JP2011058744A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォーターハンマー対策を実施して湯張り運転を行なうときに、浴槽の実際の湯張りレベルが目標湯張りレベルよりも多くなることを抑制した給湯装置を提供する。
【解決手段】湯張り開閉弁１３７を閉弁して浴槽１２への湯の供給を停止するときに、給湯管８ｂを流れる湯の流量を流量調節弁８２により所定流量まで減少させてから湯張り開閉弁１３７を閉弁する水撃緩衝処理を実行する水撃対処手段２４と、水撃緩衝処理の実行中に前記給湯管から前記浴槽に供給される湯量の想定値のデータを保持したメモリ２６とを備え、湯張り制御手段２１は、湯張り運転の実行中に、湯張りレベル検知手段２２により検知される浴槽１２の湯張りレベルが、目標湯張りレベルから前記想定値に応じた湯張りレベル分を減じた湯張りレベルに達した時に、水撃対処手段２５により水撃対策処理を開始させて湯張り開閉弁１３７を閉弁し、該湯張り運転を終了する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、浴槽に所定量の湯を張る機能を備えた給湯装置に関する。

従来より、使用者のリモコン操作により設定された目標湯張りレベルの湯を、給湯装置から浴槽に供給する、いわゆる自動湯張りを行う機能を備えた給湯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

自動湯張り運転においては、給湯装置と浴槽を接続した湯張り管に設けられた湯張り開閉弁を開弁することによって、給湯装置から浴室への湯の供給が開始され、湯張り管に設けられた風呂流量センサによる検出データに基いて検知される浴槽の湯張りレベルが、目標湯張りレベルに達したときに、湯張り開閉弁を閉弁して浴槽への湯の供給を停止している。

特開２００１−１６５４５７号公報

上水の供給圧が高い高水圧地域においては、湯張り管を介した浴槽への湯の供給圧が高くなるが、この場合に湯張り開閉弁を閉弁して急激に湯の供給を停止すると、いわゆるウォーターハンマー（水撃）が生じて、異音が発生すると共に湯張り開閉弁が損傷するおそれがある。

そこで、浴槽への湯の供給を停止するときに、水量サーボ等により湯の供給流量をある程度まで減少させてから湯張り開閉弁を閉弁する対策をとることで、ウォーターハンマーの発生を抑制することが考えられる。

しかし、この様なウォーターハンマー対策をとると、湯張り運転を終了するときにウォーターハンマー対策により湯の供給流量を減少させてから湯張り開閉弁が閉弁されるため、浴槽に余分な湯が供給されて、浴槽の実際の湯張りレベルが設定された湯張りレベルよりも多くなってしまう。

そこで、本発明は、ウォーターハンマー対策を実施して湯張り運転を行なうときに、浴槽の実際の湯張りレベルが目標湯張りレベルよりも多くなることを防止した給湯装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、浴槽に接続された給湯管と、前記給湯管及び給水管と接続されて該給水管から供給される水を加熱して前記給湯管に供給する加熱手段と、前記給湯管に設けられた湯張り開閉弁と、前記給湯管を流れる湯の流量を調節する流量調節弁と、前記給湯管を流れる湯の流量を検出する流量センサと、前記浴槽の湯張りレベルを検知する湯張りレベル検知手段と、前記湯張りレベル検知手段により検知される前記浴槽の湯張りレベルに基づいて、前記浴槽に所定の目標湯張りレベルの湯を供給する湯張り運転を実行する湯張り制御手段とを備えた給湯装置に関する。

そして、前記開閉弁を閉弁して浴槽への湯の供給を停止するときに、前記浴槽供給管を流れる湯の流量を前記流量調節弁により所定流量まで減少させてから前記開閉弁を閉弁する水撃緩衝処理を実行する水撃対処手段と、前記水撃緩衝処理の実行中に前記給湯管から前記浴槽に供給される湯量の想定値のデータを保持したデータ保持手段とを備え、前記湯張り制御手段は、前記湯張り運転の実行中に、前記湯張りレベル検知手段により検知される前記浴槽の湯張りレベルが、前記目標湯張りレベルから前記想定値に応じた湯張りレベル分を減じた湯張りレベルに達した時に、前記水撃対処手段により前記水撃対策処理を開始させて前記開閉弁を閉弁し、該湯張り運転を終了することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記開閉弁を閉弁して浴槽への湯の供給を停止する時に生じるウォーターハンマー（水撃）を抑制するために、前記水撃対処手段により前記水撃緩衝処理が行われている。そして、前記湯張り制御手段は、前記湯張り運転を終了するときに、浴槽の湯張りレベルが、目標湯張りレベルから前記水撃緩衝処理の実行時に供給される湯量の想定値に応じた湯張りレベル分を減じた湯張りレベルに達した時点で、前記水撃対処手段により前記水撃緩衝処理を実行させて前記開閉弁を閉弁している。そのため、前記湯張り運転による浴槽への湯張りレベルを前記目標湯張りレベルに合わせることができ、浴槽の実際の湯張りレベルが、前記水撃緩衝処理の実行中に浴槽に供給される湯によって、前記目標湯張りレベルよりも多くなることを防止することができる。

