JPH10185304A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 追焚スイッチの解除を忘れた場合や過加熱傾
向になりやすい放熱ロスの少ない地域においても、有効
に保温機能を発揮できるように湯温変化に応じて循環ポ
ンプを起動させるための保温時間を変化させられるよう
にした給湯装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 追焚用熱交換器１９と、この熱交換器と
浴槽１４とを接続する往き管１５及び戻り管１６と、循
環ポンプ２０と、前記熱交換器を加熱する燃焼装置５
と、この燃焼装置及び循環ポンプを制御する制御手段３
０を中心とする制御装置Ｓとを備え、この制御手段３０
により追焚運転及び追焚後の保温運転を行うようにした
給湯装置Ｂにおいて、保温運転中は、制御手段３０が熱
交換器１９の戻り管１６側に設けられた温度検出手段３
２で検出された湯温に基づいて保温運転中における循環
ポンプ２０を駆動させる周期を自動的に修正変化させる
ようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湯張り機能、追い
焚き機能及び保温機能を有する貯湯式の給湯装置の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の貯湯式の給湯装置は、実開昭６２
−１７３６５６号公報に開示されているように、外装ケ
ース内において、内部に熱交換器を兼ねた燃焼室を有す
る温水貯留用の缶体と、燃焼室に臨ませたバーナと、缶
体の上下に接続された給湯管と、給水管及び缶体内に設
けられた追焚用の熱交換器とを備え、この追焚用の熱交
換器が浴水循環路を介して浴槽に配管接続されている。
また、この種の追焚機能及び保温機能を有する貯湯式の
給湯装置の制御装置には、例えば、実公平２−９３３３
号公報や実公平３−５４３６５号公報で開示されている
ように、保温運転中は通常、一定時間毎（即ち固定のイ
ンターバル）で循環ポンプを運転し、ボイラー（即ち追
焚用の熱交換器）へ戻る浴槽の湯温に基づいて、浴槽の
湯温が設定された温度になるような保温運転、即ちバー
ナの燃焼を制御して保温していた。追焚機能は、循環ポ
ンプにより浴槽内の湯が給湯機の追焚用熱交換器内に強
制循環され、この熱交換器で加熱されることにより行わ
れるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、寒冷地
や極寒地では周囲の寒さに対する快適性の創造のために
風呂内に温水式の床暖房設備を施していたり、断熱性の
良い壁材や浴槽等で浴室を形成したりする等の寒冷地対
策を施している関係上、放熱ロスが極力抑制され、浴槽
の保温性能はその他の地域に比べて良好なことが多い。
このような放熱ロスの少ない場合には、一定時間毎（固
定のインターバル）によるポンプ循環では、浴槽内の湯
温が低下していないにも拘わらず、外気若しくは土間の
冷気に晒されたボイラー側で検出される湯温は低下して
いるので、制御装置では戻り湯温が低下したので燃焼を
開始して加熱（保温）運転を行うように指示する。この
加熱運転のため、浴槽内の湯が必要以上に加熱されてし
まうこととなる。尚、この加熱運転は熱交換器側の湯温
の安定時に燃焼が停止して再び一定時間の待機状態にな
る。このような保温運転が一定時間毎に繰り返される
と、保温運転そのものの機能即ち設定温度付近での保温
の領域を越えて浴槽内の湯温は設定温度よりも上昇する
傾向になり、加熱量が放熱量を上回る過加熱状態になり
やすい。特に、追焚機能を指示する追焚スイッチの操作
後にこのスイッチの解除を忘れた場合には、この固定の
温水循環インターバル毎に保温機能が働いてしまうの
で、湯温の過度の温度上昇がより発生しやすくなり、浴
槽湯温が暑すぎたり火傷をしたりする等の危惧があり、
結果的に高温エラーで異常として検出されて、ボイラー
が停止してしまう不具合が発生していた。

