(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナの燃焼火力を受け通水する水を加熱して給湯する給湯熱交換器と、バーナ燃焼の給排気を行う燃焼ファンとを備えた給湯燃焼機器において、燃焼排気ガスを外部へ導く排気管の長さを設定する排気長設定部と、排気管の各長さに対応させて燃焼ファンのファン風量データとファン駆動時間のデータとが格納されているデータ格納メモリと、前記排気長設定部によって設定された排気管の長さに対応したファン風量とファン駆動時間のデータに従い給湯燃焼停止後にファン駆動を継続するファン継続駆動制御部とを有する給湯燃焼機器。
【請求項２】
バーナの燃焼火力を受け通水する水を加熱して給湯する給湯熱交換器と、バーナ燃焼の給排気を行う燃焼ファンとを備えた給湯燃焼機器において、バーナに供給される空気の温度を検出する給気温検出センサと、燃焼排気ガスを外部へ導く排気管の長さを設定する排気長設定部と、排気管の各長さおよびバーナに供給される空気の各温度に対応させて燃焼ファンのファン風量データとファン駆動時間のデータとが格納されているデータ格納メモリと、前記排気長設定部によって設定された排気管の長さおよび前記給気温検出センサによって検出されるバーナへの供給空気温度に対応したファン風量とファン駆動時間のデータに従い給湯燃焼停止後にファン駆動を継続するファン継続駆動制御部とを有する給湯燃焼機器。
【請求項３】
外部の空気をバーナに供給するための給気管と燃焼排気ガスを外部へ排出するための排気管は一方の管内に他方の管が配されて二重管構造になっていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の給湯燃焼機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯機能を備えた給湯燃焼機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４には、給湯燃焼機器として一般的に知られている給湯器のシステム構成が示されている。同図において、給湯熱交換器２の入口側には給水管３が接続されており、この給水管３には入水温を検出する入水サーミスタ10と、入水量（給湯流量）を検出する流量センサ９とが設けられている。給湯熱交換器２の出口側には給湯管４が接続され、この給湯管４の出口側には給湯栓１が設けられている。さらに、給湯管４には水量制御弁16と、出湯温を検出する出湯サーミスタ11とが設けられている。
【０００３】
給湯熱交換器２の下方にはバーナ７、バーナ７の点火を行うイグナイタ電極18、着火を検知するフレームロッド電極19、および給排気を行う燃焼ファン５が配設されており、バーナ７のガス導入口にはガスノズル６が対向配置され、このガスノズル６に通じるガス管８にはガス供給量を開弁量によって制御するガス比例弁13と、管路の開閉を行うガス電磁弁12とが介設されている。
【０００４】
この種の給湯器には制御装置14が備えられており、この制御装置14にはリモコン15が接続され、このリモコン15には給湯温度を設定するボタンや給湯設定温度の表示部が設けられている。制御装置14は給湯器の給湯動作を制御しており、給湯栓１が開けられると流量センサ９が入水量を検出して、その入水量がある一定以上（最低作動流量以上）になったときに流量センサ９からの信号を受けて制御装置14は燃焼ファン５を回転させる。そして、ファン回転検出センサ17によって検出される燃焼ファン５の回転が所定の回転領域に入ったときにガス電磁弁12およびガス比例弁13を開けてバーナ７へガスの供給を行い、イグナイタ電極18による点火動作を行う。フレームロッド電極19がガスの着火を検出すると、制御装置14はガス比例弁13の開弁量を可変し、給湯熱交換器２から出る湯温の安定化制御を行う。
【０００５】
給湯栓１が閉じられると、流量センサ９からオフ信号が出力され、給湯燃焼の停止が行われる。通常、この種の給湯器においては、給湯燃焼停止後ポストパージが行われ、燃焼ファン５が引き続き一定の緩やかな回転で定時間（例えば１分）回転継続されて、燃焼室に残留している排気ガスを排出し、次の再出湯時の点着火動作が円滑に行える態勢にして次の再出湯に備える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
