(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナ機構と、該バーナ機構によって加熱される熱交換器と、該熱交換器に対して配管された給湯用の管路とを少なくとも有し、また給湯中に給湯温度が設定温度に達し得なくなるような過剰流量が流れるのを防止するための過流出防止流量調節弁を管路の一部に配置し、給湯運転中は前記過流出防止流量調節弁の弁体を弁室内の過流出防止位置に制御し、給湯カランの閉止により給湯が停止されたときには前記バーナ機構の燃焼を停止させると共に、過流出防止流量調節弁の弁体を弁室内の前記過流出防止位置よりもより進出した給湯待機位置に復帰させるよう制御する給湯器であって、前記給湯カランの閉止により給湯が停止された際において、過流出防止流量調節弁の弁体を過流出防止位置から給湯待機位置に移動させるタイミングを、前記バーナ機構の燃焼停止後一定の遅延時間を持って行うよう制御する制御部を設けた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、熱交換器と、該熱交換器を加熱するバーナ機構と、前記熱交換器に対して配管された給湯用の管路等を少なくとも備えた給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にバーナ機構を備えた瞬間加熱式の給湯器においては、給湯カランが開けられて給湯が開始されると、バーナ機構による燃焼がなされ、熱交換器内で加熱された温水が給湯カランを通って外部に給湯されるようになされている。そして、給湯カランが閉止されることで給湯が終了すると、前記バーナ機構での燃焼も停止されるようになされている。
そして近年における給湯器においては、給湯器の管路に過流出防止流量調節弁が設けられ、給湯中において、設定された給湯温度を得ることができなくなるような過剰の流量が流れるのを防止できるようになされている。この過流出防止流量調節弁は、給湯中においては、その弁体が弁室内の過流出防止位置において制御され、給湯待機中においては、その弁体が弁室内の給湯待機位置に保持されることで次回の給湯時に湯温の立ち上がりを良好にするようになされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の給湯器においては、給湯カランが閉止されることで、給湯が終了された際において、バーナ機構や熱交換器に存在する余熱や残留熱によって、管路内に後沸きが生じる。そして、この後沸きによって、前記給湯カランの閉止によって生じた給湯器の閉管路内での圧力が上昇するという問題があった。
加えて、前記過流出防止流量調節弁を設けている従来の給湯器の場合には、給湯停止に伴う燃焼停止があると直ぐに過流出防止流量調節弁の弁体を過流出防止位置から給湯待機位置へと移動させ、次の給湯に備えるようにしていた。が、前記弁体が過流出防止位置にある場合と給湯待機位置にある場合とでは、弁体が給湯待機位置にある場合の方が弁室内の空間が狭くなるようになっていることから、前記弁体の位置を過流出防止位置から給湯待機位置へと移動させることで、閉管路状態にある給湯器の管路内の容積が多少狭くなり、上記後沸きによる圧力の上昇を助長するという問題があった。
給湯器の閉管路内の圧力が増加すると、それに伴って器具に悪影響を及ぼすことも生じ得る。また圧力上昇が大きい場合には、管路の一部に設けられた過圧逃がし弁から水が吹き出したりして周囲を濡らす等の好ましくないことも生じ得る。前記過圧逃がし弁を設けることは、器具の安全からいえば必要であるが、前記のように水が吹き出したりすると、水漏れと間違ったり、周囲の壁面や床面に水が漏れて、美観上や衛生上の問題も生じることがある。
【０００４】
