(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯が出る出湯口及び給水管からの水が流れ込む入水口を備える貯湯タンクと、前記出湯口から出湯した湯に水を混合する第１、第２の混合弁と、前記出湯口からの湯を前記第１の混合弁を介して給湯栓に送る給湯流路Ａ及び該出湯口からの湯を前記第２の混合弁と補助加熱器を介して前記給湯栓に送る給湯流路Ｂのいずれかを、前記給湯栓に湯を供給する供給元流路にする第１の切替手段とを有する給湯装置において、
前記補助加熱器と前記第１の切替手段の間で前記給湯流路Ｂから分岐した分岐路と、前記分岐路及び前記給水管が接続され、該分岐路及び該給水管のうちいずれを前記入水口へ給水する通水状態にするかを決定する第２の切替手段と、前記入水口と前記補助加熱器の間に設けられ、該入水口に向かう水の温度を計測する温度センサとを備え、
前記給湯栓へ供給する湯の設定温度をＴ１℃、Ｔ１℃近傍の温度域の下限値をＴｓ℃、予め定められる温度をα℃として、前記給湯流路Ａが前記供給元流路で、Ｔ１＋α℃以上であった前記出湯口から出る湯がＴ１＋α℃未満になった際には、前記温度センサの計測温度がＴｓ℃未満の状態では、前記分岐路を通水状態にし、前記温度センサの計測温度がＴｓ℃以上になったときに、前記第１、第２の切替手段を作動して、前記給湯流路Ｂを前記供給元流路にし、前記分岐路に替えて前記給水管を通水状態にすることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
湯が出る出湯口及び給水管からの水が流れ込む入水口を備える貯湯タンクと、前記出湯口から出湯した湯に水を混合する混合弁と、前記出湯口からの湯を前記混合弁を介して給湯栓に送る給湯流路Ａ及び前記給水管からの水を補助加熱器を介して前記給湯栓に送る給湯流路Ｂのいずれかを、前記給湯栓に湯を供給する供給元流路にする第１の切替手段とを有する給湯装置において、
前記補助加熱器と前記第１の切替手段の間で前記給湯流路Ｂから分岐した分岐路と、前記分岐路及び前記給水管が接続され、該分岐路及び該給水管のうちいずれを前記入水口へ給水する通水状態にするかを決定する第２の切替手段と、前記入水口と前記補助加熱器の間に設けられ、該入水口に向かう水の温度を計測する温度センサとを備え、
前記給湯栓へ供給する湯の設定温度をＴ１℃、Ｔ１℃近傍の温度域の下限値をＴｓ℃、予め定められる温度をα℃として、前記給湯流路Ａが前記供給元流路で、Ｔ１＋α℃以上であった前記出湯口から出る湯がＴ１＋α℃未満になった際には、前記温度センサの計測温度がＴｓ℃未満の状態では、前記分岐路を通水状態にし、前記温度センサの計測温度がＴｓ℃以上になったときに、前記第１、第２の切替手段を作動して、前記給湯流路Ｂを前記供給元流路にし、前記分岐路に替えて前記給水管を通水状態にすることを特徴とする給湯装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の給湯装置において、前記第１の切替手段は、前記供給元流路であった前記給湯流路Ａを閉じる動作と、閉じられていた前記給湯流路Ｂを開く動作を同時に行って前記給湯流路Ｂを前記供給元流路にすることを特徴とする給湯装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置において、前記第２の切替手段は、前記分岐路及び前記給水管のうち通水状態にある一方の流量を減少させながら他方を開いて通水状態の切り替えを行うことを特徴とする給湯装置。
【請求項５】
請求項１記載の給湯装置において、通水状態を切り替える際の前記第１の混合弁の動作及び該第１の混合弁から出た湯の温度の変動を基にして、該第１の混合弁による湯と水の混合比の乱れを抑制する前記第１の混合弁の動作パターンを学習し、前記通水状態の切り替えの際に前記第１の混合弁を、学習した前記第１の混合弁の動作パターンに従って動作させることを特徴とする給湯装置。
【請求項６】
請求項２記載の給湯装置において、通水状態を切り替える際の前記混合弁の動作及び該混合弁から出た湯の温度の変動を基にして、該混合弁による湯と水の混合比の乱れを抑制する前記混合弁の動作パターンを学習し、前記通水状態の切り替えの際に前記混合弁を、学習した前記混合弁の動作パターンに従って動作させることを特徴とする給湯装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の給湯装置において、前記温度センサを、前記給湯流路Ｂと前記分岐路の分岐点を基準に前記給湯流路Ｂに沿って前記補助加熱器のある方向に５０ｃｍの地点から該分岐点を基準に前記分岐路に沿って前記第２の切替手段のある方向に５０ｃｍの地点までの範囲に配置することを特徴とする給湯装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の給湯装置において、前記給湯流路Ｂと前記分岐路の分岐点は、前記給湯流路Ｂに沿って前記第１の切替手段を基準に該第１の切替手段の上流側２ｃｍの地点から２０ｃｍの地点の間に形成されることを特徴とする給湯装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の給湯装置において、前記第１、第２の切替手段は三方弁であることを特徴とする給湯装置。
