(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通水部を有してバーナにより加熱される熱交換器と、
前記通水部の上流側端部に接続される入水管と、
前記通水部の下流側端部に接続される出湯管と、
前記入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、
前記バイパス管への水量を調整するバイパス量調整手段と、
前記出湯管における前記バイパス管の接続部より上流側に設けられて前記通水部からの出口温度を検出する出口温サーミスタと、
前記出口温サーミスタの検出温度を監視して前記出口温サーミスタの異常を判定すると共に、前記バイパス量調整手段を制御するコントローラと、
前記通水部に設けられて所定温度で作動する感熱スイッチを備え、前記感熱スイッチが作動した際に前記バーナの燃焼を停止させる燃焼停止手段と、を含んでなる給湯器であって、
前記コントローラは、前記出口温サーミスタの異常を判定すると、前記バイパス量調整手段によって前記バイパス管への水量を増加させ、前記熱交換器への水量を減少させて前記通水部の温度を前記感熱スイッチが作動するまで上昇させることを特徴とする給湯器。
【請求項２】
前記出湯管における前記バイパス管の接続部より下流側に、前記バイパス管からの水との混合後の出湯温度を検出する出湯サーミスタが設けられて、前記コントローラは前記出湯サーミスタの検出温度も監視し、
前記コントローラは、前記バーナの点火確認の所定時間経過前に、前記出口温サーミスタの検出温度と前記出湯サーミスタの検出温度とが共に所定の判定温度以上に到達しなかった場合、前記出口温サーミスタ及び前記出湯サーミスタの異常と判定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、入水管と出湯管とが接続される熱交換器と、熱交換器の通水を加熱するバーナとを備え、入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備えた給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯器は、特許文献１に開示されるように、バーナにより内部の通水が加熱される熱交換器と、熱交換器の上流側に接続される給水管と、下流側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を備えたものが知られている。
このような給湯器においては、出湯管における熱交換器との接続部付近に、熱交換器からの出口温度を検出する出口温サーミスタが設けられて、コントローラが出口温度を監視しており、出口温度が所定温度以上に高温となった場合には、コントローラがバイパス管への通水量を調整するバイパス弁の開度を小さくして熱交換器への通水量を相対的に増加させ、熱交換器の過熱を防止するようにしている。
【０００３】
一方、大型の給湯器では、高温（例えば８５℃）で出湯する高温出湯機能を備えたものも存在する。こうした給湯器では、ユーザにより高温出湯機能が選択されると、コントローラは、バイパス弁を閉じてバイパス管を閉鎖し、少量の水を全て熱交換器で加熱するように制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２５６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記給湯器では、出口温サーミスタが故障すると、検出温度よりも高温の湯が出湯管に流れ、配管接続部に設けられるＯリング等のシール部材に熱負荷を与えて劣化を早めてしまうおそれがある。また、高温出湯機能付きの給湯器では、出口温サーミスタの故障により、ユーザが意図する以上の高温で出湯されてしまうことになる。
【０００６】
一方、給湯器によっては、熱交換器の配管内に水がない状態での空焚き等が生じた場合を考慮して、熱交換器の通水部の下流側に、所定温度で作動するバイメタルスイッチ等の感熱スイッチと、感熱スイッチが作動した際に一部の回路を遮断する等してバーナの燃焼を機械的に停止させる電気回路とを含んでなる沸騰防止装置を備えたものがある。
そこで、この沸騰防止装置を利用して、出口温サーミスタが故障した際の高温出湯を沸騰防止装置の作動によって停止させるようにすることが考えられる。
【０００７】