また、 前記湯張り運転が開始されてから、前記湯張りレベル検知手段により検知される前記湯張りレベルが前記目標湯張りレベルよりも小さい所定レベルになった時点で、前記湯張り給湯管から前記浴槽への湯の供給を一時的に停止し、この停止に伴なって実行される前記水撃緩衝処理の実行中に前記浴槽に供給される湯量を前記流量センサによる検出流量に基づいて検知して、該検知した湯量のデータを前記想定値のデータとして前記データ保持手段に保持させる緩衝時給湯量検知手段を備えたことを特徴とする。

かかる本発明において、上水道等から前記給水管への水の供給圧は、時間帯や周辺での水の使用状況等によって変動し、この変動に応じて前記水撃緩衝処理の実行中に浴槽に供給される湯量が変化する。そこで、前記緩衝時給湯量検知手段により、前記湯張り運転の実行中に前記水撃緩衝処理を実行させて、前記水撃緩衝処理の実行中に浴槽に供給される湯量を検知し、検知した湯量のデータを前記想定値のデータとすることによって、上水道等から前記給水管への水の供給圧の変動の影響を抑制して、前記湯張り運転による湯張りレベルを前記目標湯張りレベルに近づけることができる。

また、前記湯張りレベル検知手段は、前記流量センサによる検出流量に基づいて、前記浴槽供給管から前記浴槽に供給される湯量を積算することにより、前記浴槽内の湯量を前記湯張りレベルとして検知することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記湯張りレベルとして前記浴槽内の湯量を用いることにより、前記流量センサによる検出流量に基づいて、前記湯張りレベルを容易に検知することができる。

また、前記浴槽内の湯の水位を検出する水位センサを備え、前記湯張りレベル検知手段は、前記水位センサによる検出水位に基づいて、前記浴槽内の湯の水位を前記湯張りレベルとして検知することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記湯張りレベルとして前記浴槽内の湯の水位を用いることによって、前記浴槽内の湯張りレベルをより正確に検知することができる。

本発明の給湯装置の構成図。 図１に示したコントローラの詳細図。 湯張り運転の第１実施形態の第１フローチャート。 湯張り運転の第１実施形態の第２フローチャート。 湯張り運転における浴槽への湯の供給流量の変化を示した説明図。 湯張り運転の第２実施形態の第１フローチャート。 湯張り運転の第２実施形態の第２フローチャート。

本発明の実施の形態について、図１〜図７を参照して説明する。

図１を参照して、本実施の形態の給湯装置は、単一の缶体１内に、給湯用の第１燃焼部２−１と暖房及び追焚き用の第２燃焼部２−２とが仕切り壁１ａを隔てて並設された１缶式の複合型の給湯装置であり、マイクロコンピュータ等により構成されたコントローラ７によって全体の作動が制御される。

第１燃焼部２−１は、給湯用の第１熱交換器３−１とこれを加熱する第１バーナ４−１とを有し、第２燃焼部２−２は、暖房及び追焚き用の第２熱交換器３−２とこれを加熱する第２バーナ４−２とを有している。第１燃焼部２−１と第２燃焼部２−２には共通の燃焼ファン５から燃焼用空気が供給される。なお、第１熱交換器３−１と第１バーナ４−１とにより、本発明の加熱手段が構成される。

第１バーナ４−１の燃焼排気は、第１熱交換器３−１に導かれて第１熱交換器３−１で熱交換した後に、第１熱交換器３−１及び第２熱交換器３−２の上側の排気フード６に流れて排気フード６に形成された排気口６ａから外部に排出される。同様に、第２バーナ４−２の燃焼排気は、第２熱交換器３−２に導かれて第２熱交換器３−２で熱交換器した後に、排気フード６に流れて排気口６ａから外部に排出される。なお、第１バーナ４−１及び第２バーナ４−２の燃焼量に対応した量の燃焼用空気が供給されるように、コントローラ７により燃焼ファン５の回転数が制御される。

第１熱交換器３−１には、上流側の給水管８ａと下流側の給湯管８ｂとが接続されている。給水管８ａには、流量センサ８１とコントローラ７により制御される流量調節弁８２とが設けられ、さらに、流量調節弁８２の下流側で給水管８ａと給湯管８ｂとを連通するバイパス管８ｃが設けられ、バイパス管８ｃにコントローラ７により制御されるバイパス流量調節弁８３が設けられている。また、給湯管８ｂには、上流側の湯温センサ８４と、バイパス管８ｃとの合流箇所の下流側の湯温センサ８５とが設けられている。

流量センサ８１と湯温センサ８４，８５の検出信号はコントローラ７に入力される。そして、コントローラ７は、給湯管８ｂの下流端のカラン８６が開栓されて第１熱交換器３−１への通水が開始され、流量センサ８１の検出流量が所定の下限流量以上となったときに、燃焼ファン５を駆動すると共に、第１バーナ４−１に点火して「給湯運転」を実行する。

