(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタを加熱するための加熱手段と；該加熱手段による給湯サーミスタの加熱が開始された直後の時間の経過に対する給湯サーミスタの出力信号レベルの変化の傾きが予め定められたしきい値よりも大きいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けたことを特徴とする給湯器。
【請求項２】
供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタを加熱するための加熱手段と；該加熱手段による給湯サーミスタの加熱が開始されてから予め定めた微小な時間を経過したときに給湯サーミスタから出力された信号のレベルが予め定められたしきい値よりも大きいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けたことを特徴とする給湯器。
【請求項３】
供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタを加熱するための加熱手段と；給湯サーミスタから出力された信号のレベルを監視する信号レベル監視部と；上記加熱手段による給湯サーミスタの加熱が開始された以降に、上記信号レベル監視部により監視された給湯サーミスタの出力飽和値が予め定めたしきい値よりも大きいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けたことを特徴とする給湯器。
【請求項４】
供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタの加熱を開始し、予め定められたタイミングで給湯サーミスタの加熱を停止する加熱手段と；該加熱手段による給湯サーミスタの加熱が停止した直後の時間の経過に対する給湯サーミスタの出力信号レベルの変化の傾きが予め定められたしきい値よりも小さいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けた構成と成し、前記しきい値は給湯熱交換器内に湯水が無い場合における給湯サーミスタの出力信号レベルの変化の下降傾きよりも大きく、かつ、給湯熱交換器内に湯水が有る場合における給湯サーミスタの出力信号レベル変化の下降傾きよりも小さい値によって設定されていることを特徴とする給湯器。
【請求項５】
供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタの加熱を開始し、給湯サーミスタの出力信号レベルが予め定めたレベルに達したときに給湯サーミスタの加熱を停止する加熱手段と；該加熱手段による給湯サーミスタの加熱が停止してから予め定められた微小な時間を経過したときに給湯サーミスタから出力された信号のレベルが予め定められたしきい値よりも大きいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けた構成と成し、前記しきい値は給湯熱交換器内に湯水が無い場合における給湯サーミスタの出力信号レベルよりも小さく、かつ、給湯熱交換器内に湯水が有る場合における給湯サーミスタの出力信号レベルよりも大きい値によって設定されていることを特徴とする給湯器。
【請求項６】
供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタの加熱を開始し、給湯サーミスタの出力信号レベルが予め定めたレベルに達したときに給湯サーミスタの加熱を停止する加熱手段と；該加熱手段による給湯サーミスタの加熱が停止した時点を起点としてその加熱停止時点から予め定められた微小な時間を経過したときに給湯サーミスタから出力された信号のレベルが予め定められたしきい値よりも大きいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けたことを特徴とする給湯器。
【請求項７】
供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタの加熱を開始し、予め定められたタイミングで給湯サーミスタの加熱を停止する加熱手段と；給湯サーミスタから出力された信号のレベルを監視する信号レベル監視部と；上記加熱手段による給湯サーミスタの加熱の停止後に、上記信号レベル監視部により監視された給湯サーミスタの出力下方安定値が予め定められたしきい値よりも大きいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けたことを特徴とする給湯器。
【請求項８】
給湯熱交換器内に滞留している湯の温度が予め定めた燃焼作動温度に低下したときにバーナ燃焼を開始させ給湯熱交換器内の湯を加熱して保温する保温制御部が設けられており、給湯熱交換器湯水有無判断部から水無し信号が出力されたときには、上記保温制御部は保温動作を停止する構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちのいずれか１つに記載の給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供給された水を加熱して給湯する給湯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４には給湯器のシステム構成がモデル図により示されている。この給湯器（器具）は、器具ケース１内にバーナ２を有し、このバーナ２には該バーナ２に燃料ガスを導くためのガス供給通路３が接続されている。ガス供給通路３には該通路の開閉を行う電磁弁４，５と、弁開度でもってバーナ２への燃料ガスの供給量を制御する比例弁６とが介設されている。