しかし、感熱スイッチは、熱交換器の通水部である配管に金属製の取り付け部材を介して固定されているため、熱交換器やバーナからの熱等の影響を受けやすく、実際の通水温度と感熱スイッチの取付部分での温度との間にズレが生じることがある。このため、誤作動によって給湯器が不意に停止するのを防止するために、沸騰温度よりも十分余裕を持たせた高めの温度を感熱スイッチの作動温度として設定する必要がある。
すると、出口温サーミスタの故障を沸騰防止装置で対処させようとすると、異常に高い温度の湯が出湯されてから、感熱スイッチが作動してバーナの燃焼が停止するまでに時間が掛かり、シール部材へ加わる熱負荷の軽減に至らず、高温の湯が比較的長く出湯されてしまう。かといって感熱スイッチの作動温度を低く設定すると、高温出湯機能を選択した場合、当該機能内で正常な温度で出湯されているにも関わらず、感熱スイッチの作動によって燃焼が停止してしまい、使い勝手を損ねることになる。
【０００８】
そこで、本発明は、出口温サーミスタの故障をバイメタルスイッチ等の感熱スイッチを用いた沸騰防止装置で対処すると共に、その際には熱交換器から異常に高温の湯が出湯された場合にのみ早期にバーナの燃焼を停止するようにして、シール部材等への熱負荷の軽減と使い勝手の維持とが可能となる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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、通水部を有してバーナにより加熱される熱交換器と、通水部の上流側端部に接続される入水管と、通水部の下流側端部に接続される出湯管と、入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、バイパス管への水量を調整するバイパス量調整手段と、出湯管におけるバイパス管の接続部より上流側に設けられて通水部からの出口温度を検出する出口温サーミスタと、出口温サーミスタの検出温度を監視して出口温サーミスタの異常を判定すると共に、バイパス量調整手段を制御するコントローラと、通水部に設けられて所定温度で作動する感熱スイッチを備え、感熱スイッチが作動した際にバーナの燃焼を停止させる燃焼停止手段と、を含んでなる給湯器であって、コントローラは、出口温サーミスタの異常を判定すると、バイパス量調整手段によってバイパス管への水量を増加させ、熱交換器への水量を減少させて通水部の温度を感熱スイッチが作動するまで上昇させ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、出湯管におけるバイパス管の接続部より下流側に、バイパス管からの水との混合後の出湯温度を検出する出湯サーミスタが設けられて、コントローラは出湯サーミスタの検出温度も監視し、コントローラは、バーナの点火確認の所定時間経過前に、出口温サーミスタの検出温度と出湯サーミスタの検出温度とが共に所定の判定温度以上に到達しなかった場合、出口温サーミスタ及び出湯サーミスタの異常と判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、コントローラは、出口温サーミスタの異常を判定すると、バイパス量調整手段によってバイパス管への水量を増加させ、熱交換器への水量を減少させて通水部の温度を感熱スイッチが作動するまで上昇させるようにしたことで、出口温サーミスタの故障を感熱スイッチを用いた燃焼停止手段で対処するものとしても、熱交換器から異常に高温の湯が出湯された場合にのみ早期にバーナの燃焼を停止させることができる。よって、異常な高温での出湯時間を短くしてシール部材へ加わる熱負荷を軽減できると共に、高温出湯機能がある場合には不意にバーナの燃焼が停止することがなく、使い勝手を維持することができる。さらに、既存のサーミスタや燃焼停止手段を利用できるので、コストアップも抑えられる。
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、出湯サーミスタも利用して異常判定を厳格に行うことができる。よって、異常判定が早いタイミングで行われて使い勝手を損なうおそれがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】給湯器の概略図である。
【図２】サーミスタの異常判定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】
【００１２】
