JP2000329405A - 給湯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】入水管２から分岐され熱交換器１をバイパスし
て出湯管４に合流するバイパス管５と、バイパス管５途
中に設けたバイパス弁６と、前記熱交換器１を介して水
を加熱するバーナ９とを備え、再給湯時に前記バイパス
弁６を開弁するようにした給湯機に於いて、再給湯が少
量出湯であるときに湯温がオーバーシュートしまう欠点
を解決する。 【解決手段】前記バイパス管５の分岐点より熱交換器１
側の入水管２に、或いは前記バイパス管５の合流点より
熱交換器１側の出湯管４に、少量出湯時には流通抵抗が
増加され逆に多量出湯時には流通抵抗が軽減される流通
抵抗増減手段１４を設けたことにより、少量出湯時でも
バイパス管５側に必要な流量を確保できるので湯温のオ
ーバーシュートを防止できると共に、多量出湯時にはバ
イパス管５から余分な低温水を引き込むことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は給湯停止後の後沸
きを緩和して再給湯開始時の湯温のオーバーシュートを
防止するため、入水管から分岐し熱交換器をバイパスし
て出湯管に合流するバイパス管を設けた給湯機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種のものに於いては、例え
ば特許第２６７７８８４号公報に開示されているが如
く、熱交換器をバイパスするバイパス管に常閉の電磁弁
を設け、給湯停止から一定時間経過後に電磁弁を開弁し
て後沸きを緩和し、そして給湯栓が開放されて熱要求が
発生すると電磁弁を開弁したまま給湯を開始して、その
後バイパス管の電磁弁を閉弁して再給湯時の湯温のオー
バーシュートを防止しようとしたものであった。

【０００３】又、同様に再給湯時のオーバーシュートを
防止しようとするものでは、例えば特公平７−１０７４
６２号公報に開示されているが如く、給湯停止前の燃焼
量と給湯停止からの経過時間により後沸き量を演算し、
再給湯時にこの後沸き量が一定以上である場合にバイパ
ス管の電磁弁を一定時間だけ開弁するものがあった。

【０００４】又、例えば特開平５−２０３２６２号公報
に開示されているが如く、熱交換器上流の入水管に流量
センサを設け、この流量センサが給湯による流水を検知
したらバイパス管の電磁弁を開弁し、開弁から一定時間
経過後に出湯管に設けた湯温センサで検知する湯温が所
定温度より低下していたらバイパス管の電磁弁を閉弁し
て、再給湯時のオーバーシュートを防止しようとしたも
のがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、再給湯時
にバイパス管の電磁弁を開弁してバイパス管からの低温
水を後沸きによって高温となった熱交換器内の高温水と
混合して湯温のオーバーシュートを防止しようとするも
のは数多くあるが、いずれも少量出湯時に対する配慮が
何等されていないものであった。

【０００６】即ち、少量出湯時にはバイパス管の電磁弁
を開弁しておいても、電磁弁自体の流通抵抗が大きくて
入水管からバイパス管を通過して出湯管に合流するはず
の低温水がほとんど流通せず、入水管からの水のほとん
どは熱交換器を流通してしまうため再出湯時のオーバー
シュートを防止するための機構がほとんど機能せず、図
５の二点鎖線で示すように湯温がオーバーシュートして
しまい高温の湯が流出してしまうと言う欠点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明はこの点に着目
し上記欠点を解決する為、請求項１では特にその構成
を、入水管と、該入水管の下流に設けた熱交換器と、該
熱交換器の下流に設けた出湯管と、前記入水管から分岐
され前記熱交換器をバイパスして前記出湯管に合流する
バイパス管と、該バイパス管途中に設けたバイパス弁
と、前記熱交換器を介して水を加熱するバーナとを備
え、再給湯時に前記バイパス弁を開弁するようにした給
湯機に於いて、前記バイパス管の分岐点より熱交換器側
の入水管に、或いは前記バイパス管の合流点より熱交換
器側の出湯管に、少量出湯時には流通抵抗が増加され更
に多量出湯時には流通抵抗が少量出湯時より軽減される
流通抵抗増減手段を設けたものとした。

【０００８】又、請求項２では上記請求項１のものにお
いて、前記流通抵抗増減手段を、閉弁状態で流通可能な
流通孔を有するシート弁としたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】給湯を一旦停止して再給湯開始す
るときに後沸きによる湯温のオーバーシュートを防止す
るためバイパス管５のバイパス弁６を開弁するようにし
た給湯機に於いて、再給湯が少量であったときは流通抵
抗増減手段１４で流通抵抗が増加されるので、熱交換器
１側に流通する水を制限しバイパス管５側の低温水の流
量を確保して湯温のオーバーシュートを防止でき、一
方、多量の再給湯であったときは流通抵抗増減手段１４
で流通抵抗が軽減されるので、余分な低温水をバイパス
管５から引き込むことがない。

