JP3082158B2 - 湯張り機能付き給湯器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、１つの加熱手段によって給湯と湯張りとを
行う湯張り機能付き給湯器に関する。

［従来の技術］ 浴槽に湯を張る手段として、給湯器の給湯通路に浴槽
へ湯を供給可能な湯張り通路を連通させ、湯張り通路を
開くことにより、加熱手段によって加熱された湯を浴槽
に供給する技術がある。

そしてこの技術は、給湯条件が成立すると、給湯温度
の湯が得られるように制御装置が加熱手段を制御する
（給湯制御）。また、湯張り条件が成立すると、湯張り
温度の湯が得られるように制御装置が加熱手段を制御す
る（湯張り制御）。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、上記の湯張り機能付きの給湯器は、湯張り
を行っている際に、給湯を行う場合が想定される。この
場合、加熱手段より湯張り温度が出湯されるため、給湯
通路を介して湯張り温度の湯が供給される。このため、
使用者は、湯張り温度の湯によって作業等を行う。

この状態で湯張りが終了すると、制御手段が給湯温度
の湯が得られるように加熱手段を制御する。すると、使
用者の使用する蛇口より出湯する湯温が、湯張り温度か
ら給湯温度に変化し、使用者の使用していた湯温から異
なった温度になってしまう。つまり、蛇口より出湯する
湯温が、急にぬるくなったり、熱くなったりする不具合
があった。

本発明は、上記の不具合を無くすべくなされたもの
で、その目的は、湯張り中に給湯口を介して給湯を行
い、その給湯中に湯張りが終了または中止しても、給湯
口を介して供給される湯温に変化のない湯張り機能付き
給湯器の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の湯張り機能付
き給湯器は、次に示す技術的手段を採用した。この湯張
り機能付き給湯器の構成を第１図に示す。

湯張り機能付き給湯器は、 （ａ）水を加熱する加熱手段１と、 （ｂ）この加熱手段１によって加熱された湯を給湯口へ
導く給湯通路２と、 （ｃ）前記給湯通路２より分岐して設けられ、前記加熱
手段１によって加熱された湯を浴槽へ導くための湯張り
通路３と、 （ｄ）前記給湯通路２の前記分岐部分の上流に設けら
れ、前記分岐部分の上流を流れる水量を検出する水量セ
ンサ４と、 （ｅ）前記湯張り通路３を開閉する開閉弁５と、 （ｆ）使用者により湯張り開始の指示を受ける湯張り指
示手段６と、 （ｇ−１）この湯張り指示手段６が湯張り開始指示を受
けておらず、前記水量センサ４の検出する水量が所定水
量を越えた場合に、 給湯温度の湯が得られるように前記加熱手段１を制御
する給湯運転を行い、 （ｇ−２）前記湯張り指示手段６が湯張り開始指示を受
け、前記水量センサ４の検出する水量が前記所定水量を
越えない場合に、 前記開閉弁５によって前記湯張り通路３を開き、湯張
り温度の湯が得られるように前記加熱手段１を制御する
湯張り運転を開始し、湯張り運転中に湯張り量が所定水
量に達すると湯張り運転を終了するとともに、 この湯張り運転中に、前記給湯通路２に湯が流れても
湯張り温度の湯が得られるように前記加熱手段１を制御
し、 （ｇ−３）湯張り運転の終了の際に、前記水量センサ４
の検出する水量が前記所定水量を越えている場合、湯張
り温度の湯が得られるように前記加熱手段１を制御する
湯張り温度維持運転を行う （ｇ）制御装置７と を具備する。

［作用］ 本発明は、上記のように構成されることにより、次の
ように作用する。

湯張り指示手段が湯張り開始指示を受け、且つ水量セ
ンサの検出する水量が所定水量を越えていない場合は、
湯張り運転を行う。つまり、湯張り通路を開くととも
に、制御装置が加熱手段を制御し、湯張り通路から湯張
り温度の湯を出湯させる。

