JPH0249480Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、熱交換器を加熱するガスバーナへの
ガス供給量を、熱交換器への通水量の増減に応じ
て比例的に増減させるようにしたガス湯沸器に関
する。

〔従来技術〕

この種のガス湯沸器は、熱交換器への通水量の
増減に応じてガス供給量が比例的に増減するの
で、通水量が変化しても出湯温度はほぼ一定に保
たれる。そして出湯温度の調節は、例えば特開昭
61−72923号公報に示す如く、ガス弁を作動させ
るダイヤフラム装置と関連して設けた温度調節弁
により熱交換器への通水量とガス供給量の比率を
変えて行つている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

かかる従来技術においては、ガス供給量の比率
を減少させて出湯温度を低下させると熱交換器の
温度が低下するので燃焼ガス中の水分が熱交換器
の表面に結露し、ドレンとなつて滴り落ちる。こ
のようなドレンは燃焼ガス中の硫黄酸化物や窒素
酸化物を溶解して強酸性となつているので熱交換
器やガス湯沸器の内部を腐蝕して耐久性を低下さ
せるという問題がある。また、給水が熱交換器を
通過するには或る時間を要するので、温度調節弁
により通水量とガス供給量の比率を変えても直ち
には出湯温度は変化しないので時間遅れが生じる
という問題がある。

此等の問題を解決する手段として通水量とガス
供給量の比率を一定として熱交換器により加熱さ
れる給水を常に高温度の熱湯とし、これを混合弁
により冷水と混合して所望の設定温度の出湯を得
るようにすることが考えられる。しかしながら、
このような技術においては熱交換器により加熱さ
れる給水の温度上昇幅が一定であるので、給水温
度が変化すれば熱交換器から送り出される熱湯の
温度も変化し、また、熱交換器への通水量がガス
バーナの最大能力に対応する最大流量以上となれ
ば加熱不足が生じて熱交換器からの熱湯の温度が
低下し、何れの場合もガス湯沸器からの出湯温度
を正確に制御できなくなるという問題がある。ま
た、前記最大流量は給水温度が高い場合は大とな
り、給水温度が低い場合は小となるので、前者の
場合に合せて最大流量を設定すれば給水温度が低
くなつた場合に最大流量で使用すれば熱交換器か
らの熱湯の温度が低下し、逆に後者の場合に合せ
て最大流量を設定すれば給水温度が高くなつた場
合には通水量を最大流量としてもガスバーナは最
大能力に達せず、折角の最大能力を発揮できない
という問題がある。本考案は此等の問題を解決し
ようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本考案によるガス湯沸器は、添付
図面に示す如く、ガスバーナ２４により加熱され
る熱交換器１６に連通する給水通路１０に設けら
れ該熱交換器１６への通水量に応じて変位するダ
イヤフラム４１を有するダイヤフラム装置４０
と、前記ダイヤフラム４１に連動され前記通水量
に応じてガスバーナ２４へのガス供給量を増減さ
せるガス弁２５を備えてなるガス湯沸器におい
て、前記給水通路１０には前記通水量に対する前
記ダイヤフラム４１の変位量を給水温度の上昇に
応じて減少させて該給水温度の如何に拘わらず前
記熱交換器１６により常にほぼ一定の高温度の熱
湯が得られるようにする給水温度補償弁４８と前
記熱交換器１６への通水量が前記ガスバーナ２４
の最大能力に対応する最大流量以上となることを
制限する定流量弁６０を設け、この定流量弁は前
記給水通路１０に沿つてその内面に形成された嵌
合孔１０ａに軸方向摺動可能に嵌合され中央に開
口６２ｂが設けられた内向フランジ部６２ａを有
する摺動筒６２と、この摺動筒と同心的に軸方向
移動可能に設けられて一部が前記開口６２ｂ内に
挿入されて該開口との間に可変絞り部６１を形成
するテーパ部材６５と、前記給水通路１０内に位
置する熱応動部材６６を備え、前記摺動筒６２と
テーパ部材６５の何れか一方はスプリング６３に
より前記給水通路１０の上流側に付勢されて位置
決めされると共に下流側に移動すれば前記可変絞
り部６１の通路面積を減少させるよう構成し、前
記摺動筒６２とテーパ部材６５の他方は前記熱応
動部材６６に接続され該熱応動部材の温度上昇に
伴い軸方向に移動して前記可変絞り部６１の通路
面積を増大させるよう構成したことを特徴とする
ものである。

