JPH0960974A - 給湯装置の熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用部品の兼用化によってコンパクト化とコ
ストダウンを図り、不必要な熱交換器の加熱を防止し
て、不測に高温の湯が給湯される事態を回避し、かつ、
熱交換器の劣化を防止できる給湯装置の熱交換器の提供
を目的とする。 【解決手段】 給湯用の熱交換器１と熱交換器１を加熱
するためのバーナ２とを備え、熱交換器１とバーナ２と
を燃焼室３内に配設し、熱交換器１を第一熱交換器６と
第二熱交換器８とから構成して、第一熱交換器６と第二
熱交換器８とを燃焼室３の横断方向に沿って配設し、バ
ーナ２を第一バーナ９と第二バーナ１０とから構成し
て、第一バーナ９と第二バーナ１０とを燃焼室３の横断
方向に沿って配設し、第一熱交換器６には第一バーナ９
を、第二熱交換器８には第二バーナ１０を、それぞれ対
応させて配設してある給湯装置の熱交換器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯用の熱交換器
とこの熱交換器を加熱するためのバーナとを備え、これ
ら熱交換器とバーナとを燃焼室内に配設して、例えば、
一般の給湯栓や浴槽内などに給湯したり、あるいは、暖
房装置に給湯するように構成してある給湯装置の熱交換
器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の給湯栓と浴槽とに給湯可能な給湯
装置を例にとると、従来においては、一般給湯用の熱交
換器とバーナとをひとつの燃焼室内に配設し、風呂用の
熱交換器とバーナとを別の燃焼室内に配設する、いわゆ
る二缶二水タイプが一般に知られている。しかしなが
ら、このような二缶二水タイプは、結局、給湯装置を二
つ備えているのと同じで、どうしても使用部品に無駄が
多く、コスト的にも高くつく欠点がある。このような欠
点を解消するものとして、一般給湯用熱交換器と風呂用
熱交換器とをひとつの燃焼室内に配設し、かつ、その燃
焼室内にバーナをひとつだけ配設して、このひとつのバ
ーナで一般給湯用バーナと風呂用バーナとを兼用するよ
うに構成したものも知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ひとつのバ
ーナで兼用するものにあっては、使用部品の兼用化によ
ってコストダウンは図れるものの、例えば、一般給湯の
際にバーナを燃焼して一般給湯用熱交換器を加熱する
と、同時に風呂用熱交換器をも加熱することになり、風
呂用熱交換器内において湯温が上昇し、つぎに浴槽への
給湯を実行すると、必要以上に高温の湯が浴槽内に給湯
されるという不都合があり、逆の場合も同様で、一般給
湯の際に必要以上に高温の湯が給湯されるという欠点が
あった。さらに、上述のように一般給湯と浴槽への給湯
とのいずれか一方を実行する際に、同時に不必要な他方
の熱交換器をも加熱することになるため、その不必要な
加熱の繰り返しによって、結果として熱交換器の劣化を
促進するという欠点もあった。

【０００４】本発明は、このような従来の問題点に着目
したもので、その目的は、使用部品の兼用化によって装
置のコンパクト化とコストダウンを図りながら、しか
も、不必要な熱交換器の加熱を極力防止して、不測に高
温の湯が給湯される事態を回避するとともに、熱交換器
の劣化を防止することのできる給湯装置の熱交換器の提
供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明によれば、給湯用の熱交換器
を第一熱交換器と第二熱交換器とから構成して、これら
第一熱交換器と第二熱交換器とを燃焼室の横断方向に沿
って配設し、熱交換器を加熱するバーナを第一バーナと
第二バーナとから構成して、これら第一バーナと第二バ
ーナとを前記燃焼室の横断方向に沿って配設し、前記第
一熱交換器には第一バーナを、前記第二熱交換器には第
二バーナを、それぞれ対応させて配設するものであるか
ら、燃焼室などを共用して装置のコンパクト化とコスト
ダウンを図りながら、第一バーナ燃焼時には極力第一熱
交換器のみを、また、第二バーナ燃焼時には極力第二熱
交換器のみを加熱することができ、従来のように不測に
高温の湯が給湯されることも少なく、また、熱交換器の
劣化も防止することができる。

