(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽からの水を追い焚きする風呂追い焚き循環回路と上水道からの水を加熱して給湯する給湯回路との２つの回路を１つのバーナで兼用して熱交換加熱することができる熱交換缶体を備え、前記熱交換缶体のバーナの燃焼制御をフィードフォワード制御とフィードバック制御で行うと共に、運転中においてフィードフォワード制御値とフィードバック制御値の和が一定値以上になるとバーナの燃焼を一旦オフし、一定値以下まで低下すると再びバーナをオンするようにした１缶２回路式給湯装置であって、前記運転中において前記バーナの燃焼を一旦オフした場合には送風ファンの回転数を燃焼運転中の回転数から着火用回転数へ変更して、該着火用回転数でオフ期間中待機させるようにした制御部を有することを特徴とする１缶２回路式給湯装置。
【請求項２】
浴槽からの水を追い焚きする風呂追い焚き循環回路と上水道からの水を加熱して給湯する給湯回路との２つの回路を１つのバーナで兼用して熱交換加熱することができる熱交換缶体を備え、風呂追い焚き循環回路による風呂追い焚き単独運転中に給湯回路側の熱交換部の温度センサが一定温度以上を検出した場合にはその間バーナの燃焼をオフし、一定温度以下まで低下するとバーナを再びオンするようにした１缶２回路式給湯装置であって、前記風呂追い焚き単独運転中に給湯回路側の熱交換部の温度センサが一定温度以上を検出することでバーナの燃焼を一旦オフした場合には送風ファンの回転数を燃焼運転中の回転数から着火用回転数へ変更して待機させるようにした制御部を有することを特徴とする１缶２回路式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽からの水を追い焚きする風呂追い焚き循環回路と上水道からの水を加熱して給湯する給湯回路との２つの回路を１つのバーナで兼用して熱交換加熱することができる熱交換缶体を備えた１缶２回路式給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１缶２回路式給湯装置において、従来、例えば風呂追い焚き運転と給湯運転を同時に行う場合には、バーナの燃焼制御をフィードフォワード制御とフィードバック制御とにより行うと共に、給湯側の出湯温度の設定温度への調節は前記フィードバック制御によって燃焼量を調節することによって達成している。そしてフィードフォワード制御値とフィードバック制御値との和が一定値以上の大きな値となる場合には、缶体が過熱状態となる等の缶体への過剰負荷を予防して缶体の安全性を図る趣旨等から、バーナの燃焼を一旦オフし、前記和が小さく減ずると再び燃焼をオンするようにしていた。そしてその際、バーナの燃焼を一旦オフする場合には、送風ファンの回転数を燃焼中における回転数から、運転停止に伴うバーナのオフ後に行うポストパージ運転での回転数、即ちポストパージ回転数に変更していた。
また、風呂追い焚き循環回路と給湯回路を備えた上記従来の１缶２回路式給湯装置において、風呂追い焚き単独運転を行う場合には、通水が停止状態の給湯回路の熱交換部が過熱状態になるのを防止するため、給湯回路側の熱交換部の温度センサが一定温度以上の高温を検出した場合にはその間バーナの燃焼をオフし、一定温度以下まで低下するとバーナを再びオンするようにしていた。