JPH0332932Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、熱交換器を加熱するガスバーナへの
ガス供給量を、熱交換器への通水量の増減に応じ
て比例的に増減させるようにしたガス湯沸器に関
する。

〔従来技術〕

この種のガス湯沸器は、熱交換器への通水量の
増減に応じて供給量が比例的に増減するので、通
水量が変化しても出湯温度はほぼ一定に保たれ
る。そして出湯温度の調節は、例えば特開昭61−
72923号公報に示す如く、ガス弁を作動させるダ
イヤフラム装置と関連して設けた温度調節弁によ
り熱交換器への通水量とガス供給量の比率を変え
て行つている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

かかる従来技術においては、ガス供給量の比率
を減少させて出湯温度を低下させると熱交換器の
温度が低下するので燃焼ガス中の水分が熱交換器
の表面に結露し、ドレンとなつて滴り落ちる。こ
のようなドレンは燃焼ガス中の硫黄酸化物や窒素
酸化物を溶解して強酸性となつているので熱交換
器やガス湯沸器の内部を腐蝕して耐久性を低下さ
せるという問題がある。また、給水が熱交換器を
通過するには或る時間を要するので、温度調節弁
により通水量とガス供給量の比率を変えても直ち
には出湯温度は変化しないで時間遅れが生じると
いう問題がある。

此等の問題を解決する手段として通水量とガス
供給量の比率を一定として熱交換器により加熱さ
れる給水を常に所定の高温度の熱湯とし、これを
混合弁により冷水と混合して所望の設定温度の出
湯を得るようにすることが考えられる。しかしな
がら、このような技術においてはダイヤフラム装
置及び熱交換器への通水量は全給水量の一部とな
るので、出湯温度を低温に設定しかつ出湯量を減
少させた場合には、ダイヤフラム装置への通水量
の大幅な減少によりガス弁の開口面積が減少し過
ぎてガスバーナの燃焼が不安定となつて失火のお
それが生じる。これを防ぐためにガス弁の最低開
口面積を所定限度以上に設定すれば熱交換器が過
熱されて沸騰が生じるおそれがあり、また此等を
防ぐためには最低出湯量を多くしなければならな
いので使い勝手が悪くなるという問題が生じる。
本考案は此等の問題を解決しようとするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本考案によるガス湯沸器は、添付
図面に例示する如く、ガスバーナ２４により加熱
される熱交換器１６への通水量に応じて変位する
ダイヤフラム４１を有するダイヤフラム装置４０
と、前記ダイヤフラムに連動され前記通水量の増
減に応じて前記ガスバーナ２４へのガス供給量を
増減させるガス弁２５を備えてなるガス湯沸器に
おいて、熱湯入口５３、冷水入口５４及び出湯口
５５が設けられ前記両入口５３，５４からの流入
量の比率を設定された出湯温度に応じて制御する
混合弁体５６を有する混合弁５０と、前記ダイヤ
フラム装置４０と同心的に配置されて前記ダイヤ
フラム４１に連動され前記ガス供給量が前記ガス
バーナ２４の安定燃焼に必要な最低量Qo以下と
なれば閉じる自動弁７０を備え、前記ダイヤフラ
ム装置４０は前記通水量の如何に拘わらず前記熱
交換器１６により常にほぼ所定温度の熱湯が得ら
れるようにその作動特性を設定すると共にこの熱
湯を前記熱湯入口５３に供給し、前記冷水入口５
４には前記ダイヤフラム装置４０の上流側より分
岐さた給水を前記自動弁７０を介して供給したこ
とを特徴とするものである。

〔作用〕

ガス湯沸器への全給水量が多い状態においては
熱交換器１６への通水量も多いのでダイヤフラム
４１と連動して開状態にある自動弁７０を通つた
給水と、熱交換器１６により所定の高温度に加熱
された熱湯は混合弁５０に送られ、設定された出
湯温度に応じて比率が変えられて混合され、所定
の出湯温度となつて出湯される。出湯温度を低温
に設定し、かつ出湯量を減少させた場合には熱交
換器１６への通水量は大幅に減少しようとする。
しかしながらこの通水量がガスバーナ２４の安定
燃焼に必要な最小流量Qoに近付きそれ以下とな
れば、通水量に応じて変位するダイヤフラム４１
と連動する自動弁７０の開度は減少して閉となる
ので全給水量の全部または大部分がダイヤフラム
装置４０及び熱交換器１６に通水される。従つて
全給水量すなわち出湯量が減少した状態において
は、その減少の割合に比してダイヤフラム装置４
０及び熱交換器１６への通水量の減少の割合は小
となり、ガスバーナ２４へのガス供給量の減少の
割合も小となる。

