(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナを熱源とするとともに、入水管を介して送り込まれた水を湯に熱交換して出湯管へ出す熱交換器と、前記入水管に設けた入口サーミスタと、前記出湯管を流動する湯の温度を検出する給湯サーミスタと、前記給湯サーミスタの検出温度と温度設定手段で設定された給湯温度とが合致するように前記バーナの燃焼量を調節するガスブロックと、出湯開始時、前記温度設定手段で設定された設定温度より高い給湯温度の湯を所定時間出湯した後、前記設定温度に給湯温度を戻す制御部とを具備し、この制御部は、前回出湯時の設定温度より給湯配管に奪われる熱量を予測して、設定温度より高い給湯温度の湯を所定時間出湯するようにした給湯機。
【請求項２】
バーナを熱源とするとともに、入水管を介して送り込まれた水を湯に熱交換して出湯管へ出す熱交換器と、前記入水管に設けた入口サーミスタと、前記出湯管を流動する湯の温度を検出する給湯サーミスタと、前記給湯サーミスタの検出温度と温度設定手段で設定された給湯温度とが合致するように前記バーナの燃焼量を調節するガスブロックと、出湯開始時、前記温度設定手段で設定された設定温度より高い給湯温度の湯を所定時間出湯した後、前記設定温度に給湯温度を戻す制御部とを具備し、この制御部は、前回出湯時の連続出湯時間より給湯配管に奪われる熱量を予測して、設定温度より高い給湯温度の湯を所定時間出湯するようにした給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は出湯時の立上り温度を早くした給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の給湯装置は特開平４−２７０８２９号公報に記載されているようなものが一般的であった。この給湯装置は図９に示すように入水管路１と、供給される水を加熱する熱交換器２と、出湯管路３と、出湯管路３の先の給湯栓４と、バイパス管路６と、バイパス管路６に設けられる水量調節弁７と、出湯管路３の途中Ｃから分岐して入水管路１のバイパス管路６の分岐点Ａより下流位置に接続する（接続点をＤで示す）温水循環用戻し管路８と、前記戻し管路８に設けられる循環ポンプ９とを有し、即出湯モード時には温
水を戻し管路８を通して出湯管路３から熱交換器２に循環させて待機するように構成されている。
【０００３】
そして上記の構成によって給湯栓が解放されると即出湯されるようにようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の給湯装置では、給湯機本体と給湯栓の配管を往復の２経路設置しなければならないので、大がかりな配管工事になり、コストが高く付く等の理由で、一般的には普及しにくいという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、バーナを熱源とするとともに、入水管を介して送り込まれた水を湯に熱交換して出湯管へ出す熱交換器と、前記入水管に設けた入口サーミスタと、前記出湯管を流動する湯の温度を検出する給湯サーミスタと、前記給湯サーミスタの検出温度と温度設定手段で設定された給湯温度とが合致するように前記バーナの燃焼量を調節するガスブロックと、出湯開始時、前記温度設定手段で設定された設定温度より高い給湯温度の湯を所定時間出湯した後、前記設定温度に給湯温度を戻す制御部とを具備し、この制御部は、前回出湯時の設定温度より給湯配管に奪われる熱量を予測して、設定温度より高い給湯温度の湯を所定時間出湯するようにしたものである。
【０００６】
したがって、出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の給湯機は、バーナを熱源とするとともに、入水管を介して送り込まれた水を湯に熱交換して出湯管へ出す熱交換器と、前記入水管に設けた入口サーミスタと、前記出湯管を流動する湯の温度を検出する給湯サーミスタと、前記給湯サーミスタの検出温度と温度設定手段で設定された給湯温度とが合致するように前記バーナの燃焼量を調節するガスブロックと、出湯開始時、前記温度設定手段で設定された設定温度より高い給湯温度の湯を所定時間出湯した後、前記設定温度に給湯温度を戻す制御部とを具備し、この制御部は、前回出湯時の設定温度より給湯配管に奪われる熱量を予測して、設定温度より高い給湯温度の湯を所定時間出湯するようにした。
