(57)【要約】【目的】燃焼量可変するバーナを備えた貯湯式給湯機において、水量センサの不良検出ができるようにする。【構成】水量センサ４の不作動時に温度センサ５の出力信号に基づいて湯沸かし制御運転を行い、水量センサ４の作動時に水量センサ４と給水温度センサ６と給湯温度センサ７の出力信号に基づいて給湯制御運転を行うバーナ制御装置９を構成する。湯沸かし制御運転時に作動するタイマ手段１０と、タイマ手段１０のカウント開始時と終了時の温度差データＴを検出する温度差検出手段１１と、バーナ８の燃焼中の為の第１の基準温度Ｔ１とバーナ８の停止中の為の第２の基準温度Ｔ２とを定めた比較データ記憶手段１２とを備える不良検出手段１３を構成する。不良検出手段１３は温度差データＴが基準温度Ｔ１・Ｔ２を外れたときに水量センサ４の不良と判断し、バーナ制御装置９は燃焼停止指令を出力する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶体１の給水側に接続して水を供給する給水パイプ２と、缶体１の出口側に接続して加熱した温水を吐出する給湯パイプ３と、給水パイプ２もしくは給湯パイプ３に取付けて通過流量を検出する水量センサ４と、缶体１の側壁に取付けた温度センサ５と、給水パイプ２に取付けた給水温度センサ６と、給湯パイプ３に取付けた給湯温度センサ７とを設け、
前記水量センサ４の出力信号を不検出時は温度センサ５の出力信号を受けてバーナ８を最小発熱量で燃焼させる湯沸かし制御運転を行い、
水量センサ４の出力信号を検出時は水量センサ４と給水温度センサ６と給湯温度センサ７との出力信号に基づいてバーナ８の燃焼量を可変する給湯制御運転を行うバーナ制御装置９を備える給湯機において、
水量センサ４の出力信号を不検出のときに作動して一定時間ごとに出力信号を出すタイマ手段１０と、該タイマ手段１０のカウント開始時に入力した温度センサ５の温度データと、タイマ手段１０のカウント終了時に入力した温度センサ５の温度データとから温度差データＴを検出する温度差検出手段１１と、
バーナ８の燃焼中に出力される第１の基準温度Ｔ１と、バーナ８の停止中に出力される第２の基準温度Ｔ２とを予め定めた比較データ記憶手段１２とを備えた不良検出手段１３を設け、
該不良検出手段１３は温度差検出手段１１で検出された温度差データＴが比較データ記憶手段１２に定めた基準温度Ｔ１・Ｔ２を外れたときに燃焼停止指令を出力することを特徴とする貯湯式給湯機の制御装置。
【請求項２】
前記比較データ記憶手段１２に定めた第１の基準温度Ｔ１は湯沸かし制御運転時におけるバーナ８の燃焼中の温度上昇データに基づいて設定され、第２の基準温度Ｔ２はバーナ８の停止中の温度降下データに基づいて設定されたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機の制御装置。
【請求項３】
前記バーナ８の燃焼・停止を検出する燃焼検出手段１４を設け、タイマ手段１０のカウント中にバーナ８の燃焼もしくは停止信号を入力したときは、タイマ手段１０がカウントをやり直すことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機の制御装置。
【請求項４】
水量センサ４の不良検出によって有効となる切換スイッチ１５を設け、該切換スイッチ１５の操作時はバーナ８を最大発熱量に保持することを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、缶体内に所定の湯量を貯えて給湯する給湯機において、燃焼量可変できるバーナを備えた構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の家庭用の給湯機として、バーナの燃焼ガス流路に熱交換パイプを取付けて、熱交換パイプを水道に直結させる給湯機が知られており、この種の給湯機は熱交換パイプを通過する水量などに応じて、バーナの燃焼量を可変するもので、比例制御式の給湯機と言われている。
