JPH1194360A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス料金の徴収にかかる手間を少なくする。 【解決手段】 出湯温制御を行ない（Ｓ５）出湯温度を
設定温度に近づけると共に、出湯温制御で２００msec毎
に求めた必要熱量から消費する熱量を算出して（Ｓ６）
積算していく（Ｓ７）。その後、積算熱量Ｅが７５kcal
に達すると（Ｓ８：ＹＥＳ）、カード制御部３３に減算
指令信号を送信してカード制御部３３の記憶する残高か
ら１円減算させると共に（Ｓ９）、その引き換えに７５
kcalの熱量の消費を可能とする（Ｓ１０）。その後ＩＣ
カード４０に記憶される残高が無くなると、運転許可信
号が受信されなくなるため（Ｓ１１：ＮＯ）消火制御を
行なって（Ｓ１３）出湯運転を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は通水される水をガス
の燃焼熱により加熱して出湯する給湯器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、通水される水をガスの燃焼熱
により加熱して出湯する給湯器が知られている。特に最
近では、ワンルームマンション等の一人暮らしに適した
集合住宅において、キッチンには電気こんろを設置し、
ガス器具としては給湯器のみを設置するケースが増えて
きている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したような集合住
宅では、住人から給湯器に使用したガス料金を徴収する
必要があるが、各部屋のガス使用量をそれぞれ検針する
のに多大な手間がかかるだけでなく、一人暮らしのため
部屋が留守であることが多くガス料金の徴収が困難であ
るといった問題があった。本発明の給湯器は上記課題を
解決し、ガス料金の徴収にかかる手間を少なくすること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１記載の給湯器は、通水される水を燃料ガス
の燃焼熱により加熱するバーナと、上記バーナへのガス
供給路を開閉する開閉弁と、上記バーナへのガス供給量
を調整するガス量調整弁と、出湯温度を設定温度に近づ
けるために必要な単位時間あたりの熱量或いはそれに対
応する値を算出し、その算出値が得られるように上記ガ
ス量調整弁を駆動制御するガス量制御手段と、を備えた
給湯器において、前払い金額に対応した残高データが記
憶されたカードが挿入されることにより該カードから該
残高データを読み込むカードリーダと、上記開閉弁の開
弁動作を禁止する開弁禁止手段と、上記残高データが所
定値以上の場合には、該残高データから所定の単位値減
算する引き換えに、上記ガス量制御手段により算出した
上記算出値或いはそれに対応する値の積算値が所定の使
用可能値に達するまでの間上記開弁禁止手段を無効にす
る開弁許可手段とを備えたことを要旨とする。

【０００５】上記課題を解決する本発明の請求項２記載
の給湯器は、請求項１記載の給湯器において、上記カー
ドはＩＣカードであることを要旨とする。

【０００６】上記課題を解決する本発明の請求項３記載
の給湯器は、請求項１又は２記載の給湯器において、上
記カードリーダを備えるカード装置と上記バーナを備え
る器具本体とを別体で設け、両者をデータ通信可能に接
続したことを要旨とする。

【０００７】上記課題を解決する本発明の請求項４記載
の給湯器は、請求項３記載の給湯器において、上記カー
ド装置を上記器具本体から着脱可能とすると共に、該器
具本体に該カード装置が一度でも接続されたことがある
かどうかを記憶する記憶手段を備え、該カード装置が一
度も接続されたことがない状態では上記開弁禁止手段を
無効にすることを要旨とする。

