JP4520376B2

JP4520376B2 - 即湯ユニット

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Publication number: JP4520376B2
Application number: JP2005192174A
Authority: JP
Inventors: 景介堀田; 昌彦小野
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: JP2007003165A

Description

本発明は、給湯器と給湯栓とを接続した給湯管内に滞留する湯水を保温して、給湯栓を開いた際に直ちに湯が供給されるようにした即湯ユニットに関する。

従来、給湯栓を開いた際に直ちに湯が出る即湯ユニットとしては、図６に示すように、給湯器１０１と給湯栓１１１とを結ぶ給湯管１０７と下流側接続部１０７Ａ及び上流側接続部１０７Ｂで接続された戻り管１１３と、該戻り管１１３の電気ヒータ１２１の上流側に設けられた温度センサ１１９とを備えたものが知られている（例えば特許文献１参照。）。かかる即湯ユニットにおいては、下流側接続部１０７Ａと上流側接続部１０７Ｂとの間の給湯管１０７と戻り管１１３とからなる循環回路内の湯水が即湯設定温度となるように、ポンプ１２０により戻り管１１３内の湯水を下流側接続部１０７Ａから上流側接続部１０７Ｂに向かって循環させるとともに電気ヒータ１２１を作動させる即湯運転を行って、循環回路内の湯水を加熱する。

すなわち、かかる即湯ユニットにおいては、温度センサ１１９で監視されている戻り管１１３内の湯水の温度が前記即湯設定温度よりも下がったときに、前記即湯運転を開始し、温度センサ１１９の検出温度が即湯設定温度まで上昇したときに、循環ポンプ１２０を停止すると共に電気ヒータ１２１をオフして即湯運転を終了する。従って、循環回路には、常に即湯設定温度付近の湯水が存在する状態となる。そのため、給湯栓１１１が開かれると、先ず給湯管１０７内の出湯設定温度付近の湯水が給湯栓１１１から出湯され、ついで給湯器１０１で加熱された給湯設定温度の湯水が給湯栓１１１から出湯される。

ところで、かかる即湯ユニットにおいては、温度センサ１１９が電気ヒータ１２１の上流側に設けられているため、電気ヒータ１２１における異常加熱等が発生した場合に、温度センサ１１９により異常を検出することができるのは、電気ヒータ１２１で加熱された湯水が上流側接続部１０７Ｂから下流側接続部１０７Ａを経由して温度センサ１１９の設置箇所に到達する時点となる。そして、この時点では、下流側接続部１０７Ａと上流側接続部１０７Ｂ間の給湯管１０７には高温の湯が滞留した状態となっているため、使用者が給湯栓１１１を開けると下流側接続部１０７Ａと上流側接続部間１０７Ｂの給湯管１０７に滞留した高温の湯が供給されてしまい、使用者に熱さによる不快感を与えてしまう。

そこで、上述した高温の湯の出湯を防止するため、所定の上限温度以上となったときに接点がオフするバイメタルスイッチ１２４を電気ヒータ１２１の下流側に設け、電気ヒータ１２１による異常加熱が生じたときにバイメタルスイッチ１２４により電気ヒータ１２１をオフする構成とすることが考えられる。しかし、この場合、即湯ユニットの即湯設定温度は所定の温度範囲内で変更することができるので、即湯設定温度が高い場合にバイメタルスイッチ１２４が作動しないようにするために、バイメタルスイッチ１２４の作動温度を該温度範囲の上限よりも高くする必要がある。そのため、電気ヒータ１２１により加熱された湯水の温度が前記温度範囲の上限を越えても、バイメタルスイッチ１２４の作動温度よりも低い場合には、電気ヒータ１２１がオフされず、前記温度範囲の上限を越えた高温の湯水が、給湯管１０７に流れ込むことを防ぐことができない。
特開平４−２６０７３１号公報

本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、即湯設定温度よりも高温の湯水が給湯管に流れ込むことを防止した即湯ユニットを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の第１の態様は、給湯器と給湯栓とを接続した給湯管と、該給湯管の下流側の第１の接続部及び上流側の第２の接続部で接続された戻り管と、該第１及び第２の接続部間の該給湯管の部分と該戻り管とからなる循環回路に設けられて、該循環回路内に滞留した湯水を該循環回路中で該給湯管の該第２の接続部から該第１の接続部の向きに循環させる循環手段と、該戻り管に設けられて該循環回路内の湯水を加熱する加熱手段と、該循環回路内の湯水の温度を検出する温度検出手段と、該循環回路内の湯水の温度が所定温度となるように該温度検出手段の検出温度に基づき該循環手段と該加熱手段の作動を制御する制御手段とを備え、
前記給湯栓が開栓されたときに、前記給湯管の前記第１及び第２の接続部間に滞留した湯水が、該第２の接続部から該第１の接続部の向きに送出されて前記給湯栓から供給される即湯ユニットにおいて、
前記温度検出手段が前記戻り管の前記加熱手段と前記第２の接続部との間に設けられ、該温度検出手段の検出温度が、前記所定温度よりも高くなったときに、前記循環手段および該加熱手段の作動を停止する高温出湯防止手段を備え、
前記循環手段は、前記循環回路内に滞留した湯水を所定流量で循環させ、
前記制御手段は、前記所定流量と前記温度検出手段の検出温度と前記加熱手段の加熱量と該循環回路内の湯水の比熱とに基づいて、該加熱手段の上流側の前記戻り管内の湯水の温度を推定し、該推定温度が前記所定温度となるように前記循環手段と該加熱手段の作動を制御することを特徴とする。

