JPS5835935Y2 - 給湯，暖房装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、１台の温水発生器により温水流路を給湯水加
熱用と暖房用とに切換え得る給湯、暖房装置において、
循環温水の湯温検知により温水の温度が設定温度以上に
なると、バーナ燃焼能力を自動制御して全消火または半
減消火させ、所定温度以下に低下したとき、バーナ燃焼
能力を復帰させ、かつ湯温上昇（設定温度に対し）によ
りバーナ燃焼が停止している間は熱交換器経由への温水
循環流を別の循環回路に自動的に切換え熱交換器からの
温水保有熱の放熱損失を防ぐことができる装置に関する
。

従来からこの種給湯、暖房装置は多種開発され実用化さ
れている。

その−例として従来の給湯、暖房装置を第１図について
説明する。

図において、１は装置の外匣、２は燃焼用の給排気筒部
である。

３は給水管で、その下流を分岐させ、一端を後述の給水
タンク７上部に臨ませるとともに他端を給湯用の間接熱
交換器４内に配設した吸熱コイル５に接続している。

６は前記吸熱コイル５の下流側より導出した給湯管で、
前記間接熱交換器４で吸熱した湯を適宜の使用個所へ送
出する。

７は給水タンクで、前記間接熱交換器４より上位置に設
置され、前記給水管３．ボールタップを介して給水され
ると共に溢水管８を導出し、更に底部より補給水用の流
入管９を垂下させ、その終端を前記間接熱交換器４の上
部に開口させている。

１０は後述する放熱器１８よりの戻水を再加熱させるた
めの低温水導入管（以下、導入管という）で、その管路
中に上流より循環ポンプ１１（以下、ポンプという）と
流水スイッチ１３とを順次介装して熱交換器１４の上部
に配設した吸熱管１５の入側に接続している。

１６は高温水導出管（以下、導出管という）で、前記吸
熱管１５の出側より延設し、管路に自動三方弁１７の■
Ｏ側を介装して放熱器１８に至り、前記導入管１０、吸
熱管１５．放熱器１８とともに暖房用温水循環回路を構
成する。

２０は前記自動三方弁１７の一端のＯ側聞口から導出し
、前記間接熱交換器４の前記流入管９と反対側に開口し
た加熱水流入管、２１は前記流入管９と前記導入管１０
とを前記ポンプ１１の上流側で接続する加熱水流出管で
ある。

前記自動三方弁１７は給湯水が給水管３を流れる時の水
圧損失により流路変更を行うような構造になっており、
また該自動三方弁１７の動作により後述の給湯スイッチ
ＨＷＳＷを０Ｎ−ＯＦＦさせる。

給湯を行なうと、流路が■−Ｏ側に切換わり、吸熱管１
５より加熱水流人管２０９間接熱交換器４．流入管９．
加熱水流出管２１．ポンプ１１．自動三方弁１７に至る
加熱水循環系路が構成され、温水循環回路が断たれ、ま
た給湯を停止すると加熱水循環系路が断たれて温水循環
回路が回復されるように構成されている。

２２ ａと２２ ｂは夫々独立した二個の主バーナ、２
３はガス供給管２４より分岐してガスを供給するパイロ
ットバーナ、２５ａおよび２５ ｂは分岐ガス管、２６
は前記分岐ガス管２５ ａ 、２５ ｂに夫々設けられ
たガス圧調整器、２７は前記ガス供給管２４のパイロッ
トバーナ２３への分岐点より下流に配設されたガス用主
電磁弁、２８は前記一方の分岐ガス管２５ ｂに設けら
れた制御用電磁弁である。

前記主電磁弁２７は前記吸熱管１５を出た温水温度を検
知する第１サーモスイツチ２９に接続され、サーモスイ
ッチ２９により開閉動作を行ない、また前記制御用電磁
弁２８は前記吸熱管１５に入る温水温度を検知する第２
サーモスイツチ３０に接続され、サーモスイッチ３０に
より開閉動作を行なうようになっている。

従来の装置は、上述のように構成されているので、ポン
プ１１によって暖房用回路または給湯加熱回路を循環し
ている温水は、熱交換器１４において加熱されるが、温
水の温度を熱交換器１４の入側と出側に配設した第１サ
ーモスイツチ２９と第２サーモスイツチ３０で感知し、
それによって相関する燃料供給制御用の電磁弁２７と２
８を夫々開閉動作せしめ、温水温度を所定の温度域内に
保持するよう燃焼制御している。