「給湯運転」に際して、コントローラ７は、湯温センサ８４により検出される給湯側出湯温度が所定の高温設定温度になるように、第１バーナ４−１の燃焼量を制御すると共に、第１バーナ４−１の燃焼量が最大となっても湯温センサ８４の検出温度が高温設定温度に達しないときは流量調節弁８２により第１熱交換器３−１への通水量を減少させる。

そして、コントローラ７は、湯温センサ８５の検出温度がリモコン７ａで設定された給湯温度になるように、バイパス流量調節弁８３によりバイパス管８ｃの流水量（バイパスミキシング量）を制御する。

第２熱交換器３−２は、暖房循環回路９を介して要求湯温が比較的高い高温暖房端末である湯水式の温風暖房機１０に接続されている。暖房循環回路９は、第２熱交換器３−２で加熱された湯水を温風暖房機１０に送出する暖房往き管９ａと、温風暖房機１０内を流通した湯水を第２熱交換器３−２に戻す暖房戻り管９ｂとにより構成されている。

暖房戻り管９ｂには、シスターン９１と、コントローラ７により制御される暖房ポンプ９２とが介設されている。そして、温風暖房機１０の運転スイッチ（図示しない）がＯＮ操作されたときに、コントローラ７は、温風暖房機１０の通水弁１０ａを開弁すると共に、暖房ポンプ９２を駆動して、温風暖房機１０と第２熱交換器３−２との間で暖房循環回路９を介して湯水を循環させる「暖房運転」を実行する。

また、本実施の形態では、要求湯温が比較的低い低温暖房端末である床暖房パネル１１が備えられており、暖房ポンプ９２の下流側の暖房戻り管９ｂの部分から床暖房パネル１１に至る低温暖房往き管９ｃが分岐している。床暖房パネル１１内を流通した湯水は温風暖房機１０内を流通した湯水と合流してシスターン９１に戻る。

さらに、暖房循環回路９にはバイパス管９ｄが設けられている。床暖房パネル１１の運転スイッチ（図示しない）がＯＮ操作されると、コントローラ７は、床暖房パネル１１の通水弁１１ａを開弁すると共に、暖房ポンプ９２を駆動して「暖房運転」を実行する。これにより、バイパス管９ｄを経由して第２熱交換器３−２に湯水が循環されると共に、暖房ポンプ９２から送出される湯水の一部が床暖房パネル１１に供給され、第２熱交換器３−２からの熱がシスターン９１を介して床暖房パネル１１に伝達される。

暖房往き管９ａの上流部には、第２熱交換器３−２から送出される湯水の温度を検出する湯温センサ９３が設けられており、湯温センサ９３の検出信号がコントローラ７に入力される。そして、コントローラ７は、温風暖房機１０や床暖房パネル１１の運転スイッチ（図示しない）がＯＮ操作されて「暖房運転」を行なう際に、湯温センサ９３で検出される暖房側出湯温度が温風暖房機１０や床暖房パネル１１の要求湯温となるように、第２バーナ４−２の燃焼量を制御する。なお、温風暖房機１０の要求湯温は比較的高温（例えば８０℃）であり、床暖房パネル１１の要求湯温は比較的低温（例えば６０℃）である。

また、第２熱交換器３−２は、風呂の追焚きを行なう際の熱源としても機能する。浴槽１２に接続された風呂循環回路１３（風呂往き管１３ａと風呂戻り管１３ｂにより構成される）には、コントローラ７により制御される風呂ポンプ１３１と液々熱交換器１３２とが介設されている。また、暖房循環回路９には、暖房往き管９ａから液々熱交換器１３２を経由してシスターン９１に至る追焚き管９ｅが設けられている。

そして、リモコン７ａに備えられた追焚きスイッチ（図示しない）がＯＮ操作されると、コントローラ７は、風呂ポンプ１３１を駆動して風呂循環回路１３に浴槽１２の湯水を循環させると共に暖房ポンプ９２を駆動し、第２バーナ４−２に点火して「追焚き運転」を実行する。「追焚き運転」においては、第２熱交換器３−２で加熱された湯水が液々熱交換器１３２を経由して暖房循環回路９を循環し、風呂循環回路１３を循環する浴槽１２の湯水が液々熱交換器１３２で加熱される。

風呂循環回路１３と液々熱交換器１３２との接続箇所の付近には、戻り側に戻り温度センサ１４１が設けられ、往き側に往き温度センサ１４０が設けられている。また、風呂循環回路１３には、風呂循環回路１３内を湯水が循環していることを検出する風呂水流スイッチ１４２が設けられている。そして、戻り温度センサ１４１と往き温度センサ１４０と風呂流水スイッチ１４２の検出信号がコントローラ７に入力される。コントローラ７は、戻り温度センサ１４１の検出温度がリモコン７ａで設定された追焚き温度まで上昇したときに「追焚き運転」を終了する。

また、風呂循環回路１３には、給湯管８ｂから分岐した湯張り管１３５が逆止弁１３６を介して接続されている。湯張り管１３５には、コントローラ７により制御される湯張り開閉弁１３７が介設されている。コントローラ７は、リモコン７ａに備えられた湯張りスイッチ（図示しない）がＯＮ操作されたときに、湯張り開閉弁１３７を開弁して、第１熱交換器３−１で加熱された湯を湯張り管１３５を経由して、リモコン７ａで設定された湯張りレベルまで浴槽１２に供給する「湯張り運転」を実行する。