給湯燃焼の停止直後には、給湯熱交換器２の保有熱量が給湯熱交換器２内に滞留している湯に伝達し、後沸きにより給湯熱交換器２内の湯が高温になるという現象が生じる。このため、給湯燃焼停止後、再び給湯を開始すると、給湯熱交換器２内の高温の湯が出るため、湯の使用者はこの高温の湯に触れて不快な思いをするという問題が生じる。従来においては、前記の如く、給湯燃焼停止後、ポストパージが行われるために、燃焼ファン５の回転継続動作により、給湯熱交換器２がファン風量によって冷却されるが、ポストパージ期間でのファン回転は、比較的低速回転で一定の短時間だけ行われる構成であるため、給湯熱交換器２内の後沸きの高温を解消するだけの冷却が行われ難く、再出湯時の湯温安定化を図ることは困難であった。もちろん、燃焼ファン５を長時間回転継続すれば、給湯熱交換器２の冷却が進み、再出湯時の高温出湯を防止できるが、今度は、冷却のしすぎにより、設定温度よりもかなりぬるめの湯が出てしまうという問題が生じる。
【０００７】
また、燃焼ファン５を一定の回転速度で回転させた場合に、排気管（排気ガスを外部に導く管路）の長さによって排気抵抗が異なるために、ファン風量が異なり、給湯熱交換器２の冷却効果も異なる。しかも、図２や図３に示される如く、外部の空気を器具内のバーナ７に導く給気管20と燃焼室22内の排気ガスを外部へ導出するための排気管21が二重管構造となっているタイプの器具においては、外部から吸入される空気と外部に排出される排気ガス間に熱交換が行われ、排気ガスから吸熱した温度の高くなった吸入空気がポストパージ期間に給湯熱交換器２に通風されるために、給湯熱交換器２の冷却効果が弱まり、給湯熱交換器２内の湯温を効果的に下げることができない結果となる。
【０００８】
このように、ポストパージ期間に、一定のファン回転で、一定時間だけ燃焼ファン５を回転する方式では、排気管21の長さの如何に影響を受け、また、給気管20と排気管21が二重管構造であるか否か等の排気形態に影響を受け、再出湯時の後沸きによるオーバーシュートの湯（設定温度よりも許容範囲を越えて高い温度の湯）の出湯や、ファン冷却のしすぎによるアンダーシュートの湯（設定温度よりも許容範囲を越えて低い温度の湯）の出湯を防止できず、再出湯湯温の安定化が図れないという問題があった。
【０００９】
本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、燃焼ファンのファン通風制御によって、再出湯湯温の安定化を行うことが可能な給湯燃焼機器を提供することにある。
【００１０】
【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、次のような手段を講じている。すなわち、第１の発明は、バーナの燃焼火力を受け通水する水を加熱して給湯する給湯熱交換器と、バーナ燃焼の給排気を行う燃焼ファンとを備えた給湯燃焼機器において、燃焼排気ガスを外部へ導く排気管の長さを設定する排気長設定部と、排気管の各長さに対応させて燃焼ファンのファン風量データとファン駆動時間のデータとが格納されているデータ格納メモリと、前記排気長設定部によって設定された排気管の長さに対応したファン風量とファン駆動時間のデータに従い給湯燃焼停止後にファン駆動を継続するファン継続駆動制御部とを有する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１１】
また、第２の発明は、バーナの燃焼火力を受け通水する水を加熱して給湯する給湯熱交換器と、バーナ燃焼の給排気を行う燃焼ファンとを備えた給湯燃焼機器において、バーナに供給される空気の温度を検出する給気温検出センサと、燃焼排気ガスを外部へ導く排気管の長さを設定する排気長設定部と、排気管の各長さおよびバーナに供給される空気の各温度に対応させて燃焼ファンのファン風量データとファン駆動時間のデータとが格納されているデータ格納メモリと、前記排気長設定部によって設定された排気管の長さおよび前記給気温検出センサによって検出されるバーナへの供給空気温度に対応したファン風量とファン駆動時間のデータに従い給湯燃焼停止後にファン駆動を継続するファン継続駆動制御部とを有する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１３】
さらに第３の発明は、前記第１又は第２の発明の構成を備えたものにおいて、外部の空気をバーナに供給するための給気管と燃焼排気ガスを外部へ排出するための排気管は一方の管内に他方の管が配されて二重管構造になっている器具を課題を解決する対象としている。
【００１４】
