JP3836953B2 - Water heater - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯器に関し、詳しくはバイパスミキシング方式の給湯器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、熱交換器をバイパスするバイパス路を備えた給湯器が知られている。例えば図8に示すものでは、給水路1と出湯路2とが接続される熱交換器3と、熱交換器3を流れる水を加熱するためのバーナ4と、熱交換器3をバイパスするバイパス路5と、燃焼制御を司るコントローラ6とを備える。そして、給水路1のバイパス路5との分岐部より上流側には入水流量を検出する流量センサ1aが設けられ、バイパス路5との分岐部より下流側には熱交換器3を流れる水の最大流量を制限する水温補正式水ガバナ1bが設けられる。また出湯路2のバイパス路5との合流部より下流側には混合後の湯温を検出する出湯温センサ2aが設けられる。更にバイパス路5にはバイパス路5を流れる水の最大流量を制限する水ガバナ5aと、流路を開閉するバイパス弁5bとが設けられる。また、コントローラ6には設定温度を設定するためのリモコン7が接続される。そして、低温設定時にはバイパス弁5bを開弁して給水路1から供給された水を熱交換器3側とバイパス路5側とに分流させ、熱交換器3で加熱した湯とバイパス路5を通過させた水とを混合して出湯することで、熱交換器3での湯の温度を実際の出湯温度より高くしてドレン(結露)の発生を抑え、熱交換器3の腐食を防止する。また高温設定時にはバイパス弁5bを閉弁して給水路1から供給された水を全て熱交換器3側に流すことで、熱交換器3での湯の沸騰を防止する。
【0003】
また、バイパス路5に水ガバナ5aを設けてバイパス路5を流れる水の最大流量を制限すると共に、給水路1のバイパス路5との分岐部より下流側にも水温補正式水ガバナ1bを設けて熱交換器3を流れる水の最大流量を制限している。このように水の最大流量を制限することで、出湯量が器具の能力を越えてしまうことにより出湯温度を設定温度まで上昇させることができないといった不具合を防いでいる。
【0004】
更に、このように分岐後の流路にそれぞれ水ガバナ1b,5aを設けることにより、バイパス弁5bの開弁時の最大出湯量がバイパス弁5bの閉弁時の最大出湯量に比べて増加する。設定温度での出湯が可能な湯量は設定温度が低いほど大きくなることから、出湯量を単に一定値に制限する場合に比べ低温の湯を大量に使用することができるため使い勝手が良い。
【0005】
設定温度での出湯可能な湯量は入水温度によっても変化し、水温が低いほど小さくなる。上述した例では熱交換器3側の流量制限に水温補正式のものを用いているため、入水温度が低い場合には流量を減少させることができる。
尚、上述したような例は、実開平1−148558に開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、水温補正式水ガバナは一般に形状記憶合金製ばね(以下、SMAばねと呼ぶ)を用いて構成されており、SMAばねのばね荷重が温度により変化する性質を利用して制限流量を可変している。ここで、SMAばねのばね荷重の変化率はそれほど高くすることができないため、制限流量の変化率も制限されてしまうといった問題があった。上述した構成では、入水温度が変化してもバイパス路5を流れる水の制限流量は一定であるため、バイパス弁5bを開弁した状態での出湯量の制限流量を十分に変化させることができず、水温の違いに対して出湯性能を十分に維持することができなかった。かといって、バイパス側の水ガバナも水温補正式にすると、SMAばね自体が高価であるため器具のコストが高くなってしまうといった問題があった。
しかもこのような構成では、入水温度が低くなるほどバイパス率が高くなって沸騰しやすい欠点がある。
本発明の給湯器は上記課題を解決し、簡単な構成により入水温度による補正量を大きくすることを目的とする。
【0007】
【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記載の給湯器は、
上流端と下流端とに給水路と出湯路とがそれぞれ接続される熱交換器と、
この熱交換器を加熱するガスバーナと、
上記給水路の途中から分岐され上記出湯路の途中で合流されて上記熱交換器をバイパスするバイパス路と、
このバイパス路に設けられるバイパス弁を有し、
設定温度が熱交換器のドレン限界温度未満の場合には、給水路からバイパス路への分流比率が高バイパス率になるように上記バイパス弁を制御する一方、設定温度がドレン限界温度以上の場合には、給水路からバイパス路への分流比率が上記高バイパス率よりも低比率の低バイパス率となるように上記バイパス弁を制御する給湯器において、
上記給水路のバイパス路への分岐点から、上記出湯路のバイパス路との合流点との間に熱交換器への流量を制限する熱交換器用水ガバナを設け、
上記給水路のバイパス路への分岐点よりも上流側に、水温温度に応じて最大流量を変化させる入水温度補正機能付きの全流量水ガバナを設けることを要旨とする。
【0008】
上記課題を解決する本発明の請求項2記載の給湯器は、請求項1記載の給湯器において、
