JPH04332339A - 給湯器およびその通水量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯器の燃焼能力に応
じて通水量を制御する給湯器の通水量制御方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、給湯器には燃焼能力（給
湯能力）が設定されており、この燃焼能力の範囲内で設
定温度の湯が作り出せるように通水量の制御が図られて
いる。

【０００３】燃焼能力が小さい給湯器では、図５に示す
ように、給湯器１の給水管２内に固定式の水流制御装置
３を設け、水道等の給水源から給水管２を経て給湯熱交
換器４に入る通水量の制御を行っている。

【０００４】この水流制御装置３は複数の微小隙間を設
けた流量の絞り機構によって構成され、図７に示すよう
に、使用水圧の範囲内で通水流量を一定の低水量に制御
し、燃焼能力が小さくとも、高温の湯が作り出せるよう
になっている。

【０００５】図６は燃焼能力の大きい給湯器の通水量制
御方式を示したもので、この種の装置は、給湯器１の給
湯管５に電動式の水流制御装置６を設けたものである。 この水流制御装置６は、例えば、モータ駆動によって弁
体７を進退移動させて湯の通過面積を可変させ、通水量
を小容量から大容量にかけて広範囲に亘り制御するもの
である。

【０００６】この電動式の水流制御装置６を使用して通
水量を制御すると、図８に示すように、弁体７のストロ
ーク、つまり、弁体７の開度に応じて流量が直線的に増
加し、通水量を弁体７の開度に対して比例的に制御でき
るようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記図５に示すように
通水量を固定式の水流制御装置３で制御する方式は、使
用水圧によって流量変化が生じないので、給湯器１の最
大燃焼能力のときに設定された最高温度の湯が作り出せ
るように通水量を設定することにより、燃焼能力の範囲
内で任意の温度の湯を作り出せることとなるが、冬期等
に使用する場合には給水温度が非常に低くなり、固定式
であるために通水量を小さくすることができず、燃焼能
力を最大にしても設定温度の湯が作り出せなくなるとい
う問題が生じる。

【０００８】これに対し、図６に示す電動式の水流制御
装置６で通水量の制御を行う場合には、通水量を任意に
可変制御できるので、目的とする設定温度の湯を給水温
度の如何にかかわらず作り出すことができる。しかしな
がら、この電動式の水流制御装置６により通水量の制御
を行う方式は、出湯栓８を開けて湯を使用した後、一旦
出湯栓８を閉めて短時間のうちに再び出湯栓８を開けて
湯を使用するとき、湯が出た後に冷たい水が出て次に再
び設定温度の湯が出るという現象が生じる。

【０００９】この再出湯時の動作状態を示したものが図
９で、出湯栓８を開いて湯を安定に使用している状態で
は、給湯熱交換器４のバーナ９の燃焼が行われており、
水流制御装置６により給水温度と出湯温度との温度検出
情報と、給湯能力値に基づいて、設定温度の湯が出るよ
うに通水量が制御されている。

【００１０】この湯の使用状態で、出湯栓８を閉じると
バーナ９の燃焼停止が行われ通水量は零となる。そして
、出湯温度（給湯管５内に溜まっている湯の温度）は徐
々に低下していく。この閉じた状態では、図１０に示す
ように、給水管２には水が満たされており、給湯熱交換
器４内の管路と給湯管５内には湯が溜まっている状態と
なっている。

【００１１】前記出湯栓８を閉めてから短時間のうちに
再び出湯栓８を全開にすると、給水管２内に設けられて
いる流水センサ１０が水の流れを検出し、その検出信号
によってバーナ９の点火が行われる。このとき、出湯栓
８を開いたときからバーナ９の点火燃焼が開始するまで
Δｔの点火遅れが生じる。一方、水流制御装置６は出湯
栓８が開いてから出湯検出温度や給水検出温度等の情報
を受けて出湯温度が設定温度となるように通水量の制御
を開始するため、出湯栓８が開いてから通水量の制御を
開始するまでΔｓの時間遅れが生じる。このため、出湯
栓８を開けた瞬間には通水量の制御が行われないので多
量の水が流れ込み、前記点火遅れΔｔの時間内にこの多
量の通水によって給湯熱交換器４および給湯管５に溜ま
っていた湯は完全に押し出され、バーナ９の点火燃焼が
開始されたときには給湯管５内は完全に水が満たされた
状態となる。