【０００３】
この給湯機は缶体が不要となってコンパクトな給湯機に仕上げることができる特徴があるが、水の流れを検知してからバーナの燃焼を開始させて冷水を加熱するから、設定温度の追従に一瞬の遅れができやすく、給湯の使い始めに直ぐに温水が供給できないものであった。
【０００４】
一方、コンパクトさをあまり必要としないときには貯湯タイプの給湯機が知られており、この給湯機は筒状に缶体を構成し、缶体の内側下部に燃焼室を配置し、上部に貯湯室を形成しており、バーナで発生した燃焼ガスが燃焼室を通過する時に、貯湯室に貯えられた水を沸き上げている。
【０００５】
そして、缶体には温度センサが取付けられ、バーナは温度センサの出力信号で燃焼を開始し、設定された湯温の温水に維持している。そして、蛇口を開くと缶体に貯えられた温水が吐出され、使用した温水を補う為に缶体内に冷水が送られて缶体内の湯温が低下すると、温度センサがこれを検知してバーナへ燃焼開始を指示する構成であり、温水の温度むらがほとんどない給湯が可能となっている。
【０００６】
このような貯湯タイプの給湯機は、給湯時も給湯を使用しない湯沸かし時も同じ発熱量でバーナを燃焼させているものが一般的であり、バーナの発熱量は給湯時の出湯能力を得ることができるように設定されている為、常にバーナの燃焼音が大きく、燃料の消費も多くなってしまうものであった。
【０００７】
この為、最近では貯湯タイプの給湯機にも燃焼量可変できるバーナを搭載し、給湯時には水量と給水温度と出湯温度に応じてバーナの燃焼量を可変し、湯沸かし時にはバーナを最小発熱量で燃焼させる給湯機が市販されており、温水の温度むらのない給湯が可能になると共に、湯沸かし時の騒音の発生や燃料の消費を抑えて省エネルギー性に優れた給湯機を実現している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような比例制御式の給湯機は給水パイプに取付けた水量センサによって水の流れを検出してバーナに燃焼指令を出す構成であるが、水量センサは故障やゴミの詰まりなどがあると通水検知できなくなる。缶体を持たない給湯機は水量センサが通水を検出できなければバーナが燃焼しないから、水量センサの不良が検出できるが、貯湯タイプの給湯機には水量センサの不良を検出する手段を備えておらず、水量センサの不良で通水を検知できなくても、温度センサが湯温の低下を検出してバーナが燃焼を開始してしまうものであった。
【０００９】
水量センサの不良が発生したときは、給湯中でもバーナが最小発熱量のまま燃焼を続けてしまい、希望する湯温の温水が供給できなくなってクレームとなるが、使用するお湯の量が少ないときは水量センサの不良が生じていても希望する湯温での給湯が可能であるため、水量センサの不良の特定を難しくしており、修理に手間がかかってしまうものとなっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の課題を解決するもので、缶体１の給水側に接続して水を供給する給水パイプ２と、缶体１の出口側に接続して加熱した温水を吐出する給湯パイプ３と、給水パイプ２もしくは給湯パイプ３に取付けて通過流量を検出する水量センサ４と、缶体１の側壁に取付けた温度センサ５と、給水パイプ２に取付けた給水温度センサ６と、給湯パイプ３に取付けた給湯温度センサ７とを設け、前記水量センサ４の出力信号を不検出時は温度センサ５の出力信号を受けてバーナ８を最小発熱量で燃焼させる湯沸かし制御運転を行い、水量センサ４の出力信号を検出時は水量センサ４と給水温度センサ６と給湯温度センサ７との出力信号に基づいてバーナ８の燃焼量を可変する給湯制御運転を行うバーナ制御装置９を備える給湯機において、水量センサ４の出力信号を不検出のときに作動して一定時間ごとに出力信号を出すタイマ手段１０と、該タイマ手段１０のカウント開始時に入力した温度センサ５の温度データと、タイマ手段１０のカウント終了時に入力した温度センサ５の温度データとから温度差データＴを検出する温度差検出手段１１と、バーナ８の燃焼中に出力される第１の基準温度Ｔ１と、バーナ８の停止中に出力される第２の基準温度Ｔ２とを予め定めた比較データ記憶手段１２とを備えた不良検出手段１３を設け、該不良検出手段１３は温度差検出手段１１で検出された温度差データＴが比較データ記憶手段１２に定めた基準温度Ｔ１・Ｔ２を外れたときに燃焼停止指令を出力する構成である。
【００１１】
また、前記比較データ記憶手段１２に定めた第１の基準温度Ｔ１は湯沸かし制御運転時におけるバーナ８の燃焼中の温度上昇データに基づいて設定され、第２の基準温度Ｔ２はバーナ８の停止中の温度降下データに基づいて設定されたもので、使用するお湯の量が少ないときでも水量センサ４の不良の検出ができる。
【００１２】
また、前記バーナ８の燃焼・停止を検出する燃焼検出手段１４を設け、タイマ手段１０のカウント中にバーナ８の燃焼もしくは停止信号を入力したときは、タイマ手段１０がカウントをやり直すことで、正確に温度差データＴを検出でき、不良検出手段１３の誤作動を防止できる。
【００１３】
更に、水量センサ４の故障時に有効となる切換スイッチ１５を設け、該切換スイッチ１５の操作時はバーナ８を最大発熱量に保持するので、水量センサ４の不良時でも給湯が可能となる。
【００１４】
【作用】
缶体１に取付けた温度センサ５が湯温の低下を検出すると、バーナ８の燃焼を開始して缶体１に貯えられた水を所定の温度に沸き上げ、湯温センサ５が設定温度を検出するとバーナ８が停止する。また、給水パイプ２に取付けた水量センサ４が通水を検出時は、水量センサ４と給水パイプ２と給湯パイプ３に取付けた給水温度センサ６と給湯温度センサ７の出力信号に基づいてバーナ８の燃焼量を可変しながら給湯運転を行うものである。
【００１５】
この発明では、水量センサ４の出力信号がないときはタイマ手段１０がカウントを行なっており、カウント開始時に温度差検出手段１１が作動して温度センサ５の温度データを入力し、タイマ手段１０がセットした時間になると再び温度差検出手段１１が作動して温度センサ５の温度データを入力し、温度差Ｔを算出する。
【００１６】
そして、バーナ８の燃焼中は比較データ記憶手段１２に定めた第１の基準温度Ｔ１を入力し、バーナ８の停止中は第２の基準温度Ｔ２を入力しており、温度差検出手段１１の温度差データＴが基準温度範囲内にあるときはタイマ手段１０が再びカウントを開始する。一方、温度差データＴが基準温度範囲から外れたときは水量センサ４の不良と判断し、バーナ制御装置９は燃焼停止指令を出して給湯機の運転を停止する。
【００１７】
また、タイマ手段１０のカウント中にバーナ８の燃焼・停止の切換えが行なわれたときは、タイマ手段１０がカウントをやり直すようにしたので、温度差データＴを正確に検出することができる。
【００１８】
また、水量センサ４の不良を検出したときは、切換スイッチ１５を操作することで缶体１の温度センサ５の温度検出によってバーナ８が最大発熱量で燃焼するようにしたので、修理までの間も給湯時の使用ができるようになった。
【００１９】
【実施例】
図に示す実施例によってこの発明を説明すると、１は給湯機の缶体、２は缶体１の給水側に接続した給水パイプ、３は缶体１の出口側に接続した給湯パイプであり、図示しない蛇口を開くと給水パイプ２の水が缶体１内に供給される。
【００２０】
１６は缶体１の下部内側に設けた燃焼室、８は缶体１の側壁から燃焼室１６にのぞませて取付けたバーナであり、バーナ８の炎を燃焼室１６に吹込んでいる。１７は缶体１の上部に配置した排気室、１８は燃焼室１６と排気室１７とを連続する煙道パイプであり、燃焼室１６の燃焼ガスは煙道パイプ１８を通って排気室１７に送られ、燃焼室１６と煙道パイプ１８が高温となって缶体１内に貯えられた水を加熱している。
