JP4475170B2 - 給湯器 - Google Patents

Description

本発明は、後沸きを少なくすることができる給湯器に関するものである。

従来、この種の給湯器は図２に示すように、給水口より供給される水をバーナー８等で加熱された熱交換器３で熱交換し所定の温度に昇温した後、前記熱交換器３をバイパスするように給水経路と出湯経路を接続して形成したバイパス通路から供給される水と混合して設定された温度に調節するようにしている。そして、前記給水経路には水量検出装置２と入水温度検出装置１が配設され、前記バイパス通路にはバイパス弁１８が設けられ、前記出湯経路には出湯温度検出装置４と水電磁弁５が設けられている。前記水量検出装置２と入水温度検出装置１で検出される情報に基づいてバーナー８の燃焼量が設定され、前記出湯温度検出装置４で検出される情報をフィードバックしてバイパス弁１８の開度制御を行うことで、熱交換器３側と出湯側への水の分配量を設定し、外部入力装置１２で設定された温度の湯水を供給するようにしている。

また、給水経路には熱交換器３の後沸き等により通水路内の圧力が上昇した時に一定の圧力に抑えるための圧力逃がし弁２０が設置されている。ガスの供給は元電磁弁６、ガス比例弁７を通ってバーナー８に供給され、同時にファン９から供給される燃焼用空気と混合して燃焼が行われる。この燃焼に関する一連の動作は燃焼制御手段２４により制御される。外部入力装置１２には一定水量を設定できるスイッチ１４、１５と、一定水量を表示できる表示部１８と、一定水量に達したことを報知する報知器１３と、水電磁弁５の開閉制御を行う水電磁弁制御手段２３の機能を入切できる第２のスイッチ１６を備えており、制御装置２２は水量検出装置２の信号により水通路を流れる水量を積算する水量測定手段２５と、積算した総水量が外部入力装置１２で設定した一定水量になると水通路の水電磁弁５により水通路を閉じ、外部入力装置１２の報知器１３から報知する水電磁弁制御手段２３を備えている。

この構成により、運転開始後に水通路を流れる積算流量が外部入力装置１２により設定された一定水量に到達すると、水通路の水電磁弁５により水通路を閉じて給湯を停止し、外部入力装置１２の報知器１３から報知し、次に給湯を使うときには外部入力装置１２の第２のスイッチ１６により水電磁弁５を開けることにより、使用できるようになる。

以上のように従来の給湯器は、設定された一定水量になると自動的に給湯を停止し、すぐに蛇口などを閉めに行かなくても浴槽などへお湯を出したままにならず必要な時に第２のスイッチ１６をいれればすぐに給湯が使えるという制御を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−３５４０６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、外部入力装置１２で一定水量を設定し、水通路を流れる水量を水量測定手段２５で積算し、積算した総水量が外部入力装置１２で設定した一定水量に達するまでバーナー８の燃焼を継続し、一定水量に達したときバーナー８の燃焼を停止するとともに、水通路に設けた水電磁弁５により水通路を閉じていた。この水通路を閉じることによって熱交換器３内の残水は余熱により異常に温度が上昇し後沸き状態となって水通路内の圧力が上昇してしまう。この圧力上昇は給水経路に設置された圧力逃がし弁２０によって大気に開放されるため、水通路内の圧力が上昇した状態で放置されることはないが、圧力逃がし弁２０から大気に開放するときに給水経路の水が漏れ出してしまうという課題を有していた。

前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯器は、供給された水を熱交換して昇温する熱交換器と、前記熱交換器を加熱するバーナーと、前記バーナーの燃焼を制御する燃焼制御手段と、供給された水の量を検出する水量検出装置と、前記水量検出装置からの信号により積算水量を検出する水量測定手段と、通水路を開閉する水電磁弁と、一定水量を設定できる外部入力装置と、前記水量測定手段と外部入力装置の情報より前記水電磁弁を制御する水電磁弁制御手段とを備え、前記外部入力装置で設定された一定水量より所定量少ない水量を前記水量測定手段が積算したとき、前記燃焼制御手段によりバーナーの燃焼を停止させるとともに通水を継続し、設定された一定水量に達すると前記水電磁弁を閉じて給湯を停止するようにしたものである。

