JP3702454B2 - Local boiling prevention structure in hot water supply circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、給湯用熱交換器と風呂用熱交換器とを1個の缶体内に設けた所謂1缶2回路式風呂釜付給湯器における給湯回路内局部沸騰防止構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、給湯用熱交換器と風呂用熱交換器とを1個の缶体内に設けた所謂1缶2回路式風呂釜付給湯器が知られている。
この1缶2回路式風呂釜付給湯器は、1基の加熱用の熱源を備えており、給湯用熱交換器と風呂用熱交換器の両方を1基の熱源で加熱している。
上記1缶2回路式風呂釜付給湯器においては、風呂の単独使用時、即ち風呂の循環加熱のみを行っている時に、停止している給湯回路に接続される給湯用熱交換器が加熱され、給湯用熱交換器内に滞留している水が加熱されて沸騰状態になる恐れがあった。
この問題を解決し、沸騰状態を回避するために、給湯回路に設けた沸騰サーミスタで給湯用熱交換器内の湯温の過昇を検出し、検出温度に応じて燃焼をオン/オフ制御する沸騰回避方法が一般に行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の風呂の単独使用時に給湯用熱交換器内の湯温の過昇に応じて燃焼をオン/オフ制御する沸騰状態回避方法においては、燃焼のオン/オフの回数が多い、またはオフ時間が長いと、風呂の焚き上がり時間が長くなるという問題があった。
【0004】
本発明の目的は、熱交換器内での沸騰を抑制するとともに、風呂の焚き上げ時間を短縮することのできる給湯回路内局部沸騰防止構造を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の給湯回路内局部沸騰防止構造は、逆燃焼式1缶2回路式風呂釜付給湯器において、給湯用熱交換管の入口側端部と、出湯側端部とをバイパス管で連通させ、該バイパス管の途中に風呂加熱単独運転時以外は閉じる止水弁を設け、該止水弁の弁体を、比重1以上の材料で形成した略シルクハット形状とし、前記弁体は中央部に上方に突設され、下端が開放された有底円筒部が形成されており、該有底円筒部の下端開口部周縁に外方に延びる環状の鍔部が形成され、鍔部の下面に複数の排水スリットが設けられている。特に比重1以上の材料で形成した略シルクハット形状としたことにより、比重が1以上の強化プラスチック等の材料で弁体を製造することができ、弁体の強度が増大し、耐久性が向上する。
【0006】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1において、逆燃焼式の1缶2回路式風呂釜付給湯器1は、筒状に形成された缶体(燃焼室)4と、缶体4の周囲に卷回された給湯用熱交換管2と、給湯用熱交換管2に接触して並設された風呂加熱用熱交換管3と、缶体4の上端開口側に設置された下方に向けて燃焼する逆燃焼式バーナ5及びファン6と、缶体4の下端開口に連続する排気筒11とを備えており、給湯用熱交換管2及び風呂加熱用熱交換管3の下部はフィン付給湯用熱交換管20とフィン付風呂加熱用熱交換管30で形成されている。
【0007】
給湯用熱交換管2の上端開口側(入水側)に入水管21が接続され、下端開口側(出湯側)に出湯管22が接続されており、風呂加熱用熱交換管3の上端開口側(風呂戻り側)に浴槽からの風呂戻り管31が接続され、下端開口側(風呂往き側)に浴槽への風呂往き管32が接続されている。
これにより、低温水が両熱交換管2,3の上端から流入し、加熱された高温水が両熱交換管2,3の下端から流出する。
【0008】
給湯用熱交換管2の上端開口側(入水側)と、下端開口側(出湯側)とに両端がそれぞれ接続開口されたバイパス管9が設けられ、該バイパス管9の途中に止水弁10が設けられている。
【0009】
作用について説明すると、風呂加熱運転のみを行って、風呂加熱用熱交換管3だけを単独使用する場合に、バーナ5により、風呂加熱用熱交換管3とともに給湯用熱交換管2が同時に加熱され、風呂加熱用熱交換管3内を浴槽からの水が循環して加熱されるとともに、給湯用熱交換管2内に滞留している水が同時に加熱される。
【0010】
この時、給湯用熱交換管2と、給湯用熱交換管2の上端開口側と下端開口側に両端がそれぞれ接続開口されたバイパス管9とにより(止水弁10は開放)、給湯用熱交換管2内の加熱された水の循環回路即ち自然対流回路が形成される。
該循環回路においては、給湯用熱交換管2内で加熱された高温水が給湯用熱交換管2の上端からバイパス管9内を下降し、給湯用熱交換管2の下端から低温水として給湯用熱交換管2内に流入する。
【0011】
この構成により、風呂加熱運転のみを行う場合、給湯用熱交換管2内の温水が加熱されて比重が小さくなり、上方に移動すると共に、風呂加熱用熱交換管3との熱交換によって冷却されることにより比重が大きくなり、バイパス管9を通って下方に移動する。このように給湯用熱交換管2、バイパス管9では自然対流を生じるから、給湯用熱交換管2内の高温水の昇温を抑えて、局所的な沸騰の発生を抑制し、燃焼のオン・オフ回数を低減させることができ、風呂追焚能力を向上させることができる。
また、確実にバイパス管9を閉止して、入水管21側から導入した水が全て給湯用熱交換管2を通過するので、安定した熱交換が可能となり、出湯特性も安定したものとなる。又、再出湯時の湯温も安定し易い。
なお、この状態(止水弁10は開放)で給湯運転を行うと、バイパス管9は単なるバイパスとして作用し、出湯温度を調節することができる。
【0012】
