JP2011122807A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動湯張り用の注湯弁の開弁故障が生じたときに、浴槽への給湯の継続により種々の不都合が生じることを抑制した給湯装置を、部品コスト及び部品搭載スペースの増加を抑えて提供する。
【解決手段】注湯弁２１を開弁した状態で、給湯管路２から出湯される湯の温度が目標湯張り温度となるように、給湯熱交換器８の加熱量と給湯管路２の開度を制御して、浴槽４に目標湯張り量の湯を供給し、該目標湯張り量の湯の供給が完了したときに注湯弁２１を閉弁する湯張りモードでの運転とを実行し、湯張り運転を終了したときに湯張りモードから給湯モードに移行する給湯制御手段６０を備えた給湯装置において、湯張りモードでの運転の終了により注湯電磁弁２１の閉弁制御がなされたときに、湯張り流量センサ２６により所定量以上の流量が検出された状態となっているときには、水量サーボ１３を最小開度に制御する開弁故障対処手段６２を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、浴槽に所定量の湯を供給する自動湯張り機能付きの給湯装置に関する。

従来の自動湯張り機能付きの給湯装置においては、カラン等に湯を供給する給湯モード用の出湯温度（目標給湯温度）と、浴槽に湯を供給する湯張りモード用の出湯温度（目標湯張り温度）とが個別に設定されるのが一般的である（例えば、特許文献１，２参照）。

そして、湯張りモードでの出湯時には、浴槽に出湯される湯の温度が目標湯張り温度となるように、熱源（バーナ等）による湯水の加熱量が制御され、湯張りが終了した時に湯張りモードから給湯モードに移行するようにしている。給湯モードでの出湯時には、カラン等が開栓されたときには、カラン等に出湯される湯の温度が目標給湯温度となるように、熱源による湯水の加熱量が制御される。

特開平０２−２５４２５３号公報 特開２００４−３０９０６８号公報

ここで、浴槽への自動湯張りは、給湯装置の給湯管と浴槽とを接続した湯張り中継管に設けられた注湯弁を開弁することによって開始され、所定量の湯の供給が完了した時に、注湯弁を閉弁することによって終了する。

しかし、注湯弁の可動部へのごみ噛みや駆動回路の不良等により、注湯弁が開弁故障状態（注湯弁の閉弁が不能となり、給湯装置から浴槽への湯の供給を停止することができない状態）となったときには、自動湯張りを終了した後も浴槽への湯の供給が継続される。

そして、自動湯張りが終了すると、上述したように、給湯装置から給湯管への出湯温度の設定が、目標湯張り温度から目標給湯温度に切り換わる。そのため、自動湯張りが終了した後に、浴槽に供給される湯の温度は目標給湯温度となるが、目標給湯温度は混合栓での湯の使用に対応して目標湯張り温度よりも高く設定されていることが多いため、湯の供給の継続によって、浴槽に張られた湯の温度が目標湯張り温度よりも高くなってしまう。

その結果、入浴者が浴槽に浸かったときに、湯の熱さによる不快感を与えてしまうという不都合がある。また、浴槽への湯の供給の継続により浴槽から湯が溢れて、湯が無駄になると共に、加熱源において無駄なエネルギーが消費されるという不都合がある。

そこで、このような不都合が生じることを防止するために、注湯弁の開弁故障に備えて、予備の開閉弁を別途設けることも考えられるが、この場合には、給湯装置の部品コストが増加すると共に、予備の開閉弁を設けるためのスペースを新たに確保する必要がある。