〔作用〕

熱交換器１６への通水量が少ない状態において
は、定流量弁６０の摺動筒６２とテーパ部材６５
の何れか一方はスプリング６３により付勢されて
位置決めされ、可変絞り部６１の通路面積は給水
温度に対応した値となつている。通水量が所定の
最大流量に達すれば、前記摺動筒６２とテーパ部
材６５の何れか一方は前記最大流量の通水により
その前後に生じる圧力差によりスプリング６３に
抗して下流側に移動して可変絞り部６１の通路面
積を減少させ、通水量が前記最大流量以上となる
のを防止して熱交換器１６からの熱湯の温度が所
定の高温度より低下するのを防止する。

給水温度が低い状態においては、給水温度補償
弁４８は通水量に対するダイヤフラム４１の変位
量を増大させることによりガス供給量を増大させ
て熱交換器１６により給水を一定の高温度まで加
熱する一方、定流量弁６０は熱応動部材６６の作
用により摺動筒６２とテーパ部材６５の間の可変
絞り部６１の通路面積を小として通水量の最大流
量を小さい値に設定する。この状態においては、
通水量が増大して前記小さい値に設定さた最大流
量に達すれば、定流量弁６０の前記作用によりそ
れ以上の通水量の増大が防止され、これと同時に
ガスバーナ２４は最大能力に達する。給水温度が
上昇すれば給水温度補償弁４８は通水量に対する
ガス供給量を減少させ、給水温度の上昇分だけ熱
交換器１６の加熱量を減少させて給水を前記と同
じ一定の高温度まで加熱する一方、定流量弁６０
は熱応動部材６６の作用により可変絞り部６１の
通路面積を増大させ、通水量の最大流量を大きい
値に設定する。この状態において通水量が増大し
て前記大きい値に設定された最大流量に達すれ
ば、前記同様それ以上の通水量の増大が防止さ
れ、これと同時にガスバーナ２４は最大能力に達
する。

〔考案の効果〕

上述の如く、本考案によれば、給水温度が変化
しても、熱交換器への通水量の全範囲において熱
交換器から常に一定の高温度の熱湯を得ることが
できるのでガス湯沸器からの出湯温度を常に正確
に制御することができる。また、給水温度の如何
に拘わらず、熱交換器への通水量が設定された最
大流量に達すると同時にガスバーナは最大能力に
達するので、常にガスバーナの最大能力を発揮す
ることができる。

〔実施例〕

以下に、添付図面に示す実施例により、本考案
の説明をする。

図面に示す如く、ガスバーナ２４により加熱さ
れる熱交換器１６への給水通路１０の途中にはダ
イヤフラム装置４０が設けられ、このダイヤフラ
ム装置４０はガスバーナ２４へのガス供給路２０
に設けたガス弁２５の開度を熱交換器１６への通
水量に応じて連続的に変化させるようになつてい
る。

ガス通路２０はガス通路ハウジング３２内に形
成された管路２１、ガス導入管２２及びノズル管
２３の各部分よりなり、ガス通路ハウジング３２
内にはガス弁２５が設けられている。ガス弁２５
は管路２１の内壁に形成された弁座２６とスプリ
ング２８により付勢される弁体２７を有し、弁体
２７は通常は開閉部２７ｂが弁座２６に当接され
てガス弁２５を閉じているが、スプリング２８に
抗して図面において左方に移動すれば先ず開閉部
２７ｂが弁座２６から離れてガス弁２５を最低開
度とし、次いで更に左方に移動するにつれて比例
部２７ａと弁座２６の間の開口面積が増大してガ
ス弁２５の開度を増大し、ガスバーナ２４へのガ
ス供給量を増大させるよう構成されている。

