JPS61116237A - ガス瞬間式給湯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はガス瞬間式給１ｍ、特に給湯不使用時配管内の
水を設定温度に保温しておくタイプの給湯機に関する。

（発明の背景） 従来のガス給湯機は給湯管路末端に設けた給湯器具、例
えば渇水混合栓の肩側を開くことにより給水管路から供
給される水は初めて熱交換器へ流動し、ここで加熱され
そのまま給湯管路を介して給湯器具の湯側へ流れるよう
になっている。

従って、上記従来の給）ＩｌＮでは、瀾使用が前回の使
用から時間がたっている場合には管路中の水が冷えてお
り、水栓の湯側を開いても場の立上り時間や、熱交換器
を出た湯が給湯管路を通って水栓まで流動してくる時間
等があり、すぐには場が出てこないという不便や、湯が
でてくるまでの間に水栓から吐出される水が捨てられる
等の不都合、不経済がある。

また、潮の使用を停止した後、再使用するまでの時間が
短かい場合には、前回の使用停止後熱交換器の温度が上
がり、再使用開始時１ｍが＠激に上昇し、最初熱い潟が
でる接沸きの問題がある。

そこで、出湯時以外には配管内の水を循環流動さ「て冷
めないようにバーナーで加熱しておくことが考えられる
。

しかし乍ら、従来のガス量により湯温を制御する方式で
はバーナーの構造上制御できる最小号数が最大号数の１
／４乃至１１５に限定されるため、単に熱交換器を通る
循環流路を作って循環水を加熱するようにしても種々の
問題が生じる。

即ち、仮に循環（ポンプ）流１：２Ｊ／分、保温設定温
度＝６０℃、循環水温度５５℃の条件で、最小号数４号
（１００ＫＣａｌ／分）のバーナーにより比例制御した
場合、バーナーを最小能力で連続燃焼させると、 １００　（Ｋｃａｌ　／分） ２（１７分） となる。

即ち循環水温度は５０℃上昇するため１００℃以上とな
り突沸が起こる。

また、最小号数が限定されるため、保温設定温度と循環
水温度の差がある程度大きくないとバーナーに着火せず
、しかも一旦着火すると湯温の温度上昇が大きいので、
湯温のハンチングが大きくなる。

そこで、本願出願人は給水管路、熱交換器、給湯管路、
戻り管路からなる環状の管路を流動する循環水を加熱す
るバーナーを、燃焼と消火を繰返し、その燃焼時間と消
火時間の比により熱量を制御するように構成したガス瞬
間式給湯機を既に出願した。（昭和５９年１０月４日付
特許願（３）） 一方、保温のために水を循環流動させる場合、循環水は
流量が大きいと放熱が大きく、流量が小さいと保温制御
が難しいという問題がある。

そのために配管の如何にかかわりなく、放熱が小さく、
保温制御も行い易い適当な流量、例えば２１／分に制御
することが望ましい。

そこで、環状の管路の適所に水量バルブを設けてＪ３き
、該水ｍバルブを絞ることにより一定の流量に制御する
ことが考えられるが、この水量バルブを環状管路中の給
湯管路に設けたときく給湯機が能力オーバーになったと
き流量を絞って能力範囲内に収めるように１−るため給
湯管路に水量パルプを設けたものがあるので、これを利
用することが考えられる）など、水色パルプを絞ると保
温運転から給湯に換えたとき、給湯機の能力範囲内では
あっても給湯量が制限されてしまうという問題が生じる
。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明が解決しようとする問題点は本願出願人による昭
和５９年１０月４日付特許出願を更に発展させ非給湯時
給水管路、熱交換器、給湯管路、戻り管路からなる環状
の管路を流動する循環水を保温のために加熱するバーナ
ーを、燃焼と消火を繰返し、その燃焼時間と消火時間の
比により熱量を制御するように構成したガス瞬間式給湯
機において、給湯時に影響を及ぼさずに循環水の流量を
所定の一定流世に制御することである。

