JPH07151380A - 給湯器の湯温制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 再出湯湯温の安定化制御方法を提供する。 【構成】 給湯器の給水管４と給湯管５をバイパス流路
６で連通する。バイパス流路６にはバイパス電磁弁12を
介設する。バイパス電磁弁12のオンオフ制御は制御駆動
回路13により行う。制御駆動回路13は燃焼停止後、前回
燃焼の情報と、燃焼停止後からの待機時間との情報に基
づき、後沸き量を演算し、再出湯時には、この後沸き量
に応じてバイパス電磁弁12を複数繰り返し開閉動作させ
て、後沸きによるオーバーシュートを解消する適切な水
量をバイパス流路６を通して埋め、オーバーシュートの
ないほぼ設定温度の安定した湯を出湯させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯器の再出湯時の湯
温の安定化を行う給湯器の湯温制御方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図９には、バイパス通路をもった給湯器
の一般的な模式構成が示されている。同図の（ａ）に示
すものは、器具ケース１内にバーナ２と、このバーナ２
の燃焼空気を供給する燃焼ファン（図示せず）と、バー
ナ２の火炎でもって加熱される熱交換器３とが設けら
れ、給水管４から熱交換器３に入り込む水をバーナ２の
燃焼火力でもって加熱して湯にし、この湯を、給湯管５
を介して台所等の所望の場所に導くものである。

【０００３】図８は給湯器の再出湯温度特性を示したも
ので、給湯の燃焼停止後、短時間の内に再度出湯栓（図
示せず）を開けて再出湯を行うと、蛇口から、最初は、
給湯管５内の設定温度の湯が出湯し、次に、燃焼停止中
に、前回燃焼によって熱量を保有している熱交換器３の
缶体から内部の滞留している湯水に熱が伝搬して設定温
度よりも高い温度に加熱された後沸きによるオーバーシ
ュートの湯が出湯し、次に、出湯栓が開かれてから点着
火するまでの遅れ時間および着火後、バーナ燃焼の熱が
熱交換器３に伝わり、さらに熱交換器３から内部の通水
の水に伝わる熱伝達の遅れ等に起因する設定温度よりも
低いアンダーシュートの湯が出湯し、次に、バーナ２の
燃焼によって温度制御された設定温度の湯が出湯すると
いう如く、再出湯時に大きな湯温変動が生じるという問
題がある。

【０００４】図９の（ａ）に示す給湯器は、前記後沸き
によるオーバーシュートを抑制するために、給水管４側
と給湯管５側を連通したバイパス流路６に電磁弁７を介
設し、再出湯時には、この電磁弁７を開けて給水管４か
ら入水する水の一部をバイパス流路６を通して熱交換器
３から出湯する後沸きの湯に混ぜて湯温を低下し、オー
バーシュートを抑制するようにしている。

【０００５】また、同図の（ｂ）に示す給湯器は、バイ
パス流路６にギアモータによって通水量を可変制御する
第１の制御弁８と、バイパス流路６の出口合流点よりも
下流側の給湯管５に同じくギアモータを用いた第２の制
御弁10を設け、給湯器の再出湯時には、第１の制御弁８
を開けて熱交換器３から出湯される湯にバイパス流路６
の水を混ぜて後沸きの湯を埋めてオーバーシュートを抑
制し、さらに、オーバーシュートの湯が出た後には、第
２の制御弁10を絞り、熱交換器３を通る水量を減少させ
て熱交換器３に入る水の温度を十分に高め、湯温のアン
ダーシュートを抑制するようにしている。

【０００６】また、図９の（ｃ）に示す給湯器は、バイ
パス流路６の区間に流水量の異なる並列の流路11ａ，11
ｂを介設し、各流路11ａ，11ｂに電磁弁７ａ，７ｂを介
設し、図10に示すように、流路11ａの電磁弁７ａを開け
たときと、流路11ｂ側の電磁弁７ｂを開けたときと、両
流路11ａ，11ｂ電磁弁７ａ，７ｂを共に開けたときと
で、バイパス流路６を通る水量を３段階に切り替え、給
湯器の再出湯後、後沸きによるオーバーシュートの大き
さに応じて混合する水の量を可変制御してオーバーシュ
ートを抑制するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９の
（ａ）に示す方式のものは、確かに、再出湯後の後沸き
によるオーバーシュートを抑制することはできるが、バ
イパス流路６を通る水量を可変制御できないため、後沸
きの大きさに拘わらず一定量の水が混ぜられるものであ
るため、オーバーシュートが小さいときには、水を埋め
すぎて、設定温度よりも低い湯になってしまう等、再出
湯時の湯温を緻密に制御することができないという問題
がある。

