(57)【要約】【課題】再出湯時に適温の温水を出湯できるようにすると共に、目標温度を超える高温の湯が出湯されるのを防止する。【解決手段】出湯装置は、湯側の経路に設けられた第１逆止弁と、水側の経路に設けられた第２逆止弁と、湯側の経路と水側の経路との合流部に設けられて湯側の経路からの湯と水側の経路からの水とを変更可能な混合比で混合して出湯路に出力する混合弁と、制御装置と、を備える。制御装置は、出湯がなされると、出湯温度が目標温度となるようフィードバック制御により目標混合比を設定して混合弁を制御し、出湯停止がなされると、出湯停止される直前の混合比が維持されるよう混合弁を制御する。さらに、制御装置は、出湯されている最中に出湯温度が適正状態を外れたときには、混合弁が湯側に全閉となるよう目標混合比を設定して混合弁を制御する。【選択図】図４
2020180723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯と水とを混合して出湯する出湯装置であって、
湯側の経路に設けられた第１逆止弁と、
水側の経路に設けられた第２逆止弁と、
前記湯側の経路と前記水側の経路との合流部に設けられ、前記湯側の経路からの湯と前記水側の経路からの水とを変更可能な混合比で混合して出湯路に出湯する混合弁と、
前記出湯路へ出湯される湯水の温度である出湯温度を検出する温度センサと、
出湯がなされると、前記温度センサにより検出される出湯温度が目標温度となるようフィードバック制御により目標混合比を設定して前記混合弁を制御し、出湯停止がなされると、出湯停止される直前の混合比が所定時間に亘って維持されるよう前記混合弁を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、出湯されている最中に前記温度センサにより検出される出湯温度が適正状態を外れたときには、出湯停止されるまで前記混合弁が湯側に全閉となるよう目標混合比を設定して前記混合弁を制御する、
出湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の出湯装置であって、
前記水側の経路から分岐し、前記混合弁をバイパスして前記出湯路に接続されるバイパス路と、
前記バイパス路に設けられた開閉弁と、
を備え、
前記制御装置は、前記温度センサにより検出される出湯温度が所定の上限温度以上のときに、前記水側の経路からの水が前記バイパス路を介して前記出湯路へ出力されるよう前記開閉弁を開弁すると共に前記混合弁が湯側に全閉となるよう目標混合比を設定して前記混合弁を制御する、
出湯装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の出湯装置であって、
前記制御装置は、前記温度センサにより検出される出湯温度または前記混合弁の開度がハンチングしたときに、前記混合弁が湯側に全閉となるよう目標混合比を設定して前記混合弁を制御する、
出湯装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の出湯装置であって、
前記水側の経路を流れる水の温度を検出する第２温度センサを備え、
前記制御装置は、前記混合弁が湯側に全開となり、且つ、前記温度センサにより検出される出湯温度と前記第２温度センサにより検出される水の温度との偏差が所定値未満のときに、前記混合弁が湯側に全閉となるよう目標混合比を設定して前記混合弁を制御する、
出湯装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１項に記載の出湯装置と、
発電装置と、
前記発電装置の発電に伴って生じる熱を利用して貯湯すると共に貯湯した湯を前記湯路に出力可能な貯湯タンクと、
前記出湯装置と前記発電装置と前記貯湯タンクとを収容する筐体と、
を備えるコージェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湯と水とを混合して出湯する出湯装置およびこれを備えるコージェネレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の出湯装置としては、貯湯槽に接続された入水路および出湯路と、入水路から分岐して出湯路に接続されるバイパス路と、出湯路とバイパス路との接続部に設けられ出湯路（湯側の経路）からの湯とバイパス路（水側の経路）からの水とをステッピングモータにより制御可能な混合比で混合して混合路に出力する混合弁と、バイパス路（水側の経路）に設けられた第１の逆止弁と、入水路とバイパス路との分岐部より下流側（湯側の経路）に設けられた第２の逆止弁と、混合弁の制御を行なう制御部と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。制御部は、水量センサにより入水路への通水が検知されると、湯水混合後の温水の温度が使用者により設定された設定給湯温度となるように混合比を設定すると共に設定した混合比となるように混合弁（ステッピングモータ）を制御する。