JP4750756B2 - 給湯器 - Google Patents

Description

本発明は、給湯器、特に、低温出湯機能と高温出湯機能を兼備させた給湯器に関する。

一般に、給湯器(40)の構成は、図２に示すように、給湯器内の熱交換器(3)によって加熱された給湯管(31)内の高温水に、給水管(30)から分岐させた分岐水路(32)内の水道水が混合部(33)で混合されることにより、設定温度の温水に調節され、台所や洗面所のカランや浴室内のシャワー、又は、食器洗浄器への出湯管(34)へそれぞれ供給される構成となっている。

近年、食器洗浄器が普及されつつあり、食器洗浄に使用される洗浄水としては、洗浄効率の高い高温水（一般には６０度程度）が使用される。この高温水を、前記給湯器(40)から直接供給できるようにしたシステムでは、台所や洗面所のカランや浴室へ接続されている給湯用流路(35)から、同図の点線で示すように、食器洗浄用の高温水を出湯させる出湯管(36)を分岐させた構成のものがある。

この従来のもののように、食器洗浄器(4)と給湯器(40)とを接続させた構成のものでは、食器洗浄に最適な温度の高温水を給湯器(40)内で調節して迅速に食器洗浄器(4)に供給することができるが、例えば、食器洗浄器(4)の使用中に、台所等の他の出湯管(34)にて、食器洗浄用の高温水よりも低い温度の温水を出湯させたい場合では、食器洗浄器(4)への高温水の供給が一旦中断される等、どちらかの使用に制約が生じてしまう不都合がある。このように、従来では、一台の給湯器(40)では、異なる温度の温水を同時に使用することは難しく、異なる温度の温水を同時に出湯させるためには複数の給湯器が必要であった。

一台の給湯器から出湯温度の異なる温水を同時に供給できるものとして、特開平６−２９４５２４号（特許文献１）に示す湯沸かし器が発明されている。
このものでは、同図の二点鎖線に示すように、熱交換器(3)で加熱された高温水が流れる給湯管(31)を、前記混合部(33)より上流側で分岐させることにより、混合部(33)で水道水が混合される前の高温水を、混合部(33)で分岐水路(32)からの水道水が混合されて構成される低温水とは別に、食器洗浄器(4)用として取り出すことが可能となっている。すなわち、熱交換器(3)で加熱された高温水が流れる給湯管(31)を、水道水が混合される混合部(33)の上流側にて、前記混合部(33)を通過しない高温水供給部(37)と、混合部(33)を通過する低温水用の給湯用流路(35)とをそれぞれ別流路として設けることにより、異なる温度の温水を同時に供給させることができるのである。
特開平６−２９４５２４号公報 特開平１１−４７９６号公報

しかしながら、上述した従来の二温度同時出湯式の給湯器では、高温水と低温水を同時に使用していて、例えば、食器洗浄が終了して高温水の出湯が停止されると、高温水供給部(37)に送られていた高温水が混合部(33)に一気に流れ込むため、混合部(33)でオーバーシュートしてしまい、低温水が流れる給湯用流路(35)内の温水が一時的に高温になることがある。これは、混合部(33)へ送られてくる高温水の水量及び温度変化に、流量調整弁(F)等の各種制御機能が瞬時に対応することができないために起こるのであって、低温水の使用中に出湯管(34)からいきなり高温水が出湯してしまう危険がある。

本発明はかかる点に鑑みて成されたもので、『主熱交換器にて加熱された高温水に、給水管からの水を混合部にて混合させることにより設定温度の温水を第１出湯管から出湯させる形式の給湯器であって、前記混合部よりも下流側に前記第１出湯管から出湯させる温水が前記設定温度に達したことを検知する出湯温センサが設けられている給湯器』において、異なる温度の温水を同時に出湯可能とすると共に、どちらか一方の出湯が停止されても、他方の出湯温度に影響が生じないようにすることを課題とする。