【請求項１０】
請求項９記載の給湯装置において、前記三方弁は、三方を同時に通水状態にすることが可能であることを特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯栓に所定温度の湯を供給する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯湯タンクから出湯する湯に水を混合して、給湯栓（蛇口やシャワー）に湯を供給する給湯装置には、貯湯タンク内の水を沸き上げるタンク側加熱器とは別に補助加熱器を備えるものがあり、その具体例が特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載の給湯装置は、タンク側加熱器に湯の沸き上げコストが安価なソーラシステムを採用し、貯湯タンクの湯に水を加え所定温度にした湯を給湯栓に供給する。
そして、貯湯タンクが湯切れの際には、給湯栓への湯の供給ルートが切り替えられ、貯湯タンクから送られた水を補助加熱器で加熱して所定温度まで上昇させた後に給湯栓に供給する。
従って、この給湯装置は、ランニングコストの抑制と安定的な湯の供給とを両立している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８６２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の給湯装置は、湯の供給ルート切り替えの際に、補助加熱器で温められた湯が給湯栓に到達するまでの間、給湯栓に目標温度より低温の水が供給され使用者に不快感を与えるという課題があった。
近年、省エネの観点からソーラシステムやコージェネレーションシステムによって沸き上げられる湯を貯える貯湯タンクの需要が高まっていることから、補助加熱器が既設されている家屋に貯湯タンクを追加的に設置する場合が多く見受けられ、この場合、貯湯タンクと補助加熱器の距離が長くなる傾向がある。そして、貯湯タンクと補助加熱器の距離が長くなれば長くなるほど、給湯栓に低温水を供給する時間が長くなって使用者に不快感を与えるという問題が顕著になる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、湯の供給ルート切り替えの際に、給湯栓に供給される、目標温度より低温の水の量を抑制する給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う第１の発明に係る給湯装置は、湯が出る出湯口及び給水管からの水が流れ込む入水口を備える貯湯タンクと、前記出湯口から出湯した湯に水を混合する第１、第２の混合弁と、前記出湯口からの湯を前記第１の混合弁を介して給湯栓に送る給湯流路Ａ及び該出湯口からの湯を前記第２の混合弁と補助加熱器を介して前記給湯栓に送る給湯流路Ｂのいずれかを、前記給湯栓に湯を供給する供給元流路にする第１の切替手段とを有する給湯装置において、前記補助加熱器と前記第１の切替手段の間で前記給湯流路Ｂから分岐した分岐路と、前記分岐路及び前記給水管が接続され、該分岐路及び該給水管のうちいずれを前記入水口へ給水する通水状態にするかを決定する第２の切替手段と、前記入水口と前記補助加熱器の間に設けられ、該入水口に向かう水の温度を計測する温度センサとを備え、前記給湯栓へ供給する湯の設定温度をＴ１℃、Ｔ１℃近傍の温度域の下限値をＴｓ℃、予め定められる温度をα℃として、前記給湯流路Ａが前記供給元流路で、Ｔ１＋α℃以上であった前記出湯口から出る湯がＴ１＋α℃未満になった際には、前記温度センサの計測温度がＴｓ℃未満の状態では、前記分岐路を通水状態にし、前記温度センサの計測温度がＴｓ℃以上になったときに、前記第１、第２の切替手段を作動して、前記給湯流路Ｂを前記供給元流路にし、前記分岐路に替えて前記給水管を通水状態にする。
【０００６】
前記目的に沿う第２の発明に係る給湯装置は、湯が出る出湯口及び給水管からの水が流れ込む入水口を備える貯湯タンクと、前記出湯口から出湯した湯に水を混合する混合弁と、前記出湯口からの湯を前記混合弁を介して給湯栓に送る給湯流路Ａ及び前記給水管からの水を補助加熱器を介して前記給湯栓に送る給湯流路Ｂのいずれかを、前記給湯栓に湯を供給する供給元流路にする第１の切替手段とを有する給湯装置において、前記補助加熱器と前記第１の切替手段の間で前記給湯流路Ｂから分岐した分岐路と、前記分岐路及び前記給水管が接続され、該分岐路及び該給水管のうちいずれを前記入水口へ給水する通水状態にするかを決定する第２の切替手段と、前記入水口と前記補助加熱器の間に設けられ、該入水口に向かう水の温度を計測する温度センサとを備え、前記給湯栓へ供給する湯の設定温度をＴ１℃、Ｔ１℃近傍の温度域の下限値をＴｓ℃、予め定められる温度をα℃として、前記給湯流路Ａが前記供給元流路で、Ｔ１＋α℃以上であった前記出湯口から出る湯がＴ１＋α℃未満になった際には、前記温度センサの計測温度がＴｓ℃未満の状態では、前記分岐路を通水状態にし、前記温度センサの計測温度がＴｓ℃以上になったときに、前記第１、第２の切替手段を作動して、前記給湯流路Ｂを前記供給元流路にし、前記分岐路に替えて前記給水管を通水状態にする。
【０００７】
第１、第２の発明に係る給湯装置において、前記第１の切替手段は、前記供給元流路であった前記給湯流路Ａを閉じる動作と、閉じられていた前記給湯流路Ｂを開く動作を同時に行って前記給湯流路Ｂを前記供給元流路にするのが好ましい。