本発明は上記背景を鑑みてなされたものであり、自動湯張り用の注湯弁の開弁故障が生じたときに、浴槽への給湯の継続により種々の不都合が生じることを抑制した給湯装置を、部品コスト及び部品搭載スペースの増加を抑えて提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、一端から供給される水を加熱して他端から湯を供給するための給湯管路と、前記給湯管路の開度を調節する開度調節弁と、前記給湯管路を流れる水を加熱する給湯熱交換器と、前記給湯管路と浴槽を連通する湯張り管と、前記湯張り管を流通する湯水の流量を検出する湯張り流量センサと、前記湯張り管を開閉する注湯弁と、前記注湯弁が閉弁された状態で、前記給湯管路から出湯される湯の温度が目標給湯温度となるように、前記給湯熱交換器の加熱量と前記給湯管路の開度を制御する給湯モードでの運転と、前記注湯弁が開弁した状態から、前記給湯管路から出湯される湯の温度が目標湯張り温度となるように、前記給湯熱交換器の加熱量と前記給湯管路の開度を制御して、前記浴槽に目標湯張り量の湯を供給し、該目標湯張り量の湯の供給が完了したときに前記注湯弁を閉弁する湯張りモードでの運転とを実行し、湯張りモードでの運転を終了したときに湯張りモードから給湯モードに移行する給湯制御手段とを備えた給湯装置に関する。

そして、前記湯張りモードでの運転の終了により、前記給湯制御手段によって前記注湯弁の閉弁制御がなされたときに、前記湯張り湯量センサにより所定量以上の流量が検出された状態となっているときには、前記開度調節弁を最小開度に制御する開弁故障対処手段を備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記給湯制御手段によって前記注湯弁の閉弁制御がなされたときに、前記湯張り湯量センサにより前記所定量以上の流量が検出された状態となっているときには、前記注湯弁が開弁故障した状態（前記注湯弁を閉弁することが不能となった状態）であると判断することができる。

そこで、この場合に、前記開弁故障対処手段により前記開度調節弁を最小開度にすることによって、前記湯張りモードでの運転が終了して前記給湯モードに移行したときに、前記目標給湯温度での湯が浴槽に供給されることを停止させ、若しくは、前記目標給湯温度の湯の浴槽への供給流量を減少させることができる。そして、これにより、浴槽内の湯の温度が前記目標湯張り温度から乖離すること、及び、浴槽から湯が溢れることを抑制することができる。そして、前記開度調節弁は、前記給湯制御手段による前記給湯管路から出湯される湯の温度制御に使用されるものであり、前記開弁故障対処手段による処理のために新たに設ける必要はないため、部品コスト及び部品搭載スペースの増加は生じない。

また、前記開弁故障対処手段は、前記目標給湯温度が所定温度以上であるときには、前記開度調節弁を最小開度にする制御を開始してから前記開度調節弁が最小開度になるまでの間、前記目標給湯温度を該所定温度以下に設定することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記開度調節弁が最小開度になるまでの間に、前記所定温度を超える高温の湯が浴槽に供給されて、浴槽内の湯の温度が前記目標湯張り温度よりも高くなることを防止することができる。

また、前記熱交換器を加熱するバーナと、前記バーナの燃焼異常を検知したときに、前記バーナの燃焼を禁止すると共に、前記流量調節弁を開弁状態に維持するバーナ異常対処手段とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記バーナの燃焼異常を検知して前記バーナの燃焼を禁止したときに、前記流量調節弁を開弁状態に維持することによって、使用者が前記給湯管路に接続されたカラン等を開けて水を使うことが可能な状態にすることができる。

本発明の給湯装置の全体構成図。 図１に示した給湯装置の制御ブロック図。 注湯電磁弁の開弁故障検知及び開弁故障の対応処理のフローチャート。

本発明の実施の形態の一例について、図１〜図３を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の給湯装置は、給湯管路２により水道（図示しない）と接続され、追焚き管路３により浴槽４と接続されている。そして、給湯装置１は、水道から給湯管路２に供給される水を目標給湯温度に加熱して図示しないカラン等に供給する給湯モードでの運転と、浴槽４に貯められた湯水を加熱して追焚きする追焚モードでの運転と、浴槽４に目標湯張り温度の湯を所定量貯める湯張りを行なう機能とを有している。

