(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を給水に伝えるための熱交換器とを有する給湯器において、
前記熱交換器内部の温度を検出する温度検出手段と、
開栓されない状態で前記給湯用バーナを所定時間燃焼させる燃焼制御手段と、
前記燃焼制御手段が前記給湯用バーナを所定時間燃焼させた後一定時間の経過した時点で、前記熱交換器内部の温度上昇が予め定めた範囲内にあるとき該熱交換器内に一定量以上の水が存在すると判定する残水確認手段と、
を設けたことを特徴とする給湯器。
【請求項２】
前記温度検出手段は、前記給湯用バーナからの熱が直接的に加わらず該熱が前記熱交換器の内部に存在する媒体の対流によって伝導する箇所に配置されていることを特徴とする請求項１記載の給湯器。
【請求項３】
前記残水確認手段によって前記熱交換器の内部に水が存在すると判別されたとき、前記熱交換器内部の水が所定の目標温度に達するまで前記給湯用バーナを燃焼させて加熱し、前記残水確認手段によって前記熱交換器の内部に水が存在しないと判別されたとき前記給湯用バーナによるその後の加熱を停止する加熱制御手段を具備することを特徴とする請求項１または２記載の給湯器。
【請求項４】
前記燃焼制御手段は、前記熱交換器を加熱する給湯用バーナをその全面にわたって燃焼させることを特徴とする請求項１、２または３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、給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を給水に伝えるための熱交換器とを有する給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給湯器は、熱交換器への通水の有無をフローセンサで検出し、該フローセンサによって開栓を検知したとき、給湯用バーナを点火して熱交換器を加熱し、給水を設定温度まで上昇させるようになっている。
【０００３】
このように開栓と同時に加熱を開始するものでは、開栓してから設定温度の湯が出湯されるまでに時間がかかるので、開栓後しばらくは、水またはぬるま湯が出てきて不快であるばかりでなく、設定温度になるまで水を捨てたりするなど不経済であった。そこで開栓後、設定温度の湯が短時間のうちに出湯されるように改良を施した給湯器が種々提案されている。
【０００４】
特開平７−１６７４９３号公報には、給湯器の燃焼停止後、一定時間が経過する前に再度出湯するとき、設定温度の湯をできるだけ短時間のうちに出すことのできる給湯器が開示されている。この給湯器では、給湯用バーナの燃焼停止後における熱交換器内部の湯温を温度センサで検出し、設定温度からの温度低下を監視している。そして、保温すべき温度の許容範囲下限まで温度が低下したとき、開栓されない状態のまま、すなわち安全装置であるフローセンサー等の通水確認手段がオフの状態のままで給湯用バーナを点火し、熱交換器内の湯温を設定温度近傍まで上昇させている。熱交換器内部の湯が設定温度近傍に保温されるのは、たとえば、閉栓後５分が経過するまでの間に限られている。
【０００５】
【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、一度、出湯して閉栓した後、所定時間が経過するまでの間だけ熱交換器内の湯を設定温度近傍に保持しているので、たとえば、朝起きて、最初に開栓するような場合には、設定温度の湯が出湯されるまでに依然として時間がかかるという問題があった。これを解決する方法として、直前に出湯があったか否かにかかわらず、リモコン運転スイッチが投入された時点や、タイマーで設定された時間が到来した時点で熱交換器内の湯温を予め高めておくことが考えられる。
【０００６】
しかしながら、このように以前に開栓があったか否かにかかわらず熱交換器内部の湯を保温する場合には、熱交換器の内部に水が存在する保証がない。たとえば、寒い地方では、凍結防止のため、就寝前に給湯器内部の水を抜いておくことがある。また、給湯器を設置した直後は、熱交換器の内部へ通水する前に給湯器の電源を投入することがある。このように、熱交換器に水が存在しない場合もあり、以前に開栓があったか否かに関わらず、閉栓された状態のまま（通水確認手段がオフの状態のまま）でも給湯用バーナを点火する場合には、空焚きしてしまう可能性がある。
【０００７】