この場合、温水温度が高温となり高温制御用の第１サー
モスイツチ２９がＯＦＦした時は主電磁弁２７が閉成し
、二個併設した主バーナ２２ ａと２２ ｂへのガスの
供給が停止しバーナは全て消火する。

また温水温度が所定の温度に低下すれば、第１サーモス
イツチ２９がＯＮになり主電磁弁２７が関連動作により
開成され、主バーナ２２ ａ側のみがパイロットバーナ
２３により着火し燃焼する。

これでも更に温水温度が低い場合には、入側の第２サー
モスイツチ３０がＯＮすることにより関連動作により制
御用電磁弁２８も開威し、主バーナ２２ ｂが燃焼を開
始して両生バーナ２２ ａと２２ ｂが全燃焼となる。

一方、温水循環用のポンプ１１は上述の動作に関係なく
常に運転され、・かつパイロットバーナ２３は燃焼状態
にある。

以上のような燃焼制御により温水の温度調整が行なわれ
るのであるが、今、第１サーモスイツチ２９がＯＦＦ状
態となり主電磁弁２７が閉成し、主バーナ２２ ａと２
２ ｂが全消火している状態時でも温水は熱交換器１４
の中をポンプ駆動により常に循環して流れている。

その時、熱交換器１４の表面は給排気筒部２を通じて常
に冷たい外気と直接に接触状態にあるので、主バーナが
全消火したときは、この熱交換器１４はあたかもラジェ
ーターの役目をなし、循環温水中の保有熱が給排気筒部
２を介して外気中に放熱されることになる。

この冷却作用により暖房等の熱効率は熱交換器１４がも
つ理論熱効率に比し著しく低下することになる。

更に使用中は常にパイロットバーナ２３を点火させてお
く必要があるため熱損失の大きな原因にもなっている。

本考案は、上記の諸々の欠点を抜本的に解決することを
目的とし、その要旨は、主バーナとパイロットバーナが
全消火している間は熱交換器へ流れる循環温水の流路を
他の流路に切換機構により自動的に完全切換えし、熱交
換器からの放熱を防止せしめて給湯、暖房時の熱効率の
損失をなくシ、主バーナが全消火する時はパイロットバ
ーナも消火させ、かつ暖房不使用のシーズン時には給湯
使用時のみ主バーナとパイロットバーナが燃焼するよう
に威し、その燃料経済性を高めると共に熱効率を大巾に
向上させることにある。

次に本考案の給湯、暖房装置を第２図乃至第４図に示す
実施例について説明する。

図において、以下説明する以外の符号で第１図に示すも
のと同一符号は同一部分を示すものとする。

１２は三方型の自動切換弁（以下、切換弁という）で、
その■側が自動三方弁１７の出側に■側が放熱器１８の
入側に接続するように導出管１６に介装されている。

１９は前記切換弁１２の一方の■側と前記導入管１０を
接続するバイパス管である。

前記切換弁１２は、例えばワックス型（第３図参照）等
の感温式自動弁で、暖房温水が所定温度以上になると■
側の流路を閉じると共に、■側の流路を開け、前記バイ
パス管１９から暖房温水を導通させて前記熱交換器１４
経由への温水循環回路を短絡させ、所定温度以下になる
と再び流路をＯ側から■側へ切換わるように構成されて
いる。

前記主電磁弁２７は、主バーナ２２ ａ 、２２ ｂお
よびパイロットバーナ２３の燃焼を全消火させることが
できるようにパイロットバーナ２３の分岐点より上流の
ガス供給管２４に配設されている。

３１はパイロット炎を検証するためのフレームロッドで
ある。

前記第１サーモスイツチ２９は温水温度が８０℃以下で
ＯＮとなす、９０℃以上でＯＦＦ して主電磁弁２７を
作動させ、第２サーモスイツチ３０は温水温度が６０℃
以下でＯＮとなす、６５℃以上でＯＦＦ して制御用電
磁弁２８を作動させるように夫々作動温度域が設定され
ている。

また前記切換弁１２は温水温度が８０℃と９０℃の間で
９０℃よりも若干低い温度になったとき循環流路を前記
バイパス管１９側に切換わるように作動温度を設定して
おくようにする。