給湯装置１は、コントローラ５により全体的な作動が制御され、コントローラ５から出力される制御信号に応じて動作する給湯第１バーナ６及び給湯第２バーナ７、給湯第１バーナ６と給湯第２バーナ７により加熱される給湯熱交換器８、コントローラ５から出力される制御信号に応じて動作する追焚きバーナ９、追焚きバーナ９により加熱される追焚き熱交換器１０、水道から給湯管路２に供給された水の一部を給湯熱交換器８をバイパスさせて給湯熱交換器８から出湯される湯に混合させるバイパス管１１、コントローラ５からの制御信号によりバイパス管１１の開度を調節するバイパスサーボ１２、コントローラ５からの制御信号により給湯管路２の開度を調節する水量サーボ１３（本発明の開度調節弁に相当する）、給湯管路２とバイパス管１１との合流箇所の下流側の湯の温度を検出して検出信号をコントローラ５に出力する給湯サーミスタ１４、給湯熱交換器８の出口付近の湯の温度を検出して検出信号をコントローラ５に出力する熱交サーミスタ１５、及び水道から給湯管路２に供給される水の流量を検出して検出信号をコントローラ５に出力する給湯流量センサ１６を備えている。

さらに、給湯装置１は、給湯管路２と追焚き管路３とを連通する湯張り中継管２０、コントローラ５からの制御信号により作動して湯張り中継管２０を開閉する注湯電磁弁２１（本発明の注湯弁に相当する）、追焚き管路３から湯張り中継管２０への方向の湯の通過を不能とし湯張り中継管２０から追焚き管路３への方向の湯の通過を可能とする逆止弁２２、コントローラ５からの制御信号により作動して浴槽４に貯められた湯水を追焚き管路３内に循環させるポンプ２３、追焚き管路３内を流れる湯水の温度を検出して検出信号をコントローラ５に出力する風呂サーミスタ２４、追焚き管路３内を流れる湯水の有無を検出して検出信号をコントローラ５に出力する風呂水流スイッチ２５、及び給湯管路２から湯張り中継管２０と追焚き管路３とを経由して浴槽４に供給される湯の流量を検出して検出信号をコントローラ５に出力する湯張り流量センサ２６を備えている。

なお、給湯管路２は、湯張り中継管２０との分岐箇所の下流で給湯用の配管４５と接続されている。また、給湯管路２から湯張り中継管２０及び追焚き管路３を経由して浴槽４に至る湯の流路が、本発明の湯張り管に相当する。

また、給湯装置１は、コントローラ５からの制御信号に応じて給湯第１バーナ６及び給湯第２バーナ７と追焚きバーナ９への燃料ガスの供給と遮断とを切換える元ガス電磁弁３０、コントローラ５からの制御信号に応じて燃料ガスの供給流量を調節するガス比例弁３１、コントローラ５からの制御信号に応じて給湯第１バーナ６への燃料ガスの供給と遮断とを切換える給湯第１ガス電磁弁３２、コントローラ５からの制御信号に応じて給湯第２バーナ７への燃料ガスの供給と遮断とを切換える給湯第２ガス電磁弁３３、コントローラ５からの制御信号に応じて追焚きバーナ９への燃料ガスの供給と遮断とを切換える追焚きガス電磁弁３４、コントローラ５からの制御信号に応じて給湯第１バーナ６及び給湯第２バーナ７と追焚きバーナ９に燃焼用空気を供給する燃焼ファン３５、コントローラ５からの制御信号に応じてイグナイタ３６から印加される高電圧により火花放電を生じる給湯点火プラグ３７及び追焚き点火プラグ３８、給湯第１バーナ６及び給湯第２バーナ７の燃焼炎の有無を検出して検出信号をコントローラ５に出力する給湯フレームロッド３９、及び追焚きバーナ９の燃焼炎の有無を検出して検出信号をコントローラ５に出力する追焚きフレームロッド４０を備えている。

また、給湯装置１は、給湯熱交換器８の異常過熱を検出して検出信号をコントローラ５に出力する給湯ハイリミットセンサ４２と、追焚き熱交換器１０の異常過熱を検出して検出信号をコントローラ５に出力する追焚きハイリミットセンサ４３を備え、コントローラ５は、給湯ハイリミットセンサ４２により給湯熱交換器８の異常過熱が検出されたときに給湯第１バーナ６及び給湯第２バーナ７を消火し、追焚きハイリミットセンサ４３により給湯熱交換器８の異常過熱が検出されたときに追焚きバーナ９を消火する。

