JPH0854146A

JPH0854146A - 給湯器

Info

Publication number: JPH0854146A
Application number: JP21198594A
Authority: JP
Inventors: Hideo Inagaki; 英夫稲垣; Akihito Kito; 昭仁鬼頭
Original assignee: Paloma Kogyo KK
Current assignee: Paloma Kogyo KK
Priority date: 1994-08-11
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 1996-02-27
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: JP3355044B2

Abstract

(57)【要約】【目的】給湯器の給水時に、オーバーシュートやアン
ダーシュートの発生を防止する。【構成】給湯器は、給水管Ｐ1 と出湯管Ｐ2 とが熱交
換器１０を挟んで設けられ、給水管Ｐ1 と出湯管Ｐ2 を
バイパスさせる２箇所で直角に屈曲したバイパス管ＰB
が設けられる。熱交換器を囲む内胴２０の底部には送風
器２４のファン２４ａが設けられる。ファンを取り付け
た回転軸２４ｂの一端は、電動モータ２４に取り付けら
れ、他端は電磁クラッチ２５の固定板２５ｂに取り付け
られる。電磁クラッチの可動板２５ｄに取り付けられた
回転軸２６ａはバイパス管内に延出され、その先端に羽
根２６ｂが取り付けられる。熱交換器の加熱後の送風器
によるポストパージの際に、電磁クラッチが作動して可
動板を固定板に連結させることにより羽根を回転させ
る。これにより、管路内の高温湯と冷水とが循環混合さ
れ一定温度の湯が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯器に係り、特に給
湯器の給水停止時の熱交換器による後沸きにより、給湯
再開時において一時的に高温湯が出湯管から排出される
いわゆる後沸き現象や、低温の湯が排出されるいわゆる
アンダーシュート現象を解消し得る給湯器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の給湯器は、例えば実公平
２ー３９１６７号公報に示すように、給水管とバイパス
管の連結部分に調温弁を設け、給湯開始直後に、調温弁
の絞り軸の駆動速度すなわち調温弁のバイパス管への通
孔を閉じるまでの時間を給湯量に応じて変化させ、出湯
管からの湯とバイパス管からの冷水との混合時間を給湯
量に応じて変化させて出湯温度を調整していた。すなわ
ち、給湯量が多いときには、調温弁のバイパス管への通
孔を閉じるまでの時間を短くし、給湯量が少ないときに
は、調温弁の通孔を閉じるまでの時間を長くしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記給湯器
は、湯と水の混合が必ずしも均一に行われず、出湯温度
にむらを生じるおそれがある。つまり、給湯開始直前で
の器具内に滞留している湯水の温度分布が不均一である
ため、給湯開始時にバイパス管から冷水を混合しても、
実際には出湯温度の変動が大きく、オーバーシュートや
アンダーシュートしてしまう。一般に、出湯温度を検出
してガス量を調整するといった出湯温度制御が用いられ
ているが、こうした制御でもやはり湯水の温度分布不均
一に対しては対処しきれない。本発明は、上記した問題
を解決しようとするもので、給湯再開時におけるオーバ
ーシュート現象や、アンダーシュート現象を低減し得る
給湯器を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に上記請求項１に係る発明の構成上の特徴は、熱交換器
を加熱するバーナと、熱交換器に水を導く給水管と、熱
交換器内で熱交換された湯を外部に送り出す出湯管と、
バーナに燃焼用空気を供給する送風器とを備えた給湯器
において、熱交換器を迂回して給水管と出湯管とを連通
するバイパス管を設けると共に、バイパス管と熱交換器
とを結ぶ閉ループ管路内に配設され回転自在に軸支され
る羽根と、送風器の回転駆動力を給湯停止時に羽根の回
転軸に伝達する連結手段とを備えたことにある。

【０００５】また、上記請求項２に係る発明の構成上の
特徴は、前記請求項１に記載の給湯器において、連結手
段は、給湯終了時の送風器によるポストパージに同期し
て作動することにある。

【０００６】また、上記請求項３に係る発明の構成上の
特徴は、前記請求項１または請求項２に記載の給湯器に
おいて、給湯運転停止時における羽根の回転により強制
循環された湯の温度が一定温度以下になったときに、バ
ーナによる加熱を再開させるように制御する制御手段を
設けたことにある。