【０００８】
第１、第２の発明に係る給湯装置において、前記第２の切替手段は、前記分岐路及び前記給水管のうち通水状態にある一方の流量を減少させながら他方を開いて通水状態の切り替えを行うのが好ましい。
【０００９】
第１の発明に係る給湯装置において、通水状態を切り替える際の前記第１の混合弁の動作及び該第１の混合弁から出た湯の温度の変動を基にして、該第１の混合弁による湯と水の混合比の乱れを抑制する前記第１の混合弁の動作パターンを学習し、前記通水状態の切り替えの際に前記第１の混合弁を、学習した前記第１の混合弁の動作パターンに従って動作させるのが好ましい。
【００１０】
第２の発明に係る給湯装置において、通水状態を切り替える際の前記混合弁の動作及び該混合弁から出た湯の温度の変動を基にして、該混合弁による湯と水の混合比の乱れを抑制する前記混合弁の動作パターンを学習し、前記通水状態の切り替えの際に前記混合弁を、学習した前記混合弁の動作パターンに従って動作させるのが好ましい。
【００１１】
第１、第２の発明に係る給湯装置において、前記温度センサを、前記給湯流路Ｂと前記分岐路の分岐点を基準に前記給湯流路Ｂに沿って前記補助加熱器のある方向に５０ｃｍの地点から該分岐点を基準に前記分岐路に沿って前記第２の切替手段のある方向に５０ｃｍの地点までの範囲に配置するのが好ましい。
【００１２】
第１、第２の発明に係る給湯装置において、前記給湯流路Ｂと前記分岐路の分岐点は、前記給湯流路Ｂに沿って前記第１の切替手段を基準に該第１の切替手段の上流側２ｃｍの地点から２０ｃｍの地点の間に形成されるのが好ましい。
【００１３】
第１、第２の発明に係る給湯装置において、前記第１、第２の切替手段は三方弁であるのが好ましい。
【００１４】
第１、第２の発明に係る給湯装置において、前記三方弁は、三方を同時に通水状態にすることが可能であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
第１、第２の発明に係る給湯装置は、分岐路及び給水管のうちいずれを通水状態にするかを決定する第２の切替手段と、入水口と補助加熱器の間に設けられ入水口に向かう水の温度を計測する温度センサとを備え、給湯栓へ供給する湯の設定温度をＴ１℃、Ｔ１℃近傍の温度域の下限値をＴｓ℃、予め定められる温度をα℃として、給湯流路Ａが供給元流路で、Ｔ１＋α℃以上であった出湯口から出る湯がＴ１＋α℃未満になった際には、温度センサがＴｓ℃以上の温度を計測するまで、分岐路を通水状態にし、温度センサがＴｓ℃以上の温度を計測したときに、第１、第２の切替手段を作動して、給湯流路Ｂを供給元流路にし、分岐路に替えて給水管を通水状態にする。従って、給湯流路Ｂを供給元流路にする際に、第１の切替手段を介して給湯栓に供給される、目標温度より低温の水の量を抑制することができ、給湯栓から出される湯の使用者に水が供給される時間を短縮可能である。
【００１６】
第１、第２の発明に係る給湯装置において、第１の切替手段が、供給元流路であった給湯流路Ａを閉じる動作と、閉じられていた給湯流路Ｂを開く動作を同時に行って給湯流路Ｂを供給元流路にする場合、供給元流路切り替えの際に給湯栓に湯が供給されなくなるのを回避することができる。
【００１７】
第１、第２の発明に係る給湯装置において、第２の切替手段が、分岐路及び給水管のうち通水状態にある一方の流量を減少させながら他方を開いて通水状態の切り替えを行う場合、分岐路と給水管の水圧差によってもたらされる貯湯タンクから出湯される湯量の変動を抑制し、第１の混合弁又は混合弁による湯と水の混合を安定することができ、給湯栓に供給される湯の温度の変動幅を低減可能である。
【００１８】
第１の発明に係る給湯装置において、第１の混合弁による湯と水の混合比の乱れを抑制可能な第１の混合弁の動作パターンを学習し、通水状態の切り替えの際に第１の混合弁を、学習した第１の混合比の動作パターンに従って動作させる場合、通水状態を切り替える際に生じる第１の混合弁による湯と水の混合比の乱れ幅を低減することができる。
第２の発明に係る給湯装置において、混合弁による湯と水の混合比の乱れを抑制可能な混合弁の動作パターンを学習し、通水状態の切り替えの際に混合弁を、学習した混合比の動作パターンに従って動作させる場合も、通水状態を切り替える際に生じる混合弁による湯と水の混合比の乱れ幅を低減することができる。
【００１９】
第１、第２の発明に係る給湯装置において、温度センサを、給湯流路Ｂと分岐路の分岐点を基準に給湯流路Ｂに沿って補助加熱器のある方向に５０ｃｍの地点から分岐点を基準に分岐路に沿って第２の切替手段のある方向に５０ｃｍの地点までの範囲に配置する場合、第２の切替手段によって分岐路に替えて給水管を通水状態にする際に、給湯栓に対して給湯流路Ｂを介して湯でなく水が供給される時間を短縮でき、かつ、分岐路に替えて給水管を通水状態にするタイミングを早期に検知することができる。
【００２０】
第１、第２の発明に係る給湯装置において、給湯流路Ｂと分岐路の分岐点が、給湯流路Ｂに沿って第１の切替手段を基準に第１の切替手段の上流側２ｃｍの地点から２０ｃｍの地点の間に形成される場合、給湯流路Ｂ形成のために第１の切替手段に管を接続する加工を技術的になし得る長さを分岐点と第１の切替手段の間に確保した上で、分岐路に替えて給水管を通水状態にし給湯流路Ｂを供給元流路にする際に、給湯流路Ｂを介して給湯栓に湯でなく水が供給される時間を短縮することができる。
