JP7456956B2

JP7456956B2 - 即湯機能付き給湯機

Info

Publication number: JP7456956B2
Application number: JP2021022707A
Authority: JP
Inventors: 順也綿貫; 拓馬柄澤
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2021-02-16
Filing date: 2021-02-16
Publication date: 2024-03-27
Anticipated expiration: 2041-02-16
Also published as: JP2022124836A

Description

本発明は家庭用の給湯機に関し、特に循環路を設け温水を直ちに出湯させることができる即湯機能付き給湯機に関するものである。

従来、ミキシング弁を備えていない即湯機能付き給湯機としては、図８に示すように缶体１１０に設けた給水口１２２に給水管１１１が接続され、缶体１１０に設けた温水出口１２３と温水戻り口１２４の間にポンプ１３６と給湯逆止弁１３７を備えた循環路１３４が接続され、循環路１３４に給湯栓１３５が設けられている。
さらに、缶体１１０に設けた缶体温度センサ１２１の値に基づいて熱源機であるバーナ１１３の燃焼を制御して、リモコン１９０で設定した温度の温水を循環路１３４に循環させることができる。
これにより、給湯栓１３５を開栓すると、直ちに温水を出湯させることができるものである。
即湯機能付きの給湯機として、例えば特許文献１があった。

特開２０００－８８２６７号公報

ところで、通常の出湯時の運転では、ポンプ１３６を停止した状態で給湯栓１３５を開栓すると、給水管１１１からの水が給水口１２２を経て缶体１１０内部に流入し、バーナ１１３の燃焼によって暖められ、リモコン１９０で設定した設定温度の湯温で給湯栓１３５から出湯できるように、缶体温度センサ１２１で計測される温度が缶体１１０内部の高さ方向の温度勾配を踏まえた目標缶体温度になるよう前記バーナ１１３の燃焼を制御するものである。

これに対し、即湯運転では、給湯栓１３５が閉止された状態で、ポンプ１３６を駆動することにより、循環路１３４に温水を循環させることができる。
しかしながら、温水戻り口１２４から缶体１１０内部に流入してくる温水の温度は、給水口１２２から缶体１１０内部に流入する水の温度に比べ非常に高く、缶体温度センサ１２１付近は目標缶体温度に近い温度になり、バーナ１１３の燃焼が停止し、温水出口１２３付近の温水の温度が相対的に下がり、循環路１３４を流れる温水の温度は前記設定温度より低くなる。
その結果、即湯運転後に給湯栓１３５を開栓すると、給湯栓１３５から出る温水の温度は前記設定温度より低くなってしまい、快適性が損なわれるという課題があった。

また、ミキシング弁付きの即湯機能付き給湯機としては、図９に示すように循環路１３４にミキシング弁１２６と、給水管１１１から分岐してミキシング弁１２６に接続するバイパス管１２９とが備わる。

ミキシング弁付きの即湯機能付き給湯機の場合、通常の出湯時の運転では、ポンプ１３６を停止した状態で給湯栓１３５を開栓すると、給水管１１１からの水が給水口１２２を経て缶体１１０内部に流入し、バーナ１１３の燃焼によって沸き上げられ、具体的には、缶体温度センサ１２１で約５０℃、温水出口１２３付近では約５５℃に暖められ、ミキシング弁１２６でバイパス管１２９からの水と混合し調整され、リモコン１９０で設定した設定温度の湯温で給湯栓１３５から出湯できるよう制御するものである。

これに対し、即湯運転では、給湯栓１３５が閉止された状態で、ポンプ１３６を駆動することにより、循環路１３４に温水を循環させることができる。
しかしながら、温水戻り口１２４から缶体１１０内部に流入してくる温水の温度は、給水口１２２からの水温に比べ非常に高く、缶体温度センサ１２１付近は目標缶体温度に近い温度になり、バーナ１１３の燃焼が停止し、温水出口１２３付近の温水の温度は沸き上げ温度からは下がるものの、リモコン１９０で設定した前記設定温度よりは高いままであり、シャワーなどの給湯栓１３５の開栓時に高温の湯が出湯されてしまい、快適性が損なわれるという課題があった。

