(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管と給湯管が接続された熱交換器と、前記熱交換器を加熱する加熱手段と、前記加熱手段による加熱を調節する加熱調節手段と、前記熱交換器近傍の温度を検出する温度検出手段と、水の流動を検出する流動検出手段と、前記熱交換器内の空気噛みを検出する空気検出手段と、前記流動検出手段で水の流動を検出していない時に前記温度検出手段で検出される温度が所定温度以下になったら前記加熱調節手段を制御して前記加熱手段による前記熱交換器の加熱を開始し、予め設定した時間あるいは温度に達したら加熱を停止するとともに、前記空気検出器で空気噛みを検出した時は、前記加熱手段による前記熱交換器の加熱を行わない停止時制御部を有する制御器を備え、空気検出手段は、熱交換器内に挿入されたサーミスタを用い、このサーミスタへの一時的な通電による自己発熱とその後の温度変化に基づいて空気噛みを検出する構成とした給湯装置。
【請求項２】
空気検出手段を熱交換器の加熱手段近傍部分に取り付けた請求項１記載の給湯装置。
【請求項３】
空気検出手段を熱交換器の上部に取り付けた請求項１記載の給湯装置。
【請求項４】
給水管と給湯管が接続された熱交換器と、前記熱交換器を加熱する加熱手段と、前記加熱手段による加熱を調節する加熱調節手段と、水の流動を検出する流動検出手段と、前記熱交換器内の空気噛みと温度を検出する空気検出手段と、前記流動検出手段で水の流動を検出していない時は前記空気検出手段で検出される温度が所定温度以下になったら前記加熱調節手段を制御して前記加熱手段による前記熱交換器の加熱を開始し、予め設定した時間あるいは温度に達したら加熱を停止するとともに、前記空気検出器で空気噛みを検出した時は、前記熱交換器の加熱を行わない停止時制御部を有する制御器を備え、空気検出手段は、熱交換器内に挿入されたサーミスタを用い、このサーミスタへの一時的な通電による自己発熱とその後の温度変化に基づいて空気噛みを検出する構成とした給湯装置。
【請求項５】
給水管と給湯管が接続された熱交換器と、前記熱交換器を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の加熱を調節する加熱調節手段と、前記熱交換器あるいは前記熱交換器近傍の空気の介在を検出する電気抵抗体への通電後の抵抗変化特性を利用した空気検出手段と、前記空気検出手段で空気の介在を検出した時は、前記加熱手段による前記熱交換器への加熱を行わない制御器を備え、空気検出手段は、熱交換器内に挿入されたサーミスタを用い、このサーミスタへの一時的な通電による自己発熱とその後の温度変化に基づいて空気噛みを検出する構成とした給湯装置。
【請求項６】
空気検出手段の温度補償を加熱前の空気検出手段自身の抵抗値に基づく温度に基づいて行った請求項５記載の給湯装置。
【請求項７】
熱交換器で加熱された温度を検出する温度検出手段を設け、空気検出手段の温度補償をこの温度検出手段の温度に基づいて行った請求項５記載の給湯装置。
【請求項８】
空気検出手段は電気の一時的な通電による自己発熱と、この後の所定時間間隔を置いた複数時点の抵抗値に基づいて空気の介在を検出する構成とした請求項５記載の給湯装置。
【請求項９】
空気検出手段は電気抵抗体への通電後の所定時間内は空気検出を、また所定時間経過後は温度検出を行った請求項５記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯の開始時に早く湯を供給することのできる給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の給湯装置には、図８に示すようなものがあった（例えば特公平４−９９７２号公報）。
【０００３】
同図において１は瞬間給湯機であり、給湯口２と瞬間給湯機１は給湯管３で結ばれている。給湯口２の手前には給湯弁４が設けられており、給湯管３の給湯弁４の上流側から排水管５が分岐しており、この排水管５には排水弁６が設けられている。また、排水管５の給湯管３からの分岐部には温度検出部７が設けられていて、温度設定器８の設定温度とこの温度検出部７の温度を比較して給湯制御部９が給湯弁４と排水弁６を制御している。
【０００４】