上記発明によれば、設定された一定水量より少ない積算水量で燃焼を停止させ通水状態のみ継続させるようにしているため、熱交換器内に水を流し冷却することで後沸き現象を防止することができ、水通路内の圧力上昇を抑制することにより圧力逃がし弁からの水漏れをなくすことができる。

本発明の給湯器は、設定された湯量を供給するとき、後沸きによる熱交換器の劣化を防止できるとともに、圧力逃がし弁からの水漏れをなくすことができる。

第１の発明は、バーナーで加熱された熱交換器により昇温された湯をバイパス弁を介して供給される水と混合して所定の温度に調節し、外部入力装置で設定された一定水量を供給する給湯器であって、前記熱交換器を流れる湯水経路には、圧力逃がし弁と、水量検出装置と、入水温度検出装置と、水電磁弁と、出湯温度検出装置が配設され、前記水量検出装置の信号により前記湯水経路を流れる総水量を積算する水量測定手段と、前記水量測定手段の積算値が設定水量になると水電磁弁を閉じ前記外部入力装置からの指示で開くように制御する水電磁弁制御手段と、前記バーナーの燃焼を制御する燃焼制御手段とを備え、前記水量測定手段の積算値が外部入力装置で設定された一定量より所定量少ない水量となったとき、前記バーナーの燃焼を停止させるとともに熱交換器への通水を継続し、前記積算値が設定された一定量になると前記水電磁弁を閉じて熱交換器への通水を停止するようにしたことを特徴とするものであり、設定された一定水量より少ない積算水量で燃焼を停止させ通水状態のみ継続させるようにしているため、熱交換器の加熱を停止した状態で水を流し冷却することで後沸き現象を防止することができ、水通路内の圧力上昇を抑制することにより圧力逃がし弁からの水漏れをなくすことができる。

第２の発明は、外部入力装置で設定された一定量が多いほど、水量測定手段の積算値が少ない水量でバーナーの燃焼を停止させるようにしたことを特徴とするものであり、設定水量が多く熱交換器の加熱時間が長いほど、設定水量より少ない積算値を検出したタイミングでバーナーの燃焼を停止させ、熱交換器への通水時間を長く確保することで後沸き現象を確実に防止し、水通路内の圧力上昇を抑制することにより圧力逃がし弁からの水漏れをなくすことができる。

第３の発明は、水量測定手段の積算値が外部入力装置で設定された一定量より所定量少ない水量となったとき、前記バーナーの燃焼量を最小側に変化させるとともに熱交換器への通水を継続し、前記積算値が設定された一定量になると、バーナーの燃焼を停止し前記水電磁弁を閉じて熱交換器への通水を停止するようにしたことを特徴とするものであり、設定された一定水量より少ない積算水量を検出したタイミングでバーナーの燃焼量を最小燃焼量側に変化させ熱交換器の加熱を抑制しながら通水を継続することで、熱交換器の温度を徐々に低下させながら後沸き現象を防止することができ、水通路内の圧力上昇を抑制することにより圧力逃がし弁からの水漏れをなくすことができる。

第４の発明は、外部入力装置で設定された一定量が多いほど、水量測定手段の積算値が少ない水量でバーナーの燃焼量を最小側に変化させるようにしたことを特徴とするものであり、設定水量が多く熱交換器の加熱時間が長いほど、設定水量より少ない積算値を検出したタイミングでバーナーの燃焼量を最小燃焼量側に変化させ熱交換器の加熱を抑制しながら熱交換器への通水時間を長く確保することで後沸き現象を確実に防止し、水通路内の圧力上昇を抑制することにより圧力逃がし弁からの水漏れをなくすことができる。

