(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯時に給水路から送られる給湯用水を加熱手段により加熱する熱交換器と、
給湯時に前記熱交換器から出湯部に送られる湯に対し前記給水路から分流した水を混合するバイパス水路と、
前記熱交換器からの送出湯と前記バイパス水路からの混合水との混合比を調整する弁機構と、
給湯停止後、前記熱交換器における停滞水の温度変化に応じて前記弁機構を調整する制御手段を設けてある給湯装置であって、
前記制御手段を、給湯開始から給湯停止に至る時間が所定の給湯閾時間よりも短かったときには、その給湯停止後において前記熱交換器における停滞水の温度変化に応じ前記弁機構を調整する再給湯対応制御を行わない構成にしてある給湯装置。
【請求項２】
前記制御手段を、給湯開始から前記給湯閾時間よりも短い時間で給湯停止に至った後、所定の再給湯閾時間よりも短い時間のうちに再給湯があったときには、次の給湯停止までの時間が前記給湯閾時間よりも短いことにかかわらず、給湯停止後、前記熱交換器における停滞水の温度変化に応じて前記弁機構を調整する再給湯対応制御を実施する構成にしてある請求項１記載の給湯装置。
【請求項３】
前記給湯閾時間の変更を人為的に行う操作部を設けてある請求項１又は２記載の給湯装置。
【請求項４】
前記制御手段を、給湯開始から給湯停止に至るまでの時間と、その給湯停止から次の給湯開始に至るまでの時間との過去の相関データに基づき、前記給湯閾時間を自動的に変更する構成にしてある請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯装置に関し、詳しくは、給湯時に給水路から送られる給湯用水を加熱手段により加熱する熱交換器と、給湯時に前記熱交換器から出湯部に送られる湯に対し前記給水路から分流した水を混合するバイパス水路と、前記熱交換器からの送出湯と前記バイパス水路からの混合水との混合比を調整する弁機構と、給湯停止後、前記熱交換器における停滞水の温度変化に応じて前記弁機構を調整する制御手段を設けてある給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の給湯装置は、給水路からの給水及び加熱手段の運転が停止された給湯停止後、熱交換器における停滞水の温度変化に応じて混合比調整用の弁機構を調整する再給湯対応制御を行うことにより、給湯停止後、熱交換器部の余熱の影響を受ける比較的短時間のうちに再給湯があったとしても、その再給湯の開始時から前記混合比の調整状態を熱交換器における停滞水（すなわち、再給湯の開始当初に熱交換器から送出される湯）の温度に応じた適切なものにして、いわゆる後沸現象やそれに続く前冷現象といった再給湯開始当初の出湯湯温の変動を防止し、これにより、再給湯の開始当初から目標湯温の湯を安定的に得られるようにしたものである。
【０００３】
そして、従来、この種の給湯装置では、上記の如き再給湯時の湯温の安定化の目的から、各回の給湯停止に対し全て上記の再給湯対応制御を実施しており、また、一般的には、この再給湯対応制御の実施に対し、給湯停止時から所定の再給湯対応時間の間に再給湯が無かったとき（すなわち、熱交換器部の余熱に原因する後沸現象やそれに続く前冷現象が次の給湯開始においてはもはや生じ難い状況となったとき）には、混合比調整用の上記弁機構を所定の通常待機調整状態に復帰するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来装置では、各回の給湯停止の後、比較的短い時間のうちの再給湯が無い場合、上記再給湯対応制御による弁機構の動作音が長時間にわたって発生し、また、給湯停止から上記の再給湯対応時間（例えば３０分といった時間）を経て、弁機構を通常待機調整状態に復帰する動作音が生じ、この為、使用者に煩わしさを感じさせる問題があり、さらにまた、給湯停止してかなりの時間が経過しているにもかかわらず上記動作音があることで、使用者に不要な不信感を与え、不必要な点検依頼に至る問題もあった。