【００２１】
５は給水パイプ２と給湯パイプ３との間の缶体１側壁に取付けた温度センサ、４は給水パイプ２の途中に取付けて水の流れを検出する水量センサ、１９は水量センサ４の出力信号から給湯中かどうかを検出する給湯検出手段、９はバーナ８の燃焼と停止を制御するバーナ制御装置、２０はバーナ制御装置９の信号を受けてバーナ８の燃焼量を可変する燃焼量可変手段である。
【００２２】
水量センサ４が水の流れを検出していないときは、給湯検出手段１９が給湯無しをバーナ制御装置９に出力しており、温度センサ５が缶体１の温度を検知し、設定された温度以下を検知するとバーナ制御装置９は燃焼指令を出し、バーナ８を最小燃焼で燃焼させて缶体１内の水を指定温度に沸き上げており、温度センサ５の出力信号によってバーナ８が燃焼と停止を繰り返すことで缶体１内の湯温を一定に維持している。
【００２３】
６は給水パイプ２に取付けた給水温度センサ、７は給湯パイプ３に取付けた給湯温度センサであり、蛇口を開くと缶体１内で加熱された温水が給湯パイプ３から吐出され、代わって給水パイプ２から冷水が入れば水量センサ４が水の流れを検出し、給湯検出手段１９は水量センサ４の信号を受けて給湯の開始をバーナ制御装置９に伝え、バーナ制御装置９は水量センサ４の検知水量と給水温度センサ６の検知温度と給湯温度センサ７の検知温度とに基づいて燃焼量可変手段２０を制御して、設定された湯温の温水が吐出しできるようにバーナ８の燃焼量をコントロールしている。
【００２４】
このように、蛇口を開いたときは初めに所定温度に加熱した缶体１の温水が供給されるから立ち上がり温度特性は良く、給湯中は通水量や給水温度から最適な発熱量でバーナ８を燃焼するので極端な温度むらはなく安定した給湯温度が得られる。そして、給湯を使用しない湯沸かし時には、バーナ８の燃焼音や燃料の消費を抑えることができるから、使い勝手が良く、省エネルギー性能や騒音の低減に優れた給湯機を実現している。
【００２５】
ところで、水量センサ４が故障やゴミの詰まりなどによる作動不良を起こすと、給湯を開始しても給湯検出手段１９が給湯の開始をバーナ制御装置９に出力できなくなるが、このときは温度センサ５が湯温の低下を検出してバーナ８が最小発熱量のまま燃焼を続けてしまう。
【００２６】
バーナ８が最小発熱量で燃焼を続けても、使用するお湯の量が少ないときは湯温が設定温度を下回ることなく給湯できるので、水量センサ４の不良に気付かないことがあるが、使用するお湯の量が多くなれば缶体１の湯温が低下し、希望する温度のお湯が供給できなくなってクレームとなる。
【００２７】
しかし、従来の給湯機には水量センサ４の不良を検出する手段を備えておらず、水量センサ４が正常であってもバーナ８の燃焼能力に対して使用するお湯の量が多いときにも湯温が上昇しないクレームとなることがある為、水量センサ４の不良と判断されにくく、水量センサ４の不良時でもバーナ８の燃焼が可能であることは不良個所の特定を難しくして修理に手間がかかってしまうものとなっていた。
【００２８】
この発明は上記の課題を解決するもので、１０は水量センサ４の信号を不検出のときにカウントを開始するタイマ手段、１１は温度センサ５の信号を入力する温度差検出手段であり、水量センサ４の出力信号がないときはタイマ手段１０がカウントを開始して温度センサ５の温度データを温度差検出手段１１に入力する。そして、タイマ手段１０のカウントアップを確認すると、温度差検出手段１１が再び温度センサ５の温度データを入力し、この間の温度差データＴを算出する。
【００２９】
１２は予め燃焼停止指令を出力する為の基準温度を記憶させた比較データ記憶手段であり、該比較データ記憶手段１２にはバーナ８の燃焼中に出力される第１の基準温度Ｔ１と、バーナ８の停止時に出力される第２の基準温度Ｔ２とが記憶されている。
【００３０】
