(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯器の入水側と出湯側に、それぞれ入水路と出湯路が設けられ、かつ両水路の間は熱交換器をバイパスするためのバイパス路で短絡され、入水路には入水量を検出する翼車式の水量センサが、また前記バイパス路にはその通過水量を制御するバイパス弁がそれぞれ設けられ、熱交換器で加熱された湯とバイパス路を経由した水とを混合して所定の給湯温度に調整するバイパスミキシング方式の給湯器において、
一体成型された配管ケースを有し、このケースには、前記水量センサとバイパス弁とが、その翼車軸と弁軸の両軸心を一致させて配置されるとともに、水量センサとバイパス弁との間に熱交換器に通じる出水口が形成されていることを特徴とする給湯器。
【請求項２】
請求項１記載の給湯器において、
熱交換器からの出湯温度に基づいて、熱交換器における通水の良否を判別するように構成されていることを特徴とする給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイパスミキシング方式の給湯器に係り、特には、配管系統の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、バイパスミキシング方式の給湯器は、図５に示すように、熱交換器１の入水側には水道管等の給水源に連通された入水路２が、出湯側に図示しないカラン、風呂釜、シャワー等に連通された出湯路４が接続され、また、両水路２，４の間は熱交換器１をバイパスするためのバイパス路６で短絡されている。
【０００３】
熱交換器１に対しては、これを加熱するためのガスバーナ８が配置される一方、入水路２には、バイパス路６の接続箇所よりも下流側に熱交換器１への入水量を検出する翼車式の水量センサ１０、および入水温度を検出する入水温度センサ１２が、また、出湯路４には、バイパス路６の接続箇所よりも上流側に熱交換器１からの出湯温度Ｔhを検出する缶体温度センサ１４が、バイパス路６の接続箇所よりも下流側には、熱交換器１への通水量が最大加熱能力を越えた場合に湯水の吐出水量を制限するための過流出サーボ弁１６、および湯水の混合後の給湯温度を検出する給湯温度センサ１８が設けられ、さらに、バイパス路６にはその通過水量を制御するバイパス弁２０がそれぞれ設けられている。なお、２２はガス比例弁である。
【０００４】
そして、上記の過流出サーボ弁１６、バイパス弁２０、およびガス比例弁２２は、図外のコントローラによってその開度が制御されるようになっている。
【０００５】
この構成の給湯器において、図示しないコントローラは、水量センサ１０、入水温度センサ１２、缶体温度センサ１４でそれぞれ検出される入水量Ｑc、入水温度Ｔc、出湯温度Ｔh、および所望の設定温度Ｔsの各値に基づいて、ガス燃焼量Ｇを算出し、このガス燃焼量Ｇとなるようにガス比例弁２２の開度を制御する。さらに、コントローラは、入水温度センサ１２、缶体温度センサ１４、および給湯温度センサ１８でそれぞれ検出される各温度Ｔc，Ｔh、Ｔm、および所望の設定温度Ｔsの各値に基づいて、所望の設定温度Ｔsの湯が得られるように、バイパス弁１８の開度を制御して、湯水の混合比率を調整する。
【０００６】
ところで、図５に示した従来構成の給湯器では、水量センサ１０に対して入水温度センサ１２が一体に取り付けられているものの、水量センサ１０とバイパス弁２０、および両者１０，２０を接続するためのＴ字形の分岐継手２４がそれぞれ別体で設けられ、これらの部品１０，２０，２４が図中符号pで示す個所で互いに接続されたものとなっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように、各部品１０，２０，２４が別体であると、全体的な部品点数が増加してコストアップを招来するのみならず、接続個所pの数が多いために(これらの部品１０，２０，２４の周辺では５箇所必要)、配管接続の手間がかかる上に、それらを接続するための金具等の部品の多数を要し、全体としても大型化するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、これらの各部材を一体化して一つのユニットとし、これによって部品点数を削減し、組立作業の効率化とコストダウンを図るとともに、全体構造が簡単で取り付けスペースが少なくて済むようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため、次の構成を採用している。
