(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水通路より導かれる水を給湯バーナ燃焼の熱を利用して加熱し給湯通路へ流出する給湯熱交換器と、この給湯熱交換器の入側の給水通路と出側の給湯通路を短絡するバイパス通路と、該バイパス通路の開閉を行うバイパス通路開閉弁と、給水通路の水の流量を検出する流量検出センサと、給湯通路に設けられて給湯熱交換器の出側の湯水温度を検出する給湯熱交換器出側湯温センサとを有する燃焼機器において、給湯バーナの給湯燃焼停止時に給湯熱交換器出側湯温センサが検出する給湯熱交換器の燃焼停止時実測出側湯温に基づいてこの燃焼停止時実測出側湯温よりも高いバイパス通路開閉弁開弁温度と、該バイパス通路開閉弁開弁温度以下であって燃焼停止時実測出側湯温よりは高いバイパス通路開閉弁閉弁温度を設定するバイパス開閉温度設定部と、前記給湯熱交換器から給湯通路へ流出される湯が前記給湯熱交換器出側湯温センサの配設部位から給湯通路と前記バイパス通路との合流部位まで達するまでの湯の流れ時間を求めるセンサ部合流部間流れ時間検出部と、給湯バーナの給湯燃焼停止以降の再出湯時に前記給湯熱交換器出側湯温センサによって検出される給湯熱交換器の再出湯時実測出側湯温が前記バイパス通路開閉弁開弁温度以上であると判断したときにはこの判断時から前記センサ部交流部間流れ時間検出部で求めた湯の流れ時間だけ経過したときに前記バイパス通路開閉弁を開弁させ、前記再出湯時実測出側湯温が前記バイパス通路開閉弁閉弁温度以下であると判断したときにはこの判断時から前記湯の流れ時間だけ経過したときに前記バイパス通路開閉弁を閉弁させるバイパス通路開閉弁開閉制御部が設けられており、前記センサ部合流部間流れ時間検出部は、前記流量検出センサの検出流量と、給湯通路の給湯熱交換器出側湯温センサの配設部位から給湯通路とバイパス通路との合流部位までの接続通路の太さと、該接続通路の長さと、トータル給水量に対する給湯熱交換器を通る水量の熱交側流量比の１つ以上のパラメータを含む予め与えられた解法データに基づき前記接続通路の湯の流れ時間を求める構成としたことを特徴とする燃焼機器。
【請求項２】
バイパス通路を通る水量および給湯熱交換器を通る水量を調節する水量制御弁がバイパス通路の下流側の給湯通路に設けられており、センサ部合流部間流れ時間検出部には予め与えられた解法データと、給水通路の水の最大流量と、給湯通路の給湯熱交換器出側湯温センサの配設部位から給湯通路とバイパス通路との合流部位までの接続通路の太さと、該接続通路の長さと、トータル給水量に対する給湯熱交換器を通る水量の熱交側流量比の最大値とによって決定される前記接続通路の最小流れ時間が与えられており、該センサ部合流部間流れ時間検出部には再出湯時の流量検出センサの検出流量と再出湯時の熱交側流量比の少なくとも一方が小さくなるにつれて前記最小流れ時間を大きくする方向に補正する流れ時間補正手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の燃焼機器。
【請求項３】
給湯熱交換器の給水通路と給湯熱交換器の給湯通路を短絡する開閉弁を持たない常時バイパス通路が、給湯熱交換器とバイパス通路開閉弁を備えたバイパス通路との並列回路の間に並列に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃焼機器
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は給水通路より導かれる水を給湯バーナ燃焼により加熱して給湯通路へ流出する給湯熱交換器を備えた燃焼機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼機器として代表的な給湯器には、周知のように、給湯熱交換器と給湯バーナが設けられ、給湯熱交換器の入側には給水通路が、出側には給湯通路がそれぞれ接続され、給湯通路は台所等の給湯栓へ導かれている。給湯熱交換器は、給湯栓が開けられると、水供給源から給水通路を介して導かれた水を給湯バーナの給湯燃焼の熱を利用して加熱し、この加熱した湯を給湯通路を通し給湯栓を介して出湯する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、周知のように、給湯栓の閉栓後つまり給湯停止後（止湯後）、給湯熱交換器内に滞留した湯は、図３の実線カーブＡに示すように、給湯停止後すぐに後沸き（給湯熱交換器の保有熱量が給湯熱交換器の滞留湯に伝わって滞留湯温が上昇する現象）によって止湯前の給湯熱交換器湯温より高い湯温（オーバーシュート）の湯となる。このオーバーシュートの湯が給湯栓が開けられて給湯熱交換器から流れ出ると、湯の利用者が定めた給湯設定温度より高めの湯が出湯し湯の利用者に不快感を与えてしまうという問題が生じる。
【０００４】
