JP6403578B2

JP6403578B2 - 風呂用給湯装置

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Publication number: JP6403578B2
Application number: JP2015001007A
Authority: JP
Inventors: 景介奥備
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2015-01-06
Filing date: 2015-01-06
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2035-01-06
Also published as: JP2016125779A

Description

本発明は、給水管から供給される低温水を浴槽に供給する低温水供給状態と当該低温水を昇温した昇温水を前記浴槽に供給する昇温水供給状態とに切替自在な湯水供給部と、前記湯水供給部の作動を制御する湯水供給制御部とを備え、前記湯水供給部に、前記給水管と接続する湯水配管と当該湯水配管に設けられた伝熱板とを備えた熱交換部と、前記熱交換部に供給する燃焼ガスを発生する複数の燃焼面を備え、前記複数の燃焼面の全てを燃焼状態とする全面燃焼状態と前記複数の燃焼面の一部の前記燃焼面を燃焼状態とする部分燃焼状態とを切り換え自在に構成された燃焼部と、前記燃焼部の複数の燃焼面に燃焼用空気を供給する送風機とが設けられ、前記湯水供給制御部が、前記昇温水供給状態において、前記送風機を作動させた状態で、前記低温水を設定目標温度に昇温させるために前記燃焼部を前記全面燃焼状態と前記部分燃焼状態とに切り換えるように構成され、且つ、前記浴槽への前記昇温水の湯張りを開始する湯張指令を受け付けると、前記設定目標温度の前記昇温水を設定目標湯量となるように前記浴槽内に供給する湯張り処理を実行するように構成されている風呂用給湯装置に関する。

かかる風呂用給湯装置の従来例として、浴槽の湯張り時において、浴槽への昇温水の湯張りを開始する湯張指令を受け付けると、湯水供給部における燃焼部の燃焼状態を全面燃焼状態又は部分燃焼状態として、給水管から供給される低温水としての上水を設定目標温度に昇温して浴槽に供給し、湯水供給部から設定目標温度に昇温した昇温水を浴槽に供給し、浴槽に供給した昇温水の水量が設定目標湯量となると昇温水の供給を停止して浴槽への湯張りを完了するものがある（例えば、特許文献１参照）。

このような風呂用給湯装置においては、給水管から供給される上水の温度が高い夏期や、使用者により湯張りの設定目標温度が低く設定された場合等には、燃焼部を全面燃焼状態とすると、昇温水の温度が設定目標温度よりも高くなるので、湯張り時には、燃焼部を部分燃焼状態とし、昇温水の温度を目標設定温度に昇温して浴槽への湯張りが行われる。

特開平７―９８１１５号公報

上記特許文献１の風呂用給湯装置のように、燃焼部の複数の燃焼面に燃焼用空気を供給する送風機を備える場合には、燃焼部が部分燃焼状態であるか全面燃焼状態であるかに関わらず、燃焼部の複数の燃焼面のすべてに燃焼用空気が一様に供給されることになる。よって、燃焼部を部分燃焼状態とすると、燃焼している燃焼面の上方に位置する熱交換部の部位には、高温の燃焼ガスが通過するが、燃焼していない燃焼面の上方に位置する熱交換部の部位には、送風機によって送られた燃焼用空気が燃焼に関与しない状態で通過することとなる。従って、熱交換部を通過する燃焼用空気により熱交換部が冷却されるので、燃焼部を部分燃焼状態とする場合は、全面燃焼状態とする場合より熱効率が低下することとなる。

よって、上記特許文献１の風呂用給湯装置では、上水の温度が高い夏期や、使用者により湯張りの設定目標温度が低く設定された場合等には、浴槽への湯張り時において、燃焼部を部分燃焼状態として昇温水が浴槽に供給されるので、熱効率が低下する虞がある。

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、浴槽の湯張り時における熱効率を向上することができる風呂用給湯装置を提供することにある。

この目的を達成するための本発明に係る風呂用給湯装置は、
給水管から供給される低温水を浴槽に供給する低温水供給状態と当該低温水を昇温した昇温水を前記浴槽に供給する昇温水供給状態とに切替自在な湯水供給部と、前記湯水供給部の作動を制御する湯水供給制御部とを備え、
前記湯水供給部に、前記給水管と接続する湯水配管と当該湯水配管に設けられた伝熱板とを備えた熱交換部と、前記熱交換部に供給する燃焼ガスを発生する複数の燃焼面を備え、前記複数の燃焼面の全てを燃焼状態とする全面燃焼状態と前記複数の燃焼面の一部の前記燃焼面を燃焼状態とする部分燃焼状態とを切り換え自在に構成された燃焼部と、前記燃焼部の複数の燃焼面に燃焼用空気を供給する送風機とが設けられ、
前記湯水供給制御部が、前記昇温水供給状態において、前記送風機を作動させた状態で、前記低温水を設定目標温度に昇温させるために前記燃焼部を前記全面燃焼状態と前記部分燃焼状態とに切り換えるように構成され、且つ、前記浴槽への前記昇温水の湯張りを開始する湯張指令を受け付けると、前記設定目標温度の前記昇温水を設定目標湯量となるように前記浴槽内に供給する湯張り処理を実行するように構成されている風呂用給湯装置であって、その特徴構成は、
前記低温水の温度を検知する低温水温度検知手段と、前記湯水配管を通流する湯水の流量を検出する流量検出部とが設けられ、
前記湯水供給制御部が、前記湯張り処理において、前記低温水温度検知手段により検知された前記低温水の水温、前記流量検出部により検出された前記湯水配管を通流する湯水の流量、及び、前記設定目標温度に基づいて、前記燃焼部が前記全面燃焼状態又は前記部分燃焼状態のいずれの燃焼状態となるかを判定する判定処理を実行し、
前記判定処理において、前記燃焼部が前記部分燃焼状態となることを判定すると、前記湯水供給部を前記低温水供給状態として前記低温水を前記浴槽に供給した後に、前記燃焼部の燃焼状態を前記全面燃焼状態として前記設定目標温度よりも高温の高温昇温水を前記浴槽に供給する低温水供給式湯張り処理を実行するように構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、湯張り処理において、燃焼部が部分燃焼状態となることが判定された場合には、低温水としての水道水等を浴槽に供給した後に、燃焼部を全面燃焼状態として低温水供給式湯張り処理が実行される。これにより、燃焼部が、熱効率が低下する部分燃焼状態で燃焼することを回避することができ、浴槽の湯張り時における熱効率を向上することができる。

