JPH0615260Y2 - 給湯器の凍結防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野及び考案の概要］ 本考案は、給湯器の凍結防止装置、特に、検知対象が設
定温度以下になると導通状態となる温度検知スイッチの
出力によってヒータを発熱させ、これにより給湯器の水
回路を加熱保温して水回路の凍結を防止する凍結防止装
置に関するもので、給湯器の熱交換器部とバルブ装置部
とで凍結条件が相違することを堪案し、且、下位に位置
するヒータからの伝導熱を有効利用することにより、前
記２つの部分の凍結を確実に防止しつつ無駄な電力消費
を抑えるようにしたものである。

［従来技術とその問題点］ 不使用状態にある給湯器では、水回路内の水が滞留状態
にあることから、冬期において外気温が低下した場合に
は上記水回路内の水が凍結し、配管の損傷を引き起こ
す。

特に、バルブ装置近傍の水管内や、熱交換器近傍に位置
する水管内においては、外気温が水の凍結温度以下に低
下した場合には、外気温の変化に速やかに追随して凍結
しやすい為、この部分における破損が多い。

上記不都合を防止するため、従来は、第４図に示すよう
に、熱交換器(1)の上流側に隣接する缶体(10)に捲回さ
せた水管(2)の部分に第１ヒータ(32),(32)を、又、バル
ブユニット(B)の水管(2)部分に第２ヒータ(33),(33)を
添設し、これら第１・２ヒータ(32),(33)を最も雰囲気
温度の低下し易い器具下部のバルブユニット(B)近傍に
配設した温度検知スイッチ(4)によりＯＮ−ＯＦＦ制御
させるようにしている。

この従来のものでは、水管(2)内が凍結する程度に雰囲
気温度が低下すると（例えば０℃になると）、温度検知
スイッチ(4)の出力によって第１・２ヒータ(32),(33)が
同時に発熱状態となり、水管(2)内の水を加熱する。こ
れにより、水管(2)内が凍結温度にまで降下するのを防
止する。

ところが、上記のものでは、電力の浪費が著しいという
問題がある。

これは、バルブユニット(B)の配設場所と熱交換器(1)近
傍とでは、その雰囲気温度が異なるのに対し、これらの
各々に配設した第１・２ヒータ(32),(33)のＯＮ−ＯＦ
Ｆ作動の温度が同一であるからである。

即ち、水管(2)内の凍結は、外気温の低下に追随して、
最も雰囲気温度が低くなる部分であるバルブユニット
(B)近傍から始まり、熱交換器(1)の近傍に及んでいくか
ら、温度検知スイッチ(4)の作動温度はバルブユニット
(B)側と対応させて設定してある。従って、バルブユニ
ット(B)の雰囲気温度が温度検知スイッチ(4)の設定温度
にまで降下すると第１・第２ヒータ(32),(33)が発熱状
態となる。このとき、第２ヒータ(33)の熱は、バルブユ
ニット(B)に移動するとともに伝導及び対流によって熱
交換器(1)側にも移動するから、熱交換器(1)側では第１
ヒータ(32)の発熱と第２ヒータ(33)から移動する熱とに
よって必要以上に加熱されることとなる。次いで、第２
ヒータ(33)によってバルブユニット(B)の近傍が加熱さ
れて温度検知スイッチ(4)の設定温度以上になると、こ
のスイッチの出力によって第１・第２ヒータ(32),(33)
の発熱は停止されるが、温度検知スイッチ(4)は凍結温
度に降下し易い部分に設置されているから、熱交換器
(1)の近傍が温度検知スイッチ(4)の設定温度に降下して
いない条件下で導通状態となり、第１・第２ヒータ(3
2),(33)が発熱する。

かかる不都合を防止するため、第１ヒータ(32),(33)を
制御する他の温度検知スイッチをこれらヒータに対応さ
せて設置することが考えられる。このように構成した場
合には、この温度検知スイッチによって第１ヒータ(3
2),(33)が第２ヒータと無関係に制御されるから上記し
た不都合、すなわち、第１ヒータ設置部の近傍が凍結温
度に降下していない状態で発熱状態となる不都合が防止
できる。