１４はバーナ８の燃焼・停止を検出する燃焼検出手段、１３は温度差検出手段１１と比較データ記憶手段１２の出力信号を入力して水量センサ４の不良の判定を行う不良検出手段であり、不良検出手段１３はタイマ手段１０のカウントが終了すると燃焼検出手段１４の出力信号を入力してバーナ８の燃焼・停止を確認し、バーナ８の燃焼中は温度差検出手段１１で算出した温度差データＴと第１の基準温度Ｔ１とを比較し、バーナ８の停止中は温度差検出手段１１で算出した温度差データＴと第２の基準温度Ｔ２とを比較する。
【００３１】
バーナ８の燃焼中の温度差データＴが第１の基準温度Ｔ１以上を検出したときは水量センサ４が正常と判断し、タイマ手段１０がカウントを再開し、水量センサ４の出力信号を検出するまでは上記動作を繰り返し行う。一方、温度差データＴが第１の基準温度Ｔ１に達していないときは水量センサ４の不良と判断し、警報を出力して給湯機の運転を停止する。
【００３２】
また、バーナ８の停止中の温度差データＴが第２の基準温度Ｔ２以下を検出したときは水量センサ４が正常と判断し、タイマ手段１０がカウントを再開する。一方、温度差データＴが第２の基準温度Ｔ２を超えたときは水量センサ４の不良と判断し、警報を出力して給湯機の運転を停止する。
【００３３】
貯湯タイプの給湯機において、給湯を使用しない湯沸かし時は、缶体１内のお湯を沸き上げるのでバーナ８が最小発熱量でもすぐに湯温が上昇するものであり、第１の基準温度Ｔ１はこのときの温度上昇データに基づいて設定される。また、温度センサ５が設定温度を検出してバーナ８の燃焼が停止した後はオーバーシュートによる温度上昇があり、温度センサ５付近の温度は設定温度よりも１０℃近く上昇しており、再び温度センサ５が設定温度以下を検出するまではバーナ８が停止したままとなり、第２の基準温度Ｔ２はこの間の温度降下データに基づいて設定されている。
【００３４】
そして、水量センサ４の不良時には、蛇口を開いて給湯を開始してもバーナ８が最小発熱量のまま燃焼を続けている為、使用するお湯の量が多いときには湯温の低下速度に対してバーナ８の発熱量が小さくなるので缶体１の湯温が上昇できなくなり、温度差検出手段１１で検出される温度差データＴが第１の基準温度Ｔ１に達しないから、水量センサ４の不良が検出できるものとなった。
【００３５】
一方、使用するお湯の量が少ないときは、バーナ８が最小燃焼のままでも湯温が上昇してバーナ８が停止するので、バーナ８の燃焼中に水量センサ４の不良の検出ができなくなるが、バーナ８が停止してから温度センサ５が再度設定温度以下を検出するまでの間にお湯が使用されているから、バーナ８の停止中の温度降下速度は速くなり、温度差検出手段１１で検出される温度差データＴが第２の基準温度Ｔ２を超えるから、使用するお湯の量が少ないときでも水量センサ４の不良の検出ができる。
【００３６】
具体例として、湯沸かし時においてバーナ８の燃焼中は１０秒で約２℃の温度上昇があり、バーナ８の停止中は１０秒で約１℃の温度降下がある給湯機であれば、タイマ手段１０のカウントを１０秒に設定し、第１の基準温度Ｔを２℃、第２の基準温度Ｔ２を１℃に設定すればよく、バーナ８の燃焼中は温度差検出手段１１の温度差データＴが２℃以下、バーナ８の停止中は温度差データＴが１℃を越えたときに警報を出力する。このときのタイマ手段１０のカウント数や基準温度の設定範囲は缶体１の大きさやバーナ８の燃焼能力に応じて変更することで対応できる。
【００３７】
また、タイマ手段１０のカウント中に温度センサ５がバーナ８の燃焼・停止温度を検出してバーナ８の燃焼・停止が切換わったときは、タイマ手段１０のカウント開始時とカウント終了時の温度差がなくなったり、温度差が逆転してしまうことがあり、このときは温度差データＴが正確に検出できなくなるから、不良検出手段１３が誤作動を起こしてしまう。
【００３８】
