JP3646736B2 - 高温差湯機能付給湯器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、浴槽に高温の湯を供給して浴槽の湯を昇温させる高温差湯を行う高温差湯機能付給湯器に関し、更に詳しくは、高温差湯を行う際に所定の温度差の温度上昇がされるように差湯量を調節するようにした高温差湯機能付給湯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家庭のシャワーや洗面台、台所、浴槽等に湯を供給すると共に、浴槽に既に溜っている水又はぬるま湯を昇温させる役割をも有する給湯器が使用されている。かかる浴槽水の昇温の方法としては、浴槽水を熱交換器に循環させ加熱して浴槽に戻す、いわゆる追い焚きによるものの他、８０℃程度の高温の湯を新たに浴槽に供給し、浴槽水と混合させて昇温させるものもある。後者の方法による昇温操作を高温差湯と呼び、そのような機能を備えた給湯器を高温差湯機能付給湯器という。高温差湯機能付給湯器では、浴槽水の循環加熱を行わないので、追い焚き用燃焼器や循環ポンプの備えを要しないという利点を有している。
【０００３】
従来の高温差湯機能付給湯器では、リモコン装置等を介して高温差湯実行指令があった場合には、予め設定された所定の差湯時間（１分、２分、５分等）又は所定の差湯量（５リットル、１０リットル、２０リットル等）の高温差湯を行うようにされていた。そして、この差湯時間又は差湯量をユーザーの好み等によりリモコン装置等を介して設定し、又は設定を変更できるようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の高温差湯機能付給湯器には、以下のような問題点があった。
即ち、ユーザーが設定できるのは差湯時間又は差湯量のいずれかであり、差湯による温度上昇幅自体は設定できない。このためユーザーは、体感する浴槽湯温のぬるさの程度から勘で差湯時間又は差湯量を決定せざるを得なかった。
このため、設定した時間又は量の高温差湯を行っても、ユーザーが期待するほど湯温が上がらず再度の高温差湯指令を必要としたり、逆に湯温が上がりすぎて途中で差湯停止を指令する必要を生じたりしていた。その原因は、差湯時間又は差湯量と温度上昇幅との関係は、浴槽の湯量や差湯前の湯温等によって影響を受けるので、ユーザーが差湯後の湯温を予測し難いからである。
【０００５】
本発明は、前記従来技術のこのような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高温差湯を使用する場合に昇温温度幅を指定して指令することを可能とし、ユーザーが期待する湯温に確実に昇温することができるようにした高温差湯機能付給湯器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明（１）は、給水管と出湯管とが接続された熱交換器と、熱交換器を加熱する加熱手段とを備え、熱交換器で加熱された湯を浴槽に供給する給湯器において、前記熱交換器で高温に加熱された湯を浴槽に供給して浴槽の湯温を所定の温度幅上昇させる高温差湯手段と、前記高温差湯手段により浴槽の湯温を上昇させる温度幅ΔＴを設定する温度幅設定手段と、前記温度幅設定手段により温度幅ΔＴが設定されたときに、前記高温差湯手段により高温差湯を行う湯量ΔＱを、

なる式で算出する差湯量算出手段とを有することを特徴とする高温差湯機能付給湯器とされる。
【０００７】
また、本発明（２）は、前記差湯量算出手段により高温差湯を行う湯量ΔＱが算出されたときに、前記高温差湯手段により高温差湯を行う時間ｔを、差湯時間算出手段により
ｔ ＝ ΔＱ／Ｆ Ｆ ：高温差湯の流量
なる式で算出することを特徴とする前記（１）の高温差湯機能付給湯器とされる。
【０００８】
