JP3681532B2 - 給湯装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は浴槽や台所等に給湯を行う給湯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、バーナにより加熱され、給水路から供給される水を昇温させる熱交換器と、該熱交換器から給湯路に供給される湯に給水路からの水の一部を混入するバイパス路と、モータに駆動され該バイパス路の開度を調節する開度調節手段と、混合後の湯水の温度を検出する給湯温度センサと、流水の有無を検出する流水センサとを備え、所定温度の湯水が供給されるようにコントローラにより制御される給湯装置が知られている。
【0003】
使用者の操作により、給湯路の先端に接続されたカランが開かれると、給水路から熱交換器へと水が流れ始める。流水センサによりこの水の流れを検出したコントローラがバーナを作動開始させ、熱交換器を通過する水の加熱が開始される。そして、給湯温度センサの検出温度が所定の給湯温度に一致させるべく、コントローラによりバーナへのガス供給量が調節される。また、開度調節手段は設定されたバイパス比(熱交換器からの出湯流量に対するバイパス路からの給水量の比率)になるように制御される。具体的には、熱交換器の出口側の温度を設定温度が変化しても変わらない所定温度になるように給水温度に基づいて制御される。
【0004】
バイパス路の開度はコントローラがモータに駆動信号を送ることにより行われる。駆動信号1つあたりのモータの回転量は設定され、また、モータの位置と開度調節手段の弁体の位置とは予め対応づけられている。このため、駆動信号を受け始めるときのモータの基準位置が不定であるとバイパス路の開度調節を正確に行うことができない。例えば、停電等により給湯中に給湯装置への通電が一旦停止されると、モータはそのときの位置にとどまる。このときのモータの位置はかかる通電停止により不定となるので、給湯装置への通電を再開したときにモータの回転量とバイパス路の開度との対応が不定となり、熱交換器の温度が非常に高温になったり逆に非常に低温となるおそれがある。
【0005】
そこで、このような場合に給湯装置への通電再開時にコントローラによりバイパス路を一旦全閉状態とし、該全閉状態におけるモータの位置を基準位置として決定するリセット処理が行われる。このリセット処理によりモータの基準位置はバイパス路の全閉状態に対応して決定されるので、バイパス路の開度調節を正確に行うことができる。
【0006】
給湯装置においてごく稀な現象ではあるが、停電等により給湯中に給湯装置への通電が一旦停止されたり、開度調節手段に異常が発生したときに、熱交換器の余熱により給湯停止状態の給湯路に高温の湯が生じる場合がある。かかる状態から給湯装置への通電を再開させ、出湯の指示を行うと、リセット処理のためバイパス路が全閉状態のまま熱交換器への給水が開始される。このため、高温の湯はリセット処理中はバイパス路を通過してきた水と混合されず、温度を下げられずにそのまま供給されて使用者が不快に感じるおそれがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる不都合を解消して、リセット処理中に高温の湯が供給されることを確実に防止することのできる給湯装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の給湯装置は、水が供給される給水路と、該給水路に設けられ加熱手段により加熱される熱交換器と、該熱交換器から湯が供給される給湯路と、該給水路から水を分岐して該給湯路に混入させるバイパス路と、モータにより駆動されることで該バイパス路の開度を調節する開度調節手段と、前記給湯路と前記バイパス路との合流位置より下流の水温を検出する給湯温度センサと、流水の有無を検出する流水センサと、前記流水センサにより流水が検出されているときに前記給湯温度センサの検出温度が所定の給湯温度と一致するように前記加熱手段の加熱量を調節する給湯制御手段と、前記モータを駆動して前記開度調節手段により前記バイパス路を全閉状態とし、該全閉状態における該モータの位置を基準位置として決定するリセット処理を行う基準位置決定手段とを有する給湯装置において、前記熱交換器への給水を開始・停止する止水弁を設け、前記給湯制御手段がリセット処理を行っている間は該止水弁を閉弁する通水制御手段を設けたことを特徴とする。
