(57)【要約】【課題】凍結時における熱交換器の空焚きの防止効果を高めた給湯器を提供する。【解決手段】給湯器１のコントローラ９は、最低作動水量として、第１作動水量と、第１作動水量よりも多い量に設定され、熱交換器を流れる水の量が「０」であって水量調節弁の開度が最小開度のときにバイパス路を流れる水の量よりも多い量に設定された第２作動水量との２つの作動水量を予め記憶しており、熱交換器が凍結する虞のある所定条件を満たさない場合には（ＳＴＥＰ７）、最低作動水量として第１作動水量を用い（ＳＴＥＰ２）、前記所定条件を満たす場合には（ＳＴＥＰ３）、水量調節弁の開度を最小開度とさせると共に（ＳＴＥＰ４）、最低作動水量として第２作動水量を用いる（ＳＴＥＰ５）。【選択図】図２
2011112332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナで加熱される熱交換器と、該熱交換器に水を供給する給水路と、前記熱交換器で加熱された湯を送出する出湯路と、該出湯路と前記給水路とを連通させるバイパス路と、前記給水路を流れる水の量を検出する水量検出手段と、前記バイパス路に介設された水量調節弁と、前記水量検出手段で最低作動水量以上の水量を検出した場合にバーナを点火させるコントローラとを備える給湯器であって、
前記コントローラは、
前記最低作動水量として、第１作動水量と、該第１作動水量よりも多い量に設定されると共に、前記熱交換器を流れる水の量が「０」であって前記水量調節弁が最小開度であるときの前記バイパス路を流れる水量よりも多い量に設定された第２作動水量との２つの作動水量を予め記憶しており、
前記熱交換器が凍結する虞のある所定条件を満たさない場合には、前記最低作動水量として前記第１作動水量を用い、
前記所定条件を満たす場合には、前記最低作動水量として前記第２作動水量を用いると共に、前記水量調節弁の開度を最小開度とすることを特徴とする給湯器。
【請求項２】
請求項１記載の給湯器において、
前記所定条件を満たす場合に、前記最低作動水量として前記第２作動水量が用いられていることを報知する報知手段が設けられることを特徴とする給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器の凍結時の空焚き防止機能付き給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バーナで加熱される熱交換器と、熱交換器に水を供給する給水路と、熱交換器で加熱された湯を送出する出湯路と、給水路と出湯路とを連通させるバイパス路と、バイパス路に介設された水量調節弁と、外気温を検出する外気温センサとを備え、熱交換器が凍結する虞のある外気温であるときには、水量調節弁を閉弁させる制御を行うようにした給湯器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、熱交換器が凍結していて熱交換器に水が流れていない場合に、凍結していないバイパス路に給湯器の最低作動水量を超える量の水が流れると、バーナに点火されて、熱交換器が空焚き状態（熱交換器に水が流れていない状態でバーナにより熱交換器が加熱される状態）となってしまう。
【０００４】
これを回避すべく、特許文献１の給湯器では、熱交換器が凍結する虞のある外気温である場合には、水量調節弁を閉弁させる制御を行うことにより、凍結していないバイパス路に流れる水の量（通水量）が給湯器の最低作動水量を超えないようにしている。
【０００５】
しかしながら、バイパス路に介設される水量調節弁は、そもそも熱交換器でのドレンの発生を防止すべく、バイパス路を流れる水の量を増加させることにより熱交換器を流れる水の量を減少させ、熱交換器の温度が低下し過ぎないようにするために用いられるものであり、完全止水を保障するものではない。
【０００６】
そのため、バイパス路の水量調節弁を閉弁する制御（水量調節弁を最小開度とする制御）を行っても、バイパス路を流れる水の量が完全に「０」にならない場合がある。そして、この場合に、バイパス路を流れる水の量が給湯器の最低作動水量を超えると、バーナに点火されて、空焚き状態となってしまう。
【０００７】
