JP2547148B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は給湯装置、特に、出湯操
作の初期に出湯蛇口から高温水が流出するのを防止する
所謂高温出湯防止機能を具備する給湯装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来技術及び課題】給湯機からの温水を湯水混合栓式
の蛇口に導くと共に、該部分で温水と冷水を混合して所
望温度の温水を取出し得るようにした給湯装置として例
えば図３に示すような構造のものがある。通水路(2）に
は、その上流側から水流スイッチ(21)，熱交換器(22)，
湯温センサ(23)及び湯水混合栓式の出湯蛇口(1) がこの
順序で挿入されており、更に、該出湯蛇口(1) には冷水
回路(10)が接続されている。

【０００３】上記通水路(2）に於ける前記湯温センサ(2
3)の配設部と熱交換器(22)の上流側流路は帰還流路(26)
で接続されていると共に該帰還流路(26)にはポンプ(P)
が挿入されている。そして、該帰還流路(26)と該流路の
両端部間に位置する通水路(2）部分によって閉ループ状
の循環流路(25)が形成されており、上記ポンプ(P) を駆
動させたときは熱交換器(22)の下流側の水がその上流側
に戻されるように前記循環回路(25)内で水流が生じるよ
うになっている。又、熱交換器(22)を加熱するガスバー
ナ(3）へのガス回路(30)にはガス弁(31)が挿入されてお
り、該ガス弁(31)や上記したポンプ(P) 等は制御回路
(6) で制御されるようになっている。

【０００４】上記制御回路(6) に組込まれたマイクロコ
ンピュータ（以下、マイコンという）には図４のフロー
チャートに示す如き内容の制御プログラムが格納されて
おり、以下上記従来の給湯装置の給湯動作を同図のフロ
ーチャートに従って説明する。先ず、図面符号(70)のス
テップを実行し、水流スイッチ(21)の出力を判断するこ
とによって出湯蛇口(1) が開かれたか否かを調べる。

【０００５】出湯蛇口(1) が開放されると、図面符号(7
1)のステップを実行してガス弁(31)を開放すると共に図
示しない点火装置を駆動させてガスバーナ(3）を燃焼さ
せる。すると、出湯蛇口(1) から温水が流出すると共
に、該出湯蛇口(1) によって熱交換器(22)側からの温水
と冷水回路(10)からの冷水との混合割合いを手動設定
し、これにより、所望温度の温水を取出す。

【０００６】上記給湯時においては、図面符号(72)のス
テップに示すように水流スイッチ(21)の出力から出湯蛇
口(1) が閉じられたか否かを監視し、これが閉じられた
ことが分ると、図面符号(73)，(74)のステップを実行し
て帰還流路(26)のポンプ(P)を駆動させると共にガスバ
ーナ(3）を消火状態に維持し、図面符号(75)のステップ
において２０秒の時間待ちを実行する。これにより、帰
還流路(26)とその両端部で挟まれた通水路(2）部分で構
成される循環流路(25)内の水が循環し、該循環水に熱交
換器(22)の構成壁の蓄積熱が拡散することとなり、熱交
換器(22)部分の滞留水が高温状態になる所謂後沸き現象
が防止できる。

【０００７】次に、上記２０秒の時間待ちが終ると、図
面符号(76)のステップを実行してポンプ(P) を停止させ
ると共に、再び出湯蛇口(1) の開放操作を監視する図面
符号(70)のステップに制御動作が移される。又、上記従
来のものでは、出湯蛇口(1) を閉じた給湯停止時に通水
路(2）内が自然に温度低下すると、これを昇温させて出
湯操作初期に可及的速やかに出湯蛇口(1) から温水が取
出せるようにしている。この為、出湯蛇口(1) を閉じた
出湯停止時においては、図面符号(77)のステップを実行
することにより、湯温センサ(23)が検知する流路内温度
を監視して該流路内の水が冷めた（例えば４０℃以下に
なっている）ことが確認できると、図面符号(78)(79)(7
4)に示すようにポンプ(P) を駆動させるとともに１０秒
間だけガスバーナ(3）を燃焼させる。そして、ガスバー
ナ(3）の消火後、更に２０秒間だけポンプ(P) の動作を
継続させた後、該ポンプ(P) を停止させる。これによ
り、循環流路(25)内の水が暖められ、後に出湯蛇口(1)
を開放した出湯操作時には、比較的速やかに出湯蛇口
(1) から温水が流出して温水使用者に不快感を与える不
都合が緩和される。