このように、ミキシング弁を備えていない即湯機能付き給湯機の従来例とミキシング弁付きの即湯機能付き給湯機の従来例は、いずれも即湯運転を停止して給湯栓を開栓し給湯した際に、使用者が前記リモコンで設定した設定温度とは異なる温度の温水が出湯され、快適性が損なわれるという課題があった。

本発明はかかる背景を鑑みてなされたものであり、即湯機能をもちつつ出湯特性を改善させることのできる商品を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１では、温水を貯湯する缶体と、前記缶体を加熱するバーナと、前記缶体の温度を計測する缶体温度センサと、前記缶体に設けた給水口と、前記給水口に接続された給水管と、前記給水管の途中に設けられた減圧弁と、前記缶体に設けた温水出口と、前記缶体または前記給水管に設けた温水戻り口と、前記温水出口と前記温水戻り口の間にポンプと給湯逆止弁とを備えた循環路と、前記循環路の途中に設けられた給湯栓と、前記給湯栓の出湯の有無を検出する出湯検出手段と、前記循環路の温水の流れの有無を検出する循環路検出手段と、前記バーナの燃焼制御を行う制御部と、前記制御部と通信可能に接続されたリモコンと、を備え、前記制御部は、前記リモコンで設定した設定温度と目標缶体温度との対応関係を定めた温度テーブルを備え、さらに、前記設定温度に設定されたとき、前記缶体温度センサで検出する前記缶体内の温水の温度が、前記温度テーブルに基づいて定められる前記目標缶体温度になるよう前記バーナの燃焼を制御し、前記温度テーブルは、第１温度テーブルと、前記第１温度テーブルより前記目標缶体温度が高温に設定された第２温度テーブルを備え、前記制御部は、前記出湯検出手段の検出有無と前記循環路検出手段の検出有無の４つの組み合わせのうち、前記出湯検出手段が検出無で、前記循環路検出手段の検出有の組み合わせの場合は、前記第２温度テーブルに基づいて前記バーナの燃焼を制御し、他の組み合わせの場合は、前記第１温度テーブルに基づいて前記バーナの燃焼を制御することを特徴とした。

請求項２では、温水を貯湯する缶体と、前記缶体を加熱するバーナと、前記缶体の温度を計測する缶体温度センサと、前記缶体に設けた給水口と、前記給水口に接続された給水管と、前記給水管の途中に設けられた減圧弁と給水逆止弁と、前記缶体に設けた温水出口と、前記缶体に設けた温水戻り口と、前記温水出口と前記温水戻り口の間にポンプと給湯逆止弁とを備えた循環路と、前記循環路の途中に設けられた給湯栓と、前記給湯栓の出湯の有無を検出する出湯検出手段と、前記循環路の温水の流れの有無を検出する循環路検出手段と、前記循環路の途中で前記給湯栓より上流に設けた給湯温度センサを備えるミキシング弁と、前記給水管から分岐して前記ミキシング弁と接続するバイパス管と、前記バーナの燃焼制御と前記給湯温度センサにて前記ミキシング弁の制御を行う制御部と、前記制御部と通信可能に接続されたリモコンと、を備え、前記制御部は、前記出湯検出手段の検出有無と前記循環路検出手段の検出有無の４つの組み合わせのうち、前記出湯検出手段が検出無で、前記循環路検出手段の検出有の組み合わせの場合は、前記ミキシング弁は前記循環路側を全開とし前記バイパス管側を閉止して、前記給湯温度センサの温度が前記リモコンで設定した設定温度になるよう前記バーナを制御し、他の組み合わせの場合は、前記缶体温度センサで検出する前記缶体内の温水の温度が前記リモコンで設定した前記設定温度より高い所定の目標缶体温度になるよう前記バーナを制御し、前記ミキシング弁にて前記給湯温度センサの温度が前記リモコンで設定した前記設定温度になるよう制御することを特徴とした。

本発明の請求項１によれば、前記出湯検出手段が検出無で前記循環路検出手段が検出有の場合に、前記制御部は前記第１温度テーブルより前記缶体温度が高温に設定された前記第２温度テーブルに基づいて前記バーナの燃焼を制御するので、缶体上部の前記温水出口の温水の温度が上がり設定温度の温水が前記循環路を流れることができ、その結果、開栓時には前記給湯栓から出る温水の温度は設定温度となるため、快適性を高めることができる。