【０００４】そこで本発明では、追焚スイッチの解除を
忘れた場合や過加熱傾向になりやすい放熱ロスの少ない
地域においても、有効に保温機能を発揮できるように湯
温変化に応じて循環ポンプを起動させるための保温時間
を変化させられるようにした給湯装置を提供することを
目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
は、追焚用熱交換器と、この熱交換器と浴槽とを接続す
る往き管及び戻り管と、循環ポンプと、前記熱交換器を
加熱する燃焼装置と、この燃焼装置及び循環ポンプを制
御する制御装置とを備え、この制御装置にて追焚運転及
び追焚後の保温運転を行う給湯装置において、保温運転
中は、前記制御装置が前記熱交換器の戻り管側に設けら
れた温度検出手段で検出された戻り湯の温度に基づいて
前記循環ポンプを駆動させる周期を変化させるようにし
たものである。

【０００６】本発明の請求項２の発明は、保温運転中に
循環ポンプを駆動させたときに温度検出手段で検出され
た湯温が追焚温度設定手段で設定された設定温度よりも
高い場合には、制御装置にて追焚運転終了後から次回の
循環ポンプを駆動させるまでの待機時間を長くすべく自
動修正するようにしたものである。

【０００７】本発明の請求項３の発明は、制御装置は、
検出温度が設定温度よりも高いときの温度偏差が前回偏
差若しくは基準偏差と比べて大きければ待機時間を長く
し、小さければ待機時間を短くするようにしたものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に実施例により本発明を更に詳
しく説明するが、本発明はこれらによって限定されるも
のではない。以下、本発明の実施例を図１乃至図６に基
づいて説明する。図１は本発明の一実施例を示す給湯装
置として石油給湯機の全体構成を示す断面図、図２は温
水循環回路の一実施例を示す温水回路図、図３は燃焼装
置及び循環ポンプを制御する制御手段を中心とする制御
装置のブロック回路図、図４は保温運転中における保温
時間変更の概略を示す主要なフローチャート、図５は図
４のその他の処理の概略を示すフローチャート、図６は
図４のその他の処理の概略を示すフローチャートであ
る。

【０００９】図１及び図２において、１は石油給湯機の
本体を構成する外装ケース、２は温水を貯留する給湯用
の缶体でありこの缶体２の内部には燃焼室３がある。４
は缶体２と燃焼室３との間に設けられる温水を貯留する
ための液室、５は燃焼室３に臨ませた燃焼装置の主体と
してのバーナ、６は燃焼室３の排気を煙管７を介して外
装ケース１の外部に排出する排気装置、８、９はそれぞ
れ缶体２から湯を供給する第１の給湯管、第２の給湯
管、１０は缶体２に水を供給する給水管である。ここで
いう燃焼装置は更に具体的にはバーナ５の他に、後述す
る燃料ポンプ３６及び燃料噴出用のノズル、点火装置３
７、着火検出装置（フレームロッド）、送風機３８等で
構成される。

【００１０】排気装置６は、外装ケース１内の燃焼室３
の上方に収容された消音装置１１と、この消音装置１１
に連通し外装ケース１よりも上方に突出させた排気トッ
プ１２とからなり、燃焼室３で缶体２（詳しくは液室
４）内の湯水及び後述する追焚用熱交換器１９と熱交換
を終えた燃焼ガス（これを排気ガスという）を消音装置
１１で消音及び冷却し、排気トップ１２より大気中に放
出するものである。

【００１１】１３は第１の給湯管８に複数接続された給
湯栓等の給水設備、１４は浴槽、１５は浴槽１４と熱交
換パイプ１９の出口側とを接続する温水注入管を兼用す
る浴水往き管、１６は浴槽１４と熱交換パイプ１９の入
口側とを接続する温水戻り管を兼用する浴水戻り管であ
り、往き管１５にはミキシングバルブ１７及び逆止弁付
の保護バルブ１８を介して第２の給湯管９が、戻り管１
６には循環ポンプ２０が、それぞれ接続してある。

