JPH083387B2

JPH083387B2 - 併設型給湯器の水量制御装置

Info

Publication number: JPH083387B2
Application number: JP63205623A
Authority: JP
Inventors: 謙二洞谷; 正行川本; 貞雄岡田; 章夫田中; 健治遠藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1988-08-18
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH0257859A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、複数の熱交換器を備え、各熱交換器でそれ
ぞれ水を加熱する併設型給湯器の水量制御装置に関す
る。

［従来の技術］例えば２つの並列接続された熱交換器によってそれぞ
れ水を加熱する併設型給湯器は、多量の温水を必要とす
る場合に多く使用される。また、一方の熱交換器への水
管中には水の供給を停止する電磁弁が設けられ、使用水
量が少ない場合には電磁弁が閉じられて、他方の熱交換
器のみで加熱が行われ、一定水量以上の水が使用される
ときには電磁弁が開かれ、両方の熱交換器で加熱が行わ
れるように、必要とする温水量が少ない場合にも使用で
きるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、使用される水量が少なく、電磁弁が開かれな
い場合には、水管中に電磁弁が設けられていない熱交換
器のみで常に加熱が行われるため、常に使用される一方
の側の熱交換器や加熱装置では、使用されない側の熱交
換器や加熱装置と比較すると、劣化の度合が甚だ大きく
なる。

従って、使用水量が多いときにのみ使用される他方の
熱交換器等が、まだ十分に使用可能な状態であっても、
常に使用される側の熱交換器等の耐久性に限界が生じた
ときには、給湯器全体としては耐用年数が経過したと判
断しなければならないため、給湯器の寿命が短くなりや
すいという問題がある。

本発明は、併設型給湯器において、給湯器自体の熱交
換器や加熱装置の劣化を抑制し、給湯器を長期に亙って
使用できる水量制御装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、水を供給する水供給路中に複数の熱交換器
を並列接続するとともに、水の供給開始時には、前記複
数の熱交換器の一部への水を供給し、供給される水量が
基準水量以上のとき前記複数の熱交換器の他方にも水を
供給する併設型給湯器の水量制御装置において、水が当
初供給される熱交換器を選択する選択手段と、計時手段
とを備え、前記選択手段は、前記計時手段により所定時
間が計時される毎に、選択する熱交換器を切り換えるこ
とを技術的手段とする。

また、前記選択手段は、前記計時手段によって前記所
定時間が計時されたとき運転中である場合には、選択す
る熱交換器の切り換えを行わないことを技術的手段とす
る。

また、水を供給する水供給路中に複数の熱交換器を並
列接続するとともに、水の供給開始時には、前記複数の
熱交換器の一部への水を供給し、供給される水量が基準
水量以上のとき前記複数の熱交換器の他方にも水を供給
する併設型給湯器の水量制御装置において、水が当初供
給される熱交換器を選択する選択手段を備え、該選択手
段は、運転毎に、選択する熱交換器を切り換えることを
技術的手段とする。

［作用および発明の効果］本発明の併設型給湯器では、選択手段によって、水が
当初供給される熱交換器が交互に選択される。従って、
使用水量が少なく、複数の熱交換器のうち一部の熱交換
器のみへ水が供給される場合が多くても、使用される熱
交換器が固定化することがなく、各熱交換器および各加
熱手段が均等に使用される。このため、各熱交換器等が
それぞれ使用される時間が減少し、劣化進度を抑制する
ことができるため、長期に亙って使用でき、併設型給湯
器としての寿命を長くすることができる。

［実施例］次に本発明を第２図に示す実施例に基づいて説明す
る。

併設型ガス給湯器１は、図示しない水供給源と接続さ
れた給水管２から供給される水を水管10、20へ分流させ
て、熱交換器11、21によってそれぞれ加熱した後に給湯
管2aへ合流させて給湯を行うもので、給湯器ケース３内
には、各熱交換器11、21を収容し同等の加熱能力を備え
た燃焼器30、40が備えられ、各熱交換器11、21の内部を
通過する水をそれぞれ加熱する。