【0009】
かかる給湯装置によれば、リセット処理が行われている間は通水制御手段により止水弁が閉弁されており、給水路から熱交換器への通水は停止されている。このため、給湯路に高温の湯が残っている状態においてリセット処理が行われても、このリセット処理中に熱交換器からの出湯はなく、使用者は高温の湯に不快に感じることがない。
【0010】
リセット処理によりモータの基準位置がバイパス路の全閉状態に対応して決定された上で開度調節手段の駆動制御が行われる。このため、リセット処理後に止水弁が開弁されて給湯が開始されたとき、バイパス路の開度を正確に調節することができるため、熱交換器の異常高温や異常低温による熱交換器の劣化を防止することができる。
【0011】
給湯中の停電により給湯装置への通電が停止された後再度通電が開始されたときにリセット処理が行われるようにするのが好ましい。また、開度調節手段の作動異常を検出する異常検出手段を設け、該異常検出手段が該開度調節手段の異常を検出したときにリセット処理が行われるようにするのが好ましい。これらの場合には給湯路に高温の湯が残っている可能性があるので、リセット処理中に止水弁を閉弁することによって予期せぬ温度の湯水が供給されることを有効に防止できる。
【0012】
前記止水弁として前記給水路からの供給水量を調節する流量調節弁を用いてもよい。この流量調節弁は、加熱手段の加熱能力を最大にしても水を所定温度まで昇温できないときに、給水量を減少させてこの水を該所定温度まで昇温させるためのもので、給湯装置に一般に備えられている。従って、これら一般の給湯装置においては流量調節弁を止水弁として利用することにより、新たに止水弁を設けることを省略できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の給湯装置の実施形態について図面を用いて説明する。図1は第1及び第2実施形態の給湯装置の説明的構成図であり、図2は第1実施形態の給湯装置の作動を説明するフローチャートであり、図3は第2実施形態の給湯装置の作動を説明するフローチャートである。
【0014】
図1に示した給湯装置において、1は水が供給される給水路、2はバーナ3により加熱されて給水路1からの水を昇温させる熱交換器、4は熱交換器2から湯水が供給される給湯路、5は給水路1から水を分岐して給湯路4に混入させるバイパス路、6はバーナ3にガスを供給するガス供給路、7は通電されて給湯装置の制御を行うコントローラである。
【0015】
給水路1にはバイパス路5との分岐位置より上流に給水量センサ(流水センサ)8と、流量調節弁9と、給水温度センサ10とが設けられている。給水量センサ8は給水量を検出することにより流水を検出する。流量調節弁9はコントローラ7からの制御信号を受けることにより給水路1の開度を調節して給水量を調節する。給水温度センサ10は給水路1の水の温度を検出する。
【0016】
給湯路4にはバイパス路5との合流位置より上流に出湯温度センサ11が設けられ、該合流位置より下流には給湯温度センサ12と給湯栓13とが設けられている。また、給湯路4の下流端には湯水をシャワー状にして供給するシャワーヘッド14が設けられている。出湯温度センサ11は熱交換器2を通過して給湯路4に流れてきた湯水の温度を検出し、給湯温度センサ12は給湯路4とバイパス路5との合流位置より下流に流れてくる湯水の温度を検出する。給湯栓13は使用者により操作されて、給湯路4の開閉を行う。
【0017】
バイパス路5には給水路1との合流位置にステッピングモータ15により弁体が駆動されるバイパス弁(開度調節手段)16が設けられている。ステッピングモータ15はコントローラ7から送られるパルス信号に応じて回転し、パルス信号1つあたりの回転量が予め設定されている。バイパス弁16は、熱交換器2への給水量に対するバイパス路5への給水量の比であるバイパス比を調節する。
【0018】
ガス供給路6には電磁弁17と、ガス量調節弁18とが設けられている。ガス量調節弁18はコントローラ7からの制御信号を受けることによりガス供給路6の開度を調節してバーナ3への供給ガス量を調節する。
【0019】
