(57)【要約】【課題】水回路内に通水閉止機能を持つ給湯機において、凍結防止運転時に水回路を開放状態として配管水の熱伝導により水回路全体の昇温を図ることを目的とする。【解決手段】加熱器２２を流れる湯量を調整すると共に閉止機能を有する水量制御弁２３と、入水温センサー２０及び湯温センサー２４と、凍結の発生を事前に検知する凍結防止温度センサー１０と、凍結防止のために保温加熱する凍結防止ヒータ１１と、前記凍結防止温度センサー１０の情報で前記凍結防止ヒータ１１を制御する凍結防止制御器１２とを備え、前記水量制御弁２３が閉止中に凍結防止温度センサー１０により凍結防止ヒーター１１の加熱保温動作が必要であると判断したとき、前記入水温センサー２０または湯温センサー２４のいずれかが予め定めた凍結の可能性ありと判断できる温度を検知すると、前記水量制御弁２３を閉止から開放側に制御するようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入水温を検知する入水温センサーと、水量を検知する流量センサーと、水を加熱する加熱器と、加熱後の湯温を検知する湯温センサーと、前記加熱器を流れる湯量を調整すると共に閉止機能を有する水量制御弁と、前記入水温センサー、流量センサー、湯温センサーの情報で前記加熱器、水量制御弁を制御する制御器と、凍結の発生を事前に検知する凍結防止温度センサーと、凍結防止のために保温加熱する凍結防止ヒータと、前記凍結防止温度センサーの情報で前記凍結防止ヒータを制御する凍結防止制御器とを備え、前記水量制御弁が閉止中に凍結防止温度センサーにより凍結防止ヒーターの加熱保温動作が必要であると判断したとき、前記入水温センサーまたは湯温センサーのいずれかが予め定めた凍結の可能性ありと判断できる温度を検知すると、前記水量制御弁を閉止から開放側に制御するようにした給湯装置。
【請求項２】
水量制御弁が閉止中に低温になり水量制御弁を閉止から開放側に制御した時、流量センサーで通水があることを検出した場合には所定水量を通水し、その後、水量制御弁を閉止する請求項１記載の給湯装置。
【請求項３】
水量制御弁が閉止中に低温になり水量制御弁を閉止から開放側に制御した時、流量センサーで通水があることを検出すると所定水量を通水し、その後、水量制御弁を閉止するが、その過程において入水温センサーの検出温度が上昇した場合は湯温センサーの検出温度が入水温度と略同じになるまで通水してから水量制御弁を閉止する請求項１記載の給湯装置。
【請求項４】
水量制御弁が閉止中に低温になり水量制御弁を閉止から開放側に制御した時、流量センサーで通水が検出されない時は、所定時間後に水量制御弁を閉止する請求項１記載の給湯装置。
【請求項５】
水量制御弁が閉止中に凍結防止ヒーターの加熱保温動作が開始された場合、水量制御弁を閉止から開放側に制御する請求項１〜４のいずれか１項記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管等に凍結予防対策を施した給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の給湯機器の凍結予防装置は給湯機の運転制御とは個別に凍結予防をおこなうものが殆どであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、排気口からの冷風があたる水管の近傍に設けられた凍結予防温度センサーおよび入水部に設けられた凍結予防温度センサー、出湯部に設けられた凍結予防温度センサーの内いずれか１つが下限温度に達すると、ヒーター制御部がは凍結予防ヒーターに通電し、給湯機の凍結を防止すべき回路を加熱し保温する。
【０００４】
また各温度センサーのすべての温度が凍結を回避できる設定温度以上に達すると凍結予防ヒーターへの通電を停止する。
【０００５】
これにより給湯機を凍結破壊から保護することができる。そして、この凍結防止装置のヒーター制御部は給湯機の制御器とは個別に制御をおこなっている。これは、給湯機の凍結防止装置は安全装置であり、給湯機の異常時にも独立して動作すべきであるという考え方に基づいている。
