(57)【要約】【課題】即湯機能付給湯装置において、１個の温度検出手段によって給湯個所での給湯使用量の多少に関わらず、迅速かつ確実に給湯使用を判断できるようにする。【解決手段】給水管４と出湯管５とに接続した戻り管７内の温水と給水管内の上水とが合流する合流個所８に一個の温度検出手段８１を配置し、この温度検出手段の検出温度が単位時間当たりに所定温度低下すると、給湯使用と判断し、循環ポンプの作動を停止させるように制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱源を有する熱交換器を備え、この熱交換器に、上水を供給する給水管と給湯個所に通じる出湯管とを接続すると共に、この給水管と出湯管とを戻り管で接続して循環路を形成し、この循環路内で温水を循環させる循環ポンプを設けた即湯機能付給湯装置において、
前記戻り管内の温水と給水管内の上水とが合流する合流個所に一個の温度検出手段を配置し、この温度検出手段での検出温度に基いて前記循環ポンプの作動を制御するようにしたことを特徴とする即湯機能付給湯装置。
【請求項２】
加熱源を有する熱交換器を備え、この熱交換器に、上水を供給する給水管と熱交換器で加熱された温水を案内する出湯管とを接続して構成した給湯器を複数台連結し、各給湯器の給水管及び出湯管を、水源に接続された元水管と給湯個所に通じる合流出湯管にそれぞれ接続すると共に、この元水管と合流出湯管とを戻り管で接続して循環路を形成し、この循環路内で温水を循環させる循環ポンプを設けた即湯機能付給湯装置において、
前記戻り管内の温水と元水管内の上水とが合流する合流個所に一個の温度検出手段を配置し、この温度検出手段での検出温度に基いて前記循環ポンプの作動を制御するようにしたことを特徴とする即湯機能付給湯装置。
【請求項３】
前記制御は、前記温度検出手段での検出温度が単位時間当たりに所定温度低下した場合に、給湯個所で給湯使用が開始されたと判断し、前記循環ポンプの作動を停止するものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の即湯機能付給湯装置。
【請求項４】
前記合流個所へ流れる上水が前記温度検出手段の周囲に導かれるように、合流個所内で温水の流れと上水の流れとを分離する分離板を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の即湯機能付給湯装置。
【請求項５】
前記戻り管と前記給水管の合流個所の下流側とに、管内の流量を検出する流量検出手段をそれぞれ設け、前記温度検出手段による検出温度に加えて各流量検出手段での流量差を検出し、少なくとも一方の検出結果に基いて前記制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の即湯機能付給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯個所で水栓を開いて給湯が使用されたとき、即時に温水が供給されるようにした即湯機能付給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の即湯機能付給湯装置は、加熱源を有する熱交換器を有し、この熱交換器には、上水を供給する給水管と給湯個所に通じる出湯管とが接続されている。この給水管と出湯管とは、循環ポンプを設けた戻り管で接続され、循環路が形成されている。そして、水栓が閉じられて給湯が使用されない（以下「給湯停止」という）時、加熱源及び循環ポンプを作動してこの循環路で所定温度の温水を循環させる循環保温運転を行い、水栓が開かれて給湯が使用された（以下「給湯使用」という）時、給湯個所に即時に温水が供給されるようにしている。この場合、無駄な電力が消費されるのを防止すると共に循環ポンプの耐久性を高めるには、給湯使用時にその使用量の多少に関わらずこれを確実に検出して循環ポンプを停止し、循環保温運転を停止するのが好ましい。
【０００３】