給水管２には、水量センサ４と入水温サーミスタ５と
が設けられ、供給される水は水量と水温が検知された後
に、水管10と水管20への分岐点に設けられた三方弁６へ
流入する。

三方弁６は、給水管２から供給される水を、水管10と
水管20のどちらか一方のみへ供給するように切替えるも
ので、給水管２は常に水管10と水管20のいずれかと連通
しており、供給される水は三方弁６と連通した水管10あ
るいは水管20とそれぞれ接続された各熱交換器11あるい
は熱交換器21へ導かれる。

さらに水管10と水管20とは、水電磁弁７を備えたバイ
パス管7aによって相互に接続されていて、給水管２から
各水管10、20のいずれかへ供給された水は、水電磁弁７
が開状態のときには、他方へも供給される。

各熱交換器11、21の上流の各水管10、20には、通過水
量が一定水量以上になると接点を閉じる水流スイッチ1
2、22と、自動水量制御切替装置13、23がそれぞれ設け
られている。ここでは、水流スイッチ12、22は2.9±0.5
／分以上の水量によって接点を閉じ、水量が2.2±0.5
／分以下になると接点を開く。

自動水量制御切替装置13、23は、水の温度を感知して
通過する水量を自動的に制御する自動水量制御弁14、24
と、各自動水量制御弁14、24の上流と下流とを連通した
バイパス管15、25中に設けられた水量切替弁16、26とを
一体化したもので、各熱交換器11、21への流入水量を調
節する。なお、自動水量制御弁14、24は、供給される水
の温度が低い場合には開度を小さくし、温度が高くなる
につれて開度を大きくする。従って、自動水量制御切替
装置13、23は、例えば各水量切替弁16、26が閉状態の場
合では、５℃〜25℃の水温の変化に対応して、６〜10
／分の水を供給するように調節し、各水量切替弁16、26
が開状態の場合では、５℃〜25℃の水温の変化に対応し
て、９〜13／分の水を供給するように調節する。

各熱交換器11、21の下流の各水管10、20には、加熱さ
れた湯水の温度を検知するための出湯温サーミスタ17、
27がそれぞれ備えられ、水管10、20はその下流で給湯管
2aに合流される。

各燃焼器30、40内には、複数のリボン式のバーナ31、
41が設けられ、バーナ31、41には、各バーナ31、41に対
応して形成された噴出口を有するノズル管32、42が備え
られている。ノズル管32、42には、図示しない燃料供給
源から燃料ガスを供給するガス管８から分岐した燃料管
33、43によって燃料ガスが導かれる。各燃料管33、43に
は、元電磁弁34、44、主電磁弁35、45、比例弁36、46が
それぞれ備えられている。また、燃焼器30、40には、燃
焼用空気を各バーナ31、41へ供給する送風機37、47が備
えられている。

さらに、燃焼器30、40内の各バーナ31、41の近傍に
は、点火のためのスパーカ38、48と、炎を検知するフレ
ームロッド39、49がそれぞれ備えられている。

各燃焼器30、40は、コントローラ80によって設定され
る温度に応じて制御回路50、60によりそれぞれ制御され
る。

制御回路50と制御回路60は、互いに独立して作動し、
燃焼器30と燃焼器40をそれぞれ制御するもので、第３図
に示すとおり、それぞれシーケンス制御部51、61と燃焼
制御部52、62の機能部からなる。

制御回路50において、シーケンス制御部51は、水流ス
イッチ12によって水流が検知されると、所定のシーケン
スで点火制御を行い、送風機37を作動させて燃焼用空気
をバーナ31へ供給して、送風機37の回転数が所定回転数
になると、スパーカ38を作動させるとともに、元電磁弁
34および主電磁弁35を開いて燃料ガスをバーナ31へ供給
する。