【０００６】請求項２に記載の発明によれば、第一熱交
換器と第二熱交換器とをフィンチューブ型の熱交換器か
ら構成し、第一熱交換器の伝熱フィンと第二熱交換器の
伝熱フィンとを一体的に形成して共用するものであるか
ら、伝熱フィンを別々に形成する場合に比較して、伝熱
フィン製造に要するコストの低廉化を図ることができる
とともに、伝熱フィン組み付けに要する手間も簡略化す
ることができ、それによってコストダウンを図ることが
できる。

【０００７】請求項３に記載の発明によれば、熱交換器
全体の横断面形状を長方形とし、この長方形の長辺に沿
って複数枚の伝熱フィンを配設するものであるから、長
方形の短辺に沿って伝熱フィンを配設する場合に比し
て、伝熱フィンの枚数を少なくすることができ、それに
よって製造コストの低廉化と伝熱フィン組み付けに要す
る手間の簡略化を図ることができる。そして、その長方
形の長辺に沿って、第一熱交換器の伝熱チューブと第二
熱交換器の伝熱チューブとを振り分けて配設するもので
あるから、長方形の長辺に沿う複数枚の伝熱フィンに対
して、第一と第二の熱交換器の伝熱チューブを貫通させ
ることができ、各伝熱チューブと伝熱フィンとを比較的
容易に製造することができるとともに、各熱交換器に対
しての各バーナによる加熱も効率良く行うことができ
る。

【０００８】請求項４に記載の発明によれば、第一熱交
換器と第一バーナとが一般給湯用であり、第二熱交換器
と第二バーナとが風呂用であるから、一般の家庭におい
ても需要の高い一般給湯用の熱交換器と風呂用の熱交換
器とを、上述のように劣化の少ない状態で安価に提供す
ることができる。

【０００９】請求項５に記載の発明によれば、一般給湯
用バーナの方が風呂用バーナよりも発熱量が大であるか
ら、風呂に較べて使用頻度の高い一般給湯時において特
に使い勝手が良く、実際の使用に即した熱交換器を提供
することができる。

【００１０】請求項６に記載の発明によれば、一般給湯
用熱交換器への入水管を燃焼室の外周面に沿って螺旋状
に配設するものであるから、使用頻度の高い一般給湯時
において、その入水管によって確実に燃焼室を冷却でき
るとともに、入水管内の水を予熱することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明による給湯装置の熱交換器
の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、給湯
装置全体の概略を示し、この給湯装置は、給湯用の熱交
換器１とこの熱交換器１を加熱するためのバーナ２とを
備え、これら熱交換器１とバーナ２とはひとつの燃焼室
３内に配設されている。前記熱交換器１は、伝熱フィン
と伝熱チューブとからなるフィンチューブ型の熱交換器
で、この熱交換器１全体として横断面形状が長方形に構
成され、同じく横断面形状が長方形の燃焼室３の上部に
配設されている。

【００１２】この熱交換器１は、給水管４からの水を加
熱して一般の給湯栓５やシャワーなどに給湯する第一熱
交換器としての一般給湯用熱交換器６と、浴槽７内の湯
水を追焚きするための第二熱交換器としての風呂用熱交
換器８とからなり、かつ、図２に詳しく示すように、一
般給湯用熱交換器６の伝熱フィン６ａと風呂用熱交換器
８の伝熱フィン８ａとが一体的に形成されていて、この
一体的に形成された複数枚の伝熱フィン６ａ，８ａが、
横断面形状長方形の熱交換器１の長辺に沿って配設され
ている。そして、一般給湯用熱交換器６の伝熱チューブ
６ｂと風呂用熱交換器８の伝熱チューブ８ｂとは、横断
面形状長方形の熱交換器１の長辺に沿って左右に振り分
けて、かつ、一般給湯用熱交換器６の伝熱チューブ６ｂ
は一般給湯用熱交換器６の伝熱フィン６ａを、風呂用熱
交換器８の伝熱チューブ８ｂは風呂用熱交換器８の伝熱
フィン８ａを、それぞれ貫通して配設されている。