【００１２】缶体２（詳しくは液室４）内には、入口側
が浴水戻り管１６に接続され出口側が浴水往き管１５に
接続された追焚用熱交換器としての熱交換パイプ１９が
収容されており、この熱交換パイプ１９の出口側は保護
バルブ１８を介して往き管１５と接続されており、浴槽
１４、浴水戻り管１６、循環ポンプ２０、熱交換パイプ
１９、保護バルブ１８及び浴水往き管１５にて環状の追
焚用循環水路が構成される。また、給水管１０は缶体２
の液室４に接続される缶体給水管２１とミキシングバル
ブ１７とに接続するバルブ給水管２２とに分岐されてい
る。尚、給水管１０は、給湯用のミキシングバルブ（図
示せず）にも接続される。

【００１３】因みに追焚用循環水路において、浴槽１４
内の湯は循環ポンプ２０の駆動により戻り管１６から熱
交換パイプ１９に送り込まれて、缶体２内の高温の温水
と間接的に熱交換された後、保護バルブ１８及び往き管
１５を介して浴槽１４に戻されることによって、追焚動
作（運転）が行われるものである。

【００１４】次に燃焼装置及び循環ポンプを制御する制
御装置のブロック回路図（図３）を参照して、制御装置
の概略構成を説明する。Ｓは本発明の主体的構成要素で
ある制御手段３０を中心とする制御装置であり、制御手
段３０はタイマ、記憶手段としてのＲＯＭやＲＡＭを備
えるマイクロコンピュータ（以下単にマイコンという）
で構成されている。制御手段即ちマイコン３０は、入力
信号に基づいて各種負荷の動作を制御するための制御信
号を出力するものである。

【００１５】この制御手段３０の入力側には、浴槽１４
内の水位を検出するための圧力センサ３１と、熱交換パ
イプ１９の入口側に設けられ戻り湯の温度を検出するサ
ーミスタ等の温度検出手段３２と、液室４の高温の温水
の過度の温度上昇を検出して燃焼運転を強制的に停止さ
せるための安全装置の一部を構成する過熱検出手段３３
と、給湯装置Ｂに運転開始及び停止を指示する運転スイ
ッチ３４と、追焚運転の開始及び停止を指示する追焚ス
イッチ３５とが接続されている。また制御手段３０の出
力側には、燃焼装置５を構成する電気部品即ち燃料ポン
プ３６、点火装置３７及び送風機モータ３８と、循環ポ
ンプ２０（詳しくはポンプモータ３９）並びに各種弁４
０が接続され、その出力信号によって燃焼装置５及び循
環ポンプ２０の動作を制御して、燃焼運転と温水循環等
を主体的に制御する。

【００１６】以上の構成により図４乃至図６に基づき制
御手段３０の各種動作処理について簡単に説明する。

【００１７】まず運転スイッチ３４をＯＮして運転開始
を指示すると、使用者による給湯操作若しくは追焚運転
に備えて、給湯用の温度センサの検温後、送風機モータ
３８に運転開始信号を出力しプレパージ時間後に、点火
装置３７にも運転開始信号（即ち点火信号）を出力し
て、プレイグニッション時間後に燃料ポンプ３６に運転
開始信号を出力して、バーナ５に点火して給湯装置Ｂの
燃焼動作を開始させる。この燃焼動作により、液室４に
貯留される水が燃焼室３で発生する燃焼ガスと間接的に
熱交換して加熱され、温水温度が所定温度（例えば６０
度）になるまで燃焼を継続する。

【００１８】使用者が給湯操作を行うと、液室４に貯留
された高温の温水と給水管１０から供給される水とが図
示しないミキシングバルブにて適宜混合されて所望の湯
温に調整された状態で給湯栓１３から給湯される。浴槽
１４に対応させて設けた給湯栓１３に対してこの給湯操
作を行えば、いわゆる手動操作による湯張運転ができ
る。