そこで、特許文献１のものでは、熱交換器が凍結する虞のある外気温であるときには、バイパス路の水量調節弁の閉弁に加え、水量調節弁を閉弁させてもバイパス路を流れる水量が最低作動水量を超える場合に備えてバーナの燃焼量を小さく制限することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１４１３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の給湯器は、熱交換器が凍結する虞があるときにバーナの燃焼量を小さく制限しているものの、凍結している虞がある熱交換器が加熱されていることには代わりなく、空焚きを完全には防止できていない。
【００１０】
本発明は、凍結時における熱交換器の空焚きの防止効果を高めた給湯器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、バーナで加熱される熱交換器と、該熱交換器に水を供給する給水路と、前記熱交換器で加熱された湯を送出する出湯路と、該出湯路と前記給水路とを連通させるバイパス路と、前記給水路を流れる水の量を検出する水量検出手段と、前記バイパス路に介設された水量調節弁と、前記水量検出手段で最低作動水量以上の水量を検出した場合にバーナを点火させるコントローラとを備える給湯器であって、前記コントローラは、前記最低作動水量として、第１作動水量と、該第１作動水量よりも多い量に設定されると共に、前記熱交換器を流れる水の量が「０」であって前記水量調節弁が最小開度であるときの前記バイパス路を流れる水量よりも多い量に設定された第２作動水量との２つの作動水量を予め記憶しており、前記熱交換器が凍結する虞のある所定条件を満たさない場合には、前記最低作動水量として前記第１作動水量を用い、前記所定条件を満たす場合には、前記最低作動水量として前記第２作動水量を用いると共に、前記水量調節弁の開度を最小開度とさせることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、熱交換器が凍結する虞のある所定条件を満たす場合には、コントローラは、最低作動水量として前記第２作動水量を用いると共に、水量調節弁の開度を最小開度（閉弁状態）とさせるため、熱交換器が凍結しており熱交換器を流れる水の量が「０」である場合でも、水量検出手段で検出される水量が最低作動水量としての第２作動水量を超えることはなく、バーナに点火されることはない。そのため、凍結による熱交換器の空焚き（熱交換器に水が流れていない状態でバーナにより熱交換器が加熱される状態）の防止効果を高めることができる。
【００１３】
［２］本発明においては、前記所定条件を満たす場合には、最低作動水量として前記第２作動水量が用いられていることを報知する報知手段を設けることが好ましい。
【００１４】
前記所定条件を満たす場合には、最低作動水量が前記第２作動水量となるが、熱交換器が凍結していない場合には、普通に給湯器を使用することができる。このとき、通常時は第１作動水量でバーナに点火されていたものが、第１作動水量よりも多い前記第２作動水量でなければバーナに点火されなくなるため、給湯器が故障したと利用者が誤解してしまう虞がある。
【００１５】
上述の報知手段を設けることにより、利用者に、最低作動水量が前記第２作動水量となっていることを認識させて、利用者に誤解を与えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の給湯器を示す説明図。
【図２】実施形態の給湯器のコントローラの作動を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示す本発明の実施形態の給湯器１は、ハウジング２内に収納された燃焼筺３を備える。燃焼筺３の上端部には、排気口３１が設けられている。
【００１８】
燃焼筺３内の下部にはバーナユニット５が収納されている。バーナユニット５は、比較的少数の単位バーナ５ａで構成される第１バーナ郡５１と、比較的多数の単位バーナ５ａで構成される第２バーナ群５２とで構成される。又、バーナユニット５には、バーナユニット５に点火する点火プラグ５ｂと、点火状態を検出するフレームロッド５ｃとが設けられている。
【００１９】
バーナユニット５には、燃料ガスを供給するガス供給路６が接続されている。ガス供給路６の下流側は、第１バーナ群５１に接続される第１分岐路６１と、第２バーナ群５２に接続される第２分岐路６２とに分岐している。第１分岐路６１には第１バーナ群５１への燃料ガスの供給／遮断を切換える第１能力切換弁６１ａが介設され、第２分岐路６２には第２バーナ群５２への燃料ガスの供給／遮断を切換える第２能力切換弁６２ａが介設されている。また、ガス供給路６には、第１分岐路６１と第２分岐路６２との上流側に位置させてガス比例弁６３が介設され、ガス比例弁６３の上流側に位置させてガス元弁６４が介設されている。