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、閉栓された状態で給湯用バーナを点火する際に、空焚きを防止できるようにした給湯器を提供することを目的としている。
【０００８】
【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］給湯用バーナ（１２）と該給湯用バーナ（１２）からの熱を給水に伝えるための熱交換器（１４）とを有する給湯器（１０）において、
前記熱交換器（１４）内部の温度を検出する温度検出手段（１５）と、
開栓されない状態で前記給湯用バーナ（１２）を所定時間燃焼させる燃焼制御手段（５２）と、
前記燃焼制御手段（５２）が前記給湯用バーナ（１２）を所定時間燃焼させた後一定時間の経過した時点で、前記熱交換器（１４）内部の温度上昇が予め定めた範囲内にあるとき該熱交換器（１４）内に一定量以上の水が存在すると判定する残水確認手段（５４）と、
を設けたことを特徴とする給湯器（１０）。
【００１３】
［２］前記温度検出手段（１５）は、前記給湯用バーナ（１２）からの熱が直接的に加わらず該熱が前記熱交換器（１４）の内部に存在する媒体の対流によって伝導する箇所に配置されていることを特徴とする［１］記載の給湯器（１０）。
【００１４】
［３］前記残水確認手段（５４）によって前記熱交換器（１４）の内部に水が存在すると判別されたとき、前記熱交換器（１４）内部の水が所定の目標温度に達するまで前記給湯用バーナ（１２）を燃焼させて加熱し、前記残水確認手段（５４）によって前記熱交換器（１４）の内部に水が存在しないと判別されたとき前記給湯用バーナ（１２）によるその後の加熱を停止する加熱制御手段（５６）を具備することを特徴とする［１］または［２］記載の給湯器（１０）。
【００１５】
［４］前記燃焼制御手段（５２）は、前記熱交換器（１４）を加熱する給湯用バーナ（１２）をその全面にわたって燃焼させることを特徴とする［１］、［２］または［３］記載の給湯器（１０）。
【００１６】
前記本発明は次のように作用する。
残水確認手段（５４）は、開栓されない状態で熱交換器（１４）内の水を所定の目標温度まで加熱することを開始する際に、まず、熱交換器（１４）の内部に水が存在するか否かを検出する。残水確認は、熱交換器（１４）内の温度が目標温度まで上昇する前に行われる。加熱制御手段（５６）は、残水確認手段（５４）によって熱交換器（１４）の内部に水が存在することが検出されたとき、熱交換器（１４）内部の水が目標温度に達するまで給湯用バーナ（１２）を燃焼させて加熱する。
【００１７】
一方、残水確認手段（５４）によって熱交換器（１４）の内部に水が存在しないことが検出されたときは、給湯用バーナ（１２）による加熱を中止し空焚きを防止する。
【００１８】
このように開栓されない状態で熱交換器（１４）の加熱を開始する際に、まず、内部に水が存在するか否かを確認するようにしたので、万が一、熱交換器（１４）の内部に水が存在しない場合であっても、空焚きを防止でき、給湯器（１０）の安全性を向上させることができる。
【００１９】
残水確認は以下のようにして行うことができる。すなわち、燃焼制御手段（５２）により、まず、開栓されない状態で給湯用バーナ（１２）を点火する。温度検出手段（１５）によって熱交換器（１４）内部の温度を検出するようにしておき、給湯用バーナ（１２）を点火した後における熱交換器（１４）内部の温度上昇特性の相違を基にして熱交換器（１４）の内部に水が存在するか否かを判別する。
【００２０】
熱交換器（１４）の熱容量は、内部に水が存在するときの方が大きくなる。したがって、内部に水が存在するときの温度上昇率は、内部に水が存在しないときの温度上昇率よりも小さくなるので、温度上昇特性を調べることによって熱交換器（１４）の内部に水が存在するか否かを判別することができる。
【００２１】
また、燃焼制御手段（５２）により、開栓されない状態で給湯用バーナ（１２）を所定時間燃焼させ、その後一定時間の経過した時点における熱交換器（１４）内部の温度上昇を基にして該熱交換器（１４）の内部に水が存在するか否かを検出する。
【００２２】
このように、燃焼を所定時間で停止させているので、熱交換器（１４）内部に水が存在しない場合であっても、熱交換器（１４）の劣化を防止することができる。また、燃焼後一定時間が経過した後の温度測定を行なうので、水の有無による熱容量の違いや熱伝導度の違いによって生じる温度検出手段（１５）の配置箇所における温度上昇の違いを適切に検出することができる。