コントローラ7は、給湯制御部19と、基準位置決定部20と、通水制御部21と、異常検出部22とを備え、操作スイッチ23をONにすることにより作動可能な状態となる。給湯制御部19は、給水量センサ8により所定水量以上の流水が検出されているときに給湯温度センサ12の測定温度が使用者により設定された給湯温度と一致するように、バーナ3への供給ガス量を調節する。また、給湯制御部19は、出湯温度センサ11による検出温度を所定温度(例えば給水温度+55℃)になるように、給水温度センサ10による検出温度に基づいてバイパス弁18の開度を調節する。基準位置決定部20は、給湯装置への通電再開時にバイパス弁16の弁体をバイパス比が0となる閉位置に駆動し、該閉位置に対応させてステッピングモータ15の基準位置を決定するリセット処理を行う。通水制御部21は、制御信号を送って流量調節弁9の開度を調節する。異常検出部22はステッピングモータ15へ送られたパルス信号数と、バイパス弁16の弁***置との対応関係からバイパス弁16の作動が正常か否かを判断する。
【0020】
第1実施形態の給湯装置の作動について、図1及び図2を用いて説明する。停電により給湯中にコントローラ7への通電が停止された後、通電が再開されると(STEP1)、通水制御部21から給湯制御部19を介して制御信号が送られて流量調節弁9が閉弁される(STEP2)。基準位置決定部20から給湯制御部19を介してパルス信号が送られてステッピングモータ15が駆動され、バイパス弁16の弁体を閉位置に向かって駆動する(STEP3)。基準位置決定部24はバイパス弁16の弁体が閉位置に至ったか否かを、パルス信号数が所定数以上になったか否かにより判断する(STEP4)。つまり、バイパス弁16の開度に対応したパルス信号数以上のパルス信号をステッピングモータ15に送ることにより、パルス信号を送る前にバイパス弁16の弁体がどのような位置にあっても確実に該弁体を閉位置に駆動することができる。そして、所定数以上のパルス信号が発せられたとき、基準位置決定部20が給湯制御部19からのパルス信号を停止させてステッピングモータ15の駆動を停止させる。そして、基準位置決定部20はこのときのステッピングモータ15の位置を基準位置として決定し、リセット処理が終了する。なお、給湯装置の図示しないコンセントがプラグに接続されてコントローラ7への通電が開始されるときにも、同様にリセット処理が行われる。
【0021】
リセット処理が終了した旨の信号を基準位置決定部20から受けた通水制御部21が、給湯制御部19を介して駆動信号を送ることにより流量調節弁9を開弁させる(STEP5)。このとき、給湯栓13が開けられていれば給水路1に水が流れ、給水量センサ8が所定水量以上の流水を検出すると、この検出信号を受けた給湯制御部19が電磁弁17及びガス量調節弁18を開弁させ、図示しないイグナイタによりバーナ3に点火する。これにより熱交換器2が加熱されて該熱交換器2を通過する水が昇温され始め、給湯が開始される(STEP6)。
【0022】
給水量センサ8、給水温度センサ10、給湯温度センサ12の検出量及び設定された給湯目標温度に基づいて給湯制御部19によりバーナ3へのガス供給量が調節されるフィードフォワード制御、フィードバック制御が行われる。リセット処理により、ステッピングモータ15の基準位置はバイパス路5の全閉状態に対応して決定される。従って、ステッピングモータ15を駆動することでバイパス弁16によりバイパス路5の開度が正確に調節され、出湯温度センサ11による検出温度を所定温度にすることができる。これにより、熱交換器2の劣化を防止することができる。
【0023】
また、給湯装置への通電再開からリセット処理が終了するまでの間、流量調節弁9が閉弁されている。このため、通電再開前に給湯路4内に高温の湯が残っており、給湯栓15が開けられた場合にも、リセット処理の間に高温の湯が供給されることはないので、使用者は不快を感じることがない。
【0024】
給湯中に異常検出部22がバイパス弁16の作動が正常か否かを判断し(STEP7)、正常であると判断した場合には給湯が継続して行われる(STEP8)。使用者が給湯栓13を閉じることで給湯が停止される(STEP9)。
【0025】
異常検出部22がバイパス弁16の作動が異常であると判断したときも、そのまま給湯が継続される(STEP10)。そして、給湯栓13が閉じられたときは(STEP11)流量調節弁9の閉弁・開弁を伴うリセット処理が行われる(STEP2〜STEP5)。これにより、給湯路4に高温の湯が残留しているときに給湯栓13が開けられた場合にも、リセット処理の間に高温の湯が供給されることはないので、使用者は不快を感じることはない。