この発明ではタイマ手段１０のカウント中にバーナ８の燃焼・停止指令が出力されたときは、タイマ手段１０が初めからカウントをやり直すようにしたので、温度差データＴを正確に検出でき、誤作動を起こすことなく水量センサ４の不良の検出ができる。
【００３９】
このように、貯湯タイプの給湯機でも水量センサ４の不良を検出して使用者に知らせることのできる構造が実現できたから、使用者は水量センサ４の不良に気付かずに使い勝手の悪い状態のまま使用を続けることがなくなり、修理時には不良個所の特定ができるから容易に修理ができるものとなった。
【００４０】
また、水量センサ４の不良があっても重大なトラブルとなる恐れはないが、一般家庭において給湯機は毎日使用されるものであるので、水量センサ４の不良によって給湯機が使用できなくなると非常に不便になってしまう。
【００４１】
この発明の他の実施例において、１５は水量センサ４の不良時の為の切換スイッチであり、該切換スイッチ１５は水量センサ４の不良検出によって操作が可能となるよう構成されており、例えば複数のスイッチの組合せ操作や連続押し操作などの特別な操作をすることで有効となり、切換スイッチ１５が操作されるとバーナ制御装置９はバーナ８が最大発熱量で燃焼するように燃焼量可変手段２０を保持する。
【００４２】
この為、温度センサ５が設定された温度以下を検出すれば、給湯時も湯沸かし時も関係なくバーナ８が常に最大発熱量で燃焼するので、設定された湯温の温水を得ることができ、水量センサ４の不良時でも給湯が可能となり、修理までの間の不便さを解消できるものとなった。
【００４３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明では、貯湯タイプの給湯機に燃焼量可変が可能なバーナを備えたものにおいて、水量センサ４の出力信号を不検出時に所定時間ごとの温度差を算出し、湯沸かし時の温度データに基づいて定めた基準温度と比較する水量センサ４の不良検出手段１３を設けた構成であり、湯沸かし制御運転のまま給湯が行われると温度差データが基準温度範囲を外れるので、水量センサ４の不良が検出できるものとなり、水量センサ４の不良に気付かないまま使用を続けることがなくなると共に、不良個所の特定ができることによって修理等の対応が容易にできるものとなった。
【００４４】
また、水量センサ４の不良検出手段１３は温度センサ５を利用する構成であるから、水量センサ４の不良を検出する為に特別な部品を追加する必要がなく容易に実現できるものである。
【００４５】
また、バーナ８の燃焼・停止信号が出力されたときには、タイマ手段１０が初めからカウントをやり直すようにしたので、正確な温度差データを算出することができ、誤作動を起こすことなく確実に水量センサ４の不良を検出できる。
【００４６】
更に、水量センサ４の不良時に切換スイッチ１５を操作することで、バーナ８が最大発熱量で燃焼するように保持したから、給湯時に水の流れを検出できなくても設定温度に近い湯温の温水の供給が可能となり、水量センサ４の修理までの間も給湯機の使用ができるものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明を実施する貯湯式給湯機の要部断面図である。
【図３】この発明の実施例の構成を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    缶体
２    給水パイプ
３    給湯パイプ
４    水量センサ
５    温度センサ
６    給水温度センサ
７    給湯温度センサ
８    バーナ
９    バーナ制御装置
１０    タイマ手段
１１    温度差検出手段
１２    比較データ記憶手段
１３    不良検出手段
１４    燃焼検出手段
１５    切換スイッチ
【図１】
2004205169.tif 000003
【図２】
2004205169.tif 000004
【図３】
2004205169.tif 000005