そしてその際、バーナの燃焼を一旦オフする場合には、給湯回路側の熱交換部の温度センサが一定温度以上を検出することでバーナの燃焼をオフした場合には、送風ファンの回転数を燃焼中における回転数から、運転停止に伴うバーナのオフ後に行うポストパージ運転での回転数、即ちポストパージ回転数に変更していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来の装置においては、送風ファンにおけるポストパージ回転数は、バーナ内の排気ガスを一掃するために通常最大回転数としているため、前記運転中におけるバーナの一時的なオフの際毎に、送風ファンの回転数をポストパージ回転数に変更すると、回転数が大きいので、ファンの回転音が騒音となる問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、上記従来装置における欠点を解消し、運転中にバーナが一時的にオフにされた際に生じる送風ファンの騒音を予防し、またバーナが一時的にオフにされた際に生じる加熱熱量の急激な低下を予防し、またバーナが再びオンされる際の着火をスムーズに行うことができる１缶２回路式給湯装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１缶２回路式給湯装置は、浴槽からの水を追い焚きする風呂追い焚き循環回路と上水道からの水を加熱して給湯する給湯回路との２つの回路を１つのバーナで兼用して熱交換加熱することができる熱交換缶体を備え、前記熱交換缶体のバーナの燃焼制御をフィードフォワード制御とフィードバック制御で行うと共に、運転中においてフィードフォワード制御値とフィードバック制御値の和が一定値以上になるとバーナの燃焼を一旦オフし、一定値以下まで低下すると再びバーナをオンするようにした１缶２回路式給湯装置であって、前記運転中において前記バーナの燃焼を一旦オフした場合には送風ファンの回転数を燃焼運転中の回転数から着火用回転数へ変更して、該着火用回転数でオフ期間中待機させるようにした制御部を有することを第１の特徴としている。
また本発明の１缶２回路式給湯装置は、浴槽からの水を追い焚きする風呂追い焚き循環回路と上水道からの水を加熱して給湯する給湯回路との２つの回路を１つのバーナで兼用して熱交換加熱することができる熱交換缶体を備え、風呂追い焚き循環回路による風呂追い焚き単独運転中に給湯回路側の熱交換部の温度センサが一定温度以上を検出した場合にはその間バーナの燃焼をオフし、一定温度以下まで低下するとバーナを再びオンするようにした１缶２回路式給湯装置であって、前記風呂追い焚き単独運転中に給湯回路側の熱交換部の温度センサが一定温度以上を検出することでバーナの燃焼を一旦オフした場合には送風ファンの回転数を燃焼運転中の回転数から着火用回転数へ変更して待機させるようにした制御部を有することを第２の特徴としている。
【０００６】
上記本発明の第１の特徴によれば、運転中に制御部はフィードフォワード（以下ＦＦと略する）制御値とフィードバック（以下ＦＢと略する）制御値の和を演算し、これが一定値以上になると、バーナの燃焼を一旦オフすると共に送風ファンの回転数を燃焼中の回転数から着火用回転数に変更する。これによりバーナの一時的な停止中は送風ファンが着火用回転数の回転を続けながら待機することになり、送風ファンの回転音を低く保持することができる。
そしてバーナ燃焼がオフすることによって、実際の出湯温度から逆に演算される制御値（実際には出力していない）が、一定値以下になると、バーナを再びオンする。これによりバーナの点火器が駆動し、またバーナに燃料が供給されて、着火がなされる。その際の送風ファンの回転数は着火用回転数であるので、着火を即行うことができる。
上記において、ＦＦ制御値は、例えばＦＦ号数とすることができ、ＦＢ制御値は、ＦＢ号数とすることができる。ここで号数とは、１号が１リットルの水を１分間に２５℃上昇させるような熱量をいう。また上記において一定値以上という表現における一定値とは、ＦＦ制御値とＦＢ制御値との和がそれ以上大きくなると、熱交換缶体の構成部材の少なくとも一部が過熱状態となる等、熱交換缶体が経時的に或いは非経時的に熱損傷を受ける様な値を意味し、熱交換缶体の種類に応じて実験的に定めることができる。また前記一定値以下という表現における一定値は、原則として前記一定値以上の表現における一定値よりも低い値として、温度ヒステリシスを持たせている。
