JP2574533Y2

JP2574533Y2 - 給湯器の燃焼制御装置

Info

Publication number: JP2574533Y2
Application number: JP1992008140U
Authority: JP
Inventors: 武雄山口; 喜久雄岡本; 健二渡辺
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2007-01-28
Also published as: JPH0561646U

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107 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−211225（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−136022（ＪＰ，Ａ) 特開平５−52327（ＪＰ，Ａ) 特開平４−20711（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−159737（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23N 5/00 - 5/14 F23Q 3/00

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【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。