JP2529763B2 - 給湯器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、供給される水の水温の変動にかかわらず所
望湯温の給湯が可能な給湯器に関するものである。

【従来の技術】

従来、給湯器において、様々な出湯温度の調節機能が
案出され、例えば、特開昭58-205043号「オートミキサ
ーを備えた瞬間式給湯器」はその一例である。この給湯
器は、熱交換器の温水出口側に出湯される温水と水とを
混合して所望の湯温の温水を得るための温水混合手段を
設けたものである。この温水混合手段は前記所望の湯温
の温水を得るために弁体の開度調整を行なって、温水と
水との混合割合を調整している。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、このような温水混合手段のみでは、出
湯温度の変動を抑制することが困難な場合がある。例え
ば、熱交換器に供給される水の温度は、季節その他の環
境によって変動し、比較的低温で流入量が多い場合、燃
焼機器の能力最大に燃焼を行っても、高温の温水を出湯
することが困難となり、その給湯器の最高出湯温度が低
下するという欠点がある。 一方、夏季においては、水温が上昇し、燃焼能力を最
大限に使用することなく最高出湯温度に達してしまい、
その給湯器のもつ能力が充分に生かされないという欠点
を有している。 従来の給湯器では、湯水混合調節弁の湯側弁体を駆動
して熱交換器への流入量を規制し、所望の湯温の温水を
得ようとしても、熱交換器から出湯される高温湯と水と
を混合するため、わずかに弁体を駆動しても、数度もの
出湯温度が変化するため、出湯温度を調節することが難
しく、また、出湯側で流量を規制するため季節の変化に
対応して流量を変化させても、結局のところ前述の欠点
が解消されず、さらに使用中に入水温度が変化した場合
においては、それに合わせて混合弁を逐一動かす必要が
あり、安定した出湯温度を得ることが難しい。 また、入水温度に合わせて燃焼機器への燃料供給量を
制御する方法も考えられるが、制御方法が複雑化し、そ
して燃焼量において入水温度に追従させて燃料供給量を
変化させても、水音の変化に追従させることが難しい。 そこで、本発明は、給水温度の変動に対応して湯と水
との混合比率を調節し、給水温度に無関係に所望湯温の
給湯を実現した給湯器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】

本発明の給湯器は、第１図及び第２図に例示するよう
に、熱交換器を備えた湯経路とこの湯経路に対して並列
に設けられた水経路とを備えて、前記湯経路の湯と前記
水経路の水とを温水混合手段により混合して給湯する給
湯器であって、給水管路に接続される弁本体と、この弁
本体の入水側に設けられて第１のばねにより弁座に圧接
させた弁体と、この弁体に形成されて前記弁座との開閉
に無関係に前記湯を通す通水孔と、前記弁体に連結され
た弁作動体と、前記弁本体の出水側に設置されて通過す
る水の温度に応じて伸縮する感熱エレメントと、この感
熱エレメントの伸縮状態を前記弁作動体に伝達する第２
のばねとを備えてなる流量規制弁を前記湯経路の上流側
の給水管に取り付け、給水温度が低い場合には前記弁体
の開度を狭めて給水量を低減し、給水温度が高い場合に
は前記弁体の開度を拡げて給水量を増加させるようにし
たことを特徴とする。

【作用】 この給湯器は、熱交換器を備えた湯経路とこの湯経路
に対して並列に設けられた水経路とを備えて、湯経路で
得られる湯と水経路を通過させて水とを温水混合手段を
通して混合して給湯する。 そして、水が流量規制弁を介して燃料に導入される
際、流量規制弁は、熱交換器に供給される水量を規制す
る。従って、給湯器に給水される水量が増大しても、熱
交換器に通ずる給水器および熱交換器には流量が制限さ
れるため、高水圧による悪影響は防止できる。また、熱
交換器への給水量が抑制されたとしても、水は、温水混
合手段に分岐されるため、結果として、温水混合手段を
経て湯される湯量は制限されたものとはならず、十分な
湯量の湯水を得ることができる。 ところで、流量規制弁において、給水管路に接続され
る弁本体と、この弁本体の入水側に設けられて弁座に第
１のばねによって弁座に圧接させた弁体と、この弁体に
形成されて弁座との開閉に無関係に前記湯を通す通水孔
と、弁体に連結された弁作動体と、弁本体の出水側に設
置されて通過する水の温度に応じて伸縮する感熱エレメ
ントと、この感熱エレメントの伸縮状態を弁作動体に伝
達する第２のばねとを備えており、このような一連の弁
調節機構により、水温が低くなった場合、感熱エレメン
トの体積が収縮して、弁体開度を制限するように動作し
て、熱交換器への水の流入量が減少することとなる。 また、水温が高くなった場合は、感熱エレメントが膨
張し、弁体開度は増大して熱交換器への水の流入量が増
加する。このように、水温に応じて熱交換器への水の流
入量が調整されるため、熱交換器における熱交換作用
は、水温に左右されることなく、熱交換器から出湯され
る温水の温度は、変動が抑制されたものとなる。そし
て、温水混合手段によって、適宜な比率で混合し、湯温
の安定した温水を得ることができる。