上記バイパス弁を電磁弁とし、この電磁弁のON−OFF制御により上記バイパス率の切り替えを行なうことを要旨とする。
【0009】
上記課題を解決する本発明の請求項3記載の給湯器は、請求項1記載の給湯器において、
上記バイパス弁を開度が調整可能な開度調節弁とし、熱交換器出口の湯温を検出する出口温度検出手段を設けるとともに、高バイパス率時で各水ガバナが最大流量に達していない状態においては、上記出口温度検出手段による検出結果に基づき、熱交換器出口の湯温が上記ドレン限界温度と沸騰上限温度との間の温度に保持されるように上記開度調整弁の開度を調節することを要旨とする。
【0010】
上記構成を有する本発明の請求項1記載の給湯器は、設定温度に基づき、バイパス弁が制御されて熱交換器をバイパスするバイパス率が切り替えられる。そして、バイパス路への分流比率が高い高バイパス率時には入水温度補正機能付きの全流量用水ガバナにて主に流量制限がなされ、バイパス路への分流比率が高バイパス率よりも低い低バイパス率時においては、熱交換器用水ガバナにて主に流量制限がなされる。このような構成により、入水温度補正機能付きの全流量用水ガバナによる入水温度に応じた制限流量の変化率と同じ割合で高バイパス率時の最大出湯量を補正することができるため、入水温度による最大出湯量の補正量を大きくすることができる。
【0011】
上記構成を有する本発明の請求項2記載の給湯器は、バイパス率の切り換えを電磁弁のON−OFFにより行なうため、構造を簡単にしてコストを低減することができる。
【0012】
上記構成を有する本発明の請求項3記載の給湯器は、熱交換器出口の湯温度に基づき、開度調節弁の開度を調節することで熱交換器出口の湯温が上記ドレン限界温度と沸騰上限温度との間の温度に保持する。よって、沸騰やドレンの発生を防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
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、以下本発明の給湯器の好適な実施例について説明する。
図1は、本発明の第1実施例としての給湯器の概略構成図である。この給湯器は、給水路10と出湯路20とが接続される熱交換器30と、熱交換器30を流れる水を加熱するためのバーナ40と、熱交換器30をバイパスするバイパス路50と、燃焼制御を司るコントローラ60とを備える。給水路10のバイパス路50との分岐部Aより上流側には、入水流量を検出する流量センサ11と、器具に供給される水の最大流量を制限する第1水ガバナ80とが設けられ、バイパス路50との分岐部Aより下流側には、熱交換器30を流れる水の最大流量を制限する第2水ガバナ12が設けられる。また出湯路20のバイパス路50との合流部Bより上流側には、熱交換器出口での湯温を検出する出口温センサ21が設けられ、バイパス路50との合流部より下流側には、混合後の湯温を検出する出湯温センサ22が設けられる。更にバイパス路50には、流路を開閉する電磁弁51と、分岐部Aで分岐する流量比を所定の比率に保つオリフィス52とが設けられる。
【0014】
コントローラ60は、図示しない周知の算術論理演算回路を構成するCPU,RAM,ROMと、各種センサからの信号を入力する入力インタフェースと、各種アクチュエータに駆動信号を出力する出力インタフェース等から構成される。またコントローラ60には、設定温度の設定といった外部操作を行なうための操作スイッチ類と設定温度等を表示するための表示器とを備えたリモコン70が接続される。
【0015】
リモコン70では、38〜46℃の低温域と、48,50,55,60℃の高温域との範囲で設定温度を設定する。そしてコントローラ60は、設定温度が低温域の温度に設定された状態での出湯動作時には電磁弁51を開弁し、高温域の温度に設定された状態での出湯動作時には電磁弁51を閉弁するように制御することで、低温の湯の出湯時にも熱交換器30で加熱される湯を高温に保ってドレンの発生を防止すると共に、高温の湯の出湯時には熱交換器30で加熱される湯が沸騰しないようにする。ここで、バイパス路50に設けられたオリフィス52により、器具に供給された水の40%をバイパス路50に分流させるような流路抵抗をつけているため、電磁弁51の開弁時に器具に供給される水の流量(以下、トータル流量と呼ぶ)及び熱交換器30に供給される水の流量(以下、熱交換器流量と呼ぶ)がそれぞれ第1制限流量,第2制限流量に達していない状態では、熱交換器流量とバイパス路50を流れる流量(以下、バイパス流量と呼ぶ)との比が6:4になる。
【0016】
ここで、熱交換器30の出口温度とバイパス率との関係について図2のグラフを用いて説明する。熱交換器30の出口温度の沸騰限界を85℃,ドレン限界を48℃とすると、出口温度を48℃以上85℃以下の範囲に保つ必要がある。設定温度が48〜60℃の高温域では、電磁弁51を閉弁することで熱交換器30の出口温度を設定温度と等しくして、ドレン限界以上沸騰限界以下に保つことができる。一方、設定温度が38〜46℃の低温域では、バイパスさせずに出湯しようとすると、熱交換器30の出口温度がドレン限界を下回ってしまう。そのため、電磁弁51を開弁して40%の水をバイパスさせることで、熱交換器30の出口温度を設定温度より高くする。その結果、設定温度が低温域の最低温度である38℃でしかも水温が20℃と高い場合であっても熱交換器30の出口温度をドレン限界である48℃以上にすることができ、また設定温度が低温域の最高温度である46℃でしかも水温が10℃と低い場合であっても熱交換器30の出口温度を沸騰限界である85℃以下にすることができる。