【０００８】
このように、前回出湯時の設定温度より給湯配管の冷却度合いを予測することで、この設定温度より高い給湯温度ΔＴと所定時間ΔＬを決定して出湯させ、その後、設定温度に給湯温度を戻すため、給湯配管の温度を冷却された状態から素早く設定した給湯温度に加熱することができ、出湯初期の給湯配管による湯からの放熱を無くし給湯栓からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【０００９】
また、本発明の給湯機は、バーナを熱源とするとともに、入水管を介して送り込まれた水を湯に熱交換して出湯管へ出す熱交換器と、前記入水管に設けた入口サーミスタと、前記出湯管を流動する湯の温度を検出する給湯サーミスタと、前記給湯サーミスタの検出温度と温度設定手段で設定された給湯温度とが合致するように前記バーナの燃焼量を調節するガスブロックと、出湯開始時、前記温度設定手段で設定された設定温度より高い給湯温度の湯を所定時間出湯した後、前記設定温度に給湯温度を戻す制御部とを具備し、この制御部は、前回出湯時の連続出湯時間より給湯配管に奪われる熱量を予測して、設定温度より高い給湯温度の湯を所定時間出湯するようにした。
【００１０】
このように、前回の連続出湯時間より給湯配管の冷却度合いを予測することで前記ΔＴとΔＬを決定し、設定温度より＋ΔＴ高い給湯温度の湯をΔＬ時間出湯した後、設定温度に給湯温度を戻すため、給湯配管の温度を冷却された状態から素早く設定した給湯温度に加熱することができ、出湯初期の給湯配管による湯からの放熱を無くし給湯栓からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【００１１】
以下、本発明の実施例を述べる前に参考実施例について図面を用いて説明する。
【００１２】
（参考実施例１）
図１，２において、１１はファン、１２はバーナ、１３はガス供給部でその燃焼量はガスブロック１４で制御される。１５は熱交換器で入口側には入水管１６、出口側には出湯管１７が接続され、熱交換器１５をバイパスするように水量調節弁１８が入水管１６と出湯管１７の間に設けられている。
【００１３】
入水管には入水温度を計測する入口サーミスタ１９が、出湯管には熱交換器１５出口の湯温を計測する出口サーミスタ２０が、水量調節弁と出湯管が合流した後には給湯機出口温度を計測する給湯サーミスタ２１が取付られている。２２は給湯配管、２３は給湯栓である。そして給湯温度をリモコン２４によって設定し、給湯機全体を制御部２５によって制御する。
【００１４】
次に動作、作用について説明する。入水管１６入口より供給された水は入口サーミスタ１９で温度計測された後、入水管１６と水量調節弁１８の二方向に分岐され、入水管１６を通過した水は熱交換器１５によって加熱され湯となり出口サーミスタ２０で温度計測された後、出湯管１７を通過し水量調節弁１８を通過してきた水と混合され給湯サーミスタ２１で温度計測後給湯配管２２を通って給湯栓２３より吐出される。
【００１５】
熱交換器１５による加熱量はリモコン２４で設定された湯温と入口サーミスタ１９より計測された水温より決定され、ガスはガスブロック１４で燃料調節した後ガス供給部１３からバーナ１２に送られ燃焼して熱交換器１５に伝熱される。
【００１６】
本参考実施例１の給湯機は、上記一般の動作に加え、図２に示すように出湯開始時にリモコン２４で設定された温度（Ｔ）より高い給湯温度（Ｔ＋ΔＴ）の湯を一定時間（ΔＬ）出湯した後リモコン２４で設定された温度（Ｔ）に給湯温度を戻すことに特徴がある。
【００１７】
これによって出湯開始前、外気温と同レベルまで冷却されていた給湯配管２２による出湯初期の湯からの放熱ロス分（Ｄ）をリモコン２４で設定された温度より高い温度の湯（（Ｔ＋ΔＴ）×ΔＬ）で加熱することが出来、給湯栓２３からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。よって給湯栓２３での温水のでるまでの待ち時間が短縮され、使い勝手が向上するとともに死に水を少なくすることができ水の節水にも効果がある。
