(57)【要約】【課題】空焚き安全装置が作動しても器具内の高温の湯が出湯されるおそれをなくす。【解決手段】Ｓ１の判別で給湯燃焼中であれば、Ｓ２で、給湯熱交換器に設けた水管サーミスタからの検出温度が１１０℃を越えているか否かを判別する。ここで１１０℃を越えたことが確認されると、Ｓ３で、コントローラは、バーナの燃焼を禁止すると共に、給湯リモコン及び風呂リモコンに異常の表示を行う。また、同時にバイパス管の分配弁を全開位置に指示してバイパス管から出湯管に全ての水を供給させる。これにより、給湯熱交換器内に滞留した高温の湯にバイパス管からの水を混ぜることができる。Ｓ４で、分配弁が全開位置にあることを確認したら、Ｓ５で、水量制御弁を全閉位置に指示して出湯管からの流量を最小とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナと、
前記バーナの燃焼排気が通過する熱交換器と、
前記熱交換器に接続される給水管と、
前記熱交換器に接続される出湯管と、
前記給水管と前記出湯管との間に接続されて前記熱交換器をバイパスするバイパス管と、
前記バイパス管の流量を制御するバイパス流量制御手段と、
前記熱交換器内の湯水の温度を検出する熱交換器温度検出手段と、
前記バーナの燃焼及び前記バイパス流量制御手段を制御すると共に、前記バーナの燃焼中に前記熱交換器温度検出手段の検出温度が所定温度を越えた際に、前記バーナの燃焼を禁止する空焚き安全制御を実行可能なコントローラと、を備えた給湯器であって、
前記コントローラは、前記空焚き安全制御を実行する際、前記バイパス流量制御手段によって前記バイパス管の流量を増加側へ変更することを特徴とする給湯器。
【請求項２】
前記出湯管の流量を制御する出湯流量制御手段を備え、前記コントローラは、前記バイパス管の流量を増加側へ変更した後、前記出湯流量制御手段によって前記出湯管の流量を減少側へ変更することを特徴とする請求項１に記載の給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に接続される給水管と出湯管との間に、熱交換器をバイパスするバイパス管を接続して、バイパス管の流量を制御して熱交換器からの出湯温度を調整可能とした給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯器には、バーナに加熱される熱交換器に、給水管と出湯管とを接続し、給水管と出湯管との間にバイパス管を接続して、バイパス管の流量をステッピングモータ等で動作する分配弁によって可変制御することで、熱交換器からの出湯温度（出口温度）を所定温度以上に維持してドレンの発生を防止すると共に、高温出湯の場合にはバイパス管の流路を閉じることで熱交換器の過熱を防止するようにしたものが知られている。
このような給湯器においては、給水管に設けられた水量センサの故障や、熱交換器に繋がる配管の一部凍結等によって、実際には熱交換器に通水していないにもかかわらずバーナが燃焼して熱交換器が加熱されることがあると、熱交換器内の水が過熱されて沸騰する。この空焚き状態を検出して器具を停止させるために、例えば特許文献１に開示されるように、出湯温度を検出してその検出温度が設定温度から所定値以上高くなる場合には、出湯管の制御弁を閉止する等して出湯を停止する対策が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８９７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような空焚き安全装置により出湯を停止しても、器具内には高温の湯が滞留している場合があるため、利用者が給湯栓を開くと滞留していた高温の湯が排出されてしまうおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、空焚き安全装置が作動しても器具内の高温の湯が出湯されるおそれがない給湯器を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、バーナと、バーナの燃焼排気が通過する熱交換器と、熱交換器に接続される給水管と、熱交換器に接続される出湯管と、給水管と出湯管との間に接続されて熱交換器をバイパスするバイパス管と、バイパス管の流量を制御するバイパス流量制御手段と、熱交換器内の湯水の温度を検出する熱交換器温度検出手段と、バーナの燃焼及びバイパス流量制御手段を制御すると共に、バーナの燃焼中に熱交換器温度検出手段の検出温度が所定温度を越えた際に、バーナの燃焼を禁止する空焚き安全制御を実行可能なコントローラと、を備えた給湯器であって、