【0026】
第2実施形態の給湯装置の作動について、図1及び図3を用いて説明する。STEP12〜STEP20については、STEP1〜STEP9と同様であるので説明を省略する。本実施形態が前記実施形態と異なるのは、バイパス弁16の作動異常が検出された場合であり、これについて説明する。
【0027】
異常検出が1回目の場合には(STEP21でYES)、流量調節弁9の閉弁・開弁を伴うリセット処理がなされた後で給湯が再開される(STEP13〜STEP17)。バイパス弁16の作動異常が軽度であり、1回のリセット処理により正常に戻る場合には、その後は通常に給湯が継続されるのは第1実施形態と同様である(STEP18〜STEP20)。異常検出が1回目でなければ(STEP21でNO)、流量調節弁9を閉弁させて給湯を停止させる(STEP22)。
【0028】
なお、前記2つの実施形態においては、バイパス弁16の開度の範囲に対応した所定数以上のパルス信号をステッピングモータ15に加えることにより弁体が閉位置にあるとみなした。他の実施形態として、バイパス弁16の弁***置を検出する位置検出手段を設け、この位置検出手段が弁体が閉位置にあると検出したときにステッピングモータ15の駆動を停止してリセット処理を行うようにしてもよい。
【0029】
流量調節弁9の代わりに止水弁を用いてもよい。この場合もリセット処理中に止水弁を閉弁させて熱交換器2への給水を停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1及び第2実施形態の給湯装置の説明的構成図
【図2】第1実施形態の給湯装置の作動を説明するフローチャート
【図3】第2実施形態の給湯装置の作動を説明するフローチャート
【符号の説明】
1‥給水路、2‥熱交換器、3‥バーナ(加熱手段)、4‥給湯路、5‥バイパス路、8‥給水量センサ(流水センサ)、9‥流量調節弁(止水弁)、12‥給湯温度センサ、15‥ステッピングモータ(モータ)、16‥バイパス弁(開度調節手段)、19‥給湯制御部(給湯制御手段)、20‥基準位置決定部(基準位置決定手段)、21‥通水制御部(通水制御手段)、22‥異常検出部(異常検出手段)
Claims (4)
- 水が供給される給水路と、該給水路に設けられ加熱手段により加熱される熱交換器と、該熱交換器から湯が供給される給湯路と、該給水路から水を分岐して該給湯路に混入させるバイパス路と、モータにより駆動されることで該バイパス路の開度を調節する開度調節手段と、前記給湯路と前記バイパス路との合流位置より下流の水温を検出する給湯温度センサと、流水の有無を検出する流水センサと、前記流水センサにより流水が検出されているときに前記給湯温度センサの検出温度が所定の給湯温度と一致するように前記加熱手段の加熱量を調節する給湯制御手段と、前記モータを駆動して前記開度調節手段により前記バイパス路を全閉状態とし、該全閉状態における該モータの位置を基準位置として決定するリセット処理を行う基準位置決定手段とを有する給湯装置において、
前記熱交換器への給水を開始・停止する止水弁を設け、前記給湯制御手段がリセット処理を行っている間は該止水弁を閉弁する通水制御手段を設けたことを特徴とする給湯装置。 - 給湯中の停電により給湯装置への通電が停止された後再度通電が開始されたときに前記リセット処理が行われることを特徴とする請求項1記載の給湯装置。
- 前記開度調節手段の作動異常を検出する異常検出手段を設け、該異常検出手段が該開度調節手段の異常を検出したときに前記リセット処理が行われることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の給湯装置。
- 前記止水弁として、前記給水路からの給水量を調節する流量調節弁を用いたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の給湯装置。
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1998
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