(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナの燃焼による燃焼熱を内部の通水に伝達して通水を加熱する熱交換器と、熱交換器に通じる通水路に設けられて通水制御を行う通水制御ユニットと、水抜き操作用の水抜栓を備え、
上記通水制御ユニットを、熱交換器への通水路を開放・遮断するための水栓と、通水と連動して上記バーナに通じるガス流路を開閉する水圧応動装置と、水量を変えて温度調節を行う湯温調節部とからなる樹脂製のものとする湯沸器において、
上記水栓は、ダイアフラムと接離される弁座が配されダイアフラムと弁座が接している場合には下流側への通水を遮断する室部と、上記水栓の下部に形成され給水継手を介して給水配管と接続される接続部と、この接続部から水平方向に延設され上記室部に連通する通水入口を有し、
上記接続部と通水入口のそれぞれの内周壁を、周方向に対して部分的に拡張して左右非対称に形成したことを特徴とする湯沸器。
【請求項２】
バーナの燃焼による燃焼熱を内部の通水に伝達して通水を加熱する熱交換器と、熱交換器に通じる通水路に設けられて通水制御を行う通水制御ユニットと、水抜き操作用の水抜栓を備え、
上記通水制御ユニットを、熱交換器への通水路を開放・遮断するための水栓と、通水と連動して上記バーナに通じるガス流路を開閉する水圧応動装置と、水量を変えて温度調節を行う湯温調節部とからなる樹脂製のものとする湯沸器において、
上記湯温調節部は、スロート部から下流端に向けて次第に拡径され、下流端部に上記熱交換器へ通じる加熱経路が接続されるベンチュリー管部を有し、
このベンチュリー管部の下流端開口部を、左右非対称の段付き形状に形成してなることを特徴とする湯沸器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は湯沸器に組み込まれる通水制御ユニットに関し、詳しくは樹脂材料で形成された通水制御ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
冬期、寒冷地などでは、凍結による湯沸器の破損を防止するために、就寝前などに水抜き栓を開いて器体内の水を抜く水抜き操作が行なわれ、スムーズに水が抜けて残水量の少ない水抜き性能の良い湯沸器が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、湯沸器を軽量化したり湯沸器を安価に製作するため、湯沸器の通水制御ユニット、つまり、水栓、ダイアフラム等を一体的に組み合わせたユニットのハウジング材料に、真鍮や青銅の金属材料に代えて樹脂材料を用いると、水抜き性能が低下する問題があった。
殊に、樹脂材料で製作された通水路が、垂直に形成されたり、傾斜がある場合には、水抜き操作後に水滴が弾かれるようにして重力で流れるものの、水平方向の流路、段差のある流路、細い流路の場合には、水が止まって流路を狭めたり閉じてしまう場合があった。
これは、樹脂材料が水にぬれにくいため、水と樹脂表面との接触角が大きくなり、水滴が丸く高さの高い水滴となって流路の開口面積を狭めてしまい、水滴が止まると流路を閉塞する水膜ができ易くなるためである。
このため、せっかく凍結防止のための水抜きをしても、器体内に残った水が凍って湯沸器の再使用時に水が出なかったり、水量が少なくなって正常に着火できない場合があった。
そこで、本発明の湯沸器は上記課題を解決し、樹脂材料で製作された通水制御ユニットであっても水抜き性能を良好にし、水抜きしてから凍結雰囲気に放置した後に問題なく湯沸器の再使用ができるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１記載の湯沸器は、バーナの燃焼による燃焼熱を内部の通水に伝達して通水を加熱する熱交換器と、熱交換器に通じる通水路に設けられて通水制御を行う通水制御ユニットと、水抜き操作用の水抜栓を備え、
上記通水制御ユニットを、熱交換器への通水路を開放・遮断するための水栓と、通水と連動して上記バーナに通じるガス流路を開閉する水圧応動装置と、水量を変えて温度調節を行う湯温調節部とからなる樹脂製のものとする湯沸器において、