【０００８】また、図９の（ｂ）に示す方式のものは、
バイパス流路６を通る水量をギアモータの駆動によって
可変制御することができ、再出湯時のオーバーシュート
を的確に抑制して湯温変動のないほぼ設定温度の安定し
た湯を出湯することができるが、この種のギアモータを
備えた制御弁８は価格が高価であり、これを備えた給湯
器も高価になってしまうという問題がある。また、後沸
きのオーバーシュート部分の湯が出た後には、次のアン
ダーシュートの湯を抑制するため、第２の制御弁10で水
量が絞られるが、このとき、台所等で湯の使用をしてい
る者は、急に湯の出が悪くなったという違和感を受け、
湯の量を多くしようとして出湯栓を全開にするが、それ
でも湯の量が大きくならないという不快感を持ち、しば
らくすると、アンダーシュートの区間が経過して、第２
の制御弁10の絞り状態が解除されるため、今度は、過剰
な大量の湯が蛇口から出るという使い勝手の悪さが問題
となる。

【０００９】図９の（ｃ）に示すものは、前記図９の
（ｂ）に示す価格の高価な第１の制御弁８の代わりに安
価な２個の電磁弁７ａ，７ｂを用いているので、図９の
（ｂ）に示すものよりは安上がりとなるが、この方式
は、バイパス流路６の通水量を３段階にしか切り替える
ことができないため、オーバーシュートの大きさに応じ
たきめ細かなバイパス水量の制御が十分ではなく、湯温
制御精度の上でまだ不十分であった。

【００１０】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、再出湯時の湯温のオ
ーバーシュートやアンダーシュートを精度よく抑制制御
することができる安価な給湯器の湯温制御方法を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、給湯器の熱交換器の入水路と出湯路とを連通し
て熱交換器を迂回するバイパス流路をもつ給湯器の湯温
制御方法において、バイパス流路に開閉制御弁を設け、
給湯燃焼停止直後の再出湯時に、再出湯開始時を動作タ
イミングとして前記開閉制御弁の開閉を複数繰り返し動
作させて熱交換器の出湯路の湯に混合するバイパス流路
の水量を制御し、再出湯直後に出る高温の後沸きの湯を
埋めて湯温の安定化を図ることを特徴として構成されて
いる。

【００１２】

【作用】上記構成の本発明において、給湯器の再出湯時
に、バイパス流路に設けた開閉制御弁を駆動し、弁の開
閉を複数繰り返し動作させることで、バイパス流路の水
量を制御し、熱交換器から出る後沸きのオーバーシュー
トの湯に埋めることで、オーバーシュートを抑制し、ほ
ぼ設定温度の安定した湯を出湯する。本発明は、後沸き
の大きさに対応させて開閉制御弁の開と閉の時間比率や
開閉回数や開閉の動作時間等を制御することで、オーバ
ーシュートの大きさに対応したバイパス流路の通水量が
得られ、後沸きの大きさの如何に拘わらず、ほぼ設定温
度の安定した湯の出湯が可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一
の名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略す
る。図１には本発明の方法を適用する給湯器の模式構成
が示されている。本実施例の給湯器は、入水路として機
能する給水管４と、出湯路として機能する給湯管５を連
通して、熱交換器３を迂回するバイパス流路６に開閉制
御弁として機能するバイパス電磁弁12を介設し、このバ
イパス電磁弁12を制御駆動する制御駆動回路13を設けた
ことを特徴にしている。

