(57)【要約】【課題】アフターパージ処理を行ったときに、熱交換器内に滞留した湯の温度が目標給湯温度に対して不適切なものとなることを抑制した給湯装置を提供する。【解決手段】アフターパージ制御手段４１は、給湯運転が終了してバーナ３の燃焼が停止した時点からの前記燃焼ファンによる送風量の累積値が目標給湯温度に応じて設定した目標累積送風量となったときに燃焼ファン１４を停止してアフターパージ処理を終了し、該目標累積送風量を、前記目標給湯温度が、給湯配管２２が単孔栓２３に接続された場合を想定した第１の給湯温度範囲内にあるときと、給湯配管２２が給水配管と共に混合栓に接続された場合を想定した第２の給湯温度範囲内にあるときとで切換えて設定し、前記目標給湯温度が前記第１の給湯温度範囲内にあるときの前記目標累積送風量を、前記目標給湯温度が前記第２の給湯温度範囲内にあるときの前記目標累積送風量よりも多く設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管及び給湯管と接続されて該給水管から供給される水を該給湯管に通水する熱交換器と、該熱交換器を加熱するバーナと、該バーナに燃焼用空気を供給すると共に該バーナの燃焼排ガスを排出する燃焼ファンと、目標給湯温度を設定する給湯温度設定手段と、前記給湯管と連通した給湯配管に供給される湯の温度が該目標給湯温度となるように前記バーナの燃焼量を制御する給湯運転を実行する給湯制御手段と、該給湯運転が終了して前記バーナの燃焼が停止した後も前記燃焼ファンの作動を継続するアフターパージ処理を実行するアフターパージ制御手段とを備えた給湯装置において、
前記アフターパージ制御手段は、前記バーナの燃焼停止時点からの前記燃焼ファンによる送風量の累積値が前記目標給湯温度に応じて設定した目標累積送風量となったときに前記燃焼ファンを停止して前記アフターパージ処理を終了することを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記目標累積送風量を、前記目標給湯温度が、前記給湯配管が単孔栓に接続された場合を想定した第１の給湯温度範囲内にあるときと、前記給湯配管が給水配管と共に混合栓に接続された場合を想定した第２の給湯温度範囲内にあるときとで切換えて設定し、
前記目標給湯温度が前記第１の給湯温度範囲内にあるときの前記目標累積送風量を、前記目標給湯温度が前記第２の給湯温度範囲内にあるときの前記目標累積送風量よりも多くしたことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナにより熱交換器を加熱して湯を供給する給湯装置に関し、特にバーナの燃焼停止後のアフターパージ処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、給水管及び給湯管と接続された熱交換器をバーナにより加熱して、給湯管に湯を出湯する給湯装置においては、リモコン等により設定された目標給湯温度が得られるようにバーナの燃焼量が制御される。そして、バーナの燃焼中は燃焼ファンによって燃焼量に応じた燃焼用空気が供給されるが、バーナの燃焼停止後も燃焼ファンを一定時間作動させるアフターパージ処理が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、上記アフターパージ処理は、バーナが設けられた燃焼室内に残留している燃焼排ガスを排出して、次に給湯運転を実行する際のバーナの着火処理が円滑に行える状態にするために実行される。また、アフターパージ処理を実行することにより、燃焼ファンの送風によって熱交換器が冷却されるため、バーナの燃焼停止後に、余熱によって熱交換器内に滞留した湯が過剰に加熱されることが抑制される。そして、これにより、使用者が次に湯の使用を開始したときに、熱交換器から高温の湯が出湯されて、使用者に湯の熱さによる不快感を与えることを防止する効果が期待できる。
【０００４】