【０００７】

【発明の作用・効果】上記のように請求項１に係る発明
を構成したことにより、給湯器の給湯運転停止に伴うバ
ーナによる熱交換器の加熱が終了した後に、送風器によ
り燃焼室内の排ガスを器具外に排出するポストパージが
行われる。このとき、送風器の回転駆動力が連結手段に
より羽根の回転軸に伝達されて羽根が回転を開始し、給
水管と出湯管とバイパス管と熱交換器とからなる閉ルー
プ管路内に水を循環させることができる。これにより、
給水管及びバイパス管内の冷水と、出湯管内の湯と、熱
交換器内の後沸きによる高温湯が攪拌されて混じり合
い、循環しているうちに、湯水が循環管路と熱交換して
均一の温度になる。

【０００８】その結果、器具内に滞留する湯温が平均化
され、次回の給湯開始時における出湯温度のオーバーシ
ュートやアンダーシュートが低減される。また、請求項
１に係る発明によれば、羽根の回転を送風器の回転を利
用して行うことができるので、回転装置を新たに用意す
る必要がなく、簡便且つ安価に上記効果を得ることがで
きる。

【０００９】また、上記のように請求項２に係る発明を
構成したことにより、羽根は送風器によるポストパージ
に同期して回転するので、羽根の回転を制御する制御装
置を新たに設ける必要がなく、給湯器の制御部分を変え
ることなく上記効果が得られて便利である。

【００１０】また、上記のように請求項３に係る発明を
構成したことにより、一定温度以下になった循環する湯
を、バーナによる再加熱により一定温度以上の均一な湯
にすることができる。その結果、出湯温度の立ち上げを
早くすることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図１は、同実施例に係る給湯器を概略的に示し
たものである。給湯器は、水道等の給水源（図示しな
い）に接続された給水管Ｐ1 を設けており、給水管Ｐ1
の先端は、周囲にフィンを有する熱交換器１０の一端に
接続されている。熱交換器１０の他端側は、出湯管Ｐ2
の一端に接続されている。そして、給水管Ｐ1 及び出湯
管Ｐ2 は、図１に示すように、後述する筒体（以下、内
胴と呼ぶ）２０を貫通して下方に導かれる。出湯管Ｐ2
は、洗面所、台所等に設けられる給湯栓１２に通じる外
部配管に接続される。また、出湯管Ｐ2 は、熱交換器１
０からわずかに離れた位置に湯温度計測用のサーミスタ
１１を設けている。給水管Ｐ1 と出湯管Ｐ2 の間には、
両者をバイパスさせるバイパス管ＰB が両者から分岐し
て設けられている。バイパス管ＰB は、２箇所で互いに
反対方向に直角に曲げられた屈曲形状を呈し、中間部分
ＰB2を上下方向に向けた状態で、高い水平部ＰB1の先端
が給水管Ｐ1 に取り付けられ、低い水平部ＰB3の先端が
出湯管Ｐ2 に取り付けられている。そして、給水管Ｐ1
のバイパス管ＰB の分岐位置よりわずかに上流側の位置
に、水流センサ１３が設けられている。

【００１２】熱交換器１０は、内部に燃焼室Ｒを形成す
る内胴２０に囲まれており、内胴２０の底部右側にはガ
スノズル２１ａが取り付けられている。ガスノズル２１
ａは、ガス量調整用の比例制御弁２２ａとガス流路を開
閉する電磁弁２２ｂが介装されたガス供給管ＰG に接続
されており、ガス供給源（図示しない）からガスをバー
ナ２１ｂへ供給するようになっている。そして、ガス供
給状態でイグナイタ２３の作動によって点火することに
より、バーナ２１ｂに着火され、ガスの燃焼により熱交
換器１０が加熱されるようになっている。また、燃焼排
気は、熱交換器１０の上部に設けた排気フード２７によ
り外部に排出される。