【００１３】この熱交換器１を加熱するためのバーナ２
も、一般給湯用熱交換器６を加熱するための第一バーナ
としての一般給湯用バーナ９と、風呂用熱交換器８を加
熱するための第二バーナとしての風呂用バーナ１０とか
らなり、これら一般給湯用バーナ９と風呂用バーナ１０
も、横断面形状が長方形の燃焼室３の長辺に沿って配設
され、かつ、一般給湯用バーナ９は、一般給湯用熱交換
器６に対応するようにその下方に、風呂用バーナ１０
は、風呂用熱交換器８に対応するようにその下方に、そ
れぞれ配設されている。この一般給湯用バーナ９と風呂
用バーナ１０とは、一般給湯用バーナ９の方が発熱量が
大になるように構成され、それに対応して、一般給湯用
熱交換器６の方が、風呂用熱交換器８よりも大型に構成
されていて、このような構成の一般給湯用熱交換器６と
風呂用熱交換器８、および、一般給湯用バーナ９と風呂
用バーナ１０とが、ひとつの燃焼室３内に配設され、か
つ、この燃焼室３内には、ひとつのファン１１によって
燃焼用空気が供給されるように構成されている。

【００１４】前記給水管４は、一般給湯用熱交換器６の
入水管１２に連通接続され、その入水管１２が燃焼室３
の外周面に沿って螺旋状に配設され、その他端が一般給
湯用熱交換器６の伝熱チューブ６ｂに連通接続されてい
て、この伝熱チューブ６ｂの他端が、出湯管１３を介し
て給湯管１４に連通接続されるとともに、給水管４と給
湯管１４とがバイパス管１５を介して接続されている。
前記給水管４には、入水温度を検出するサーミスタ１６
と、通水量を検出する水量センサ１７とが設けられ、給
湯管１４とバイパス管１５との接続箇所には、ミキシン
グバルブ１８が設けられている。このミキシングバルブ
１８は、出湯管１３からの湯の量とバイパス管１５から
の水の量との比率を調整しながら両者を混合して、所望
温度の湯を得るためのもので、図外の電動モータによっ
て作動される。このミキシングバルブ１８より下流側の
給湯管１４には、ミキシングバルブ１８によって混合さ
れた後の湯の温度を検出するサーミスタ１９が設けら
れ、かつ、給湯栓５の近くには、その給湯栓５が開栓操
作されたことを検出する水流スイッチ２０が設けられて
いる。

【００１５】前記浴槽７には、アダプタ２１を介して追
焚き循環用の戻り管２２が連通接続され、この戻り管２
２が風呂用熱交換器８の入水管２３に連通接続され、そ
の入水管２３が風呂用熱交換器８の伝熱チューブ８ｂに
連通接続されていて、この伝熱チューブ８ｂの他端が、
出湯管２４を介して追焚き循環用の往き管２５に連通接
続されている。前記給湯管１４のミキシングバルブ１８
よりも下流側と戻り管２２とは、電磁開閉弁２６、逆流
防止用ホッパ２７、逆止弁２８を介して連通接続され、
その接続箇所よりも上流側の戻り管２２には、浴槽７内
の湯水の温度を検出するサーミスタ２９、この戻り管２
２に設定量以上の湯水が流通したことを検出する水流ス
イッチ３０、二方弁３１、浴槽７内の水位を検出する水
位センサ３２、追焚き用の循環ポンプ３３などがこの順
序で設けられ、かつ、往き管２５には、追焚き後の湯の
温度を検出するサーミスタ３４が設けられている。

【００１６】前記バーナ２には、ガス供給管３５を介し
て一般家庭用の燃料ガスが供給されるように構成され、
このガス供給管３５には、燃料ガスの供給を断続する断
続弁３６が設けられ、この断続弁３６の下流側におい
て、一般給湯用バーナ９に燃料ガスを供給する一般給湯
用ガス供給管３７と、風呂用バーナ１０に燃料ガスを供
給する風呂用ガス供給管３８とに分岐され、これら一般
給湯用ガス供給管３７と風呂用ガス供給管３８とには、
それぞれガス供給量を調節する電磁比例弁３９，４０が
設けられている。そして、一般給湯用バーナ９には、こ
のバーナ９に点火するためのイグナイタ４１と、バーナ
９への着火を検出するフレームロッド４２とが設けら
れ、同様に、風呂用バーナ１０にも、イグナイタ４３と
フレームロッド４４が設けられている。