第１および第２の逆止弁の各開弁圧力は、水量センサの検出可能流量未満においては、第１の逆止弁が開き第２の逆止弁が開かない設定とされ、水量センサの検出可能流量以上においては、第１および第２の逆止弁の双方が開く設定とされる。これにより、水量センサが通水を検出できない少量給湯時には入水路からバイパス路を経由した水のみが混合弁を通り吐水されるため、高温の湯が出てくるのを防止することができる。また、水量センサで検出できる通水量の水が流れると、第１および第２の逆止弁の双方が開くため、制御部による混合弁の制御が行なわれる。このとき、混合弁の位置は、給湯停止時の待機位置で停止しているため、再出湯時に出てくる湯の温度が設定温度よりも低くなるアンダーシュートが抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４２５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、出湯停止後に混合弁の開度を出湯停止直前の開度に維持することにより、再出湯された際にも、直ちに適温の湯水を供給することができる。しかし、逆止弁の開弁圧には製造上のバラツキがあり、装置によって、水側の逆止弁の方が湯側の逆止弁よりも開きやすいものと、湯側の逆止弁の方が水側の逆止弁よりも開きやすいものとが生じうる。例えば、前者の場合、水側の逆止弁が開き湯側の逆止弁が開かない程度の少量で出湯がなされると、混合弁の吐水温度（出湯温度）が目標温度となるように混合弁が制御される結果、混合弁の開度が湯側に大きく開かれることになる。そして、出湯停止後、再出湯する際に、水側の逆止弁と湯側の逆止弁の双方が開く程度の量で出湯がなされると、混合弁の開度は出湯停止直前の開度で維持されているため、設定給湯温度よりも高い高温の湯が出湯されるおそれがある。
【０００５】
本発明は、再出湯時に適温の温水を出湯できるようにすると共に、目標温度を超える高温の湯が出湯されるのを防止することができる出湯装置およびコージェネレーションシステムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の出湯装置およびコージェネレーションシステムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の出湯装置は、
湯と水とを混合して出湯する出湯装置であって、
湯側の経路に設けられた第１逆止弁と、
水側の経路に設けられた第２逆止弁と、
前記湯側の経路と前記水側の経路との合流部に設けられ、前記湯側の経路からの湯と前記水側の経路からの水とを変更可能な混合比で混合して出湯路に出湯する混合弁と、
前記出湯路へ出湯される湯水の温度である出湯温度を検出する温度センサと、
出湯がなされると、前記温度センサにより検出される出湯温度が目標温度となるようフィードバック制御により目標混合比を設定して前記混合弁を制御し、出湯停止がなされると、出湯停止される直前の混合比が所定時間に亘って維持されるよう前記混合弁を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、出湯されている最中に前記温度センサにより検出される出湯温度が適正状態を外れたときには、出湯停止されるまで前記混合弁が湯側に全閉となるよう目標混合比を設定して前記混合弁を制御する、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の出湯装置は、湯側の経路に設けられた第１逆止弁と、水側の経路に設けられた第２逆止弁と、湯側の経路と水側の経路との合流部に設けられて湯側の経路からの湯と水側の経路からの水とを変更可能な混合比で混合して出湯路に出力する混合弁と、制御装置と、を備えるものである。制御装置は、出湯がなされると、出湯温度が目標温度となるようフィードバック制御により目標混合比を設定して混合弁を制御し、出湯停止がなされると、出湯停止される直前の混合比が維持されるよう混合弁を制御する。これにより、出湯停止後の再出湯時において、直ちに適温の湯を供給することができる。また、制御装置は、出湯されている最中に出湯温度が適正状態を外れたときには、出湯停止されるまで混合弁が湯側に全閉となるよう目標混合比を設定して混合弁を制御する。ここで、第１および第２逆止弁の開弁圧には製造上のバラツキがあるため、装置によって、第１逆止弁が第２逆止弁よりも開きやすく少量出湯時に第１逆止弁のみが開いて湯しか出ないものと、第２逆止弁が第１逆止弁よりも開きやすく少量出湯時に第２逆止弁のみが開いて水しか出ないものとが生じうる。そこで、本発明では、出湯温度が適正状態を外れたときには、出湯停止されるまで混合弁を湯側に全閉とすることで、逆止弁の設定圧のバラツキに拘わらず、目標温度を超える高温の湯が出湯されるのを防止し、使用者の安全を確保することができる。
【０００９】