［請求項１に係る発明］
上記課題を解決する為の請求項１に係る発明の技術的手段は、『前記出湯温センサの下流側で前記第１出湯管から分岐された分岐流路と、
前記分岐流路内の温水をさらに加熱する副熱交換器と、
前記副熱交換器によって加熱された高温水を出湯させる第２出湯管が設けられ、
前記出湯温センサは、前記分岐流路内へ流れ込む温水の温度を検知する入水温センサとしても機能し、
前記出湯温センサで検知される入水温と、前記第２出湯管から出湯させる高温水の設定温度に基いて、前記副熱交換器の必要燃焼量が演算される』ことである。
上記技術的手段は次のように作用する。
主熱交換器によって加熱された高温水に給水管からの水が混合部にて前記高温水に混合されることにより、前記高温水は、設定温度に調節されて第１出湯管から出湯される。設定温度に達したかどうかは、混合部よりも下流側に設けられている出湯温センサによって検知される。

前記第１出湯管に送られる前記設定温度の温水の一部は、前記出湯温センサの下流側で分岐させた分岐流路へ流れ込むと共に、副熱交換器によって再度加熱されて高温水となって、第２出湯管から出湯される。

このように、一台の給湯器に、給水管から主熱交換器及び混合部を介して設定温度に調節された低温水を第１出湯管から出湯させる低温水供給部と、前記低温水の一部を、分岐流路を介して副熱交換器で再加熱して高温に設定した上で第２出湯管から出湯させる高温水供給部とが設けられた構成となっており、前記出湯温センサは、前記低温水供給部の第１出湯管から出湯させる温水の温度を検知すると同時に、前記高温水供給部の分岐流路内へ流れ込む温水の温度を検知する入水温センサとしても機能する。

第１出湯管から低温水の出湯中に、第２出湯管からの高温水の出湯が停止されても、高温水供給部内の高温水が分岐流路内を逆流することはなく、第１出湯管内の温水の温度がオーバーシュートすることはないから、第１出湯管から出湯される温水の温度は初期の設定温度のまま維持される。又、第２出湯管から高温水の出湯中に、第１出湯管からの出湯が停止されても、出湯温センサで検知される湯水の温度に変わりはないから、第２出湯管からは常時設定温度の高温水を出湯させることができる。さらに、第１出湯管から出湯させる温水の設定温度が変更された場合には、出湯温センサがこれを瞬時に検知し、その検知温度に応じて副熱交換器の燃焼量や副熱交換器へ送る温水の流量等が制御されて調整されることから、第２出湯管からも、常時、所定温度に設定された高温水を出湯させることができる。このように、第１、第２出湯管のどちらか一方からの出湯を停止したり、その設定温度を変更したりしても、他方の出湯管から出湯させる温水の設定温度に影響は及ばない。
尚、第１出湯管は、台所や洗面所のカランや浴室のシャワー等に続く流路に接続させ、第２出湯管は、食器洗浄器の洗浄水噴出口に接続させて、２つを同時に使用することができる。

[請求項２に係る発明]
請求項２に係る発明のものは、請求項１に記載の給湯器において、『前記第２出湯管に、前記第２出湯管から出湯させる高温水が所定の設定温度に達したことを検知する第２出湯温センサが設けられている』ことを特徴とするもので、低温水供給部の前記出湯温センサは、前記分岐流路を介して高温水供給部へ送られる温水の温度を検知する入水温センサとして機能することとなると共に、第２出湯管から出湯させる高温水の温度は、第２出湯温センサによって検知されることとなる。すなわち、前記高温水供給部内を流れる温水の温度は、入水時と出湯時の二度、それぞれ出湯温センサによって検知される。

本発明は次の特有の効果を有する。
請求項１に係る発明では、一台の給湯器内に、低温水を出湯させる第１出湯管を具備する低温水供給部と、高温水を出湯させる第２出湯管を具備する高温水供給部とが設けられた構成となっているから、一台の給湯器で異なる温度の温水を同時に出湯させることができる。よって、異なる設定温度毎に給湯器を用意する必要がなく、給湯器のための省スペース化が実現できると共に設置のためのコストダウンも図ることが可能となる。

又、第１、第２出湯管の両方からそれぞれ設定温度の温水を出湯させて使用している最中に、どちらか一方からの出湯を停止したり、その設定温度を変更したりしても、他方の出湯管から出湯させる温水の設定温度に影響を及ぼさないように設定されているから、例えば、台所や洗面所等で、第１出湯管から低温水を出湯させて使用している最中に、食器洗浄が終了して、第２出湯管からの高温水の出湯が停止された場合でも、第１出湯管から突然高温水が出湯する危険はない。同様に、台所や洗面所等で使用している低温水の出湯を停止したり、設定温度を変更したりしても、第２出湯管から食器洗浄器へ出湯させている高温水が低温になって食器洗浄効果に支障を来たすような不都合もない。