【００２３】
また、開栓されない状態で給湯用バーナ（１２）を所定時間燃焼させた後一定時間の経過した時点で、熱交換器（１４）内部の温度上昇が予め定めた範囲内にあるとき該熱交換器（１４）内に一定量以上の水が存在すると判定するようにしてもよい。
【００２４】
熱交換器（１４）内部に水が全く無く、空気が存在する場合には、温度上昇は少なく、満水に近い状態のときはある程度の温度上昇を示す。一方、少量の水が存在する場合には、熱容量が少ないことと、蒸気がすぐに発生することから温度上昇は、満水時よりも大きくなる。そこで、温度上昇が一定の範囲内にあるとき、熱交換器内部に一定量以上（満水に近い状態）の水が存在すると判定する。
【００２５】
温度検出手段（１５）を、給湯用バーナ（１２）からの熱が直接的に加わらず該熱が熱交換器（１４）の内部に存在する媒体の対流によって伝導する箇所に配置する。これにより、給湯用バーナ（１２）から直接的に加わる熱の影響を受け難くなり、熱容量や熱伝導の相違による温度上昇特性の違いをより的確に検出することができる。
【００２６】
また、温度上昇を検出する際の加熱を、給湯用バーナ（１２）の全面を燃焼させて行うようにする。これにより、熱交換器（１４）が広範囲に加熱されるので、熱伝導によって温度検出手段（１５）の配置箇所まで熱が伝わるのに要する時間が短くなり、水の有無を短時間で確認することが可能になる。
【００２７】
また、加える熱量が多いほど、熱容量の違いによって生じる温度差が大きくなるので、給湯用バーナ（１２）の全面を燃焼させて多くの熱量を短時間に加えれば、それだけ温度差による判別を精度良く行うことができる。さらに、広範囲に熱交換器（１４）を加熱するので、水が無い場合であっても、熱交換器（１４）が部分的に過熱されて耐久性能が劣化してしまうことを防止することができる。
【００２８】
【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。
図１に示すように、給湯器１０は、給湯用バーナ１２と該給湯用バーナ１２からの熱を給水に伝える給湯用の熱交換器１４とを備えている。給湯用バーナ１２は、図の左から第１燃焼面１６ａ、第２燃焼面１６ｂおよび第３燃焼面１６ｃの３つの燃焼面を備えている。
【００２９】
給湯器１０の給湯用バーナ１２には、給湯用のガス配管１８が接続され、ガス配管１８には、ガス開閉弁２０が介装されるとともに、ガス検出センサ２２が設けられている。第１から第３の燃焼面１６ａ、１６ｂ、１６ｃには、それぞれガス配管１８から供給されるガスの量を調整する第１から第３のガス量制御弁２４ａ〜２４ｃが設けられており、各燃焼面を燃焼させるか否かおよび燃焼量を個別に制御できるようになっている。給湯用バーナ１２への点火は、中央に配置された第２燃焼面１６ｂで行われ、中央の燃焼面１６ｂの近傍に点火装置２５が設けられている。
【００３０】
熱交換器１４の出口側であって給湯用バーナ１２によって直接加熱されない箇所に、熱交温度センサ１５が設けられている。ここでは、熱交温度センサ１５としてサーミスタを用いている。このほか熱電対などを温度センサとして用いることができる。
【００３１】
給湯用バーナ１２の下方には、給湯用バーナ１２への給排気を行う燃焼ファン２６が設けられている。燃焼ファン２６には、その回転速度を検出する回転速度センサ２６ａが取り付けられている。
【００３２】
熱交換器１４の入口側には、給水管２８が接続され、給水管２８には、給水流量を検出する通水確認手段であるフローセンサ３０と給水温度を検出するサーミスタを用いた給水温度センサ３２と、電磁式の給水弁３４とが設けられている。また、熱交換器１４の出口側には給湯管３６が接続されている。
【００３３】
熱交換器１４と並列に、熱交換器１４を迂回して給水管２８と給湯管３６とを直接結ぶバイパス経路３８が設けられている。バイパス経路３８の途中には、熱交換器１４に流す給水量とバイパス経路３８を通じて迂回させる給水量の比率を調整するための混合弁４０が設けられている。なお、バイパス経路３８は、仕様によっては設けられない場合もある。
【００３４】
給湯管３６は、各所の使用位置まで延ばされており、その末端には図示しない水栓が設けられている。水栓は必要に応じて複数設けられるのが普通である。また給湯管３６とバイパス経路３８の合流点より下流側の給湯管３６の途中に、出湯を規制するための水量制御弁４２が、さらにその下流には、出湯される湯温を検出する出湯温度センサ４４が設けられている。