【００１３】内胴２０は、その底部から燃焼室Ｒ内に燃
焼用空気を供給する送風器２４を設けている。送風器２
４は、ファンケース２０ａ内にシロッコファン（以下、
単にファンと記す）２４ａを回転自在に支持し、その回
転軸２４ｂの一端に電動モータ２４ｃが連結されてい
る。回転軸２４ｂの他端は、ファンケース２０ａを貫通
してトルク伝達制御装置である電磁クラッチ２５の固定
板２５ｂに取り付けられている。

【００１４】電磁クラッチ２５は、図２に示すように、
箱型のハウジング２５ａを設けており、ハウジング２５
ａ内の片側には固定板２５ｂを設けている。固定板２５
ｂには電磁ソレノイド２５ｃが取り付けられている。固
定板２５ｂの反対側には、可動板２５ｄが設けられてい
る。可動板２５ｄは、ハウジング２５ａの壁に取り付け
られたコイルバネ２５ｅに付勢されて右方向に引っ張ら
れており、通常は、固定板２５ｂとの間に隙間を設けて
いる。そして、可動板２５ｄは、電磁ソレノイド２５ｃ
の励磁により吸引されて固定板２５ｂに密着固定される
ようになっている。そして、可動板２５ｄには回転軸２
６ａが取り付けられており、回転軸２６ａの他端は、ハ
ウジング２５ａの右側壁を貫通し、バイパス管ＰB の中
間部分ＰB2上端壁を貫通して高い水平部ＰB1内に延出さ
れており、先端に羽根２６ｂを設けている。

【００１５】つぎに、上記のように構成した給湯器の動
作を電気的に制御するための電気制御装置３０について
図面を用いて説明する。この電気制御装置３０は、図３
に示すように、制御回路３１を設けている。制御回路３
１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマ，Ｉ／Ｏ等から
なるマイクロコンピュータにより構成されており、図４
に示すフローチャートに対応した「給湯制御プログラ
ム」を実行する。制御回路３１の入力側には、上記サー
ミスタ１１及び水流センサ１３が接続されている。ま
た、制御回路３１の出力側には、比例制御弁２２ａ、電
磁弁２２ｂ、イグナイタ２３、ファン２４ａ駆動用の電
動モータ２４ｃ及び電磁クラッチ２５の電磁ソレノイド
２５ｃが駆動回路３２ａ〜３２ｅを介して接続されてい
る。駆動回路３２ａ〜３２ｅは、制御回路３１からの信
号を受けて比例制御弁２２ａ、電磁弁２２ｂ、イグナイ
タ２３、ファン用電動モータ２４ｃ及び電磁クラッチ用
電磁ソレノイド２５ｃへの通電を制御する。

【００１６】次に、上記のように構成した実施例の動作
について説明する。電源スイッチ（図示しない）が投入
されると、制御回路３１は、図４に示す「給湯制御プロ
グラム」の実行をステップ４０にて開始し、ステップ４
１にて各種変数の初期化処理を行う。つぎに、ステップ
４２にて通水の有無が判定される。給湯栓１２の開放に
より器具内に通水されると、水流センサ１３がオンにな
る。これに応じて、制御回路３１はステップ４２にて
「ＹＥＳ」との判定の基にプログラムをステップ４３に
移行させ、電磁弁２２ｂをオンさせてガスをバーナ２１
ｂに供給し、かつイグナイタ２３を作動させてガスに着
火させ、燃焼制御を開始する。同時に、電動モータ２４
ｃに通電してファン２４ａを回転させ、燃焼室Ｒ上部に
燃焼用の空気を供給する。

【００１７】そして、ステップ４４にて止水されたか否
かが判定される。給湯栓１２の閉止により止水され、水
流センサ１３がオフになると、ステップ４４にて「ＹＥ
Ｓ」との判定の基にプログラムは、ステップ４５に移行
され、燃焼制御が終了する。さらに、ステップ４６に
て、制御回路３１に内蔵されたタイマにより一定時間ｔ
0 のカウントが開始される。つぎに、ステップ４７にて
制御回路３１は、ポストパージ開始信号を出力する。こ
れに応じて駆動回路３２ｄは、電動モータ２４ｃを燃焼
制御時の回転数より低い回転数に落として回転させ、送
風器２４によりポストパージを開始させる。つぎに、ス
テップ４８にて制御回路３１により電磁ソレノイド２５
ｃのオン信号が出力され、これの応じて駆動回路３２ｅ
は、電磁ソレノイド２５ｃをオンさせ、可動板２５ｄを
固定板２５ｂに吸着固定させる。これにより、回転軸２
６ａが送風器２４の回転に応じて回転を開始し、羽根２
６ｂが回転してバイパス管ＰB 内の水を、給水管Ｐ1 、
熱交換器１０及び出湯管Ｐ2に循環させ、バイパス管ＰB
、給水管Ｐ1 、出湯管Ｐ2 及び熱交換器１０からなる
閉ループ管路内の湯を攪拌する。