【０００５】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、再給湯時の湯温の安定化機能は維持しながら、上記問題を解消する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔１〕請求項１に係る発明では、給湯時に給水路から送られる給湯用水を加熱手段により加熱する熱交換器と、給湯時に前記熱交換器から出湯部に送られる湯に対し前記給水路から分流した水を混合するバイパス水路と、前記熱交換器からの送出湯と前記バイパス水路からの混合水との混合比を調整する弁機構と、給湯停止後、前記熱交換器における停滞水の温度変化に応じて前記弁機構を調整する制御手段を設ける給湯装置において、
前記制御手段を、給湯開始から給湯停止に至る時間が所定の給湯閾時間よりも短かったときには、その給湯停止後において前記熱交換器における停滞水の温度変化に応じ前記弁機構を調整する再給湯対応制御を行わない構成にする。
【０００７】
つまり、一般的な給湯使用形態を見ると、一回の給湯時間が長い場合（例えば食器洗いやシャワー等のための給湯）は一旦給湯停止した後、比較的短い時間のうちに再給湯が行われることが多く、一方、一回の給湯時間が短い場合（例えば、単なる手洗い等のための給湯）は、給湯停止の後、比較的短い時間のうちに再給湯が行われることが少ない傾向があり、一回の給湯時間がある時間（例えば１分）よりも短い場合は、給湯停止の後、比較的短い時間のうちに再給湯が行われる可能性がかなり低くなる。
【０００８】
したがって、上記構成において、給湯閾時間に適当な時間を設定しておけば、給湯停止の後、比較的短い時間（すなわち、後沸現象やそれに続く前冷現象が生じ得る時間）のうちに再給湯が行われる可能性が高いときには、給湯停止後、熱交換器における停滞水の温度変化に応じ弁機構を調整する再給湯対応制御を実施して、実施可能性の高い比較的短時間のうちの再給湯に対し、その再給湯の開始当初の出湯湯温の変動を先述の従来装置と同様に効果的に防止できる。
【０００９】
また、給湯停止の後、比較的短い時間のうちに再給湯が行われる可能性が低いときには、給湯停止の後、再給湯対応制御を不実施として、比較的短時間のうちの再給湯が無い状況で再給湯対応制御による弁機構の動作音が長時間にわたって発生したり、また、給湯停止から長時間を経てのち弁機構を通常待機調整状態に復帰する動作音が生じるといったことを回避でき、これにより、給湯停止状態における弁機構の動作音で使用者に煩わしさを感じさせたり、不要な不信感を与えて不必要な点検依頼を招くといった従来の問題を効果的に軽減できる。
【００１０】
〔２〕請求項２に係る発明では、前記制御手段を、給湯開始から前記給湯閾時間よりも短い時間で給湯停止に至った後、所定の再給湯閾時間よりも短い時間のうちに再給湯があったときには、次の給湯停止までの時間が前記給湯閾時間よりも短いことにかかわらず、給湯停止後、前記熱交換器における停滞水の温度変化に応じて前記弁機構を調整する再給湯対応制御を実施する構成にする。
【００１１】
この構成によれば、給湯閾時間よりも短い給湯時間で給湯停止に至った後、比較的短い時間のうちに再給湯が行われた場合に対しては、再給湯対応制御が不実施となっていることから、その再給湯の開始当初の湯温変動を防止できないものの、その再給湯が前の給湯停止から所定の再給湯閾時間よりも短い時間のうちに行われたものである場合、その再給湯の停止の後、再び比較的短い時間のうちに次の再給湯が行われる可能性が高いとして、前の再給湯が給湯閾時間よりも短い給湯であることにかかわらず、その再給湯の停止の後は再給湯対応制御が実施されるから、次の再給湯については、それが前の再給湯の停止後、比較的短い時間のうちに行われるものであるとしても、その再給湯開始当初の出湯湯温の変動を再給湯対応制御をもって防止することができる。
【００１２】
すなわち、このことにより、前記した請求項１に係る発明をもって給湯停止時における弁機構の不要な動作音を極力無くすようにしながら、短時間の給湯が短い時間間隔で繰り返される場合に対しても、給湯開始当初の出湯湯温の変動を効果的に防止することができる。