コントローラは、空焚き安全制御を実行する際、バイパス流量制御手段によってバイパス管の流量を増加側へ変更することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、出湯管の流量を制御する出湯流量制御手段を備え、コントローラは、バイパス管の流量を増加側へ変更した後、出湯流量制御手段によって出湯管の流量を減少側へ変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、空焚きが発生した際には、バイパス管の流量が増加するので、器具内の湯にバイパス管からの水を混ぜて出湯温度を下げることができる。従って、空焚き安全装置が作動しても、器具内の高温の湯が出湯されるおそれがなくなる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、バイパス管の流量を増加側へ変更した後、出湯管の流量を減少側へ変更するので、給湯栓が開栓されても、器具内の湯が勢いよく出湯されることがない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】給湯器の概略回路図である。
【図２】空焚き安全制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、給湯器の一例を示す概略回路図である。この給湯器１は、燃焼室２内の下部に、互いに数が異なる複数のバーナ４，４・・を備えた３つのバーナユニット３，３・・と、各バーナユニット３に燃焼用空気を供給する燃焼ファン５とが設けられ、燃焼室２内の上部には、バーナ４，４・・の燃焼排気が通過する給湯熱交換器６と風呂熱交換器７とが併設されている。８は点火プラグ、９はフレームロッドで、燃焼室２の上部には、両熱交換器６，７を通過した燃焼排気を排出する排気フード１０が設けられ、燃焼室２の外側には、燃焼室２からの燃焼排気の漏出を検出するヒューズ回路をプリントしたシート状の過熱防止装置１１が巻回されている。
【００１０】
燃焼室２等を収容する器具のガス入口には、外部からのガス配管が接続されるガス管１２が接続されて、各バーナユニット３には、ガス管１２から分岐する分岐管１３，１３・・がそれぞれ接続されると共に、各分岐管１３には、ガス流路を開閉するガス電磁弁１４がそれぞれ設けられている。また、分岐前のガス管１２には、上流側から元ガス電磁弁１５、ガス比例弁１６がそれぞれ設けられている。
【００１１】
給湯熱交換器６は、所定間隔をおいて配設された複数のフィン１７，１７・・を蛇行状に貫通する給湯伝熱管１８を備え、給湯伝熱管１８の入口には、器具の水入口に接続される給水管１９が接続され、給湯伝熱管１８の出口には、器具の湯出口に接続される出湯管２０が接続されている。給湯熱交換器６の外側に露出する給湯伝熱管１８の屈曲部には、給湯伝熱管１８の温度を検出する熱交換器温度検出手段としての水管サーミスタ２１が設けられている。また、給水管１９と出湯管２０との間には、給湯熱交換器６をバイパスするバイパス管２２が接続されて、給水管１９とバイパス管２２との接続部には、ステッピングモータにより駆動してバイパス管２２の流量を可変制御するバイパス流量制御手段としての分配弁２３が設けられている。
いる。
【００１２】
さらに、給水管１９におけるバイパス管２２との接続部の上流側には、入水温度を検出する入水サーミスタ２４と、給水管１９を流れる水量を検出する給湯水量センサ２５とが設けられている。
そして、出湯管２０における給湯熱交換器６の出口際には、出口温度を検出する給湯熱交換器サーミスタ２６が設けられ、バイパス管２２との接続部の下流側には、出湯温度を検出する給湯出湯サーミスタ２７と、ステッピングモータにより駆動して出湯管２０の流量を可変制御する出湯流量制御手段としての水量制御弁２８が設けられている。
【００１３】
一方、風呂熱交換器７は、フィン１７，１７・・を蛇行状に貫通する風呂伝熱管３０を備え、風呂伝熱管３０の入口には、外部配管を介して外部の浴槽３１のバスアダプタ３２と接続される風呂戻り管３３が接続され、風呂伝熱管３０の出口には、外部配管を介してバスアダプタ３２と接続される風呂往き管３４が接続されている。風呂戻り管３３には、ポンプ３５が設けられると共に、その上流側には、風呂戻り温度を検出する風呂戻りサーミスタ３６が設けられ、ポンプ３５の下流側には、風呂戻り管３３内の湯水の流れによってＯＮ／ＯＦＦ動作する風呂水流スイッチ３７と、水圧によって浴槽３１内の水位を検出する水位センサ３８が設けられている。また、風呂往き管３４には、風呂往き温度を検出する風呂往きサーミスタ３９が設けられている。
