(57)【要約】【課題】バーナのインプットが一定でない状態であっても、酸素欠乏状態となる虞がある不適切な設置状態にあることを適切に検知することができるＲＦ型給湯器を提供する。【解決手段】屋外設置型給湯器のコントローラは、失火所要時間Ｔ内における総インプット量Ｍを算出する第１工程と（ＳＴＥＰ５）、総インプット量Ｍを記憶する第２工程（ＳＴＥＰ１１）と、総インプット量Ｍの平均値を算出し、平均値と各総インプット量Ｍ１〜Ｍ３との差である差分値Ｍ１’〜Ｍ３’を夫々算出して（ＳＴＥＰ１２）、差分値Ｍ１’〜Ｍ３’が所定範囲内である場合には、給湯器の誤設置であると判定する第３工程と（ＳＴＥＰ１３，１４）、を実行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器を加熱するバーナと、該バーナのインプットを変更自在なインプット変更機構と、前記バーナの失火を検知する失火検知手段と、前記バーナに空気を供給するファンと、時間を計時するタイマと、コントローラとを備える屋外設置型給湯器であって、
前記コントローラは、
前記バーナの点火時から前記失火検知手段により前記バーナの失火が検知されるまでの時間である失火所要時間内における前記バーナの総インプット量を算出する第１工程と、
該第１工程で算出された総インプット量を記憶する第２工程と、
前記第１〜第２工程が複数回実行されることにより、複数の総インプット量が記憶された場合に、記憶された複数の総インプット量のばらつき度合いが所定レベル以下である場合には前記給湯器が誤設置状態であると判定する第３工程と、
を実行することを特徴とする屋外設置型給湯器。
【請求項２】
請求項１記載の屋外設置型給湯器において、
前記コントローラは、
前記第３工程において、前記第２工程で記憶された総インプット量毎に、前記第２工程で記憶された前記複数の総インプット量の平均値との差分値を求め、
全ての前記差分値が所定範囲内である場合に、前記総インプット量のばらつき度合いが所定レベル以下であるとして、前記給湯器が誤設置状態であると判定することを特徴とする屋外設置型給湯器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の屋外設置型給湯器において、
前記コントローラは、
前記第２工程において、前記第１工程で算出された総インプット量が第１所定量を超えるか、又は前記失火所要時間が第１所定時間を越え、
且つ、前記第１工程で算出された総インプット量が前記第１所定量よりも多い量に設定された第２所定量未満である場合、又は前記失火所要時間が前記第１所定時間よりも長く設定された第２所定時間未満である場合
に限って、前記第１工程で算出された総インプット量を記憶することを特徴とする屋外設置型給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外に設置される給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外設置型給湯器は、積雪や強風、子供のいたずら等から保護すべく、周囲に囲いを設けて設置される場合がある。このとき、囲いによって給湯器の周囲の換気がしづらくなった給湯器の誤設置状態になると、囲い内の換気不足により給湯器のバーナへの酸素供給量が不足した酸素欠乏状態となって、バーナの不完全燃焼が生じる虞がある。
【０００３】
そこで、バーナの燃焼温度を検出する燃焼温度センサを設け、バーナのインプット（燃焼量、燃料供給量）が一定であるときのバーナの燃焼温度の下降速度を求め、求められた下降速度から酸素欠乏状態であるか否かを判定する給湯器も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１３７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の給湯器では、バーナのインプット（燃焼量、燃料供給量）が一定でなければ、バーナの燃焼温度の下降速度を精度よく算出することができない。そのため、給湯量の変化等により、バーナのインプットが頻繁に変更されているときには、バーナの燃焼温度の下降速度の算出精度が悪化して、酸素欠乏状態を適切に検知することができない。従って、特許文献１のものでは、バーナのインプットが一定でない状態においては、酸素欠乏状態の検知を行わないようにしている。
【０００６】