また、本特徴構成によれば、燃焼部が部分燃焼状態となることが判定された場合に、低温水としての水道水等を所定の供給量となるまで供給し、その後、全面燃焼状態として設定目標温度よりも高温の昇温水である高温昇温水を浴槽内の湯量が設定目標湯量となるまで供給する。よって、例えば、低温水の水温、低温水の水量、及び、使用者により設定された設定目標温度に基づいて、所定の供給量を設定することにより、浴槽内の湯量が低温水と高温昇温水とにより設定目標湯量となる時に、低温水と高温昇温水とが混合した昇温水の湯温を設定目標温度とすることができる。

本発明に係る風呂用給湯装置の更なる特徴構成は、
前記湯水供給制御部は、前記低温水供給式湯張り処理において、前記浴槽に供給される前記低温水の供給量と前記高温昇温水の供給量との和が前記設定目標湯量となり、前記浴槽に供給される前記低温水と前記高温昇温水との混合湯水の温度が前記設定目標温度となるように前記浴槽に供給する前記低温水の供給量を求める点にある。

上記特徴構成によれば、低温水を浴槽に供給した後に、燃焼部の燃焼状態を全面燃焼状態として高温昇温水を浴槽に供給する低温水供給式湯張り処理を実施する場合において、浴槽に供給された低温水と高温昇温水との供給量を足し合わせた湯量が設定目標湯量となる時に、低温水と高温昇温水とが混合した混合湯水の湯温が設定目標温度となる。よって、低温水供給式湯張り処理の完了時において、浴槽内の湯水の状態を使用者によって設定された設定目標湯量かつ設定目標温度とすることができる。

本発明に係る風呂用給湯装置の更なる特徴構成は、
前記湯水供給制御部は、前記燃焼部の燃焼量を、前記部分燃焼状態及び前記全面燃焼状態における夫々の燃焼量調節範囲において調節自在に構成され、かつ、前記部分燃焼状態及び前記全面燃焼状態における夫々の前記燃焼量調節範囲において、前記燃焼量が大きくなるほど前記燃焼部に供給する前記燃焼用空気が増加するように前記送風機を制御するように構成され、
前記低温水供給式湯張り処理において、前記高温昇温水を前記浴槽に供給する際に、前記燃焼部を前記全面燃焼状態として、当該全面燃焼状態における前記燃焼量調節範囲の低燃焼量側に定められた所定の燃焼量で燃焼させる点にある。

上記特徴構成によれば、全面燃焼状態における燃焼量調節範囲において、燃焼量が大きくなるほど燃焼部に供給する燃焼用空気を増加するように構成され、低温水供給式湯張り処理において高温昇温水を浴槽に供給する際、燃焼部を全面燃焼状態における燃焼量調節範囲の低燃焼量側に定められた所定の燃焼量で燃焼させるので、燃焼部において燃料ガスと燃焼用空気との混合気が燃焼することで発生する燃焼ガスの発生量が少なくなる。よって、熱交換部を通過する燃焼ガスの流速が遅くなり、燃焼ガスと伝熱板との接触時間が長くなるので、燃焼ガスから熱交換部により多くの熱を伝えることができる。

つまり、本特徴構成のように、全面燃焼状態における燃焼量調節範囲において、燃焼量が大きくなるほど燃焼部に供給する燃焼用空気を増加するように構成され、燃焼部が全面燃焼状態における燃焼量調節範囲の低燃焼量側に定められた所定の燃焼量で燃焼する場合は、送風機から供給される燃焼用空気の供給量が、燃焼部が全面燃焼状態における燃焼量調節範囲の高燃焼量側の燃焼量で燃焼する場合よりも少なくなるので、燃料ガスと燃焼用空気との混合気が燃焼することで発生する燃焼ガスの発生量が少なくなる。
よって、低燃焼量側に定められた所定の燃焼量で燃焼する場合は、高燃焼量側の燃焼量で燃焼する場合よりも熱交換部に供給する燃焼ガスの量が少なくなるので、燃焼ガスが熱交換部を通過する流速が遅くなり、上述の如く、燃焼ガスから熱交換部により多くの熱を伝えることができる。