ここで、給水管の熱交換器の入口寄りの個所に温度センサを設け、この温度センサによって水温の変化を検出し、水温の低下を検出した場合には、給湯使用開始のため上水が流入し、循環中の温水温度より検出温度が低下したと判断して、循環保温運転中の給湯使用開始を判断し、循環ポンプの作動を停止することが知られている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１５９５０１号公報（例えば、請求項６の記載）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このものでは、循環保温運転中に給湯使用を開始した場合、温度センサは、給水管からの上水と循環路からの温水とが混合された後の水温を検出するため、その水温の変化量が少なく、特に給湯使用量が少ないとき水温の変化量は僅かになって確実に給湯使用を判断できない場合がある。また、水温の変化速度が遅くなり、給湯使用を判断するのに時間がかかって迅速に給湯使用を判断できない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記点に鑑み、給湯個所での給湯使用量の多少に関わらず、迅速かつ確実に給湯使用を判断できるようにした即湯機能付給湯装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、請求項１記載の即湯機能付給湯装置は、加熱源を有する熱交換器を備え、この熱交換器に、上水を供給する給水管と給湯個所に通じる出湯管とを接続すると共に、この給水管と出湯管とを戻り管で接続して循環路を形成し、この循環路内で温水を循環させる循環ポンプを設けた即湯機能付給湯装置において、前記戻り管内の温水と給水管内の上水とが合流する合流個所に一個の温度検出手段を配置し、この温度検出手段での検出温度に基いて前記循環ポンプの作動を制御するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、循環ポンプの作動を制御する温度検出手段を、戻り管内の温水と給水管内の上水とが合流する合流個所に設けたので、循環保温運転中、温度検出手段は、戻り管からの温水が周囲に流れて加熱され、その温水の温度を検出する。次に、給湯使用が開始され、合流個所に上水が流入すると、温度検出手段は、循環路からの温水と混合される前の上水の流れの中にあり、その温度を感知するため、検出温度が急速に大きく下降する。これにより、循環保温運転中の給湯個所での給湯使用量の多少に関わらず、水温の変化速度が速く、水温の変化量も大きいため、迅速かつ確実に給湯使用を判断できる。
【０００９】
請求項２記載の即湯機能付給湯装置は、加熱源を有する熱交換器を備え、この熱交換器に、上水を供給する給水管と熱交換器で加熱された温水を案内する出湯管とを接続して構成した給湯器を複数台連結し、各給湯器の給水管及び出湯管を、水源に接続された元水管と給湯個所に通じる合流出湯管にそれぞれ接続すると共に、この元水管と合流出湯管とを戻り管で接続して循環路を形成し、この循環路内で温水を循環させる循環ポンプを設けた即湯機能付給湯装置において、前記戻り管内の温水と元水管内の上水とが合流する合流個所に一個の温度検出手段を配置し、この温度検出手段での検出温度に基いて前記循環ポンプの作動を制御するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
ところで、請求項１または請求項２記載の即湯機能付給湯装置において、前記制御は、前記温度検出手段での検出温度が単位時間当たりに所定温度低下した場合に、給湯個所で給湯使用が開始されたと判断し、前記循環ポンプの作動を停止するものとすればよい。
【００１１】
また、循環保温運転中に給湯使用されたとき、合流個所内での上水の流れを確実に感知するため、前記合流個所へ流れる上水が前記温度検出手段の周囲に導かれるように、合流個所内で温水の流れと上水の流れとを分離する分離板を設けてもよい。
【００１２】
尚、前記戻り管と前記給水管の合流個所の下流側とに、管内の流量を検出する流量検出手段をそれぞれ設け、前記温度検出手段による検出温度に加えて各流量検出手段での流量差を検出し、少なくとも一方の検出結果に基いて前記制御を行うようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は、第１実施の形態にかかる即湯機能付給湯装置である。この給湯装置１には、加熱源であるガスバーナー２１を有する熱交換器２と、この給湯装置１の作動を制御し、リモコンＲで遠隔操作できる制御手段３が設けられている。熱交換器２には、上水を供給する給水管４と、給湯個所Ｓに通じる出湯管５とがそれぞれ接続され、ガスバーナー２１には、燃焼に必要な燃料ガスを供給するガス供給管６が接続されている。