給水通路１０は、ダイヤフラム装置４０を境と
して上流側の前半部１１並びに下流側の後半部１
２及びバイパス１３よりなり、各部分１１，１
２，１３は何れもダイヤフラム装置の１次室４２
に開口されている。前半部１１は互いに固定され
た給水路ハウジング３０及び給水管３３により形
成され、後半部１２及びバイパス１３は給水路ハ
ウジング３０及び接続管１４により形成されてい
る。

給水路ハウジング３０とこれに固定されたカバ
ー３１の間に形成された空間は両部材３０，３１
に挾持されたダイヤフラム４１により１次室４２
及び２次室４３に分離され、此等ダイヤフラム４
１及び両室４２，４３がダイヤフラム装置４０の
主要部分を構成している。２次室４３は連通路４
７を介して給水通路１０の後半部１２に設けたベ
ンチユリ４６の負圧発生部に連通される一方、前
述の如く１次室４２には給水通路１０の各部分１
１，１２，１３の一端が開口され、ダイヤフラム
４１の中央に固定した先細形状の突出部材４４は
バイパス１３の開口部に設けた環状部材４４ａ内
に挿入されて両部材４４，４４ａの間に絞り部４
５を形成し、また給水通路１０の後半部１２には
内蔵する熱応動部材により作動する給水温度補償
弁４８が設けられている。熱交換器１６への通水
量は給水温度補償弁４８と絞り部４５の抵抗に応
じた比率にて給水通路１０の後半部１２とバイパ
ス１３とに分配され、後半部１２に分配された流
量によりベンチユリ４６に生ずる負圧は２次室４
３に伝達されてダイヤフラム４１に図面において
左方に向かう作動力を生ぜしめ、この作動力はロ
ツド４９および弁棒２９によりガス弁２５の弁体
２７に伝えられる。前記通水量が少なければ前記
作動力も小さいのでダイヤフラム４１は変位せ
ず、ガス弁２５は閉じているが、所定の最小流量
（後述のQoと一致）まで増大すればダイヤフラム
４１はスプリング２８に抗して左方に変位し、弁
体２７を移動させてガス弁２５を最低開度に開
き、ガスバーナ２４の安定燃焼に必要な最低量の
ガスを供給する。この最低量のガスの燃焼により
加熱された場合に熱交換器１６内において沸騰が
生じないように、前記通水量の最小流量は定めら
れる。通水量が更に増大すればその増大につれて
ダイヤフラム４１はスプリング２８を撓ませて変
位し、弁体２７を移動させてガス弁２５の開度を
増大させる。以上の作用により、ガスバーナ２４
へのガス供給量は熱交換器１６への通水量とほぼ
比例したものとなる。しかして、熱交換器１６か
ら後述の混合弁５０に供給される熱湯の温度が常
に所定の高温度となるように、前記通水量とガス
供給量の比率は設定されている。

給水温度補償弁４８は、給水温度が上昇すれば
開度が小となり熱交換器１６への通水量の後半部
１２への分配比率を低下させてガス弁２５の開度
が小となる方向に補正し、給水温度が低下すれば
ガス弁２５の開度が大となる方向に補正し、これ
により、給水温度が低下すれば熱交換器１６によ
り加熱される給水の温度上昇幅が大となるように
して、熱交換器１６から混合弁５０に供給される
熱湯の温度が変化しないように補償するものであ
る。これにより、ガス湯沸器から出湯温度は常に
正確に制御できるようになる。

給水温度補償弁４８は本実施例のものに限定さ
れることなく、バイパス１３の接続管１４との合
流部を鎖線１３ａで示す如くベンチユリ４６と給
水温度補償弁４８との間に設け、該給水温度補償
弁４８を給水温度が上昇すれば開度が大となるよ
うに構成しても同様に実施できる。