【0017】
また、コントローラ60は出湯温センサ22により検出する出湯温度を設定温度に近づけるように、バーナ40へのガス供給路に設けられる比例弁(図示せず)によりガス供給量を調節して燃焼量をコントロールするといった出湯温制御を行なう。その際、バーナ40の最大燃焼量で熱交換器30を流れる水に与える熱量は、500kcal/minである。
尚、電磁弁51の閉弁時には出口温センサ21の検出温度を設定温度に近づけるように出湯温制御してもよい。出口温センサ21は出湯温センサ22に比べより熱交換器側に近い位置に設けられるため、検出温度のフィードバックをはやくして出湯温制御の性能をより高くすることができる。
【0018】
また、コントローラ60は、設定温度が低温域の状態即ち電磁弁51へ開弁指令を出力している状態であるにもかかわらず、出湯動作中の出口温センサ21と出湯温センサ22との検出温度にほとんど差がないと判断した場合には、電磁弁51が開弁しない状態の故障が発生したと判断する。同様に、設定温度が高温域の状態即ち電磁弁51へ閉弁指令を出力している状態であるにもかかわらず、出湯動作中の出口温センサ21と出湯温センサ22との検出温度の差が大きいと判断した場合には、電磁弁51が閉弁しない状態の故障が発生したと判断する。
【0019】
第1水ガバナ80は、トータル流量を制限するために設けられるもので、図3に示すように、給水路10と直列に連結される固定弁体81と、固定弁体81の内壁面にシール部材82を介して密着された状態で可動自在に設けられる可動弁体83と、可動弁体83を水の圧力に抗して付勢する形状記憶合金製のSMAばね84とからなる。
【0020】
SMAばね84は、入水温度が高くなるにつれてばね荷重が増大し、入水温度が低くなるにつれてばね荷重が減少する。そのため、入水温度に応じて制限する最大流量(以下、第1制限流量)を変化させることができる。本実施例では、第1制限流量を入水温度が10℃の時には16l/min ,入水温度が20℃の時には24l/min となるように設定している。ここで、ばね荷重の変化により流量を変化させるには、その流量変化率を2乗した分ばね荷重を変化させる必要があり、入水温度が10℃から20℃に変化する間に第1制限流量を1.5倍に変化させるため、その温度変化でばね荷重が1.52=2.25倍変化するSMAばね84を使用する。
【0021】
この第1制限流量は電磁弁51を開弁した状態、即ち設定温度が38〜46℃の低温域で設定されている場合の最大出湯量である。本実施例では、低温域の設定温度で40℃の湯の使用頻度が高いことに着目して、40℃の湯が最大限に出湯可能となるような第1制限流量に設定されている。
水温が10℃の場合には、第1制限流量を16l/min に制限するため、
(40℃−10℃)×16l/min =480kcal/min
480kcal/min/500kcal/min=0.96
となり、最大燃焼時の96%の能力を発揮する。
また、水温が20℃の場合には、第1制限流量を24l/min に制限するため、
(40℃−20℃)×24l/min =480kcal/min
480kcal/min/500kcal/min=0.96
となり、最大燃焼時の96%の能力を発揮する。
このように、設定温度が40℃の時にほぼ最大能力を発揮するようにすることで、40℃の湯を大量に出湯することができる。
【0022】
第2水ガバナ21は、熱交換器流量を制限するために設けられるもので、入水温度に関係なく最大流量(以下、第2制限流量)を12l/min となるように設定されている。この第2制限流量は電磁弁51を閉弁した状態、即ち設定温度が48〜60℃の高温域に設定されている場合の最大出湯量である。本実施例では、第2制限流量を12l/min に制限するため、最大流量の水を最大燃焼量で加熱した場合、
500kcal/min/12l/min =41.7deg
温度上昇させることができ、給湯栓を最大に開いても水温が10℃の場合には51.7℃,水温が20℃の場合には61.7℃の湯が出湯可能となる。
【0023】
このように、トータル流量を制限する第1水ガバナ80により水温補正することで、分岐後の流量を制限する水ガバナにより水温補正する場合に比べ、水温補正によるトータル流量の補正量を大きくすることができる。例えば、従来例(図8)で示した給湯器において、水温補正式水ガバナ1bにより熱交換器流量を水温20℃の時に12l/min に制限する場合、バイパス弁5bの開弁時に水温補正式水ガバナ1bで本実施例と同じ補正量(8l/min )を得ようとすると、水温が20℃→10℃に変化する間に制限流量を12l/min →4l/min まで変化させる必要がある。このように水温が10℃から20℃に変化する間に流量を3倍変化させるには、ばね荷重が32 =9倍に変化するSMAばねを使用しなければならないことになるが、このように変化するSMAばねを実現することは困難である。