【００１４】従来の一般的なバイパス方式の給湯器で
は、給水管４から熱交換器３を通る水量と、バイパス流
路６を通る水量との割合がほぼ５：５に形成されている
が、本実施例では、バイパス流路６を通る水量よりも熱
交換器３を通る水量を大きくし、８：２あるいは７：３
となるように、熱交換器３側の流路と、バイパス流路６
側の流路とを設定している。

【００１５】なお、本実施例の給湯器では、バイパス流
路６の出口側の給湯管５との合流点よりも下流側の給湯
管５の位置にギアモータ式の制御弁14を設け、出湯水量
の可変が可能になっている。また、給水管４には、給水
温度を検出する入水温度センサ15と、入水量を検出する
フローセンサ16とが設けられている。

【００１６】前記バイパス電磁弁12の制御駆動回路13は
図２に示すように、入水検出部17と、メモリ18と、後沸
き量演算部19と、待機時間計測部20と、必要数のタイマ
21と、ピーク判定部22と、バイパス弁駆動部23とを有し
て構成されている。

【００１７】入水検出部17は、フローセンサ16の信号を
受けて、入水量を検出する一方、入水温度センサ15の信
号により、入水温度を検出する。そして、これらの検出
値は、メモリ18に記憶する。その一方で、フローセンサ
16の信号により、入水が検出されたときに、その信号を
待機時間計測部20に加える。メモリ18には、前回出湯時
における設定温度や、入水温度や、入水量の旧情報が記
憶されると共に、再出湯以降の給湯運転中における入水
量と入水温度の新情報を入水検出部17から入力して記憶
する。

【００１８】待機時間計測部20は前回燃焼運転の停止時
に、タイマ21を動作させて次の再出湯開始時までの時
間、つまり、燃焼停止時にフローセンサ16からオフ信号
が得られたときから、次の再出湯時にフローセンサ16か
らオン信号が入力するまでの経過時間を計測する。

【００１９】後沸き量演算部19はメモリ18に記憶されて
いる情報に基づき、給湯燃焼の停止以降再出湯開始時ま
での各サンプリング時間毎に後沸きの大きさ（後沸きの
温度）を演算により求める。後沸きの大きさは、前回燃
焼時の、入水温度や、入水量や、燃焼停止時からの経過
時間によって異なる。

【００２０】例えば、前回燃焼時の熱交換器３の保有熱
量が大きければ大きいほど、すなわち、前回燃焼時の入
水温度や設定温度が高いほど、また、前回燃焼時の入水
量（出湯量）が大きいほど、熱交換器３の保有熱量が大
となって後沸きの量が大きくなり、再出湯時のオーバー
シュートも大きくなる。そして、この後沸き量は、燃焼
停止の瞬間直後は、熱交換器３から内部の滞留湯水に保
有熱量が完全に伝達される前なので、後沸き量が小さ
く、時間がたつにつれ、後沸き量が大きくなって、熱交
換器３の保有熱量が内部の滞留湯水に完全に伝達された
ときにピークとなり、それ以降は、ポストファン等の冷
却又は自然放熱の冷却により、後沸き量が次第に小さく
なっていく。

【００２１】後沸き量演算部19はメモリ18に記憶されて
いる前回燃焼時の入水量、入水温度、設定温度の情報
と、待機時間計測部20で計測された待機時間とにより、
後沸き量の大きさを演算により求める。

【００２２】ピーク判定部22は、前記後沸き量演算部19
で求められた後沸き量の演算値が予め与えられている上
限値（上限温度）と下限値（下限温度）の範囲に入って
いるか否を判定する。後沸き演算値が上限温度を越えて
いるときには、燃焼ファンを回転駆動し、燃焼ファンか
らの風によって、熱交換器３を冷却し、後沸き量を許容
範囲の値に制御し、後沸き演算値が下限温度よりも低い
ときには熱交換器３の通水が停止されている状態でバー
ナ２の燃焼を行い、後沸き量を許容範囲に入るように、
燃焼加熱する。

