(57)【要約】【課題】通水路(1)の熱交換器(2)の上下両流路部を繋ぐバイパス路(3)と、熱交換器(2)の出口近傍の湯温センサ(10)と、給湯流量を検知する流量センサ(15)と、バイパス路(3)からの冷水と熱交換器(2)からの温水を混合する湯水混合器(4)とを具備し、熱交換器(2)を加熱するガスバーナ(5)の点火後に待機時間が経過した後で湯温センサ(10)が検知する点火後温度と点火前に湯温センサ(10)が検知した点火前温度との差が基準温度差以下の場合は、通水路(1)の詰まりと判断するものに於いて、通水路(1)の詰まり時に、ガスバーナ(5)で熱交換器(2)が長時間加熱されないようにする。【解決手段】前記待機時間は、前記流量センサ(15)の検知流量の増加に伴って短縮化され、且つ、前記熱交換器(2)で加熱昇温された温水が前記湯温センサ(10)の配設部に到達するのに必要な時間以上に設定されていること。【選択図】図４
2008145083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスバーナ(5)で加熱される熱交換器(2)と湯温センサ(10)が上流側からこの順序で配設された通水路(1)と、
前記通水路(1)に於ける前記熱交換器(2)の上流部と前記湯温センサ(10)の下流部を繋ぐバイパス路(3)と、
前記通水路(1)に於ける、前記バイパス路(3)の分岐点(12)の上流側又は合流点(13)の下流側の流量を検知する流量センサ(15)と、
前記バイパス路(3)から供給される冷水と前記熱交換器(2)からの温水を所定割合で混合することにより給湯設定温度の温水に調整する湯水混合器(4)と、を具備する給湯器であって、
前記流量センサ(15)が予め設定されたバーナ点火流量を検知したときに前記ガスバーナ(5)に点火し、
前記点火後の所定の待機時間が経過した後に前記湯温センサ(10)が検知する点火後温度と、前記点火前に前記湯温センサ(10)が検知した点火前温度との差が基準温度差以下の場合は、前記通水路(1)の前記分岐点(12)と合流点(13)で挟まれた被加熱域(1a)の詰まりと判断する、給湯器に於いて、
前記待機時間は、前記流量センサ(15)の検知流量の増加に伴って短縮化され、且つ、前記熱交換器(2)で加熱昇温された温水が前記湯温センサ(10)の配設部に到達するのに必要な時間以上に設定されている、バイパスミキシング式の給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器で加熱昇温された温水に冷水を混合して給湯設定温度の温水を取り出す、所謂、バイパスミキシング式の給湯器に関するもので、前記熱交換器を通る通水路の詰まりを検知する機能を備えた給湯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、前記バイパスミキシング式の給湯器に於ける水回路及びガス回路の概略図である。
通水路(1)は、入水温センサ(18)及び流量センサ(15)の配設部から熱交換器(2)を経由して蛇口(14)に繋がっており、熱交換器(2)の上流部と下流部はバイパス路(3)で接続されている。又、バイパス路(3)と通水路(1)の合流点(13)には、熱交換器(2)で加熱昇温された温水とバイパス路(3)からの冷水の混合割合を設定する湯水混合器(4)が配設されている。通水路(1)に於ける熱交換器(2)の出口部近傍には湯温センサ(10)が配設され、湯水混合器(4)の下流側には混合水温センサ(11)が配設されている。
【０００３】
又、熱交換器(2)を加熱するガスバーナ(5)へのガス回路(50)にはガス比例弁(51)が設けられていると共に、ガスバーナ(5)の近傍には、これに点火する為の点火電極(52)が配設されている。
このものでは、図示しない温度設定器で給湯温度を設定して蛇口(14)を開放すると、流量センサ(15)がバーナ点火流量（通常は、２．７Ｌ／分）以上の流量を検知したときに点火電極(52)からガスバーナ(5)に点火用の火花が連射され始める。一方、流量センサ(15)の検知流量、入水温センサ(18)が検知する給水温度、及び、前記設定された給湯温度（以下、「給湯設定温度」という。）に基づき、給湯設定温度の温水を給湯器で生成するのに必要なガスバーナ(5)の必要燃焼量が演算される。そして、該必要燃焼量に応じてガス比例弁(51)の開度が設定される。これにより、熱交換器(2)を流れる通水がガスバーナ(5)の燃焼排気で加熱昇温されると共に、混合水温センサ(11)の検知温度が給湯設定温度に近づくように、熱交換器(2)からの温水とバイパス路(3)からの冷水の混合割合が湯水混合器(4)で設定される。