また上記においてバーナの燃焼オフは、通常、バーナへの燃料の供給を停止することによって行われる。またバーナのオンは、通常、バーナへの燃料の供給の開始と点火器等による着火動作の開始によって行われる。
また上記において、着火用回転数は、最大回転数であるポストパージ回転数や燃焼中の送風ファンの回転数よりも小さい回転数で、バーナの着火に適した回転数であり、実験的に決定することができる。
また上記本発明の第２の特徴によれば、風呂追い焚き循環回路による風呂追い焚き単独運転中に給湯回路側の熱交換部の温度センサが一定温度以上を検出した場合には、バーナが一旦停止される。これにより通水がなされていない給湯回路がその熱交換部で過熱状態になったり、水が沸騰状態となったりするのを予防することができる。そしてその一時的なバーナ燃焼のオフ時には送風ファンの回転数が燃焼中の回転数から着火用回転数に変更されて待機されるので、送風ファンによる騒音が予防されると共にバーナが一時的にオフにされた際に生じる加熱熱量の急激な低下を予防することができる。
上記において、給湯回路側の熱交換部の温度センサが一定温度以上を検出するという表現における一定温度とは、それ以上の温度になると非通水状態の給湯回路側の熱交換部が過熱状態になったり、熱交換部の内部に存在する水が沸騰したりするような温度を意味し、実験的に適当な温度を定めることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施形態に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態例を示す１缶２回路式給湯装置の全体構成図で、図２は制御部による運転の制御機構を示すフローチャートである。また図３は制御部による運転の他の制御機構を示すフローチャートである。
【０００８】
図１に沿って１缶２回路式給湯装置の全体構成を説明する。符号１０は１缶２回路式の熱交換缶体で、１つの送風ファン１１と１つのバーナ１２を備えている。バーナ１２は燃料の噴霧ノズル１２ａ  、点火器１２ｂ  等を備えている。前記噴霧ノズル１２ａ  には燃料が供給ポンプ１２ｃ  により、供給制御弁１２ｄ  を介して供給される。
熱交換缶体１０内の上部空間には風呂追い焚き循環回路２０の熱交換部２０ａ  と給湯回路４０の熱交換部４０ａ  が配置されている。
前記風呂追い焚き循環回路２０は、図示しない浴槽からの浴槽水を熱交換缶体１０へ搬送するための風呂戻り管２１と、熱交換加熱された湯を熱交換缶体１０から浴槽へ搬送するための風呂往き管２２とからなる。
前記風呂戻り管２１には浴槽水位を検出する圧力センサ３１、循環用ポンプ３２、水流スイッチ３３、浴槽温度センサ３４が設けられ、また風呂戻り管２１から風呂往き管２２へは三方弁２３を介してバイパス２４が設けられている。
前記給湯回路４０は上水道からの水を熱交換缶体１０に搬送する入水管４１と、熱交換缶体１０で加熱された温水を出湯する出湯管４２を有し、出湯管４２は更に一般給湯管４３と風呂自動落とし込み管４４とに分岐して延設されている。
前記入水管４１には水量センサ５１、入水温度センサ５２が設けられ、出湯管４２には出湯温度センサ５３が設けられている。また入水管４１からは比例調節弁４５を介してバイパス４６が設けられている。そして該バイパス４６の合流点よりも下流側に水量調節弁５４と給湯温度センサ５５が設けられている。
前記一般給湯管４３の末端には一般給湯カラン４３ａ  が設けられ、また前記風呂自動落とし込み管４４は落とし込み水量センサを有する落とし込み弁ユニット４４ａ  を介して前記風呂戻り管２１に接続し、浴槽への温水の自動落とし込みができるようにしている。
【０００９】