【００３５】
給湯器１０は、その動作を統括制御する回路部分としての制御部５０と、設定温度を定める等の各種操作を受け付けるための操作部６０と、動作状態や設定内容を表示するための表示部６２とを備えている。操作部６０および表示部６２は、台所などに設置されるメインリモコンや浴室に設置される風呂リモコンである。
【００３６】
給湯器１０は、水栓が開栓されない状態で、熱交換器１４内部の水を予め一定温度に暖め保温しておく待機モードを備えている。待機モードが設定されているときは、開栓後、短時間のうちに設定温度の湯を出湯することができるようになっている。待機モードを設定するか否かは操作部６０に配設された図示しないスイッチによって選択する。また、待機モードへの移行時刻をタイマー設定によって予約することが可能になっている。
【００３７】
制御部５０は、開栓されない状態で、給湯用バーナ１２を点火する燃焼制御部５２と、開栓されない状態で給湯用バーナ１２を点火する際に、熱交換器１４の内部に水が存在するか否かを検出する残水確認部５４とを備えている。また、制御部５０は、熱交換器１４の内部に水が存在するか否かに応じて、給湯用バーナ１２によるその後の加熱を制御する加熱制御部５６を備えている。
【００３８】
図２は、給湯器１０の有する制御部５０における回路構成を表したものである。制御部５０は、各種制御の中枢的機能を果たすＣＰＵ（中央処理装置）７１を備えている。ＣＰＵ７１には、データバスやアドレスバスなど各種バス７２を介して各種の回路装置が接続されている。
【００３９】
このうち、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）７３は、ＣＰＵ７１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読み出し専用メモリである。ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）７４は、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作業メモリである。
【００４０】
タイマー部７５は、時間を刻む回路部分であり、毎朝７時など、待機モードへの移行時刻を管理するほか、給湯器１０の燃焼制御等に必要な各種の時間を秒単位で管理する。
【００４１】
操作部６０および表示部６２は先に説明した通りである。バス７２には、各種の電気的情報をＣＰＵ７１に取り込むための入力ポート７６と、ＣＰＵ７１からの各種の電気的指令を、電磁開閉弁など各種の部品に送出するための出力ポート７７が接続されている。
【００４２】
入力ポート７６には、熱交温度センサ１５、給水温度センサ３２、出湯温度センサ４４、フローセンサ３０、ガス検出センサ２２および回転速度センサ２６ａなどが接続されている。出力ポート７７には、第１から第３のガス量制御弁２４ａ〜２４ｃ、燃焼ファン２６、点火装置２５、ガス開閉弁２０、などが接続されている。
【００４３】
次に作用を説明する。
給湯器１０は熱交換器１４内部の水を予め暖め保温しておく待機モードに移行する際に、給湯用バーナ１２の有する第１から第３の燃焼面１６ａ〜１６ｃを全て用いて最低ガス量にて数秒間だけ、たとえば１秒〜２秒程度で、熱交換器１４内部に水がない状態であっても耐久上繰り返し加熱しても問題が生じない時間、燃焼させる初期燃焼を行う。そして、その際に熱交換器１４から出るお湯の温度を測定する熱交温度センサ１５で検出される温度の上昇特性を基にして、熱交換器１４内に水が存在しているか否かを判別するようになっている。
【００４４】
図３は、初期燃焼を行った際に熱交温度センサ１５で検出される温度変化の様子を、熱交換器１４内に水が存在する場合と、存在しない場合の双方について表したものである。下段の矩形波８１は、給湯用バーナ１２が燃焼している期間を表している。上段の特性図は、熱交温度センサ１５で検出される温度変化の特性を示しており、実線８２は、熱交換器１４内に水が存在する場合を、点線８３は熱交換器１４内に水が無い場合をそれぞれ表している。
【００４５】
給湯用バーナ１２が、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの数秒間にわたって初期燃焼すると、水が存在する場合には所定時間後（ｔ３：伝熱に要する時間で、図４に示す距離８８によって決まる）に、ある所定の温度幅８６に入る。これは加えた熱量とこの加熱で昇温する熱交換器１４の熱容量（内部の水と熱交換器１４を構成する銅の熱容量の和）と測定時間（ｔ３）までの間にファンによる送風によって奪われる熱量によって決まる。