本発明は、バーナのインプットが一定でない状態であっても、酸素欠乏状態となる虞がある不適切な設置状態にあることを適切に検知することができるＲＦ型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】
【０００７】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、熱交換器を加熱するバーナと、該バーナのインプットを変更自在なインプット変更機構と、前記バーナの失火を検知する失火検知手段と、前記バーナに空気を供給するファンと、時間を計時するタイマと、コントローラとを備える屋外設置型給湯器であって、前記コントローラは、前記バーナの点火時から前記失火検知手段により前記バーナの失火が検知されるまでの時間である失火所要時間内における前記バーナの総インプット量を算出する第１工程と、該第１工程で算出された総インプット量を記憶する第２工程と、前記第１〜第２工程が複数回実行されることにより、複数の総インプット量が記憶された場合に、記憶された複数の総インプット量のばらつき度合いが所定レベル以下である場合には前記給湯器が誤設置状態であると判定する第３工程と、を実行することを特徴とする。
【０００８】
給湯器のバーナへの酸素の供給状態は、給湯器周囲の換気状況に依存して変化する。即ち、給湯器周囲の換気が良好に行われていれば、バーナの燃焼に必要な酸素が不足することはないが、給湯器周囲の換気が不良（空気の流通、置換が速やかに行われていない）である誤設置状態であると、バーナの燃焼で消費される酸素に対して、供給される酸素が不足する状態となり、失火の原因となる。しかしながら、失火の原因としては、この他に、一時的なガス圧の変化や強風等による場合もある。
【０００９】
そこで、本発明では、失火の原因が給湯器の誤設置によるものか、それ以外の一時的なガス圧の変化や強風等によるものかを区別すべく、総インプット量を複数回求めて、求められた複数の総インプット量のばらつき度合いが所定レベル以下であるか否かを確認している。
【００１０】
一時的なガス圧の変化や強風等による失火の場合には、総インプット量のばらつき度合いが大きく、逆に、総インプット量のばらつき度合いが小さい場合には、給湯器周囲の換気不良に起因する失火と考えられる。従って、総インプット量のばらつき度合いが所定レベル以下である場合には、失火の原因が給湯器の誤設置による酸素欠乏状態であると判定することができる。
【００１１】
又、総インプット量のばらつき度合いで誤設置を判定するため、バーナのインプットが頻繁に変更される状況下であっても、給湯器が誤設置状態にあることを適切に検知することができる。
【００１２】
［２］ばらつき度合いと所定レベルの具体例としては、例えば、コントローラは、第３工程において、第２工程で記憶された総インプット量毎に、第２工程で記憶された複数の総インプット量の平均値との差分値を求め、全ての差分値が所定範囲内である場合に、総インプット量のばらつき度合いが所定レベル以下であるとして、給湯器が誤設置状態にあると判定すればよい。
【００１３】
［３］本発明のコントローラは、第２工程において、第１工程で算出された総インプット量が第１所定量を超えるか、又は失火所要時間が第１所定時間を超え、且つ、第１工程で算出された総インプット量が第１所定量よりも多い量に設定された第２所定量未満である場合、又は失火所要時間が第１所定時間よりも長く設定された第２所定時間未満である場合に限って第１工程で算出された総インプット量を記憶することが好ましい。
【００１４】
これによれば、点火不良等によりバーナが最初から点火されなかった場合や、明らかに酸素欠乏状態に起因しない程度に失火所要時間における総インプット量が多い又は失火所要時間が長い場合には、このときの総インプット量は第２工程で記憶されない。従って、明らかに酸素欠乏状態に起因しない失火が生じたときの総インプット量をばらつき度合いの判定対象から排除して、給湯器の不適切な設置状態をより精度よく検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の屋外設置型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処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示す本発明の誤設置検知方法の実施形態の給湯器１は、屋外に設置されるものであり、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。