また、止水弁10を設けることにより、給湯運転を行う際に止水弁10を閉じてバイパス管9の流路を閉止することで、入水管21からの水は全て給湯用熱交換管2に流れて十分な流量が確保され、給湯加熱の効率を高めることができる。
なお、風呂加熱運転のみを行う場合、止水弁10を全開とすることで、上述のとおり、自然対流回路が形成され、給湯用熱交換管2内の高温水が自然循環で冷却され、局所的な沸騰を抑制する。
また、止水弁10は、上記手動弁に限るものではなく、ソレノイド弁、サーボ弁、ステッピングモータ弁でも良いものである。
【0013】
図2において、異なる実施例を説明する。
バイパス管9の途中に逆止弁12を設け、該逆止弁12は、少なくとも内径がバイパス管9より大きく形成された拡大室から成る弁室120と、該弁室120内に設けられた枠体から成る止め輪14と、弁室120内の止め輪14の下方に封入された比重が1以下の物質で形成された球体から成る弁体13とを備えており、フロート弁となっている。
【0014】
止め輪14は、風呂加熱運転のみを行う場合の下方から上方への水流により弁体13が上昇した時に、係止するものであり、弁体13とバイパス管9の内壁との間に通水路が形成される(図2ロ)。
一方、給湯運転を行うときの上方から下方への水流により弁体13が下降し、弁室120の下端開口(弁座)、即ちバイパス管9の上端開口に当接してこれを塞ぎ、上方から下方への水流を停止させる(図2イ)。
この構成によると、通水及び通水停止が自動的に行われ、操作の必要がなく、且つ確実に給湯運転を行う際に止水弁10を閉じてバイパス管9の流路を閉止する、一方風呂加熱運転のみを行う場合、自然対流回路が形成され、給湯用熱交換管2内の高温水が自然循環で冷却され、局所的な沸騰を抑制する。
【0015】
図3及び図4において、異なる実施例について説明する。
従来用いられている通常の逆止弁は弁体の材料が、比重が水よりも小(即ち、1以下)であり、所定背圧(例えば、15kgf/cm2 )に対する耐久性を備え、使用温度環境が最大100℃に対する耐久性を備えていなくてはならず、用いることができる材料が限られ(例えば、ポリプロピレン)、このような材料では耐久性に難があり、強度も劣るものであった。
【0016】
そこで、材料に対する制限を緩和し、耐久性の高い逆止弁を得るために、図3及び図4に示す逆止弁15は、バイパス管9に接続された弁室150と、弁室150内に突設された環状の弁座151と、弁座151上に載置された略シルクハット形状の弁体16とを備えている。
略シルクハット形状に形成された弁体16は、中央部に上方に突設され、下端が開放された有底円筒部160が形成されており、該有底円筒部160の下端開口部周縁に外方に延びる環状の鍔部161が形成され、鍔部161の下面に複数の排水スリット162が設けられている(図4参照)。
【0017】
動作について説明すると、給湯運転を行う場合、弁体16がその自重と上方から下方への流水圧とにより、下方に押圧され、弁座151上面に鍔部161の下面が当接して通水路を閉止する(図3イ参照)。
この時排水スリット162により、少量の通水が確保される。
次に、風呂加熱運転のみを行う場合、給湯用熱交換管2、バイパス管9を通じての自然対流は、バイパス管9を通って下方に下りる場合も有るが、給湯用熱交換管2の傾き、バイパス管9との相対位置、温度分布等によっては逆にバイパス管9を通って上方に上る場合も有る。ここでは、この後者のようにバイパス管9内に下方から上方への自然対流が生じ、高温水が弁体16の有底円筒部160の内部空間160Aに流入して浮力を生じさせ、弁体16を押し上げて通水路を開く(図3ロ参照)。
【0018】
この構成により、弁体16の閉止時に排水スリット162から僅かな通水があるから、弁体16が弁座151に付着せず、弁体16の開放動作がスムーズになる。
また、比重が1以上の強化プラスチック等の材料で弁体16を製造することができ、弁体16の強度が増大し、耐久性が向上する。
【0019】
図5及び図6を参照してさらに異なる逆止弁の実施例を説明する。
逆止弁17は、弁室170内に球形等の弁体18と、該弁体18を支持して押し上げる形状記憶合金から成る支持スプリング20と、弁体18が下降して係合すると閉止される弁座19と、支持スプリング20の下端に係合して固定するスプリング受け20と、弁座19及びスプリング受け20を支持し、中央に連通孔220が開口された底板22とを備えている。
なお、支持スプリング20は、図示の如く、形状記憶合金のコイルスプリングでも良いが、板バネ、クックサーモ素子等でもよいものである。
また、弁体18は、球体に限らず、コマ、板状体でも良い。
【0020】
動作について説明すると、バイパス管9内を上から下へ低温水が流れる時、即ち給湯運転を行う時に支持スプリング20が収縮して弁体18を下降させ、弁座19に当接させて通水路を閉止する(図5参照)。
風呂加熱運転のみを行い、バイパス管9内を下から上へ低温水が流れる時、支持スプリング20が伸長して弁体18を押し上げ、弁座19から弁体18を離して通水路を開放する(図6参照)。
【0021】
図7を参照してさらに異なる実施例を説明する。
上向き燃焼式1缶2回路式風呂釜付給湯器において、熱交換器30は、風呂加熱用熱交換管31と、給湯用熱交換管32とを互いに接して缶体(燃焼室)35の外周に卷回して形成し、缶体35上端付近の風呂加熱用熱交換管31と給湯用熱交換管32をフィン付熱交換管310、320と成し、給湯用熱交換管32の上端(出湯側)と下端(入水側)とにバイパス管33の両端を連通開口させる。
【0022】
動作について説明すると、風呂加熱単独運転の場合、給湯用熱交換管32の上端(出湯側)が風呂加熱用熱交換管31の冷水側に接触しているから、フィン付熱交換管320が冷却され、逆に給湯用熱交換管32の下方が加熱されることにより、給湯用熱交換管32内を下部で加熱された温水が上昇し、バイパス管33によって給湯用熱交換管32の上端(出湯側)で冷却された水が下端(入水側)に下降し、自然対流を生じて過熱による沸騰を防止する。