第５の発明は、バーナーで加熱された熱交換器により昇温された湯をバイパス弁を介して供給される水と混合して所定の温度に調節し、外部入力装置で設定された一定水量を供給する給湯器であって、前記熱交換器を流れる湯水経路には、圧力逃がし弁と、水量検出装置と、入水温度検出装置と、水電磁弁と、出湯温度検出装置が配設され、前記水量検出装置の信号により前記湯水経路を流れる総水量を積算する水量測定手段と、前記水量測定手段の積算値が設定水量になると水電磁弁を閉じ前記外部入力装置からの指示で開くように制御する水電磁弁制御手段と、前記バーナーの燃焼を制御する燃焼制御手段とを備え、前記水量測定手段の積算値が外部入力装置で設定された一定量になると前記水電磁弁を閉じて熱交換器への通水を停止し、その後、水電磁弁を一定時間開いて熱交換器への通水を再開するようにしたことを特徴とするものであり、設定水量までは所定の給湯能力を確保して出湯し、その後、バーナーの燃焼を停止した状態で熱交換器へ通水することで後沸き現象を防止し、水通路内の圧力上昇を抑制することにより圧力逃がし弁からの水漏れをなくすことができる。

第６の発明は、水量測定手段の積算値が外部入力装置で設定された一定量になると水電磁弁を閉じて熱交換器への通水を停止し、その後、複数回にわたって水電磁弁を一定時間開いて熱交換器への通水を繰り返すようにしたことを特徴とするものであり、設定水量までは所定の給湯能力を確保して出湯し、その後、熱交換器の温度低下状態に応じて水電磁弁の開閉動作を繰り返すことで確実に後沸き現象を防止し、水通路内の圧力上昇を抑制することにより圧力逃がし弁からの水漏れをなくすことができる。

第７の発明は、外部入力装置で強制的に水電磁弁を閉じて給湯動作を停止した場合は、その後、水電磁弁を一定時間開いて熱交換器への通水を行うようにしたことを特徴とするものであり、設定水量に達するまでに外部入力装置で強制的に給湯動作を停止した場合でも、水電磁弁を開いて熱交換器の冷却動作を行うようにすることで確実に後沸き現象を防止し、水通路内の圧力上昇を抑制することにより圧力逃がし弁からの水漏れをなくすことができる。

第８の発明は、バーナーの燃焼停止または燃焼量を最小側に変化させた後の通水動作は、バイパス弁を調節し熱交換器側へのみ通水するようにしたことを特徴とするものであり、熱交換器の冷却動作はバイパス通路への通水を抑えた状態で行うことで効果的に後沸き現象を防止し、水通路内の圧力上昇を抑制することにより圧力逃がし弁からの水漏れをなくすことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態1における給湯器の構成図を示すものである。図１において、水通路に設けた入水温度を検出する入水温度検出装置１と、水量を検出する水量検出装置２と、水を加熱する熱交換器３と、出湯温度を検出する出湯温度検出装置４と、前記熱交換器3を加熱する燃焼部として、ガスの元電磁弁６、ガス比例弁７、バーナー８、燃焼用空気のファン９により構成され、各検出装置からの情報に基づいて燃焼制御手段１９により燃焼が制御される。

前記水通路には水電磁弁５が設けられ所定の信号で開閉し通水制御を行っている。また、前記水量検出装置２の信号により前記水通路を流れた総水量を積算する水量測定手段２１と、一定水量を設定できる第１のスイッチ１４、１５および一定水量を表示できる表示部１７を備えた外部入力装置１２と、前記水量測定手段２１により積算された総水量が前記外部入力装置１２で設定した一定水量になると前記水通路の水電磁弁５により水通路を閉じるように制御する水電磁弁制御手段１１が設けられ、水電磁弁5により水通路が閉じられると外部入力装置１２から報知するようにしている。また、外部入力装置１２には前記水電磁弁制御手段１１の機能を入切できる第２のスイッチ１６が設けられている。