【００２１】
第１、第２の発明に係る給湯装置において、第１、第２の切替手段が三方弁である場合、第１、第２の切替手段を構成する部品点数を低減でき、第１、第２の切替手段の製造コストを抑制可能である。
【００２２】
第１、第２の発明に係る給湯装置において、前記第１、第２の切替手段が、三方を同時に通水状態にすることが可能な三方弁である場合、供給元流路の切替時、及び分岐路と給水管の通水状態の切替時において、給湯栓に供給される湯量の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る給湯装置の説明図である。
【図２】同給湯装置の制御手段の信号接続を示す回路図である。
【図３】同給湯装置が給湯栓に湯を供給している状態を示す説明図である。
【図４】同給湯装置が供給元流路を切り替える際の状態を示す説明図である。
【図５】同給湯装置が供給元流路を切り替えた状態を示す説明図である。
【図６】同給湯装置の変形例を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る給湯装置の説明図である。
【図８】同給湯装置の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る給湯装置１０は、湯が出る出湯口１１及び給水管１２からの水が流れ込む入水口１３を備える貯湯タンク１４と、出湯口１１から出湯した湯に水を混合する第１、第２の混合弁１５、１６と、出湯口１１からの湯を第１の混合弁１５を介して給湯栓１７に送る給湯流路１８（給湯流路Ａ）及び出湯口１１からの湯を第２の混合弁１６、補助加熱器１９を介して給湯栓１７に送る給湯流路２０（給湯流路Ｂ）のいずれかを開き、この開いた方を給湯栓１７に湯を供給する供給元流路にする第１の切替手段２１とを有している。以下詳細に説明する。
【００２５】
貯湯タンク１４は、図１に示すように、頂部に出湯口１１、底部に入水口１３を備え、内部は満水状態になっている。貯湯タンク１４は、入水口１３を介して貯湯タンク１４内に水が注入されることによって、上層部に貯留している湯を出湯口１１から出湯する。
貯湯タンク１４には、加熱器２２が連結され、貯湯タンク１４内の水はこの加熱器２２によって沸き上げられる。本実施の形態では、加熱器２２に、太陽光を集熱して貯湯タンク１４内の水を沸き上げるソーラシステムを採用しているが、加熱器２２としてソーラシステムの代わりにヒートポンプユニットやコージェネレーションシステムを用いることも可能である。
また、貯湯タンク１４の頂部には、出湯口１１から出湯する湯の温度を計測する温度センサ２３が設けられている。
【００２６】
出湯口１１には、出湯口１１から送られる貯湯タンク１４の湯と給水管１２を介して供給される水を混合する第１の混合弁１５が接続されている。第１の混合弁１５は、湯の出側が第１の切替手段２１を介して給湯栓１７に接続されている。従って、出湯口１１から出た湯は、第１の混合弁１５で水を加えられ温度調整がなされた後に、第１の切替手段２１を通過し給湯栓１７に供給される。
そして、第１の混合弁１５から給湯栓１７に湯を送る給湯流路１８が、出湯口１１と給湯栓１７を、第１の混合弁１５及び第１の切替手段２１を介して接続する管によって形成されている。
なお、給湯温度が安定しているという観点から、給湯栓１７は、第１の切替手段２１を通過した湯に水を混合し、所定の温度の湯を出すことができる混合栓であるのが望ましい。
【００２７】
第１の混合弁１５には、図２に示すように、給湯栓１７に供給する湯の設定温度（以下、「給湯栓用設定温度」ともいう）を記憶している制御手段２４が信号接続され、制御手段２４には、出湯口１１の湯温を計測する温度センサ２３と給水管１２を流れる水の温度を計測する温度センサ２５が信号接続されている。
制御手段２４は、温度センサ２３、２５を介して計測する温度を基に、第１の混合弁１５における湯と水の混合比を算出し、給湯流路１８を経由して給湯栓１７に供給する湯の温度が給湯栓用設定温度になるように、出湯口１１から第１の混合弁１５に流入する湯の量と給水管１２を介して第１の混合弁１５に流入する水の量をそれぞれ調整する。
【００２８】
第１の混合弁１５の湯の出側には、図１、図２に示すように、制御手段２４に信号接続された温度センサ２６が配置されているので、制御手段２４は、温度センサ２６を介して、第１の混合弁１５から出た湯の温度を検知する。
制御手段２４は、例えば、マイクロコンピュータによって構成可能である。
【００２９】
また、出湯口１１には、図１に示すように、第１の混合弁１５に加えて、出湯口１１からの湯と給水管１２を介して供給される水を混合する第２の混合弁１６が接続されている。第２の混合弁１６は、第２の混合弁１６に信号接続されている制御手段２４から指令信号を受信して、湯と水の混合比を変え、第２の混合弁１６から出湯する湯の温度を調整する。
【００３０】
第２の混合弁１６には、湯の出側に、流量を調整する比例弁２７を介して補助加熱器１９が接続され、補助加熱器１９の湯の出側は、第１の切替手段２１に接続されている。