そこで、本発明は上記従来の給湯装置における問題点を解消し、給湯を停止した際に生じる管路内の圧力上昇を緩和し、またこれによって過圧逃がし弁から過度に水が吹き出したりするのを防止することができる給湯器の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の給湯器は、バーナ機構と、該バーナ機構によって加熱される熱交換器と、該熱交換器に対して配管された給湯用の管路とを少なくとも有し、また給湯中に給湯温度が設定温度に達し得なくなるような過剰流量が流れるのを防止するための過流出防止流量調節弁を管路の一部に配置し、給湯運転中は前記過流出防止流量調節弁の弁体を弁室内の過流出防止位置に制御し、給湯カランの閉止により給湯が停止されたときには前記バーナ機構の燃焼を停止させると共に、過流出防止流量調節弁の弁体を弁室内の前記過流出防止位置よりもより進出した給湯待機位置に復帰させるよう制御する給湯器であって、前記給湯カランの閉止により給湯が停止された際において、過流出防止流量調節弁の弁体を過流出防止位置から給湯待機位置に移動させるタイミングを、前記バーナ機構の燃焼停止後一定の遅延時間を持って行うよう制御する制御部を設けたことを特徴としている。
【０００６】
上記特徴において、給湯カランの閉止により給湯が停止されると、バーナ機構の燃焼も停止されるが、残留する予熱によって、熱交換器を含む閉管路内の水が加熱され、該閉管路内の圧力が上昇する。このとき、バーナ機構の燃焼停止に伴って直ぐに過流出防止流量調節弁の弁体が過流出防止位置から給湯待機位置へと移動される場合には、弁室の水収容可能容積が多少減少することによって、前記閉管路内の圧力上昇が助長されることになる。これに対して、バーナ機構の燃焼停止後に、一定の遅延時間を持って弁体を過流出防止位置から給湯待機位置へと移動させる場合には、後沸きの生じる時期に対して弁体の給湯待機位置への移動時期をズラすことができ、その結果、弁体の移動が後沸きによる圧力上昇を助長させるといったことが解消される。よってまた、給湯器の管路内の圧力が大きく上昇して過圧逃がし弁から水が吹き出してしまうといったことを防止することができる。
上記特徴において、一定の遅延時間とは、例えば、数秒〜数十秒とすることができる。この遅延時間の値は、その給湯器の種類や加熱能力等に応じて、給湯停止後に生じる後沸きの時期よりも過流出防止流量調節弁の弁体の給湯待機位置への移動時期の方が後へ遅れるような値であることは勿論であるが、再給湯の際における温水温度の立ち上がり特性が悪化するような、大きすぎる遅延時間の値とならないように、予め実験によって好ましい値を決めておくことになる。
また上記特徴において、過流出防止流量調節弁は、給湯中においては、その弁体の位置を過流出防止位置において制御されるが、この過流出防止位置は一点に固定されたものではなく、過流出防止のために弁体が移動される適当な範囲全体を指すものとする。一方、給湯待機中における、過流出防止流量調節弁の弁体の給湯待機位置は、予め定められた固定位置である。そして、弁体が給湯待機位置にあるときに該弁体が弁室内で占める占有体積は、弁体が過流出防止位置にあるときに該弁体が弁室内で占める占有体積よりも大きくなる。即ち、弁室内に収容できる水の量は、弁体が過流出防止位置にあるときの方が給湯待機位置にあるときよりも大となるようになされている。
なお、給湯カランが閉止されることで給湯が停止された場合には、通常、入水側に設けられる逆流防止弁から給湯カランに至る間の過流出防止流量調節弁を含む管路が閉管路となり、該閉管路内が後沸き等による圧力上昇の対象となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す給湯器の全体構成図、図２は過流出防止流量調節弁の要部の断面構成図、図３は制御部による給湯終了時前後における過流出防止流量調節弁の制御例を示すフローチャートである。
【０００８】
まず、本発明の給湯器の機械的乃至機構的な実施の形態を図１を参照しながら説明する。
この給湯器は、入水管路１と、出湯管路２と、給湯管路３と、熱交換器５とバーナ機構６とファン７等からなる缶体４と、入水管路１から缶体４を経由することなく直接的に給湯管路３へ至るバイパス管路８と、該バイパス管路８に配されたバイパス流量調節弁９と、上記入水管路１に設けられた入水温度センサ１０及び水量センサ１１と、上記給湯管路３に設けられた過流出防止流量調節弁１２及び給湯温度センサ１３と、出湯管路２に設けられた出湯温度センサ１４とから基本構成されている。前記入水管路１と出湯管路２と給湯管路３とバイパス管路８は給湯用の管路を構成する。但し給湯用の管路として最低限必要な管路は、入水管路１と出湯管路２と該出湯管路２に続く給湯管路３である。