【００１３】
〔３〕請求項３に係る発明では、前記給湯閾時間の変更を人為的に行う操作部を設ける。
【００１４】
この構成によれば、使用者側の給湯使用形態の特性、すなわち、給湯開始から給湯停止に至るまでの時間と、その給湯停止から次の給湯開始に至るまでの時間との相関についての使用者側の傾向に応じて、使用者が適宜、前記の給湯閾時間を変更でき、これにより、給湯停止の後、比較的短い時間のうちに再給湯が行われる可能性が高い場合には再給湯対応制御を行い、一方、給湯停止の後、比較的短い時間のうちに再給湯が行われる可能性が低い場合には再給湯対応制御を実施しないといった前述の判別をより的確なものにして、所期の目的、すなわち、給湯開始当初の出湯湯温の変動を防止する機能を維持しながら、給湯停止時における弁機構の動作音を極力無くすという目的を一層効果的に達成できる。
【００１５】
〔４〕請求項４に係る発明では、前記制御手段を、給湯開始から給湯停止に至るまでの時間と、その給湯停止から次の給湯開始に至るまでの時間との過去の相関データに基づき、前記給湯閾時間を自動的に変更する構成にする。
【００１６】
この構成によれば、使用者側の給湯使用形態の特性に応じた給湯閾時間の調整を自動的に行うことができ、使用者が自己の給湯使用形態の特性を自身で判断して人為的に給湯閾時間を調整する手間を不要ないし軽減することができる。
【００１７】
なお、給湯閾時間の人為的変更操作と過去のデータに基づく自動変更とは、例えば、切り換えをもっていずれかを選択したり、あるいは、自動変更に対し人為変更操作をもって微調整を行うといった形態で併用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は給湯装置を示し、１は給湯時に給水路２から送られる給湯用水Ｗ１を加熱手段としてのガスバーナ３により加熱するフィンチューブ型の水・燃焼ガス熱交換器、４は給湯時に熱交換器１から給湯路５を通じて出湯部としての出湯栓６に送る湯Ｗ２に対し給水路２からの分流水Ｗ３を混合するバイパス水路、７はガスバーナ３に対し燃料ガスＧを供給するガス路である。
【００１９】
給水路２には、単位時間当たりの給水量を検出する水量センサ８、及び、給水温度ｔ１を検出する給水温センサ９を付設し、給湯路５のうち熱交換器１の出口部分には、熱交換器１からの送出湯温ｔ２を検出する熱交換器出口湯温センサ１０を付設し、給湯路５のうちバイパス水路４の接続部よりも下流側の部分には、出湯栓６へ送る湯Ｗ４（すなわち、熱交換器１からの送出湯Ｗ２とバイパス水路４からの混合水Ｗ３との合流水）の流量（換言すれば、給水路２からの給水量）を調整する水量調整弁１２、及び、出湯栓６へ送る湯Ｗ４の温度ｔ３を検出する出湯温センサ１１を設けてある。
【００２０】
また、バイパス水路４には、熱交換器１からの送出湯Ｗ２とバイパス水路４からの混合水Ｗ３との混合比（換言すれば、熱交換器１とバイパス水路４とへの給水の分流比）を調整する弁機構として、バイパス水路４の通過水量を調整するステッピングモータ駆動のバイパス量調整弁１３を介装し、ガス路７には、元ガス弁１４、ガス量調整弁１５、及び、ガスバーナ３の全体を燃焼運転する状態とガスバーナ３の一部のみを燃焼運転する状態とに燃焼形態を切り換えるガス路切換弁１６を介装してある。
【００２１】
なお、熱交換器出口湯温センサ１０は給水が停止されかつガスバーナ３の運転が停止された給湯停止状態において、熱交換器１での停滞水の温度を検出するセンサを兼ねるものである。
【００２２】
１７は制御手段として装置の運転制御を司る制御器であり、この制御器１７は次の（イ）〜（ト）の制御を実行する（図２及び図３参照）。
【００２３】
（イ）電源が投入されると、バイパス量調整弁１３の動作確認として、バイパス量調整弁１３を一旦全開にした後、全閉にし、その上で再び全開にして運転スイッチのＯＮを待つ。
【００２４】
（ロ）使用者により運転スイッチがＯＮ操作されると、バイパス量調整弁１３を、リモートコントローラ１８において使用者により設定されている目標湯温ｍｔ３（出湯栓６からの出湯湯温ｔ３の目標値）に応じた通常待機開度に調整して給湯開始を待つ。なお、この通常待機開度とは目標湯温ｍｔ３に応じて予め設定されている中間開度であり、目標湯温ｍｔ３が高いほど大きい開度値が設定されている。