また、炎がフレームロッド39で検知されると、スパー
カ38の作動を停止し、炎がフレームロッド39で検知され
なくなると失火を検知し、安全確保のために燃料管33に
設けられた各電磁弁を閉じる。

燃焼制御部52は、中継制御回路70を介して伝送される
コントローラ80による設定温度と、出湯温サーミスタ17
により検知される出湯温度に基づいて、送風機37および
比例弁36をそれぞれ制御し、燃焼器30の燃焼量を調節す
る。

制御回路60は、制御回路50とは独立して燃焼器40の制
御を行うもので、その制御は制御回路50と全く同様であ
るため、説明を省く。

各水管10、20を通過する水は、中継制御回路70によっ
てコントローラ80の操作状態に応じた水量制御が行われ
る。

中継制御回路70は、第１図に示すとおり、三方弁切替
部71、水電磁弁制御部72、水量制御部73の各機能部を備
えていて、各機能部によって、それぞれ三方弁６、水電
磁弁７、水量切替弁16、26を制御する。

三方弁切替部71は、各熱交換器11、21および各燃焼器
30、40の使用状態を均一化するために、所定の条件によ
って三方弁６を切替えて、給湯初期に水が流入する熱交
換器を変更する。ここでは、三方弁切替部71にはタイマ
部74が備えられていて、例えば午前０時の24時間毎に三
方弁６が切替えられ、三方弁６が切替えられると給水管
２から直接水が供給される水管および熱交換器が変更さ
れる。

水電磁弁制御部72は、多量の温水が必要な場合に、熱
交換器11と熱交換器21および燃焼器30と燃焼器40をとも
に使用するために、水量センサ４により検知される水量
Ｌに応じて水電磁弁７を開くもので、ここでは、入水温
サーミスタ５によって検知される入水温度T_INとコント
ローラ80によって設定される設定温度T_SETとに基づい
て、それぞれ次のとおり基準水量L₀を決定し、検知され
る水量Ｌが基準水量L₀以上のとき水電磁弁７を開状態に
する。

設定温度L_SETか55℃以上の場合には、入水温度T_INと
は関係なく、基準水量L₀を7.0±1.0／分とする。

設定温度T_SETが55℃未満の場合には、第４図に示すと
おり、入水温度T_INに応じて水電磁弁７を切替えるため
の基準水量L₀が変更される。

入水温度T_INが15℃未満では、基準水量L₀を一律に7.0
±1.0／分とする。入水温度T_INが15℃以上25℃未満の
場合には、基準水量L₀は、 L₀＝0.16×T_IN＋4.6 で近似的に示される関係で、入水温度T_INに基づいて変
更される。

入水温度T_INが25℃以上の場合には、基準水量L₀を一
律に8.6±1.0／分とする。

なお、一旦、開かれた水電磁弁７は、検知される水量
Ｌが、上記の各基準水量L₀よりそれぞれ1.4±0.8／分
少なくなると閉じられる。

水量制御部73では、水量切替弁16、26がそれぞれ次の
とおり制御される。

水が流入して水量センサ４に検知されると、水量切替
弁16を開き、前述のとおり決定される基準水量L₀以上の
水量が流入できるように、水の通路を確保する。

また、コントローラ80による設定温度T_SETが高く、55
℃以上の場合には、水を確実に昇温させるために、水電
磁弁７が開状態の場合に限って、水量切替弁16、26をと
もに閉じて、各熱交換器11、21を通過する水量を減少さ
せる。このとき、水電磁弁７が開かれるよりも前に水量
切替弁16が閉じられると、水量切替弁16によって通過水
量が制限され、水量が増えなくなるため、水電磁弁７が
開いた後に水量切替弁16が閉じるように制御している。