次に混合弁５０につき説明する。混合弁５０の
ハウジング５１は内部に混合室５２が形成され、
混合室５２には熱交換器１６に連通される熱湯入
口５３、後述する自動弁７０を介してダイヤフラ
ム装置４０上流側の給水管３３に連通される冷水
入口５４及び給湯管１７に連通される出湯口５５
が開口されている。熱湯入口５３の開口部に形成
された熱湯弁座５２ａと冷水入口５４の開口部に
形成された冷水弁座５２ｂとは互いに対向して同
心的に配置され、両弁座５２ａ，５２ｂと同心的
に弁軸５７が設けられている。弁軸５７には軸方
向に間をおいて一対の弁体５６ａ，５６ｂが固定
されると共にサーボモータ５８により軸方向に進
退駆動される。サーボモータ５８は制御装置（図
示せず）により制御され、給湯管１７に設けられ
たサーミスタ（図示せず）等により検出された出
湯温度が使用者により任意に設定された出湯温度
よりも低い場合には、弁軸５７を後退（第１図に
おいて下方移動）させて弁体５６ａと熱湯弁座５
２ａの間の通路面積を増大させると同時に弁体５
６ｂと冷水弁座５２ｂの間の通路面積を減少させ
て熱交換器１６からの熱湯の流入比率を増大さ
せ、これにより出湯口５５から給湯管１７に送り
出される湯の温度を上昇させ、また、検出された
出湯温度が設定された出湯温度よりも高い場合に
は、前記と逆に弁軸５７を前進させ、給水管３３
からの冷水の流入比率を増大させて給湯管１７に
送り出される湯の温度を低下させる。なお、出湯
量の変更は給湯管１７の末端に設けた給湯栓（図
示せず）を使用者が開閉することにより行なう。

混合弁５０の冷水入口５４と給水管３３の間に
設けられる自動弁７０は、弁口７２を有する弁座
部材７１、これに固定された支持部材７４に移動
可能に支持されてスプリング７５により冷水入口
５４側から弁座部材７１に付勢されて通常は弁口
７２を閉じる弁部材７３よりなり、弁座部材７１
にはバイパス孔７６が設けられている。熱交換器
１６に通水されている状態においては、自動弁７
０の両側には、後述する定流量弁６０の手前側か
ら混合弁５０の後側までの給水通路１０の抵抗に
よる圧力差が生じ、この圧力差により自動弁７０
は作動する。すなわち熱交換器１６への通水量が
ガスバーナ２４の安定燃焼に必要なガス弁２５の
最低開度を維持するために要する最小流量（後述
のQo）以下の場合には弁部材７３はスプリング
７５により付勢されて弁口７２を閉じ、前記通水
量が最小流量Qoを超えれば前記圧力差の増大に
より弁部材７３はスプリング７５に抗して弁口７
２を開くように作動するものである。なお、弁口
７２が閉じた状態においても自動弁７０の両側は
細いバイパス孔７６により連通されている。な
お、自動弁７０は上記実施例の構造には限らず、
例えばダイヤフラム４１の変位と連動させること
により熱交換器１６への通水量が最小流量Qo以
下となれば閉じるようにしたものでもよい。

給水通路１０の前半部１１のうち給水路ハウジ
ング３０内に形成される部分には定流量弁６０が
設けられている。定流量弁６０は給水路ハウジン
グ３０内に形成された嵌合孔１０ａに摺動自在に
嵌合されてスプリング６３により上流側に付勢さ
れた摺動筒６２及びこれと同心的に支持され先細
の先端部を摺動筒６２の内向フランジ部６２ａ中
央の開口６２ｂ内に挿入して開口６２ｂとの間に
可変絞り部６１を形成するテーパ部材６５を備え
ている。テーパ部材６５の根本部は給水路ハウジ
ング３０に固定された案内筒６９により摺動自在
に支持され、案内筒６９との間に介装したスプリ
ング６８により上流側に付勢され、その先端は嵌
合孔１０ａと同心的に給水通路１０内に支持され
た熱応動部材６６先端の作動部６６ａに当接され
ている。熱応動部材６６は給水路ハウジング３０
内にクリツプ止めされた支持円板６７により支持
され、支持円板６７は熱交換器１６への給水を通
過させる連通孔を有し、またスプリング６３によ
り付勢される摺動筒６２のストツパを形成してい
る。摺動筒６２は熱交換器１６への通水量がガス
弁２５の最大開度すなわちガスバーナ２４の最大
能力に対応する最大流量に達すれば、内向フラン
ジ部６２ａの前後に生じる圧力差によりスプリン
グ６３に抗して下流側に移動して可変絞り部６１
の通路面積を減少し、通水量が前記最大流量以上
となるのを防止して混合弁５０の熱湯入口５３に
供給される熱湯が常に所定の高温度に保たれるよ
うにするものである。