こうした本発明の出湯装置において、前記水側の経路から分岐し、前記混合弁をバイパスして前記出湯路に接続されるバイパス路と、前記バイパス路に設けられた開閉弁と、を備え、前記制御装置は、前記温度センサにより検出される出湯温度が所定の上限温度以上のときに、前記水側の経路からの水が前記バイパス路を介して前記出湯路へ出力されるよう前記開閉弁を開弁すると共に前記混合弁が湯側に全閉となるよう目標混合比を設定して前記混合弁を制御するものとしてもよい。例えば、製造上のバラツキにより第１逆止弁が第２逆止弁よりも開きやすい装置において、少量出湯時に第１逆止弁のみが開弁されて湯のみが出湯された際に、直ちにバイパス路から出湯路へ水が供給されるため、使用者の安全を確保することができる。同時に、混合弁を湯側に全閉とすることで、出湯停止後の再出湯の際に混合弁が湯側に全閉となった状態で出湯が開始されるため、高温の湯が出湯されるのをより確実に防止することができる。
【００１０】
また、本発明の出湯装置において、前記制御装置は、前記温度センサにより検出される出湯温度または前記混合弁の開度がハンチングしたときに、前記混合弁が湯側に全閉となるよう目標混合比を設定して前記混合弁を制御するものとしてもよい。混合弁は出湯温度が目標温度となるようフィードバック制御により制御されるため、少量出湯時において、フィードバック制御によって混合弁の開度が湯側と水側とに交互に変化すると、湯側の第１逆止弁と水側の第２逆止弁とが交互に開閉を繰り返し、出湯温度がハンチングする。このとき、混合弁が湯側に開いた状態で出湯停止がなされると、再出湯の際に混合弁が湯側に開いた状態で出湯が開始されるため、高温の湯が出湯されるおそれがある。そこで、出湯温度または混合弁の開度がハンチングした際には混合弁を湯側に全閉とすることで、出湯停止後の再出湯の際に混合弁が湯側に全閉となった状態で出湯が開始されるため、高温の湯が出湯されるのをより確実に防止することができる。
【００１１】
さらに、本発明の出湯装置において、前記水側の経路を流れる水の温度を検出する第２温度センサを備え、前記制御装置は、前記混合弁が湯側に全開となり、且つ、前記温度センサにより検出される出湯温度と前記第２温度センサにより検出される水の温度との偏差が所定値未満のときに、前記混合弁が湯側に全閉となるよう目標混合比を設定して前記混合弁を制御するものとしてもよい。製造上のバラツキにより第２逆止弁が第１逆止弁よりも開きやすい装置においては、少量出湯時に第２逆止弁のみが開弁されて水のみが出湯された場合に、混合弁は、出湯温度が目標温度となるように湯側に全開に制御される。この状態で出湯停止され、第１および第２逆止弁の双方が開く程度の量で再出湯がなされると、混合弁が湯側に全開となった状態で出湯が開始されるため、高温の湯が出湯されるおそれがある。そこで、本発明では、混合弁が湯側に全開となり且つ出湯温度と目標温度との偏差が所定値未満のときには、混合弁を湯側に全閉とすることで、出湯停止後の再出湯の際に混合弁が湯側に全閉となった状態で出湯が開始されるため、高温の湯が出湯されるのをより確実に防止することができる。
【００１２】
本発明のコージェネレーションシステムは、
上述した本発明の各態様のいずれかの出湯装置と、
発電装置と、
前記発電装置の発電に伴って生じる熱を利用して貯湯すると共に貯湯した湯を前記湯路に出力可能な貯湯タンクと、
前記出湯装置と前記発電装置と前記貯湯タンクとを収容する筐体と、
を備えることを要旨とする。
【００１３】
この本発明のコージェネレーションシステムでは、上述した本発明の各態様のいずれかの出湯装置を備えるため、本発明の出湯装置が奏する効果と同様の効果、例えば、再出湯時に適温の温水を出湯できるようにすると共に、少量出湯後の再出湯の際に高温の湯が供給されるのを抑制することができる効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のコージェネレーションシステム１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】第１および第２逆止弁３２，３３の各開弁圧Ｃ，Ｈと出湯量と出湯温度との関係を示す説明図である。
【図３】出湯制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】出湯温度監視処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】湯出湯による出湯温度高温異常が発生する場合の混合弁３１の開度θとバイパス弁３４の状態の時間変化の様子を示す説明図である。
【図６】湯出湯と水出湯との繰り返しによるハンチングが発生する場合の混合弁３１の開度θとバイパス弁３４の状態の時間変化の様子を示す説明図である。
【図７】水出湯となる場合の混合弁３１の開度θとバイパス弁３４の状態の時間変化の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態のコージェネレーションシステム１０の構成の概略を示す構成図である。コージェネレーションシステム１０は、例えば住宅に設置されるものであり、図示するように、発電モジュール１２と、発電モジュール１２の発電に伴って生じる排熱を湯として回収する排熱回収系統２０と、排熱回収系統２０で回収した湯と給水源（図示せず）からの水とを混合して出湯する出湯装置３０と、を備える。発電モジュール１２と排熱回収系統２０と出湯装置３０とは、本実施形態では、単一の筐体１１に収容されている。