さらに、中継制御回路70は、コントローラ80による設
定温度T_SETの信号を各制御回路50、60へ伝送する。

以上の構成からなる併設型ガス給湯器１は、次のとお
り作動する。

三方弁６が、例えば水管10へ開口して、給水管２と水
管10とが直接連通している場合には、タイマ部74によっ
て所定時間が計時されると、三方弁６が駆動されて水管
20へ開口し、給水管２と水管10とが直接連通する。

逆に、三方弁６が水管20へ開口し、給水管２と水管20
とが直接連通している場合には、タイマ部74によって所
定時間が計時されると、三方弁６が駆動されて水管10へ
開口し、給水管２と水管10とが直接連通する。

その後も、同様に、タイマ部74によって所定時間が計
時されると、三方弁６が切替られて、直接連通する水管
が変更される。

給水管２が、水管10あるいは水管20と連通している場
合において、使用者が図示しない水栓を開くと、給水管
２内に水が供給される。このとき、水電磁弁７は閉じら
れていて、流入した水は給水管２と連通した水管のみに
流入する。

水の流入が検知されると、水量切替弁16が開状態にさ
れ、水量センサ４と入水温サーミスタ５により水量Ｌと
入水温度T_INがそれぞれ検知され、検知された水量Ｌと
入水温度T_INにより決定される基準水量L₀に応じてそれ
ぞれ次のとおり作動する。

１）水量センサ４によって検知される水量Ｌが、上記の
各基準水量L₀に満たない場合に、水電磁弁７が開かれ
ず、水は給水管２と連通した一方の水管および熱交換器
のみへ供給される。従って、一方の水流スイッチのみが
閉じ、一方の制御回路のみが作動し、一方の燃焼器のみ
で燃焼する。流入した水は一方の熱交換器のみによって
加熱され、給湯管2aから流出する。

２）検知される水量Ｌが上記の各基準水量L₀以上の場合
には、水電磁弁７が開かれ、このとき設定温度T_SETが55
℃未満であると、水量切替弁26とが同時に開かれ、給水
管２から供給される水は、給水管２と直接連通していな
い水管へもバイパス管7aを介して供給され、水管10と水
管20にともに供給される。

また、設定温度T_SETが55℃以上であると、水電磁弁７
が開かれた後、所定時間Δｔを経過すると、水量切替弁
16が閉じられ、各水管10、20を通過する水は減少する
が、水は水管10と水管20とを通過できるため、基準水量
L₀以上の水量を確保することができる。

従って、水流スイッチ12と水流スイッチ22はともに閉
じ、制御回路50と60はともに作動するため、供給される
水は燃焼器30と燃焼器40により加熱され、給湯管2aへ合
流して流出する。

以上のとおり、本実施例では、水電磁弁が開く前に水
が供給される水管は、三方弁によって所定時間毎に切替
えられるため、使用する水量が少ない場合が多くても、
一方の熱交換器および燃焼器のみが使用されることがな
く、他方の熱交換器および燃焼器と交互に使用される。
従って、一方の熱交換器および燃焼器のみが劣化するこ
とがなく、双方の各熱交換器および燃焼器が均等に劣化
する。このため、給湯器としての寿命を長くすることが
できる。

第５図から第７図に本発明の第２実施例を示す。説明
を簡単にするために、上記実施例と同一物および同一機
能物には、図中に同番号を付す。

この実施例では、第５図に示すとおり、給水管２は分
岐して水管10および水管20と直接連通しており、分岐し
た各水管10、20には、それぞれ水電磁弁9a、9bが設けら
れている。

これらの各水電磁弁9a、9bは、第６図および第７図に
示す中継制御回路70aによって次のとおり制御される。

水電磁弁選択切替部75は、タイマ部74からの計時信号
によって、所定時間、例えば24時間を経過する毎に、水
電磁弁9a、9bのいずれかを交互に選択し、選択した水電
磁弁を開状態にする。