【００１９】手動での湯張運転（操作）を行わずに追焚
スイッチ３５をＯＮして追焚運転を指示すると、まず制
御手段３０は浴槽１４内の水位を検出するために循環ポ
ンプ２０を駆動する。このポンプの駆動によって圧力セ
ンサ３１で検出される圧力が所定水位以上であることを
示す圧力になるまで、制御手段３０は循環ポンプ３０を
運転するとともに、ミキシングバルブ１７に設けた電磁
弁（図示せず）を開放して、液室４に貯留した高温の温
水を第２の給湯管９から保護バルブ１８を介して浴水往
き管１５に供給して、浴槽１４に強制的に給湯する（こ
の強制的な給湯のことを通常は自動湯張運転と称す
る）。

【００２０】この自動湯張運転によって浴槽１４内に所
定水位以上まで給湯されると、圧力スイッチ３１がこの
圧力を検出するので、制御手段３０は自動湯張運転を停
止する。即ち、ミキシングバルブ１７の電磁弁を閉塞し
て、液室４からの高温の温水供給を停止する。そして引
き続き循環ポンプ２０を駆動して、浴槽１４内の温水を
戻り管１６を介して熱交換パイプ１９に循環させる。こ
のとき、温度検出手段３２で検出される戻り湯の温度
（以下この戻り湯の温度を浴槽温度と称する）が図示し
ない風呂用リモコンに設けた追焚温度設定手段で適宜設
定される所望の設定温度（例えば４２度）になっていれ
ば、保温運転に移行し、所望の温度になっていなければ
そのまま図４にステップＳ１で示す追焚運転に移行し
て、浴槽１４の湯の加熱が開始される。追焚運転は、制
御手段３０の追焚開始指令に基づき駆動する循環ポンプ
２０により、浴槽１４内の湯が給湯装置Ｂの追焚用熱交
換器（即ち熱交換パイプ）１９内に強制的に循環される
一方、燃焼装置への燃焼運転開始指令により燃焼室３内
に発生する燃焼ガスが、この熱交換パイプ１９において
液室４内の高温の温水と間接的に熱交換して戻り湯を加
熱することにより徐々に追焚動作が行われるものであ
る。

【００２１】図４において、追焚運転に移行後、ステッ
プＳ２では浴槽温度（詳しくは熱交換パイプ１９への戻
り湯の温度）が所望の設定温度（ここでは４２度）未満
か否かが判断され、設定温度未満であれば追焚運転を継
続し、設定温度以上であればステップＳ３で浴槽温度が
過加熱防止温度（例えば５０度）未満か否かが判断さ
れ、過加熱防止温度（ここでは５０度）未満であればス
テップＳ５で循環ポンプ２０（詳しくはポンプモータ３
９）を停止してステップＳ６へ移行し、５０度以上であ
ればステップＳ４へ移行して、浴槽の湯温が何らかの原
因で異常高温に到達し入浴行為が危険であることを示す
高温エラー表示をセットする一方、燃焼装置５の運転を
強制的に停止して給湯装置Ｂを安全側に移行する。

【００２２】ステップＳ６では、浴槽温度が設定温度以
上になっているので（温度偏差Ｔｄ＝浴槽温度−設定温
度）を演算記憶し、次のステップＳ７でこの温度偏差Ｔ
ｄが基準偏差より高いか否かが判断され、温度偏差Ｔｄ
が高ければ保温時間を長くするようにステップＳ８でタ
イマに保温時間を６０分でセットしてステップＳ１２に
移行し、温度偏差Ｔｄが高くなければステップＳ９へ移
行する。

【００２３】ここで本実施例においては、基準偏差とし
て第１の偏差（例えば２度）とこの第１の偏差よりも小
さい第２の偏差（例えば１度）との２つの偏差を用意す
るとともに、３段階の保温時間（例えば最長の６０分、
中間長の４０分及び最短の２０分の三保温時間）を用意
して、温度検出手段３２で検出された浴槽温度（即ち戻
り湯の温度）に基づいて循環ポンプ２０（詳しくはポン
プモータ３９）を駆動させる周期を変化させるようにし
ている。