このものでは、通水路(1)に供給される通水の一部をバイパス路(3)に分岐させると共に、残余の通水を熱交換器(2)側に分配する。
【０００４】
従って、バイパス路(3)を設けない為に全通水が熱交換器(2)を流れるものと相違し、ガスバーナ(5)の燃焼排気が熱交換器(2)で露点以下に冷却され難くなり、これにより、熱交換器(2)部分でのドレンの発生を抑制できる利点がある。
このものでは、通水路(1)に於いてバイパス路(3)の分岐点(12)と合流点(13)で挟まれた被加熱域(1a)が、冬の寒い時期に凍結したり、又、塵芥等の堆積によって詰まった場合には、該詰まりを検知してガスバーナ(5)の燃焼を禁止できるようにしている。
【０００５】
具体的には、ガスバーナ(5)の点火前に湯温センサ(10)が検知した温度を点火前温度として記憶する。そして、ガスバーナ(5)の点火後に待機時間（１０秒程度）が経過した時点で湯温センサ(10)が検知する温度を点火後温度として記憶し、これら点火前温度と点火後温度に差がない場合は、被加熱域(1a)の詰まりと判断するのである。そして、被加熱域(1a)の詰まりと判断された場合は、ガスバーナ(5)を消火させて安全状態を確保する。
【特許文献１】特開平１１−１７３６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のものでは、ガスバーナ(5)の点火後に湯温センサ(10)で温度検知するまでの待機時間を画一的に１０秒程度に設定している。前記待機時間は、ガスバーナ(5)を最小燃焼量で燃焼させる最小給湯時に、熱交換器(2)で加熱昇温された温水が湯温センサ(10)の配設部に到達するまでに必要な時間以上に設定されており、これにより、蛇口(14)の開度、即ち、給湯量に関わらず、熱交換器(2)を通る被加熱域(1a)の詰まりが検知できる。
【０００７】
しかしながら、上記従来のものでは、蛇口(14)の開度を大きくした大量給湯時には、熱交換器(2)で加熱昇温された温水が湯温センサ(10)の配設部に短時間で到達するにも関らず、最小給湯の場合に合わせて画一的に設定された長い待機時間が経過しなければ、湯温センサ(10)による温度検知が行われない。このことから、大量給湯時には、熱交換器(2)で加熱昇温された温水が湯温センサ(10)の配設部に到達するまでの所要時間と前記待機時間に時間差が生じる。
【０００８】
従って、蛇口(14)の開度を大きくした大量給湯時に、熱交換器(2)を通る被加熱域(1a)が詰まったときは、大量給湯時に合わせて前記待機時間を設定した場合に比べ、前記時間差だけ長時間に亘って熱交換器(2)がガスバーナ(5)で加熱され、熱交換器(2)に過剰な熱負荷が加わる。
尚、上記従来のものとは逆に、大量給湯時に合わせて、待機時間を短時間に設定すると、最小給湯時には、熱交換器(2)で加熱昇温された温水が湯温センサ(10)の配設部に到達する前に該湯温センサ(10)による温度検知が実行されるから、被加熱回路(1a)の詰まりを判定することができない。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みて成されたもので、
『ガスバーナ(5)で加熱される熱交換器(2)と湯温センサ(10)が上流側からこの順序で配設された通水路(1)と、
前記通水路(1)に於ける前記熱交換器(2)の上流部と前記湯温センサ(10)の下流部を繋ぐバイパス路(3)と、
前記通水路(1)に於ける、前記バイパス路(3)の分岐点(12)の上流側又は合流点(13)の下流側の流量を検知する流量センサ(15)と、
前記バイパス路(3)から供給される冷水と前記熱交換器(2)からの温水を所定割合で混合することにより給湯設定温度の温水に調整する湯水混合器(4)と、を具備する給湯器であって、
前記流量センサ(15)が予め設定されたバーナ点火流量を検知したときに前記ガスバーナ(5)に点火し、