なお、給湯管８ｂと、湯張り管１３５と、風呂循環回路１３とにより、本発明の浴槽１２に湯を供給する給湯管が構成されている。

次に、第１バーナ４−１及び第２バーナ４−２に対して、燃料ガスを供給するための構成について説明する。第１バーナ４−１と第２バーナ４−２に対する共通のガス供給路４０には、元弁４１と比例弁４２とが介設されている。そして、ガス供給路４０から第１バーナ４−１の能力切換弁４３Ｓ，４３Ｍ，４３Ｌを介して第１バーナ４−１に燃料ガスが供給され、また、ガス供給路４０から第２バーナ４−２の能力切換弁４４Ｓ，４４Ｌを介して第２バーナ４−２に燃料ガスが供給される。

ここで、第１バーナ４−１は、１６個の単位バーナ４ａで構成され、能力切換弁４３Ｓに接続された第１単位バーナ群４−１Ｓは３個の単位バーナ４ａを備え、能力切換弁４３Ｍに接続された第２単位バーナ群４−１Ｍは５個の単位バーナ４ａを備え、能力切換弁４３Ｌに接続された第３単位バーナ群４−１Ｌは８個の単位バーナ４ａを備えている。そして、コントローラ７は、能力切換弁４３Ｓ，４３Ｍ，４３Ｌの開閉を切換えて第１バーナ４−１の燃焼量を制御する。

また、第２バーナ４−２は、５個の単位バーナ４ａで構成され、能力切換弁４４Ｓに接続された第１単位バーナ群４−２Ｓは２個の単位バーナ４ａを備え、能力切換弁４４Ｌに接続された第２単位バーナ群４−２Ｌは３個の単位バーナ４ａを備えている。そして、コントローラ７は、能力切換弁４４Ｓ，４４Ｌの開閉を切換えて第２のバーナの燃焼量を制御する。

次に、図２を参照して、コントローラ７は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース等を備えた電子回路ユニットであり、メモリに保持された給湯器の制御用プログラムをＣＰＵに実行させることによって、コントローラ７は、上述した「給湯運転」を実行する給湯制御手段２０、「湯張り運転」を実行する湯張り制御手段２１、「給湯運転」実行時に浴槽１２の湯張りレベルを検知する湯張りレベル検知手段２２、「追焚き運転」を実行する追焚き制御手段２３、及び「暖房運転」を実行する暖房制御手段２４として機能する。

さらに、コントローラ７は、「湯張り運転」において湯張り開閉弁１３７を閉弁するときに、ウォーターハンマーの影響を低減させるために、流量調節弁８２により給水管８ａ，給湯管８ｂ，湯張り管１３５を流れる湯水の流量を所定流量まで減少させてから開閉弁１３７を閉弁する「水撃緩衝処理」を行う水撃対処手段２５と、「水撃緩衝処理」の実行時に浴槽１２に供給される湯量を検知して、そのデータを、「水撃緩衝処理」実行時に浴槽１２に供給される湯量の想定値のデータとしてメモリ２６（本発明のデータ保持手段に相当する）に記憶させる緩衝時給湯量検知手段２７とを備えている。

なお、通常は流量調節弁８２は全開位置となっており、「水撃緩衝処理」では、流量調節弁８２を一定速度で作動させて湯張り管１３５の開度を減少させる。そのため、「水撃緩衝処理」は、流量調節弁８２の開度を、全開状態から給水管８ａ，給湯管８ｂ，湯張り管１３５を流れる湯の流量が前記所定流量になる開度まで、一定速度で減少させることによって行われる。

次に、「湯張り運転」の第１実施形態及び第２実施形態について説明する。

［第１実施形態］
先ず、図３〜図４に示したフローチャートに従って、「湯張り運転」の第１実施形態について説明する。第１実施形態では、浴槽１２内の湯量が湯張りレベルとされ、湯張りレベル検知手段２２は、風呂流量センサ１３８の検出流量を積算して浴槽１２に供給された湯量を検知する。そのため、水位センサ１４３を備える必要はない。

図３のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３は湯張り制御手段２１による処理であり、湯張り制御手段２１は、ＳＴＥＰ１で使用者がリモコン７ａに備えられた湯張りスイッチ（図示しない）を操作したときに「湯張り運転」を開始してＳＴＥＰ２に進み、リモコン７ａの表示部３１に湯張り中の表示をする。そして、続くＳＴＥＰ３で、湯張り制御手段２１は、湯張り開閉弁１３７を開弁して浴槽１２に６リットルの給湯を行う。

この６リットルの給湯は、風呂循環回路１３内に湯を満たすためのものであり、この６リットルの湯の供給を終了するときに、水撃対処手段２４により、上述した「水撃緩衝処理」が実行される。また、緩衝時給湯量検知手段２５は、「水撃緩衝処理」の実行時に、風呂流量センサ１３８による検出流量を積算する。

