JPH06241565A - バイパスミキシング方式の給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】給湯停止時にパイプ内部で湯水の自然対流を起
きにくくして再給湯時の出湯特性を改善すること。 【構成】熱交換器５０から合流部５４までの配管接続形
態および、合流部５４の上下方向の位置を工夫すること
により、給湯停止期間に入水路５１から出湯路５２まで
の配管内部で湯水の自然対流を起きにくくさせている。
これにより、合流部５４の周辺の湯水温度分布が、給湯
期間でも、給湯停止期間でもほぼ同じ状態に維持されて
変動しなくなるので、再給湯直後の出湯温度の落ち込み
がほとんど無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水と沸かした湯とを混
合して要求温度の給湯を行うバイパスミキシング方式の
給湯装置に係り、特に入水路から出湯路までの配管構造
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】バイパスミキシング方式の給湯装置は、
そもそも、要求される給湯温度が低い場合にも、熱交換
器で要求温度よりも高温な湯を得られるようにすること
で、熱交換器に好ましくないドレンを発生させないよう
にしたものであり、例えば図９ないし図１１に示すよう
なものがある。

【０００３】図中、５０は熱交換器、５１は入水路、５
２は出湯路、５３はバイパス路、５４は合流部、５５は
バーナ、５６はカランなどの先栓である。熱交換器５０
は、図１０や図１１に示すように、ほぼ水平方向に延び
る部分が隣り合わせに複数列配置されて連通連結される
とともに、これが上下二段に配置された形状のフィン付
きパイプからなる。入水路５１は熱交換器５０の下段の
パイプ群５０Ａの入水端部に、また、出湯路５２は熱交
換器５０の上段のパイプ群５０Ｂの吐出端部にそれぞれ
接続されている。バイパス路５３は、入水路５１の熱交
換器手前で分岐してほぼ水平方向に延び、熱交換器５０
と出湯路５２との連結部分に接続され、ここが熱交換器
５０からの湯とバイパス路５３からの水の合流部５４に
なる。

【０００４】この給湯装置では、使用時、熱交換器５０
からの出湯湯温が要求湯温よりも高くなるように、バー
ナ５５の燃焼能力をフィードフォワード制御することに
より、ほぼ要求温度の給湯を行うようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなバイパスミキシング方式の給湯装置において、入水
路５１から出湯路５２までの配管内部の湯水温度分布を
調べたところ、給湯期間〔図１２（ａ）の状態〕と給湯
停止期間〔図１２（ｂ）の状態〕とで変動することが判
った。このような変動が発生していると、再給湯直後に
出湯路５２から常温水が吐出された後の所定期間、合流
部５４よりも熱交換器５０側の出湯路５２に存在する適
温湯とバイパス路５３の常温水とがミキシングされるの
で要求温度よりも低温で出湯されることになり、その
後、熱交換器５０内部の高温湯とバイパス路５３の常温
水とがミキシングされるので要求温度よりも若干高温で
出湯されることになる。つまり、再給湯直後に湯温が落
ち込むアンダーシュート現象が発生すると、特にシャワ
ーなどで利用する場合において不快さが顕著に感じられ
るなど、好ましくない。

【０００６】つまり、従来例では、熱交換器５０から合
流部５４までの配管接続形態が適切でなく、合流部５４
の高さ位置が熱交換器５０よりもかなり下方に位置して
いるために、給湯停止期間に配管内部で湯水が自然対流
の影響を受けやすくなっており、これが原因で前述のよ
うに給湯期間と給湯停止期間との湯水温度分布が変動し
ていたと考えられる。したがって、前述の出湯温度の落
ち込み現象の対策として、入水路５１から出湯路５２ま
での配管構造に関して、給湯停止期間に湯水の自然対流
が起きにくいように設計する必要があると言える。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑み、給湯停
止時に配管内部で湯水の自然対流を起きにくくして再給
湯時の出湯特性を改善することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、入水路と、入
水路から供給される水を加熱する熱交換器と、入水路の
熱交換器手前で分岐されて熱交換器の出口側に接続され
るバイパス路と、バイパス路と熱交換器との合流部に接
続される出湯路とを備え、かつ熱交換器からの湯とバイ
パス路からの水とを混合して要求温度の給湯を行うバイ
パスミキシング方式の給湯装置において、次のように構
成した。

【０００９】本発明のバイパスミキシング方式の給湯装
置では、熱交換器が、ほぼ水平方向に延びる部分が少な
くとも上下二段に配置されて連通連結される形状のフィ
ン付きパイプからなり、この熱交換器の下段パイプの端
部に入水路が、また、上段パイプの端部にバイパス路
が、さらに、熱交換器とバイパス路との合流部に出湯路
がそれぞれ接続されており、かつ、合流部の上下方向の
位置が熱交換器の下段パイプとほぼ同一位置に設定され
ている。