そして、給湯要求時に温度検出部７により検出された湯水の温度が温度設定器８の設定温度の許容範囲内の場合、給湯弁４を開き給湯口２に給湯配管３内の湯水を供給するとともに、許容範囲外の場合、排水弁６を開き給湯管３内の湯水を排水管５を経て排水口から捨て、常に許容範囲内の温度の湯水を給湯口２から供給するというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記したような従来の給湯装置では、出湯要求時に湯水の温度が許容範囲外、例えば低い場合、排水弁６を開き給湯管３内の湯水を排水口から捨てる動作をするため、給湯口２から湯が供給される迄の時間は大幅に改善することができないという課題を有していた。また給湯弁４、排水管５、排水弁６、温度検出部７などを現場で配管工事や配線工事を行って取り付ける必要があり、設置が大変であるとともに、通常の給湯装置では必要ない給湯弁４、排水管５、排水弁６、温度検出部７等の部材を必要とするという課題もあった。
【０００６】
本発明は上記した課題を解決するものであり、給湯装置自身の改善により、給湯の開始時に早く、かつ安全に湯を供給できる給湯装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、熱交換器と、熱交換器を加熱する加熱手段、加熱を調節する加熱調節手段、熱交換器近傍の温度を検出する温度検出手段、水の流動を検出する流動検出手段、熱交換器内の空気噛みを検出する空気検出手段、流動検出手段で水の流動を検出していない時は温度検出手段で検出される温度が所定温度以下になったら加熱調節手段を制御して加熱手段による熱交換器の加熱を開始し、予め設定した時間あるいは温度に達したら加熱を停止するとともに、空気検出器で空気噛みを検出した時は、熱交換器の加熱を行わない停止時制御部を有する制御器を備え、給湯の停止中は温度検出手段で検出される温度が所定温度以下になったら加熱調節手段を制御して加熱手段による熱交換器の加熱を開始し、あらかじめ設定した時間あるいは温度に達したら加熱を停止して、給湯の停止時に熱交換器が冷却されることを防止し、再給湯時に端末への湯の供給を早く行えるようにするとともに、空気検出器で空気噛みを検出している時は、熱交換器の加熱を行わないことにより、から焚きを防止し熱交換器内に蒸気が満たされ給湯開始時に使用者に危険及ぼすことや、異常温度上昇による危険等を防止しているものである。
また、空気検出手段は、熱交換器内に挿入されたサーミスタを用い、このサーミスタへの一時的な通電による自己発熱とその後の温度変化に基づいて空気噛みを検出する構成とし、コンパクトで信頼性の高い空気検出手段を実現しているものである
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の発明における給湯装置は、給水管と給湯管が接続された熱交換器と、前記熱交換器を加熱する加熱手段と、前記加熱手段による加熱を調節する加熱調節手段と、前記熱交換器近傍の温度を検出する温度検出手段と、水の流動を検出する流動検出手段と、前記熱交換器内の空気噛みを検出する空気検出手段と、前記流動検出手段で水の流動を検出していない時に前記温度検出手段で検出される温度が所定温度以下になったら前記加熱調節手段を制御して前記加熱手段による前記熱交換器の加熱を開始し、予め設定した時間あるいは温度に達したら加熱を停止するとともに、前記空気検出器で空気噛みを検出した時は、前記加熱手段による前記熱交換器の加熱を行わない停止時制御部を有する制御器を備えて構成するものである。
【０００９】
そして、給湯の停止時に熱交換器への水の流動が停止していることを流動検出手段で検出して、温度検出手段で検出される温度が所定温度以下になったら加熱手段による熱交換器の加熱を開始し、予め定めた時間あるいは温度に達したら加熱を停止することにより、給湯の停止時に熱交換器が冷却されることを防止し、再給湯時に給湯時の端末への湯の供給を早く行えるようにするとともに、空気検出器で空気噛みを検出している時は、加熱手段による熱交換器の加熱を開始する動作を行わないことにより、設置初期時や凍結防止のための水抜きの後など熱交換器内に空気が噛んでいる時に加熱を行い、熱交換器が空焚きされることを防止しているものである。
【００１０】
また、空気検出手段は、熱交換器内に挿入されたサーミスタを用い、このサーミスタへの一時的な通電による自己発熱とその後の温度変化に基づいて空気噛みを検出する構成とし、可動部を有さない構成をとることでコンパクトで信頼性の高い空気検出手段を実現しているものである。
【００１１】
