JP2900015B2

JP2900015B2 - 給湯装置

Info

Publication number: JP2900015B2
Application number: JP6253672A
Authority: JP
Inventors: 郁朗足立; 貞雄岡田
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: KR0153716B1; KR960014838A; JPH08121866A

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、バイ
パスミキシング方式の熱交換器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】最近の給湯装置では、熱交換器の
ドレンによる腐食を防止するため、又は、再出湯時の冷
水サンド現象（再出湯時に温水が出た後一時的に冷水が
出る現象）を防止する為に、熱交換器への給水回路を、
熱交換器を介する被加熱回路と、熱交換器を迂回するバ
イパス回路に分岐して熱交換器の下流側で合流させるよ
うにした所謂バイパスミキシング方式が採用されてい
る。このものでは、被加熱回路の流量とバイパス回路の
流量との比率を制御することにより、出湯量や出湯温度
の如何にかかわらず、熱交換器部の温度を比較的高温に
維持できることから、当該熱交換器でのドレンの発生が
防止できる。また、制御の仕方によって、上記冷水サン
ド現象も防止し易い。

【０００３】ところが、この種の給湯器では、前記被加
熱回路とバイパス回路が常時開放した状態なる。一方、
総流量がごく少ない場合においては、熱交換器を加熱す
る為のガスバーナが燃焼停止状態となっている場合もあ
り、かかる場合には、熱交換器にドレンが発生し易い。

【０００４】かかる不都合を解消するために、被加熱回
路に於ける前記バイパス回路の分岐点の下流側に常閉型
の制御弁を、バイパス回路には常開型の制御弁を夫々挿
入し、出湯条件等に応じて前記制御弁を開閉制御するよ
うにしたものが、特開平５−１８０５１０号として提案
されている。このものでは、ガスバーナが燃焼しない程
度のごく少量の流量条件においては、被加熱回路に挿入
した制御弁を閉弁させることによって熱交換器側通路を
遮断することから、当該熱交換器でのドレンの発生が防
止できる。

【０００５】また、バイパス回路の制御弁が常開型と
し、被加熱回路の制御弁を常閉型としているから、給湯
装置の運転を停止した状態で、冷水を給湯装置からその
まま取り出すことができる。このとき冷水が被加熱回路
側に流れないから、この状態でのドレンの発生が防止で
きる。ところが、この従来のものでは、被加熱回路の上
流端が常閉型の制御弁によって閉塞されているから、給
湯装置の運転停止状態で水回路の凍結を防止するために
水抜きをしたとしても、前記被加熱回路の部分の水抜き
ができず、当該回路部分の凍結による破損の心配があ
る。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、『ガスバーナ(B) によって加熱される熱交換器
(J) への給水回路(1) を熱交換器(J) の上流側で当該熱
交換器(J) を介する被加熱回路(1a)と前記熱交換器(J)
を迂回するバイパス回路(1b)とに分岐させると共に、前
記熱交換器(J) の下流側で前記被加熱回路(1a)とバイパ
ス回路(1b)を合流させるようにし、これら２回路の夫々
に制御弁を挿入して各回路を開閉制御できるようにした
給湯装置』において、器具運転中における熱交換器での
ドレンの発生が防止できると共に器具運転停止状態での
各回路の凍結防止の為の水抜きが確実に行えるようにす
ることをその課題とする。

【０００７】

【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、『被加熱回路(1a)及びバイパス回路(1b)の分
岐点(11)の上流側には前記２回路への総流量を計測する
ための流量センサ(3) を設け、前記ガスバーナ(B) は、
この流量センサ(3) の検知水流及び出湯設定温度によっ
てその火力が制御され且前記検知水量が最小設定流量以
下では燃焼を停止させる構成とし、被加熱回路(1a)には
常開の開閉制御弁(2a)をバイパス回路(1b)には常開の開
閉制御弁(2b)を夫々挿入し、通常使用温度域ではこれら
制御弁を共に開弁させると共に、流量センサ(3) の検知
水量が最小設定流量以下になると前記開閉制御弁(2a)の
みを閉弁させ、且、高温給湯時には前記開閉制御弁(2b)
のみを閉弁させるための制御装置を具備させた』ことで
ある。

