(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管と、該給水管の下流に設けた熱交換器と、該熱交換器の下流に設けた給湯管と、前記給水管から分岐され前記熱交換器をバイパスして前記給湯管に合流するバイパス管と、該バイパス管途中に設けた常閉のバイパス開閉弁と、前記給湯管のバイパス管との合流点よりも上流に設けた熱交温度センサと、所望の給湯温度を設定する温度設定手段と、前記熱交換器を介して水を前記熱交温度センサで検出する温度が前記温度設定手段で設定した給湯設定温度となるよう加熱するバーナと、給湯停止中に前記熱交温度センサの検知湯温と給湯設定温度との偏差が第１の所定値以上であれば前記バイパス開閉弁を開弁する開弁制御手段とを備えたことを特徴とする給湯機。
【請求項２】
前記開弁制御手段によりバイパス開閉弁が開弁された状態で、再給湯開始してから一定時間経過後に前記熱交温度センサの検知湯温と給湯設定温度との偏差が第２の所定値以下であれば遅延時間の後に前記バイパス開閉弁を閉弁する閉弁制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は給湯停止後の後沸きを緩和して再給湯開始時の湯温のオーバーシュートを抑制するため、給水管から分岐し熱交換器をバイパスして給湯管に合流するバイパス管を設けた給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種のものに於いては、例えば特許第２６７７８８４号公報に開示されているが如く、熱交換器をバイパスするバイパス管に常閉の電磁弁を設け、給湯停止から一定時間経過後に電磁弁を開弁して後沸きを緩和し、そして給湯栓が開放されて熱要求が発生すると給湯を開始してバイパス管の電磁弁を閉弁するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの従来のものでは、給湯停止から一定時間経過後にバイパス管の電磁弁を開弁するものであるので、この一定時間が経過するまでの間に熱要求が発生して給湯する場合には、バイパス管の電磁弁が閉弁状態にあり湯温のオーバーシュートを抑制することができず、高温の湯が給湯されてしまうため火傷をしてしまう危険性があるものであった。
【０００４】
又、給湯停止から一定時間経過後には必ずバイパス管の電磁弁は開弁されてしまうため、給湯停止前の給湯温度が低い場合又は給湯継続時間が短くて後沸きがほとんどない場合に於いては、熱交換器内の残り湯の温度に対して過剰な水がバイパス管から供給されてしまい大きなアンダーシュートを引き起こしてしまうものであった。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、請求項１では特にその構成を、給水管と、該給水管の下流に設けた熱交換器と、該熱交換器の下流に設けた給湯管と、前記給水管から分岐され前記熱交換器をバイパスして前記給湯管に合流するバイパス管と、該バイパス管途中に設けた常閉のバイパス開閉弁と、前記給湯管のバイパス管との合流点よりも上流に設けた熱交温度センサと、所望の給湯温度を設定する温度設定手段と、前記熱交換器を介して水を前記熱交温度センサで検出する温度が前記温度設定手段で設定した給湯設定温度となるよう加熱するバーナと、給湯停止中に前記熱交温度センサの検知湯温と給湯設定温度との偏差が第１の所定値以上であれば前記バイパス開閉弁を開弁する開弁制御手段とを備えたものである。
【０００６】
又、請求項２では上記請求項１のものにおいて、前記開弁制御手段によりバイパス開閉弁が開弁された状態で、再給湯開始してから一定時間経過後に前記熱交温度センサの検知湯温と給湯設定温度との偏差が第２の所定値以下であれば遅延時間の後に前記バイパス開閉弁を閉弁する閉弁制御手段を備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
給湯停止中に熱交換器１の下流側に設けられた熱交温度センサ８が検知する湯温ＴＨと、温度設定手段１０で設定した給湯設定温度Ｔとの偏差が、第１の所定値α以上であると開弁制御手段１２が判定するとバイパス管５の常閉のバイパス開閉弁６を開弁するので、再給湯時に湯温のオーバーシュート及びアンダーシュートを抑制すると共に、後沸きの状態に応じバイパス開閉弁６の開閉を簡易に制御できるものである。
【０００８】
又、給湯停止して開弁制御手段１２によりバイパス開閉弁６が開弁された後に再給湯する場合、再給湯開始から一定時間ｔ１はバイパス開閉弁６を開弁状態のまま保持し、湯温のオーバーシュートの温度降下側で熱交温度センサ８が検知する湯温ＴＨと、温度設定手段１０で設定した給湯設定温度Ｔとの偏差が、第２の所定値β以下であると閉弁制御手段１３が判定し、この閉弁判定を行ってから遅延時間ｔ２の経過後にバイパス開閉弁６を閉弁し、熱交換器１内に残っているオーバーシュートした湯をバイパス管５からの冷水と混合して給湯するものである。