請求項２によれば、前記温水戻り口を前記缶体に設け、前記出湯検出手段が検出無で前記循環路検出手段が検出有の場合に、前記ミキシング弁の前記バイパス管側を閉止し前記給湯管側を全開とし、前記給湯温度センサによって前記循環路の温水の温度を前記設定温度とするよう前記バーナの燃焼を制御するので、前記設定温度の温水が前記循環路を流れることができ、その結果、開栓時には前記給湯栓から出る温水の温度が設定温度となるため、快適性を高めることができる。

本発明の第１の実施形態を説明する概略構成図本発明の第１の実施形態を説明する要部ブロック図本発明の第１の実施形態の設定温度と目標缶体温度を設定する際に用いられるテーブルを表す図本発明の第１の実施形態の動作を示すフローチャート本発明の第２の実施形態を説明する概略構成図本発明の第２の実施形態を説明する要部ブロック図本発明の第２の実施形態の動作を示すフローチャート従来の即湯機能付き給湯機のミキシング弁なしの実施形態を説明する概略構成図従来の即湯機能付き給湯機のミキシング弁付きの実施形態を説明する概略構成図

図１を参照して、本発明にかかる即湯機能付き給湯機の第１の実施形態を説明する。
なお、各図において、共通する構成要素や同種の構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。

図１に示すように、１はミキシング弁を備えていない即湯機能付き給湯機で、内部に一定量の湯水が貯湯され、送風ファン１４からの燃焼用空気の供給を受けて燃料（灯油またはガス）を燃焼させる燃焼機器としてのバーナ１３と、バーナ１３の燃焼により発生した燃焼ガスから熱回収し前記湯水を加熱する熱交換器２０と、熱交換器２０の上方に設置され熱交換器２０を通過した後の燃焼ガスを集合させる排気室１７と、排気室１７を通過した後の燃焼ガスを機外に排出する排気筒１８を有しているものである。

熱交換器２０は、内部に一定量の湯水を貯留する円筒状の缶体１０と、缶体１０の下部内側に形成されバーナ１３の燃焼が行われる燃焼室１５と、燃焼室１５と排気室１７を連通し、バーナ１３の燃焼により発生した燃焼ガスを通過させる複数本の煙管１６とで構成されている。

２１は缶体１０の上下略中央に取り付けられた湯水の温度を検出する缶体温度センサである。
また、缶体１０下部の側周面には給水口２２が設けられ、給水口２２に給水管１１が接続され、給水管１１の途中に減圧弁１２が設けられている。

さらに、缶体１０の側周面には、缶体１０上部に缶体１０内に貯湯されている湯水を給湯するための温水出口２３が設けられ、缶体１０下部に循環した温水を缶体１０に戻し入れるための温水戻り口２４が設けられており、温水出口２３と温水戻り口２４の間に給湯栓３５と、ポンプ３６と、給湯逆止弁３７とを備えた循環路３４が設けられている。
また、バーナ１３の燃焼制御を行う制御部８０と、この制御部８０と通信可能に接続されたリモコン９０を備えている。

図２と図３に示すように、８０はマイコンからなる制御部で、入力側には缶体温度センサ２１、出湯の有無を検出する出湯検出手段２５と、循環路３４の温水の流れを検出する循環路検出手段３０とが接続され、出力側にはバーナ１３と送風ファン１４が接続されている。
また、制御部８０にはリモコン９０で設定した設定温度と目標缶体温度との対応関係を定めた温度テーブル８３が記憶されている。

温度テーブル８３は、第１温度テーブル８１と、前記第１温度テーブル８１より目標缶体温度が高温に設定された第２温度テーブル８２を備えており、後述する出湯検出手段２５と循環路検出手段３０の組み合わせによって使い分けられ、例えば、リモコン９０の設定温度が４０℃のとき第１温度テーブル８１では目標缶体温度は３５℃であり、第２温度テーブル８２では目標缶体温度が４０℃であり、第１温度テーブル８１より第２温度テーブル８２が高温に設定されている。