【０００３】
上記バーナ２の上方には給湯熱交換器８が設けられ、この給湯熱交換器８の入側には水供給源の水を給湯熱交換器８に供給するための給水通路１０が接続され、この給水通路１０には該通路を流れる通水流量を検出する水量センサ１１と、給湯熱交換器８に流れ込む入水温度を検出する入水サーミスタ１２とが設けられている。
【０００４】
また、給湯熱交換器８の出側には該給湯熱交換器８から流れ出た湯水を台所やシャワー等の給湯場所に導くための給湯通路１４が接続されている。給湯熱交換器８の出側の給湯通路１４には給湯熱交換器８から流れ出た湯水の温度を検出するための給湯サーミスタ１５が設けられている。
【０００５】
さらに、この給湯器には給湯運転等を制御する制御装置１６が設けられ、この制御装置１６にはリモコン１７が信号接続されている。上記リモコン１７には給湯温度を設定するための給湯温度設定手段や、給湯設定温度等を表示する表示部等が設けられている。上記制御装置１６は次のように給湯運転を制御する。
【０００６】
例えば、給湯通路１４の先端側に介設された台所やシャワー等の給湯栓（図示せず）が開栓され、水量センサ１１が給水通路１０の通水を検知すると、電磁弁４，５を開弁してバーナ２へ燃料ガスを供給しバーナ２の燃焼を開始させ、バーナ２の燃焼火炎の熱による給湯熱交換器８の通水加熱を開始し、給湯される湯温がリモコン１７に設定されている給湯設定温度となるようにバーナ２の加熱熱量を比例弁６の弁開度でもって（つまり、バーナ２への供給燃料ガス量を制御することで）制御し、給湯熱交換器８で作り出された湯を所望の給湯場所に供給する。
【０００７】
そして、上記給湯栓が閉栓され、水量センサ１１が給水通路１０の通水停止を検知すると、電磁弁４，５を閉弁してバーナ２の燃焼を停止し、給湯運転を終了する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、給湯熱交換器８内の水温が給湯設定温度よりもかなり低めである状態から給湯栓が開栓されて給湯運転が開始されたときには、上記給湯熱交換器８内に滞留していた給湯設定温度よりもかなり低めの温度の水が給湯通路１４を通って給湯された後に、バーナ２の燃焼熱により給湯熱交換器８で加熱された湯が給湯されることから、給湯設定温度の湯が給湯されるまでに多くの時間を要するという問題がある。
【０００９】
そこで、次に示すように給湯熱交換器８内の滞留湯水の保温を行って、給湯が開始されたときには給湯設定温度の湯を瞬時に給湯することができるようにする保温制御の手法が提案されている。
【００１０】
例えば、給湯器の電源が投入された以降の給湯運転停止中に、例えば給湯サーミスタ１５のセンサ出力を給湯熱交換器８内に滞留している湯水温度として監視し、給湯サーミスタ１５により検出された給湯熱交換器８の湯水温度が予め定めた燃焼作動温度（例えば、リモコン１７に設定されている給湯設定温度よりも予め定めた温度（例えば、４℃）だけ低めの温度、又は、給湯設定温度に関係なく予め定めた固定の温度（例えば、３３℃））に低下したときには、例えば、予め定めた最小加熱熱量で予め定めた短時間（例えば、数秒間）だけバーナ２を燃焼させ給湯熱交換器８内の滞留湯水の温度を高めるチョイ点火を行い給湯熱交換器８内の滞留湯水を保温する。このような保温機能を備えることで、例えば、朝１番で給湯が開始されたときにも、給湯設定温度の湯を瞬時に給湯することができる。
【００１１】
しかしながら、上記保温機能によるチョイ点火は給湯熱交換器８内の湯水の有無に拘らず行われるので、例えば、冬季に、給湯器内の水が凍結するのを防止するために、就寝前に給湯器内の水が抜かれ給湯熱交換器８内に水が無い場合にも上記保温機能が作動し、給湯熱交換器８内に水が無いのにバーナ２のチョイ点火が行われ、給湯熱交換器８が空焚きとなってしまうという問題発生の虞がある。
【００１２】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、給湯熱交換器内の湯水の有無を自動的に判断する制御構成を備えて、給湯熱交換器の空焚きを確実に防止することができる給湯器を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は次のような構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタを加熱するための加熱手段と；該加熱手段による給湯サーミスタの加熱が開始された直後の時間の経過に対する給湯サーミスタの出力信号レベルの変化の傾きが予め定められたしきい値よりも大きいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けた構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１４】
第２の発明は、供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタを加熱するための加熱手段と；該加熱手段による給湯サーミスタの加熱が開始されてから予め定めた微小な時間を経過したときに給湯サーミスタから出力された信号のレベルが予め定められたしきい値よりも大きいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けた構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１５】
