JP2019109017A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウォータハンマ現象の発生を抑制しつつ、供給する湯量が設定湯量となるように、より高精度に給湯することができる給湯装置を提供する。【解決手段】 制御部が経路遮断部を開状態にして給湯経路から給湯対象への湯の流通を可能とする給湯制御を開始した後、演算部は、流量調整部における調整量に対する、給湯経路における湯の流量の特性関数に基づいて、流量調整部を現在の調整量から流量減少方向に所定の終端調整量まで所定の速度で変化させた場合の給湯経路における湯の流量の積分値を算出し、積分値を設定湯量から差し引いて計算設定湯量を算出する演算を繰り返し行い、制御部は、給湯対象に供給された湯量が計算設定湯量に達した場合、流量調整部を現在の調整量から終端調整量まで所定の速度で変化させて、給湯対象への流通を遮断するように制御する流通遮断制御を行う。【選択図】 図１

Description

本発明は、給湯装置に関する。

浴槽等の給湯対象への給湯機能を備えた給湯装置において、給湯を終了する際、給湯対象に湯を供給する給湯経路に設けられた開閉弁を一気に閉じて急速に給湯経路における湯の流通を遮断すると、ウォータハンマ現象が発生する。ウォータハンマ現象が発生すると、給湯経路が急速に遮断されたことによる衝撃により、衝撃音が発生したり、給湯対象に供給される湯量を検出するために給湯経路に設けられた水位センサが損傷したりする恐れがある。

このようなウォータハンマ現象の発生を抑制するために、従来から、給湯を終了する際、開閉弁を閉じる前に、別途給湯経路に設けられた流量調整弁により給湯経路の流量を徐々に減少させるウォータハンマ抑制制御を行うことが知られている（下記特許文献１参照）。

特開平３−２６０５４８号公報

しかし、このようなウォータハンマ抑制制御を行うと給湯対象に供給される湯量が設定湯量より増えてしまう問題がある。すなわち、従来の構成では、水位センサが設定湯量を検出してから給湯経路の流量を徐々に減少させるため、供給される湯量が設定湯量を超えた後も給湯経路が遮断されない状態がしばらく続くことになり、給湯対象に給湯される湯量が設定湯量より増えてしまう。

このため、設定湯量より少ない湯量が供給された段階でウォータハンマ抑制制御を開始する必要があるが、ウォータハンマ抑制制御開始後から開閉弁を閉じて給湯経路を遮断するまでの間に供給される湯量は一定ではないため、設定湯量より少ない湯量を予め決めておくことは難しい。ウォータハンマ抑制制御において供給される湯量が一定ではないのは、給湯時において流量調整弁における調整量（弁開度）が必ずしも固定されておらず、種々の制御により調整量を変化させる場合があるため、ウォータハンマ抑制制御開始時における調整量が一定ではないこと等による。

特に、最近では、環境対策等により、無駄な燃焼を抑え、湯の使用量（給湯対象への供給量）を設定湯量に高精度に制御することが望まれている。このため、湯の使用量をリモコン等の表示部に表示する機能を備えた給湯装置が増えてきている。このような表示機能を備えた給湯装置において上記ウォータハンマ抑制制御を行うと、表示部に表示される湯の使用量が設定湯量よりも多く表示されてしまう。例えば、設定湯量を１０Ｌとした場合に、水位センサが１０Ｌ相当の水位を検出した際に、ウォータハンマ抑制制御を開始すると、ウォータハンマ抑制制御の間に２Ｌ程度余分に湯が供給される結果、表示部に湯の使用量として１２Ｌが表示される。このため、設定湯量に対して表示部に表示される湯の使用量が数Ｌずれることになり、ユーザに違和感を与える恐れがある。