また、本発明（３）は、前記熱交換器で所定の温度に加熱された湯を所定量浴槽に供給して浴槽を湯張りする自動給湯手段を有し、前記浴槽湯量Ｑが自動給湯手段により供給される湯量であり、前記浴槽湯温Ｔが自動給湯手段により供給される湯温であることを特徴とする前記（１）又は（２）の高温差湯機能付給湯器とされる。
また、本発明（４）は、前記浴槽湯量Ｑ及び浴槽湯温Ｔを前記自動給湯手段による過去の給湯実績により補正する補正手段を有することを特徴とする前記（３）の高温差湯機能付給湯器とされる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明（１）は、給水管と出湯管とが接続された熱交換器と、熱交換器を加熱する加熱手段とを備え、熱交換器で加熱された湯を浴槽に供給する給湯器において、前記熱交換器で高温に加熱された湯を浴槽に供給して浴槽の湯温を所定の温度幅ΔＴ上昇させる高温差湯手段と、前記高温差湯手段により浴槽の湯温を上昇させる前記温度幅ΔＴをユーザーが設定操作温度幅設定手段と、前記温度幅設定手段により温度幅ΔＴが設定されたときに、前記高温差湯手段により高温差湯を行う湯量ΔＱを、
ΔＱ ＝ （Ｑ・ΔＴ）／（Ｔ_Ｈ−Ｔ−ΔＴ） Ｑ ：高温差湯前の浴槽湯量
Ｔ ：高温差湯前の浴槽湯温
Ｔ_Ｈ：高温差湯の供給湯温
なる式により算出する差湯量算出手段とを有することを特徴とする高温差湯機能付給湯器とされる。
【００１０】
また、本発明の高温差湯機能付給湯器（２）によれば、差湯量算出手段により高温差湯を行う湯量ΔＱが算出されると、差湯時間算出手段により、
ｔ ＝ ΔＱ／Ｆ Ｆ ：高温差湯の流量
なる式で高温差湯を行う時間ｔが算出される。そして高温差湯手段により時間ｔの高温差湯がなされ、浴槽湯温が温度幅ΔＴ上昇する。
【００１１】
また、本発明の高温差湯機能付給湯器（３）によれば、自動給湯手段が浴槽を湯張りするときの湯量Ｑ及び湯温Ｔにより、高温差湯の湯量ΔＱ又は時間ｔが算出される。そして高温差湯手段により湯量ΔＱ又は時間ｔの高温差湯がなされ、浴槽湯温が温度幅ΔＴ上昇する。
また、本発明の高温差湯機能付給湯器（４）によれば、補正手段が自動給湯手段による過去の給湯実績により補正した湯量Ｑ及び湯温Ｔにより、高温差湯の湯量ΔＱ又は時間ｔが算出される。そして高温差湯手段により湯量ΔＱ又は時間ｔの高温差湯がなされ、浴槽湯温が温度幅ΔＴ上昇する。
【００１２】
【実施例】
以下に、本発明を具体化した実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１に、第１の実施例に係る高温差湯機能付給湯器の構成を示す。
図１に示す高温差湯機能付給湯器は、給水管１と出湯管２とが配管される熱交換器３と、この熱交換器３を流れる水を加熱するためのガスバーナ４と、出湯管２から分岐して浴槽４１へ湯を供給する浴槽給湯管５とを有している。また、出湯管２の浴槽給湯管５との分岐部ａより下流には、図示しないシャワーや台所等に至る一般給湯管７が接続されている。
【００１３】
そして、ガスバーナ４には燃料ガスの流量調整をするガス比例弁２１が、給水管１には水流の流量を検出する流量センサ１０と水の最大流量を規制する水ガバナ９とが、それぞれ設けられている。
また出湯管２には、浴槽給湯管５との分岐部ａより上流の位置に、熱交換器３からの出湯温度を測定する出湯サーミスタ１２が設けられている。また、浴槽給湯管５には、浴槽４１への給湯流量を規制する湯ガバナ２０と、流路を開閉する水電磁弁１３と、浴槽４１の湯が一般給湯管７の側へ逆流するのを防ぐ真空破壊弁１１とが設けられている。
【００１４】
更に、流量センサ１０及び出湯サーミスタ１２から信号を受け、ガス比例弁２１と水電磁弁１３とを制御するコントローラ１８を有している。コントローラ１８は、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、そのＲＯＭには、高温差湯制御等を行うための種々のプログラム類が格納されている。
