JPH0561646U - 給湯器の燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給湯器の断続使用時における出湯湯温の大幅
なアンダーシュートを防止して湯温の安定化を図る。 【構成】 給湯器の燃焼制御装置を点火動作部26と安全
動作部27を有して構成し、安全動作部27は温度比較演算
部24とタイマ25によって構成する。点火動作部26は流量
センサ13の信号によって給湯水栓の開閉状態を検出し、
再出湯時に給湯水栓が開けられたときには火炎検出の有
無に拘わらずガス弁６を開けて直ちに点火を行う。タイ
マ25は点火時からタイマ動作を開始し、所定の短時間経
過した後にタイムアップ信号を温度比較演算部24に加え
る。温度比較演算部24は出湯検出温度と入水検出温度と
の差を求めて熱交換器を通る水の温度上昇の有無を確認
し、温度上昇が見られないときにはミス点火状態と判断
してガス弁６を遮断する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、給湯器の再出湯時における湯温の安定化に適した給湯器の燃焼制御 装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図６は一般的な給湯器の模式構成を示したもので、燃焼室１内にはガスバーナ ２が設置され、このガスバーナ２の下側には給排気を行う燃焼ファン３が設けら れ、ガスバーナ２の上側には熱交換器４が設けられる。前記ガスバーナ２に通じ るガス供給通路５には電磁弁等からなるガス弁（燃料供給弁）６とガスの供給量 を弁開量によって制御する比例弁８が設けられており、また、熱交換器４の入側 には給水管10が接続され、この給水管10にはサーミスタ等の入水温度センサ11と 、水の流れと給水水量（出湯量）を検出する流量センサ13が設けられている。ま た、熱交換器４の出側には給湯管14が接続されており、この給湯管14の出側には 給湯水栓15が設けられている。そして、熱交換器４の出口近傍にはサーミスタ等 の出湯湯温を検出する出湯温度センサ16が設けられている。

【０００３】 前記入水温度センサ11と、流量センサ13と、出湯温度センサ16との各検出信号 は燃焼制御装置17に加えられており、燃焼制御装置17はこれらの検出信号を受け て給湯器の燃焼運転を行っている。

【０００４】 すなわち、燃焼制御装置17は、給湯水栓15が開けられて流量センサ13により給 水の水流が検知されたときに、燃焼ファン３を回転する。続いて、ガス弁６を開 け、燃料ガスをガスバーナ２に供給してイグナイタ電極18を駆動し、ガスの点火 を行う。そして、火炎検出センサとしてのフレームロッド電極20から加えられる 炎検出信号を受けて着火を確認し、設定温度と出湯温度との差に対応させて比例 弁８の弁開量を制御し、出湯湯温を設定温度に近づけるように燃焼量を制御する 。給湯水栓15が閉じられたときには、流量センサ13の検出信号（オフ信号）によ り通水停止を確認し、ガス供給通路５のガス弁６を閉じ、ガス供給の遮断を行う のである。

【０００５】 図４にはフレームロッド電極20を炎検出センサとした一般的な炎検出信号の出 力回路が示されている。このフレームロッド電極20の炎検出信号は主に、メイン コンデンサ21の充放電を利用して図５の（ａ）に示すような信号として発生され 、この信号は、信号処理されながら図５の（ｂ）に示す波形となってコンパレー タ22のマイナス入力端子に加えられる。そして、コンパレータ22で、基準電圧と 比較され、火炎が検出されている区間でオンとなり、火炎が検出されないときは オフとなる図５の（ｃ）に示す波形の炎検出信号が回路の出力端23から取り出さ れ、この信号はマイクロコンピュータ等からなる燃焼制御装置17に加えられる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

給湯器の使用に際し、例えば給湯器の湯を浴槽に落とし込んで湯張りを行うよ うな場合には、比較的長い時間給湯水栓15が開けられて、給湯器からの出湯が連 続的に行われるが、洗髪や台所での食器洗い等のときには給湯水栓15を頻繁に開 け閉めして湯の断続使用が行われる。

【０００７】 従来においては、湯の使用中に一旦給湯水栓15を閉め、短時間のうちに再び給 湯水栓15を開けて湯を出すような場合、一旦給湯水栓15を閉めたときには、フレ ームロッド電極20からの炎検出信号により炎が消えたことを確認して、ガス弁６ を開けて点火を行うようにしている。前記した如く、炎検出信号はメインコンデ ンサ21の充放電を利用して取り出されるものであるため、給湯水栓15を閉めてガ ス遮断が行われ、炎が消えても、メインコンデンサ21の充電状態の電荷が完全に 放電されるまで、つまり、フレームロッド電極20側からオフ信号が出力されるま でに、火が消えてから２秒あるいは３秒の長い時間が掛かる。その間に給湯水栓 15が開けられ、これに伴いガス弁６が開けられてガスが供給されてしまうと、燃 焼制御装置17はフレームロッド電極20側からオン信号が加えられているため、火 炎があるものと誤判断し、点火動作を行わないので、生ガス（燃焼されないガス ）がガスバーナ２から噴出し続けるという危険が生じる。この危険を防止するた め、点火を行うときには、必ずフレームロッド電極20側からオフ信号が加えられ るまで、つまり、メインコンデンサ21が放電し終わるまで待ってからガスを出し て点火を行うようにしている。