本発明に係る風呂用給湯装置の更なる特徴構成は、
外部加熱装置により加熱された湯水を貯留する貯湯タンクが設けられ、
前記給水管に前記貯湯タンクから湯水が供給されるように構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、外部加熱装置により加熱された湯水を貯留する貯留タンクから給水管に湯水が供給されるので、低温水供給式湯張り処理において、外部加熱装置により加熱された湯水を低温水として浴槽に供給することができる。よって、浴槽に供給された低温水がすでに加熱されたものであるので、その後に浴槽に供給する高温昇温水の量を少なくすることができる。さらに、高温昇温水を浴槽に供給する際に、外部加熱装置により加熱された湯水を加熱して高温昇温水とするので、その加熱量を少なくすることができる。従って、低温水供給式湯張り処理において、高温昇温水を供給するために必要となる燃焼部における燃焼量を低減することができる。

第１実施形態に係る風呂用給湯装置の全体構成図第１実施形態に係る湯水供給部の構成を示すブロック図第１実施形態に係る焼熱量と燃焼用空気量との関係を示す図第１実施形態に係る湯水供給制御部による湯張運転時の制御を示す図第２実施形態に係る風呂用給湯装置の全体構成図

〔第１実施形態〕
本発明に係る風呂用給湯装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この風呂用給湯装置には、上水道等の給水管Ｃ２から供給される低温水としての上水を加熱する湯水供給部１と、湯水供給部１の作動を制御する湯水供給制御部Ｈとが備えられている。

湯水供給部１には、一端が給水管Ｃ２に接続され、他端が浴槽Ｙ１に連結する接続配管Ｃ４に接続された湯水配管としての湯水供給用配管Ｃ１が備えられている。なお、接続配管Ｃ４は、湯水供給用配管Ｃ１と浴槽Ｙ１とを接続する配管である。

湯水供給用配管Ｃ１は、上水の通流方向上流側から順に、湯水供給用配管Ｃ１を通流する上水の流量を検出する流量検出部としての給湯水量センサＳ２、給水管Ｃ２から供給される上水の温度を検知する低温水温度検知手段としての入水サーミスタＳ１が設けられている。さらに、湯水供給用配管Ｃ１には、複数の伝熱板Ｎ１、通流量調整式の給水電磁弁Ｋ１、浴槽Ｙ１に供給される昇温水の温度を検出する給湯サーミスタＳ３、浴槽Ｙ１内の水量を水圧にて検出する水位センサＳ４が、上水の通流方向上流側から順に設けられている。

また、湯水供給部１には、湯水供給用配管Ｃ１と伝熱板Ｎ１とにより構成された熱交換部Ｎと、この熱交換部Ｎを加熱する複数の燃焼面Ｅを備え、複数の燃焼面Ｅの全てを燃焼状態とする全面燃焼状態と複数の燃焼面Ｅの一部の燃焼面Ｅを燃焼状態とする部分燃焼状態とを切り換え自在に構成された燃焼部としてのバーナＢと、バーナＢの複数の燃焼面Ｅに燃焼用空気Ａを供給する送風機３とが設けられている。

熱交換部Ｎは、湯水供給用配管Ｃ１の外周部に、湯水供給用配管Ｃ１が延びる方向に沿って等間隔に複数の伝熱板Ｎ１が離間する状態で設けられて構成されている。また、熱交換部Ｎの下方に設けられたバーナＢの燃焼によって発生する燃焼ガスＭが、熱交換部Ｎに供給されるように構成されている。これにより、湯水供給用配管Ｃ１を通流する上水が、燃焼ガスＭとの熱交換により加熱されるように構成されている。なお、熱交換部Ｎを通過した燃焼ガスＭは、湯水供給部１の外部に排出される。

なお、湯水供給用配管Ｃ１には、図示はしないが、熱交換部Ｎをバイパスするバイパス管が設けられている。例えば、バイパス管は、湯水供給用配管Ｃ１の複数の伝熱板Ｎ１よりも上水通流方向の上流側であって入水サーミスタＳ１の下流側の管路部位と、伝熱板Ｎ１よりも上水通流方向の下流側であって給水電磁弁Ｋ１の上流側の管路部位とを接続する形態で湯水供給用配管Ｃ１に設けられている。

このように湯水供給部１が構成され、バーナＢを燃焼させない状態として、給水管Ｃ２から供給される上水を昇温せずに浴槽Ｙ１に供給する低温水供給状態と、バーナＢを燃焼させる状態として、給水管Ｃ２から供給される上水を熱交換部Ｎにより昇温させた昇温水として浴槽Ｙ１に供給する昇温水供給状態とに切替自在に構成されている。

次に、バーナＢの構成について詳細に説明する。
バーナＢの複数の燃焼面Ｅは、夫々独立に燃焼することができる第１燃焼面Ｅ１、第２燃焼面Ｅ２及び第３燃焼面Ｅ３の３つの燃焼面Ｅで構成されている。また、バーナＢには、外部から燃料ガスＧが供給される燃料供給管２が接続されている。燃料供給管２の下流側は３つに分岐された燃料分岐管Ｄが設けられている。この燃料分岐管Ｄは、第１燃焼面Ｅ１と接続する第１分岐管Ｄ１、第２燃焼面Ｅ２と接続する第２分岐管Ｄ２、及び、第３燃焼面Ｅ３と接続する第３分岐管Ｄ３により構成されている。

燃料供給管２には、燃料ガスＧの流量調節を行うガス比例弁Ｋ２が設けられている。また、夫々の燃料分岐管Ｄには、燃料分岐管Ｄを開閉するガス開閉弁Ｖが設けられている。ガス開閉弁Ｖは、第１分岐管Ｄ１に設けられた第１ガス開閉弁Ｖ１と、第２分岐管Ｄ２に設けられた第２ガス開閉弁Ｖ２と、及び、第３分岐管Ｄ３に設けられた第３ガス開閉弁Ｖ３とにより構成されている。