【００１４】
また、出湯管２０における水量制御弁２８の下流側と、風呂戻り管３３におけるポンプ３５と風呂戻りサーミスタ３６の間とには、落とし込み管４１が接続されている。この落とし込み管４１には、上流側に、落とし込み４１を流れる水量を検出する風呂水量センサ４２が、下流側に、落とし込み管４１を開閉する落とし込み水電磁弁４３がそれぞれ設けられている。さらに、落とし込み水電磁弁４３の下流側には、２つの逆止弁４４，４４がそれぞれ設けられて、逆止弁４４，４４の間には、風呂戻り管３３から逆流した湯水をオーバーフロー口から排出する縁切弁４５が接続されている。
５０は、各サーミスタやセンサ等の検出信号を受けて各弁等を動作させて出湯温制御や浴槽３１への湯張り制御等を行うコントローラ、５１は給湯リモコン、５２は風呂リモコンである。
【００１５】
以上の如く構成された給湯器１においては、まず通常の給湯は以下の如くなされる。
湯出口に接続された外部配管の給湯栓が開栓されて器具内に通水され、その通水を給湯水量センサ２５で検知すると、コントローラ５０は、燃焼ファン５を所定時間回転させて、燃焼室２内に貯留している燃焼排気を排出させる（プリパージ）。その後、ガス管１２の元ガス電磁弁１５、各ガス電磁弁１４を開弁させ、ガス比例弁１６を所定開度で開弁させて、各バーナユニット３へガスを供給すると共に、イグナイタを作動させて点火プラグ８でバーナ４，４・・に点火する。
これにより、給湯熱交換器６において、給湯伝熱管１８を流れる水がバーナ４の燃焼排気と熱交換されて、加熱された湯が出湯管２０及び外部配管を通って給湯栓から出湯される。
【００１６】
コントローラ５０は、出湯管２０の給湯熱交換器サーミスタ２６によって出口温度を監視し、分配弁２３のステッピングモータを駆動させて、出口温度が、給湯熱交換器６でのドレンの発生や過熱を防止できる温度範囲内に維持されるようにバイパス管２２への流量（バイパス率）を制御する。
まだ、給湯出湯サーミスタ２７によって出湯温度を監視し、出湯温度が給湯リモコン５１又は風呂リモコン５２によって指示された設定温度となるように、各ガス電磁弁１４の開閉制御と、ガス比例弁１６の開度調整とを行うと共に、燃焼ファン５の回転数制御によって空気量を連続的に変化させる。
給湯栓を閉じると、給湯水量センサ２５からの信号停止を確認したコントローラ５０は、元ガス電磁弁１５及びガス電磁弁１４を閉じてバーナ４を消火させ、所定時間燃焼ファン５を回転させる（ポストパージ）。
【００１７】
一方、給湯リモコン５１又は風呂リモコン５２の自動スイッチを押すと、コントローラ５０は、落とし込み管４１の落とし込み水電磁弁４３を開弁して給湯熱交換器６に通水させてバーナ４を燃焼させる。出湯管２０からの湯は、落とし込み管４１及び風呂戻り管３３を通って浴槽３１に供給される。落とし込み管４１に設けた風呂水量センサ４２で検出した水量が設定水量に達すると、落とし込み水電磁弁４３を閉じて通水を停止し、バーナ４を消火させる。
次に、ポンプ３５を作動させて、風呂熱交換器７と浴槽３１との間で湯を循環させる。このとき、風呂戻りサーミスタ３６と風呂往きサーミスタ３９とで循環する湯の温度を監視し、設定温度からの低下を確認すると、給湯時と同様にバーナ４，４・・が点火されると共に、燃焼ファン５によって燃焼用空気が供給される。よって、風呂熱交換器７と浴槽３１との間を循環する風呂循環水は、風呂伝熱管３０を流れる際にバーナ４の燃焼排気と熱交換されて設定温度まで加熱される。設定温度に達すると、バーナ４の燃焼を停止させ、ポンプ３５を停止させる。
【００１８】
そして、コントローラ５０は、給湯熱交換器６を利用する給湯燃焼中には、水管サーミスタ２１の検出温度を監視して、給湯熱交換器６に通水しない状態でバーナ４が燃焼する空焚きを検知した際には、バーナ４の燃焼を停止して以後の使用を禁止する空焚き安全制御を実行可能となっている。この空焚き安全制御を図２のフローチャートに基づいて説明する。
まずＳ１で、コントローラ５０は、給湯燃焼中か否かを判別する。この運転状態の確認は、バーナ４に設けたフレームロッド９からの炎電流の検出等によって行われる。
【００１９】
ここで、給湯燃焼中であれば、Ｓ２で、水管サーミスタ２１からの検出温度が、１１０℃を越えているか否かを判別する。これは、給湯水量センサ２５の故障や給水管１９、出湯管２０の凍結、ガス電磁弁１４の開故障等により、給湯熱交換器６内に通水しない状態でバーナ４が燃焼する空焚きが行われると、給湯伝熱管１８が１１０℃〜１２０℃まで過熱されることから、水管サーミスタ２１の検出温度が１１０℃を越えていれば、空焚きが生じたと判断できるからである。