上記問題を解決するために、様々な手段が提案されているが、簡単な構成でもって出湯時の高温出湯を防止することができる満足すべき燃焼機器は未だ得られていない。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡単な構成で、出湯開始時の高温出湯を確実に防止して再出湯時の湯温安定化を図ることができる燃焼機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本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、給水通路より導かれる水を給湯バーナ燃焼の熱を利用して加熱し給湯通路へ流出する給湯熱交換器と、この給湯熱交換器の入側の給水通路と出側の給湯通路を短絡するバイパス通路と、該バイパス通路の開閉を行うバイパス通路開閉弁と、給水通路の水の流量を検出する流量検出センサと、給湯通路に設けられて給湯熱交換器の出側の湯水温度を検出する給湯熱交換器出側湯温センサとを有する燃焼機器において、給湯バーナの給湯燃焼停止時に給湯熱交換器出側湯温センサが検出する給湯熱交換器の燃焼停止時実測出側湯温に基づいてこの燃焼停止時実測出側湯温よりも高いバイパス通路開閉弁開弁温度と、該バイパス通路開閉弁開弁温度以下であって燃焼停止時実測出側湯温よりは高いバイパス通路開閉弁閉弁温度を設定するバイパス開閉温度設定部と、前記給湯熱交換器から給湯通路へ流出される湯が前記給湯熱交換器出側湯温センサの配設部位から給湯通路と前記バイパス通路との合流部位まで達するまでの湯の流れ時間を求めるセンサ部合流部間流れ時間検出部と、給湯バーナの給湯燃焼停止以降の再出湯時に前記給湯熱交換器出側湯温センサによって検出される給湯熱交換器の再出湯時実測出側湯温が前記バイパス通路開閉弁開弁温度以上であると判断したときにはこの判断時から前記センサ部交流部間流れ時間検出部で求めた湯の流れ時間だけ経過したときに前記バイパス通路開閉弁を開弁させ、前記再出湯時実測出側湯温が前記バイパス通路開閉弁閉弁温度以下であると判断したときにはこの判断時から前記湯の流れ時間だけ経過したときに前記バイパス通路開閉弁を閉弁させるバイパス通路開閉弁開閉制御部が設けられており、前記センサ部合流部間流れ時間検出部は、前記流量検出センサの検出流量と、給湯通路の給湯熱交換器出側湯温センサの配設部位から給湯通路とバイパス通路との合流部位までの接続通路の太さと、該接続通路の長さと、トータル給水量に対する給湯熱交換器を通る水量の熱交側流量比の１つ以上のパラメータを含む予め与えられた解法データに基づき前記接続通路の湯の流れ時間を求める構成としたことを特徴として構成されている。
【０００７】
また、前記バイパス通路を通る水量および給湯熱交換器を通る水量を調節する水量制御弁がバイパス通路の下流側の給湯通路に設けられており、センサ部合流部間流れ時間検出部には予め与えられた解法データと、給水通路の水の最大流量と、給湯通路の給湯熱交換器出側湯温センサの配設部位から給湯通路とバイパス通路との合流部位までの接続通路の太さと、該接続通路の長さと、トータル給水量に対する給湯熱交換器を通る水量の熱交側流量比の最大値とによって決定される前記接続通路の最小流れ時間が与えられており、該センサ部合流部間流れ時間検出部には再出湯時の流量検出センサの検出流量と再出湯時の熱交側流量比の少なくとも一方が小さくなるにつれて前記最小流れ時間を大きくする方向に補正する流れ時間補正手段が設けられていることも本発明の特徴的な構成とされている。
【０００８】
さらに、前記給湯熱交換器の給水通路と給湯熱交換器の給湯通路を短絡する開閉弁を持たない常時バイパス通路が、給湯熱交換器とバイパス通路開閉弁を備えたバイパス通路との並列回路の間に並列に設けられていることも本発明の特徴的な構成とされている。
【０００９】
上記構成の本発明において、給湯バーナの給湯燃焼停止時に給湯熱交換器出側湯温センサが検出する給湯熱交換器の燃焼停止時実測湯温に基づいて、この燃焼停止時実測出側湯温よりも高いバイパス通路開閉弁開弁温度と、この開弁温度以下であって燃焼停止時実測出側湯温よりは高いバイパス通路開閉弁閉弁温度とが、バイパス開閉温度設定部により設定される。
【００１０】
また、給湯熱交換器から給湯通路へ流出される湯が、給湯熱交換器出側湯温センサの配設部位から給湯通路とバイパス通路との合流部位まで達するまでの湯の流れ時間が、センサ部合流部間流れ時間検出部によって、流量検出センサの検出流量等のパラメータを含む予め与えられた解法データに基づいて求められる。
【００１１】
そして、バイパス通路開閉弁開閉制御部により、給湯バーナの給湯燃焼停止以降の再出湯時に給湯熱交換器出側湯温センサによって検出される再出湯時実測出側湯温が前記バイパス通路開閉弁開弁温度以上と判断されたときには、この判断時からセンサ部合流部間流れ時間検出部で求めた湯の流れ時間だけ経過したときに、バイパス通路開閉弁が開弁され、再出湯時実測出側湯温がバイパス通路開閉弁閉弁温度以下であると判断されたときには、この判断時から前記湯の流れ時間だけ経過したときにバイパス通路開閉弁が閉弁される。