【００１７】
発電モジュール１２は、例えば、固体酸化物形の燃料電池や蒸発器、改質器、これらを収容するモジュールケース等を含んで構成され、原燃料ガスを改質して生成される改質ガス（水素ガス）と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池モジュールとして構成される。なお、発電モジュール１２は、原動機（ガスエンジンやガスタービンなど）とこの原動機からの動力により発電する発電機との組み合わせにより構成されてもよい。
【００１８】
排熱回収系統２０は、湯水を温度成層が形成されるように貯留する貯湯タンク２１と、貯湯タンク２１と循環配管Ｌａを介して接続され発電モジュール１２から排出される燃焼排ガスと貯湯水との熱交換を行なう熱交換器２２と、循環配管Ｌａに設けられた循環ポンプ２３と、を備える。この排熱回収系統２０では、循環ポンプ２３を作動させることにより、貯湯タンク２１に貯留されている湯水を貯湯タンク２１の下部から引き込んで熱交換器２２へ送り、熱交換器２２において燃料排気ガスとの熱交換により昇温した湯水を貯湯タンク２１の上部へ戻す。
【００１９】
貯湯タンク２１の下部には、図示しない給水源が接続された給水配管Ｌ１と、排水配管Ｌ１１とが接続されている。給水配管Ｌ１には、図示しないストレーナや逆止弁、減圧弁等が設けられ、貯湯タンク２１内には、給水源からの水が給水配管Ｌ１を介して供給される。また、排水配管Ｌ１１には、排水弁Ｖ１１が設けられており、排水弁Ｖ１１を開弁することにより貯湯タンク２１内の湯水を外部へ排出することができる。
【００２０】
また、貯湯タンク２１の上部には、湯配管Ｌ２が接続されており、給水配管Ｌ１を介して貯湯タンク２１の下部から水を供給することにより、貯湯タンク２１の上部から湯配管Ｌ２を介して湯を取り出すことができる。
【００２１】
出湯装置３０は、湯配管Ｌ２と、給水配管Ｌ１から分岐した水配管Ｌ３と、湯配管Ｌ２２と水配管Ｌ３との合流部に設けられ湯配管Ｌ２からの湯と水配管Ｌ３からの水とを混合して出湯配管Ｌ４へ吐出する混合弁３１と、湯配管Ｌ２に設けられた第１逆止弁３２と、水配管Ｌ３に設けられた第２逆止弁３３と、混合弁３１をバイパスするように水配管Ｌ３と出湯配管Ｌ４とに接続されたバイパス配管Ｌ５と、バイパス配管Ｌ５に設けられたバイパス弁３４（開閉弁）と、装置全体をコントロールする制御装置４０と、を備える。出湯配管Ｌ４に出湯された湯水は、図示しない給湯装置が備える補助熱源を介して家庭内に送られる。
【００２２】
混合弁３１は、ステッピングモータにより開度θを湯側または水側に調整することにより、混合湯水の吐出量に対する湯の吐出量の割合を例えば０％〜６５％、言い換えると、混合湯水の吐出量に対する水の吐出量の割合を例えば１００％〜４５％の範囲内で調整できるように構成されている。
【００２３】
第１および第２逆止弁３２，３３は、内蔵するバネの荷重により閉弁し、バネ荷重に打ち勝つ圧力（開弁圧以上の圧力）が作用したときに、開弁するよう構成されている。本実施形態では、第１逆止弁３２と第２逆止弁３３とは、第１逆止弁３２の開弁圧Ｈと第２逆止弁３３の開弁圧Ｃとが等しくなるように、同じ仕様のものが用いられる。但し、バネ荷重には製造上のバラツキが存在するため、図２に示すように、第１逆止弁３２の開弁圧Ｈが第２逆止弁３３の開弁圧Ｃよりも低く、少量出湯時において、仕様上のシステム（図中、実線参照）よりも湯が出やすいシステム（図中、破線参照）と、第１逆止弁３２の開弁圧Ｈが第２逆止弁３３の開弁圧Ｃよりも高く、少量出湯時において、仕様上のシステム（図中、実線参照）よりも水が出やすいシステム（図中、一点鎖線参照）とが生じうる。
【００２４】
制御装置４０は、ＣＰＵ４１を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４１の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ４２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４３と、計時を行なうタイマ４４と、入出力ポートと、を備える。制御装置４０には、水配管Ｌ３に設けられ水配管Ｌ３を通過する水の温度を検出する温度センサ５１からの給水温度Ｔｉｎや出湯配管Ｌ４に設けられ出湯配管Ｌ４を通過する混合湯水の温度を検出する温度センサ５２からの出湯温度Ｔｏｕｔなどが入力ポートを介して入力されている。また、制御装置４０からは、混合弁３１（ステッピングモータ）への駆動信号、バイパス弁３４への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、制御装置４０は、コージェネレーションシステム１０の制御装置としても機能している。したがって、制御装置４０には、発電モジュール１２の運転状態を検出する図示しないセンサからの信号が入力ポートを介して入力され、制御装置４０からは、発電モジュール１２への制御信号や循環ポンプ２３への制御信号が出力ポートを介して出力されている。