第２の混合弁１６を通過した湯（あるいは水）は比例弁２７を通って補助加熱器１９に供給され、補助加熱器１９で加熱された後に第１の切替手段２１に送られる。補助加熱器１９には、図２に示すように、昇温部２９に信号接続された制御手段２４ａを備え、昇温部２９は、制御手段２４ａから送信される指令信号によって、比例弁２７を通過して昇温部２９に送られてきた湯に対して与える熱量を調整する。
【００３１】
制御手段２４ａは、例えば、マイクロコンピュータによって構成可能であり、制御手段２４、２４ａはお互いにデータ通信ができない状態である。従って、給湯装置１０には、独立した２つの制御手段２４、２４ａが存在している。これは、補助加熱器１９が既設されている家屋に対して、貯湯タンク１４及び加熱器２２をはじめとする機器が追加的に設置されるためである。使用者は、制御手段２４、２４ａのそれぞれにおいて給湯栓１７に供給する湯の温度を設定する必要があり、通常、制御手段２４、２４ａには同じ温度が設定される。
【００３２】
ここで、補助加熱器１９は、補助加熱器１９内の管に湯（あるいは水）が流れるのを検知すると昇温部２９の加熱を行う設計を備えているので、第２の混合弁１６を通過した湯は、補助加熱器１９を通る際に必ず昇温することになる。そこで、制御手段２４は、必要に応じて出湯口１１から送り出された湯に第２の混合栓１６で水を混合し補助加熱器１９に供給される温度を所定温度以下にする制御を行って、補助加熱器１９によって加熱され給湯栓１７に供給される湯が給湯栓１７に供給すべき湯の温度を超えないようにする。
【００３３】
また、第２の混合弁１６から出た湯を補助加熱器１９を経由して給湯栓１７に送る給湯流路２０が、図１に示すように、出湯口１１と給湯栓１７を、第２の混合弁１６、比例弁２７、補助加熱器１９及び第１の切替手段２１を介して接続する管によって形成されている。なお、本実施の形態では、給湯流路Ｂに比例弁を設けているが、比例弁を設けることが必須でないことはいうまでもない。
【００３４】
第１の切替手段２１は、給湯栓１７に湯を供給する供給元流路を、給湯流路１８及び給湯流路２０の一方から他方に切り替えることができ、温度センサ２３によって計測される貯湯タンク１４の出湯温度に応じて、給湯流路１８及び給湯流路２０のうちいずれかを供給元流路にする。
具体的には、給湯栓用設定温度をＴ１℃、制御手段２４への設定によって予め定められる値をα℃として、貯湯タンク１４の出湯温度がＴ１＋α℃以上のときに給湯流路１８が供給元流路になり、貯湯タンク１４の出湯温度がＴ１＋α℃未満のときに給湯流路２０が供給元流路になる。
【００３５】
α℃は０℃以上５℃以下の範囲の値であり、αに０℃より高い温度を設定することにより、供給元流路を給湯流路１８から給湯流路２０にする切り替え処理中に、給湯栓１７に対してＴ１℃を下回る湯が供給されるのを回避することができる。これは、貯湯タンク１４内に貯留されている湯の温度が、貯湯タンク１４の頂部で最も高く、貯湯タンク１４の底部に近づくにつれて低くなっているため、貯湯タンク１４の出湯温度が低下しＴ１になったのを検知したタイミングで供給元流路の切り替え処理を開始すると、切り替え処理開始後その処理を完了するまでの間に、貯湯タンク１４の出湯温度、即ち、貯湯タンク１４の頂部の湯温が、下がってＴ１を下回ることによるものである。
【００３６】
第１の切替手段２１は、本実施の形態において、三方弁であり、図２に示すように、制御手段２４に信号接続され、制御手段２４から送信される指令信号によって、給湯流路１８及び給湯流路２０のうちいずれかを供給元流路にするか決定する。
また、比例弁２７と補助加熱器１９の間には、第２の混合弁１６及び比例弁２７を通過した湯の温度を計測する温度センサ２８が設けられ（図１参照）、この温度センサ２８に信号接続されている制御手段２４は、温度センサ２８を介して比例弁２７から補助加熱器１９に向かう湯の温度を計測する。
【００３７】
補助加熱器１９は、図１に示すように、開閉弁３０及び逆止弁３１を備え、昇温部２９は開閉弁３０及び逆止弁３１を介して浴槽３２に接続されている。開閉弁３０は、制御手段２４ａに信号接続され（図２参照）、制御手段２４ａからの指令信号によって、昇温部２９と浴槽３２を接続する流路の開閉を行う。浴槽３２への湯張りが行われているとき開閉弁３０は開かれ、浴槽３２への湯張りが行われていないとき開閉弁３０は閉じられる。制御手段２４ａは、浴槽３２への湯張りの際、制御手段２４ａに設定されている湯張り温度を基に、昇温部２９による湯の加熱レベルを決定する。
本実施の形態において、補助加熱器はガス給湯器であり昇温部はガスバーナであるが、補助加熱器に石油給湯器や電気温水器を採用することもできる。補助加熱器が石油給湯器の場合、昇温部は石油バーナであり、電気温水器の場合、昇温部は電熱ヒーターやＩＨヒーターである。
【００３８】
また、給湯装置１０には、補助加熱器１９と第１の切替手段２１の間で、給湯流路２０から分岐し、給水管１２に合流する分岐路３３が形成され、給水管１２と分岐路３３の合流点には第２の切替手段３４（本実施の形態では三方弁）が設けられている。
第２の切替手段３４には、給水管１２、分岐路３３及び貯湯タンク１４の入水口１３と第２の切替手段３４を接続する連結管３５が連結され、第２の切替手段３４は、分岐路３３及び給水管１２のうちいずれを連結管３５を介して入水口１３へ給水する通水状態にするかを決定する。