【００２５】
（ハ）出湯栓６の開栓による給水開始で水量センサ８の検出水量が下限水量以上になると、元ガス弁１４を開くとともにガスバーナ３を着火して給湯を開始するとともに、出湯栓６からの出湯湯温ｔ３を目標湯温ｍｔ３に調整する湯温制御を実施する。
具体的には、給水温センサ９の検出温ｔ１と、目標湯温ｍｔ３と、水量センサ８の検出水量とに基づき、出湯栓６へ送る湯Ｗ４の温度ｔ３が目標湯温ｍｔ３になるように、ガス路切換弁１６及びガス量調整弁１５を調整するフィードフォワード制御を行い、また、熱交換器出口湯温センサ１０の検出温ｔ２に基づき、熱交換器１からの送出湯温ｔ２が予め固定的に設定されている温度ｍｔ２（例えば８０℃）になるようにガス量調整弁１５を微調整するとともに、出湯温センサ１１の検出温ｔ３に基づき、出湯栓６からの出湯湯温ｔ３が目標湯温ｍｔ３になるように、バイパス量調整弁１３を調整して熱交換器１からの送出湯Ｗ２とバイパス水路４からの混合水Ｗ３との混合比を調整するフィードバック制御を行う。
【００２６】
なお、上記のフィードフォワード制御において、ガスバーナ３に対する燃料ガスＧの必要供給量が上限量を超える場合は、水量調整弁１２を絞り側へ調整して給湯量（給水量）を制限する。
【００２７】
（ニ）出湯栓６の閉栓による給水停止で水量センサ８の検出水量が下限水量未満になると、元ガス弁１４及びガス量調整弁１５を閉じてガスバーナ３を消火し給湯を停止する。
【００２８】
（ホ）この給湯停止に対し、先の給湯開始から給湯停止に至るまでの時間Ｔａが予め設定されている給湯閾時間Ｔｘ（例えば１分）よりも長時間であったとき（Ｔａ≧Ｔｘ）には、再給湯対応制御として、熱交換器出口湯温センサ１０の検出温ｔ２（熱交換器１における停滞水の温度）に基づき、その検出温ｔ２の上昇に伴いバイパス量調整弁１３の開度を大きくし、かつ、その検出温ｔ２の低下に伴いバイパス量調整弁１３の開度を小さくする形態でバイパス量調整弁１３を調整し、そして、給湯停止から予め設定されている再給湯対応時間Ｔｙ（例えば３０分）が経過すると、バイパス量調整弁１３を前記の通常待機開度に復帰して次の給湯開始を待つ。
【００２９】
つまり、給湯停止後、熱交換器１における停滞水の温度変化に応じて混合比調整用弁機構としてのバイパス量調整弁１３を調整する上記給湯対応制御を行うことにより、給湯停止後、熱交換器部の余熱の影響を受ける比較的短時間のうちに再給湯があったとしても、その再給湯の開始時から前記混合比の調整状態を熱交換器１における停滞水の温度ｔ２に応じた適切なものにして、いわゆる後沸現象やそれに続く前冷現象といった再給湯開始当初の出湯湯温の変動を防止するようにしてある。
【００３０】
（ヘ）一方、先の給湯開始から給湯停止に至るまでの時間Ｔａが上記の給湯閾時間Ｔｘよりも短時間であったとき（Ｔａ＜Ｔｘ）には、図３において一点鎖線で示す如く、給湯停止後、前記の再給湯対応制御を省略して、バイパス量調整弁１３を前記の通常待機開度に直ちに復帰する短絡制御を実施する。
【００３１】
つまり、一回の給湯時間Ｔａが給湯閾時間Ｔｘよりも短い場合は、給湯停止後、熱交換器部の余熱の影響を受ける比較的短い時間のうちに再給湯が行われる可能性が低いことから、前記の再給湯対応制御を不実施とし、これにより、短時間のうちの再給湯が無い状況で再給湯対応制御によるバイパス量調整弁１３の動作音が長時間にわたって発生したり、また、給湯停止から長時間を経てのちバイパス量調整弁１３を通常待機開度に復帰する動作音が生じるといったことを極力回避するようにしてある。
【００３２】
なお、上記（ホ）及び（へ）の夫々においてバイパス量調整弁１３を通常待機開度に復帰するにあたっては、給湯回数が所定のチェック回数（例えば２５０回）に達する毎に、バイパス量調整弁１３を全開と全閉とにわたり動作確認した上で、通常待機開度に復帰するようにしてある。
【００３３】