かかる本発明の第１の態様によれば、前記温度検出手段が戻り管の加熱手段の下流側、かつ加熱された湯水が給湯管に流れ込む第２の接続部の上流側に設けられている。そして、前記高温出湯防止手段は、前記温度検出手段の検出温度が前記所定温度を越えたときに、循環手段および該加熱手段の作動を停止する。これにより、前記所定温度よりも高温の湯が、前記温度検出手段が設けられた箇所を通過して給湯管に流れ込むことを防止することができる。

また、かかる本発明の第１の態様によれば、詳細は後述するが、加熱手段の下流側から加熱手段の上流側の温度推定箇所までの間の循環回路の温水の温度が、前記所定温度となるように加熱手段と循環手段との作動が制御される。この場合、給湯管の第１の接続部と第２の接続部との間の部分には、前記所定温度の温水が滞留した状態になるため、給湯栓を開けたときに前記所定温度よりも低い温度の湯水が供給されることがない。

さらに、本発明の第１の態様において、前記加熱手段である電気ヒータと、スイッチ動作用電力が供給されているときは前記制御手段又は前記高温出湯防止手段の制御指示に応じて該電気ヒータに対する駆動用電力の供給と遮断とを切替え、スイッチ動作用電力が供給されていないときには該電気ヒータに対する駆動用電力の供給を遮断する第１のスイッチング手段と、該第１のスイッチング手段に対するスイッチ動作用電力の供給と遮断とを切替える第２のスイッチング手段と、前記温度検出手段の検出温度が、前記所定温度よりも高く設定された上限温度以上となったときに、該第２のスイッチング手段により前記第１のスイッチング手段に対するスイッチ動作用電力の供給を遮断する電力供給遮断手段とを有することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記高温出湯防止手段が前記温度検出手段の検出温度を認識できない異常や、該高温出湯防止手段が第１のスイッチング手段の動作を制御できない異常が生じると、該高温出湯防止手段により電気ヒータに対する駆動用電力の供給を遮断することができなくなるため、該温度検出手段の検出温度が前記所定温度を越えても電気ヒータに駆動用電力が供給されてしまう。しかし、該温度検出手段の検出温度が前記上限温度に達すると、電力供給遮断手段により第２のスイッチング手段を介して電気ヒータに対する駆動用電力の供給が遮断される。このため、上記異常が生じた場合であっても、前記上限温度を越える高温の湯が給湯管に流れ込むことを防止することができる。

次に、本発明の第２の態様は、給湯器と給湯栓とを接続した給湯管と、該給湯管の下流側の第１の接続部及び上流側の第２の接続部で接続された戻り管と、該第１及び第２の接続部間の給湯管の部分と該戻り管とからなる循環回路に設けられて、該循環回路内に滞留した湯水を該循環回路中で該給湯管の該第２の接続部から該第１の接続部の向きに循環させる循環手段と、該戻り管に設けられて該循環回路内の湯水を加熱する加熱手段と、該戻り管の該加熱手段の上流側に設けられて該循環回路内の湯水の温度を検出する第１の温度検出手段と、該循環回路内の湯水の温度が所定温度となるように該第１の温度検出手段の検出温度に基づき該循環手段と該加熱手段の作動を制御する制御手段とを備え、
前記給湯栓が開栓されたときに、前記給湯管の前記第１及び第２の接続部間に滞留した湯水が、該第２の接続部から該第１の接続部の向きに送出されて該給湯栓から供給される即湯ユニットにおいて、
前記戻り管の前記加熱手段と前記第２の接続部との間に設けられて、該戻り管の該加熱手段と該第２の接続部との間の該戻り管内の湯水の温度を検出する第２の温度検出手段と、該第２の温度検出手段の検出温度が、前記所定温度よりも高くなったときに、前記循環手段と該加熱手段とのうちの少なくともいずれか一方の作動を停止する高温出湯防止手段とを備え、
前記循環手段が所定流量に応じた設定で作動し、かつ前記加熱手段が所定加熱量に応じた設定で作動した状態にあるときに、
前記第１の温度検出手段の検出温度と前記第２の温度検出手段の検出温度との温度差と、前記所定流量と前記所定加熱量と前記循環回路内の湯水の比熱とに基づく基準値とを比較し、該温度差が該基準値を越えたときに前記加熱手段の異常を検知する異常検知手段を備えたことを特徴とする。

かかる本発明の第２の態様によれば、前記第１の温度検出手段は加熱手段の上流側に設けられており、加熱手段の下流側から加熱手段の上流側までの間の循環回路の温水の温度が、前記所定温度となるように加熱手段と循環手段との作動が制御される。この場合、給湯管の第１の接続部と第２の接続部との間の部分には、前記所定温度の温水が滞留した状態になるため、給湯栓を開けたときに前記所定温度よりも低い温度の湯水が供給されることがない。また、第２の温度検出手段が戻り管の加熱手段の下流側、かつ加熱された湯水が給湯管に流れ込む第２の接続部の上流側に設けられており、前記本発明の第１の態様の場合と同様に、前記高温出湯防止手段を設けることにより、前記所定温度よりも高温の湯が、温度検出手段が設けられた箇所を通過して給湯管に流れ込むことを防止することができる。

また、かかる本発明の第２の態様において、前記加熱手段により加熱される温水の上昇温度は、加熱手段を通過する流量と、加熱手段の加熱量と、湯水の比熱とにより定まる。そのため、前記所定流量と前記所定加熱量とに基づく基準値を、実際に検出された第１及び第２の温度検出手段の検出温度の温度差と比較したときに、該温度差が基準値を越えたときには、加熱手段の異常として検知することができる。