本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、ウォータハンマ現象の発生を抑制しつつ、供給する湯量が設定湯量となるように、より高精度に給湯することができる給湯装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る給湯装置は、給湯対象に湯を供給する給湯経路と、前記給湯経路において前記給湯対象への湯の流通可否を切り替える経路遮断部と、前記給湯経路における湯の流量を調整する流量調整部と、前記給湯対象に供給される湯量を検出する供給量検出部と、所定の設定湯量に基づいて前記給湯対象に湯を供給する給湯制御を行う制御部と、演算部と、を備え、前記制御部が前記経路遮断部を開状態にして前記給湯経路から前記給湯対象への湯の流通を可能とする給湯制御を開始した後、前記演算部は、前記流量調整部における調整量に対する、前記給湯経路における湯の流量の特性関数に基づいて、前記流量調整部を現在の調整量から流量減少方向に所定の終端調整量まで所定の速度で変化させた場合の前記給湯経路における湯の流量の積分値を算出し、前記積分値を前記設定湯量から差し引いて計算設定湯量を算出する演算を繰り返し行い、前記制御部は、前記給湯対象に供給された湯量が前記計算設定湯量に達した場合、前記流量調整部を現在の調整量から前記終端調整量まで前記所定の速度で変化させて、前記給湯対象への流通を遮断するように制御する流通遮断制御を行うように構成される。

上記構成によれば、流量調整部を現在の調整量から流量減少方向に所定の終端調整量まで所定の速度で変化させた場合の給湯経路における湯の流量の積分値が、流量調整部における調整量に対する、給湯経路における湯の流量の特性関数を用いて演算される。この積分値を、流通遮断制御の実行中に供給される湯量として前もって設定湯量から差し引くことにより、設定湯量の湯を給湯対象に供給するために流通遮断制御を開始するタイミングを高精度に決定することができる。したがって、流通遮断制御によりウォータハンマ現象の発生を抑制しつつ、供給する湯量が設定湯量となるように、より高精度に給湯することができる。

前記給湯経路における湯の流量を検出する流量検出部を備え、前記演算部は、前記流量検出部により検出された前記給湯経路における湯の流量の現在値に基づいて前記特性関数を決定してもよい。この場合、給湯経路における湯の流量の現在値に基づいて特性関数が決定されるため、給湯経路における湯圧等の影響により、流量調整部における調整量に対する、給湯経路における湯の流量の関係が変化する場合でも、特性関数を現実の流量に沿って適切に設定することができる。

前記経路遮断部は、開閉弁により構成され、前記流量調整部は、前記開閉弁とは別の流量調整弁により構成され、前記制御部は、前記流通遮断制御において、前記流量調整弁が前記終端調整量まで変化した場合に、前記開閉弁を閉塞するように制御してもよい。これによれば、流量調整弁により、ウォータハンマ現象の発生が抑制された状態まで流量が少なくなるように調整され、その後、開閉弁が閉塞されることにより、ウォータハンマ現象が発生することなく給湯経路への湯の供給が遮断される。これにより、湯の流量調整および供給遮断を確実かつ高精度に行うことができる。

前記給湯装置は、前記給湯対象に供給された湯量を表示する表示部を備えてもよい。これにより、ユーザに湯の使用量を簡単に知らせることができる。また、上記構成により表示部に表示される設定湯量と給湯対象に実際に供給された湯量とを一致させることができる。

前記流量調整部における前記終端調整量は、前記流量調整部における流量減少方向の最大調整量であってもよい。これにより、給湯対象への湯の供給を遮断する際に、給湯経路に流れる湯の流量を最低限にすることができ、ウォータハンマ現象が発生することを防止することができる。

前記演算部は、前記流通遮断制御の結果、前記供給量検出部により検出される前記給湯対象に供給された湯量と前記設定湯量との差が所定の範囲外である場合、次回の前記給湯制御における前記計算設定湯量の演算において、前記差をオフセットしてもよい。これにより、流量調整部の調整量に対する実際の流量の変化を特性関数に近似した際の誤差を、実際に生じる誤差に基づいて補正することができる。

前記特性関数は、前記流量調整部における流量減少方向の最大調整量に行くに従って前記給湯経路における湯の流量が比例的に減少するような関数を含んでもよい。

一態様によれば、ウォータハンマ現象の発生を抑制しつつ、供給する湯量が設定湯量となるように、より高精度に給湯することができるという効果を奏する。

図１は、一実施の形態に係る給湯装置の一例を示す概略ブロック図である。 図２は、図１の給湯装置における給湯制御の流れを示すフローチャートである。 図３は、本実施の形態における流量調整部の調整量に対する給湯経路における流量のグラフを示す図である。 図４は、本実施の形態における給湯装置の一例を示す作動原理図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

図１は、一実施の形態に係る給湯装置の一例を示す概略ブロック図である。図１に示す給湯装置１は、給湯対象２に湯を供給する給湯経路３を備えている。本実施の形態において、給湯対象２は風呂浴槽である。給湯経路３には、燃焼装置４が設けられている。燃焼装置４は、給水部３ａから供給される水を加熱するように構成されている。