【００３９】
入水口１３と補助加熱器１９の間（即ち、給湯流路２０、分岐路３３及び連結管３５を通って入水口１３に送られる湯の流れに沿って、補助加熱器１９の湯の出口から入水口１３までの間）には、入水口１３に送られる水（あるいは湯）の温度を計測する温度センサ３６が設けられ、第２の切替手段３４及び温度センサ３６は、図２に示すように、制御手段２４に信号接続されている。本実施の形態では、温度センサ２３、２５、２６、２８、３６にサーミスタが用いられている。
制御手段２４は、給湯流路１８を介して給湯栓１７に湯が供給されている（即ち給湯流路１８が供給元流路である）状態で、Ｔ１＋α℃以上であった貯湯タンク１４の出湯温度がＴ１＋α℃未満になったのを検知すると、温度センサ３６で計測される温度を参照しながら行なわれる所定のプロセスを経て、給湯流路２０を供給元流路にする。
【００４０】
Ｔ１℃近傍の温度域の下限値をＴｓ℃として、以下に給湯流路１８が供給元流路であった状態から給湯流路２０を供給元流路にする動作を説明する。ここで、Ｔ１℃近傍の温度域とは、Ｔ１−β（＝Ｔｓ）℃以上Ｔ１＋β℃以下でＴ１℃を含む温度域であり、βは−５℃以上５℃以下の範囲で制御手段２４に設定される値である。
貯湯タンク１４の出湯温度がＴ１＋α℃以上のとき、図３に示すように、給湯栓１７には、供給元流路である給湯流路１８を通ってＴ１℃の湯が供給されている。このとき、給湯流路２０は第１の切替手段２１によって閉じられ、貯湯タンク１４の入水口１３には、給水管１２、第２の切替手段３４及び連結管３５を介して水が供給されているので、給湯流路２０内及び分岐路３３内は流れが止まった状態になっている。なお、給湯流路１８が供給元流路のとき、連結管３５には給水管１２からの水が流れている。
【００４１】
貯湯タンク１４内の湯の使用により（あるいは、使用者の操作によって給湯栓用設定温度が上げられ）、Ｔ１＋α℃以上であった貯湯タンク１４の出湯温度がＴ１＋α℃未満になったとき、制御手段２４は、第２の切替手段３４に指令信号を送信し、図４に示すように、分岐路３３を通水状態にする。
制御手段２４ａは、信号接続されている図示しない水流センサによって分岐路３３が通水状態になったのを検知し、補助加熱器１９に昇温部２９の運転を開始させる。制御手段２４ａは、昇温部２９の運転開始後、補助加熱器１９から送り出される湯（あるいは水）を図示しない温度センサによって計測し、その計測温度が制御手段２４ａに設定された給湯栓用設定温度になるように昇温部２９の加熱レベルを調整する。
【００４２】
ここで、給湯流路２０と分岐路３３の分岐点をＰ地点とすると、分岐路３３が通水状態になる前に分岐路３３内に留まっていた水と、給湯流路２０内の補助加熱器１９とＰ地点の間に留まっていた水は、分岐路３３が通水状態になることによって、入水口１３に向かって流れ始める。
従って、分岐路３３が通水状態になった後、昇温部２９で加熱された湯が温度センサ３６のある位置に流れるまで、温度センサ３６は、温度センサ３６と補助加熱器１９の間に留まっていた水の温度を計測する。そして、昇温部２９で加熱された湯が温度センサ３６のある位置に到達すると、温度センサ３６の計測温度はＴｓ℃以上（Ｔ１℃近傍の温度域の温度）になる。
Ｔ１℃近傍の温度域を決定するβは、温度センサ３６の計測誤差及び昇温部２９の加熱レベルの精度を加味して設けられたものである。
【００４３】
制御手段２４は、温度センサ３６の計測温度がＴｓ℃未満の状態では、第２の切替手段３４によって分岐路３３を通水状態にし、温度センサ３６の計測温度がＴｓ℃以上になったときに、図５に示すように、第１の切替手段２１を作動して給湯流路２０を供給元流路にし、第２の切替手段３４を作動し分岐路３３に替えて給水管１２を通水状態にする。
このため、給湯流路２０を供給元流路に替える時点では、昇温部２９で加熱された湯が温度センサ３６のある位置まで到達していることになる。従って、給湯流路２０を供給元流路にする際には、給湯流路２０に沿って補助加熱器１９と第１の切替手段２１の間に留まっていた水は、一部（温度センサ３６が分岐路３３あるいは連結管３５に配置されている場合には、Ｐ地点と第１の切替手段２１の間の水）のみが給湯栓１７に供給され、残りは全て分岐路３３を介して貯湯タンク１４に流入することになる。よって、補助加熱器１９と第１の切替手段２１の間に留まっていた水が全て第１の切替手段２１を介して給湯栓１７に供給されるのに比べ、給湯栓１７から水が出て使用者に不快感を与える時間を短縮することができる。
【００４４】
また、第１の切替手段２１とＰ地点の間隔は短ければ短いほど、給湯流路２０を介して給湯栓１７に水が供給される時間が短縮される。そのため、給湯流路２０を介して給湯栓１７に水が供給される時間を短縮するという観点では、Ｐ地点が、第１の切替手段２１に近接配置されるのが好ましいと言える。一方で、温度センサ３６をＰ地点あるいはＰ地点の近傍に配置する場合、Ｐ地点と第１の切替手段２１の距離を短くすることによって、給湯流路１８を経由して給湯栓１７に送られている湯の熱が温度センサ３６に伝わり、温度センサ３６がＰ地点近傍の水の正確な温度を計測できないことになる。従って、第１の切替手段２１とＰ地点の距離は、温度センサ３６が給湯流路１８を流れている湯から影響を受けることなくＰ地点近傍の水温を正確に計測できる範囲で、最も短くなるのが望ましく、その距離は、実験によって決定することができる。