【０００８】上記構成を有する本発明の請求項１記載の
給湯器は、前払い金額に対応した残高データが記憶され
たカードが挿入されるとそのカードから残高データを読
み込む。残高データが所定値以上の場合には、開弁禁止
手段を無効にして開閉弁を開弁可能にするため燃焼運転
可能な状態となる。そして燃焼運転が開始されると、残
高データから所定の単位値減算し、出湯温度を設定温度
に近づけるために必要な単位時間あたりの熱量或いはそ
れに対応する値を算出し、その算出値が得られるように
ガス量調整弁を駆動制御すると共に、その算出値或いは
それに対応する値の積算値が所定の使用可能値に達する
までの間開弁禁止手段を無効にして開閉弁を開弁可能と
する。その後、残高データが所定値未満まで減少した場
合には、開弁禁止手段が有効になるため開閉弁の開弁動
作が禁止されて燃焼運転不可能となる。このような構成
により、残高データが所定値以上ある状態でのみ燃焼運
転が可能となるため、例えば給湯器の使用者からその使
用料金を前払いで徴収し、その前払い金額に応じてカー
ドの残高データを更新するシステムにすれば、器具の使
用料金を前払いで確実に徴収することができる。尚、こ
こでいう出湯温度を設定温度に近づけるために必要な単
位時間あたりの熱量或いはそれに対応する値とは、ガス
量調整弁の駆動制御量を導き出すための値であり、その
駆動制御量に対応する値である。また、ガス量制御手段
により算出した算出値或いはそれに対応する値とは、ガ
ス量調整弁を駆動制御することにより得られた制御結果
（例えば水に与えた熱量）を含むものである。

【０００９】更に、上記構成を有する本発明の請求項２
記載の給湯器は、ＩＣカードを用いることにより、残高
を更新する場合にはデータを繰り返し書き換えて同一の
カードを長期間使用できるため、新たなカードを発行し
なくてもよくカードの発行コストを低減させることがで
きる。また、カードリーダをコンパクトにすることがで
きる。

【００１０】更に、上記構成を有する本発明の請求項３
記載の給湯器は、カードリーダを備えるカード装置とバ
ーナを備える器具本体とを別体で設け、両者をデータ通
信可能に接続することで、器具本体を屋外に設置した場
合にもカード装置を室内に設置することができる。

【００１１】更に、上記構成を有する本発明の請求項４
記載の給湯器は、カード装置を器具本体から着脱可能と
すると共に、器具本体にカード装置が一度も接続された
ことがない状態では開弁禁止手段を無効にする。そのた
め、従来の後払いで使用料金を徴収する使用形態では、
器具本体にカード装置を一度も接続しなければそのまま
閉弁禁止手段を作動せずガスを使用することができ、他
方前払いで使用料金を徴収する使用形態では、カード装
置を一度でも接続すればその機能を維持する。従って、
同じ器具本体を使用形態に応じて使い分けることができ
る。しかも、開弁禁止手段を無効にするのはカード装置
が一度も接続されたことがない状態であり、使用料金の
徴収が必要な使用形態ではカード装置を外しても自由に
使用することができないため、不正使用を防止すること
ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の給湯器の好適
な実施例について説明する。図１は、使用料金の前払い
システムを実現する本発明の一実施例としての給湯器の
概略構成図である。この給湯器１０は、給水路１１と出
湯路１２とが接続される熱交換器１３と、熱交換器１３
を流れる水を加熱するためのバーナ１４と、燃焼制御を
司る給湯制御部１５とを備える。そして、給水路１１に
は入水流量を検出する流量センサ１６と入水温度を検出
する入水温度センサ１７とが、出湯路１２には出湯温度
を検出する出湯温度センサ１８が設けられる。またバー
ナ１４にガスを供給するガス供給路１９には、流路を開
閉するメイン電磁弁２０，元電磁弁２１と、通電量に応
じて開度が変化してガス供給量を調節する比例弁２２と
が設けられる。

