JP5258604B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯式給湯機に関するものである。

貯湯タンクに貯留した湯を該貯湯タンクから所定の給湯先に供給する貯湯式給湯機では、貯湯タンクからの湯と水道等の水源からの水とを混合弁に導き、該混合弁の開度を制御装置により制御して、給湯先への給湯温度をユーザの設定温度に調整する。上記の混合弁は給湯先への給湯が終わるたびに水側全開または湯側全閉にされるというものではなく、例えば特許文献１に記載された貯湯式給湯機（給湯システム）におけるように、次回の給湯時に給湯温度が安定するよう、給湯停止後も所定の開度（以下、「安定給湯開度」という）に保たれる。

給湯先への給湯の有無は、混合弁と給湯先とを繋ぐ給湯管路に設けられた流量センサの検知結果に基づいて制御装置が判断する。ただし、流量センサでは検知することができない微少流量の給湯が行われることもあり、このような微少流量の給湯時には、圧力損失バランスによって水が混合弁を通れなくなり、湯だけが混合弁を通って給湯管路に流入して高温の湯が給湯先から出湯するという事態になることがある。

このような事態を回避するために、例えば特許文献２に記載された貯湯式給湯機（給湯装置）では、流量センサの検知結果からは給湯先への給湯が行われていないと判断されるにも拘わらず、混合弁と給湯先とを繋ぐ給湯管路に設けた温度センサの検知温度が設定温度（給湯温度）より高いときには、上記の設定温度に基づいて混合弁での湯水の混合比率を調整している。

近年では、例えば特許文献３に記載された貯湯式給湯機（自動給湯装置）のように、ユーザが給湯栓を操作する一般給湯先（台所等）と給湯栓が不要な浴槽とに給湯可能な貯湯式給湯機が一般的になってきている。このような貯湯式給湯機では、出湯側が二股分岐した給湯管路により貯湯タンク内の湯が一般給湯先用の混合弁（以下、「一般給湯混合弁」という）と風呂給湯用の混合弁（以下、「風呂給湯混合弁」という）とに導かれる。また、出水側が二股分岐した給水管路により水源からの水が上記の一般給湯混合弁と風呂給湯混合弁とに導かれる。そして、一般給湯先への給湯設定温度に応じて一般給湯混合弁の開度が制御され、浴槽への給湯設定温度に応じて風呂給湯混合弁の開度が制御される。

特開２００８−１６４２８６号公報 特開２００５−１５６０５３号公報 特開２００８−２６７６９２号公報

二股分岐した給湯管路と給水管路とが一般給湯混合弁と風呂給湯混合弁とに接続された従来の貯湯式給湯機では、一般給湯先への給湯停止後に一般給湯混合弁の開度を安定給湯開度に保っておくと、浴槽への給湯時に貯湯タンク内の湯や水源からの水が一般給湯混合弁を通って風呂給湯混合弁に回り込むことがある。このような湯や水の回り込みが生じると、一般給給湯先への給湯を行っていなくても、一般給湯混合弁と一般給湯先とを繋ぐ流路に設けられた一般用温度センサの検知温度が変動する。湯の回り込みが生じたときには、一般用温度センサの検知温度が高温になる。

湯の回り込みにより一般用温度センサの検知温度が高温になった場合、一般給側湯混合弁の周りの配管に滞留したままとなる高温の湯の量は少なく、浴槽への給湯停止後に一般給湯先を開栓しても高温の湯が出湯することはない。一方、微少流量の高温の湯により一般用温度センサの検知温度が高温になった場合、一般給湯先からは高温の湯が出湯するので、特許文献２に記載された混合弁の制御形態に従って一般給湯混合弁の開度を制御することが望まれる。

しかしながら、一般用温度センサの検知温度の変動が湯や水の回り込みによるものであるのか、流量センサでは検知することができない微少流量の湯水によるものであるのかは、従来の貯湯式給湯機では判別できない。一般給湯先での給湯温度は、一般給湯混合弁と一般給湯先とを繋ぐ流路に設けられた流量センサが所定流量以上の水流を検知した後に一般給湯混合弁の開度が制御されて調整されるので、上記湯の回り込みが生じたときに特許文献２に記載された混合弁の制御形態に従って一般給湯混合弁での水の混合比率を高くしてしまうと、その後に一般給湯混合弁の開度を再制御しても、一般給湯先への給湯の初期に給湯温度が一旦低下する「給湯温度の落ち込み」が起こることがある。給湯温度の落ち込みは、水源からの水温が低い時期に特に顕著となり、ユーザに不快感を与えてしまう。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、一般給湯先と浴槽とに給湯することができると共に、浴槽への給湯停止後に一般給湯先に給湯するときの給湯温度を安定させ易い貯湯式給湯機を得ることを目的とする。

本発明の貯湯式給湯機は、貯湯タンク内の湯を出湯側が二股分岐した給湯管路により一般給湯混合弁と風呂給湯混合弁とに供給すると共に、水源からの水を出水側が二股分岐した給水管路により一般給湯混合弁と風呂給湯混合弁とに供給し、一般給湯混合弁から一般給湯先に送られる湯水の温度を検知する一般用温度センサの検知温度と、一般給湯先への給湯設定温度に係る情報とに基づいて制御装置が一般給湯混合弁の開度をフィードバック制御し、風呂給湯混合弁から浴槽に送られる湯水の温度を検知する風呂用温度センサの検知温度と、浴槽への給湯設定温度に係る情報とに基づいて前記制御装置が前記風呂給湯混合弁の開度をフィードバック制御する貯湯式給湯機であって、制御装置は、一般給湯先への給湯停止中に浴槽への給湯が開始されると一般用温度センサの検知温度を監視し始め、一般用温度センサの検知温度が第１の条件値以上になると、一般給湯混合弁の開度を第１の開度に調整し、浴槽への給湯停止後、一般給湯混合弁の開度を第１の開度に調整した後で生じた一般用温度センサの検知温度の変動値が第２の条件値以上のときには、一般給湯混合弁の開度を一般給湯混合弁での水の混合比率が第１の開度での水の混合比率よりも高くなる第２の開度に調整することを特徴とする。