第３の発明は、供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタを加熱するための加熱手段と；給湯サーミスタから出力された信号のレベルを監視する信号レベル監視部と；上記加熱手段による給湯サーミスタの加熱が開始された以降に、上記信号レベル監視部により監視された給湯サーミスタの出力飽和値が予め定めたしきい値よりも大きいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けた構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１６】
第４の発明は、供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、加熱指令を受けて上記給湯サーミスタの加熱を開始し、予め定められたタイミングで給湯サーミスタの加熱を停止する加熱手段と；該加熱手段による給湯サーミスタの加熱が停止した直後の時間の経過に対する給湯サーミスタの出力信号レベルの変化の傾きが予め定められたしきい値よりも小さいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けた構成と成し、前記しきい値は給湯熱交換器内に湯水が無い場合における給湯サーミスタの出力信号レベルの変化の下降傾きよりも大きく、かつ、給湯熱交換器内に湯水が有る場合における給湯サーミスタの出力信号レベル変化の下降傾きよりも小さい値によって設定されている構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１７】
第５の発明は、供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタの加熱を開始し、給湯サーミスタの出力信号レベルが予め定めたレベルに達したときに給湯サーミスタの加熱を停止する加熱手段と；該加熱手段による給湯サーミスタの加熱が停止してから予め定められた微小な時間を経過したときに給湯サーミスタから出力された信号のレベルが予め定められたしきい値よりも大きいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けた構成と成し、前記しきい値は給湯熱交換器内に湯水が無い場合における給湯サーミスタの出力信号レベルよりも小さく、かつ、給湯熱交換器内に湯水が有る場合における給湯サーミスタの出力信号レベルよりも大きい値によって設定されている構成をもって前記課題を解決する手段としている。また、第６の発明は、供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタの加熱を開始し、給湯サーミスタの出力信号レベルが予め定めたレベルに達したときに給湯サーミスタの加熱を停止する加熱手段と；該加熱手段による給湯サーミスタの加熱が停止した時点を起点としてその加熱停止時点から予め定められた微小な時間を経過したときに給湯サーミスタから出力された信号のレベルが予め定められたしきい値よりも大きいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けた構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１８】
第７の発明は、供給された水をバーナ燃焼熱により加熱して給湯する給湯熱交換器と、該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度に対応したレベルをもつ信号を出力することが可能な給湯サーミスタとを備えた給湯器において、バーナ燃焼の停止中に加熱指令を受けて上記給湯サーミスタの加熱を開始し、予め定められたタイミングで給湯サーミスタの加熱を停止する加熱手段と；給湯サーミスタから出力された信号のレベルを監視する信号レベル監視部と；上記加熱手段による給湯サーミスタの加熱の停止後に、上記信号レベル監視部により監視された給湯サーミスタの出力下方安定値が予め定められたしきい値よりも大きいときには給湯熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力する給湯熱交換器湯水有無判断部と；を設けた構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１９】
第８の発明は、上記第１〜第７の発明のうちの１つの発明の構成に加えて、給湯熱交換器内に滞留している湯の温度が予め定めた燃焼作動温度に低下したときにバーナ燃焼を開始させ給湯熱交換器内の湯を加熱して保温する保温制御部が設けられており、給湯熱交換器湯水有無判断部から水無し信号が出力されたときには、上記保温制御部は保温動作を停止する構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００２０】
上記構成の発明において、給湯熱交換器又はその近傍に配設された給湯サーミスタを加熱手段により加熱する。給湯サーミスタから出力される信号レベルは加熱開始直後には時間の経過と共に上昇し、その信号レベルの上昇傾向は給湯熱交換器内に水が有る場合よりも水が無い場合の方が急激である。また、給湯サーミスタを加熱し続けると、給湯サーミスタの出力信号レベルは給湯熱交換器内の湯水の有無によってそれぞれ異なる出力飽和値に達し、給湯熱交換器内に湯水が無い場合の出力飽和値は水が有る場合の出力飽和値よりも大きい。
【００２１】
