(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水通路から供給された水を加熱して給湯する給湯熱交換器と、追い焚き循環通路を介して供給された浴槽湯水を加熱して浴槽湯水の追い焚きを行う追い焚き熱交換器とが設けられており、上記給湯熱交換器と追い焚き熱交換器は一体化され、これら給湯熱交換器と追い焚き熱交換器を共通に燃焼加熱するバーナとを備えた一缶二水路風呂給湯器において、給湯単独運転が開始されてからの給湯熱交換器の熱効率の変化を監視する熱効率変化監視部と；給湯単独運転の開始直後の時間の経過に対する上記熱効率変化監視部に監視された給湯熱交換器の熱効率の変化の傾きが予め定めたしきい値よりも大きいときには追い焚き熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力し、上記熱効率の変化の傾きが上記しきい値以下であるときには追い焚き熱交換器内に湯水が有ることを示す水有り信号を出力する追い焚き熱交換器湯水有無判断部と；が設けられていることを特徴とする一缶二水路風呂給湯器。
【請求項２】
給水通路から供給された水を加熱して給湯する給湯熱交換器と、循環ポンプの駆動により追い焚き循環通路を介して供給された浴槽湯水を加熱して浴槽湯水の追い焚きを行う追い焚き熱交換器と、上記循環ポンプの駆動による追い焚き熱交換器の循環水流を検出する循環水流検出手段と、上記給湯熱交換器で作られた湯を浴槽に落とし込むための湯張り通路とが設けられており、上記給湯熱交換器と追い焚き熱交換器は一体化され、これら給湯熱交換器と追い焚き熱交換器を共通に燃焼加熱するバーナとを有し、上記循環ポンプを駆動し循環水流検出手段によって追い焚き熱交換器内の湯水の有無を判断してから給湯熱交換器で作られた湯を湯張り通路を通して浴槽に落とし込む湯張り機能を備えた一缶二水路風呂給湯器において、給湯単独運転が開始されてからの給湯熱交換器の熱効率の変化を監視する熱効率変化監視部と；給湯単独運転の開始直後の時間の経過に対する上記熱効率変化監視部に監視された給湯熱交換器の熱効率の変化の傾きが予め定めたしきい値よりも大きいときには追い焚き熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力し、上記熱効率の変化の傾きがしきい値以下であるときには追い焚き熱交換器内に湯水が有ることを示す水有り信号を出力する追い焚き熱交換器湯水有無判断部と；上記水無し信号が出力された後に湯張り開始指令が発せられたときには、循環ポンプと循環水流検出手段を利用した追い焚き熱交換器内の湯水の有無の判断を行わずに、給湯熱交換器の湯を湯張り通路を通して浴槽に落とし込む湯張り制御部と；が設けられていることを特徴とする一缶二水路風呂給湯器。
【請求項３】
給水通路から供給された水を加熱して給湯する給湯熱交換器と、循環ポンプの駆動により追い焚き循環通路を介して供給された浴槽湯水を加熱して浴槽湯水の追い焚きを行う追い焚き熱交換器と、上記循環ポンプの駆動による追い焚き熱交換器の循環水流を検出する循環水流検出手段と、上記給湯熱交換器で作られた湯を浴槽に落とし込むための湯張り通路とが設けられており、上記給湯熱交換器と追い焚き熱交換器は一体化され、これら給湯熱交換器と追い焚き熱交換器を共通に燃焼加熱するバーナとを有し、上記循環ポンプを駆動し循環水流検出手段によって追い焚き熱交換器内の湯水の有無を判断してから給湯熱交換器で作られた湯を湯張り通路を通して浴槽に落とし込む湯張り機能を備えた一缶二水路風呂給湯器において、給湯単独運転が開始されてからの給湯熱交換器の熱効率の変化を監視する熱効率変化監視部と；給湯単独運転の開始直後の時間の経過に対する上記熱効率変化監視部に監視された給湯熱交換器の熱効率の変化の傾きが予め定めたしきい値よりも大きいときには追い焚き熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力し水無しフラグを立て、熱効率の変化の傾きが上記しきい値以下であるときには追い焚き熱交換器内に湯水が有ることを示す水有り信号を出力し上記水無しフラグを倒す追い焚き熱交換器湯水有無判断部と；湯張り開始指令が発せられたときに水無しフラグが立っているときには、循環ポンプと循環水流検出手段を利用した追い焚き熱交換器内の湯水の有無の判断を行わずに、給湯熱交換器の湯を湯張り通路を通して浴槽に落とし込む湯張り制御部と；が設けられていることを特徴とする一缶二水路風呂給湯器。
【請求項４】
給水通路から供給された水を加熱して給湯する給湯熱交換器と、循環ポンプの駆動により追い焚き循環通路を介して供給された浴槽湯水を加熱して浴槽湯水の追い焚きを行う追い焚き熱交換器と、上記循環ポンプの駆動による追い焚き熱交換器の循環水流を検出する循環水流検出手段と、上記給湯熱交換器で作られた湯を浴槽に落とし込むための湯張り通路とが設けられており、上記給湯熱交換器と追い焚き熱交換器は一体化され、これら給湯熱交換器と追い焚き熱交換器を共通に燃焼加熱するバーナとを有し、上記循環ポンプを駆動し循環水流検出手段によって追い焚き熱交換器内の湯水の有無を判断してから給湯熱交換器で作られた湯を湯張り通路を通して浴槽に落とし込む湯張り機能を備えた一缶二水路風呂給湯器において、給湯単独運転が開始されてからの給湯熱交換器の熱効率の変化を監視する熱効率変化監視部と；給湯単独運転の開始直後の時間の経過に対する上記熱効率変化監視部に監視された給湯熱交換器の熱効率の変化の傾きが予め定めたしきい値以下であるときには追い焚き熱交換器内に湯水が有ることを示す水有り信号を出力し水有りフラグを立て、上記熱効率の変化の傾きが上記しきい値よりも大きいときには水無し信号を出力して上記水有りフラグを倒す追い焚き熱交換器湯水有無判断部と；湯張り開始指令が発せられたときに水有りフラグが倒れているときには、循環ポンプと循環水流検出手段を利用した追い焚き熱交換器内の湯水の有無の判断を行わずに、給湯熱交換器の湯を湯張り通路を通して浴槽に落とし込む湯張り制御部と；が設けられていることを特徴とする一缶二水路風呂給湯器。