【００２５】
次に、こうして構成されたコージェネレーションシステム１０の動作、特に、出湯装置３０による出湯動作について説明する。図３は、制御装置４０のＣＰＵ４１により実行される出湯制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００２６】
出湯制御ルーチンが実行されると、制御装置４０のＣＰＵ４１は、まず、出湯中であるか否かを判定する（ステップＳ１００）。この判定は、例えば、給水配管Ｌ１や出湯配管Ｌ４、出湯配管Ｌ４に接続される配管等に設けられる図示しない流量センサにより通水が検出されたか否かにより行なうことができる。出湯中であると判定すると、図示しないリモートコントロール装置をユーザが操作することによりユーザにより設定される設定温度Ｔｓｅｔや、温度センサ５１からの給水温度Ｔｉｎ、温度センサ５２からの出湯温度Ｔｏｕｔを入力する（ステップＳ１１０）。続いて、入力した設定温度Ｔｓｅｔと給水温度Ｔｉｎとに基づいて目標温度Ｔｏｕｔ＊を設定する（ステップＳ１２０）。目標温度Ｔｏｕｔ＊の設定は、設定温度Ｔｓｅｔと給水温度Ｔｉｎと目標温度Ｔｏｕｔ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ４２に記憶しておき、設定温度Ｔｓｅｔと給水温度Ｔｉｎとが与えられると、マップから対応する目標温度Ｔｏｕｔ＊を導出することにより行なうものとした。なお、目標温度Ｔｏｕｔ＊は、設定温度Ｔｓｅｔが高いほど高くなり、且つ、給水温度Ｔｉｎが高いほど高くなるように設定される。
【００２７】
そして、出湯温度Ｔｏｕｔと目標温度Ｔｏｕｔ＊との偏差に基づいて次式（１）により目標開度θ＊を設定し（ステップＳ１３０）、混合弁３１の開度θが目標開度θ＊となるようステッピングモータを制御する（ステップＳ１４０）。式（１）は、出湯温度Ｔｏｕｔを目標温度Ｔｏｕｔ＊に一致させるためのフィードバック制御における関係式であり、「ｋｐ」は比例項におけるゲインを示し、「ｋｉ」は積分項におけるゲインを示す。
【００２８】
θ*=kp・(Tout-Tout*)+ki・∫(Tout-Tout*)dt    …（１）
【００２９】
次に、出湯温度Ｔｏｕｔを監視するための出湯温度監視処理を行なう（ステップＳ１５０）。出湯温度監視処理については後述する。出湯温度監視処理を実行した後や、ステップＳ１００で出湯中でないと判定したときには、出湯停止中であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。出湯停止中でないと判定すると、ステップＳ１００に戻る。一方、出湯停止中であると判定すると、今回の目標開度θ＊を、前回このルーチンで設定した目標開度（前回θ＊）に設定し（ステップＳ１７０）、混合弁３１の開度θが目標開度θ＊となるようステッピングモータを制御する（ステップＳ１８０）。これにより、混合弁３１の開度θは、出湯停止される直前の開度に維持される。したがって、再出湯時において、出湯温度Ｔｏｕｔが目標温度Ｔｏｕｔ＊を大きく下回るアンダーシュートや目標温度Ｔｏｕｔ＊に対して出湯温度Ｔｏｕｔが目標温度Ｔｏｕｔ＊を大きく上回るオーバーシュートを生じさせることなく、直ぐに適温の湯水を出湯することができる。そして、出湯停止されてから所定時間（数分間や数十分間）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１９０）。所定時間が経過していないと判定すると、ステップＳ１００に戻る。一方、所定時間が経過したと判定すると、混合弁３１が湯側に全閉となるよう目標開度θ＊を原点θ０（湯側の開度θを０度）に設定し（ステップＳ２００）、混合弁３１の開度θが目標開度θ＊となるようステッピングモータを制御して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。
【００３０】
次に、出湯温度監視処理について説明する。図４は、制御装置４０のＣＰＵ４１により実行される出湯温度監視処理の一例を示すフローチャートである。出湯温度監視処理では、ＣＰＵ４１は、まず、出湯温度Ｔｏｕｔが高温異常判定用閾値Ｔｌｉｍ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３００）。この判定は、出湯温度Ｔｏｕｔの異常上昇を判定するものである。この状態は、湯側の第１逆止弁３２の開弁圧Ｈと水側の第２逆止弁３３の開弁圧Ｃとが同等あるいは湯側の第１逆止弁３２の開弁圧Ｈが水側の第２逆止弁３３の開弁圧Ｃよりも低く、少量出湯時に湯が出やすいシステム（図２における実線や破線で示す出湯特性を有するシステム）において生じうる。出湯温度Ｔｏｕｔが高温異常判定用閾値Ｔｌｉｍ以上であると判定すると、バイパス弁３４を開弁する（ステップＳ３１０）。これにより、給水源からの水を直接に出湯配管Ｌ４に供給して、出湯温度Ｔｏｕｔを素早く下げることができる。続いて、混合弁３１が湯側に全閉となるよう目標開度θ＊を原点θ０に設定し（ステップＳ３２０）、混合弁３１の開度θが目標開度θ＊となるようステッピングモータを制御する（ステップＳ３３０）。そして、出湯停止されるまで、混合弁３１の開度θが原点θ０で維持されるよう目標開度θを前回の目標開度に設定すると共に、目標開度θでステッピングモータを制御して（ステップＳ３３０〜Ｓ３５０）、本処理を終了する。なお、出湯停止されると、図３の出湯制御ルーチンのステップＳ１６０で出湯停止中であると判定され、混合弁３１の開度θは、次にステップＳ１００で出湯中と判定されるまで、原点θ０の状態で維持される。