【００１４】
この場合、ガス供給管６には、電磁弁６１と比例制御弁６２とが設けられ、この電磁弁６１と比例制御弁６２とは、ガスバーナ２１への燃料ガスの供給を制御するのに使用される。給水管４には第１流量センサ４１が設けられ、この第１流量センサ４１は、例えば給湯個所Ｓで水栓Ｓ１が開かれたとき、ガスバーナ２１を作動させる制御に使用される。出湯管５には、この出湯管５内の水温を検出する第１温度センサ５１が設けられ、第１温度センサ５１は、その検出温度とリモコンＲを介して設定された設定温度とが一致するように比例制御弁６２を制御してガスバーナ２１の加熱量を調節するのに使用される。
【００１５】
また、給水管４と出湯管５とには、循環ポンプ７１を設けた戻り管７が接続され、この戻り管７と、戻り管７内の温水と給水管４内の上水とが合流する合流個所８の下流側の給水管部４ａと、出湯管５とで循環路が形成されている。そして、給湯箇所Ｓの水栓Ｓ１が閉じられ給湯が使用されない給湯停止時に、ガスバーナ２１及び循環ポンプ７１を作動してこの循環路で温水を循環させる循環保温運転を行い、水栓Ｓ１を開いて給湯が使用される給湯使用時に、即時に温水が供給されるようにしている。
【００１６】
この場合、循環ポンプ７１の入口付近には、戻り管７内の温水の温度を検出する第２温度センサ７２が設けられ、この第２温度センサ７２は、循環保温運転を開始するときの循環ポンプ７１の作動及び循環保温運転中に循環路内の温水温度が設定温度まで上昇したときに循環保温運転を一旦停止させる制御を行うのに使用される。他方で、循環ポンプ７１の出口付近には、この循環路内を流れる温水の流量を検出する第２流量センサ７３が設けられ、この第２流量センサ７３は、例えば循環ポンプ７１が正常に作動しているか否かを判別するのに使用される。
【００１７】
ここで、無駄な電力が消費されるのを防止すると共に循環ポンプ７１の耐久性を高めるには、給湯使用の開始時に給湯量の多少に関わらずこれを迅速かつ確実に検出して循環ポンプ７１を停止するのが好ましい。図２に示すように、本実施の形態では、合流個所８に１個の温度検出手段である第３温度センサ８１を配置すると共に、合流個所８へ流れる上水が第３温度センサ８１の周囲に導かれるように、合流個所８内で温水の流れと上水の流れとを分離する分離板８２を設けた。この場合、分離板８２は、戻り管７の出口７４と第３温度センサ８１との間で、出口７４から所定の間隔を置いてかつこの間隔が給水管部４ａ側に向かうに従い長くなるように傾斜して配置され、給水管４に固定されている。
【００１８】
そして、循環保温運転中、戻り管７からの温水が分離板８２に衝突することで合流個所８内でうずが起こり、分離板８２の出口７４と背向する側に回り込んた温水によって第３温度センサ８１の検出温度が上昇し、循環保温運転中の設定温度を検出する。この状態で給湯使用が開始されると、合流個所８に上水が流入し、その上水が第３温度センサ８１の周囲に導かれるため、第３温度センサ８１は、上水の流れの中にあってその温度を感知し、その検出温度がほぼ上水の水温まで急速に下降する。これにより、水温の変化速度が速くなると共に、水温の変化量も大きくなって、給湯使用を迅速かつ確実に判断できる。
【００１９】
本実施の形態では、循環保温運転中の給湯使用を判断するため、第１流量センサ４１及び第２流量センサ７３で各管内の流量をそれぞれ検出し、この流量の差が所定流量以上であるとき給湯使用と判断する方式も併用している。
【００２０】
次に、図３を参照して、即時機能付給湯装置１における循環保温運転について説明する。リモコンＲを介して制御手段３に循環保温運転開始が入力されると（Ｓ１１）、第２温度センサ７２によって戻り管７内の水温を検出し、その水温が設定温度以下である否かを判別し（Ｓ１２）、所定温度以下であると循環ポンプ７１を作動する（Ｓ１３）。次に、第２流量センサ７３での単位時間当たりの流量が設定流量以上になったことを確認した後（Ｓ１４）、ガスバーナ２１を作動し（Ｓ１５）、循環保温運転が開始される。
【００２１】