そして、ガス比例弁Ｋ２及び第１ガス開閉弁Ｖ１を開けることにより第１燃焼面Ｅ１が燃焼する１面燃焼状態となり、ガス比例弁Ｋ２及び第１ガス開閉弁Ｖ１、第２ガス開閉弁Ｖ２を開けることにより第１燃焼面Ｅ１と第２燃焼面Ｅ２とが燃焼する２面燃焼状態となり、ガス比例弁Ｋ２及び第１ガス開閉弁Ｖ１、第２ガス開閉弁Ｖ２及び第３ガス開閉弁Ｖ３を開けることにより第１燃焼面Ｅ１、第２燃焼面Ｅ２及び第３燃焼面Ｅ３の全面が燃焼する全面燃焼状態となる。

このようにして、複数の燃焼面Ｅの全てを燃焼状態とする全面燃焼状態と複数の燃焼面Ｅの一部の燃焼面Ｅを燃焼状態とする部分燃焼状態とを切り換え自在に構成されている。なお、部分燃焼状態には、１面燃焼状態及び２面燃焼状態が含まれる。

また、１面燃焼状態、２面燃焼状態及び全面燃焼状態において、ガス比例弁Ｋ２の開度を調整することにより燃料ガスＧの供給量を調節することで、バーナＢの燃焼量が、１面燃焼状態、２面燃焼状態及び全面燃焼状態の夫々の燃焼状態における所定の燃焼量調節範囲において調節自在に構成されている。

夫々の燃焼状態における所定の燃焼量調節範囲Ｆは、湯水供給制御部Ｈに記憶されている図３に示すテーブルに基づいて調整される。つまり、バーナＢの燃焼状態が１面燃焼状態である場合には、第１燃焼量調節範囲Ｆ１の範囲内で調整することができ、バーナＢの燃焼状態が２面燃焼状態である場合には、第２燃焼量調節範囲Ｆ２の範囲内で調整することができ、バーナＢの燃焼状態が全面燃焼状態である場合には、第３燃焼量調節範囲Ｆ３の範囲内で調整することができる。

なお、バーナＢの燃焼量Ｂ１は、湯水供給制御部Ｈによって、入力部Ｒ１から入力された設定目標温度や入水サーミスタＳ１により検出された上水の温度から求められ、その求められた燃焼量Ｂ１に基づいて、図３に示すテーブルより、バーナＢの燃焼状態を１面燃焼状態、２面燃焼状態又は全面燃焼状態とするかが決定される。また、バーナＢは、バーナＢの点火時においては全面燃焼状態において点火され、その後、求められた燃焼量Ｂ１に基づいて決定された燃焼状態に変更するように構成されている。

また、図３に示すように、送風機３からバーナＢに供給する燃焼用空気Ａの燃焼用空気供給量Ａｍは、１面燃焼状態の燃焼量Ｂ１に対応する第１空気供給量Ａ１、２面燃焼状態に対応する第２空気供給量Ａ２、全面燃焼状態に対応する第３空気供給量Ａ３が設定されている。また、１面燃焼状態、２面燃焼状態及び全面燃焼状態の夫々の燃焼状態に対応する燃焼用空気供給量Ａｍの供給量範囲が同一となるように構成され、夫々の燃焼状態において、燃焼量Ｂ１が大きくなるほどバーナＢに供給する燃焼用空気供給量Ａｍが増加するように構成されている。

そして、図３に示すように、第１燃焼量調節範囲Ｆ１の最大燃焼量が、第２燃焼量調節範囲Ｆ２の最小燃焼量よりも大きく設定され、第１燃焼量調節範囲Ｆ１と第２燃焼量調節範囲Ｆ２との間に燃焼量調節範囲Ｆのオーバーラップ部が設けられている。同様に、第２燃焼量調節範囲Ｆ２の最大燃焼量が、第３燃焼量調節範囲Ｆ３の最小燃焼量よりも大きく設定され、第２燃焼量調節範囲Ｆ２と第３燃焼量調節範囲Ｆ３との間に燃焼量調節範囲Ｆのオーバーラップ部が設けられている。

この燃焼量調節範囲Ｆのオーバーラップ部におけるバーナＢの燃焼状態の変更は、１面燃焼状態から２面燃焼状態へ燃焼状態が変更する場合は、１面燃焼状態における最大燃焼量、つまり、第１燃焼量調節範囲Ｆ１の最大燃焼量よりも大きくなると２面燃焼状態に変更するように構成されている。一方、２面燃焼状態から１面燃焼状態へ燃焼状態が変更する場合は、２面燃焼状態における最小燃焼量、つまり、第２燃焼量調節範囲Ｆ２の最小燃焼量よりも小さくなると１面燃焼状態に変更するように構成されている。また、２面燃焼状態と３面燃焼状態との間の燃焼状態の変更についても同様に構成されている。

このように、燃焼量調節範囲Ｆのオーバーラップ部が設けられることで、燃焼状態が切り換えられた直後に、例えば、上水の温度が変動してバーナＢの燃焼量Ｂ１が多少変動することがあっても、再度、バーナＢの複数の燃焼面Ｅの燃焼状態が切り換え前の燃焼状態に切り換えられることが抑制されるので、頻繁に切り換えられることを回避して、安定して湯水供給部１から設定目標温度に昇温された昇温水を供給することができる。