【０００８】 しかし、湯を使用中に、一旦給湯水栓15を閉じてから、短時間のうちに再び給 湯水栓15を開けて湯を再出湯するときや、図７に示す如く、ワンタッチ操作によ りレバー28を切り換えて給湯位置から給湯停止位置を経てシャワー位置に給湯水 栓（混合水栓）15を切り換えるときに、給湯水栓15が一旦閉められてからメイン コンデンサ21の放電が完了する前に再び開けられると、メインコンデンサ21の放 電が完了するまで、つまり、点火動作が行われるまでの間、給湯器の熱交換器４ 内に水が流れ続けることになる。このため、給湯管14内に溜まっていたやや温め の湯が出た後に、点火されない間に入り込んだ燃焼加熱されない低温の湯が続け て出湯するので、再出湯時の湯温変化が激しくなり、湯の使用者は、温めの湯が 出た後、急に冷たい湯が出、次に、点火後の設定温度の湯が出るという如く、温 度の高い湯と低い湯を受けて不快な思いをするという問題があった。

【０００９】 本考案は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、 給湯水栓が閉められてから極めて短時間のうちに再び開けられて再出湯されたと きに、フレームロッド電極側からオフ信号が出力されるまでの点火待ち時間内に 入り込む加熱されない水の出湯に起因する急激な湯温変化を防止し、再出湯時の 湯温の安定化を図ることができる給湯器の燃焼制御装置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、次のように構成されている。すなわち、 本考案は、バーナ燃焼の火炎検出を行う火炎検出センサと、熱交換器へ入る入水 温度を検出する入水温度センサと、熱交換器から出る出湯温度を検出する出湯温 度センサとを備え、給湯水栓が閉じられたときに燃料供給弁も閉じる方式の給湯 器の燃焼制御装置において、給湯中に給湯水栓が一旦閉められてから再び開けら れたときに火炎検出センサによる火炎検出の有無に拘わらず燃料供給弁を開けて 点火を行う点火動作部と、点火動作後所定時間経過したときに出湯検出温度と入 水検出温度とを比較し、熱交換器を通る水の温度上昇が確認されないときに燃料 供給弁を遮断する安全動作部とを有することを特徴として構成されている。

【００１１】

【作用】

上記構成の本考案において、給湯器の湯の使用中に、一旦給湯水栓を閉めてか ら再び短時間のうちに給湯水栓が開けられたときには、火炎検出センサの火炎検 出の有無に拘わらず、燃料供給弁を直ちに開けて点火を行う。この点火により、 給湯水栓が開けられて熱交換器内に新たに入り込む水はバーナ燃焼により直ちに 加熱されて設定温度の湯になって出湯されることとなり、給湯水栓が開けられて から火炎検出信号がオフになるまで点火待ちすることがないので、この点火待ち 時間内に熱交換器内に入り込んだ水が燃焼加熱されないまま出湯されるというこ とがなくなり、再出湯時に大幅な湯温変化のない安定した湯の給湯が可能となる 。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施例におい て、従来例と同一の部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。

【００１３】 本実施例の給湯器は前記図６に示したものと同様なシステムとなっており、従 来例と異なることは、給湯器の再出湯時における燃焼制御装置17の燃焼制御方式 を特有な構成としたことであり、それ以外の構成は前記従来例と同様である。

【００１４】 図１には本実施例の特徴的な燃焼制御装置17の要部部分のブロック構成が示さ れている。本実施例の燃焼制御装置17は、安全動作部27と、点火動作部26とを有 して構成されている。点火動作部26は流量センサ13からの信号を受けて、給湯水 栓15の開閉状態を検知する。流量センサ13からオフ信号が加えられたときには給 湯水栓15が閉じられたものと判断し、流量センサ13から流量検出信号が加えられ ているときには給湯水栓15が開状態にあるものと判断する。そして、給湯水栓15 が開かれたものと判断したときに、ガス弁６を開けてイグナイタ電極18をスパー ク駆動し、点火を行う。そして、この点火に際し、タイマ25に点火動作をしたこ とを知らせる。また、流量センサ13からオフ信号が加えられて給湯水栓15が閉じ られたものと判断したときには、ガス弁６を閉じて燃料ガスの遮断を行う。