さらに、本発明の第２の態様において、前記加熱手段である電気ヒータと、スイッチ動作用電力が供給されているときは前記制御手段又は前記高温出湯防止手段の制御指示に応じて該電気ヒータに対する駆動用電力の供給と遮断とを切替え、スイッチ動作用電力が供給されていないときには該電気ヒータに対する駆動用電力の供給を遮断する第１のスイッチング手段と、該第１のスイッチング手段に対するスイッチ動作用電力の供給と遮断とを切替える第２のスイッチング手段と、前記第２の温度検出手段の検出温度が、前記所定温度よりも高く設定された上限温度以上となったときに、該第２のスイッチング手段により前記第１のスイッチング手段に対するスイッチ動作用電力の供給を遮断する電力供給遮断手段とを有することを特徴とする。

かかる本発明によれば、上述の本発明の第１の態様の場合と同様、前記高温出湯防止手段が前記温度第２の検出手段の検出温度を認識できない異常や、該高温出湯防止手段により第１のスイッチング手段の動作を制御できない異常が生じると、電力供給遮断手段により電気ヒータに対する駆動用電力の供給を遮断することができなくなるため、該第２の検出手段の検出温度が前記所定温度を越えても電気ヒータに駆動用電力が供給されてしまう。しかし、該第２の検出手段の検出温度が前記上限温度に達すると、電力供給遮断手段により第２のスイッチング手段を介して電気ヒータに対する駆動用電力の供給が遮断される。このため、上記異常が生じた場合であっても、前記上限温度を越える高温の湯が給湯管に流れ込むことを防止することができる。

また、本発明の第１の態様及び第２の態様において、前記電気ヒータへの通電を検出する通電検出手段と、前記第１のスイッチング手段により前記電気ヒータへの通電を遮断する制御を行ったときに、該通電検出手段によって前記電気ヒータへの通電が検出された場合には、前記循環手段を停止状態とする処理と異常報知を行う処理とのうちの少なくともいずれか一方を行う遮断不良対処手段とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、通電検出手段によって電気ヒータへの通電が行われているか否かを確認することができる。そして、遮断不良対処手段は、電気ヒータへの通電を遮断する制御を行ったときに、電気ヒータへの通電が検出された場合には、第１のスイッチング手段の故障により電気ヒータへの電力供給の遮断が不能と判断することができる。この場合に、遮断不良対処手段は、循環手段を停止状態とする処理と異常報知を行う処理とのうちの少なくともいずれか一方を行うことで、前記所定温度より高温の湯が給湯管に流れ込むことを未然に防止することができる。

さらに、本発明の第１の態様及び第２の態様において、前記加熱手段である電気ヒータと、前記制御手段の制御指示に応じて該電気ヒータへの通電と遮断とを切替えるスイッチング手段と、該電気ヒータへの通電を検出する通電検出手段と、前記スイッチング手段により前記電気ヒータへの通電を遮断する制御を行ったときに、該通電検出手段によって前記電気ヒータへの通電が検出された場合には、前記循環手段を停止状態とする処理と異常報知を行う処理とのうちの少なくともいずれか一方を行う遮断不良対処手段とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、遮断不良対処手段は、上述のように、通電検出手段による電気ヒータへの通電の検出により、電気ヒータへの電力供給の遮断が不能と判断したときに、循環手段を停止状態とする処理と異常報知を行う処理とのうちの少なくともいずれか一方を行うことで、前記所定温度より高温の湯が、給湯管に流れ込むことを未然に防止することができる。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の即湯ユニットの構成図であり、図２は第１実施形態のコントローラの構成図であり、図３（ａ）は本発明の実施形態のリモコンの外観図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）示のリモコンにおいて開閉扉を開いた図であり、図４は、第２実施形態のコントローラの構成図であり、図５は本実施形態における回路構成を示す模式図である。
る。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態における即湯ユニットは、給湯器１とキッチン、洗面所、浴室等に設けられたカラン、シャワー等の給湯栓２とを接続する給湯管３に、給湯管３の下流側の第１の接続部３Ａと上流側の第２の接続部３Ｂとで接続された戻り管４を備え、戻り管４と給湯管３の第１の接続部３Ａから第２の接続部３Ｂの間の部分とにより、循環回路５が構成されている。

給湯器１は、例えばガス給湯器であり、給水管６から供給される水をガスバーナにより加熱される熱交換器（図示せず）に通水して湯とし、得られた湯を給湯管３を介して給湯栓２に供給する。給湯器１は、給湯器１内に設けられた電装ユニット８により作動が制御され、電装ユニット８と接続されたリモコン７により遠隔操作される。

給湯器１は、後述するリモコン７の運転スイッチ２１（図３（ａ）参照）の入力により、給湯運転が実行可能な運転状態となる。該運転状態において、給湯栓２が開栓されると給湯管３及び給水管６に水流が生じ、給湯器１の電装ユニット８が該水流を検知することによりガスバーナに点火されて給湯運転が開始され、給水管６から供給される水が熱交換器（図示せず）で加熱されて湯が得られる。該給湯器１においては、給湯温度がリモコン７の給湯温度スイッチ３０（図３（ｂ）参照）によって指示された給湯設定温度になるようにガスバーナの加熱量が制御される。そして、給湯栓２が閉栓されて給湯器１への給水が止まると、給湯器１の電装ユニット８はガスバーナの燃焼を停止して給湯運転を終了する。

