特許 5918204 給湯器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5918204

(24)【登録日】2016年4月15日

(45)【発行日】2016年5月18日

(54)【発明の名称】給湯器

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/10 20060101AFI20160428BHJP

【ＦＩ】

   F24H1/10 303E

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-253891(P2013-253891)

(22)【出願日】2013年12月9日

(65)【公開番号】特開2015-113990(P2015-113990A)

(43)【公開日】2015年6月22日

【審査請求日】2014年11月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000305

【氏名又は名称】特許業務法人青莪

(72)【発明者】

【氏名】弓削 力也

【審査官】 吉村 俊厚

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２２９４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１７５８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３２３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２２０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２１７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５０５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１３４３４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−３３０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平１−７００５７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−２５０５５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／０６−１／１６

Ｆ２４Ｈ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱手段と、加熱手段で加熱される熱交換器を通って給水管と出湯管とを連通する通水路とを備え、通水路の一部に水温検出手段が配置される給湯器であって、
気温検出手段を配置すると共に、通水路の少なくとも一部にヒータを配置し、給湯器の運転が停止した状態で気温検出手段の検出温度が所定の基準温度以下になったときに、気温検出手段の検出温度が基準温度を上回るか給湯器の運転を開始するまでヒータを作動させるものにおいて、
ヒータ作動時の水温検出手段の検出温度が所定温度以上となったときに、ヒータの作動を停止するようにし、
この所定温度は、気温が基準温度以下の状態で正常にヒータを作動させる場合には、通水路の水温検出手段が配置されている部分の水温が定常的には上昇しない温度範囲の下限と同等の温度に設定されることを特徴とする給湯器。

【請求項2】

前記水温検出手段は、前記熱交換器の下流側の通水路の部分に配置されることを特徴とする請求項１記載の給湯器。

【請求項3】

前記水温検出手段の検出温度が前記所定温度以上である状態が所定時間継続したときに、前記ヒータの作動を停止することを特徴とする請求項１又は２記載の給湯器。

【請求項4】

加熱手段と、加熱手段で加熱される熱交換器を通って給水管と出湯管とを連通する通水路とを備え、通水路の一部に水温検出手段が配置される給湯器であって、
気温検出手段を配置すると共に、通水路の少なくとも一部にヒータを配置し、給湯器の運転が停止した状態で気温検出手段の検出温度が所定の基準温度以下になったときに、ヒータを作動させるものにおいて、
ヒータ作動時の水温検出手段の検出温度の上昇度合が所定値以上となったときに、ヒータの作動を停止することを特徴とする給湯器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加熱手段と、加熱手段で加熱される熱交換器を通って給水管と出湯管とを連通する通水路とを備え、通水路の一部に水温検出手段が配置される給湯器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の給湯器として、特許文献１により、気温検出手段を配置すると共に、熱交換器と給水管との間の通水路の部分と、熱交換器と出湯管との間の通水路の部分にヒータを配置するものが知られている。このものでは、給湯器の運転が停止した状態で気温検出手段の検出温度が所定の基準温度以下になったときに、ヒータを作動させて、通水路の凍結を防止している。

【0003】

ところで、気温検出手段が断線や短絡すると、その抵抗値が非常に小さく又は大きくなることで故障したことが判断できるが、不純物の付着や素子接触不良で中途半端に故障しても、これを判断できない。この場合、上記従来例のものでは、実際の気温が上記所定の基準温度以下となってないときであっても、気温検出手段の検出温度が基準温度以下となって、不必要にヒータを作動させてしまい、エネルギーが浪費されてしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９−２２９４７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、以上の点に鑑み、気温検出手段が中途半端に故障して、不必要にヒータが作動し続けて、エネルギーが浪費されることを抑制できるようにした給湯器を提供することをその課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本願の第１発明は、加熱手段と、加熱手段で加熱される熱交換器を通って給水管と出湯管とを連通する通水路とを備え、通水路の一部に水温検出手段が配置される給湯器であって、気温検出手段を配置すると共に、通水路の少なくとも一部にヒータを配置し、給湯器の運転が停止した状態で気温検出手段の検出温度が所定の基準温度以下になったときに、気温検出手段の検出温度が基準温度を上回るか給湯器の運転を開始するまでヒータを作動させるものにおいて、ヒータ作動時の水温検出手段の検出温度が所定温度以上となったときに、ヒータの作動を停止するようにし、この所定温度は、気温が基準温度以下の状態で正常にヒータを作動させる場合には、通水路の水温検出手段が配置されている部分の水温が定常的には上昇しない温度範囲の下限と同等の温度に設定されることを特徴とする。