請求項２に係る発明では、第２出湯管から出湯させる高温水の温度は、分岐流路への入水時と第２出湯管からの出湯時の二箇所で検知されるから、第２出湯管から出湯させる高温水の温度制御の精度が高くなる。

又、出湯温センサで検知された分岐流路への入水時の温水温度と、第２出湯管から出湯させる温水の設定温度と、分岐流路を流れる流量に基づいて、副熱交換器での燃焼量を演算して、前記設定温度の温水を沸かすようにしても、第２出湯温センサで前記設定温度が検知されない場合は、給湯器内の制御機能に異常が発生していることとなる。このように、２つの出湯温センサで制御のエラー検知が可能となるから、給湯器の故障に対して迅速に対応することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１に示すものは、本発明の実施の形態の給湯器(41)の回路を示す説明図である。
給湯器(41)には、台所、洗面所及び浴室へ比較的低温の温水を出湯させる第１出湯管(10)へ続く低温水供給部(1)と、食器洗浄器(4)へ洗浄に最適な温度の高温水を出湯させる第２出湯管(20)へ続く高温水供給部(2)とが具備されている。

低温水供給部(1)は、水道水が供給される給水管(12)と、前記給水管(12)内の水を加熱する主熱交換器(11)と、主熱交換器(11)によって加熱された高温水が流れる給湯管(13)と、給水管(12)から分岐され且つ流量調整弁(F)を介して前記給湯管(13)に混合部(33)にて連通接続される分岐水路(14)と、給湯管(13)内の高温水が分岐水路(14)内の水と前記混合部(33)にて混合されることにより所定温度に設定された温水を出湯させる第１出湯管(10)とから構成されており、前記分岐水路(14)よりも上流側に、流量を検知する流量カウンタ(15)と、設定温度に応じて前記流量を調節する水量サーボ(18)が設けられていると共に、混合部(33)よりも下流側に、前記第１出湯管(10)から出湯される温水の温度を検知する出湯温センサとしての第１出湯サーミスタ(16)が設けられている。

他方、高温水供給部(2)は、第１出湯サーミスタ(16)の下流側にて、第１出湯管(10)へ続く通路から分岐させた分岐流路(22)と、分岐流路(22)内の温水をさらに加熱する副熱交換器(21)と、副熱交換器(21)によって加熱された高温水を食器洗浄器(4)内へ出湯させる第２出湯管(20)が設けられており、第２出湯管(20)には、第２出湯管(20)から出湯させる高温水が、食器洗浄に最適な設定温度（例えば、約６０度）に達したことを検知する第２出湯サーミスタ(26)が設けられている。尚、分岐流路(22)には、分岐流路(22)内を流れる温水の流量を検知する流量カウンタ(25)と、設定温度に応じて前記流量を調節する水量サーボ(28)が設けられている。

主熱交換器(11)及び副熱交換器(21)には、ガス供給管(5)から供給されるガスを燃焼させるガスバーナ(50)(51)がそれぞれ配設されている。ガス供給管(5)には、元ガス電磁弁(111)、ガス比例弁(112)が設けられていると共に、主熱交換器(11)側のガスバーナ(50)の下方にはガス電磁弁(113)が、副熱交換器(21)側のガスバーナ(51)の下方にはガス電磁弁(115)がそれぞれ配設されている。

これら主熱交換器(11)とガスバーナ(50)、及び、副熱交換器(21)と ガスバーナ(51)とは、下方の連通路(54)を介して連通されているケーシング(52)(53)内にそれぞれ収容されており、連通路(54)の下方には、外部から吸引した空気をガスバーナ(50)(51)に燃焼用空気として供給するための燃焼ファン(17)が設けられている。又、燃焼ファン(17)の回転を検知して作動し、ガスバーナ(50)(51)を点火させるイグナイタ(114)も設けられている。