【００１２】
このように、本発明においては、給湯熱交換器の再出湯時実測出側湯温がバイパス通路開閉弁開弁温度以上となって高温出湯の虞れがあると判断されるときには、給湯熱交換器から流出される高温の湯が給湯通路とバイパス通路との合流部位に達したときにバイパス通路開閉弁が開弁されて、バイパス通路からの水が適切なタイミングでミキシングされることにより、高温の湯の湯温が下げられ、高温出湯が防止される。また、再出湯時実測出側湯温がバイパス通路開閉弁閉弁以下であり、バイパス通路からの水のミキシングがなくても高温出湯の虞れがないと判断されたときには、この高温出湯の虞れがない湯温の湯が給湯熱交換器から前記合流部位に達したときにバイパス通路開閉弁が閉弁され、バイパス通路からの水のミキシングが停止されるために、高温出湯の虞れがなくなったときに的確に水のミキシング停止が行われ、高温出湯が確実に防止され、さらに、水のミキシング停止を適切なタイミングで行うことで、バイパス通路からの水のミキシングが行われ続けることによるアンダーシュートの湯の出湯が抑制され、湯温の安定化が図られ、上記課題が解決される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態例を図面に基づき説明する。以下に説明する実施の形態例の燃焼機器は、本発明者らが試作検討している図４の単機能給湯器や、図５の複合給湯器や、図６の多機能給湯器や、図７の一缶二水構成の給湯器を対象にしている。
【００１４】
図４の給湯器には給湯熱交換器１と図示されていない給湯バーナが設けられ、この給湯熱交換器１の入側には給水通路３が接続され、出側には給湯通路４が接続されており、給湯通路４は台所等の給湯栓19へ導かれている。前記給湯熱交換器１には入側の給水通路３と出側の給湯通路４を短絡する開閉弁を持たない常時バイパス通路５が並設され、この常時バイパス通路５は給湯熱交換器１側に流れる流量と常時バイパス通路５側に流れる流量の流量比が管路抵抗により予め定めた流量比（例えば７対３〜８対２）となるように形成されている。
【００１５】
また、前記常時バイパス通路出側接続部Ｘより下流側の給湯通路４と、常時バイパス通路入側接続部Ｙより上流側の給水通路３とを短絡するバイパス通路８が形成されている。このバイパス通路８には該通路の開閉を行うバイパス通路開閉弁であるバイパス弁10が介設されており、バイパス弁10は電磁弁により形成されている。また、この給湯器には該給湯器の運転動作を制御する制御装置20が設けられ、この制御装置20にはリモコン18が接続されている。
【００１６】
なお、図中、12は水供給源から給水通路３を介して導かれた入水流量を検出するための流量検出センサを示し、７は上記給湯熱交換器１と常時バイパス通路５およびバイパス通路８を通る水量（流量）を開弁量により調節する水量制御弁を示し、13は給水通路３の入水の温度を検出するためのサーミスタ等の入水温度センサを示し、14は給湯熱交換器１の出側の湯水の温度を検出するためのサーミスタ等の給湯熱交換器出側湯温センサである出側湯温センサを示すものである。
【００１７】
図５の複合給湯器は、図４に示す給湯器の構成に、湯張り機能や、高温差し湯機能や、追い焚き機能等の風呂機能を加えた構成を有するものである。図５に示すように、この複合給湯器は、図４に示す給湯システム構成に加えて、図示されていない風呂バーナと、浴槽水を循環ポンプ28の駆動により導入して風呂バーナの燃焼の熱を利用し追い焚き熱交換器26で加熱し浴槽24へ戻す追い焚き循環路27と、この追い焚き循環路27と給湯通路４を接続する湯張り通路30と、該通路の開閉を行う注湯制御弁22とを有しており、例えば、注湯制御弁22を開け、給湯熱交換器１で温められた湯を湯張り通路30と追い焚き循環路27を介して浴槽24へ落とし込み風呂の湯張りを行ったり、同様にして高温差し湯を行ったり、循環ポンプ28を駆動し、浴槽水を追い焚き循環路27で循環させると共に風呂バーナ燃焼の熱を利用して追い焚き熱交換器26で加熱することで風呂の追い焚きを行うことができるものである。
【００１８】
図６の多機能給湯器は図４に示す給湯器の構成に風呂の湯張り機能や高温差し湯機能を加えた構成を有するものである。図６に示すように、この給湯器の給湯通路４には通路23の一端側が接続され、この通路23の他端側は電磁弁等の注湯制御弁22を介して浴槽24へ導かれており、例えば、注湯制御弁22を開け、給湯バーナ燃焼により温められた湯を通路23を通して浴槽24へ導くことにより湯張りや高温差し湯が行われる。
【００１９】
