JPH06347096A

JPH06347096A - 給湯装置

Info

Publication number: JPH06347096A
Application number: JP5164317A
Authority: JP
Inventors: Akira Yoshida; 晶吉田; Makoto Hamada; 誠濱田; Takuya Ikeda; 卓也池田; Yasuhiko Sato; 康彦佐藤; Katsuhiro Hidaka; 勝広樋高
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1994-12-20

Abstract

(57)【要約】【目的】低温出湯の使用状態において再出湯する際に
出湯温度がアンダーシュートするのを防止し、さらに、
出湯停止後、短時間で再出湯された場合に高温の湯が出
湯されるのを防止する。【構成】熱交換器１をバイパスするようにバイパス路
４を設け、バイパス路４にバイパス開閉弁５を設ける。
バイパス路４には、バイパス開閉弁５を閉じた時に水を
リークさせるためのサブバイパス路６を設ける。バイパ
ス開閉弁５を開いた状態では、熱交換器側流量とバイパ
ス側流量との分配比は例えば１０：４となり、バイパス
開閉弁５を閉じた状態では、分配比は例えば１０：２と
なる。低温出湯状態においては、バイパス開閉弁５を開
いて出湯動作し、出湯停止後には熱交換器１側の湯温が
所定温度まで下がった時に遅らせてバイパス開閉弁５を
閉じ、再出湯時には若干の遅れ時間をもってバイパス開
閉弁５を開く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯装置に関する。具
体的にいうと、本発明は、バイパスミキシング方式の給
湯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平３−１９１２５４号公報には、設
定温度が低い場合（以下、低温出湯時という）にバイパ
ス開閉弁を開き、設定温度が高い場合（以下、高温出湯
時という）にバイパス開閉弁を閉じるようにしたバイパ
スミキシング方式の給湯装置が開示されている。この給
湯装置にあっては、熱交換器をバイパスするようにバイ
パス路を設け、バイパス路にバイパス開閉弁を設けてあ
り、設定温度が例えば６０℃以上の高温出湯時にはバイ
パス開閉弁を閉じ、設定温度が例えば６０℃以下の低温
出湯時にはバイパス開閉弁を開くようにしている。これ
は低温出湯時にバイパス開閉弁を開き、熱交換器で加熱
された高温湯とバイパス路を通過した水とを混合して出
湯させることにより、熱交換器の加熱温度を高くし、熱
交換器の低温腐食を防止するためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図５は上記のような構
造の給湯装置における低温出湯時の動作を示す。図５
（ａ）の各曲線はそれぞれ熱交換器の出口側の出湯温度
Ｔh、バイパス路を通過する水の水温Ｔc、出湯温度（ミ
キシング温度）Ｔmの変化のようすを示し、図５（ｂ）
は出湯流量（全流量）Ｑtの変化を示し、図５（ｃ）は
バイパス開閉弁の開閉状態を示す。このような給湯装置
においては、図５（ｃ）に示すように、低温出湯時には
バイパス路を開いて熱交換器の加熱温度を高くしてい
る。このため、熱交換器が高温となり、出湯停止中の放
熱量が大きくなり、図５（ａ）の出湯温度Ｔhの曲線に
示すように熱交換器の出口側の出湯温度Ｔhが急速に低
下する。そのうえ、バイパス路を流れる水の比率が大き
い（バイパス側流量Ｒcと熱交換器側流量Ｒhの分配比
は、例えばＲc：Ｒh＝４：１０である）ので、図５
（ａ）の出湯温度Ｔmの曲線に表われているように、再
出湯初期に出湯温度Ｔmのアンダーシュートが大きくな
り、冷水が出湯されるという問題があった。

【０００４】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、低温出湯の
使用状態において再出湯する際に出湯温度がアンダーシ
ュートするのを防止することにある。さらに、出湯停止
後、短時間で再出湯された場合に高温の湯が出湯される
のを防止することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の給湯装置は、入
水路と出湯路との間に配設された熱交換器と、熱交換器
を加熱する熱源と、熱交換器をバイパスするように入水
路及び出湯路の間に挿入されたバイパス路と、バイパス
路に設けたバイパス開閉弁とを備え、低温出湯の場合に
は前記バイパス開閉弁を開いて出湯動作を行なうように
した給湯装置において、低温出湯の出湯停止後にあって
は、前記バイパス開閉弁を閉じた状態における湯水分配
率、設定温度及び入水温度に応じて決まる所定温度以下
に熱交換器側の湯温が低下したとき前記バイパス開閉弁
を閉じるようにしたことを特徴としている。