ところが、このように、上記温度検知スイッチ(4)とは
別に第１ヒータに対応する温度検知スイッチを具備させ
るだけでは、凍結防止機能は不十分となる。第１ヒータ
(32)に対応する温度検知スイッチは第２ヒータ(33),(3
3)からの伝導熱及び対流による雰囲気温度の影響を受け
て常に高温側に維持される。従って、第１ヒータ設置部
の温度が凍結温度に降下しているにもかかわらずこの温
度検知スイッチが導通状態にならず、凍結事故を起すこ
とがあるのである。

［技術的課題］ 本考案は、このような『上端に熱交換器(1)を具備させ
た缶体(10)をケーシング(K)内の上部に収容すると共
に、ケーシング(K)内の下部に複数のバルブ装置からな
るバルブユニット(B)を収容し、このバルブユニット(B)
の入口から熱交換器(1)を介してバルブユニット(B)の出
口側に至る水回路を設け、前記熱交換器(1)の上流側近
傍の水回路構成壁に第１ヒータ(32),(33)を配設し、バ
ルブユニット(B)における水回路構成壁に第２ヒータ(3
3),(33)を配設し、これら第１・２ヒータ(32),(33)をケ
ーシング(K)内に配設した温度検知器の出力によってＯ
Ｎ−ＯＦＦ制御するようにした給湯器の凍結防止装置』
に於いて、凍結防止動作中における電力消費の無駄を防
止する為、器具内の各部の雰囲気温度に対応して第１・
２ヒータ(32),(33)が各別に制御され且第２ヒータの熱
的悪影響を防止することを、その技術的課題とする。

［技術的手段］ 上記技術的課題を解決する為に講じた本考案の技術的手
段は、『ケーシング(K)を区隔壁(9)によって熱交換器
(1)を収容する第１空室とバルブユニット(B)を収容する
第２空室とに区画すると共にこの区隔壁(9)を貫通する
水回路によって前記熱交換器(1)とバルブユニット(B)と
を接続し、前記第１空室には検知部の温度が設定温度以
下に降下した状態で第１ヒータ(32),(32)への電気回路
を導通状態とする第１検知器(42)を、又、第２空室には
検知部の温度が設定温度以下に降下した状態で第２ヒー
タ(33),(33)への電気回路を導通状態とする第２検知器
(43)を、それぞれ配設し、これら第１・２検知器の設定
温度を水の凍結温度よりも僅かに高い温度に設定した』
ことである。

［作用］ 上記技術的手段は次のように作用する。

器具不使用時において、バルブユニット(B)側に設けた
第２検知器(43)の雰囲気温度が水の凍結温度近傍の設定
温度に降下すると、これの出力により第２ヒータ(33),
(33)は発熱状態となる。即ち、バルブユニット(B)の水
回路部分が第２ヒータ(33),(33)で加熱保温されて凍結
防止されるのである。これと同時に、又は、これから遅
れて第１検知器(42)の近傍が設定温度になると、この第
１検知器の出力により第１ヒータ(32),(32)が発熱して
熱交換器(1)及びこれにつながる水回路の凍結が防止さ
れる。

上記状態では、第２ヒータ(33),(33)からの伝導熱（主
として水回路の配管を介する伝導熱）によって又雰囲気
空気の対流による熱移動によって発生熱の一部が第１検
知器(42)側に移動しようとするが、熱交換器(1)を具備
する缶体とバルブユニット(B)との間には区隔壁(9)を設
けているから、後者の熱移動は生じない。

従って、第１検知器(42)が下方の第２ヒータ(33),(33)
によって過度に加熱されることはなく、第２ヒータから
の熱移動のうち、水回路を介して第１空室側に移動する
伝導熱が有効に利用される。つまり、第１検知器(42)は
第２ヒータからの熱移動の影響を受けることなく第１ヒ
ータ(32),(32)を正確に制御する。