【００１７】かかる構成からなる給湯装置の作動は、全
て制御部Ｃによって制御されていて、この制御部Ｃに対
しては、有線または無線によって通信可能なメインコン
トローラ４５や風呂用コントローラ４６から指令するよ
うに構成されている。そのため、メインコントローラ４
５には、給湯の開始や停止を指示する運転スイッチ４
７、給湯温度を設定する温度設定スイッチ４８、浴槽７
への湯張りを指示する湯張りスイッチ４９などが設けら
れ、風呂用コントローラ４６には、追焚き温度や保温温
度などを設定する温度設定スイッチ５０、湯張りスイッ
チ５１などが設けられている。

【００１８】つぎに、この制御部Ｃによる給湯装置の制
御作動について簡単に説明すると、まずメインコントロ
ーラ４５の運転スイッチ４７を入れて給湯栓５を開く
と、一般給湯モードとなる。この一般給湯モードにおい
ては、水量センサ１７が設定量以上の水の流通を検出す
ると、ファン１１を駆動するとともに、ガス供給管３５
の断続弁３６を開弁し、かつ、一般給湯用ガス供給管３
７の電磁比例弁３９を調整して、イグナイタ４１で一般
給湯用バーナ９に着火する。この一般給湯用バーナ９の
燃焼に伴って一般給湯用熱交換器６で加熱された湯は、
給湯管１４を介して給湯栓５から吐出され、その際、給
水管４のサーミスタ１６で水温が、給湯管１４のサーミ
スタ１９で湯温が検出され、その検出結果に基づいてミ
キシングバルブ１８が制御されて、バイパス管１５から
の水が混合され、メインコントローラ４５の温度設定ス
イッチ４８により設定された湯温に維持されて吐出され
る。そして、給湯栓５を閉じると、水量センサ１７の検
出に伴って電磁比例弁３９が閉弁し、一般給湯用バーナ
９の燃焼が停止され、一定時間経過後にファン１１も停
止する。

【００１９】また、メインコントローラ４５の運転スイ
ッチ４７を入れて、メインコントローラ４５の湯張りス
イッチ４９、または、風呂用コントローラ４６の湯張り
スイッチ５１を入れると、湯張りモードとなる。この湯
張りモードにおいては、電磁開閉弁２６が開弁し、か
つ、二方弁３１が戻り管２２の逆流を可能にし、先の一
般給湯モードの場合と同様に、一般給湯用熱交換器６で
加熱されミキシングバルブ１８によってバイパス管１５
からの水が混合された後の湯が、図１中に破線で示すよ
うに、戻り管２２と往き管２５との両方からアダプタ２
１を介して浴槽７内に供給される。このときの湯温は、
風呂用コントローラ４６の温度設定スイッチ５０により
設定された温度となる。

【００２０】この湯張り実行中において給湯栓５を開く
と、水流スイッチ２０が入って湯張りを停止し、一般給
湯モードに切り換わる。つまり、一般給湯モードが湯張
りモードに優先して実行されるのであり、給湯栓５を閉
じて水流スイッチ２０が切れると、再び湯張りが実行さ
れる。このようにして、浴槽７内に所定量の湯が供給さ
れると、それを水位センサ３２が検出し、その検出結果
に基づいて電磁比例弁３９が閉弁し、一般給湯用バーナ
９の燃焼が停止するとともに、ファン１１も停止して湯
張りが完了する。

【００２１】この湯張り完了後においては、自動的に追
焚きモードとなり、電磁開閉弁２６が閉弁し、二方弁３
１が切り換えられて、循環ポンプ３３が駆動される。こ
の循環ポンプ３３の駆動によって、浴槽７内の湯水が、
図１中に実線で示すように循環され、その湯水の温度が
戻り管２２のサーミスタ２９で検出される。このサーミ
スタ２９による検出温度が、風呂用コントローラ４６の
温度設定スイッチ５０により設定された温度にほぼ達し
ていれば、循環ポンプ３３が停止され、達していなけれ
ば、水流スイッチ３０が設定量以上の湯水の流通を検出
した後、ファン１１を駆動するとともに、風呂用ガス供
給管３８の電磁比例弁４０を開弁し、イグナイタ４３で
風呂用バーナ１０に着火して追焚きを実行する。この風
呂用バーナ１０の燃焼に伴って風呂用熱交換器８で加熱
された湯は、往き管２５を介して浴槽７内に供給され、
サーミスタ２９による検出温度が設定温度に達した時点
で、電磁比例弁４０が閉弁して風呂用バーナ１０の燃焼
が停止し、その後、ファン１１が停止するとともに、循
環ポンプ３３も停止して追焚きが完了する。