次に、浴室Ｙに設けられた浴槽Ｙ１及びリモコンＲについて説明する。
図１に示すように、浴室Ｙに設けられた浴槽Ｙ１には、浴槽Ｙ１の内側面の下部に風呂アダプタＹ２が備えられている。また、浴槽Ｙ１の底部に浴槽Ｙ１内の湯水を排水する排水口Ｙ４が設けられ、その排水口Ｙ４を開閉する排水栓Ｙ３が設けられている。また、風呂アダプタＹ２に浴槽Ｙ１内の湯水の温度を検出する浴槽サーミスタＳ５が設けられている。

また、湯水供給制御部Ｈに対して風呂用給湯装置の運転状態を指令するリモコンＲが浴室Ｙに設けられている。リモコンＲには入力部Ｒ１と報知部Ｒ２とが設けられている。この入力部Ｒ１から浴槽Ｙ１への湯張り時における湯水の設定目標湯量と設定目標温度とを設定可能に構成されている。また、入力部Ｒ１には、足し湯を指令する足し湯ボタンや湯張りを指令する湯張りボタンが設けられている。

ここで、足し湯ボタンは、浴槽Ｙ１内に湯水がある状態から、浴槽Ｙ１内に湯水を供給する足し湯運転の実行を指令する足し湯指令を湯水供給制御部Ｈに出力するためのものである。湯張りボタンは、浴槽Ｙ１内に湯水がない状態から、設定目標温度の昇温水を設定目標湯量となるように浴槽内に供給する湯張り処理の実行を指令する湯張指令を湯水供給制御部Ｈに出力するためのものである。

また、風呂用給湯装置から風呂用給湯装置の利用者への情報の出力は、報知部Ｒ２から行われるように構成されている。報知部Ｒ２は、例えば、液晶表示部又はスピーカ等で構成されている。

湯水供給制御部Ｈについて説明する。
湯水供給制御部Ｈは、図１に示すように、湯水供給部１に装備され、マイクロコンピュータを備えたプログラム制御方式のコントローラで構成されている。また、図２に示すように、湯水供給制御部Ｈは、入水サーミスタＳ１、給湯水量センサＳ２、給湯サーミスタＳ３、水位センサＳ４、浴槽サーミスタＳ５、及び、リモコンＲの入力部Ｒ１と通信可能に接続され、それらからの検出情報を入力可能に構成されている。

また、湯水供給制御部Ｈは、リモコンＲの報知部Ｒ２、給水電磁弁Ｋ１、ガス比例弁Ｋ２、第１ガス開閉弁Ｖ１、第２ガス開閉弁Ｖ２、第３ガス開閉弁Ｖ３、及び、送風機３と通信可能に接続されて、それらに対して作動を指令するように構成されている。

さらに、湯水供給制御部Ｈには、上述の如く、図３に示すように、バーナＢの燃焼量Ｂ１とバーナＢの燃焼状態との相関、及び、バーナＢの燃焼量Ｂ１と送風機３がバーナＢに供給する燃焼用空気供給量Ａｍとの相関についてのテーブルが記憶されている。このテーブルに基づいて、湯水供給制御部Ｈは、昇温水を浴槽Ｙ１に供給する昇温水供給状態において、送風機３を作動させた状態でバーナＢを燃焼させ、且つ、昇温水を使用者によって設定された設定目標温度に調整するためにバーナＢを全面燃焼状態と部分燃焼状態とに切り換えるように構成されている。

つまり、湯水供給制御部Ｈは、ガス比例弁Ｋ２、第１ガス開閉弁Ｖ１、第２ガス開閉弁Ｖ２及び第３ガス開閉弁Ｖ３を開閉制御することで、図３に示すように、バーナＢを全面燃焼状態と部分燃焼状態とに切り換えるように構成されている。さらに、この部分燃焼状態及び全面燃焼状態における夫々の燃焼量調節範囲Ｆにおいて、バーナＢの燃焼量Ｂ１を調節自在に構成され、かつ、この部分燃焼状態及び全面燃焼状態における夫々の燃焼量調節範囲Ｆにおいて、燃焼量Ｂ１が大きくなるほどバーナＢに供給する燃焼用空気Ａが増加するように送風機３を制御するように構成されている。なお、燃焼用空気供給量Ａｍの調節は、送風機３に設けられた送風翼等を回転させるモータの回転数を調節することで行われる。

次に、湯水供給制御部Ｈの浴槽Ｙ１の湯張り時の制御について説明する。
湯水供給制御部Ｈは、リモコンＲの入力部Ｒ１から浴槽Ｙ１への昇温水の湯張りを開始する湯張指令を受け付けると、設定目標温度の昇温水を目標湯量となるように浴槽Ｙ１内に供給する湯張り処理を実行するように構成されている。

この湯張り処理において、入水サーミスタＳ１により検出された上水の水温、給湯水量センサＳ２により検出された湯水供給用配管Ｃ１を通流する上水の流量、及び、設定目標温度に基づいて、バーナＢが全面燃焼状態又は部分燃焼状態のいずれの燃焼状態となるかを判定する判定処理を実行するように構成されている。

具体的には、この判定処理は、入水サーミスタＳ１によって検出される上水の温度と、給湯サーミスタＳ３によって検出される浴槽Ｙ１に供給される昇温水の温度と、給湯水量センサＳ２によって検出される上水の流量との情報に基づき、上水を設定目標温度まで昇温するために必要となるバーナＢの燃焼量Ｂ１を演算により求める。