【００１０】

【作用】上記構成では、給湯停止期間に、入水路から出
湯路までの配管内部で湯水の自然対流を起こしにくくな
るから、入水路から出湯路までの配管内部の湯水温度分
布が給湯期間と給湯停止期間とで変動されなくなって、
再給湯直後に出湯温度が落ち込みにくくなる。

【００１１】

【実施例】図１ないし図３に本発明の一実施例を示して
いる。本実施例の基本的な構成は従来例とほぼ同じであ
り、従来例で用いた図中の部品、部分と同じものに同一
符号を付してある。すなわち、図中の符号５０は熱交換
器、５１は入水路、５２は出湯路、５３はバイパス路、
５４は合流部、５５はカランなどの先栓である。熱交換
器５０は、図２や図３に示すように、ほぼ水平方向に延
びる部分が隣り合わせに複数列配置されて連通連結され
るとともに、これが上下二段に配置された形状のフィン
付きパイプからなる。

【００１２】本実施例において従来例と異なる構成は、
主として、熱交換器５０から合流部５４までの配管接続
形態および、合流部５４の上下方向の位置である。

【００１３】具体的に、熱交換器５０の上段のパイプ群
５０Ｂの吐出端部が下向きに、また、入水路５１の熱交
換器手前で分岐するバイパス路５２の吐出端部が上向き
にそれぞれ延ばされていて、これら両方の端部が上下方
向で突き合わせ接続されているとともに、この合流部５
４の上下方向の位置が熱交換器５０の下段のパイプ群５
０Ａとほぼ同一位置に設定されている。

【００１４】このような本実施例構成では、給湯停止期
間に、入水路５１から出湯路５２までのパイプ内部で湯
水の自然対流が起きにくくなるため、合流部５４の周辺
の湯水温度分布が、給湯期間でも、給湯停止期間でもほ
ぼ同じ状態に維持されて変動しなくなる。つまり、本実
施例の場合、給湯期間、給湯停止期間のいずれも図１に
示すように同じ状態に維持されるから、再給湯直後は出
湯路５２の適温湯が吐出され、この後、熱交換器５０の
高温湯（いわゆる後焚きでもって給湯時よりも僅かに高
くなっている）とバイパス路５３の常温水とがミキシン
グされて要求湯温よりも僅かに高くなって吐出されるよ
うになる。このように、再給湯直後に従来のように出湯
温度が落ち込まなくなる。なお、後焚きとは、給湯停止
に伴い熱交換器５０内の高温湯が停止時間だけ給湯期間
よりも長く滞留するために起こるもので、給湯停止期間
での熱交換器５０内の高温湯は僅かに高温となるが、出
湯湯温が極端に高くならないので、問題ない。

【００１５】図４ないし図６に本発明の他の実施例を示
している。この実施例において上記実施例と異なる構成
は、合流部５４の配管接続形態である。つまり、熱交換
器５０の上段のパイプ群５０Ｂの下向き吐出端部に出湯
路５２を上向きにして接続し、この接続部に対してバイ
パス路５３をほぼ水平方向から接続させている。また、
入水路５１は熱交換器５０を囲む缶体の周囲に二〜三周
に巻回されてから熱交換器５０の入水部位に接続されて
いる。この場合、図４（ｂ）に示すように、給湯停止期
間にバイパス路５３の合流部５４側の短い範囲でわずか
に自然対流が起こって常温水であるはずが適温湯になる
けれども、この部位の容積はごく小さいから、再給湯時
に瞬間的にわずかに温度の高い湯水が吐出されるとも考
えられるが、オーバーシュートと呼べるほどのものでは
ない。

【００１６】ところで、図７および図８に本実施例に対
する比較例を示している。いずれの図も、（ａ）は給湯
期間の状態、（ｂ）は給湯停止期間の状態、（ｃ）は再
給湯直後の状態をそれぞれ示している。図７では、熱交
換器５０の上段パイプ５０Ｂの吐出端部とバイパス路５
２の吐出端部とをほぼ水平方向で突き合わせて接続し、
この合流部５４の位置を熱交換器５０の上段パイプ５０
Ｂと同一高さに設定している。図８では、熱交換器５０
の上段パイプ５０Ｂの吐出端部と出湯路５３とをほぼ水
平方向で突き合わせて接続することにより、熱交換器５
０とバイパス路５３とを合流させている。この合流部５
４にはバイパス路５２の吐出端部が下から接続されてい
る。なお、図８での合流部５４の位置は熱交換器５０の
上段パイプ５０Ｂと同一高さに設定されている。

