(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器を通る給湯水管内に給水があるか否かを検知する残水確認装置において、
前記給湯水管内に配置された複数の電極と、前記電極間に導通があるか否かを検査する導通検査手段とを備え、
前記電極間の導通の有無を前記導通検査手段で検査することにより前記給湯水管内に給水があるか否かを検知するものであって、
前記給湯水管内の水温を検知するための温度センサであって少なくともその先端部が導電性部材で被覆されたものを当該先端部が前記給湯水管内に露出するように配置し、
さらに前記温度センサを、先端部を除き撥水コーティングを施すとともに、給湯水管の上部側に設け、その先端部を上部側から下方に向けて水滴の付着を軽減するよう配置し、
前記温度センサの有する導電性部材を前記電極の１つとして兼用することを特徴とする残水確認装置。
【請求項２】
通水の無い状態でバーナーを燃焼させて前記熱交換器内の給水を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を有する給湯器に用いられ、少なくとも前記給湯器が通水の無い状態で前記バーナーを燃焼させるとき、前記給湯水管内に給水があるか否かを検知することを特徴とする請求項１に記載の残水確認装置。
【請求項３】
前記給湯水管は導電性部材で形成されており、当該給湯水管を前記電極の１つとして用いることを特徴とする請求項１または２に記載の残水確認装置。
【請求項４】
前記導通検査手段が導通の有無を検査する電極のうちの少なくとも一方を給湯経路内の水が抜け始めた初期段階で水のなくなる箇所に配置することを特徴とする請求項１、２または３に記載の残水確認装置。
【請求項５】
前記導通検査手段が導通の有無を検査する電極を給湯経路内の水がほぼ全部抜けた段階で水のなくなる箇所に配置することを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の残水確認装置。
【請求項６】
前記電極をその先端部を除いて撥水性の皮膜で覆うことを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の残水確認装置。
【請求項７】
前記撥水性の皮膜は、絶縁性をもつ絶縁被膜であることを特徴とする請求項６に記載の残水確認装置。
【請求項８】
前記導通検査手段は、前記給湯水管内に給水があるか否かを確認するときだけ前記電極間に所定の電圧を印加することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の残水確認装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８に記載の残水確認装置により熱交換器を通る給湯水管内に給水があるか否かを検知することを特徴とする残水確認方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器を通る給湯水管内に給水があるか否かを検知する残水確認装置および残水確認方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から使用されている給湯器には、その快適性をより向上させるため、出湯当初からほぼ設定温度の湯を出すべく、次回の出湯に備えて、通水の無い状態で熱交換器内の湯を所定温度範囲に保温する機能を備えたものがある。通常の出湯では通水を検知してからバーナーの点火を行うのに対して、上述の保温動作では通水の無い状態で点火が行われるので、給水の無い状態で保温動作が行われ空焚きを起こす可能性がある。
【０００３】
従来は、このような空焚きを防止するために、保温動作による点火を行う前に行われた出湯における実績を基にして給水の有無を判定していた。すなわち、前回までの出湯において正常にフローセンサが作動し、空焚きが生じなかったことの履歴等を基にして、現在、給湯水管に給水が満たされていると推定し、保温動作に基づくバーナーの点火を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、前回までの出湯における実績を基に、給水の有無を判定しているので、保守や凍結防止のために水抜きがなされた場合には、その後出湯が行われるまでの間、給水の有無を判定することができず、空焚きを起こす可能性があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、給湯水管内に給水が存在するか否かを容易かつ迅速に検知することのできる残水確認装置および残水確認方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］熱交換器（１３）を通る給湯水管（２１）内に給水があるか否かを検知する残水確認装置において、