【００１８】そして、ステップ４９にて、水流センサ１
３がオンか否か、すなわち燃焼停止中に給湯栓１２が開
放され通水されたか否かが判定される。通水が再開され
ていないときは、ステップ４９にて「ＮＯ」との判定の
基に、プログラムはステップ５０に移行され、タイマが
一定時間の計時を終了したか否かが判定される。未だカ
ウントが終了していないときには、「ＮＯ」との判定の
基にプログラムはステップ４９に戻され、タイマカウン
ト中に水流センサ１３がオンに変化したか否かが監視し
続けられる。そして、一定時間のカウントが終了する
と、ステップ５０にて「ＹＥＳ」との判定の基にプログ
ラムはスッテップ５１に移行され、制御回路３１により
電動モータ停止信号が出力され、これに応じて駆動回路
３２ｄが電動モータ２４ｃの回転を停止させ、ポストパ
ージを終了させる。さらに、ステップ５２にて電磁ソレ
ノイド２５ｃのオフ信号が出力され、これに応じて駆動
回路３２ｅは、電磁ソレノイド２５ｃへの通電を停止さ
せ、可動板２５ｄを固定板２５ｂから隔離させる。これ
により、羽根２６ｂの回転も停止し、閉ループ管路内の
湯の循環も停止される。そして、プログラムはステップ
４２に戻され、通水の再開が待たれる。以上の動作中
に、羽根２６ｂの回転が行われている最中に、給湯栓１
２が開放されて通水が再開されると、水流センサ１３が
オンになり、それに応じてステップ４９にて「ＹＥＳ」
との判定の基にプログラムはステップ５３に移されて、
電磁ソレノイド２５ｃへの通電が停止され羽根２６ｂの
回転が停止される。さらに、プログラムはステップ４３
に戻され、上記した燃焼制御が開始される。

【００１９】以上に説明したように、本実施例によれ
ば、給湯器の給湯運転停止後の、送風器によるポストパ
ージと同時に、電動モータ２４ｃの回転軸２４ｂに回転
軸２６ａを連結させることにより、回転軸２６ａの他端
側に取り付けられた羽根２６ｂが回転を開始し、給水管
Ｐ1 と出湯管Ｐ2 と熱交換器１０とバイパス管ＰB とか
らなる閉ループ管路内に水を循環させることができる。
これにより、給水管Ｐ1及びバイパス管ＰB 内の冷水
と、出湯管Ｐ2 内の湯と、熱交換器１０内の後沸きによ
る高温湯が攪拌されて混じり合い、均一温度の湯にされ
る。

【００２０】そのため、器具内に滞留する湯温が平均化
され、次回の給湯開始時における出湯温度のオーバーシ
ュートやアンダーシュートが低減される。特に、出湯温
度を検出してガス量を制御する場合では、器具内に滞留
する湯温分布の不均一が大きく影響して、出湯温がハン
チングするが、本実施例のように温度分布を均一にする
ことで出湯温制御も容易となる。また、本実施例におい
ては、羽根２６ｂの回転を送風器２４の回転を利用して
行うことができるので、回転装置を新たに用意する必要
がなく、簡便且つ安価に上記効果を得ることができる。
さらに、羽根２６ｂの回転を送風器の回転に同期させた
ことにより、羽根２６ｂの回転を制御する制御装置を新
たに設ける必要もないので、制御部分を変更することな
く上記効果を得ることができて便利である。