前記熱交換缶体１０には、給湯回路４０の熱交換部４０ａ  が熱交換缶体１０から外へ少し出たベンディング部に沸騰防止用温度センサ６０が設けられている。この沸騰防止用温度センサ６０は、熱交換缶体１０内に配置される風呂追い焚き循環回路２０の熱交換部２０ａ  と給湯回路４０の熱交換部４０ａ  の内、バーナ１２に近く、過熱されやすい給湯回路４０側の熱交換部４０ａ  に配置され、内部の水温を検出するセンサである。また熱交換缶体１０の外側近傍の風呂往き管２２、及び熱交換缶体１０の外側近傍の出湯管４２には、それぞれ過熱安全装置６１、６２が設けられている。これらの過熱安全装置６１、６２は前記風呂往き管２２、出湯管４２そのものの温度を検出して管２２、４２が過熱状態になるのを防止するための装置である。
７０は制御部で、装置各部に設けられたセンサ類からの情報を受け、また図示しないリモコンからの指令を受けて、内蔵のソフトウエアに基づき演算、判定し、所定の指令を装置各部に出力する。
【００１０】
上記制御部７０による運転の制御を説明すると、運転は、給湯単独運転、給湯運転と風呂追い焚き運転との同時運転、風呂追い焚き単独運転の３つの場合がある。何れの場合においても、バーナ１２は兼用される。
給湯単独運転は、給湯運転の元スイッチがオンしている状態において、一般給湯カラン４３ａ  等が開かれることによって水量センサ５１が最低作動水量以上を検出すると開始される。制御部７０は送風ファン１１を駆動し、また点火器１２ｂ  による着火動作を開始し、供給ポンプ１２ｃ  を開いて、噴霧ノズル１２ａ  からの噴霧燃料に着火する。制御部７０により着火時における燃料供給量は着火用の量とし、また送風ファン１１の回転数は着火用回転数とされる。運転が開始されると、制御部７０は設定出湯温度と入水温度センサ５２からの入水温度と、水量センサ５１からの入水量等から必要な燃焼熱量を演算し、その演算された必要燃焼熱量をＦＦ制御値として、ＦＦ制御する。そして実際に出湯された出湯温度と設定出湯温度とを比較して、その差に相当する燃焼熱量をＦＢ制御値としてＦＢ制御する。前記演算される燃焼熱量は出湯号数として演算することができ、ＦＦ制御値、ＦＢ制御値をＦＦ出湯号数、ＦＢ出湯号数として演算することができる。また運転は、必要燃焼熱量（必要出湯号数）が一定値以下の場合にはオンオフ燃焼とすることができ、それをこえる場合は連続燃焼とすることができる。
給湯運転中に一般給湯カラン４３ａ  が閉止されることで水量センサ５１が最低作動水量未満になると、制御部７０は燃料の供給を停止してバーナ１２の燃焼をオフすると共に送風ファン１１の回転数を燃焼中における回転数からポストパージ回転数に変更し、さらに一定のポストパージ時間の経過後送風ファン１１の回転を停止する。これによって運転は終了する。前記ポストパージ回転数は送風ファン１１による最大回転数とすることができ、これによって排気ガスを速やかに一掃する。
【００１１】
次に給湯運転と風呂追い焚き運転とが同時運転される場合における制御部７０による運転制御機構を説明する。給湯運転中に更に風呂追い焚き運転が指令された場合、或いは風呂追い焚き運転中に更に給湯運転が指令された場合には同時運転となる。同時運転においては、ＦＦ制御とＦＢ制御により燃焼制御を行うことになる。勿論、ＦＦ制御値とＦＢ制御値はそれぞれＦＦ出湯号数とＦＢ出湯号数とすることができる。そして運転中は原則として連続燃焼運転とし、ＦＦ出湯号数を一定とし、給湯側の出湯温度はＦＢ出湯号数を調節することで設定出湯温度に調節する。そして前記連続燃焼運転中にＦＦ出湯号数とＦＢ出湯号数の和が一定値Ｙ以上になった場合にのみ、その間だけ一旦、一時的にバーナ１２の燃焼をオフするようにし、前記出湯号数の和が前記一定値Ｙよりも低い一定値Ｘ以下まで下がると再びバーナ１２をオンするようにしている。前記一定値Ｙは、ＦＦ出湯号数とＦＢ出湯号数との和がそれ以上大きくなると、熱交換缶体１０の構成部材の少なくとも一部が過熱状態となる等、熱交換缶体が経時的に或いは非経時的に熱損傷を受ける様な値を意味し、熱交換缶体の種類に応じて実験的に定めることができる。また前記一定値Ｘは実際の運転を考慮して、一定値Ｙに対して低い値として温度ヒステリシスを持たせたものである。