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図で、給湯器１は、器具本体内に、給気ファン３を備えた燃焼室２を形成して、燃焼室２の内部に、燃料ガスと給気ファン３からの一次空気との混合ガスを燃焼させる複数（ここでは３ユニット）のバーナ４，４・・を備えると共に、バーナ４，４・・の燃焼によって加熱され、通水部となる通水管の上流側端部に給水管６を、下流側端部に出湯管７をそれぞれ接続した熱交換器５を設けてなる。この熱交換器５は、出湯管７が接続されてバーナ４，４・・の燃焼排気から顕熱を回収する一次熱交換器５Ａと、給水管６が接続されて燃焼排気から潜熱を回収する二次熱交換器５Ｂとからなる。二次熱交換器５Ｂで生じたドレンは、中和器８で中和されて器具外部に排出される。
【００１３】
また、各バーナ４へ燃料ガスを供給するガス管９には、元電磁弁１０及びガス比例弁１１が設けられ、ガス管９から分岐する各バーナ４への分岐管９ａ，９ａ・・には、切替電磁弁１２，１２・・がそれぞれ設けられて、各弁がコントローラ１３によって制御可能となっている。１４は、図示しないイグナイタに接続された点火電極、１５は炎検知用のフレームロッドである。
【００１４】
さらに、給水管６と出湯管７との間には、熱交換器５をバイパスするバイパス管１６が接続されて、給水管６におけるバイパス管１６との接続位置よりも上流側には、給水管６を流れる水量を検出する水量センサ１７と、給水管６の水量を制御する水量サーボ１８と、入水温度を検出する入水サーミスタ１９とが設けられている。バイパス管１６には、バイパス管１６への水量を制御するバイパス量調整手段としてのバイパスサーボ２０が設けられて、それぞれコントローラ１３に電気的接続されている。
一方、出湯管７には、熱交換器５との接続部近傍で熱交換器５からの出口温度を検出す出口温サーミスタ２１と、バイパス管１６との接続位置よりも下流側で水との混合後の温度を検出する出湯サーミスタ２２とが設けられている。２３は、外気温を検出する外気温サーミスタで、それぞれコントローラ１３に電気的接続されている。
【００１５】
そして、２４は、燃焼停止手段としての沸騰防止装置で、熱交換器５の缶体の外部で熱交換器５の通水管に取り付け部材を介して固定され、所定温度で作動する感熱スイッチとしてのバイメタルスイッチ２５と、バイメタルスイッチ２５が作動した際に一部の回路を遮断する等してバーナ４の燃焼を機械的に停止させる電気回路を形成した回路基板２６とによって形成される。従って、熱交換器５の配管に水がない状態で空焚き等が生じ、通水管が高温（例えば９０℃）となると、バイメタルスイッチ２５が作動して回路基板２６上の電気回路によってバーナ４の燃焼が強制的に停止される。２７は、コントローラ１３に接続されて出湯温度等の設定を行うリモコンである。
【００１６】
以上の如く構成された給湯器１におけるコントローラ１３によるサーミスタの異常判定制御を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
まず、出湯管７の下流端に設けた図示しない給湯栓を開いて器具内に通水させると、Ｓ１で、水量センサ１７から得られる信号によって器具内を流れる水量が点火水量を超えているか否かを確認する。ここで点火水量を超えていることが確認されると、Ｓ２で、コントローラ１３は、給気ファン３を回転させてプリパージを行う共に、元電磁弁１０と切替電磁弁１２及びガス比例弁１１をそれぞれ開いてバーナ４にガスを供給すると共に、イグナイタを作動させてバーナ４の点火制御を行う。
【００１７】
次に、Ｓ３で、バーナ４の炎をフレームロッド１５で検知する。ここで炎検知ができなければ、コントローラ１３は、Ｓ４で各弁を閉弁して運転を停止する。一方、Ｓ３で炎が検知されたら、コントローラ１３は、Ｓ５で３０秒のタイマーをスタートさせる。
次に、Ｓ６で、出口温サーミスタ２１から検出される出口温度が、判定温度である３５℃未満で、且つ出湯サーミスタ２２から検出される出湯温度が、判定温度である３５℃未満であるか否か判別する。ここでＮＯ、すなわち、出口温サーミスタ２１と出湯サーミスタ２２との少なくとも一方の検出温度が３５℃以上であれば、Ｓ７で、通常運転を行う。これは、出湯サーミスタ２２で検出された出湯温度と、リモコン２７で設定された設定温度との差に応じて、ガス比例弁１１の開度を制御してガス量を連続的に変化させ、出湯温度を設定温度に一致させる出湯温制御を行うもので、コントローラ１３は、ガス比例弁１１の制御によるガス量の変化に応じて給気ファン３の回転数を変化させて、ガス量と空気量との比率を制御する。
【００１８】