【０００８】しかしながら、上記従来のものでは、出湯
蛇口(1) を開放した出湯操作初期に出湯蛇口(1) から高
温水が流出する不都合が未だ十分に解決されていないと
言う問題があった。上記問題点について更に詳述する。
出湯蛇口(1) を閉じて給湯を停止したときにポンプ(P)
を駆動させて循環流路(25)内の水を循環させて熱交換器
(22)部分に生じる後沸き現象を防止すると共に、給湯停
止後には上記循環流路(25)内の水を間欠的に循環加熱し
て該水の温度を一定に保っている。従って、出湯蛇口
(1) を開放した出湯操作時に直ちにガスバーナ(3）を点
火させると、熱交換器(22)からその上流側流路と帰還流
路(26)の接続点の領域に滞留している温水が該熱交換器
(22)で加熱昇温せしめられる。即ち、既にある程度加熱
昇温せしめられている熱交換器(22)の上流側の温水が更
に該熱交換器(22)で加熱昇温せしめられて必要以上に高
温状態になるのである。従って、水道から供給された冷
水を熱交換器(22)で加熱昇温した場合に丁度適温の温水
が取出せるように湯・水の混合割合いをセットしている
出湯蛇口(1) 部分からは出湯操作初期に一時的に高温水
が流出することとなるのである。

【０００９】本発明はかかる点に鑑みて成されたもの
で、『通水路(2）に於ける熱交換器(22)の上下両流路部
を繋ぐ帰還流路(26)と、該帰還流路(26)に挿入され且つ
通水路(2）に於ける熱交換器(22)の下流側の水を該熱交
換器(22)の上流側に帰還させるポンプ(P) と、通水路
(2）に挿入された水流スイッチ(21)と、熱交換器(22)の
下流側の通水路(2）に接続された出湯蛇口(1) を具備
し、帰還流路(26)と該帰還流路(26)の両端で挟まれる通
水路(2）部分で構成された循環流路(25)が出湯停止中に
温度低下したときは該循環流路(25)内をガスバーナ(3）
とポンプ(P) で循環加熱して該流路内を所定温度に保温
するか又は、出湯蛇口(1) を閉じた直後にはポンプ(P)
を駆動させて熱交換器(22)部分の流路内の後沸きを防止
するようにした給湯機』において、出湯動作初期に出湯
蛇口(1) から高温水が流出する不都合を防止することを
その課題とする。

【００１０】

【技術的手段】上記課題を解決するための本発明の技術
的手段は、『水流スイッチ(21)がＯＮ信号を出した後の
経過時間を測定するタイマー(T) と、上記通水路(2）内
を単位時間に流れる水の流量Ｑを計測する流量計(24)
と、更に、通水路(2）と帰還流路(26)の合流点から該通
水路(2）に於ける熱交換器(22)までの流路内容積Ｌを前
記流量Ｑで割算して点火時間T0を演算する点火時間演算
回路(27)を設け、出湯操作をして水流スイッチ(21)がＯ
Ｎ信号を出した時には上記点火時間T0が経過した後にガ
スバーナ(3）を点火するようにした』ことである。

【００１１】

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。出湯蛇
口(1) を閉じて出湯停止操作をすると、既述従来のもの
と同様に熱交換器(22)部分での後沸きを防止するか又は
該出湯停止中に冷めた循環流路(25)内を加熱循環させる
動作を行う。