また、コントローラ５は、浴室等に設置されたリモコン５０との間で各種信号の送受信を行う。リモコン５０には、給湯温度、湯張り温度、追焚き時間等を設定するスイッチ類（図示しない）と、給湯温度、湯張り温度等を表示するディスプレイ部（図示しない）とが備えられている。

次に、図２を参照して、コントローラ５は、マイクロコンピュータ等により構成された電子ユニットであり、メモリ６４に保持された給湯装置１の制御用プログラムを該マイクロコンピュータに実行させることによって、給湯制御手段６０、追焚き制御手段６１、開弁故障対処手段６２、及びバーナ異常対処手段６３として機能する。

給湯制御手段６０は、給湯管路２から目標給湯温度（リモコン５０で設定された給湯温度）の湯を供給する給湯モードでの運転（給湯運転）と、給湯管路２から湯張り中継管２０及び追焚き管路３を経由して、浴槽４に目標湯張り温度（リモコン５０で設定された湯張り温度）の湯を目標湯張り量（リモコン５０で設定された湯張り量）だけ供給する湯張りモードでの運転（湯張り運転）とを実行する。追焚き制御手段６１は、浴槽４に貯められた湯水を目標追焚き温度まで昇温させる追焚き運転を実行する。

開弁故障対処手段６２は、注湯電磁弁２１の開弁故障が生じたときに、これに対処する処理を行う。バーナ異常対処手段６３は、バーナ６，７，９の燃焼異常を検知したときに、これに対処する処理を行う。

給湯制御手段６０は、給湯モードにおいて、給湯管路２の下流側に接続されたカラン等（図示しない）が開けられて、水道管からの給水が開始されたことを水量センサ１６の検出信号から検知すると、イグナイタ３６に接続された給湯点火プラグ３７により給湯第１バーナ６及び給湯第２バーナ７に点火して、給湯運転を開始する。給湯運転において、給湯制御手段６０は、目標給湯温度の湯が給湯管路２から供給されるように、燃焼ファン３５及び給湯第１ガス電磁弁３２，給湯第２ガス電磁弁３３，ガス比例弁１２により給湯第１バーナ６及び給湯第２バーナ７の燃焼量を制御し、給湯第１バーナ６及び給湯第２バーナ７を最大能力で燃焼させても目標給湯温度の湯が供給されない場合に水量サーボ１３の開度を減少させて給湯管路２への入水流量を絞る。

また、給湯制御手段６０は、湯張りモードにおいて、注湯電磁弁２１を開弁することにより湯張り運転を開始する。給湯制御手段６０は、上述した給湯運転と同様に、目標湯張り温度の湯が給湯管路２から湯張り中継管２０及び追焚き管路３を介して浴槽４に供給されるように、給湯第１バーナ６及び給湯第２バーナ７の燃焼量と水量サーボ１３の開度を制御する。

そして、湯張り制御手段６２は、湯量センサ２６により検出される浴槽４に供給される湯の流量を累積し、累積した湯量が目標湯張り量となったときに、注湯電磁弁２１を閉弁して湯張り運転を終了する。

追焚き制御手段６１は、使用者によりリモコン５０が操作されて「追焚き」が指示されると、追焚きバーナ９に点火して追焚き運転を開始する。そして、追焚き制御手段６１は、給湯追焚きバーナ９を燃焼させた状態でポンプ２３を作動させて浴槽４に貯められた湯水を追焚き管路３内に循環させることによって、浴槽４に貯められた湯水をリモコン５０により設定された目標追焚き温度まで昇温させる。

そして、風呂サーミスタ２４により検出される浴槽４に貯められた湯の温度がリモコン５０により設定された目標追焚き温度に達したときに、追焚き制御手段６１は、元ガス電磁弁３０と追焚きガス電磁弁３４とを閉弁して追焚きバーナ９を消火し、燃焼ファン３５とポンプ２３の作動を停止して追焚き運転を終了する。