上記水栓は、ダイアフラムと接離される弁座が配されダイアフラムと弁座が接している場合には下流側への通水を遮断する室部と、上記水栓の下部に形成され給水継手を介して給水配管と接続される接続部と、この接続部から水平方向に延設され上記室部に連通する通水入口を有し、
上記接続部と通水入口のそれぞれの内周壁を、周方向に対して部分的に拡張して左右非対称に形成したことを要旨とする。
【０００５】
上記課題を解決する本発明の請求項２記載の湯沸器は、バーナの燃焼による燃焼熱を内部の通水に伝達して通水を加熱する熱交換器と、熱交換器に通じる通水路に設けられて通水制御を行う通水制御ユニットと、水抜き操作用の水抜栓を備え、
上記通水制御ユニットを、熱交換器への通水路を開放・遮断するための水栓と、通水と連動して上記バーナに通じるガス流路を開閉する水圧応動装置と、水量を変えて温度調節を行う湯温調節部とからなる樹脂製のものとする湯沸器において、
上記湯温調節部は、スロート部から下流端に向けて次第に拡径され、下流端部に上記熱交換器へ通じる加熱経路が接続されるベンチュリー管部を有し、
このベンチュリー管部の下流端開口部を、左右非対称の段付き形状に形成してなることを要旨とする。
【０００６】
上記構成を有する本発明の請求項１記載の湯沸器は、樹脂製の通水制御ユニットの水栓の接続部と通水入口のそれぞれの内周壁を、周方向に対して部分的に拡張し、左右非対称に形成する。したがって、水抜き後において、特に水膜または水滴の形成をされ易い水栓の接続部、通水入口に水膜または水滴が形成されるのを防止する。これにより、樹脂製の通水制御ユニットであっても水が流れ易くなるので、水抜き後に、水膜または水滴が形成されて器体内に水が残留するのを防止でき、水抜きしてから凍結雰囲気に放置した後に問題なく湯沸器の再使用ができる。
【０００７】
また、上記構成を有する本発明の請求項２記載の湯沸器は、樹脂製の通水制御ユニットのうち、温度調節部のベンチュリー部の下流端部を左右非対称の段付き形状としている。ベンチュリー部は、斜め方向に設けられていても小径なスロート部（絞り部）を有しているため、水抜き時において水が流れ難く、ベンチュリー部と、熱交換器に繋がる加熱経路との接続部に水膜ができ易い。しかし、本発明においては、ベンチュリー部の下流端部を左右非対称の段付き部としているため、下流端部に水膜を形成しようとする水の重力のバランスを崩し、水膜が形成されるのを防止することができる。これにより、水が流れ易くなるので、器体内の残留水が凍結するのが防止でき、水抜きしてから凍結雰囲気に放置した後に問題なく湯沸器の再使用ができる。
【０００８】
【発明の実施形態】
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、以下本発明の湯沸器の好適な実施例を説明する。
図９は、ガス湯沸器の概略図であり、水入口に通水制御ユニットが設けられる。
この通水制御ユニットには、上流より、水入口からの給水経路３を開閉する水栓２４と、通水と連動してガス流路を開閉する水圧応動装置１０と、水量を変えることにより湯温を調節する湯温調節部１１と、後述するベンチュリー２とが樹脂製のハウジング内に組み込まれる。
【０００９】
水圧応動装置１０には、前後に移動自在なダイアフラム１２が設けられ、このダイアフラム１２で仕切って一次室１６と二次室２１とが形成される。
また、ダイアフラム１２を押えるケーシング蓋６が水側ケーシング８に図示しないビスにより固定される。
水側ケーシング８の一次室１６への流路には、ダイアフラム１２と同軸上に給水圧の変動が生じても流量を一定に保つ水ガバナ１４が設けられ、一次室１６下流には、湯温調節部１１が設けられる。
湯温調節部１１で流路は、ベンチュリー２を経由し熱交換器１へ通じた後ミキシング部６に至る加熱経路７ａと、ミキシング部６へ直接に通じるバイパス路７ｂとに分岐される。
そして、分岐された流路は、ミキシング部６で合流し湯出口に至る。