【００２２】〔別実施形態〕上述した実施形態において
は、第一熱交換器６と第一バーナ９とを一般給湯用と
し、第二熱交換器８と第二バーナ１０を風呂用として、
一般給湯用と風呂用とを組み合わせた構成のものを示し
たが、一般給湯用と暖房用とを組み合わせたり、暖房用
と風呂用とを組み合わせるなど、実際の実施に際しては
種々変更が可能である。その際、熱交換器１の全体の横
断面形状としては、上述の長方形に限るものではなく、
正方形やＬ字型など種々の断面形状にして実施すること
ができる。また、第一熱交換器６の伝熱フィン６ａと第
二熱交換器８の伝熱フィン８ａとは、必ずしも一体的に
形成する必要はなく、場合によっては、第一熱交換器６
の伝熱フィン６ａと第二熱交換器８の伝熱フィン８ａと
を別体に形成して実施することもできる。

【００２３】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置全体の概略構成図

【図２】熱交換器の斜視図

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ バーナ ３ 燃焼室 ６ 第一熱交換器 ６ａ 第一熱交換器の伝熱フィン ６ｂ 第一熱交換器の伝熱チューブ ８ 第二熱交換器 ８ａ 第二熱交換器の伝熱フィン ８ｂ 第二熱交換器の伝熱チューブ ９ 第一バーナ １０ 第二バーナ １２ 第一熱交換器への入水管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 純 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 佐野 真 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給湯用の熱交換器（１）とこの熱交換器
   （１）を加熱するためのバーナ（２）とを備え、これら
   熱交換器（１）とバーナ（２）とを燃焼室（３）内に配
   設してある給湯装置の熱交換器であって、 前記熱交換器（１）を第一熱交換器（６）と第二熱交換
   器（８）とから構成して、これら第一熱交換器（６）と
   第二熱交換器（８）とを前記燃焼室（３）の横断方向に
   沿って配設し、前記バーナ（２）を第一バーナ（９）と
   第二バーナ（１０）とから構成して、これら第一バーナ
   （９）と第二バーナ（１０）とを前記燃焼室（３）の横
   断方向に沿って配設し、前記第一熱交換器（６）には第
   一バーナ（９）を、前記第二熱交換器（８）には第二バ
   ーナ（１０）を、それぞれ対応させて配設してある給湯
   装置の熱交換器。
2. 【請求項２】 前記第一熱交換器（６）と第二熱交換器
   （８）とをフィンチューブ型の熱交換器から構成し、前
   記第一熱交換器（６）の伝熱フィン（６ａ）と第二熱交
   換器（８）の伝熱フィン（８ａ）とを一体的に形成して
   共用してある請求項１記載の給湯装置の熱交換器。
3. 【請求項３】 前記熱交換器（１）全体の横断面形状を
   長方形とし、この長方形の長辺に沿って複数枚の伝熱フ
   ィン（６ａ），（８ａ）を配設するとともに、前記長方
   形の長辺に沿って、前記第一熱交換器（６）の伝熱チュ
   ーブ（６ｂ）と第二熱交換器（８）の伝熱チューブ（８
   ｂ）とを振り分けて配設してある請求項２記載の給湯装
   置の熱交換器。
4. 【請求項４】 前記第一熱交換器（６）と第一バーナ
   （９）とが一般給湯用の熱交換器とバーナであり、前記
   第二熱交換器（８）と第二バーナ（１０）とが風呂用の
   熱交換器とバーナである請求項１、２または３記載の給
   湯装置の熱交換器。
5. 【請求項５】 前記一般給湯用バーナ（９）の方が、前
   記風呂用バーナ（１０）よりも発熱量が大である請求項
   ４記載の給湯装置の熱交換器。
6. 【請求項６】 前記一般給湯用熱交換器（６）への入水
   管（１２）を前記燃焼室（３）の外周面に沿って螺旋状
   に配設してある請求項５記載の給湯装置の熱交換器。