さらに、上記給湯サーミスタを加熱して給湯サーミスタの出力信号レベルが上昇した後に給湯サーミスタの加熱を停止した場合、給湯サーミスタから出力される信号レベルは加熱停止直後には時間の経過と共に下降し、その信号レベルの下降傾向は給湯熱交換器内に水が有る場合よりも水が無い場合の方が緩やかである。さらにまた、加熱停止してから時間が経つと、給湯サーミスタの出力信号レベルは給湯熱交換器内の湯水の有無によってそれぞれ異なる出力下方安定値で安定し、給湯熱交換器内に湯水が無い場合の出力下方安定値は水が有る場合の出力下方安定値よりも大きい。
【００２２】
上記の如く、給湯サーミスタの加熱を開始した以降の給湯サーミスタ出力信号レベルの上昇傾向や出力飽和値、また、加熱停止した後の給湯サーミスタ出力信号レベルの下降傾向や出力下方安定値は給湯熱交換器に水が有る場合と水が無い場合とで異なることから、この発明では、この点に着目し、給湯熱交換器湯水有無判断部は、加熱開始後の給湯サーミスタ出力信号レベルの上昇傾向又は出力飽和値、又は、加熱停止後の給湯サーミスタ出力信号レベルの下降傾向又は出力下方安定値を利用して給湯熱交換器内の湯水の有無を判断し、給湯熱交換器内に水が無いと判断したときには、水無し信号を出力する。この水無し信号が出力された後には、例えば、保温制御部による保温動作が停止され、給湯熱交換器内に水が無いときにはバーナ燃焼が行われず、給湯熱交換器の空焚きが防止される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を説明する。この実施形態例は前記図４に示すシステム構成を有し、図１には本実施形態例において特徴的な制御構成がブロック図により示されている。本実施形態例に示す制御装置１６は、図１に示すように、前述したような保温機能を制御する保温制御部１８に加えて、加熱手段２０と、信号レベル監視部２１と、給湯熱交換器湯水有無判断部２２とを有して構成されている。
【００２４】
保温制御部１８は、前述したように、給湯燃焼の停止中に予め定めた時間間隔で給湯サーミスタ１５のセンサ出力を給湯熱交換器８内の湯水温度として検出し、該給湯サーミスタ１５により検出された湯水温度を予め定められている燃焼作動温度（例えば、給湯設定温度よりも予め定められた温度分だけ低めの温度、又は、給湯設定温度に関係なく予め定めた固定の温度）に比較し、上記検出された給湯熱交換器８の湯水温度が燃焼作動温度以下であると判断したときには、予め定めた加熱熱量（例えば、予め定まる最小加熱熱量）で予め定めた期間（例えば、数秒間）だけバーナ２の給湯燃焼を行うチョイ点火を行わせ、給湯熱交換器８内の滞留湯水の保温を行う。
【００２５】
加熱手段２０は、例えば、給湯運転停止中に予め定められた時間間隔（例えば、２０分間隔）毎に給湯熱交換器湯水有無判断部２２から出力される加熱指令を受けて、給湯サーミスタ１５自体を発熱させることができ、かつ、給湯サーミスタ１５の熱破損の虞がない電圧又は電流を給湯サーミスタ１５に通電し、給湯サーミスタ１５を発熱させる。
【００２６】
上記給湯サーミスタ１５は抵抗成分を有し、この抵抗成分は、表１に示すように、給湯サーミスタ１５自体の温度に応じた抵抗値を示し、この抵抗値によって定まるレベルをもつ出力信号が給湯サーミスタ１５から出力される。通常、給湯サーミスタ１５には予め定めた発熱しない電圧（又は電流）が通電されており、給湯サーミスタ１５の温度は給湯熱交換器８内の湯水温度の変化に伴って変化する。この給湯サーミスタ１５の温度変化により上記給湯サーミスタ１５の抵抗成分の抵抗値が変化して給湯サーミスタ１５から出力される信号はレベルが可変するので、給湯サーミスタ１５は給湯熱交換器８内の湯温に対応したレベルをもつ信号を出力することができる。
【００２７】
【表１】
0004026893.tif 000002
【００２８】
信号レベル監視部２１は、上記加熱手段２０の動作情報を取り込み、該動作情報に基づき加熱手段２０により給湯サーミスタ１５の加熱が開始されたことを検知した以降に、給湯サーミスタ１５の抵抗値に対応したレベルを持つ出力信号を時々刻々と取り込み、この取り込んだ給湯サーミスタ１５の出力信号のレベルを給湯サーミスタ１５の加熱開始からの経過時間に対応させて内蔵のメモリ（図示せず）に格納する。
【００２９】
なお、加熱するための電圧又は電流を給湯サーミスタ１５に通電しながら、該給湯サーミスタ１５の発熱による抵抗値変化に伴う給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの変化を監視することは困難であるので、次のようにして熱交サーミスタ１５の出力信号のレベルを監視する。例えば、給湯サーミスタ１５に発熱させるための予め定めた一定の電流を通電し、この状態で、給湯サーミスタ１５の入力側と出力側間の両端電圧を測定し、該測定した両端電圧とオームの法則に基づき給湯サーミスタ１５の抵抗値を算出して該抵抗値に対応した給湯サーミスタ１５の出力信号レベルを予め定めた演算に基づいて算出する。
【００３０】
また、給湯サーミスタ１５に発熱させるための予め定めた一定の電圧を通電し、この状態で、給湯サーミスタ１５に流れる電流を測定し、該測定した電流とオームの法則に基づき給湯サーミスタ１５の抵抗値を算出して該抵抗値に対応した給湯サーミスタ１５の出力信号レベルを予め定めた演算に基づいて算出してもよい。
【００３１】
さらに、給湯サーミスタ１５を発熱させることが可能な電圧又は電流を給湯サーミスタ１５の抵抗値の変化に応じて可変しながら熱交サーミスタ１５に通電し、上記熱交サーミスタ１５へ供給した電圧と電流とオームの法則に基づき上記の如く給湯サーミスタ１５の抵抗値を算出して該抵抗値に対応した給湯サーミスタ１５の出力信号レベルを予め定めた演算に基づいて算出してもよい。
【００３２】