この湯張り運転中に、給湯口より給湯が行われた場合
は、湯張りを中断することなく、湯張りと給湯を同時に
行う。このとき、給湯通路からは湯張り温度の湯が出湯
される。そして、湯張り運転中に湯張り量が所定水量に
達したら、湯張り運転を終了する。

湯張り運転を終了する際に、水量センサの検出する水
量が所定水量を越える場合がある。つまり、湯張り運転
中に、給湯口から給湯が成されている場合がある。この
ような場合、継続して湯張り温度の湯が得られるように
加熱手段が制御され、継続して湯張り温度が給湯通路か
ら出湯される。

［発明の効果］ 湯張り中に給湯を行う場合で、給湯要求があった場
合、湯張りと給湯とを同時に行うことができる。この場
合は湯張り温度の湯が給湯通路から供給されることとな
るが、この湯張りと給湯とが同時に行われる場合に、湯
張りが自動的に終了する場合がある。このような場合で
あっても、給湯通路を介して供給される湯温が湯張り温
度に維持される。このため、湯張りが自動的に終わった
後に、給湯温度が変化する不具合がない。

［実施例］ 次に、本発明の湯張り機能付き給湯器を図に示す一実
施例に基づき説明する。

第２図は湯張り機能付き給湯器の概略図を示す。この
湯張り機能付き給湯器は、大別して給湯手段10と、この
給湯手段10を操作する制御装置20とからなる。また、給
湯手段10は、燃焼部30と、ガス供給配管40と、水配管50
とからなる。

燃焼部30は、下述する熱交換器51とともに、本発明の
加熱手段を構成するものである。この燃焼部30は、例え
ばステンレス板をプレス加工し、積層したバーナ31を内
部に配設した燃焼ケース32と、この燃焼ケース32内へ燃
焼用の空気を供給する送風機33とから構成されている。
送風機33によって燃焼ケース32内に導かれた空気は、燃
焼後、燃焼ガスとして排気口34より排出される。なお、
バーナ31の近傍には、ガスに着火を行うスパーカ35、炎
の検出を行うフレームロッド36、空燃比を検出するサー
モカップル37が取り付けられている。また、送風機33に
は、送風機33の回転速度を検出する風量検出センサ38
（第３図参照）が取り付けられている。

ガス供給配管40は、バーナ31の各開口に対応して形成
されたノズル41へ燃料のガスを供給するもので、上流よ
り元電磁弁42、主電磁弁43、比例弁44が順次設けられて
いる。また、比例弁44の下流のガス供給配管40は、２つ
に分岐して設けられ、分岐した一方には、切替用電磁弁
45が設けられている。元電磁弁42、主電磁弁43および切
替用電磁弁45は通電を受けるとガス供給配管40を開き、
通電が停止されるとガス供給配管40を閉じるものであ
る。また、比例弁44は、通電量に応じて開口比が変化
し、各ノズル41に供給されるガス量を調節するものであ
る。

水配管50は、一方の端が水の供給源50aに接続され、
他方が各蛇口に接続される給湯口50bに接続される。こ
の水配管50は、燃焼ケース32内でガスの燃焼により発生
した熱と内部を流れる水とを熱交換する熱交換器51を備
える。熱交換器51の上流には、熱交換器51へ流入する水
量を通電量に応じて制御する電動水量制御装置52と、熱
交換器51に流入する水量を検出する水量センサ53と、熱
交換器51に流入する水温を検出する入水温度センサ54と
が設けられている。

水量センサ53は、水配管50内を流れる水によって回転
する回転体と、回転体の回転に応じたパルス信号を発生
する信号発生器とからなる。そして、水量センサ53の出
力は、制御装置20に入力され、燃焼量を決定するデータ
とされる。また、水量センサ53の検出する水量が所定水
量（例えば２〜３／分）を越えると、制御装置20によ
って燃焼が開始される。