【０００９】
【実施例】
次に、この発明に係る給湯機を図面に示された一実施例をもとに説明する。
１はフィンアンドチューブ式の熱交換器で、該熱交換器の上流側には水道管と接続されている給水管２を備え、又、下流側には給湯栓３を終端に有した給湯管４を備えている。
【００１０】
５は給水管２から分岐され熱交換器１をバイパスして給湯管４に接続されたバイパス管で、該バイパス管５途中には常閉の電磁弁よりなるバイパス開閉弁６を備えている。
【００１１】
７は給水管２のバイパス管５の分岐点よりも熱交換器１側に設けられた流量センサで、熱交換器１内へ流入する水の流量Ｑを検知するものであり、８は給湯管４のバイパス管５の合流点よりも熱交換器１側に設けられた熱交温度センサで、熱交換器１から流出する湯の温度ＴＨを検知するものである。
【００１２】
９は熱交換器１を介して水を加熱するバーナで、その加熱量は所望の給湯温度Ｔを設定する温度設定手段１０と前記流量センサ７と前記熱交温度センサ８の信号を入力として、給湯設定温度Ｔと熱交温度センサ８の検知する湯温ＴＨが一致するようにマイコンより構成される制御器１１で制御されるものである。
【００１３】
１２は給湯停止した後に熱交換器１の残熱により熱交換器１内の湯が給湯設定温度Ｔ以上に加熱されてしまう後沸き現象を緩和するための開弁制御手段で、流量センサ７が最低作動流量Ｑ０以下を検知し給湯停止と見なしてバーナ９をＯＦＦした後に、熱交温度センサ８の検知する湯温ＴＨと給湯設定温度Ｔの偏差が第１の所定値α以上になったら、前記バイパス開閉弁６を開弁し熱交換器１内の湯をバイパス管５内の冷水と混合して熱交換器１内の後沸きを緩和し、又、再給湯時には熱交換器１内の湯をバイパス管５からの冷水と混合して給湯栓３から給湯して加熱開始時のオーバーシュートを抑制するものである。尚、この開弁制御手段１２は前記制御器１１内に一つの機能として組み込まれているものである。
【００１４】
１３は再給湯時に前記開弁制御手段１２で開弁されたバイパス開閉弁６を適確なタイミングで閉弁して湯温のオーバーシュートとアンダーシュートを抑制する閉弁制御手段で、前記流量センサ７が最低作動流量Ｑ０以上を検知し給湯開始と見なしてバーナ９をＯＮすると同時に、一定時間ｔ１をカウントし、該一定時間ｔ１が経過した後に熱交温度センサ８の検知する湯温ＴＨと給湯設定温度Ｔの偏差が第２の所定値β以下になったら、遅延時間ｔ２の後に前記バイパス開閉弁６を閉弁するものである。尚、この閉弁制御手段１３は前記開弁制御手段１２と同様に前記制御器１１内に一つの機能として組み込まれているものである。
【００１５】
次に、この一実施例の作動を図３のフローチャートをもとに説明する。
今、給湯栓３が開放され入水管２に水道管からの水が流通すると、ステップ１（以下Ｓ１と略す）で流量センサ７で検知する流量Ｑが最低作動流量Ｑ０（ここでは２l/min）以上であることを検知すると、Ｓ２でバーナ９をＯＮし、Ｓ３で流量センサ７で検知する流量Ｑと熱交温度センサ８で検知する湯温ＴＨと温度設定手段１０で設定する給湯設定温度Ｔとに基づいて湯温ＴＨと給湯設定温度Ｔとが一致するように制御器１１が加熱量を制御する。
【００１６】
次に、Ｓ４では給湯栓３が閉止され流量Ｑが最低作動流量Ｑ０以下まで減少したことを検知すると、これを給湯停止と判断し、Ｓ５でバーナ９をＯＦＦする。
【００１７】
次に、Ｓ６では熱交温度センサ８で検知する湯温ＴＨと給湯設定温度Ｔとの偏差が第１の所定値α（ここでは＋３℃）以上であると開弁制御手段１２で判定すると、Ｓ７でバイパス開閉弁６を開弁する。
【００１８】
尚、給湯温度が低い場合や給湯時間が短い場合は熱交換器１の残熱が小さく後沸き量が少ないので、湯温ＴＨと給湯設定温度Ｔとの偏差が第１の所定値α以上にならず、Ｓ６でＮＯとなりＳ８へ進み、給湯が開始されたかどうかを流量Ｑにより監視し、給湯が開始されたら前記Ｓ２に戻りバーナ９をＯＮして給湯するものである。
【００１９】
このように、後沸きの状態に応じてバイパス開閉弁６の開閉を簡易に制御できるものであるので、後沸きがあって再給湯時にオーバーシュートする心配のあるときには確実にバイパス開閉弁６を開弁しておきオーバーシュートを抑制し、又、後沸きのほとんどないときにはバイパス開閉弁６は閉弁状態のままであるので再給湯時に過剰なアンダーシュートを引き起こす心配のないものである。
【００２０】