【００１２】さて、出湯蛇口(1) を開いて出湯操作をす
ると、このときに生じる通水路(2）内の水流を検知して
水流スイッチ(21)がＯＮ信号を出し、この時点からの経
過時間をタイマー(T) が計測し始める。又、通水路(2）
内を単位時間に通過する水の量即ち流量Ｑを流量計(24)
が計測し始めることとなる。次に、通水路(2）と帰還流
路(26)の合流点から該通水路(2）に於ける熱交換器(22)
までの流路内容積Ｌを前記流量Ｑで割算して点火時間T0
を演算する演算動作を点火時間演算回路(27)が実行す
る。すると、上記点火時間T0は帰還流路(26)と通水路
(2）の合流点から熱交換器(22)までの流路内に滞留して
いる温水が出湯操作後（水流スイッチ(21)がＯＮ信号を
出した後）に熱交換器(22)部分を通過し終えるまでに要
する時間と等しくなる。そして、該点火時間T0が経過し
た後、即ち出湯操作前に熱交換器(22)より上流側に滞留
していた温水が熱交換器(22)を通過し終えた後にガスバ
ーナ(3）を点火させる。

【００１３】これにより、出湯操作前に熱交換器(22)よ
り上流側に滞留していた温水が出湯操作時に熱交換器(2
2)で更に加熱昇温せしめられることがなくなる。

【００１４】

【効果】本発明は次の特有の効果を有する。熱交換器(2
2)より上流の通水路(2）内に滞留している温水が出湯操
作時に熱交換器(22)部分で更に加熱昇温せしめられるこ
とがないから、該熱交換器(22)から予め定められた温度
より高温の湯が流出することはなく、該高温水が出湯蛇
口(1) から突然に流出することによる火傷等の心配が少
なくなる。

【００１５】

【実施例】次に、上記した本発明の実施例を図面に従っ
て詳述する。本発明実施例の給湯装置の水回路等の構成
は水流スイッチ(21)の上流側に流量計(24)が挿入されて
いる点を除いて既述従来のものと同様に構成されてい
る。又、制御回路(6) のマイコン内に格納された制御プ
ログラムは、出湯操作時から一定時間だけ経過した後に
ガスバーナ(3）を点火させる点を除いて既述従来のもの
と同様に構成されている。

【００１６】次に、本発明実施例の給湯装置の制御動作
を更に詳述する。先ず、出湯蛇口(1) を閉じた出湯停止
状態では、既述従来のものと同様に図面符号(77)〜(76)
のステップを実行し、循環流路(25)内の水が冷める毎
に、ガスバーナ(3）の燃焼とポンプ(P) の駆動を間欠的
に繰返し、これにより、該循環流路(25)内の湯温を一定
に保つ。又、出湯蛇口(1) を閉じて出湯停止操作をした
ときには、図面符号(72), (73)及び図面符号(74)〜(76)
を実行し、出湯停止後にガスバーナ(3）を消火した状態
で一定時間だけポンプ(P) を駆動させて熱交換器(22)部
分の後沸き現象を防止する。

【００１７】次に、出湯操作初期に於ける高温出湯防止
動作について詳述する。出湯蛇口(1) を開放して水流ス
イッチ(21)がＯＮ信号を出すと、図２に於いて、図面符
号(70)から(701) のステップに制御動作が移される。即
ち、通水路(2）と帰還流路(26)の合流点(A) から該通水
路(2）に於ける熱交換器(22)の出口部(C) までの流路内
容積Ｌを流量計(24)が計測している流量Ｑで割算し、こ
れにより、上記合流点(A) の滞留水が熱交換器(22)の出
口部(C) を通過し終えるのに要する時間、即ち、点火時
間T0を演算するのである。そして、この実施例では、上
記点火時間T0を演算するマイコン内の機能部が既述技術
的手段の項に記載の点火時間演算回路(27)に対応してい
る。

【００１８】次に、図面符号(702) のステップを実行し
て上記点火時間T0が経過するのを待つ。即ち、マイコン
内に組込まれたタイマー(T) によって上記点火時間T0が
経過したか否かを判断するのである。そして、この実施
例では、上記マイコン内のタイマー(T) が既述技術的手
段の項に記載のタイマー(T) に対応している。次に、出
湯操作時から上記点火時間T0が経過すると、図面符号(7
1)のステップを実行してガスバーナ(3）を点火する。即
ち、ガスバーナ(3）へのガス回路(30)に挿入したガス弁
(31)を開弁すると共に、図示しない点火装置を動作せて
ガスバーナ(3）を点火するのである。