さらに、給湯経路３には、流量調整部６および経路遮断部７が設けられる。流量調整部６は、給湯経路３における湯の流量を調整するように構成されている。また、経路遮断部７は、給湯対象２への湯の流通可否を切り替えるように構成されている。本実施の形態において、流量調整部６は、開閉弁とは別の流量調整弁により構成され、経路遮断部７は、電磁弁等の開閉弁により構成される。流量調整弁は、例えばステッピングモータによりその開度が所定のステップ毎に調整可能に構成されている。流量調整弁の開度（調整量）は、後述する制御部１０からの指令に基づいて制御される。

給湯装置１は、操作部１３および制御部１０を備えている。操作部１３は、ユーザが給湯装置１の各種操作を行うためにリモコン（図示せず）等に設けられる。制御部１０は、マイクロコントローラ等のコンピュータや集積回路等を含む。制御部１０には、ユーザにより操作部１３に入力された設定湯量等の設定入力値、および後述する流量センサ１４で検出された値等が入力される。制御部１０は、流量センサ１４で検出された値、および／または、ユーザによる設定内容等に基づいて燃焼装置４、流量調整部６、および経路遮断部７等の駆動制御を行う。例えば、制御部１０は、所定の設定湯量に基づいて給湯対象２に湯を供給する給湯制御を行う。例えば、本実施の形態における給湯制御には、湯張り、たし湯またはたし水の制御が含まれる。

さらに、給湯装置１は、給湯量検出部８および流量検出部９を備えている。本実施の形態において、給湯装置１は、給湯経路３における湯の流量（単位時間当たりの流量）を検出する流量センサ１４を備えている。流量センサ１４は、例えば、給湯経路３に設けられた羽根車（図示せず）を備えている。給湯経路３に湯が流通すると、その流量に応じた回転速度で羽根車が回転する。流量センサは、羽根車の回転速度に応じたパルス信号を制御部１０に出力する。

制御部１０は、流量センサ１４からの検出信号（上記例においては羽根車の回転速度に応じたパルス信号）に基づいて給湯経路における湯の流量を検出する流量検出部９および給湯対象に供給される湯量を検出する供給量検出部８として機能する。すなわち、流量検出部９として機能する制御部１０は、流量センサ１４からの検出信号に基づいて単位時間当たりの流量を演算によって算出する。また、供給量検出部８として機能する制御部１０は、演算により算出した単位時間当たりの流量を積算することにより給湯対象２に供給する湯量（総量）を算出する。

図２は、図１の給湯装置における給湯制御の流れを示すフローチャートである。まず、ユーザは、給湯装置１の操作部１３を用いて、給湯対象２に供給する湯の量を設定入力する。制御部１０は、入力された湯量を設定湯量として設定する（ステップＳ１）。設定された設定湯量は、表示部１１に表示される。そして、ユーザの給湯開始操作（風呂浴槽への湯張り開始操作）に基づいて、制御部１０は、経路遮断部７（開閉弁）を開状態にして給湯経路３から給湯対象２への湯の流通を可能とする旨の指令を行うとともに、燃焼装置４に燃焼指令を行って給湯を開始する（ステップＳ２）。

この際、表示部１１には、設定湯量とともに給湯中を示す表示が行われる。また、表示部１１には、供給量検出部８により検出される給湯対象２に供給される湯量（給湯量）が逐次表示される。

給湯開始後、制御部１０は、燃焼装置４の燃焼制御を行うとともに、流量調整部６の調整量を変化させることにより給湯経路３の流量を制御する。さらに、制御部１０は、演算部１２としても機能する。演算部１２は、後述する流通遮断制御を開始する時期を判定するための計算設定湯量を算出する演算を行う（ステップＳ３）。

ここで、演算部１２は、まず、流量検出部９により検出された給湯経路３における湯の流量の現在値（現在流量）に基づいて、流量調整部６の現在の調整量（調整指令値）ｘに対する現在流量ｆの特性関数Ｆを決定する。図３は、本実施の形態における流量調整部の調整量に対する給湯経路における流量のグラフを示す図である。