戻り管４には、前記循環回路５内に滞留した湯水を給湯管３の第２の接続部３Ｂから第１の接続部３Ａの向きに循環させる循環ポンプ９（本発明の循環手段に相当する）と、循環回路５内の湯水を加熱する電気ヒータ１０（本発明の加熱手段に相当する）と、該電気ヒータ１０の下流側かつ第２の接続部３Ｂの上流側に設けられて循環回路５内の湯水の温度を検出する温度センサ１１（本発明の温度検出手段に相当する）とが設けられている。さらに、戻り管４の電気ヒータ１０の下流側には、循環回路５内に滞留した湯水の流通方向を給湯管３の第２の接続部３Ｂから第１の接続部３Ａの向きに規制し、給湯器１から供給される湯が第２の接続部３Ｂから電気ヒータ１０側に流れ込んで再加熱されることを防止する逆止弁１２が設けられている。また、戻り管４の電気ヒータ１０の上流側には、ＯＨＳ（ＯｖｅｒＨｅａｔＳｗｉｔｃｈ）４７が設けられている。ＯＨＳ４７は例えばバイメタルスイッチであり、循環回路５内の温水の温度が即湯設定温度の設定範囲の上限値よりも高く設定されたＯＨＳ作動温度となった場合に、接点が開いて電気ヒータ１０への通電を遮断するものである。

また、即湯ユニットには、給湯器１の電装ユニット８と通信可能に接続されたコントローラ１３が備えられており、循環ポンプ９と電気ヒータ１０と温度センサ１１とは、コントローラ１３に接続されている。コントローラ１３は、循環回路５内の温水の温度がリモコン７により設定された即湯設定温度となるように、温度センサ１１の検出温度に基づいて循環ポンプ９と電気ヒータ１０の作動を制御する即湯運転を実行する。

即湯運転を実行することにより、循環回路５内には、即湯設定温度の湯水が循環し、給湯管３の第１の接続部３Ａと第２の接続部３Ｂとの間に、即湯設定温度の湯が存在する状態が保持される。そのため、使用者が給湯栓２を開栓したときに、給湯器３の第１の接続部３Ａと第２の接続部３Ｂとの間に存在する即湯設定温度の湯が直ちに給湯栓２から供給され、次いで、給湯器１の加熱による湯が供給される。これにより、使用者が給湯栓２を開栓してから、実際に湯が供給されるまでの遅れ時間が大幅に短縮される。

図２に示すように、コントローラ１３は、制御手段１４と高温出湯防止手段１６とを備えている。制御手段１４は、リモコン７によって入力された給湯温度を即湯設定温度として保持し、温度センサ１１の検出温度と該即湯設定温度に基づいて循環ポンプ９と電気ヒータ１０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。さらに、制御手段１４には、温度推定部１５が設けられている。温度推定部１５は、後述するように、循環ポンプ９と電気ヒータ１０とが作動（ＯＮ）している間、温度センサ１１の検出温度に基いて、電気ヒータ１０の上流側の湯水の温度を推定する。そして、制御手段１４は、かかる循環ポンプ９と電気ヒータ１０との作動中は、該推定温度が前記即湯設定温度となるように循環ポンプ９と電気ヒータ１０を制御する。高温出湯防止手段１６は、温度センサ１１の検出温度を監視し、該検出温度が前記即湯設定温度よりも高い温度（例えば、即湯設定温度＋２℃）に設定された上限温度を越えたときに、制御手段１４に循環ポンプ９と電気ヒータ１０の作動停止を指示する信号を出力するように構成されている。

図３（ａ）に示すように、リモコン７には、給湯温度や給湯器１の作動状態、即湯運転の予約状況等が表示される表示部１７と、各種の操作スイッチを有するスイッチ部１８とが備えられている。表示部１７は、時刻や給湯設定温度等が表示される給湯温度表示部１９と、予約された時間帯になったときに即湯運転を実行するための予約状況が表示される予約設定表示部２０とからなる。予約設定表示部２０には、１時間単位（０〜１時、１時〜２時、・・・）で即湯運転の予約がされた時間帯が点灯表示され、即湯運転の予約がされていない時間帯は消灯される。使用者は、予約設定表示部２０を視認して、即湯運転の予約状況を確認することができる。

スイッチ部１８には、給湯器１に対して給湯運転の実行が可能な運転状態と給湯運転の実行が不能であって消費電力が運転状態よりも少ない待機状態との切換えを指示する運転スイッチ２１と、即湯運転の実行／停止を指示する即湯スイッチ２２と、即湯運転の予約の設定／解除を指示する即湯予約スイッチ２３とが露出して設けられている。さらに、スイッチ部１８には、時計時刻の設定や即湯予約運転の設定等を行うためのスイッチを隠す開閉扉２４が設けられ、通常は、開閉扉２４を閉じて比較的使用頻度が低いスイッチを隠すことにより、スイッチ部１８の操作性の向上が図られている。スイッチ部１８の開閉扉２４の内部には、図３（ｂ）に示すように、即湯運転の予約の設定／解除の対象とする時間帯を切り替えて選択する移動スイッチ２８と、該移動スイッチ２８により選択された時間帯の予約の設定／解除を指示する即湯予約設定スイッチ２９と、給湯設定温度のＵＰ／ＤＯＷＮを指示する給湯温度スイッチ３０と、各種時刻の設定を指示する時刻設定スイッチ３１とが設けられている。

即湯運転の予約の設定内容を変更する場合、使用者が移動ボタン２８を操作する毎に、予約設定表示部２０において、予約の設定／解除の対象となる時間帯が時計回転方向にシフトして表示される。そして、使用者は、即湯予約設定スイッチ２９の操作によって該表示された時間帯の予約の設定／解除を指示することができる。

次に、本発明の第１の実施形態における即湯ユニットの作動について説明する。

図１示の即湯ユニットでは、リモコン７の即湯スイッチ２２が操作されたとき、又は、即湯運転の予約が設定された時間帯となったときに即湯運転が開始される。すなわち、図１及び図２に示すように、給湯器１の電装ユニット８を介して、前記コントローラ１３の制御手段１４に、給湯設定温度が即湯設定温度として入力され、即湯運転が開始される。尚、本実施形態では、即湯設定温度が給湯設定温度と等しい値として、制御手段１４に入力されているが、即湯設定温度を給湯設定温度とは別に設定する構成としてもよい。

