JP2004069225A - 給湯機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【構成】筒状の缶体1下部の内側に燃焼室4を配置し、缶体1と燃焼室4との間隙によって貯湯室6を構成し、缶体1上部の排気室2と燃焼室4との間に煙道パイプ5を取付ける。缶体1側壁の下部に給水管7を、上部に出湯管8を開口し、給水管7と出湯管8との間に湯温センサ9を、出湯管8と湯温センサ9との間にバイメタル10を取付ける。湯温センサ9が設定温度以下を検出時に判定手段11が作動し、判定手段11がバイメタル10の信号を不検出のときは温度補正部13でバーナ3の燃焼開始温度を所定温度低下させ、バイメタル10が復帰した時点でバーナ3に燃焼指令を出す。一方、バイメタル10の復帰前に湯温センサ9が補正後の温度を検出したときは、バーナ3に燃焼指令を出すことなく警告手段12を作動するものである。
【選択図】 図1
Description
【産業上の利用分野】
この発明は給湯機の沸騰防止装置の誤作動を防止する為の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
缶体の内部にバーナをのぞませた燃焼室を配置し、缶体上部に隣接した排気室と燃焼室とを連通する複数本の煙道パイプを取付け、燃焼室側壁と煙道パイプ側壁とを伝熱面積とする熱交換部分を構成し、缶体内部に貯えられた水を加熱する給湯機が知られている。
【0003】
そして、冷水を供給する給水管を缶体下部側壁に開口し、温水を取り出す出湯管を缶体上部側壁に開口し、ユーザーが蛇口を開いて温水を使用すると使用した温水量を貯湯室に補う為、給水管から冷水を缶体内部の貯湯室に供給する。
【0004】
缶体側壁には湯温センサを設け、操作部には温度設定部を設けており、湯温センサが温度設定部で設定された温度以下を検出すると、バーナに燃焼指令を出して燃焼を開始し、湯温センサの信号によってバーナの発熱量を選択することで温度設定部で設定された湯温の温水を得る構成となっている。
【0005】
一般的に湯温センサは給水管と出湯管の間の缶体側壁に取付けて、早めに水温の変化を検出してバーナに燃焼要求を出すようにしており、バーナの着火から安定燃焼に移行するには一定時間が必要であっても、湯温のバラツキのない安定した温水を取り出せるようになっている。
【0006】
上記構成の給湯機において、湯温センサが故障したときは缶体内部の湯温が設定温度を超えてもバーナの燃焼が停止できなくなり、缶体内部のお湯を沸騰させる恐れがあった。一方、缶体内部の湯量が少ない状態でバーナが燃焼すると温水の無い缶体上部の温度上昇が速く缶体上部が異常加熱するが、湯温センサ付近にお湯があるときにはバーナが燃焼を続けて空焚きを繰り返してしまい、缶体の孔あきや割れなどの原因となる恐れがある。
【0007】
このような缶体の異常加熱を防ぐ安全装置として、缶体の側壁上部にバイメタルを取付けてあり、湯温センサの故障や空焚きによって缶体側壁が異常高温となったときは、バイメタルが作動してバーナの燃焼を停止するようにしていた。
【0008】
具体的には、バーナの燃焼中に燃料ポンプの駆動が停止すると、着火ミスを起こしてバーナの燃焼が停止するから、従来ではバイメタルを燃料ポンプの回路と接続し、バイメタルの作動によって燃料ポンプの通電を停止することでバーナの燃焼を停止する構成となっており、制御装置に異常があっても確実にバーナの燃焼を停止することができるものとなっていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この構成では常にバーナの着火ミスで停止するので、バイメタルの作動によって停止したものか、他の原因によって停止したものか区別ができず、実際に故障が発生したときには故障個所の特定が難しい欠点があった。
【0010】
また、最近では給湯機に太陽熱温水器を接続して使用することがあり、このような場合には太陽熱温水器で高温となった温水が給水管から缶体内部に供給されることがあり、バーナの停止中にバイメタルが作動することがある。このときバイメタルが作動したままであると、湯温センサが設定温度以下を検出してバーナの燃焼動作に入ったときに着火ミスを起こして給湯機の運転が停止してしまうので、使い勝手が悪くなってしまう。
【0011】
この為、従来では自動復帰機能を持つバイメタルを使用し、バーナの停止中に太陽熱温水器で高温となった温水が供給されてバイメタルが作動しても、湯温が低下すればバイメタルが自動復帰できるので、湯温センサが設定温度以下を検出したときにはバーナの燃焼ができるようになっていた。