図７の一缶二水構成の給湯器は、図４に示す給湯器の構成に、湯張り機能や、高温差し湯機能や、追い焚き機能等の風呂機能の構成を加えたものであり、給湯バーナが風呂バーナを兼用し、給湯熱交換器１には給湯用の湯水が流れる給湯用管路47と浴槽循環水が流れる追い焚き用管路48が形成されている。給湯用管路47の入側には給水通路３が、出側には給湯通路４がそれぞれ接続され、前記追い焚き用管路48は浴槽24の湯水を循環するための追い焚き循環路27に介設されている。
【００２０】
上記一缶二水構成の給湯器は、例えば、給湯栓19が開けられると、給湯バーナの給湯燃焼を行って、給水通路３より導かれた水を給湯熱交換器１で加熱し、その湯を給湯通路４を通し給湯栓19を介して出湯する給湯運転を行う。また、この給湯器は、例えば、循環ポンプ28を駆動させ、浴槽24の水を追い焚き循環路27で循環させると共に、給湯バーナの追い焚き燃焼を行って加熱し追い焚き単独運転を行う。
【００２１】
上記図４〜図７の各給湯器の制御装置20には本発明において特有な高温出湯防止手段が設けられており、図１には、本発明に係る燃焼機器の第１実施形態例における制御装置20の主要構成が示されている。同図に示すように、この制御装置20は、バイパス開閉温度設定部39、流れ時間検出部40、パラメータ格納部41、バイパス弁駆動手段38を有する高温出湯防止手段と、燃焼制御部33とを有して構成されている。燃焼制御部33は、給湯や湯張りや高温差し湯や追い焚き等の運転動作を制御するもので、その制御構成は前述したのでその説明は省略する。なお、本実施形態例において、燃焼制御部33は、給湯バーナの燃焼停止時に給湯燃焼停止信号をバイパス開閉温度設定部39とバイパス弁駆動手段38とに加える。
【００２２】
バイパス開閉温度設定部39は、給湯バーナの給湯燃焼停止時に出側湯温センサ14が検出する給湯熱交換器１の燃焼停止時実測出側湯温に基づいて、この燃焼停止時実測出側湯温よりも高いバイパス通路開閉弁開弁温度と、この開弁温度以下であって燃焼停止時実測出側湯温よりは高いバイパス通路開閉弁閉弁温度を設定するものである。バイパス開閉温度設定部39は、燃焼制御部33から燃焼停止信号が加えられたときに、そのときの出側湯温センサ14の検出温度（燃焼停止時実測出側湯温）を出側湯温センサ14から取り込み、例えば、この検出温度に＋３℃を加えた温度をバイパス通路開閉弁開弁温度として設定し、出側湯温センサ14の検出温度に＋２℃を加えた温度をバイパス通路開閉弁閉弁温度として設定する。
【００２３】
なお、これらバイパス通路開閉弁開弁温度および閉弁温度の設定の仕方は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、例えば入水温度センサ13によって検出される入水検出温度に基づいて可変設定する等してもよい。バイパス開閉温度設定部39は、設定したバイパス通路開閉弁開弁温度およびバイパス通路開閉弁閉弁温度をバイパス弁駆動手段38に加える。
【００２４】
流れ時間検出部40は、給湯熱交換器１から給湯通路４へ流出される湯が、出側温度センサ14の配設部位Ｐから給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑまで達するまでの湯の流れ時間を求める、センサ部合流部間流れ時間検出部として機能するものである。流れ時間検出部40には、この湯の流れ時間を求める解法データとして、次式（１）に示すように、湯の流れ時間Ｇを求める演算式が予め与えられており、流れ時間検出部40はこの式（１）に基づき、図示されていない演算回路によって、給湯通路４の出側湯温センサ14の配設部位Ｐから給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑまでの接続通路の湯の流れ時間を求めるようになっている。
【００２５】
Ｇ＝［｛Ｌ・（ｄ／２）・２・π｝／Ｒ・Ａ］−（ｔ＋τ）・・・・・（１）
【００２６】
なお、式（１）において、Ｌは前記接続通路（ＰＱ間）の長さであり、ｄはその接続通路の太さ（パイプ内径）、Ｒはトータル給水量に対する給湯熱交換器１を通る水量の熱交側流量比、Ａは流量検出センサ12によって検出される検出流量、ｔはバイパス弁10の開閉遅れ時間、τは出側湯温センサ14の時定数をそれぞれ示している。前記接続通路の長さＬおよび太さｄの単位は例えばcm、流量検出センサ12の検出流量の単位は例えばcm3 ／秒、バイパス弁10の遅れ時間ｔおよび出側湯温センサ14の時定数τの単位は例えば秒とすることができる。
【００２７】
式（１）に用いられている各パラメータのうち、前記接続通路の長さＬ、およびその太さｄ、バイパス弁10の遅れ時間ｔ、出側湯温センサ14の時定数τは、一般に、燃焼機器によって予め決められているものであり、本実施形態例では、これらの各パラメータの数値がパラメータ格納部41に格納されている。
【００２８】