本発明の貯湯式給湯機では、浴槽への給湯停止後に一般給湯混合弁の開度を第１の開度に調整し、その後に生じる一般用温度センサの検知温度の変動値が第２の条件値以上のときにのみ、すなわち一般給湯先に微少流量の高温の湯が給湯（漏水の場合を含む）されているときにのみ、一般給湯混合弁の開度を制御するので、浴槽への給湯停止後に一般給湯先から高温の湯が出湯してしまったり、「給湯温度の落ち込み」が起きてしまったりすることが防止される。したがって、本発明によれば、浴槽への給湯停止後に一般給湯先に給湯するときの給湯温度を安定させ易い貯湯式給湯機を提供することが可能になる。

図１は、本発明の貯湯式給湯機の一例を示す概略図である。 図２は、図１に示した貯湯式給湯機での制御装置と該制御装置に接続された構成要素とを概略的に示すブロック図である。 図３は、浴槽への給湯時における風呂給湯混合弁への湯や水の回り込みの一例を示す概略図である。 図４は、本発明の貯湯式給湯機で一般給湯先への給湯停止中に浴槽に給湯したときにおける一般給湯混合弁の開度調整に係る手順の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の貯湯式給湯機の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は下記の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の貯湯式給湯機の一例を示す概略図である。同図に示す貯湯式給湯機１３０は、熱源機で沸き上げた湯を貯湯タンクに貯留し、ここから一般給湯先１５０と浴槽１６０とに湯を供給する機能を有するものであり、ヒートポンプユニット１０と給湯機本体１１０とリモートコントローラ１２０とを備えている。以下、貯湯式給湯機１３０の各構成要素について説明する。

上記のヒートポンプユニット１０は、冷媒を圧縮する圧縮機と、放熱器に相当する沸上げ用熱交換器と、膨張弁と、蒸発器と、これらを環状に接続する循環配管とを有する冷凍サイクル部（図示せず）を備え、後述する制御装置１００による制御の下に動作して熱源機として機能する。上記の冷凍サイクル部では、二酸化炭素等の冷媒が圧縮機で圧縮されて高温、高圧となった後に沸上げ用熱交換器で放熱し、膨張弁で減圧され、蒸発器で吸熱してガス状態となって圧縮機に吸入される。

一方、給湯機本体１１０は、貯湯タンク２０、給水管路３０、貯湯用循環管路４０、給湯管路５０、一般給湯混合弁６５、風呂給湯混合弁７０、一般用給湯管路８０、風呂用給湯管路９０、および制御装置１００等を有している。

上記の貯湯タンク２０は、給水管路３０から供給される水を貯留すると共にヒートポンプユニット１０で沸き上げられた湯を貯留する積層式の貯湯タンクであり、その下部には給水管路３０と貯湯用循環管路４０の往き管４０ａが、また上部には貯湯用循環管路４０の戻り管４０ｂと給湯管路５０がそれぞれ接続されている。この貯湯タンク２０は、給水管路３０からの給水により常に満水状態に保たれる。

貯湯タンク２０の上部には、貯湯タンク２０から給湯管路５０に流入する湯の温度を検知するためのタンク温度センサ２０ａが取り付けられている。また、貯湯タンク２０の周面部には、貯湯タンク２０内の湯の温度を検知するための複数の沸上げ温度センサ（図示せず）が互いに異なる取付け高さをもって取り付けられている。

給水管路３０は、市水等の水を貯湯タンク２０、一般給湯混合弁６５、風呂給湯混合弁７０、および一般給湯先１５０に供給する管路であり、減圧弁２３、給水温度センサ２５、第１逆止弁２７、第１給水管部３０ａ、第２給水管部３０ｂ、および第３給水管部３０ｃを有している。減圧弁２３は、第１給水管部３０ａの途中に設けられて、水道等の水源（図示せず）からの水圧を所定値に減じる。給水温度センサ２５は、第１給水管部３０ａでの減圧弁２３の上流側に設けられて、該第１給水管部３０ａ内の水の温度を検知する。第１逆止弁２７は、第２給湯管部３０ｂでの出水口側に配置されて、当該第２給湯管部２０ｂでの水の逆流を防止する。

また、上記の第１給水管部３０ａは水源と貯湯タンク２０とを繋ぐ。第２給水管部３０ｂは、本発明でいう出水側が二股分岐した給水管路に相当し、減圧弁２３の下流側で第１給水管部３０ａから分かれて該第１給水管部３０ａと一般給湯混合弁６５および風呂給湯混合弁７０の各々とを繋ぐ。第３給水管部３０ｃは、減圧弁２３の上流側で第１給水管部３０ａから分かれて該第１給水管部３０ａと一般給湯先１５０とを繋ぐ。第２給水管部３０ｂでの二股分岐箇所の上流側に第１逆止弁２７が設けられている。なお、図１には、一般給湯先１５０として１つの給湯栓が示されている。一般給湯先１５０には、サーモスタット付き混合水栓やシャワー等が接続されていてもよい。

貯湯用循環管路４０は、貯湯タンク２０の下部からヒートポンプユニット１０中の沸上げ用熱交換器を経由して貯湯タンク２０の上部に達する管路であり、貯湯用送水ポンプ３５、往き管４０ａ、および戻り管４０ｂを有している。貯湯用送水ポンプ３５は往き管４０ａに設けられており、該往き管４０ａは貯湯タンク２０の下部と上記沸上げ用熱交換器とを繋ぐ。戻り管４０ｂは、上記沸上げ用熱交換器と貯湯タンク２０の上部とを繋ぐ。