次に実施装置の電気制御回路の一例を第４図について説
明する。

３２は商用電源、符号ＳＷ１は電源スィッチ、Ｆはヒユ
ーズ、ＴｈＦは温度ヒユーズ、ＨＬＳＷは前記熱交換器
１４の異状過熱防止用の熱動スイッチ、１３は流水スイ
ッチで、循環水量が所定量になるとＯＮになり燃焼制御
回路を導通し、所定量以下になるとＯＦＦになり燃焼制
御回路を断つ、ＳＷ２は給湯と暖房の切換スイッチ、Ｈ
ＷＳＷは給湯スイッチ、Ｒはリレーで、Ｒ３Ｗはそのリ
レースイッチである。

Ｔはタイマーで、ＴＳＷｌおよび丁ＳＷ２はそのタイマ
ースイッチ、３１はフレームロッド、ＦＲはフレームロ
ッド回路、ＦＲ３Ｗはそのフレームロッドスイッチで、
フレームロッド３１先端部がパイロット炎を検出すると
、数秒間後に■接点からＯ接点に切換わるようになって
いる。

ＩＧは高電圧放電用の点火回路、ＳＷ３は前記主バーナ
２２ ａと２２ ｂの燃焼の能力切換スイッチである。

Ｌｌは前記商用電源３２通電の電源ランプ、Ｌｌは作動
確認ランプである。

次に上記構成よりなる本考案の装置の作用について説明
する。

第２図乃至第４図において、先づ使用に先達も水道栓よ
り給水管３を通じて水を給水タンク７に供給して流入管
９を通して暖房用温水循環回路内と給湯用加熱水循環系
路内に予め注水しておく。

しかる後に電源スィッチＳＷＩを手動にて閉成すると、
商用電源３２は電気制御回路に電流を通じ、電源ランプ
Ｌ１が点燈する。

暖房使用の場合、切換スイッチＳＷ２を暖房側に閉成す
ると、リレーＲが動作してリレースイッチＲ８ＷがＯＮ
し、作動確認ランプＬ２が点燈すると同時にポンプ１１
が運転を開始して冷水（常温）は実線矢印に示す如く、
流水スイッチ１３を通る循環回路を流れる。

その際、流水スイッチ１３は循環水量が所定量になると
ＯＮとなり、リレースイッチＲ３Ｗを通じタイマーＴ回
路が通電され、タイマースイッチＴＳＷ１およびＴＳＷ
２が相関し、ＯＮとなることにより、ガス供給管２４に
介装した主電磁弁２７が開成されて、ガスはガス供給管
２４より下流側の分岐管２５ ａおよび２５ ｂを通り
夫々設けたガス圧調整器２６を経て主バーナ２２ ａと
２２ ｂに流れ、同時にパイロットバーナ２３側にも流
れる。

この時フレームロッドスイッチＦＲ３Ｗかの接点側にＯ
Ｎしているから点火回路ＩＧより放電プラグを通じパイ
ロットバーナ２３の炎口部に連続放電して点火せしめ、
更に主バーナ２２ ａおよび２２ｂを燃焼させて熱交換
器１４の吸熱管１５を加熱させる。

また一方ではパイロットバーナ２３の炎をフレームロッ
ト３１が検出すると、フレームロッドスイッチＦＲ５Ｗ
はフレームロッド回路ＦＲにより数秒間後に■接点から
■接点側に入れ替わり燃焼監視用の整流回路が形成され
る。

その後、タイマースイッチＴＳＷ２がタイマーＴの相関
動作で開成してプラグ放電は停止する。

かくして冷水は熱交換器１４の吸熱管１５内で加熱され
高温水となり、第１サーモスイッチ２９．自動三方弁の
■−〇より導出管１６を通り適数個の放熱器１８に流入
し、そして高温水は放熱器１８と室内空気との間で熱交
換された低温水となって再びポンプ１１内に還流し、前
述の循環動作を繰り返すことにより次第に循環温水温度
が上昇する。

吸熱管１５の出側の温水温度が９０℃以上になると第１
サーモスイツチ２９がＯＦＦとなり（この時は勿論第２
サーモスイツチ３０もＯＦＦ状態にある）、リレーＲに
よりリレースイッチＲ３ＷがＯＦＦして主電磁弁２７が
閉じられ、ガスの供給が断たれるため両生バーナ２２
ａと２２ ｂおよびパイロットバーナ２３は全て消火状
態になる。

更に暫時この状態が続き、前述の吸熱管１５の出側の温
水温度が８０℃以下に低下すると第１サーモスイツチ２
９がＯＮとなり、その相関でリレーＲによりリレースイ
ッチＲ３ＷがＯＮして前述のバーナの点火、燃焼が繰り
返えされる。