さらに、給湯サーミスタ１５の発熱量が予め定めた発熱量に一致する方向に予め定めた制御手法により熱交サーミスタ１５に供給する電圧と電流を、例えば、図５に示すように、変化させて上記の如く給湯サーミスタ１５の出力信号レベルを算出してもよい。
【００３３】
上記の如く加熱手段２０により給湯サーミスタ１５の加熱が開始された直後には、給湯サーミスタ１５の発熱によって給湯サーミスタ１５の抵抗値が変化し、図２のグラフに示すように、給湯サーミスタ１５から出力される信号のレベルは時間の経過と共に上昇し、この給湯サーミスタ１５の加熱開始直後の時間の経過に対する給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの変化の上昇傾き（上昇傾向）は給湯熱交換器８内に湯水が有る場合よりも湯水が無い場合の方が急激である。また、給湯サーミスタ１５の加熱を継続して行うと、上記給湯サーミスタ１５の出力信号レベルは給湯熱交換器８内の湯水の有無によってそれぞれ異なる出力飽和値に達し、給湯熱交換器８内に湯水が無い場合の出力飽和値Ｋkhは給湯熱交換器８内に湯水が有る場合の出力飽和値Ｋmhよりも大きい。
【００３４】
給湯熱交換器湯水有無判断部２２は加熱手段２０の動作情報を取り込み、該動作情報に基づき加熱手段２０により給湯サーミスタ１５の加熱が開始されたことを検知した以降に、給湯熱交換器８内の湯水の有無を次に示す第１〜第６の手法のうちの１個以上の手法により判断する構成を有する。
【００３５】
まず、第１の手法は、給湯熱交換器８内の湯水の有無によって異なる給湯サーミスタ加熱開始直後の給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの変化の上昇傾きを利用して給湯熱交換器８内の湯水の有無を判断する手法である。
【００３６】
前述したように、給湯サーミスタ１５の加熱を開始した直後の給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの変化の上昇傾きは、給湯熱交換器８内に水が無い場合の方が水が有る場合よりも大きく、上記給湯熱交換器８内に水が無い場合の上記出力信号レベルの変化の上昇傾きと、給湯熱交換器８内に水が有る場合の上記出力信号レベルの変化の上昇傾きとは予め定まることから、給湯サーミスタ１５の加熱開始直後の給湯サーミスタ１５からの出力信号レベルの変化の上昇傾きＭ１によって給湯熱交換器８内の湯水に有無を判断することができるしきい値Ｓsmを予め求め与えておくことができる。このことから、第１の手法では、上記しきい値Ｓsmが予め求め与えられている。
【００３７】
第１の手法では、加熱手段２０による給湯サーミスタ１５の加熱が開始されると、その加熱開始直後の、時間の経過に対する給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの変化の上昇傾きを求める。具体的には、信号レベル監視部２１に格納された給湯サーミスタ１５の出力信号レベルと該出力信号に対応する加熱開始からの経過時間との情報に基づき、例えば、加熱開始から時間Ｔ１が経過したときの給湯サーミスタ１５の出力信号のレベルがＫ１であり、加熱開始から上記時間Ｔ１よりも僅かに長い時間Ｔ２が経過したときの給湯サーミスタ１５の出力信号のレベルがＫ２であるときには、時間の経過に対する給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの傾きＭ１を、Ｍ１＝（Ｋ２−Ｋ１）／（Ｔ２−Ｔ１）の演算式に従って、求める。
【００３８】
また、給湯サーミスタ１５の加熱を開始してから予め定められた図２に示す時間Ｔhu（つまり、給湯熱交換器８内に湯水が無い場合に給湯サーミスタ１５の出力信号のレベルが出力飽和値にほぼ達する時間）を経過するまでの間、予め定めた時間間隔毎に、上記時間の経過に対する給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの変化の上昇傾きを複数求め、それら求めた傾きの平均値を求めて、その平均値を給湯サーミスタ１５の加熱開始直後の時間の経過に対する給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの変化の上昇傾きＭ１として求めるようにしてもよい。
【００３９】
上記のように求められた給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの変化の上昇傾きＭ１を上記しきい値Ｓsmに比較し、上記上昇傾きＭ１が上記しきい値Ｓsmよりも大きいと判断したときには、給湯熱交換器８内に湯水が無いと判断し、それ以外は給湯熱交換器８内に湯水が有ると判断する。
【００４０】
第２の手法は、給湯サーミスタ１５の加熱開始直後に給湯サーミスタ１５から出力される信号レベルが給湯熱交換器８内の湯水の有無によって異なる現象を利用して給湯熱交換器８内の湯水の有無を判断する手法である。
【００４１】
給湯サーミスタ１５の加熱が開始されてから予め定められた微小な時間、例えば給湯サーミスタ１５の出力信号レベルが出力飽和値に達する前の図２に示すΔｔ１が経過したときには、図２に示すように、給湯サーミスタ１５の出力信号レベルは給湯熱交換器８内に水が無い場合の方が水有りの場合よりも大きく、給湯熱交換器８内に水が有る場合の給湯サーミスタ１５の出力信号レベルＫmzと、水が無い場合の給湯サーミスタ１５の出力信号レベルＫkkとは給湯サーミスタ１５の加熱開始時の出力信号レベルＫonからそれぞれ予め定まる上昇量（水有りの場合は図２に示すΔＫ１、水無しの場合は図２に示すΔＫ２）を上昇させた値であり予め定まることから、第２の手法では、給湯サーミスタ１５の加熱が開始されてから予め定めた微小な時間Δｔ１を経過したときの給湯サーミスタ１５の出力信号レベルによって給湯熱交換器８内の湯水の有無を判断するためのしきい値Ｓsnを求めるための次式（１）に示すしきい値演算式データが予め与えられている。