制御部１５は給湯器の各部の制御を通じて給湯運転全般の運転制御を行う。その中には、前記過流出防止流量調節弁１２の制御も当然ながら行う。
１６は炎検知器であって、バーナ機構６を構成する燃焼管の一部に近接され、燃焼管からのバーナ炎の有無を検知するものである。
前記入水管路１よりも上流に入水の逆流を防止する逆流防止弁１７が設けられており、給湯管路３の途中には過圧逃がし弁１８が設けられている。該過圧逃がし弁１８は管路内の圧力が一定以上に上昇したときに開状態となり、圧力の緩和を行う。但し開状態となった際には、内部の水が吹き出たりする問題がある。
更に給湯管路３の末端には給湯カラン１９が設けられている。該給湯カラン１９が開放されると給湯が開始され、給湯カラン１９が閉止されると給湯が停止される。給湯カラン１９が閉止されているとき、即ち給湯が行われていないときには、前記逆流防止弁１７より下流にある入水管路１、熱交換器５、出湯管路２、及び給湯カラン１９に至るまでの給湯管路３が閉管路となる。勿論、バイパス管路８が途中に設けられている場合には、このバイパス管路８も前記閉管路の一部となる。
【０００９】
上記制御部１５には、給湯カラン１９の閉止により給湯が停止された場合には、バーナ機構６における燃焼を停止し、その後、一定の遅延時間を持って過流出防止流量調節弁１２の弁体を、過流出防止位置から給湯待機位置へと移動させるソフトウエアが内蔵されている。
【００１０】
上記過流出防止流量調節弁１２の構成を図２を参照して説明する。過流出防止流量調節弁１２は、駆動部２０と機構部３０とからなり、駆動部２０には図示しないモータ、減速器等を備え、また外部の制御部１５からの指令を受けて制御値を決める頭脳部を備えている。
機構部３０は、ケース３１内に弁体３２と該弁体３２を収容する弁室Ｒを有し、また給湯管路３に接続して該給湯管路３から水を受け入れる水流入接続路３３と、給湯管路３に接続して該給湯管路３へ水を流出させる水流出接続路３４とを有する。
前記弁体３２は本体軸受け部３５と先端軸受け部３６にガイドされて、駆動部２０によって調節自在に進退されるようになされており、ケース３１内に構成される通路隙間Ｓの大きさが弁体３２の進退によって変更されることで、該通路隙間Ｓを通る流量が変更されるようになっている。
即ち、給湯運転中においては、制御部１５によって、弁体３２が過流出防止位置において制御され、設定給湯温度が得られないような過剰流量が流れるのを防止するよう弁体３２の進退調節がなされる。一方、給湯カラン１９の閉止によって給湯が停止されると、バーナ機構６の燃焼停止後に一定の遅延時間を持って、弁体３２が予め定められた所定の給湯待機位置に戻される。この弁体３２の給湯待機位置は、図２に示す弁室Ｒ内において、過流出防止位置よりもより弁体３２が進出した位置とされる。即ち弁体３２の給湯待機位置は、前記通路空間Ｓが狭い状態となった位置とし、これによって再給湯がなされる際にその温水温度の立ち上がりが悪くなるのを防止するようにしている。一方、過流出防止位置での弁体３２の制御位置は、特に流量を絞る必要がない通常においては弁体３２が大きく後退した全開位置に制御され、流量を絞る必要が生じた際に前記全開位置から前方に進出した位置に移動されて制御される。が、給湯運転中においては弁体３２が給湯待機位置よりもさらに前方へ進出して、通路隙間Ｓを一層狭くするようなことはない。
【００１１】
前記弁体３２が収容される弁室Ｒについて言及すれば、弁室Ｒにおいては弁体３２が進出すると、弁室Ｒ内での弁体３２の占める占有体積が増加するため、その増加した体積分だけ弁室Ｒ内における水の収容可能容積が減少される。一方、弁体３２が後退した場合には、その弁室Ｒ内から退出した部分の体積だけ弁室Ｒの水収容可能容積が増大される。従って、この過流出防止流量調節弁１２が管路の一部に配置されている場合に、前記弁体３２の位置が過流出防止位置から給湯待機位置へと進出されると、これによって弁室Ｒを含む管路内の水収容可能容積が進出前よりも小さくなる。その結果、管路内の圧力がその水収容可能容積の縮小の分だけ増大することになる。
よって、前記弁室Ｒを含む管路内の水収容可能容積の縮小が給湯停止後に生じる後沸き現象と重なる場合には、管路内の水圧の増加が助長されることになる。