また、加熱経路７ａに設けられるベンチュリー２は、流路を絞ると共に、流路と直角方向に横孔２ａが設けられる。そして、この横孔２ａから水圧応動装置１０の二次室２１に通じる導通路２ｂが設けられる。
また、ダイアフラム１２には、変位を伝える押軸２２およびスピンドル３７が同一軸線上に当接して設けられ、このスピンドル３７の他端に給水自動ガス弁２３が設けられる。
【００１０】
給水自動ガス弁２３より上流のバーナ２７へのガス供給経路４には、ガス通路を開閉する器具栓２６およびメイン弁２５が設けられる。
また、給水自動ガス弁２３の下流に、燃料ガスを燃焼するバーナ２７が設けられ、バーナ２７に放電することにより燃料ガスへ着火する電極（図略）が設けられる。
【００１１】
また、ダイアフラム１２の一次室１６と二次室２１の下部には、凍結防止のために手動で湯沸器内の水抜きができる排水栓１９が設けられ、排水栓１９から器体外へ排水を導く排水路１８に通じている。
【００１２】
水栓２４は、図１に示すように、小さな手動操作力によって動作するパイロットバルブ式の水栓である。
パイロットバルブ式の水栓２４には、前後に移動自在な水栓ダイアフラム４１が設けられ、この水栓ダイアフラム４１で仕切って一次室４２と二次室４３とが形成される。
この一次室４２の中央には下流に通じる通水出口４４が開口し、通水出口４４の口元に水栓ダイアフラム４１が接離して通水路を開閉する水室弁座４５が設けられる。また、一次室４２の水室弁座４５下方には、上流に通じる通水入口５１が水平方向に開口される。
【００１３】
水栓ダイアフラム４１には、中心位置に水室弁座４５下流と二次室４３とを連通するパイロット孔４６と、中心から下方にずれた位置に一次室４２と二次室４３とを連通する小孔４７とが開口する。
また、水栓ダイアフラム４１は、ステンレス材で製作される補強用の円環状座金４８を挟んで、ＮＢＲ、ＥＰＴ等の弾性体によりこの円環状座金４８を包み込んでモールド成形される。
そして、この円環状座金４８の中心孔と同心となって、二次室４３側の面に後述するパイロット弁４０と接離するシート部ａが断面円錐状に形成され、一次室４２側の面に円錐台部４９が形成され、円錐台部４９の外側に水室弁座４５に接離するシート面ｂが一体形成される。
尚、円錐台部４９は、水室弁座４５がシート面ｂに当接するときに水室弁座４５の中心孔内に入り込んで流路を絞ることにより開閉時の水撃音発生を防止する。
【００１４】
小孔４７が開口する水栓ダイアフラム４１の一次室４２側の面には、小孔４７を中心孔として一次室４２側に延びる円筒状のガイド部５０が設けられる。このガイド部５０は、組み付けの際に、通水入口５１内に入り込み水栓ダイアフラム４１を位置決めする。
また、水栓ダイアフラム４１の二次室４３側には、パイロット孔４６を開閉するパイロット弁４０と、パイロット弁４０を閉弁方向に付勢するばね４０ａとが設けられる。
パイロット弁４０は、スピンドル３８を介して水栓２４の外部から開閉操作が行われるように、手動操作と連動するレバー３９により開閉される。
また、通水入口５１上流の水入口には、水フィルタ５２ａを備えた水入口接手５２が設けられ、水入口接手５２に給水配管３３が接続される。この給水配管３３途中には、湯沸器への流路を開閉する給水元栓３１と、給水元栓３１下流の水を抜く水抜栓３２が設けられる。
【００１５】
水圧応動装置１０と水栓２４とは、樹脂材料で一体的に成型された水側ケーシング８（図６〜図８）に組み込まれ、水側ケーシング８にビス止めされるケーシング蓋６も樹脂材料で成型される。
樹脂材料は、水にぬれにくいため、水と樹脂表面との接触角が大きくなり、丸く高さの高い水滴になり、この水滴が通水路の開口面積を狭めることになる。
特に、水側ケーシング８で水の抜け難い箇所は、水平方向の流路となる通水入口５１と、ベンチュリー２端部近傍の段差と、小さい隙間のある水栓４２の一次室４２とである。
即ち、図２に示すように、ベンチュリー２は斜めに設けられているものの、スロート径が小さいため水が流れ難くなり、ベンチュリー２端部と給水管２ｄとの接続段差に水膜ができ易い。