この際、主バーナ２２ ａと２２ ｂは吸熱管１５の入
側の温水温度が６５℃以上であるか、または例えば、夏
期で水温が高い時等において、能力切換スイッチＳＷ３
を■接点側に切換えることにより制御用電磁弁２８には
通電されず、制御用電磁弁２８が閉じた状態にあるので
、主バーナ２２ ｂへのガス供給が断たれ、片側の主バ
ーナ２２ ａだけ燃焼するようになる。

しかしながら、冬期で水温が低い時または暖房を急速欲
求する時等において、能力切換スイッチＳＷ３を■接点
側に切換えた場合には、吸熱管１５の入側の温水温度が
６０℃以下になると第２サーモスイツチ３０はＯＮ状態
となるので相関動作により制御用電磁弁２８が開いて両
生バーナ２２ ａと２２ ｂおよびパイロットバーナ２
３の全部が燃焼するようになる。

このように全燃焼となり吸熱管１５の入側の温度が６５
℃以上に達すると、第２サーモスイツチ３０はＯＦＦと
なり、制御用電磁弁２８が閉じ主バーナ２２ ｂの燃焼
は停止されて片側の主バーナ２２ ａの燃焼だけに半減
されるが、更に温水温度が上昇して吸熱管１５の出側の
温度が９０℃以上に達すると前述した如く、バーナは全
て消火する。

猶、温水循環回路中の自動三方弁１７下流に設けた切換
弁１２において（第３図参照）、循環温水温度が感温エ
レメントの作動温度より低い時には、流水は切換弁１２
の［有］−■より前述の如き（実線矢印）導出管１６を
通じて放熱器１８側へ流れるが、温水温度が９０℃より
若干低い温度になった時には熱交換器１４側からは流れ
ず、破線矢印に示す如く、切換弁１２の■側よりバイパ
ス管１９を介して導出管１６へ直接に流通するようにな
る。

従って流路が切換わっで温水が熱交換器１４側に流通し
なくなれば流水スイッチ１３がＯＦＦになるので燃焼制
御回路が断たれてバーナは作動しなくなる。

而して、熱交換器１４側への流通が停止している間、即
ち、燃焼が停止している間は給排気筒部２を介して外気
による循環温水保有熱の冷却が阻止される。

循環温水温度が感熱エレメントの作動温度以下に低下す
ると、切換弁１２は元の熱交換器１４側への流路■側に
復帰するようになる。

次に給湯使用時の加熱水の循環は、給湯栓を開閉するこ
とで給水管３および給湯管６から夫々自動三方弁１７に
接続した導管により給水管３と給湯管６に流れる水圧損
失を利用して弁杆（図示せず）と付属の給湯スイッチＨ
ＷＳＷを０Ｎ−ＯＦＦ動作させる所謂公知の自動三方弁
１７を介して流通路を切換えるようにしたもので、暖房
使用中に給湯を行なう場合に今、給湯栓を開弁すると前
述の自動三方弁１７の流水路切換により循環温水流は■
−〇側に切換ると共に給湯スイッチＨＷＳＷはＯＮとな
り加熱水路は一点鎖線矢印に示す如く、加熱水流人管２
０を通じ間接熱交換器４内に貯湯し、吸熱コイル５中の
水と間接的に熱交換して低温水となり、更に加熱水流出
管２１より暖房用回路中のポンプ１１上流側の導入管１
０に導入され、流水スイッチ１３．第２サーモスイツチ
３０を経て熱交換器１４の吸熱管１５．第１サーモスイ
ッチ２９．自動三方弁１７の■−Ｏ側へ還流するように
なる。

その時前述の暖房使用の場合と同様に燃焼制御が行なわ
れるので、加熱水の温度が上昇し、その温水で吸熱コイ
ル５において給水が熱せられて温水となり、給湯される
。

更に暖房不使用時で給湯使用のみの場合では、切換スイ
ッチＳＷ２を給湯側に切換て閉成すれば暖房温水循環流
路が前述の如くの給湯用の加熱水路に切換わる。

その電気制御回路の燃焼制御は暖房使用の場合と全く同
様であるので説明は省略する。

給湯栓を閉弁すると給湯スイッチＨＷＳＷがＯＦＦ状態
になるからポンプ１１は停止し、次いで流水スイッチ１
３がＯＦＦとなり燃焼制御回路が非通電状態になり主バ
ーナ２２ ａと２２ ｂおよびパイロットバーナ２３は
全て停止する。