次のＳＴＥＰ４で、緩衝時給湯量検知手段２５は、「水撃緩衝処理」の実行時に浴槽１２に供給される湯量（流量調節弁８２による湯張り管１３５を流れる湯の流量の減少が開始されてから、湯張り開閉弁１３７が閉弁されるまでの間に、浴槽１２に供給された湯量）を、風呂流量センサ１３８による検出流量の積算値により求める。そして、緩衝時給湯量検知手段２５は、この給湯量の積算値のデータを、「水撃緩衝処理」の実行時の給湯量の想定値のデータとしてメモリ２６に保持させる。

続くＳＴＥＰ５以下は湯張り制御手段２１による処理である。湯張り制御手段２１は、ＳＴＥＰ５で、風呂ポンプ１３１を作動させて風呂水流スイッチ１４２がＯＮするか否かを判定する「循環判定」を行う。この「循環判定」は、浴槽１２内にバスアダプター１４の水位以上の湯水が有るか否かを判定するものである。

そして、「循環判定」により、浴槽１２内にバスアダプター１４以上の湯水が有ると判断されたときは、湯張り制御手段２１は浴槽１２内の湯量を認識することができないため、目標湯張り量の湯を浴槽１２に供給することができない。そのため、この場合は、次のＳＴＥＰ６でＳＴＥＰ２０に分岐し、湯張り制御手段２１は、追焚き制御手段２３により「追焚き運転」を実行させる。そして、図４のＳＴＥＰ１４に進み、湯張り制御手段２１は処理を終了する。

一方、「循環判定」により、浴槽１２内にバスアダプター１４以上の水が無いと判断されたときにはＳＴＥＰ７に進む。そして、湯張り制御手段２１は、以下の式（１）により、水撃対処手段２４による「水撃緩衝処理」を開始させるタイミングまでの残給湯量Ｖ2を算出する。

Ｖ2＝Ｖt−（Ｖ1＋Ｖd1×２） ・・・・・(1)
但し、Ｖ2：残給湯量、Ｖt：目標湯張り量（リモコン７ａで設定された湯張りレベル）、Ｖ1：６リットル、Ｖd1：メモリ２７に保持されたデータに応じた「水撃緩衝処理」の実行中に浴槽に供給される湯量の想定値。

続くＳＴＥＰ８で、湯張り制御手段２１は、残給湯量Ｖ2分の浴槽１２への給湯を行い、この給湯が終了した時点で、水撃対処手段２４により「水撃緩衝処理」を実行させて開閉弁１３７を閉弁し、「湯張り運転」を終了する。

次のＳＴＥＰ９で湯張り制御手段２１は「循環判定」を行い、浴槽１２内にバスアダプター１４以上の水位の水が有るか否かを判断する。そして、浴槽１２内にバスアダプター１４以上の水が無いときは、浴槽１２の排水栓（図示しない）が抜けていて、浴槽１２の湯張りが終了していない状態にあると想定される。

そこで、この場合はＳＴＥＰ３０に分岐し、湯張り制御手段２１は、リモコン７ａの表示部３１にエラー表示をする。そして、ＳＴＥＰ１４に進み、湯張り制御手段２１は処理を終了する。

一方、ＳＴＥＰ９の「循環判定」で、浴槽１２内にバスアダプター１４以上の水位の湯が有ると判断されたときには、ＳＴＥＰ１０からＳＴＥＰ１１に進む。そして、ＳＴＥＰ１１で、湯張り制御手段２１は、往き温度センサ１４０の検出温度（風呂温度）が設定温度（リモコン７ａで設定された風呂温度）以上であるか否か判断する。

ＳＴＥＰ１１で、往き温度センサ１４０の検出温度が設定温度以上でないときはＳＴＥＰ４０に分岐し、湯張り制御手段２１は、「追焚き運転」時と同様に、第２熱交換器３−２で加熱された湯を液々熱交換器１３２を経由して暖房循環回路９を循環させると共に、浴槽１２内の湯を液々熱交換器１３２を経由して風呂循環回路１３に循環させることによって、浴槽１２内の湯を設定温度まで沸き上げる。

そして、ＳＴＥＰ１１で往き温度センサ１４０の検出温度が設定温度以上となったときにＳＴＥＰ１２に進み、湯張り制御手段２１は、リモコン７ａの表示部３１に保温表示を行う。また、次のＳＴＥＰ１３で、湯張り制御手段２１は、リモコン７ａのスピーカ３２から、湯張りの完了を知らせる音声を出力して、使用者に湯張りの完了を報知する。そして、ＳＴＥＰ１４に進み、湯張り制御手段２１は処理を終了する。

ここで、図５は以上説明した図２〜図３のフローチャートによる「湯張り運転」を実行したときの浴槽１２への湯の供給流量の推移を、縦軸を湯の供給流量（Ｆ）に設定し、横軸を時間（ｔ）に設定して示したものである。