前記点火後の所定の待機時間が経過した後に前記湯温センサ(10)が検知する点火後温度と、前記点火前に前記湯温センサ(10)が検知した点火前温度との差が基準温度差以下の場合は、前記通水路(1)の前記分岐点(12)と合流点(13)で挟まれた被加熱域(1a)の詰まりと判断する、給湯器』に於いて、
大量給湯時に於いて熱交換器(2)を通る被加熱域(1a)が詰まっている場合に、ガスバーナ(5)で熱交換器(2)が長時間に亘って加熱されないようにし、これにより、熱交換器(2)に過剰な熱的負荷が加わる不都合を防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［請求項１に係る発明］
上記課題を解決する為の請求項１に係る発明の解決手段は、
『前記待機時間は、前記流量センサ(15)の検知流量の増加に伴って短縮化され、且つ、前記熱交換器(2)で加熱昇温された温水が前記湯温センサ(10)の配設部に到達するのに必要な時間以上に設定されている』ことである。
上記解決手段は次のように作用する。
流量センサ(15)の検知流量は、給湯量の増加に伴って増加すると共に、該流量センサ(15)の検知流量の増加に伴って、熱交換器(2)を通る被加熱域(1a)の流量も増加する。
流量センサ(15)の検知流量の増加に伴って被加熱域(1a)の流量が増加する理由は次の通りである。
湯水混合器(4)は、バイパス路(3)からの冷水と熱交換器(2)からの温水の混合割合を設定するだけであるから、流量センサ(15)の検知流量（給湯の全流量）が増加した場合は、該増加割合と同じ割合で、前記被加熱域(1a)とバイパス路(3)の流量が共に増加するからである。
【００１１】
さて、流量センサ(15)の検知流量の増加に伴って、熱交換器(2)を通る被加熱域(1a)の流量が増加すると、ガスバーナ(5)の点火後に熱交換器(2)で加熱昇温された温水が湯温センサ(10)（熱交換器(2)とバイパス路(3)の合流点(13)の間に配設されている）の配設部まで到達するのに必要な時間が短くなる。この場合、上記解決手段によれば、流量センサ(15)の検知流量が増加していることから、熱交換器(2)で加熱昇温された温水が湯温センサ(10)の配設部に到達するのに必要な時間以上に設定された待機時間が短縮化される。
【００１２】
従って、大量給湯時に熱交換器(2)を通る被加熱域(1a)が詰まった場合には、最小給湯時に合わせて待機時間が長く設定されている既述従来のものに比べ、熱交換器(2)がガスバーナ(5)で加熱される時間が短くなる。これにより、熱交換器(2)に過剰な熱負荷が加わる不都合がない。
尚、大量給湯時に、熱交換器(2)を通る被加熱域(1a)が詰まっていない場合は、熱交換器(2)で加熱昇温された温水が湯温センサ(10)の配設部に到達するのに必要な時間以上に設定された待機時間の経過後に、湯温センサ(10)が前記温水の温度検知を行う。これにより、熱交換器(2)を通る被加熱域(1a)が詰まっていないことが確認できる。一方、小量給湯時には、流量センサ(15)の検知流量が小さくなるから前記待機時間も長い時間に設定され、熱交換器(2)で加熱昇温された温水の温度が湯温センサ(10)で検知される。これにより、小量給湯時に前記被加熱域(1a)が詰っているか否かが判断できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は次の特有の効果を有する。
既述したように、大量給湯時に、通水路(1)に於いて熱交換器(2)を通る被加熱域(1a)が詰まった場合には、最小給湯時に合わせて前記待機時間が長く設定されている既述従来のものに比べ、熱交換器(2)が加熱される時間が短くなる。これにより、熱交換器(2)に過剰な熱負荷が加わる不都合がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る給湯器の水回路及びガス回路は、既述した図１のものと同様に構成されている。従って、水回路及びガス回路の構成に関しては、既述「背景技術」の記載内容を援用する。
【００１５】
図３は、図１の給湯器に通信ケーブル（図示せず）で接続されたリモコン(6)の正面図であり、該リモコン(6)は台所や浴室等の壁面に配設される。リモコン(6)には、運転ボタン(61)と、昇温ボタン(62)及び降温ボタン(63)から成る温度設定ボタン(64)と、該温度設定ボタン(64)で設定した給湯設定温度や運転状態等を表示する表示画面(65)が設けられている。