そして、演算により求めた燃焼量Ｂ１が第３燃焼量調節範囲Ｆ３の範囲内であるときは全面燃焼状態とするように判定され、第３燃焼量調節範囲Ｆ３とのオーバーラップ部を除く第２燃焼量調節範囲Ｆ２及び第１燃焼量調節範囲Ｆ１の範囲内であるときは部分燃焼状態とすることが判定される。

そして、湯水供給制御部Ｈは、この判定処理において、バーナＢが部分燃焼状態となることを判定すると、湯水供給部１を低温水供給状態として低温水を浴槽Ｙ１に供給した後に、バーナＢの燃焼状態を全面燃焼状態として設定目標温度よりも高温の昇温水である高温昇温水を浴槽Ｙ１に供給する低温水供給式湯張り処理を実行するように構成されている。なお、高温昇温水の温度は、設定目標温度よりも高く７５℃以下の温度とされ、例えば、６０℃に設定される。

また、湯水供給制御部Ｈは、低温水供給式湯張り処理において、バーナＢを全面燃焼状態として高温昇温水を浴槽Ｙ１に供給する際に、バーナＢを全面燃焼状態における第３燃焼量調節範囲Ｆ３の低燃焼量側に定められた所定の燃焼量Ｂ１で燃焼させる。ここで、第３燃焼量調節範囲Ｆ３の低燃焼量側とは、第３燃焼量調節範囲Ｆ３の中間の燃焼量Ｂ１よりも低燃焼量側を意味する。そして、所定の燃焼量Ｂ１は、図３に示すように、第３燃焼量調節範囲Ｆ３の低燃焼量側における中間値である低燃焼量側中間燃焼量Ｔ３ｍとされる。

さらに、湯水供給制御部Ｈは、低温水供給式湯張り処理において、浴槽Ｙ１に供給される低温水の湯量と高温昇温水の湯量との和が設定目標湯量となり、浴槽Ｙ１に供給される低温水と高温昇温水との混合湯水の温度が設定目標温度となるように浴槽Ｙ１に供給する低温水の供給量を求める。

具体的には、低温水の浴槽Ｙ１への供給量ＱＬは、バーナＢを低燃焼量側中間燃焼量Ｔ３ｍにおいて燃焼させた時の高温昇温水の温度ＴＨ、給水管Ｃ２から供給される上水の温度ＴＬ、設定目標湯量Ｑｍ、設定目標温度Ｔｍ、及び、高温水の浴槽Ｙ１への供給量ＱＨによって、例えば、以下に示す式（１）により求めることができる。
ＱＬ＝Ｑｍ−（（Ｔｍ−ＴＬ）Ｑｍ／（ＴＨ−ＴＬ））・・・式（１）

次に、湯水供給制御部Ｈによる湯張り処理について、図４のフローチャートに基づいて説明する。
使用者によるリモコンＲの湯張りボタンの操作により、湯水供給制御部Ｈに湯張指令が指令されると湯張り処理を開始する（＃１）。湯張り処理が開始されると、給水電磁弁Ｋ１を開けて、給水管Ｃ２から上水を湯水供給用配管Ｃ１に供給し、入水サーミスタＳ１により上水の水温を検出し、給湯水量センサＳ２により湯水供給用配管Ｃ１を通流する上水の流量を検出する（＃２）。次に、上水の温度及び流量の検出結果に基づいて、バーナＢが全面燃焼状態又は部分燃焼状態のいずれの燃焼状態となるかを判定する判定処理を実行する（＃３）。

この判定処理において、バーナＢが部分燃焼状態となると判定された場合は、低温水供給式湯張り処理を開始して、低温水供給式湯張り処理において、浴槽Ｙ１に供給される低温水の湯量と高温昇温水の湯量との和が設定目標湯量となり、浴槽Ｙ１に供給される低温水と高温昇温水との混合湯水の温度が設定目標温度となるように低温水の供給量を求める（＃４）。

低温水の供給量を求めると、湯張り処理の開始後の上水の積算供給量が求められた低温水の供給量となっているかが判断され（＃５）、上水の積算供給量が求められた低温水の供給量となると、ガス比例弁Ｋ２、及び、すべてのガス開閉弁Ｖを開けてバーナＢの燃焼状態を全面燃焼状態とし、かつ、ガス比例弁Ｋ２によりバーナＢの燃焼量Ｂ１を低燃焼量側中間燃焼量Ｔ３ｍとして、設定目標温度よりも高温の昇温水である高温昇温水の浴槽Ｙ１への供給を開始する（＃６）。その後、低温水供給式湯張り処理を開始した後に浴槽Ｙ１に供給した低温水の積算供給量と、高温昇温水の積算供給量とを加えた総供給量が、リモコンＲの入力部Ｒ１から入力した設定目標湯量となっているかが判断され（＃７）、その総供給量が設定目標湯量となると給水電磁弁Ｋ１、ガス比例弁Ｋ２、及び、すべてのガス開閉弁Ｖを閉じて高温昇温水の供給を停止して低温水供給式湯張り処理が完了する（＃８）。これにより湯張り処理が終了する。