循環保温運転中は、第１流量センサ４１で単位時間当たりの流量（Ｑｔ）を検出すると共に第２流量センサ７３で単位時間当たりの流量（Ｑｃ）を検出し、各流量センサ４１、７３での検出流量の差（Ｑｔ−Ｑｃ）が所定流量（例えば、循環流量を１５Ｌ／ｍｉｎとした場合、３Ｌ／ｍｉｎ）以下である否か判別すると共に（Ｓ１６）、第３温度センサ８１での単位時間当たりの低下温度が所定温度（例えば５℃／２ｓｅｃ）以下であるか否かを判別し（Ｓ１７）、いずれか一方が満たされないと、給湯使用と判断して循環ポンプ７１の作動を停止させる（Ｓ１８）。次に、給湯個所Ｓで水栓Ｓ１が閉じられることで第１流量センサ４１の検出流量が低下することから給湯使用が停止されたか否かを判別し（Ｓ１９）、給湯使用停止と判断されると、第２温度センサ７２によって戻り管７内の水温を検出してその水温が設定温度以下である否かを判別し（Ｓ１２）、循環保温運転を再開するかを決める。
【００２２】
他方で、循環保温運転中、検出流量の差（Ｑｔ−Ｑｃ）が所定の流量以下であり、第３温度センサ８１での単位時間当たりの低下温度が所定温度以下であると判別されると（Ｓ１６、Ｓ１７）、第３温度センサ８１の検出温度が、循環保温運転中の設定温度以下であるか否かを判別し（Ｓ２０）、第３温度センサ８１の検出温度が設定温度より高くなっていると、電磁弁６１を閉弁してガスバーナ２１の作動を一旦停止する（Ｓ２１）。他方で、第３温度センサ８１の検出温度が、循環保温運転中の設定温度以下であると、第２温度センサ７２の検出温度が所定温度（循環保温運転中の設定温度より一定温度だけ低い温度）以上であるかを判別し（Ｓ２２）、所定温度以上になっていると、電磁弁６１を閉弁してガスバーナ２１の作動を一旦停止する（Ｓ２１）。この場合、循環ポンプ７１は、ガスバーナ２１の作動が停止されて後所定時間だけ運転される（ポストポンプ）。
【００２３】
循環ポンプ７１のポストポンプ中は、上記と同様に、各流量センサ４１、７３での検出流量の差（Ｑｔ−Ｑｃ）が所定の流量以下である否か、第３温度センサ８１での単位時間当たりの低下温度が所定温度以下であるか否かをそれぞれ判別し（Ｓ２４、Ｓ２５）、いずれか一方が満たされないと、給湯使用と判断して循環ポンプ７１の作動を停止させる（Ｓ１８）。他方で、両方が満たされている間、第３温度センサ８１での検出温度が所定温度（循環保温運転中の設定温度より一定温度だけ低い温度）以下になったか否か判別し（Ｓ２６）、所定の設定温度以下になると、第２流量センサ７３での単位時間当たりの流量が設定流量以上になったことを確認した後（Ｓ１４）、ガスバーナ２１を作動して循環保温運転を再開する（Ｓ１５）。
【００２４】
他方で、ガスバーナ２１の停止から所定時間経過したとき、第３温度センサ８１での検出温度が所定温度より高い場合には、循環ポンプ８１の作動を一旦停止し（Ｓ２７）、循環保温運転を停止する。循環保温運転停止中、第２温度センサ７２で戻り管７内の水温を検出し、その検出温度が、所定温度（設定温度より一定温度だけ低い温度）以下であるか否かを判別し（Ｓ２８）、所定温度以下になると循環ポンプ７１を作動して（Ｓ１３）、循環保温運転を再開する。
【００２５】
尚、本実施の形態では、第２温度センサ７２における検出温度によって、循環ポンプ７１及びガスバーナ２１を作動して循環保温運転を行うか否かを判別することとしたが、第３温度センサ８１の検出温度で循環保温運転を行うか否かを判別するようにしてもよい。
【００２６】
また、本実施の形態では、分離板８２を固定して合流個所８内に配設したものについて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図４（ａ）乃至図４（ｃ）に示すように、分離板８２ａを、戻り管７の出口７４の給水管４側に揺動自在に配設してもよい。この場合、第３温度センサ８１ａは、分離板８２ａが揺動するとき接触しないように、出口７４に対向する給水管４の内壁に取付られる。
【００２７】
循環保温運転中、分離板８２ａは、戻り管７からの温水の水圧によって合流個所に通じる給水管４の端部をほぼ塞ぐような位置まで揺動する（図４（ａ）参照）。この場合、第３温度センサ８１ａは戻り管７からの温水で加熱される。循環保温運転中に給湯使用されて給水管部４ａ内の圧力が下がると、分離板８２ａが出口７４方向に向かって揺動し、給水管部４ａに上水が流れるようになる（図４（ｂ））。この場合、給水管４からの上水が第３温度センサ８１ａの周囲に導かれ、第３温度センサ８１ａが合流個所８での上水の流れの中にあり、上水の温度を迅速に感知できるようになる。そして、循環保温運転停止時に給湯使用された場合、分離板８２ａは、給水管４を流れる上水の水圧によって出口７４をほぼ塞ぐ位置まで揺動する（図４（ｃ）参照）。これにより、循環保温運転中の戻り管７内の温水、または循環保温運転停止中に給湯使用されたとき給水管４内の上水に対して分離板８２ａが抵抗となるのが防止される。
