(57)【要約】【課題】ヒーター部を増設してもコンパクトな設置スペースで使用することが可能になり、常に一台の瞬間湯沸器として容易に制御できる電気瞬間湯沸器のモジュール化構造を提供する。【解決手段】給水管Ｐがわに配置される部材で構成する給水モジュール１０を構成する。給水された水を加熱する部材で構成するヒーターモジュール２０を構成する。給湯管Ｑがわに配置される部材で構成する給湯モジュール３０を構成する。各モジュールを給水管Ｐ及び給湯管Ｑにて着脱自在に連結する。給水モジュール１０と給湯モジュール３０との間に装着するヒーターモジュール２０の数を増減自在に連結する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気瞬間湯沸器において、給水管がわに配置される部材で構成する給水モジュールと、給水された水を加熱する部材で構成するヒーターモジュールと、給湯管がわに配置される部材で構成する給湯モジュールとを各別に構成すると共に、各モジュールを給水管及び給湯管にて着脱自在に連結し、給水モジュールと給湯モジュールとの間に装着するヒーターモジュールの数を増減自在に連結することを特徴とする電気瞬間湯沸器のモジュール化構造。
【請求項２】
前記給水モジュールは、給水量を検知するフローセンサーと、給水時の水温を検知する温度センサーと、これらフローセンサーと温度センサーとの情報で前記ヒーターモジュールの通電時間を調整するフィードフォワード制御用のコントローラーとを備えた請求項１記載の電気瞬間湯沸器のモジュール化構造。
【請求項３】
前記ヒーターモジュールは、前記給水モジュールの給水管Ｐに連結する給水接続管と、前記給湯モジュールの給湯管に連結する給湯接続管とを各別に備え、ヒーターモジュール増設時に、隣接するヒーターモジュールに並列に連結する請求項１記載の電気瞬間湯沸器のモジュール化構造。
【請求項４】
前記ヒーターモジュールにおいて、貯湯槽の中に複数本のヒーターを配設し、各ヒーターにそれぞれソリッドステートリレーを装着し、該ソリッドステートリレーを介して各ヒーターに通電すると共に、ヒーターの断線を検知するようにした請求項１又は３記載の電気瞬間湯沸器のモジュール化構造。
【請求項５】
前記給湯モジュールに、給湯時の湯温を検知する温度センサーを装着すると共に、前記給水モジュールに、温度センサーの情報と設定温度との比較によって給水量をフィードバック制御する水比例弁を装着した請求項１記載の電気瞬間湯沸器のモジュール化構造。
【請求項６】
前記給水接続管と給湯接続管との連結端部にフランジ付管継手を設けると共に、接続時のフランジ付管継手相互に着脱自在に外嵌して連結するファスナーを設けた請求項１記載の電気瞬間湯沸器のモジュール化構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気瞬間湯沸器の構成中、ヒーターユニットを別体に設けてモジュール化し、適数個のヒーターユニットを組み合わせることで、湯沸器設置時の燃焼能力を自由に変更することができる電気瞬間湯沸器のモジュール化構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数台の湯沸器を連結することで燃焼能力を変更可能にした給湯装置が特許文献１乃至３に記載されている。
【０００３】
これらの給湯装置は、いずれも、給湯個所を通る給湯往き管及び給湯還り管とから成る循環式配管と、複数の瞬間湯沸器とで構成されるものである。特に、循環式配管と燃料ガス供給管との間に並設した複数台の瞬間湯沸器を中央制御手段で一括管理し、中央式給湯装置として使用するものである。
【０００４】
すなわち、特許文献１乃至３で使用されている瞬間湯沸器の各々は、通常の瞬間湯沸器と同様に、熱交換器と熱交換器を加熱するためのバーナーとを設けている。また、その水入力側から湯出力側に至る湯沸経路に、流量センサと湯温センサ及び電動バルブを設け、該センサに基づいたバーナーの燃焼制御と、電動バルブの開閉制御とを行う個別制御手段を設けている。これらの個別制御手段は中央制御手段により集中的に管理する構成としている。しかして給湯時の中央制御手段は、動作させるべき瞬間湯沸器の個別制御手段に指令を送り、電動バルブを開とする。このように、中央制御手段の指令によって各瞬間湯沸器の個別制御手段が作動するものである。
【特許文献１】特許第２９２７３６３号公報
【特許文献２】特許第２８２３０８７号公報
【特許文献３】特許第３０６９３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、これらの給湯装置には、複数の瞬間湯沸器を一括制御する為に、給湯装置の構成や操作が複雑化する不都合があった。すなわち、特許文献１乃至３に記載されている給湯装置は、中央制御手段から、動作させるべき瞬間湯沸器の個別制御手段に指令を送り、この指令によって各瞬間湯沸器の個別制御手段が作動する。そのため、瞬間湯沸器ごとに個別制御手段を装着すると共に、複数の瞬間湯沸器を一括統制するための制御装置を別途設ける必要があり、装置全体が複雑化してしまう不都合が生じていた。