図３には、調整指令値ｘ［ステップ］に対する現在流量ｆ［Ｌ／ｍｉｎ］の関係を示すグラフが示されている。調整指令値ｘに対する現在流量ｆの関係は、給湯経路３における水圧に応じて変化する。図３には、給湯経路３における水圧が互いに異なる場合の３つのグラフＧ１，Ｇ２，Ｇ３が示されている。グラフＧ１は、水圧が低い場合のグラフであり、グラフＧ２は、水圧が標準的な場合のグラフであり、グラフＧ３は、水圧が高い場合のグラフである。

本実施の形態において、各グラフＧ１〜Ｇ３は、それぞれ所定の関数に近似される。このように、本給湯装置１における調整指令値ｘに対する現在流量ｆの特性が給湯経路３の水圧に応じて３つの特性関数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３として設定されている。本例において、特性関数Ｆ１〜Ｆ３は、流量調整部６における調整指令値ｘが流量減少方向の最大調整量ｘｍａｘに行くに従って現在流量ｆが比例的に減少するような関数を含んでいる。

水圧が低い場合の特性関数Ｆ１は、調整指令値ｘが０（流量増大方向の最大調整量。すなわち全開状態）から流量減少方向の最大調整量ｘｍａｘまでの間、調整指令値ｘが第１の最大流量ｆ１から流量減少方向に行くに従って現在流量ｆが比例的に減少する関数（Ｆ１＝−ａ１ｘ＋ｆ１，ａ１：比例定数）で構成される。水圧が標準的な場合の特性関数Ｆ２は、調整指令値ｘが０から所定の第１の値ｘ１までは現在流量ｆが第１の最大流量ｆ１である定数関数（Ｆ２（０≦ｘ≦ｘ１）＝ｆ１）で構成され、調整指令値ｘが第１の値ｘ１から流量減少方向の最大調整量ｘｍａｘまでは調整指令値ｘが流量減少方向に行くに従って現在流量ｆが比例的に減少する関数（Ｆ２（ｘ１≦ｘ≦ｘｍａｘ）＝−ａ２ｘ＋Ｃ１，ａ２：比例定数、Ｃ１＝ｆ１＋ａ２ｘ１）で構成される。水圧が高い場合の特性関数Ｆ３は、調整指令値ｘが０から第１の値ｘ１より大きい所定の第２の値ｘ２までは現在流量ｆが第１の最大流量ｆ１より大きい第２の最大流量ｆ２である定数関数（Ｆ３（０≦ｘ≦ｘ２）＝ｆ２）で構成され、第２の値ｘ２から流量減少方向の最大調整量ｘｍａｘまでは調整指令値ｘが流量減少方向に行くに従って現在流量ｆが比例的に減少する関数（Ｆ３（ｘ２≦ｘ≦ｘｍａｘ）＝−ａ３ｘ＋Ｃ２，ａ３：比例定数、Ｃ２＝ｆ２＋ａ３ｘ２）で構成される。

本実施の形態において、演算部１２は、流量検出部９により検出された現在流量ｆと、流量調整部６に出力している調整指令値ｘとに基づいて３つの特性関数Ｆ１〜Ｆ３のうちの何れを採用するかを決定する。例えば、流量検出部９により検出された現在流量ｆがｆａであり、調整指令値ｘがｘａ（≧ｘ１）である場合、演算部１２は、関数Ｆ２（ｘ１≦ｘ≦ｘｍａｘ）＝−ａ２ｘ＋Ｃ１を特性関数として採用する。

特性関数決定後、演算部１２は、決定した特性関数に基づいて、流量調整部６の流量調整弁を現在の調整量から流量減少方向に所定の終端調整量まで所定の速度で変化させた場合の現在流量ｆの積分値を算出する。これにより、現時点から流通遮断制御を開始した場合に、流通遮断制御の間に給湯対象２に供給される湯量が計算される。さらに、演算部１２は、積分値を設定湯量Ｖｓから差し引いて計算設定湯量Ｖｅを算出する。

本実施の形態において、流量調整部６における終端調整量は、流量調整部６における流量減少方向の最大調整量ｘｍａｘである。このとき、計算設定湯量Ｖｅ［Ｌ］は、設定湯量Ｖｓ［Ｌ］、現在の調整指令値ｘ［ステップ］、流量調整部６の流量調整弁の速度ω［ステップ／ｍｉｎ］、特性関数Ｆを用いて、以下の式で表される。