【００１９】すると、出湯蛇口(1) を開放した出湯操作
時に上記帰還流路(26)と通水路(2）の合流点(A) の下流
側に滞留していた温水は、上記点火時間T0の経過時には
熱交換器(22)を通過し終えており、上記循環流路(25)内
の保温動作や熱交換器(22)部分の後沸き現象を防止する
為に出湯操作前に熱交換器(22)から上記合流点(A) の部
分に温水が滞留していることがあっても、これが再加熱
されて極めて高温状態になることはない。

【００２０】尚、上記点火時間T0の経過時にガスバーナ
に点火させれば高温状態の湯が流出することがなくなる
効果に加え、熱交換器で加熱昇温されない冷水の流出が
最小限に抑えられる。即ち、出湯蛇口(1) を開放した出
湯操作時に上記帰還流路(26)と通水路(2）の合流点(A)
の下流側に滞留していた温水が熱交換器の出口部(C)を
通過した時にガスバーナ(3）に点火するから、上記通過
した温水に続く冷水は前記ガスバーナ(3）で加熱昇温さ
れることとなり、前者の温水に続けて冷水が流出するこ
とがないのである。これにより、冷水が流出することに
より温水使用者に不快感を与える不都合が殆ど生じない
こととなる。

【００２１】尚、上記実施例では、前記点火時間T0の経
過時にガスバーナ(3）を点火したが、該点火時間T0が経
過した後に点火してもよい。帰還回路(26)と通水路(2）
の合流点(A) の下流側に滞留していた温水は熱交換器(2
2)部分を通過し終えており、該温水を再加熱することに
よる高温出湯は防止できるからである。更に、上記実施
例では点火時間T0を合流点(A) から熱交換器(22)の出口
部(C)までの容積Ｌを流量Ｑで割算したが、これに限ら
ず、熱交換器(22)の入口から出口部(C) の間の任意の点
と合流点(A) との流路内容積Ｌを流量Ｑで割算しても良
い。この場合、出湯停止中に加熱循環させる際の保温温
度を設定出湯温度より多少低めに設定しておけば、高温
出湯は防止され、更に、冷水の流出両が減って温水使用
者に不快感を与えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の水回路及びガス回路の全体図

【図２】本発明実施例の制御動作の説明図

【図３】従来例の説明図

【図４】従来例の説明図

【符号の説明】

(1) ・・・出湯蛇口 (2）・・・通水路 (3）・・・ガスバーナ (21)・・・水流スイッチ (22)・・・熱交換器 (24)・・・流量計 (25)・・・循環流路(25) (26)・・・帰還流路 (27)・・・点火時間演算回路 (P) ・・・ポンプ (T) ・・・タイマ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通水路(2）に於ける熱交換器(22)の上下
   両流路部を繋ぐ帰還流路(26)と、該帰還流路(26)に挿入
   され且つ通水路(2）に於ける熱交換器(22)の下流側の水
   を該熱交換器(22)の上流側に帰還させるポンプ(P) と、
   通水路(2）に挿入された水流スイッチ(21)と、熱交換器
   (22)の下流側の通水路(2）に接続された出湯蛇口(1) を
   具備し、帰還流路(26)と該帰還流路(26)の両端で挟まれ
   る通水路(2）部分で構成された循環流路(25)が出湯停止
   中に温度低下したときは該循環流路(25)内をガスバーナ
   (3）とポンプ(P) で循環加熱して該流路内を所定温度に
   保温するか又は、出湯蛇口(1) を閉じた直後にはポンプ
   (P) を駆動させて熱交換器(22)部分の流路内の後沸きを
   防止するようにした給湯機において、水流スイッチ(21)
   がＯＮ信号を出した後の経過時間を測定するタイマー
   (T) と、上記通水路(2）内を単位時間に流れる水の流量
   Ｑを計測する流量計(24)と、更に、通水路(2）と帰還流
   路(26)の合流点から該通水路(2）に於ける熱交換器(22)
   までの流路内容積Ｌを前記流量Ｑで割算して点火時間T0
   を演算する点火時間演算回路(27)を設け、出湯操作をし
   て水流スイッチ(21)がＯＮ信号を出した時には上記点火
   時間T0が経過した後にガスバーナ(3）を点火するように
   した給湯装置。