又、バルブユニット(B)の設置部の上方には区隔壁(9)を
設けているから、第２ヒータ(33),(33)からの熱が逃散
しにくいものとなる。

そして、上記条件下で保温加熱状態が進行し、各スイッ
チの近傍の温度が設定温度以上になると、第１・第２検
知器(42),(43)が各別にＯＦＦ状態となり、対応する各
ヒータの発熱を停止する。

その後、各検知器の雰囲気温度が設定温度に降下する
と、上記のように、再度、第１・２ヒータ(32),(33)が
導通して発熱状態となる。

［効果］ 本考案は上記構成であるから次の特有の効果を有する。

第２ヒータ(33),(33)からの熱移動の一部を有効に利用
した態様で第１ヒータ(32),(32)が第１検知器(42)によ
って的確に制御されることとなる。又、バルブユニット
(B)の設置部の上方には区画壁を設けているから、第２
ヒータ(33),(33)からの熱が逃散しにくいものとなるか
ら、給湯器の各部の凍結を的確に防止しつつ消費電力を
節減できる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を第１図〜第３図に基づいて説明
する。

この実施例は、本考案の凍結防止装置を給湯器付風呂釜
に採用したもので、器具内に、第１図に示すように、上
部に二つの熱交換器(1),(1)を並設し、下部にバルブユ
ニット(B),(B)を配設し、このバルブユニット(B)及び水
回路となる水管(2)を介して水を熱交換器(1),(1)に導い
ている。

このものでは、同図に示す如く、ケーシング(K)を区画
壁(9)によって第１空室(91)と第２空室(92)とに上下に
区画し、前記第１空室(91)に熱交換器(1),(1)を収容
し、第２空室(92)にバルブユニット(B),(B)を設けてお
り、前記バルブユニット(B),(B)を同一構成とするとと
もに熱交換器(1),(1)を同一構成としてある。そして、
第２図に示すように、一つの水導入管(D)から各バルブ
ユニット(B)に配管し、これらから第１空室(91)側に突
出させた接続管(S),(S)に熱交換器(1)の水管(2)の入口
側に具備させた水ガバナ(b)を接続している。尚、前記
水管(2),(2)の出口側は第２空室(92)に収容した集合管
(93)に接続されており、この集合管(93)の出口側の端部
が第２空室(92)の底壁から下方に突出する。又、上記水
導入管(D)から一方のバルブユニットへの回路には電磁
弁(94)が挿入されている。この電磁弁(94)は操作部によ
って必要に応じて開閉できるもので、これにより、一方
の給湯機能部（熱交換器(1)及びバルブユニット(B)さら
には運転制御部）が選択使用可能となる。

このように、この実施例の給湯器では、小さい能力の給
湯機能部を各一対組み合せてケーシング(K)内に収容す
ることで大能力給湯器となるとともに必要に応じて一方
の給湯機能部を停止させられることとなる。

次に、第１空室(91)の各熱交換器(1)の缶体(10)に捲回
された水管(2)には、複数の第１ヒータ(32),(32)を添設
すると共に第２空室(92)のバルブユニット(B)の流路壁
(20)には複数の第２ヒータ(33),(33)を添設し、上記し
た電磁弁(94)にも第２ヒータ(33)を添設してある。前記
第２空室(92)には上記した第２ヒータ(33),(33)から少
し離れた位置に第２検知器(43)としてのサーモスタット
(49)を取付けてあり、又、第１空室(91)には区画壁(9)
から突出した水回路の接続部に続く水ガバナ(b)に同じ
く第１検知器(42)としてのサーモスタット(48)を取付け
てある。そして、第１・２ヒータ(32),(33)はサーモス
タット(48),(49)の接点のＯＮ−ＯＦＦにより、発熱と
発熱停止を繰り返す。即ち、この実施例では、前記サー
モスタット(48),(49)が検知器として且出力接点装置と
して機能することとなる。