【請求項５】
浴槽水位を水圧により検出する水位検出手段が給湯熱交換器で作られた湯を追い焚き循環通路を通して浴槽に落とし込む湯張り通路に設けられており、循環水流検出手段が追い焚き循環通路内の水流を検出した以降に、上記水位検出手段により検出される浴槽水位を監視し、追い焚き循環通路内へ空気が混入される可能性がある水位として予め定めた空気混入水位が水位検出手段によって検出されたときに追い焚き熱交換器湯水有無判断部により立てられた水有りフラグを倒す浴槽湯水監視部が設けられていることを特徴とする請求項４記載の一缶二水路風呂給湯器。
【請求項６】
しきい値は水無し判断しきい値と該水無し判断しきい値よりも小さい水有り判断しきい値とに別個に設定され、追い焚き熱交換器湯水有無判断部は、給湯単独運転の開始直後の時間の経過に対する熱効率変化監視部に監視された給湯熱交換器の熱効率の変化の傾きが上記水無し判断しきい値よりも大きいときには追い焚き熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力し、上記熱効率の変化の傾きが上記水有り判断しきい値以下であるときには追い焚き熱交換器内に湯水が有ることを示す水有り信号を出力する構成としたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５記載の一缶二水路風呂給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯熱交換器と追い焚き熱交換器とが一体化され、これら給湯熱交換器と追い焚き熱交換器とを共通に燃焼加熱するバーナが設けられている一缶二水路タイプの風呂給湯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３には一缶二水路風呂給湯器（器具）のモデル例が実線により示されている。この器具は、器具ケース１内に燃焼室２を有し、この燃焼室２内にはバーナ３が設けられている。バーナ３には該バーナ３へ燃料ガスを導くためのガス供給通路４が接続され、このガス供給通路４には通路の開閉を行う電磁弁５，６と、弁開度によって燃料ガスの供給量を制御する比例弁８とが介設されている。
【０００３】
上記バーナ３の上方には給湯熱交換器１０が設けられ、この給湯熱交換器１０の入側には給水通路１１の一端側が接続され、給水通路１１の他端側は外部配管を介して水供給源に接続されている。給湯熱交換器１０の出側には給湯通路１２の一端側が接続され、給湯通路１２の他端側は外部配管を介して台所やシャワー等の給湯場所に連通されている。
【０００４】
上記給湯熱交換器１０の上側には追い焚き熱交換器１４が給湯熱交換器１０と一体的に設けられ、この追い焚き熱交換器１４の入側には通路１５の一端側が接続され、この通路１５の他端側は循環ポンプ１６の吐出口に接続され、この循環ポンプ１６の吸入口には戻り管１８の一端側が接続され、この戻り管１８の他端側は外部配管と循環金具１９を介して浴槽１７に連通されており、追い焚き熱交換器１４の出側には往管２０の一端側が接続され、往管２０の他端側は外部配管と循環金具１９を介して浴槽１７に連通されている。上記戻り管１８と循環ポンプ１６と通路１５と追い焚き熱交換器１４と往管２０とにより浴槽１７の浴槽湯水を追い焚き循環させるための追い焚き循環通路２１が構成されている。
【０００５】
上記給湯通路１２と追い焚き循環通路２１の通路１５を連通接続する注湯通路２２が設けられており、この注湯通路２２には通路の開閉を行う電磁弁等により構成された注湯制御手段２４が介設されている。上記給湯通路１２と注湯通路２２と追い焚き循環通路２１によって給湯熱交換器１０で作り出した湯を浴槽１７に落とし込む湯張り通路が構成されている。
【０００６】
上記バーナ３よりも下方側の燃焼室２には燃焼ファン２５が介設された給気通路２６が連通接続されている。また、追い焚き熱交換器１４よりも上方側の燃焼室２にはバーナ３の燃焼によって生じた排気ガスを外部に送出するための排気通路２７が連通接続されている。
【０００７】
なお、図３に示す２８は給水通路１１を流れる通水流量を検出する水量センサを表し、３０は給水通路１１の湯水温度を検出する入水サーミスタを表し、３１は給湯熱交換器１０から流れ出る湯水温度を検出する給湯熱交サーミスタを表し、３２は浴槽水位を水圧により検出する水位センサを表し、３３は追い焚き循環通路２１の湯水温度を風呂温度として検出する風呂温度センサを表し、３４は追い焚き循環通路２１の通水水流を追い焚き熱交換器１４の通水水流として検出する循環水流検出手段である水流スイッチを表している。
【０００８】
この一缶二水路風呂給湯器には給湯や、湯張りや、追い焚きや、保温等の器具運転を制御する制御装置３５が設けられ、この制御装置３５にはリモコン３６が信号接続されている。リモコン３６には給湯温度を設定する給湯温度設定手段や、風呂の温度を設定する風呂温度設定手段や、風呂の水位を設定する水位設定手段等が設けられている。
【０００９】
上記制御装置３５は給湯運転を次のように制御する。例えば、台所やシャワー等の給湯栓（図示せず）が開栓され、水量センサ２８が予め定めた給湯運転作動流量以上の通水流量を検知すると、燃焼ファン２５の駆動を開始し給気通路２６を介してバーナ３に給気を供給すると共に、電磁弁５，６を開けてバーナ３に燃料ガスを供給し、バーナ３の燃焼を開始させ、給湯される湯の温度がリモコン３６に設定されている給湯設定温度となるようにバーナ３の燃焼熱量制御および燃焼ファン２５の回転制御を行い、給水通路１１から供給された水を給湯熱交換器１０がバーナ３の燃焼火炎の熱により加熱して湯を作り出し、その湯を給湯通路１２を介して給湯する。そして、給湯栓が閉められ、水量センサ２８が通水停止を検知したときに、電磁弁５，６を閉弁してバーナ３の燃焼を停止し、その後、予め定めた期間燃焼ファン２５の継続駆動を行わせ、次の給湯運転に備える。
【００１０】
