(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器を燃焼加熱するバーナと、
上記バーナを収めた燃焼室と、
上記バーナの燃焼排気を屋外へ排出するために設置された排気筒と、
屋内の燃焼用空気を吸引して上記燃焼室へ供給するとともに燃焼排気を上記熱交換器および上記排気筒を通じて排出する送風機と、
雰囲気温度を検出する温度検出器と、
上記温度検出器の検出温度が所定値以下に低下した時に作動して上記熱交換器経由の通水路を保温する凍結防止手段とを備えた屋内設置式強制排気湯沸器において、
上記温度検出器は、上記給排気通路内に設置したことを特徴とする屋内設置式強制排気湯沸器。
【請求項２】
熱交換器を燃焼加熱するバーナと、
上記バーナを収めた燃焼室と、
上記バーナの燃焼排気を屋外へ排出するために設置された排気筒と、
屋内の燃焼用空気を吸引して上記燃焼室へ供給するとともに燃焼排気を上記熱交換器および上記排気筒を通じて排出する送風機と、
温度検出器を有し該温度検出器の検出温度が所定値以下に低下した時に作動して上記熱交換器経由の通水路を保温する凍結防止手段とを備えた屋内設置式強制排気湯沸器において、
上記温度検出器は、上記熱交換器近傍に設けられた湯温制御用温度センサーと兼用したことを特徴とする屋内設置式強制排気湯沸器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は凍結防止手段を備えた屋内設置式強制排気湯沸器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
寒冷地では、冬期に湯沸器内の水が凍結により膨張して器具が破損するおそれがある。厳寒時には、屋外設置の湯沸器ばかりでなく屋内設置の湯沸器も凍結による破損が心配される。そのため、従来より、凍結のおそれがある場合に水抜きを実行したり、湯沸器の通水路にヒータを取り付けて暖め、器具の損傷を防止することが行われている。
屋内設置式強制排気湯沸器では、器具内の雰囲気温度をサーモスタット等の温度センサーで検知し、雰囲気温度が４℃程度に低下したなら、凍結防止装置が作動して、通水路を構成する給水管や出湯管等に設置された凍結防止用ヒータに通電して凍結防止を行なう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特に寒冷地の高気密住宅（室内の密閉度が高い住宅）で屋内設置式強制排気湯沸器が使用された場合、こうした凍結防止装置を備えていても、屋外へ通じる排気筒から器具内へ冷気が逆流し、前面カバー裏側に設けられた温度センサーの周囲の雰囲気温度が４℃に低下する以前に、冷気に触れた熱交換器が凍結してしまい、破損して水洩れが起こる場合がある。
また、温度センサーの設置場所が前面カバー中央の給気口付近である場合には、熱交換器および通水路が凍結してしまっても、いつまでたっても雰囲気温度が４℃以下にはならず凍結防止装置が作動しないこともある。
これは、以下の理由による。屋内の温度が高気密暖房のため、厳冬期でも約１０〜１８℃に保たれる。いっぽう、屋外の気温が約−２０℃以下になる。換気扇を作動させると屋内の圧力は大気圧より約３〜５ｍｍＨ 2Ｏ低下し負圧になることから、屋内に設置された湯沸器においても前面カバーの給気口を介して器具内部が負圧となるので、屋外の冷気が排気筒より器具内へ逆流する。
こうした時、冷気は排気の流れと逆の流れをたどる。つまり、排気筒より排気フードに入り、排気フードから熱交換器を通過して燃焼室上部に達する。ついで、燃焼室上部からバーナの周囲や間を通ってファンケースに至り、ファンケースの通風口より器具内下部に流出し次第に器具内へ充満していく。同時に、逆流した冷気は、最初に熱交換器を冷却する。いっぽう、温度センサーは前面カバー中央の給気口付近に設置されているので、冷気が到達するまで時間がかかり冷気の影響を受けるのが遅くなる。あるいは、冷気の量が少ない場合は、ファンケースの通風口より流出して器具内へ充満する時、給気口からの屋内の空気と混ざりあって拡散し屋内の温度に近いまま、いつまでたっても冷気の影響を受けない場合もある。
