１…給湯用バーナ
２３…送風機
２３ａ…風速センサ
２４…外気温検出センサ
２５…給湯用の熱交換器
２５ａ…熱交温度センサ
２６…給水管
２８…給湯配管
３０…風呂炊き部
３１…風呂バーナ
３５…風呂用の熱交換器
３８…風呂給湯管
Ｂ…浴槽
５０…制御部
５２…後沸き量演算部
５３…放熱量演算部
５４…待機時間設定部
５５…タイマ部
５６…バックアップ燃焼指示部
５７…バックアップ燃焼補正部
５８…燃焼制御部
【図１】
0003579452.tif 000002
【図２】
0003579452.tif 000003
【図３】
0003579452.tif 000004