【0007】

第１発明によれば、気温検出手段が中途半端に故障して、不必要にヒータが作動しても、通水路の水温検出手段が配置される部分の水温が所定温度以上となると、ヒータの作動が停止される。そのため、不必要にヒータが作動し続けることはなく、エネルギーが浪費されることを抑制できる。

【0008】

ここで、不必要にヒータが作動して、その後に給湯器の運転を再開すると、出湯管から高温の湯が出湯されてしまうことがある。そこで、第１発明においては、水温検出手段は、熱交換器の下流側の通水路の部分に配置されることが望ましい。これによれば、熱交換器の上流側の通水路の部分の水に比べ、出湯管から出湯される湯により近い状態である熱交換器の下流側の通水路の部分の水の温度を検出するため、不必要にヒータが作動しても、給湯器の運転を再開するときに、高温の湯が出湯されることを防止でき、安全である。

【0009】

また、上記所定温度を、上記の如く気温が基準温度以下の状態で正常にヒータを作動させる場合には、通水路の水温検出手段が配置されている部分の水温が定常的には上昇しない温度範囲の下限と同等の温度に設定すれば、正常にヒータが作動しているときに、ヒータが誤って作動停止されないようにすることができる。然し、正常にヒータを作動させているときに、水温検出手段の検出温度が一時的に所定温度以上になってしまうことがあり、この場合にはヒータの作動を停止すべきではない。そこで、第１発明においては、水温検出手段の検出温度が所定温度以上である状態が所定時間継続したときに、ヒータの作動を停止することが望ましい。

【0010】

また、本願の第２発明は、加熱手段と、加熱手段で加熱される熱交換器を通って給水管と出湯管とを連通する通水路とを備え、通水路の一部に水温検出手段が配置される給湯器であって、気温検出手段を配置すると共に、通水路の少なくとも一部にヒータを配置し、給湯器の運転が停止した状態で気温検出手段の検出温度が所定の基準温度以下になったときに、ヒータを作動させるものにおいて、ヒータ作動時の水温検出手段の検出温度の上昇度合が所定値以上となったときに、ヒータの作動を停止することを特徴とする。

【0011】

第２発明によれば、気温検出手段が中途半端に故障して、不必要にヒータが作動することで、通水路の水温検出手段が配置されている部分の水温の上昇度合が所定値以上になると、ヒータの作動が停止される。そのため、不必要にヒータが作動し続けることはなく、エネルギーが浪費されることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態の給湯器の構成図。

【図2】図１の給湯器で行う第１の実施形態の制御内容を示すフロー図。

【図3】図１の給湯器で行う第２の実施形態の制御内容を示すフロー図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１を参照して、１は給湯器を示しており、給湯器１は燃焼筐２を備えている。燃焼筐２内には、下部の加熱手段たるバーナ３と、バーナ３で加熱される熱交換器４とが収納されている。尚、熱交換器４は、バーナ３からの燃焼ガスの顕熱を回収して加熱される主熱交換器４１と、主熱交換器４１を通過した燃焼ガスの潜熱を回収して加熱される副熱交換器４２とで構成されている。