【０００６】
しかも、前記各特許文献の個別制御手段に、フィードバック制御若しくはフィードフォワード制御のいずれの制御手段を採用したとしても、中央制御手段が個別制御手段を監視して御する必要があるので、各バーナーの燃焼制御手段が更に複雑化する構成になっていた。例えば、バーナーの燃焼制御手段をフィードバック制御する場合、流量センサにより、水入力側から湯出力側に至る湯沸経路の所定量以上の流水を検出してバーナーの燃焼を開始すると共に、湯温センサにより熱交換器の下流側の湯温を、予め設定した温度となるように制御するものである。一方、バーナーの燃焼制御手段をフィードフォワード制御とする場合は、熱交換器の上流側の戻り湯または水温を検出する水温センサを設けて行うものである。ところが、いずれの制御方法を採用する場合でも、各瞬間湯沸器それぞれに、流量センサと湯温センサ及び電動バルブを設け、更に、該センサに基づいたバーナーの燃焼制御と電動バルブの開閉制御を行う個別制御手段を設けル必要がある。この結果、各バーナーの燃焼制御が複雑化する構成になっている。また、このバーナー燃焼制御に伴なって各電動バルブの開閉制御なども個々に必要になり、複数の瞬間湯沸器を組み合わせた際のこれら制御手段は極めて複雑にならざるを得ないものであった。
【０００７】
更に、特許文献１乃至３の装置において、既設の装置に、瞬間湯沸器を増設する場合は、使用する瞬間湯沸器の設置数に比例して装置の重量や所要スペースが増減することになる。すなわち、瞬間湯沸器の実際の動作に必要な構成要素、例えばファンモータ、点火プラグ、フレームロッド等のバーナー安全装置、電磁弁、比例制御弁、風圧スイッチ、空焚防止スイッチ等の構成要素は、各特許文献中での図示を省略されているが、増設する個々の瞬間湯沸器に必須の構成になっている。そこで、これらの瞬間湯沸器を組み合わせた全体の構成は、単独の瞬間湯沸器を組み合わせた状態と変わらない構成になっている。したがって、加熱能力を高めるために瞬間湯沸器を増設すると、瞬間湯沸器が増すほど重量や所要スペースが増加し、更には製造コストまでもが増加する不都合がある。
【０００８】
そこで本発明は上述の課題を解消すべく創出されたもので、加熱能力を高めるためにヒーター部を増設してもコンパクトな設置スペースで使用することが可能になり、しかも、設定が変更されても常に一台の瞬間湯沸器として容易に制御できる電気瞬間湯沸器のモジュール化構造の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成すべく本発明の第１の手段は、電気瞬間湯沸器において、給水管Ｐがわに配置される部材で構成する給水モジュール１０と、給水された水を加熱する部材で構成するヒーターモジュール２０と、給湯管Ｑがわに配置される部材で構成する給湯モジュール３０とを各別に構成すると共に、各モジュールを給水管Ｐ及び給湯管Ｑにて着脱自在に連結し、給水モジュール１０と給湯モジュール３０との間に装着するヒーターモジュール２０の数を増減自在に連結することにある。
【００１０】
第２の手段において、前記給水モジュール１０は、給水量を検知するフローセンサー１１と、給水時の水温を検知する温度センサー１２と、これらフローセンサー１１と温度センサー１２との情報で前記ヒーターモジュール２０の通電時間を調整するフィードフォワード制御用のコントローラー１４とを備えている。
【００１１】
第３の手段の前記ヒーターモジュール２０は、前記給水モジュール１０の給水管Ｐに連結する給水接続管Ｐ１と、前記給湯モジュール３０の給湯管Ｑに連結する給湯接続管Ｑ１とを各別に備え、ヒーターモジュール２０増設時に、隣接するヒーターモジュール２０に並列に連結する。
【００１２】
第４の手段は、前記ヒーターモジュール２０において、貯湯槽２３の中に複数本のヒーター２１を配設し、各ヒーター２１にそれぞれソリッドステートリレー２２を装着し、該ソリッドステートリレー２２を介して各ヒーター２１に通電すると共に、ヒーター２１の断線を検知するようにしている。
【００１３】
第５の手段は、前記給湯モジュール３０に、給湯時の湯温を検知する温度センサー３１を装着すると共に、前記給水モジュール１０に、温度センサー３１の情報と設定温度との比較によって給水量をフィードバック制御する水比例弁１３を装着する。
【００１４】
第６の手段は、前記給水接続管Ｐ１と給湯接続管Ｑ１との連結端部にフランジ付管継手Ｓを設けると共に、接続時のフランジ付管継手Ｓ相互に着脱自在に外嵌して連結するファスナーＲを設けたことを課題解消のための手段とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、給水モジュール１０と給湯モジュール３０との間に装着するヒーターモジュール２０の数を増減自在に連結することで、湯沸器設置時の燃焼能力を自由に変更することができようになる。
【００１６】
また、前記給水モジュール１０には、フローセンサー１１と、温度センサー１２と、コントローラー１４とを備えているので、ヒーターモジュール２０を増減しても、給水モジュール１０の管理のみで、ヒーターモジュール２０の燃焼能力を管理することができる。しかも、フィードフォワード制御用の水比例弁１３を設けたことで、安定した温度の給湯が可能になっている。
