JPH07294008A

JPH07294008A - 給湯器

Info

Publication number: JPH07294008A
Application number: JP6114402A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Aoki; 豊青木; Yoshio Suzuki; 義生鈴木; Toru Yamada; 徹山田
Original assignee: Paloma Kogyo KK
Current assignee: Paloma Kogyo KK
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-10
Anticipated expiration: 2019-05-24
Also published as: JP3530576B2

Abstract

(57)【要約】【目的】リモコン等での遠隔操作ができる給湯器におい
て、間欠使用時にも出湯温度の変動を少なくして使用勝
手を向上させると共に、安価な構造とする。【構成】ミキシング部９へのバイパス路３を熱交換器３
７の流路途中から分岐して接続し、中温となった水を高
温路４からの湯と混合し、混合湯温をサーモエレメント
８が検出して混合比を制御し、混合湯温に応じた混合比
の設定について水温以下の混合湯温では水の混合比を殆
んど０と設定し、水温から触感可能な温度までの温度範
囲では混合湯温の増減に対する水の混合比の変化を大き
く設定し、触感できない温度以上では水の混合比を小さ
く設定することによって混合比を制御し、燃焼コントロ
ーラ１１は出湯温度センサ１３からの信号を受信し、リ
モコン１２で設定された目標温度となるように燃焼制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は給湯器に関し、詳しくは
リモコン等による遠隔操作ができて、間欠使用時の出湯
温度の変動をおさえた給湯器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、燃焼制御により熱交換器内の
湯温度を高温度に保ち、熱交換器からの高温湯と給水側
からの水とをミキシング部で混合し、その混合比率を制
御することによって所望の温度にて出湯する給湯器が知
られている。従来の給湯器の一例として、図５に挙げて
説明する。

【０００３】バーナ７０へのガス供給経路にはガス量を
制御する比例電磁弁５５、ガス通路を開閉する元電磁弁
５６、メイン電磁弁５４が設けられている。また、水入
口から熱交換器６７へ通じる給水経路５９には入水を検
知する水流スイッチ５８、供給水圧の変動が生じても流
量変動を所定流量以下に保つ定流量弁５７が設けられて
いる。また、給水経路５９から分岐してバイパス路６０
が、給湯側に設けたミキシング部７３へ通じている。ミ
キシング部７３は、熱交換器６７から給湯出口へ通じる
給湯経路に設けられ、熱交換器６７からミキシング部７
３への給湯経路の途中には、出湯を検知する出湯温度セ
ンサ６４が設けられる。また、燃焼用空気を燃焼室６５
へ送り込むファン６２、バーナ７０、排気を導き排出す
る排気筒６６により燃焼・給排気経路が構成されてい
る。また、バーナ７０には放電によりガスへ着火する電
極６９、燃焼炎を検知するフレームロッド６８が設けら
れ、前記のセンサ類・アクチュエータ類と共に燃焼コン
トローラ６３へと電気的に接続され出湯・運転・停止等
の所定の制御が行われている。

【０００４】目標出湯温度は温度調節つまみ５１で設定
され、ミキシング部７３の混合比を設定をするととも
に、設定された目標温度は燃焼コントローラ６３へ送ら
れる。燃焼コントローラ６３は、その温度調節つまみ５
１による目標温度を基にして、出湯温度センサ６４の温
度が所定温度になるように比例制御弁５５によってガス
量を制御する。ミキシング部７３では、サーモエレメン
トが湯・水の混合後の出湯温度を感知し、その出湯温度
に応じて湯・水各々の混合比を制御している。つまり、
出湯温度が高いと組込まれたサーモエレメント５２が膨
張して湯側の流路を絞るとともに水側の流路を広げ、反
対に出湯温度が低いと逆の動きをして混合後湯温に応じ
た混合比に制御する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た給湯器においては、遠隔操作ができない問題があっ
た。例えば、湯温調節つまみを操作して所望の出湯温度
を得ようとする操作は、湯と水との混合比率を変えるこ
とによって出湯温度設定を行うことである。図５による
従来例では、サーモエレメント５２の膨張・収縮に伴う
ミキシング弁５３の混合比率を決定する基準位置を機械
的に変えることによってその設定を行っている。従っ
て、給湯器本体に設けた温度調節つまみ５１で所望の出
湯温度設定を行う必要があり、リモコン等による遠隔操
作はできず、わざわざ給湯器の設置場所まで行って設定
をしなければならないという問題があった。