【0012】
しかし、太陽熱温水器を接続した状態で設定温度を高くしたまま使用すると、バイメタルが復帰する前に湯温センサが低温を検出することがあり、このときはバイメタルが復帰する前にバーナの燃焼が開始してしまうから、バーナが着火ミスを起こして燃焼が停止してしまうものであった。
【0013】
この為、太陽熱温水器を接続する場合には設定温度を低くして使用するように注意を促していたが、ユーザーがこのような使用方法を知らないで使っていることが多く、ユーザーが故障と勘違いしてクレームとなりやすかった。また、設定できる温度の範囲が狭くなり、使い勝手が悪くなってしまっていた。
【0014】
この対策として、バイメタルの作動した状態で湯温センサが設定温度以下を検出してもバーナに燃焼指令を出さず、バイメタルが復帰した時点でバーナに燃焼信号を出力する方法があり、この方法はユーザーにとって使い勝手はよくなるものの、バイメタルが故障していた場合にいつまでたってもバーナの燃焼が開始しないという問題が残るものであった。
【0015】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の課題を解決するもので、筒状の缶体1の上部に隣接した排気室2を設け、缶体1下部の内側にはバーナ3の燃焼ガスが送られる燃焼室4を配置し、排気室2と燃焼室4との間には複数本の煙道パイプ5を取付け、缶体1と燃焼室4との間隙によって貯湯室6を構成し、かつ、缶体1下部側壁に給水管7を、缶体1上部側壁に出湯管8を開口すると共に、給水管7と出湯管8との間の缶体1の側壁には湯温センサ9を、湯温センサ9との間の缶体1の側壁にはバイメタル10を取付け、缶体1の異常高温時にバイメタル10が作動してバーナ3の燃焼を停止する安全装置を備えた給湯機において、前記バイメタル10の信号を検出する判定手段11と、缶体1の異常高温時に作動する警告手段12とを設け、バイメタル10が作動して判定手段11がバイメタル10の信号を不検出となったときは、警告手段12を作動するものである。
【0016】
また、前記バイメタル10は自動復帰機能を有したものであり、前記判定手段11は湯温センサ9が設定温度以下を検出時に作動すると共に、判定手段11がバイメタル10の信号を不検出のときにバーナ3の燃焼開始温度を所定温度低くする温度補正部13を設け、湯温センサ9が温度補正部13で補正された温度以下を検出前に判定手段11がバイメタル10の信号を検出したときはバーナ3の燃焼を開始し、判定手段11がバイメタル10の信号を検出前に湯温センサ9が温度補正部13で補正された温度以下を検出したときは、バーナ3に燃焼指令を出すことなく警告手段12を作動するから、太陽熱温水器を接続した場合でも設定温度を下げることなく使用できる。
【0017】
更に、前記バイメタル10の復帰温度と設定温度とを入力する比較手段14を設け、前記温度補正部13は比較手段14の温度差データに基づいて予め設定された温度を出力するので、機種によってバイメタル10の作動温度や設定温度が異なる場合でも対応できるものである。
【0018】
【作用】
缶体1の側壁に取付けた湯温センサ9が設定された温度以下を検出するとバーナ3を燃焼して缶体1の温水を設定温度まで沸き上げ、湯温センサ9が設定された温度以上を検出するとバーナ3の燃焼を停止し、バーナ3が燃焼と停止を繰り返すことで設定された湯温の温水を得ている。
【0019】
また、湯温センサ9の故障によって設定温度を超えてもバーナ3の燃焼が停止しないときや、空焚きによって缶体1の側壁が異常高温となったときは、缶体1の側壁に取付けたバイメタル10が作動してバーナ3の燃焼を停止するから、温水の沸騰や缶体1の側壁の異常加熱を防止することができる。
【0020】
この発明では、バイメタル10の信号を検出する判定手段11を設けたもので、バイメタル10の作動によってバーナ3の燃焼が停止し、判定手段11がバイメタル10の信号を不検出となったときは、警告手段12を作動するから、ユーザーにバイメタル10の作動を知らせることができるものとなった。
【0021】
また、バーナ3の停止中に湯温センサ9が設定温度以下を検出したときは、バーナ3に燃焼指令を出す前に判定手段11が作動し、判定手段11がバイメタル10の信号を検出すればバーナ3に燃焼指令を出すが、バイメタル10の信号を不検出のときは温度補正部13によってバーナ3の燃焼開始温度を所定温度低くする。
【0022】