【００１７】いずれの場合も、給湯停止期間に湯水の自
然対流が起きるために、入水路５１から出湯路５２まで
の配管内部の湯水温度分布が給湯期間と給湯停止期間と
で変動することになる。具体的に、図７の場合には、給
湯停止期間に（ｂ）に示すように、バイパス路５３の端
部に熱交換器５０の高温湯が移動することになるから、
再給湯直後はバイパス路５３に存在する高温湯と熱交換
器５０に存在する高温湯とがミキシングされて極端に熱
い湯が吐出されることになる。一方、図８の場合には、
給湯停止期間に（ｂ）に示すように、出湯路５２の合流
部５４側に熱交換器５０の高温湯が移動することになる
から、再給湯直後に出湯路５２に存在する高温湯のみが
出湯されることになる。このように、いずれの場合も、
再給湯時の出湯温度が要求温度よりも極端に高くなるオ
ーバーシュート現象が発生する。要するに、本発明のよ
うに、熱交換器５０から合流部５４までの配管接続形態
および、合流部５４の上下方向の位置を特定すること
が、アンダーシュートやオーバーシュートなどを総称す
るいわゆる冷温水サンドイッチ現象の対策として有効で
あると言える。

【００１８】なお、上記実施例では、簡易なバイパスミ
キシング方式の給湯装置を例に挙げているが、本発明は
これのみに限定されず、例えば、バイパス路５３の途中
に開閉弁を設けたタイプや、合流部５４にサーモミキシ
ング機構を用いたタイプなど、種々なバイパスミキシン
グ方式の給湯装置に本発明を適用できることは言うまで
もない。また、図２および図３の入水路５１を図５およ
び図６に示すように形成してもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱交換器から合流部までの配管接続形態および、合流部
の上下方向の位置を工夫して、給湯停止期間に入水路か
ら出湯路までの配管内部で湯水の自然対流を起こしにく
くさせることにより、入水路から出湯路までの配管内部
の湯水温度分布を給湯期間と給湯停止期間とで変動させ
ないようにしているから、再給湯直後に出湯温度が落ち
込みにくくできるなど、再給湯時の出湯特性を改善でき
るようになる。したがって、本発明の給湯装置から出湯
される湯水を、特にシャワーとして利用する場合でも不
快さが感じられなくなるなど、製品としての信頼性向上
に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の給湯装置の一実施例で、配管内部の湯
水温度分布を示す図。

【図２】同給湯装置のミキシング部周辺の外観斜視図。

【図３】同給湯装置のミキシング部周辺の外観側面図。

【図４】本発明の給湯装置の他の実施例で、配管内部の
湯水温度分布を示す図。

【図５】同給湯装置のミキシング部周辺の外観斜視図。

【図６】同給湯装置のミキシング部周辺の外観側面図。

【図７】本実施例に対する比較例１で、配管内部の湯水
温度分布を示す図。

【図８】本実施例に対する比較例２で、配管内部の湯水
温度分布を示す図。

【図９】従来の給湯装置の構成模式図。

【図１０】同給湯装置のミキシング部周辺の外観斜視
図。

【図１１】同給湯装置のミキシング部周辺の外観側面
図。

【図１２】従来例の給湯装置で、配管内部の湯水温度分
布を示す図。

【符号の説明】

５０ 熱交換器 ５１ 入水路 ５２ 出湯路 ５３ バイパス
路 ５４ 合流部 ５６ 先栓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 富雄 兵庫県神戸市中央区明石町32番地 株式会 社ノーリツ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入水路と、入水路から供給される水を加
   熱する熱交換器と、入水路の熱交換器手前で分岐されて
   熱交換器の出口側に接続されるバイパス路と、バイパス
   路と熱交換器との合流部に接続される出湯路とを備え、
   かつ熱交換器からの湯とバイパス路からの水とを混合し
   て要求温度の給湯を行うバイパスミキシング方式の給湯
   装置であって、 熱交換器が、ほぼ水平方向に延びる部分が少なくとも上
   下二段に配置されて連通連結される形状のフィン付きパ
   イプからなり、 この熱交換器の下段パイプの端部に入水路が、また、上
   段パイプの端部にバイパス路が、さらに、熱交換器とバ
   イパス路との合流部に出湯路がそれぞれ接続されてお
   り、 かつ、合流部の上下方向の位置が熱交換器の下段パイプ
   とほぼ同一位置に設定されている、ことを特徴とするバ
   イパスミキシング方式の給湯装置。