【００１１】
すなわち、請求項１記載に係る発明では、給湯器の入水側と出湯側に、それぞれ入水路と出湯路が設けられ、かつ両水路の間は熱交換器をバイパスするためのバイパス路で短絡され、入水路には入水量を検出する翼車式の水量センサが、また前記バイパス路にはその通過水量を制御するバイパス弁がそれぞれ設けられ、熱交換器で加熱された湯とバイパス路を経由した水とを混合して所定の給湯温度に調整するバイパスミキシング方式の給湯器において、一体成型された配管ケースを有し、このケースには、前記水量センサとバイパス弁とが、その翼車軸と弁軸の両軸心を一致させて配置されるとともに、水量センサとバイパス弁との間に熱交換器に通じる出水口が形成されている。
【００１２】
請求項２に係る発明では、請求項１記載の構成において、熱交換器からの出湯温度に基づいて、熱交換器における通水の良否を判別するようにしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施形態１
本発明の参考例として実施形態１を説明する。図１はこの実施形態１の配管接続構造を示す断面図であり、図５に示した従来例と対応する部分には同一の符号を付す。
【００１４】
この実施形態１の配管接続構造では、図１に示すように、水量センサ１０とバイパス弁２０とを一体化して分岐継手２４が省略されている。
【００１５】
すなわち、この実施形態１のものは、一体成型された配管ケース３０を有し、この配管ケース３０は、入水路形成用の垂直部３０aと、バイパス路形成用の水平部３０bとで略Ｌ字状に形成されており、垂直部３０aの下端には給水源への接続口３０cが、上端には熱交換器１に通じる出水口３０dが設けられ、また、水平部３４からは上方に向けてバイパス路６の一部となる短尺の出水口３０eが突出形成されている。
【００１６】
そして、垂直部３０aの途中には翼車式の水量センサ１０と入水温度センサ１２とが設けられ、水量センサ１０は、その翼車１０aの軸１０bが垂直部３０aの中心と同軸上に配置され、また、水平部３０bにはその軸方向に沿ってバイパス弁２０を構成する弁軸２０aがその駆動用のモータ２０cに連結されて出退可能に設けられ、この弁軸２０aの先端に弁体２０bが取り付けられている。
【００１７】
４０は入水路２の一部を構成するための略円筒状の入水金具であり、その一端４０a側が前述の配管ケース３０の給水源への接続口３０cに、他端４０b側が図外の水道管等にそれぞれ接続され、また、その途中には水濾過用のフィルタ４２が設けられている。
【００１８】
なお、配管ケース３０と入水金具４０とを一体化してもよく、その場合は、給水源への接続口は４０bとなる。
【００１９】
実施形態２
図２は、この実施形態２に係る給湯器における配管接続構造を示す正面図、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図１に示した構成と対応する部分には同一の符号を付す。
【００２０】
この実施形態２の給湯器における配管接続構造は、一体成型された配管ケース３２を有し、この配管ケース３２は、略直管状の垂直部３２aの下端に給水源への接続口３２cが設けられ、また、垂直部３２aの途中からは横方向に熱交換器１の入水路２に通じる短尺の出水口３２dが、垂直部３２aの上端からは横方向にバイパス路６の一部となる短尺の出水口３２eが、それぞれ突出形成されて構成されている。
【００２１】
そして、垂直部３２aの出水口３２dよりも上流側の位置に翼車式の水量センサ１０が、また、垂直部３２aの出水口３２dに対面した水分岐点となる位置に入水温度センサ１２がそれぞれ設けられ、さらに、垂直部３２aの上端側にバイパス弁２０が配置されて、水量センサ１０とバイパス弁２０とが一体ユニット化されている。
【００２２】
しかも、上記の水量センサ１０の翼車１０aの軸１０b、およびバイパス弁２０を構成する弁軸２０aが共に、垂直部３２aの中心と一致させて配置されている。
【００２３】
その他の構成は、図１に示したものと同様であるから、詳しい説明は省略する。
【００２４】