そして本発明では、同時運転中に前記ＦＦ出湯号数とＦＢ出湯号数との和が一定値Ｙ以上になることによってバーナ１２の燃焼を一旦、一時的にオフする場合には、制御部７０は前記送風ファン１１の回転数を燃焼中の回転数から、ポストパージ回転数に変更するのではなく、着火用回転数に変更するようにしている。
即ち、図２に沿って更に説明すると、制御部７０は、運転が給湯運転と風呂追い焚き運転との同時運転の場合には（ステップＳ１でイエス）、ＦＦ出湯号数とＦＢ出湯号数との和が一定値Ｙ以上になるか否かを監視し（ステップＳ２）、以上になる場合には（ステップＳ２でイエス）、燃料の供給を停止することでバーナ１２の燃焼をオフすると共に送風ファン１１の回転数を燃焼中の回転数から着火用回転数に変更し（ステップＳ３）、待機状態にする。そして制御部７０は前記ＦＦ出湯号数とＦＢ出湯号数との和が一定値Ｘ以下になるまで低下するのを監視し（ステップＳ４）、以下になれば（ステップＳ４でイエス）、点火器１２ｂ  を駆動し、燃料を供給してバーナ１２を再びオンする（ステップＳ５）。このときバーナ１２への燃料供給量は着火用の燃料供給量とし、且つ待機中にある送風ファン１１の着火用回転数でもってそのまま着火される。着火後は、バーナ１２は演算されるＦＦ出湯号数とＦＢ出湯号数で燃焼され、また送風ファン１１は前記燃焼の程度に応じた回転数（燃焼中の回転数）で回転される（ステップＳ６）。そして給湯運転及び風呂追い焚き運転の両方が停止される場合には（ステップＳ７でイエス）、バーナ１２の燃焼を停止すると共に送風ファン１１の回転数を燃焼中の回転数からポストパージ回転数に変更し（ステップＳ８）、ポストパージ時間が終了する（ステップＳ９でイエス）と送風ファン１１の駆動を停止する（ステップＳ１０）。これによって運転が終了する。
前記送風ファン１１の着火用回転数はたとえば３１００回転とし、ポストパージ回転数は最高回転数である４６６０回転とし、燃焼中の送風ファン１１の回転数はそれらの中間としている。
【００１２】
次に風呂追い焚き単独運転がなされる場合を説明する。今、リモコンによる風呂追い焚き運転指令があると、制御部７０は循環ポンプ３２を駆動させ、また送風ファン１１を駆動させ、水流スイッチ３３が最低作動水量を検出すると、燃料の供給ポンプ１２ｃ  を開いて噴霧ノズル１２ａ  から噴霧される燃料に対して着火器１２ｂ  による火花によって着火を行う。着火は着火用の燃料供給量で且つ前記送風ファン１１を着火用回転数にして行う。着火後、燃料供給量及び送風回転数を所定の回転数に増加して、定常の燃焼に入る。風呂追い焚き単独運転においては、通常、ＦＦ制御により一定の出湯号数で連続燃焼を行い、設定された浴槽温度になると制御部７０によって運転を停止する。運転の停止は、制御部７０によって先ず燃料供給が停止され、それと共に送風ファン１１の回転数がポストパージ回転数に増加され、一定時間後に停止される。
図３に沿って更に説明すると、制御部７０は、運転が風呂追い焚き単独運転の場合には（ステップＳ１１でイエス）、給湯回路４０側に設けられた沸騰防止用温度センサ６０が検出する温度が一定温度Ｂ以上になるか否かを監視し（ステップＳ１２）、以上になる場合には（ステップＳ１２でイエス）、燃料の供給を停止することでバーナ１２の燃焼をオフすると共に送風ファン１１の回転数を燃焼中の回転数から着火用回転数に変更し（ステップＳ１３）、待機状態にする。そして制御部７０は沸騰防止用温度センサ６０が検出する温度が一定温度Ａ以下になるのを監視し（ステップＳ１４）、以下になれば（ステップＳ１４でイエス）、点火器１２ｂ  を駆動し、燃料を供給してバーナ１２を再びオンする（ステップＳ１５）。