【0014】

バーナ３に対する燃料ガスの供給路には、電磁弁３１と比例弁３２とが介設され、更に、比例弁３２の下流で分岐された３つの分岐ガス供給路には、夫々能力切換のための電磁弁３３が介設されている。燃焼筐２の下端には燃焼用空気を供給する燃焼ファン５が接続されており、燃焼筐２の上端には排気口６が開設されている。

【0015】

また、給湯器１は、熱交換器４を通って給湯器１の外部の給水管７１と出湯管７２とを連通する通水路７を備えており、通水路７の一部には、水温検出手段が設けられている。即ち、熱交換器４の下流側の通水路７の部分に、後述するバイパス通路７５の合流部より上流側に位置させて水温検出手段たる熱交サーミスタ７３が配置され、更に、バイパス通路７５の合流部より下流側に位置させて水温検出手段たる出湯サーミスタ７４が配置されている。熱交換器４の上流側の通水路７の部分からは、熱交換器４を通らないバイパス通路７５が分岐され、バイパス通路７５は、熱交換器４の下流側の通水路７の部分に合流している。

【0016】

この給湯器１には、その底面に気温検出手段たる気温サーミスタ８が配置されていると共に、熱交換器４の上流側であってバイパス通路７５の分岐部の上流側及び下流側の通水路７の部分と、熱交換器４の下流側であってバイパス通路７５の合流部の上流側及び下流側の通水路７の部分と、バイパス通路７５とにヒータ７６が配置されている。そして、給湯器１内のコントローラＣにより、給湯器１の運転が停止した状態で気温サーミスタ８の検出温度が所定の基準温度以下になったときに、ヒータ７６を作動させて、通水路７の凍結を防止している。尚、気温サーミスタ８の検出温度に応じて、ヒータ７６の作動時のデューティー比が決定される。

【0017】

ところで、気温サーミスタ８が断線や短絡すると、その抵抗値が非常に小さく又は大きくなることで故障したことが判断できるが、不純物の付着や素子接触不良で中途半端に故障しても、これを判断できない。この場合、実際の気温が上記所定の基準温度以下となってないときであっても、気温サーミスタ８の検出温度が基準温度以下となって、不必要にヒータ７６を作動させてしまい、エネルギーが浪費されてしまう。

【0018】

そこで、第１の実施形態では、コントローラＣは、ヒータ７６作動時の水温検出手段の検出温度が所定温度以上である状態が所定時間継続したときに、ヒータ７６の作動を停止する。以下、図２を参照して、第１の実施形態のヒータ７６の作動及び作動停止について詳述する。

【0019】

先ず、使用者が給湯器１の電源を入れると、ＳＴＥＰ１で、気温サーミスタ８の検出温度が、通水路７の凍結防止のために設定した所定の基準温度Ｔｏ（例えば１０℃）以下になったか否かを判別する。気温サーミスタ８の検出温度がＴｏ以下になったとき、ＳＴＥＰ２で、ヒータ７６を作動させる。

【0020】

ヒータ７６が作動すると、ＳＴＥＰ３で、給湯器１の運転指示があるか否かを判別する。給湯器１の運転指示がないと、ＳＴＥＰ４で、熱交換器４の下流側の通水路７の部分に配置される出湯サーミスタ７４による温度の検出を開始し、ＳＴＥＰ５で、再び給湯器１の運転指示があるか否かを判別し、運転指示がないと、ＳＴＥＰ６で、出湯サーミスタ７４の検出温度が所定温度α以上となり、その状態が所定時間（例えば３０秒）継続したか否かを判別する。出湯サーミスタ７４の検出温度がα以上である状態が所定時間継続すると、気温サーミスタ８の故障と判断して、ＳＴＥＰ７で、ヒータ７６の作動を停止すると共に、エラーを表示する。これによれば、気温サーミスタ８が中途半端に故障して、不必要にヒータ７６が作動しても、通水路７の出湯サーミスタ７４が配置される部分の水温がα以上となると、ヒータ７６の作動が停止される。そのため、不必要にヒータ７６が作動し続けることはなく、エネルギーが浪費されることを抑制できる。