【００１８】
続いて具体例で説明する。標準的な給湯機の配管及び使用条件を次のように設定する。
【００１９】
給湯配管  銅管  φ１６ｍｍ  ｔ１．０５ｍ
周囲温度（外気温）  １５℃
リモコン設定温度    ４０℃
出湯流量            １２Ｌ／分  （＝０．２Ｌ／Ｓ）
給湯配管の必要加熱熱容量Ｍの計算
配管容積  Ｖ＝（π×０．０１６２／４−π×０．０１４２／４）×５＝０．０００２３６ｍ３
銅比重    γ＝８９００ｋｇ／ｍ３
銅比熱    Ｃｐ＝０．１００ｋｃａｌ／ｋｇ・ｄｅｇ
Ｍ＝銅管質量（Ｖ）×比重（γ）×比熱（Ｃｐ）×温度差＝０．０００２３６×８９００×０．１００×（４０−１５）＝５．２４ｋｃａｌ
上記計算により給湯配管を冷却時の１５℃からリモコン２４設定温度４０℃に上昇させるには５．２４ｋｃａｌ必要であり、出湯初期の湯は５．２４ｋｃａｌ分の熱容量（Ｄ）を給湯配管に奪われることになる。よってこの必要加熱熱容量分（Ｍ）をリモコン２４設定温度の湯に足しておくと給湯栓での湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【００２０】
ΔＴ×ΔＬ×Ｑ＝Ｍ＝Ｄの関係が成立する。次表に適当なΔＴ、ΔＬを上げてみる。
【００２１】
【表１】
0003855353.tif 000002
【００２２】
ＮＯ１の場合、出湯開始時にリモコン２４で設定された温度（４０℃）より高い給湯温度（４２℃）の湯を一定時間（１２．５Ｓ）出湯した後リモコン２４で設定された温度（４０℃）に給湯温度を戻すと給湯栓での湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【００２３】
なお、給湯機出口での出湯温度の立ち上がりが速い方がより給湯栓２３での湯の出湯温度の立ち上がりに効果があるので熱交換器１５内の温度をバーナ１２で間欠的に加熱させておき高温状態にしておくことと、出湯初期時には水量制御弁１８を閉止状態にして給湯機出口での出湯温度立ち上げを速くできるようにすることはいうまでもない。
【００２４】
（参考実施例２）
図３は参考実施例２を示し、参考実施例１と異なる点は給湯配管２２の温度を検知する給湯配管サーミスタ２６を設けた点である。なお、参考実施例１と同作用を発揮する構成については同一符号を付し、説明は参考実施例１のものを援用する。
【００２５】
次に動作、作用を説明すると、給湯配管サーミスタ２６の温度により給湯配管２２の温度を直接測定し、リモコン２４で設定した温度との温度差を入力することで給湯配管２２の必要加熱熱容量Ｍを精度よく算出することができる。よって実施例１のように給湯配管２２の冷却度合いを予想で計算するのと違い確実に算出できるため、最適なΔＴ・ΔＬを設定し、給湯栓２３からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【００２６】
（参考実施例３）
図４は参考実施例３を示し、参考実施例１、または２と異なる点は給湯機の外装部２７外側あるいは給湯機内部で外気と連通する位置に外気温センサ２８を設けた点である。なお、参考実施例１，２と同作用を発揮する構成については同一符号を付し、説明は参考実施例１，２のものを援用する。
【００２７】
次に動作、作用を説明すると、通常外気温と同レベルにあると考えられる給湯配管２２の温度を外気温センサ２８の温度と置換して給湯配管２２の必要加熱熱容量Ｍを算出することができる。よって実施例１のように給湯配管２２の冷却度合いを予想で計算するのと違い精度よく算出できるため、最適なΔＴ・ΔＬを設定し、給湯栓２３からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。また外気温センサ２８を給湯機本体に設置するため、実施例２のように給湯配管２２途中にある給湯配管サーミスタ２６と給湯機本体を接続する配線も必要無いという効果がある。
【００２８】
（参考実施例４）