給湯管路５０は、本発明でいう出湯側が二股分岐した給湯管路に相当し、二股分岐箇所の上流側に第２逆止弁４５を有している。この給湯管路５０は、入湯側が貯湯タンク２０の上部に接続され、二股分岐した出湯側での一方の流路が一般給湯混合弁６５に、また他方の流路が風呂給湯混合弁７０にそれぞれ接続されて、貯湯タンク２０内の湯を一般給湯混合弁６５と風呂給湯混合弁７０とに導く。第２逆止弁４５は、給湯管路５０での上記分岐箇所の上流側に設けられている。

膨張水排出管路６０は、給湯管路５０での入湯側の端部で該給湯管路５０から分かれて排出口（図示せず）に接続されており、この膨張水排出管路６０の途中に圧力逃し弁５５が取り付けられている。圧力逃し弁５５は、湯の沸上げにより貯湯タンク２０内の湯水が体積膨張を起こして当該貯湯タンク２０の内圧が所定圧力を超えたときに開弁し、体積膨張により生じた膨張水（余剰水）を膨張水排出管路６０から排出口へと排出して貯湯タンク２０の内圧過上昇を防止する。

一般給湯混合弁６５は電動式の弁であり、制御装置１００により開度を調整されて、第２給水管部３０ｂから供給される水と給湯管路５０から供給される湯とを所定の混合比の下に混合する。同様に、風呂給湯混合弁７０も電動式の弁であり、制御装置１００により開度を調整されて、第２給水管部３０ｂから供給される水と給湯管路５０から供給される湯とを所定の混合比の下に混合する。これら一般給湯混合弁６５と風呂給湯混合弁７０とは、制御装置１００により互いに別個に開度を制御することができるものであればよく、その構造は一体型、独立型等、適宜選定可能である。

一般用給湯管路８０は、一般用流量センサ７３と一般用温度センサ７５とを有しており、一般給湯混合弁６５と一般給湯先１５０とを繋ぐ。一般用流量センサ７３は一般用給湯管路８０での流量を検知し、一般用温度センサ７５は一般用給湯管路８０内の湯水の温度を検知する。図示の例では、一般用流量センサ７３の下流側に一般用温度センサ７５が設けられている。

風呂用給湯管路９０は、電磁弁８３と、風呂用流量センサ８５と、風呂用温度センサ８７とを有しており、風呂給湯混合弁７０と浴槽１６０とを繋ぐ。電磁弁８３は、制御装置１００により開度を調整されて風呂用給湯管路９０での流量を調節し、風呂用流量センサ８５は風呂用給湯管路９０での流量を検知し、風呂用温度センサ８７は風呂用給湯管路９０内の湯水の温度を検知する。図示の例では、電磁弁８３と、風呂用流量センサ８５と、風呂用温度センサ８７とが風呂給湯混合弁７０側からこの順番で設けられている。なお、浴槽１６０内には浴槽アダプタ１５５が取り付けられ、風呂用給湯管路９０は当該浴槽アダプタ１５５に接続される。

制御装置１００は、リモートコントローラ１２０から受信した指令または情報と、タンク温度センサ２０ａ、各沸上げ温度センサ（図示せず）、給水温度センサ２５、一般用流量センサ７３、一般用温度センサ７５、風呂用流量センサ８５、または風呂用温度センサ８７の検知温度とに応じて、ヒートポンプユニット１０、貯湯用送水ポンプ３５、一般給湯混合弁６５、風呂給湯混合弁７０、または電磁弁８３の動作を制御する。

給湯機本体１１０を構成する上述の構成要素のうち、給水管路３０、貯湯用循環管路４０、膨張水排出管路６０、一般用給湯管路８０、および風呂用給湯管路９０をそれぞれ除いた残りの構成要素は、外装ケース１０５に納められている。給水管路３０、貯湯用循環管路４０、膨張水排出管路６０、一般用給湯管路８０、および風呂用給湯管路９０の各々は、その一部が外装ケース１０５の外部にまで延在している。

リモートコントローラ１２０は、複数の入力スイッチにより構成される操作部１１３と、液晶表示パネル等のフラットディスプレイパネルを用いて構成されて操作部１１３から入力された指令や情報、および制御装置１００から受信した運転状況等の情報等を文字、図形、キャラクタ等で視覚表示する表示部１１５と、メッセージのアナウンスや警告音の再生等を行う報知部（図示せず）と備えている。当該リモートコントローラ１２０は、制御装置１００に有線接続または無線接続されて、該制御装置１００と通信する。

図示の例では制御装置１００に１つのリモートコントローラ１２０のみが接続されているが、制御装置１００には１以上の所望数のリモートコントローラを接続することができる。また、リモートコントローラ１２０は台所や浴室等、所望の場所に設置可能である。

上述の各構成要素を備えた貯湯式給湯機１３０は、給水管路３０から貯湯タンク２０に給水して該貯湯タンク２０、貯湯用循環管路４０、給湯管路５０、一般用給湯管路８０、および風呂用給湯管路９０の各々が満水状態にされた後に使用に供され、貯湯タンク２０内の水を湯に沸き上げる沸上げ運転、一般給湯先１５０への給湯運転、または浴槽１６０への給湯運転を適宜行う。

沸上げ運転は、例えばユーザがリモートコントローラ１２０から沸上げ開始指令を入力すると、あるいはユーザがリモートコントローラ１２０から入力した沸上げ開始時刻になると、制御装置１００による制御の下にヒートポンプユニット１０および貯湯用送水ポンプ３５が起動され、開始される。ユーザは、希望する沸上げ温度および沸上げ湯量を予めリモートコントローラ１２０から入力しておく。