【００１２】したがって、再出湯時には、図１１に示す
ように、最初に熱交換器４および給湯管５に溜まってい
た湯が出湯し、続いて点火遅れΔｔの時間内に給湯管５
内に満たされた水が出て、さらに、その水の後に点火燃
焼後に加熱された湯が出ることとなり、再出湯後の湯の
温度が大きく変動し、例えば台所等で食器を洗うような
場合、短時間のうちに出湯栓８を繰り返し開閉して湯を
使うときには急激な湯温変化の繰り返しとなり、非常に
使い心地が悪く、不快を感じるという問題があった。

【００１３】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、出湯栓を繰り返し開
閉して湯を使用する場合においても、急激な湯温変化を
生じることのない給湯器の通水量制御方法を提供するこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明の方法は、給湯器の給水管の入口から給湯管の出口
に至る通水路に通水量を一定の低水量に絞る第１の水流
制御部と、この第１の水流制御部により作り出される一
定の低水量よりも大きい水量を可変制御する第２の水流
制御部とを備えておき、給湯器を燃焼運転して出湯した
後一担出湯栓を閉め、次に開栓して再出湯する際には、
まず第１の水流制御部の制御により通水量を一定の低水
量に絞って流速を遅くし、開栓後の新たな水が給湯管を
通過する前に給湯熱交換器の再点火のバーナ燃焼が行わ
れるようにし、このバーナ燃焼後に通水量制御を第１の
水流制御部から第２の水流制御部に切り換えて行うこと
を特徴として構成されている。

【００１５】

【作用】上記構成の本発明において、湯を使用した後一
旦出湯栓を閉め、次に短時間のうちに開栓して再出湯さ
せると、給水管を通って給湯器に入ろうとする水は第１
の水流制御部により絞られて一定の低水量となり、速度
を落として給湯器内に入り込む。このとき、出湯栓を開
いてから給湯熱交換器のバーナ燃焼が開始するまでの点
火遅れが生じるが、この点火遅れの時間内に給湯器内に
入り込んだ水は給湯熱交換器の途中までしか達せず、給
湯管内の湯は設定温度に近い湯温を保っている。

【００１６】この状態で、バーナの再燃焼が行われる結
果、出湯栓からは最初は給湯管に溜まっていた湯が出湯
し、次に、点火遅れの時間内に給湯熱交換器に入り込ん
だ水が設定温度になる前に給湯管に入り込んで僅かに薄
められた湯が出湯し、次にバーナの再点火燃焼により設
定温度に加熱された湯が出ることとなり、急激な湯温変
化のない安定な湯が出湯されることとなる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、前記従来例の給
湯器のシステム部分と同一の部分には同一符号を付し、
その詳細な重複説明は省略する。

【００１８】図１には本発明の方法を適用する通水量制
御装置の要部断面構成が示されている。この通水量制御
装置は給湯器１の給水管２の入口から給湯管５の出口に
至る通水路の任意の位置、この実施例では給湯管５内に
設けられるもので、ボディ本体１１にはＴ字形状の通路
が形成されており、その通路の上端開口は密閉部１４に
よって閉鎖されている。この密閉部１４とボディ本体１
１はブラケット１５とねじ１６を利用して固定されてい
る。流入路１２と流出路１３は直角に交差しており、こ
の交差位置には弁体１７が設けられている。この弁体１
７は弁１８の中心部にシャフト２０を挿通固定したもの
からなり、弁１８の先方に突出するシャフト２０には第
１の水流制御部として機能する流路絞り板２１が固定さ
れている。この流路絞り板２１は前記従来例の図５の水
流制御装置３に対応するもので、この流路絞り板２１に
は複数の微小隙間が形成され、流路絞り板２１が流出路
１３に嵌め込まれた図１の状態で、前記図７に示すよう
に、使用水圧の範囲内で流入路１２側の圧力変化によら
ず、常に一定の低水量の湯水が通過するようになってい
る。