【0023】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、逆燃焼式1缶2回路式風呂釜付給湯器において、給湯用熱交換管の入口側端部と、出湯側端部とをバイパス管で連通させ、該バイパス管の途中に風呂加熱単独運転時以外は閉じる止水弁を設け、該止水弁の弁体を、比重1以上の材料で形成した略シルクハット形状とし、前記弁体は中央部に上方に突設され、下端が開放された有底円筒部が形成されており、該有底円筒部の下端開口部周縁に外方に延びる環状の鍔部が形成され、鍔部の下面に複数の排水スリットが設けられている。これにより、弁体の閉止時に排水スリットから僅かな通水があるから、弁体が弁座に付着せず、弁体の開放動作がスムーズになる。また比重が1以上の強化プラスチック等の材料で弁体を製造することができ、弁体の強度が増大し、耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱交換器の概略構造を示す側面図である。
【図2】本発明における止水弁の断面図である。
【図3】本発明の異なる実施例の断面図である。
【図4】図3に示す弁体の下面図である。
【図5】本発明のさらに異なる実施例の断面図である。
【図6】本発明のさらに異なる実施例の動作説明図である。
【図7】本発明のさらに異なる実施例の熱交換器の概略構造を示す側面図である。
【符号の説明】
1 1缶2回路式風呂釜付給湯器、2 給湯用熱交換管
3 風呂加熱用熱交換管、4 缶体(燃焼室)、5 逆燃焼式バーナ
6 ファン、9 バイパス管、10 止水弁
20 フィン付給湯用熱交換管、30 フィン付風呂加熱用熱交換管[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a local boiling prevention structure in a hot water supply circuit in a so-called one-can two-circuit type hot water heater with a hot water bath provided with a heat exchanger for hot water supply and a heat exchanger for bath in one can body.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called one-can two-circuit bath water heater with a hot water supply heat exchanger and a bath heat exchanger provided in one can body is known.
This one-can two-circuit type water heater with a bath kettle has one heating heat source, and heats both the hot water supply heat exchanger and the bath heat exchanger with one heat source.
In the water heater with a single can and two-circuit bath pot, when the bath is used alone, that is, when only the circulation heating of the bath is performed, the hot water supply heat exchanger connected to the hot water supply circuit that is stopped is heated. The water staying in the heat exchanger for hot water supply may be heated to a boiling state.
In order to solve this problem and avoid a boiling state, a boiling thermistor provided in the hot water supply circuit detects an excessive rise in the hot water temperature in the hot water heat exchanger, and controls combustion on / off according to the detected temperature. Boiling avoidance methods are commonly used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the boiling state avoidance method in which the combustion is turned on / off according to the excessive rise of the hot water temperature in the hot water supply heat exchanger when the conventional bath is used alone, the number of times of on / off of the combustion is large, or When the off-time is long, there is a problem that the bathing time becomes long.