【０００６】また、上記給湯装置においては、前記バイ
パス開閉弁の閉時に前記バイパス路をリークさせるため
の手段を設けてもよい。

【０００７】

【作用】本発明は、低温出湯時にバイパス開閉弁を開い
て給湯動作を行わせるようにした給湯装置において、出
湯温度を低温に設定されている場合、出湯停止中にはバ
イパス開閉弁を閉じるようにしているので、再出湯開始
時にはバイパス開閉弁が閉じていて熱交換器側の湯だけ
が単独で出湯される。このため、出湯停止中に温度の下
がっている熱交換器内の湯がバイパス側の水と混合され
ることによってさらに湯温が低下することがなく、再出
湯時に出湯温度がアンダーシュートするのを防止でき
る。

【０００８】しかも、出湯停止後直ちにバイパス開閉弁
を閉じるのでなく、熱交換器側の湯温が所定温度以下ま
で低下してからバイパス開閉弁を遅らせて閉じているの
で、出湯停止後短時間で（つまり、熱交換器側の湯温が
まだ高温の間に）再出湯した場合にはバイパス路の水が
混合して出湯され、まだ放熱していない熱交換器内の高
温の湯が再出湯初期に単独で出湯されるのを防止でき
る。したがって、出湯停止後短時間で再出湯しても高温
の湯が吐出されるのを防止できる。

【０００９】また、バイパス開閉弁の閉時にバイパス路
をリークさせるようにすれば、バイパス開閉弁を閉じて
バイパス路を完全に閉じるようにした場合と比較して、
出湯停止時にバイパス開閉弁を閉じるまでの遅延時間を
短くすることができる。したがって、出湯停止中にバイ
パス開閉弁が開いたままになる時間を短くでき、熱交換
器側とバイパス路との間の対流による熱交換器側温度の
低下を小さくすることができる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例による給湯装置Ａの
概略構成図である。１は熱交換器であって、熱交換器１
の入口側と出口側にはそれぞれ市水等に接続された入水
路２と管端にカラン等の水栓金具（図示せず）を設けら
れた出湯路３とが接続されている。入水路２と出湯路３
との間には、熱交換器１をバイパスするようにバイパス
路４が接続されており、バイパス路４にはバイパス路４
を開閉するためのバイパス開閉弁５が設けられている。
さらに、バイパス路４には、バイパス開閉弁５を跨ぐよ
うにしてサブバイパス路６が設けられている。このサブ
バイパス路６は常時開状態となっており、従って、バイ
パス開閉弁５が閉止状態となっている場合でも、バイパ
ス路４はこのサブバイパス路６を通してリークしてい
る。また、入水路２においては、バイパス路４との分岐
点よりも下流側に、入水温度Ｔcを検知するための入水
温サーミスタ７と、熱交換器１を通過する流量Ｑsを検
出するための流量センサ８とが設けられている。出湯路
３においては、バイパス路４との合流点よりも上流側に
は熱交換器１から出湯される湯の温度Ｔhを検知する出
湯温サーミスタ９が設けられており、バイパス路４との
合流点よりも下流側には熱交換器１から出湯された湯と
バイパス路４を通過した水との混合温度（出湯温度）Ｔ
mを検知するための出湯温サーミスタ１０、および過流
出防止サーボ弁１１が設けられている。また、熱交換器
１の下方には、熱交換器１を加熱して熱交換器１を通過
する水を加熱するためのガスバーナ１２が設置されてお
り、ガスバーナ１２に接続されたガス供給路１３には、
ガスバーナ１２の燃焼力を調整するためのガス比例弁１
４と、電磁開閉弁１５とが設けられている。