【0021】

尚、上記所定温度αは、気温が基準温度Ｔｏ以下の状態で正常にヒータ７６を作動させる場合には、通水路７の出湯サーミスタ７４が配置されている部分の水温が定常的には上昇しない温度範囲の下限と同等の温度（例えば３０℃）に設定して、正常にヒータ７６が作動しているときに、ヒータ７６が誤って作動停止されないようにすることが望まれる。然し、正常にヒータ７６を作動させているときに、出湯サーミスタ７４の検出温度が一時的にα以上になってしまうことがあり、この場合にはヒータ７６の作動を停止すべきではない。そこで、第１の実施形態では、上記の如く、出湯サーミスタ７４の検出温度がα以上である状態が所定時間継続したときに、ヒータ７６の作動を停止するようにしている。

【0022】

一方、ＳＴＥＰ６で、出湯サーミスタ７４の検出温度がα以上である状態が所定時間継続しないと判断すると、ＳＴＥＰ８で、気温サーミスタ８の検出温度がＴｏより大きくなったときや給湯器１の運転指示が出されたときに出されるヒータ７６の作動停止指示があるか否かを判別する。ヒータ７６の作動停止指示がないと、ＳＴＥＰ５に戻り、ヒータ７６の作動停止指示があると、ＳＴＥＰ９で、ヒータ７６の作動を停止し、ＳＴＥＰ１に戻る。

【0023】

また、ＳＴＥＰ３やＳＴＥＰ５で、給湯器１の運転指示があると判断すると、ＳＴＥＰ１０で、ヒータ７６の作動を停止して、ＳＴＥＰ１１で、給湯器１の運転が停止したか否かを判別する。給湯器１の運転が停止すると、ＳＴＥＰ１２で、出湯サーミスタ７４の検出温度が所定温度βよりも小さいか否かを判別して、出湯サーミスタ７４の検出温度がβよりも小さくなると、ＳＴＥＰ１に戻る。尚、βは、凍結の恐れがない温度範囲の下限に合わせて、例えば１０℃に設定される。

【0024】

ここで、不必要にヒータ７６が作動して、その後に給湯器１の運転を再開すると、出湯管７２から高温の湯が出湯されてしまうことがある。第１の実施形態では、出湯サーミスタ７４により、熱交換器４の上流側の通水路７の部分の水に比べ、出湯管７２から出湯される湯により近い状態である熱交換器４の下流側の通水路７の部分の水の温度を検出するため、不必要にヒータ７６が作動しても、給湯器１の運転を再開するときに、高温の湯が出湯されることを防止でき、安全である。

【0025】

尚、第１の実施形態では、出湯サーミスタ７４による温度の検出をすることに代えて、出湯サーミスタ７４と同様に熱交換器４の下流側の通水路７の部分に配置される熱交サーミスタ７３による温度の検出をすることも可能である。この場合、αを例えば７０℃と設定すればよい。

【0026】

次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、コントローラＣは、ヒータ７６作動時の水温検出手段の検出温度の上昇度合が所定値以上となったときに、ヒータ７６の作動を停止する。以下、図３を参照して、第２の実施形態のヒータ７６の作動及び作動停止について詳述する。

【0027】

先ず、使用者が給湯器１の電源を入れると、ＳＴＥＰ１０１で、気温サーミスタ８の検出温度がＴｏ以下になったか否かを判別し、気温サーミスタ８の検出温度がＴｏ以下になったとき、ＳＴＥＰ１０２で、ヒータ７６を作動させる。