【実施例】

以下、本発明を図面に示した実施例を参照して説明す
る。 第１図は、本発明の給湯器の実施例を示すものであ
る。給湯器１は、流量検出手段、すなわち、流量センサ
２を介して給水管３を熱交換器４の水導入側に接続する
と共に熱交換器４からの温水と水とを混合する温水混合
手段５を給水管３に分岐接続し、熱交換器４の温水出口
側に、出湯温度検出手段６を介して温水混合手段５を連
絡接続し、熱交換器４の水導入側に流量規制弁７を配設
するようにしたものである。 流量センサ２は、給水検知を行ない、給水検知信号に
基づいて、熱交換器４の熱源たるガスバーナ８を燃焼作
動させるためのものである。 また、温水混合手段としてのサーモミキシングバルブ
５には給水管３から水を導入すると共に、熱交換器４か
ら出湯される湯とを導入して、これら湯と水を混合し、
所望の湯温の温水を得るようにしたものである。なお、
このサーモミキシングバルブ５は、所定の比率で水と湯
を混合すべく弁体の開度調整がなされていると共に混合
される温水の温度により膨張収縮する部材が設けられ、
この温水の温度に応じて、膨張収縮する部材を作用させ
て弁体の開度調整を行なうことで水と温水との混合比率
を自動的に補正し、設定湯温の温水を出湯する機能を有
する。 出湯温度検出手段６は、熱交換器４の温水出口側から
の温水の湯温を監視し、この湯温に基づいて燃料ガスを
ガスバーナ８に供給して燃焼制御するためのものであ
る。 次に、第２図ａは、流量規制弁７の具体的な実施例を
示すものである。この流量制御弁７は、熱膨張、収縮自
在な部材を内蔵した弁体開度調整手段を備えている。 この流量規制弁７は、給水管３に介在される中空状の
弁本体９を有し、この弁本体９には端部近傍の側面に水
流入口10と、熱交換器４の水導入側に臨む水流出口11が
形成されている。水流入口10側には弁本体９内面を摺動
する弁体12が設けられ、内径の大なる弁本体９中間部内
面を摺動して弁体12の位置を調節する弁作動体13が設け
られる。一方、水流出口11には、熱膨張、収縮自在な部
材（例えば、ワックス）を内蔵した弁体開度調整手段で
ある感熱エレメントとしてのワックスエレメント14が弁
本体９中間部内面に一端部を支持金具15を介して取り付
けられている。 弁体12はばね部材16の弾発力により弁座17に押出され
ており、弁作動体13は、弁本体９中間部内面において、
弁作動体13と支持金具15間に介在されたばね部材18によ
って弾発支持される。弁体12と弁作動体13とは、ばね部
材16およびばね部材18の弾発力の押出下に、一体的に摺
動するようになっている。さらに、弁体12には、水の通
路たる連通路19とともに通水孔20が形成されている。 以上の構成において、その動作を説明する。 給水管３を介して供給された水は、流量規制弁７を介
して熱交換器４に導入される一方、サーモミキシングバ
ルブ５に供給される。 水が流量規制弁７を介して熱交換器４に導入される
際、流量規制弁７は、熱交換器４に供給される水量を規
制する。従って、給湯器１に給水される水量が増大して
も、熱交換器４に通ずる給水管３および熱交換器４では
流量が制限されるため、高水圧による摩耗腐食等の悪影
響は防止できる。従って、特別に設計しなおすことも不
要である。また、熱交換器４への給水量が抑制されたと
しても、水はサーモミキシングバルブ５に分岐供給され
るため、結果として、サーモミキシングバルブ５を経て
出湯される湯量は制限されたものとはならず、十分な湯
量の温水を得ることができる。 ところで、給水管３を介して流量規制弁７に導入され
る際、は、流量規制弁７の水流入口10から、弁体12、連
通路19、弁作動体13及びワックスエレメント14を介し
て、水流出口11に至る。ここで、ワックスエレメント14
は、通過した水の温度に影響されることとなる。 水温が低い場合、ワックスの収縮によってワックスエ
レメント14が収縮して、弁作動体13および弁体12が変位
し、弁体12は弁座17に近接して開度が小となり、この結
果、熱交換器４への水の供給量が減少する。また、水温
が高い場合は、ワックスエレメント９が拡張して支持金
具15、ばね部材18を介して弁作動体13が給水管３の下流
側に押出摺動し、これにともなって、弁体12は弁座13か
ら離隔して弁体開度が拡大し、熱交換器４の流入量が増
加する（第２図ｂ）。 このようにして、熱交換器４には、水温によって水量
が調節されて供給されるため、熱交換器４において熱交
換作用が適切に維持され、熱交換器４から出湯される温
水の温度は変動が抑制されたものとなり、結果として、
サーモミキシングバルブ５を経て出湯される温水の湯温
は安定したものとなる。 すなわち、水温が下がる冬季においては、熱交換器４
への入水量を減少させ、一方、水温が上がる夏季におい
ては、熱交換器４への入水量を増大させて熱交換を行う
ようにしているので、熱交換器４における熱交換は能力
内でなされて、熱交換作用が適切に維持され、熱交換器
４から出湯される温水の温度は、変動が抑制されたもの
となり、さらに、サーモミキシングバルブ５を介して出
湯されるので、量、湯温共に安定した温水を得ることが
できる。 以上、本実施例においては、熱交換器４の熱源とし
て、ガスバーナ８を挙げて説明しているが、他の熱源と
して、電気ヒータや石油バーナ等も適用可能である。