【００３１】
図５は、湯出湯による出湯温度高温異常が発生する場合の混合弁３１の開度θとバイパス弁３４の状態の時間変化の様子を示す説明図である。図示するように、出湯量Ｑが上記流量センサの最低作動水量を上回って出湯が検出されると（時刻ｔ１１）、出湯温度Ｔｏｕｔが目標温度Ｔｏｕｔ＊となるようフィードバック制御により混合弁３１の開度θを制御し、出湯量Ｑが流量センサの最低作動水量を下回って出湯停止が検出されると（時刻ｔ１２）、混合弁３１の開度を出湯停止される直前の開度に維持する。これにより、再出湯の際に、出湯温度Ｔｏｕｔが目標温度Ｔｏｕｔ＊を大きく下回るアンダーシュートや目標温度Ｔｏｕｔ＊に対して出湯温度Ｔｏｕｔが目標温度Ｔｏｕｔ＊を大きく上回るオーバーシュートを生じさせることなく、直ぐに適温の湯水を出湯することが可能となる。但し、少量出湯時に湯が出やすいシステムにおいては、出湯量Ｑが流量センサの最低作動水量を僅かに超える程度の少量で再出湯がなされると（時刻ｔ１３）、水側の第２逆止弁３３は閉弁したまま湯側の第１逆止弁３２が開弁し、湯のみが出湯される湯出湯となる。そこで、出湯温度Ｔｏｕｔが高温異常判定用閾値Ｔｌｉｍ以上となると、出湯停止がなされるまでバイパス弁３４を開弁すると共に混合弁３１の開度θを原点θ０に戻す（時刻ｔ１４，ｔ１５）。このように、出湯配管Ｌ４に出湯される湯水が高温異常判定用閾値Ｔｌｉｍに達すると、バイパス弁３４を開弁してバイパス配管Ｌ５を介して出湯配管Ｌ４に直接に水を供給するのに加えて、混合弁３１の開度θを原点θ０（湯側の開度θを０度）にすることで、高温異常を解消すると共に再出湯時に高温異常が繰り返されるのを防止することができ、使用者の安全を確保することができる。
【００３２】
ステップＳ３００において、出湯温度Ｔｏｕｔが高温異常判定用閾値Ｔｌｉｍ以上でなく高温異常判定用閾値Ｔｌｉｍ未満であると判定すると、出湯温度Ｔｏｕｔが上昇と下降とを繰り返すハンチングが発生しているか否かを判定する（ステップＳ３６０）。ハンチングの判定は、例えば、所定時間以内に出湯温度Ｔｏｕｔが所定温度以上上昇した状態と、所定時間以内に出湯温度Ｔｏｕｔが所定温度以上下降した状態とが交互に所定回数発生したか否かを判定することにより行なわれる。なお、所定時間以内に混合弁３１の開度θが湯側に所定量以上増加した状態と、所定時間以内に混合弁３１の開度θが湯側に所定量以上減少した状態とが交互に所定回数発生したか否かを判定することにより行なわれてもよいし、両者の判定の組み合わせにより行なわれてもよい。出湯温度Ｔｏｕｔにハンチングが発生していると判定すると、原点θ０に所定値αを加えた角度を目標開度θ＊に設定し（ステップＳ３７０）、混合弁３１の開度θが目標開度θ＊となるようステッピングモータを制御する（ステップＳ３３０）。ここで、所定値αは、混合弁３１の開度θを原点θ０から湯側に増加させても、混合弁３１から湯が殆ど吐出されない不感帯（遊び）の範囲内の値として定められている。そして、出湯停止されるまで、混合弁３１の開度θが原点θ０で維持されるよう目標開度θを前回の目標開度に設定すると共に、目標開度θでステッピングモータを制御して（ステップＳ３３０〜Ｓ３５０）、本処理を終了する。
【００３３】
図６は、湯出湯と水出湯との繰り返しによるハンチングが発生する場合の混合弁３１の開度θとバイパス弁３４の状態の時間変化の様子を示す説明図である。図示するように、出湯量Ｑが流量センサの最低作動水量を上回って出湯が検出されると（時刻ｔ２１）、出湯温度Ｔｏｕｔが目標温度Ｔｏｕｔ＊となるようにフィードバック制御により混合弁３１の開度θを制御し、出湯量Ｑが流量センサの最低作動水量を下回って出湯停止が検出されると（時刻ｔ２２）、混合弁３１の開度を出湯停止される直前の開度に維持する。その後、出湯量Ｑが流量センサの最低作動水量を僅かに超える程度の少量で再出湯がなされると（時刻ｔ２３）、混合弁３１は出湯温度Ｔｏｕｔが目標温度Ｔｏｕｔ＊となるようフィードバック制御により制御されるため、フィードバック制御によって混合弁３１の開度が湯側と水側とに交互に変化すると、第１逆止弁３２と第２逆止弁３３とが交互に開閉を繰り返し、出湯温度Ｔｏｕｔがハンチングする。このとき、混合弁３１が湯側に開いた状態で出湯停止がなされると、再出湯の際に混合弁３１が湯側に開いた状態で出湯が開始されるため、高温の湯が出湯されるおそれがある。