また、水電磁弁選択切替部75は、次に述べる水電磁弁
制御部72aからの制御信号に応じて、選択していない水
電磁弁を駆動して開状態にする。

水電磁弁制御部72aは、水電磁弁選択切替部75によっ
て選択されていない水電磁弁を、コントローラ80、入水
温サーミスタ５、水量センサ４からの各信号に基づい
て、上述のとおり決定された基準水量L₀に応じて制御す
るための制御信号を発生する。

この実施例でも、使用水量が少ない場合が多くても、
使用される熱交換器および燃焼器が固定化されず、交互
に使用されるため、給湯器の寿命を長くすることができ
る。

以上の各実施例では、三方弁の切替え、あるいは、水
電磁弁の選択は、所定時間が経過することによって行っ
たが、第１図および第７図にそれぞれ破線で示すとお
り、一方の燃焼器のみが運転されるとき出力する排他的
OR回路76を設けて、タイマ部によって一方の熱交換器の
みが使用される運転時間を精算し、運転時間が、所定時
間、例えば３時間を経過する毎に、切替えあるいは選択
するようにしてもよい。また、第１図および第７図の二
点鎖線に示すとおり、各燃焼器の作動を示す信号を各制
御回路50、60から三方弁切替部71あるいは水電磁弁選択
切替部75へ伝送して、タイマ部により所定時間が計時さ
れても、運転中である場合には、切替えを行わないよう
にすると、安定した給湯を行うことができる。

さらに、切替えあるいは選択は、使用する度に交互に
行うようにしてもよい。

本実施例では、ガス燃焼器を備えた併設型給湯器につ
いて説明したが、他の燃料を使用するものや、電気ヒー
タを加熱源とするものでもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の併設型給湯器の水量制御装
置の第１実施例を示すもので、第１図は中継制御回路の
機能構成を示すブロック図、第２図は併設型ガス給湯器
の概略を示す構成図、第３図は併設型ガス給湯器におけ
る制御系統を示すブロック図、第４図は中継制御回路の
水電磁弁制御における制御の一部を示す制御特性図、第
５図から第７図は本発明の第２実施例を示すもので、第
５図は併設型ガス給湯器の概略を示す構成図、第６図は
併設型ガス給湯器における制御系統を示すブロック図、
第７図は中継制御回路の機能構成を示すブロック図であ
る。図中、70……中継制御回路（水量制御装置）、71……三
方弁切替部（選択手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中章夫愛知県名古屋市中川区福住町２番26号リンナイ株式会社内 (72)発明者遠藤健治愛知県名古屋市中川区福住町２番26号リンナイ株式会社内 (56)参考文献実開昭61−86644（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水を供給する水供給路中に複数の熱交換器
の並列接続するとともに、水の供給開始時には、前記複
数の熱交換器の一部への水を供給し、供給される水量が
基準水量以上のとき前記複数の熱交換器の他方にも水を
供給する併設型給湯器の水量制御装置において、水が当初供給される熱交換器を選択する選択手段と、計
時手段とを備え、前記選択手段は、前記計時手段により
所定時間が計時される毎に、選択する熱交換器を切り換
えることを特徴とする併設型給湯器の水量制御装置。
【請求項２】前記選択手段は、前記計時手段によって前
記所定時間が計時されたとき、運転中である場合には、
選択する熱交換器の切り換えを行わないことを特徴とす
る請求項１記載の併設型給湯器の水量制御装置。
【請求項３】水を供給する水供給路中に複数の熱交換器
を並列接続するとともに、水の供給開始時には、前記複
数の熱交換器の一部への水を供給し、供給される水量が
基準水量以上のとき前記複数の熱交換器の他方にも水を
供給する併設型給湯器の水量制御装置において、水が当初供給される熱交換器を選択する選択手段を備
え、該選択手段は、運転毎に、選択する熱交換器を切り
換えることを特徴とする併設型給湯器の水量制御装置。