沸上げ運転が開始されると、制御装置１００は、沸上げ湯量に対応した所定の沸上げ温度センサの検知温度を監視し、該検知温度が所定温度以上になると、上記沸上げ湯量以上の湯が貯湯タンク２０に貯留されたと判断して沸上げ運転を停止させる。この間、貯湯タンク２０の下部から貯湯用循環管路４０の往き管４０ａに水が流入し、ヒートポンプユニット１０内の沸上げ用熱交換器に通水されて該沸上げ用熱交換器で湯に沸き上げられる。沸上げ用熱交換器で沸き上げられた湯は、貯湯用循環管路４０の戻り管４０ｂを通って貯湯タンク２０の上部から貯湯タンク２０内に戻される。

一方、一般給湯先１５０への給湯運転は、一般給湯先１５０をユーザが開栓して一般用流量センサ７３が所定流量（例えば１．５リットル／分）以上の水流を検知すると制御装置１００による制御の下に開始される。当該給湯運転では、タンク温度センサ２０ａの検知温度と、給水温度センサ２５の検知温度と、ユーザがリモートコントローラ１２０から入力した給湯設定温度に係る情報とに基づき、制御装置１００が一般給湯混合弁６５の開度（給湯管路５０側の開口率および第２給水管部３０ｂ側の開口率）を調整して、給湯管路５０からの湯と第２給水管部３０ｂからの水との混合比を調整する。そして、一般用温度センサ７５の検知温度に基づいて制御装置１００が一般給湯混合弁６５の開度を繰り返しフィードバック制御して、一般給湯先１５０での給湯温度をユーザの設定温度に調整する。

一般給湯先１５０への給湯運転は、ユーザが一般給湯先１５０を閉栓して一般用流量センサ７３が上記所定流量以上の水流を検知しなくなると停止する。このとき、制御装置１００は、一般給湯先１５０に同じ給湯設定温度で断続的に給湯するときでも給湯温度が安定するように、一般給湯混合弁６５での開度を上記の給湯設定温度に対応した開度（以下、「安定給湯開度」という）に保つ。なお、図１においては、一般給湯先１５０への湯水の流れ方向を実線の矢印Ａで示している。

また、浴槽１６０への給湯運転は、ユーザがリモートコントローラ１２０から湯張り開始指令、差し湯指令、足し湯指令等、浴槽１６０への給湯（水である場合を含む）に係る指令を入力すると、制御装置１００が電磁弁８３に開指令を出して開始される。当該給湯運転では、タンク温度センサ２０ａの検知温度と、給水温度センサ２５の検知温度と、ユーザがリモートコントローラ１２０から入力した湯張り温度、差し湯温度、足し湯温度等の温度情報に基づき、制御装置１００が風呂給湯混合弁７０の開度（給湯管路５０側の弁開度および第２給水管部３０ｂ側の弁開度）を調整して、給湯管路５０からの湯と第２給水管部３０ｂからの水との混合比を調整する。そして、風呂用温度センサ８７の検知温度に基づいて制御装置１００が風呂給湯混合弁７０の開度を繰り返しフィードバック制御して、浴槽１６０への給湯温度をユーザの設定温度に調整する。

浴槽１６０への給湯運転は、風呂用流量センサ８５の検知結果が湯張り湯量、差し湯湯量、または足し湯湯量等に達すると、あるいはリモートコントローラ１２０から浴槽１６０への給湯の停止を指示する指令が入力されると、制御装置１００が電磁弁８３に閉指令を出して停止する。上記の湯張り湯量、差し湯湯量、足し湯湯量等の給湯量情報は、リモートコントローラ１２０からユーザにより予め入力される。図１においては、浴槽１６０への湯水の流れ方向を実線の矢印Ｂで示している。また、浴槽１６０内の浴水を参照符号１６０ａで示している。

上述のようにして一般給湯先１５０および浴槽１６０への給湯運転を行う貯湯式給湯機１３０は、一般給湯先１５０への給湯停止中に浴槽１６０に給湯したときにおける一般給湯混合弁６５の開度調整に特徴を有しているので、以下、制御装置１００の構成および上記一般給湯混合弁６５の開度調整について図２および図３を参照して詳述する。

図２は、図１に示した貯湯式給湯機での制御装置と該制御装置に接続された構成要素とを概略的に示すブロック図である。同図に示すように、貯湯式給湯機１３０（図１参照）の制御装置１００は、送受信処理部９１、制御部９３、および記憶部９５を有しており、ヒートポンプユニット１０、タンク温度センサ２０ａ、給水温度センサ２５、貯湯用送水ポンプ３５、一般給湯混合弁６５、風呂給湯混合弁７０、一般用流量センサ７３、一般用温度センサ７５、電磁弁８３、風呂用流量センサ８５、風呂用温度センサ８７、およびリモートコントローラ１２０に接続されている。図２では図示を省略しているが、制御装置１００は、前述した沸上げ温度センサの各々にも接続されている。

制御装置１００を構成する上記の送受信処理部９１は、ヒートポンプユニット１０への指令の送信に係る処理、リモートコントローラ１２０からの指令や情報の受信および振り分けに係る処理、およびリモートコントローラ１２０への情報（例えば運転状況等）の送信に係る処理を行う。

制御部９３は、送受信処理部９１が振り分けてきたリモートコントローラ１２０からの指令や情報と、貯湯式給湯機１３０を構成する各センサの検知結果とに基づいて、沸上げ運転および給湯運転を総括的に制御する。また、上記各センサの検知結果に基づいて貯湯式給湯機１３０の運転状況等に係る情報を纏め、送受信処理部９１の動作を制御して当該情報をリモートコントローラ１２０宛に送信させる。これらの処理を行うために、制御部９３は、沸上げ制御部９３ａ、給湯制御部９３ｂ、および計時部９３ｃを有している。