前記給湯水管（２１）内に配置された複数の電極（２９、２１）と、前記電極（２９、２１）間に導通があるか否かを検査する導通検査手段（５３）とを備え、
前記電極（２９、２１）間の導通の有無を前記導通検査手段（５３）で検査することにより前記給湯水管（２１）内に給水があるか否かを検知するものであって、
前記給湯水管（２１）内の水温を検知するための温度センサ（２９）であって少なくともその先端部（２９ａ）が導電性部材で被覆されたものを当該先端部（２９ａ）が前記給湯水管（２１）内に露出するように配置し、
さらに前記温度センサ（２９）を、先端部（２９ａ）を除き撥水コーティングを施すとともに、給湯水管（２１）の上部側に設け、その先端部（２９ａ）を上部側から下方に向けて水滴の付着を軽減するよう配置し、
前記温度センサ（２９）の有する導電性部材を前記電極（２９、２１）の１つとして兼用することを特徴とする残水確認装置。
【０００８】
［２］通水の無い状態でバーナー（１２）を燃焼させて前記熱交換器（１３）内の給水を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を有する給湯器（１０）に用いられ、少なくとも前記給湯器（１０）が通水の無い状態で前記バーナー（１２）を燃焼させるとき、前記給湯水管（２１）内に給水があるか否かを検知することを特徴とする［１］に記載の残水確認装置。
【０００９】
［３］前記給湯水管（２１）は導電性部材で形成されており、当該給湯水管（２１）を前記電極（２９、２１）の１つとして用いることを特徴とする［１］または［２］に記載の残水確認装置。
【００１０】
［４］前記導通検査手段（５３）が導通の有無を検査する電極（２９、２１）のうちの少なくとも一方を給湯経路内の水が抜け始めた初期段階で水のなくなる箇所に配置することを特徴とする［１］、［２］または［３］に記載の残水確認装置。
【００１１】
［５］前記導通検査手段（５３）が導通の有無を検査する電極（２９）を給湯経路内の水がほぼ全部抜けた段階で水のなくなる箇所に配置することを特徴とする［１］、［２］、［３］または［４］に記載の残水確認装置。
【００１２】
［６］前記電極（２９）をその先端部（２９ａ）を除いて撥水性の皮膜で覆うことを特徴とする［１］、［２］、［３］、［４］または［５］に記載の残水確認装置。
【００１３】
［７］前記撥水性の皮膜は、絶縁性をもつ絶縁被膜であることを特徴とする［６］に記載の残水確認装置。
【００１４】
［８］前記導通検査手段（５３）は、前記給湯水管（２１）内に給水があるか否かを確認するときだけ前記電極（２９、２１）間に所定の電圧を印加することを特徴とする［１］、［２］、［３］、［４］、［５］、［６］または［７］に記載の残水確認装置。
【００１５】
［９］［１］、［２］、［３］、［４］、［５］、［６］、［７］または［８］に記載の残水確認装置により熱交換器（１３）を通る給湯水管（２１）内に給水があるか否かを検知することを特徴とする残水確認方法。
【００１６】
前記本発明は次のように作用する。
給湯水管（２１）内に複数の電極（２９、２１）を配置し、これら電極（２９、２１）間における導通の有無を基に給湯水管（２１）内に給水があるか否かを検知する。給湯水管（２１）内に給水が存在する場合には、給水を通じてわずかの電流が流れるので電極（２９、２１）間に導通があらわれ、給水が無いときは導通が現れない。このように、電極（２９、２１）間の導通の有無によって給水の有無を判定するので、いつでも迅速かつ容易に給水の有無を確認することができる。
【００１７】
また給湯水管（２１）内の水温を検知するための温度センサ（２９）であって少なくともその先端部（２９ａ）が導電性部材で被覆されたものを給湯水管（２１）内に先端部（２９ａ）が露出するように配置し、当該温度センサ（２９）の有する導電性部材を電極の１つとして兼用する。
【００１８】
通常、出湯温度や給水温度を検知するためにサーミスタ等の温度センサ（２９）を給湯水管（２１）内に露出するように配置している。また、その先端部（２９ａ）は、熱導電性の良好なステンレス等の金属（導電性部材）で被覆されている。そこで、これを電極の１つとして兼用することで、別途、電極を配置する必要がなく、装置価格の低減を図ることができる。
【００１９】
また上述のような残水確認装置を、通水の無い状態でバーナー（１２）を燃焼させて熱交換器（１３）内の給水を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を有する給湯器（１０）に用い、少なくとも給湯器（１０）が通水の無い状態でバーナー（１２）を燃焼させるとき、給湯水管（２１）内に給水があるか否かを検知するようにする。これにより保温動作のための点火時に空焚きが生じることを確実に防止することができる。