即湯運転の実行中、コントローラ１３の制御手段１４は、短周期（例えば３秒）ごとに戻り管４の電気ヒータ１０の下流側に設けられた温度センサ１１の検出温度を求める。そして、制御手段１４は、該検出温度が前記即湯設定温度よりも一定温度（例えば５℃）以上低くなっている場合には、循環ポンプ９と電気ヒータ１０とを作動（ＯＮ）させる。尚、循環ポンプ９の流量と電気ヒータ１０との加熱量は、予め設定された一定値となる。このように、循環ポンプ９と電気ヒータ１０とがＯＮされると、循環回路５内の湯水が循環しながら加熱される。

そして、制御手段１４は、循環ポンプ９と電気ヒータ１０とがＯＮされた後においては、制御手段１４の内部に設けられた温度推定部１５により、前記温度センサ１１の検出温度から電気ヒータ１０の上流側の温度を推定し、該推定温度を用いて即湯運転を実行する。温度推定部１５は、電気ヒータ１０の上流側の湯水の温度を、（電気ヒータ１０の上流側の湯水の温度）＝（電気ヒータ１０の下流側の湯水の温度）−（電気ヒータ１０の加熱量）／｛（循環ポンプ９の流量）×（湯水の比熱）｝により推定する。そして、制御手段１４は、該推定温度が前記即湯設定温度以上になったときに、循環ポンプ９と電気ヒータ１０をＯＦＦする。

このように、制御手段１４は、前記温度センサ１１の検出温度が前記即湯設定温度よりも一定温度（例えば５℃）以上低くなっている場合には、循環ポンプ９と電気ヒータ１０とを作動（ＯＮ）させ、前記推定温度が即湯設定温度以上になったときに、循環ポンプ９と電気ヒータ１０をＯＦＦする処理を繰り返し実行する。これより、即湯運転の実行中は、循環回路５内の湯の温度がほぼ即湯設定温度に保持される。

ここで、温度センサ１１の検出温度をそのまま用い、該検出温度が前記即湯設定温度となるように即湯運転を実行した場合、温度センサ１１の検出温度が前記即湯設定温度まで上昇した時点では、循環回路５の温度センサ１１の下流側となる給湯管３の第２の接続部３Ｂと第１の接続部３Ａの部分に存在する湯の温度はまだ即湯設定温度まで上昇していない。そのため、使用者が給湯栓２を開栓したときに給湯栓２から供給される湯水の温度が即湯設定温度に比べて低温になってしまう。

それに対して、上記推定温度が即湯設定温度となるように即湯運転を実行した場合には、電気ヒータ１０の下流側から電気ヒータ１０の上流側の箇所までの間の温水の温度が、該即湯設定温度となる。この場合、給湯管３の第１の接続部３Ａと第２の接続部３Ｂとの間の部分には、即湯設定温度の温水が滞留した状態になるため、前記給湯栓２を開けたときに即湯設定温度よりも低い温度の湯水が供給されることがない。

また、前記高温出湯防止手段１６は、即湯運転の実行中に短周期（例えば３秒）ごとに前記温度センサ１１の検出温度を監視し、該検出温度が前記上限温度（例えば、即湯設定温度＋２℃）を上回った場合に、循環ポンプ９と電気ヒータの作動停止を指示する信号を制御手段１４に出力する。これにより、前記上限温度よりも高温の湯が、温度センサ１１が設けられた箇所を通過して前記給湯管３に流れ込むことを確実に防止することができる。

次に、本発明の第２の実施形態における即湯ユニットについて説明する。該第２の実施形態は、前記第１の実施形態における即湯ユニットにおいて、前記温度センサ１１を第２の温度センサ１１（本発明の第２の温度検出手段に相当する）とし、図１に破線で示す第１の温度センサ３２（本発明の第１の温度検出手段に相当する）をさらに備えている。

また、図４に示すように、本発明の第２の実施形態におけるコントローラ１３は、制御手段１４と高温出湯防止手段１６と異常検知手段３３とを備えている。制御手段１４は、第１の温度センサ３２の検出温度に基づいて、該検出温度が前記即湯設定温度となるように循環ポンプ９と電気ヒータ１０のＯＮ／ＯＦＦを制御して即湯運転を実行する。

この場合、前記第１の温度センサ３２が設けられた電気ヒータ１０の上流側の箇所の湯の温度が即湯設定温度となるように制御されるため、電気ヒータ１０の下流側から電気ヒータ１０の上流側の箇所までの間の温水の温度が即湯設定温度となる。この場合、給湯管３の第１の接続部３Ａと第２の接続部３Ｂとの間の部分には、即湯設定温度の温水が滞留した状態になるため、使用者が給湯栓２を開けたときに即湯設定温度よりも低い温度の湯水が供給されることがない。

高温出湯防止手段１６は、前述の第１の実施形態の場合と同様、第２の温度センサ１１の検出温度を監視し、該検出温度が前記上限温度（例えば、即湯設定温度＋２℃）を越えたときに、制御手段に循環ポンプ９と電気ヒータ１０の作動停止を指示する信号を出力するように構成されている。

これにより、前述の第１の実施態様の場合と同様に前記上限温度よりも高温の湯が、前記第２の温度センサ１１が設けられた箇所を通過して前記給湯管３に流れ込むことを防止することができる。