【００１３】給湯制御部１５は、図示しない周知の算術
論理演算回路を構成するＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭと、各
種センサからの信号を入力する入力インタフェースと、
各種アクチュエータに駆動信号を出力する出力インタフ
ェース等から構成される。そして、出湯温度を設定温度
（本実施例では６０℃固定）に近づけるため、２００ms
ec毎に入水流量，入水温度，出湯温度を検出し、それら
の検出値に基づいてバーナの燃焼量を制御するといった
出湯温制御を行なう。即ち、検出した入水流量，入水温
度の水を設定温度まで加熱するための熱量を演算し（い
わゆるフィードフォワード演算）、更に出湯温度と設定
温度との偏差からフィードフォワード演算値を補正して
（いわゆるフィードバック演算）必要熱量を求め、比例
弁２２をその必要熱量が得られるような開度に制御す
る。

【００１４】また、給湯器１０にはカード装置３０が接
続される。給湯器１０とカード装置３０とは通信ケーブ
ルを介して接続されており、屋外設置型の給湯器１０で
あってもカード装置３０は室内に設置可能となってい
る。このカード装置３０は、ＩＣカード４０に記憶され
るデータの読み込み及び書き換えをするためのリードラ
イト部３１と、残高度数を表示する表示部３２と、これ
らを制御するカード制御部３３とからなる。

【００１５】ＩＣカード４０は複数のデータを記憶する
ためのＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）を内蔵したもの
で、カード表面にはリードライト部３１と電気的に接続
するための端子４１を備える。ＥＥＰＲＯＭには、前払
いされた金額を表わす残高データが１０円単位で記憶さ
れている他、カード所有者を特定する所有者データとし
て、使用地域を識別するための地域コード，供給業者を
識別するための供給者コード，管理業者を識別するため
の管理人コード，部屋番号等を表わす住人コードが記憶
されている。また、使用料金の単価を表わす単価データ
等が記憶されている。

【００１６】リードライト部３１は、手動により挿し込
まれたＩＣカード４０を定位置で保持した状態でデータ
の読み込み及び書き換えを行なう。そのため、磁気カー
ドの読み込み装置のようにカード搬送用モータや磁気ヘ
ッドといった部品が必要なく、コンパクトに構成でき
る。

【００１７】表示部３２は２桁の７セグメントＬＥＤか
らなり、ＩＣカード４０に記憶される残高を１００円を
１度数として２桁の数字で表示する。また、残高が１０
０円を下回った場合には「０」を点滅表示させて残高が
残り少なくなったことを報知し、残高が０円を下回った
場合には「０」を点灯表示させる。

【００１８】カード制御部３３は、ＩＣカード４０が挿
し込まれるとリードライト部３１により記憶されている
複数のデータを読み込む。また、カード制御部３３はデ
ータを記憶するためのＥＥＰＲＯＭを備え、初めて挿入
されたＩＣカード４０の所有者データをカード情報とし
て記憶しており、図２に示すように挿入されたＩＣカー
ド４０の所有者データと記憶しているカード情報とを照
合して同一所有者のものであるかを毎回チェックし、全
てのコードが一致する場合にそのＩＣカード４０の使用
を可能とし、表示部３２に残高度数を表示する。このよ
うなチェックにより、ＩＣカード４０毎に使用可能な器
具を限定して不正使用を防止するのである。また、カー
ド制御部３３は給湯制御部１５と相互通信可能となって
おり、ＩＣカード４０に残高がある場合には給湯器１０
の運転を許可するための運転許可信号を給湯制御部１５
に送信する。

【００１９】給湯制御部１５は、カード制御部３３から
運転許可信号を受信をしている状態にのみ運転可能状態
となり、この状態で図示しない給湯カランが開けられて
所定の運転開始流量Ｑｓ以上の入水流量を検出すると、
メイン電磁弁２０，元電磁弁２１を開弁してバーナ１４
にガスを供給すると共に、図示しない点火装置により点
火するといった着火制御を行なう。バーナ１４の燃焼中
は出湯温制御により出湯温度を設定温度に近づけると共
に、燃焼動作中であることを知らせるための燃焼中信号
をカード制御部３３に送信する。その後、入水流量が運
転停止流量Ｑｅ以下に減少した時点でメイン電磁弁２
０，元電磁弁２１を閉弁してガスの供給を遮断し、バー
ナ１４を消火させるといった消火制御を行なう。