図５のｔ₀で「湯張り運転」が開始されると、先ず、ｔ₀〜ｔ₁でＶ1（本実施の形態では６リットル，図３のＳＴＥＰ３に対応）の給湯が行われる。そして、この給湯の終了時にｔ₁〜ｔ₂で水撃対処手段２４による「水撃緩衝処理」が実行され、供給流量がＦnからＦe（本発明の所定流量に相当する）まで減少したｔ₂で湯張り開閉弁１３７が閉弁されている。

また、ｔ₃〜ｔ₄で上記式（１）により算出された残給湯量Ｖ2分の給湯が開始され、この給湯の終了時にｔ₄〜ｔ₅で水撃対処手段２５による「水撃緩衝処理」が実行されて、供給流量がＦn〜Ｆeまで減少したｔ₅で湯張り開閉弁１３７が閉弁されている。この場合、浴槽１２への総給湯量Ｖaは以下の式（２）となる。

Ｖa＝Ｖ1＋Ｖd1＋Ｖ2＋Ｖd2 ・・・・・(2)
但し、Ｖa：浴槽への総給湯量、Ｖ1：１回目の給湯による給湯量、Ｖd1：１回目の「水撃緩衝処理」実行時の給湯量、Ｖ2：２回目の給湯による給湯量、Ｖd2：２回目の「水撃緩衝処理」実行時の給湯量。

上記式（２）に上記式（１）を代入すると、以下の式（３）となる。

Ｖa＝Ｖ1＋Ｖd1＋｛Ｖt−（Ｖ1＋Ｖd1×２）｝＋Ｖd2
＝Ｖt＋Ｖd2−Ｖd1 ・・・・・(3)
そして、１回目の「水撃緩衝処理」実行時の給湯量Ｖd1と、２回目の「水撃緩衝処理」実行時の給湯量Ｖd2は、ほぼ等しくなると想定される。そのため、上記式（３）のＶd2−Ｖd1≒０となり、総給湯量Ｖa≒目標湯張り量Ｖtとなるため、「湯張り運転」における浴槽１２への湯張りレベルが目標湯張りレベルを超えることを抑制して、浴槽１２への湯張りを精度良く行なうことができる。

［第２実施形態］
次に、図６〜図７に示したフローチャートに従って、「湯張り運転」の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、浴槽１２内の湯水の水位が湯張りレベルとされている。そして、湯張りレベル検知手段２２は、浴槽１２への給湯がなされていないときは、水位センサ１４３の検出水位により、基準水位Ｈ0（バスアダプター１４の水位）からの水位を検知する。また、湯張りレベル検知手段２２は、浴槽１２への給湯がなされているときには、風呂流量センサ１３８の検出流量を積算して浴槽１２に供給される湯量を検知する。なお、本実施形態の水位センサ１４３は圧力センサであり、浴槽１２の水位を水圧により間接的に検出している。

図６のＳＴＥＰ５０〜ＳＴＥＰ５３、ＳＴＥＰ８０〜ＳＴＥＰ８１、及びＳＴＥＰ９０〜ＳＴＥＰ９２は湯張り制御手段２１による処理である。湯張り制御手段２１は、ＳＴＥＰ５０で使用者がリモコン７ａに備えられた湯張りスイッチ（図示しない）を操作したときにＳＴＥＰ５１に進み、リモコン７ａの表示部３１に湯張り中の表示をする。

続くＳＴＥＰ５２で、湯張り制御手段２１は、水位センサ１４３により検出される浴槽１２の水位が基準水位（バスアダプター１４の高さ）以下であるか否かを判断する。そして、浴槽１２内の水位が基準水位以下であるときはＳＴＥＰ５３に進み、浴槽１２内の水位が基準水位よりも高いときにはＳＴＥＰ８０で分岐する。

ＳＴＥＰ５３で、湯張り制御手段２１は、上述した図３のＳＴＥＰ３と同様に、浴槽に６リットルの設定温度の湯を供給する。この６リットルの湯の供給を終了するときに、水撃対処手段２４により、上述した「水撃緩衝処理」が実行される。また、緩衝時給湯量検知手段２５は、「水撃緩衝処理」の実行時に、風呂流量センサ１３８による検出流量を積算する。

続くＳＴＥＰ５４で、緩衝時給湯量検知手段２５は、「水撃緩衝処理」の実行時の給湯量を、風呂流量センサ１３８による検出流量の積算値により求め、この給湯量のデータを、「水撃緩衝処理」の実行時の給湯量の想定値のデータとしてメモリ２６に記憶させる。

続くＳＴＥＰ５５以下は湯張り制御手段２１による処理である。湯張り制御手段２１は、ＳＴＥＰ５５で上述した「循環判定」を行う。そして、「循環判定」により、浴槽１２内にバスアダプター１４以上の水が無いと判定されたときはＳＴＥＰ５７に進み、湯張り制御手段２１は、湯張りの設定水位に応じた目標湯張り量を算出する。

具体的には、予めメモリ２６に保持された浴槽１２の断面積Ｓのデータ（給湯装置の設置時や出荷時に保持される）を用いて、以下の式（４）により目標湯張り量Ｖtを算出する。

Ｖt＝Ｓ×（Ｈ0＋Ｈt） ・・・・・(4)
但し、Ｖt：目標湯張り量、Ｓ：浴槽の断面積、Ｈ0：基準水位（バスアダプターの高さ）、Ｈt：設定水位（基準水位からの水位）。