（問題を解決するための手段） 上記問題を解決するために本発明が講する技術的手段は
、給湯管路中、述部と、給水管路とをポンプを備えた戻
り管路で連絡し、給湯不使用時、給水管路、熱交換器、
給湯管路、戻り管路で構成される環状の管路に水を循環
流動させると共にバーナーを間歇的に燃焼させ、環状管
路に設けた水量センサー及び温度センサーが夫々検出す
る循環水流量、循環水温度と予め設定された設定温度等
の所定要素により循環水を設定温度に保温維持するのに
要する必要熱量を演算してその値に応じ上記バーナーの
着火時間の比を制御すると共に上記水量センサーが検出
した流量と予め設定した目標流量に基づいてポンプを電
気的に制御するものである。

（作用） 而して、水量センサーが検出した循環水の実流量と、予
め設定した目標流量を比較し、実流量が目標流量より多
ければその値に応じてボンブの電圧が下降し、逆に実流
【ｄが目標流量より少なければその値に応じてポンプの
電圧が上昇しそれに応じてポンプの吐出ｍが可変し、循
環水の′ａ量が目標流量に一致する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。

図中（Ａ）は給湯機で、ガス配管（９）を介して供給さ
れるガスがバーナー（６）で燃焼し、給水管路（２）を
介して供給される水が熱交換器（５）で加熱され、給湯
管路（１）を経て湯水混合栓等、給湯器具（１０）へ流
れるようになっている。

上記ガス配管（９）には上流側から順次、元電磁弁（１
１）、電磁弁（１２）、ガバナー（１３）を設ける。

一方、給水管路（２）には上流側から順次、水量センサ
ー（７）及び入水温センサー（１４）を、給湯管路（１
）には出湯温センサー（８）を夫々設ける。

また、上記給湯管路（１）はその中途部、望ましくは給
湯器具（１０）の近くから戻り管路（４）を分岐し、該
戻り管路（４）の他端を水量センサー（７）の手前にお
いて給水管路（２）に接続する。従って、給水管路（２
）から熱交換器（５）、給湯管路（１）及び戻り管路（
４）を経て給水管路（２）に戻る管状の管（ａ　）が形
成される。

戻り管路（４）にはポンプ（３）を設ける。

ガス配管（９）の元電磁弁（１１）、電磁弁（１２）、
給水管路（２）の氷山センサー（７）、入水温センサー
（１４）、給湯管路（１）の出湯温センサー（８）及び
戻り管路（４）のポンプ（３）は夫々制ｍ基板（１５）
に電気的に接続し、水量センサー（７）は給水管路（２
）を流れる水の量を検出して、入水温センサー（１４）
は熱交換器（５）への入水温度を検出して、また出’Ｉ
Ａｍセンサー（８）は熱交換器（５）からの出ＷＡ温度
を検出して夫々信号を制御基板（１５）へ送る。

制御基板（１５）は、給湯機（Ａ）の機台内又はコント
ロールボックス（１６）内に配備して、コントロールボ
ックス（１６）の運転スイッチ（１７）のｒＯＮＪ操作
により元電磁弁り１１）とポンプ（３）に信号を送って
元′！１Ｉｉｔ１弁（１１）を開弁させ、同時にポンプ
（３）を作動させると共に水量センサー（７）、入水温
センサー（１４）、出湯温センサー（８）からの信号を
受けて、給水管路（２）から熱交換器（５）へ流入する
水をコントロールボックス（１７）の温度設定部（１８
）で設定した設定温度に加熱するのに要する必要熱量を
演算し、この必要熱量に応じたパルス間隔でパルス信号
を電磁弁（１２）に送るように構成する。

電磁弁（１２）は上記パルス信号を受け、そのパルスの
長さと間隔に応じて開閉を繰返す。

即ち、バーナー（６）はパルス信号のパルスの長さと間
隔に応じて間歇的に燃焼する。

尚、図示してはいないが、バーナー（６）の近傍には上
記電磁弁（１２）の開弁に同期して放電するイグナイタ
ー、または運転スイッチ（１１）の「ＯＮ」作動により
着火し、ｒＯＦＦＪ作動により消火する種火用のパイロ
ットバーナーが設けられるのは云うまでもない。