【００１６】
次に、本発明の実施の形態に係る給湯器の動作を図４のフローチャートに従って説明する。
蛇口(14)が開放されるのをステップ(ST1)で監視する。具体的には、流量センサ(15)による検知流量Ｑ０が、最低作動流量たる２．７Ｌ／分以上になるか否かを監視する。ここで最低作動流量とは、ガスバーナ(5)を最小燃焼量で燃焼させても給湯設定温を超える温度の温水が蛇口(14)側に供給されてしまう流量より大きな流量を意味する。
【００１７】
次に、ステップ(ST2)で、湯温センサ(10)の検知温度Ｔ０を点火前温度ＴＡとして記憶した後、ステップ(ST3)で、図示しない制御装置に組み込まれたタイマＣを「０」にセットすると共に、緩点火制御を実行する。ここで緩点火制御とは、図２に示すように、ガスバーナ(5)へのガス供給量Ｗが、該ガスバーナ(5)の円滑点火に適した緩点火ガス量Ｗ１になるように、ガス比例弁(51)の開度を設定し、この状態で点火電極(52)からガスバーナ(5)の炎口に点火用の火花を連射する制御である。この緩点火制御が１秒間継続され、ガスバーナ(5)が燃焼し始める。
【００１８】
次に、ステップ(ST4)で、流量センサ(15)の検知流量Ｑ０と、入水温センサ(18)と、更に、リモコン(6)の温度設定ボタン(64)でセットした給湯設定温度に基づき、該給湯設定温度の温水を蛇口(14)に供給する為の必要燃焼量を演算すると共に、該必要燃焼量に対応する燃焼ガス量Ｗ２のガスをガスバーナ(5)に供給する。
【００１９】
次に、流量センサ(15)の検知流量Ｑ０に応じて、待機時間Ａが設定される。具体的には、検知流量Ｑ０が５Ｌ／分未満であれば、ステップ(ST5)(ST6)により、待機時間Ａが１０秒に設定される。この状態では、ガスバーナ(5)の燃焼ガス量Ｗ２は、図２の想像線で示すレベルに設定される。一方、検知流量Ｑ０が５Ｌ／分以上で７Ｌ／分未満であれば待機時間Ａが７秒に設定され（ステップ(ST7)(ST8)参照）、更に、検知流量Ｑ０が７Ｌ／分以上であれば、ステップ(ST9)で待機時間Ａが５秒に設定される。待機時間Ａが５秒の場合は、ガスバーナ(5)の燃焼ガス量Ｗ２は、例えば、図２の実線で示すレベルに設定される。尚、本実施の形態では、待機時間Ａは、熱交換器(2)で加熱昇温された温水が湯温センサ(10)の配設部に到達するのに必要な時間と同じ時間に設定されている。但し、待機時間Ａを前記「到達するのに必要な時間」より長い時間に設定してもよい。
これにより、流量センサ(15)の検知流量Ｑ０の大きさに応じて、熱交換器(2)で加熱昇温された温水が湯温センサ(10)の配設部まで到達するのに必要な時間以上の前記待機時間Ａが設定される。
【００２０】
次に、ステップ(ST10)を実行し、ガスバーナ(5)の点火の際に「０」にセットしたタイマＣ（ステップ(ST3)参照）が、前記設定した待機時間Ａを越えるのを待ち、その後、ステップ(ST11)で、湯温センサ(10)の検知温度Ｔ０を点火後温度ＴＢとして記憶する。
【００２１】
次に、ステップ(ST12)で、「点火後温度ＴＢ―点火前温度ＴＡ」が基準温度差たる５℃以下であることが確認されると、熱交換器(2)で加熱昇温された温水が、待機時間Ａが経過しても湯温センサ(10)の配設部に到達しないと判断する。そして、かかる場合は、通水路(1)に於けるバイパス路(3)の分岐点(12)と合流点(13)で挟まれた被加熱域(1a)の詰まりと判断する。そして、ステップ(ST13)でガスバーナ(5)を消火させると共に、リモコン(6)の表示画面(65)に、「通水路が詰まっています。」等のエラー表示を行う。
【００２２】