出湯検出手段２５は、給水管１１に備えた図示しない流水スイッチによって、給水管１１に流水がある場合は流水有の信号を検出し（検出有）、流水が無い場合は流水無しの信号または信号そのものの検出無によって（検出無）、給湯栓３５が開栓の状態か、または、閉止の状態かを検出する。
なお、出湯検出手段２５は、ポンプ３６の駆動がオフまたは循環路３４の給湯栓３５から温水戻り口２４の間に流水が無い場合に、循環路３４の温水出口２３と給湯栓３５の間に備えた流水スイッチの信号を検出することで、給湯栓３５が開栓の状態か、または、閉止の状態かを検出してもよい。

また、循環路検出手段３０は、給湯栓３５と温水戻り口２４の間の循環路３４に設けた図示しない流水スイッチによって、循環路３４の給湯栓３５から温水戻り口２４の間の流水の有無を検出する。
なお、ポンプ３６のオンオフ信号を電気的に検出する方法でもよく、他にも、給湯栓３５が閉止されている場合に、循環路３４の温水出口２３と給湯栓３５の間に備えた流水スイッチの信号を検出することで、循環路３４の給湯栓３５から温水戻り口２４の間の流水の有無を検出してもよい。

制御部８０は、缶体１０内の湯水を加熱する加熱制御（燃焼制御）として、缶体１０内の湯水の温度が後述する温度テーブル８３に基づいた目標缶体温度になるように、缶体温度センサ２１で検出される缶体１０内の湯水の温度に基づき、バーナ１３の燃焼を制御するものである。

より詳細には、温度テーブル８３に基づいて目標缶体温度が定まると、それに応じてバーナ１３による加熱を開始する加熱開始温度（燃焼オン温度）及びバーナ１３による加熱を停止する加熱停止温度（燃焼オフ温度）が設定され、制御部８０は、缶体温度センサ２１の検出する温度が前記加熱開始温度（燃焼オン温度）に達したら、バーナ１３の燃焼加熱を開始し、缶体温度センサ２１の検出する温度が前記加熱停止温度（燃焼オフ温度）に達したら、バーナ１３の燃焼加熱を停止する制御を行って、缶体１０内の熱媒体の温度が前記目標缶体温度になるように制御するものである。

次に、本発明の第１の実施形態の作用について図４に基づいて説明する。
制御部８０は、ステップＳ１にて出湯検出手段２５にて給湯栓３５が開栓され出湯中か否かを検出し、検出無の場合はステップＳ２へ遷移し、検出有の場合はステップＳ４へ遷移する。
ステップＳ２で、循環路検出手段３０にて循環路３４に温水が循環しているか否かを検出し、検出有の場合はステップＳ３へ遷移し、検出無の場合はステップＳ４へ遷移する。

ステップＳ３では、第２温度テーブル８２に基づいて、缶体温度センサ２１の温度が、リモコン９０で設定した設定温度に対応する目標缶体温度になるようバーナ１３を制御する。
ステップＳ４では、第１温度テーブル８１に基づいて、缶体温度センサ２１の温度が、リモコン９０で設定した設定温度に対応する目標缶体温度になるようバーナ１３を制御する。

これにより、例えばリモコン９０の設定温度が４０℃のとき、ステップＳ１で検出有の場合は、第１温度テーブル８１に基づいて缶体１０の上下略中央に設置した缶体温度センサ２１の温度が目標缶体温度の３５℃になるようバーナ１３が制御され、このとき缶体１０上部の温水出口２３付近の温度は前記設定温度４０℃になり、給湯栓３５から前記設定温度４０℃の温水が給湯される。

一方、例えばリモコン９０の設定温度が４０℃のとき、ステップＳ１で検出無かつステップＳ２で検出有の即湯運転中は、缶体１０の上下略中央に設置した缶体温度センサ２１の温度が第２温度テーブル８２に基づいて目標缶体温度４０℃になるようバーナ１３が制御され、このとき缶体１０上部の温水出口２３付近の温度は前記設定温度４０℃になって循環路３４を流れる。そして、温水戻り口２４では４０℃をやや下回った温度の温水が循環路３４から缶体１０に流れ込み、引き続き缶体温度センサ２１の温度が目標缶体温度４０℃になるようバーナ１３が制御される。その後、給湯栓３５の開栓時には前記設定温度４０℃の温度の温水が給湯でき、使用者がリモコン９０で設定した温度４０℃の温水が直ちに給湯できるため快適に使用できる。