〔考案の効果〕

上述の如く、本考案によれば、熱交換器への通
水量が所定の最小流量付近まで減少した場合に
は、自動弁の作用により全給水量の減少の割合に
比してガスバーナへのガス供給量及び熱交換器へ
の通水量の減少の割合が少なくなるので、ガス供
給量の減少し過ぎによるガスバーナの燃焼の不安
定や失火のおそれなしに、また熱交換器の過熱の
おそれなしに、出湯量の調整範囲を小出湯量側に
拡大することができ、ガス湯沸器の使い勝手を向
上させることができる。しかも、自動弁はガス供
給量を増減させるダイヤフラムと連動して作動す
るので、ガスバーナの安定燃焼に必要な最低ガス
供給量と正確に対応して作動し、作動誤差が生ず
ることがない。

〔実施例〕

以下に、添付図面に示す実施例により、本考案
の説明をする。

第１図に示す如く、ガスバーナ２４により加熱
される熱交換器１６への給水通路１０の途中には
ダイヤフラム装置４０が設けられ、このダイヤフ
ラム装置４０はガスバーナ２４へのガス供給路２
０に設けたガス弁２５の開度を熱交換器１６への
通水量に応じて連続的に変化させるようになつて
いる。

ガス通路２０はガス通路ハウジング３２内に形
成された管路２１、ガス導入管２２及びノズル管
２３の各部分よりなり、ガス通路ハウジング３２
内にはガス弁２５が設けられている。ガス弁２５
は管路２１の内壁に形成された弁座２６とスプリ
ング２８により付勢される弁体２７を有し、弁体
２７は通常は開閉部２７ｂが弁座２６に当接され
てガス弁２５を閉じているが、スプリング２８に
抗して第１図において右方に移動すれば先ず開閉
部２７ｂが弁座２６から離れてガス弁２５を最低
開度とし、次いで更に右方に移動するにつれて比
例部２７ａと弁座２６の間の開口面積が増大して
ガス弁２５の開度を増大し、ガスバーナ２４への
ガス供給量を増大させるよう構成されている。

給水通路１０は、ダイヤフラム装置４０を境と
して上流側の前半部１１並びに下流側の後半部１
２及びバイパス１３よりなり、各部分１１，１
２，１３は何れもダイヤフラム装置４０の１次室
４２に開口されている。前半部１１は互いに固定
された給水路ハウジング３０及び給水管３３によ
り形成され、後半部１２及びバイパス１３は給水
路ハウジング３０及び接続管１４により形成され
ている。

給水路ハウジング３０とこれに固定されたカバ
ー３１の間に形成された空間は両部材３０，３１
に挟持されたダイヤフラム４１により１次室４２
及び２次室４３に分離され、此等ダイヤフラム４
１及び両室４２，４３がダイヤフラム装置４０の
主要部分を構成している。給水通路１０の後半部
１２にはベンチユリ４６が設けられ、２次室４３
は連通路４７、ベンチユリ４６外周の環状溝４６
ｂ及び小孔４６ａを介してベンチユリ４６の負圧
発生部に連通されている。一方、ダイヤフラム４
１の中央に固定した先細形状の突出した弁部材４
４は、１次室４２へ開口するバイパス１３の一端
部に設けた環状部材４４ａ内に挿入されて両部材
４４，４４ａの間に絞り部４５を形成している。
熱交換器１６への通水量は主としてベンチユリ４
６と絞り部４５の抵抗に応じた比率にて給水通路
１０の後半部１２とバイパス１３とに分配され、
後半部１２に分配された流量によりベンチユリ４
６に生ずる負圧は２次室４３に伝達されてダイヤ
フラム４１に第１図において右方に向かう作動力
を生ぜしめ、この作動力はロツド４９および弁棒
２９によりガス弁２５の弁体２７に伝えられる。
前記通水量が少なければ前記作動力も小さいので
ダイヤフラム４１は変位せず、ガス弁２５は閉じ
ているが、所定の最小流量（後述のQoと一致）
まで増大すればダイヤフラム４１はスプリング２
８に抗して右方に変位し、弁体２７を移動させて
ガス弁２５を最低開度に開き、ガスバーナ２４の
安定燃焼に必要な最低量のガスを供給する。この
最低量のガスの燃焼により加熱された場合に熱交
換器１６内において沸騰が生じないように、前記
通水量の最小流量は定められる。通水量が更に増
大すればその増大につれてダイヤフラム４１はス
プリング２８を撓ませて変位し、弁体２７を移動
させてガス弁２５の開度を増大させる。なお、通
水量の増大につれて絞り部４５の開口面積は増大
し、これにより通水量の分配比率はバイパス１３
側の比率が増大する。以上の作用により、ガスバ
ーナ２４へのガス供給量は熱交換器１６への通水
量とほぼ比例したものとなる。しかして、熱交換
器１６から後述の混合弁５０に供給される熱湯の
温度が常に所定の高温度となるように、前記通水
量とガス供給量の比率は設定されている。