この実施形態２の構成のものでは、分岐継手等を設けなくても、熱交換器１への通水およびバイパス弁２０による通水量の制御が可能であるため、配管ケース３２を含む全体構造が簡単である。しかも、上下方向の長さＬyに比べて左右方向の長さＬxが短いので全体的にスリムな形状となっており、このため、取り付けスペースも小さくて済む。また、配管ケース３２は、一般に樹脂成形されるため、図２のように単純な直線状にすると、図１のような構造にする場合より、成形後に成形型を抜くのが容易である。
【００２５】
また、この実施形態では、熱交換器１側とバイパス路６側とに分岐する位置よりも上流側に水量センサ１０が設けられている。したがって、分岐前のトータルの入水量を測定できるため、風呂への落とし込み中にカラン等の給湯側の他栓が使用された場合にも、その時のトータル流量を即座に検知し、給湯能力を超えないように過流出サーボ弁１６による迅速な流量制御が可能である。すなわち、図１のような構造とした場合とは異なり、分岐後の流量とバイパス比とから、トータル流量を計算する必要がなく、流量制御を精度良く行うことができる。
【００２６】
しかし、一方で、たとえば熱交換器１の内部が水アカ等で詰まっていて水の流れが不良となっていたり、冬季において熱交換器１の内部の残水が凍結して通水ができない状態となっている場合でも、バイパス路６を経由して水が流れるために、水量センサ１０の検出出力に着目しても通水の良否を判断することが困難である。
【００２７】
そこで、この実施形態では、缶体温度センサ１４(図５参照)によって熱交換器１からの出湯温度Ｔhを検出し、この値に基づいて熱交換器１における通水の良否を判別するようにしている。
【００２８】
すなわち、図４に示すように、水量センサ１０で水の流れが検出されると(時刻t1)、これに応じてガスバーナ８が点火される(時刻t2)。
【００２９】
このとき、熱交換器１の通水状態が良好な場合には、図４の実線で示すように、たとえば時刻t3になると所定温度に到達するが、熱交換器１の通水状態が不良であると、図４の一点鎖線で示すように、短時間の内(時刻t4)に所定温度Ｔh0に到達したり(これは熱交換器１に僅かしか水が流れないような場合)、あるいは、長時間(時刻t5)経過しないと、所定温度Ｔh0に到達しない(これは、熱交換器１内が凍結しているような場合)。
【００３０】
そこで、正常時のガスバーナ８を点火してから、所定温度Ｔh0に到達するまでに要する時間Δtを基準として、所定温度Ｔh0に到達するまでの時間がこの基準値Δtよりも極端に前後に外れる場合には、熱交換器１の通水状態が不良であると判断するシーケンスを採用することで、図２および図３に示した配管接続構造ものであっても、安全性を十分に確保することが可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を奏する。
【００３２】
(１)  請求項１記載に係る発明では、水量センサやバイパス弁が一体化されているので、各部品の接続箇所における水漏れ防止用の加工やＯリングが不要となり、接続のためのビスや止め金具等の部品点数が削減されて製造コストの低下とともに組立作業の効率化を図ることができる。また、配管ケースを含む全体構造が簡単なため、特に配管ケースの成形、製造が容易であり、しかも全体的にスリムな形状で取り付けスペースが少なくて済む。
【００３３】
(２）請求項２記載に係る発明では、請求項１の効果に加えて、熱交換器の通水状態の良否を把握することができ、異常な高温出湯等による危険発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る給湯器における配管接続構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る給湯器における配管接続構造を示す正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の実施形態の給湯器における熱交換器の通水状態の良否を検知するための説明に供するタイムチャートである。
【図５】給湯器の全体構成図である。
【符号の説明】
１…熱交換器、２…入水路、４…出湯路、６…バイパス路、１０…水量センサ、１０b…翼車軸、１２…入水温度センサ、１４…缶体温度センサ、１８…給湯温度センサ、２０…バイパス弁、２０a…弁軸、３２…配管ケース、３２c…接続口、３２d，３２e…出水口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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