【０００６】また、どうしても、リモコン等による遠隔
操作の必要な場合においては、ミキシング弁の混合比率
を機械的に変えるためのモーター等の駆動力が必要にな
り、また、その制御装置も必要になり、高価でかつ複雑
な構造としなければならなかった。

【０００７】あるいは、リモコン等の遠隔操作を行うた
めに、湯と水との混合比率を変化させるミキシング構造
を採用せずに、リモコン等に入力した目標出湯温度と出
湯温度センサによる信号とから燃焼制御を行う、いわゆ
るフィードバック制御方式が考えられる。または、目標
温度と入水温度センサ及び水量センサによる信号とから
燃焼制御を行なうフィードフォワード制御方式が考えら
れる。しかし、これらの場合には、急激に上下する温度
変動に対して燃焼制御だけでは即座に対応できず、間欠
使用時、つまり出湯・出湯停止を短時間に繰り返すとき
の、温度変動に対する応答性が劣るという問題があっ
た。例えば、給湯カランを閉じたときに給湯器の熱交換
器内の湯は残熱により、いわゆる後沸きとなってさらに
高温度の湯になり、給湯カランを開けるとまず、その高
温度の湯が流れ、次に燃焼開始までの過渡期に冷水が流
れ、次に燃焼開始後の湯が流れることになる。よって、
シャワー使用等で給湯カランを開閉する間欠使用をした
ときには、適温湯→高温湯→冷水→適温湯となる温度変
動の激しい出湯をするので、使用勝手が良くなかった。

【０００８】また、特開平５−１５７３５０号公報に開
示されているミキシング式の給湯器では熱交換器を迂回
するバイパス路に開閉弁を設け、出湯温度の変動を抑制
している。この場合には単なる開閉という選択的な動作
のために、出湯温度の変動に対して概略的な制御をする
に過ぎなかった。つまり、出湯条件の異なる場合、例え
ば高温出湯・低温出湯あるいは入水温度の高・低の場合
でも開閉弁動作は同一開度となり、出湯温度に応じて混
合比を可変しないので、出湯条件により出湯温度の平滑
化に対して変動をおさえられない。また、熱交換器で沸
騰を起こさないように、熱交換器に所定の通水量を確保
するため、バイパス路側の水の混合比を大きく設定でき
ず、バイパス路の開閉弁による作動効果を半減してしま
う問題があった。

【０００９】本発明の給湯器は上記課題を解決し、安価
で、かつ間欠使用時の使用勝手においても支障なく、リ
モコン等での遠隔操作ができる給湯器を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の給湯器は、燃料を燃焼する燃焼器と、その燃焼熱を
流路内の水に伝達する熱交換器と、上記熱交換器で熱交
換された高温湯と給水経路からの水とを混合するミキシ
ング部と、その混合後の湯温に応じて形状変形し、ミキ
シング部の混合比を変える混合比制御部と、上記ミキシ
ング部の下流に位置して出湯温度を検知する出湯温度検
知手段と、目標出湯温度を設定する出湯温度設定手段
と、上記検知した出湯温度と上記目標出湯温度とから燃
焼量を制御して出湯温度を上記目標温度にする燃焼制御
手段とを備えたことを要旨とする。

【００１１】又、第２の発明の給湯器は、第１の発明の
給湯器において上記給水経路から上記ミキシング部へ接
続する流路を、上記熱交換器の流路途中から分岐して上
記ミキシング部へ接続したことを要旨とする。

【００１２】又、第３の発明の給湯器は、第１および第
２の発明の給湯器において上記混合比制御部における上
記水の混合比を、混合後の湯温がＴ１℃〜Ｔ２℃（Ｔ１
℃＜Ｔ２℃）の範囲でのみ、混合後の湯温が低いほど上
記水の混合比を小さく設定したことを要旨とする。

【００１３】又、第４の発明の給湯器は、第３の発明の
給湯器において上記混合比制御部における上記水の混合
比を、混合後の湯温が上記Ｔ１℃以下の範囲では、上記
水の混合比を殆んど０と設定したことを要旨とする。

【００１４】又、第５の発明の給湯器は、第３および第
４の発明の給湯器において上記混合比制御部における上
記水の混合比を、混合後の湯温が上記Ｔ２℃以上の範囲
では、上記Ｔ２℃での混合比より小さく、かつ、湯温が
高くなるにつれて小さくなるように設定したことを要旨
とする。

【００１５】又、第６の発明の給湯器は、第１、第２、
第３、第４および第５の発明の給湯器において上記ミキ
シング部で混合された湯を再び上記熱交換器に導いて加
熱し、その加熱直後の出湯温度を上記出湯温度検知手段
にて検知することを要旨とする。