また、湯張り運転を行うときには、例えば、図４のフローチャートに示すように、まず、循環ポンプ１６を予め定めた期間（例えば、１分間）駆動し（ステップ１０１）、その循環ポンプ１６の駆動による追い焚き循環通路２１の循環水流が水流スイッチ３４によって検出されたか否かを判断する（ステップ１０２）。浴槽１７内に湯水がない、又は、浴槽１７の水位が循環金具１９よりも下側の水位であるときには、追い焚き循環通路２１内に湯水はないし、循環ポンプ１６を駆動しても追い焚き循環通路２１内に湯水を引き込むことは不可能であり、追い焚き循環通路２１内に湯水は循環しないので、水流スイッチ３４により追い焚き循環通路２１の循環水流が検出されなかったときには、浴槽１７に水がない又は浴槽１７の水位が循環金具１９よりも低いと判断し、注水制御手段２４を開弁し、給湯熱交換器１０で上記給湯運転と同様に湯を作り出し、その湯を給湯通路１２と湯張り通路２２と追い焚き循環通路２１とを順に介して浴槽１７に注湯し、水量センサ２８により検出される注湯流量に基づいて検出される湯張り開始時からの注湯量が予め定められたｘリットル（例えば、１０リットル）に達したときに注湯制御手段２４を閉止する（ステップ１０３）。
【００１１】
そして、上記同様に、循環ポンプ１６を駆動し（ステップ１０４）、循環ポンプ１６による循環水流が水流スイッチ３４によって検出されたか否かを判断し（ステップ１０５）、水流スイッチ３４によって循環水流が検出されなかったときには予め定めたｙリットル（例えば、１０リットル）を注湯し（ステップ１０６）、再度、循環ポンプ１６を駆動し（ステップ１０７）、循環水流の有無を判断し（ステップ１０８）、水流スイッチ３４によって循環水流が検出されなかったときには予め定めたｚリットル（例えば、５リットル）を注湯する（ステップ１０９）。
【００１２】
さらに、循環ポンプ１６を駆動し（ステップ１１０）、循環水流の有無を判断し（ステップ１１１）、循環水流が検出されなかったときには浴槽１７の水位が循環金具１９よりも低いと判断し、この場合には、浴槽１７の水位が循環金具１９よりも上側となるのに十分な注湯量を湯張り開始時から浴槽１７に落とし込んでいるのにも拘らず、浴槽水位が循環金具１９よりも上側とならないのは異常であると判断し、エラー信号を出力する（ステップ１１６）。
【００１３】
上記循環水流の有無の判断動作時に（ステップ１０２，１０５，１０８，１１１）、水流スイッチ３４によって循環水流を検出したときには、浴槽１７の水位が循環金具１９よりも上側となり、水位センサ３２によって水位検出を行うことが可能となったと判断し、水位センサ３２により浴槽水位を検出し（ステップ１１２）、検出された浴槽水位がリモコン３６に予め設定された浴槽水位であるか否かを判断する（ステップ１１３）。浴槽水位が浴槽設定水位に達していないと判断したときには、給湯熱交換器１０の湯を上記同様に浴槽１７に注湯し水位センサ３２によって浴槽水位を監視し（ステップ１１４）、浴槽水位が設定水位に達したと判断したときに、注湯制御手段２４を閉止して湯張り運転を終了する（ステップ１１５）。
【００１４】
さらに、追い焚き運転を行うときには、循環ポンプ１６を駆動し、浴槽１７から戻り管１８と循環ポンプ１６と通路１５と追い焚き熱交換器１４と往管２０とを順に介して浴槽１７に戻る追い焚き循環経路で浴槽湯水を循環させると共に、バーナ３を燃焼させ該バーナ３の燃焼火炎の熱によって追い焚き熱交換器１４で浴槽湯水の追い焚きを行い、風呂温度センサ３３により検出される風呂温度がリモコン３６に設定されている風呂設定温度に達したときにバーナ３の燃焼を停止し、また、循環ポンプ１６を停止して追い焚き運転を終了する。
【００１５】
さらに、保温運転を行う場合には、例えば、上記追い焚き運転の終了後、予め定めた時間間隔（例えば、３０分間隔）毎に循環ポンプ１６を駆動し、風呂温度センサ３３により風呂の温度を検出し、この検出した風呂の温度が風呂設定温度から予め定めた許容温度を越えて低いときには、バーナ３を燃焼させ、浴槽湯水の追い焚きを行って風呂の湯温を設定温度に高めて風呂の保温を行う。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、湯張り運転を行うときには、上記の如く、まず、循環ポンプ１６を駆動して該循環ポンプ１６の駆動による追い焚き循環通路２１の循環水流の有無によって追い焚き熱交換器１４内に湯水が有るか否かを判断してから（図４に示すステップ１０１，１０２）、注湯を開始していた。このように、従来では、湯張り開始時に循環ポンプ１６を駆動させなければ追い焚き循環通路２１（追い焚き熱交換器１４）内の湯水の有無（つまり、浴槽１７の水位が循環金具１９よりも上側であるか否か）を判断できなかったため、湯張り開始時に追い焚き循環通路２１内に湯水がない場合にも循環ポンプ１６を駆動させなければならず、このようなときには循環ポンプ１６は空運転となり、無駄な動作であるし、このような空運転が度重なって行われると、循環ポンプ１６の故障を招き易くなるという問題が生じる。
【００１７】
本発明は上記課題を解決するために為されたものであり、その目的は、追い焚き熱交換器内の湯水の有無を予め検知することが可能な一缶二水路風呂給湯器を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次のような構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、給水通路から供給された水を加熱して給湯する給湯熱交換器と、追い焚き循環通路を介して供給された浴槽湯水を加熱して浴槽湯水の追い焚きを行う追い焚き熱交換器とが設けられており、上記給湯熱交換器と追い焚き熱交換器は一体化され、これら給湯熱交換器と追い焚き熱交換器を共通に燃焼加熱するバーナとを備えた一缶二水路風呂給湯器において、給湯単独運転が開始されてからの給湯熱交換器の熱効率の変化を監視する熱効率変化監視部と；給湯単独運転の開始直後の時間の経過に対する上記熱効率変化監視部に監視された給湯熱交換器の熱効率の変化の傾きが予め定めたしきい値よりも大きいときには追い焚き熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力し、上記熱効率の変化の傾きが上記しきい値以下であるときには追い焚き熱交換器内に湯水が有ることを示す水有り信号を出力する追い焚き熱交換器湯水有無判断部と；が設けられている構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１９】