図５，６において、前回出湯終了時から再出湯開始までの経過時間Ｘより給湯配管２２の冷却度合いを予測し、最適なΔＴ・ΔＬをを求め、給湯栓２３からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くする。具体的には給湯配管２２の冷却度合いを次に示すような配管冷却度Ａを定義して湯温制御する。
【００２９】
Ｘ≧Ｚ  Ａ＝１
Ｘ＜Ｚ  Ａ＝Ｘ／Ｚ：飽和配管冷却時間Ｚは予め設定しておき例えば６０分としておくよって給湯配管の必要加熱熱容量Ｍは
Ｍ＝Ａ×銅管質量（Ｖ）×比重（γ）×比熱（Ｃｐ）×温度差
となる。
【００３０】
経過時間Ｘが３０分の場合Ａ＝３０／６０＝０．５となる。他の条件を実施例１の具体例と同条件設定にするとΔＴ、ΔＬは次表のようになる。
【００３１】
【表２】
0003855353.tif 000003
【００３２】
ＮＯ１の場合、出湯開始時にリモコン２４で設定された温度（４０℃）より高い給湯温度（４２℃）の湯を一定時間（６．２５Ｓ）出湯した後リモコン２４で設定された温度（４０℃）に給湯温度を戻すと給湯栓での湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【００３３】
以下本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
【００３４】
（実施例１）
図７は本発明の実施例１における給湯機の湯温制御ブロックを示し、動作、作用を説明すると、前回出湯終了時設定されていたリモコン設定温度Ｔ１より給湯配管２２の冷却度合いを予測し、最適なΔＴ・ΔＬをを求め、給湯栓２３からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くする。給湯配管２２の冷却度合いは前回出湯時設定されていた温度が高いほど周囲との温度差が大きくなり冷却度も大きくなる。よってこれを補正するために次に示すような配管冷却度Ｂを定義して湯温制御する。
【００３５】
Ｂ＝（（Ｔ１−１５）／（７５−１５））２
よって給湯配管の必要加熱熱容量ＭはＭ＝Ｂ×銅管質量（Ｖ）×比重（γ）×比熱（Ｃｐ）×温度差となる。
【００３６】
また、実際には参考実施例４のように前回出湯終了時から再出湯開始までの経過時間があり、
Ｍ＝Ａ×Ｂ×銅管質量（Ｖ）×比重（γ）×比熱（Ｃｐ）×温度差
となる。ΔＴ・ΔＬ＝Ｍ／Ｑより最適なΔＴ・ΔＬをを求め出湯開始時にリモコン２４で設定された温度ＴよりΔＴ高い給湯温度の湯を一定時間ΔＬ出湯した後リモコン２４で設定された温度に給湯温度を戻すと給湯栓での湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【００３７】
（実施例２）
図８は本発明の実施例２を示す。動作、作用を説明すると、前回の連続出湯時間Ｙより給湯配管２２の冷却度合いを予測し、最適なΔＴ・ΔＬを求め、給湯栓２３からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くする。給湯配管２２の冷却度合いは前回の連続出湯時間Ｙが短い程大きくなり、給湯配管２２が給湯設定温度Ｔと等しくなる給湯配管設定温度到達時間Ｃを越えると一定となる。よってこれを補正するために次に示すような配管冷却度Ｅを定義して湯温制御する。
【００３８】
Ｙ≧Ｃ  Ｅ＝１
Ｙ＜Ｃ  Ｅ＝ｅ（１−Ｙ／Ｃ）
よって給湯配管の必要加熱熱容量Ｍは
Ｍ＝Ｅ×銅管質量（Ｖ）×比重（γ）×比熱（Ｃｐ）×温度差
となる。また、実際には実施例４、５のように前回出湯終了時から再出湯開始までの経過時間、前回出湯終了時設定されていたリモコン設定温度によっても、必要加熱熱容量Ｍが変わるので、
Ｍ＝Ａ×Ｂ×Ｅ×銅管質量（Ｖ）×比重（γ）×比熱（Ｃｐ）×温度差
となる。
【００３９】
ΔＴ・ΔＬ＝Ｍ／Ｑより最適なΔＴ・ΔＬをを求め出湯開始時にリモコン２４で設定された温度ＴよりΔＴ高い給湯温度の湯を一定時間ΔＬ出湯した後リモコン２４で設定された温度に給湯温度を戻すと給湯栓での湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【００４０】
以上各参考実施例、および各実施例の技術的意義をまとめれば以下の通りである。
【００４１】