また、コントローラ１８はリモコン１９を備えている。リモコン１９の操作面には、高温差湯スイッチ１４や自動湯張りスイッチ１５その他、各種スイッチが設けられており、これを用いて浴室内や台所等から高温差湯機能付給湯器を遠隔操作することができる。またリモコン１９は、高温差湯機能付給湯器の運転状況を表示するための表示機能やお知らせ機能も有している。
【００１５】
次に、前記の構成を有する高温差湯機能付給湯器の作用を説明する。この高温差湯機能付給湯器の基本的な作用は、給水管１から供給される水を、熱交換器３においてガスバーナ４の熱で加熱して湯とし、浴槽給湯管５を経て浴槽４１へ、若しくは一般給湯管７を経て蛇口やシャワー等へ供給することである。
浴槽４１への給湯は、リモコン１９でその旨を指令することによりなされる。即ち、コントローラ１８により水電磁弁１３が開かれ、熱交換器３で所定の温度に加熱された湯が浴槽給湯管５に流入して浴槽４１に達する。
蛇口やシャワー等への給湯は、蛇口等を開くことによりなされる。この場合は、熱交換器３で所定の温度に加熱された湯が一般給湯管７に流入して蛇口等に至る。
【００１６】
浴槽４１への給湯には、自動湯張りと高温差湯との２種類がある。
自動湯張りは、空の浴槽４１に入浴適温の湯を適量満たす給湯である。この場合には、出湯サーミスタ１２の検知水温が入浴に適した温度、例えば４２℃程度となるようにガス比例弁２１が制御される。このときの湯温と供給する湯量とは、予め定められコントローラ１８のＲＯＭに記憶されているが、リモコン１９で設定することもでき、設定した場合にはその設定値が優先される。
【００１７】
高温差湯は、浴槽４１に湯がある場合に高温の湯を供給して湯温を上昇させる給湯である。この場合には、出湯サーミスタ１２の検知水温が例えば８０℃程度の高温となるようにガス比例弁２１が制御される。このときの湯温と供給する湯量とは、予め定められコントローラ１８のＲＯＭに格納されているが、リモコン１９で昇温の温度幅を設定することもできる。設定した場合には、その設定値に基いて後述するように算出された給湯量により行われる。
【００１８】
高温差湯の制御ルーチンを図２に示す。ユーザーがリモコン１９の高温差湯スイッチ１４を押下するとこのルーチンにはいる。最初にＳ１で、浴槽の湯温を上昇させる温度幅ΔＴを設定する。この高温差湯機能付給湯器では、温度幅ΔＴの標準値（例えば１℃、２℃等）がコントローラ１８のＲＯＭに格納されている。そして、ユーザーがリモコン１９の高温差湯スイッチ１４を更に押下すると、温度幅ΔＴが一定温度（例えば１℃、２℃等）増加される。高温差湯スイッチ１４を複数回押下すると、押した回数に応じて温度幅ΔＴが大きくなる。高温差湯スイッチ１４を１回しか押さなかった場合には、温度幅ΔＴは標準値のままである。かくして温度幅ΔＴの設定がなされる。
【００１９】
そして、開始指令があると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、Ｓ３へ進む。開始指令は、温度幅ΔＴの設定が終了したときに自動的に発せられるようにしてもよく、またリモコンに開始スイッチを設けユーザーがそれを押すことにより発せられるようにしてもよい。
Ｓ３では、浴槽４１の湯量Ｑと湯温Ｔとを確認する。この確認は、自動湯張り給湯の場合の供給湯量及び供給湯温を読み出すことにより行う。読み出されるのは、これらの湯量及び湯温としてコントローラ１８のＲＯＭに格納されている値か、前回の自動湯張りの際湯量及び湯温をユーザーが設定して行った場合にはその設定値（コントローラ１８のＲＡＭに記憶されている）である。あるいは、浴槽４１に湯量センサやサーミスタ等を備えている場合にはその検出値でもよい。
【００２０】
湯量Ｑ及び湯温Ｔが確認されると、Ｓ４に進み実際の差湯が開始される。即ち水電磁弁１３が開かれ、熱交換器３で所定の高温（８０℃程度）に加熱された湯が浴槽給湯管５に流入して浴槽４１に達する。差湯開始の時には、リモコン１９の表示機能やお知らせ機能を利用してその旨が報知される。差湯実行中は常に、流量センサ１０の検出流量がモニタされ、差湯開始以後の給湯量Ｑ_C が積算されている。