【００２４】その結果として、戻り湯の温度の変化状態
に応じた周期で保温運転中における浴槽湯のポンプ循環
を行うことができるので、給湯装置Ｂを設置する環境に
応じた保温運転をおこなうことができるようになり、給
湯装置Ｂとしての汎用性が向上した。

【００２５】ステップＳ９では、温度偏差Ｔｄが第２の
偏差（ここでは１度）より高いか否かが判断され、温度
偏差Ｔｄが１度より高ければ保温時間を中間長の長さに
するようにステップＳ１０でタイマに保温時間を４０分
にセットしてステップＳ１２へ移行し、温度偏差Ｔｄが
１度より高くなければステップＳ１１で保温時間を最短
の長さにするようにタイマに保温時間を２０分にセット
してステップＳ１２へ移行する。

【００２６】このように、保温運転中における循環ポン
プ２０の駆動インターバルが戻り湯温の変化に合わせて
設定温度よりも高ければ高いほど長くなるように自動修
正されることから、浴槽１４の放熱ロスの大小をこの戻
り湯の変化状況より判断することができ、放熱ロスの大
小に合わせた保温運転を行うことができるようになり、
従来よりも効率的で且つ過加熱状態を抑制した保温がで
きるようになった。

【００２７】また、追焚スイッチ３５を切る操作を忘れ
た場合でも、浴槽温度の変化状況如何に応じて保温時間
を自動修正できるので、浴槽温度が高くなればなるほど
保温時間も長くなりこのスイッチ切り忘れによる温度上
昇をも抑制することが可能となり、給湯装置の追焚制御
としての運転制御精度及び安全性が向上する。

【００２８】特に、温度偏差の大小如何に応じて随時、
保温運転中における循環ポンプを駆動させるまでの待機
時間を自動修正するため、浴槽１４の周囲状況や残り湯
状況等の変化に合わせたきめ細かな保温運転が行えるも
のである。

【００２９】ステップＳ１２では、図５に詳述したよう
な追焚運転後の保温運転が行われる。即ち、図５におい
て、保温運転に移行すると、ステップＳ２１でタイマに
よる保温時間（ここでは最短の２０分で説明する）が経
過したか否かが判断され、２０分が経過するまでこの状
態を継続し、２０分の経過後にステップＳ２２にて制御
手段３０は循環ポンプ２０（詳しくはポンプモータ３
９）を駆動させる信号を出力し、ステップＳ２３へ移行
する。

【００３０】ステップＳ２３では、図６に詳述したよう
な浴槽温度を検出するための待機モードになる。この待
機モードとは、戻り湯が浴槽１４から熱交換パイプ１９
の入口側まで供給され温度検出手段３２での検出される
浴槽温度を安定させるために必要な時間だけ待機するこ
とであり、具体的にはポンプ駆動後検出温度をサンプリ
ングするまで待機するモードのことであり、待機時間は
例えば３０秒間に設定してある。

【００３１】図６において、待機モードに移行すると、
ステップＳ３１で待機時間（３０秒間）が経過したか否
かが判断され、３０秒が経過するまでこの状態（ポンプ
駆動状態）を継続し、３０秒の経過後にステップＳ３２
にて制御手段３０は温度検出手段３２より検出信号を入
力して浴槽温度が設定温度（ここでは４２度）以下か否
かを判断し、設定温度（４２度）以下であれば、追焚運
転に継続してステップＳ３３で燃焼制御を行ってステッ
プＳ３２に復帰し、設定温度の４２度を越えればステッ
プＳ３４で循環ポンプ２０を停止する信号を出力して、
図４に示すステップＳ１の追焚運転に復帰する。