上記のような本考案の装置によれば次のような効果が得
られる。

（１）本装置は、給湯、暖房使用時において、循環温水
の温度が所定の温度域以上に達すれば主バーナは全消火
または半減消火され、主バーナの燃焼が全消火している
間はパイロットバーナも消火されると共に切換弁で、熱
交換器経由の温水循環流が断たれ、その流れがバイパス
管循環回路側に自動的に完全に切換わるので、従来装置
では不可避とされていた燃焼停止中での熱交換器部から
の循環温水の保有熱の放熱損失を完全に防止し得て、更
にこの温水回路の切換えがあっても温水温度の制御や暖
房効果には何らの支障もきたさない。

（２）従来の装置では給湯、暖房使用ともにパイロット
バーナは常に燃焼させておくので燃費上不経済であった
。

しかしながら、本装置によれば燃焼制御は給湯と暖房の
併使用、給湯または暖房の単独使用のみでも同様に装置
動作を自動的に行ない得て、特にパイロットは主バーナ
の燃焼を要する時のみ点火燃焼するので燃料経済性が極
めて高められ、その省エネルギー効果を達し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の給湯、暖房装置の概略構成図、第２図は
本考案の実施例を示す給湯、暖房装置の概略構成図、第
３図は本考案の要部をなす温水自動切換弁の一例を示す
縦断側面図、第４図は本考案に使用される電気制御回路
の一例を示す図である。 １・・・・・・外匣、２・・・・・・給排気筒部、３・
・・・・・給水管、４・・・・・・間接熱交換器、５・
・・・・・吸熱コイル、６・・・・・・給湯管、７・・
・・・・給水タンク、８・・・・・・溢水管、９・・・
・・・流入管、１０・・・・・・低温水導入管、１１・
・・・・・循環ポンプ、１２・・・・・・自動切換弁、
１３・・・・・・流水スイッチ、１４・・・・・・熱交
換器、１５・・・・・・吸熱管、１６・・・・・・高温
水導出管、１７・・・・・・自動三方弁、１８・・・・
・・放熱器、１９・・・・・・バイパス管、２０・・・
・・・加熱水流入管、２１・・・・・・加熱水流出管、
２２ ａ 、２２ ｂ・・・・・・主バーナ、２３・・
・・・・パイロットバーナ、２４・・・・・・ガス供給
管、２５ ａ 、２５ ｂ・・・・・・分岐ガス管、２
６・・・・・・ガス圧調整器、２７・・・・・・主電磁
弁、２８・・・・・・制御用電磁弁、２９・・・・・・
第１サーモスイツチ、３０・・・・・・第２サーモスイ
ツチ、３１・・・・・・フレームロッド、３２・・・・
・・商用電源、ＳＷｌ・・・・・・電源スィッチ、Ｆ・
・・・・・フユーズ、ＴｈＦ・・・・・・温度フユーズ
、ＨＬＳＷ・・・・・・熱動スイッチ、ＳＷ２・・・・
・・切換スイッチ、ＨＷＳＷ・・・・・・給水スイッチ
、Ｒ・・・・・・リレー、Ｒ３Ｗ・・・・・・リレース
イッチ、Ｔ・・・・・・タイマー、ＴＳＷｌ、ＴＳＷｌ
・・・・・・タイマースイッチ、ＦＲ・・・・・・フレ
ームロッド回路、ＦＲ５Ｗ・・・・・・フレームロッド
スイッチ、ＩＧ・・・・・・点火回路、ＳＷ３・・・・
・・能力切換スイッチ、Ｌｌ・・・・・・電源ランプ、
Ｌ２・・・・・・作動確認ランプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 温水発生器により温水流路を給湯水加熱用と暖房用に切
   換え得るようにした給湯、暖房装置において、循環ポン
   プ、流水スイッチ、第２サーモスイツチを順次介装した
   低温水導入管および熱交換器、第１サーモスイツチ、自
   動三方弁、放熱器を順次介装した高温水導出管からなる
   暖房温水循環回路並びに前記自動三方弁より加熱水流入
   管を接続した間接熱交換器と該間接熱交換器よりの加熱
   水流出管を前記循環ポンプ上流側に接続したる加熱水循
   環系路を構成せしめ、かつ前記自動三方弁と前記放熱器
   との間の前記高温水導出管に自動切換弁を設けるととも
   に、前記自動切換弁からのバイパス管を前記循環ポンプ
   と前記流水スイッチとの間で前記低温水導入管に接続し
   たことを特徴とする給湯、暖房装置。