【００２１】
そしてＳ５では、給湯量Ｑ_C が差湯すべき湯量ΔＱに達したか否かが判断される。差湯すべき湯量ΔＱは、
ΔＱ ＝ （Ｑ・ΔＴ）／（Ｔ_H−Ｔ−ΔＴ） （１）
により、算出される。ここで、ΔＴはＳ１で設定した温度幅であり、Ｑ、ＴはＳ３で確認した浴槽の湯量、湯温であり、Ｔ_H は高温差湯の供給湯温である。これらの値より、熱量について、
Ｔ_H・ΔＱ＋Ｔ・Ｑ ＝ （Ｑ＋ΔＱ）・（Ｔ＋ΔＴ） （２）
が成立し、（２）式を変形して（１）式が得られるからである。（２）式において、左辺第１項が差湯した湯の熱量、左辺第２項が差湯前の残り湯の熱量、右辺が差湯後の混合湯の熱量に相当する。
【００２２】
給湯量Ｑ_C が差湯すべき湯量ΔＱに達すると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、Ｓ６に進み差湯が停止され、フローは終了する。このとき、リモコン１９の表示機能やお知らせ機能を利用して差湯終了の旨が報知される。
かくして高温差湯により、ユーザーの設定した温度幅ΔＴどおりの浴槽湯温の上昇がなされるものである。
【００２３】
次に、第２の実施例に係る高温差湯機能付給湯器について説明する。この高温差湯機能付給湯器は、前記第１実施例の高温差湯機能付給湯器とほぼ同様の構成及び作用を有するものであり、図２のフローの一部を変更したものである。
【００２４】
この高温差湯機能付給湯器における高温差湯ルーチンでは、図３に示すようにＳ５の差湯終了の判断を湯量でなく時間で行う。即ち、Ｓ４で差湯を開始してからの経過時間ｔ_C が、次式で定める差湯時間ｔに達したときにＳ５：Ｙｅｓと判断してＳ６に進むのである。
ｔ ＝ ΔＱ／Ｆ （３）
ここでΔＱは（１）式で計算した差湯すべき湯量であり、Ｆは高温差湯中の湯の流量である。この場合にはＳ４で差湯を開始するときに、コントローラ１８のＣＰＵのクロック機能を利用して、差湯時間ｔの計時が開始される。
かくしてこの高温差湯機能付給湯器においても、高温差湯により、ユーザーの設定した温度幅ΔＴどおりの浴槽湯温の上昇が可能なものである。
【００２５】
次に第３の実施例に係る高温差湯機能付給湯器について説明する。この高温差湯機能付給湯器は、前記第１又は第２実施例の高温差湯機能付給湯器とほぼ同様の構成及び作用を有するものであり、図２のフロー中のＳ３の浴槽湯量及び浴槽湯温の確認の際に、過去の給湯実績による補正を行うようにしたものである。即ちこの場合には、過去５回の自動湯張り実施時の湯量及び湯温の実績値の平均値をもって湯量Ｑ、湯温Ｔとする。
【００２６】
過去の実績値には、ユーザーが設定した湯量及び湯温が含まれ、ユーザーの好みの傾向を反映できるからである。また、平均をとることにより、たとえ前回の自動給湯が通常の条件から外れた条件で行われたものであっても、その影響による差湯条件の変動を抑制できるからである。また、平均をとる対象は５回に限らず２回以上のいずれの回数でもよいが、計算の煩雑さやＲＡＭの容量等から、７回程度が限度である。なおこの場合のＳ５の差湯終了の判断は、給湯量と時間とのいずれで行ってもよい。
【００２７】
以上詳細に説明したように、前記各実施例に係る高温差湯機能付給湯器では、熱交換器３で高温に加熱した湯を水電磁弁１３を開いて浴槽４１に供給する高温差湯を行う場合において、リモコン１９の操作により、高温差湯で浴槽湯温を上昇させる温度幅ΔＴを設定することとし、ΔＴの温度上昇が生じる差湯量ΔＱ又は差湯時間ｔを算出してそれにより高温差湯の制御を行うようにしたので、ユーザーが望むとおりの湯温を得ることができる。
【００２８】
また、温度幅ΔＴの標準値をＲＯＭに準備したので、特段の設定操作をしなかった場合でも高温差湯が可能である。また、ΔＱ又はｔの算出にあたり自動湯張りの場合の給湯量及び給湯温度を用いることとしたので、浴槽４１に湯量計や温度センサ等を設けなくてもΔＱ、ｔの算出が可能である。また、過去の自動湯張りの際の実績により補正した給湯量及び給湯温度によりΔＱ、ｔを算出するので、精度が高い。