また、上記制ｍ＋基板（１５）は水量センサー（７）か
らの信号を受け、水量センサー（７）が検出した流量と
予め設定した目標流量に基づいてポンプ（３）を電気的
に位相制御するように構成する。

位相制御とは第２図に見られる商用交流電源（６０Ｈｚ
あるいは５０Ｈｚ　）の曲線（サインカーブ）の１周期
毎のある部分を第３図のようにカットして、そのカット
割合によってポンプの回転数を増減させるものである。

而して本願においては、あるカット割合、例へば第３図
のようにきめてその時の流量を２１／分としておき、水
量センサー（７）が検出した実流量の値が目標流量の値
より大きいときにはカット割合を大きくしてポンプ（３
）の回転数を落とし、実流量の値が目標流量の値より小
さいときにはカッ１−割合を小さくしてポンプ（３）の
回転数を増加して、ポンプ（３）の吐出ｍを常に一定の
目標流量に制御する。

上記目標流量は、大き過ぎて放熱が多くなったり小さ過
ぎてＦＭ　ａ　ＩＩＪ　ｉｌｌが困難になることがない
ような最適の流量に設定する。

上記目標流ｍは一般的には２１７分程度とするのが望ま
しい。

そして、この程喰の流量であれば給湯時にポンプが作動
していても給湯管路（１）を流れる場を戻り管路（４）
へ引き込み、給湯器具（１０）への湯の供給を妨げるこ
とがない。

従って、ポンプ（３）は給湯器具（１０）からの出湯の
有無に係りなく、給Ｓ機（Ａ）が運転状態にある間、連
続して作動させておくことができる。

勿論、上記ポンプ（３）は給湯器具（１０）からの出湯
が行なわれていないときめみ作動するようにしても良い
。

而して、先ず給湯器具（１０）の湯側パルプが閉止され
ている状態で、コントロールボックス（１Ｇ）の運転ス
イッチ（１１）を「ＯＮ」にすると、給湯機（Ａ＞は運
転状態になり、元電磁弁（１１）が開き、同時にポンプ
（３）が回転を始める。

そして、出湯温センサー（８）が眼部の水温が設定温度
になっていないのを検知し、電磁弁（１２）が開開を繰
返してバーナー（６）が間歇燃焼を始める。

従って、配管中の水はポンプ（３）の作動により給水管
路（２）から、熱交換器（５）、給湯管路（１）、戻り
管路（４）を経て給水管路（２）の水量センサー（７）
の手前に戻るように循環流動し、熱交換器（５）通過時
に加熱される。

この際、上記循環流動する循環水の流量は制ｗ基板（１
５）により目標流路と流量センサー（７）が検出した実
流量に基づきポンプ（３）を電気的に位相１１１１Ｉｌ
シて目標流量、例えば２Ｊ／分に制御される。

また、バーナー（６）の間歇燃焼は制ｍ基板（１５）に
より火の着いている時間と火の消えている時間の比を上
記演詐に基づいて制御されるので、循環流動する水は設
定温度まで沸き上げられ、かつ設定温度に維持される。

次に、給湯器具（１０）の湯側パルプを開けば、先ず配
管中の既に設定温度まで沸き上げられている潟が給湯器
具（１０）に供給され、続いて給水管路（２）から新た
に供給された水が設定温度に加熱されて供給される。

尚、給湯器具（１０）による湯の使用時には水量、入水
温度等が、前述の循環流動時、即ち潟の不使用時とは当
然変化するが、それに応じてバーナー（６）の間歇燃焼
は制御基板（１５）において演算され引き続き最適に制
御され、確実に設定温度の湯を供給しつづける。

この際、ポンプ（３）は作動を継続していてら給湯管路
（１）の濶を戻り管路（４）に引き込んで、給湯器具（
１０）に十分な潟が供給されるのを阻害するようなこと
はない。

そして、給湯器具（１０）の湯側バルブを閉止すれば給
！８１１１（Ａ）への新たな水の供給は停止され、配管
中の潟は再び循環流動しつつ設定温度に維持され、給湯
器具（１０）の次の使用を持つ。