【００２８】
また、図５には、第２実施の形態にかかる即湯機能付給湯装置１０が示されている。この給湯装置１０は、所定の給湯能力を有する給湯器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを３台連結して構成したものである。各給湯器１０ａ、１０ｂ、１０ｃには、加熱源であるガスバーナーを有する熱交換器（図示せず）が設けられ、熱交換器には、上水を供給する給水管４と、熱交換器で加熱された温水を案内する出湯管５とがそれぞれ接続され、ガスバーナーには、燃焼に必要な燃料ガスを供給するガス供給管６が接続されている。
【００２９】
各給湯器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各給水管４及び各出湯管５は、水源に接続された元水管４０と給湯個所に通じる合流出湯管５０にそれぞれ接続されている。この元水管４０と合流出湯管５０とは、循環ポンプ７１を設けた戻り管７０で接続されている。戻り管７０の一端は、最上流側に位置する給湯装置１０ａの給水管４と元水管４０との接続個所８ａに接続され、元水管４０内の上水と戻り管７０内の温水とが合流する合流個所８ａを構成する。そして、各給湯器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの給水管４と、各給湯器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び合流出湯管５０と、戻り管７０とで循環路が形成される。そして、給湯箇所Ｓのいずれかの水栓Ｓ１、Ｓ２が閉じられ給湯が使用されない給湯停止時に、ガスバーナ及び循環ポンプ７１を作動してこの循環路で温水を循環させる循環保温運転を行い、水栓Ｓ１、Ｓ２を開いた給湯使用時、即時に温水が供給されるようにしている。
【００３０】
この場合、循環保温運転中に給湯使用されたか否かを判別する第３温度センサは合流個所８ａに配置されている。また、各給湯器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの給水管４に第１流量センサ４１をそれぞれ設けると共に、戻り管７０に第２温度センサ７２と第２流量センサ７３とを設け、上記第１実施の形態で説明したのと同様の方法で循環保温運転が制御される。
【００３１】
尚、循環保温運転は、給湯使用を停止したとき作動していた給湯器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを使用して行われるが、各給湯器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの寿命の均一化を図るため、ローテション運転させるのがよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の即湯機能付給湯装置では、給湯個所での給湯使用量の多少に関わらず、迅速かつ確実に給湯使用を判断できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態にかかる即湯機能付給湯装置の構成を概略的に示す図
【図２】合流個所を拡大して説明する図
【図３】循環保温運転を説明するフロー図
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は、合流個所に設けた分離板の他の変形例を説明する図
【図５】第２実施の形態にかかる即湯機能付給湯装置の構成を概略的に示す図
【符号の説明】
１    即湯機能付給湯装置
２  熱交換器
４  給水管
５  出湯管
７  戻り管
７１  循環ポンプ
８  合流個所
８１  温度検出手段
【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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