【００２０】また、給湯制御部１５はバーナ１４の消費
熱量に基づいて使用料金を算出する。この使用料金はバ
ーナ１４の最大燃焼量（本実施例では３００００kcal/h
の熱量）で所定時間（本実施例では１５分間）使用した
場合の使用料金の単価（本実施例では１００円）を基準
にして算出する。３００００kcal/hの燃焼量で１５分間
使用した時の熱量は、 ３００００kcal/h×１５／６０＝７５００kcal であるため、１００円で７５００kcalの熱量の消費を可
能とするように制御する。本実施例では、カード制御部
３３に減算指令信号を送信することで単価の１００分の
１（１円）ずつカード制御部３３の記憶する残高を減算
させ、その引き換えに７５kcalの熱量の消費を可能とす
る。また、ＩＣカード４０の残高は減算値が１０円に達
する毎に書き換える。

【００２１】またバーナ１４の熱量は、出湯温制御によ
り２００msec毎に求める必要熱量から消費する熱量を算
出し、この値を積算していくことにより求める。例え
ば、必要熱量が３００００kcal/hでの燃焼時に２００ms
ec毎に消費する熱量は、 ３００００kcal/h×０．２／３６００＝１．６７kcal となる。このように算出した熱量を積算し、積算熱量が
７５kcalに達する毎にカード制御部３３に減算指令信号
を送信して残高を１円減算させ、再び７５kcalの熱量の
消費を可能とする。そのため、小燃焼量で使用するほど
単価あたりの使用可能時間は長くなる。尚、カード装置
３０は給湯器１０に着脱可能に設けられており、給湯制
御部１５はカード装置３０が一度も接続されたことがな
い状態では通常の給湯器と同様に制御する。しかし、一
度でもカード装置３０が接続されると給湯制御部１５が
そのデータを記憶し、カード装置３０のカード制御部３
３から運転許可信号を受信している状態でのみ出湯運転
が可能なカード専用機となる。そのため、通常の使用形
態とカードにより使用料金を支払う使用形態とで共通の
給湯器を使用させることができると共に、カードにより
使用料金を支払う使用形態においてカード装置３０を接
続せずに使用するといった不正使用を防止することがで
きる。

【００２２】次に、給湯制御部１５の行なう制御処理に
ついて図３のフローチャートを用いて説明する。このル
ーチンは、カード制御部３３から運転許可信号を受信す
ることにより起動する。運転許可信号を受信している間
は（Ｓ２：ＹＥＳ）、入水流量の検出値Ｑが所定の運転
開始流量Ｑｓ以上となるまで待機する。そして、図示し
ないカランが開けられて入水流量の検出値Ｑが所定の運
転開始流量Ｑｓ以上となると（Ｓ１：ＹＥＳ）、出湯運
転を開始するためバーナ１４への着火制御を行ない（Ｓ
３）、カード制御部３３に減算指令信号を送信してカー
ド制御部３３の記憶する残高を１円減算させ（Ｓ４）、
その引き換えに７５kcalの熱量の消費を可能とする。ま
た出湯温制御を行ない（Ｓ５）出湯温度を設定温度に近
づけると共に、出湯温制御で求めた必要熱量から２００
msec毎に消費する熱量ｅを算出して（Ｓ６）積算してい
く（Ｓ７）。その後、積算熱量Ｅが７５kcalに達すると
（Ｓ８：ＹＥＳ）、カード制御部３３に減算指令信号を
送信して残高から１円減算させると共に（Ｓ９）、その
引き換えに７５kcalの熱量の消費を可能とする（Ｓ１
０）。

【００２３】その後ＩＣカード４０に記憶される残高が
無くなると、運転許可信号が受信されなくなるため（Ｓ
１１：ＮＯ）消火制御を行なって（Ｓ１３）出湯運転を
禁止する。また、入水流量の検出値Ｑが所定の運転停止
流量Ｑｅ以下となった場合にも（Ｓ１２：ＹＥＳ）、消
火制御を行なって（Ｓ１３）出湯運転を停止する。