その後、判定手段11がバイメタル10の信号を検出したときはバーナ3に燃焼指令を出してバーナ6の燃焼を開始する。一方、判定手段11がバイメタル10の信号を検出する前に湯温センサ9が補正された温度以下を検出したときは、バイメタル10が故障して復帰できないと判断して警告手段12を作動してバーナ3に燃焼指令を出すことなく給湯機の運転を停止するものである。
【0023】
また、バイメタル10の復帰温度と設定温度との温度差を比較手段14によって比較し、温度補正部13は比較手段14の温度差データに基づいて予め定められた温度を出力する構成としたから、温度補正部13で出力される補正温度はバイメタル10の復帰温度や設定温度とは関係なくそのときの温度差によって決定されるものとなった。
【0024】
【実施例】
実施例を示す図によってこの発明を説明すると、1は筒状の缶体、4は缶体1の下部内側に設けた燃焼室、3は燃焼室4内にのぞませたバーナであり、燃焼室4の下端は缶体1に接続されて二重構造に構成され、バーナ3の火炎を燃焼室4に吹込んでいる。
【0025】
2は缶体1の上部に隣接して設けた排気室、5は排気室2と燃焼室4とを連通する複数本の煙道パイプ、15は排気室2に接続する排気筒であり、燃焼室4の燃焼ガスは煙道パイプ5内を通って排気室2に送られ、排気筒15から排気されている。
【0026】
6は缶体1と燃焼室4との間隙によって構成される貯湯室、7は缶体1の下部側壁に開口した給水管、8は缶体1の上部側壁に開口した出湯管、16は給水管7の途中に設けた減圧弁であり、図示しない蛇口を開くと給水管7から送られる水道水が減圧弁16で所定の水圧に減圧されて貯湯室6に送られる。
【0027】
17はバーナ3へ燃焼空気を供給する燃焼ファン、18は図示しない燃料タンクの燃料をバーナ3へ供給する燃料ポンプ、19はバーナ3に送られた燃料に着火する為の点火装置、20は燃焼ファン17や燃料ポンプ18や点火装置19に働きかけて給湯機の運転を制御するマイクロコンピュータを内装した制御装置である。
【0028】
9は給水管7と出湯管8との間で煙道パイプ5の側方の缶体1の側壁に設けた湯温センサ、21は給湯機の出湯温度を決定する温度設定部であり、貯湯室6の水温は湯温センサ9で検知され、温度設定部21で設定された温度以下を検出したときにはバーナ3に燃焼指令を出し、燃焼ファン17や燃料ポンプ18や点火装置19を駆動してバーナ3の燃焼を開始して貯湯室6に貯えた水を指定温度に沸き上げる。
【0029】
そして、蛇口を開くと貯湯室6で加熱した温水が出湯管8から吐出し、換わって貯湯室6に冷水が入れば、湯温センサ9がこれを検知して再びバーナ3を作動させ、連続して所定温度の温水が供給できるものである。
【0030】
10は熱によって接点が切換わるバイメタルであり、バイメタル10は缶体1側壁の湯温センサ9よりも高い位置に取付けてあり、湯温センサ9の故障時や空焚きによって缶体1側壁が異常高温となったときに作動してバーナ3の燃焼を停止させ、缶体1の沸騰や異常加熱を防止する安全装置を構成している。
【0031】
この発明の実施例では、バイメタル10を燃料ポンプ18の回路と接続した構成となっており、バイメタル10が作動すると燃料ポンプ18の通電が停止し、バーナ3への燃料の供給が遮断されて着火ミスを起こすことでバーナ3の燃焼を停止していた。この為、制御装置20が故障した場合でも確実にバーナ3の燃焼が停止できるが、常にバーナ3が着火ミスを起こして停止する構成では、バイメタル10の作動によるものなのか、他の原因によるものなのか区別ができず、故障個所の特定が難しいものであった。
【0032】
一方、給湯機に太陽熱温水器を接続して使用したときは、バーナ3の停止中に太陽熱温水器から高温水が供給されてバイメタル10が作動することがあった。バーナ3の停止中は燃料ポンプ18の通電が行なわれていないので、着火ミスによるエラーは起こらないが、バイメタル10が作動したままであると、湯温センサ9が設定温度以下を検出してバーナ3に燃焼指令が出されたときに着火ミスを起こしてバーナ3が停止してしまうから、使い勝手が悪くなってしまう。
【0033】
この為、従来では自動復帰機能を持つバイメタル10を使用しており、バーナ3の停止中に高温水が供給されるとバイメタル10が作動するが、一般的にバイメタル10の復帰温度は温度設定部21で設定できる最高温度よりも高いので、湯温が低下して湯温センサ9が設定温度以下を検出したときにはバイメタル10が復帰しており、バーナ3が燃焼できるようにしていた。
【0034】