第２の発明は、給水通路から供給された水を加熱して給湯する給湯熱交換器と、循環ポンプの駆動により追い焚き循環通路を介して供給された浴槽湯水を加熱して浴槽湯水の追い焚きを行う追い焚き熱交換器と、上記循環ポンプの駆動による追い焚き熱交換器の循環水流を検出する循環水流検出手段と、上記給湯熱交換器で作られた湯を浴槽に落とし込むための湯張り通路とが設けられており、上記給湯熱交換器と追い焚き熱交換器は一体化され、これら給湯熱交換器と追い焚き熱交換器を共通に燃焼加熱するバーナとを有し、上記循環ポンプを駆動し循環水流検出手段によって追い焚き熱交換器内の湯水の有無を判断してから給湯熱交換器で作られた湯を湯張り通路を通して浴槽に落とし込む湯張り機能を備えた一缶二水路風呂給湯器において、給湯単独運転が開始されてからの給湯熱交換器の熱効率の変化を監視する熱効率変化監視部と；給湯単独運転の開始直後の時間の経過に対する上記熱効率変化監視部に監視された給湯熱交換器の熱効率の変化の傾きが予め定めたしきい値よりも大きいときには追い焚き熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力し、上記熱効率の変化の傾きがしきい値以下であるときには追い焚き熱交換器内に湯水が有ることを示す水有り信号を出力する追い焚き熱交換器湯水有無判断部と；上記水無し信号が出力された後に湯張り開始指令が発せられたときには、循環ポンプと循環水流検出手段を利用した追い焚き熱交換器内の湯水の有無の判断を行わずに、給湯熱交換器の湯を湯張り通路を通して浴槽に落とし込む湯張り制御部と；が設けられている構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００２０】
第３の発明は、給水通路から供給された水を加熱して給湯する給湯熱交換器と、循環ポンプの駆動により追い焚き循環通路を介して供給された浴槽湯水を加熱して浴槽湯水の追い焚きを行う追い焚き熱交換器と、上記循環ポンプの駆動による追い焚き熱交換器の循環水流を検出する循環水流検出手段と、上記給湯熱交換器で作られた湯を浴槽に落とし込むための湯張り通路とが設けられており、上記給湯熱交換器と追い焚き熱交換器は一体化され、これら給湯熱交換器と追い焚き熱交換器を共通に燃焼加熱するバーナとを有し、上記循環ポンプを駆動し循環水流検出手段によって追い焚き熱交換器内の湯水の有無を判断してから給湯熱交換器で作られた湯を湯張り通路を通して浴槽に落とし込む湯張り機能を備えた一缶二水路風呂給湯器において、給湯単独運転が開始されてからの給湯熱交換器の熱効率の変化を監視する熱効率変化監視部と；給湯単独運転の開始直後の時間の経過に対する上記熱効率変化監視部に監視された給湯熱交換器の熱効率の変化の傾きが予め定めたしきい値よりも大きいときには追い焚き熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力し水無しフラグを立て、熱効率の変化の傾きが上記しきい値以下であるときには追い焚き熱交換器内に湯水が有ることを示す水有り信号を出力し上記水無しフラグを倒す追い焚き熱交換器湯水有無判断部と；湯張り開始指令が発せられたときに水無しフラグが立っているときには、循環ポンプと循環水流検出手段を利用した追い焚き熱交換器内の湯水の有無の判断を行わずに、給湯熱交換器の湯を湯張り通路を通して浴槽に落とし込む湯張り制御部と；が設けられている構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００２１】
第４の発明は、給水通路から供給された水を加熱して給湯する給湯熱交換器と、循環ポンプの駆動により追い焚き循環通路を介して供給された浴槽湯水を加熱して浴槽湯水の追い焚きを行う追い焚き熱交換器と、上記循環ポンプの駆動による追い焚き熱交換器の循環水流を検出する循環水流検出手段と、上記給湯熱交換器で作られた湯を浴槽に落とし込むための湯張り通路とが設けられており、上記給湯熱交換器と追い焚き熱交換器は一体化され、これら給湯熱交換器と追い焚き熱交換器を共通に燃焼加熱するバーナとを有し、上記循環ポンプを駆動し循環水流検出手段によって追い焚き熱交換器内の湯水の有無を判断してから給湯熱交換器で作られた湯を湯張り通路を通して浴槽に落とし込む湯張り機能を備えた一缶二水路風呂給湯器において、給湯単独運転が開始されてからの給湯熱交換器の熱効率の変化を監視する熱効率変化監視部と；給湯単独運転の開始直後の時間の経過に対する上記熱効率変化監視部に監視された給湯熱交換器の熱効率の変化の傾きが予め定めたしきい値以下であるときには追い焚き熱交換器内に湯水が有ることを示す水有り信号を出力し水有りフラグを立て、上記熱効率の変化の傾きが上記しきい値よりも大きいときには水無し信号を出力して上記水有りフラグを倒す追い焚き熱交換器湯水有無判断部と；湯張り開始指令が発せられたときに水有りフラグが倒れているときには、循環ポンプと循環水流検出手段を利用した追い焚き熱交換器内の湯水の有無の判断を行わずに、給湯熱交換器の湯を湯張り通路を通して浴槽に落とし込む湯張り制御部と；が設けられている構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００２２】
第５の発明は、上記第４の発明の構成に加えて、浴槽水位を水圧により検出する水位検出手段が給湯熱交換器で作られた湯を追い焚き循環通路を通して浴槽に落とし込む湯張り通路に設けられており、循環水流検出手段が追い焚き循環通路内の水流を検出した以降に、上記水位検出手段により検出される浴槽水位を監視し、追い焚き循環通路内へ空気が混入される可能性がある水位として予め定めた空気混入水位が水位検出手段によって検出されたときに追い焚き熱交換器湯水有無判断部により立てられた水有りフラグを倒す浴槽湯水監視部が設けられている構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００２３】