例えば、流量調整部６における最大調整量ｘｍａｘにおける流量が０であるとすると、上記例（現在流量ｆａおよび調整指令値ｘａ）において、関数Ｆ２をｘａからｘｍａｘまで積分した値は、底辺（ｘｍａｘ−ｘａ）、高さｆａの直角三角形の面積となる。この場合、計算設定湯量Ｖｅは、以下の式で表される。

なお、関数Ｆ２を採用する場合において、調整指令値ｘａが第１の値ｘ１より小さい（流量増大方向にある）場合、演算部１２は、当該調整指令値ｘａから第１の値ｘ１までは、Ｆ２＝ｆ１を用いて積分し、第１の値ｘ１から最大調整量ｘｍａｘまでは、Ｆ２＝−ａ２ｘ＋Ｃ１を用いて積分し、各関数を用いた積分値を足し合わせる。例えば、流量調整部６における最大調整量ｘｍａｘにおける流量が０であるとすると、Ｆ２＝ｆ１を、調整指令値ｘａ（≦ｘ１）から第１の値ｘ１まで積分した値は、四角形の面積：ｆ１・（ｘ１−ｘａ）となる。

演算部１２は、給湯対象２に供給された湯量（給湯量）が、演算により求められた計算設定湯量Ｖｅに達したか否かを判定する（ステップＳ４）。より具体的には、演算部１２は、供給量検出部８で検出された湯量が計算設定湯量Ｖｅ以上になったか否かを判定する。

給湯量が計算設定湯量Ｖｅ未満である場合（ステップＳ４でＮｏ）、制御部１０は、給湯を引き続き行う。演算部１２は、給湯量が計算設定湯量Ｖｅに達するまで、所定のタイミングごとに、当該タイミングにおける現在流量ｆおよび調整指令値ｘに基づいて計算設定湯量Ｖｅを算出する演算を繰り返し行い、その都度給湯量との比較を行う（ステップＳ３，Ｓ４）。

給湯量が計算設定湯量Ｖｅに達した場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、制御部１０は、流通遮断制御を開始する（ステップＳ５）。制御部１０は、流通遮断制御において、流量調整部６を現在の調整量（調整指令値）ｘから終端調整量（最大調整量ｘｍａｘ）まで所定の速度ωで変化させる。その後、制御部１０は、経路遮断部７を開状態から閉状態に変化させることにより、給湯対象２への流通を遮断する。すなわち、制御部１０は、流量調整部６の流量調整弁が終端調整量である最大調整量ｘｍａｘまで変化した場合に、経路遮断部７の開閉弁を閉塞するように制御する。流量調整部６の終端調整量を、流量減少方向の最大調整量ｘｍａｘとすることにより、給湯対象２への湯の供給を遮断する際に、給湯経路３に流れる湯の流量を最低限にすることができ、ウォータハンマ現象が発生することを有効に防止することができる。

流通遮断制御の終了後（経路遮断部７の開閉弁の閉塞後）、制御部１０は、表示部１１に給湯完了の表示を行うとともに音声等で報知する。表示部１１には、設定湯量および給湯量が引き続き表示される。理想的には、給湯完了後において、表示部１１に表示される設定湯量と給湯量とは同じ値となる。

上記構成によれば、流量調整部６を現在の調整量から流量減少方向に所定の終端調整量まで所定の速度で変化させた場合の給湯経路３における湯の流量の積分値が、流量調整部６における調整量に対する、給湯経路３における湯の流量の特性関数を用いて演算される。この積分値を、流通遮断制御の実行中に供給される湯量として前もって設定湯量Ｖｓから差し引くことにより、設定湯量Ｖｓの湯を給湯対象２に供給するために流通遮断制御を開始するタイミングを高精度に決定することができる。したがって、流通遮断制御によりウォータハンマ現象の発生を抑制しつつ、供給する湯量が設定湯量Ｖｓとなるように、より高精度に給湯することができる。

また、本実施の形態においては、表示部１１を用いてユーザに湯の使用量を簡単に知らせることができる。また、この際、上記構成により表示部１１に表示される設定湯量Ｖｓと給湯対象２に実際に供給された湯量（給湯量）とを一致させることができる。したがって、ユーザに違和感を抱かせることなく安心して利用させることができる。

また、本実施の形態においては、給湯経路３における湯の流量の現在値に基づいて特性関数が決定されるため、給湯経路３における湯圧等の影響により、流量調整部６における調整量に対する、給湯経路３における湯の流量の関係が変化する場合でも、特性関数を現実の流量に沿って適切に設定することができる。