【0028】

ヒータ７６が作動すると、ＳＴＥＰ１０３で、給湯器１の運転指示があるか否かを判別し、給湯器１の運転指示がないとき、ＳＴＥＰ１０４に進み、その時点で出湯サーミスタ７４により検出された温度をＴ１として記憶する。続けて、ＳＴＥＰ１０５で、再び給湯器１の運転指示があるか否かを判別し、給湯器１の運転指示がないと、ＳＴＥＰ１０６で、ヒータ７６が作動している状態で所定時間（例えば３０分）経過したか否かを判別する。その状態で所定時間経過したとき、ＳＴＥＰ１０７に進み、その時点で出湯サーミスタ７４により検出された温度をＴ２として記憶する。そして、ＳＴＥＰ１０８で、出湯サーミスタ７４の検出温度の上昇度合として、所定時間における出湯サーミスタ７４の検出温度の上昇量、即ち、Ｔ２−Ｔ１を求め、Ｔ２−Ｔ１が所定値Ｙ（例えば２０℃）以上であるか否かを判別する。Ｔ２−Ｔ１≧Ｙであると、ＳＴＥＰ１０９で、ヒータ７６の作動を停止すると共に、エラーを表示する。これによれば、気温サーミスタ８が中途半端に故障して、不必要にヒータ７６が作動することで、Ｔ２−Ｔ１≧Ｙになると、ヒータ７６の作動が停止される。そのため、不必要にヒータ７６が作動し続けることはなく、エネルギーが浪費されることを抑制できる。

【0029】

一方、ＳＴＥＰ１０８で、Ｔ２−Ｔ１＜Ｙと判断すると、ＳＴＥＰ１１０で、気温サーミスタ８の検出温度がＴｏより大きくなったときや給湯器１の運転指示が出されたときに出されるヒータ７６の作動停止指示があるか否かを判別し、作動停止指示があると、ＳＴＥＰ１１１で、ヒータ７６の作動を停止し、ＳＴＥＰ１０１に戻る。

【0030】

また、ＳＴＥＰ１０３やＳＴＥＰ１０５で、給湯器１の運転指示があると判断すると、ＳＴＥＰ１１２で、ヒータ７６の作動を停止して、ＳＴＥＰ１１３で、給湯器１の運転が停止したか否かを判別し、給湯器１の運転が停止すると、ＳＴＥＰ１１４で、出湯サーミスタ７４の検出温度が所定温度βよりも小さいか否かを判別して、出湯サーミスタ７４の検出温度がβよりも小さくなると、ＳＴＥＰ１に戻る。

【0031】

尚、上記第２の実施形態では、出湯サーミスタ７４の検出温度の上昇度合をヒータ７６が作動している状態での所定時間における検出温度の上昇量としたが、デューティー比に基づくヒータ７６への通電開始から通電停止までの間の検出温度の上昇量とすることも可能である。この場合、初めてヒータ７６に通電されてから通電停止するまでの間で通水路７の水温が大きく上昇するため、初めてヒータ７６に通電されてから通電停止するまでの間の出湯サーミスタ７４の上昇量が所定値以上となったときに、ヒータ７６の作動を停止することが望ましい。

【0032】

また、上記第２の実施形態では、出湯サーミスタ７４による温度の検出をすることに代えて、熱交サーミスタ７３による温度の検出をすることも可能である。この場合、Ｙを例えば２５℃と設定すればよい。

【0033】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、気温サーミスタ８を給湯器１の底面に配置しているが、上面や側面に配置してもよい。また、水温検出手段として、上記実施形態とは別の部分に配置されたものを用いてもよく、ヒータを、上記実施形態とは別の通水路７が凍結しやすい部分に配置してもよい。更に、上記実施形態では、バイパス通路が設けられているが、バイパス通路を設けなくてもよい。

【符号の説明】

【0034】

１…給湯器、３…バーナ（加熱手段）、４１，４２…熱交換器、７…通水路、７１…給水管、７２…出湯管、７３…熱交換サーミスタ（水温検出手段）、７４…出湯サーミスタ（水温検出手段）、７６…ヒータ、８…気温サーミスタ（気温検出手段）。

【図1】

【図2】

【図3】