【００１９】前記弁１８とシャフト２０とからなる弁体
１７は第２の水流制御部として機能するもので、図１の
（ａ）の状態からシャフト２０を図１の（ｂ）に示すよ
うに上方向に移動することにより流入路１２から流出路
１３に至る流路面積が大きくなるようになっており、こ
の第２の水流制御部は前記従来例の図６に示す電動式の
水流制御装置６に対応している。なお、この実施例では
流路絞り板２１も弁体１７の一部として機能している。

【００２０】前記シャフト２０は図示されていない連動
機構を介してモータに連結されており、モータの回転が
連動機構を介してシャフト２０の進退移動（上下移動）
に変換されるようになっている。

【００２１】この実施例では、シャフト２０の最下降位
置のときに図１の（ａ）の状態となり、この状態で、流
入路１２から流出路１３に一定の低水量の湯水が流れる
ようになり、この状態から弁体１７を上方へ移動するこ
とにより弁体１７の開口度が大きくなり、図２に示すよ
うに、開口度の大きさに比例した量の湯水が通水するよ
うになっている。

【００２２】本実施例では、流路絞り板２１の通水量は
次の３つの条件を満足するように設定されている。まず
、第１の条件として、給湯器１の使用温度の頻度が最も
多い湯温、例えば４２℃の湯を、給水管２から供給され
る水の温度の如何にかかわらず作り出すことができるよ
うに通水の絞りが設定されている。また、第２の条件と
して、図１の（ａ）に示すように、流路絞り板２１で流
出路１３を塞いだときに、出湯栓８が開いてからバーナ
９の燃焼点火が開始される点火遅れの時間内に新しく入
り込む水が給湯熱交換器４を通り過ぎない流速が得られ
るように、つまり、新しい水が給湯熱交換器４を通り抜
ける前にバーナ９の燃焼点火が行われるように通水量の
絞りが設定され、さらに、第３の条件として、新たに入
り込む水の温度が低くても給湯器１の給湯能力に十分な
余有が持てるように、通水量の絞りが設定されている。

【００２３】次に、前記通水量制御装置による通水量制
御動作を説明する。出湯栓を開いて湯を使用していた後
、出湯栓８を閉めた状態で、弁体７は最下降の位置とな
り、図１の（ａ）に示すように、流路絞り板２１は流出
路１３内に嵌まり込んだ状態となっている。このとき、
従来例の図１０の場合と同様に、給水管２は水で満たさ
れ、給湯熱交換器４の管路と給湯管５内は湯で満たされ
た状態となっている。

【００２４】次に、図３に示すように、出湯栓８が短時
間のうちに再び開かれると、給水管２を通って給湯熱交
換器４に入り込む水は流路絞り板２１によって絞られ、
ゆっくりした流速で給湯熱交換器４の管路に入り込む。 そしてこの給湯熱交換器４の管路に入り込んだ水が給湯
熱交換器４を通り過ぎる前にバーナ９の燃焼点火が行わ
れ、給湯熱交換器４に入り込んだ水の加熱が行われる。

【００２５】したがって、本実施例では、出湯栓８を再
び開いたときには、図４に示すように、まず、給湯管５
に溜まっていた湯が出湯し、続いてバーナ９の再点火の
遅れの時間中に給湯熱交換器４の途中まで入り込んでバ
ーナの再点火加熱を受けたが設定温度に至らないで給湯
管５に出た湯と給湯熱交換器４内に溜まっていた湯とが
混合した多少温度の低い湯が出湯し、次に、バーナ９の
再点火の燃焼によって設定温度に加熱された湯が出湯す
る。