【００３２】以下、図４乃至図６に示す一連の動作を繰
り返して、浴槽１４の追焚運転、保温運転が実行される
ものである。

【００３３】尚、上述の実施例において保温時間の決定
のために２つの基準偏差を用いる例を示したが、特にこ
の２つの基準偏差に限定されるものではなく、前回の温
度偏差を記憶し、保温時間修正を行った後、記憶した前
回の温度偏差と次回循環インターバル時の温度偏差との
大小関係で保温時間を自動修正するようにしても同様の
効果を奏する。また、給湯動作における所定温度や追焚
運転における設定温度や待機時間等は本実施例の数値に
限定されるものではない。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に記載の給湯装置によれば、追
焚用熱交換器の戻り管側に設置された温度検出手段で検
出した浴槽からの戻り湯の温度（湯温）に基づいて、制
御装置で保温運転中における循環ポンプを駆動させる周
期を変化させるようにしたので、戻り湯温の変化状態に
応じた浴槽湯のポンプ循環を行うことができ、給湯装置
を設置する環境に応じた保温運転をおこなうことができ
るようになり、給湯装置としての汎用性が向上する。

【００３５】請求項２に記載の制御装置によれば、請求
項１の効果に加えて、保温運転中における循環ポンプの
駆動インターバルが戻り湯温の変化に合わせて設定温度
よりも高ければ高いほど長くなるように自動修正される
ことから、浴槽の放熱ロスの大小をこの戻り湯の変化状
況より判断することができ、放熱ロスの大小に合わせた
保温運転を行うことができるようになり、従来よりも効
率的で過加熱状態を抑制した保温ができる。

【００３６】請求項３に記載の給湯装置によれば、請求
項１及び２の効果に加えて、温度偏差の大小如何に応じ
て随時、保温運転中における循環ポンプを駆動させるま
での待機時間を自動修正するため、浴槽の周囲状況や残
り湯状況等の変化に合わせたきめ細かな保温運転を行え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す給湯装置として石油
給湯機の全体構成を示す断面図である。

【図２】 温水循環回路の一実施例を示す温水回路図で
ある。

【図３】 同じく燃焼装置及び循環ポンプを制御する制
御手段を中心とする制御装置のブロック回路図である。

【図４】 保温運転中における保温時間変更の概略を示
す主要なフローチャートである。

【図５】 図４のその他の処理の概略を示すフローチャ
ートである。

【図６】 同じく図４のその他の処理の概略を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

Ｂ 石油給湯機（給湯装置） Ｓ 制御装置 １ 外装ケース ２ 缶体 ４ 液室 ５ バーナ（燃焼装置） １４ 浴槽 １５ 往き管 １６ 戻り管 １９ 熱交換パイプ（追焚用熱交換器） ２０ 循環ポンプ ３０ マイクロコンピュータ（制御手段） ３２ 温度検出手段 ３５ 追焚スイッチ ３９ ポンプモータ

フロントページの続き (72)発明者 吉澤 勇一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 藤生 博巳 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 追焚用熱交換器と、この熱交換器と浴槽
   とを接続する往き管及び戻り管と、循環ポンプと、前記
   熱交換器を加熱する燃焼装置と、この燃焼装置及び循環
   ポンプを制御する制御装置とを備え、この制御装置にて
   追焚運転及び追焚後の保温運転を行う給湯装置におい
   て、保温運転中は、前記制御装置が前記熱交換器の戻り
   管側に設けられた温度検出手段で検出された戻り湯の温
   度に基づいて前記循環ポンプを駆動させる周期を変化さ
   せることを特徴とする給湯装置。
2. 【請求項２】 前記制御装置は、保温運転中に循環ポン
   プを駆動させたときに前記温度検出手段で検出された湯
   温が追焚温度設定手段で設定された設定温度よりも高い
   場合には、追焚運転終了後から次回の循環ポンプを駆動
   させるまでの待機時間を長くすることを特徴とする請求
   項１に記載の給湯装置。
3. 【請求項３】 前記制御装置は、検出温度が設定温度よ
   りも高いときの温度偏差が前回偏差若しくは基準偏差と
   比べて大きければ待機時間を長くし、小さければ短くす
   ることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載
   の給湯装置。