【特許文献１】特開平７−１５１３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来の凍結予防装置は、凍結防止ヒーターの加熱により水回路内の低温の水が加熱され、その水が熱伝導をすることで凍結防止ヒーターから離れた水回路まで昇温できたが、給湯機のタイプによっては通水閉止機能を持つ水量制御弁等を水回路内に有した給湯機があり、この種の給湯機にあっては水量制御弁で水回路を閉止状態にすると、その閉止箇所を境に水回路が分断されるため、水の熱伝導も分断されて、従来のように１箇所を加熱することで水の熱伝導により広範囲に水回路内の水温を上昇させるということができず、このため水量制御弁の前後において凍結防止ヒーターの取付数を増やしたり、位置関係や発熱量を調整して凍結防止をおこなう必要があり、部品点数の増加や開発工数の増加の要因となっていた。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、水回路内に通水閉止機能を持つ閉止弁を有した給湯機であっても、閉止弁を持たない従来の給湯機と同等の凍結防止ヒーターを設けることで、凍結防止を行うことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の給湯装置装置は、加熱器を流れる湯量を調整すると共に閉止機能を有する水量制御弁と、入水温センサー及び湯温センサーと、凍結の発生を事前に検知する凍結防止温度センサーと、凍結防止のために保温加熱する凍結防止ヒータと、前記凍結防止温度センサーの情報で前記凍結防止ヒータを制御する凍結防止制御器とを備え、前記水量制御弁が閉止中に凍結防止温度センサーにより凍結防止ヒーターの加熱保温動作が必要であると判断したとき、前記入水温センサーまたは湯温センサーのいずれかが予め定めた凍結の可能性ありと判断できる温度を検知すると、前記水量制御弁を閉止から開放側に制御するようにしたものである。
【０００９】
上記発明によれば、機器内の適所に配置した凍結防止温度センサーの情報に基づき、凍結防止動作が必要と判断したときは、加熱器側の動作状況に関係なく、凍結防止ヒータにより凍結防止運転を行うとともに、入水温センサーまたは湯温センサーのいずれかが予め定めた凍結の可能性ありと判断できる温度を検知すると、水量制御弁を閉止から開放側に制御することで、水回路を開放状態とし、前記凍結防止運転により水配管適所で加熱される配管水を効果的に熱伝導させて、水回路全体の昇温を図り、凍結防止を行うことができる。
【００１０】
つまり、凍結防止運転時に給湯機の水回路内を開放状態とし、閉止弁による水の熱伝導の分断を解消することで、凍結防ヒーターによる加熱保温効果を水回路全体に効果的に波及させるものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明の給湯装置によれば、機器内の適所に配置した凍結防止温度センサーの情報に基づき、凍結防止動作が必要と判断したときは、加熱器側の動作状況に関係なく、凍結防止ヒータにより凍結防止運転を行うとともに、入水温センサーまたは湯温センサーのいずれかが予め定めた凍結の可能性ありと判断できる温度を検知すると、水量制御弁を閉止から開放側に制御することで、水回路を開放状態とし、前記凍結防止運転により水配管適所で加熱される配管水を効果的に熱伝導させて、水回路全体の昇温を図り、凍結防止を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、入水温を検知する入水温センサーと、水量を検知する流量センサーと、水を加熱する加熱器と、加熱後の湯温を検知する湯温センサーと、前記加熱器を流れる湯量を調整すると共に閉止機能を有する水量制御弁と、前記入水温センサー、流量センサー、湯温センサーの情報で前記加熱器、水量制御弁を制御する制御器と、凍結の発生を事前に検知する凍結防止温度センサーと、凍結防止のために保温加熱する凍結防止ヒータと、前記凍結防止温度センサーの情報で前記凍結防止ヒータを制御する凍結防止制御器とを備え、前記水量制御弁が閉止中に凍結防止温度センサーにより凍結防止ヒーターの加熱保温動作が必要であると判断したとき、前記入水温センサーまたは湯温センサーのいずれかが予め定めた凍結の可能性ありと判断できる温度を検知すると、前記水量制御弁を閉止から開放側に制御するようにしたことを特徴とするものであり、給湯機の凍結時に破損の危険性がある水回路を加熱する凍結防止ヒーターと、水回路の凍結の可能性を検知する凍結防止温度センサーと、この凍結防止温度センサーの温度から水回路の凍結が予測される時に凍結防止ヒーターを動作させる凍結防止制御器が、給湯機の制御回路とは全く別に動作する給湯機であって、かつ給湯機の水回路に閉止機能を持つ水量制御弁が存在する場合に、給湯機の制御器は水回路の温度センサーである入水温度センサーと湯温センサーの温度から凍結防止回路が動作した、あるいは動作する可能性がある時に、水量制御弁が閉止していた場合、水量制御弁を開けて水回路内における水の熱伝導を可能にして凍結防止回路の凍結防止性能の低下を防止するものである。
【００１３】
第２の発明は、水量制御弁が閉止中に低温になり水量制御弁を閉止から開放側に制御した時、流量センサーで通水があることを検出した場合には所定水量を通水し、その後、水量制御弁を閉止することを特徴とするもので、水量制御弁を開いた時に水量センサーで通水が確認された場合には、給湯栓が使用者によって閉止されていないと判断できるため、給湯機の凍結を回避できると事前に想定される最低水量を通水後に水量制御弁を閉止するものである。