【００２０】
さらに、通常、給湯水管（２１）は、良好な熱伝導性を備えた金属で形成されている。そこで、当該給湯水管（２１）を電極の１つとして用いることで、装置価格をより一層低減することができる。
【００２１】
導通検査手段（５３）が導通の有無を検査する電極（２９、２１）のうちの少なくとも一方を給水が抜け始めた初期段階で給水のなくなる箇所に配置する。たとえば、給湯水管（２１）の経路中、最も上部の箇所に一方の電極（２９）を配置する。これにより、給水の抜けをいち早く検知でき、空だきを予防することができる。このほか、電極を給水がほぼ全部抜けた段階で給水のなくなる箇所に配置するようにしても良い。この場合には、給水がすべて抜けて、空焚きの生じるときのみ給水の無いことが検知される。
【００２２】
また、電極（２９）をその先端部（２９ａ）を除いて撥水性の皮膜で覆う。たとえば、給湯水管（２１）を一方の電極として代用し、他方の電極を温度センサ（２９）で兼用すると、給湯水管（２１）と温度センサ（２９）の先端部（２９ａ）との隙間は比較的少ないので、実際には給水が抜けた状態であっても、表面張力により水滴が温度センサ（２９）に付着している場合には、導通が生じ誤検知を起こしてしまう。そこで、温度センサ（２９）をその先端部（２９ａ）を除いて撥水コーティングを施し、表面張力による水滴の付着を防止している。
【００２３】
導通検査手段（５３）は、給湯水管（２１）内に給水があるか否かを確認するときだけ電極（２９、２１）間に所定の電圧を印加するようになっている。これにより電気分解による電食があまり進まず、電極の寿命を十分に確保することができる。たとえば、保温動作を行っていない状態から保温動作を行う動作モードへ移行するときだけ、電極（２９、２１）間に電圧を印加し、導通の有無を検知するようにすれば良い。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施の形態を説明する。
各図は本発明の一実施の形態を示している。
本発明にかかる給湯器１０は、水栓あるいは風呂の浴槽内へ給湯する機能と、浴槽内の湯を追い焚きする機能とを備え、追い焚き経路と給湯経路の双方を１つの熱交換器で加熱する、いわゆる１缶２水路型を成している。図１に示すように、給湯器１０は、燃焼室１１を備えており、当該燃焼室１１の下部には、バーナー１２が、燃焼室１１の上部には、バーナー１２からの熱を給水等に伝える熱交換器１３がそれぞれ配置されている。
【００２５】
熱交換器１３には、給湯用の水を流すための給湯用パイプ２１と、追い焚き用に浴槽内の水を循環させる追い焚き用循環パイプ３１の双方が通っており、熱交換器１３はバーナー１２からの熱をこれら双方のパイプ２１、３１内の流体へ伝えて加熱する機能を備えている。
【００２６】
給湯用パイプ２１のうち熱交換器１３へ向かう部分の給水側流路２１ａと、熱交換器１３から出た後の出湯側流路２１ｂとの間には、固定バイパス路２２および流量制御弁２３の介挿されたバイパス路２４の２つのバイパス路が接続されている。熱交換器１３で加熱された湯に、固定バイパス路２２、バイパス路２４を通じて給水を混合するとともに、バイパス比を流量制御弁２３によって制御し得るようになっている。また、給湯用パイプ２１の出湯側流路２１ｂ側には、出湯される総流量やバイパス比を制御するための流量制御弁２５が設けられている。
【００２７】
給湯用パイプ２１の入口部および出口部の近傍にはそれぞれ、通水の有無や通水量を検知するためのフローセンサ２６ａ、２６ｂが設けられている。また、給湯用パイプ２１の入口部近傍には、給水の温度を検知するための入水サーミスタ２７が、給湯用パイプ２１の出口部近傍には、出湯温度を検知するための出湯サーミスタ２８がそれぞれ取り付けられている。また、熱交換器１３の出口部近傍の水管には熱交換器１３を出た直後の湯温を検知するための熱交サーミスタ２９が設けてある。
【００２８】
熱交サーミスタ２９は、残水確認用の電極として機能するようになっている。図２に示すように熱交サーミスタ２９は、その先端部２９ａが給湯用パイプ２１内に突出するように取り付けられている。熱交サーミスタ２９は、図示しないサーミスタ素子を導電性を備えたステンレス鋼で覆い、さらに、先端部２９ａを除いて絶縁性を備えた皮膜２９ｂで被覆した構造になっている。
【００２９】