また、熱交換器51の下流から給湯口50bまでの水配管5
0は、本発明の給湯通路55である。そして、給湯通路55
には、熱交換器51を通過した湯温を検出する出湯温度セ
ンサ56が設けられている。出湯温度センサ56の下流の給
湯通路55は、湯張り通路57が分岐して設けられている。
この湯張り通路57の下流は、浴槽60の内壁に開口して、
あるいは浴槽60内に湯を供給できるように開口して設け
られている。

湯張り通路57には、湯張り通路57の開閉を行う開閉弁
58が設けられている。この開閉弁58は、通電により湯張
り通路57を開き、通電を停止すると湯張り通路57を閉じ
るものである。なお、開閉弁58は、給湯通路55と湯張り
通路57との分岐部分に三方切替弁を設けて代用しても良
い。

また、給湯通路55には、水流スイッチ59が設けられて
いる。この水流スイッチ59は、給湯通路55に接続された
カランが開かれると、生じた水流によってONするもの
で、本実施例の水流スイッチ59は、給湯通路55にほぼ６
／分以上の水流が生じると、ONするものである。

次に、制御装置20の説明を行う。

制御装置20は、第３図に示すように、マイクロコンピ
ュータ21、リレー回路22および駆動回路23から構成さ
れ、コントローラ24、および各種センサ（フレームロッ
ド36、サーモカップル37、風量検出センサ38、水量セン
サ53、入水温度センサ54、出湯温度センサ56、水流スイ
ッチ59）の出力に応じて、上述の各駆動手段（送風機3
3、スパーカ35、元電磁弁42、主電磁弁43、比例弁44、
切替用電磁弁45、電動水量制御装置52、開閉弁58）を通
電制御するものである。なお、図中に示す符号25、26
は、それぞれ電動水量制御装置52、開閉弁58の開度を検
出するポテンショメータである。

なお、コントローラ24には、使用者により湯張り開始
の指示を受ける湯張り指示手段24aを備える。この湯張
り指示手段24aは、湯張りの指示を受けると湯張りON信
号を制御装置20へ出力するものである。また、コントロ
ーラ24には、湯張り機能付き給湯器の運転状態（例え
ば、給湯中、湯張り中、給湯温度、湯張り温度、湯張り
予約時間、現在時刻、足し湯等）を使用者に表示する表
示手段24bが設けられている。

マイクロコンピュータ21には、給湯制御および湯張り
制御がプログラミングされるとともに、本発明の湯張り
温度維持手段21aがプログラムされている。この湯張り
温度維持手段21aを含む制御の一例を第４図のフローチ
ャートに基づき説明する。

ステップS1において、湯張り指示手段24aがONされて
いるか否かの判断を行う。この判断結果がNOの場合はス
テップS1へ戻る。また、ステップS1の判断結果がYESの
場合は、ステップS2において、表示手段24bによる湯張
り中の表示を行う。続いて、ステップS3において、水量
センサ53の出力が、給湯作動を行う流量以上か否かの判
断を行う。このステップS3の判断結果がYESの場合は、
ステップS3へ戻る。また、ステップS3の判断結果がNOの
場合は、ステップS4において、自動湯張り処理を行う。
この自動湯張り処理とは、コントローラ24に設定された
湯張り温度の湯が浴槽60内へ供給されるように、給湯手
段10の送風機33、比例弁44等を制御する処理をいう。

自動湯張り処理が開始されると、ステップS5におい
て、湯張り指示手段24aがONされているか否かの判断を
行う。この判断結果がYESの場合はステップS6におい
て、水流スイッチ59がONされているか否かの判断を行
う。このステップS6の判断結果がNOの場合は、ステップ
S7において、湯張り中フラグが立っているか否かの判断
を行う。このステップS7の判断結果がNOの場合は、ステ
ップS8において、開閉弁58をONする。続いて、ステップ
S9において、湯張り中フラグを立てる。ステップS9の実
行後、あるいはステップS7の判断結果がYESの場合は、
ステップS10において、湯張りを開始してから、水量セ
ンサ53によってカウントされた湯張り量が設定値に達し
たか否かの判断を行う。このステップS10の判断結果がN
Oの場合は、ステップS5へ戻る。