【００１７】
更に、第３の手段によって、ヒーターモジュール２０増設時には、各別に備えた給水接続管Ｐ１と給湯接続管Ｑ１とを隣接するヒーターモジュール２０の給水接続管Ｐ１と給湯接続管Ｑ１とに並列に連結する作業で容易に増減することができる。
【００１８】
第４の手段におけるソリッドステートリレー２２により、各ヒーター２１に通電する際は極めて安定した通電が可能になる。また、このソリッドステートリレー２２を利用することで、各ヒーター２１の断線を認識することが可能になる。したがって、ヒーターモジュール２０の通電状況を個別に監視することができる。
【００１９】
第５の手段により、給湯時の湯温を検知する温度センサー３１と、給水量をフィードバック制御する水比例弁１３とを装着しているので、設定温度に対して常に安定した温度の給湯が可能になる。しかも、前記のフィードフォワード制御と共にフィードバック制御することで、極めて正確、且つ安定した温度の給湯が可能になる。また、これらの制御に要する構成が湯沸器１台分の構成で制御可能になり、従来の給湯装置のように、瞬間湯沸器を増設するほど重量や所要スペースが増加し、更には製造コストまでもが増加するといった不都合は解消された。
【００２０】
第６の手段により、フランジ付管継手ＳやファスナーＲを介してモジュールの給水接続管Ｐ１や給湯接続管Ｑ１を連結するので、各接続管の連結作業は極めて簡単な作業になる。この結果、ヒーターモジュール２０の増減を容易に行えるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明によると、給水管Ｐがわに配置される部材で構成する給水モジュール１０と、給水された水を加熱する部材で構成するヒーターモジュール２０と、給湯管Ｑがわに配置される部材で構成する給湯モジュール３０とを各別に構成し、ヒーターモジュール２０の数を増減自在に連結する。給水モジュール１０に、フィードフォワード制御を行うコントローラー１４とフィードバック制御とを行う水比例弁１３とを装着するものである。
【実施例】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明電気瞬間湯沸器のモジュール化構造の一実施例を説明する。
【００２３】
本発明湯沸器の基本モジュールは、給水モジュール１０、ヒーターモジュール２０、給湯モジュール３０を各別に構成したものである（図１参照）。そして、給水モジュール１０と給湯モジュール３０との間にヒーターモジュール２０を着脱自在に連結し、ヒーターモジュール２０の設置数を変更することで、加熱能力を自由に変更できるようにしている（図２参照）。
【００２４】
給水モジュール１０には、給水量を検知するフローセンサー１１と、給水がわの水温を検知する温度センサー１２とを備えている（図３参照）。更に、これらフローセンサー１１と温度センサー１２との情報で前記ヒーターモジュール２０の通電時間を調整するコントローラー１４を備え、フィードフォワード制御を行えるようにしている。このコントローラー１４は、ヒーターモジュール２０の通電時間を調整するタイマー機能を有する他、適数台のヒーターモジュール２０を連結した状態の本発明湯沸器を一台の湯沸器としてコントロールする機能を備えている。更に、給水モジュール１０には、水比例弁１３を装着してあり、後述する給湯モジュール３０の温度センサー３１と組み合わせてフィードバック制御も行えるようにしている。
【００２５】
一方、ヒーターモジュール２０は、前記給水モジュール１０の給水管Ｐに連結する給水接続管Ｐ１と、前記給湯モジュール３０の給湯管Ｑに連結する給湯接続管Ｑ１とを各別に備えている（図５参照）。そして、ヒーターモジュール２０を増設する時に、これらの給水接続管Ｐ１や給湯接続管Ｑ１を隣接するモジュールの給水接続管Ｐ１や給湯接続管Ｑ１相互に連結することで、ヒーターモジュール２０が並列に連結されるものである（図４参照）。図示例では、各接続管の接続作業を容易にする為に、給水接続管Ｐ１と給湯接続管Ｑ１とを同じ長さに設定すると共に、平行に設けてある（図６参照）。そして、これら各接続管の左右両端部を開口してフランジ付管継手Ｓを装着し、このフランジ付管継手Ｓ相互をファスナーＲにて連結するものである（図９、図１０参照）。このとき、連結されない端部には、この端部を封止するキャップ等（図示せず）を装着する。
【００２６】
更に、ヒーターモジュール２０には、貯湯槽２３の中に複数本のヒーター２１を配設している（図７参照）。各ヒーター２１は、それぞれソリッドステートリレー２２が装着されており、ヒーター２１への通電を静かにすることができる。また、各ソリッドステートリレー２２は、断線検知機能を有しており、このソリッドステートリレー２２を介してヒーター２１の断線を検知するものである。図８に示すヒーター２１は、略逆Ｕ字状の布ヒーター２１を３本組み合わせたヒーター２１を示している。これらのヒーター２１には、それぞれソリッドステートリレー２２を装着しているので、ソリッドステートリレー２２も３個使用することになる（図７参照）。このようなヒーター２１を使用する場合、１台のヒーターモジュール２０に３本のヒーター２１が通電され、ヒーターモジュール２０を追加するたびに３本のヒーター２１が追加されるものである。