また、水栓２４の一次室４２へ連通する通水入口５１は、水平方向の流路となるため、下方から開口する孔３ａとの境に水膜ができ易く、水栓ダイアフラム４１の一次室４２に開口する通水入口５１の口元に、水膜ができ易い。
【００１６】
そこで、ベンチュリー２端部の右半分を切り欠き、図３および図８に示すように、右半分の端部を左半分より３ｍｍほど低くなるように切り欠く（切欠２ｃ）。
また、水平方向の通水入口５１に下方から開口する孔３ａを円形の孔ではなく、図７に斜線で示すように、孔３ａの１／４分割分だけ径を拡大するように切り欠く（切欠３ａ）。
更に、図６に斜線で示すように、水栓ダイアフラム４１の一次室４２に開口する水平方向の通水入口５１の口元を左片側に切り欠いて拡げる（切欠３ｂ）。
【００１７】
次に、湯沸器の水圧応動装置１０の動作を説明する。
点火操作が行われると、器具栓２６およびメイン弁２５と共に、水栓２４が開かれる。通水が水圧応動装置１０を経てベンチュリー２を通過すると、ベンチュリー効果による横孔２ａの水圧低下に応じて二次室２１の圧力が低下する。
そして、一次室１６と二次室２１間に差圧が生じて、前後に変位自在なダイアフラム１２に移動力を（図の左方向へ）発生させ、移動力が押軸２２およびスピンドル３７に伝達されて給水自動ガス弁２３を開き、ガス流路が開かれる。
【００１８】
次に、この状態から水栓２４を閉じて出湯を停止すると、加熱経路７ａを熱交換器１に向けて流れていた水が止り、水圧応動装置１０により、ダイアフラム１２の一次室１６と二次室２１間の差圧がなくなり、スピンドル３７を停止位置（図右方向）に後退させ、給水自動ガス弁２３を閉弁してガス流路が閉じられる。
【００１９】
次に水栓２４の開閉動作について、説明する。
ガス湯沸器の点火操作に連動してパイロット弁４０が開かれると、パイロット孔４６から通水出口４４へ水が流れ、小孔４７の径よりパイロット孔４６の径を大きく設定しているため二次室４３内の水圧が低下する。
すると、一次室４２と二次室４３との差圧力が二次室４３と水室弁座４５下流との差圧力より大きくなり、水栓ダイアフラム４１が二次室４３側に移動し、水室弁座４５から離れて給水流路３が開かれる。
また、ガス湯沸器の消火操作に連動してパイロット弁４０が閉じられると、小孔４７を通じて一次室４２と二次室４３とが等圧となって一次室４２と二次室４３との差圧力が無くなり、二次室４３と下流との差圧力によって水栓ダイアフラム４１が下流（一次室４２）側に移動し、水室弁座４５に当接して給水流路３が閉じられる。
【００２０】
次に、凍結による破損を防止するための水抜きについて説明する。
排水栓１９を開栓すると、加熱経路７ａと導通路２ｂの水がダイアフラム１２の一次室１６と二次室２１を経て器体外へ排水される。
また、上流の給水元栓３１を閉じて水抜栓３２を開け、水栓ダイアフラム４１のパイロット弁４０を開けると、給水元栓３１下流から水圧応動装置１０までの水が水室弁座４５を経て水抜栓３２から外部に排水される。
この時、水栓ダイアフラム４１の二次室４３側の水は、排水によって引っ張られるバキューム力により、パイロット孔４６から空気を流入しながら、下方の小孔４７からガイド部５０を経て水抜きされる。
【００２１】
この水抜きの場合に、従来では図５に示すように、通水入口５１に下方から開口する孔３ｃが円形であるため、内面形状に沿って放射状に表面張力が働き、水自身の重力や、バキューム力があっても均一に応力が分散されるため、表面張力により水膜ができていた。
これに対して本実施例では、水平方向の通水入口５１に１／４分割分だけ孔３ａを切り欠き（切欠３ａ）、左右非対称に開口しているため、排水される水のバキューム力や水の重力が、切欠３ａの角に集中することになり（図４）、水膜は角から崩れて通水路内下方に誘導されて流される。
【００２２】
更に、水平方向の通水入口５１では、水栓ダイアフラム４１の一次室４２に開口する通水入口５１の口元を片側に拡げているため（切欠３ｂ）、排水される水のバキューム力や水の重力が、水膜の左右にアンバランスに働くことになり、水膜は崩れて通水入口５１内に誘導される。