本発明の屋内設置式強制排気湯沸器は、上記課題を解決し、確実に冷気をとらえて凍結防止を行なうことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の請求項１記載の屋内設置式強制排気湯沸器は、熱交換器を燃焼加熱するバーナと、上記バーナを収めた燃焼室と、上記バーナの燃焼排気を屋外へ排出するために設置された排気筒と、屋内の燃焼用空気を吸引して上記燃焼室へ供給するとともに燃焼排気を上記熱交換器および上記排気筒を通じて排出する送風機と、雰囲気温度を検出する温度検出器と、上記温度検出器の検出温度が所定値以下に低下した時に作動して上記熱交換器経由の通水路を保温する凍結防止手段とを備えた屋内設置式強制排気湯沸器において、上記温度検出器は、上記給排気通路内に設置したことを要旨とする。
【０００５】
請求項２記載の屋内設置式強制排気湯沸器は、熱交換器を燃焼加熱するバーナと、上記バーナを収めた燃焼室と、上記バーナの燃焼排気を屋外へ排出するために設置された排気筒と、屋内の燃焼用空気を吸引して上記燃焼室へ供給するとともに燃焼排気を上記熱交換器および上記排気筒を通じて排出する送風機と、温度検出器を有し該温度検出器の検出温度が所定値以下に低下した時に作動して上記熱交換器経由の通水路を保温する凍結防止手段とを備えた屋内設置式強制排気湯沸器において、上記温度検出器は、上記熱交換器近傍に設けられた湯温制御用温度センサーと兼用したことを要旨とする。
【０００６】
【作用】
上記構成を有する本発明の請求項１記載の屋内設置式強制排気湯沸器は、屋内に設置されていても、器具が使用されておらずファンが停止している場合には、屋内の圧力が低下したり屋外で風が強かったりすると、屋内より屋外へ貫通して設置された排気筒より屋外の冷気が器具内へ侵入する場合がある。
この時、侵入した冷気は燃焼排気の流れと逆の流れをたどる。まず、排気筒より熱交換器を通過して燃焼室上部に達する。ついで、燃焼室上部からバーナの周囲や間を通って送風機に至り、ついで送風機を抜けて器具内に流出し次第に器具内に充満していく。
こうした時、侵入した冷気の通路即ち排気筒，熱交換器，燃焼室，送風機は冷気にさらされて温度が低下する。同時に、これらの給排気通路内に設置された温度検出器も温度が低下し、所定温度以下になると、凍結防止手段が作動する。そして、熱交換器を経由する通水路を保温するので、器具内へ冷気が侵入した時でも通水路の凍結を防止することができる。
【０００７】
請求項２記載の屋内設置式強制排気湯沸器は、熱交換器近傍に設けられた湯温制御用温度センサーを利用して、その温度センサーの検出温度が所定値以下に低下した時に凍結防止手段を作動させ、凍結を防止する。
この温度センサーは、熱交換器内の水温または湯温を検出するばかりでなく、熱交換器の温度をも直接検出する。そして、温度が低下し、所定温度以下になると、凍結防止手段が作動し、熱交換器を経由する通水路を保温するので、器具内へ冷気が侵入した時でも通水路および熱交換器の凍結を防止することができる。
しかも、熱交換器近傍の温度を直接検出して凍結防止手段を作動させるため、作動時には熱交換器近傍温度が確実に低下している。つまり、検出温度と作動時の実際の温度差がないので、信頼性が高い。
【０００８】
【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、以下本発明の屋内設置式強制排気湯沸器の好適な実施例について図を用いて説明する。