上記構成の発明において、給湯燃焼の停止後、燃焼ファンは引き続き回転駆動されるが、この燃焼ファンの回転駆動は、排気長設定部によって設定される排気管の長さに対応したファン風量とファン駆動時間によって、あるいはさらにバーナに供給される給気温を考慮したファン風量とファン駆動時間によって、燃焼ファンが回転駆動されるので、給湯燃焼停止直後の熱交換器内の後沸きがちょうど解消される時点で燃焼ファンの回転停止が行われる結果、次の再出湯時にはオーバーシュートやアンダーシュートが抑制されたほぼ設定温度の安定した湯の出湯が可能となる。
【００１６】
このように、本発明においては、給湯燃焼停止後の適切な条件の下でファン駆動が行われるので、再出湯時のオーバーシュートやアンダーシュートの湯の出湯を抑制でき、これにより、本発明の目的とする課題解決が達成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態例は、前記図４に示した従来例の給湯器はもちろんのこと、より好ましくは図２および図３に示すような給気管20と排気管21が二重管構造になっているタイプの給湯器に適用されるものであり、これら各タイプの給湯器において同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
【００１８】
図１の実線で示すブロック図は、本発明の第１実施形態例の要部構成を示すものである。同図において、排気長設定部23は、例えば制御装置14の制御基板に複数のタクトスイッチ等を用いて形成される。例えばＡ〜Ｅの５個のスイッチを配設し、Ａのスイッチを倒すことにより排気管21の長さが１ｍ以下であることを設定し、Ｂのタクトスイッチを倒すことにより排気管21の長さが１ｍを越え２ｍ以下であることを設定するという如く、スイッチ操作により、排気長の長さを器具の出荷時や器具の設置施工時に設定する。なお、この場合、リモコンによりその設定値を変更するようにしてもよい。
【００１９】
データ格納メモリ24には燃焼停止後に燃焼ファン５を引き続き駆動するファン風量のデータとファン回転駆動時間のデータが排気管21の各長さ（排気長）毎に与えて格納されている。ファン風量のデータとしては、ファン風量そのもののデータで与えてもよいが、単位時間当たりの燃焼ファン５の回転数のデータで与えてもよく、場合によっては燃焼ファンの消費電力のデータで与えてもよい。本実施形態例では、ファン風量のデータは、燃焼ファン５を次の再出湯時の点着火に支障を及ばさない範囲で燃焼ファン５のファン回転数（単位時間当たりの回転数）を最大となるように一定回転数に設定し、そのときのファン風量によって給湯燃焼停止後の給湯熱交換器２を冷却させたとき、給湯熱交換器２内の湯温がほぼ給湯設定温度まで低下する時間を実験により求め、これらのファン駆動時間を排気長毎に与えて格納している。もちろん、排気長の長さに応じてファン風量（ファン回転数）を可変設定してもよいことはもとより可能である。
【００２０】
ファン継続駆動制御部25は、給湯燃焼の停止後、排気長設定部23で設定された排気長の情報を受け取り、この排気長に対応する燃焼ファン５の風量データと駆動時間のデータをデータ格納メモリ24から読み取り、そのデータに従い燃焼ファン５を回転駆動する。
【００２１】
前記データ格納メモリ24に風量データが風量値で与えられているときには、器具内の通風経路上に風量センサ（風速センサを含む）を設け、この風量センサで検出される風量値が前記データ格納メモリ24から読み出された風量値に一致するように燃焼ファン５を回転制御する。また、データ格納メモリ24に風量値がファン回転数（単位時間当たりのファン回転数）の値で与えられているときには、ファン回転検出センサ17で検出されるファン回転数がデータ格納メモリ24から読み出されたファン回転数と一致するように燃焼ファン５の回転を制御する。そして、ファン継続駆動制御部25は、給湯燃焼停止時からのファン駆動継続時間がデータ格納メモリ24から読み出したファン回転駆動時間に達したときに燃焼ファン５の回転駆動を停止する。なお、この燃焼ファン５の回転継続時間は、内蔵するタイマやクロックを用いて計測する。
【００２２】
第１実施形態例によれば、排気長に基づき、その排気長に適したファン風量とファン駆動時間でもって給湯燃焼停止後からのファン回転駆動が制御されるので、給湯燃焼停止後の給湯熱交換器２内湯温の後沸きがちょうど解消されるタイミングで燃焼ファン５の回転駆動が停止されるので、次の再出湯時には、後沸きが解消され、かつ、ファン風量によって給湯熱交換器２内湯温が過冷却されることもないので、オーバーシュートやアンダーシュートのない安定した湯の出湯が可能となり、湯の使用者が湯温の変動に不快な思いをすることなく気持ち良く湯を使用できる。