しかし、本願発明者らは、このように、アフターパージ処理を一定時間行ったときに、熱交換器内に滞留した湯の温度が、目標給湯温度に対して不適切となる場合が生じ得ることを知見した。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１２２６５８号公報（第３頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記背景を鑑みてなされたものであり、アフターパージ処理を行ったときに、熱交換器内に滞留した湯の温度が目標給湯温度に対して不適切なものとなることを抑制した給湯装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、給水管及び給湯管と接続されて該給水管から供給される水を該給湯管に通水する交換器と、該熱交換器を加熱するバーナと、該バーナに燃焼用空気を供給すると共に該バーナの燃焼排ガスを排出する燃焼ファンと、目標給湯温度を設定する給湯温度設定手段と、前記給湯管と連通した給湯配管に供給される湯の温度が該目標給湯温度となるように前記バーナの燃焼量を制御する給湯運転を実行する給湯制御手段と、該給湯運転が終了して前記バーナの燃焼が停止した後も前記燃焼ファンの作動を継続するアフターパージ処理を実行するアフターパージ制御手段とを備えた給湯装置の改良に関する。
【０００８】
かかる本発明においては、前記アフターパージ制御手段により前記アフターパージ処理を実行することによって、前記熱交換器が冷却され、前記熱交換器内に滞留した湯が前記バーナの燃焼停止後の余熱によって加熱されることが抑制されるが、熱交換器を冷却する効果は、前記アフターパージ処理における前記燃焼ファンによる送風量の累積値によって変化する。
【０００９】
すなわち、前記燃焼ファンによる送風量の累積値が多くなるほど、前記熱交換器内の湯に対する冷却効果が大きくなる。そして、前記目標給湯温度に対して前記熱交換器の冷却が不十分であるときは、前記バーナの燃焼停止後の余熱により前記熱交換器内の湯の温度が上昇し、次に給湯運転が再開されたときに前記熱交換器から高温の湯が出湯されて前記給湯配管から供給される湯の温度が前記目標給湯温度を超えてしまい、湯の熱さにより使用者に不快感を与えてしまうという不都合がある。
【００１０】
一方、前記目標給湯温度に対して前記熱交換器の冷却が過剰であるときには、前記熱交換器内の湯の温度が低下して、次に給湯運転が再開されたときに前記熱交換器から低温の湯が出湯されて前記給湯配管から供給される湯の温度が前記目標給湯温度に達するまでの待ち時間が長くなり、使用者の使い勝手が悪くなるという不都合がある。
【００１１】
そこで、本発明は、前記アフターパージ制御手段が、前記バーナの燃焼停止時点からの前記燃焼ファンによる送風量の累積値が前記目標給湯温度に応じて設定した目標累積送風量となったときに前記燃焼ファンを停止して前記アフターパージ処理を終了することを特徴とする。
【００１２】
かかる本発明によれば、前記目標給湯温度に応じて前記目標累積送風量を設定することにより、前記バーナの燃焼停止後の余熱による前記熱交換器の加熱量と、前記アフターパージ処理による前記熱交換器に対する冷却効果とを均衡させて、前記目標給湯温度に対して不足或いは過剰となることを抑制し、上述した不都合が生じることを抑制することができる。
【００１３】
また、前記目標累積送風量を、前記目標給湯温度が、前記給湯配管が単孔栓に接続された場合を想定した第１の給湯温度範囲内にあるか、前記給湯配管が給水配管と共に混合栓に接続された場合を想定した第２の給湯温度範囲内にあるかによって切換えて設定し、前記目標給湯温度が前記第１の給湯温度範囲内にあるときの前記目標累積送風量を、前記目標給湯温度が前記第２の給湯温度範囲内にあるときの前記目標累積送風量よりも多くしたことを特徴とする。
【００１４】
かかる本発明によれば、前記給湯配管に前記単孔栓が接続された場合は、前記給湯配管から供給される湯がそのまま使用されるため、前記目標給湯温度は比較的低い温度範囲内に設定されると想定される。それに対して、前記給湯配管に前記混合栓が接続された場合には、前記給湯配管から供給された湯は前記給水配管から供給される水と混合して使用されるため、前記目標給湯温度は前記単孔栓が接続された場合よりも高い温度範囲内に設定されると想定される。
【００１５】