第６の発明は、上記第１又は第２又は第３又は第４又は第５の発明の構成を備え、しきい値は水無し判断しきい値と該水無し判断しきい値よりも小さい水有り判断しきい値とに別個に設定され、追い焚き熱交換器湯水有無判断部は、給湯単独運転の開始直後の時間の経過に対する熱効率変化監視部に監視された給湯熱交換器の熱効率の変化の傾きが上記水無し判断しきい値よりも大きいときには追い焚き熱交換器内に湯水が無いことを示す水無し信号を出力し、上記熱効率の変化の傾きが上記水有り判断しきい値以下であるときには追い焚き熱交換器内に湯水が有ることを示す水有り信号を出力する構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００２４】
上記構成の発明において、給湯単独運転開始直後における給湯熱交換器の熱効率の変化傾向は追い焚き熱交換器内に湯水が有る場合よりも追い焚き熱交換器内に湯水がない場合の方が大きいという現象に着目し、この発明では、例えば、熱効率変化監視部は、給湯単独運転が開始されてからの給湯熱交換器の熱効率の変化を監視し、追い焚き熱交換器湯水有無判断部は、給湯単独運転の開始直後の時間の経過に対する上記熱効率変化監視部により監視された給湯熱交換器の熱効率の変化の傾きが予め定めたしきい値よりも大きいときには、追い焚き熱交換器に湯水がないことを示す水無し信号を出力し、上記熱効率の傾きが上記しきい値以下であるときには追い焚き熱交換器に湯水が有ることを示す水有り信号を出力する。
【００２５】
上記追い焚き熱交換器湯水有無判断部から水無し信号が出力された後に、湯張り開始指令が発せられたときには、追い焚き熱交換器内に湯水がない状態であると予め判断されていることから、例えば、循環ポンプを駆動させ追い焚き循環通路の循環水流の有無によって追い焚き熱交換器内の湯水の有無を判断するという追い焚き熱交換器湯水有無判断動作を行わずに注湯を開始させる。
【００２６】
このように、湯張り運転を開始するときに、追い焚き熱交換器内に湯水がないと予め検出されているときには、循環ポンプの駆動を行わず、注湯から行うことによって、湯張り開始時の循環ポンプの空運転が回避されて無駄な動作を省略することができ、このような場合には、循環ポンプを駆動させない分、湯張り運転を開始してから設定水位に湯を張り終わるまでに要する時間の短縮が図れる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づき説明する。
【００２８】
この実施形態例の一缶二水路風呂給湯器は、前記図３に示すシステム構成を有し、図１にはこの実施形態例において特徴的な制御構成が実線により示されている。図１に示すように、この実施形態例に示す制御装置３５は、給湯単独運転監視部３８と追い焚き熱交換器湯水有無判断部４０と湯張り制御部４１とデータ格納部４２と熱効率変化監視部４３と燃焼熱量制御部４４と熱効率検出部４５を有して構成されている。なお、この実施形態例の説明において、図３のシステム構成の説明は前述したので省略する。
【００２９】
燃焼熱量制御部４４は、入水サーミスタ３０によって検出される入水温度Ｔinと、水量センサ２８によって検出される給湯流量Ｑと、リモコン３６に予め設定されている給湯設定温度Ｔstと、給湯熱交サーミスタ３１によって検出される給湯温度Ｔout とに基づき、給湯される湯の温度が給湯設定温度Ｔstとなるように、バーナ３の燃焼熱量を比例弁８の弁開度でもって制御する。
【００３０】
なお、給湯される湯の温度が給湯設定温度Ｔstとなるためにバーナ３の燃焼熱量を制御する手法には様々な手法が考えられ、ここでは、それらの手法のうちのどの手法を用いてバーナ３の燃焼熱量を制御してもよく、その燃焼熱量制御の説明は省略する。
【００３１】
上記給湯単独運転監視部３８には、循環ポンプ１６の駆動オン信号や、水量センサ２８の通水オン信号や、注湯制御手段２４の開弁信号等の信号が加えられ、それら受け取った信号に基づき、給湯単独運転監視部３８は、給湯単独運転が行われているか否かを監視する。具体的には、例えば、循環ポンプ１６が駆動しておらず、また、注湯制御手段２４が閉弁している状態で、水量センサ２８により通水が検出されているときには給湯単独運転が行われていると検知し、それ以外のときには給湯単独運転は行われていないと検知する。
【００３２】
熱効率検出部４５は、上記燃焼熱量制御部４４の燃焼熱量情報と、上記給湯単独運転監視部３８の監視情報と、入水サーミスタ３０により検出される入水温度Ｔinと、給湯熱交サーミスタ３１により検出される給湯温度Ｔout と、水量センサ２８により検出される給湯流量Ｑとを時々刻々と取り込み、給湯単独運転監視部３８の監視情報に基づき給湯単独運転が開始されたと検知した以降に、上記センサ出力等の情報を取り込む度に、それら取り込んだ情報に基づき給湯熱交換器１０の熱効率ηを次のように検出する。
【００３３】
上記給湯熱交換器１０の熱効率ηを求めるための演算式データは、給湯熱交換器１０に供給される入水温度をＴinと表し、給湯熱交換器１０から流れ出る給湯温度をＴout と表し、給湯熱交換器１０の通水流量をＱと表し、バーナ３の燃焼熱量をＰと表したとき、次式（１）に示すように予め与えられ、この演算式データはデータ格納部４２に予め格納されている。
【００３４】
η＝ｋ・（Ｔout −Ｔin）・Ｑ／Ｐ・・・・・（１）
【００３５】
なお、上記ｋは水の比熱（つまり、ｋ＝１（cal/g・deg））である。
【００３６】
熱効率検出部４５は、給湯熱交換器１０に供給される入水温度Ｔinを入水サーミスタ３０によって検出し、給湯熱交換器１０から流れ出る給湯温度Ｔout を給湯熱交サーミスタ３１によって検出し、給湯熱交換器１０の通水流量Ｑを水量センサ２８によって検出し、バーナ３の燃焼熱量Ｐを燃焼熱量制御部４４の燃焼熱量情報から検出して、給湯単独運転中には、それら検出した情報に基づき上記式（１）に従って、給湯熱交換器１０の熱効率ηを時々刻々と演算検出する。