【０００８】

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。通常温
度域の湯を使用するときには、開閉制御弁(2a)(2b)が共
に開弁状態に維持されて、被加熱回路(1a)側の高温湯と
バイパス回路(1b)側の冷水とがこれらの２回路の合流点
で混合されて出湯される。

【０００９】一方高温出湯時には、開閉制御弁(2b)のみ
が閉弁されて被加熱回路(1a)側のみを介して給水される
から、被加熱回路(1a)側の高温湯がそのまま出湯され
る。流量センサ(3) の検知水量が最小流量状態になる
と、これの出力により、開閉制御弁(2a)のみが閉弁され
て、この流量の水はバイパス回路(1b)側を介して給湯装
置から排出される。

【００１０】このとき、ガスバーナ(B) は燃焼しておら
ず、熱交換器は非加熱状態にあるが、この熱交換器を含
む被加熱回路(1a)には水の流れがないから、ドレンの発
生も防止できる。運転停止状態では、開閉制御弁(2a)(2
b)は共に常開型であるから、凍結防止の為に水抜きをす
るとき、上記被加熱回路(1a)とバイパス回路(1b)の分岐
点(11)の上流側を開放させると、被加熱回路(1a)とバイ
パス回路(1b)の下流側か水抜きできる。

【００１１】

【効果】流量センサ(3) の検知水量が最小設定流量以下
になった時に被加熱回路(1a)側の回路が遮断されるか
ら、ガスバーナ(B) が燃焼しない状態、つまり、熱交換
器が加熱されない状態でバイパス回路(1b)に通水される
ことによるドレンの発生が防止できる。

【００１２】しかも、凍結防止の為の水抜きの際、被加
熱回路(1a)とバイパス回路(1b)の水が確実に排出できる
から、給水回路(1) の一部に所謂死に水が残ることによ
る凍結の恐れがない。

【００１３】

【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。本発明の実施例は、図１に示すように、熱
交換器(J) を加熱するガスバーナ(B) の燃焼量を比例弁
(V) によって制御するものである。また、熱交換器(J)
への給水回路(1) に於ける被加熱回路(1a)とバイパス回
路(1b)の分岐点(11)の上流側には流量センサ(3) が挿入
され、この給水回路(1) に継手(32)によって接続される
入口側回路(10)には元弁(31)が挿入され、給水回路(1)
への供給水量が前記流量センサ(3) によって検知されて
いる。

【００１４】熱交換器(J) を通る被加熱回路(1a)には常
開型の電磁弁からなる開閉制御弁(2a)が挿入され、熱交
換器(J) を迂回するバイパス回路(1b)には常開型の電磁
弁からなる開閉制御弁(2b)が挿入されている。そして、
前記被加熱回路(1a)とバイパス回路(1b)の合流点(12)の
下流側に水栓(13)が接続される。

【００１５】この実施例では、前記合流点(12)の下流側
の温度が温度センサ(S) によって検知され、図２に示す
ように、これの検知温度と、出湯温度を３５℃〜８５℃
の間で設定できるようにした出湯温度設定器(4) からの
設定値と、流量センサ(3) の検知水量が制御装置(C) に
入力され、この制御装置(C) からの出力により、比例弁
(V) の開度が制御されると共に、開閉制御弁(2a)(2b)が
制御される。

【００１６】例えば、出湯温度が通常使用温度に設定さ
れている場合には、開閉制御弁(2a)(2b)が開弁状態に維
持されて、流量センサ(3) の検知水量と、前記設定温度
との関係から制御装置(C) ではガスバーナ(B) の燃焼ガ
ス量を演算して、比例弁(V)の開度がこれに見合った開
度に設定される。これにより、設定温度の湯が合流点(1
2)から取り出せる。この合流点(12)の下流側にて水栓(1
3)の開度が変えられて出湯量が変化しても、これに追随
して制御装置(C) では上記演算が逐次実行されることか
ら、出湯温度が設定温度に維持される。

