JPH06241563A - 給湯機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】給湯機本体から出湯蛇口(11)に至る回路長さや
屈曲態様等に影響されることなく出湯停止直後に於ける
後沸き現象を確実に防止する。 【構成】出湯蛇口(11)から熱交換器(2) の上流側の給水
回路(29)に繋がる帰還回路(5)と、該帰還回路(5) と熱
交換器下流側の給湯回路(19)を短絡する短絡回路(8) を
具備する給湯機を用い、出湯停止直後には非加熱状態で
熱交換器(2) 部分を通水状態に維持する給湯機の制御方
法において、出湯停止直後には、非加熱状態で熱交換器
(2) から直接又は給湯回路(19)を経て短絡回路(8) に入
り帰還回路(5) から給水回路(29)を通って熱交換器(2)
の上流部に戻る回路を連通状態にし、更に、循環ポンプ
(P) を作動させて該回路内の水を強制循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、出湯停止直後の熱交換
器内の温水が極めて高温になる現象（以下、後沸き現象
という）を防止する機能と、出湯操作初期に冷水が流出
せず直ちに温水を取り出せる機能（以下、瞬時出湯機能
という）を具備する給湯機の制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術及び課題】出湯蛇口を閉じると熱交換器の吸
熱フィン等に蓄えられた熱が該熱交換器部分の滞留水に
集中的に熱拡散してこれを過剰加熱する所謂後沸き現象
が生じる。かかる問題を解決するものとして実開昭63-1
47657 号公報に開示された技術がある。

【０００３】図１に示すように、熱交換器(2) から引き
出した給湯回路(19)の先端には出湯蛇口(11)が接続され
ていると共に、該出湯蛇口(11)部分と熱交換器上流側の
給水回路(29)は帰還回路(5) で接続されている。又、上
記熱交換器(2) の下流側の給湯回路(19)の途中と前記帰
還回路(5) は短絡回路(8) で接続されており、該短絡回
路(8) と上記帰還回路(5) の合流部には三方弁(41)が挿
入されていると共に、該三方弁(41)と給水回路(29)との
間に位置する帰還回路(5) 部分には循環ポンプ(P) が挿
入されている。

【０００４】次に上記従来の給湯機の動作を説明する。
図１に示す出湯状態においては、三方弁(41)は短絡回路
(8) を出湯蛇口(11)側に繋げるような姿勢に維持されて
おり、これにより、帰還回路(5) と給湯回路(19)の両者
から出湯蛇口(11)に温水供給できるようになっている。
次に、出湯蛇口(11)を閉じると、三方弁(41)が図２の状
態に切り替わり、給水回路(29)→熱交換器(2) →給湯回
路(19)→出湯蛇口(11)部分→帰還回路(5) →給水回路(2
9)と繋がる循環回路が形成される。又、循環ポンプ(P)
が一定時間だけ作動せしめられ、上記熱交換器(2) に蓄
えられた熱が前記循環回路内の循環水全体に拡散されて
後沸き現象が防止される。又、出湯停止状態においてサ
ーミスタ(S) の検知水温が低下すると、循環ポンプ(P)
が作動せしめられると共にガスバーナ(6) が燃焼せしめ
られ、これにより、上記循環回路内の温度が一定に維持
されて次回の出湯操作直後から温水が取り出せるように
待機する。

【０００５】このものでは、給湯回路(19)と帰還回路
(5) の２本の回路を利用して出湯させるから、給湯回路
(19)のみから出湯させるのもに比べて短絡回路(8) の分
岐点より下流側の給湯回路(19)を細くできる。又、帰還
回路(5) のうち出湯蛇口(11)と三方弁(41)の間も細くで
きる。従って、出湯蛇口(11)と熱交換器(2) との間の水
を循環加熱してこれを一定温度に保つ上記待機時には、
給湯回路(19)の全域が太い場合に比べて加熱対象水の量
が少なくなり、該待機時における消費ガス量を少なくす
ることができる。