【００２０】
燃焼筺３内の上部には、バーナユニット５により加熱される給湯用の熱交換器７１が収納されている。熱交換器７１には、上流側の給水路７２と下流側の出湯路７３とが接続されている。そして、給水路７２から熱交換器７１に水が供給され、熱交換器７１で加熱された湯が出湯路７３に出湯される。
【００２１】
給水路７２と出湯路７３とは、バイパス路７４で連通されている。バイパス路７４には、水量調節弁７４ａが介設されている。この水量調節弁７４ａは、熱交換器７１の温度が低くなり排ガスが冷却されることによって発生するドレンにより熱交換器７１が腐食しないように、バイパス路７４を流れる水量を調節することで、熱交換器７１に流れる水量を調整し、熱交換器７１の温度が低下することを防止している。水量調節弁７４ａは、閉弁してもバイパス路７４を流れる水を完全に止めることができないもので構成されている。
【００２２】
燃焼筺３内のバーナユニット５の配置部より下側には、バーナユニット５の配置部に対し多数の通気孔を有する分布板８１ａで仕切られた給気室８１が設けられている。燃焼筺３の下方には１個の給気ファン８４が設けられている。給気ファン８４は給気路８５を介して給気室８１へ燃焼用空気を供給する。
【００２３】
ハウジング２内にはコントローラ９が設けられている。コントローラ９は、第１能力切換弁６１ａ及び第２能力切換弁６２ａを開とし第１バーナ群５１及び第２バーナ群５２を燃焼させる大燃焼状態、第２能力切換弁６２ａを開とし第１能力切換弁６１ａを閉として第２バーナ群５２のみを燃焼させる中燃焼状態、第１能力切換弁６１ａを開とし第２能力切換弁６２ａを閉として第１バーナ群５１のみを燃焼させる小燃焼状態の３段階に燃焼能力を切換えることができる。
【００２４】
コントローラ９は、給水路７２に介設された水量センサ（水量検出手段）７２ａにより最低作動水量以上の通水を検知すると、給気ファン８４を作動させ、点火プラグを作動させると共に、ガス元弁６４を開きバーナユニット５に点火して燃焼させる。そして、出湯路７３に設けられた出湯温度センサ７３ａにより検知される出湯温度Ｔｂがリモコン９１により設定された設定温度となるように調整する。
【００２５】
又、コントローラ９は、バーナユニット５を大燃焼状態の最大燃焼量で燃焼させても出湯温度Ｔｂが設定温度に上昇しない場合、給水路７２に介設された水量調節弁７２ｂにより通水量を減少させる制御を行う。
【００２６】
又、コントローラ９は、最低作動水量として、通常運転時（熱交換器７１が凍結する虞のない状態での運転時）に用いられる第１作動水量と、凍結対応運転時（熱交換器７１が凍結する虞のある状態での運転時）に用いられ、第１作動水量よりも多い量で、且つ、熱交換器７１を流れる水の量が「０」であって水量調節弁７４ａの開度を最小開度に制御したときにバイパス路７４を流れる水の量（通水量）よりも多い量に設定された第２作動水量（例えば、第１作動水量の１２０％の水量）という２つの作動水量を記憶している。
【００２７】
又、ハウジング２内には、外気温Ｔａを検出する外気温センサ（外気温検出手段）９２が設けられている。
【００２８】
次に、図２を参照して、実施形態の給湯器１のコントローラ９の作動を説明する。先ず、ＳＴＥＰ１で、初期設定として、水量調節弁７４ａを、熱交換器７１の温度が低下する場合には、水量調節弁７４ａの開度を大きくしてバイパス路７４を流れる水量を増加させて、熱交換器７１を流れる水量を低下させる、熱交換器７１が凍結していない場合を想定した通常制御状態とする。そして、ＳＴＥＰ２で、最低作動水量を通常運転時用の第１作動水量に設定する。
【００２９】
そして、ＳＴＥＰ３に進み、コントローラ９は、熱交換器７１が凍結する虞のある所定条件を満たしているか否かをチェックする。本実施形態では、「外気温Ｔａが第１所定温度Ｔ１以下であり、且つ出湯温度センサ７３ａで検出される水の温度Ｔｂが第２所定温度Ｔ２以下であること」を、本発明の「熱交換器が凍結する虞のある所定条件」としている。
【００３０】