【００２１】つぎに、上記第１実施例の変形例１につい
て、図５により説明する。変形例１においては、羽根２
６ｂにより上記閉ループ管路内の湯を攪拌することによ
り、湯温度が一定値以下に低下したときに、燃焼ガスに
より加熱して湯温度を一定値以上になるまで、または一
定時間加熱して湯温度を一定値以上にしようとするもの
である。温度検出には、上記サーミスタ１１を用いる。
また、変形例１においては、図４に示すフローチャート
のステップ４８とステップ４９の間か、またはステップ
４９とステップ５０の間に、図５に示すように、湯温度
が一定温度ＴL 以上か否かを判定するステップ４８ａ及
び保温燃焼ルーチンを示すステップ４８ｂを追加したも
のである。

【００２２】以上のように構成した変形例１において
は、羽根２６ｂの回転駆動中に攪拌により湯の温度Ｔが
一定値ＴL 以下になったとき、ステップ４８ａにて「Ｎ
０」との判定の基にステップ４８ｂに移行させて、燃焼
ガスにより一定時間の加熱または一定温度以上になるま
で加熱を行わせるようにしたものである。これにより、
給湯開始後の湯温度の一定基準値ＴL からの低下を防止
することができ、本発明の目的をより的確に実現するこ
とができる。

【００２３】なお、上記実施例においては、羽根２６ｂ
をバイパス管ＰB 内に設けているが、変形例として、図
６に示すように給水管Ｐ1 内に設けてもよく、また、図
示しないが出湯管Ｐ2 内に設けるようにしてもよい。ま
た、上記電磁クラッチの構成は、上記実施例に示したも
のに限らない。さらに、トルク伝達制御装置としては、
上記電磁クラッチに限るものではなく、エアシリンダ等
を用いたものであってもよい。また、上記各実施例に示
した給湯器の各種部品の配置等については、一例であ
り、給湯器の目的や用途等に応じて適宜変更することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る給湯器を概略的に示す
正面図である。

【図２】同給湯器の送風器のファンと羽根とを連結する
の連結装置を概略的に示一部破断面図である。

【図３】同給湯器の電気制御装置を示すブロック図であ
る。

【図４】図３の制御回路により実行される「給湯制御プ
ログラム」のフローチャートである。

【図５】変形例１に係る「給湯制御プログラム」の変更
部分であるフローチャートの一部を示す図である。

【図６】給湯器の変形例を概略的に示す正面図である。

【符号の説明】１０…熱交換器、１１…サーミスタ、１２…給湯栓、１
３…水流センサ、２０…内胴、２１ａ…ガスノズル、２
１ｂ…バーナ、２２ａ…比例制御弁、２２ｂ…電磁弁、
２３…イグナイタ、２４…送風器、２４ａ…ファン、２
４ｂ…回転軸、２４ｃ…電動モータ、２５…電磁クラッ
チ、２５ａ…ハウジング、２５ｂ…固定板、２５ｃ…電
磁ソレノイド、２５ｄ…可動板、２６ａ…回転軸、２６
ｂ…羽根、３０…電気制御装置、３１…制御回路、Ｐ1
…給水管、Ｐ2…出湯管、ＰB…バイパス管、ＰG…ガス
供給管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱交換器を加熱するバーナと、同熱交換
器に水を導く給水管と、前記熱交換器内で熱交換された
湯を外部に送り出す出湯管と、前記バーナに燃焼用空気
を供給する送風器とを備えた給湯器において、前記熱交換器を迂回して前記給水管と出湯管とを連通す
るバイパス管を設けると共に、同バイパス管と熱交換器
とを結ぶ閉ループ管路内に配設され回転自在に軸支され
る羽根と、前記送風器の回転駆動力を給湯停止時に前記羽根の回転
軸に伝達する連結手段とを備えたことを特徴とする給湯
器。
【請求項２】前記請求項１に記載の給湯器において、前記連結手段は、給湯終了時の前記送風器によるポスト
パージに同期して作動することを特徴とする給湯器。
【請求項３】前記請求項１または請求項２に記載の給
湯器において、給湯運転停止時における前記羽根の回転により強制循環
された湯の温度が一定温度以下になったときに、前記バ
ーナによる加熱を再開させるように制御する制御手段を
設けたことを特徴とする給湯器。