以上の実施例では循環水の流口を制御するために位相制
御する方法を用いたが第４図に示すようにポンプ印加電
圧を０Ｎ−ＯＦＦさせることによりポンプの回転数を増
減させて流量を制御するｄｕｔｙｉＩｉＩＩ御、又は第
５図に示すようにポンプに加える電圧を変化させてポン
プの回転数を増減させて流量を制御する電圧制御を用い
て流量を制御するも任意である。

本発明は上記の構成であるから以下の利点を有する。

（１）　保温のために配管内の水を循環流動させる管状
の管路に設けた水量センサーが検出した循環水の実流量
と、目標流ｍに基づいて、給湯管路から戻り管路に水を
引き込んで循環流動せしめるポンプを位桁制御するので
、配管等の条件の相違にかかわらず、循環水流量を目標
とする一定の流量に制御することができる。

従ってｗｙＡ水の流量を配管等の条件にかかわらず、放
熱が少なく、しかも保温のための温度制御を行い易い流
量に制御することができる。

（２）　配管中の水は常時設定温度にまで沸き上げであ
るので、給湯器具の湯側バルブを開けばすぐに湯を使用
することができる。

従って、使用勝手が向上すると共に、 従来のように湯がでる迄に吐出する水を捨てるようなこ
とがなく、経済的である。

（３）　Ｓ温のｆｌｌｍを、バーナーを間歇燃焼させ、
その燃焼時間と消莢時間の比によって行うので、消・入
時間に対する燃焼時間の比を小さくすることによりバー
ナーの号数を０号に近いところまで落とすことができ、
きわめて小さな熱隋で燃焼することができるをもって設
定温度と＠環水温度の差が極めて小さな場合でもこれを
設定温度に加熱することができる。

従って突沸等の恐れがなく、湯温のハ ンチングも小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すガス瞬間式給ｓｌｌの
模式図である。第２図は商用電源の電圧曲線（サインカ
ーブ）を示す図面である。第３図は商用電源の１周期毎
のある部分を切欠いた電圧曲線である。第４図は印加電
圧をＯＮ・ＯＦＦさせるｄｕｔｌ／ｉ制御の電圧線図で
ある。第５図は電圧制御を示す電圧線図である。 １・・・給湯管路　　　２・・・給水管路３・・・ポン
プ　　　　４・・・戻り管路５・・・熱交換器　　　６
・・・バーナー７・・・水量センサー　ａ・・・環状の
管路８・・・温度センナ−（出湯温センサー）第２図 第３図 第４図 手続補正書 昭和６０年　８月２６１ １、事件の表示 昭和５９年特許願第２３８８１３号 ２、発明の名称 ガス瞬間式給湯機 ３　補正をする者 事件との関係　　　　　特　許　出　願　人氏名（名称
）　　　　（ＡＯ８）東陶機器株式会社１４、代理人 住　所　　東京都文京区白山５丁目１４番７号昭和　　
年　　月　　　日　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　−１明細書第６負１９ｆ’ｉ［］乃↑第７頁３行
目［・・・を比較し、実流山が・・・］−γ？しそれに
応じて・・・」を「・・・を比較し、それに応じて・・
・」に補ｉ［する、。 手続補正書 昭和６０年１１月）７日 ２、発明の名称 ガス瞬間式給湯機 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特　許　出　願　人氏名（名称
）　　　　　（ＡＯ８）東陶機器株式会社４、代理人 昭和　　年　　月　　日 るので、・・・」を「・・・ポンプを制ｍａするので、
・・・」に補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 給湯管路中途部と、給水管路とをポンプを備えた戻り管
   路で連絡し、給湯不使用時、給水管路、熱交換器、給湯
   管路、戻り管路で構成される環状の管路に水を循環流動
   させると共にバーナーを間歇的に燃焼させ、環状管路に
   設けた水量センサー及び温度センサーが夫々検出する循
   環水流量、循環水温度と予め設定された設定温度等の所
   定要素により循環水を設定温度に保温維持するのに要す
   る必要熱量を演算してその値に応じ上記バーナーの着火
   時間の比を制御すると共に上記水層センサーが検出した
   流量と予め設定した目標流量に基づいてポンプを制御す
   ることを特徴とするガス瞬間式給湯機。