【００１１】入水温サーミスタ７、流量センサ８及び出
湯温サーミスタ９，１０の検出信号は制御部１６に入力
されており、制御部１６は出湯温度Ｔmの設定値（設定
温度Ｔs）を入力するための設定器１７を備えており、
一方、過流出防止サーボ弁１１、ガス比例弁１４及び電
磁開閉弁１５は制御部１６によって制御されている。例
えば、ガスバーナ１２は、給湯中においては、設定温度
Ｔsの湯を吐出するように熱交換器側出湯温度Ｔhをフィ
ードフォワード制御及びフィードバック制御されてい
る。具体的にいうと、設定温度Ｔsが一定温度（例え
ば、６０℃）以下の場合には、バイパス開閉弁５を開い
て湯水分配率ｇ（＝バイパス側流量／熱交換器側流量）
を大きくし、熱交換器１で加熱された湯とバイパス路４
を通過した水とを混合して出湯する。一方、設定温度Ｔ
sが一定温度（例えば、６０℃）以上の場合には、バイ
パス開閉弁５を閉じて湯水分配率ｇを小さくし、熱交換
器１で加熱された湯とバイパス路４を通過した少量の水
とを混合して出湯する。また、制御部１６は、設定温度
Ｔs、入水温サーミスタ７によって検出された入水温度
Ｔc、流量センサ８によって検出された流量Ｑsに基づ
き、出湯温度Ｔmが設定温度Ｔsと等しくなるようにガス
バーナ１２の燃焼力を演算し、ガス比例弁１４の開度を
フィードフォワード制御し、さらに、出湯温サーミスタ
１０によって検出されている熱交換器側出湯温度Ｔhと
設定温度Ｔsとの偏差が小さくなるようガス比例弁１４
の開度をフィードバック制御する。

【００１２】また、過流出防止サーボ弁１１は、ガスバ
ーナ１２の燃焼力を最大にしても設定温度Ｔs以下の湯
（Ｔm＜Ｔs）が出湯される場合には、制御部１６によっ
て開度を絞られ、熱交換器１に流れる流量Ｑsを制限す
ることによって設定温度Ｔsの湯を出湯し、過流出防止
制御を行なう。

【００１３】このような構造の給湯装置Ａにおいて、設
定温度Ｔsが一定温度以下の低温に設定されている場合
には、バイパス開閉弁５が開いていて水の比率が大きな
分配比（例えば、熱交換器側流量Ｒh：バイパス側流量
Ｒc＝１０：４）となっており、熱交換器１で加熱され
た湯とバイパス路４を通過した水とを混合して設定温度
Ｔsの湯を出湯している。この低温設定時においてカラ
ン等が閉じられて出湯停止されても、直ちにバイパス開
閉弁５は閉じられず、放熱により熱交換器１側の湯温Ｔ
hが所定温度Ｔaまで下がったことを検知した後バイパス
開閉弁５が閉じられる。バイパス開閉弁５を閉じた時に
は水の比率が小さな分配比（例えば、熱交換器側流量Ｒ
h：バイパス側流量Ｒc＝１０：２）となり、所定温度Ｔ
aは、その温度の湯と水とをこの湯水分配比で混合した
出湯温度Ｔmが設定温度Ｔsとほぼ等しくなる湯温に設定
している。つまり、バイパス開閉弁５を閉じたときの湯
水分配率をｇ＝０.２とし、設定温度をＴs＝４０℃、入
水温度をＴc＝１０℃とすると、熱交換器側出湯温度Ｔh
が、Ｔh＝ｇ・（Ｔs−Ｔc）＋Ｔs ＝０.２×（４０−１０）＋４０＝４６（℃）のときに出湯温度Ｔmが設定温度Ｔs（＝４０℃）と等し
くなる。従って、Ｔaの値は４６℃に設定される。