また、本発明の第２の発明における給湯装置は第１の発明の構成に加え、空気検出手段を熱交換器の加熱手段近傍部分に取り付けて構成するものである。そして、空焚き時に早く温度が上昇する加熱手段に近い熱交換器部分の空気噛み状態を把握し、的確に制御的な対応をとれるようにしているものである。
【００１２】
また、本発明の第３の発明における給湯装置は第１の発明の構成に加え、空気検出手段を熱交換器の上部に取り付けて構成するものである。そして熱交換器への少量の空気であってもその介在が確実に検出できる熱交換器上部に空気検出手段を設けることにより、空気噛み状態の検出の確実性を向上しているものである。
【００１３】
また、本発明の第４の発明における給湯装置は、給水管と給湯管が接続された熱交換器と、前記熱交換器を加熱する加熱手段と、前記加熱手段による加熱を調節する加熱調節手段と、水の流動を検出する流動検出手段と、前記熱交換器内の空気噛みと温度を検出する
空気検出手段と、前記流動検出手段で水の流動を検出していない時は前記空気検出手段で検出される温度が所定温度以下になったら前記加熱調節手段を制御して前記加熱手段による前記熱交換器の加熱を開始し予め設定した時間あるいは温度に達したら加熱を停止するとともに、前記空気検出器で空気噛みを検出た時は、前記熱交換器の加熱を行わない停止時制御部を有する制御器を備えて構成するものである。
【００１４】
そして、給湯の停止時に熱交換器が冷却されることを防止し、再給湯時に端末への湯の供給を早く行えるようにするとともに、空気検出器で空気噛みを検出した時は、加熱手段による熱交換器の加熱を行わないことにより、設置初期時や凍結防止のための水抜きの後などに熱交換器内に空気が噛んでいる時に加熱を行い、熱交換器が空焚きされることを防止するとともに、空気検出手段で空気噛みと温度を一つの手段で検出することにより、構成の簡素化を図っているものである。また、空気検出手段は、熱交換器内に挿入されたサーミスタを用い、このサーミスタへの一時的な通電による自己発熱とその後の温度変化に基づいて空気噛みを検出する構成とし、可動部を有さない構成をとることでコンパクトで信頼性の高い空気検出手段を実現しているものである。
【００１５】
また、本発明の第５の発明における給湯装置は、給水管と給湯管が接続された熱交換器と、前記熱交換器を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の加熱を調節する加熱調節手段と、前記熱交換器あるいは前記熱交換器近傍の空気の介在を検出する電気的抵抗体への加熱後の放熱特性を利用した空気検出手段と、前記空気検出手段で空気の介在を検出しているときは前記加熱手段による前記熱交換器への加熱を行わない制御器を備えて構成するものである。
【００１６】
そして、給湯の停止時に熱交換器への水の流動が停止していることを流動検出手段で検出して、温度検出手段で検出される温度が所定温度以下になったら加熱調節手段で加熱手段による熱交換器の加熱を開始し、予め定めた時間あるいは温度に達したら加熱を停止することにより、給湯の停止時に熱交換器が冷却されることを防止し、再給湯時に端末への湯の供給を早く行えるようにするとともに、空気検出器で空気の介在を検出している時は、加熱手段による熱交換器の加熱を行わないことにより、設置初期時や凍結防止のための水抜きの後などに熱交換器内に空気が介在している時に加熱を行い熱交換器が空焚きされることを防止し、また、空気検出手段を電気的抵抗体への通電後の放熱特性を利用することにより、可動部をなくし、抵抗体で温度検出も可能とした給湯装置を実現するものである。また、空気検出手段は、熱交換器内に挿入されたサーミスタを用い、このサーミスタへの一時的な通電による自己発熱とその後の温度変化に基づいて空気噛みを検出する構成とし、可動部を有さない構成をとることでコンパクトで信頼性の高い空気検出手段を実現しているものである。
【００１７】
また、本発明の第６の発明における給湯装置は第５の発明の構成に加え、空気検出手段の温度補償を加熱前の抵抗値に基づく温度によって行って構成するものである。そして空気検出手段自身で温度検出も行うことにより、特に温度補償用の温度検出手段を設けることなく、的確に空気の介在を検出するものである。
【００１８】
また、本発明の第７の発明における給湯装置は第５の発明の構成に加え、熱交換器で加熱された温度を検出する温度検出手段を設け、空気検出手段の温度補償をこの温度検出手段の温度に基づいて行って構成するものである。そして、温度検出手段を別に有することにより空気の介在の検出と温度の検出が同時に行え、制御性が向上できるものである。