[0004]
An object of the present invention is to provide a local boiling prevention structure in a hot water supply circuit capable of suppressing boiling in a heat exchanger and shortening the time for bathing.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a local boiling prevention structure in a hot water supply circuit according to the present invention comprises a reverse combustion type single can two circuit type hot water heater with a bath tub, an inlet side end of a hot water heat exchange pipe, and a hot water side end. A substantially shut-hat shape in which a water stop valve is provided in the middle of the bypass pipe, and a shut-off valve is provided that is closed except during bath heating single operation, and the valve body of the water stop valve is formed of a material having a specific gravity of 1 or more. The valve body protrudes upward at the center part, and a bottomed cylindrical part having an open lower end is formed, and an annular flange extending outward is formed at the periphery of the lower end opening part of the bottomed cylindrical part. A plurality of drainage slits are formed on the lower surface of the collar portion . In particular, the shape of a substantially silk hat made of a material with a specific gravity of 1 or more enables the valve body to be made of a material such as reinforced plastic with a specific gravity of 1 or more, increasing the strength of the valve body and improving durability. To do.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, a reverse combustion type single-can / two-circuit type
[0007]
An inlet pipe 21 is connected to the upper end opening side (incoming water side) of the
Thereby, low temperature water flows in from the upper ends of both
[0008]
A
[0009]
The operation will be described. When only the bath heating operation is performed and only the bath heating
[0010]
At this time, the hot water supply
In the circulation circuit, high-temperature water heated in the hot water supply
[0011]
With this configuration, when only the bath heating operation is performed, the hot water in the hot water supply
In addition, since the
In addition, if the hot water supply operation is performed in this state (the
[0012]
Further, by providing the
In addition, when performing only the bath heating operation, the natural convection circuit is formed by opening the
Further, the
[0013]
A different embodiment is described in FIG.