【０００６】しかしながら、上記従来のものでは出湯停
止直後の後沸きを防止することができない場合があると
いう問題があった。上記問題点について更に詳述する。
給湯機本体(B) と出湯蛇口(11)を繋ぐ給湯回路(19)や帰
還回路(5) 等の配管は長い場合が多く、又、該回路は複
雑に屈曲しているのが一般的である。かかる条件の下、
上記両回路で形成される循環回路内の滞留水を循環ポン
プ(P) で循環させる場合には、該回路に於ける通水抵抗
は極めて大きくなる。すると、上記循環回路内に於ける
循環水の流速が遅くなり、該遅くなった分だけ出湯停止
直後の後沸き防止動作時に熱交換器(2) から流出する温
水の温度が高くなる。そして、上記配管の長さが一層長
くなって前記循環水の流速が極めて遅くなった場合に
は、出湯停止直後（後沸き防止動作時）に上記熱交換器
(2) から流出する温水の温度が相当高くなって実質的に
後沸き現象を防止することができなくなってしまうこと
があるのである。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みて成されたもの
で、『加熱源で加熱される熱交換器(2) と出湯蛇口(11)
とを接続する給湯回路(19)と、上記出湯蛇口(11)と熱交
換器(2) の上流側の給水回路(29)を繋ぐ帰還回路(5)
と、該帰還回路(5) と上記給湯回路(19)を短絡する短絡
回路(8) を具備する給湯機を用い、出湯停止直後には加
熱源を非発熱状態に維持したまま熱交換器(2) 部分を通
水状態に維持すると共に、給湯回路(19)内の滞留水が温
度低下したときは該給湯回路(19)と帰還回路(5) と給水
回路(29)で構成される循環回路内の水を循環加熱し、更
に、出湯時には給湯回路(19)から直接に出湯蛇口(11)に
至る回路と上記給湯回路(19)の途中又はその上流端部か
ら短絡回路(8) に分岐して帰還回路(5) から出湯蛇口(1
1)に至る回路との２つの回路を介して出湯蛇口(11)部分
に温水を供給するようにした給湯機の制御方法』におい
て、給湯機本体から出湯蛇口(11)に至る回路長さや屈曲
態様等に影響されることなく出湯停止直後に於ける後沸
き現象を確実に防止できるようにすることをその課題と
する。

【０００８】

【技術的手段】上記課題を解決する為の本発明の技術的
手段は、『出湯停止直後には、加熱源を非発熱状態に維
持すると共に熱交換器(2) から直接に短絡回路(8) に入
るか又は熱交換器(2) から給湯回路(19)を経た後に短絡
回路(8) に入りその後帰還回路(5) から給水回路(29)を
通って熱交換器(2) の上流部に戻る回路を連通状態に
し、更に、循環ポンプ(P) を作動させて該回路内の水を
強制循環させるようにした』ことである。

【０００９】

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。出湯停
止操作をすると既述従来のものと同様に加熱源が非発熱
状態に維持される。又、出湯停止操作後には熱交換器
(2) から直接又は給湯回路(19)を介して短絡回路(8) に
繋がる回路→帰還回路(5) →給水回路(29)→熱交換器
(2) と繋がる回路が連通状態に維持され、該回路内の滞
留水が該回路内で循環ポンプ(P) によって強制循環せし
められる。即ち、後沸き防止動作が開始するのである。

【００１０】従って、熱交換器(2) 内等の水は既述従来
のように出湯蛇口(11)部分まで流れる前に短絡回路(8)
と帰還回路(5) を介して熱交換器(2) の上流側に戻さ
れ、該水は熱交換器(2) と出湯蛇口(11)を循環する循環
回路よりも全長の短い回路内で循環せしめられる。従っ
て、給湯機本体から出湯蛇口(11)までの配管距離が極め
て長い場合でも、熱交換器(2) 内の水が上記全長の短い
循環回路で循環することとなり、その分だけ上記循環時
に於ける回路の通水抵抗が小さくなる。すると、上記通
水抵抗が小さくなる分だけ、出湯停止直後の後沸き防止
動作時に熱交換器(2) 部分を流れる水の流速が大きくな
る。

【００１１】

【効果】本発明は次の特有の効果を有する。既述従来の
ものに比べ後沸き防止時に熱交換器(2) 部分を流れる水
の流速が大きくなるから、該熱交換器(2) に蓄えられた
熱が該部分を緩慢に流れる水に集中的に吸熱されないこ
ととなり、これにより後沸き現象が確実に防止できる。

【００１２】

【実施例】次に、上記した本発明の実施例を図面に従っ
て詳述する。本発明の実施に使用する給湯機の水回路及
びガス回路は既述したものと同様に構成されており、熱
交換器(2) の出口部には出湯湯温を検知するサーミスタ
(S)が配設されている。又、給水回路(29)に於ける上記
帰還回路(5) の交差部より上流側には、水流スイッチ(1
6)が配設されており、更にその上流側には逆止弁(15)が
配設されている。また、熱交換器(2) を加熱するガスバ
ーナ(6) へのガス回路(62)には、該ガス回路(62)を開閉
するガスバーナ用電磁弁(61)が設けられている。

【００１３】三方弁(41)は、出湯停止状態（出湯停止直
後の一定時間を除く）においては、短絡回路(8) と帰還
回路(5) を遮断した状態に維持せしめられている。即
ち、三方弁(41)の駆動源となる後述の第１，第２励磁コ
イル(42)(40)が共に非通電状態となって出湯停止状態
（出湯停止直後を除く）にある時は、図２の如く、出湯
蛇口(11)を循環ポンプ(P) 側に繋いだ状態に維持するの
である。逆に、出湯時においては、図１の如く短絡回路
(8) を出湯蛇口(11)側に繋ぐように三方弁(41)の姿勢が
維持されている。