【００１７】
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、バーナユニット５の炎を検知するフレームロッド５ｃとが設けられている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。給気室８１は仕切板８１ｂにより２つに仕切られ、これにより、第１バーナ群５１に対応する第１給気室８２と、第２バーナ群５２に対応する第２給気室８３とが画成されている。
【００２１】
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。給気路８５の下流側は、第１給気室８２に接続される第１分配路８６ａと、第２給気室８３に接続される第２分配路８６ｂとに分岐されている。
【００２２】
ハウジング２内には図示省略したタイマを有するコントローラ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を燃焼させる大インプット状態、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インプット状態、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インプット状態の３段階に燃焼能力を切換えることができる。即ち、本実施形態においては、第１バーナ群５１と第２バーナ群５２と第１分岐路６１と第２分岐路６２と第１能力切換弁６１ａと第２能力切換弁６２ａとで、本発明のインプット変更機構が構成される。
【００２３】
コントローラ９は、給水路７２に介設された水量センサ７２ａにより通水を検知すると、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と共に、出湯路７３に設けられた温度センサ７３ａにより検知される出湯温度がリモコン９１により設定された設定温度となるように、ガス比例弁６３及び第１能力切換弁６１ａ、第２能力切換弁６２ａを制御する。
【００２４】
尚、バーナユニット５を大インプット状態の最大燃焼量で燃焼させても出湯温度が設定温度に上昇しない場合、コントローラ９は、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。また、コントローラ９は、給気ファン８４を駆動させてバーナユニット５にその燃焼量に応じた量の燃焼用空気を供給する。
【００２５】
又、コントローラ９は、フレームロッド５ｃの検出信号に基づいてバーナユニット５の失火を判定する失火判定部を備え、実施形態においては、バーナユニット５とコントローラ９の失火判定部とで、失火検知手段が構成される。
【００２６】
次に、図２を参照して、実施形態のコントローラ９の作動を説明する。まず、ＳＴＥＰ１で、総インプット量Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３及び差分値Ｍ１’，Ｍ２’，Ｍ３’に「０」を代入する。次にＳＴＥＰ２で、総インプット量Ｍ及び失火所要時間Ｔに「０」を夫々代入する。
【００２７】
そして、ＳＴＥＰ３に進み、リモコン９１の操作によりバーナユニット５の燃焼指示があるか否かをチェックする。燃焼指示がない場合には、ＳＴＥＰ２に戻る。ＳＴＥＰ３で燃焼指示がある場合には、点火プラグ５ｂでバーナユニット５に点火させて、ＳＴＥＰ４に進み、前回の運転終了時から３０分以上経過しているか否かをチェックする。ＳＴＥＰ４で３０分以上経過していない場合には、ＳＴＥＰ５を省略して、ＳＴＥＰ６に進む。
【００２８】
ＳＴＥＰ４で３０分以上経過している場合には、ＳＴＥＰ５に進み、ＳＴＥＰ４〜６のループ実行時のインプットＩｓ（燃焼量）を求めて、求められたインプットＩｓを総インプット量Ｍに加算した値を新たな総インプット量Ｍとする（第１工程）。そして、ＳＴＥＰ６に進み、フレームロッド５ｃから検出される電流値が正常であるか否かをチェックする。
【００２９】
電流値が正常である場合には、バーナユニット５が燃焼状態であるため、ＳＴＥＰ４に戻る。ＳＴＥＰ６でフレームロッド５ｃから検出される電流値が異常である場合には、バーナユニット５が失火状態（又は点火不良状態）であるため、ＳＴＥＰ７に進み、リモコン９１の表示部に失火状態であることを報知するためエラーを表示させると共に、点火時から失火時までの時間を失火所要時間Ｔとして記憶する。