【００４２】
Ｓsn＝Ｋon＋ΔＫ・・・・・（１）
【００４３】
ただし、上記式（１）に示すＫonは給湯サーミスタ１５の加熱が開始されたときに給湯サーミスタ１５から出力された信号のレベルであり、ΔＫは上記ΔＫ１よりも大きく、かつ、ΔＫ２よりも小さい予め定めた定数である。
【００４４】
第２の手法では、加熱手段２０により給湯サーミスタ１５の加熱が開始されたときの出力信号レベルＫonを信号レベル監視部２１から読み出し、この読み出した出力信号レベルＫonと上記しきい値演算式データに基づいて、しきい値Ｓsnを求める。
【００４５】
そして、加熱手段２０による給湯サーミスタ１５の加熱が開始されてから予め定められた微小な時間Δｔ１を経過したときの給湯サーミスタ１５の出力信号レベルを信号レベル監視部２１から読み出し、この読み出した信号レベルを上記求めたしきい値Ｓsnに比較し、上記検出した信号レベルがしきい値Ｓsnよりも大きいときには給湯熱交換器８内に湯水が無いと判断し、それ以外のときには給湯熱交換器８内に湯水が有ると判断する。
【００４６】
第３の手法は、給湯サーミスタ１５の加熱を開始してからしばらく経つと、給湯サーミスタ１５の出力信号レベルは飽和状態に達し、その給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの出力飽和値が給湯熱交換器８内の湯水の有無によって異なることを利用して給湯熱交換器８内の湯水の有無を判断する手法である。
【００４７】
上記給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの出力飽和値は給湯熱交換器８内の湯水の有無および加熱手段２０により給湯サーミスタ１５に供給される予め設定された電圧（又は電流）によって予め定まり、給湯熱交換器８内に水が無い場合の出力飽和値Ｋkhは水が有る場合の出力飽和値Ｋmhよりも大きい値であることから、第３の手法では、上記給湯サーミスタ１５の加熱開始後の給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの出力飽和値に基づいて給湯熱交換器８内の湯水有無を判断するためのしきい値Ｓs0（つまり、上記給湯熱交換器８内に水が無い場合の出力信号レベルの出力飽和値Ｋkhよりも小さく、かつ、水有りの場合の出力信号レベルの出力飽和値Ｋmhよりも大きい値）が予め与えられている。
【００４８】
第３の手法では、信号レベル監視部２１により監視された給湯サーミスタ加熱開始後の給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの出力飽和値を上記しきい値Ｓs0に比較し、上記検出された出力飽和値が上記しきい値Ｓs0よりも大きいときには給湯熱交換器８内に水が無いと判断し、それ以外は給湯熱交換器８内に湯水が有ると判断する。
【００４９】
第４の手法は、給湯サーミスタ１５の加熱を停止した直後の給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの変化の下降傾きが、図３に示すように、給湯熱交換器８内の湯水の有無によって異なることを利用して給湯熱交換器８内の湯水の有無を判断する手法である。
【００５０】
加熱手段２０による給湯サーミスタ１５の加熱を停止させた直後の時間の経過に対する給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの変化の下降傾きは、図３のグラフに示すように、給湯熱交換器８内に水が無い場合の方が水有りの場合よりも小さく、水無しの場合における出力信号レベルの変化の下降傾きと、水有りの場合における出力信号レベルの変化の下降傾きとはそれぞれ予め定まることから、第４の手法では、給湯サーミスタ１５の加熱停止直後における給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの変化の下降傾きに基づいて給湯熱交換器８内の湯水の有無を判断するためのしきい値Ｓkl（つまり、上記水無しの場合における出力信号レベルの変化の下降傾きよりも大きく、かつ、水有りの場合における出力信号レベルの変化の下降傾きよりも小さい値）を予め定めて与えておく。
【００５１】
第４の手法では、例えば、加熱手段２０による給湯サーミスタ１５の加熱を予め定めたタイミング（例えば、給湯サーミスタ１５の出力信号レベルが設定のレベルＫoff に達したタイミング）で停止させ、その加熱停止直後の時間の経過に対する給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの変化の下降傾きを、前述した上昇傾きを求めた場合と同様にして求め、この求めた信号レベルの変化の下降傾きＭ２を上記しきい値Ｓklに比較し、上記下降傾きＭ２がしきい値Ｓklよりも小さいときには給湯熱交換器８内に水が無いと判断し、それ以外は給湯熱交換器８内に湯水が有ると判断する。
【００５２】
第５の手法は、加熱手段２０による加熱によって上昇した給湯サーミスタ１５の出力信号のレベルが予め定めた設定のレベルＫoff に達したときに加熱手段２０による加熱動作を停止させてから、図３に示すように、給湯サーミスタ１５の出力信号のレベルが出力下方安定値（Ｋjh，Ｋnh）に達する前の予め定めた微小な時間Δｔ２を経過したときにおける給湯サーミスタ１５の出力信号レベルが、給湯熱交換器８内の湯水の有無によって異なることを利用して給湯熱交換器８内の湯水の有無を判断する手法である。