一方、この判定処理（＃３）において全面燃焼状態となると判定された場合は、ガス比例弁Ｋ２、及び、すべてのガス開閉弁Ｖを開けてバーナＢの燃焼状態を全面燃焼状態として昇温水を浴槽Ｙ１に供給する（＃９）。そして、湯張り処理の開始後の浴槽Ｙ１に供給した湯水の積算供給量が設定目標湯量となっているかが判断され（＃１０）、積算供給量が設定目標湯量となると給水電磁弁Ｋ１、ガス比例弁Ｋ２、及び、すべてのガス開閉弁Ｖを閉じて昇温水の供給を停止する（＃１１）。これにより湯張り処理が終了する。

〔第２実施形態〕
本発明に係る風呂用給湯装置の第２実施形態について図５に基づいて説明する。この２実施形態に係る風呂用給湯装置では、第１実施形態に係る風呂用給湯装置に対し、外部加熱装置としての太陽熱集熱器Ｌにより加熱された湯水を貯留する貯湯タンクＴが設けられ、給水管Ｃ２に貯湯タンクＴの湯水が供給されるように構成されている点で異なるものである。

なお、第２実施形態における湯水供給制御部Ｈによる湯張運転の制御については、図４のフローチャートに示した第１実施形態における湯水供給制御部Ｈによる湯張運転の制御と同様であるため説明を省略する。

図５に示す太陽熱集熱器Ｌは、太陽熱（太陽からの熱エネルギー）を集める装置であり、太陽熱集熱器Ｌが集めた熱が貯湯タンクＴに蓄えられる。太陽熱集熱器Ｌと貯湯タンクＴとの間には熱媒としての水又は不凍液などが循環する集熱用熱媒循環路Ｌ２が設けられる。集熱用熱媒循環路Ｌ２の途中に設けた循環ポンプＰを動作させることで集熱用熱媒循環路Ｌ２の内部の熱媒の循環が行われる。熱媒は、太陽熱集熱器Ｌへと流入し、そして太陽熱集熱器Ｌで加熱された後、太陽熱集熱器Ｌから流出して貯湯タンクＴへ至る。加えて、貯湯タンクＴの内部に設けられたタンク内熱交換部Ｌ３では、集熱用熱媒循環路Ｌ２を通流する熱媒と貯湯タンクＴに蓄えられている熱媒とが熱交換可能に構成されている。

よって、この第２実施形態に係る風呂用給湯装置では、加熱された上水が貯湯タンクＴから湯水供給用配管Ｃ１に供給されるので、低温水供給式湯張り処理において低温水の浴槽Ｙ１への供給を行う場合には、加熱された上水を低温水として浴槽Ｙ１に供給することができる。

なお、貯湯タンクＴの昇温水が、設定目標温度よりも高い温度になっている場合には、湯張り処理において、ガス比例弁Ｋ２を閉じてバーナＢを燃焼させない状態で、貯湯タンクＴから湯水供給用配管Ｃ１に昇温水を供給するとともに、湯水供給用配管Ｃ１の下流側に接続された図示しない給水口から湯水供給用配管Ｃ１を通流する昇温水に上水を混合することで、浴槽Ｙ１に供給する昇温水の温度を目標温度に調整することができる。

このように貯湯タンクＴに、加熱された上水が貯留される場合には、低温水供給式湯張り処理において、加熱された上水を低温水として利用するので、湯張り時において、バーナＢにおいて消費する燃料ガスＧの消費量を低減することができる。

〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
（１）上記実施形態では、風呂用給湯装置において湯水供給用配管Ｃ１を、一端が給水管Ｃ２に接続され、他端が浴槽Ｙ１の風呂アダプタＹ２に接続するように設けたが、これに限らず、湯水供給部１に、浴槽Ｙ１の湯水を浴槽Ｙ１と熱交換部Ｎとの間で循環させる追焚きを可能にする追焚用循環配管を設けて構成し、湯水供給用配管Ｃ１の他端を追焚き用の循環配管に接続する構成としてもよい。

（２）上記実施形態では、湯水供給用配管Ｃ１には、上水の通流方向上流側から順に、給湯水量センサＳ２、入水サーミスタＳ１、複数の伝熱板Ｎ１、給水電磁弁Ｋ１、給湯サーミスタＳ３、水位センサＳ４が設けられたが、これらの弁、サーミスタ、及び、センサの配置形態は、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、給水電磁弁Ｋ１の上流側に給湯サーミスタＳ３を設けてもよい。

（３）上記実施形態において、図４のフローチャートにより示した湯水供給制御部Ｈによる湯張運転の制御は、図４に示された制御内容に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、図４のフローチャートにおいては、低温水供給式湯張り処理において低温水の供給量を求めた後に、低温水としての上水の浴槽Ｙ１への供給を開始したが、これに限らず、低温水供給式湯張り処理において、低温水としての上水の浴槽Ｙ１への供給を開始すると同時に低温水の供給量を求めてもよいし、低温水としての上水の浴槽Ｙ１への供給を開始した後に低温水の供給量を求めてもよい。

（４）上記実施形態では、バーナＢの複数の燃焼面Ｅは、夫々独立に燃焼することができる第１燃焼面Ｅ１、第２燃焼面Ｅ２及び第３燃焼面Ｅ３の３つの燃焼面Ｅで構成されたが、これに限らず、バーナＢの複数の燃焼面Ｅを夫々独立に燃焼することができる２つの燃焼面Ｅで構成してもよいし、４つ以上の燃焼面Ｅで構成してもよい。

（５）上記実施形態では、低温水供給式湯張り処理において、バーナＢを全面燃焼状態の第３燃焼量調節範囲Ｆ３における低燃焼量側に定められた所定の燃焼量Ｂ１を、低燃焼量側中間燃焼量Ｔ３ｍとしたが、これに限らず、所定の燃焼量Ｂ１を、第３燃焼量調節範囲Ｆ３における低燃焼量側に定められた低燃焼量側中間燃焼量Ｔ３ｍ以外の燃焼量Ｂ１としてもよい。