【００１６】

【作用】上記構成を有する第１の発明の給湯器は、ミキ
シング部が熱交換器で熱交換された高温湯と給水経路か
らの水とを混合し、混合比制御部がその混合後の湯温に
応じて形状変形してミキシング部の混合比を変え、更に
出湯温度検知手段によってミキシング部の下流の出湯温
度を検知し、その検知した出湯温度と目標出湯温度とか
ら燃焼量を制御する。よって、検知された出湯温度と目
標出湯温度によって燃焼を制御するので、遠隔操作によ
る目標出湯温度の設定は目標温度に応じた燃焼制御値を
変えるだけで良い。また、間欠使用の場合の出湯温度の
急激な変動に際しても、ミキシング部での混合後の湯温
に応じて適宜、混合比を制御するので、出湯温度の変動
を抑えることができる。言換えれば、フィードバック制
御とミキシング制御とを併用し、先にミキシング制御に
よって出湯温度の急激な変動を抑えておき、フィードバ
ック制御で目標の出湯温度に制御するのである。よっ
て、簡易な構成で出湯温度特性の向上と遠隔操作による
出湯温度設定とが可能となる。

【００１７】また、第２の発明の給湯器は、上記給水経
路から上記ミキシング部へ接続する流路を、熱交換器の
流路途中から分岐して上記ミキシング部へ接続し、ミキ
シング部へ流入する水を温度上昇させることにより、入
水温を中温度まで高め入水温の変動を吸収する。つま
り、季節によって、あるいは朝・昼・夜の気温の変化等
によって水温の変動があっても、上記給水経路からミキ
シング部ヘ流入するときには、同程度の中温度の湯とな
る。例えば、入水温が低ければ所定の出湯温度を得るた
めの熱交換量は多くなって、入水温への熱交換量も増え
る。逆に、入水温が高ければ所定の出湯温度を得るため
の熱交換量は少なくなって、入水温への熱交換熱量も減
る。よって、入水温の程度に応じて、ミキシング部に送
られる水への加熱熱量を制御していることになり、入水
温の高・低があっても実際にミキシング部に到達すると
きにはこの入水温度差は小さくなる。従って、入水温の
高・低があっても、ミキシング部の混合性能に対する影
響は小さくなる。

【００１８】又、第３の発明の給湯器は、混合比制御部
における水の混合比を、混合後の湯温がＴ１℃〜Ｔ２℃
（Ｔ１℃＜Ｔ２℃）の範囲でのみ、混合後の湯温が低い
ほど水の混合比を小さく設定する。よって、混合後の湯
温（以下、混合温と呼ぶ）が低くなると水の混合比（以
下、水量比と呼ぶ）を小さくして混合温の低下を防ぎ、
逆に、高くなると水量比を大きくして混合温の上昇を防
ぎ、間欠使用時の激しい湯温変動を吸収する。また、間
欠使用において湯温変動を制御する温度範囲は、全温度
範囲を対象とせずに、Ｔ１℃〜Ｔ２℃の制御温度範囲に
限定する。よって、実際の使用で想定される温度設定条
件に対してのみ混合比を変更するため、水量の増減割合
を大きくすることができ、湯温変動に対する平滑化能力
をより高めることができる。制御温度範囲は、例えば、
Ｔ２℃をやけどの危険のある限界の湯温として設定し、
Ｔ１℃を水温程度に設定し、激しい湯温変動を抑える温
度範囲をＴ１℃〜Ｔ２℃に限定する。つまり、間欠使用
の点火直後の過渡期の温度変動について、ミキシング部
で変動を抑えるのは、Ｔ１℃〜Ｔ２℃の温度範囲にだけ
とする。Ｔ１℃〜Ｔ２℃の温度範囲外は、Ｔ１℃以下は
入水温域となり、Ｔ２℃以上は触わることのできない高
温度域の出湯となるので、燃焼制御によって出湯温度の
制御をするだけで実用上の問題はない。従って、一定湯
温範囲を湯温変動に対する制御すべき温度範囲として限
定することにより、湯温変動に対するミキシング水量の
増減を大きくすることができ、応答時間を短縮できる。
よって、間欠使用時の短時間の激しい湯温変動に対し
て、オーバーシュートやダウンシュートを抑えることが
できる。