【００５３】
加熱手段２０による加熱によって給湯サーミスタ１５の出力信号レベルが予め定められたレベルＫoff に達したときに、加熱手段２０による給湯サーミスタ１５の加熱を停止し、この停止時から予め定めた図３に示す微小な時間Δｔ２を経過したときに給湯サーミスタ１５から出力される信号レベルは、給湯熱交換器８内に水が無い場合と水が有る場合とでそれぞれ予め定まり、その給湯熱交換器８内に水が無い場合の出力信号レベルＫjkは水が有る場合の出力信号レベルＫnzよりも大きいことから、第５の手法では、加熱停止してから予め定めた微小な時間Δｔ２を経過したときの給湯サーミスタ１５の出力信号のレベルに基づき給湯熱交換器８内の湯水有無を判断するためのしきい値Ｓkn（上記出力信号レベルＫjkよりも小さく、かつ、出力信号レベルＫnzよりも大きい値）を予め定め与えておく。
【００５４】
第５の手法では、加熱手段２０による給湯サーミスタ１５の加熱を上記の如く停止してから、予め定めた微小な時間Δｔ２が経過したときの給湯サーミスタ１５の出力信号のレベルを信号レベル監視部２１から取り込み、この取り込んだ信号レベルを上記しきい値Ｓknに比較し、上記検出した信号レベルがしきい値Ｓknよりも大きいときには給湯熱交換器８内に水が無いと判断し、それ以外のときには給湯熱交換器８内に湯水が有ると判断する。
【００５５】
第６の手法は、図３に示すように、加熱手段２０による給湯サーミスタ１５の加熱を停止した以降に給湯サーミスタ１５の出力信号レベルは、給湯熱交換器８内に湯水の有無によってそれぞれ異なる出力下方安定値に安定することを利用して給湯熱交換器８内の湯水の有無を判断する手法である。
【００５６】
加熱手段２０による給湯サーミスタ１５の加熱を停止した以降に、給湯サーミスタ１５の出力信号レベルは、図３に示すように、給湯熱交換器８内に水が無い場合と水が有る場合とでそれぞれ異なる下方安定値Ｋjh，Ｋnhに安定し、その給湯熱交換器８内に水が無い場合の下方安定値Ｋjhは水が有る場合の下方安定値Ｋnhよりも大きいことから、第６の手法では、給湯サーミスタ１５の加熱停止後の出力下方安定値に基づいて給湯熱交換器８内の湯水の有無を判断するためのしきい値Ｓk0（上記下方安定値Ｋjhよりも小さく、かつ、上記下方安定値Ｋnhよりも大きい値）を予め定めて与えておく。
【００５７】
第６の手法では、予め定めたタイミングで加熱手段２０による給湯サーミスタ１５の加熱を停止した以降に、信号レベル監視部２１により監視された給湯サーミスタ１５の出力信号レベルの出力下方安定値を取り込み、該取り込んだ出力下方安定値を上記しきい値Ｓk0に比較し、上記検出した出力下方安定値が上記しきい値Ｓk0よりも大きいときには給湯熱交換器８内に水が無いと判断し、それ以外のときには給湯熱交換器８内に湯水が有ると判断する。
【００５８】
給湯熱交換器湯水有無判断部２２は、上記第１〜第６の手法のうちの１個以上の手法により、給湯熱交換器８内の湯水の有無を判断し、水が無いと判断したときには給湯熱交換器８内に水が無いことを示す水無し信号を出力する。
【００５９】
保温制御部１８は上記給湯熱交換器湯水有無判断部２２から水無し信号が出力されたことを検知したときには、前述した保温動作を停止し、例えば、水量センサ１１により給水通路１０の通水を検知したとき等、予め定めた解除条件を満たしたときに、上記保温動作停止状態を解除する。
【００６０】
この実施形態例によれば、給湯サーミスタ１５を加熱したときに該給湯サーミスタ１５から出力される信号のレベルの上昇傾きや出力飽和値や、給湯サーミスタ１５の加熱を停止した後に給湯サーミスタ１５から出力される信号のレベルの下降傾きや出力下方安定値は、給湯熱交換器８内に水が有る場合と水が無い場合とで顕著な違いが認められ、この現象を利用して、給湯熱交換器８内の湯水の有無を自動的に判断する構成を備えたので、給湯熱交換器８内の湯水の有無を自動的に予め定めた期間毎に判断することができ、給湯熱交換器８内に湯水が無いと判断されたときにはバーナ２の給湯燃焼を停止させることによって、給湯熱交換器８の空焚きを確実に回避することができる。
【００６１】
上記のことから、例えば、給湯熱交換器８内の滞留湯水の保温機能を備えたものでは、冬季に給湯器内の水の凍結防止のために就寝前に給湯器内の水抜きが行われて給湯熱交換器８内に湯水が無いのにも拘らず、上記保温機能が作動して給湯熱交換器８が空焚きしてしまい危険であるという問題を防止することができる。
【００６２】
なお、この発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記実施形態例では、給湯サーミスタ１５を発熱させることができる電圧や電流を給湯サーミスタ１５に供給して、給湯サーミスタ１５を加熱（発熱）させていたが、給湯サーミスタ１５の外部に該給湯サーミスタ１５を加熱するためのヒーター等の加熱手段を設けて、この加熱手段により給湯サーミスタ１５を加熱するようにしてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態例では、給湯熱交換器８の近傍の湯水温度を検出する給湯サーミスタ１５から出力されたセンサ出力を給湯熱交換器８内の湯水温度として用いていたが、給湯熱交換器８内の温度を検出する図４の点線に示すサーミスタ２５を設け、給湯サーミスタ１５のセンサ出力の代わりに上記サーミスタ２５から出力されるセンサ出力に基づいて上記実施形態例同様に給湯熱交換器８内の湯水の有無判断を行うようにしてもよい。また、給湯熱交換器８内に湯水が滞留している状態では、給湯熱交換器８の入側近傍の湯水温度を検出する入水サーミスタ１２から出力されるセンサ出力を給湯熱交換器８内の湯水温度として用いることができるので、給湯サーミスタ１５のセンサ出力の代わりに入水サーミスタ１２のセンサ出力に基づいて上記実施形態例同様に給湯熱交換器８内の湯水の有無判断を行うようにしてもよい。