【００１９】
また、本発明の第８の発明における給湯装置は第５の発明の構成に加え、空気検出手段は電気の一時的な通電による自己発熱と、この後の所定時間間隔を置いた複数点の抵抗値変化に基づいて空気の存在を検出して構成するものである。そして、自己発熱後の過渡的
な状態を過ぎた時点で抵抗値を測定し、さらに所定時間経過後にもう一度抵抗値を測定することにより的確に放熱特性が把握でき、空気の介在が正確に判定できるものである。
【００２０】
また、本発明の第９の発明における空気検出手段は第５の発明の構成に加え、電気的抵抗体への通電後の所定時間内は空気検出をまた所定時間経過後は温度検出して構成するものである。そして、時間的な経過により一つの空気検出手段で空気検出と温度検出の二つの機能を果たすことができるものである。
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における給湯装置の概略構成図である。
【００２３】
図１において、熱交換器１０には、給水管１１と給湯管１２が接続されている。給水管１１には、熱交換器１０への水の流入を検出する流動検出手段である水量検出器１３、水温を検出する水温検出器１４が設けられている。熱交換器１０の途中のパイプには、空気噛みを検出するとともに補完的に熱交換器途中の温度を検出するサーミスタを利用した空気検出器１５が設けられている。また、熱交換器１０を迂回し給水管１１と給湯管１２を連絡するバイパス管１６が設けられ、このバイパス管１６には、熱交換器１０からの湯とバイパス管１６からの水の混合比を調節する水比例弁１７が設けられている。
【００２４】
この水比例弁１７は、ソレノイドへの電流の調節によって水圧に対してバランスを取った弁が、バイパス管１６の開度を調節し通過する水量を調節するもので、電流の停止により全開状態で保持されるノーマルオープン型となっている。熱交換器１０の近傍の給湯管１２には湯温検出器１８が設けられ、また、バイパス管１６の合流点以降に水量制御弁１９、混合水温検出器２０が設けられている。給湯管１２は更に給湯装置本体２１外の給湯配管２２に接続され、端末に設けた湯水混合栓２３、２４に連通している。
【００２５】
端末側には給湯装置本体２１のリモコン２５が設けられている。このリモコン２５はワイヤレス型であり、電源スイッチ２６や給湯装置本体２１から出湯される給湯温度のアップスイッチ２７、ダウンスイッチ２８、表示部２９の他、湯水混合栓２３や２４が使用されていない時に、使用されて熱交換器１０に水が流れている状態と異なった条件での制御を選択する加熱スイッチ３０が選択手段として設けられている。
【００２６】
本体側の制御器３１にはタイマー３２を有しており、商用電源からの電力が供給され受信器３３で受けたリモコン２５の信号や各種センサーの信号が取り込まれ、また各種アクチュエータへの信号や操作出力が出力されている。
【００２７】
そして、制御器３１にはボリュームで構成された湯温設定器３４や停止時制御部３５が設けられている。熱交換器１０は、加熱手段であるガスバーナ３６で加熱され、このガスバーナ３６へのガス量を調節する加熱調節手段の一部としてガス比例弁３７が設けられている。また、ガスのオン、オフは加熱調節手段の別の一部を構成する元電磁弁３８により行われ、また燃焼前後や燃焼中においては送風ファン３９から風が送られる。熱交換器１０の途中のパイプに設けた空気検出器１５は、水の流動の停止中に温度が他の部位より上がりやすい、ガスバーナ３６の直上のフィン部分の外部に臨んだパイプに取り付けられている。
【００２８】
空気検出器１５の実装部は図２に示すように構成されている。熱交換器１０の下部４０の内部に空気検出器１５が挿入されている。空気検出器１５は保護管４１で保護されたサーミスタ４２が充填剤４３で充填され、リード線４４を外に臨ませて構成されており、固定具４５によりシール材４６でシールされて熱交換器下部４０に取りつけられている。そして、サーミスタ４２に一時的に温度検出時とは異なる高い電圧を加えて加熱し、温度的に安定した後にサーミスタ４２の抵抗を時間間隔をおいて測定し、抵抗値の変化から周囲に介在するものが水か空気か判断をしている。また、この空気検出器１５は電圧を加えた加熱の前に抵抗値を測定し、周囲の温度が何度であるかを判断し、水か空気かを判断を正確にするための温度補償を行っている。また、電圧を加えた加熱後、十分に時間が経った後は熱交換器下部４０の内部温度を検出し、給湯停止時の加熱のための温度検出を行っている。