【００２４】以上説明したように、本実施例の給湯器１
０によれば、従来の給湯器に比べＩＣカード４０のデー
タ読み込み及び書き込みのためのカード装置３０を接続
して給湯制御部１５の制御処理を若干変更しただけの簡
単な構成により、器具の使用料金を前払いで徴収するシ
ステムを実現することができるため、例えばワンルーム
マンション等のように給湯器にのみガスを使用している
ケースにおいて、管理人がマンション全体のガス料金を
ガス供給業者に一括して支払い、各住人から器具の使用
料金を前払いで徴収して残高データを更新するシステム
にすれば、各住人へのガスの検針や料金徴収の手間を無
くして人件費を大幅に減らすことができる。しかも、検
針用のガスメータはマンション全体のガス使用量の検針
のために１つ設ければ各住人用にそれぞれ設ける必要が
なく、ガスメータ自体が高価であることから新築時等に
おける設置コストを大幅に低減することができる。ま
た、出湯温制御のために算出した必要熱量に基づいて使
用料金を算出することで、使用状況や頻度に応じて料金
を公平に徴収することができ、しかもガス量を計量する
ための装置等を新たに付加する必要がない。

【００２５】また、カード装置３０を一度も接続してい
なければ使用料金に基づいた制限を行なわないため、制
限が必要な使用形態と必要でない使用形態とで給湯器を
共用化して製造コストを抑えることができる。また、カ
ード装置３０を一度でも接続すると、その後は常に使用
料金に基づいた制限を行なうため、制限が必要な使用形
態でありながらカード装置３０を接続せずにガスを使用
するといった不正使用を防止することができると共に、
例えば器具の初期取付時に動作をテストする場合にはＩ
Ｃカード４０を挿入する必要がないため便利である。ま
た、残高が１００円を下回った場合には「０」を点滅表
示させて残高が残り少なくなったことを報知すること
で、使用者が気付かない間に残高が無くなってガスが突
然使用できなくなってしまうことを少なくすることがで
きる。加えて、リードライト部３１を器具本体とは別に
設けることで、器具本体を屋外に設置してもリードライ
ト部３１を室内に設置できるため使い勝手がよい。

【００２６】また、記憶媒体にＩＣカード４０を用いて
リードライト部３１を手動による挿込み方式とすること
で、カード装置４０の構造を簡単にしてコンパクトにす
ることができる。更に、ＩＣカード４０を用いること
で、磁気カードに比べて繰り返しの使用に強く、残高が
少なくなった場合にはデータを更新することにより同一
のカードを長期間使用できるためカードの発行コストを
低減することができる。

【００２７】尚、本実施例では、前払い金額を残高デー
タとして記憶したが、これに限ったものではなく、例え
ば消費可能熱量や使用可能ガス量としてデータを記憶し
てもよく、要するに前払い金額に対応するデータであれ
ばよい。また、本実施例では、出湯温制御により求める
必要熱量に基づいて使用料金を算出したが、これに限っ
たものではなく、例えば出湯温度，入水温度，入水流量
の検出値から水に与えた熱量を求め、この値に基づいて
使用料金を算出してもよく、要するにバーナ１４の熱量
に対応する値であればよい。また、本実施例では、記憶
媒体としてＩＣカード４０を用いたが、これに限ったも
のではなく、例えば磁気カードを用いてもよい。また、
カード装置３０に給湯器１０の設定温度の変更機能や表
示機能をもたせてもよい。