【００４６】
これに比べて熱交換器内に水が全く存在しない場合は、測定点である熱交温度センサ１５までの伝熱媒体が空気であるので、点線８３で示すように、比較的ゆっくりと温度上昇する。
【００４７】
さらに、図示していないが、熱交換器１４の内部に水が満水時よりも少ない場合には、その分水の熱容量が小さくなるので、図３の実線８２で示したものよりも時刻ｔ３における温度が高くなる。また、熱交換器１４内部の水が少量だけ存在するときは、数秒の加熱によって水が沸騰し、蒸気が発生し、温度上昇は満水時よりも大きくなる。
【００４８】
このように、給湯用バーナ１２を消火してから数秒の経過した時刻ｔ３の近傍では、水がほぼ満水状態で存在する場合と、満水より少ない量の水が存在する場合と、全く水が存在しない場合とで温度の上昇特性に差が生じる。したがって、一定時間が経過したときの温度を測定することによって水の有無を検出することができる。
【００４９】
また、加熱前にすでに熱交換器１４内の水温が高い場合も考えられる。そこで、初期燃焼の開始時点（ｔ１）において熱交温度センサ１５で検出される温度と、時刻ｔ３において検出される温度との温度差（図３、８５）によって水の有無を判断することでより精度良く残水の有無を確認することができる。
【００５０】
図５は、待機モードへ移行する際に給湯器１０の行う動作の流れを表したものである。待機モードを設定する操作ボタンが押されたり、予約設定された待機モードに移行する時刻が到来したとき（ステップＳ１０１）、フローセンサ３０により通水の有無を確認する（ステップＳ１０２）。通水があるときは（ステップＳ１０２；Ｙ）、通常給湯用の燃焼を行なう（ステップＳ１０３）。なお、各ステップにて、通水が確認された場合、各ステップの作業を中止して通常の給湯燃焼をすぐ開始する。
【００５１】
通水がないときは（ステップＳ１０２；Ｎ）、熱交換器１４内の水温が保温温度範囲の下限温度以上あるか否かを調べる（ステップＳ１０４）。下限温度以上のときは（ステップＳ１０４；Ｙ）、そのまま継続して保温すればよいので、保温のための燃焼である通常バックアップ燃焼を行なう（ステップＳ１０５）。
【００５２】
下限温度以下の場合には（ステップＳ１０４；Ｎ）、残水確認部５２は給湯用バーナ１２のすべての燃焼面１６ａ〜１６ｃを最低ガス量で数秒間燃焼させて初期燃焼を行う（ステップＳ１０６）。
【００５３】
制御部５０のＣＰＵ７１は、熱交温度センサ１５によって検出される熱交換器１４近傍の温度上昇を測定し（ステップＳ１０７）、温度上昇が予め定めた基準範囲内か否かを判別する（ステップＳ１０８）。
【００５４】
すなわち、初期燃焼を開始する際の温度を測定しておき、初期燃焼の終了した後、熱伝導に要する所定時間の経過したときにおける温度との差分を求め、温度差が基準の範囲内であるか否かを判定する。基準範囲は、熱交換器１４に水が無いときと、水が存在する場合のそれぞれにおける温度上昇特性を予め測定し、その測定結果を基に定めておく。
【００５５】
温度の上昇が基準範囲内に入らないときは（ステップＳ１０８；Ｎ）、熱交換器１４の内部に水が存在しない場合であるので、表示部６２にエラーメッセージを表示して（ステップＳ１０９）処理を終了する。
【００５６】
一方、温度上昇が基準範囲（図４、８４）に入るときは（ステップＳ１０８；Ｙ）、熱交換器１４の内部に水が存在していることを表しているので、給湯用バーナ１２を再度点火して保温すべき目標温度まで熱交換器１４内の水温を上昇させる。この際、目標温度よりわずかに低い一次目標温度に至るまで、給湯用バーナ１２の有するすべての燃焼面１６ａ〜１６ｃを燃焼させ、急速加熱を行う（ステップＳ１１０）。
【００５７】
加熱すべき時間は、急速加熱を開始する前における熱交換器１４内の水温と、一次目標温度との温度差を基にしてＣＰＵ７１で演算する。内部に水が存在するときの熱交換器１４の比熱を予め測定しておき、該比熱と先の温度差、および給湯用バーナ１２の全面を燃焼させた場合に熱交換器１４に加わる単位時間当たりの熱量とから、必要な燃焼時間を求める。
【００５８】
一次目標温度まで上昇させるための燃焼終了後、熱交換器１４内の温度が均一になり、熱交温度センサ１５で検出される温度が熱交換器１４内の水温とほぼ一致するのに必要な時間（熱伝導時間と呼ぶこととする。）が経過するのを待つ（ステップＳ１１１）。そして熱伝導時間が経過したとき（ステップＳ１１１；Ｙ）、熱交温度センサ１５の検出する温度情報を取り込み、この温度が最終的な目標温度と一致するか否かを調べる（ステップＳ１１２）。