【００２６】このように、本実施例では、再出湯時に出
湯栓８を開けたときには、多量の水が給湯熱交換器内に
入り込むことがなく、新しく入り込んだ水が給湯熱交換
器４を通り過ぎる前にバーナ９の再点火燃焼が行われる
ので、再出湯時に急激な温度変化の湯が出ることがない
ので出湯栓８の開閉を頻繁に行って湯を使用する場合に
おいても、不快感を感じることがなく、心地よく、水仕
事を行うことができる。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、本発明の方法を適用する通水量制御装置を
第１の水流制御部としての流路絞り板２１と第２の水流
制御部としての弁体１７とをシャフト２０を用いて一体
的に形成したが、この第１の水流制御部と第２の水流制
御部は別個独立に分離して設けるようにしてもよい。

【００２８】また、第２の水流制御部を弁体１７の進退
移動（上下移動）によって通路面積を可変するようにし
たが、例えば、流入路１２側に連通する弁孔を内部に形
成したボールバルブをボディ本体１１内に設け、このボ
ールバルブの回転角を制御してボールバルブの弁孔の出
口開口と流出路１３の入口開口の重合面積を調整し、流
入路１２から流出路１３に流れる通水流量をボールバル
ブの回転角に応じて変化させるようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、出湯栓を開いて湯を使用した
後、一旦出湯栓を閉めた後短時間のうちに再度出湯栓を
開いて湯を使用する場合、出湯栓を開いた直後には通水
量を第１の水流制御部により制御して低水量の低速の水
を給湯熱交換器に供給し、この新たに供給される水が給
湯熱交換器を通過する前にバーナの再点火燃焼が行われ
るようにし、バーナの燃焼が行われた後には通水量の制
御を第２の水流制御部に切り換えるようにしたから、再
出湯時に出湯湯温の急激な変動がなく、したがって、出
湯栓を頻繁に開閉して湯を使用するときに、出湯湯温の
急激な変化の繰り返しを受けて不快に感じるということ
がなく、心地よく湯を使用することができる。

【００３０】また、本発明の方法を適用する装置構成も
極めて簡易に構成でき、複雑なシーケンス制御を行う必
要もないので、本発明の優れた方法を安価に実現するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る給湯器の通水量制御方法を適用す
る通水量制御装置の動作状態を示す説明図である。

【図２】本実施例における通水量制御装置を用いた弁体
の開度と通水量との関係を示すグラフである。

【図３】本実施例の方法の動作を示すタイムチャートで
ある。

【図４】本実施例の方法を適用した場合における再出湯
直後の管内の水と湯の分布状態の説明図である。

【図５】従来の固定式水流制御装置を用いた通水量制御
システムの説明図である。

【図６】従来の電動式通水量制御装置を用いた通水量制
御方法のシステム説明図である。

【図７】固定式通水量制御装置を用いたときの通水制御
態様のグラフである。

【図８】従来の電動式通水量制御装置を用いた通水量制
御態様のグラフである。

【図９】前記電動式通水量制御装置を用いて通水量の制
御を行ったときの再出湯後の管路内の水と湯の分布状態
を示す説明図である。

【図１０】給湯器の再出湯前の管路内の水と湯の分布状
態を示す説明図である。

【図１１】従来の電動式通水量制御装置を用いたときの
再出湯直後の管路内の水と湯の分布状態の説明図である
。

【符号の説明】

１　　給湯器 ２　　給水管 １２　　流入路 １３　　流出路 １７　　弁体 １８　　弁 ２１　　流路絞り板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　給湯器の給水管の入口から給湯管の出
   口に至る通水路に通水量を一定の低水量に絞る第１の水
   流制御部と、この第１の水流制御部により作り出される
   一定の低水量よりも大きい水量を可変制御する第２の水
   流制御部とを備えておき、給湯器を燃焼運転して出湯し
   た後一担出湯栓を閉め、次に開栓して再出湯する際には
   、まず第１の水流制御部の制御により通水量を一定の低
   水量に絞って流速を遅くし、開栓後の新たな水が給湯管
   を通過する前に給湯熱交換器の再点火のバーナ燃焼が行
   われるようにし、このバーナ燃焼後に通水量制御を第１
   の水流制御部から第２の水流制御部に切り換えて行うこ
   とを特徴とする給湯器の通水量制御方法。