そこで、本発明においては、前記目標給湯温度が前記第１の給湯温度範囲内にあるときの前記目標累積送風量を、前記目標給湯温度が前記第２の給湯温度範囲内にあるときの前記目標累積送風量よりも多くしている。そして、これにより、目標給湯温度が低い前記第１の給湯温度範囲においては、前記熱交換器内の湯の冷却効果を高めて、次の給湯運転の再開時に前記単孔栓から前記目標給湯温度を超える湯が出湯されることを抑制することができる。また、目標給湯温度が高い前記第２の給湯温度範囲においては、前記熱交換器内の湯の冷却効果を低くして前記熱交換器内の湯を高温に維持することにより、次の給湯運転の再開時に前記混合栓から使用者が所望する温度の湯が出湯されるまでに要する時間が長くなることを抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一例について、図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の給湯装置の全体構成図、図２は混合栓の外観図、図３はアフターパージ処理のフローチャートである。
【００１７】
図１を参照して、給湯装置１はコントローラ２により全体の作動が制御され、燃焼室１０内に設けられたバーナ３、バーナ３により加熱される熱交換器４、図示しない水道管と接続されて熱交換器４に水を供給する給水管５、コントローラ２からの制御信号により給水管５の開度を調節する止水機能付水量サーボ６、給水管５を通過する水の流量を検出して検出信号をコントローラ２に出力する水量センサ７、熱交換器４で加熱された湯が出湯される給湯管８、給水管５に供給される水の一部を給湯管８に混合させるバイパス管９、給湯管８とバイパス管９との合流点の下流側の湯の温度を検出して検出信号をコントローラ２に出力する給湯温度センサ１１、及び熱交換器４の異常過熱を検出して検出信号をコントローラ２に出力する過熱検出センサ１３を備えている。
【００１８】
さらに、給湯装置１は、コントローラ２からの制御信号によりその回転数が制御される燃焼ファン１４と、コントローラ２からの制御信号により火花放電を生じてバーナ３に点火する点火プラグ１５と、バーナ３の燃焼状態を検出して検出信号をコントローラ２に出力するフレームロッド１６とを備えている。
【００１９】
また、バーナ３に燃料ガスを供給するガス供給管１７には、コントローラ２からの制御信号により開閉される元ガス電磁弁１８，切替ガス電磁弁（小）１９，及び切替ガス電磁弁（中）２０と、コントローラ２からの制御信号によりその開度が調節されるガス比例弁２１とが備えられている。
【００２０】
また、コントローラ２には、給湯装置１を遠隔操作するためのリモコン３０が通信ケーブル２５を介して接続されている。そして、リモコン３０には、給湯装置１を運転状態（給湯装置１の給湯動作が可能な状態）と待機状態（給湯装置１の給湯動作が不能な省電力状態）とに切換える運転スイッチ３１と、給湯管８に連通した給湯配管２２への目標給湯温度を設定する給湯温度設定スイッチ３２と、バーナ３の燃焼状態や目標給湯温度等を表示する表示部３３と、音声によるガイダンスを出力するスピーカ３４と、ブザー３５とが備えられている。
【００２１】
次に、給湯装置１の作動について説明する。給湯装置１を商用電源（図示しない）と接続すると、コントローラ２とリモコン３０が作動を開始して給湯装置１は待機状態となる。そして、この待機状態で使用者がリモコン３０の運転スイッチ３１をＯＮ操作すると、給湯装置１は待機状態から運転状態に切り替わる。
【００２２】
運転状態においては、リモコン３０に備えられた給湯温度設定スイッチ３２の操作が可能となり、使用者は、給湯温度設定スイッチ３２を操作して目標給湯温度を設定することができる。また、使用者が給湯配管２２の先端に接続されたカラン２３（本発明の単孔栓に相当する）を開けると、水道管（図示しない）から給水管５への給水が開始され、水量センサ７により給水管５に流れる水量が検出される。
【００２３】
コントローラ２は、水量センサ７から出力された検出信号によって給水管５への給水の開始を認識すると、燃焼ファン１４を作動させて点火プラグ１５に火花放電を生じさせた状態で、元ガス電磁弁１８と切替ガス電磁弁（小）１９と切替ガス電磁弁（中）２０とガス比例弁２１とを開弁してバーナ３の点火処理を行う。
【００２４】
そして、コントローラ２に備えられた給湯制御手段４０は、給湯温度設定スイッチ３２により設定された目標給湯温度と、給湯温度センサ１１により検出される給湯配管２２への実際の給湯温度とが一致するように、切替ガス電磁弁（小）１９及び切替ガス電磁弁２０（中）の開閉、ガス比例弁２１の開度、及び燃焼ファン１４の回転数を制御する給湯運転を開始する。