しかし、缶体1内の湯温を直接検出する湯温センサ9に対して、缶体1の側壁の温度を検出するバイメタル10は湯温の変化に対して作動に遅れが生じやすく、設定温度が高いときはバイメタル10が復帰する前に湯温センサ9が設定温度以下を検出してしまうことがあった。この為、太陽熱温水器を接続する場合には設定温度を下げて使用するように注意を促していたが、ユーザーがこのような使用方法を知らないで使っていることが多く、故障と勘違いしてクレームとなりやすいものであった。また、設定できる温度範囲が狭くなって使い勝手が悪くなってしまうものであった。
【0035】
この発明は上記の課題を解決して故障個所の特定がしやすく、太陽熱温水器を併用したときにも使い勝手の良い給湯機を提供するもので、11はバイメタル10の信号を検出する判定手段、12はバイメタル10の作動時に警告ランプを点灯したり警報を鳴らしたりする警告手段であり、湯温センサ9の故障や空焚きによってバイメタル10が作動すると燃料ポンプ18の通電が停止してバーナ3の燃焼が停止するが、このとき判定手段11がバイメタル10の信号を不検出となり、制御装置20が警告手段12を作動するから、ユーザーにバイメタル10の作動による異常で停止したことを知らせることができるものとなった。
【0036】
また、太陽熱温水器を接続時に対応するため、判定手段11は湯温センサ9が設定された温度以上を検出時はバイメタル10の信号の検出を行なわず、湯温センサ9が設定温度以下を検出したときは、バーナ3に燃焼指令を出す前に判定手段11が作動してバイメタル10の信号の検出を開始し、バイメタル10の信号を検出していればバーナ3に燃焼指令を出して燃焼を開始する。
【0037】
13は判定手段11がバイメタル10の信号を不検出のときに作動する温度補正部であり、判定手段11がバイメタル10の信号を不検出のときは、バーナ3の停止中にバイメタル10が作動したまま復帰していないと判断し、温度補正部13でバーナ3の燃焼開始温度を所定温度低下する。このとき温度補正部13で出力される補正温度はバイメタル10の復帰温度及び設定温度よりも低い温度となるよう設定されている。
【0038】
その後、判定手段11がバイメタル10の信号を検出したときは、バーナ3に燃焼指令を出すものであり、太陽熱温水器を接続したときに設定温度を高くしたまま使用しても、バイメタル10の誤作動によって給湯機が停止することがなくなり、使い勝手が良くなった。
【0039】
一方、判定手段11がバイメタル10の信号を検出する前に湯温センサ9が補正された温度以下を検出したときは、既に缶体1の湯温がバイメタル10の復帰温度よりも低くなっているから、バイメタル10が故障して復帰できないと判断し、バーナ3に燃焼指令を出すことなく警告手段12を作動するものであり、バイメタル10の故障であることが分かるものとなった。
【0040】
ところで、温度設定部21で設定できる温度やバイメタル10の復帰温度は機種によって異なっており、機種ごとに温度補正部13の補正温度を設定しようとするとコストアップにつながってしまう。
【0041】
14はバイメタル10の復帰温度と温度設定部21で設定された温度とを入力する比較手段であり、比較手段14は設定温度と復帰温度との温度差を算出して温度補正部13に出力するものである。
【0042】
温度補正部13は比較手段14の温度差データに応じて予め設定された温度を出力し、そのときの設定温度もしくはバイメタル10の復帰温度から温度補正部13で出力された温度だけ低くしたものがバーナ3の燃焼開始温度(補正温度)となるように設定されている。
【0043】
具体的な実施例として、温度補正部13が比較手段14の温度差データが0〜5℃のときに10℃を、6〜10℃のときに5℃を出力するように設定した場合、復帰温度70℃のバイメタル10を使用し、設定温度を67℃にしたときは、温度差が3℃であるから、このときの温度補正部13の出力は10℃となり、設定温度67℃から温度補正部13の10℃を引いた値、即ち57℃が補正温度となる。また、復帰温度63℃のバイメタル10を使用し、設定温度を60℃にしたときも温度差が3℃となるから、温度補正部13の出力は10℃となり、このときの補正温度は52℃となる。更に、復帰温度70℃のバイメタル10で、設定温度を60℃にしたときは、温度差が10℃となるから、このときの温度補正部13の出力は5℃となり、補正温度は55℃となる。なお、比較手段14の温度差データによる温度補正部13の出力は任意に設定でき、例えば温度差1℃ごとに温度補正部13の出力を変化させても良い。
【0044】