上記の沸上げ制御部９３ａは、ユーザがリモートコントローラ１２０から入力して送受信処理部９１により振り分けられてきた沸上げ開始時刻、沸上げ運転時の沸上げ温度、および沸上げ運転時の沸上げ湯量に係る各情報を記憶部９５に格納する。そして、上記沸上げ開始時刻、沸上げ運転時の沸上げ温度、および沸上げ運転時の沸上げ湯量それぞれの情報と、各沸上げ温度センサ（図示せず）のうちの所定の温度センサの検知温度とを用いて、前述した沸上げ運転を制御する。

一方、給湯制御部９３ｂは、ユーザがリモートコントローラ１２０から入力して送受信処理部９１により振り分けられてきた一般給湯先１５０（図１参照）への給湯設定温度と、浴槽１６０（図１参照）への給湯設定温度（湯張り温度、差し湯温度、足し湯温度）に係る情報とを記憶部９５に格納する。また、ユーザがリモートコントローラ１２０から入力して送受信処理部９１により振り分けられてきた浴槽１６０（図１参照）への給湯量（湯張り湯量や足し湯湯量等）に係る情報も記憶部９５に格納する。

当該給湯制御部９３ｂは、上記の情報と、タンク温度センサ２０ａ、給水温度センサ２５、一般用流量センサ７３、一般用温度センサ７５、風呂用流量センサ８５、または風呂用温度センサ８７の検知結果とを用いて、前述した給湯運転を制御する。また、一般給湯先１５０への給湯停止中に浴槽１６０への給湯が開始されると一般用温度センサ７５の検知温度を監視し始め、一般用温度センサ７５の検知温度が第１の条件値以上になると、該検知温度の上昇が一般給湯先１５０への微少流量の湯の給湯（パッキンの経年劣化等による漏水を含む）によるものであるのか、湯の回り込みによるものであるのかを判別する。なお、上記第１の条件値は例えばヒトが火傷を負うおそれのある温度であり、貯湯式給湯機１３０のメーカにより予め定められて記憶部９５に格納される。

上記の判別を行うために、給湯制御部９３ｂは、まず、浴槽１６０への給湯停止後にタンク温度センサ２０ａ、給水温度センサ２５、および一般用温度センサ７５の各々の検知温度と、記憶部９５に格納されている一般給湯先１５０への給湯設定温度に係る情報とに基づいて、一般給湯混合弁６５の開度を第１の開度に調整する。当該第１の開度は、一般給湯混合弁６５で湯と水を混合することで上記第１の条件値よりもある程度低温の湯が得られる開度であればよく、例えば前述した安定給湯開度とすることができる。

次いで、一般用温度センサ７５の検知温度の変動値をとる。例えば、一般給湯混合弁６５の開度を第１の開度に調整した後に一般用温度センサ７５の検知温度に係る情報を取得し、その後、所定時間をあけて一般用温度センサ７５の検知結果に係る情報を再び取得し、後から取得した情報に基づく検知温度と先に取得した情報に基づく検知温度との差を求めることで上記検知温度の変動値をとることができる。

一般給湯混合弁６５の開度を第１の開度に調整した後、一般用温度センサ７５の検知温度に係る情報を最初に取得してから次に取得するまでの待機時間は、例えば貯湯式給湯機１３０のメーカにより予め定められて記憶部９５に格納される。給湯制御部９３ｂは、一般用温度センサ７５の検知温度に係る情報を最初に取得したときに計時部９３ｃに計時を開始させ、該計時結果が上記の待機時間になると一般用温度センサ７５の検知温度に係る情報を再び取得し、計時部９３ｃの計時結果をクリアする。

一般給湯先１５０への給湯がないときには、上記の変動値は実質ゼロ（℃）になる。一方、一般給湯先１５０に湯が給湯されているときには、一般給湯混合弁６５の開度を上記第１の開度にしたことにより一般給湯混合弁６５での湯の混合比率が高くなるので、上記の変動値がゼロ（℃）よりも大きな値、例えば１．５（℃）以上となる。貯湯式給湯機１３０では、一般給湯先１５０に湯が微少流量給湯されていると判断すべき最小の変動値（以下、「第２の条件値」という）が例えばメーカにより予め定められて、記憶部９５に格納される。給湯制御部９３ｂは、当該第２の条件値と上記の変動値との大小関係を判別することで、浴槽１６０への給湯中に一般用温度センサ７５の検知温度が第１の条件値以上になった原因が湯の回り込みにあるのか、一般給湯先への微少流量の湯の流れにあるのかを判別する。

そして、浴槽１６０への給湯中に一般用温度センサ７５の検知温度が第１の条件値以上になった原因が一般給湯先１５０への微少流量の湯の流れにあると判断されたときには、一般用温度センサ７５の検知温度と一般給湯先１５０への給湯設定温度に係る情報とに基づいて、一般用温度センサ７５の検知温度が給湯設定温度となるように一般給湯混合弁６５の開度をフィードバック制御する。その結果として、一般給湯先１５０からは上記給湯設定温度の湯が出湯することになる。浴槽１６０への給湯停止後にユーザが一般給湯先１５０で湯を消費するときに、高温の湯が出湯してしまうということが防止される。一方、浴槽１６０への給湯中に一般用温度センサ７５の検知温度が第１の条件値以上になった原因が湯の回り込みにあると判断された場合には、一般給湯先１５０への給湯が開始されるまで、給湯制御部９３ｂは一般給湯混合弁６５の開度を調整しない。

図３は、浴槽への給湯時における風呂給湯混合弁への湯や水の回り込みの一例を示す概略図である。同図は、一般給湯先１５０への給湯停止中に浴槽１６０（図１参照）に給湯したときに生じる湯や水の回り込みを示している。