【００２９】
次にこの実施例の動作を説明する。
【００３０】
動作については、図３のフローチャートにその要部を示している。
【００３１】
リモコン２５の電源スイッチ２６がオン操作され〈Ｓ１〉、かつ加熱スイッチ３０がオン操作されていると〈Ｓ２〉、給湯の停止時において熱交換器１０を加熱できるモードに入る。
【００３２】
この状態で水量検出器１３で検出される水の流量が所定値（例えば２l／min）を越えると、端末の湯水混合栓２３または２４が開けられたと判断して通常の給湯モードに入り〈Ｓ３〉、リモコン２５のアップスイッチ２７、ダウンスイッチ２８等を操作して設定された温度の湯を供給するべく、混合水温検出器２０で検出される混合水温度と設定温度が比較される。また、湯温検出器１８で検出される出湯温度と湯温設定器３４の温度が比較され、水温検出器１４の水温と水量検出器１３の値が取り込まれ、水比例弁１７と水量制御弁１９、ガス比例弁３７が調節されて、所望の温度の湯が給湯配管２２から供給される〈Ｓ４〉。水量検出器１３で検出される水の流量が所定値（例えば１．５l／min）以下の場合、あるいは給湯の停止時においては〈Ｓ３〉、給湯停止時の熱交換器１０への加熱モードが可能となる。
【００３３】
ここで、空気検出器１５が空気噛みを検出している時は、制御を止めるモードに移行し、バーナ３６による熱交換器１０への加熱を行わない〈Ｓ５〉。この空気噛みの検出動作は、図４に示すようになっている。まず、空気検出器１５に電圧を通常より上げて通電を１秒間行いサーミスタ４２で自己発熱を行う。通電を断った後、１秒後とさらに３秒間経過した後に、サーミスタ４２の抵抗値を測定し、温度変化の状態を見て周囲に存在するものが空気か、水かを判別する。なお、判別時の放熱特性に影響を与える周囲温度は、湯温検出器１８の温度をもって推定し、温度補償を行っている。通電加熱後、十分時間が経過した後は、周囲温度の検出もでき、熱交換器１０の温度が異常に上昇した場合に補完的に温度検出を行っている。
【００３４】
空気検出器１５が空気噛みを検出していない時は、湯温検出器１８で検出される温度が所定温度として定めた下限値を下回ると〈Ｓ６〉、給湯装置全体が冷えていると停止時制御部３５が判断して流動停止時に於ける加熱モードを進める。
【００３５】
湯温検出器１８と比較される下限値は、湯温設定器３４の設定値から１０℃を引いた値に設定されている。湯温検出器１８で検出される温度がこの下限値以下であると、流動停止時に於ける加熱モードの次のステップに進む〈Ｓ６〉。なお、下限値の設定は一例であり、他の方法としては湯温設定器３４の設定に関係付けない方法や、固定値を用いる方法等各種の方法がある。
【００３６】
湯温検出器１８で検出される温度が下限値を下回ったら、まず、タイマー３２の設定された加熱時間を読み込む〈Ｓ７〉。次に、前回給湯を行った時のメモリーされた水温検出
器１４で検出された水温と現在の水温を読み込む〈Ｓ８〉。これは、給水温度が何度であるかを判断し加熱時間や加熱開始温度を補正するためであり、水温が高い場合は時間は短目に温度は低目に、水温が低い場合は時間は長目に温度は高目になるように熱交換器１０を加熱する時間を補正する〈Ｓ９〉。そして、再出湯時に給湯管１２を経て極力、リモコン２５の設定温度に近い温度の湯を供給することに役立てている。
【００３７】
次に、送風ファン３９を回転させ残っているガスの排出を行い〈Ｓ１０〉、元電磁弁３８を開け〈Ｓ１１〉、同時にタイマー３２が計時を開始し〈Ｓ１２〉、ガス比例弁３７の開度を点火し易い開度１の状態にまで開けて点火を行う〈Ｓ１３〉。次に、着火を確認しガス比例弁３７の開度を開度２の状態にまで絞る〈Ｓ１４〉。この開度は、通常の給湯が行われている状態での最小の開度に相当しており、この最小開度で加熱しても負荷が小さいため、熱交換器１０の温度は、次第に上昇して行く。なお、給湯装置として最少加熱量が極めて低く取れる場合は、湯温検出器１８で検出される温度を一定に保つ方法も可能である。
【００３８】