【００１０】好適な流通抵抗増減手段１４として、閉弁
状態で流通可能な流通孔２１を有し、流量に応じて自動
的に開閉されるシート弁１９を用いることによって、流
量に応じて流通抵抗を変更するため非常に安価に少量出
湯時の湯温のオーバーシュートを防止できる。

【００１１】

【実施例】次に、この発明に係る給湯機を図面に示され
た一実施例をもとに説明する。１はフィンアンドチュー
ブ式の熱交換器で、該熱交換器１の上流側には水道管と
接続されている入水管２を備え、又、下流側には給湯栓
３を終端に有した出湯管４を備えている。

【００１２】５は入水管２から分岐され熱交換器１をバ
イパスして出湯管４に接続されたバイパス管で、該バイ
パス管５途中には常閉の電磁弁よりなるバイパス弁６を
備えている。

【００１３】７は入水管２のバイパス管５の分岐点より
も熱交換器１側に設けられた流量センサで、熱交換器１
内へ流入する水の流量Ｑを検知するものであり、８は出
湯管４のバイパス管５の合流点よりも熱交換器１側に設
けられた湯温センサで、熱交換器１から流出する湯の温
度Ｔ_Ｈを検知するものである。

【００１４】９は熱交換器１を介して水を加熱するバー
ナで、その加熱量は所望の給湯温度Ｔを設定する温度設
定手段１０と前記流量センサ７と前記湯温センサ８の信
号を入力として、給湯設定温度Ｔと湯温センサ８の検知
する湯温Ｔ_Ｈが一致するようにマイコンより構成される
制御器１１で制御されるものである。

【００１５】１２は給湯停止した後に熱交換器１の残熱
により熱交換器１内の湯が給湯設定温度Ｔ以上に加熱さ
れてしまう後沸き現象を緩和するための開弁制御手段
で、給湯停止により流量センサ７が最低作動流量Ｑ
_０（ここでは２l/min）以下を検知してバーナ９をＯＦ
Ｆした後に、湯温センサ８の検知する湯温Ｔ_Ｈと給湯設
定温度Ｔの偏差が第１の所定値α（ここでは＋３℃）以
上になったら、前記バイパス弁６を開弁し再給湯時に熱
交換器１内の湯をバイパス管５からの冷水と混合して給
湯栓３から給湯して加熱開始時のオーバーシュートを防
止するものである。尚、この開弁制御手段１２は前記制
御器１１内に一つの機能として組み込まれているもので
ある。

【００１６】この開弁制御手段１２により後沸きの状態
に応じてバイパス弁６の開閉を簡易に制御でき、後沸き
があって再給湯時にオーバーシュートする心配のあると
きには確実にバイパス弁６を開弁しておきオーバーシュ
ートを防止し、又、後沸きのほとんどないときにはバイ
パス弁６は閉弁状態のままであるので再給湯時に過剰な
アンダーシュートを引き起こす心配のないものである。

【００１７】１３は再給湯時に前記開弁制御手段１２で
開弁されたバイパス弁６を適確なタイミングで閉弁して
湯温のオーバーシュートとアンダーシュートを防止する
閉弁制御手段で、給湯再開により流量センサ７が最低作
動流量Ｑ_０以上を検知してバーナ９をＯＮすると同時
に、一定時間ｔ_１（ここでは５秒間）をカウントし、該
一定時間ｔ_１が経過した後に湯温センサ８の検知する湯
温Ｔ_Ｈと給湯設定温度Ｔの偏差が第２の所定値β（ここ
では＋１３℃）以下になったら、遅延時間ｔ_２（ここで
は０．５秒間）の後に前記バイパス弁６を閉弁するもの
である。尚、この閉弁制御手段１３は前記開弁制御手段
１２と同様に前記制御器１１内に一つの機能として組み
込まれているものである。

【００１８】この閉弁制御手段１３により、湯温Ｔ_Ｈと
給湯設定温度Ｔとの偏差が第２の所定値β以下であるか
どうかを判定する前に、一定時間ｔ_１が経過するまで待
機することにより、湯温判定をオーバーシュートの温度
降下側で必ず行うことができ誤動作の心配がなく、遅延
時間ｔ_２をカウントしてからバイパス弁６を閉弁するの
で、湯温センサ８で検知した湯温Ｔ_Ｈと同程度にオーバ
ーシュートした湯は遅延時間ｔ_２の間に熱交換器１内か
ら出湯管４へ流出し、熱交換器１内の湯をバイパス管５
からの冷水と混合して給湯するもので、又、遅延時間ｔ
_２の間は湯温センサ８は給湯設定温度Ｔより高い温度を
検知しているので加熱量は小さく抑えられてバイパス弁
６の閉弁後に再びオーバーシュートする心配もないもの
である。

【００１９】１４は少量出湯時に流通抵抗が増加され、
逆に多量出湯時に流通抵抗が軽減される流通抵抗増減手
段で、出湯管４途中のバイパス管５との合流点より熱交
換器１側に設けられており、詳細構造を図２及び図３に
示す好適な実施例で説明すると、管継手１５内の縮小部
１６と拡開部１７との間の絞り部１８にシート弁１９を
設けたものであり、該シート弁１９はシリコンゴム等の
弾性材製で、図４に示すように円中心に向かって設けら
れた複数の切り込み２０と、円中心に開けられた流通孔
２１を有しているものである。

