JP2000074489A - 湯沸器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の湯沸器は、樹脂材料で形成された通
水路であっても略水平方向に形成された通水路の流路を
狭めたり、閉じてしまわないようにすることを目的とす
る。 【解決手段】 湯沸器の水側ケーシング８が樹脂材料で
形成され、通水路のうち、略水平方向流路８ａ、８ｂ、
８ｃ、８ｄ、８ｅの下半分の接水表面が梨地状の凸凹面
Ｒ（粗面Ｌ）に形成され、粗面Ｌが樹脂表面のぬれ性を
増して、流路に止まる水滴の高さＨａを低くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は湯沸器の通水路に組み込
まれる通水制御ユニットに関し、詳しくは樹脂材料で形
成された通水制御ユニットに関する。

【０００２】冬期、寒冷地などでは、凍結による湯沸器
の破損を防止するために、就寝前などに水抜き栓を開い
て器体内の水を抜く水抜き操作が行なわれ、スムーズに
水が抜けて残水量の少ない水抜き性能の良い湯沸器が望
まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、湯沸器
を軽量化したり湯沸器を安価に製作するため、湯沸器の
通水制御ユニットの材料に真鍮や青銅の金属材料に代え
て樹脂材料を用いると、水抜き性能が低下する問題があ
った。殊に、樹脂材料で製作された通水路が、垂直に形
成されたり傾斜している場合には、水抜き操作後に水滴
が弾かれるようにして重力で流れるものの、水平方向の
流路、段差のある流路、小さい隙間のある流路の場合に
は、水が止まって流路を狭めたり、閉じてしまってい
た。これは、樹脂材料が水にぬれにくいため、図４に示
すように、水と樹脂表面との接触角θが大きくなり、水
滴Ｗｂが丸く高さＨｂの高い水滴となって流路の開口面
積を狭めてしまい（図５）、流路が閉塞し易くなるため
である。このため、せっかく凍結防止のための水抜きを
しても、器体内に残った水が凍って湯沸器の再使用時に
水が出なかったり、水量が少なくなって正常に着火でき
ない場合があった。そこで、本発明の湯沸器は上記課題
を解決し、樹脂材料で製作された通水制御ユニットであ
っても水抜き性能を良好にし、水抜きしてから凍結雰囲
気に放置した後に問題なく湯沸器の再使用ができるよう
にすることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１記載の湯沸器は、通水路の一部を樹脂材料
で形成した湯沸器において、上記樹脂材料で形成された
通水路のうち、水抜きし難い部位の接水表面を粗面に形
成したことを要旨とする。

【０００５】上記構成を有する本発明の請求項１記載の
湯沸器は、樹脂材料で形成された通水路を備えており、
この通水路のうち、水抜きし難い部位の接水表面が粗面
に形成され、この粗面が接水表面のぬれ性を増して止ま
る水滴の高さを低くする。従って、通水路が樹脂材料で
形成されていても、水抜きが行われた場合に、水抜きし
難い部位に止まる水滴が流路を狭めたり、流路を閉じな
い。この結果、水抜きしてから凍結雰囲気に放置した後
であっても問題なく湯沸器の再使用ができる。

【０００６】

【発明の実施形態】以上説明した本発明の構成・作用を
一層明らかにするために、以下本発明の湯沸器の好適な
実施例を説明する。図１は、ガス湯沸器の概略図であ
り、水入口に通水制御ユニットが設けられる。この通水
制御ユニットには、上流より、水入口からの給水経路３
を開閉する水栓２４と、通水と連動してガス流路を開閉
する水圧応動装置１０と、水量を変えることにより湯温
を調節する湯温調節部１１と、後述するベンチュリー２
とが樹脂製のハウジング内に組み込まれる。

【０００７】水圧応動装置１０には、前後に移動自在な
ダイアフラム１２が設けられ、このダイアフラム１２で
仕切って一次室１６と二次室２１とが形成される。ま
た、ダイアフラム１２を押えるケーシング蓋６が通水制
御ユニットのハウジングである水側ケーシング８に図示
しないビスにより固定される。水側ケーシング８の一次
室１６への流路には、ダイアフラム１２と同軸上に給水
圧の変動が生じても流量を一定に保つ水ガバナ１４が設
けられ、一次室１６下流には、湯温調節部１１が設けら
れる。湯温調節部１１で流路は、ベンチュリー２を経由
し熱交換器１へ通じた後ミキシング部６に至る加熱経路
７ａと、ミキシング部６へ直接に通じるバイパス路７ｂ
とに分岐される。そして、分岐された流路は、ミキシン
グ部６で合流し湯出口に至る。また、加熱経路７ａに設
けられるベンチュリー２は、流路を絞ると共に、流路と
直角方向に横孔２ａが設けられる。そして、この横孔２
ａから水圧応動装置１０の二次室２１に通じる導通路２
ｂが設けられる。また、ダイアフラム１２には、変位を
伝える押軸２２およびスピンドル３７が同一軸線上に当
接して設けられ、このスピンドル３７の他端に給水自動
ガス弁２３が設けられる。