【００２５】
また、給湯制御手段４０及びコントローラ２に備えられたアフターパージ制御手段４１は、給湯運転の終了時に、図３のフローチャートに示した処理を実行する。即ち、給湯制御手段４０は、ＳＴＥＰ１で、水量センサ７の検出値が２リットル／分以下となったときに、給水管５からの給水が停止したと認識してＳＴＥＰ２に進み、ＳＴＥＰ２で元ガス電磁弁１８をＯＦＦ（閉弁）し、ＳＴＥＰ３で切替ガス電磁弁（小）１９をＯＦＦ（閉弁）し、ＳＴＥＰ４で切替ガス電磁弁（中）２０を閉弁し、ＳＴＥＰ５でガス比例弁２１をＯＦＦして、バーナ３の燃焼を停止する。
【００２６】
続くＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ１１及びＳＴＥＰ２０は、アフターパージ制御手段４１による処理である。ＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ５の処理によりバーナ３の燃焼が停止したときに、直ちに燃焼ファン１４を停止してしまうと、バーナ３からの余熱により熱交換器４内に滞留した湯が過剰に加熱されて高温となるいわゆる後沸きが生じる。
【００２７】
そして、この状態で使用者がカラン２３を開けると、熱交換器４から高温の湯が出湯されて、カラン２２から目標給湯温度を超える湯が供給され、湯の熱さにより使用者に不快感を与えてしまう。また、バーナ３の燃焼停止時には、燃焼室１０内に燃焼排ガスが滞留しているため、次のバーナ３の点火に備えて燃焼室１０内の燃焼排ガスを排出する必要がある。
【００２８】
そこで、アフターパージ制御手段４１は、バーナ３の燃焼停止後の所定時間、燃焼ファン１４を継続して作動させるアフターパージ処理を実行する。アフターパージ制御手段４１は、先ず、ＳＴＥＰ６で燃焼ファン１４の回転数を予め定めた一定回転数（Ｎａ）に設定して、アフターパージ処理における燃焼ファン１４の回転数を該一定回転数（Ｎａ）に維持する。
【００２９】
そして、次のＳＴＥＰ７で、アフターパージ制御手段４１は、目標給湯温度が５０℃以上であるか否かを判断する。そして、目標給湯温度が５０℃以上であったときはＳＴＥＰ２０に分岐してタイマ設定時間を１０秒に設定し、目標給湯温度が５０℃未満であったときにはＳＴＥＰ８に進んでタイマ設定時間を６５秒に設定する。
【００３０】
なお、給湯温度設定スイッチ３２により設定可能な目標給湯温度の下限（例えば３７℃）から５０℃未満までの範囲が、本発明の第１の給湯温度範囲に相当する。また、５０℃から給湯温度設定スイッチ３２により設定可能な目標給湯温度の上限（例えば７５℃）までの範囲が、本発明の第２の給湯温度範囲に相当する。そのため、ＳＴＥＰ６における目標給湯温度が５０℃以上であるか否かの判断は、目標給湯温度が本発明の第１の温度範囲にあるか本発明の第２の給湯温度範囲内にあるかを判断していることになる。
【００３１】
また、一定回転数（Ｎａ）に応じた燃焼ファン１４の送風量に、タイマ設定時間（６５秒又は１０秒）を乗じた送風量の累積値が、本発明の目標累積送風量に相当する。
【００３２】
ここで、目標給湯温度が５０℃未満であるときは、給湯配管２２に単孔栓２３が接続されており、使用者は給湯配管２２を介して単孔栓であるカラン２３から供給される湯を直接使用する構成となっていると想定される。そして、かかる構成においては、上述した余熱による熱交換器４の過剰な加熱が生じることを防止するために、燃焼ファン１４の作動を継続する時間をある程度長くして、アフターパージ処理における燃焼ファン１４の送風量の累積値を多くし、これにより、熱交換器４に対する冷却効果を高める必要がある。
【００３３】
一方、図２に示したように、給湯配管２２が、水道管（図示しない）から分岐した給水配管５１と共に混合栓５０に接続された構成となっているときには、使用者は、混合栓５０のハンドル５２を左右に操作して給水配管５１からの水の供給流量と給湯配管２２からの湯の供給流量との比率を調節することによって、吐出口５３から好みの温度の湯を得ることができるため、目標給湯温度は５０℃以上の高い温度に設定されていると想定される。