例えば、浴槽１６０内の浴水１６０ａ（図１参照）の温度を下げる（温くする）ために浴槽１６０へ水を供給するときには、風呂給湯混合弁７０の開度が水側全開にされて該風呂給湯混合弁７０の出口が大気開放状態になることから、給湯管路５０内の湯との間で圧力差が生じる。このとき、風呂給湯混合弁７０での湯側は閉弁されてはいるものの、一般給湯混合弁６５での湯側は該一般給湯混合弁６５を安定給湯開度に保っていることから開弁状態になっている。そのため、図３中に一点鎖線の矢印Ｂ_H2で示すように、給湯管路５０からの湯が一般給湯混合弁６５を通って風呂給湯混合弁７０に回り込み、風呂用給湯管路９０に流入する。

同様のことが、浴水１６０ａの温度を上げるために浴槽１６０に高温の差し湯を供給するときにも起こる。この場合には、図３中に破線の矢印Ｂ_C2で示すように、第２給水管部３０ｂからの水が一般給湯混合弁６５を通って風呂給湯混合弁７０に回り込み、風呂用給湯管路９０に流入する。なお、図３中の実線の矢印Ｂ_H1は、給湯管路５０から風呂給湯混合弁７０に直接流入して風呂用給湯管路９０に流出する湯の流れを示しており、実線の矢印Ｂ_C1は、第２給水管部３０ｂから風呂給湯混合弁７０に直接流入して風呂用給湯管路９０に流出する水の流れを示しており、参照符号「８０」は一般用給湯管路を示している。

なお、上述した湯や水の回り込みは、例えば給湯管路５０から第２給水管部３０ｂへの湯の流入および第２給水管部３０ｂから給湯管路５０への水の流入を逆止弁のようなもので遮断するといった方法でも防止可能である。ただし、機械的手段により湯や水の回り込みを防止した場合には、当該機械的手段が経年劣化にしたときに部品の交換が必要になったり、給湯機本体１１０（図１参照）の小型化を図り難くなったりする。

浴槽１６０への給湯中に上述のような湯や水の回り込みが起きても、当該回り込みにより一般給側湯混合弁６５の周りの配管に滞留したままとなる湯や水の量は少ない。仮に高温の湯の回り込みが起きても、一般給側湯混合弁６５の周りの配管に高温の湯が多量に滞留することはないので、浴槽１６０への給湯停止後に一般給湯先１５０を開栓しても、高温の湯が出湯することはない。したがって、図２に示した給湯制御部９３ｂは、前述した一般用温度センサ７５の検知温度が第１の条件値以上になった原因が湯の回り込みにあると判断された場合には、一般給湯先１５０への給湯が開始されるまで一般給湯混合弁６５の開度を調整しない。

図１に示した貯湯式給湯機１３０は、一般給湯先１５０への給湯停止中に浴槽１６０に給湯したときに上述のようにして一般給湯混合弁６５の開度を調整するので、一般用流量センサ７３では検知できない微少流量の湯が浴槽１６０への給湯中に一般給湯先１５０に給湯されていたとしても、一般給湯先１５０から高温の湯が出湯してしまうことが防止される。また、浴槽１６０への給湯中に湯の回り込みが起きても、当該湯の回り込みを一般給湯先１５０への微少流量の湯の給湯と誤認しないので、浴槽１６０への給湯停止後に一般給湯先１５０に給湯したときに「給湯温度の落ち込み」が起きてしまうことが防止される。これらの理由から、貯湯式給湯機１３０では、浴槽１６０への給湯停止後に一般給湯先１５０に給湯するときの給湯温度が安定する。当該貯湯式給湯機１３０は、ユーザにとって使い勝手のよい給湯機である。

一般給湯先１５０への給湯停止中に浴槽１６０に給湯したときにおける一般給湯混合弁６５の開度調整に係る手順は特に限定されるものではなく、種々の手順を採用することができる。以下、図１または図２で用いた参照符号を適宜引用しつつ図４を参照して、上記の手順の一例を具体的に説明する。

図４は、一般給湯先への給湯停止中に浴槽に給湯したときにおける一般給湯混合弁の開度調整に係る手順の一例を示すフローチャートである。図示の例では、貯湯式給湯機１３０の制御装置１００（図１参照）がステップＳ１〜Ｓ１９の処理を繰り返し行って、一般給湯混合弁６５および風呂給湯混合弁７０（図１参照）それぞれの開度を制御する。

最初に行われるステップＳ１は、一般給湯先１５０への給湯および浴槽１６０（図１参照）への給湯の各々が一定時間以上停止されている初期状態下で始められる。このステップＳ１では、一般用流量センサ７３（図１参照）の検知結果に基づいて、一般給湯先１５０への給湯（以下、「一般給湯」と略記する）が行われているか否かを制御装置１００の給湯制御部９３ｂ（図２参照）が判断する。当該ステップＳ１で一般給湯が行われていないと判断されたときには該ステップＳ１を繰り返し、一般給湯が行われていると判断されたときにはステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、記憶部９５（図２参照）に格納されている一般給湯先１５０への給湯設定温度に係る情報と、タンク温度センサ２０ａ、給水温度センサ２５、および一般用温度センサ７５（図１参照）それぞれの検知温度とを用いて、一般給湯先１５０への給湯温度がユーザによる設定温度となるように給湯制御部９３ｂが一般給湯混合弁６５の開度を調整する。

次いで行われるステップＳ３では、一般用流量センサ７３の検知結果に基づいて、一般給湯が停止されたか否かを給湯制御部９３ｂが判断する。このステップＳ３で一般給湯が停止されていないと判断されたときにはステップＳ２に戻って該ステップＳ２以降を繰り返すことで一般給湯先１５０への給湯温度をフィードバック制御し、一般給湯が停止されたと判断されたときにはステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、記憶部９５に格納されている一般給湯先１５０（図１参照）への給湯設定温度に係る情報に基づいて、給湯制御部９３ｂが一般給湯混合弁６５の開度を予め定められた時間に亘って安定給湯開度に調整する。ステップＳ２で調整した一般給湯混合弁６５の開度に係る情報を給湯制御部９３ｂが記憶部９５に格納し、該情報に基づいて、ステップＳ４で給湯制御部９３ｂが一般給湯混合弁６５の開度を安定給湯開度に調整するように貯湯式給湯機１３０（図１参照）を構成してもよい。