【００２０】ここで、再給湯開始されたが手洗い等で３
l/min程度の少量出湯であった場合、シート弁１９はそ
の弾性力により略閉弁状態を保って流通抵抗を増加し、
熱交換器１からの後沸きによる高温水は流通孔２１を通
過する分が流出し、又、バイパス管５側はシート弁１９
により増加した流通抵抗の分だけ相対的に流れやすくな
って、オーバーシュートを防止するのに十分な低温水を
混合して出湯することができ、このとき給湯栓での湯温
は図５の実線で示すように湯温変動の少ない安定したも
のとなる。

【００２１】一方、再給湯がシャワー等で１２l/min程
度の多量出湯であった場合は、シート弁１９は切り込み
２０により流れの下流に向かって開弁するので流通抵抗
は軽減されバイパス管５から余分な低温水を引き込むこ
ともなく従来と同様にオーバーシュート及びアンダーシ
ュートを防止できるものである。

【００２２】尚、この発明はこの一実施例に限定される
ものではなく、流通抵抗増減手段１４を熱交換器１とバ
イパス管５の分岐点の間の入水管２に設けても同一の効
果が得れれることは勿論、バイパス弁６を開弁するため
の検知量は従来例に示したように種々のものが採用可能
であるほか、バイパス弁６は開閉制御のみならず開度を
制御するものでも少量出湯時には同一の効果が得られる
ものである。

【００２３】次に、図６に示す流通抵抗増減手段１４の
別の実施例を説明すると、コイルバネ等の付勢手段２２
により流れと逆方向に付勢された弁体２３に絞り流路２
４を設けて流通抵抗増減手段１４を構成しており、少量
出湯時は流れの力よりも付勢手段２２の付勢力が強く略
閉弁して流通抵抗を増加させ、一方、多量出湯時には流
れの力の方が付勢力よりも勝るので弁体２３は下流側へ
移動され流通路２５を開放して流通抵抗を軽減する。こ
れにより少量出湯時のバイパス管５の流量を確保してオ
ーバーシュートを防止するものである。

【００２４】次に、図７に示す流通抵抗増減手段１４の
更に別の実施例を説明すると、バイパス管５の合流点よ
りも熱交換器１側の出湯管４に常閉の電磁弁２６と、該
電磁弁２６をバイパスし且つ出湯管４より細径で流通抵
抗の大きいバイパス流路２７により流通抵抗増減手段１
４を構成しており、少量出湯時は電磁弁２６を閉弁して
バイパス流路２７のみを流通させることで流通抵抗を増
加させ、一方、多量出湯時には流量センサ７が最低作動
流量Ｑ_０より大きい所定流量を検知すると電磁弁２６を
開弁して流通抵抗を軽減する。これにより少量出湯時の
バイパス管５の流量を確保してオーバーシュートを防止
するものである。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、少量
出湯時は熱交換器側の流通抵抗を増加してバイパス管側
に低温水の必要流量を確保して湯温のオーバーシュート
を防止すると共に、多量出湯時には熱交換器側の流通抵
抗を軽減して余分な低温水をバイパス管から引き込むこ
とがないものである。

【００２６】又、シート弁を用いることにより流量に応
じて流通抵抗を変更してくれるので、非常に安価に少量
出湯時の湯温のオーバーシュートを防止できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の概略構成図。

【図２】同一実施例の少量出湯時の作動を示す図。

【図３】同一実施例の多量出湯時の作動を示す図。

【図４】流通抵抗増減手段としてのシート弁の正面図。

【図５】同一実施例による少量再出湯時の湯温変動を示
す図。

【図６】この発明の流通抵抗増減手段の別の実施例。

【図７】この発明の流通抵抗増減手段の更に別の実施
例。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ 入水管 ４ 出湯管 ５ バイパス管 ６ バイパス弁 ９ バーナ １４ 流通抵抗増減手段 １９ シート弁 ２１ 流通孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入水管と、該入水管の下流に設けた熱交
   換器と、該熱交換器の下流に設けた出湯管と、前記入水
   管から分岐され前記熱交換器をバイパスして前記出湯管
   に合流するバイパス管と、該バイパス管途中に設けたバ
   イパス弁と、前記熱交換器を介して水を加熱するバーナ
   とを備え、再給湯時に前記バイパス弁を開弁するように
   した給湯機に於いて、前記バイパス管の分岐点より熱交
   換器側の入水管に、或いは前記バイパス管の合流点より
   熱交換器側の出湯管に、少量出湯時には流通抵抗が増加
   され更に多量出湯時には流通抵抗が少量出湯時より軽減
   される流通抵抗増減手段を設けたことを特徴とする給湯
   機。
2. 【請求項２】 前記流通抵抗増減手段を、閉弁状態で流
   通可能な流通孔を有するシート弁としたことを特徴とす
   る請求項１記載の給湯機。