【００１４】図２は分配比がＲh：Ｒc＝１０：４とＲ
h：Ｒc＝１０：２の場合においてＴm＝Ｔs＝４０℃の湯
を出湯するための熱交換器側出湯温度Ｔhの値を入水温
度Ｔcとの関係で示したものである。出湯中において
は、給湯装置Ａは入水温度Ｔcが変化してもＲh：Ｒc＝
１０：４の直線の上で制御することによって設定温度Ｔ
sの湯を出湯しているが、出湯停止すると放熱によって
熱交換器側出湯温度ＴhがＲh：Ｒc＝１０：４の直線よ
りも下に下がる。そして、Ｒh：Ｒc＝１０：２の直線上
に乗った時にバイパス開閉弁５を閉じれば、再出湯時に
設定温度Ｔsの湯を出湯できる。例えば、設定温度がＴs
＝４０℃、入水温度がＴc＝１０℃であると、出湯中は
熱交換器側出湯温度がＴh＝５２℃となっている。した
がって出湯停止時にはバイパス開閉弁５を開いておくこ
とにより、直ちに再出湯してもこの５２℃の湯が単独で
出湯されず、水と混合されてＴm＝４０℃の湯が出湯さ
れる。一方、熱交換器側出湯温度Ｔhが下がってＲh：Ｒ
c＝１０：４で水と混合されると設定温度Ｔs＝４０℃よ
り低い温度の湯が出湯されるようになり、さらに熱交換
器側出湯温度Ｔh＝Ｔa＝４６℃となってＲh：Ｒc＝１
０：２の直線上の状態に変化した場合には、バイパス開
閉弁５を閉じることによって再出湯時に設定温度Ｔsに
近い出湯温度Ｔmの湯を出湯させることができる。

【００１５】従って、出湯停止時の熱交換器側出湯温度
ＴhがＴaよりも高い間はバイパス開閉弁５を開いたまま
に保持し、出湯停止後短時間で再出湯された場合に設定
温度Ｔsよりも高温の湯が吐出されるのを防止する。出
湯停止後、放熱によって熱交換器側出湯温度Ｔhが下が
り、出湯温サーミスタ９によって熱交換器側出湯温度Ｔ
hが上記温度Ｔaまで下がったことを検知すると、バイパ
ス開閉弁５が閉じられる。この後、カラン等が再び開か
れて再出湯されると、バイパス開閉弁５は再出湯開始か
ら遅れて開かれる。従って、再出湯開始時には熱交換器
１内の湯にバイパス路４側から少量の水が混合されるに
過ぎず、出湯温度Ｔmがアンダーシュートするのを防止
できる。また、熱交換器側出湯温度Ｔhの温度低下を検
知してからバイパス開閉弁５を閉じているので、高温の
湯が再出湯時に吐出される恐れもない。

【００１６】なお、上記実施例ではバイパス開閉弁５を
閉じた状態においてもサブバイパス路６によって水をリ
ークさせ、湯水分配率ｇが０よりも大きな値（上記実施
例では０.２）になるようにした。もちろん、バイパス
開閉弁５を閉じたときのリークをなくし、バイパス流量
が０になるようにしてもよい。しかし、湯水分配率ｇを
小さくすると、出湯停止後バイパス開閉弁５が閉じるま
での時間が長くなるので、この時間を考慮して適当な湯
水分配率ｇの値を設定するのが好ましい。

【００１７】図３に示すものは本発明のさらに別な実施
例による給湯装置Ｂを示す概略構成図である。この実施
例にあっては、バイパス路４にサブバイパス路６を設け
ることなく、内部で水をリークさせる機能を有するバイ
パス開閉弁２１を用いたものである。図４（ａ）（ｂ）
はこのバイパス開閉弁２１の構造を示す断面図であっ
て、ケーシング２２の側面に流入口２３が開口されてお
り、下面に流出口２４が開口されている。また、ケーシ
ング２２の内部では流出口２４を囲むように筒部２５が
突出しており、筒部２５の上端面が弁座２６となってい
る。また、ケーシング２２内には、弁座２６と対向させ
て弁体２７が挿入されており、弁体２７はバネ２８によ
って開く方向へ弾性的に付勢されている。この弁体２７
はケーシング２２の上面に設けられたコイル２９とプラ
ンジャ３０によって駆動される。さらに、筒部２５に
は、流入口２３と流出口２４とを連通させるように比較
的小さなリーク穴３１が開口されている。しかして、図
４（ａ）のように、バネ２８の弾性力によって弁体２７
が弁座２６から離間させられていると流出口２４が開か
れ、流入口２３から流入した水が流出口２４から流入す
る。一方、図４（ｂ）のように、コイル２９を励磁して
プランジャ３０を下降させると、弁体２７が弁座２６に
押圧して流出口２４が閉じられるが、流入口２３から流
入した水はリーク穴３１を通って流出口２４へ漏出す
る。したがって、バイパス開閉弁２１を開いた場合に
は、バイパス路４には大きな流量の水が流れるが、バイ
パス開閉弁２１を閉じた場合でも、バイパス流量は０に
ならず、リーク穴３１を通って比較的少量の水がバイパ
ス路４に流れる。