【００１９】又、第４の発明の給湯器は、混合比制御部
における水の混合比を、Ｔ１℃以下の混合後の湯温域で
は、水の混合比を殆んど０と設定して湯温上昇を速くす
る。点火初期の湯温上昇は、Ｔ１℃程度の入水温から上
昇する。その温度上昇を速くするために、ミキシング部
への水の流路を閉弁することによって、全流量を熱交換
器へ通過させる。よって、燃焼熱量の通過流体への熱交
換の効率を増すことができ、結果的に加熱速度を速める
ことができる。また、水の混合比を殆んど０とすること
で、間欠使用時に余計なダウンシュートを防ぐことがで
きる。

【００２０】又、第５の発明の給湯器は、混合比制御部
における水の混合比を、Ｔ２℃以上の混合後の湯温域で
は、Ｔ２℃での混合比より小さく、かつ、湯温が高くな
るにつれて小さくなるように設定するので、高温度域に
おける熱交換器での沸騰を防止することができる。そも
そも触わることのできない高温度域の湯温については、
間欠使用の点火直後の過渡期の湯温変動を抑えても実使
用上は無意味である。よって、むしろ高温度域では、水
の混合比を少なくして熱交換器内への流量を多くし、高
温時に懸念される沸騰を防ぐ。

【００２１】又、第６の発明の給湯器は、ミキシング部
で混合された湯を再び熱交換器に導いて加熱し、その加
熱直後の出湯温度を出湯温度検知手段にて検知する。出
湯温度特性を良好にするには、すばやく出湯温度検知し
て燃焼制御へ反映させることが要求される。従って、熱
交換器の下流直近に出湯温度検知部を設けることが望ま
しい。しかし、ミキシング部を設けた場合にはその下流
側に出湯温度検知部を設けなければならない。そこで、
ミキシング部を熱交換器の途中に設けることで出湯温度
検知部を熱交換器の下流直近に設けることができ、すば
やい出湯温度制御ができる。よって、加熱直後の出湯温
度検出ができて、出湯温度の変動に対する制御性を向上
させることができる。つまり、出湯湯温の速い検知結果
に基づいて燃焼制御ができるので、オーバーシュートと
かダウンシュートの少ない湯温制御とすることができ
る。

【００２２】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の給湯器の好適な実施例に
ついて説明する。図１は一実施例としての給湯器の概略
図である。バーナ２３へのガス供給経路にはガス量を制
御する比例電磁弁１６、ガス通路を開閉する元電磁弁１
７、メイン電磁弁１５が設けられている。また、バーナ
２３の上方には燃焼熱を熱交換する熱交換器３７が設け
られ、水入口から熱交換器３７へ通じる給水経路には、
入水を検知する水流スイッチ２０、および供給水圧の変
動が生じても流量変動を所定流量以下に保つ定流量弁１
９が設けられている。熱交換器３７における流路の途中
にはミキシング部９が接続され、湯水を混合することに
よって後述する間欠使用等で発生する温度変動を低減し
ている。また、給湯経路上には、出湯温度の検知部であ
る出湯温度センサ１３が設けられる。また、出湯温度セ
ンサ１３からの信号を受信する燃焼コントローラ１１が
設けられ、目標出湯温度を予め入力できる遠隔操作部で
あるリモコン１２と接続されている。燃焼コントローラ
１１は、出湯温度センサ１３からの出湯温度信号を基に
して、リモコン１２に入力された目標出湯温度となるよ
うに、ガス比例弁１６に指令を出し、燃焼量をフイード
バック制御する。

【００２３】ミキシング部９は、略円筒状の流路を絞る
シート部６を介して２室に隔てられている。上流側の第
１室１は、低温湯が流入する第１通路であるバイパス路
３と接続され、シート部６の下流に位置する第２室２
は、高温湯が流入する第２通路である高温路４と流路の
軸方向に直角方向で接続される。この第１通路と第２通
路との合流による混合部の下流には、混合された湯の流
出路とする第３通路である混合路５が設けられる。

【００２４】上記シート部６の同軸上にシート部６を挿
通するミキシング弁７が設けられる。このミキシング弁
７は、下流に固定されるサーモエレメント８と一体に連
結される。サーモエレメント８は湯温を感知して膨張・
収縮をする特性があり、一体となったミキシング弁７を
軸方向に前後移動させる。ミキシング弁７には、シート
部６を挿通した部分でくびれ部３４を設け、シート部６
を挟んで上流側と下流側位置に近接したテーパ部が設け
てあり、流路に固定されたシート部６とミキシング弁７
の各々のテーパ部との間で隙間を形成する。その隙間の
開度は、サーモエレメント８の膨張・収縮によるミキシ
ング弁７の移動によって変化する。