【００１７】合流点(12)の下流側にて水栓(13)の開度が
極端に絞られて、流量センサ(3) の検知水量が最小設定
水量になるとこのときには制御装置(C) の出力により、
開閉制御弁(2a)が導通状態となってこれが閉弁され、開
閉制御弁(2b)のみが非導通で開弁状態に維持されて、熱
交換器(J) には通水されない状態となる。従って、余熱
がある状態で冷水が通過することによるドレンの発生が
防止できる。

【００１８】次に、設定温度が所定の高温度（例えば８
０℃以上）に設定されると、開閉制御弁(2a)が非導通に
されて開弁状態に維持され、開閉制御弁(2b)が導通状態
となって閉弁状態に維持される。これにより、被加熱回
路(1a)側のみを介して通水されることとなり、この条件
での燃焼ガス量が演算されて、比例弁(V) の開度がこれ
に見合った開度に設定される。

【００１９】運転停止すると、開閉制御弁(2a)(2b)が共
に常開型の電磁弁であることから、開弁状態に復帰す
る。この状態で凍結防止の為に水抜きするには、元弁(3
1)を閉じて、蛇口(13)を開放する。この元弁(31)は、閉
弁状態ではその下流側を大気側に連通させて上流側の回
路を遮断する形式の公知のものである。従って、蛇口(1
3)からは被加熱回路(1a)とバイパス回路(1b)の回路内の
水が前記水抜きによって排出されることとなる。死に水
が残る心配がない。

【００２０】なお、図１の想像線で示すように、空気吸
引用の弁体(33)を元弁(31)の下流側に別個に設けた構成
とすれば、元弁(31)を上記したような特殊な構成とする
必要がなく、通常の開閉弁であっても良い。また、水抜
きの為に、蛇口(13)とは別に水抜き専用の排水弁を設け
てもよい。なお、この実施例では、図１、図２に示すよ
うに、リモコン装置に設けた運転スイッチSWが投入され
ると、温度センサ(S) 、流量センサ(3) 及び制御装置
(C)が導通してこの制御装置(C) の出力によって開閉制
御弁(2a)等の出力装置各部が動作する構成となってい
る。

【００２１】これに代えて、図３のように、流量センサ
(3) 及び開閉制御弁(2a)への電気回路には、前記運転ス
イッチSWを介することなく電源接続されて、流量センサ
(3)が常時流量を検知し、これが、流量を検知した時に
は被加熱回路(1a)に挿入される開閉制御弁(2a)を導通状
態としてこれを閉弁させるための補助制御装置(C₁)が装
備され、これにも常時電気供給されている構成、とする
こともできる。

【００２２】この図３の実施例では、電源プラグを引き
抜いた場合や停電の場合以外のときには、運転スイッチ
SWの接点の開閉の如何にかかわらず、前記各部には、常
時電気供給状態にあり、給湯停止後、運転スイッチSWを
オフにした直後に蛇口(13)が開放されて冷水が給湯器を
介して流れる状態となったとしても、補助制御装置(C ₁)
の出力によって開閉制御弁(2a)が閉弁されることとな
り、冷水が熱交換器(J)を装備する非加熱回路(1a)に流
れる不都合が回避される。

【００２３】水が流れないとき、つまり、流量センサ
(3) の出力が「０」のときには上記開閉制御弁(2a)は開
閉制御弁(2b)とともに開弁状態に維持される。なお、水
流の有無を判断する為の上記補助制御装置(C₁)への入力
装置としては上記流量センサ(3) にかえて水流スイッチ
を採用することも可能である。また、開閉制御弁(2a)(2
b)を、図４のように、パイロット電磁弁とすることも出
来る。

【００２４】同図のものでは、前記パイロット電磁弁
は、電磁石(5) と弁装置(6) とからなる。この弁装置
(6) の弁箱(60)内には主回路とパイロット回路とが形成
されている。前記主回路に形成した弁座(61)に対向させ
てこれとの間に間隔を空けて常開のダイヤフラム弁(62)
が設けられ、これと電磁石(5) の取付け部に形成された
空室が仕切板(63)により、電磁石(5) 側の第１空室(64)
とダイヤフラム弁(62)側の第２空室(65)とに区画されて
いる。