また、本実施形態例では、バイパス弁10が電磁弁により形成されており、前記トータル給水量に対する給湯熱交換器１を通る水量の熱交側流量比Ｒは、バイパス弁10が開いているときと閉じているときとで異なり、バイパス弁10が開いているときの熱交側流量比はＲ1 、バイパス弁10が閉じているときの熱交側流量比はＲ2 である。したがって、前記式（１）から、バイパス弁10が開いているときの接続通路の流れ時間Ｇは次式（２）により求められ、バイパス弁10が閉じているときの接続通路の流れ時間Ｇは次式（３）により求められる。なお、これら熱交側流量比Ｒ1 ，Ｒ2 の各値も燃焼機器によって決められているものであり、本実施形態例では、これら熱交側流量比Ｒ1 ，Ｒ2 の値もパラメータ格納部41に格納されている。
【００２９】
Ｇ＝［｛Ｌ・（ｄ／２）・２・π｝／Ｒ1 ・Ａ］−（ｔ＋τ）・・・・・（２）
【００３０】
Ｇ＝［｛Ｌ・（ｄ／２）・２・π｝／Ｒ2 ・Ａ］−（ｔ＋τ）・・・・・（３）
【００３１】
流れ時間検出部40は、バイパス弁10の開閉信号を取り込み、バイパス弁10が開いているときには前記式（２）を選択し、この式（２）に、パラメータ格納部41に格納されている各パラメータＬ，ｄ，Ｒ1 ，ｔ，τの数値と、流量検出センサ12によって検出される検出流量Ａの値を代入して前記接続通路の流れ時間Ｇを求め、一方、バイパス弁10が閉じているときには、前記式（３）に、パラメータ格納部41に格納されている各パラメータＬ，ｄ，Ｒ2 ，ｔ，τの数値と流量検出センサ12によって検出される検出流量Ａの値を代入して前記接続通路の流れ時間Ｇを求める。流れ時間検出部40は、以上のようにして求められる接続通路の流れ時間をバイパス弁駆動手段38に加える。
【００３２】
バイパス弁駆動手段38は、給湯バーナの給湯燃焼停止以降の再出湯時に出側湯温センサ14によって検出される再出湯時実測出側湯温が、前記バイパス通路開閉弁開弁温度以上であると判断したときに、この判断時から流れ時間検出部40で求めた湯の流れ時間だけ経過したときにバイパス弁10を開弁させ、前記再出湯時実測出側湯温が前記バイパス通路開閉弁閉弁温度以下であると判断したときに、この判断時から前記湯の流れ時間だけ経過したときにバイパス弁10を閉弁させるバイパス通路開閉弁開閉制御部として機能するものである。バイパス弁駆動手段38は、この制御に際し、バイパス開閉温度設定部39によって設定したバイパス開閉弁開弁温度（バイパス弁10の開弁温度）とバイパス開閉弁閉弁温度（バイパス弁10の閉弁温度）の各値を取り込む。また、バイパス弁駆動手段38は、流量検出センサ12の検出流量を取り込んで再出湯開始を判断する。
【００３３】
さらに、バイパス弁駆動手段38は、流れ時間検出部40で求めた前記接続通路の流れ時間Ｇの値を取り込むが、バイパス弁10を開弁するときには、バイパス弁10が閉じている状態からバイパス弁10の開弁制御を行うために、前記再出湯時実測出側湯温がバイパス弁10の開弁温度以上であると判断したときから、前記式（３）によって求めた湯の流れ時間だけ経過したときにバイパス弁10を開弁させる。また、バイパス弁10を閉じるときには、バイパス弁10が開いている状態からバイパス弁10の閉制御を行うために、前記給湯熱交換器１の再出湯時実測出側湯温がバイパス弁10の閉弁温度以下であると判断したときから、前記式（２）で求めた湯の流れ時間だけ経過したときにバイパス弁10の閉制御を行う。
【００３４】
本実施形態例は以上のように構成されており、バイパス開閉温度設定部39により、給湯バーナの給湯燃焼停止時に出側湯温センサ14によって検出される燃焼停止時実測出側湯温に基づいて、燃焼停止時実測出側湯温よりも例えば＋３℃高いバイパス通路開閉弁開弁温度と、燃焼停止時実測出側湯温よりも例えば＋２℃高いバイパス通路開閉弁閉弁温度が設定される。また、流れ時間検出部40によって、流量検出センサ12の検出流量と、パラメータ格納部41の各格納データと、バイパス弁10の開閉信号と、前記演算式（１），（２），（３）に基づいて、給湯熱交換器１から給湯通路４へ流出される湯が出側湯温センサ14の配設部位Ｐから給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑまで達するまでの湯の流れ時間が求められる。
【００３５】
そして、バイパス弁駆動手段38により、給湯バーナの給湯燃焼停止以降の再出湯時に出側湯温センサ14によって検出される給湯熱交換器１の再出湯時実測出側湯温が、バイパス通路開閉弁開弁温度以上と判断されたときには、この判断時から流れ時間検出部40で求めた湯の流れ時間だけ経過したときにバイパス弁10の開弁が行われ、前記再出湯時実測出側湯温がバイパス通路開閉弁閉弁温度以下であると判断されたときには、この判断時から前記湯の流れ時間だけ経過したときにバイパス通路10を閉弁させる制御が行われる。
【００３６】