【０００８】給水自動ガス弁２３より上流のバーナ２７
へのガス供給経路４には、ガス通路を開閉する器具栓２
６およびメイン弁２５が設けられる。また、給水自動ガ
ス弁２３の下流に、燃料ガスを燃焼するバーナ２７が設
けられ、バーナ２７に放電することにより燃料ガスへ着
火する電極（図略）が設けられる。

【０００９】また、ダイアフラム１２の一次室１６と二
次室２１の下部には、凍結防止のために手動で湯沸器内
の水抜きができる排水栓１９が設けられ、排水栓１９は
器体外へ排水を導く排水路１８に通じている。

【００１０】水栓２４は、小さな手動操作力によって動
作するパイロットバルブ式の水栓である。パイロットバ
ルブ式の水栓２４には、図２に示すように、前後に移動
自在な水栓ダイアフラム４１が設けられ、この水栓ダイ
アフラム４１で仕切って一次室４２と二次室４３とが形
成される。この一次室４２の中央には下流に通じる通水
出口４４が開口し、通水出口４４の口元に水栓ダイアフ
ラム４１が接離して通水路を開閉する水室弁座４５が設
けられる。また、一次室４２の水室弁座４５下方には、
上流に通じる通水入口５１が水平方向に開口される。

【００１１】水栓ダイアフラム４１には、中心位置に水
室弁座４５下流と二次室４３とを連通するパイロット孔
４６と、中心から下方にずれた位置に一次室４２と二次
室４３とを連通する小孔４７とが開口する。また、水栓
ダイアフラム４１は、ステンレス材で製作される補強用
の円環状座金４８を挟んで、ＮＢＲ、ＥＰＴ等の弾性体
によりこの円環状座金４８を包み込んでモールド成形さ
れる。そして、この円環状座金４８の中心孔と同心とな
って、二次室４３側の面に後述するパイロット弁４０と
接離するシート部ａが断面円錐状に形成され、一次室４
２側の面に円錐台部４９が形成され、円錐台部４９の外
側に水室弁座４５に接離するシート面ｂが一体形成され
る。尚、円錐台部４９は、水室弁座４５がシート面ｂに
当接するときに水室弁座４５の中心孔内に入り込んで流
路を絞ることにより開閉時の水撃音発生を防止する。

【００１２】小孔４７が開口する水栓ダイアフラム４１
の一次室４２側の面には、小孔４７を中心孔として一次
室４２側に延びる円筒状のガイド部５０が設けられる。
このガイド部５０は、組み付けの際に、通水入口５１内
に入り込み水栓ダイアフラム４１を位置決めする。ま
た、水栓ダイアフラム４１の二次室４３側には、パイロ
ット孔４６を開閉するパイロット弁４０と、パイロット
弁４０を閉弁方向に付勢するばね４０ａとが設けられ
る。パイロット弁４０は、スピンドル３８を介して水栓
２４の外部から開閉操作が行われるように、手動操作と
連動するレバー３９により開閉される。また、通水入口
５１上流の水入口には、水フィルタ５２ａを備えた水入
口接手５２が設けられ、水入口接手５２に給水配管３３
が接続される。この給水配管３３途中には、湯沸器への
流路を開閉する給水元栓３１と、給水元栓３１下流の水
を抜く水抜栓３２が設けられる。

【００１３】水圧応動装置１０と水栓２４とは、樹脂材
料で一体的に成型される水側ケーシング８に組み込ま
れ、水側ケーシング８にビス止めされるケーシング蓋６
も樹脂材料で成型される。更に、水側ケーシング８の通
水路のうち、略水平方向の流路８ａ、８ｂ、８ｃ、８
ｄ、８ｅの下半分の接水表面を、図３に示すように、細
かい梨地状の凸凹面Ｒが形成される粗面Ｌとする。尚、
この梨地状の粗面Ｌは、樹脂成型型の表面に予めシボ加
工を施したり、樹脂成型品にショットをかけることによ
り形成され、例えば、凸凹面を最大高さ２５μｍ以上の
表面粗さに形成される。

【００１４】次に、湯沸器の水圧応動装置１０の動作を
説明する。点火操作が行われると、器具栓２６およびメ
イン弁２５と共に、水栓２４が開かれる。通水が、水圧
応動装置１０を経てベンチュリー２を通過すると、ベン
チュリー効果による横孔２ａの水圧低下に応じて二次室
２１の圧力が低下する。そして、一次室１６と二次室２
１間に差圧が生じて、前後に変位自在なダイアフラム１
２に移動力を（図の左方向へ）発生させ、移動力が押軸
２２およびスピンドル３７に伝達されて給水自動ガス弁
２３を開き、ガス流路が開かれる。

【００１５】また、この状態から水栓２４を閉じて出湯
を停止すると、給水経路３を熱交換器１に向けて流れて
いた水が止り、水圧応動装置１０は、ダイアフラム１２
の一次室１６と二次室２１間の差圧がなくなり、スピン
ドル３７を停止位置（図右方向）に後退させ、給水自動
ガス弁２３を閉弁してガス流路を閉じる。