給水通路１０の前半部１１のうち給水路ハウジ
ング３０内に形成される部分には定流量弁６０が
設けられている。定流量弁６０は給水路ハウジン
グ３０内に形成された嵌合孔１０ａに摺動自在に
嵌合されてスプリング６３により上流側に付勢さ
れた摺動筒６２及びこれと同心的に支持され先細
の先端部を摺動筒６２の内向フランジ部６２ａ中
央の開口６２ｂ内に挿入して開口６２ｂとの間に
可変絞り部６１を形成するテーパ部材６５を備え
ている。テーパ部材６５の根本部は給水路ハウジ
ング３０に固定された案内筒６９により摺動自在
に支持され、案内筒６９との間に介装したスプリ
ング６８により上流側に付勢され、その先端は嵌
合孔１０ａと同心的に給水通路１０内に支持され
た熱応動部材６６先端の作動部６６ａに当接支持
されている。熱応動部材６６は給水路ハウジング
３０内にクリツプ止めされた支持円板６７により
支持され、支持円板６７は熱交換器１６への給水
を通過させる連通孔を有し、またスプリング６３
により付勢される摺動筒６２のストツパを形成し
ている。摺動筒６２は熱交換器１６への通水量が
ガス弁２５の最大開度すなわちガスバーナ２４の
最大能力に対応する最大流量に達すれば、内向フ
ランジ部６２ａの前後に生じる圧力差によりスプ
リング６３に抗して下流側に移動して可変絞り部
６１の通路面積を減少させ、通水量が前記最大流
量以上となるのを防止して混合弁５０の熱湯入口
５３に供給される熱湯が常に所定の高温度に保た
れるようにするものである。

ガス弁２５の最大開度に対応する熱交換器１６
への最大流量は給水温度により異なり、給水温度
が高い状態を基準として定流量弁６０による最大
流量を設定すればその値は比較的大となり、給水
温度が低下した場合において熱交換器１６に前記
最大流量の通水をすればガスバーナ２４の最大能
力を超えることになるので、熱交換器１６から混
合弁５０の熱湯入口５３に供給される熱湯の温度
は所定の高温度よりも多少低下する。逆に給水温
度が低い状態を基準として前記最大流量を設定す
ればその値は比較的小となり、給水温度が上昇し
た場合にはガスバーナ２４が最大能力に達する以
前に通水量が最大流量に達するので、ガスバーナ
２４の最大能力を発揮することができない。本実
施例においては給水温度が上昇すれば、熱感応部
材６６先端の作動部６６ａが伸びてテーパ部材６
５を後退（第１図において上方移動）させるの
で、摺動筒６２の内向フランジ部６２ａとテーパ
部材６５の間の可変絞り部６１の開口面積は大と
なつて給水温度が高い場合に適した特性となり、
また給水温度が低下すればテーパ部材６５が前進
するので可変絞り部６１の開口面積は小となつて
給水温度が低い場合に適した特性となる。

本実施例においては、ロツド６４を介してテー
パ部材６５と連動する給水温度補償弁４８が設け
られ、ベンチユリ４６外周の環状溝４６ｂはこの
給水温度補償弁４８と連通路４８ａ，４８ｂを介
して給水通路１０の前半部１１と連通されてい
る。給水温度補償弁４８は給水温度が低温の状態
では開度が小であるが、給水温度の上昇に伴うテ
ーパ部材６５の移動につれて開度が増大して給水
通路１０の前半部１１から環状溝４６ｂ内への導
入量を増大するものである。これにより小孔４６
ａ、環状溝４６ｂ及び連通路４７を経てダイヤフ
ラム装置４０の２次室４２に伝達されるベンチユ
リ負圧を、給水温度の上昇につれて減少させてガ
ス弁２５の開度が小となる方向に補正し、給水温
度が変化しても熱交換器１６から混合弁５０に供
給される熱湯の温度が変化しないように補償する
ものである。