また、本実施の形態においては、流通遮断制御において、流量調整弁により、ウォータハンマ現象の発生が抑制された状態まで流量が少なくなるように調整され、その後、開閉弁が閉塞されることにより、ウォータハンマ現象が発生することなく給湯経路３への湯の供給が遮断される。これにより、湯の流量調整および供給遮断を確実かつ高精度に行うことができる。

本実施の形態において、演算部１２は、流通遮断制御の結果、供給量検出部８により検出される給湯量と設定湯量Ｖｓとの差が所定の範囲外である場合、次回の給湯制御における計算設定湯量Ｖｅの演算において、当該差をオフセットする。すなわち、設定湯量Ｖｓに対して給湯量がＶｏｆｆだけ多い場合、上記式（２）は、以下のように表される。

このようなフィードバック制御を行うことにより、流量調整部６の調整量に対する実際の流量の変化（グラフＧ１〜Ｇ３）を特性関数Ｆ１〜Ｆ３に近似した際の誤差を、実際に生じる誤差に基づいて補正することができる。

［給湯装置の具体例］
以下、上記実施の形態が適用される給湯装置の具体例を示す。図４は、本実施の形態における給湯装置の一例を示す作動原理図である。図４に示す給湯装置２０１は、給湯機能と風呂の追い焚き機能とを備えた多機能型の給湯装置である。給湯装置２０１は、燃料ガスを燃焼する燃焼装置２０２と、燃焼装置２０２へ燃料ガスを供給する燃料ガス供給路２２１と、燃焼装置２０２に空気を供給する送風機２２２と、給湯流路２０３と、追い焚き流路２０４と、追い焚き流路２０４に設けられた風呂ポンプ２４１と、コントローラ２０５とを備えている。給湯流路２０３と追い焚き流路２０４とは浴槽注湯路２３９を介して接続されている。さらに、給湯装置２０１は、燃焼装置２０２で生じた潜熱を回収した際に生じたドレンを回収するためのドレン回収機構２０７を備えている。なお、図４においては、給湯流路２０３における、入水温度センサ、出湯温度センサ等の各種センサの図示を省略している。

燃焼装置２０２にはバーナ部２２４が設けられており、このバーナ部２２４に燃料ガス供給路２２１から燃料ガスが供給される。燃料ガス供給路２２１には、燃料ガスの供給と遮断とを切り替える元ガス電磁弁２２５と、燃料ガスの供給量を調整するためのガス比例弁２２６とが設けられている。また、バーナ部２２４には、風呂ガス電磁弁２３０、複数の給湯能力切替ガス電磁弁２２８、および給湯ガス電磁弁２２９が設けられている。

給湯流路２０３は、水道等から送給された水を給水入口２３１から後述する給湯側熱交換部２３３へ送る往路部２３２と、水を燃焼装置２０２で生成された燃焼ガスと熱交換させて加熱する給湯側熱交換部２３３と、湯を給湯側熱交換部２３３から給湯出口２３４へ送る復路部２３５とを形成する配管から構成されている。復路部２３５には、給湯の水量を調整するために、給湯水量を調整する水量調整弁２３６と、浴槽注湯路２３９を開放または遮断する注湯開閉弁２３７と、復路部２３５の給湯水量を検出する注湯水量センサ２３８とが設けられている。水量調整弁２３６が流量調整部６を構成し、注湯開閉弁２３７が経路遮断部７を構成し、注湯水量センサ２３８が流量センサ１４を構成する。

追い焚き流路２０４は、風呂水を戻り口２４２から後述する追い焚き側熱交換部２４４へ送る戻り部２４３と、風呂水を燃焼装置２０２で生成された燃焼ガスと熱交換させて加熱する追い焚き側熱交換部２４４と、加熱された風呂水を追い焚き側熱交換部２４４から往き口２４５へ送る往き部２４６とを形成する配管から構成されている。風呂ポンプ２４１は、追い焚き流路２０４のうち戻り部２４３に設けられている。

ドレン回収機構２０７は、給湯側熱交換部２３３および追い焚き側熱交換部２４４で生じた排ガス中の水蒸気が凝集した凝集水が流れるドレン排水路２５０と、凝集水を中和するための中和器２４７と、中和された凝集水を一時貯留するドレンタンク２４８と、ドレンタンク２４８に貯留された凝集水をドレン排出口２５１から外部へ排出するためのドレンポンプ２４９とを備えている。