【００１８】このようなバイパス開閉弁２１を用いれ
ば、バイパス路４にサブバイパス路６を設けて水をリー
クさせる必要がなくなるので、給湯装置Ｂの構造を簡単
にすることができる。また、弁体２７を閉じた状態にお
いてもリーク穴３１から水と共に水圧が漏れるので、バ
イパス開閉弁２１を閉じる際のウォータハンマー現象に
よる振動や騒音を小さくすることができる。特に、この
ような給湯装置Ｂにおいては、高温設定の場合には、出
湯停止時にバイパス開閉弁２１を開き、再出湯時にバイ
パス開閉弁２１を閉じるようにしているので、再出湯初
期にバイパス開閉弁２１を閉じる際にウォータハンマー
が発生し易い。しかし、この実施例によれば、弁体２７
を閉じる際に水圧を部分的にリーク穴３１から逃がすこ
とができ、ウォータハンマーを小さくできる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、低温設定時の出湯停止
中にはバイパス開閉弁を閉じるようにしたので、出湯停
止中に温度の下がっている熱交換器内の湯が再出湯時初
期にバイパス側の水と混合されることによってさらに湯
温が低下することがなく、再出湯時に出湯温度がアンダ
ーシュートするのを防止できる。

【００２０】しかも、出湯停止後熱交換器側の湯温が所
定温度以下まで低下してから遅らせてバイパス開閉弁を
閉じているので、出湯停止後短時間で再出湯した場合に
も高温の湯が吐出されるのを防止でき、火傷のおそれを
防ぐことができる。

【００２１】また、バイパス開閉弁の閉時にバイパス路
をリークさせるようにすれば、バイパス開閉弁を閉じて
バイパス路を完全に閉じるようにした場合と比較して、
出湯停止時にバイパス開閉弁を閉じるまでの遅延時間を
短くすることができる。したがって、出湯停止中にバイ
パス開閉弁が開いたままになる時間を短くでき、熱交換
器側とバイパス路との間の対流による熱交換器側温度の
低下を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による給湯装置を示す概略構
成図である。

【図２】バイパス開閉弁を開いた状態（湯水分配率０.
４）とバイパス開閉弁が閉じた状態（湯水分配率０.
２）において、設定温度の湯が出湯される場合の入水温
度と熱交換器側出湯温度との関係を示す図である。

【図３】本発明の別な実施例による給湯装置を示す概略
構成図である。

【図４】（ａ）（ｂ）は同上のバイパス開閉弁の構造を
示す断面図である。

【図５】（ａ）は従来例の低温設定時における熱交換器
側出湯温度と入水温度と出湯温度の変化を示す図、
（ｂ）は出湯流量の変化を示す図、（ｃ）はバイパス開
閉弁の開閉状態を示す図である。

【符号の説明】

１熱交換器２入水路３出湯路４バイパス路５バイパス開閉弁６サブバイパス路２１バイパス開閉弁３１リーク穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤康彦兵庫県神戸市中央区明石町32番地株式会社ノーリツ内 (72)発明者樋高勝広兵庫県神戸市中央区明石町32番地株式会社ノーリツ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入水路と出湯路との間に配設された熱交
換器と、熱交換器を加熱する熱源と、熱交換器をバイパ
スするように入水路及び出湯路の間に挿入されたバイパ
ス路と、バイパス路に設けたバイパス開閉弁とを備え、
低温出湯の場合には前記バイパス開閉弁を開いて出湯動
作を行なうようにした給湯装置において、低温出湯の出湯停止後にあっては、前記バイパス開閉弁
を閉じた状態における湯水分配率、設定温度及び入水温
度に応じて決まる所定温度以下に熱交換器側の湯温が低
下したとき前記バイパス開閉弁を閉じるようにしたこと
を特徴とする給湯装置。
【請求項２】前記バイパス開閉弁の閉時に前記バイパ
ス路をリークさせるための手段を設けたことを特徴とす
る請求項１に記載の給湯装置。