次に、前記Ｓ７でバイパス開閉弁６を開弁した後に、Ｓ９で流量Ｑが最低作動流量Ｑ０以上まで増加即ち給湯が開始されたならば、Ｓ１０へ進みバーナ９をＯＮすると共に、Ｓ１１で一定時間ｔ１（ここでは５秒間）をカウントし、該一定時間ｔ１のカウント終了の後にＳ１２へ進み、湯温ＴＨと給湯設定温度Ｔとの偏差が第２の所定値β（ここでは＋１３℃）以下であるかを閉弁制御手段１３が判定する。
【００２１】
ここで、前記Ｓ１２で湯温ＴＨと給湯設定温度Ｔとの偏差が第２の所定値β以下であるかどうかを判定する前に、Ｓ１１で一定時間ｔ１が経過するまで待機することにより、湯温判定をオーバーシュートの温度降下側で必ず行うことができ誤動作の心配がなくなるものである。
【００２２】
次に、前記Ｓ１２で湯温ＴＨと給湯設定温度Ｔとの偏差が第２の所定値β以下になったと判定されるとＳ１３へ進み遅延時間ｔ２（ここでは０．５秒間）をカウントし、この遅延時間ｔ２のカウントが終了するとＳ１４へ進みバイパス開閉弁６を閉弁し、全ての水を熱交換器１に通過加熱させて給湯するものである。
【００２３】
このとき、前記Ｓ１３にて遅延時間ｔ２をカウントしてからＳ１４でバイパス開閉弁６を閉弁するので、熱交温度センサ８で検知した湯温ＴＨと同程度にオーバーシュートした湯は遅延時間ｔ２の間に熱交換器１内から出湯管４へ流出し、熱交換器１内の湯をバイパス管５からの冷水と混合して給湯するもので、又、遅延時間ｔ２の間は熱交温度センサ８は給湯設定温度Ｔより高い温度を検知しているので加熱量は小さく抑えられてバイパス開閉弁６の閉弁後に再びオーバーシュートする心配もないものである。
【００２４】
本発明はこの一実施例に限定されることなく、例えば給湯停止中で且つ開弁制御手段１２によりバイパス開閉弁６が開弁状態にあるときに、熱交温度センサ８の検知する湯温ＴＨが給湯設定温度Ｔ以下に低下したことを検知したら、バイパス開閉弁６を閉弁するようにして開弁保持電力の低減を図ることもできる。
【００２５】
又、前記第１の所定値αを給湯設定温度Ｔに応じて可変するようにすれば、後沸きの状態に応じてバイパス開閉弁６を適確に開弁することができ、又、遅延時間ｔ２を流量センサ７で検知する流量Ｑが大きくなるほど短くすることで湯温のアンダーシュートを抑制し最適な湯温特性を得られるものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、給水管と、該給水管の下流に設けた熱交換器と、該熱交換器の下流に設けた給湯管と、前記給水管から分岐され前記熱交換器をバイパスして前記給湯管に合流するバイパス管と、該バイパス管途中に設けた常閉のバイパス開閉弁と、前記給湯管のバイパス管との合流点よりも上流に設けた熱交温度センサと、所望の給湯温度を設定する温度設定手段と、前記熱交換器を介して水を前記熱交温度センサで検出する温度が前記温度設定手段で設定した給湯設定温度となるよう加熱するバーナと、給湯停止中に前記熱交温度センサの検知湯温と給湯設定温度との偏差が第１の所定値以上であれば前記バイパス開閉弁を開弁する開弁制御手段とを備えた給湯機において、後沸きの状態に応じてバイパス開閉弁の開閉を簡易に制御できるものであるので、後沸きがあって再給湯時にオーバーシュートする心配のあるときには確実に常閉のバイパス開閉弁を開弁しておきオーバーシュートを抑制すると共に、後沸きのほとんどないときにはバイパス開閉弁は閉弁状態のままであるので再給湯時に過剰なアンダーシュートを引き起こすことがないものである。
【００２７】
又、さらに、前記開弁制御手段によりバイパス開閉弁が開弁された状態で、再給湯開始してから一定時間経過後に前記熱交温度センサの検知湯温と給湯設定温度との偏差が第２の所定値以下であれば遅延時間の後に前記バイパス開閉弁を閉弁する閉弁制御手段を備えた給湯機において、遅延時間の後にバイパス開閉弁を閉弁するものであるので、閉弁判定を行ったときに熱交換器内に残っているオーバーシュートした湯をバイパス管から合流する冷水と混合してから給湯するので、給湯栓から出る湯のオーバーシュートを抑制し、高温の湯が出湯して火傷をする心配のないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の概略構成図。
【図２】この発明の一実施例の作動及び湯温特性を示すタイムチャート。
【図３】この発明の一実施例のフローチャート。
【符号の説明】
１    熱交換器
２    給水管
４    給湯管
５    バイパス管
６    バイパス開閉弁
８    熱交温度センサ
９    バーナ
１０    温度設定手段
１２    開弁制御手段
１３    閉弁制御手段
【図１】
0003816263.tif 000002
【図２】
0003816263.tif 000003
【図３】
0003816263.tif 000004