また熱交サーミスタ２９には、その先端部２９ａを除いて撥水コーティングを施してある。したがって先端部２９ａは導電性部材としてのステンレス部分が露出する状態になっている。熱交サーミスタ２９からはサーミスタのリード線２９ｃと、先端部２９ａ（露出するステンレス部分）と接続された電極用リード線２９ｄが出ている。また、給湯用パイプ２１は、導電性を有する金属で形成されており、これを残水確認用の他方の電極として用いるようになっている。
【００３０】
追い焚き用循環パイプ３１は、浴槽４０内の水を熱交換器１３まで戻す風呂戻パイプ部３１ａと、熱交換器１３で加熱後の湯を浴槽４０へ送り出す風呂往パイプ部３１ｂとから構成されている。風呂戻パイプ部３１ａの途中には循環ポンプ３２と、風呂戻パイプ部３１ａ内の通水の有無を検知する風呂流水スイッチ３３が設けられている。また、風呂流水スイッチ３３の近傍には、浴槽４０側から流入する湯の温度を検知するための風呂温度サーミスタ３４が取り付けてある。
【００３１】
給湯用パイプ２１の出湯側流路２１ｂと、風呂戻パイプ部３１ａとは、注湯電磁弁３５を備えた注湯パイプ３６で接続されており、熱交換器１３で加熱された給水を注湯パイプ３６を介して浴槽４０へ注湯することができるようになっている。
【００３２】
給排気は、燃焼ファン１４によって燃焼室１１の下方側から給気を送風することによって強制的に行われ、排気は燃焼室１１の上部から排出されるようになっている。バーナー１２の近傍には、点火装置１５が設けてある。またバーナー１２へ供給される燃焼ガスは、ガス電磁弁１６、元ガス電磁弁１７、ガス切替弁１８によってオンオフ制御され、ガス量は、ガス比例弁１９によって調整される。
【００３３】
給湯器１０は、各種の制御機能を果たす回路としての制御基盤５０と、操作部６０とを備えている。操作部６０は、いわゆるメインリモコン、風呂リモコンに相当するものであり、各種操作スイッチと小型の液晶ディスプレイとを備えている。
【００３４】
制御基盤５０は、保温制御部５１と、残水確認部５２を備え、さらに残水確認部５２は、導通検査部５３を有している。このうち保温制御部５１は、通水の無い状態でバーナー１２を点火して熱交換器１３内の湯を所定温度範囲内に保温する機能を果たす回路部分である。残水確認部５２は、熱交サーミスタ２９と給湯用パイプ２１とからなる２つの電極間における導通の有無を基にして給湯用パイプ２１内に給水が存在するか否かを判別する回路部分である。残水確認部５２の有する導通検査部５３は、給湯用パイプ２１と熱交サーミスタ２９とからなる電極間に、所定の電圧を印加する回路部分である。
【００３５】
制御基盤５０は、より具体的には、各種制御の中枢的機能を果たすＣＰＵ（中央処理装置）と、ＣＰＵの実行するプログラムや各種の固定的データを記憶するＲＯＭと、プログラムを実行する上で一時的に必要になるデータを記憶するためのＲＡＭとを主要部とする回路によって構成されている。
【００３６】
ここでは、熱交サーミスタ２９と給湯用パイプ２１を電極として用いるようにしたが、図３に示すように、給湯用パイプ２１内に先端部を露出させた２つの電極７１ａ、７１ｂを別途設けるようにしてもよい。これら電極７１ａ、７１ｂは、給湯用パイプ２１と直接接触しないように絶縁部７２を介して保持されている。
【００３７】
次に作用を説明する。
給湯器１０は、保温機能がオンしている間、設定温度の湯が開栓直後から出湯されるように、開栓されない状態の下でバーナー１２を燃焼させ、熱交換器１３内の湯温を所定温度範囲内に保温する保温動作を行う。このような保温機能は、操作部６０を介して逐次オンオフ指定できるほか、午前７時から午後７時までなど予め動作時間をタイマー設定することができる。さらに、前回の給湯を停止した後５分間だけ保温機能が動作するように設定することも可能になっている。１分から数分間隔でバーナー１２を１秒〜２秒程度燃焼させることを繰り返し行うことで熱交換器１３内の湯は保温される。
【００３８】
ここでは、残水確認を、保温機能がオフの状態からオン状態へ移行する際に行うようになっている。図４に示すように、朝一番に運転スイッチがオンされた場合など保温機能がオフ状態からオン状態へ移行したとき（ステップＳ１０１；Ｙ）、導通検査部５３は、熱交サーミスタ２９の先端部２９ａと給湯用パイプ２１とから成る２つの電極の間に所定電圧を印加する（ステップＳ１０２）。
【００３９】
この際、残水確認部５２は電極間に通電があるか否かを調べ（ステップＳ１０３）、通電がある場合は（ステップＳ１０３；Ｙ）、給湯用パイプ２１内に給水が存在すると判定する。保温制御部５１は、給水が確認された場合にはバーナー１２を点火して熱交換器１３内の水温を保温すべき目標温度範囲に至るまで加熱し（ステップＳ１０４）、目標温度範囲に入った後は、その温度を保持するための保温モード（バーナー１２を数分間隔で１〜２秒間燃焼、間欠的に燃焼させる動作モード）へ移行する（ステップＳ１０５）。