【００１４】
第３の発明は、水量制御弁が閉止中に低温になり水量制御弁を閉止から開放側に制御した時、流量センサーで通水があることを検出すると所定水量を通水し、その後、水量制御弁を閉止するが、その過程において入水温センサーの検出温度が上昇した場合は湯温センサーの検出温度が入水温度と略同じになるまで通水してから水量制御弁を閉止することを特徴とするもので、水量制御弁を開いた時に水量センサーで通水が確認された場合に、入水温度センサーの温度が上昇した時には、より凍結防止の効果が高まると考えられることから、給湯機の水回路の水を入れ替えるために湯温センサーの温度が入水温度に近づくまで通水し、その後、水量制御弁を閉止するものである。
【００１５】
第４の発明は、水量制御弁が閉止中に低温になり水量制御弁を閉止から開放側に制御した時、流量センサーで通水が検出されない時は、所定時間後に水量制御弁を閉止することを特徴とするものであり、水量制御弁を開いた時に水量センサーで通水がない場合には、水の熱伝導により給湯機の凍結防止が十分はかられると事前に想定された時間だけ水量制御弁を開いた後に、水量制御弁を閉止の状態に戻す。これによって、給湯栓が使用されていない場合の凍結防止運転が確保できるとともに、給湯栓の閉止不足で水量センサーの検知水量以下の通水があった時に給湯栓から微少な目視可能な漏れが続くことを防止できる。
【００１６】
第５の発明は、水量制御弁が閉止中に凍結防止ヒーターの加熱保温動作が開始された場合、水量制御弁を閉止から開放側に制御することを特徴とするもので、凍結防止ヒーターの回路に併設した凍結防止ヒーター通電判定回路によって凍結防止ヒーターの入切を判定し、この判定結果を給湯機の制御器で検出し、凍結防止ヒーターが入の時は水量制御弁を閉止から開放に制御することで、水の熱伝導を可能にし凍結を防止する。この構成は、凍結防止装置のヒーター制御と給湯機の制御とは個別に制御をおこなうという条件を遵守することを特徴としており、給湯機の凍結防止装置は安全装置であり、給湯機の異常時にも独立して動作すべきであるという考え方に基づいたものである。
【００１７】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施例１における給湯装置の構成を示すものであり、構成的には従来例と同じであるため、同一図面を用いて説明する。
【００１９】
図１において、給湯機は水回路に入水温度検出のための入水温センサー２０と給湯機の通水量を検知する水量センサー２１とガスを加熱エネルギー源にガス量をコントロールしながら水を湯に加熱する加熱器２２と通水の水量を制御するとともに通水の閉止機能を併せ持つ水量制御弁２３と加熱後の湯の温度を検出する湯温センサー２４と制御器２５と動作電力を電源から導き制御器２５と凍結防止制御器１２に供給する漏電安全装置２７があり、さらに水回路の凍結防止のために凍結予防温度センサー１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと凍結防止ヒーター１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄと凍結防止制御器１２がある。
【００２０】
ここで凍結予防温度センサー１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは凍結防止の検知ができれば１つの場合もあり、またより多く必要な場合もある。さらに、凍結防止制御器１２は凍結防止ヒーター１１への電力供給を凍結予防温度センサー１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃがコントロールできればその機能を併せ持った凍結予防温度センサーで兼ねる場合もある。
【００２１】
さらに、凍結防止ヒーター１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄはここでは４つとしているがヒーターの能力や水回路の大きさによってその数は変動する。
【００２２】
次ぎに、主要な制御動作について図２のフローチャート（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。給湯機本体の制御動作Ｓ３０と凍結防止の制御動作Ｓ４０は、それぞれ独立して制御動作を行う。水量制御弁２３が動作上閉止状態になった時に凍結防止ヒーター１１が入り、Ｓ４１になった時に水量制御弁２３の前後の水回路が分断され水の熱伝導がおこなえなくなる。
【００２３】
そこで、入水温度センサー２０あるいは湯温センサー２４のいずれかが凍結防止回路が動作する、あるいは動作する可能性がある時の温度を設定温度としておき、Ｓ３２でこの温度以下の時にはＳ３３で水量制御弁２３を開ける。水量制御弁２３を開けて水の熱伝導を可能にして凍結防止回路の凍結防止性能の低下を防止するものである。