【００６４】
さらに、上記実施形態例では、給湯熱交換器湯水有無判断部２２は、給湯熱交換器８内に水が無いと判断したときに水無し信号を出力し、水が有ると判断したときには水が有ることを示す信号を出力しなかったが、水が有ると判断したときに給湯熱交換器８内に湯水が有ることを示す水有り信号を出力するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、上記実施形態例では、給湯熱交換器湯水有無判断部２２は給湯熱交換器８内の湯水の有無を判断するためのしきい値は水無しを判断するためのしきい値と、水有りを判断するためのしきい値とが共通であったが、水無しを判断するためのしきい値と、水有りを判断するためのしきい値とを別個に設けるようにしてもよい。
【００６６】
さらに、上記実施形態例では、給湯熱交換器湯水有無判断部２２から水無し信号が出力された後に、保温制御部１８の保温動作を停止させる例を示したが、水量センサ１１の通水検知の有無に関係なくバーナ燃焼を開始する機能が備えられている場合には、給湯熱交換器湯水有無判断部２２から水無し信号が出力されたときには、上記保温動作以外にも上記水量センサ１１の通水検知有無に関係なく行われるバーナ燃焼を停止するようにしてもよい。
【００６７】
さらに、上記実施形態例では、給湯燃焼停止中に予め定めた時間間隔毎に、加熱手段２０による給湯サーミスタ１５の加熱を開始させ、給湯熱交換器湯水有無判断部２２によって給湯熱交換器８内の湯水の有無を判断していたが、水量センサ１１の通水検知の有無に関係なくバーナ燃焼が開始される直前にのみ、加熱手段２０による給湯サーミスタ１５の加熱を開始させ、給湯熱交換器湯水有無判断部２２によって給湯熱交換器８内に湯水の有無を判断してもよい。
【００６８】
さらに、上記実施形態例では、図４に示す給湯器を例にして説明したが、この発明は、給湯熱交換器と該給湯熱交換器又はその近傍の湯水温度を検出する給湯サーミスタを備えた給湯器であれば、上記図４に示す給湯器に浴槽への湯張り機能を付加したものや、浴槽水の追い焚きを行う追い焚き機能を付加したもの等、図４に示す給湯器以外にも適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
この発明によれば、給湯サーミスタの加熱を開始した直後に該給湯サーミスタから出力される信号レベルの変化の上昇傾きおよび出力飽和値や、給湯サーミスタの加熱を停止した直後の給湯サーミスタの出力信号レベルの変化の下降傾きや出力下方安定値が、給湯熱交換器内に湯水が有る場合と湯水が無い場合とで顕著な違いが認められる現象を利用して、給湯熱交換器内の湯水の有無判断を行う構成を備えたので、予め定めた期間毎に自動的に給湯熱交換器内の湯水有無判断を行うことが可能となり、給湯熱交換器内に湯水が無いと判断したときにはバーナ燃焼を行わせないようにすることによって、給湯熱交換器の空焚きを確実に回避することができる。
【００７０】
給湯サーミスタの加熱を開始した直後における給湯サーミスタの出力信号のレベル又は給湯サーミスタの出力信号レベルの変化の上昇傾きや、給湯サーミスタの加熱停止直後の給湯サーミスタの出力信号レベル又は給湯サーミスタの出力信号レベルの変化の下降傾きを用いて給湯熱交換器内の湯水の有無を判断する構成を備えたものにあっては、給湯サーミスタの加熱を開始した直後又は加熱停止した直後に瞬時に給湯熱交換器内の湯水の有無を判断することができる。
【００７１】
給湯熱交換器内の滞留湯水の保温を行う機能を備えた給湯器に、上記給湯熱交換器内の湯水有無判断を自動的に行う構成を設けたものにあっては、例えば、冬季に就寝前に凍結防止のため給湯器内の水抜きが行われたときには、上記の如く、給湯熱交換器内に水が無いと判断されて保温動作が停止するので、保温機能が作動して給湯熱交換器が空焚きとなるという危険が確実に回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る実施形態例において特徴的な制御構成を示すブロック図である。
【図２】給湯サーミスタの加熱を開始した後に、時間の経過と共に変化する給湯サーミスタ出力信号レベルの変化例を給湯熱交換器内に湯水が有る場合と無い場合とで分けて示すグラフである。
【図３】給湯サーミスタの加熱を停止した後に、時間の経過と共に変化する給湯サーミスタ出力信号レベルの変化例を給湯熱交換器内に湯水が有る場合と無い場合とで分けて示すグラフである。
【図４】給湯器の一例を示すモデル図である。
【図５】給湯サーミスタを発熱させるために給湯サーミスタに供給する電圧の時間的な変化の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
２  バーナ
８  給湯熱交換器
１５  給湯サーミスタ
１８  保温制御部
２０  加熱手段
２１  信号レベル監視部
２２  給湯熱交換器湯水有無判断部
【図１】
0004026893.tif 000003
【図２】
0004026893.tif 000004
【図３】
0004026893.tif 000005
【図４】
0004026893.tif 000006
【図５】
0004026893.tif 000007