【００３７】
熱効率変化監視部４３は給湯単独運転監視部３８の情報を取り込み、この監視情報に基づき給湯単独運転が開始されたと検知したときに、熱効率検出部４５により検出された給湯熱交換器１０の熱効率ηの取り込みを開始し、熱効率ηの変化を次のように監視する。例えば、熱効率変化監視部４３はタイマ（図示せず）を内蔵し、給湯熱交換器１０の検出熱効率ηを熱効率検出部４５から取り込み度に、その熱効率ηを時間に対応させてデータ格納部４２に格納する。そして、熱効率変化監視部４３は、給湯単独運転が開始されてから直ぐの時間ｔa （例えば、３秒）を経過したときの給湯熱交換器１０の熱効率ηa に対する時間ｔb （例えば、６秒）のときの給湯熱交換器１０の熱効率ηb の変化の傾きｍ（ｍ＝（ηb −ηa ）／（ｔb −ｔa ）＝Δη／Δｔ）を求めて熱効率ηの変化の傾きｍを監視する。
【００３８】
図２には給湯単独運転が開始されてからの給湯熱交換器１０の熱効率ηの変化例を示すグラフが示されている。同図に示す実線Ａは追い焚き熱交換器１４内に湯水がある場合の熱効率ηの変化を示し、鎖線Ｂは追い焚き熱交換器１４内に湯水がない場合の熱効率ηの変化を示している。上記実線Ａと鎖線Ｂに示されるように、給湯単独運転開始直後における上記給湯熱交換器１０の熱効率ηの変化の傾きｍ（Δη／Δｔ）は、追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無によって異なる。
【００３９】
それというのは次のような理由に因る。一缶二水路風呂給湯器では、給湯熱交換器１０と追い焚き熱交換器１４は一体化されていることから、給湯熱交換器１０と追い焚き熱交換器１４間で熱の遣り取りが行われる。給湯単独運転開始時には、追い焚き熱交換器１４内の温度が低いので、バーナ燃焼加熱された給湯熱交換器１０から追い焚き熱交換器１４に吸熱される熱量が多くて給湯熱交換器１０の熱効率ηは低く、上記吸熱によって追い焚き熱交換器１４内の温度が高くなるに従って給湯熱交換器１０から追い焚き熱交換器１４への吸熱熱量が減少していき、図２の実線Ａや鎖線Ｂに示すように、給湯熱交換器１０の熱効率ηは上昇するが、空気の比熱は水の比熱よりも小さく、空気の重量は該空気の体積と同じ体積の水の重量よりも格段に軽いので、追い焚き熱交換器１４内の温度は、内部が水である場合よりも空気である場合の方が早く上昇することとなり、このことに起因して、追い焚き熱交換器１４内に湯水がなく空気である場合は追い焚き熱交換器１４内に湯水がある場合よりも給湯熱交換器１０の熱効率ηの上昇傾きｍが大幅に大きくなる。
【００４０】
上記のように、給湯単独運転開始直後における上記給湯熱交換器１０の熱効率ηの変化の傾きｍ（Δη／Δｔ）は、追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無によって異なることから、給湯単独運転開始直後における給湯熱交換器１０の熱効率ηの変化の傾きｍの大小によって追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無を判断することが可能である。
【００４１】
なお、図２の実線Ａや鎖線Ｂに示すように、給湯単独運転が開始された直後には給湯熱交換器１０の熱効率ηは上昇するが、追い焚き熱交換器１４内の温度が例えば８０〜９０℃程度に上昇して温度上昇が殆どなくなると、給湯熱交換器１０の熱効率ηは追い焚き熱交換器１４の湯水の有無に関係ない一定の値で殆ど変化しなくなるので、給湯熱交換器１０の熱効率の変化を利用して追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無を判断するためには、追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無によって大きな違いが現われる給湯単独運転直後の給湯熱交換器１０の熱効率の変化の傾きを利用する。
【００４２】
データ格納部４２には、追い焚き熱交換器１４内に湯水が有るか否かを判断するためのしきい値としての給湯熱交換器１０の熱効率ηの変化の傾きが実験や演算等によって予め求めて格納されている。
【００４３】
追い焚き熱交換器湯水有無判断部４０は給湯単独運転監視部３８の情報を取り込み、この監視情報に基づき給湯単独運転が開始されたと検知したときには、前記熱効率変化監視部４３により求められた給湯熱交換器１０の熱効率ηの変化の傾きｍを取り込み、この熱効率ηの変化の傾きｍを上記データ格納部４２のしきい値に比較し、上記傾きｍがしきい値よりも大きいときには、追い焚き熱交換器１４内は空気である、つまり、追い焚き熱交換器１４内に湯水がないと判断して、水無し信号を出力し、追い焚き熱交換器１４内に湯水がないことを示す水無しフラグをデータ格納部４２に立てる。
【００４４】
また、追い焚き熱交換器湯水有無判断部４０は、上記傾きｍがしきい値以下であったときには、追い焚き熱交換器１４内に湯水が有ると判断して追い焚き熱交換器１４内に湯水が有ることを示す水有り信号を出力し、データ格納部４２に水無しフラグが立っているときには水無しフラグを倒す。
【００４５】
湯張り制御部４１は、リモコン３６の湯張り開始ボタンが押される等して湯張り開始指令が発せられたことを検知したときには、データ格納部４２に水無しフラグが立っているか否かを判断し、データ格納部４２に水無しフラグが立っていると判断したときには、追い焚き熱交換器１４内に湯水がないと判断し、このときには、前述したような循環ポンプ１６と水流スイッチ３４を利用した追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無判断動作を省略し、つまり、前記図４のステップ１０１，１０２の動作を省略して、ステップ１０３の動作（注湯動作）から湯張りを開始させる。
【００４６】