なお、温水戻り口２４を前記缶体１０に設けたが、温水戻り口２４を前記給水管１１に設けてもよいものである。

次に、本発明の第２の実施形態について図５に基づいて説明する。

図５に示すように、１はミキシング弁を備えた即湯機能付き給湯機である。
循環路３４の給湯栓３５より上流側にミキシング弁２６が設けられ、ミキシング弁２６は循環路３４内に給湯温度センサ２７を備えている。
また、給水管１１に給水逆止弁２８を備え、給水逆止弁２８より下流側の給水管１１から分岐してミキシング弁２６と接続するバイパス管２９を備えている。

図６に示すように、制御部８０の入力側には缶体温度センサ２１、給湯温度センサ２７、出湯の有無を検出する出湯検出手段２５と、循環路３４の温水の流れを検出する循環路検出手段３０とが接続される。
また、出力側にはバーナ１３、送風ファン１４、ミキシング弁２６が接続され、燃焼制御とミキシング弁の制御を行うものである。

制御部８０は、缶体１０内の湯水を加熱する加熱制御（燃焼制御）として、缶体１０内の湯水の温度がリモコン９０で設定した設定温度より高い所定の目標缶体温度（例えばリモコン９０の設定温度が４０℃であれば目標缶体温度は５０℃）になるようバーナ１３を制御し、ミキシング弁２６にて給湯温度センサ２７の温度がリモコン９０で設定した設定温度になるよう制御する。

次に、本発明の第２の実施形態の作用について図７に基づいて説明する。
制御部８０は、ステップＳ１１にて出湯検出手段２５にて給湯栓３５が開栓され出湯中か否かを検出し、検出無の場合はステップＳ１２へ遷移し、検出有の場合はステップＳ１５へ遷移する。
ステップＳ１２で、循環路検出手段３０にて循環路３４に温水が循環しているか否かを検出し、検出有の場合はステップＳ１３へ遷移し、検出無の場合はステップＳ１５へ遷移する。

ステップＳ１３では、ミキシング弁２６は循環路３４側を全開でバイパス管２９側を閉止する。
ステップＳ１４で、給湯温度センサ２７がリモコン９０で設定した設定温度になるようバーナ１３の燃焼を制御する。

一方、ステップＳ１５では、設定温度より高い所定の温度になるようバーナ１３の燃焼を制御する。
ステップＳ１６で、給湯温度センサ２７がリモコン９０で設定した設定温度になるようミキシング弁２６を制御する。

これにより、例えばリモコン９０の設定温度が４０℃のとき、ステップＳ１１で検出有の場合は、缶体１０の上下略中央に設置した缶体温度センサ２１の温度が目標缶体温度５０℃になるようバーナ１３が制御され、このとき缶体１０上部の温水出口２３付近の温度は５５℃になり、ミキシング弁２６の給湯温度センサ２７が前記設定温度４０℃になるよう制御され、給湯栓３５からは前記設定温度の４０℃の温水が給湯される。

一方、例えばリモコン９０の設定温度が４０℃のとき、ステップＳ１１で検出無かつステップＳ１２で検出有の即湯運転中は、ミキシング弁２６の循環路３４側を全開にしてバイパス管２９側を全閉にし、給湯温度センサ２７が循環路３４の温水の温度を前記設定温度４０℃にするようバーナ１３の燃焼を制御するので、設定温度４０℃の温水が循環路３４を流れることができ、その結果、給湯栓３５を開栓時には給湯栓３５から出る温水の温度が前記設定温度４０℃となるため、快適に使用できる。

なお、この実施形態では上向きに取り付けられたバーナを構成する燃焼機器で説明したが、これに限定されることなく、例えば横向きに取り付けたガンタイプバーナを構成する燃焼機器でもよい。