そして、次のＳＴＥＰ５８で、湯張り制御手段２１は、上述した式（１）により、水撃対処手段２４により「水撃緩衝処理」を開始させて浴槽１２への給湯を停止する時点までの残給湯量Ｖ2を算出し、ＳＴＥＰ５９で残給湯量Ｖ2分の湯を浴槽１２に供給する。この残給湯量Ｖ2分の給湯の終了した時に、水撃対処手段２４による「水撃緩衝処理」が実行されて湯張り開閉弁１３７が閉弁されている。

次のＳＴＥＰ６０で、湯張り制御手段２１は「循環判定」を行い、浴槽１２内に基準水位（風呂アダプター１４の水位）以上の水が有るか否かを判定する。そして、浴槽１２内に基準水位以上の水が無いときはＳＴＥＰ１００に分岐し、湯張り制御手段２１は、リモコン７ａの表示部３１にエラー表示をする。そして、図７のＳＴＥＰ６８に進み、湯張り制御手段２１は処理を終了する。

一方、浴槽１２内に基準水位以上の水が有るときには図７のＳＴＥＰ６２に進み、湯張り制御手段２１は、湯張りレベル検知手段２２により検知される浴槽１２内の湯の水位が設定水位以上であるか否かを判断する。そして、現在の水位が設定水位以上であればＳＴＥＰ６３に進み、現在の水位が設定未満であるときには、ＳＴＥＰ１１０に分岐して、湯張り制御手段２１は、不足水位分の湯を浴槽１２に供給してＳＴＥＰ６３に進む。

なお、ＳＴＥＰ１１０で不足水位分の湯を浴槽１２に供給するときにも、水撃対処手段２５による「水撃緩衝処理」が実行される。そのため、湯張り制御手段２１は、上述したＳＴＥＰ５９での残給湯量Ｖ2の給湯を行うときと同様に、不足水位分の湯の供給を開始してから、風呂流量センサ１３８による検出流量の積算値が、不足水位分の湯量からメモリ２６に保持されたデータによる「水撃緩衝処理」の実行時の給湯量の想定値を減じた湯量となった時点で、水撃対処手段２５による「水撃緩衝処理」を実行させて浴槽１２への湯の供給を停止する。

ＳＴＥＰ６３で、湯張り制御手段２１は「循環判定」を行い、浴槽１２内に基準水位以上の水が有るときは次のＳＴＥＰ６４に進む。一方、浴槽１２内に基準水位以上の水が無いときにはＳＴＥＰ１２０に分岐し、湯張り制御手段２１は、リモコン７ａの表示部３１にエラー表示をしてＳＴＥＰ６８に進み、処理を終了する。

ＳＴＥＰ６５で、湯張り制御手段２１は、往き温度センサ１４０により検出される浴槽１２内の湯の温度（風呂温度）が、設定温度以上であるか否かを判断する。そして、風呂温度が設定温度以上であるときはＳＴＥＰ６６に進む。一方、風呂温度が設定温度未満であるときにはＳＴＥＰ１３０に分岐し、湯張り制御手段２１は、「追焚き運転」時と同様に、第２熱交換器３−２で加熱された湯を液々熱交換器１３２を経由して暖房循環回路９を循環させると共に、浴槽１２内の湯を液々熱交換器１３２を経由して風呂循環回路１３に循環させることによって、浴槽１２内の湯を設定温度まで沸き上げてからＳＴＥＰ６６に進む。

ＳＴＥＰ６６で、湯張り制御手段２１は、リモコン７ａの表示部３１に保温表示を行う。また、次のＳＴＥＰ６７で、湯張り制御手段２１は、リモコン７ａのスピーカ３２から湯張りの完了を知らせる音声を出力して、使用者に湯張りの完了を報知する。そして、ＳＴＥＰ６８に進み、湯張り制御手段２１は処理を終了する。

また、図６のＳＴＥＰ５２で浴槽１２内に基準水位以上の水が有り、ＳＴＥＰ８０に分岐したときには、湯張り制御手段２１は「循環判定」を行う。そして、「循環判定」により浴槽１２内にバスアダプターの高さ以上の水が有ると判定されたときはＳＴＥＰ９１に進み、水が無いと判定されたときにはＳＴＥＰ５３に分岐する。

ＳＴＥＰ９１で、湯張り制御手段２１は、湯張り制御手段２１は、往き温度センサ１４０により検出される浴槽１２内の湯の温度（風呂温度）が、設定温度以上であるか否かを判断する。そして、風呂温度が設定温度以上であるときは図７のＳＴＥＰ６２に進む。一方、風呂温度が設定温度未満であるときにはＳＴＥＰ９２に進み、湯張り制御手段２１は、「追焚き運転」時と同様に、第２熱交換器３−２で加熱された湯を液々熱交換器１３２を経由して暖房循環回路９を循環させると共に、浴槽１２内の湯を液々熱交換器１３２を経由して風呂循環回路１３に循環させることによって、浴槽１２内の湯を設定温度まで沸き上げてから図７のＳＴＥＰ６２に進む。