次に混合弁５０につき説明する。混合弁５０の
ハウジング１５内に形成された通路５２の両端部
及び中間部には熱湯入口５３、冷水入口５４及び
出湯口５５が開口され、熱湯入口５３は熱交換器
１６に、冷水入口５４は後述する自動弁７０及び
分岐路１１ａを経て給水通路１０の前半部１１
に、出湯口５５は給湯管１７にそれぞれ連通され
ている。冷水入口５４と出湯口５５の間の通路５
２の内面に形成された混合弁座５２ａと同心的
に、サーボモータ５８により軸方向に進退駆動さ
れる弁軸５７が設けられ、その先端には混合弁座
５２ａと対向して混合弁体５６が固定されてい
る。サーボモータ５８は制御装置（図示せず）に
より制御され、給湯管１７に設けられたサーミス
タ（図示せず）等により検出された出湯温度が使
用者により任意に設定された出湯温度よりも低い
場合には弁軸５７を前進（第１図において下方移
動）させて混合弁座５２ａと混合弁体５６の間の
通路面積を減少させ、分岐管１１ａからの冷水の
流入比率を減少させて出湯口５５から給湯管１７
に送り出される湯の温度を上昇させ、また、検出
された出湯温度が設定された出湯温度よりも高い
場合には前記と逆に弁軸５７を後退させ、分岐管
１１ａからの冷水の流入比率を増大させて給湯管
１７に送り出される湯の温度を低下させる。な
お、出湯量の変更は給湯管１７の末端に設けた給
湯栓（図示せず）を使用者が開閉することにより
行う。

混合弁５０の冷水入口５４と分岐管１１ａの間
に設けられる自動弁７０はダイヤフラム装置４０
と同心的に配置され、給水路ハウジング３０と一
体的に形成された自動弁座７２と、ダイヤフラム
４１と連動して作動する自動弁体７３を備えてい
る。ダイヤフラム４１中央部の突出した弁部材４
４に同心的に固定された支持ロツド７１の先端部
には、自動弁体７３がその中央のボス部を介して
軸方向摺動自在に同心的に支持され、支持ロツド
７１の中間部にクリツプ止めされたワツシヤ７４
との間に介装したスプリング７５により、支持ロ
ツド７１先端に係止したクリツプ８０に向けて付
勢されている。自動弁７０は、熱交換器１６への
通水量が多く、ダイヤフラム４１が第１図におい
て右方に変位してガス弁２５がガスバーナ２４の
安定燃焼に必要な最低量のガスを供給する開度以
上となつている状態では自動弁体７３が自動弁座
７２から離れ、開状態となつて、混合弁５０の冷
水入口５４を分岐路１１ａと連通し、また、前記
通水量が減少してガス弁２５が前記開度以下とな
れば、第１図に示す如く、自動弁体７３が自動弁
座７２に当接し、閉状態となつて、冷水入口５４
と分岐路１１ａの間の連通を閉じるように作動す
るものである。自動弁座７２にはバイパス孔７６
が設けられ、自動弁７０が閉じた状態においても
その両側はバイパス孔７６により連通されてい
る。なお、自動弁体７３には補助弁孔７３ａが設
けられ、自動弁体７３のボス部に嵌合され同ボス
部にクリツプ止めしたワツシヤ７９との間に介装
したスプリング７８により付勢された補助弁体７
７により前記補助弁孔７３ａは通常は閉じられて
いる。補助弁体７７は、給湯管１７の末端に設け
た給湯栓（図示せず）の急激な開閉等により給水
通路１０の前半部１１の圧力が一時的に上昇した
場合に作動して補助弁孔７３ａを開き、自動弁体
７０の開弁動作を円滑ならしめる。