ガス弁２５の最大開度に対応する熱交換器１６
への最大流量は給水温度により異なり、給水温度
が高い状態を基準として定流量弁６０による最大
流量を設定すればその値は比較的大となり、給水
温度が低下した場合において熱交換器１６に前記
最大流量の通水をすればガスバーナ２４の最大能
力を超えることになるので、熱交換器１６から混
合弁５０の熱湯入口５３に供給される熱湯の温度
は所定の高温度よりも低下する。逆に給水温度が
低い状態を基準として前記最大流量を設定すれば
その値は比較的小となり、給水温度が上昇した場
合にはガスバーナ２４が最大能力に達する以前に
通水量が最大流量に達するので、ガスバーナ２４
の最大能力を発揮することができない。本実施例
においては給水温度が上昇すれば、熱感応部材６
６先端の作動部６６ａが伸びてテーパ部材６５を
後退（第１図において下方移動）させるので、摺
動筒６２の内向フランジ部６２ａとテーパ部材６
５の間の可変絞り部６１の開口面積は大となり、
最大流量の設定値が大となつて給水温度が高い場
合に適した特性となる。また給水温度が低下すれ
ばテーパ部材６５が前進するので可変絞り部６１
の開口面積は小となり、最大流量の設定値が小と
なつて給水温度が低い場合に適した特性となる。
何れの場合にも、熱交換器１６への通水量が設定
された最大流量に達すると同時にガスバーナ２４
は最大能力に達するので、常にガスバーナ２４の
最大能力は発揮される。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案によるガス湯沸器の一実施例の構
造説明図である。 符号の説明、１０……給水通路、１０ａ……嵌
合孔、１６……熱交換器、２４……ガスバーナ、
２５……ガス弁、４０……ダイヤフラム装置、４
１……ダイヤフラム、４８……給水温度補償弁、
６０……定流量弁、６１……可変絞り、６２……
摺動筒、６２ａ……内向フランジ部、６２ｂ……
開口、６３……スプリング、６５……テーパ部
材、６６……熱応動部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガスバーナにより加熱される熱交換器に連通す
   る給水通路に設けられ該熱交換器への通水量に応
   じて変位するダイヤフラムを有するダイヤフラム
   装置と、前記ダイヤフラムに連動され前記通水量
   に応じてガスバーナへのガス供給量を増減させる
   ガス弁を備えてなるガス湯沸器において、前記給
   水通路には前記通水量に対する前記ダイヤフラム
   の変位量を給水温度の上昇に応じて減少させて該
   給水温度の如何に拘わらず前記熱交換器により常
   にほぼ一定の高温度の熱湯が得られるようにする
   給水温度補償弁と前記熱交換器への通水量が前記
   ガスバーナの最大能力に対応する最大流量以上と
   なることを制限する定流量弁を設け、この定流量
   弁は前記給水通路に沿つてその内面に形成された
   嵌合孔に軸方向摺動可能に嵌合され中央に開口が
   設けられた内向フランジ部を有する摺動筒と、こ
   の摺動筒と同心的に軸方向移動可能に設けられて
   一部が前記開口内に挿入されて該開口との間に可
   変絞り部を形成するテーパ部材と、前記給水通路
   内に位置する熱応動部材を備え、前記摺動筒とテ
   ーパ部材の何れか一方はスプリングにより前記給
   水通路の上流側に付勢されて位置決めされると共
   に下流側に移動すれば前記可変絞り部の通路面積
   を減少させるよう構成し、前記摺動筒とテーパ部
   材の他方は前記熱応動部材に接続され該熱応動部
   材の温度上昇に伴い軸方向に移動して前記可変絞
   り部の通路面積を増大させるよう構成したことを
   特徴とするガス湯沸器。