まず、低温水供給部(1)における給湯運転について説明する。
台所又は洗面所又は風呂場のカラン等を操作して給水栓を開けると、給水管(12)内に水道水が通水すると同時に、流量カウンタ(15)がパルス信号を出して、主熱交換器(11)に送られる流量を検知し、前記流量が作動水量以上になったことをマイコンが検知すると、燃焼ファン(17)が回る。燃焼ファン(17)の回転が検知されると、イグナイタ(114)が作動し、元ガス電磁弁(111)、ガス比例弁(112)、給湯ガス電磁弁(113)が開いて、主熱交換器(11)のガスバーナ(50)が点火される。

第１出湯管(10)から出湯させる温水温度が所定温度に設定されると、前記設定温度と、第１出湯サーミスタ(16)での検知温度等により、ガス比例弁(112)の開度や、燃焼ファン(17)の回転が比例制御されて、前記出湯温度が修正される。又、３つ設けられているガス電磁弁(113)を全て開いてガスバーナ(50)をフル燃焼させても設定温度の温水が得られない場合は、水量サーボ(18)で流量が絞られる。

第１出湯サーミスタ(16)での検知温度が前記設定温度になるまで上記作動が繰り返されると共に、給湯管(13)内を流れる温水が前記設定温度以上に加熱されて高温水となったことを、主熱交換器(11)の下流側に設けられているサーミスタ(19)が検知すると、流量調整弁(F)が開いて、分岐水路(14)に給水管(12)からの水を流し込み、混合部(33)にて前記高温水に混合させる。

これら制御により、所定温度に設定された温水（低温水）を常時第１出湯管(10)から出湯させることができる。
前記低温水は、混合部(33)よりも下流側にて第１出湯管(10)へ続く通路から分岐されている分岐流路(22)内にも流れ込んでおり、第１出湯管(10)からの出湯中に、食器洗浄器(4)のスイッチをＯＮにすると、高温水供給部(2)側の流量カウンタ(25)がパルス信号を出力し、前記分岐流路(22)から副熱交換器(21)に送られる低温水の流量が作動水量以上になったことが検知されると、前述の燃焼ファン(17)、イグナイタ(114)、ガス比例弁(112)、ガス電磁弁(115)の作用により、副熱交換器(21)のガスバーナ(51)が点火され、分岐流路(22)内に送られてきた低温水が副熱交換器(22)で再加熱される。

高温水供給部(2)では、第２出湯サーミスタ(26)からの信号により、ガスバーナ(51)の燃焼量が調整されて、第２出湯管(20)から出湯される高温水の出湯温度が調節される。これにより、食器洗浄器(4)に、食器洗浄に最適な温度の高温水を出湯させることができる。

このように、本発明実施の形態の給湯器(41)では、低温水供給部(1)と高温水供給部(2)を同時に作動させて、低温水供給部(1)の第１出湯管(10)から、台所や洗面所等で使用する低温水を、高温水供給部(2)の第２出湯管(20)から、食器洗浄器(4)における食器洗浄用の高温水を同時に出湯させることができる。

又、低温水供給部(1)と高温水供給部(2)の同時使用中に、食器洗浄器(4)における洗浄終了により、第２出湯管(20)からの高温水の出湯が停止されても、第１出湯サーミスタ(16)部分を流れる低温水の温度は変化することはなく、高温水供給部(2)内の副熱交換器(21)で加熱された高温水が低温水供給部(1)へ逆流することもない。従って、第１出湯管(10)から出湯される温水の温度がオーバーシュートすることがない。又、低温水供給部(1)と高温水供給部(2)の同時使用中に、第１出湯管(10)からの出湯が停止された場合では、高温水供給部(2)内を流れる温水の温度に変化は生じないから、第２出湯管(20)から出湯させる高温水の温度にも変化は生じない。

特に、この実施の形態のものでは、高温水供給部(2)には、低温水供給部(1)の第１出湯サーミスタ(16)で検知された温水が供給されることとなるため、第１出湯サーミスタ(16)は、高温水供給部(2)における入水サーミスタとしても機能することとなる。よって、例えば、低温水供給部(1)で設定される低温水の設定温度の変更に伴って、高温水供給部(2)に送られる温水の温度が変化すると、分岐流路(22)へ供給される入水温の変化を、第１出湯サーミスタ(16)が瞬時に検知して、第２出湯管(20)から出湯させる高温水の設定温度（例えば、６０度）と、水量センサ(25)の検知流量との関係から、副熱交換器(21)の燃焼量等を迅速に計算して、第２出湯管(20)から出湯させる高温水の温度を正確に制御することができる。このように、高温水供給部(2)においては、入水温の温度変化に迅速に対応できるから、高温水の出湯に関する精度が向上する。