熱交換器１０の加熱中に湯温検出器１８で検出される温度が異常な変化勾配を示す時は、熱交換器１０への空気噛み、あるいは加熱異常と判断して加熱を停止する〈Ｓ１５〉。出湯温度は湯温設定器３４で６０℃（＝ＴO）に設定されているものとする。従って加熱の開始を判断する所定値である下限値は、Ｔ1 ＝６０℃−１０℃＝５０℃である。そして上限値Ｔ２＝６０℃＋１０℃＝７０℃に定めている。加熱時間は標準状態（水温１５℃、混合水温４０℃）で５秒間となっており、前述のように、水温に応じて補正がされている。なお、タイマー３２が所定時間（５秒または５秒の補正値）を越えたら、タイムアップと見なし、停止動作に入る〈Ｓ１６〉。万が一、タイマー３２が故障したり、ガスバーナ３６の能力制御が故障して、湯温検出器１８で検出される温度が上限値（７０℃）を越えた場合は、直ちに温度優先で元電磁弁３８を閉成する停止動作に入る〈Ｓ１７〉。また、補完的に空気検出器１５で検出される温度が上限値（７０℃）を越えた場合も、直ちに温度優先で元電磁弁３８を閉成する停止動作に入る〈Ｓ１８〉。
【００３９】
加熱の停止に当たっては、元電磁弁３８が閉じられ〈Ｓ１９〉、さらに送風ファン３９が所定時間回転して排気ガスを完全に排出し、そして停止される〈Ｓ２０〉。また、水比例弁１７は所定時間バイパス経路を絞った後、全開にされる〈Ｓ２１〉。所定時間加熱した後の給湯停止後は、後沸きにより湯温検出器１８周辺の温度は若干上昇する。また、空気検出器１５周辺の温度はもっと上昇し、停止前と停止後の両者の温度の上下関係は逆転する。以後、加熱の停止した後は、湯温検出器１８で検出される温度が所定温度である下限値以下になる迄は燃焼は停止している。
【００４０】
以上のような動作により、給湯停止時の湯の温度を一定値に保持している。したがって一般の家庭用の給湯装置を想定すると、従来の給湯装置では配管長が５m程度のシステムで、端末の蛇口をひねってから約１５秒位かかって湯が供給されることが普通であったものが、本発明実施例品によれば５秒程度に短縮可能である。
【００４１】
従来の給湯装置は、保有水量等に起因する給湯装置自身の立ち上がりの時間が１０秒程度、また配管の保有水量を押し出す時間が５秒程度かかっていたが、本実施例品では給湯装置自身の立ち上がりの時間が短縮できるため、配管の滞留水の押し出し時間だけで済む結果となる。
【００４２】
この実施例では加熱手段として、ガスバーナ３６による加熱を例にとったが、石油バーナや電気的に加熱する他の手段であってもよい。
【００４３】
また、加熱調節手段としてガス比例弁３７と元電磁弁３８を例にとったが、これら以外のガス量調節手段であったり、各加熱手段に対応した各種の加熱調節手段であってもよい。
【００４４】
また、熱交換器近傍の温度を検出する温度検出手段としては、湯温検出器１８を例に取ったが、熱交換器１０の途中に別途設けてもよく、また湯温を直接検出しても、配管や熱交換器の外側の温度を検出してもよい。
【００４５】
また、流動検出手段は水量検出器１３を例に取ったが、給湯の開始、停止の操作スイッチと連動する間接的なものや、直接的なものと間接的なものの複合する形式であってもよい。
【００４６】
また、空気検出手段としてサーミスタを用いた電気的な方法を例にとったが、電極を用いた水位検出方式、メカ的なフロートを有した方式、空気の組成（例えば窒素）を検出する方式、水と空気の屈折率の差を利用したような光学的な方法など各種の方法が考え得る。
【００４７】
（実施例２）
図５に第２の実施例を示す。実施例１と実施例２では熱交換器への水の流入関係が逆となっている。熱交換器４７には、給水管４８と給湯管４９が接続されている。給水管４８には、水量検出器５０、水温検出器５１が設けられている。
【００４８】
熱交換器４７の上部の出口部分に、空気噛みを検出するとともに熱交換器４７を出た湯の温度を検出する空気検出器５２が設けられ、給湯管４９には水量制御弁５３などが設けられている。熱交換器４７を加熱するガスバーナ５４には、ガス比例弁５５と元電磁弁５６を介してガス管が接続されている。構造的には実施例１と異なりバイパス方式でないが、他の構成は同様であるので詳しい説明は割愛する。なお、空気検出器５２の構造は実施例１の図２に示すものと同一である。図６に空気検出器５２の動作を示す。この実施例２においては、空気検出器５２は空気噛みの検出と温度の検出と双方の役割を果たしている。まず空気検出器５２の加熱のための通電に先立ち、周囲温度の検出を行うための抵抗値に基づいて温度計測を行う(1)。次いで実施例１と同様に電圧を通常よりも上げ１秒間の加熱を行う(2)。更に、１秒間時間待ちをした後(3)、一回目の温度計測を抵抗値に基づいて行い(4)、更に３秒間待機してから二回目の温度計測をおこなう(5)。一回目の温度計測と二回目の温度計測の結果から温度変化を算出し、空気噛み状態か、水が満たされ正常な状態かを判定する。この判定時に記憶された(1)の温度を使い温度補償を行う。更に５秒間経過後は、通常の温度検出機能に切り変わり(6)、熱交換器で加熱された温水の温度を検出し、温度が低下したら所定時間ガスバーナを点火する動作に使用する。