【0024】
以上説明したように、第1実施例の給湯器によれば、トータル流量を制限する第1水ガバナ80により水温補正するといった単純な構成により、入水温度による制限流量の変化を大きくすることができるため、入水温度に最適な出湯量に変化させて出湯性能を維持することができる。しかも、水温補正する水ガバナは1つでよいため低コストで実現できる。また、低温域での出湯量と高温域での出湯量とを別々のガバナにより制限することで、高温域に比べて大量の出湯が可能な低温域での出湯量を大きくすることができるため、使い勝手がよい。しかも、水ガバナを2つ設けるだけの簡単な構成であるため低コストで実現できる。
【0025】
尚、第2水ガバナは熱交換器30を通過する水の最大流量を制限すればよいため、出湯路20のバイパス路50との合流部Bより上流側に設けてもよい。
【0026】
次に、本発明の第2実施例について説明する。図4は第2実施例としての給湯器の概略構成図である。基本的な構成は第1実施例(図1)と同一であるが、電磁弁51の代りに機能の異なる電磁弁53を設けた点で異なる。その他重複する構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0027】
電磁弁53は、閉弁時にも流路を完全に閉じない構造となっている。そして、電磁弁53開弁時のバイパス率が50%となるようにオリフィス52により流路抵抗がつけられている。また、閉弁時にはバイパス率が15%となるような流路抵抗がつけられている。
【0028】
ここで、このような構造の電磁弁53を用いる理由について説明する。
第1の理由は、熱交換器30でのドレン及び沸騰を確実に防止するためである。第1実施例では図2のグラフに示したように、熱交換器30の出口温度をドレン限界と沸騰限界との間に保つため、設定温度が38〜46℃の低温域では40%の水をバイパスさせて、設定温度が38℃で水温が20℃といったドレンの発生しやすい条件でも熱交換器30の出口温度を約50℃まで上昇させることができるが、入水温度が更に高温になるとドレン限界である48℃を下回ってしまう恐れがある。このような場合にもドレンの発生を防ぐためには、バイパス率を更に高くする必要がある。そこで図5に示すように電磁弁53の開弁時にバイパス率が50%となるように設定すると、入水温度が高温となってもドレンの発生を防ぐことができるが、設定温度が46℃で水温が10℃の場合には熱交換器30の出口温度が約82℃まで上昇し、水温が更に低温になると沸騰限界である85℃を上回ってしまう恐れがある。かといってバイパス流路を遮断すると、熱交換器30の出口温度は設定温度である46℃となってしまい、ドレン限界である48℃を下回ってしまう。
【0029】
そこで、電磁弁53を閉弁してもバイパス流路が完全に遮断されず、バイパス率を15%に低下させる構成とすることで、設定温度が46℃の場合にも熱交換器30の出口温度をドレン限界以上にすることができる。このように、電磁弁53の開弁時に沸騰する恐れのある場合には電磁弁53を閉弁してバイパス率を低下させることで、水温が大きく変化する状況下でも熱交換器30の出口温度を常にドレン限界以上沸騰限界以下に保つことができる。また、高温域での最高温度である60℃に設定された場合にも、バイパス率が15%と低いため、熱交換器30の出口温度を約70℃に抑えることができ、沸騰を防止することができる。
【0030】
第2の理由は、器具の流路抵抗を減らすためである。供給水圧の低い条件下では十分な出湯量を得るため、器具の流路抵抗を減らす必要がある。ここで、熱交換器30側の流路抵抗を減らそうとした場合、水の流路を形成するパイプの径を大きくする必要があるが、熱交換器側のパイプは熱効率を高くする目的のため長く曲がりくねった形状であり、このパイプ径を変更しようとするとコストが大幅に上がってしまう。本実施例では、バイパス路50を流れる流量を全体的に増やすため、低コストで器具の流路抵抗を減らすことができる。
【0031】
以上説明したように、第2実施例の給湯器によれば、電磁弁53を閉弁した際にもバイパス流路を完全に遮断しないといった構成により、季節等により水温の差が大きく変化するような条件下であっても、熱交換器30でのドレンや沸騰を防ぐことができ、しかも低コストで実現できる。また、バイパス流路を完全に遮断しない構成により低コストで器具の流路抵抗を減らすことができ、供給水圧が低い条件下であっても十分な出湯量を得ることができる。
【0032】
尚、水温によってドレン限界を下回るか沸騰限界を上回る恐れのある設定温度の場合には、入水温センサの検出温度に応じて電磁弁53を開閉するようにしてもよい
【0033】
次に、本発明の第3実施例について説明する。図6は第3実施例としての給湯器の概略構成図である。基本的な構成は第1実施例(図1)と同一であるが、電磁弁51の代りに開度調整弁90を設けた点と、オリフィス52を設けていない点とで異なる。その他重複する構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0034】