コントローラ２０５は、制御装置２０８およびスイッチング電源装置２０６（以下、単に「電源装置２０６」と表すことがある）を含んでいる。制御装置２０８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等で構成されたマイクロコントローラや集積回路を備えている。制御装置２０８には、送風機２２２、風呂ポンプ２４１およびドレンポンプ２４９をはじめとする各電装品等との間に、各電装品等を制御する信号経路（図示せず）が設けられている。コントローラ２０５は、制御装置２０８に記憶された制御プログラムに従って給湯装置２０１の各種制御を実行する。制御プログラムには、各電装品の運転に関する各種プログラムが含まれており、これらのプログラムに基づいて各電装品の制御が行われる。制御装置２０８は、上記実施の形態における制御部１０および演算部１２を構成する。

コントローラ２０５には、図示されない外部電源から電力が供給され、電源装置２０６によって、この給湯装置２０１で用いられる電源（例えば各ポンプを駆動するＤＣ１４１Ｖ電源やその他の機器を駆動するＤＣ１５Ｖ電源等）が生成される。電源装置２０６により必要に応じた電圧に変換されて、制御装置２０８や、燃焼装置２０２、送風機２２２、風呂ポンプ２４１、ドレンポンプ２４９、各種電磁弁、各種センサ等の各電装品へ供給される。

制御装置２０８による給湯制御時において、給水入口２３１から往路部２３２を介して供給された水が、燃焼装置２０２で発生した燃焼ガスによって給湯側熱交換部２３８で加熱され、加熱された湯が、復路部２３５、浴槽注湯路２３９を順に経た後、追い焚き流路２０４で２方向に分岐し、往き口２４５または戻り口２４２から給湯対象２に供給される。

以上のような給湯装置２０１の給湯機能および風呂の追い焚き機能に加えて温水暖房機能を備えた給湯装置等、本発明は、少なくとも給湯機能を備えている給湯装置に適用可能である。

以上のような給湯装置２０１において、上記実施の形態が適用されることにより、給湯対象に設定湯量を供給する給湯制御の際、流通遮断制御によりウォータハンマ現象の発生を抑制しつつ、供給する湯量が設定湯量となるように、より高精度に給湯することができる。

［変形例］
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。

例えば、上記実施の形態では、各部の駆動制御を行う制御部１０が、計算設定湯量Ｖｅの演算を行う演算部１２として機能する態様について説明したが、当該制御部１０とは別のコンピュータ等の演算装置が演算部１２として構成されてもよい。この場合、給湯量が計算設定湯量に達したか否かの判定（ステップＳ４）は、演算部１２で行ってもよいし、制御部１０で行ってもよい。

また、上記実施の形態では、計算設定湯量Ｖｅに用いる特性関数を予め定められた複数の関数から選択することにより決定する態様について説明したが、これに代えて、演算部１２が、現在流量ｆと調整指令値ｘとから比例定数ａを算出することにより、その都度特性関数を生成してもよい。

また、水圧による現在流量の変化が少ない場合等、特性関数は１つのみでもよい。この場合、調整指令値ｘに対する現在流量ｆの関係は１：１に決定される。したがって、このような態様においては、演算部１２は、計算設定湯量Ｖｅの演算に際して、流量検出部９による現在流量ｆの検出を行わなくてもよい。

また、上記実施の形態において、特性関数は、定数関数、比例関数またはこれらの組み合わせとして構成される例を示したが、これに限られず、二次関数等、実際の特性から近似される種々の関数を採用可能である。

また、上記実施の形態において、流通遮断制御における流量調整部６の終端調整量が、流量減少方向の最大調整量であることを例示したが、これに限られない。例えば、流量調整部６の終端調整量は、最大調整量より小さい（流量増大側の）調整量であってもよい。ただし、終端調整量における流量は、水圧によらずウォータハンマ現象が生じ難い流量（例えば通常の流量制御の範囲における下限値より低い流量）となるように設定されることが好ましい。

また、流通遮断制御における流量調整部６の終端調整量は、流量検出部９により検出される給湯経路３の流量が所定値となる量に設定されてもよい。すなわち、終端調整量は、流量検出部９により検出される給湯経路３の流量に基づいて決定されてもよい。