【００４５】
本実施の形態では、Ｐ地点が、第１の切替手段２１を基準に給湯流路２０に沿って第１の切替手段２１の上流側２ｃｍの地点から第１の切替手段２１の上流側２０ｃｍの地点の間に配置されている。
第１の切替手段２１とＰ地点を一致させず、Ｐ地点を第１の切替手段２１まで距離を有する位置に設けているのは、温度センサ３６に給湯流路１８を流れている湯の温度が伝わって、温度センサ３６が正確な水温を計測できなくなるという前述の理由と第１の切替手段２１に管を連結する際の加工上の理由によるものである。加工上の理由とは、第１の切替手段２１とＰ地点を接続する管の長さが２ｃｍ未満になると管と第１の切替手段２１の連結加工が技術的に困難になる。
一方、第１の切替手段２１とＰ地点を接続する管の長さが２０ｃｍを超えると、給湯栓１７に水が供給されることによって不快感を感じる使用者の割合が急増するとの結果を実験によって得ている。
【００４６】
また、温度センサ３６が、給湯流路２０に沿ってＰ地点から遠ざかって補助加熱器１９に近づけば近づくほど、供給元流路を切り替える際に給湯流路２０を介して給湯栓１７に水が供給される時間が長くなる。逆に温度センサ３６が、分岐路３３に沿ってＰ地点から遠ざかって入水口１３に近づけば近づくほど、温度センサ３６に補助加熱器１９で加熱された湯が到達するまでに要する時間が長くなり、結果として、供給元流路を給湯流路２０に切り替えるまでの時間が長くなる。
【００４７】
ここで、発明者は、温度センサ３６がＰ地点からどの程度離れると、給湯栓１７から出湯される湯を使用する者が不快感を感じるかを実験によって調査した。
その実験の結果、温度センサ３６が給湯流路２０に沿って補助加熱器１９のある方向にＰ地点から５０ｃｍを超えて離れた場合と、温度センサ３６が分岐路３３に沿って第２の切替手段３４のある方向にＰ地点から５０ｃｍを超えて離れた場合に、不快感を感じる人の率が多くなる（半数を超える）ことが判明した。
従って、使用者に不快感を与えないという観点から、Ｐ地点を基準に給湯流路２０に沿って補助加熱器１９のある方向に５０ｃｍの地点から、Ｐ地点を基準に分岐路３３に沿って第２の切替手段３４のある方向に５０ｃｍの地点までの範囲に、温度センサ３６を配置するのが好ましいといえる。
そして、実験から、温度センサ３６をＰ地点に配置した場合に、不快感を感じる使用者の率が最も低くなることも確認でき、本実施の形態では、温度センサ３６をＰ地点に配置している。
【００４８】
また、第１、第２の切替手段２１、３４として、３方を同時に通水状態にできる三方弁が用いられている。従って、第１の切替手段２１は給湯流路１８を経由した湯と給湯流路２０を経由した湯を同時に給湯栓１７に供給可能であり、第２の切替手段３４は給水管１２と分岐路３３を共に通水状態にして、給水管１２を経由した水と分岐路３３を経由した水を同時に貯湯タンク１４の入水口１３に送ることができる。
第１の切替手段２１は、供給流路であった給湯流路１８を閉じる動作と、閉じられていた給湯流路２０を開く動作を同時に行って給湯流路２０を供給元流路にする。これは、給湯流路１８を完全に閉じてから給湯流路２０を開き始めると、給湯流路１８が閉じられてから給湯流路２０が開かれるまでの間、給湯栓１７に供給される湯が急減したり、給湯栓１７への湯の供給が止まったりするためである。
第１の切替手段２１は、給湯流路２０が供給元流路であった状態から給湯流路１８を供給元流路にする際にも、給湯流路２０を閉じる動作と給湯流路１８を開く動作を同時に行う。
【００４９】
そして、第２の切替手段３４は、分岐路３３及び給水管１２のうち通水状態にある一方の流量を減少させながら他方を開いて通水状態の切り替えを行う。これは、給水管１２内の水圧と分岐路３３内の水圧が異なる場合があり、この場合でも、分岐路３３及び給水管１２のうち通水状態にある一方を完全に閉じてから他方を開き始めると、出湯口１１に生じる水圧変動が大きくなり、第１の混合弁１５による湯と水の混合比が乱れ（不安定となって）、給湯流路１８を通って給湯栓１７に供給される湯の温度がＴ１℃から大きく（例えばＴ１℃の３０％）外れるためである。
このため、分岐路３３及び給水管１２のうち通水状態にある一方の流量を減少させながら他方を開くことによって、出湯口１１に生じる水圧変動が低減され、結果として給湯流路１８を通って給湯栓１７に供給される湯の温度の変動を抑制可能である。
【００５０】
また、制御手段２４は、通水状態を切り替える際に出湯口１１の水圧変動によってもたらされる第１の混合弁１５による湯と水の混合比の乱れを抑制するための第１の混合弁１５の動作パターンを学習する。
具体的には、制御手段２４は、分岐路３３及び給水管１２のうち通水状態にある一方を閉じ他方を開く際の第１の混合弁１５の動作（第１の混合弁１５が備える２つの流入口の開閉動作）を、温度センサ２６の計測温度の変動と共に記憶し、その記憶したデータから、温度センサ２６の計測温度の変動を抑制可能な第１の混合弁１５の動作パターンを学習する。
そして、制御手段２４は、分岐路３３と給水管１２の通水状態の切り替えによって出湯口１１の水圧変動が生じる際に、第１の混合弁１５を学習した第１の混合弁１５の動作パターンに従って動作させ、第１の混合弁１５による湯と水の混合比の乱れを抑制し、給湯栓１７にＴ１℃の湯を安定して供給できるようにする。