本発明では、給湯停止の際に、弁体３２の位置を過流出防止位置から給湯待機位置へと進出させるタイミングに遅延時間を設けて後沸きが生じる時期よりも後に遅らせることで、即ち、後沸きによる管路内の圧力上昇のピークと弁体３２の給湯待機位置への進出よる圧力上昇との重なりを避けることで、管路内の過剰な圧力上昇を回避することができ、全体として管路内において大きな圧力上昇が生じるのを確実に防止することが可能となった。
【００１２】
しかして、図３は制御部１５による給湯終了時前後における過流出防止流量調節弁の制御の一例を示すフローチャートで、これに沿って管路内での圧力上昇緩和を行った例を説明する。
今、給湯器のメインスイッチがオンしている状態で、且つ給湯カラン１９が開かれて給湯が行われている状態（ステップＳ１でイエス）においては、制御部１５は過流出防止流量調節弁１２の弁体３２を弁室Ｒ内において過流出防止位置に制御している（ステップＳ２）。
そして給湯カラン１９が開放状態から閉止されることで給湯が停止されると（ステップＳ３でイエス）、制御部１５はバーナ機構６の燃焼を停止する（ステップＳ４）。
そして前記バーナ機構６の燃焼停止後、一定の遅延時間が経過した時点（ステップＳ５でイエス）で、制御部１５は過流出防止流量調節弁１２の弁体３２を弁室Ｒ内でより進出した給湯待機位置に移動、復帰させ、その位置に保持させる（ステップＳ６）。
【００１３】
上記のように、給湯運転を停止した際には、バーナ機構６の燃焼停止の直後に過流出防止流量調節弁１２を給湯待機位置に復帰させるのではなく、一定の遅延時間を持って過流出防止流量調節弁１２を過流出防止位置から給湯待機位置へ復帰させるようにすることで、給湯が停止された際におけるバーナ機構６の燃焼停止に伴う後沸き現象において生じる管路内水圧の増加に対して、過流出防止流量調節弁１２の給湯待機位置への復帰に伴う管路内水圧の増加が重なるのを確実に回避することができ、管路内水圧の大きな上昇に伴う不都合を予防することできる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は以上の構成、作用からなり、請求項１に記載の給湯器によれば、バーナ機構と、該バーナ機構によって加熱される熱交換器と、該熱交換器に対して配管された給湯用の管路とを少なくとも有し、また給湯中に給湯温度が設定温度に達し得なくなるような過剰流量が流れるのを防止するための過流出防止流量調節弁を管路の一部に配置した給湯器であって、給湯運転中は前記過流出防止流量調節弁の弁体を弁室内の過流出防止位置に制御し、給湯カランの閉止により給湯が停止されたときには前記バーナ機構の燃焼を停止させると共に、過流出防止流量調節弁の弁体を弁室内の前記過流出防止位置よりもより進出した給湯待機位置に復帰させるよう制御する給湯器であって、前記給湯カランの閉止により給湯が停止された際において、過流出防止流量調節弁の弁体を過流出防止位置から給湯待機位置に移動させるタイミングを、前記バーナ機構の燃焼停止後一定の遅延時間を持って行うよう制御する制御部を設けたので、
給湯運転を停止した際における、後沸き現象による管路内での水圧の上昇時期に対して、過流出防止流量調節弁が給湯待機位置へ復帰することに伴う管路内の水圧の上昇の時期を、うまくズラすことができ、これによって給湯運転を停止したときに管路内に大きな水圧上昇が生じるおそれを確実に回避することが可能となった。よってまた、水圧上昇した管路内の水が過度に過圧逃がし弁から吹き出したりするのを防止することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す給湯器の全体構成図である。
【図２】過流出防止流量調節弁の要部の断面構成図である。
【図３】制御部による給湯終了時前後における過流出防止流量調節弁の制御例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  入水管路
２  出湯管路
３  給湯管路
４  缶体
５  熱交換器
６  バーナ機構
１２  過流出防止流量調節弁
１５  制御部
１７  逆流防止弁
１８  過圧逃がし弁
１９  給湯カラン
３２  弁体
Ｒ    弁室
【図１】
0003565070.tif 000002
【図２】
0003565070.tif 000003
【図３】
0003565070.tif 000004