【００１５】 前記安全動作部27は温度比較演算部24と適当数のタイマ25を備えて構成されて おり、タイマ25は点火動作部26の点火動作時から予め与えられた所定時間（数秒 間）のタイマ動作を開始し、タイマ動作開始時から設定された時間が経過したと きにタイムアップ信号を温度比較演算部24に加える。温度比較演算部24はこのタ イムアップ信号が加えられたときに、入水温度センサと出湯温度センサの検出信 号により、前記点火動作部26による点火動作によりガスバーナ２が正常に燃焼し ているか否かの判断を行い、正常に燃焼していないときにはガス弁６を遮断する 安全動作を行う。すなわち、温度比較演算部24は、入水温度センサ11と出湯温度 センサ16との各温度検出信号を受け、出湯検出温度Ｔ_H と入水検出温度Ｔ_C との 差Ｔ_H −Ｔ_C を求め、この温度差が所定値αを越えているとき、つまり、（Ｔ_H −Ｔ_C ）＞αのときにはガスバーナ２の燃焼が正常に行われているものと判断し 、燃焼状態を継続させる。これに対し、出湯検出温度と入水検出温度との差が所 定値α以下のとき、つまり、（Ｔ_H −Ｔ_C ）≦αのときには、熱交換器４を通る 水の温度上昇が認められず、ガスバーナ２の燃焼が行われていないものと判断し 、ガス弁６を直ちに遮断して燃料ガスの供給を停止する。

【００１６】 この実施例は上記のように構成されており、次に、給湯器の再出湯時における 動作を図２のタイムチャートおよび図３のフローチャートを参照して説明する。 図３のステップ101 における給湯燃焼状態では、給湯水栓15が開けられて、設定 温度の湯が出湯中の状態を示す。この状態で、ステップ102 で給湯水栓15が閉め られたか否かの判断が点火動作部26により行われる。流量センサ13から流量検出 信号が加えられている間は給湯水栓15は開けられたままの状態と判断する。流量 センサ13からオフ信号が加えられたときに、給湯水栓15が閉められたものと判断 し、タイマ25のタイマ動作を開始させる。ステップ103 ではタイマ25から例えば 図４のメインコンデンサ21の放電時間に対応するタイムアップ信号が加えられた か否かを判断し、タイムアップ信号が加えられたときには、ステップ105 で給湯 水栓15が再び開かれたか否かの判断を行い、給湯水栓15が再び開けられたときに は、フレームロッド電極20からの炎検出信号により、ガスバーナ２の火炎の有無 をステップ106 で判断する。火炎が検出されないときにはステップ107 で点火動 作を行い、ガスバーナ２の燃焼を行う。

【００１７】 これに対し、前記ステップ103 でタイマ25のタイムアップ信号が加えられない うちにステップ104 で給湯水栓15が再び開けられたことを検出したときには、フ レームロッド電極20からの火炎検出の有無に拘わらず、ステップ107 で点火動作 を行い、給湯燃焼（ガスバーナ２の燃焼）を行わせる。そして、ステップ109 で は、前記ステップ107 での点火動作をした後、タイマ25から所定時間（例えば数 秒間）のタイムアップ信号が加えられたときに、温度比較演算部24により、出湯 検出温度と入水検出温度との比較演算が行われ、その温度差（Ｔ_H −Ｔ_C ）が所 定の値αを越えているかの判断が行われる。温度差がαを越えているときには、 ガスバーナ２が正常に点火されて燃焼運転が円滑に行われているものと判断し、 給湯水栓15が閉じられるまで、その燃焼状態を継続する。これに対し、出湯検出 温度と入水検出温度の温度差（Ｔ_H −Ｔ_C ）がα以下のときには前記ステップ10 7 での点火動作がうまく行かずに点火ミスを生じたか、あるいは何らかの故障に より点火が行われなかったものと判断し、直ちにガス弁６を閉じて燃焼されない 生ガスがガスバーナ２からひき続き噴出するのを防止して安全を図る。

【００１８】 この実施例によれば、給湯器の使用中に一旦給湯水栓15を閉め、フレームロッ ド電極20側のメインコンデンサ21の放電が完了しないうちに、つまり、フレーム ロッド電極20側から火が消えているにも拘わらず炎検出信号（オン信号）が出力 されているときに、再び給湯水栓15が開けられたときには、炎検出の有無に拘わ らず、直ちにガス弁６を開けて点火動作を行うので、給湯水栓15が開けられた直 後からバーナ燃焼が行われて新たに熱交換器４に入り込む水を直ちに加熱して出 湯するので、従来の給湯器のように、給湯水栓15が開けられてから、加熱されな い冷たい湯が出るということがなくなり、図２の給湯温度の特性曲線に示される ように、従来例に較べ出湯温度の変化の極めて小さい安定した湯の給湯が可能と なり、気持ち良く、湯の使用を行うことができる。