それ以外のときは、つまり、データ格納部４２に水無しフラグが立っていないときには、湯張り制御部４１は、前述したように、図４のステップ１０１，１０２の動作を行って追い焚き熱交換器１４内に湯水が有ることを確認してから、次の湯張り運転動作に移行する。それというのは、上記の如く、追い焚き熱交換器湯水有無判断部４０によって追い焚き熱交換器１４内に湯水が有ると判断されてから湯張り運転が開始されるまでの間に、浴槽１７の湯水が排水される虞があるので、追い焚き熱交換器湯水有無判断部４０によって追い焚き熱交換器１４内に湯水が有ると判断されていても、確認のため、追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無、つまり、浴槽１７の湯水の有無を判断してから、次の湯張り運転動作に移行するようにする。
【００４７】
この実施形態例によれば、給湯単独運転開始直後における給湯熱交換器１０の熱効率ηの変化の傾きｍに基づいて追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無を判断する追い焚き熱交換器湯水有無判断部４０を設けたので、湯張りを開始する前に追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無を予め検出しておくことが可能となる。
【００４８】
また、追い焚き熱交換器１４内に湯水がないと検出されているときに、湯張りを開始するときには、循環ポンプ１６の駆動を行わずに注湯から湯張りを開始する湯張り制御部４１を設けたので、追い焚き熱交換器１４内に湯水がない湯張りの開始時には循環ポンプ１６の駆動が行われないこととなり、追い焚き熱交換器１４内の湯水がないのに循環ポンプ１６の空運転が行われるという無駄を省くことができる上に、湯張り開始時の循環ポンプ１６の駆動時間を省くことができるので、その分、湯張り運転を開始してから浴槽に設定水位の湯を張り終わるまでに要する時間を短くすることができる。
【００４９】
また、湯張り開始時の循環ポンプ１６の空運転が回避されるので、循環ポンプ１６の空運転の回数を激減させることができ、空運転が度重なることによる循環ポンプ１６の故障発生を防止することが可能となる。
【００５０】
なお、この発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記実施形態例では、追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無を判断するためのしきい値は１個であったが、追い焚き熱交換器１４内の水有り状態を判断するための水有り判断しきい値と、追い焚き熱交換器１４内の水無し状態を判断するための上記水有り判断しきい値よりも大きい水無し判断しきい値とを別個に設けてもよい。
【００５１】
このような場合には、追い焚き熱交換器湯水有無判断部４０は、熱効率変化監視部４３により検出された給湯熱交換器１０の熱効率ηの変化の傾きｍを上記水無し判断しきい値、水有り判断しきい値にそれぞれ比較し、上記傾きｍが水無し判断しきい値よりも大きいときには、追い焚き熱交換器１４内に湯水がないと判断し、水無し信号を出力し、上記傾きｍが水有り判断しきい値以下であるときには、追い焚き熱交換器１４内に湯水があると判断し、水有り信号を出力する。湯張り制御部４１は、上記追い焚き熱交換器湯水有無判断部４０によって水無し信号が出力された後に湯張りを行うときには、上記実施形態例と同様に、循環ポンプ１６と水流スイッチ３４を用いた追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無判断を行わずに注湯動作から湯張り運転を開始する。
【００５２】
さらに、上記実施形態例では、湯張り運転は図４に示すフローチャートに従って行われたが、循環ポンプ１６と水流スイッチ３４を用いて追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無判断を行ってから注湯を行う湯張り動作であれば、図４に示すフローチャートの動作に限定されるものではない。
【００５３】
さらに、上記実施形態例では、熱効率検出部４５は、燃焼熱量Ｐの情報を燃焼熱量制御部４４から取り込んでいたが、比例弁８の弁開度を検出し、つまり、比例弁駆動電流を検出し燃焼熱量Ｐの情報として取り込んでもよい。
【００５４】
さらに、上記実施形態例では、熱効率変化監視部４３は、予め定めた時間ｔa のときの給湯熱交換器１０の熱効率ηa に対する時間ｔb のときの給湯熱交換器１０の熱効率ηb の変化の傾きｍを求めて給湯熱交換器１０の熱効率ηの変化を監視していたが、例えば、予め定めた時間間隔（例えば、０．１秒間隔）毎に給湯熱交換器１０の熱効率ηの変化の傾きを求め、予め定めた時間（例えば、１０秒間）分の上記求めた熱効率ηの変化の傾きの平均を求めて給湯単独運転開始直後の給湯熱交換器１０の熱効率ηの変化の傾きｍとして熱効率ηの変化の傾きを監視してもよい。
【００５５】
さらに、上記実施形態例では、追い焚き熱交換器湯水有無判断部４０は追い焚き熱交換器１４内に湯水が無いと判断したときには水無し信号を出力して水無しフラグを立て、追い焚き熱交換器１４内に湯水が有ると判断したときには水有り信号を出力して上記水無しフラグを倒していたが、追い焚き熱交換器湯水有無判断部４０は追い焚き熱交換器１４内に湯水が有ると判断したときには水有り信号を出力して水有りフラグを立て、追い焚き熱交換器１４内に湯水が無いと判断したときには水無し信号を出力し上記水有りフラグが立っているときにはその水有りフラグを倒すようにしてもよく、この場合には、湯張り制御部４１は、湯張り開始指令が発せられたときに水有りフラグが立っていないときには、追い焚き熱交換器１４内に湯水が無いと判断して、上記実施形態例同様に、循環ポンプ１６と水流スイッチ３４を利用した追い焚き熱交換器１４内の湯水の有無判断動作を省略して注湯動作から湯張りを開始する。
【００５６】