なお、前記サーモスタット(48),(49)の設定温度は、共
に同一に設定され、接点閉成温度を3.5℃±３℃、復帰
温度（開成温度）を11.5℃±３℃に設定してある。

上記した実施例のものでは、第１空室(91)側の温度が低
下しにくいから、外気温度が凍結温度（０℃）に低下す
ると、まず、第２空室(92)側のサーモスタット(49)の接
点が閉成されて第２ヒータ(33),(33)が導通状態とな
り、発熱する。

そして、その後に第１空室(91)側がサーモスタット(48)
の接点が閉成されて第１ヒータ(32),(32)が導通状態と
なり、発熱することとなる。

次に、水管(2)内の温度がある程度昇温すると、第１ヒ
ータ(32)からの発熱と、第２ヒータ(33),(33)からの伝
導熱との組み合せにより、サーモスタット(48)の受熱部
の温度が昇温し、サーモスタット(48)の雰囲気温度が復
帰温度に上昇してサーモスタット(48)がＯＦＦとなり、
第１ヒータ(32),(32)の発熱が停止される。第２ヒータ
(33)については第１ヒータからの熱的影響はなく、サー
モスタット(48)の制御動作に対応してＯＮ−ＯＦＦする
こととなる。

尚、上記第１ヒータ(32),(32)及び第２ヒータ(33),(33)
の動作タイミングは既述の通りであり、給湯器の各部の
凍結を的確に防止しつつ各ヒータの無駄な発熱は防止で
きる。又、区画壁(9)は第１空室(91)と第２空室(92)と
を確実に区画する必要はなく部分的連通部が有る態様の
区画であってもよい。さらに、第１・第２の検知器とし
ては、出力接点装置を別個に設ける構成としてもよい
が、いずれにしても、その出力接点装置は第３図の如く
第１ヒータ群と第２ヒータ群への電気回路に各別に挿入
される必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の凍結防止装置を使用した給湯器の説明
図、第２図は第１図の配管経路の説明図，第３図は要部
の電気回路の説明図、第４図は従来例の凍結防止装置の
説明図であり、図中、 (K)……ケーシング (B)……バルブユニット (1)……熱交換器 (32)……第１ヒータ (33)……第２ヒータ (42)……第１検知器 (43)……第２検知器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上端に熱交換器(1)を具備させた缶体(10)
   をケーシング(K)内の上部に収容すると共に、ケーシン
   グ(K)内の下部に複数のバルブ装置からなるバルブユニ
   ット(B)を収容し、このバルブユニット(B)の入口から熱
   交換器(1)を介してバルブユニット(B)の出口側に至る水
   回路を設け、前記熱交換器(1)の上流側近傍の水回路構
   成壁に第１ヒータ(32),(32)を配設し、バルブユニット
   (B)における水回路構成壁に第２ヒータ(33),(33)を配設
   し、これら第１・２ヒータ(32),(33)をケーシング(K)内
   に配設した温度検知器の出力によってＯＮ−ＯＦＦ制御
   するようにした給湯器の凍結防止装置に於いて、ケーシ
   ング(K)を区隔壁(9)によって熱交換器(1)を具備する缶
   体を収容する第１空室とバルブユニット(B)を収容する
   第２空室とに区画すると共にこの区隔壁(9)を貫通する
   水回路によって前記熱交換器(1)とバルブユニット(B)と
   を接続し、前記第１空室には検知部の温度が設定温度以
   下に降下した状態で第１ヒータ(32),(32)への電気回路
   を導通状態とする第１検知器(42)を、又、第２空室には
   検知部の温度が設定温度以下に降下した状態で第２ヒー
   タ(33),(33)への電気回路を導通状態とする第２検知器
   (43)を、それぞれ配設し、これら第１・２検知器の設定
   温度を水の凍結温度よりも僅かに高い温度に設定した給
   湯器の凍結防止装置。