【００４９】
この実施例においては、空気検出手段を熱交換器４７の上部に取り付けて構成されている。これは、熱交換器４７への空気の介在が確実に検出できる熱交換器上部に空気検出手段を設けることにより、空気噛み状態の検出の確実性を向上させるためである。そして、空気検出手段で空気噛みと温度を一つの手段で検出することにより、構成の簡素化を図っているものである。
【００５０】
この実施例では、空気噛みと温度を検出する空気検出手段として、サーミスタを用いた方式を例にとったが、光学的な方法や、一つ素子によらず空気検出と温度検出を別々の素子でおこなうものを構造的に一つ検出器として複合化して構成してもよい。
【００５１】
（実施例３）
図７に本発明の第３の実施例を示す。
【００５２】
給水管５７と給湯管５８が接続された熱交換器５９と、前記熱交換器５９を加熱する加熱手段として設けたセラミックヒータ６０と、このセラミックヒータ６０の加熱を調節する加熱調節器６１と、熱交換器５９の空気の存在を検出する電気的抵抗体への通電後の抵抗変化特性を利用した実施例１の図２と同様な空気検出器６２と、空気検出器６２で空気の介在を検出しているときはセラミックヒータ６０による熱交換器５９内の水の加熱を行わない停止時制御部６３を有する制御器６４を備え、温度設定器６５で設定した温度を得るべく、セラミックヒータ６０を制御している。
【００５３】
この実施例では、熱交換器５９に貯水ができる構造のため、流動検出器を備えていない。この熱交換器５９内に貯水され、セラミックヒータ６０で加熱された温水を給湯時に供給し、給湯の開始時に早く湯を供給する。また、熱交換器５９内部の沸き上げ温度を検出するとともに、異常温度上昇時には電源を元から切る温度検出器６６を備えている。そして、空気検出器６２を電気的抵抗体への通電後の放熱特性を利用することにより、メカ的なフロートで水位を検出する方式などと異なった可動部をなくし抵抗体で温度検出も可能とした給湯装置を実現している。また、空気検出器６２の温度補償を、実施例２の(1)と同様な制御で加熱前の空気検出器自身の抵抗値を検出しこれに基づいた温度を基に行っている。また、空気の介在の検出は、空気検出器６２への電気の一時的な通電による自己発熱と、この後の所定時間間隔を置いた複数時点の抵抗値に基づいて空気の介在を検出している。また、空気検出器６２は電気抵抗体への通電後の所定時間内は空気検出を、また所定時間経過後は温度検出を行う二つの機能を兼用している。なお、温度検出器６６の検出温度で、空気検出器６２の温度補償も行うことができる。
【００５４】
この実施例では、温度検出手段として沸き上げ温度の検出と安全のための温度検出を行う温度検出器６６を用いているが、一方のみの機能であってもよいし、熱交換器５９の外部表面に臨ませてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明の給湯装置によれば次のような効果が得られる。
【００５６】
（１）給湯の停止時に熱交換器への水の流動が停止していることを流動検出手段で検出して、温度検出手段で検出される温度が所定温度以下になったら加熱調節手段で加熱手段による熱交換器の加熱を開始し、予め定めた時間あるいは温度に達したら加熱を停止することにより、給湯の停止時に熱交換器が冷却されることを防止し、再給湯時に熱交換器内の保有水を加熱する時間を節約して、給湯装置本体だけで給湯時の端末における湯の供給を早く行える。また、空気検出器で空気噛みを検出している時は、加熱手段による熱交換器の加熱を行わないので、設置初期時や凍結防止のための水抜きの後などに熱交換器内に空気が噛んでいる時に加熱を行い、熱交換器が空焚きされることを防止して安全性の向上と耐久性維持を図ることができる。
【００５７】
また、空気検出手段は熱交換器内に挿入されたサーミスタを用い、一時的な通電による自己発熱とその後の温度変化によって空気の存在を検出するものとすることにより、簡単で可動部を有さない構成がとれ、コンパクト化と信頼性の向上が図れる。
【００５８】
（２）空気検出手段を熱交換器の加熱手段近傍の部分に取り付けることにより、空焚き時に早く温度が上昇する加熱手段に近い熱交換器部分の空気噛み状態が把握でき、迅速に的確な対応がとれる。
【００５９】