図１に示すように、屋内設置式強制排気湯沸器１（以下、単に湯沸器１と呼ぶ）は、熱交換器２と、その下部で熱交換器２を加熱するバーナ３と、バーナ３を収納する燃焼室４と、燃焼室４下部に接続され燃焼室４へ燃焼用空気を送り込むファン５ｂを収めたファンケース５と、器具の下部にあって燃焼制御等を司どるコントローラ１３と、これらを取り付ける後面カバー６と、器具を覆う前面カバー７等とから構成される。
熱交換器２は、多数の熱交換用薄板のフィン（図示略）を貫通する伝熱管２ｂと、伝熱管２ｂ入口に接続される給水管２ａと、伝熱管２ｂ出口に接続される出湯管２ｃとから構成される。給水管２ａを経由して供給された水は、伝熱管２ｂ内部を通過して湯となり、出湯管２ｃへ送り出される。
給水管２ａ表面には、間隔をおいて凍結防止ヒータ１１ｂ，１１ｃが設けられ、さらに出湯管２ｃ表面にも凍結防止ヒータ１１ｄが設けられる。給水管２ａ上流側には、水制御本体１４が設けられ、水流の流量制御が行なわれるとともに、水入口をも兼用している。この水制御本体１４表面にも凍結防止ヒータ１１ａが設けられる。
凍結防止ヒータ１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）は、通電されると発熱し、管内の水が凍結するのを防止して、破損を防ぐ。
【０００９】
後面カバー６の上下端には、取り付け脚６ａ，６ｂが設けられ、器具を屋内壁面に設置する。熱交換器２の上部には、略円錐形状の排気フード８が設けられ、その頂点から壁面を貫通して屋外へ抜ける円筒の排気筒９が接続される。前面カバー７の中央には、燃焼用空気取入れ口としての給気口７ａが開口される。
燃焼室４下部には、ファン５ｂを収めたファンケース５が接続される。ファンケース５は、中央にファン５ｂ後方へ開口した空気取入れ用通風口５ａを設け、上部を燃焼室４下部に連通する。ファン５ｂは、通風口５ａより、器具内の空気を吸引し燃焼室４へ送り込む。
ファン５ｂを回転させ、バーナ３を燃焼させると、燃焼用の空気は、まず、給気口７ａから器具内に取入れられ、ついで通風口５ａからファン５ｂを経由して燃焼室４に達する。燃焼室４内でバーナ３の燃焼により高温となった燃焼ガスは、熱交換器２を通り、排気フード８へ抜ける。排気フード８の高温の排気は、排気筒９に収束され、壁を貫通した排気筒９を通って屋外へ排出される。
【００１０】
ファンケース５の通風口５ａのすぐ下部には、後面カバー６にサーモスタット１０が設けられる。この場所は、器具正面より容易に取り付けができ、組立作業がしやすい。サーモスタット１０は、温度が４℃に低下すると接点がオンし、ディファレンシャルにより１２℃に上昇すると接点が離れてオフする。
サーモスタット１０は、図２に示すように、オンすると、凍結防止ヒータ１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）に通電し、水制御本体１４，給水管２ａ，出湯管２ｃを加熱することにより、これらの通水路を保温する。
【００１１】
この湯沸器１が使用されておらずファン５ｂが停止している場合に、屋外の冷気が排気筒９から逆流して器具内に侵入してくることがある。冷気は図１に示すように、排気の流れと逆の流れをたどる。つまり、排気筒９より排気フード８に入り、排気フード８から熱交換器２を通過して燃焼室４上部に達する。ついで、燃焼室４上部からバーナ３の周囲や間を通ってファンケース５に至り、通風口５ａより器具内下部に流出し次第に器具内へ充満していく。
こうした時、冷気の通路即ち排気フード８，熱交換器２，伝熱管２ｂ，燃焼室４，ファンケース５および通風口５ａ近傍は冷気にさらされて温度が低下する。同時に、ファンケース５の通風口５ａ下部に設置されたサーモスタット１０も流出した冷気にさらされて温度が低下し、４℃以下になるとオンすることにより凍結が防止できる。
【００１２】
次に、第２実施例について説明する。
第２実施例の湯沸器は、湯沸器内部の雰囲気温度を検出する温度センサー（第１実施例ではサーモスタット１０）を特別に設けず、熱交換器２の伝熱管２ｂ出口に設けている通水の温度制御用サーミスタ１２を利用して、熱交換器２の凍結防止を行なう。他の構成は同様である。