A check valve 12 is provided in the middle of the
[0014]
The retaining ring 14 is engaged when the valve body 13 is lifted by the water flow from the lower side to the upper side when only the bath heating operation is performed, and the water passage is provided between the valve body 13 and the inner wall of the
On the other hand, the valve element 13 is lowered by the water flow from the upper side to the lower side when the hot water supply operation is performed, and comes into contact with and closes the lower end opening (valve seat) of the
According to this configuration, water flow and water flow stop are automatically performed, no operation is required, and when the hot water supply operation is reliably performed, the
[0015]
3 and 4, different embodiments will be described.
Conventional check valves used in the past have a valve body with a specific gravity smaller than that of water (ie, 1 or less), durability against a predetermined back pressure (for example, 15 kgf / cm 2 ), and use. The temperature environment must have durability against a maximum of 100 ° C., and the materials that can be used are limited (for example, polypropylene), and such materials have difficulty in durability and inferior in strength. It was.
[0016]
Therefore, in order to relax the restriction on the material and obtain a highly durable check valve, the check valve 15 shown in FIGS. 3 and 4 includes a valve chamber 150 connected to the
The
[0017]
The operation will be described. When performing a hot water supply operation, the
At this time, a small amount of water is secured by the
Next, when only the bath heating operation is performed, natural convection through the hot water supply
[0018]
With this configuration, since there is slight water flow from the drain slit 162 when the
Further, the
[0019]
Still another embodiment of the check valve will be described with reference to FIGS.
The
The
Further, the
[0020]
The operation will be described. When low-temperature water flows through the
When only the bath heating operation is performed and low-temperature water flows from the bottom to the top in the
[0021]
Still another embodiment will be described with reference to FIG.
In the
[0022]
The operation will be described. In the case of the bath heating single operation, since the upper end (the hot water side) of the hot water supply heat exchange pipe 32 is in contact with the cold water side of the bath heating heat exchange pipe 31, the finned
[0023]
【The invention's effect】
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a schematic structure of a heat exchanger according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a water stop valve in the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a different embodiment of the present invention.
4 is a bottom view of the valve body shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of yet another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of still another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side view showing a schematic structure of a heat exchanger of still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
鍔部の下面に複数の排水スリットが設けられていることを特徴とする給湯回路内局部沸騰防止構造。In a water heater with a reverse combustion type 1 can and 2 circuit type bath kettle, the inlet side end and the outlet side end of the heat exchange pipe for hot water supply are communicated with a bypass pipe, and the bath heating is operated in the middle of the bypass pipe. Other than the above, there is provided a water stop valve that closes, and the valve body of the water stop valve has a substantially silk hat shape formed of a material having a specific gravity of 1 or more, and the valve body protrudes upward at the center and the lower end is opened. A bottomed cylindrical part is formed, and an annular flange extending outward is formed on the periphery of the lower end opening of the bottomed cylindrical part,
A structure for preventing local boiling in a hot water supply circuit , wherein a plurality of drainage slits are provided on the lower surface of the flange .
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