一方、ステップ(ST12)で「点火後温度ＴＢ―点火前温度ＴＡ」が５℃を超えていることが確認されると、熱交換器(2)部分で加熱昇温された温水が待機時間Ａ以内に湯温センサ(10)の配設部に到達したと判断し、かかる場合は、前記被加熱域(1a)が詰まっていないと判断する。そして、ステップ(ST14)で、蛇口(14)が閉じられて流量センサ(15)の検知流量Ｑ０が２．７Ｌ／分未満になるか否かを監視し、検知流量Ｑ０が２．７Ｌ／分以上の場合は、混合水温センサ(11)の検知温度が給湯設定温度（リモコン(6)の温度設定ボタン(64)で設定した温度）に近付くように、湯水混合器(4)により、熱交換器(2)からの温水とバイパス路(3)からの冷水の混合割合を設定する（ステップ(ST15)参照）。尚、入水温センサ(18)が検知する給水温、及びリモコン(6)の温度設定ボタン(64)で設定された給湯設定温度が一定であれば、給湯量変化（蛇口(14)の開度変化）に伴ってガスバーナ(5)の必要燃焼量が増減するからガス供給量Ｗも増減するが、湯水混合器(4)による温水と冷水の混合割合は変化しない。従って、給湯量変化に伴って流量センサ(15)の検知流量Ｑ０が増減すると、熱交換器(2)を通る被加熱域(1a)の流量も同様に増減する。
【００２３】
一方、蛇口(14)が閉じられて流量センサ(15)の検知流量Ｑ０が２．７Ｌ／分未満になったことがステップ(ST14)で確認されると、ステップ(ST16)でガスバーナ(5)を消火させる。
このものでは、蛇口(14)の開度を大きくした大量給湯時には、流量センサ(15)の検知流量Ｑ０も増加すると共に、熱交換器(2)で加熱昇温された温水が湯温センサ(10)の配設部に到達するのに必要な時間が短くなる。この場合、本実施の形態によれば、図４のステップ(ST5)〜(ST9)により、検知流量Ｑ０の増加に伴って待機時間Ａが短縮化される。従って、蛇口(14)の開度を大きくした大量給湯時に熱交換器(2)を通る被加熱域(1a)が詰まった場合は、最小給湯時に合わせて待機時間Ａが長く設定されている既述従来のものに比べ、熱交換器(2)がガスバーナ(5)で加熱される時間が短くなる。これにより、熱交換器(2)に過剰な熱負荷が加わる不都合がない。
【００２４】
又、流量センサ(15)の検知流量Ｑ０が７Ｌ／分以上の場合は、緩点火ガス量Ｗ１で点火した後、例えば、緩点火ガス量Ｗ１より多い燃焼ガス量Ｗ２でガスバーナ(5)が燃焼する。従って、緩点火ガス量Ｗ１より多い燃焼ガス量Ｗ２で点火するものに比べ、ガスバーナ(5)が緩点火ガス量Ｗ１で燃焼している間だけ、被加熱域(1a)が詰まったときの熱交換器(2)の過熱を抑えることができる。よって、熱交換器(2)に与える熱負荷を一層低減することができる。
【００２５】
［その他］
１．上記実施の形態では、流量センサ(15)の検知流量Ｑ０の増加に伴って待機時間Ａを段階的に大きくしたが、前記検知流量Ｑ０の増加に伴って待機時間Ａを連続的に大きくしてもよい。
２．上記実施の形態では、通水路(1)とバイパス路(3)の分岐点(12)の上流側に流量センサ(15)を配設したが、通水路(1)とバイパス路(3)の合流点(13)の下流側に流量センサ(15)を配設してもよい。
３．上記実施の形態では、通水路(1)とバイパス路(3)の合流点(13)に湯水混合器(4)を配設した。これに対し、通水路(1)とバイパス路(3)の分岐点(12)に、熱交換器(2)とバイパス路(3)への供給水の分配比率を設定する制御バルブを湯水混合器(4)に代えて配設してもよい。この場合、熱交換器(2)とバイパス路(3)への供給水の分配比率を前記制御バルブで設定することにより、混合水温センサ(11)の検知温度が温度設定ボタン(64)で設定した給湯設定温度に一致するように制御する。この場合、前記「制御バルブ」が既述発明特定事項たる「湯水混合器」に対応する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の対象であるバイパスミキシング式の給湯器の水回路及びガス回路の概略図
【図２】ガスバーナ(5)の燃焼量の時間変化を示すグラフ
【図３】リモコン(6)の正面図
【図４】本発明の実施の形態に係るバイパスミキシング式の給湯器の給湯動作を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００２７】
(1)・・・通水路
(2)・・・熱交換器
(3)・・・バイパス路
(4)・・・湯水混合器
(5)・・・ガスバーナ
(10)・・・湯温センサ
(12)・・・分岐点
(13)・・・合流点
(15)・・・流量センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008145083.tif 000005
【図４】
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