ところで、水有りフラグが立っている状態で浴槽水が大量に使用されたり排水されて浴槽６の水位が循環金具１９よりも低くなり追い焚き循環通路２１に空気が入り込んでしまい、水有りフラグが立っているのに追い焚き熱交換器１４内に湯水が無いという事態が発生してしまう虞があるので、その事態発生を防止するために、図１の点線に示す浴槽湯水監視部４６を設けることが望ましい。
【００５７】
上記浴槽湯水監視部４６は、追い焚き運転や湯張り運転による循環ポンプ１６の駆動によって水流スイッチ３４により追い焚き循環通路２１の循環水流が検出された以降に、水位センサ３２により検出される浴槽水位を時々刻々と取り込んで浴槽水位を監視し、予め定めた空気混入水位（例えば、循環金具１９の上端よりも低い水位）が水位センサ３２により検出されたときには、追い焚き循環通路２１内にエアーが入り込んでいる虞があると判断し、追い焚き熱交換器湯水有無判断部４０により立てられた水有りフラグを倒す構成を有している。
【００５８】
上記浴槽湯水監視部４６を設けることで、該浴槽湯水監視部４６によって、浴槽水位が循環金具１９よりも低下し追い焚き熱交換器１４内に湯水が無くなったときには水有りフラグが倒されるので、追い焚き熱交換器内の湯水の有無の状態と水有りフラグの状態とをほぼ一致させることができ、追い焚き熱交換器１４内に湯水が無いのに水有りフラグが立っているという事態発生をほぼ回避することができる。
【００５９】
なお、湯張り運転等によって循環金具１９よりも上側の水位に湯水が張られた後に浴槽湯水が使用されたり排水されて浴槽水位が循環金具１９よりも低下すると追い焚き循環通路２１内にはエアーが入り込むことから、循環金具１９以下の水位が水位センサ３２により検出された以降には、上記追い焚き循環通路２１内のエアーに起因して水位センサ３２は精度良く浴槽水位を検出することができないという問題があるので、湯張り運転等によって循環金具１９よりも上側の水位に湯水が張られた後に循環金具１９以下の水位が水位センサ３２により検出された以降には、水位センサ３２により循環金具１９よりも上側の水位が検出されても、浴槽水位が循環金具１９よりも上側で追い焚き熱交換器１４内に湯水が入り込んだと判断することはできない。
【００６０】
上記の如く追い焚き循環通路２１内にエアーが入り込んでも、湯張り運転による湯張り水流や、追い焚き運転による循環ポンプ１６の循環水流によって追い焚き循環通路２１内のエアーは浴槽６に押し出されるので、湯張り運転や追い焚き運転によって水流センサ３４により追い焚き循環通路２１内の水流を検出した以降には水位センサ３２は再び精度良く浴槽水位を検出することができる。
【００６１】
【発明の効果】
この発明によれば、給湯単独運転開始直後の時間の経過に対する給湯熱交換器の熱効率の変化の傾きに基づき追い焚き熱交換器内の湯水の有無を判断する追い焚き熱交換器湯水有無判断部を設けたので、給湯単独運転を行いながら、追い焚き熱交換器内の湯水の有無を簡単に判断することができ、従来では、例えば、湯張り開始時に、循環ポンプを駆動して該循環ポンプの駆動による追い焚き循環通路の循環水流の有無によって追い焚き熱交換器内の湯水の有無を判断するという動作を行っていたが、この発明では、湯張りが開始される前の給湯単独運転時に、上記の如く、追い焚き熱交換器内の湯水の有無を予め検出しておくことが可能である。
【００６２】
追い焚き熱交換器湯水有無判断部によって水無し信号が出力された後に湯張りを行うとき、又は、追い焚き熱交換器湯水有無判断部により水無し信号が出力され水無しフラグが立てられているとき、又は、追い焚き熱交換器湯水有無判断部により水無し信号が出力され水有りフラグが倒されているときには、循環ポンプの駆動による追い焚き循環通路の循環水流の有無によって追い焚き熱交換器内の湯水の有無を判断する動作を行わずに、湯を浴槽に落とし込む湯張り制御部を備えたものにあっては、湯張り開始時に追い焚き熱交換器内に湯水がないのにも拘らず循環ポンプが駆動される空運転が回避され、空運転による無駄な動作を省くことができる。また、循環ポンプの空運転の回数が格段に減少し、空運転が度重なることによる循環ポンプの故障等の問題発生の確率を大幅に低くすることができる。
【００６３】
さらに、湯張り開始時に、湯張り制御部によって、循環ポンプを用いた追い焚き熱交換器内の湯水の有無判断動作が省略されたときには、その湯水有無判断動作を省略した分、湯張りに要する時間の短縮を図ることができる。
【００６４】
浴槽湯水監視部を設けた構成を備えたものにあっては、予め定めた空気混入水位が水位検出手段により検出されたときに追い焚き熱交換器湯水有無判断部により立てられた水有りフラグを浴槽湯水監視部によって倒すので、浴槽水位が低下して追い焚き熱交換器内から湯水が抜け出て追い焚き熱交換器内に湯水が無いのに水有りフラグが立っているという事態を回避することができる。
【００６５】
水無し判断しきい値と水有り判断しきい値とを別個に設けたものにあっては、上記同様に、追い焚き熱交換器内の湯水の有無を判断できるはもちろんのこと、追い焚き熱交換器内に水と空気が混在しているような場合をも判断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る実施形態例において特徴的な制御構成を示すブロック図である。
【図２】給湯単独運転時の給湯熱交換器の熱効率ηの変化例を示すグラフである。
【図３】一缶二水路風呂給湯器のモデル例を示す説明図である。
【図４】湯張り運転動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３  バーナ
１０  給湯熱交換器
１４  追い焚き熱交換器
１６  循環ポンプ
２１  追い焚き循環通路
３４  水流スイッチ
４０  追い焚き熱交換器湯水有無判断部
４１  湯張り制御部
４３  熱効率変化監視部
４６  浴槽湯水監視部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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