そこで、本実施形態では、出湯温度Ｔｏｕｔにハンチングが発生すると、出湯停止がなされるまで混合弁３１の開度θを原点θ０に不感帯の範囲内で定められる所定値αを加えた開度に戻す（時刻ｔ２４，ｔ２５）。これにより、再出湯時に高温の湯が出湯されるのを防止することができる。ここで、本実施形態では、出湯温度Ｔｏｕｔにハンチングが発生したときには、混合弁３１の開度θを不感帯の範囲内で原点θ０よりも湯側に開いた開度にするため、再出湯時において、混合弁３１の開度θを目標開度θ＊へ変更させる際に、原点θ０から変更させる場合に比して、目標開度θ＊に至るまでの時間を短縮することができる。但し、上述したように、出湯温度Ｔｏｕｔが高温異常判定用閾値Ｔｌｉｍ以上にのときには、使用者の安全を考慮して、混合弁３１の開度θを原点θ０へ戻するものとした。
【００３４】
ステップＳ３６０において、出湯温度Ｔｏｕｔにハンチングが生じていないと判定すると、出湯温度Ｔｏｕｔから給水温度Ｔｉｎを減じた温度差が所定温度差Ｔｒｅｆ未満であるか否か（ステップＳ３８０）、混合弁３１の現在の開度θが湯側に全開（本実施形態では、湯と水の混合比が６５％：３５％）となっているか否か（ステップＳ３９０）、をそれぞれ判定する。ここで、現在の開度θは、ステッピングモータのステップ数をカウントすることにより検出することができる。なお、ステップＳ３９０の判定は、開度θに代えて目標開度θ＊を用いて行なわれてもよい。ステップＳ３８０，Ｓ３９０の判定は、混合弁３１の開度θを湯側に開いても、湯側の第１逆止弁３２が開弁しないために、混合弁３１からは、水側の第２逆止弁３３を介して水のみが吐出されている状態を判定するものである。この状態は、湯側の第１逆止弁３２の開弁圧Ｈが水側の第２逆止弁３３の開弁圧Ｃよりも高く少量出湯時に水が出やすいシステムにおいて生じうる。出湯温度Ｔｏｕｔから給水温度Ｔｉｎを減じた温度差が所定温度差Ｔｒｅｆ未満であり、且つ、混合弁３１の現在の開度θが湯側に全開となっていると判定すると、原点θ０に所定値αを加えた角度を目標開度θ＊に設定し（ステップＳ３７０）、混合弁３１の開度θが目標開度θ＊となるようステッピングモータを制御する（ステップＳ３３０）。そして、給湯停止されるまで、混合弁３１の開度θが原点θ０で維持されるよう目標開度θを前回の目標開度に設定すると共に、目標開度θでステッピングモータを制御して（ステップＳ３３０〜Ｓ３５０）、本処理を終了する。
【００３５】
図７は、水出湯となる場合の混合弁３１の開度θとバイパス弁３４の状態の時間変化の様子を示す説明図である。図示するように、出湯量Ｑが流量センサの最低作動水量を上回って出湯が検出されると（時刻ｔ３１）、出湯温度Ｔｏｕｔが目標温度Ｔｏｕｔ＊となるようにフィードバック制御により混合弁３１の開度θを制御し、出湯量Ｑが流量センサの最低作動水量を下回って出湯停止が検出されると（時刻ｔ３２）、混合弁３１の開度を出湯停止される直前の開度に維持する。その後、出湯量Ｑが流量センサの最低作動水量を僅かに超える程度の少量で再出湯がなされると（時刻ｔ３３）、少量出湯時に水が出やすいシステムにおいては、湯側の第１逆止弁３２が閉弁したまま水側の第２逆止弁３３のみが開弁し、水出湯となる。この場合、混合弁３１は、出湯温度Ｔｏｕｔが目標温度Ｔｏｕｔ＊となるよう湯側に全開に制御される。そして、この状態で、出湯停止され、その後、再出湯がなされると、混合弁３１の開度θが湯側に全開となっている状態で出湯が開始されるため、高温の湯が出湯されるおそれがある。そこで、本実施形態では、出湯温度Ｔｏｕｔと給水温度Ｔｉｎとの温度差が殆ど無く、混合弁３１の開度θが湯側に全開であるときには、出湯停止がなされるまで混合弁３１の開度θを原点θ０に不感帯の範囲内で定められる所定値αを加えた開度に戻す（時刻ｔ３４，ｔ３５）。これにより、再出湯時に高温の湯が出湯されるのを防止することができる。
【００３６】
ステップＳ３８０において出湯温度Ｔｏｕｔから給水温度Ｔｉｎを減じた温度差が所定温度差Ｔｒｅｆ以上であると判定したり、ステップＳ３９０において現在設定されている目標開度θ＊が湯側に全開となっていないと判定すると、そのまま本処理を終了する。
【００３７】
以上説明した本実施形態の出湯装置３０では、制御装置４０は、出湯がなされると、出湯温度Ｔｏｕｔが目標温度Ｔｏｕｔ＊となるようフィードバック制御により目標開度θ＊を設定して混合弁３１を制御し、出湯停止がなされると、出湯停止される直前の目標開度θ＊で維持されるよう混合弁３１を制御する。これにより、出湯停止後の再出湯時において、アンダーシュートやオーバーシュートを生じさせることなく、直ちに適温の湯を供給することができる。さらに、制御装置４０は、出湯されている最中に出湯温度Ｔｏｕｔが適正状態を外れたときには、混合弁３１が湯側に全閉となるよう目標開度θ＊を設定して混合弁３１を制御する。これにより、目標温度Ｔｏｕｔ＊を超える高温の湯が出湯されるのを防止し、使用者の安全を確保することができる。
【００３８】