また、異常検知手段３３は、循環ポンプ９と電気ヒータ１０が作動しているときに、第１の温度センサ３２と第２の温度センサ１１との温度差を監視し、該温度差が循環ポンプ９の流量と電気ヒータ１０の加熱量と湯水の比熱とから算出される基準値を上回る場合には、直ちに循環ポンプ９と電気ヒータ１０との作動を停止する信号を制御手段１４に出力する。該基準値は、（基準値）＝（電気ヒータ１０の加熱量）／｛（循環ポンプ９の流量）×（湯水の比熱）｝に基づいて算出される。

このように、循環ポンプ９の流量と電気ヒータ１０の加熱量とに基づく基準値と、実際に検出された第１の温度センサ３２と第２の温度センサ１１との検出温度の温度差とを比較することで、異常加熱等の電気ヒータ１０の異常を早期に検知することができる。

尚、本発明の第１及び第２の実施形態において、高温出湯防止手段１６は、高温検出時に循環ポンプ９と電気ヒータ１０の作動を共に停止（ＯＦＦ）させているが、循環ポンプ９と電気ヒータ１０のいずれか一方の作動を停止（ＯＦＦ）させることにより、高温の湯水が給湯管３へ流入を防止する構成とすることもできる。

尚、本発明の第１及び第２の実施形態において、循環ポンプ９の循環流量及び電気ヒータ１０の加熱量は、それぞれ一定流量及び一定加熱量としているが、該循環流量及び加熱量を可変制御としてもよい。この場合、第１の実施形態における温度推定部１５は、可変された循環流量及び加熱量に基づいて電気ヒータ１０の上流側の温度を推定する。また、第２の実施形態における異常検知手段３３は、可変された循環流量及び加熱量に基づいて電気ヒータ１０の異常を検知する。

次に、上述した本発明の第１及び第２の実施形態における即湯ユニットは、より具体的には、例えば図１、２、４に示したコントローラ１３と循環ポンプ９と電気ヒータ１０と温度センサ１１とを備えて、図５に示すように構成される。尚、図５に示した構成のうち、マイコン３５、安全回路３７、トランジスタ４０、リレー４２、トランジスタ４５（本発明の第２のスイッチング手段に相当する）は、図１、２、４に示したコントローラ１３に含まれる。

温度センサ１１は、サーミスタ３６と分圧抵抗との直列回路を図示しない電源回路により生成される第１基準電源電圧Ｖｒに接続して構成され、該直列回路の中点に設けた出力端子３６ａから前記循環回路５内の温水の温度に応じたレベルの温度検出信号Ｖｔを出力する。そして、温度センサ１１の出力端子３６ａは、マイコン３５と安全回路３７（本発明の電力供給遮断手段に相当する）の入力部に接続されている。この場合、温度検出信号Ｖｔのレベルは、湯水の温度が高いほど低くなる。

マイコン３５は、遮断不良対処部３８を有する制御手段１４と高温出湯防止手段１６とを備えている。マイコン３５は、温度センサ１１の出力端子３６ａから出力される温度検出信号ＶｔをデジタルデータにＡ／Ｄ変換して取り込む。制御手段１４は、該デジタルデータにより検知した湯水の温度に応じて電気ヒータ１０及び循環ポンプ９の作動を制御する。マイコン３５の出力端子は循環ポンプ９及びトランジスタ４０のベースに接続されており、マイコン３５から出力される制御信号により、循環ポンプ９及びトランジスタ４０のＯＮ／ＯＦＦが制御される。

第１のスイッチング手段３９（本発明における請求項８のスイッチング手段にも相当する）は、トランジスタ４０とリレー４２からなり、該リレー４２のコイル４３は、トランジスタ４０を介してＧＮＤに接続されると共に、トランジスタ４５を介して第２基準電源電圧Ｖｐ（Ｖｐから供給される電力が本発明のスイッチ動作用電力に相当する）に接続されている。

リレー４２の接点４４は交流電源４６（交流電源４６から電気ヒータ１０に供給される電力が本発明の電気ヒータに対する駆動用電力に相当する）と電気ヒータ１０との間に接続されており、接点４４とＯＨＳ４７と電気ヒータ１０とは該交流電源４６に直列に接続されている。また電気ヒータ１０と並列にアンサー回路４８（本発明の通電検出手段に相当する）が設けられ、該アンサー回路４８の出力端子はマイコン３５に接続されている。

安全回路３７は、上述のように、温度センサ１１の出力端子３６ａとトランジスタ４５のベースとに接続され、該出力端子３６ａからの温度検出信号Ｖｔと上限温度（所定値であり、即湯設定温度＋２℃としてもよい）に応じて設定される電圧閾値Ｖ０とを比較する。そして、Ｖｔ＞Ｖ０のときにはトランジスタ４５をＯＮ（導通状態）し、Ｖｔ≦Ｖ０のときにはトランジスタ４５をＯＦＦ（遮断状態）する。ここで、トランジスタ４５がＯＮの状態であるときには、トランジスタ４０がＯＮするとリレー４２のコイル４３に通電されて接点４４が閉じ、電気ヒータ１０がＯＮするのに対し、トランジスタ４０がＯＦＦするとコイル４３への通電が遮断されて接点４４が開き、電気ヒータ１０がＯＦＦされる。一方、トランジスタ４５がＯＦＦ状態であるときには、トランジスタ４０のＯＮ／ＯＦＦに関わらずコイル４３への通電が遮断されるため、接点４４が開いて電気ヒータ１０はＯＦＦされたままとなる。

また、アンサー回路４８は、電気ヒータ１０に交流電源４６が印加されると、電気ヒータ１０が作動状態であることを示す信号をマイコン３５に出力する。一方、電気ヒータ１０の印加電圧Ｖｈが該閾値未満である場合には、アンサー回路４８は電気ヒータ１０が停止状態であることを示す信号をマイコン３５に出力する。