次に、図３に示したフローチャートに従って、開弁故障対処手段６２による処理について説明する。

開弁故障対処手段６２は、図３のＳＴＥＰ１で、湯張り運転が終了して湯張り制御手段６０により注湯電磁弁２１の閉弁制御がなされたか否かを判断する。そして、注湯電磁弁２１の閉弁制御がなされたときにＳＴＥＰ２に進み、開弁故障対処手段６２は、湯張り流量センサ２６による検出流量が２．７リットル/分（本発明の所定量に相当する）以上であるときはＳＴＥＰ３に進む。

一方、湯張り流量センサ２６による検出流量が２．７リットル/分未満であるときには、注湯電磁弁２１が正常動作して全閉したと判断できるため、ＳＴＥＰ７に分岐して開弁故障対処手段６２は処理を終了する。この場合は、注湯電磁弁２１の開弁故障に対する処理は行われない。

ここで、注湯電磁弁２１の閉弁制御が開始されてから注湯電磁弁２１が実際に閉弁状態になるまでには、ある程度の時間を要する。そして、注湯電磁弁２１が閉弁状態になるまでは、給湯装置１から浴槽４への湯の供給が継続されるが、湯張り運転の終了により湯張りモードから給湯モードに移行するため、給湯制御手段６０は、目標給湯温度となるように給湯管路２への出湯温度を制御することになる。

そのため、目標給湯温度が高く設定されていると、浴槽４に高温の湯が供給されて、浴槽４内の湯の温度が目標給湯温度よりも高くなってしまう。そこで、開弁故障対処手段６２は、ＳＴＥＰ３で、給湯設定温度が４５℃（本発明の所定温度に相当する）以上であるか否かを判断し、給湯設定温度が４５℃以上であるときにはＳＴＥＰ１０に分岐して、給湯設定温度を４５℃とする。

そして、続くＳＴＥＰ４で、湯張り流量センサ２６により２．７リットル/分以上の流量が検出された状態が、注湯電磁弁２１の閉弁制御を開始してから実際に注湯電磁弁２１が閉弁状態となるまでに要する時間以上に設定された一定時間（例えば４５秒）以上継続し、注湯電磁弁２１が開弁故障状態にあると確実に検知できるときにＳＴＥＰ５に進む。

ＳＴＥＰ５で、開弁故障対処手段６２は、リモコン５０の表示部に注湯電磁弁２１の開弁故障を報知する表示を行い、続くＳＴＥＰ６で、水量サーボ１３を全閉する。水量サーボ１３を全閉することにより、給湯装置１から浴槽への湯の供給が停止するため、高温の湯が浴槽に供給されることによる浴槽４内の湯の温度の上昇と、浴槽４から湯が溢れることを回避することができる。そして、ＳＴＥＰ７に進み、開弁故障対処手段６２は処理を終了する。

なお、注湯電磁弁２１の開弁故障を報知する表示は、リモコン５０の図示しない運転スイッチ（給湯装置１を、運転状態と待機状態に切換えるためのスイッチ）が操作されて、給湯装置１が待機状態になったときに消灯されるが、待機状態においても水量サーボ１３を全閉状態に維持し、運転スイッチの操作により給湯装置１が運転状態に復帰したときには、水量サーボ１３を全閉状態を継続して開弁故障対処手段６２により再び注湯電磁弁２１の開弁故障を報知する表示を行うようにしてもよい。そして、給湯装置１の電源がオフされてから再度オンされたときに、注湯電磁弁２１の開弁故障の対処をリセットして、水量サーボ１３を開弁すると共に、注湯電磁弁２１の開弁故障を報知する表示を終了するようにしてもよい。

次に、バーナ異常対処手段６３は、給湯フレームロッド３９の検出信号により給湯第１バーナ６及び給湯第２バーナ７の燃焼状態を監視すると共に、追焚きフレームロッド４０の検出信号により追焚きバーナ９の燃焼状態を監視する。そして、バーナ異常対処手段６３は、給湯第１バーナ６、給湯第２バーナ７、追焚きバーナ９のうちのいずれかの燃焼状態の異常（失火等）を検知したときに、元ガス電磁弁３０を閉弁してこれらのバーナの燃焼を禁止すると共に、リモコン５０の表示部に、バーナの燃焼状態の異常を報知する表示を行う。