【００５９】
最終的な目標温度に達していないときは（ステップＳ１１２；Ｎ）、給湯用バーナ１２の燃焼面のうち、点火装置２５を備えた中央の第２燃焼面１６ｂだけを短時間燃焼させ（ステップＳ１１３）、再び、熱伝導時間が経過してから（ステップＳ１１１；Ｙ）、熱交換器１４内の湯温を測定する。このとき、図４に示した距離（８８）に応じて先ほどの熱伝導時間と異なる時間であってもかまわない。
【００６０】
第２燃焼面１６ｂだけを短時間（約２秒）だけ燃焼させることを、ちょい点火と呼ぶことにする。ちょい点火と温度の測定を、湯温が目標温度にほぼ一致するまで繰り返す。熱交換器１４内の湯温が目標温度に達したとき（ステップＳ１１２；Ｙ）、熱交換器１４内の湯温を目標温度で維持するための保温モードに移行し（ステップＳ１１４）、開栓の際に適切な温度の湯をすぐに出せるように、リモコンで設定された温度±許容温度内となるように、待機モードがオフになるまで保温をつづける。
【００６１】
なお、保温モードでは、熱交換器１４内の湯温が許容温度範囲の下限より低下したとき、ちょい点火を行うようになっている。
【００６２】
待機モードに移行するときには、該モードに移行する指示を受けてから、できるだけ短時間のうちに熱交換器１４内の水温を目標温度まで上昇させることが望ましい。このため、給湯用バーナ１２を全面で燃焼させ一気に目標温度まで到達させることが考えられる。
【００６３】
しかしながら、通常、待機モードへ移行するときの熱交換器１４内部の水温は外気温度とほぼ等しく、たとえば１５℃程度であり、仮に目標温度が５０℃のときには、水温を３５℃上昇させる必要がある。これに必要な加熱時間を演算で求め、給湯用バーナ１２の全面を燃焼させて急速加熱すると、部分的に温度の高い所が生じ、熱交換器１４の耐久上よくない。
【００６４】
そこで、急速加熱は、目標温度よりも低い一次目標温度までとし、その後は、ちょい点火によって除々に加熱している。したがって、この急速加熱は、部分的に温度の高い所が生じないように全面での燃焼とし、かつ伝熱による温度平衡時間が稼げるように最低ガス量での加熱とし、その後、徐々に加熱することで、熱交換器１４に無理な応力を与えることなく熱交換器１４内の湯温を精度良く目標温度に一致させるている。
【００６５】
図６は、待機モードへ移行する際における給湯用バーナ１２の燃焼状況と、熱交換器１４内の水温の上昇特性を表したものである。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間、初期燃焼が行われる。そして、熱伝導時間の経過した時刻Ｔ３に、その時点における温度上昇を基にして熱交換器１４内に水が存在するか否かが判別される。水が存在することが確認されると、給湯用バーナ１２を全面で燃焼させる急速加熱を時刻Ｔ４まで行い、熱伝導時間の経過した時刻Ｔ５において、再び温度が計測される。
【００６６】
時刻Ｔ５の時点では、破線９１で示した目標温度にまだ達していないので、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までちょい点火が行われる。熱伝導時間の経過した時刻Ｔ７に測定した温度は目標温度の許容誤差範囲（９２）内に収まっているので、この時点から保温モードに移行する。
【００６７】
保温モードでは、常時、熱交換器１４内の湯温が監視されており、許容範囲（９２）の下限を下回った時刻Ｔ８に再び、ちょい点火が行われる。
【００６８】
熱交換器１４内部の湯温を検出する熱交温度センサ１５を、給湯用バーナ１２によって直接加熱されない箇所に配置し、熱伝導による温度上昇を検出しているので、給湯用バーナ１２から直接加わる熱の影響が少なく、水の有無による熱容量（温度上昇率）の違いを適切に検出することができる。
【００６９】
また、温度上昇特性を検出する際の加熱を、給湯用バーナ１２の全面を燃焼させて行うことにより、熱交換器１４が広範囲で加熱され、熱伝導によって熱交温度センサ１５の配置されている箇所まで熱が伝わる時間が短くなり、水が存在するか否かの判別を短時間で行うことが可能になっている。
【００７０】