次に本実施形態における即湯ユニットの動作について説明する。

制御手段１４は、上述した即湯運転の実行時において、温度センサ１１の温度検出信号Ｖｔから検知した前記循環回路５内の温水の温度が前記即湯設定温度以下のときはトランジスタ４０をＯＮしてヒータ１０をＯＮする。また、前記循環回路５内の温水の温度が上限温度を越えるときには、トランジスタ４０をＯＦＦしてヒータ１０をＯＦＦする。そして、これにより前記循環回路５内の湯水の温度を即湯設定温度に維持する。また、前記高温出湯防止手段１６は、電気ヒータ１０による異常加熱により循環回路５内の湯水の温度が前記上限温度を上回った場合に、電気ヒータ１０をＯＦＦして上限温度よりも高温の湯が前記給湯管３に流れ込むことを防止する。

しかし、マイコン３５と温度センサ１１の出力端子３６ａとの接続回路の不良等により高温出湯防止手段１６が温度センサ１１の検出温度を認識できない異常やトランジスタ４０の不良等により制御手段１４が第１のスイッチング手段３９の動作を制御できない異常が生じた場合には、高温出湯防止手段１６により電気ヒータ１０を制御することができないため、電気ヒータ１０がＯＮ状態に維持されて前記循環回路５内の湯水の温度が前記上限温度を越えて加熱されることになる。そして、この場合であっても、ＯＨＳ４７が正常に作動している場合には、ＯＨＳ４７により循環回路５内の温水の温度が前記ＯＨＳ作動温度となった時点で電気ヒータ１０がＯＦＦされる。しかし、ＯＨＳ４７の故障が上記異常に重なった二重故障が生じた場合には、電気ヒータ１０がＯＦＦされず、循環回路５内の湯水の温度が上昇してしまう。

安全回路３７は、このような二重故障に対処するために備えられたものであり、温度センサ１１の検出温度が前記上限温度に達すると、マイコン３５とは独立にトランジスタ４５をＯＦＦして第１のスイッチング手段３９への電力の供給を遮断し、電気ヒータ１０をＯＦＦする。これにより、上記二重故障が生じた場合であっても、電気ヒータ１０をＯＦＦして前記循環回路５内の湯水の温度の上昇を防止できる。

次に、リレー４２の接点４４の固着不良（コイル４３への通電が遮断されても接点４４が導通状態に維持される不良）が生じると、安全回路３７によりトランジスタ４５をＯＦＦしても、電気ヒータ１０への通電を遮断することができない。遮断不良対処手段３８は、このような電気ヒータ１０の遮断不良に対処するためのものである。遮断不良対処部３８は、制御手段１４によりトランジスタ４０をＯＦＦする制御がされたときに、アンサー回路４８からの出力信号を確認する。そして、アンサー回路４８からの出力信号が、電気ヒータ１０が作動状態であることを示す信号であったとき、すなわち、トランジスタ４０をＯＦＦする制御をしたにも拘らず、ヒータ１０への通電が遮断されなかったときには、循環ポンプ９を停止状態に維持するともに、リモコン７にエラー報知する。

このように、循環ポンプ９を停止状態とすることで、第１のスイッチング手段３９の故障により接点４４をＯＦＦすることが不能となった場合においても、前記即湯設定温度より高温の湯が、給湯管３に流れ込むことを未然に防止することができる。また、リモコン７にエラー報知することで、使用者に当該故障を認識させて修理を促すことができる。

尚、図５に示した実施形態では、前記二重故障が生じたときに、安全回路と３７とトランジスタ４５により第１のスイッチング手段３９への電力供給を遮断して電気ヒータ１０をＯＦＦする構成と、リレー４２の接点４４の固着不良が生じたときに、アンサー回路４８と遮断不良対処部３８により循環ポンプ９を停止状態に維持するともにリモコン７にエラー報知する構成とを備えたが、いずれか一方の構成のみを備えるときでも、本発明の効果を得ることができる。

また、リレー４２とトランジスタ４０により本発明の第１のスイッチング手段３９を構成したが、電気ヒータ１０への電力供給のＯＮ／ＯＦＦをトランジスタ等の無接点スイッチにより行う構成としてもよい。

本発明の実施形態の即湯ユニットを示す構成図である。本発明における第１実施形態のコントローラの構成図である。（ａ）本発明の実施形態のリモコンの外観図であり、（ｂ）図３（ａ）に示すリモコンにおいて開閉扉を開いた図である。本発明における第２実施形態のコントローラの構成図である。本実施形態における回路構成を示す模式図である。従来の即湯ユニットの構成図である。

符号の説明

１…給湯器、２…給湯栓、３…給湯管、４…戻り管、５…循環回路、９…循環ポンプ、１０…電気ヒータ、１１…温度センサ（第２の温度センサ）、１４…制御手段、１６…高温出湯防止手段、３２…第１の温度センサ、３３…異常検知手段、３７…安全回路、３８…遮断不良対処部、３９…第１のスイッチング手段、４５…トランジスタ、４６…交流電源、４８…アンサー回路。