また、前記水通路には圧力上昇を防止する圧力逃がし弁２０と、前記熱交換器３をバイパスするように給水側と出湯側を連通させたバイパス通路が設けられ、このバイパス通路に熱交換器側と出湯側の水の量を配分するバイパス弁１８が配設されている。

以上のように構成された給湯器について、以下その動作、作用を説明する。

上記構成部品により本発明の給湯器は、水は水入口より入水温度検出装置１、水量検出装置２を通り、バイパス弁１８により熱交換器３側と出湯側へと水の量を配分し、熱交換器３で熱を吸収し、またその後、バイパス弁１８の出湯側の水と混合させることにより、出湯温度検出装置４、水電磁弁５を通って、出口より湯が所定の湯温の制御を行ない出湯される。また水入口には後沸き等により、水通路の圧力防止のための圧力逃がし弁２０が設置されている。ガスは元電磁弁６、ガス比例弁７を通ってバーナー８に供給され、燃焼用空気のファン９の供給する空気と混合され燃焼を制御する燃焼制御手段１９により燃焼する。外部入力装置１２は一定水量を設定できるスイッチ１４、１５と一定水量を表示できる表示部１８と報知器１３と水電磁弁制御手段１１の機能を入切できる第２のスイッチ１６を備えており、制御装置１０は水量検出装置２の信号により水通路を流れる水量を積算する水量測定手段２１と、積算した総水量が外部入力装置１２で設定した一定水量になると水通路の水電磁弁５により水通路を閉じ、外部入力装置１２の報知器１３から報知する水電磁弁制御手段１１を備えている。

この構成により、運転開始後に水通路を流れる積算流量が外部入力装置１２により設定された一定水量に到達すると、水通路の水電磁弁５により水通路を閉じて給湯を停止し、外部入力装置１２の報知器１３から報知し、次に給湯を使うときには外部入力装置１２の第２のスイッチ１６により水電磁弁５を開けることにより、使用できるようになる。

以上のような構成により、すぐに蛇口などを閉めに行かなくても浴槽などへお湯を出したままにならず必要な時に第２のスイッチ１６を入れればすぐに給湯が使えるという制御を行っている。

しかしながら、従来は外部入力装置１２で一定水量を設定し、水通路を流れる水量を積算する水量測定手段２１と、積算した総水量が外部入力装置１２で設定した一定水量になると水通路の水電磁弁５により水通路を閉じていたが、水通路を閉じることによる熱交換機３による水通路の後沸きによる圧力上昇により、圧力防止のために設置されている圧力逃がし弁２０から、水が漏れてしまうという課題を有していた。

本実施の形態においては、設定水量を設定し、前記水通路を流れた総水量を積算する水量測定手段２１により設定水量検出終了前に、設定水量より少し手前の水量のタイミングで燃焼制御手段１９により燃焼動作を停止させ、その後、熱交換器3への通水のみ継続させている。そして、設定された水量に到達すると水電磁弁５の閉動作により水通路を閉じて給湯を停止するようにしている。この一連の動作により、設定水量を出湯する間に熱交換器3を冷却することができ、後沸き現象による水通路内の圧力上昇を抑えることで圧力逃がし弁20からの水漏れを防止できる。つまり、外部入力装置12で設定された一定水量より所定量だけ少ない水量を水量測定手段２1で検出すると、まず、バーナー8の燃焼を停止させ、その後、水量測定手段21が設定水量を検出するまで通水のみ継続させる。この通水単独動作時はバイパス弁1８を閉じるように制御し、熱交換器３だけに通水することで短時間に熱交換器３の温度を低下させることができる。この通水単独動作の時間を極力短縮することで給湯性能に影響を及ぼすことなく、熱交換器３の後沸き現象を防止することができる。