また、本実施形態の出湯装置３０では、制御装置４０は、出湯温度Ｔｏｕｔが高温異常判定用閾値Ｔｌｉｍ以上のときに、給水配管Ｌ１の水がバイパス配管Ｌ５を介して出湯配管Ｌ４に直接に供給されるようバイパス弁３４を開弁すると共に混合弁３１が湯側に全閉となるよう目標開度θ＊を設定して混合弁３１を制御する。これにより、第１および第２逆止弁３２，３３の各開弁圧Ｈ，Ｃのバラツキにより、少量出湯時に第１逆止弁３２のみが開弁されて湯のみが出湯された際に、直ちにバイパス配管Ｌ５から出湯配管Ｌ４へ水が供給されるため、使用者の安全を確保することができる。同時に、混合弁３１を湯側に全閉とすることで、出湯停止後の再出湯の際に混合弁３１が湯側に全閉となった状態で出湯が開始されるため、高温の湯が出湯されるのをより確実に防止することができる。
【００３９】
さらに、本実施形態の出湯装置３０では、制御装置４０は、出湯温度Ｔｏｕｔがハンチングしたときに、混合弁３１が湯側に全閉となるよう目標開度θ＊を設定して混合弁３１を制御する。これにより、出湯停止後の再出湯の際に混合弁３１が湯側に全閉となった状態で出湯が開始されるため、高温の湯が出湯されるのをより確実に防止することができる。
【００４０】
また、本実施形態の出湯装置３０では、制御装置４０は、混合弁３１が湯側に全開となり、且つ、出湯温度Ｔｏｕｔと給水温度Ｔｉｎとの偏差が所定温度差Ｔｒｅｆ未満のときに、混合弁３１が湯側に全閉となるよう目標開度θ＊を設定して混合弁３１を制御する。これにより、出湯停止後の再出湯の際に混合弁３１が湯側に全閉となった状態で出湯が開始されるため、高温の湯が出湯されるのをより確実に防止することができる。
【００４１】
上述した実施形態では、出湯温度監視処理において、出湯温度Ｔｏｕｔが高温異常判定用閾値Ｔｌｉｍ以上であるとき，出湯温度Ｔｏｕｔがハンチングしているとき，出湯温度Ｔｏｕｔと給水温度Ｔｉｎとの偏差が所定温度差Ｔｒｅｆ未満かつ混合弁３１の開度θが湯側に全開であるときのいずれかの条件が成立したときに、混合弁３１の開度θを湯側に全閉とするものとしたが、３つの条件のうちいずれか１つ又は２つを省略してもよい。
【００４２】
上述した実施形態では、出湯温度Ｔｏｕｔが高温異常判定用閾値Ｔｌｉｍ以上であるときには、混合弁３１の開度θを原点θ０に戻すものとしたが、混合弁３１の開度θを原点θ０に不感帯の範囲内で定められる所定値αを加えた開度に戻すものとしてもよい。
【００４３】
また、上述した実施形態では、出湯温度Ｔｏｕｔがハンチングしているときや、出湯温度Ｔｏｕｔと給水温度Ｔｉｎとの偏差が所定温度差Ｔｒｅｆ未満かつ混合弁３１の開度θが湯側に全開であるときには、混合弁３１の開度θを原点θ０に不感帯の範囲内で定められる所定値αを加えた開度に戻すものとしたが、混合弁３１の開度θを原点θ０に戻すものとしてもよい。
【００４４】
上述した実施形態では、バイパス配管Ｌ５は、水配管Ｌ３と出湯配管Ｌ４とを接続するように設けられたが、給水配管Ｌ１と出湯配管Ｌ４とを接続するように設けられてもよい。
【００４５】
上述した実施形態では、第１逆止弁３２は湯配管Ｌ２に設けられたが、給水配管Ｌ１における水配管Ｌ３との分岐点と貯湯タンク２１との間に設けられてもよい。
【００４６】
実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、第１逆止弁３２が「第１逆止弁」に相当し、第２逆止弁３３が「第２逆止弁」に相当し、混合弁３１が「混合弁」に相当し、温度センサ５２が「温度センサ」に相当し、制御装置４０が「制御装置」に相当する。また、バイパス配管Ｌ５が「バイパス路」に相当し、バイパス弁３４が「開閉弁」に相当する。また、温度センサ５１が「第２温度センサ」に相当する。また、発電モジュール１２が「発電装置」に相当し、貯湯タンク２１が「貯湯タンク」に相当し、筐体１１が「筐体」に相当する。
【００４７】
なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４８】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、出湯装置やコージェネレーションシステムの製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  コージェネレーションシステム、１１  筐体、１２  発電モジュール、２０  排熱回収系統、２１  貯湯タンク、２２  熱交換器、２３  循環ポンプ、３０  出湯装置、３１  混合弁、３２  第１逆止弁、３３  第２逆止弁、３４  バイパス弁、４０  制御装置、４１  ＣＰＵ、４２  ＲＯＭ、４３  ＲＡＭ、４４  タイマ、５１，５２  温度センサ、Ｌ１  給水配管、Ｌ２  湯配管、Ｌ３  水配管、Ｌ４  出湯配管、Ｌ１１  排水配管、Ｖ１１  排水弁。
【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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