即ち、ＳＴＥＰ３では、外気温センサ９２で検出される外気温Ｔａが第１所定温度Ｔ１（例えば、３℃）以下であり、且つ出湯温度センサ７３ａで検出される水の温度Ｔｂが第２所定温度Ｔ２（例えば、３℃）以下であるか否かをチェックする。
【００３１】
尚、本発明の「熱交換器が凍結する虞のある所定条件」としては、実施形態のものに限らず、例えば、外気温センサ９２で検出される外気温Ｔａのみで判断してもよい。
【００３２】
外気温Ｔａが第１所定温度Ｔ１を超えるか、又は水の温度Ｔｂが第２所定温度Ｔ２を超えている場合には、ＳＴＥＰ３に戻る。外気温Ｔａが第１所定温度Ｔ１以下であり、且つ水の温度Ｔｂが第２所定温度Ｔ２以下である場合には、ＳＴＥＰ４に進み、水量調節弁７４ａの開度を最小開度（閉弁状態）にさせると共に、ＳＴＥＰ５で、最低作動水量として、第１作動水量よりも多い量で、且つ、熱交換器７１を流れる水の量が「０」であって水量調節弁７４ａの開度を最小開度（閉弁状態）とさせたときにバイパス路７４を流れる水量よりも多い量に設定された第２作動水量を用いる。
【００３３】
そして、ＳＴＥＰ６で、最低作動水量として第２作動水量を用いていることをリモコン９１の表示部等で利用者に報知する。本実施形態では、リモコン９１が報知手段に該当する。
【００３４】
これにより、凍結により熱交換器７１を流れる水量が「０」となっても、水量調節弁７４ａの開度が最小開度（閉弁）であるときにバイパス路７４を流れる水量のみでは、水量センサ７２ａで検出される水量が第２作動水量以上にはならず、バーナユニット５は点火されない。このため、凍結による熱交換器７１の空焚き（熱交換器７１に水が流れていない状態でバーナユニット５により熱交換器７１が加熱される状態）の防止効果を高めることができる。
【００３５】
又、凍結しておらず通常通りに熱交換器７１に水が流れている場合には、最低作動水量が第２作動水量となったことを利用者に何ら報知しないと、通常時にはバーナユニット５が点火していた水量であっても第２作動水量に達していなければバーナユニット５が点火しない。この場合、利用者が給湯器が故障したものと誤解してしまう虞がある。
【００３６】
本実施形態では、ＳＴＥＰ６で最低作動水量が第２作動水量となったことをリモコン９１を介して報知するため、利用者に誤解を与えることを防止することができる。尚、ＳＴＥＰ６の報知を行わない場合でも、本発明の「熱交換器７１の空焚きの防止効果を高める」という効果を得ることができる。
【００３７】
次に、ＳＴＥＰ７へ進み、コントローラ９は、熱交換器７１が凍結する虞のある状態が継続しているか否かをチェックする。具体的には、外気温センサ９２で検出される外気温Ｔａが第３所定温度Ｔ３（例えば、５℃）以上であるか、又は出湯温度センサ７３ａで検出される水の温度Ｔｂが第４所定温度Ｔ４（例えば、５℃）以上であるかをチェックする。ここで、第１所定温度Ｔ１と第３所定温度Ｔ３及び第２所定温度Ｔ２と第４所定温度Ｔ４とを同一に設定してもよいが、Ｔ１（例えば、３℃）＜Ｔ３（例えば、５℃）、Ｔ２（例えば、３℃）＜Ｔ４（例えば、５℃）に設定することにより、外気温Ｔａや出湯温度Ｔｂが所定温度付近でふらつき最低作動水量が頻繁に切り替わることを防止できる。
【００３８】
外気温Ｔａが第３所定温度Ｔ３未満であり、且つ水の温度Ｔｂが第４所定温度Ｔ４未満である場合には、ＳＴＥＰ７に戻る。外気温Ｔａが第３所定温度Ｔ３以上であるか、又は水の温度Ｔｂが第４所定温度Ｔ４以上である場合には、ＳＴＥＰ１に戻って、水量調節弁７４ａを前記通常制御状態とすると共に、ＳＴＥＰ２で、最低作動水量を第１作動水量に設定する。
【符号の説明】
【００３９】
１…給湯器、２…ハウジング、３…燃焼筺、３１…排気口、５…バーナユニット、５ａ…単位バーナ、５ｂ…点火プラグ、５ｃ…フレームロッド、５１…第１バーナ群、５２…第２バーナ群、６…ガス供給路、６１…第１分岐路、６１ａ…第１能力切換弁、６２…第２分岐路、６２ａ…第２能力切換弁、６３…ガス比例弁、６４…ガス元弁、７１…熱交換器、７２…給水路、７２ａ…水量センサ（水量検出手段）、７３…出湯路、７３ａ…出湯温度センサ、７４…バイパス路、７４ａ…水量調節弁、８１…給気室、８１ａ…分布板、８４…給気ファン、８５…給気路、９…コントローラ、９１…リモコン（報知手段）、９２…外気温センサ（外気温検出手段）。
【図１】
2011112332.tif 000003
【図２】
2011112332.tif 000004