このように、温度差データによって温度補正部13で出力される温度が決まっていても、機種によってバイメタル10の復帰温度や設定温度が変われば補正温度も変化するから、機種ごとに温度補正部13の設定を変更する必要がなく、コストの低減を図ることができるものとなった。
【0045】
【発明の効果】
以上のようにこの発明では、バイメタル10の信号を検出する判定手段11を設け、バイメタル10の作動によってバーナ3の燃焼が停止したときは、バイメタル10の信号を不検出となった判定手段11が警告手段12を作動する構成としたから、ユーザーは湯温センサ9の故障や空焚きによる異常で停止したと判断でき、故障の原因や故障個所の特定がしやすく、修理等の対応がしやすくなった。
【0046】
また、給湯機に太陽熱温水器を接続して使用する場合は、バーナ3の停止中にバイメタル10が作動することがあるから、湯温センサ9が設定された温度以下を検出時に判定手段11がバイメタル10の信号を不検出のときは、温度補正部13によってバーナ3の燃焼開始温度を所定温度低下し、判定手段11がバイメタル10の信号を検出した時点でバーナ3に燃焼指令を出す構成としたから、設定温度によってバイメタル10の復帰よりも先に湯温センサ9が低温検出することがあっても誤作動を防ぐことができ、太陽熱温水器を接続使用していても、給湯機を単独で使用した場合と変わらない使い勝手を得ることができるものとなった。
【0047】
一方、判定手段11がバイメタル10の信号を検出する前に湯温センサ9が温度補正部13で補正された温度以下を検出したときは、バイメタル10の故障と判断して警告手段12を作動するから、バイメタル10の異常を確実に検出でき、給湯機が正常な状態を示したままバーナ3の燃焼が開始できないといったトラブルを発生させることがなくなった。
【0048】
また、比較手段14によってバイメタル10の復帰温度と設定温度との温度差を検出し、温度補正部13はこの比較手段14の温度差データに基づいて補正温度を出力する構成としたから、機種によってバイメタル10の復帰温度や設定温度が異なっていても温度補正部13の設定を変更する必要がなく、部品の共通化が可能となり、コストの低減を図ることができるものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の構成を示すブロック図である。
【図2】この発明を実施する給湯機の要部断面図である。
【符号の説明】
1 缶体
2 排気室
3 バーナ
4 燃焼室
5 煙道パイプ
6 貯湯室
7 給水管
8 出湯管
9 湯温センサ
10 バイメタル
11 判定手段
12 警告手段
13 温度補正部
14 比較手段
Claims (3)
- 筒状の缶体1の上部に隣接した排気室2を設け、
缶体1下部の内側にはバーナ3の燃焼ガスが送られる燃焼室4を配置し、排気室2と燃焼室4との間には複数本の煙道パイプ5を取付け、缶体1と燃焼室4との間隙によって貯湯室6を構成し、
かつ、缶体1下部側壁に給水管7を、缶体1上部側壁に出湯管8を開口すると共に、給水管7と出湯管8との間の缶体1の側壁には湯温センサ9を、出湯管8と湯温センサ9との間の缶体1の側壁にはバイメタル10を取付け、
缶体1の異常高温時にバイメタル10が作動してバーナ3の燃焼を停止する安全装置を備えた給湯機において、
前記バイメタル10の信号を検出する判定手段11と、缶体1の異常高温時に作動する警告手段12とを設け、
バイメタル10が作動して判定手段11がバイメタル10の信号を不検出となったときは、警告手段12を作動することを特徴とする給湯機の制御装置。 - 前記バイメタル10は自動復帰機能を有したものであり、前記判定手段11は湯温センサ9が設定温度以下を検出時に作動すると共に、判定手段11がバイメタル10の信号を不検出のときにバーナ3の燃焼開始温度を所定温度低くする温度補正部13を設け、
湯温センサ9が温度補正部13で補正された温度以下を検出前に判定手段11がバイメタル10の信号を検出したときはバーナ3の燃焼を開始し、判定手段11がバイメタル10の信号を検出前に湯温センサ9が温度補正部13で補正された温度以下を検出したときは、バーナ3に燃焼指令を出すことなく警告手段12を作動することを特徴とする請求項1記載の給湯機の制御装置。 - 前記バイメタル10の復帰温度と設定温度とを入力する比較手段14を設け、前記温度補正部13は比較手段14の温度差データに基づいて予め設定された温度を出力することを特徴とする請求項2記載の給湯機の制御装置。
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