開度調整弁90は、熱交換器流量とバイパス流量との比率を可変するために設けられるもので、バイパス路50と直列に連結されるケース91と、ケース91の内壁面に密着された状態で摺動可能に設けられる摺動弁体92と、一定のばね荷重で摺動弁体92をバイパス路50上流側に付勢するバイアスばね93と、温度に応じてばね荷重が変化し摺動弁体92をバイパスばね93と抗する向きに付勢するSMAばね94とからなる。
【0035】
SMAばね94は、コントローラ60からの通電量に応じてばね自身の電気抵抗によりジュール熱を発生し、その温度により荷重変化する。そして開度調整弁90は、SMAばね94とバイアスばね93との弾性力がつりあった位置に摺動弁体92を位置させることにより流路抵抗を決定する。
【0036】
コントローラ60は、出口温センサ21の検出温度が65℃より高い場合にはSMAばね54への通電量を増加させて開度調整弁90の開度を小さくし、65℃より低い場合にはSMAばね54への通電量を減少させて開度調整弁90の開度を大きくするというように制御することで、図7のグラフに示すように出口温センサ21の検出温度をほぼ65℃に保つ。そのため、熱交換器30の出口温度は、設定温度や水温に関係なく、沸騰限界とドレン限界とのほぼ中間位置に維持される。
【0037】
以上説明したように、第3実施例の給湯器によれば、熱交換器30の出口温度を沸騰限界とドレン限界とのほぼ中間位置に維持するようにバイパス率を可変するため、熱交換器30での沸騰やドレンの発生を確実に防ぐことができる。
【0038】
尚、本実施例では開度調整弁90によりバイパス率を可変したが、これに限ったものではなく、例えばモータにより弁開度を調整する構成であってもよい。
また、本実施例では出口温センサ21の検出温度を一定にするようにバイパス率を制御したが、これに限ったものではなく、熱交換器30の出口温度をドレン限界と沸騰限界との間に制限するものであればよい。
【0039】
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、本発明の要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。
【0040】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項1記載の給湯器によれば、入水温度による最大出湯量の補正量を大きくすることで水温の違いに対しても出湯性能を十分に維持することができ、しかも1つの水温補正式水ガバナのみにより補正できるため低コストで実現できる。
【0041】
更に、本発明の請求項2記載の給湯器は、電磁弁によりバイパス率を切り換える構成によりコストを低減することができる。
【0042】
更に、本発明の請求項3記載の給湯器は、熱交換器出口の湯温度に基づき、開度調節弁の開度を調節することで熱交換器出口の湯温が上記ドレン限界温度と沸騰上限温度との間の温度に保持する。よって、沸騰やドレンの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例としての給湯器の概略構成図である。
【図2】熱交換器の出口温度とバイパス率との関係を表わすグラフである。
【図3】第1水ガバナの概略構成図である。
【図4】第2実施例としての給湯器の概略構成図である。
【図5】熱交換器の出口温度とバイパス率との関係を表わすグラフである。
【図6】第3実施例としての給湯器の概略構成図である。
【図7】熱交換器の出口温度とバイパス率との関係を表わすグラフである。
【図8】従来例としての給湯器の概略構成図である。
【符号の説明】
10…給水路、 12…第2水ガバナ、 20…出湯路、 30…熱交換器、
40…バーナ、 50…バイパス路、 51…電磁弁、
60…コントローラ、 70…リモコン、 80…第1水ガバナ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water heater, and more particularly, to a bypass mixing type water heater.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a water heater provided with a bypass passage that bypasses the heat exchanger is known. For example, in what is shown in FIG. 8, the
[0003]
Further, the water governor 5a is provided in the bypass channel 5 to limit the maximum flow rate of the water flowing through the bypass channel 5, and the water temperature correction type water governor 1b is also provided downstream from the branch portion of the