次に本実施例の作動につき説明する。出湯温度
を最高温度に設定すれば混合弁５０の混合弁座５
２ａは混合弁体５６により閉じられているので、
第２図の特性曲線Ａに示す如く、給水管３３から
の全給水量はそのまま熱交換器１６への通水量と
なり、給湯管１７からの出湯量となる。出湯温度
を低温に設定すれば混合弁体５６は混合弁座５２
ａから離れて分岐管１１ａからの冷水が混合弁５
０に導入され、この場合の特性曲線はＢに示す如
くなる。この状態では、出湯量が多い場合すなわ
ち熱交換器１６への通水量がガスバーナ２４の安
定燃焼に必要なガス弁２５の最低開度を維持する
ための最小流量Qo以上である場合には自動弁７
０は前述の如く開となり、熱交換器１６を通る流
量Uaの熱湯と自動弁７０を通る流量Ubの冷水が
混合弁５０で混合され、設定された出湯温度とな
つて給湯管１７に送り出される。給湯管１７の末
端に設けた給湯栓（図示せず）を絞つて出湯量を
減少させれば、熱交換器１６への通水量も比例的
に減少しようとする。しかしながらこの通水量が
減少して最小流量Qoに近付けば自動弁７０の開
度が減少して熱交換器１６への通水量の比率を増
大させるので特性曲線Ｂに示す如くこの通水量は
ほぼ最小流量Qoに保たれる。この状態において
は混合弁５０に流入する冷水の流量の比率が減少
するので給湯管１７へ送り出される湯温は設定温
度よりも上昇する。更に出湯量が減少してQa以
下となれば熱交換器１６への通水量は再び減少し
て最小流量Qo以下になるが、この状態ではダイ
ヤフラム装置４０によりガス弁２５が閉となりガ
ス湯沸器の作動は停止する。なお、最低出湯量
Qaはバイパス孔７６の開口面積により変化し、
この開口面積が０ならば前記最小流量Qoと一致
し、この開口面積が増大すればQaも増大する。
出湯温度を前記低温よりもやや高温に設定すれば
その特性曲線はＣの如くなり、更に高温に設定す
ればＤ，Ｅの如き特性曲線を経て前述の最高温に
設定した場合の特性曲線Ａとなる。

自動弁体７３は、ガス弁体２７に連結されたダ
イヤフラム４１と支持ロツド７１を介して連結さ
れているので、ガス弁２５の開度と正確に対応し
て作動する。従つて自動弁体７３は、ガス供給量
がガスバーナ２４の安定燃焼に必要な最低量以下
となれば確実に閉じ、またガス供給量が前記最低
量以上となれば確実に開き始め、作動誤差が生ず
ることはない。

混合弁を備えたこの種のガス湯沸器において自
動弁７０を備えていないものは、出湯温度を低温
に設定した場合の特性曲線は第２図のB′に示す
通りとなり、熱交換器への通水量が最小流量Qo
以下とならないようにするために出湯量の最低限
度をQbにする必要があるが、上記実施例のもの
は、自動弁７０の作用により出湯温度を低温に設
定した場合の出湯量の最低限度QaがQb以下とな
る。すなわち出湯量の調整範囲を小出湯量側に拡
大することができるので、ガス湯沸器の使い勝手
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるガス湯沸器の一実施例の
構造説明図、第２図は作動説明図である。 符号の説明、１６……熱交換器、２４……ガス
バーナ、２５……ガス弁、４０……ダイヤフラム
装置、４１……ダイヤフラム、５０……混合弁、
５３……熱湯入口、５４……冷水入口、５５……
出湯口、５６……混合弁体、７０……自動弁、
Qo……最小流量。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガスバーナにより加熱される熱交換器への通水
   量に応じて変位するダイヤフラムを有するダイヤ
   フラム装置と、前記ダイヤフラムに連動され前記
   通水量の増減に応じて前記ガスバーナへのガス供
   給量を増減させるガス弁を備えてなるガス湯沸器
   において、熱湯入口、冷水入口及び出湯口が設け
   られ前記両入口からの流入量の比率を設定された
   出湯温度に応じて制御する混合弁体を有する混合
   弁と、前記ダイヤフラム装置と同心的に配置され
   て前記ダイヤフラムに連動され前記ガス供給量が
   前記ガスバーナの安定燃焼に必要な最低量以下と
   なれば閉じる自動弁を備え、前記ダイヤフラム装
   置は前記通水量の如何に拘わらず前記熱交換器に
   より常にほぼ所定温度の熱湯が得られるようにそ
   の作動特性を設定すると共にこの熱湯を前記熱湯
   入口に供給し、前記冷水入口には前記ダイヤフラ
   ム装置の上流側より分岐された給水を前記自動弁
   を介して供給したことを特徴とするガス湯沸器。