【発明の効果】

以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得
られる。 a.給湯器に給水される水量が増大しても、熱交換器に通
ずる給水管および熱交換器には流量規制弁により流量が
制限されるため、高水圧による悪影響は防止できる。ま
た、熱交換器への給水量が抑制されたとしても、水は、
温水混合手段に分岐供給されるため、結果として、温水
混合手段を経て出湯される湯量は制限されたものとはな
らず、十分な湯量の温水を得ることができる。 b.供給される水の水温が変動しても、給水管を介して供
給された水は、流量規制弁を介して熱交換器に導入され
る際、流量規制弁は、水温に応じて熱交換器に供給され
る水量を規制すべく開度調整を行うので、熱交換器に
は、常に、能力以内の水量が供給され、熱交換器は熱交
換能率を低下させることなく熱交換を行なうことがで
き、熱交換器から出湯される温水の温度は、変動が抑制
されたものとなり、温水混合手段から湯温の安定した温
水を出湯することができる。 c.熱交換器に供給される水の温度が、季節その他、環境
によって変動しても、常に、熱交換器は熱交換効率を低
下することなく熱交換を行なうことができ、温水混合手
段との相乗作用により、出湯量及び出湯湯温の安定化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の給湯器の実施例を示す系統説明図、第
２図ａは第１図に示す給湯器に用いられる流量規制弁の
縦断面図、第２図ｂは第２図ａに示す流量規制弁の動作
を示す断面図である。 １……給湯器、２……流量センサ ３……給水管、４……熱交換器 ５……サーモミキシングバルブ（温水混合手段） ６……出湯温度検出手段、７……流量規制弁 ８……ガスバーナ、９……弁本体 10……水流入口、11……水流出口 12……弁体、13……弁作動体 14……ワックスエレメント、15……支持金具 16……ばね部材、17……弁座 18……ばね部材、19……連通路 20……通水孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 雅収 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 森中 宣隆 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱交換器を備えた湯経路とこの湯経路に対
   して並列に設けられた水経路とを備えて、前記湯経路の
   湯と前記水経路の水とを温水混合手段により混合して給
   湯する給湯器であって、 給水管路に接続される弁本体と、 この弁本体の入水側に設けられて第１のばねにより弁座
   に圧接させた弁体と、 この弁体に形成されて前記弁座との開閉に無関係に前記
   湯を通す通水孔と、 前記弁体に連結された弁作動体と、 前記弁本体の出水側に設置されて通過する水の温度に応
   じて伸縮する感熱エレメントと、 この感熱エレメントの伸縮状態を前記弁作動体に伝達す
   る第２のばねと、 を備えてなる流量規制弁を前記湯経路の上流側の給水管
   に取り付け、給水温度が低い場合には前記弁体の開度を
   狭めて給水量を低減し、給水温度が高い場合には前記弁
   体の開度を拡げて給水量を増加させるようにしたことを
   特徴とする給湯器。