[0004]
Further, by providing the water governors 1b and 5a in the flow paths after branching in this way, the maximum amount of hot water discharged when the bypass valve 5b is opened increases compared to the maximum amount of hot water discharged when the bypass valve 5b is closed. . Since the amount of hot water that can be tapped at the set temperature becomes larger as the set temperature is lower, it is easier to use because low-temperature hot water can be used in a larger amount than when the amount of tapping is simply limited to a constant value.
[0005]
The amount of hot water that can be discharged at the set temperature also changes depending on the incoming water temperature, and becomes smaller as the water temperature is lower. In the example described above, since the water temperature correction type is used to restrict the flow rate on the
The above-described example is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-148558.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a water temperature correction type water governor is generally configured using a spring made of a shape memory alloy (hereinafter referred to as an SMA spring), and the flow rate of the SMA spring is changed by utilizing the property that the spring load varies with temperature. ing. Here, since the rate of change of the spring load of the SMA spring cannot be so high, there is a problem that the rate of change of the restricted flow rate is also limited. In the above-described configuration, the limit flow rate of the water flowing through the bypass passage 5 is constant even when the incoming water temperature changes, so that the limit flow rate of the hot water with the bypass valve 5b opened can be changed sufficiently. In addition, the hot spring performance could not be sufficiently maintained against the difference in water temperature. However, if the water governor on the bypass side is also a water temperature correction formula, there is a problem that the cost of the instrument becomes high because the SMA spring itself is expensive.
Moreover, in such a configuration, there is a disadvantage that the lower the incoming water temperature, the higher the bypass rate and the easier the boiling.