又、第１出湯サーミスタ(16)で検知された入水温の温度と、前記設定温度（６０度）と、水量センサ(25)の検知流量に基づいてガスバーナ(51)の必要燃焼量を演算し、これにより、ガスバーナ(51)の燃焼量をフィードフォワード制御することで、前記６０度の温水を沸かすようにしても、第２出湯サーミスタ(26)で設定温度（６０度）の温水が検知できない場合は、制御機能に異常が発生しているとして、エラーが検知される。

このように、高温水供給部(2)への入水温を検知することにより、入水時の温水の温度変化に迅速に対応できると共に、異常が発生した場合には迅速にエラーを検知できるから、高温水供給部(2)における高温水の出湯に係る制御が迅速で且つ正確に実行される。

本発明実施の形態の給湯器(41)では、低温水供給部(1)と高温水供給部(2)を同時に作動させて、低温水供給部(1)の第１出湯管(10)から低温水を、高温水供給部(2)の第２出湯管(20)から高温水を同時に出湯させることができると共に、どちらか一方の出湯を停止しても他方の出湯温度に影響を及ぼすことがない。よって、どちらか一方を出湯させるために他方の出湯を停止させなければならない不便さも、第１出湯管(10)から突然高温水が出湯する危険も、第２出湯管(20)から低温水が出湯して食器洗浄効果に支障を来たすような不都合もない。さらに、低温水供給部(1)の第１出湯サーミスタ(16)を高温水供給部(2)の入水温度サーミスタとして機能させることにより、高温水供給部(2)の制御をより精度の高いものとすることができ、エラー検知も迅速で且つ正確に行うことができる。

尚、高温水供給部(2)への入水温度は第１出湯サーミスタ(16)によって正確に検知可能であるから、この第１出湯サーミスタ(16)による検知温度と、食器洗浄器(4)に出湯させる高温水の設定温度と、水量センサ(25)の検知流量に基づいて、副熱交換器(21)の燃焼量は計算により制御可能である。よって、制御にばらつきが生じないことが確認できれば、第２出湯サーミスタ(26)は必ずしも必要ではない。

本発明の第１実施形態における給湯器の回路を示す説明図。 従来の給湯器の回路を示す説明図。

符号の説明

(1) ・・・・・・低温水供給部
(10)・・・・・・第１出湯管
(11)・・・・・・主熱交換器
(12)・・・・・・給水管
(14)・・・・・・分岐水路
(16)・・・・・・第１出湯サーミスタ
(2) ・・・・・・高温水供給部
(20)・・・・・・第２出湯管
(21)・・・・・・副熱交換器
(22)・・・・・・分岐流路
(33)・・・・・・混合部
(41)・・・・・・給湯器

Claims (2)

1. 主熱交換器にて加熱された高温水に、給水管からの水を混合部にて混合させることにより設定温度の温水を第１出湯管から出湯させる形式の給湯器であって、前記混合部よりも下流側に前記第１出湯管から出湯させる温水が前記設定温度に達したことを検知する出湯温センサが設けられている給湯器において、
   前記出湯温センサの下流側で前記第１出湯管から分岐させた分岐流路と、
   前記分岐流路内の温水をさらに加熱する副熱交換器と、
   前記副熱交換器によって加熱された高温水を出湯させる第２出湯管が設けられ、
   前記出湯温センサは、前記分岐流路内へ流れ込む温水の温度を検知する入水温センサとしても機能し、
   前記出湯温センサで検知される入水温と、前記第２出湯管から出湯させる高温水の設定温度に基いて、前記副熱交換器の必要燃焼量が演算されることを特徴とする給湯器。
2. 請求項１に記載の給湯器において、前記第２出湯管に、前記第２出湯管から出湯させる高温水が所定の設定温度に達したことを検知する第２出湯温センサが設けられていることを特徴とする給湯器。

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