【００２５】また、図３（イ）で示すように、第２室２
の内壁において、第２通路４と第３通路５との間に絞り
部３０を設け、サーモエレメント８によって混合湯温を
正確に検出するようにしている。つまり、混合された湯
は、流路を絞られることによって流速を増して下流に位
置するサーモエレメント８へ勢いよくぶつかる。よっ
て、混合湯温をむらなくサーモエレメント８に接触させ
ることができ、正確な混合湯温の検出ができることにな
る。

【００２６】次に、ミキシング部９と熱交換器３７との
接続について、図３に具体例を挙げて説明する。尚、図
中の（ロ）は熱交換器３７とミキシング部９の接続の概
略図を示し、（イ）は、熱交換器３７に接続されたミキ
シング部９の側面図を示している。Ａ〜Ｇは伝熱管であ
り、水または湯は、Ａ→Ｇへとアルファベット順に伝
熱管流路を流れるものとする。まず、熱交換器部３７
は、所定間隔をあけて併設される多数のフィン（図示せ
ず）と、フィンに対して垂直に挿通される数本の伝熱管
から形成されている。このフィンの挿通孔はバーリング
形状を形成して伝熱管の外周に溶接されている。また、
フィンを挿通する数個の伝熱管の管端は、夫々隣接する
伝熱管の管端に直列の流路となるように接続される。流
水は、熱交換器３７内を蛇行する直列の流路を通過する
ことによって、フィンから伝熱した燃焼熱を吸収する。

【００２７】ミキシング部９への流路は、上記熱交換器
３７における伝熱管の途中流路へ各々接続される。例え
ば、図３では、フィンを横切って挿通する伝熱管を８本
設けた場合の一例を表わす。上流から２本目Ｂと３本目
Ｃ間の伝熱管接続部に分岐部３９を設け、ミキシング部
９への第１通路であるバイパス路３をその分岐部３９に
接続する。また、６本目Ｆの伝熱管の出口をミキシング
部９への第２通路である高温路４に接続する。また、
後述する理由により、ミキシング部９からの第３通路で
ある混合路５を７本目Ｇの伝熱管入口に接続しても良
い。

【００２８】ミキシング部９の入出流路を熱交換器３７
の伝熱管の途中流路へ接続するのは以下の理由による。
第１の理由は、バイパス流量をできるだけ増すことによ
って、ミキシング部９による出湯特性の制御能力を向上
するためである。ミキシング弁７は、熱量の異なる流体
を混合して目標の流体温度を確保しようとするものであ
る。また、その制御は、シート部６との隙間開度を可変
することにより行われる流量制御である。よって、同一
熱量のバイパス流体で混合する場合でも、バイパスさせ
ない流体温度に対して、温度差が大きく流量の少ないバ
イパス流体で混合制御するより、温度差が小さく流量の
大きなバイパス流体で混合制御する方がミキシング弁７
の制御精度は向上することになる。従って、特に間欠使
用時における出湯温の変動に際して、バイパス流量の増
減を的確に行なうことができるために、混合後の湯温を
安定させることができる。

【００２９】第２の理由はミキシング部９における安定
した混合を行うために、入水温の変動による影響を少な
くするためである。サーモエレメント８は、入水温にか
かわらず混合後の湯温だけを感知しその温度に応じた膨
張をする。つまり、ミキシング弁７の開度はサーモエレ
メント８の膨張と均衡する位置となるので、混合後の湯
温による水・湯の混合比は予め設定された混合比になっ
てしまう。よって、得るべき混合後の湯温での混合比は
決まっており、入水温が変わった場合には、湯側の湯温
が変わるか、もしくは混合後の湯温そのものが変らない
と均衡を保てないことになる。混合後の湯温が変ること
は混合後の湯温を安定化する目的にそぐわない。また、
湯側の湯温変動を瞬時に吸収するためのミキシング部９
であるので湯側の湯温で対処することもできない。他
方、入水温は年間を通じて５℃〜３０℃位まで大きく変
動する。従って、入水温の変動によってもミキシング部
９における混合後の湯温が安定するように、ミキシング
部９に流入する入水温そのものの変動を小さくする配慮
をする。つまり、ミキシング部９に至る給水経路途中
で、入水温に応じて燃焼ガス量を変えることによって、
ミキシング部９への入水温を上昇させ、入水温の影響を
小さくする。例えば４５℃の出湯温度中で、入水温度が
冬５℃、夏３０℃として２５℃の差があったとしても、
ミキシング部への入水温度は冬３０℃、夏３６℃となり
その差が縮まる。