また、ステップS10の判断結果がYESの場合は、ステッ
プS11において、表示手段24bによる湯張り中の表示をOF
Fする。続いて、ステップS12において、湯張り中フラグ
を下ろす。続いて、ステップS13において、水量センサ5
3の出力が、給湯作動を行う流量以上か否かの判断を行
う。このステップS13の判断結果がYESの場合は、ステッ
プS14において、湯張り温度の湯が得られるように燃料
量を制御し、ステップS13へ戻る。ステップS13の判断結
果がNOの場合は、燃焼を停止し、ステップS1へ戻る。

ステップS6の判断結果がYESの場合は、ステップS15に
おいて、開閉弁58をOFFし、出湯温度はそのまま（湯張
り温度）となるように燃焼制御を行う。続いて、ステッ
プS16において水流センサ53によって積算されたカウン
ト値を記憶する。続いてステップS17において、湯張り
中フラグを降ろし、ステップS5へ進む。

ステップS5の判断結果がNOの場合は、ステップS18に
おいて、湯張り中フラグが立っているか否かの判断を行
う。この判断結果がYESの場合は、ステップS19におい
て、開閉弁58をOFFする。続いて、ステップS20において
水流センサ53によって積算されたカウント値を記憶す
る。続いてステップS21において、湯張り中フラグを降
ろす。このステップS21の実行後、あるいはステップS18
の判断結果がNOの場合は、ステップS22において、表示
手段24bによる湯張り中の表示をOFFし、その後、ステッ
プS13へ進む。

次に、上記実施例の作動を簡単に説明する。

給湯が行われていない状態で、コントローラ24の湯張
り指示手段24aがONされると、湯張り制御が作動して自
動湯張りが開始される。すると、開閉弁58がONされると
ともに、コントローラ24の表示手段24bに湯張り中の表
示がなされる。開閉弁58がONすると湯張り通路57に水流
が生じ、水流センサ53の検出する水量が燃焼開始水量
（２〜３／分）を越えると、制御装置20の働きにより
燃焼が開始される。燃焼量は、あらかじめコントローラ
24に設定された湯張り温度の湯が浴槽60へ導かれるよう
に、入水温度、設定温度、入水量よりフィードフォワー
ドにより算出されるとともに、出湯温度によりフィード
バック補正される。その結果、コントローラ24に設定さ
れた湯張り温度の湯が浴槽60へ供給される。

湯張りが開始されると、水量センサ53の出力によって
熱交換器51へ供給される水の量、つまり浴槽60に供給さ
れる湯の量をマイクロコンピュータ21がカウントする。
そして、浴槽60に供給される湯の量が所定量に達する
と、あるいはコントローラ24の湯張り指示手段24aがOFF
されると、開閉弁58がOFFされる。開閉弁58がOFFされる
と、水配管50の水の流れがなくなる。すると、水量セン
サ53が水流を検知しなくなり、燃焼が停止される。

自動湯張り中に、使用者によって給湯通路55に接続さ
れたカランが開かれ、給湯通路55を流れる水量が６／
分未満の場合は、水流スイッチ59がOFFのため、湯張り
中の給湯が可能とされる。そして、湯張り中に給湯を行
っている場合に、湯張りが終了あるいは中止される場合
がある。この場合、水流センサ53の検出する水量が燃焼
開始水量（２〜３／分）を越えると、制御装置20の働
きにより引き続き燃焼が行われる。このように、湯張り
のための燃焼状態から給湯へ切り替わった際は、マイク
ロコンピュータ21にプログラミングされた湯張り温度維
持手段21aの働きにより、湯張りが行われなくとも、引
き続き湯張り温度の湯が得られるように燃焼状態が制御
される。