（３）熱交換器上部に空気検出手段を設けることにより、空気が少量であっても先に空気が溜まりやすい熱交換器の上部で空気噛みが確実に検出でき、空気噛み状態の検出の確実性化が図れる。
【００６０】
（４）給湯の停止時に熱交換器が冷却されることを防止し、再給湯時に熱交換器内の保有水を加熱する時間を節約して、給湯装置本体だけで給湯時の端末における湯の供給を早く行えるようにするとともに、空気検出器で空気噛みを検出している時は、加熱手段による熱交換器の加熱を行わないことにより、設置初期時や凍結防止のための水抜きの後などに熱交換器内に空気が噛んでいる時に、加熱を行い熱交換器が空焚きされることを防止するとともに、空気検出手段で空気噛み検出と温度検出の二つの機能が果たせ、構成の簡素化が図れる。
【００６１】
また、空気検出手段は熱交換器内に挿入されたサーミスタを用い、一時的な通電による自己発熱とその後の温度変化によって空気の存在を検出するものとすることにより、簡単で可動部を有さない構成がとれ、コンパクト化と信頼性の向上が図れる。
【００６２】
（５）給湯の停止時に熱交換器への水の流動が停止していることを流動検出手段で検出して、温度検出手段で検出される温度が所定温度以下になったら加熱調節手段で加熱手段による熱交換器の加熱を開始し、予め定めた時間あるいは温度に達したら加熱を停止することにより、給湯の停止時に熱交換器が冷却されることを防止し、再給湯時に熱交換器内の保有水を加熱する時間を節約して、給湯装置本体だけで給湯時の端末における湯の供給を早く行える。また、空気検出器で空気の介在を検出している時は、加熱手段による熱交換器の加熱を行わないことにより、設置初期時や凍結防止のための水抜きの後などに熱交換器内に空気が介在している時に加熱を行い熱交換器が空焚きされることを防止し、また、空気検出手段を電気的抵抗体への通電後の放熱特性を利用することにより、可動部をなくし、抵抗体で温度検出も可能とした給湯装置を実現できる。
【００６３】
また、空気検出手段は熱交換器内に挿入されたサーミスタを用い、一時的な通電による自己発熱とその後の温度変化によって空気の存在を検出するものとすることにより、簡単で可動部を有さない構成がとれ、コンパクト化と信頼性の向上が図れる。
【００６４】
（６）空気検出手段自身で温度検出も行うことにより、特に温度補償用の温度検出手段を設けることなく、的確な空気検出が行える。
【００６５】
（７）温度検出手段を別に有することにより空気の介在の検出と温度の検出が同時に行え、制御性が向上できるものである。
【００６６】
（８）自己発熱後の過渡的な状態を過ぎた時点で抵抗値を測定し、さらに所定時間経過後にもう一度抵抗値を測定することにより的確に放熱特性が把握でき、空気の介在が正確に判定できる。
【００６７】
（９）空気検出手段は電気的抵抗体への通電後の所定時間内は空気検出を、また所定時間経過後は温度検出を行うことにより、時間的な経過により一つの空気検出手段で空気検出と温度検出の二つの機能を果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の実施例１における給湯装置の概略構成図
【図２】  同給湯装置に用いた空気検出器の切り欠き断面図
【図３】  同給湯装置の要部動作のフローチャート
【図４】  同給湯装置の要部動作の説明図
【図５】  本発明の実施例２における給湯装置の概略構成図
【図６】  同給湯装置の要部動作の説明図
【図７】  本発明の実施例３における給湯装置の概略構成図
【図８】  従来の給湯装置の概略構成図
【符号の説明】
１０、４７、５９  熱交換器
１１、４８、５７  給水管
１２、４９、５８  給湯管
１３、５０  水量検出器（流動検出手段）
１５、６２  空気検出器（空気検出手段）
１８、６６  湯温検出器（温度検出手段）
３１、６４  制御器
３５、６３  停止時制御部
３６、５４  ガスバーナ（加熱手段）
３７、５５  ガス比例弁（加熱調節手段）
３８、５６  元電磁弁（加熱調節手段）
５２  空気検出器（空気検出手段、温度検出手段）
６０  セラミックヒータ（加熱手段）
６１  加熱調節器（加熱調節手段）
【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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【図８】
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