【００１４】上記三方弁(41)や水流スイッチ(16)等の各
部品は図４の如く電気配線されており、サーミスタ(S)
と出湯温度を設定する可変抵抗(43)の出力は、比較器(5
1)に入力されている。上記比較器(51)の出力は、ガスバ
ーナ用電磁弁(61)を駆動させる為の励磁コイル(63)をＯ
Ｎ・ＯＦＦする第２トランジスタ(91)と、循環ポンプ
(P) やタイマ(92)をＯＮ・ＯＦＦする第１トランジスタ
(9) へのベースに印加されている。また、タイマ(92)の
限時復帰型の常開出力接点(921) は、水流スイッチ(16)
の第１常閉出力接点(163) と直列に接続されており、該
常開出力接点(921) の低電位側は第２励磁コイル(40)と
循環ポンプ(P) の高電位側に繋がっている。更に、上記
タイマ(92)の常開出力接点(921) は第３トランジスタ(9
9)でバイパスされており、該第３トランジスタ(99)のベ
ースには、第２温度センサ(A) の出力でＯＮ・ＯＦＦす
る第２比較器(98)の出力が印加されている。

【００１５】最後に、出湯蛇口(11)の開閉によって作動
する水流スイッチ(16)の第２常閉出力接点(162) と常開
出力接点(161) は、第１トランジスタ(9) や第２トラン
ジスタ(91)のコレクタ側回路に夫々挿入されている。
又、水流スイッチ(16)の第１，第２常閉出力接点(163)
(162) の高電位側の相互間には始動スイッチ(96)が挿入
してある。

【００１６】器具を使用状態にする時は、先ず、始動ス
イッチ(96)を閉じる。出湯蛇口(11)を開放している出湯
時には、水流スイッチ(16)の常開出力接点(161) が閉じ
（図４の想像線の状態）、これによって三方弁(41)の励
磁コイル(42)が通電状態になる。即ち、三方弁(41)は、
図１の如く、短絡回路(8) を出湯蛇口(11)側に繋いで、
帰還回路(5) と給湯回路(19)の両者から出湯させる。こ
れにより、給湯回路(19)のみから出湯させるものに比べ
て、短絡回路(8) の分岐点より下流側の給湯回路(19)の
直径を小さくすることができ、これにより、配管に必要
なスペースが大きくならないようにしている。又、出湯
蛇口(11)と三方弁(41)の間の帰還回路(5) も細くでき
る。更に、短絡回路(8) の分岐点より下流側の給湯回路
(19)を細くできるようにすることで、後述するように、
瞬時出湯の準備をすべく出湯停止時に於ける器具内の温
水を循環させる場合も、上記短絡回路(8) の分岐点より
下流側の給湯回路(19)表面からの放熱量を低く抑えられ
るとともに該加熱対象となる循環水の量を少なくするこ
とができ、該循環加熱時に消費するガス量を少なくする
ことができる。

【００１７】又、可変抵抗(43)による設定温度とサーミ
スタ(S) の出力を比較する比較器(51)の出力によって、
第２トランジスタ(91)がＯＮ・ＯＦＦし、これにより、
励磁コイル(63)がコントロールされてガスバーナ(6) の
燃焼が制御される。さて、出湯蛇口(11)を閉じて出湯停
止させると、水流スイッチ(16)の常開出力接点(161) が
開き（図４の実線の状態）、これにより、ガスバーナ用
電磁弁(61)の励磁コイル(63)が消勢せしめられてガスバ
ーナ(6) が消火すると共に、第１励磁コイル(42)が消勢
状態になる。

【００１８】他方、水流スイッチ(16)の第２常閉出力接
点(162) が閉状態に復帰し（図４の実線の状態）、これ
と同時にタイマ(92)が作動して一定時間だけその常開出
力接点(921) が閉じ、これにより、循環ポンプ(P) が一
定時間だけ作動せしめられる。又、一定時間だけ第２励
磁コイル(40)が励磁されて三方弁(41)が切り替わる。即
ち、給水回路(29)→熱交換器(2) →給湯回路(19)→短絡
回路(8) →帰還回路(5) →給水回路(29)の循環回路が形
成されるのである。すると、図３の矢印で示す如く、回
路内の水は上記循環回路を一定時間だけ循環することと
なる。この場合、上記循環回路は配管径の小さい給湯回
路(19)を流れる太い配管部分のみを流れると共に、該回
路の全長は短いため、循環時に於ける回路の通水抵抗が
小さくなり、熱交換器(2) 部分を流れる水の流速が大き
くなって、出湯停止後に於ける熱交換器(2) の吸熱フィ
ン等の熱が上記循環水に拡散することとなる。即ち、後
沸き現象が防止できるのである。