【００２５】前記第１空室(64)は弁座(61)の上流側に連
通され、第２空室(65)はこの実施例ではバイパス回路(1
b)に設けた開閉制御弁(2b)の下流側に連通される。この
ため、弁箱(60)内には第２空室(65)の周壁にリーク孔(6
6)が形成されており、このリーク孔がバイパス回路(1b)
に設けた開閉制御弁(2b)の下流側に連通接続している。

【００２６】また、仕切板(63)には、弁口(67)が貫通形
成されており、電磁石(5) のロッド(51)の先端に取付け
た弁体(52)が前記弁口(67)に対向する。前記ロッド(51)
は、バネにより、電磁石(5) の非導通時にはこれから突
出する方向に付勢されており、電磁石(5) が導通状態と
なると前記バネの付勢力に抗して後退される構成であ
る。

【００２７】このパイロット式電磁弁では、電磁石(5)
が非導通のときにはダイヤフラム弁(62)が開弁状態にあ
るが、電磁石(5) が「オン」となって導通するとロッド
(51)が引き上げられるから弁体(52)が開弁して弁座(61)
の上流側→第１空室(64)→弁口(67)→第２空室(65)→リ
ーク孔(66)の経路のパイロット流路が連通する。そし
て、前記リーク孔(66)のリーク量が吸水圧力との関係で
予め所定の値に設定されていること、また、開閉制御弁
(2b)の出口側にはオリフィス(69)があることから、弁箱
(60)内の主回路とパイロット回路との差圧によって、ダ
イヤフラム弁(62)が、閉弁する。

【００２８】開閉制御弁(2b)にも同様に差圧応動タイプ
のパイロット電磁弁が採用されて、リーク孔(66)と前記
オリフィス(69)の下流側とが連通接続されているから、
同様にして電磁石(5) が導通した時に閉弁するものとな
る。このように、開閉制御弁(2a)(2b)を差圧応動タイプ
のパイロット電磁弁とした場合には、閉弁時の消費電力
がダイレクトタイプの常開電磁弁に比べて電力消費が少
なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の説明図

【図２】制御系のブロック図

【図３】制御系の他の例のブロック図

【図４】開閉制御弁(2a)(2b)をパイロット電磁弁とした
場合の説明図

【符号の説明】

(B) ・・・ガスバーナ (J) ・・・熱交換器 (1) ・・・給水回路 (1a)・・・被加熱回路 (1b)・・・バイパス回路 (11)・・・分岐点 (3) ・・・流量センサ (2a)・・・開閉制御弁 (2b)・・・開閉制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−288641（ＪＰ，Ａ) 特開平５−180510（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−50336（ＪＰ，Ａ) 実開平２−24238（ＪＰ，Ｕ) 実開平１−175262（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24H 1/10 302

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスバーナ(B) によって加熱される熱交
換器(J) への給水回路(1) を熱交換器(J) の上流側で当
該熱交換器(J) を介する被加熱回路(1a)と前記熱交換器
(J) を迂回するバイパス回路(1b)とに分岐させると共
に、前記熱交換器(J) の下流側で前記被加熱回路(1a)と
バイパス回路(1b)を合流させるようにし、これら２回路
の夫々に開閉制御弁を挿入して各回路を開閉制御できる
ようにした給湯装置において、被加熱回路(1a)及びバイ
パス回路(1b)の分岐点(11)の上流側には前記２回路への
総流量を計測するための流量センサ(3) を設け、前記ガ
スバーナ(B) は、この流量センサ(3) の検知水流及び出
湯設定温度によってその火力が制御され且前記検知水量
が最小設定流量以下では燃焼を停止させる構成とし、被
加熱回路(1a)には常開の開閉制御弁(2a)をバイパス回路
(1b)には常開の開閉制御弁(2b)を夫々挿入し、通常使用
温度域ではこれら開閉制御弁を共に開弁させると共に、
流量センサ(3) の検知水量が最小設定流量以下になると
前記開閉制御弁(2a)のみを閉弁させ、且、高温給湯時に
は前記開閉制御弁(2b)のみを閉弁させるための制御装置
を具備させた給湯装置。
【請求項２】開閉制御弁(2a)(2b)を共に差圧応動型の
パイロット電磁弁とした請求項１に記載の給湯装置。