（ト）使用者により運転スイッチがＯＦＦ操作されると、バイパス量調整弁１３を全開して、運転スイッチの次のＯＮ操作を待つ。
【００３４】
以上、上記の制御器１７は、給湯時には出湯部６からの出湯湯温ｔ３が目標湯温ｍｔ３になるように混合比調整用の弁機構１３を調整し、そして、給湯停止の後、給湯開始から給湯停止に至るまでの時間Ｔａが所定の給湯閾時間Ｔｘよりも長かったときには、熱交換器１における停滞水の温度変化に応じ混合比調整用の弁機構１３を調整する再給湯対応制御を実施して、給湯停止後から所定の再給湯待機時間Ｔｙを経過したときに混合比調整用の弁機構１３を所定の通常待機調整状態に復帰し、一方、給湯開始から給湯停止に至るまでの時間Ｔａが給湯閾時間Ｔｘよりも短かったときには、再給湯対応制御を行わずに、混合比調整用の弁機構１３を通常待機調整状態へ直ちに復帰する制御手段を構成する。
【００３５】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を列記する。
【００３６】
熱交換器１からの送出湯Ｗ２とバイパス水路４からの混合水Ｗ３との混合比を調整する弁機構には、バイパス水路４に介装する前述の如きステッピングモータ駆動の流量調整弁１３に限らず、種々の形式のものを採用でき、例えば、上記弁機構として、バイパス水路４に電磁比例弁を介装したり、また、バイパス水路４に複数の電磁弁を並列に介装して、それらの選択的開閉によりバイパス水路４からの混合水量を変更するようにしたり、あるいはまた、熱交換器１からの給湯路５とバイパス水路４との合流部に合流比調整が可能な三方弁形式の弁を介装する等してもよい。
【００３７】
給湯開始から給湯停止に至る時間Ｔａが所定の給湯閾時間Ｔｘよりも長かったときには、熱交換器１における停滞水の温度変化に応じ混合比調整用の弁機構を調整する再給湯対応制御を実施し、一方、給湯開始から給湯停止に至る時間Ｔａが所定の給湯閾時間Ｔｘよりも短かったときには、再給湯対応制御を不実施とする制御手段を、給湯開始から給湯閾時間Ｔｘよりも短い時間で給湯停止に至った後、所定の再給湯閾時間Ｔｚ（例えば、５分）よりも短い時間のうちに再給湯があったときには、次の給湯停止までの時間Ｔａ' が給湯閾時間Ｔｘよりも短いことにかかわらず、給湯停止後、再給湯対応制御を実施する構成にしてもよい。
【００３８】
つまり、この構成を採用すれば、給湯停止時における混合比調整用弁機構の不要な動作音を極力無くすようにしながら、短時間の給湯が短い時間間隔で繰り返される場合に対しても、給湯開始当初の出湯湯温の変動を効果的に防止することができる。
【００３９】
また、給湯閾時間Ｔｘの変更を人為的に行う操作部を設けたり、給湯開始から給湯停止に至るまでの時間Ｔａと、その給湯停止から次の給湯開始に至るまでの時間Ｔｂとの過去の相関データに基づき、給湯閾時間Ｔａを自動的に変更するようにしてもよい。
【００４０】
前述の実施形態では、出湯湯温を目標湯温に維持するために給湯時においても混合比調整用の弁機構を調整する例を示したが、場合によっては、給湯時には混合比調整用弁機構の調整によらず、加熱手段の加熱量調整などの他の湯温調整方式だけで出湯湯温を目標湯温に維持するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】給湯装置の装置構成を示す図
【図２】制御フローシート
【図３】バイパス量調整弁の動作を示す図
【符号の説明】
１              熱交換器
２              給水路
３              加熱手段
６              出湯部
４              バイパス水路
１３            弁機構
１７            制御手段
ｔ３            出湯湯温
ｍｔ３          目標湯温
Ｔａ            給湯開始から給湯停止に至る時間
Ｔｘ            給湯閾時間
Ｔｚ            再給湯閾時間
【図１】
0003805114.tif 000002
【図２】
0003805114.tif 000003
【図３】
0003805114.tif 000004