一方、Ｓ６の判別で、両サーミスタ２１，２２の何れの検出温度も３５℃未満であれば、Ｓ８で、炎検知後のタイマースタートから３０秒経過したか否かを確認する。ここで３０秒経過前であれば、再びＳ６に戻って両サーミスタ２１，２２の検出温度を確認し、何れか若しくは両方の検出温度が３５℃以上であれば、Ｓ７で通常運転を行う。
そして、Ｓ８でＹＥＳ、すなわち、両サーミスタ２１，２２の何れの検出温度も３５℃未満のまま、３０秒が経過したら、コントローラ１３は、両サーミスタ２１，２２に異常が発生したと判定して、Ｓ９で、バイパスサーボ２０を制御してバイパス率を上げる（例えば４５％）。これにより、熱交換器５への水量が減少して通水管の温度が上昇するため、バイメタルスイッチ２５が作動温度に達して作動し、沸騰防止装置２４が動作してバーナ４の燃焼が強制的に停止される。なお、図示はしないがここでの異常判定制御の解除条件は、出口温度と出湯温度との判定温度以上の確認のみではなく、リモコン２７の操作による電源ＯＦＦや給湯栓の閉栓等によるユーザの使用停止も含まれる。
【００１９】
このように、上記形態の給湯器１によれば、コントローラ１３は、出口温サーミスタ２１の異常を判定すると、バイパスサーボ２０によってバイパス管１６への水量を増加させ、熱交換器５への水量を減少させて通水管の温度をバイメタルスイッチ２５が作動するまで上昇させるようにしたことで、出口温サーミスタ２１の故障をバイメタルスイッチ２５を用いた沸騰防止装置２４で対処するものとしても、熱交換器５から異常に高温の湯が出湯された場合にのみ早期にバーナ４の燃焼を停止させることができる。よって、異常な高温での出湯時間を短くしてシール部材へ加わる熱負荷を軽減できると共に、高温出湯機能がある場合には不意にバーナ４の燃焼が停止することがなく、使い勝手を維持することができる。さらに、既存のサーミスタ２１，２２や沸騰防止装置２４を利用できるので、コストアップも抑えられる。
【００２０】
特にここでは、コントローラ１３は、バーナ４の点火確認の所定時間経過前に、出口温サーミスタ２１の検出温度と出湯サーミスタ２２の検出温度とが共に所定の判定温度（ここでは３５℃）以上に到達しなかった場合、出口温サーミスタ２１及び出湯サーミスタ２２の異常と判定するので、出湯サーミスタ２２も利用して異常判定を厳格に行うことができる。よって、異常判定が早いタイミングで行われて使い勝手を損なうおそれがなくなる。
【００２１】
なお、サーミスタ異常の判定温度は３５℃に限らず、適時変更して差し支えないが、低すぎると異常検知ができず、高すぎると低温出湯時に誤検知するおそれがあるため、３５℃が望ましい。
但し、サーミスタの異常判定は、上記Ｓ６の判別に限らず、例えば出湯サーミスタの検出温度が出口温サーミスタの検出温度よりも所定温度（例えば１０℃）以上上回っているか否かを判別し、上回っている場合にサーミスタ異常と判定する等、異なる条件で判定を行うようにしてもよい。
一方、異常判定に係るタイマーも、３０秒以外で増減可能であるが、短くすれば早めの対処が可能となる。
また、サーミスタの異常を判定した際のバイパス率も、４５％に限らずこれより高くしてもよい。
【００２２】
さらに、上記形態では、バーナの点火確認後の所定時間内でサーミスタの異常判定を行っているが、点火直後でなくても、一定時間おきにサーミスタの検出温度を監視することでバーナの燃焼中は継続的に異常判定を行ってもよい。
そして、上記形態では、出口温サーミスタと出湯温サーミスタとの両サーミスタの検出温度を監視して異常判定を行っているが、出口温サーミスタの検出温度のみを監視して異常判定を行うこともできる。
【００２３】
その他、上記形態では、潜熱を回収する二次熱交換器を有する給湯器で説明しているが、二次熱交換器がなく、顕熱を回収する一次熱交換器（主熱交換器）のみを有する給湯器であっても本発明は適用可能である。
また、出湯管が分岐して浴槽に接続されて風呂熱交換器と浴槽との間に湯水の循環回路が形成される風呂付きの給湯器であっても本発明の適用は妨げない。
【符号の説明】
【００２４】
１・・給湯器、２・・燃焼室、３・・給気ファン、４・・バーナ、５・・熱交換器、６・・給水管、７・・出湯管、９・・ガス管、１０・・元電磁弁、１１・・ガス比例弁、１２・・切替電磁弁、１３・・コントローラ、１４・・点火電極、１５・・フレームロッド、１６・・バイパス管、２０・・バイパスサーボ、２１・・出口温サーミスタ、２２・・出湯サーミスタ、２４・・沸騰防止装置、２５・・バイメタルスイッチ。
【図１】
0006667365.tif 000002
【図２】
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