なお、本実施形態で用いたその他の構成は一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図しておらず、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１即湯機能付き給湯機
１０缶体
１１給水管
１２減圧弁
１３バーナ
２１缶体温度センサ
２２給水口
２３温水出口
２４温水戻り口
２５出湯検出手段
２６ミキシング弁
２７給湯温度センサ
２８給水逆止弁
２９バイパス管
３０循環路検出手段
３４循環路
３５給湯栓
３６ポンプ
３７給湯逆止弁
８０制御部
８１第１温度テーブル
８２第２温度テーブル
８３温度テーブル
９０リモコン

Claims

温水を貯湯する缶体と、
前記缶体を加熱するバーナと、
前記缶体の温度を計測する缶体温度センサと、
前記缶体に設けた給水口と、
前記給水口に接続された給水管と、
前記給水管の途中に設けられた減圧弁と、
前記缶体に設けた温水出口と、
前記缶体または前記給水管に設けた温水戻り口と、
前記温水出口と前記温水戻り口の間にポンプと給湯逆止弁とを備えた循環路と、
前記循環路の途中に設けられた給湯栓と、
前記給湯栓の出湯の有無を検出する出湯検出手段と、
前記循環路の温水の流れの有無を検出する循環路検出手段と、
前記バーナの燃焼制御を行う制御部と、
前記制御部と通信可能に接続されたリモコンと、
を備え、
前記制御部は、前記リモコンで設定した設定温度と目標缶体温度との対応関係を定めた温度テーブルを備え、
さらに、前記設定温度に設定されたとき、前記缶体温度センサで検出する前記缶体内の温水の温度が、前記温度テーブルに基づいて定められる前記目標缶体温度になるよう前記バーナの燃焼を制御し、
前記温度テーブルは、第１温度テーブルと、前記第１温度テーブルより前記目標缶体温度が高温に設定された第２温度テーブルを備え、
前記制御部は、前記出湯検出手段の検出有無と前記循環路検出手段の検出有無の４つの組み合わせのうち、
前記出湯検出手段が検出無で、前記循環路検出手段の検出有の組み合わせの場合は、
前記第２温度テーブルに基づいて前記バーナの燃焼を制御し、
他の組み合わせの場合は、
前記第１温度テーブルに基づいて前記バーナの燃焼を制御する
ことを特徴とする即湯機能付き給湯機。
温水を貯湯する缶体と、
前記缶体を加熱するバーナと、
前記缶体の温度を計測する缶体温度センサと、
前記缶体に設けた給水口と、
前記給水口に接続された給水管と、
前記給水管の途中に設けられた減圧弁と給水逆止弁と、
前記缶体に設けた温水出口と、
前記缶体に設けた温水戻り口と、
前記温水出口と前記温水戻り口の間にポンプと給湯逆止弁とを備えた循環路と、
前記循環路の途中に設けられた給湯栓と、
前記給湯栓の出湯の有無を検出する出湯検出手段と、
前記循環路の温水の流れの有無を検出する循環路検出手段と、
前記循環路の途中で前記給湯栓より上流に設けた給湯温度センサを備えるミキシング弁と、
前記給水管から分岐して前記ミキシング弁と接続するバイパス管と、
前記バーナの燃焼制御と前記給湯温度センサにて前記ミキシング弁の制御を行う制御部と、
前記制御部と通信可能に接続されたリモコンと、
を備え、
前記制御部は、前記出湯検出手段の検出有無と前記循環路検出手段の検出有無の４つの組み合わせのうち、
前記出湯検出手段が検出無で、前記循環路検出手段の検出有の組み合わせの場合は、
前記ミキシング弁は前記循環路側を全開とし前記バイパス管側を閉止して、
前記給湯温度センサの温度が前記リモコンで設定した設定温度になるよう前記バーナを制御し、
他の組み合わせの場合は、
前記缶体温度センサで検出する前記缶体内の温水の温度が前記リモコンで設定した前記設定温度より高い所定の目標缶体温度になるよう前記バーナを制御し、
前記ミキシング弁にて前記給湯温度センサの温度が前記リモコンで設定した前記設定温度になるよう制御する
ことを特徴とする即湯機能付き給湯機。