【００５１】
ここで、第１の切替手段２１は、第１の混合弁１５に対して下流側でなく、図６に示すように、第１の混合弁１５の上流側に配置することもできる。第１の切替手段２１が第１の混合弁１５の上流側に配置された給湯装置４０では、給湯流路Ａが、出湯口１１と給湯栓１７を、第１の切替手段２１及び第１の混合弁１５を介して接続する管によって形成され、給湯流路Ｂは、出湯口１１と給湯栓１７を、第２の混合弁、比例弁２７、補助加熱器１９、第１の切替手段２１及び第１の混合弁１５を介して接続する管によって形成される。
【００５２】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る給湯装置５０について説明する。なお、給湯装置１０と同一の構成要素については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
給湯装置５０は、図７に示すように、出湯口１１から出湯される湯の温度がＴ１＋α℃以上の際に給湯栓１７に湯を供給する給湯流路５１（給湯流路Ａ）を備え、給湯流路５１には、給湯装置１０の第１の混合弁１５と構成及び作用効果が同じである混合弁５２が設けられている。
これに対し、出湯口１１からの湯がＴ１＋α℃未満になった際に、供給元流路となる給湯流路５３（給湯流路Ｂ）には混合弁がない。このため、給湯流路５３を供給元流路にした状態では給水管１２からの水が補助加熱器１９を介して給湯栓１７に送られることになる。
【００５３】
ここで、給湯流路５１は、出湯口１１と給湯栓１７を、混合弁５２及び第１の切替手段２１を介して接続する管によって形成され、給湯流路５１と給湯装置１０の給湯流路１８は構成及び作用効果が同じである。
また、給湯流路５３は、給水管１２と給湯栓１７を、補助加熱器１９及び第１の切替手段２１を介して接続する管によって形成されている。
給湯流路５１が供給元流路となって給湯栓１７に湯を供給している状態で、Ｔ１＋α℃以上であった出湯口１１からの湯がＴ１＋α℃未満になった際の供給元流路の切り替え処理は、供給装置１０における切り替え処理と同じである。
【００５４】
具体的には、出湯口１１からの湯がＴ１＋α℃未満になった際、温度センサ３６の計測温度がＴｓ℃未満の状態では、分岐路３３を通水状態にし、温度センサ３６の計測温度がＴｓ℃以上になったときに、第１、第２の切替手段２１、３４を作動して、給湯流路５３を供給元流路にし、分岐路３３に替えて給水管１２を通水状態にする。
この切り替え処理の際に、第１の切替手段２１が、供給元流路であった給湯流路５１を閉じる動作と、閉じられていた給湯流路５２を開く動作を同時に行って給湯流路５３を供給元流路にする点や、第２の切替手段３４が、分岐路３３及び給水管１４のうち通水状態にある一方の流量を減少させながら他方を開いて通水状態の切り替えを行う点は、給湯装置１０と同じである。
【００５５】
更に、給湯装置５０は、通水状態を切り替える際の混合弁５２の動作及び混合弁５２から出た湯の温度の変動を基にして、混合弁５２による湯と水の混合比の乱れを抑制する混合弁５２の動作パターンを学習し、通水状態の切り替えの際に混合弁５２を、学習した動作パターンに従って動作させる点でも、給湯装置１０と同じである。
また、第１の切替手段２１は、混合弁５２に対して下流側でなく、図８に示すように、混合弁５２の上流側に配置することもできる。第１の切替手段２１が混合弁５２の上流側に配置された給湯装置６０では、給湯流路Ａが、出湯口１１と給湯栓１７を、第１の切替手段２１及び混合弁５２を介して接続する管によって形成され、給湯流路Ｂは、給水管１２と給湯栓１７を、補助加熱器１９、第１の切替手段２１及び混合弁５２を介して接続する管によって形成される。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、使用者に与える不快感を抑制する必要がない場合には、第１、第２の切替手段に、２つの流入口のうち開状態にできる流入口が最大で１つである三方弁を採用することができる。また、第１、第２の切替手段は、三方弁でなく、それぞれ２つの開閉弁を組み合わせて構成した切替手段であってもよい。そして、給湯装置と補助加熱器はそれぞれ独立して制御されるのではなく、お互いに通信して連動するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０：給湯装置、１１：出湯口、１２：給水管、１３：入水口、１４：貯湯タンク、１５：第１の混合弁、１６：第２の混合弁、１７：給湯栓、１８：給湯流路、１９：補助加熱器、２０：給湯流路、２１：第１の切替手段、２２：加熱器、２３：温度センサ、２４、２４ａ：制御手段、２５、２６：温度センサ、２７：比例弁、２８：温度センサ、２９：昇温部、３０：開閉弁、３１：逆止弁、３２：浴槽、３３：分岐路、３４：第２の切替手段、３５：連結管、３６：温度センサ、４０、５０：給湯装置、５１：給湯流路、５２：混合弁、５３：給湯流路、６０：給湯装置
【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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