【００３０】図３に示す例では、バイパス路３を給水経
路から分岐して設けるのではなく、熱交換器の伝熱管の
途中流路の分岐部３９から設けてある。よって、バイパ
ス路３では入水温がある程度加熱された状態の中温の湯
となっている。また、その加熱の熱量は、目標出湯温度
を得るために、当然に入水温に応じても変わることにな
る。よって、出湯温度に応じて予め加熱によって補正さ
れた中温の湯とすることができ、間欠使用時の停止の場
合にもその中温の湯となって待機することができ、入水
温変化によるミキシング部９への影響を少なくすること
ができる。また、入水温によってミキシング弁７位置を
変える等して混合後の湯量に対する水の混合比を補正す
る必要がなくなり、遠隔操作による操作性を高めること
ができる。

【００３１】第３の理由は、出湯温度センサ１３の位置
を熱交換器３７に近い位置に配置でき、出湯温度の感知
遅れをなくすことができる理由による。つまり、熱交換
器により加熱された湯が出湯温度センサ１３に到達する
までの時間ロスを極力小さくでき、応答性を良くするこ
とができる。また、さらに応答性を鋭敏にするために図
３に示すようにミキシング部９で混合された湯を再び熱
交換器３７へ導き、再加熱を行なっても良い。その加熱
直後の出湯温度を出湯温度センサ１３によって、すばや
く検知することにより、フィードバック制御の応答性を
さらに良くできる。出湯温度を検出するために、出湯温
度センサ１３は、ミキシング部９および熱交換器３７の
下流位置に配置しなければならない。また、燃焼コント
ローラ１１は、出湯温度センサ１３の信号を基にして燃
焼を制御することにより、熱交換される熱量を制御す
る。もし、ミキシング部９と熱交換器３７が離れた位置
に配置されるならば、出湯温度センサ１３による出湯温
度の検出が遅れて、出湯温度の変動に対する燃焼制御に
遅れを生じる。よって、ミキシング部９を熱交換器３７
の流路の途中に配置することで、出湯温度センサ１３位
置を熱交換器３７に近づけることができ、応答性を良く
することができる。

【００３２】湯が熱交換器３７を通過すると直ちに出湯
温度センサ１３によって温度検出を行い、その検出信号
は燃焼コントローラ１１に送信される。燃焼コントロー
ラ１１は、検出温度を予め設定された目標出湯温度にな
るように比例電磁弁１６に指令を出して燃焼制御する。
従って、出湯温度の瞬時の変動をすばやくとらえて、燃
焼制御の応答性を良くすることができる。

【００３３】ミキシング弁７の変位位置に対応する混合
後の湯量に対する水の混合比（以下、略して水量比と呼
ぶ）は、図４におけるサーモエレメント８の検出温度と
水量比との関係として示される。図４のａ点のミキシン
グ弁７の状態は図２の（ａ）に対応し、サーモエレメン
ト８が３０℃以下を検出している状態、つまり点火初期
状態を意味している。給湯カラン２１を開けて給湯器が
燃焼を開始すると、給湯温度は入水温から所定の温度に
達するまで勾配をもって上昇する。この給湯温度をでき
るだけすみやかに立上げるために、サーモエレメント８
の検出温度が３０℃以下ではミキシング弁７による水量
比を０として、全ての給湯量を熱交換器３７に通過させ
ることを行う。熱交換器３７への通過流量を大きくする
ことは、燃焼による熱量の吸収効率を上げることがで
き、立上げの温度上昇を速くすることができる。

【００３４】図４のｂ点に対応するミキシング弁７の状
態を図２の（ｂ）に表わす。燃焼中に給湯カラン２１を
閉じて給湯を停止した場合には、余熱による後沸きによ
って熱交換器３７内の湯温は上昇する。その後すぐに、
給湯カラン２１を開けると、後沸きによる湯はミキシン
グ部９へ流入する。その上昇温度をサーモエレメント８
が検出するとｂ点に向って水量比を増して温度上昇を防
ぐ働きをする。続いて、給湯器は安定燃焼状態に達する
までの過渡時間を要すので、熱交換器３７内へ入水され
ることによって湯温が低下しようとする。すると、その
降下温度をサーモエレメント８が検出してａ点に向って
水量比を減じて出湯温度の降下を防ぐ働きをする。従っ
て、間欠使用における急激な出湯温度の変動を抑えるこ
とができる。