この結果、湯張りの最中に、給湯口50bを介して給湯
を行い、その給湯中に湯張りが終了または中止しても、
出湯湯温に変化がない。このため、その給湯中に湯張り
が終了または中止しても給湯口50bを介して供給される
湯温が、急にぬるくなったり、熱くなったりすることが
ない。

一方、湯張り中に水流スイッチ59がONするほどカラン
を開くと、制御装置20が浴槽60へ供給した湯量（湯張り
量）を記憶するとともに、開閉弁58をOFFして湯張りを
一時中断し、給湯を優先して行う。このときの出湯温
は、湯張り温度とされる。このため、水流スイッチ59が
ONする以前に蛇口より給湯を行っていても、蛇口より吐
出される湯温は変化しない。つまり、給湯中に水流スイ
ッチ59がONしても、蛇口より吐出される湯温が、急にぬ
るくなったり、熱くなったりする不具合がない。

第５図に本発明の第２実施例を示す。本実施例の湯張
り機能付き給湯器は、給湯手段10の他に、追焚・暖房手
段70を追加するとともに、熱交換器51の上流と下流とを
バイパス水路51aによって接続するものである。このバ
イパス水路51aには、バイパス水路51aを通過する水量を
制御するバイパス制御弁51bが設けられている。そし
て、バイパス制御弁51bの開度によって熱交換器51通過
した湯とバイパス水路51aを通過する水とを混合して出
湯温度を制御するものである。

（変形例） 給湯手段に、ガス給湯器を用いた例を示したが、灯油
など他の燃料を用いた給湯器や、電力を用いた電気給湯
器を適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図ないし第４図は本発明の第１実施例を示すもの
で、第２図は湯張り機能付き給湯器の概略構成図、第３
図は制御装置のブロック図、第４図は湯張り温度維持手
段を含む作動の一例を示すフローチャートである。 第５図は本発明の第２実施例を示す湯張り機能付き給湯
器の概略構成図である。 図中 １……加熱手段、２……給湯通路、３……湯張り通路 ４……水量センサ、５……開閉弁、６……湯張り指示手
段 ７……制御装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）水を加熱する加熱手段と、 （ｂ）この加熱手段によって加熱された湯を給湯口へ導
   く給湯通路と、 （ｃ）前記給湯通路より分岐して設けられ、前記加熱手
   段によって加熱された湯を浴槽へ導くための湯張り通路
   と、 （ｄ）前記給湯通路の前記分岐部分の上流に設けられ、
   前記分岐部分の上流を流れる水量を検出する水量センサ
   と、 （ｅ）前記湯張り通路を開閉する開閉弁と、 （ｆ）使用者により湯張り開始の指示を受ける湯張り指
   示手段と、 （ｇ−１）この湯張り指示手段が湯張り開始指示を受け
   ておらず、前記水量センサの検出する水量が所定水量を
   越えた場合に、 給湯温度の湯が得られるように前記加熱手段を制御する
   給湯運転を行い、 （ｇ−２）前記湯張り指示手段が湯張り開始指示を受
   け、前記水量センサの検出する水量が前記所定水量を越
   えない場合に、 前記開閉弁によって前記湯張り通路を開き、湯張り温度
   の湯が得られるように前記加熱手段を制御する湯張り運
   転を開始し、湯張り運転中に湯張り量が所定水量に達す
   ると湯張り運転を終了するとともに、 この湯張り運転中に、前記給湯通路に湯が流れても湯張
   り温度の湯が得られるように前記加熱手段を制御し、 （ｇ−３）湯張り運転の終了の際に、前記水量センサの
   検出する水量が前記所定水量を越えている場合、湯張り
   温度の湯が得られるように前記加熱手段を制御する湯張
   り温度維持運転を行う （ｇ）制御装置と を具備する湯張り機能付き給湯器。