【００４０】
一方、通電が確認されないときは（ステップＳ１０３；Ｎ）、操作部６０の表示部等に給水が存在しない旨の警告を表示する（ステップＳ１０６）。なお、当該警告は、表示しなくても良い。
【００４１】
このように、電極間の導通の有無によって給水の有無を判定するので、朝一番に保温機能をオンする場合など、通水履歴のない状態においても給水の有無を確認することができ、空焚きを確実に防止することができる。
【００４２】
また、残水確認を行うときだけ電極間に電圧を印加するので、電気分解による電極の腐食の進行が少なく、電極の寿命を十分に確保することができる。さらに、熱交サーミスタ２９を電極の１つとして兼用するとともに、給湯用パイプ２１を他方の電極として用いるので、別途、電極を設置する場合に比べて、装置価格の低減を図ることができる。
【００４３】
また２つの電極のうちの熱交サーミスタ２９によって兼用するものを、給湯用パイプ２１のうち最も上部に位置する箇所に取り付けているので、給湯用パイプ２１内の給水の抜けをいち早く検知することができる。なお、電極を給湯用パイプ２１内の給水がほぼ全部抜けた段階で給水のなくなる箇所に配置した場合には、給水がすべて抜けて空焚きの可能性が生じたときのみ給水の無いことが検知される。たとえば、図１で入水サーミスタ２７のある箇所に一方の電極を取り付けるようにすれば、給水がほぼ全部抜けた時点で導通が無くなり給水の無いことが検知されるようになる。
【００４４】
電極として兼用される熱交サーミスタ２９は、電極としての機能を果たす先端部２９ａを除き、撥水コーティングを施してある。このため表面張力による水滴の付着が軽減され、給湯用パイプ２１と熱交サーミスタ２９の先端部２９ａとの間に水滴が残り、実際には給水が抜けているにもかかわらず導通が生じ、誤検知の起きることを防止することができる。
【００４５】
このほか、図２に示すように熱交サーミスタ２９を給湯用パイプ２１の上部側に設け、先端部２９ａを上部側から下方に向けて配置することで、水滴の付着をさらに軽減している。
【００４６】
以上説明した実施の形態では、熱交サーミスタ２９や給湯用パイプ２１を電極として兼用したが、各電極を別途設けるようにしても良い。
【００４７】
【発明の効果】
本発明にかかる残水確認装置および残水確認方法によれば、給湯水管内に複数の電極を配置し、これら電極間に導通があるか否かによって給水の有無を検知するので、給水の有無をいつでも迅速かつ容易に確認することができる。
【００４８】
また給湯水管内の水温を検知するための温度センサは、通常、熱伝導性の良好な金属で覆われているので、これを電極の１つとして兼用することにより、別途電極を設置する必要がなく、装置価格の低減を図ることができる。さらに、通常、給湯水管は良好な熱伝導性を備える金属で形成されているので、これを一方の電極として用いることで、装置価格をより一層低減することができる。
【００４９】
また、給湯水管内に給水があるか否かを確認するときだけ電極間に所定の電圧を印加するので、電気分解による電極の腐食が少なく、十分な寿命を確保することができる。
さらに、前記給湯水管内の水温を検知するための温度センサであって少なくともその先端部が導電性部材で被覆されたものを当該先端部が前記給湯水管内に露出するように配置するとともに、前記温度センサを、先端部を除き撥水コーティングを施すとともに、給湯水管の上部側に設け、その先端部を上部側から下方に向けて水滴の付着を軽減するよう配置したので、残った水滴による誤検知を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る残水確認装置を適用した給湯器を示す説明図である。
【図２】電極として兼用される温度センサの取り付け状態を示す説明図である。
【図３】２つの電極を独立して設けた様子の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る残水確認装置を適用した給湯器の行う動作の流れを示す流れ図である。
【符号の説明】
１０…給湯器
１２…バーナー
１３…熱交換器
２１…給湯用パイプ
２６ａ、２６ｂ…フローセンサ
２７…入水サーミスタ
２８…出湯サーミスタ
２９…熱交サーミスタ
２９ａ…導電性の先端部
２９ｂ…皮膜
２９ｃ…サーミスタのリード線
２９ｄ…電極用リード線
５０…制御基盤
５１…保温制御部
５２…残水確認部
５３…導通検査部
６０…操作部
７１ａ、７１ｂ…電極
７２…絶縁部
【図１】
0003901308.tif 000002
【図２】
0003901308.tif 000003
【図３】
0003901308.tif 000004
【図４】
0003901308.tif 000005