また、上記実施の形態において、流量減少方向の最大調整量が、流量０として演算される態様を説明したが、流量減少方向の最大調整量における流量は０でなくてもよい。

また、上記実施の形態において、給湯量（給湯対象２に供給された湯量）は、流量センサ１４で検出される値に基づいて制御部１０が演算により算出する構成に基づいて説明した。これに代えて、流量センサ１４とは別に、給湯対象２である風呂浴槽の水位を検出する静電容量式または水圧式等の水位センサで検出される値に基づいて給湯量が算出されてもよい。

また、上記実施の形態において、経路遮断部７と流量調整部６とが別体として構成される態様について説明したが、これらの構成６，７は、一体に構成されてもよい。この場合、例えば流量調整弁が開閉弁を兼ねるように構成されてもよい。

また、上記実施の形態において、流量調整部６における現在の調整量として、調整指令値（制御部１０から出力される指令信号）を用いる態様について説明したが、これに代えて、給湯装置１が別途調整量を検出する構成を備えていてもよい。例えば、ステッピングモータまたは調整弁の回転角度を検出するセンサ（開度センサまたは角度センサ等）により調整量が検出されてもよい。

本発明の給湯装置は、ウォータハンマ現象の発生を抑制しつつ、供給する湯量が設定湯量となるように、より高精度に給湯するために有用である。

１，２０１ 給湯装置
２ 給湯対象
３，２３５ 給湯経路（復路部）
６，２３６ 流量調整部（水量調整弁）
７，２３７ 経路遮断部（注湯開閉弁）
８ 供給量検出部
９ 流量検出部
１０，２０８ 制御部（供給量検出部、流量検出部）
１１ 表示部
１２，２０８ 演算部

Claims (7)

1. 給湯対象に湯を供給する給湯経路と、
   前記給湯経路において前記給湯対象への湯の流通可否を切り替える経路遮断部と、
   前記給湯経路における湯の流量を調整する流量調整部と、
   前記給湯対象に供給される湯量を検出する供給量検出部と、
   所定の設定湯量に基づいて前記給湯対象に湯を供給する給湯制御を行う制御部と、
   演算部と、を備え、
   前記制御部が前記経路遮断部を開状態にして前記給湯経路から前記給湯対象への湯の流通を可能とする給湯制御を開始した後、前記演算部は、前記流量調整部における調整量に対する、前記給湯経路における湯の流量の特性関数に基づいて、前記流量調整部を現在の調整量から流量減少方向に所定の終端調整量まで所定の速度で変化させた場合の前記給湯経路における湯の流量の積分値を算出し、前記積分値を前記設定湯量から差し引いて計算設定湯量を算出する演算を繰り返し行い、
   前記制御部は、前記給湯対象に供給された湯量が前記計算設定湯量に達した場合、前記流量調整部を現在の調整量から前記終端調整量まで前記所定の速度で変化させて、前記給湯対象への流通を遮断するように制御する流通遮断制御を行う、給湯装置。
2. 前記給湯経路における湯の流量を検出する流量検出部を備え、
   前記演算部は、前記流量検出部により検出された前記給湯経路における湯の流量の現在値に基づいて前記特性関数を決定する、請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記経路遮断部は、開閉弁により構成され、
   前記流量調整部は、前記開閉弁とは別の流量調整弁により構成され、
   前記制御部は、前記流通遮断制御において、前記流量調整弁が前記終端調整量まで変化した場合に、前記開閉弁を閉塞するように制御する、請求項１または２に記載の給湯装置。
4. 前記給湯対象に供給された湯量を表示する表示部を備えた、請求項１から３の何れかに記載の給湯装置。
5. 前記流量調整部における前記終端調整量は、前記流量調整部における流量減少方向の最大調整量である、請求項１から４の何れかに記載の給湯装置。
6. 前記演算部は、前記流通遮断制御の結果、前記供給量検出部により検出される前記給湯対象に供給された湯量と前記設定湯量との差が所定の範囲外である場合、次回の前記給湯制御における前記計算設定湯量の演算において、前記差をオフセットする、請求項１から５の何れかに記載の給湯装置。
7. 前記特性関数は、前記流量調整部における流量減少方向の最大調整量に行くに従って前記給湯経路における湯の流量が比例的に減少するような関数を含む、請求項１から６の何れかに記載の給湯装置。

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