【００３５】図４に示すａ点からｂ点間の水量比の変化
域は次の条件を基に設定する。まず、ａ点からｂ点に対
応する検出温度をやけどの危険のある出湯温度以下で間
欠使用でのすばやい温度制御を要求される低温度域に設
定する。（図中の横軸に示すサーモエレメント８の検出
温度は出湯温度より低くなるので注意する。）次に、ａ
点からｂ点までの変化は、出湯温度変動に対して反応性
を敏感にするためにサーモエレメント８の検出温度に対
する水量比の変化を大きく設定する。さらに、低温度域
の内で定常出湯温度域では燃焼排ガス中の水蒸気冷却に
よるドレン発生を防ぐために水量比をできるだけ大きく
して伝熱管内の湯温を高くする配慮をする。また、その
水量比の大きさは伝熱管内の湯が沸騰するほどに大きく
してはならない。

【００３６】よって、設定について好ましくは、サーモ
エレメント８の検出温度が３０℃以下で水量比０とし、
検知温度が高くなるにつれて水量比を増加し、４５℃で
は最大の水量比αに設定する。また、図４のＣ点に対応
するミキシング弁７の状態は図２の（Ｃ）に表わす。や
けどの危険のある温度以上の高温度域では、微妙な温度
制御は不要である。よって、サーモエレメント８の検出
温度が４５℃以上の高温度域では、むしろ水量比をβと
低く設定することによって、伝熱管内の流量割合を増
し、伝熱管内における高温時に起こり易い沸騰を防いで
いる。

【００３７】本実施例によって、実験的に得られた出湯
温度特性を図６および図７に挙げる。図６では、間欠使
用時における、出湯温度特性および水量比との関係を表
してある。図で明らかなように、高温路４での湯温の上
下動に対応して、ミキシング弁７の水量比を変化させて
出湯温度の変動を抑えているのが読み取れる。また、図
７にはバイパス路３を単に開閉するだけの固定開度の場
合の出湯温度特性Ｔ０と本実施例での出湯温度特性Ｔ１
とを比較して表してある。本実施例では、図から明らか
なように出湯温度の上下動をより小さくすることがで
き、また、ダウンシュートおよびオーバーシュートの起
こり難い出湯温度特性を得ることができる。

【００３８】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。一般にバイパス路
には、下流の空気溜まり等によってバイパス路へ下流の
湯が逆流しないように逆止弁を備えている。よって、図
３の（イ）で示すように逆止弁１０をミキシング弁７に
一体的に組込んでも良い。一例としての構造を以下に説
明する。ミキシング部９では、バイパス路３に接続する
第１室１の上流に弁座３８を設け、弁座３８に接離して
流路を開閉する逆止弁１０を設ける。その弁座３８に対
向する逆止弁１０にはシール性がよいゴム等で形成され
た弁が嵌合されている。逆止弁１０の他端は軸３１を形
成し、ミキシング弁７の同軸に明けられた孔３３に挿入
され、その孔３３内を摺動して動く。また、逆止弁１０
とミキシング弁７との間にはバネ３２が設けられ、逆止
弁１０を閉弁方向に付勢している。よって、ミキシング
弁７とシート部６との通路が開かれると、バイパス流は
バネに打ち勝ち逆止弁１０を開弁して第１室１へ流れ込
む。また、止水すると、逆止弁１０はバネ３２によって
閉弁する。よって、逆止弁１０より下流の流路に空気溜
まり等があっても、上流からバイパス流路への流路は逆
止弁１０によって閉弁され、逆流は起こらないことにな
る。従って、逆止弁１０をミキシング弁７に組込むこと
によって、逆止弁を組込むケースを専用に設ける必要も
なく、ミキシング部９の流路を兼用でき、シンプルな構
造とすることができる。

【００３９】また、ミキシング弁７を変位するのは、サ
ーモエレメント８による膨張・収縮によらずに、温度に
よって変位量と変位力を発生するもの、例えば、形状記
憶合金等を用いたバネ等であっても良い。