【００１６】次に水栓２４の開閉動作について、説明す
る。ガス湯沸器の点火操作に連動してパイロット弁４０
が開かれると、パイロット孔４６から通水出口４４へ水
が流れ、小孔４７の径よりパイロット孔４６の径が大き
く設定されているため二次室４３内の水圧が低下する。
すると、一次室４２と二次室４３との差圧力が二次室４
３と水室弁座４５下流との差圧力より大きくなり、水栓
ダイアフラム４１が二次室４３側に移動し、水室弁座４
５から離れて給水流路３が開かれる。また、ガス湯沸器
の消火操作に連動してパイロット弁４０が閉じられる
と、小孔４７を通じて一次室４２と二次室４３とが等圧
となって一次室４２と二次室４３との差圧力が無くな
り、二次室４３と下流との差圧力によって水栓ダイアフ
ラム４１が下流（一次室４２）側に移動し、水室弁座４
５に当接して給水流路３が閉じられる。

【００１７】次に、凍結による破損を防止するための水
抜きについて説明する。排水栓１９を開栓すると、加熱
経路７ａと導通路２ｂの水がダイアフラム１２の一次室
１６と二次室２１を経て器体外へ排水される。そして、
上流の給水元栓３１を閉じて水抜栓３２を開けてから水
栓ダイアフラム４１のパイロット弁４０を開けると、水
圧応動装置１０上流の水が水室弁座４５を経て水抜栓３
２から外部に排水される。この時、水栓ダイアフラム４
１の二次室４３側の水は、排水される水のバキューム力
に引っ張られ、パイロット孔４６から空気を流入しなが
ら、下方の小孔４７からガイド部５０を経て水抜きされ
る。

【００１８】次に、水側ケーシング８内の略水平方向流
路の下半分の接水表面８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅに
設けた梨地状粗面Ｌの働きについて説明する。図３に示
すように、流路の凸凹面Ｒの傾斜面に水滴が接触し、こ
の水滴の接触角θ（真の接触角θと呼ぶ）により、全体
の粗面Ｌに対するみかけの接触角θ′が小さくなるた
め、水滴の高さＨａが低くなる。このみかけの接触角
θ′は、粗面Ｌの粗さである粗度ｒに関係している。粗
度は、粗度（ｒ）＝実面積／みかけの面積で表わされ、
ｒ≧１となり、真の接触角θとみかけの接触角θ′との
間には、ｃｏｓθ′＝ｒｃｏｓθの関係式が成り立つ。
このため、粗面Ｌでは、真の接触角θ＜９０°のとき
に、みかけの接触角θ′が真の接触角θより小さくな
り、粗面Ｌによってぬれ易くなり、水滴の高さＨａが低
くなる。

【００１９】従って、水抜き操作後に、水側ケーシング
８内の略水平方向流路８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅの
下半分の接水表面に水滴が止まった場合に、水滴の高さ
Ｈａが低くなるため、流路を極端に狭めたり流路を閉じ
てしまうことがなくなる。このため、流路に樹脂材料を
用いても、器体内に残った水滴が凍って流路を塞ぐこと
が無くなり、水抜きしてから凍結雰囲気に放置した後で
あっても問題なく湯沸器の再使用ができる。その結果、
樹脂材料を通水路に用いることができて、湯沸器を軽量
化できると共に、安価にできる。

【００２０】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこうした実施例に何等限定されるものでは
なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。例えば、略水平
方向流路８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅのうち、下半分
の接水表面にだけ細かい梨地状の凸凹面Ｒが形成される
ことに限定されず、略水平方向の流路の内面全面に、梨
地状の粗面Ｌが形成されても良い。

【００２１】また、流路径の大小によって閉塞し易い程
度が異なるため、流路径の大きさに応じて粗度ｒを変え
ても良い。

【００２２】また、細かい凸凹の梨地状の粗面Ｌに限定
されず、鋸歯状の細かいギザギザ面が一方向に形成され
ても良い。

【００２３】また、略水平方向の流路であっても水が滞
留しない通水路については、粗面にする必要はない。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の湯沸器に
よれば、樹脂材料で製作された通水制御ユニットであっ
ても水抜き性能を良好にし、水抜きしてから凍結雰囲気
に放置した後に問題なく湯沸器の再使用ができる。その
結果、水側部品に樹脂材料を用いることができて、湯沸
器を軽量化したり、安価にできるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る湯沸器の概略構成図であ
る。

【図２】湯沸器の水栓の拡大図である。

【図３】樹脂表面が粗面の場合に、水滴形状を示す図で
ある。

【図４】樹脂表面が平滑面の場合に、水滴形状を示す図
である。

【図５】従来の湯沸器の概略構成図である。

【符号の説明】

８ 水側ケーシング １０ 水圧応動装置 １２ ダイアフラム １６ 一次室 ２１ 二次室 ３７ スピンドル Ｒ 凸凹面 Ｌ 粗面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通水路の一部を樹脂材料で形成した湯沸
   器において、上記樹脂材料で形成された通水路のうち、
   水抜きし難い部位の接水表面を粗面に形成したことを特
   徴とする湯沸器。