このときバーナ１２への燃料供給量は着火用の燃料供給量とし、且つ待機中にある送風ファン１１の着火用回転数でもってそのまま着火される。着火後は、バーナ１２は再び一定号数によるＦＦ制御で燃焼され、また送風ファン１１は前記一定号数に対応した一定の回転数（燃焼中の回転数）で回転される（ステップＳ１６）。そして浴槽温度が所定の温度に達したことによって、或いはリモコンにより風呂追い焚き運転スイッチがオフされることにより、風呂追い焚き運転の両方が停止される場合には（ステップＳ１７でイエス）、バーナ１２の燃焼を停止すると共に送風ファン１１の回転数を燃焼中の回転数からポストパージ回転数に変更し（ステップＳ１８）、ポストパージ時間が終了する（ステップＳ１９でイエス）と送風ファン１１の駆動を停止する（ステップＳ２０）。これによって運転が終了する。
なお上記において、一定値Ａは一定値Ｂより低い値として、温度ヒステリシスを持たせている。
【００１３】
【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１缶２回路式給湯装置によれば、運転中においてフィードフォワード制御値とフィードバック制御値の和が一定値以上になるとバーナの燃焼を一旦オフし、一定値以下まで低下すると再びバーナをオンするようにした１缶２回路式給湯装置において、運転中にバーナの燃焼が一旦オフした場合には送風ファンの回転数を燃焼運転中の回転数から着火用回転数へ変更して該着火用回転数でオフ期間中待機させるようにした制御部を有するので、
過熱等、熱交換缶体への過剰負荷から缶体を守る趣旨等から運転中にバーナの燃焼を一時的にオフした場合においても、その都度発生する送風ファンの騒音を防止することができる。
また前記運転中の一時的な燃焼オフの後バーナが再びオンされる都度、送風ファンの回転数を着火用回転数に再調節する必要が無くなり、バーナの再着火をスムーズに行うことができる。
また請求項２に記載の１缶２回路式給湯装置によれば、風呂追い焚き単独運転中に給湯回路側の熱交換部の温度センサが一定温度以上を検出した場合にはその間バーナの燃焼をオフし、一定温度以下まで低下するとバーナを再びオンするようにした１缶２回路式給湯装置において、前記バーナの燃焼を一旦オフした場合には送風ファンの回転数を燃焼運転中の回転数から着火用回転数へ変更して待機させるようにした制御部を有するので、
過熱されやすい給湯回路側が休止中に沸騰したりするのを防止する趣旨等から、風呂追い焚き単独運転中にバーナの燃焼を一時的にオフした場合においても、その都度発生する送風ファンの騒音を防止することができる。
また前記運転中の一時的な燃焼オフの後バーナが再びオンされる都度、送風ファンの回転数を着火用回転数に再調節する必要が無くなり、バーナの再着火をスムーズに行うことができる。
更に、風呂追い焚き単独運転中に一時的にバーナの燃焼が停止された場合、その停止期間中、風呂追い焚き循環回路を循環する浴槽水の温度が低せられるが、送風ファンの回転数が着火用回転数に低下されるので、循環水の温度低下を少なく抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例を示す１缶２回路式給湯装置の全体構成図である。
【図２】制御部による運転の制御機構を示すフローチャートである。
【図３】制御部による運転の他の制御機構を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  熱交換缶体
１１  送風ファン
１２  バーナ
２０  風呂追い焚き循環回路
２０ａ  熱交換部
４０  給湯回路
４０ａ  熱交換部
６０  沸騰防止用温度センサ
７０  制御部
【図１】
0003584558.tif 000002
【図２】
0003584558.tif 000003
【図３】
0003584558.tif 000004