本実施形態例によれば、上記動作により、給湯熱交換器１の再出湯時実測出側湯温がバイパス通路開閉弁開弁温度以上であり、高温出湯の虞れがあると判断されるときには、この判断時から流れ時間検出部40で求めた湯の流れ時間だけ経過して、給湯熱交換器１から流出した高温の湯が給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑに達したときにバイパス弁10が開弁され、それにより、前記給湯熱交換器１から流出する高温の湯にバイパス通路８からの水が適切なタイミングでミキシングされるために、高温の湯の湯温を適切なタイミングで下げることが可能となり、後沸き等に起因した高温出湯を確実に防止することができる。
【００３７】
また、本実施形態例によれば、バイパス弁駆動手段38によって、給湯熱交換器１の再出湯時実測出側湯温がバイパス開閉弁閉弁温度以下であると判断され、バイパス通路８からの水のミキシングが行われなくとも給湯熱交換器１から流出される湯の出湯による高温出湯の虞れがなくなったと判断されたときには、この判断時から流れ時間検出部40で求めた前記接続通路の流れ時間だけ経過して、給湯熱交換器１から流出された高温出湯の虞れのない湯が給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑに達したときにバイパス弁10が閉弁されるために、バイパス通路８からの水のミキシングを適切なタイミングで停止することができる。
【００３８】
すなわち、例えばバイパス弁駆動手段38により、出側湯温センサ14によって検出される給湯熱交換器１の再出湯時実測出側湯温がバイパス開閉弁閉弁温度以下であると判断された直後にバイパス弁10の閉弁制御を行い、バイパス通路８からの水のミキシングを停止してしまうと、バイパス通路開閉弁閉弁温度以下となった湯が給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑに達する前に水のミキシングが停止されることになる。言い換えれば、出側湯温センサ14の配設部位Ｐから前記合流部位Ｑまでの間に留まっていたバイパス通路開閉弁閉弁温度よりも高い湯温の湯は、バイパス通路８からの水のミキシングが行われないまま、バイパス通路開閉弁閉弁温度を越える湯温の湯が出湯されてしまうことになる。
【００３９】
それに対し、本実施形態例のように、バイパス弁駆動手段38によって、給湯熱交換器１の再出湯時実測出側湯温がバイパス通路開閉弁閉弁温度以下であると判断されたときに、この判断時から前記接続通路の流れ時間だけ経過したときにバイパス弁10の閉弁制御を行うことにより、上記のようなバイパス通路開閉弁閉弁温度を越えた湯の出湯を確実に防止し、バイパス通路開閉弁閉弁温度以下の湯の出湯を確実に行うことができる。
【００４０】
さらに、以上のようなバイパス弁駆動手段38の制御により、バイパス通路開閉弁閉弁温度以下となった湯が給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑに達したときには、バイパス弁10を閉弁してバイパス通路８からの水のミキシングを停止するために、給湯熱交換器１の出側温度が低くなってもバイパス通路８からの水のミキシングが行われ続けることによる大幅なアンダーシュートの湯の出湯を抑制することが可能となり、給湯設定温度に近い安定した湯温の湯を出湯することができる。
【００４１】
図２には、本発明に係る燃焼機器の第２実施形態例における制御装置20の主要構成が示されている。この制御装置20は、上記第１実施形態例における制御装置20とほぼ同様に構成されており、本実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴的なことは、流れ時間検出部40に、最小流れ時間記憶部42と流れ時間補正手段43を設けたことである。
【００４２】
図４〜図７に示したような燃焼機器において、給湯バーナの給湯燃焼中には、一般に、水量制御弁７の開弁量は最大開弁量に設定されることが多いが、例えば、給湯の設定温度が非常に高く、給湯熱交換器１を通る水量を小さく絞らなければ設定温度の湯の出湯を行うことができないような場合には、水量制御弁７の絞り量を大きくして給湯熱交換器１を通る水量（流量）を小さくすることがある。なお、このように、水量制御弁７の絞り量を大きくしたときには、常時バイパス通路５を通る水の流量も小さくされる。
【００４３】
そして、水量制御弁７の絞り量が大きくなり、給水通路３の水の流量が小さくなるにつれて、給湯熱交換器１から給湯通路４へ流出される湯が出側湯温センサ14の配設部位Ｐから給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑまで達するまでの湯の流れ時間は遅くなる。
【００４４】
また、バイパス通路８のバイパス弁10が開いているときと閉じているときとの前記熱交側流量比を比較すると、バイパス弁10を閉じているときの熱交側流量比の方がバイパス弁10を開いているときの熱交側流量比よりも大きくなるために、バイパス弁10を閉じているときの方が前記湯の流れ時間は短くなる。
【００４５】