【００２０】
よって、Ｓ２で１１０℃を越えたことが確認されると、Ｓ３で、コントローラ５０は、元ガス電磁弁１５及びガス電磁弁１４を閉じてバーナ４を消火させて以後の燃焼を禁止すると共に、給湯リモコン５１及び風呂リモコン５２に異常の表示を行う。また、同時に分配弁２３を全開位置となるようにステッピングモータに指示してバイパス管２２から出湯管２０に全ての水を供給させる。これにより、給湯熱交換器６内に滞留した高温の湯にバイパス管２２を通過した水を混ぜることができる。
Ｓ４で、分配弁２３が全開位置にあることを確認したら、Ｓ５で、コントローラ５０は、水量制御弁２８を、全閉位置となるようにステッピングモータに指示する。これにより，出湯管２０からの流量が最小となり、給湯栓から勢いよく出湯されることがなくなる。
【００２１】
このように、上記形態の給湯器１によれば、コントローラ５０は、空焚き安全制御を実行する際、分配弁２３によってバイパス管２２の流量を最大とするので、空焚きが発生した際には、器具内の湯にバイパス管２２からの水を混ぜて出湯温度を下げることができる。従って、空焚き安全装置が作動しても、器具内の高温の湯が出湯されるおそれがなくなる。
特にここでは、バイパス管２２の流量を最大とした後、水量制御弁２８によって出湯管２０の流量を最小とするので、その後、給湯栓が開栓されても、器具内の湯が勢いよく出湯されることがない。
ここで、コントローラ５０を構成する制御基板に、ステッピングモータのドライブ回路が１基しか形成されない場合、分配弁２３と水量制御弁２８とを同時に駆動させようとすると各弁の動きが遅くなってしまう。しかし、このように分配弁２３と水量制御弁２８とを順番に作動させるようにすれば、ドライブ回路が１基であっても高温の湯への水の混合を迅速に行うことができる。よって、安全性を確保しつつコントローラ５０を低コストで製造可能となる。
【００２２】
なお、上記形態では、空焚き安全制御を実行する際、分配弁２３によってバイパス管２２の流量を最大としているが、この流量は最大に限らず、流量の増加側への変更であれば、最大より少ない流量であっても差し支えない。
同様に、バイパス管２２の流量を増加側へ変更した後、水量制御弁２８によって出湯管２０の流量を最小としているが、この流量も最小に限らず、流量の減少側への変更であれば、最小より多い流量であっても差し支えない。なお、流量の最小は０（全閉）も含む。
但し、バイパス流量制御手段（分配弁２３）と出湯流量制御手段（水量制御弁２８）とを共に設けることは必須ではなく、出湯流量制御手段を省略してバイパス流量制御手段のみ設けても高温の湯の出湯防止は可能である。
【００２３】
一方、熱交換器温度検出手段となる水管サーミスタは、複数あってもよい（この場合、各検出温度の平均値が所定温度を超えたか否かを判別する等してもよい）し、空焚きの判断も、１１０℃以上で空焚きと判断してもよいし、検出温度も１１０℃に限らず増減して差し支えない。熱交換器温度検出手段も水管サーミスタに限らず、バイメタルスイッチ等も採用できる。
また、上記形態では、１つの燃焼室内に給湯熱交換器と風呂熱交換器とを併設した給湯器で説明しているが、給湯熱交換器を有する給湯燃焼室と、風呂熱交換器を有する風呂燃焼室とを別個に備える給湯器であっても差し支えない。また、風呂熱交換器と浴槽との間を繋ぐ風呂回路は必須ではなく、給湯熱交換器と給水管と出湯管とバイパス管とからなる給湯回路のみを備える給湯器であっても本発明は適用可能である。
さらに、出湯流量制御手段として出湯管に水量制御弁を備えているが、給水管に水量制御弁等の出湯流量制御手段を設けても、出湯流量の減少制御は可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１・・給湯器、２・・燃焼室、３・・バーナユニット、４・・バーナ、５・・燃焼ファン、５・・給湯熱交換器、７・・風呂熱交換器、１２・・ガス管、１８・・給湯伝熱管、１９・・給水管、２０・・出湯管、２１・・水管サーミスタ、２２・・バイパス管、２３・・分配弁、２４・・入水サーミスタ、２５・・給湯水量センサ、２８・・水量制御弁、、３０・・風呂伝熱管、３１・・浴槽、３３・・風呂戻り管、３４・・風呂往き管、４１・・落とし込み管、５０・・コントローラ。
【図１】
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【図２】
2019045085.tif 000004