【００２３】
次に本発明の第２実施形態例を説明する。この第２実施形態例は、図１の破線で示すように、外部からバーナ７に供給される空気の温度を検出する給気温検出センサ26を設け、給気温を考慮して給湯熱交換器２の空冷の制御精度をさらに高める構成としている。
【００２４】
この給気温検出センサ26は、例えば、図２、図３、図４に示すように、給気通路中に設けられ、例えばバーナ７の下方側に設置され、バーナ７に供給される空気の温度を検出する。この第２実施形態例では、データ格納メモリ24に格納されるファン風量とファン回転駆動時間のデータは、給気温を考慮して与えられる。すなわち、給気温が低い場合には、高い場合よりも給湯熱交換器２の空冷効果が大きいので、その分、給湯熱交換器２内の湯温が給湯設定温度近傍に低下するまでの時間が短くなることを考慮し、実験データに基づき、燃焼ファン５の回転駆動時間は、給気温毎に可変したデータとして与えられている。
【００２５】
第２実施形態例では、ファン継続駆動制御部25は、排気長設定部23からの排気長の情報と、給気温検出センサ26から得られる給気検出温度との情報に基づき、排気長と給気温に対応する燃焼ファン５の駆動データをデータ格納メモリから読み出し、その読み出したファン風量と駆動時間のデータに基づき燃焼ファン５を回転駆動して給湯燃焼停止後の給湯熱交換器２内湯温の空冷を行う。
【００２６】
この第２実施形態例では、給気温を考慮して給湯燃焼停止後の給湯熱交換器２内湯温の空冷制御を行うので、その空冷制御の精度がよりアップし、再出湯時の湯温のオーバーシュートやアンダーシュートをより効果的に抑制した安定した湯の出湯が可能となる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、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、給湯燃焼機器として、単機能給湯器（給湯機能のみの給湯器）を例にして説明したが、本発明の給湯燃焼機器は、湯張り等の風呂機能と給湯機能を備えた複合器等、給湯機能を備えた燃焼機器であればよく、機種や形式によらず、各種タイプの給湯燃焼機器に適用されるものである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、排気長設定部により排気管の長さを設定し、この排気長に応じて給湯燃焼停止後のファン風量とファン駆動時間を制御するように構成したものであるから、排気管の長さに応じて燃焼ファンによる給湯熱交換器内湯温の空冷状況を調整することが可能となり、これにより、給湯燃焼停止後、給湯熱交換器内湯温をオーバーシュートやアンダーシュートの発生のない温度にして次の再出湯に備えることができるので、再出湯時の湯温の安定化を効果的に図ることが可能となる。
【００３３】
また、外部からバーナへ供給される空気の温度を検出する給気温検出センサを設けた構成にあっては、給気温を考慮して給湯燃焼停止後のファン駆動時間を設定し、排気長と給気温に基づきファン駆動時間を制御するので、給湯燃焼停止後の給湯熱交換器内湯温の空冷制御の精度をさらに高めることが可能となる。
【００３５】
さらに、本発明は、排気管の長さの違いや、排気構造が排気管と給気管の二重構造になっているか否かの違いの影響を受けず、給湯燃焼機器の排気構造の実情に即して給湯燃焼停止後の給湯熱交換器内湯温の空冷制御が可能となり、どの形態の排気構造をもった給湯燃焼機器においても、給湯燃焼停止後の給湯熱交換器内湯温の空冷制御を確実、かつ、効果的に行い、再出湯湯温を安定化できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態例の要部構成を示すブロック構成図である。
【図２】燃焼ファンがバーナの下側に設置されている燃焼空気押し込みタイプで排気側が二重管構造の燃焼機器の模式説明図である。
【図３】燃焼ファンが排気側に設けられている燃焼空気吸い出し方式で排気側が二重管構造の燃焼機器の構成説明図である。
【図４】給湯燃焼機器として一般的な給湯器の構成説明図である。
【符号の説明】
２  給湯熱交換器
５  燃焼ファン
23  排気長設定部
24  データ格納メモリ
25  ファン継続駆動制御部
26  給気温検出センサ
27  熱交湯温検出センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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