Claims

給湯器と給湯栓とを接続した給湯管と、該給湯管の下流側の第１の接続部及び上流側の第２の接続部で接続された戻り管と、該第１及び第２の接続部間の該給湯管の部分と該戻り管とからなる循環回路に設けられて、該循環回路内に滞留した湯水を該循環回路中で該給湯管の該第２の接続部から該第１の接続部の向きに循環させる循環手段と、該戻り管に設けられて該循環回路内の湯水を加熱する加熱手段と、該循環回路内の湯水の温度を検出する温度検出手段と、該循環回路内の湯水の温度が所定温度となるように該温度検出手段の検出温度に基づき該循環手段と該加熱手段の作動を制御する制御手段とを備え、
前記給湯栓が開栓されたときに、前記給湯管の前記第１及び第２の接続部間に滞留した湯水が、該第２の接続部から該第１の接続部の向きに送出されて前記給湯栓から供給される即湯ユニットにおいて、
前記温度検出手段が前記戻り管の前記加熱手段と前記第２の接続部との間に設けられ、該温度検出手段の検出温度が、前記所定温度よりも高くなったときに、前記循環手段および該加熱手段の作動を停止する高温出湯防止手段を備え、
前記循環手段は、前記循環回路内に滞留した湯水を所定流量で循環させ、
前記制御手段は、前記所定流量と前記温度検出手段の検出温度と前記加熱手段の加熱量と該循環回路内の湯水の比熱とに基づいて、該加熱手段の上流側の前記戻り管内の湯水の温度を推定し、該推定温度が前記所定温度となるように前記循環手段と該加熱手段の作動を制御することを特徴とする即湯ユニット。
前記加熱手段である電気ヒータと、
スイッチ動作用電力が供給されているときは前記制御手段又は前記高温出湯防止手段の制御指示に応じて該電気ヒータに対する駆動用電力の供給と遮断とを切替え、スイッチ動作用電力が供給されていないときには該電気ヒータに対する駆動用電力の供給を遮断する第１のスイッチング手段と、
該第１のスイッチング手段に対するスイッチ動作用電力の供給と遮断とを切替える第２のスイッチング手段と、
前記温度検出手段の検出温度が、前記所定温度よりも高く設定された上限温度以上となったときに、該第２のスイッチング手段により前記第１のスイッチング手段に対するスイッチ動作用電力の供給を遮断する電力供給遮断手段とを有することを特徴とする請求項１記載の即湯ユニット。
給湯器と給湯栓とを接続した給湯管と、該給湯管の下流側の第１の接続部及び上流側の第２の接続部で接続された戻り管と、該第１及び第２の接続部間の給湯管の部分と該戻り管とからなる循環回路に設けられて、該循環回路内に滞留した湯水を該循環回路中で該給湯管の該第２の接続部から該第１の接続部の向きに循環させる循環手段と、該戻り管に設けられて該循環回路内の湯水を加熱する加熱手段と、該戻り管の該加熱手段の上流側に設けられて該循環回路内の湯水の温度を検出する第１の温度検出手段と、該循環回路内の湯水の温度が所定温度となるように該第１の温度検出手段の検出温度に基づき該循環手段と該加熱手段の作動を制御する制御手段とを備え、
前記給湯栓が開栓されたときに、前記給湯管の前記第１及び第２の接続部間に滞留した湯水が、該第２の接続部から該第１の接続部の向きに送出されて該給湯栓から供給される即湯ユニットにおいて、
前記戻り管の前記加熱手段と前記第２の接続部との間に設けられて、該戻り管の該加熱手段と該第２の接続部との間の該戻り管内の湯水の温度を検出する第２の温度検出手段と、該第２の温度検出手段の検出温度が、前記所定温度よりも高くなったときに、前記循環手段と該加熱手段とのうちの少なくともいずれか一方の作動を停止する高温出湯防止手段とを備え、
前記循環手段が所定流量に応じた設定で作動し、かつ前記加熱手段が所定加熱量に応じた設定で作動した状態にあるときに、
前記第１の温度検出手段の検出温度と前記第２の温度検出手段の検出温度との温度差と、前記所定流量と前記所定加熱量と前記循環回路内の湯水の比熱とに基づく基準値とを比較し、該温度差が該基準値を越えたときに前記加熱手段の異常を検知する異常検知手段を備えたことを特徴とする即湯ユニット。
前記加熱手段である電気ヒータと、
スイッチ動作用電力が供給されているときは前記制御手段又は前記高温出湯防止手段の制御指示に応じて該電気ヒータに対する駆動用電力の供給と遮断とを切替え、スイッチ動作用電力が供給されていないときには該電気ヒータに対する駆動用電力の供給を遮断する第１のスイッチング手段と、
該第１のスイッチング手段に対するスイッチ動作用電力の供給と遮断とを切替える第２のスイッチング手段と、
前記第２の温度検出手段の検出温度が、前記所定温度よりも高く設定された上限温度以上となったときに、該第２のスイッチング手段により前記第１のスイッチング手段に対するスイッチ動作用電力の供給を遮断する電力供給遮断手段とを有することを特徴とする請求項３記載の即湯ユニット。
前記電気ヒータへの通電を検出する通電検出手段と、
前記第１のスイッチング手段により前記電気ヒータへの通電を遮断する制御を行ったときに、該通電検出手段によって前記電気ヒータへの通電が検出された場合には、前記循環手段を停止状態とする処理と異常報知を行う処理とのうちの少なくともいずれか一方を行う遮断不良対処手段とを備えたことを特徴とする請求項２又は４記載の即湯ユニット。
前記加熱手段である電気ヒータと、
前記制御手段の制御出力に応じて該電気ヒータへの通電と遮断とを切替えるスイッチング手段と、
該電気ヒータへの通電を検出する通電検出手段と、
前記スイッチング手段により前記電気ヒータへの通電を遮断する制御を行ったときに、該通電検出手段によって前記電気ヒータへの通電が検出された場合には、前記循環手段を停止状態とする処理と異常報知を行う処理とのうちの少なくともいずれか一方を行う遮断不良対処手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は３記載の即湯ユニット。