【００１９】 なお、本考案は上記実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り 得る。例えば、上記実施例では、ガス燃焼式の給湯器を例にして説明したが、本 考案は、石油燃焼式の給湯器においても適用されるものである。

【００２０】 また、上記実施例では給湯器の湯の断続使用に際し、給湯水栓15が一旦閉めら れた後、短時間のうちに再び給湯水栓15が開けられたときに、フレームロッド電 極20からの炎検出信号の有無に拘わらず、直ちに点火動作を行うようにしたが、 フレームロッド電極20からの炎検出信号を確認して点火動作を行うようにしても よい。この場合は、例えば、前記図３において、給湯燃焼が行われているときに 、ステップ102 で給湯水栓15が閉められたときに、例えばメインコンデンサ21の 放電時間にほぼ一致させて第１のタイマを動作させ、このタイマ動作時間内にフ レームロッド電極20の炎検出信号（オン信号）を確認して点火動作を行わせ、こ の点火動作時から第２のタイマで所定時間のタイマ動作を行わせ、その第２のタ イマのタイムアップ信号を受けたときに前記実施例と同様に出湯検出温度と入水 検出温度との温度差を求めて熱交換器４を通る水の加熱が行われているか否かの 確認判断を行い、水の加熱がされていないときにガス弁６を遮断するようにして もよい。また、湯の断続使用でないようなときには、前記ステップ102 で給湯水 栓15が閉じられたときに、同様に第１のタイマを動作させ、このタイマのタイム アップ信号が出力された後に、つまり、メインコンデンサ21の放電が終了してい るにも拘わらずフレームロッド電極20から炎検出信号（オン信号）が出力されて いるときには、本来ならばフレームロッド電極からオフ信号が出力されるべきと ころ、オン信号が出力されているので、フレームロッド電極20の異常状態と判断 し、ガス弁６を開けての点火動作を中止するように構成してもよい。このときに は、フレームロッド電極20の異常を必要に応じ、制御装置17のリモコン等に表示 させるようにすることもできる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は、給湯器の使用中に、一旦給湯水栓が閉められてから短時間のうちに 再び給湯水栓を開けて湯を断続使用するときに、給湯水栓が再び開けられたとき には、火炎検出の有無に拘わらず、燃料供給弁を開けて点火を行うように構成し たものであるから、従来のように給湯水栓が開けられてから炎検出センサからオ フ信号が加えられるまで点火動作を待つという大きな待ち時間のロスがなく、こ の待ち時間中に熱交換器に流れる水が燃焼加熱されないまま出湯されて大きな湯 温の低下、つまり、大きな湯温のアンダーシュートを来たすということがなくな り、これにより、温度変化の小さい安定した湯を断続出湯させることができ、不 快な思いをすることなく、気持ち良く湯の断続使用を行うことが可能となる。

【００２２】 また、火炎検出の有無に拘わらず、燃料供給弁を開いて点火動作を行ったとき に、点火ミスが生じてバーナから燃料の生ガスが噴出しても、点火動作から所定 時間（例えば数秒間）経過したときに、出湯検出温度と入水検出温度との比較演 算により、給湯燃焼がされていないものと判断されたときには直ちに燃料供給弁 が閉じられて前記生ガスが噴出されたままの状態で放置されるという危険を防止 することができ、給湯器の使用に際しても安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る給湯器の燃焼制御装置の要部構成
を示すブロック図である。

【図２】同実施例の装置の動作を従来例との比較状態で
示すタイムチャートである。

【図３】同実施例の装置の動作を示すフローチャートで
ある。

【図４】フレームロッドを用いた炎検出信号の検出回路
の回路図である。

【図５】図４の回路の各部波形の説明図である。

【図６】一般的な給湯器のシステム図である。

【図７】カランとシャワーが接続された給湯水栓（混合
水栓）の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

11 入水温度センサ 13 流量センサ 15 給湯水栓 16 出湯温度センサ 24 温度比較演算部 25 タイマ 26 点火動作部 27 安全動作部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナ燃焼の火炎検出を行う火炎検出セ
   ンサと、熱交換器へ入る入水温度を検出する入水温度セ
   ンサと、熱交換器から出る出湯温度を検出する出湯温度
   センサとを備え、給湯水栓が閉じられたときに燃料供給
   弁も閉じる方式の給湯器の燃焼制御装置において、給湯
   中に給湯水栓が一旦閉められてから再び開けられたとき
   に火炎検出センサによる火炎検出の有無に拘わらず燃料
   供給弁を開けて点火を行う点火動作部と、点火動作後所
   定時間経過したときに出湯検出温度と入水検出温度とを
   比較し、熱交換器を通る水の温度上昇が確認されないと
   きに燃料供給弁を遮断する安全動作部とを有することを
   特徴とする給湯器の燃焼制御装置。