そこで、本実施形態例では、例えば前記演算式（１）に、給水通路３の水の最大流量（水量制御弁７の開弁量を最大としたときの流量）と、前記接続通路の長さＬと、この接続通路の太さｄと、前記熱交側流量比の最大値（バイパス弁10を閉じているときの熱交側流量比Ｒ2 ）を代入して決定される前記接続通路の最小流れ時間を最小流れ時間記憶部42に与え、流れ時間検出部40は、この最小流れ時間記憶部42に記憶した最小流れ時間を流れ時間補正手段43によって補正する構成とした。
【００４６】
流れ時間補正手段43は、再出湯時の流量検出センサ12の検出流量と再出湯時の熱交側流量比の少なくとも一方が小さくなるにつれて、最小流れ時間記憶部42に記憶した最小流れ時間を大きくする方向に補正するものである。すなわち、流れ時間補正手段43は、バイパス弁10の開閉信号と流量検出センサ12の検出流量とを取り込み、バイパス弁10が開いているときや、水量制御弁７の制御によって給水通路３を通る水の流量が小さく制御されているときには、バイパス弁10の開閉信号や流量検出センサ12の検出流量に基づいて最小流れ時間を大きくする方向に補正する。
【００４７】
本実施形態例の上記以外の構成は上記第１実施形態例と同様に構成されており、本実施形態例でも上記第１実施形態例と同様に、バイパス開閉温度設定部39によってバイパス弁10の開弁温度と閉弁温度とが設定される。そして、本実施形態例では、流れ時間検出部40の流れ時間補正手段43により、流量検出センサ12の検出流量と、バイパス弁10の開閉信号と、パラメータ格納部41の格納データと、前記演算式（１），（２），（３）に基づいて最小流れ時間記憶部42の最小流れ時間の補正が行われ、前記接続通路の湯の流れ時間が求められる。
【００４８】
そして、この求められた湯の流れ時間と前記バイパス弁10の開弁温度および閉弁温度に基づいて、バイパス弁駆動手段38によるバイパス弁10の開閉制御が上記第１実施形態例と同様に行われることにより、本実施形態例でも上記第１実施形態例と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施の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、バイパス弁駆動手段38は、流量検出センサ12のセンサ出力を用いて出湯開始を検知していたが、燃焼制御部33の制御動作の情報に基づいて出湯開始を検知するようにしてもよいし、図４〜図７の各給湯器の給湯通路４の給湯栓19側に流水を検出するための流水スイッチ（給湯確認スイッチ）等のセンサを設け、このセンサのセンサ出力を用いて出湯開始を検知するようにしてもよい。
【００５０】
また、図４〜図７に示した給湯器には常時バイパス通路５が設けられていたが、前記実施の形態例に示した高温出湯防止手段は常時バイパス通路５を省略した各種の燃焼機器にも適用できるものであり、上記実施の形態例の高温出湯防止手段を設けて高温出湯防止動作を行うことによって、出湯時に給湯設定温度より許容範囲を越えた高温の湯が出湯し湯の利用者に不快感を与えるという問題および高温出湯による危険を回避できるし、再出湯時の湯温安定化も図れる。上記のように常時バイパス通路５を省略した場合にはその分管路構成を簡単にできる。
【００５１】
さらに、上記実施形態例では、常時バイパス通路５を１本だけ設けたが、常時バイパス通路５を複数本設けてもよい。この場合にも、前記の如く、給湯熱交換器１の流量とそれら常時バイパス通路の総流量の流量比が管路抵抗により予め定めた流量比となるように複数の常時バイパス通路が形成される。
【００５２】
さらに、上記実施形態例では、流れ時間検出部40は、前記式（１）〜（３）やパラメータ格納部41に格納された各パラメータの数値等に基づいて、給湯熱交換器１から給湯通路４へ流出される湯が出側温度センサ14の配設部位Ｐから給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑまで達するまでの湯の流れ時間を求めたが、この湯の流れ時間の求め方は必ずしも上記実施形態例と同様にするとは限らず、流量検出センサ12の検出流量と、ＰＱ間の長さと、その太さと、トータル給水量に対する給湯熱交換器１を通る水量の熱交側流量比の１つ以上のパラメータを含む予め与えられた演算式等の解法データに基づいて前記湯の流れ時間を求めるようにすればよい。
【００５３】
また、上記第２実施形態例のように、流れ時間検出部40に流れ時間補正手段43を設ける場合には、最小流れ時間記憶部42に記憶した最小流れ時間の補正式や補正データを予め与えておいてこの補正式や補正データに基づいて最小流れ時間を補正して湯の流れ時間を求めるようにしてもよい。
【００５４】