【００２７】
更に、前記給水接続管Ｐ１と給湯接続管Ｑ１との連結端部にフランジ付管継手Ｓを設ける（図６参照）。図示のフランジ付管継手Ｓは、ＯリングＳ３を設けた雄型Ｓ１と雌型Ｓ２とを接続するものである（図９参照）。一方、ファスナーＲは、接続時のフランジ付管継手Ｓ相互に着脱自在に外嵌する。図示のファスナーＲは、略帯状弾性材を屈曲してフランジ付管継手Ｓのフランジ側面から外嵌する略クリップ状に形成したもので、フランジ付管継手Ｓの接合したフランジ相互を固定する固定口Ｒ１を設けている（図１０参照）。
【００２８】
尚、本発明の給水モジュール１０、ヒーターモジュール２０、給湯モジュール３０は、それぞれのカバー体Ｃにて被覆されており、各モジュールを連結したときに、これらのカバー体Ｃが連続して一体になるように構成している（図１参照）。また、各モジュールの連結は、主に給水管Ｐと給水接続管Ｐ１、給湯管Ｑと給湯接続管Ｑ１との接続作業になるが、この他、通電用、センサー用等の配線も必要になる。そこで、各カバー体Ｃにこの配線用の端子（図示せず）を装着することで、これらの配線作業を更に容易にすることが可能になる。
【００２９】
本発明湯沸器のヒーター２１制御は次のように行われる。先ず、給水モジュール１０のフローセンサー１１及び温度センサー１２にて、給水量と給水時の温度を検知する。これらセンサーの情報から、所定の設定温度に加熱するための通電出力をコントローラー１４が計算し、ソリッドステートリレー２２を介してヒーターモジュール２０のヒーター２１に一定時間通電する。加熱された湯を給湯する際に、給湯モジュール３０の温度センサー３１にて湯温を検知し、この検知温度と設定温度とをコントローラー１４で比較する。この結果、給湯温度が設定温度より高い場合は、コントローラー１４が水比例弁１３を開けて給水量を増加し、給湯温度が設定温度より低い場合は、水比例弁１３を閉じて給水量を制限することで、給湯温度を設定温度に調整するものである。このように、給水モジュール１０とヒーターモジュール２０とによるヒーター２１の制御が可能になるので、ヒーターモジュール２０を何台連結しても、１台の湯沸器として制御することが可能になる。
【００３０】
以上、本発明の一実施例を説明したが、各構成の形状、寸法、材質等は図示例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での設計変更は自由に行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施例を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施例を示す概略正面図である。
【図３】本発明の一実施例を示す外略図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す概略図である。
【図５】本発明のヒーターモジュールの一実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明のヒーターモジュールの一実施例を示す正面図である。
【図７】本発明のヒーターモジュールの一実施例を示す縦断面図である。
【図８】本発明のヒーターの一実施例を示す斜視図である。
【図９】本発明のフランジ付管継手とファスナーとの一実施例を示す分解斜視図である。
【図１０】本発明のフランジ付管継手とファスナーとの装着状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
Ｃ  カバー体
Ｐ  給水管            Ｐ１  給水接続管
Ｑ  給湯管            Ｑ１  給湯接続管
Ｒ  ファスナー        Ｒ１  固定口
Ｓ  フランジ付管継手  Ｓ１  雄型
Ｓ２  雌型
Ｓ３  Ｏリング
１０  給水モジュール
１１  フローセンサー
１２  温度センサー
１３  水比例弁
１４  コントローラー
２０  ヒーターモジュール
２１  ヒーター
２２  ソリッドステートリレー
２３  貯湯槽
３０  給湯モジュール
３１  温度センサー
【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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【図６】
2005172354.tif 000008
【図７】
2005172354.tif 000009
【図８】
2005172354.tif 000010
【図９】
2005172354.tif 000011
【図１０】
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