加える熱量が多いほど、熱容量の違いによって生じる温度差が大きくなるので、給湯用バーナ１２の全面を燃焼させ多くの熱量を加えることで判別を精度良く行うことができる。さらに、全面燃焼により広範囲に熱交換器が加熱されるので、水が無い場合であっても、熱交換器１４が部分的に過熱してしまうことがなく、安全性が向上するとともに熱交換器１４の疲労も少ない。
【００７１】
また、熱交換器１４内の湯温を保温するために必要な熱交温度センサ１５を用いて残水確認を行っているので、熱交換器１４内に水が存在するか否かを直接検出するセンサを別途設ける必要がなく、装置の価格上昇を少なくすることができる。
【００７２】
以上説明した実施の形態では、熱交換器内部の温度を出湯の設定温度で保温するようにしたが、熱交換器内部の温度を沸騰しない程度まで高温に上昇させ、混合弁によって給水とミキシングすることにより出湯を設定温度に調整するようにしてもよい。また、一次目標温度まで急速加熱するようにしたが、ちょい点火だけで、目標温度まで上昇させるようにしても良い。
【００７３】
さらに、温度差によって残水確認を行ったが、他のセンサや検出手段によって残水確認を行うようにしてもよい。たとえば、水位センサを設けてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
本発明にかかる給湯器によれば、開栓されない状態で熱交換器を加熱する際に、内部に水が存在するか否かを熱交換器内部の温度が目標温度まで上昇する前に確認するようにしたので、万が一、熱交換器の内部に水が存在しない場合であっても、空焚きを防止でき、安全性を向上させることができる。
【００７５】
また、開栓されない状態で給湯用バーナを燃焼させ、その際における熱交換器内部の温度上昇率を基にして熱交換器内部に水が存在するか否かを判別したので、保温のために必要な温度センサ以外に水の有無を直接検出するセンサを別途設ける必要がなく、価格の上昇を少なく抑えることができる。
【００７６】
さらに温度検出手段を、給湯用バーナで直接加熱されない箇所に配置し、対流によって伝わる温度上昇を検出したので、給湯用バーナから直接加わる熱の影響が少なく、水の有無による熱容量および熱伝導の違いを適切に検出することができる。
【００７７】
また、温度上昇特性を検出する際の加熱を、給湯用バーナの全面を燃焼させて行うようにしたので、熱伝導により温度検出手段の配置されている箇所まで熱が伝わる時間が短くなり、残水確認を短時間で行うことができる。さらに、給湯用バーナの全面を燃焼させることにより、温度差による残水確認を精度良く行うことができるとともに、水が無い場合であっても、熱交換器が部分的に過熱せず、安全性および耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る給湯器を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る給湯器の回路構成の概要を示すブロック図である。
【図３】残水確認の際に熱交換器の温度が上昇する様子を示す説明図である。
【図４】熱交温度センサの取付け位置の概要を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る給湯器が待機モードに移行する際に行う動作の流れを示す流れ図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る給湯器が待機モードに移行する際に熱交換器内の水温の変化する様子を表した説明図である。
【符号の説明】
１０…給湯器
１２…給湯用バーナ
１４…熱交換器
１５…熱交温度センサ
１６ａ…第１の燃焼面
１６ｂ…第２の燃焼面
１６ｃ…第３の燃焼面
１８…ガス配管
２０…ガス開閉弁
２２…ガス検出センサ
２４ａ…第１のガス量制御弁
２４ｂ…第２のガス量制御弁
２４ｃ…第３のガス量制御弁
２５…点火装置
２６…燃焼ファン
２６ａ…回転速度センサ
２８…給水管
３０…フローセンサ
３２…給水温度センサ
３４…給水弁
３６…給湯管
３８…バイパス経路
４０…混合弁
４２…水量制御弁
４４…出湯温度センサ
５０…制御部
５２…燃焼制御部
５４…残水確認部
５６…加熱制御部
６０…操作部
６２…表示部
７１…ＣＰＵ
７２…バス
７３…ＲＯＭ
７４…ＲＡＭ
７５…タイマー部
７６…入力ポート
７７…出力ポート
【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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