冷気が器具内に侵入すると、図１に示すように、冷気の通路即ち排気フード８，熱交換器２，伝熱管２ｂ，燃焼室４，通風口５ａは冷気にさらされて温度が低下する。同時に、伝熱管２ｂ出口に設置されたサーミスタ１２も温度が低下する。
サーミスタ１２で検出した温度が４℃以下に達すると、コントローラ１３は、凍結防止ヒータ１１を作動させる処理を行なう。凍結防止ヒータ１１は、水制御本体１４，給水管２ａ，出湯管２ｃを加熱し保温するのでこれらの通水路の凍結が防止できる。
【００１３】
このサーミスタ１２は、もともと熱交換器２内で加熱された湯温を検出するために設けられたもので、検出した湯温と設定湯温とに差があると、コントローラ１３でそれを判断し、比例制御弁１５へ信号を送り、バーナ３へ供給する燃料ガス量を連続的に変化させて、熱交換器２出口の湯温を一定に保つ。比例制御弁１５による燃料ガス量の変化に応じてファン５ｂへも信号が送られ、常に燃料ガス量と空気量の関係も一定に保つ。
こうした用途のため、湯温制御用に使用されるのは、運転中だけであり、非運転時は、凍結防止用に使用できる。
【００１４】
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なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々なる態様で実施し得ることは勿論である。
本実施例では、凍結防止ヒータによって器具を加熱，保温し凍結防止を図るものであるが、その凍結防止手段は、必ずしもヒータが使用されなくても構わない。  また、温度センサの数や取り付け位置も、組立作業の容易さから、湯沸器１ではサーモスタット１０を通風口５ａ近傍のすぐ下部の後面カバー６に１箇所だけ設けたが、冷気を確実に捕らえることができる位置（つまり、冷気通路の上流）であれば、適宜変更して差し支えない。例えば、通風口５ａや燃焼室４内に設けてもかまわない。取り付けにくいという不都合はあるが、よりいっそう早いタイミングで冷気を捕らえることができる。
また、第２実施例では、温度センサとして熱交換器２出口に設けられた湯温検出用のサーミスタ１２を利用したが、熱交換器入口に入水温検知サーミスタが設けられている場合は、サーミスタ１２の代りにこの入水温検知サーミスタを用いることもできる。同様の作用，効果がある。
【００１５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の屋内設置式強制排気湯沸器は、排気筒から器具内へ冷気が侵入しても確実に冷気を検知して、凍結防止手段が作動し、通水路を保温するので、通水路の凍結を防止することができる。そのため、厳冬期でも安心して使うことができる。
【００１６】
さらに、請求項２記載の屋内設置式強制排気湯沸器は、熱交換器の温度を直接検出して凍結防止手段を作動させるので、確実に凍結を防止し信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例としての屋内設置式強制排気湯沸器の概略構成図である。
【図２】第１実施例の凍結防止装置の回路図である。
【符号の説明】
１  屋内設置式強制排気湯沸器
２  熱交換器
２ａ  給水管
２ｂ  伝熱管
２ｃ  出湯管
３  バーナ
４  燃焼室
５  ファンケース
５ａ  通風口
５ｂ  ファン
６  後面カバー
７  前面カバー
７ａ  給気口
８  排気フード
９  排気筒
１０  サーモスタット
１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）  凍結防止ヒータ
１２  サーミスタ
１３  コントローラ
１４  水制御本体
【図１】
0003651495.tif 000002
【図２】
0003651495.tif 000003