さらに、上記実施形態例では、流れ時間検出部40によって、給湯熱交換器１から給湯通路４へ流出される湯が、出側湯温センサ14の配設部位Ｐから給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑまで達するまでの湯の流れ時間を求める解法データとして演算式を与え、流れ時間検出部40はこの演算式に基づいて前記湯の流れ時間を求めたが、解法データは必ずしも演算式とは限らず、例えばテーブルデータやグラフデータ等のデータとしてもよく、このように、流れ時間検出部40は様々な与えられた解法データに基づいて湯の流れ時間を求める構成とすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、給湯バーナの燃焼停止以降の再出湯時に、給湯熱交換器出側湯温センサによって検出される給湯熱交換器の再出湯時実測出側湯温がバイパス通路開閉弁開弁温度以上であり、高温出湯の虞れがあると判断されたときには、この高温の湯が給湯通路とバイパス通路との合流部位に達したときにバイパス通路開閉弁を開弁させてバイパス通路の水をミキシングし、前記再出湯時実測出側湯温がバイパス通路開閉弁閉弁温度以下となり、高温出湯の虞れがなくなったと判断されたときには、この湯が前記合流部位に達したときにバイパス通路開閉弁を閉弁させてバイパス通路の水のミキシングを停止する構成としたので、バイパス通路の水のミキシングを非常に適切なタイミングで行うことが可能となり、例えば給湯熱交換器の後沸きに起因した高温の湯が再出湯時に出湯するのを確実に防止することができるし、その後の出湯湯温の安定化も図ることができる。
【００５６】
しかも、本発明は、バイパス通路を設け、このバイパス通路の開閉を行うバイパス通路開閉弁を上記の如く制御するといった簡単な構成でもって、上記のような高温出湯防止および再出湯湯温安定化といった優れた効果を奏することができる。
【００５７】
また、給湯熱交換器から給湯通路へ流出される湯が給湯熱交換器出側湯温センサの配設部位から給湯通路をバイパス通路との合流部位まで達するまでの湯の流れ時間を求めるときに、この湯の流れ時間の最小流れ時間を与えておき、この最小流れ時間を、流れ時間補正手段によって、再出湯時の給水通路の流量とトータル給水量に対する給湯熱交換器を通る水量の熱交側流量比とに基づいて補正する構成とした本発明によれば、湯の流れ時間をより一層容易に求めることができる。
【００５８】
さらに、本発明において、給湯熱交換器の給水通路と、給湯熱交換器の給湯通路を短絡する開閉弁を持たない常時バイパス通路が給湯熱交換器とバイパス通路開閉弁を備えたバイパス通路との並列回路の間に並列に設けられている構成にあっては、給湯通路の常時バイパス通路出側接続部で、給湯熱交換器で加熱された湯と常時バイパス通路側を通った水がミキシングされることになり、例えば、バイパス通路開閉弁を開弁してバイパス通路を通る水によって給湯熱交換器から流出した湯の温度を下げなければならないにもかかわらず、バイパス通路開閉弁が補償して開弁しないという事態が発生しても、上記の如く、給湯熱交換器の湯は常時バイパス通路の水がミキシングされることによって湯温が下げられることから、高温の湯が出湯し、湯の利用者に火傷を負わせてしまうというような重大な問題は回避することができる。
【００５９】
また、この構成の燃焼機器にあっては、給水通路からの水が全て給湯熱交換器側に入り込むことはないため、給湯熱交換器の表面が急激に冷やされて、例えば燃焼排ガス中の水蒸気が給湯熱交換器表面に付着することによる結露の発生も防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃焼機器の第１実施形態例の制御部要部構成を示すブロック構成図である。
【図２】本発明に係る燃焼機器の第２実施形態例の制御部要部構成を示すブロック構成図である。
【図３】給湯熱交換器の滞留湯の温度における時間的変化の一例を示すグラフである。
【図４】本発明の燃焼機器である給湯器の一システム構成例を示すモデル図である。
【図５】本発明の燃焼機器である複合給湯器の一システム構成例を示すモデル図である。
【図６】本発明の燃焼機器である湯張り機能（高温差し湯機能）付き給湯器の一システム構成例を示すモデル図である。
【図７】本発明の燃焼機器である一缶二水構成の給湯器の一システム構成例を示すモデル図である。
【符号の説明】
１  給湯熱交換器
４  給湯通路
５  常時バイパス通路
８  バイパス通路
10  バイパス弁
12  流量検出センサ
14  出側湯温センサ
38  バイパス弁駆動手段
39  バイパス開閉温度設定部
40  流れ時間検出部
43  流れ時間補正手段
【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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【図６】
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【図７】
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