次いで行われるステップＳ５では、浴槽１６０への給湯（以下、「風呂給湯」と略記する）が行われているか否かを給湯制御部９３ｂが判断する。この判断は、例えば給湯制御部９３ｂが電磁弁８３（図１参照）に開指令を出したか否かに基づいて行われる。当該ステップＳ５で風呂給湯が行われていないと判断されたときにはステップＳ６に進み、前述したステップＳ１におけるのと同様にして、一般給湯が行われているか否かを給湯制御部９３ｂが判断する。そして、当該ステップＳ６で一般給湯が行われていると判断されたときにはステップＳ２に戻って該ステップＳ２以降を繰り返し、一般給湯が行われていないと判断されたときにはステップＳ４に戻って該ステップＳ４以降を繰り返す。

一方、上述のステップＳ５で風呂給湯が行われていると判断されたときにはステップＳ７に進んで、記憶部９５に格納されている浴槽１６０への給湯設定温度に係る情報と、タンク温度センサ２０ａ、給水温度センサ２５、および風呂用温度センサ８７（図１参照）それぞれの検知温度とを用いて、浴槽１６０への給湯温度がユーザによる設定温度となるように給湯制御部９３ｂが風呂給湯混合弁７０の開度を調整する。

次いで行われるステップＳ８では、一般用温度センサ７５の検知温度と記憶部９５に格納されている第１の条件値とに基づいて、一般用温度センサ７５の検知温度が第１の条件値以上であるか否かを給湯制御部９３ｂが判断する。このステップＳ８で一般用温度センサ７５の検知温度が前述した第１の条件値以上ではない、すなわち第１の条件値未満であると判断されたときにはステップＳ９に進み、風呂給湯が停止されたか否かを給湯制御部９３ｂが判断する。この判断は、例えば給湯制御部９３ｂが電磁弁８３に閉指令を出したか否かに基づいて行われる。当該ステップＳ９で風呂給湯が停止されていないと判断されたときにはステップＳ７に戻って該ステップＳ７以降を繰り返すことで浴槽１６０への給湯温度をフィードバック制御し、風呂給湯が停止されたと判断されたときにはステップＳ５に戻って該ステップＳ５以降を繰り返す。

また、上記のステップＳ８で一般用温度センサ７５の検知温度が第１の条件値以上であると判断されたときにはステップＳ１０に進み、風呂給湯中に一般給湯先１５０から高温の湯が出湯しないように、給湯制御部９３ｂが一般給湯混合弁６５の開度を調整して該一般給湯混合弁６５での水の混合比率を増大させる。

次いで行われるステップＳ１１では、前述したステップＳ９におけるのと同様にして、風呂給湯が停止されたか否かを給湯制御部９３ｂが判断する。このステップＳ９で風呂給湯が停止されていないと判断されたときにはステップＳ７に戻って該ステップＳ７以降を繰り返すことで浴槽１６０への給湯温度をフィードバック制御し、風呂給湯が停止されたと判断されたときにはステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、タンク温度センサ２０ａ、給水温度センサ２５、および一般用温度センサ７５の各々の検知温度と、記憶部９５に格納されている一般給湯先１５０への給湯設定温度に係る情報および前述した第１の開度に係る情報とに基づいて、給湯制御部９３ｂが一般給湯混合弁６５の開度を第１の開度に調整する。

次いで行われるステップＳ１３では、給湯制御部９３ｂが一般用温度センサ７５から現在の検知温度αに係る情報を取得し、計時部９３ｃに計時を開始させる。ステップＳ１４では、計時部９３ｃの計時時間が所定の時間に達するまで給湯制御部９３ｂが待機する。当該時間が経過すると、給湯制御部９３ｂが計時部９３ｃの計時結果をクリアさせてステップＳ１５に進み、一般用温度センサ７５から現在の検知温度βに係る情報を給湯制御部９３ｂが取得する。

ステップＳ１６では、ステップＳ１３で取得した検知温度αに係る情報と、ステップＳ１５で取得した検知温度βに係る情報と、記憶部９５に格納されている第２の条件値とに基づいて、浴槽１６０への給湯停止後における一般用温度センサ７５の検知温度の変動値が第２の条件値以上であるか否かを給湯制御部９３ｂが判断する。上記の変動値は、上記検知温度βと検知温度αとの差を給湯制御部９３ｂが求めることにより算出される。

このステップＳ１６で上記の変動値が第２の条件値以上であったときには、一般給湯先１５０に微少流量の高温の湯の給湯があるものと給湯制御部９３ｂが判断するステップＳ１７を行った後にステップＳ１８に進み、一般給湯先１５０から高温の湯が出湯しないように、給湯制御部９３ｂが一般給湯混合弁６５の開度を調整して該一般給湯混合弁６５での水の混合比率を増大させる。例えば、一般給湯混合弁６５を水側全開にする。この後、ステップＳ１に戻って該ステップＳ１以降を繰り返す。

一方、ステップＳ１６で上記の変動値が第２の条件値未満であったときには、浴槽１６０への給湯中に高温の湯の回り込みが生じたものと給湯制御部９３ｂが判断するステップＳ１９を行った後にステップＳ１に戻り、該ステップＳ１以降を繰り返す。したがって、浴槽１６０への給湯中に高温の湯の回り込みが生じたものと判断されたときには、一般給湯混合弁６５の開度を調整することなく初期状態に戻る。

以上、本発明の貯湯式給湯機について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、本発明は上記の形態に限定されるものではない。本発明の貯湯式給湯機は、貯湯タンク内の湯を出湯側が二股分岐した給湯管路により一般給湯混合弁と風呂給湯混合弁とに供給すると共に、水源からの水を出水側が二股分岐した給水管路により一般給湯混合弁と風呂給湯混合弁とに供給するタイプの貯湯式給湯機であって、下記の３つの機能を有しているものであれば基本的によく、これらの機能以外は適宜変更可能である。