（６）上記実施形態では、低温水温度検知手段を入水サーミスタＳ１で構成し、給水管Ｃ２から供給される上水の温度を直接的に検出したが、これに限らず、低温水温度検知手段を、学習機能等によって間接的に給水管Ｃ２から供給される上水の温度を検知するように構成してもよい。例えば、低温水温度検知手段を、外気の温度等から給水管Ｃ２から供給される上水の温度を検知する学習機能を備える制御部にて構成し、当該制御部にて間接的に給水管Ｃ２から供給される上水の温度を検知するように構成してもよい。この場合、給湯サーミスタＳ３によって検出される昇温水の温度により、バーナＢの燃焼量Ｂ１を調整して浴槽Ｙ１に供給する昇温水の温度を調整してもよい。

（７）上記第２実施形態では、外部加熱装置を太陽熱集熱器Ｌとしたが、これに限らず、外部加熱装置を熱及び電力を発生する熱電併給装置としてもよい。

以上説明したように、浴槽への湯張り時に、熱効率を向上することができる風呂用給湯装置を提供することができる。

１湯水供給部
３送風機
Ａ燃焼用空気
Ｂバーナ（燃焼部）
Ｂ１燃焼量
Ｃ１湯水供給用配管（湯水配管）
Ｃ２給水管
Ｅ燃焼面
Ｈ湯水供給制御部
Ｌ太陽熱集熱器（外部加熱装置）
Ｎ熱交換部
Ｎ１伝熱板
Ｓ１入水サーミスタ（低温水温度検知手段）
Ｓ２給湯水量センサ（流量検出部）
Ｔ貯湯タンク
Ｙ１浴槽

Claims

給水管から供給される低温水を浴槽に供給する低温水供給状態と当該低温水を昇温した昇温水を前記浴槽に供給する昇温水供給状態とに切替自在な湯水供給部と、前記湯水供給部の作動を制御する湯水供給制御部とを備え、
前記湯水供給部に、前記給水管と接続する湯水配管と当該湯水配管に設けられた伝熱板とを備えた熱交換部と、前記熱交換部に供給する燃焼ガスを発生する複数の燃焼面を備え、前記複数の燃焼面の全てを燃焼状態とする全面燃焼状態と前記複数の燃焼面の一部の前記燃焼面を燃焼状態とする部分燃焼状態とを切り換え自在に構成された燃焼部と、前記燃焼部の複数の燃焼面に燃焼用空気を供給する送風機とが設けられ、
前記湯水供給制御部が、前記昇温水供給状態において、前記送風機を作動させた状態で、前記低温水を設定目標温度に昇温させるために前記燃焼部を前記全面燃焼状態と前記部分燃焼状態とに切り換えるように構成され、且つ、前記浴槽への前記昇温水の湯張りを開始する湯張指令を受け付けると、前記設定目標温度の前記昇温水を設定目標湯量となるように前記浴槽内に供給する湯張り処理を実行するように構成されている風呂用給湯装置であって、
前記低温水の温度を検知する低温水温度検知手段と、前記湯水配管を通流する湯水の流量を検出する流量検出部とが設けられ、
前記湯水供給制御部が、前記湯張り処理において、前記低温水温度検知手段により検知された前記低温水の水温、前記流量検出部により検出された前記湯水配管を通流する湯水の流量、及び、前記設定目標温度に基づいて、前記燃焼部が前記全面燃焼状態又は前記部分燃焼状態のいずれの燃焼状態となるかを判定する判定処理を実行し、
前記判定処理において、前記燃焼部が前記部分燃焼状態となることを判定すると、前記湯水供給部を前記低温水供給状態として前記低温水を前記浴槽に供給した後に、前記燃焼部の燃焼状態を前記全面燃焼状態として前記設定目標温度よりも高温の高温昇温水を前記浴槽に供給する低温水供給式湯張り処理を実行するように構成されている風呂用給湯装置。
前記湯水供給制御部は、前記低温水供給式湯張り処理において、前記浴槽に供給される前記低温水の供給量と前記高温昇温水の供給量との和が前記設定目標湯量となり、前記浴槽に供給される前記低温水と前記高温昇温水との混合湯水の温度が前記設定目標温度となるように前記浴槽に供給する前記低温水の供給量を求める請求項１に記載の風呂用給湯装置。
前記湯水供給制御部は、前記燃焼部の燃焼量を、前記部分燃焼状態及び前記全面燃焼状態における夫々の燃焼量調節範囲において調節自在に構成され、かつ、前記部分燃焼状態及び前記全面燃焼状態における夫々の前記燃焼量調節範囲において、前記燃焼量が大きくなるほど前記燃焼部に供給する前記燃焼用空気が増加するように前記送風機を制御するように構成され、
前記低温水供給式湯張り処理において、前記高温昇温水を前記浴槽に供給する際に、前記燃焼部を前記全面燃焼状態として、当該全面燃焼状態における前記燃焼量調節範囲の低燃焼量側に定められた所定の燃焼量で燃焼させる請求項１又は２に記載の風呂用給湯装置。
外部加熱装置により加熱された湯水を貯留する貯湯タンクが設けられ、
前記給水管に前記貯湯タンクから湯水が供給されるように構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の風呂用給湯装置。