【００３４】
そして、このように目標給湯温度が高く設定されているときに、アフターパージ処理における燃焼ファン１４の送風量の累積値を、上述した目標給湯温度が低い（＜５０℃）ときとを同一とすると、熱交換器４の冷却効果が高くなり過ぎ、熱交換器４内の湯の温度が目標給湯温度に対して低くなってしまうおそれがある。この場合は、次に使用者が混合栓５０を開けて湯を使おうとしたときに、なかなか希望した温度の湯を得られないことになる。
【００３５】
そこで、アフターパージ制御手段４１は、目標給湯温度が５０℃以上であるときには、ＳＴＥＰ２０でタイマ設定時間を１０秒という給湯温度設定が５０℃未満であるときよりも短い時間に設定し、これにより、熱交換器４の冷却が過剰となることを防止している。なお、燃焼ファン１４を１０秒間作動させることにより、燃焼室１０内に滞留している燃焼排ガスを排出するために必要な送風量を確保することができる。
【００３６】
そして、アフターパージ制御手段４１は、次のＳＴＥＰ９でタイマをスタートし、ＳＴＥＰ１０でタイマがタイムアップしたとき（燃焼ファン１４による送風量の累積値が目標累積送風量に達したとき）に、ＳＴＥＰ１１に進んで燃焼ファン１４を停止してアフターパージ処理を終了する。
【００３７】
なお、本実施の形態では、図３のＳＴＥＰ７，ＳＴＥＰ８，およびＳＴＥＰ２０で、目標給湯温度が５０℃以上であるか否かによりタイマ設定時間を変更して、アフターパージ処理における目標累積送風量を設定したが、本発明による目標累積送風量の設定態様はこれに限られない。
【００３８】
例えば、第１の給湯温度範囲では、目標給湯温度が高くなる程、タイマ設定時間を長く設定し、第２の給湯温度範囲では、目標給湯温度が高くなる程、タイマ設定時間を短く設定するようにしてもよい。この場合、目標給湯温度に応じてバーナ３の燃焼量が変わり、バーナ３の燃焼停止後の余熱量も変わるため、タイマ設定時間をより多くの段階に分けて細かく設定した方が、アフターパージ処理を終了した時の熱交換器４内の湯の温度を目標給湯温度に対してより適切なものとなり、使用者の使い勝手の向上が期待できる。
【００３９】
また、本実施の形態では、燃焼ファン１４の回転数を一定（Ｎａ）とし、燃焼ファン１４を作動させる時間を変更することによって、アフターパージ処理における送風量の累積値を変更したが、逆に、燃焼ファン１４の作動時間を一定とし、燃焼ファン１４の回転数を変更することによって、アフターパージ処理における送風量の累積値を変更してもよい。さらに、燃焼ファン１４の回転数と燃焼ファン１４の作動時間の両方を変更することによって、アフターパージ処理における送風量の累積値を変更してもよい。
【００４０】
ここで、燃焼ファン１４の回転数を一定として、燃焼ファン１４を作動させる時間を変更する場合は、送風量の累積値の計算が容易なため、目標給湯温度に応じた燃焼ファン１４の作動時間を簡単に設定することができる。
【００４１】
また、燃焼ファン１４の回転数と作動時間の双方を変更する場合は、例えば、燃焼ファン１４の回転数を予め定められた点火処理用の回転数付近に設定することにより、アフターパージ中にバーナ３の点火処理の開始指示があったときに、燃焼ファン１４の回転数を点火処理用の回転数に速やかに移行させることができ、これにより、点火処理に要する時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の給湯装置の全体構成図。
【図２】混合栓の外観図。
【図３】アフターパージ処理のフローチャート。
【符号の説明】
１…給湯装置、２…コントローラ、３…バーナ、４…熱交換器、５…給水管、６…水量サーボ、７…水量センサ、８…給湯管、９…バイパス管、１０…燃焼室、１１…給湯温度センサ、１３…過熱検出センサ、１４…燃焼ファン、１５…点火プラグ、１６…フレームロッド、１７…ガス供給管、１８…元ガス電磁弁、１９…切替ガス電磁弁（小）、２０…切替ガス電磁弁（中）、２１…ガス比例弁、３０…リモコン、４０…給湯制御手段、４１…アフターパージ制御手段
【図１】
2004332974.tif 000003
【図２】
2004332974.tif 000004
【図３】
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