【００３０】
そして、ＳＴＥＰ８に進み、総インプット量Ｍが「０」であるか否かをチェックする。総インプット量Ｍが「０」である場合にはＳＴＥＰ２に戻る。ここで、総インプット量Ｍが「０」である場合は、ＳＴＥＰ４で前回の運転終了時から３０分以上経過していないと判断された場合である。即ち、ＳＴＥＰ４で前回の運転終了時から３０分以上経過していると判断されてＳＴＥＰ５に進んだ場合には、バーナユニット５の点火状態に関わらず、インプットＩｓが加算された値が新たな総インプット量Ｍとなるため、総インプット量Ｍが「０」となることがない。
【００３１】
従って、ＳＴＥＰ８は、３０分未満の連続運転時には、誤設置検知処理を省略することを意味する。これは、３０分未満の連続運転時においては、給湯器周辺の酸素量がバーナユニットの燃焼により使用されて少ないままの状態となっている虞があり、この状態では給湯器が誤設置状態であるか否かを適切に判断できない可能性があるからである。
【００３２】
ＳＴＥＰ８で、総インプット量Ｍが「０」でない場合には、総インプット量Ｍが第１所定量Ａを超えているか否かをチェックする。第１所定量Ａは、例えば、ガスの元栓が閉められている等の理由によりバーナユニット５が初めから点火していない状態や、バーナユニット５が殆ど燃焼していないような場合には、失火の原因が酸欠以外の事由によると想定されるため、これを排除できるように設定されている。
【００３３】
総インプット量Ｍが第１所定量Ａ以下である場合には、ＳＴＥＰ２に戻る。総インプット量Ｍが第１所定量Ａ以上である場合には、ＳＴＥＰ１０に進み、点火指示があってから失火を検知するまでの失火所要時間Ｔが第２所定時間Ｂ未満であるか否かをチェックする。失火所要時間Ｔが第２所定時間Ｂ以上である場合には、長時間燃焼状態が維持できているため、酸欠による失火の可能性は低いと想定される。従って、この場合には、ＳＴＥＰ２に戻る。
【００３４】
失火所要時間Ｔが第２所定時間Ｂ未満である場合には、ＳＴＥＰ１１に進み、第１総インプット量Ｍ１に第２総インプット量Ｍ２を代入し、第２総インプット量Ｍ２に第３総インプット量Ｍ３を代入し、第３総インプット量Ｍ３に総インプット量Ｍを代入して、総インプット量Ｍを記憶する（第２工程）。
【００３５】
そして、ＳＴＥＰ１２に進み、次の式（１）〜式（３）に示すように、総インプット量Ｍ１〜Ｍ３の平均値と各総インプット量Ｍ１〜Ｍ３の差である第１から第３の３つの差分値Ｍ１’，Ｍ２’，Ｍ３’を求める。
【００３６】
Ｍ１’＝Ｍ１−｛（Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ３）／３｝  ・・・式（１）
Ｍ２’＝Ｍ２−｛（Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ３）／３｝  ・・・式（２）
Ｍ３’＝Ｍ３−｛（Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ３）／３｝  ・・・式（３）。
【００３７】
上記式（１）〜式（３）の「｛（Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ３）／３｝」から明らかなように、実施形態においては、本発明の総インプット量の平均値を算出する工程はＳＴＥＰ１２に含まれることとなる。
【００３８】
そして、ＳＴＥＰ１３に進み、３つの差分値Ｍ１’〜Ｍ３’の各絶対値の全てが、総インプット量Ｍ１〜Ｍ３の平均値を１００％とした場合における１０％未満（所定レベル以下）であるか否かをチェックする。３つの差分値Ｍ１’〜Ｍ３’の絶対値のうちの何れか１つでも１０％以上である場合には、ＳＴＥＰ２に戻る。ここで、第１総インプット量Ｍ１や第２総インプット量Ｍ２が「０」である状態では、総インプット量Ｍが「０」ではないため、ＳＴＥＰ１３の条件を満たすことはない。即ち、ＳＴＥＰ１３の条件を満たす場合には、ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ１２の処理を少なくとも３回行う必要がある。
【００３９】
ＳＴＥＰ１３で、３つの差分値Ｍ１’〜Ｍ３’の各絶対値の全てが平均値を１００％とした場合における１０％未満（所定レベル以下）である場合には、３回連続で略同一の総インプット量となったときに失火していることが分かる。この場合、給湯器周囲の換気不足による酸欠状態により失火したと判断することができる。