【００２３】
また、ベンチュリー２端部では、右半分が切り欠かれ（切欠２ｃ）、開口周長さが大きくなり、排水される水のバキューム力や水の重力が、水膜の左右にアンバランスに働くことになり、水膜は崩れてベンチュリー２内に誘導される。
【００２４】
以上のように、水の残り易い流路部分に左右非対称に切欠が形成されるため、水に働く水自身の重力や下方からのバキューム力により生じた応力および表面張力がアンバランスに働いて水が流れ易くなる。
その結果、流路に樹脂材料を用いても、器体内に残った水が凍って流路を塞ぐことが無くなり、水抜きしてから凍結雰囲気に放置した後に問題なく湯沸器の再使用ができる。
【００２５】
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はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば、切欠は、左右非対称形状であれば、どのような形状であっても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の湯沸器によれば、樹脂製の通水制御ユニットの水栓の接続部と通水入口のそれぞれの内周壁を、周方向に対して部分的に拡張し、左右非対称に形成する。したがって、樹脂製の通水制御ユニットを用いるにもかかわらず、水抜き後において、特に水膜または水滴の形成をされ易い水栓の通水入口に水膜または水滴が形成されるのを防止する。これにより、水が流れ易くなるので、器体内の残留水が凍結するのが防止でき、水抜きしてから凍結雰囲気に放置した後に問題なく湯沸器の再使用ができる。
【００２７】
また、上記構成を有する本発明の請求項２記載の湯沸器は、樹脂製の通水制御ユニットのうち、温度調節部のベンチュリー部の下流端部を左右非対称の段付き形状としている。ベンチュリー部は、斜め方向に設けられていても小径なスロート部（絞り部）を有しているため、水抜き時において水が流れ難く、ベンチュリー部と、熱交換器に繋がる加熱経路との接続部に水膜ができ易い。しかし、本発明においては、ベンチュリー部の下流端部を左右非対称の段付き部としているため、下流端部に水膜を形成しようとする水の重力のバランスを崩し、水膜が形成されるのを防止することができる。これにより、水が流れ易くなるので、器体内の残留水が凍結するのが防止でき、水抜きしてから凍結雰囲気に放置した後に問題なく湯沸器の再使用ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る水栓および水入口を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例に係るベンチュリー部を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例に係るベンチュリー端部を示す斜視図である。
【図４】左右非対称形状に働く水の表面張力を示す説明図である。
【図５】円形形状に働く水の表面張力を示す説明図である。
【図６】樹脂製ケーシング８の平面図（水栓側から見た図）である。
【図７】樹脂製ケーシング８の下面図（水入口側から見た図）である。
【図８】樹脂製ケーシング８の側面図（ベンチュリーの出口側から見た図）である。
【図９】ガス湯沸器の概略構成図である。
【符号の説明】
２ｃ  切欠
３ａ  切欠
３ｂ  切欠
８    水側ケーシング
１０    水圧応動装置
１８    排水路１８
１９    排水栓１９
２４    水栓２４
３１    給水元栓３１
３２    水抜栓３２
４４    通水出口４４
５１    通水入口５１
５２    水入口接手５２
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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