（１）出湯時リモコンで設定された温度より高い給湯温度の湯を一定時間出湯した後リモコンで設定された温度に給湯温度を戻すことで、給湯配管の温度を冷却された状態から素早く設定した給湯温度に加熱することができ、出湯初期の給湯配管による湯からの放熱を無くし給湯栓からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。また給湯配管を１本で構成することができるため、給湯配管を往復の２経路設置する大がかりな配管工事も必要なく、従来の給湯機と同じ設置形態をとることが出来る。
【００４２】
（２）給湯配管の温度を検知する給湯配管サーミスタを備え、給湯配管サーミスタの温度により給湯配管の冷却度合いを予測することで精度の高いΔＴとΔＬを決定し出湯時リモコンで設定された温度より＋ΔＴ高い給湯温度の湯をΔＬ時間出湯した後リモコンで設定された温度に給湯温度を戻すため、給湯配管の温度を冷却された状態から素早く設定した給湯温度に加熱することができ、出湯初期の給湯配管による湯からの放熱を無くし給湯栓からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【００４３】
（３）給湯機の外装部外側あるいは給湯機内部で外気と連通する位置に外気温センサを備え、外気温より給湯配管の冷却度合いを精度良く予測することでΔＴとΔＬを決定し、出湯初期の給湯配管による湯からの放熱を無くし給湯栓からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【００４４】
（４）前回出湯終了から再出湯開始までの経過時間より給湯配管の冷却度合いを予測することでΔＴとΔＬを決定し出湯初期の給湯配管による湯からの放熱を無くし給湯栓からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【００４５】
（５）前回出湯時のリモコンで設定された温度より給湯配管の冷却度合いを予測することでΔＴとΔＬを決定し出湯初期の給湯配管による湯からの放熱を無くし給湯栓からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【００４６】
（６）前回の連続出湯時間より給湯配管の冷却度合いを予測することでΔＴとΔＬを決定し出湯初期の給湯配管による湯からの放熱を無くし給湯栓からの湯の出湯温度の立ち上がりを速くすることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明の給湯機は、出湯温度の立ち上がり特性が著しく高められ、その使い勝手を大いに高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考実施例１における給湯機の構成図
【図２】  同給湯機の湯温制御特性図
【図３】  本発明の参考実施例２における給湯機の構成図
【図４】  本発明の参考実施例３における給湯機の構成図
【図５】  本発明の参考実施例４における給湯機の湯温制御を示すフローチャート
【図６】  本発明の参考実施例４における給湯機の湯温特性図
【図７】  本発明の実施例１における給湯機の湯温制御を示すフローチャート
【図８】  本発明の実施例２における給湯機の湯温制御を示すフローチャート
【図９】  従来の給湯装置の構成概略図
【符号の説明】
１２バーナ
１４  ガスブロック
１５熱交換器
１６  入水管
１７  出湯管
１８  水量調節弁
１９  入口サーミスタ
２０  出口サーミスタ
２１  給湯サーミスタ
２２  給湯配管
２３  給湯栓
２４  リモコン
２５  制御部
【図１】
0003855353.tif 000004
【図２】
0003855353.tif 000005
【図３】
0003855353.tif 000006
【図４】
0003855353.tif 000007
【図５】
0003855353.tif 000008
【図６】
0003855353.tif 000009
【図７】
0003855353.tif 000010
【図８】
0003855353.tif 000011
【図９】
0003855353.tif 000012