【００４０】
従って、ＳＴＥＰ１４に進み、リモコン９１の表示部等で給湯器の誤設置による酸欠状態であることを報知する。そして、ＳＴＥＰ１５で、給湯器の運転を停止させる。そして、ＳＴＥＰ１６で、給湯器を設置し直した旨の操作がリモコン９１等で成されると、今回の処理を終了する。コントローラ９は、図２のフローに示す処理を所定のサイクルタイムで実行する。実施形態においては、ＳＴＥＰ１２、ＳＴＥＰ１３及びＳＴＥＰ１４が本発明の第３工程に相当する。
【００４１】
以上の如く構成される実施形態の屋外設置型給湯器１によれば、一時的なガス圧の変化や強風による失火の場合には、総インプット量の差分値Ｍ１’〜Ｍ３’のバラツキが大きくなる。従って、全ての差分値Ｍ１’〜Ｍ３’の絶対値の少なくとも何れか１つは１０％以上となる。逆に、インプットの総量の差分値Ｍ１’〜Ｍ３’のバラツキが小さい場合、即ち、全ての差分値Ｍ１’〜Ｍ３’の絶対値が１０％未満である場合には、給湯器周囲の換気不良に起因する失火と考えられる。
【００４２】
従って、実施形態の給湯器１によれば、一時的なガス圧の変化や強風等による失火と、誤設置に伴う酸素欠乏状態による失火とを適切に区別して判定することができる。
【００４３】
又、総インプット量から求められる差分値Ｍ１’〜Ｍ３’で誤設置を判定するため、バーナのインプットが変更された状態であっても適切に誤設置を検知することができる。
【００４４】
尚、実施形態においては、図２に示すＳＴＥＰ９で総インプット量Ｍが第１所定量Ａを超えるか否かをチェックしているが、ＳＴＥＰ９で失火所要時間Ｔが第１所定時間を超えるか否かをチェックするようにしても、同様に本発明の効果を得ることができる。この場合、第１所定時間は、第１所定量Ａと同様に、例えば、バーナユニット５への点火失敗などの、失火の原因が酸欠以外の事由であると想定されるものを排除できるように設定すればよい。
【００４５】
又、実施形態においては、図２に示すＳＴＥＰ１０で失火所要時間Ｔが第２所定時間Ｂ未満であるか否かをチェックしているが、ＳＴＥＰ１０で総インプット量Ｍが第２所定量未満であるか否かをチェックするようにしても、同様に本発明の効果を得ることができる。この場合、第２所定量は、第２所定時間Ｂと同様に、酸欠による失火の可能性が殆どないと想定される比較的多い量に設定すればよい。
【００４６】
又、実施形態においては、複数の差分値の所定範囲として、総インプット量Ｍ１〜Ｍ３の平均値を１００％とした場合における各差分値の絶対値が１０％未満に設定しているが、本発明の差分値の所定範囲はこれに限られるものではなく、例えば、各差分値の絶対値が１６％未満に設定してもよい。
【００４７】
又、本発明の総インプット量のばらつき度合いが所定レベル以下であるか否かの判定方法は、実施形態で説明したものに限らず、例えば、最初に記憶された総インプット量を１００％として、２回目以降に記憶された総インプット量が８０％〜１２０％以内であるときに、給湯器の誤設置と判定してもよい。
【００４８】
或いは、複数回記憶された総インプット量のうち、最も多い量の総インプット量と最も少ない量の総インプット量とを比較し、最も多い量の総インプット量を１００％として、最も少ない量の総インプット量が９０％を超えているときに、給湯器の誤設置と判定してもよい。
【００４９】
又、実施形態では、失火検知手段の一構成要素として、フレームロッド５ｃを用いたが、これに限らず、例えば、熱電対等の温度検出手段（温度センサ）を用いてもよい。
【００５０】
又、実施形態では、コントローラ９で記憶する総インプット量を３つとしているが、これに限らず、２つでも、４つ以上でもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…給湯器、  ３…燃焼筺、  ３１…排気口、  ５…バーナユニット（バーナ）、５ｃ…フレームロッド（失火検知手段の一構成要素）、  ５１…第１バーナ群、  ５２…第２バーナ群、  ７１…熱交換器、  ８１…給気室、  ８２…第１給気室、  ８３…第２給気室、  ８４…給気ファン（ファン）、  ８６ａ…第１分配路、  ８６ｂ…第２分配路、  ９…コントローラ。
【図１】
2011106783.tif 000003
【図２】
2011106783.tif 000004