【００４０】また、一般にバイパス弁はサーモエレメン
ト側にバネで押しつけるように付勢される。例えば、図
３（イ）に示すように、バイパス弁７は第１室１内でバ
イパス弁７と同軸に設けられたバネ３６によってサーモ
エレメント８側に押し付けられる。サーモエレメント８
は、温度検出して膨張が起こるとバネに打ち勝ちミキシ
ング弁７を上流方向に変位する。逆に、収縮するとミキ
シング弁７を下流方向に変位する。また、ミキシング弁
７がシート部６に接した後はサーモエレメント８がさら
に収縮方向に移動してもバイパス弁７は閉弁位置を保っ
ている。同様に、サーモエレメント８の代りに温度に対
応する他の膨張・収縮体を用いた場合にも、ミキシング
弁７とその膨張・収縮体との一体化を行なわず、当接す
るだけにとどめてバネ３６を設けても良い。従って、ミ
キシング弁７へ付勢するバネ３６を別途設けることによ
って、ミキシング弁７の確実な閉弁確保と、そのミキシ
ング弁７の閉弁後に膨張・収縮体がさらに収縮すること
によって起こる膨張・収縮体の破壊を防ぐことができ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の給湯器に
よれば、間欠使用の場合でも出湯温度の変動が小さい給
湯器とすることができ、また遠隔操作もできる給湯器と
することができる。第１の発明の給湯器は、遠隔操作に
よる目標出湯温度の設定は目標温度に応じた燃焼制御値
を変えるだけで良い。また、間欠使用の場合の出湯温度
の急激な変動に際しても、出湯温度の変動を抑えること
ができる。よって、出湯特性を損なわず、複雑な構造で
なく、安価で、かつ遠隔操作ができる給湯器とすること
ができる。第２の発明の給湯器は、入水温が変わる毎
に、水・湯の混合比を変更して目標の出湯温度とする補
正が不要となるので、遠隔操作による出湯温度設定をさ
らに快適に行なうことができる。第３の発明の給湯器
は、間欠使用時の短時間の激しい湯温変動に対して、オ
ーバーシュートやダウンシュートを抑えることができ
る。第４の発明の給湯器は、出湯温度の上昇を速めるの
で、短時間で目標温度の出湯を得ることができる。第５
の発明の給湯器は、高温時に懸念される熱交換器での沸
騰を防ぐことができる。よって、沸騰音のない静かな出
湯をすることができると共に、熱交換器の耐久寿命をも
改善することができる。第６の発明の給湯器は、すばや
い出湯温度制御ができるので、オーバーシュートとかダ
ウンシュートの少ない湯温制御とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例としての給湯器の概略構成図である。

【図２】本発明の実施例に係るミキシング部の概略図で
ある。

【図３】本発明の実施例に係るミキシング部と熱交換器
との接続図である。

【図４】本発明の実施例に係る水量比とサーモエレメン
ト検出温度との関係を示すグラフである。

【図５】従来の給湯器の概略構成図である。

【図６】本発明の実施例に係る間欠使用時の出湯温度特
性および水量比について実験上得られたグラフである。

【図７】本発明の実施例に係る出湯温度特性とミキシン
グ弁が固定開度の場合の出湯温度特性について実験上で
比較したグラフである。

【符号の説明】

３バイパス路４高温路５混合路７ミキシング弁８サーモエレメント１１燃焼コントローラ１２リモコン１３出湯温度センサ３７熱交換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料を燃焼する燃焼器と、その燃焼熱を流路内の水に伝達する熱交換器と、上記熱交換器で熱交換された高温湯と給水経路からの水
とを混合するミキシング部と、その混合後の湯温に応じて形状変形し、ミキシング部の
混合比を変える混合比制御部と、上記ミキシング部の下流に位置して出湯温度を検知する
出湯温度検知手段と、目標出湯温度を設定する出湯温度設定手段と、上記検知した出湯温度と上記目標出湯温度とから燃焼量
を制御して出湯温度を上記目標温度にする燃焼制御手段
とを備えたことを特徴とする給湯器。
【請求項２】上記給水経路から上記ミキシング部へ接
続する流路を、上記熱交換器の流路途中から分岐して上
記ミキシング部へ接続したことを特徴とする請求項１記
載の給湯器。
【請求項３】上記混合比制御部における上記水の混合
比を、混合後の湯温がＴ１℃〜Ｔ２℃（Ｔ１℃＜Ｔ２
℃）の範囲でのみ、混合後の湯温が低いほど上記水の混
合比を小さく設定したことを特徴とする請求項１および
請求項２記載の給湯器。
【請求項４】上記混合比制御部における上記水の混合
比を、混合後の湯温が上記Ｔ１℃以下の範囲では、上記
水の混合比を殆んど０と設定したことを特徴とする請求
項３記載の給湯器。
【請求項５】上記混合比制御部における上記水の混合
比を、混合後の湯温が上記Ｔ２℃以上の範囲では、上記
Ｔ２℃での混合比より小さく、かつ、湯温が高くなるに
つれて小さくなるように設定したことを特徴とする請求
項３および４記載の給湯器。
【請求項６】上記ミキシング部で混合された湯を再び
上記熱交換器に導いて加熱し、その加熱直後の出湯温度
を上記出湯温度検知手段にて検知することを特徴とする
請求項１、２、３、４および５記載の給湯器。