ここで、バーナ異常対処手段６３は、このようにバーナの異常を検知したときには、上述した注湯電磁弁２１の開弁故障が検知された場合の開弁故障対処手段６２による処理と異なり、水量サーボ１３を全閉する処理は行わずに水量サーボ１３の開度を現状の開度のままとする。そのため、使用者は、湯を使うことができなくなるが、給湯管路２に接続されたカラン等を開けて水を使うことはできる。

なお、本実施の形態では、ガスバーナにより加熱される給湯熱交換器８及び追焚き熱交換器１０を備えた給湯装置１を示したが、石油等の他の燃料を使用するバーナを用いてもよい。

また、本実施の形態では、本発明の開度調節弁として全閉することのできる水量サーボ１３を示し、開弁故障対処手段６２は、注湯電磁弁２１の開弁故障が生じたときに水量サーボ１３を全閉したが、開度調節弁が全閉することのできないタイプであるときには、開度調節弁を最小開度とすることで、本発明の効果を得ることができる。

１…給湯装置、２…給湯管路、３…追焚き管路、４…浴槽、５…コントローラ、６…給湯第１バーナ、７…給湯第２バーナ、８…給湯熱交換器、９…追焚きバーナ、１０…追焚き熱交換器、１１…バイパス管、１２…バイパスサーボ、１３…水量サーボ、１４…給湯サーミスタ、１５…熱交サーミスタ、１６…給湯流量センサ、２０…湯張り中継管、２１…注湯電磁弁、２６…湯張り流量センサ、６０…給湯制御手段、６１…追焚き制御手段、６２…開弁故障対処手段、６３…バーナ異常対処手段。

Claims (3)

1. 一端から供給される水を加熱して他端から湯を供給するための給湯管路と、
   前記給湯管路の開度を調節する開度調節弁と、
   前記給湯管路を流れる水を加熱する給湯熱交換器と、
   前記給湯管路と浴槽を連通する湯張り管と、
   前記湯張り管を流通する湯水の流量を検出する湯張り流量センサと、
   前記湯張り管を開閉する注湯弁と、
   前記注湯弁が閉弁された状態で、前記給湯管路から出湯される湯の温度が目標給湯温度となるように、前記給湯熱交換器の加熱量と前記給湯管路の開度を制御する給湯モードでの運転と、前記注湯弁が開弁した状態から、前記給湯管路から出湯される湯の温度が目標湯張り温度となるように、前記給湯熱交換器の加熱量と前記給湯管路の開度を制御して、前記浴槽に目標湯張り量の湯を供給し、該目標湯張り量の湯の供給が完了したときに前記注湯弁を閉弁する湯張りモードでの運転とを実行し、湯張りモードでの運転を終了したときに湯張りモードから給湯モードに移行する給湯制御手段とを備えた給湯装置において、
   前記湯張りモードでの運転の終了により、前記給湯制御手段によって前記注湯弁の閉弁制御がなされたときに、前記湯張り湯量センサにより所定量以上の流量が検出された状態となっているときには、前記開度調節弁を最小開度に制御する開弁故障対処手段を備えたことを特徴とする給湯装置。
2. 請求項１記載の給湯装置において、
   前記開弁故障対処手段は、前記目標給湯温度が所定温度以上であるときには、前記開度調節弁を最小開度にする制御を開始してから前記開度調節弁が最小開度になるまでの間、前記目標給湯温度を該所定温度以下に設定することを特徴とする給湯装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の給湯装置において、
   前記熱交換器を加熱するバーナと、
   前記バーナの燃焼異常を検知したときに、前記バーナの燃焼を禁止すると共に、前記流量調節弁を開弁状態に維持するバーナ異常対処手段とを備えたことを特徴とする給湯装置。

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