An object of the present invention is to solve the above-described problems and to increase the correction amount based on the incoming water temperature with a simple configuration.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The water heater according to
A heat exchanger in which a water supply channel and a hot water supply channel are respectively connected to an upstream end and a downstream end;
A gas burner for heating the heat exchanger;
A bypass path branched from the middle of the water supply path and joined in the middle of the hot water path to bypass the heat exchanger;
Having a bypass valve provided in this bypass path,
When the set temperature is lower than the drain limit temperature of the heat exchanger, the bypass valve is controlled so that the diversion ratio from the water supply path to the bypass path becomes a high bypass rate, while the set temperature is equal to or higher than the drain limit temperature. In the water heater that controls the bypass valve so that the diversion ratio from the water supply channel to the bypass channel is a low bypass rate that is lower than the high bypass rate ,
A water governor for the heat exchanger that restricts the flow rate to the heat exchanger between the branch point to the bypass passage of the water supply passage and the junction with the bypass passage of the hot water passage is provided.
The gist is to provide a full flow water governor with an incoming water temperature correction function that changes the maximum flow rate according to the water temperature temperature upstream of the branch point of the water supply channel to the bypass channel .
[0008]
The water heater according to
The gist is that the bypass valve is an electromagnetic valve and the bypass rate is switched by ON-OFF control of the electromagnetic valve.
[0009]
Water heater according to
The above bypass valve is an opening adjustment valve whose opening can be adjusted, and an outlet temperature detection means for detecting the hot water temperature at the outlet of the heat exchanger is provided, and each water governor does not reach the maximum flow rate at the time of a high bypass rate. , Based on the detection result by the outlet temperature detecting means, the opening of the opening adjustment valve is adjusted so that the hot water temperature at the outlet of the heat exchanger is maintained at a temperature between the drain limit temperature and the boiling upper limit temperature. The gist is to adjust .
[0010]
Water heater according to the first aspect of the present invention having the above structure, based on the set temperature, Ru bypass valve is controlled to switch the bypass ratio to bypass the heat exchanger. Then, when the shunt ratio is high high bypass ratio to the bypass passage is mainly flow restriction is performed at a total flow rate of water governor Kino with incoming water temperature correction function, diversion ratio to the bypass passage is lower than the high bypass ratio low bypass ratio sometimes Oite mainly flow restriction in the heat exchanger water governor Ru made. With such a configuration, it is possible to correct the maximum hot water quantity during high bypass ratio at the same rate as the rate of change of limited flow rate corresponding to the incoming water temperature by the incoming water temperature correcting function Kino total flow water governor, the incoming water temperature It is possible to increase the correction amount of the maximum amount of hot water discharged by.
[0011]
In the water heater according to
[0012]
The water heater according to
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, a preferred embodiment of the water heater of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a water heater as a first embodiment of the present invention. This water heater includes a
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
Here, the relationship between the outlet temperature of the
[0017]
In addition, the
Note that when the
[0018]
Further, the
[0019]
The
[0020]
In the
[0021]
The first restricted flow rate is the maximum amount of discharged hot water when the
When the water temperature is 10 ° C, the first limit flow rate is limited to 16 l / min.
(40 ° C-10 ° C) x 16l / min = 480kcal / min
480 kcal / min / 500 kcal / min = 0.96
Thus, it demonstrates 96% capacity at maximum combustion.
When the water temperature is 20 ° C, the first limit flow rate is limited to 24 l / min.
(40 ° C-20 ° C) x 24l / min = 480kcal / min
480 kcal / min / 500 kcal / min = 0.96
Thus, it demonstrates 96% capacity at maximum combustion.
As described above, when the set temperature is 40 ° C., a maximum amount of hot water at 40 ° C. can be discharged in large quantities.
[0022]
The
500kcal / min / 12l / min = 41.7deg
Even when the hot water tap is opened to the maximum, 51.7 ° C. hot water can be discharged when the water temperature is 10 ° C. and 61.7 ° C. when the water temperature is 20 ° C.