また、燃焼動作を停止して通水単独動作を開始する積算水量は、外部入力装置１２で設定される一定水量に応じて変更するようにし、設定水量が多いほど積算水量が少ないタイミングで開始させるようにする。つまり、設定水量が多く燃焼時間が長くなると熱交換器３の温度上昇も高くなっており、冷却期間も長く必要となる。よって、設定水量が多い場合は積算水量が少ないタイミングで燃焼動作を停止させ、長く通水単独動作を行うことで熱交換器３の冷却効果を高めるようにし、設定水量が少ない場合は積算水量が多いタイミングで燃焼動作を停止させ、短い通水単独動作を行うことで給湯能力への影響を軽減しつつ熱交換器３の冷却効果を確保するようにしている。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、水量測定手段２１の積算値が外部入力装置１２で設定された一定量より所定量少ない水量となったとき、バーナー８の燃焼量を最小側に変化させるとともに熱交換器３への通水を継続し、前記積算値が設定された一定量になると、バーナー８の燃焼を停止し水電磁弁５を閉じて熱交換器３への通水を停止する構成としたものであり、実施の形態１とは、バーナー８を最小燃焼量で燃焼させながら熱交換器３の冷却動作を行うようにした点で異なるものである。つまり、設定水量より手前側で燃焼量を絞りながら燃焼を継続させ、後沸き現象が発生しない程度に熱交換器３の温度上昇を抑えつつ、ある程度の給湯能力を確保しながら設定水量まで動作を行わせるようにしたものである。

本実施の形態によれば、後沸き現象が発生しない燃焼状態で設定水量まで給湯動作を行うため、熱交換器３の冷却動作に伴う冷たい水が出てくるという現象を抑えることができ、使い勝手の向上を図りつつ、熱交換器の劣化と水漏れを防止することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、水量測定手段２１の積算値が外部入力装置１２で設定された一定量になると水電磁弁５を閉じて熱交換器３への通水を停止し、その後、水電磁弁５を一定時間開いて熱交換器３への通水を再開するように構成したものであり、実施の形態１とは、設定水量まで従来の給湯動作を行い、給湯動作完了後に水電磁弁５を開いて熱交換器３へ通水することで温度低下を図り後沸き現象を防止するようにしたものである。つまり、外部入力装置１２で設定された水量まで燃焼動作を継続して設定された湯温で出湯し、その後、熱交換器３の温度が低下するまで熱交換器３への通水単独動作を行い、水通路内の圧力上昇を防止するようにしたものである。

また、給湯動作停止後の水電磁弁５の開動作による通水単独運転は、水通路内の圧力を減衰させる目的で短時間の開閉動作を繰り返すようにしても同様の効果を得られるものである。

本実施の形態によれば、設定水量までは所定の能力で加熱動作を行うため、確実に給湯能力の確保を行うことができ、使い勝手の向上を図りつつ、熱交換器の劣化と水漏れを防止することができる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、外部入力装置１２で強制的に水電磁弁５を閉じて給湯動作を停止した場合は、その後、水電磁弁５を一定時間開いて熱交換器３への通水を行うように構成したものである。つまり、通常の給湯動作の途中で停止する場合、外部入力装置１２の操作で強制的に水電磁弁５を閉じて停止することができるが、この場合も給湯動作の停止と同時にバーナー８の燃焼が停止することになり、燃焼時間によっては熱交換器３の後沸き現象が発生する場合がある。このような現象を防止するために、外部入力装置１２で停止させた場合も、停止後、水電磁弁５を開いて熱交換器３への通水単独動作を行うようにしたものである。

本発明の給湯器は、設定された湯量を供給するとき、後沸きによる熱交換器の劣化を防止できるとともに、圧力逃がし弁からの水漏れをなくすことができるため、燃焼装置を用いた給湯器全般に適用できる。