上記３つの機能とは、浴槽への給湯中に一般給湯先へ微少流量の湯の供給があったか、湯の回り込みがあったかを判別する機能と、浴槽への給湯中に一般給湯先へ微少流量の湯の供給があったときには、一般給湯混合弁の開度を制御して一般給湯先から高温の湯が出湯してしまうのを防止する機能と、浴槽への給湯中に湯の回り込みがあったときには、一般給湯先で「給湯温度の落ち込み」が起こらないように、一般給湯混合弁での水の混合比が増大するような開度制御は行わない機能である。

一般給湯混合弁の開度を前述した第１の開度に調整した後に生じる一般用温度センサの検知温度の変動値が第２の条件値以上のとき、すなわち浴槽への給湯中に一般給湯先へ微少流量の湯の供給があったときの一般給湯混合弁の開度の調整は、実施の形態で説明したように調整する他に、一般用温度センサの検知温度が一般給湯先の給湯設定温度（ユーザによる設定温度）となるように一般給湯混合弁の開度をフィードバック制御することで調整してもよい。

本発明の貯湯式給湯機では、水を湯に沸き上げる熱源機としてヒートポンプユニット以外の熱源機、例えば電熱式のヒータやガス燃焼装置等を用いることもできる。熱源機は、その種類に応じて、貯湯タンクの外側または貯湯タンクの内側に配置される。また、貯湯タンクに貯留した湯を熱源として用いる熱交換器を設け、該熱交換器により浴槽や温水式床暖房装置で用いられて温度低下した湯を再加熱する機能を付加することもできる。本発明については、上述した以外にも種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。

本発明の貯湯式給湯機は、家庭用および業務用の給湯機として好適に用いることができる。

１０ ヒートポンプユニット（熱源機）
２０ 貯湯タンク
３０ 給水管路
３０ａ 第１給水管部
３０ｂ 第２給水管部（出水側が二股分岐した給水管路）
３０ｃ 第３給水管部
４０ 貯湯用循環管路
５０ 給湯管路（出湯側が二股分岐した給湯管路）
６５ 一般給湯混合弁
７０ 風呂給湯混合弁
８０ 一般用給湯管路
９０ 風呂用給湯管路
９３ 制御部
９３ａ 沸上げ制御部
９３ｂ 給湯制御部
９３ｃ 計時部
１００ 制御装置
１１０ 給湯機本体
１２０ リモートコントローラ
１３０ 貯湯式給湯機
１５０ 一般給湯先
１６０ 浴槽

Claims (2)

1. 貯湯タンク内の湯を出湯側が二股分岐した給湯管路により一般給湯混合弁と風呂給湯混合弁とに供給すると共に、水源からの水を出水側が二股分岐した給水管路により前記一般給湯混合弁と前記風呂給湯混合弁とに供給し、前記一般給湯混合弁から一般給湯先に送られる湯水の温度を検知する一般用温度センサの検知温度と、前記一般給湯先への給湯設定温度に係る情報とに基づいて制御装置が前記一般給湯混合弁の開度をフィードバック制御し、前記風呂給湯混合弁から浴槽に送られる湯水の温度を検知する風呂用温度センサの検知温度と、前記浴槽への給湯設定温度に係る情報とに基づいて前記制御装置が前記風呂給湯混合弁の開度をフィードバック制御する貯湯式給湯機であって、
   前記制御装置は、
   前記一般給湯先への給湯停止中に前記浴槽への給湯が開始されると前記一般用温度センサの検知温度を監視し始め、
   前記一般用温度センサの検知温度が第１の条件値以上になると、前記一般給湯混合弁の開度を第１の開度に調整し、
   前記浴槽への給湯停止後、前記一般給湯混合弁の開度を前記第１の開度に調整した後で生じた前記一般用温度センサの検知温度の変動値が第２の条件値以上のときには、前記一般給湯混合弁の開度を該一般給湯混合弁での水の混合比率が前記第１の開度での水の混合比率よりも高くなる第２の開度に調整する、
   ことを特徴とする貯湯式給湯機。
2. 貯湯タンク内の湯を出湯側が二股分岐した給湯管路により一般給湯混合弁と風呂給湯混合弁とに供給すると共に、水源からの水を出水側が二股分岐した給水管路により前記一般給湯混合弁と前記風呂給湯混合弁とに供給し、前記一般給湯混合弁から一般給湯先に送られる湯水の温度を検知する一般用温度センサの検知温度と、前記一般給湯先への給湯設定温度に係る情報とに基づいて制御装置が前記一般給湯混合弁の開度をフィードバック制御し、前記風呂給湯混合弁から浴槽に送られる湯水の温度を検知する風呂用温度センサの検知温度と、前記浴槽への給湯設定温度に係る情報とに基づいて前記制御装置が前記風呂給湯混合弁の開度をフィードバック制御する貯湯式給湯機であって、
   前記制御装置は、
   前記一般給湯先への給湯停止中に前記浴槽への給湯が開始されると前記一般用温度センサの検知温度を監視し始め、
   前記一般用温度センサの検知温度が第１の条件値以上になると、前記一般給湯混合弁の開度を第１の開度に調整し、
   前記浴槽への給湯停止後、前記一般給湯混合弁の開度を前記第１の開度に調整した後で生じた前記一般用温度センサの検知温度の変動値が第２の条件値以上のときには、前記一般用温度センサの検知温度と前記一般給湯先への給湯設定温度に係る情報とに基づいて、前記一般用温度センサの検知温度が前記給湯設定温度となるように前記一般給湯混合弁の開度をフィードバック制御する、
   ことを特徴とする貯湯式給湯機。

Images