【００２８】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の給湯器によれば、従来の給湯器に比べ、カードの
データ読み込みのためのカードリーダを設け制御処理を
若干変更しただけの簡単な構成により、器具の使用料金
を前払いで徴収するシステムを実現することができるた
め、例えばワンルームマンション等のように給湯器にの
みガスを使用しているケースにおいて、管理人がマンシ
ョン全体のガス料金をガス供給業者に一括して支払い、
各住人から器具の使用料金を前払いで徴収して残高デー
タを更新するシステムにすれば、各住人へのガスの検針
や料金徴収の手間を無くして人件費を大幅に減らすこと
ができる。しかも、検針用のガスメータはマンション全
体のガス使用量の検針のために１つ設ければ各住人用に
それぞれ設ける必要がなく、ガスメータ自体が高価であ
ることから新築時等における設置コストを大幅に低減さ
せることができる。また、ガス量制御手段により算出し
た算出値或いはそれに対応する値を積算し、その積算値
に基づいて残高データを減算することで、使用状況や頻
度に応じて料金を公平に徴収することができ、しかもガ
ス量を計量するための装置を新たに付加する必要がな
い。

【００３０】更に、本発明の請求項２記載の給湯器によ
れば、同一のカードを長期間使用できるためカードの発
行コストを低減させることができる。

【００３１】更に、本発明の請求項３記載の給湯器によ
れば、器具本体を屋外に設置した場合にもカード装置を
室内に設置することができるため、使い勝手が良い。

【００３２】更に、本発明の請求項４記載の給湯器によ
れば、器具本体の製造時に料金前払い徴収する器具とし
ない器具とをつくり分ける必要がなく共用させることが
できるため、製造コストを低減することができる。ま
た、前払いで使用料金の徴収が必要な使用形態ではカー
ド装置を外しても自由に使用することができないため、
不正使用を防止してガス料金を確実に徴収することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例としての給湯器の概略構成図である。

【図２】カード制御部及びＩＣカードのＥＥＰＲＯＭの
メモリマップである。

【図３】給湯制御部の行なう制御処理を表わすフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１０…給湯器、 １１…給水路、 １２…出湯路、 １
３…熱交換器、１４…バーナ、 １５…給湯制御部、
１６…流量センサ、１７…入水温度センサ、 １８…出
湯温度センサ、 ３０…カード装置、３１…リードライ
ト部、 ３２…表示部、 ３３…カード制御部、４０…
ＩＣカード。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通水される水を燃料ガスの燃焼熱により
   加熱するバーナと、 上記バーナへのガス供給路を開閉する開閉弁と、 上記バーナへのガス供給量を調整するガス量調整弁と、 出湯温度を設定温度に近づけるために必要な単位時間あ
   たりの熱量或いはそれに対応する値を算出し、その算出
   値が得られるように上記ガス量調整弁を駆動制御するガ
   ス量制御手段とを備えた給湯器において、 上記開閉弁の開弁動作を禁止する開弁禁止手段と、 前払い金額に対応した残高データが記憶されたカードが
   挿入されることにより該カードから該残高データを読み
   込むカードリーダと、 上記残高データが所定値以上の場合には、該残高データ
   から所定の単位値減算する引き換えに、上記ガス量制御
   手段により算出した上記算出値或いはそれに対応する値
   の積算値が所定の使用可能値に達するまでの間上記開弁
   禁止手段を無効にする開弁許可手段とを備えたことを特
   徴とする給湯器。
2. 【請求項２】 上記カードはＩＣカードであることを特
   徴とする請求項１記載の給湯器。
3. 【請求項３】 上記カードリーダを備えるカード装置と
   上記バーナを備える器具本体とを別体で設け、両者をデ
   ータ通信可能に接続したことを特徴とする請求項１又は
   ２記載の給湯器。
4. 【請求項４】 上記カード装置を上記器具本体から着脱
   可能とすると共に、該器具本体に該カード装置が一度で
   も接続されたことがあるかどうかを記憶する記憶手段を
   備え、該カード装置が一度も接続されたことがない状態
   では上記開弁禁止手段を無効にすることを特徴とする請
   求項３記載の給湯器。