【００１９】次に、時間が経過してタイマ(92)の常開出
力接点(921) が開状態に復帰すると、第２励磁コイル(4
0)が消磁状態となり、これにより、該第２励磁コイル(4
0)と既述した第１励磁コイル(42)が共に消磁した状態に
なる。すると、三方弁(14)は図２の状態に切り替わり、
これにより給水回路(29)→熱交換器(2) →給湯回路(19)
→出湯蛇口(11)→帰還回路(5) →給水回路(29)の循環回
路が形成される。爾後、循環ポンプ(P) やガスバーナ用
電磁弁(61)の励磁コイル(63)は、サーミスタ(S) や可変
抵抗(43)（出湯温度を設定するもの）の出力を比較する
比較器(51)によって制御され、サーミスタ(S) の検知水
温が低下するとガスバーナ(6) が燃焼して循環ポンプ
(P) が作動し、上記循環回路内の温度を一定に保つ。即
ち、出湯蛇口(11)を開放したときは、直ちに設定温度の
湯が取り出せるようにするのである。尚、上記ガスバー
ナ(6) の燃焼時には図示しないガス比例弁を絞り状態に
維持し、これにより、該ガスバーナ(6) を弱火燃焼させ
る。このようにガスバーナ(6を弱火燃焼させるのは出湯
蛇口(11)を再開放した時に不快感を受けない程度の温水
が出湯蛇口(11)から流出するようにするためである。

【００２０】又、上記した実施例のものでは、冬期等の
低温時に外気温が０℃程度以下に低下した際に於ける水
回路内の凍結が防止できるようになっており、この為
に、既述した第２温度センサ(A) や第２比較器(98)、更
に第３トランジスタ(99)等が設けられている。給湯機本
体(B) 内に於ける外気温を検出し易い場所に配設された
第２温度センサ(A) は、外気温を常に監視しており、該
温度が水の凍結温度以下になったときには、第２比較器
(98)から信号がでて第３トランジスタ(99)をＯＮにす
る。これにより、循環ポンプ(P) が作動し、給湯機内の
水を強制流動させ、これにより、水回路内の凍結を防止
する。

【００２１】図５に示す第２実施例のものは、給湯回路
(19)の上流端部、即ち、熱交換器(2) の吐出口(20)部分
と帰還回路(5) を短絡回路(8) で接続したものである。
この場合に於いては、給湯回路(19)全体を細くすること
ができるから、出湯停止時に於ける器具内の温水を循環
させる際に消費するガス量を一層少なくすることができ
る。

【００２２】尚、上記実施例では熱交換器(2) の加熱源
としてガスバーナ(6) を使用したがこれに代えて電気ヒ
ータを使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】出湯状態を示す給湯機の水回路及びガス回路の
説明図

【図２】出湯待機時に於ける給湯機の水回路及びガス回
路の説明図

【図３】後沸き防止動作時に於ける給湯機の水回路及び
ガス回路の説明図

【図４】制御用電気回路の説明図

【図５】他の実施例の説明図

【符号の説明】

(2) ・・・熱交換器 (5) ・・・帰還回路 (6) ・・・ガスバーナ (11)・・・出湯蛇口 (19)・・・給湯回路 (29)・・・給水回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱源で加熱される熱交換器(2) と出湯
   蛇口(11)とを接続する給湯回路(19)と、上記出湯蛇口(1
   1)と熱交換器(2) の上流側の給水回路(29)を繋ぐ帰還回
   路(5) と、該帰還回路(5) と上記給湯回路(19)を短絡す
   る短絡回路(8) を具備する給湯機を用い、出湯停止直後
   には加熱源を非発熱状態に維持したまま熱交換器(2) 部
   分を通水状態に維持すると共に、給湯回路(19)内の滞留
   水が温度低下したときは該給湯回路(19)と帰還回路(5)
   と給水回路(29)で構成される循環回路内の水を循環加熱
   し、更に、出湯時には給湯回路(19)から直接に出湯蛇口
   (11)に至る回路と上記給湯回路(19)の途中又はその上流
   端部から短絡回路(8) に分岐して帰還回路(5) から出湯
   蛇口(11)に至る回路との２つの回路を介して出湯蛇口(1
   1)部分に温水を供給するようにした給湯機の制御方法に
   おいて、出湯停止直後には、加熱源を非発熱状態に維持
   すると共に熱交換器(2) から直接に短絡回路(8) に入る
   か又は熱交換器(2) から給湯回路(19)を経た後に短絡回
   路(8) に入りその後帰還回路(5) から給水回路(29)を通
   って熱交換器(2) の上流部に戻る回路を連通状態にし、
   更に、循環ポンプ(P) を作動させて該回路内の水を強制
   循環させる給湯機の制御方法。