本発明の実施の形態を示す給湯器の構成図 従来の実施例を示す給湯器の構成図

符号の説明

１ 入水温度検出装置
２ 水量検出装置
３ 熱交換器
４ 出湯温度検出装置
５ 水電磁弁
６ 元電磁弁
７ ガス比例弁
８ バーナー
９ ファン
１０ 制御装置
１１ 水電磁弁制御手段
１２ 外部入力装置
１８ バイパス弁
１９ 燃焼制御手段
２０ 圧力逃がし弁
２１ 水量測定手段

Claims (8)

1. バーナーで加熱された熱交換器により昇温された湯をバイパス弁を介して供給される水と混合して所定の温度に調節し、外部入力装置で設定された一定水量を供給する給湯器であって、
   前記熱交換器を流れる湯水経路には、圧力逃がし弁と、水量検出装置と、入水温度検出装置と、水電磁弁と、出湯温度検出装置が配設され、
   前記水量検出装置の信号により前記湯水経路を流れる総水量を積算する水量測定手段と、前記水量測定手段の積算値が設定水量になると水電磁弁を閉じ前記外部入力装置からの指示で開くように制御する水電磁弁制御手段と、前記バーナーの燃焼を制御する燃焼制御手段とを備え、
   前記水量測定手段の積算値が外部入力装置で設定された一定量より所定量少ない水量となったとき、前記バーナーの燃焼を停止させるとともに熱交換器への通水を継続し、前記積算値が設定された一定量になると前記水電磁弁を閉じて熱交換器への通水を停止するようにした給湯器。
2. 外部入力装置で設定された一定量が多いほど、水量測定手段の積算値が少ない水量でバーナーの燃焼を停止させるようにした請求項１記載の給湯器。
3. 水量測定手段の積算値が外部入力装置で設定された一定量より所定量少ない水量となったとき、前記バーナーの燃焼量を最小側に変化させるとともに熱交換器への通水を継続し、前記積算値が設定された一定量になると、バーナーの燃焼を停止し前記水電磁弁を閉じて熱交換器への通水を停止するようにした請求項１記載の給湯器。
4. 外部入力装置で設定された一定量が多いほど、水量測定手段の積算値が少ない水量でバーナーの燃焼量を最小側に変化させるようにした請求項３記載の給湯器。
5. バーナーで加熱された熱交換器により昇温された湯をバイパス弁を介して供給される水と混合して所定の温度に調節し、外部入力装置で設定された一定水量を供給する給湯器であって、
   前記熱交換器を流れる湯水経路には、圧力逃がし弁と、水量検出装置と、入水温度検出装置と、水電磁弁と、出湯温度検出装置が配設され、
   前記水量検出装置の信号により前記湯水経路を流れる総水量を積算する水量測定手段と、前記水量測定手段の積算値が設定水量になると水電磁弁を閉じ前記外部入力装置からの指示で開くように制御する水電磁弁制御手段と、前記バーナーの燃焼を制御する燃焼制御手段とを備え、
   前記水量測定手段の積算値が外部入力装置で設定された一定量になると前記水電磁弁を閉じて熱交換器への通水を停止し、その後、水電磁弁を一定時間開いて熱交換器への通水を再開するようにした給湯器。
6. 水量測定手段の積算値が外部入力装置で設定された一定量になると水電磁弁を閉じて熱交換器への通水を停止し、その後、複数回にわたって水電磁弁を一定時間開いて熱交換器への通水を繰り返すようにした請求項５記載の給湯器。
7. 外部入力装置で強制的に水電磁弁を閉じて給湯動作を停止した場合は、その後、水電磁弁を一定時間開いて熱交換器への通水を行うようにした請求項１〜６のいずれか１項記載の給湯器。
8. バーナーの燃焼停止または燃焼量を最小側に変化させた後の通水動作は、バイパス弁を調節し熱交換器側へのみ通水するようにした請求項１〜７のいずれか１項記載の給湯器。