また、図６のＳＴＥＰ５５の「循環判定」により、ＳＴＥＰ５６で浴槽１２内にバスアダプター１４の水位以上の水が有ると判定されたときは、ＳＴＥＰ９０に分岐し、湯張り制御手段２１は、浴槽１２に１０リットルの湯を供給してＳＴＥＰ９１に進む。

以上説明した第２実施形態による場合にも、図６のＳＴＥＰ５８において、水撃対処手段２４による「水撃緩衝処理」での給湯分を減じて残給湯量Ｖ2を算出することにより、「湯張り運転」による湯張り水位が設定水位を超えることを抑制して、浴槽１２への湯張りを精度良く行なうことができる。

なお、本実施の形態では、「湯張り運転」の途中で浴槽１２への給湯を停止したとき（図３のＳＴＥＰ３、図６のＳＴＥＰ５３）に、「水撃緩衝処理」実行時に浴槽１２に供給される湯量を検知したが、給湯装置を設置する際の試運転時等、他の時点において、「水撃緩衝処理」を実行した時に浴槽１２に供給される湯量を検知し、この湯量のデータを「水撃緩衝処理」実行時に浴槽１２に供給される湯量の想定値のデータとして、メモリ２６に保持させるようにしてもよい。また、上水道から給水管への給水圧の検出値等から、「水撃緩衝処理」実行時に浴槽１２に供給される湯量の想定値を算出して、メモリ２６に保持させるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、ガスを熱源とする給湯装置を示したが、灯油や電気を熱源とする給湯装置に対しても本発明の適用が可能である。

２−１…第１燃焼部、２−２…第２燃焼部、３−１…第１熱交換器、３−２…第２熱交換器、４−１…第１バーナ、４−２…第２バーナ、７…コントローラ、８ａ…給水管、８ｂ…給湯管、９…暖房循環回路、９ｅ…追焚き通路、１０…温風暖房機、１１…床暖房パネル、１３…風呂循環回路、２０…給湯制御手段、２１…湯張り制御手段、２２…追焚き制御手段、２３…暖房制御手段、２４…水撃対処手段、２５…緩衝時給湯量検知手段、２６…メモリ、８２…流量調節弁、１３７…湯張り開閉弁、１３８…風呂流量センサ、１４３…水位センサ。

Claims (4)

1. 浴槽に接続された給湯管と、
   前記給湯管及び給水管と接続されて該給水管から供給される水を加熱して前記給湯管に供給する加熱手段と、
   前記給湯管に設けられた湯張り開閉弁と、
   前記給湯管を流れる湯の流量を調節する流量調節弁と、
   前記給湯管を流れる湯の流量を検出する流量センサと、
   前記浴槽の湯張りレベルを検知する湯張りレベル検知手段と、
   前記湯張りレベル検知手段により検知される前記浴槽の湯張りレベルに基づいて、前記浴槽に所定の目標湯張りレベルの湯を供給する湯張り運転を実行する湯張り制御手段とを備えた給湯装置において、
   前記開閉弁を閉弁して浴槽への湯の供給を停止するときに、前記浴槽供給管を流れる湯の流量を前記流量調節弁により所定流量まで減少させてから前記開閉弁を閉弁する水撃緩衝処理を実行する水撃対処手段と、
   前記水撃緩衝処理の実行中に前記給湯管から前記浴槽に供給される湯量の想定値のデータを保持したデータ保持手段とを備え、
   前記湯張り制御手段は、前記湯張り運転の実行中に、前記湯張りレベル検知手段により検知される前記浴槽の湯張りレベルが、前記目標湯張りレベルから前記想定値に応じた湯張りレベル分を減じた湯張りレベルに達した時に、前記水撃対処手段により前記水撃対策処理を開始させて前記開閉弁を閉弁し、該湯張り運転を終了することを特徴とする給湯装置。
2. 請求項１記載の給湯装置において、
   前記湯張り運転が開始されてから、前記湯張りレベル検知手段により検知される前記湯張りレベルが前記目標湯張りレベルよりも小さい所定レベルになった時点で、前記湯張り給湯管から前記浴槽への湯の供給を一時的に停止し、この停止に伴なって実行される前記水撃緩衝処理の実行中に前記浴槽に供給される湯量を前記流量センサによる検出流量に基づいて検知して、該検知した湯量のデータを前記想定値のデータとして前記データ保持手段に保持させる緩衝時給湯量検知手段を備えたことを特徴とする給湯装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の給湯装置において、
   前記湯張りレベル検知手段は、前記流量検出手段による検出流量に基づいて、前記浴槽供給管から前記浴槽に供給される湯量を積算することにより、前記浴槽内の湯量を前記湯張りレベルとして検知することを特徴とする給湯装置。
4. 請求項１又は請求項２記載の給湯装置において、
   前記浴槽内の湯の水位を検出する水位センサを備え、
   前記湯張りレベル検知手段は、前記水位センサによる検出水位に基づいて、前記浴槽内の湯の水位を前記湯張りレベルとして検知することを特徴とする給湯装置。

Images