【００２４】
（実施の形態２）
図３の（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２におけるフローチャートである。
【００２５】
Ｓ３２で入水温度センサー２０あるいは湯温センサー２４のいずれかが設定温度以下の時、Ｓ３３で水量制御弁２３を開いた時にＳ３４で水量センサー２１で通水が確認された場合には、給湯栓２８が使用者によって閉止されていないと判断できるため、Ｓ３４で給湯機の凍結を回避できると事前に想定される最低水量、ここでは１リットルを通水し、その後、Ｓ３５で閉止弁である水量制御弁２３を閉止する。この動作により閉め忘れられた給湯栓２８からの通水を防止でき、例えば、浴槽２９からの溢れを防止することができる。
【００２６】
（実施の形態３）
図４の（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例３におけるフローチャートである。
【００２７】
Ｓ３６で水量制御弁２３を開いた時に水量センサー２１で通水が確認された場合に入水温度センサー２０の温度が上昇した時には、より凍結防止の効果が高まると考えられることから給湯機の水回路の水を入れ替えるために、Ｓ３７で湯温センサー２４の温度が入水温度センサー２０に近づくまで、ここでは１℃の範囲まで通水し、その後、Ｓ３５で水量制御弁２３を閉止することで凍結防止を行うものである。
【００２８】
（実施の形態４）
図５の（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例４におけるフローチャートである。
【００２９】
水量制御弁２３を開いた時に水量センサー２１で通水がない場合には、水の熱伝導により給湯機の凍結防止が十分はかられると事前に想定された時間、ここでは２０分だけ水量制御弁２３を開いた後に、凍結防止動作前の給湯機に設定された状態である水量制御弁２３が閉止の状態に戻す。
【００３０】
これによって、再使用時は本来の状態である水量制御弁閉止から動作させる時に閉止動作が不要になること、給湯栓２８が閉止不足で水量センサー２１の検知水量以下の通水があった時に給湯栓２８から微少な目視可能な漏れが続くことを防止できるものである。
【００３１】
（実施の形態５）
図６は本発明の実施例５の給湯装置の構成図、図７の（ａ）、（ｂ）は同給湯装置の動作フローチャートである。
【００３２】
凍結防止ヒーター１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄの回路に併設した凍結防止ヒーター通電判定回路５０によって、凍結防止ヒーター１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄの入切をＳ３９で判定し、入の場合Ｓ３３で、制御器２５は水量制御弁２３を閉止から開放に制御することで水の熱伝導を可能にし凍結を防止する。凍結防止ヒーター制御と給湯機の制御とは個別に制御をおこなうという条件を遵守することを特徴としており、給湯機の凍結防止は安全装置であり、給湯機の異常時にも自立して動作すべきであるという考え方に基づいている。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明にかかわる給湯装置は、配管水を効果的に熱伝導させて、水回路全体の昇温を図り、凍結防止を行うことができるもので、特に寒冷地の給湯用として適応している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図
【図２】同給湯装置における動作フローチャート
【図３】本発明の実施の形態２における給湯装置の動作フローチャート
【図４】本発明の実施の形態３における給湯装置の動作フローチャート
【図５】本発明の実施の形態４における給湯装置の動作フローチャート
【図６】本発明の実施の形態５における給湯装置の構成図
【図７】同給湯装置における動作フローチャート
【符号の説明】
【００３５】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  凍結予防温度センサー
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ  凍結防止ヒーター
１２  凍結防止制御器
２０  入水温度センサー
２１  水量センサー
２２  加熱器
２３  水量制御弁
２４  湯温センサー
２５  制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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