【００２９】
尚、前記実施例は本発明を何ら限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にいて種々の変形・改良が可能であることはもちろんである。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したことから明かなように、本発明の高温差湯機能付給湯器では、温度幅設定手段を設けたので、高温差湯手段により熱交換器で高温に加熱された湯を浴槽に供給して浴槽の湯温を上昇させる場合に、浴槽湯温を上昇させようとする温度幅自体を設定することができる。このため、ユーザーが期待する湯温を確実に得ることができる。
また、本発明の高温差湯機能付給湯器では、設定された温度幅ΔＴにより、高温差湯すべき湯量ΔＱ、時間ｔを算出し、それらのいずれかにより高温差湯をするので、設定された温度幅ΔＴの浴槽湯温の上昇が行われる。
【００３１】
また、本発明の高温差湯機能付給湯器では、所定の温度に加熱された湯を所定量に供給する自動給湯の場合の湯量及び湯温を用いて高温差湯すべき湯量ΔＱ、時間ｔを算出するので、浴槽に湯量計や湯温計を備えなくても湯量ΔＱ、時間ｔの算出ができる。
また、自動給湯の場合の湯量及び湯温を過去の給湯実績により補正するようにしたものでは、前回の自動給湯が普通の使用条件と異なる場合に差湯条件の変動を抑制できるので、一層使いやすい高温差湯機能付給湯器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る高温差湯機能付給湯器の構成図である。
【図２】この高温差湯機能付給湯器で高温差湯を行う場合のフローチャートである。
【図３】差湯時間で制御する場合を説明する図である。
【符号の説明】
１ 給水管
２ 出湯管
３ 熱交換器
４ ガスバーナ
１４ 高温差湯スイッチ
１８ コントローラ
１９ リモコン

Claims (4)

1. 給水管と出湯管とが接続された熱交換器と、熱交換器を加熱する加熱手段とを備え、熱交換器で加熱された湯を浴槽に供給する給湯器において、前記熱交換器で高温に加熱された湯を浴槽に供給して浴槽の湯温を所定の温度幅ΔＴ上昇させる高温差湯手段と、前記高温差湯手段により浴槽の湯温を上昇させる前記温度幅ΔＴをユーザーが設定操作する温度幅設定手段と、前記温度幅設定手段により温度幅ΔＴが設定されたときに、前記高温差湯手段により高温差湯を行う湯量ΔＱを、
   ΔＱ ＝ （Ｑ・ΔＴ）／（Ｔ_Ｈ−Ｔ−ΔＴ） Ｑ ：高温差湯前の浴槽湯量
   Ｔ ：高温差湯前の浴槽湯温
   Ｔ_Ｈ：高温差湯の供給湯温
   なる式により算出する差湯量算出手段とを有することを特徴とする高温差湯機能付給湯器。
2. 前記差湯量算出手段により高温差湯を行う湯量ΔＱが算出されたときに、前記高温差湯手段により高温差湯を行う時間ｔを、
   ｔ ＝ ΔＱ／Ｆ Ｆ ：高温差湯の流量
   なる式により算出する差湯時間算出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の高温差湯機能付給湯器。
3. 前記熱交換器で所定の温度に加熱された湯を所定量浴槽に供給して浴槽を湯張りする自動給湯手段を有し、前記浴槽湯量Ｑが自動給湯手段により供給される湯量であり、前記浴槽湯温Ｔが自動給湯手段により供給される湯温であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高温差湯機能付給湯器。
4. 前記浴槽湯量Ｑ及び浴槽湯温Ｔを前記自動給湯手段による過去の給湯実績により補正する補正手段を有することを特徴とする請求項３に記載の高温差湯機能付給湯器。

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