[0023]
Thus, by correcting the water temperature by the
[0024]
As described above, according to the water heater of the first embodiment, the change in the limited flow rate due to the incoming water temperature can be increased by a simple configuration in which the water temperature is corrected by the
[0025]
The second water governor only needs to limit the maximum flow rate of the water passing through the
[0026]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a water heater as a second embodiment. The basic configuration is the same as that of the first embodiment (FIG. 1), but differs in that an
[0027]
The
[0028]
Here, the reason why the
The first reason is to reliably prevent drainage and boiling in the
[0029]
Therefore, even if the
[0030]
The second reason is to reduce the flow resistance of the instrument. In order to obtain a sufficient amount of hot water under low supply water pressure conditions, it is necessary to reduce the flow path resistance of the appliance. Here, when trying to reduce the flow resistance on the
[0031]
As described above, according to the water heater of the second embodiment, the difference in the water temperature varies greatly depending on the season, etc., because the bypass flow path is not completely shut off even when the
[0032]
In the case of a set temperature that may fall below the drain limit or exceed the boiling limit depending on the water temperature, the
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a water heater as a third embodiment. The basic configuration is the same as that of the first embodiment (FIG. 1), but differs in that an opening
[0034]
The opening
[0035]
The SMA spring 94 generates Joule heat by the electrical resistance of the spring itself according to the amount of current supplied from the
[0036]
When the temperature detected by the
[0037]
As described above, according to the water heater of the third embodiment, the bypass rate is varied so as to maintain the outlet temperature of the
[0038]
In the present embodiment, the bypass rate is varied by the opening
In this embodiment, the bypass rate is controlled so that the temperature detected by the
[0039]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
[0040]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the hot water supply device of the first aspect of the present invention, it is possible to sufficiently maintain the tapping performance even with respect to the difference in water temperature by increasing the correction amount of the maximum tapping amount according to the incoming water temperature. Moreover, since it can be corrected by only one water temperature correction type water governor, it can be realized at low cost.
[0041]
Furthermore, the water heater according to
[0042]
Furthermore, in the water heater according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a water heater as a first embodiment.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the outlet temperature of the heat exchanger and the bypass rate.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a first water governor.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a water heater as a second embodiment.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the outlet temperature of the heat exchanger and the bypass rate.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a water heater as a third embodiment.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the outlet temperature of the heat exchanger and the bypass rate.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a water heater as a conventional example.
[Explanation of symbols]
10 ... Water supply channel, 12 ... Second water governor, 20 ... Hot water supply channel, 30 ... Heat exchanger,
40 ... Burner, 50 ... Bypass, 51 ... Solenoid valve,
60 ... Controller, 70 ... Remote control, 80 ... First water governor.
Claims (3)
この熱交換器を加熱するガスバーナと、
上記給水路の途中から分岐され上記出湯路の途中で合流されて上記熱交換器をバイパスするバイパス路と、
このバイパス路に設けられるバイパス弁を有し、
設定温度が熱交換器のドレン限界温度未満の場合には、給水路からバイパス路への分流比率が高バイパス率になるように上記バイパス弁を制御する一方、設定温度がドレン限界温度以上の場合には、給水路からバイパス路への分流比率が上記高バイパス率よりも低比率の低バイパス率となるように上記バイパス弁を制御する給湯器において、
上記給水路のバイパス路への分岐点から、上記出湯路のバイパス路との合流点との間に熱交換器への流量を制限する熱交換器用水ガバナを設け、
上記給水路のバイパス路への分岐点よりも上流側に、水温温度に応じて最大流量を変化させる入水温度補正機能付きの全流量水ガバナを設けることを特徴とする給湯器。 A heat exchanger in which a water supply channel and a hot water supply channel are respectively connected to an upstream end and a downstream end;
A gas burner for heating the heat exchanger;
A bypass path branched from the middle of the water supply path and joined in the middle of the hot water path to bypass the heat exchanger;
Having a bypass valve provided in this bypass path,
When the set temperature is lower than the drain limit temperature of the heat exchanger, the bypass valve is controlled so that the diversion ratio from the water supply path to the bypass path becomes a high bypass rate, while the set temperature is equal to or higher than the drain limit temperature. In the water heater that controls the bypass valve so that the diversion ratio from the water supply channel to the bypass channel is a low bypass rate that is lower than the high bypass rate ,
A water governor for the heat exchanger that restricts the flow rate to the heat exchanger between the branch point to the bypass passage of the water supply passage and the junction with the bypass passage of the hot water passage is provided.
A water heater having a full flow rate water governor with an incoming water temperature correction function for changing a maximum flow rate according to a water temperature temperature upstream from a branch point to the bypass channel of the water supply channel .
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