【００２３】すなわち、図３の（ａ）の実線に示すよう
に、後沸き量が非常に大きいときには、熱交換器３から
出る高温の湯にバイパス流路６を通る最大限量の水を埋
めても、設定温度まで湯温が低下せず、同図の破線で示
すように、点火時点になっても、設定温度よりもかなり
高い湯が出湯する状態となり、この状態で、点着火が行
われて、バーナ燃焼が行われると、それ以降も設定温度
よりも高いオーバーシュートの湯が出続けるという問題
が生じる。そこで、本実施例では、後沸き演算結果によ
って求められた後沸き演算値が上限温度を越えたときに
は、燃焼ファンを高速で回転させ空冷によって熱交換器
３を冷却して、後沸き量を許容範囲内に収めるようにし
ている。

【００２４】また、後沸き演算値が図３の（ｂ）の実線
で示すように非常に小さいときには、この後沸きの小さ
い熱交換器の湯を、バイパス流路６からの水で埋める
と、同図の破線で示すように、オーバーシュートの湯が
設定温度まで下がる時間はＴ_A点よりはＴ_B 点と多少延
びるが、再出湯の点火時点では、出湯湯温は設定温度よ
りもかなり低い温度となり、大きなアンダーシュートの
湯が出るという問題が生じる。そこで、本実施例では、
後沸き演算値が下限温度を越えて低くなったときには、
バーナ２を燃焼して後沸き量を高めて許容範囲内の後沸
き量に制御する。

【００２５】上記事項をさらに図８の出湯温度特性に基
づいて説明すると、図８のＡの曲線の後沸き量の場合に
は、後沸き演算値に対応するピーク温度が上限温度Ｔ
_MAX を越えているので、これを冷却してピーク温度を許
容範囲内に収め、曲線Ｄのように後沸きピーク温度が下
限温度Ｔ_MIN よりも低いときにはバーナ加熱してこれを
許容温度範囲内に収めるものである。図８のＢおよびＣ
の曲線で示す後沸き量の場合には、ピーク温度が許容範
囲内に入っているので、ピーク判定部22は後沸き量が正
常と判定し、燃焼ファンは低速で回転させ次の点火に備
え、また、バーナの駆動は行われない。

【００２６】後沸き演算値が許容範囲に入っているとき
には、熱交換器３から出る湯にバイパス流路６からの水
を混ぜることにより、図３の（ｃ）に破線で示すよう
に、オーバーシュートの湯は非常に小さなものとなり、
オーバーシュートの湯が出終わるときに、点着火による
バーナ加熱が行われる結果、アンダーシュートも殆どな
くなり、ほぼ設定温度に近い安定した湯が出湯する。

【００２７】バイパス弁駆動部23は再出湯の開始タイミ
ングにあわせ、前記後沸き量演算部19で求められた後沸
き量の大きさに応じて、バイパス電磁弁12の開閉動作を
繰り返し駆動する。このバイパス弁駆動部23はタイミン
グ比率制御部と動作時間制御部とを備えており、タイミ
ング比率制御部は図４に示すように、バイパス電磁弁12
のオン幅とオフ幅の割合を可変制御してバイパス流路を
通る水の水量を制御する。例えば、後沸き量が小さい場
合にはオン期間の幅とオフ期間の幅を１：２の割合に
し、バイパス流路の水量を小さく制御する。また、後沸
き量が中程度のときには、バイパス電磁弁12のオン期間
とオフ期間を１：１の割合にして、バイパス流路６の水
量を中程度にし、後沸き量が大のときには、バイパス電
磁弁12のオン期間とオフ期間を２：１の割合にし、バイ
パス流路６の水量を大きく制御する。

【００２８】バイパス弁駆動部23の動作期間制御部は、
バイパス電磁弁12のオンオフの駆動動作の継続時間を設
定するもので、後沸き量演算部19によって演算される後
沸き演算値によって再出湯の出湯温度特性（再出湯湯温
の経時変化）を推定し、例えば図８に示すアンダーシュ
ートが解消されるものと推定される出湯栓開からの時間
Ｔ_E の時間だけバイパス電磁弁12のオンオフ動作を継続
させ、このＴ_E 時間に達したときに、バイパス電磁弁12
を閉駆動し、その閉状態を維持する。

【００２９】本実施例では、バイパス弁駆動部23にさら
にバイパス電磁弁12の初期駆動回路が設けられている。
この初期駆動回路は、燃焼停止後、所定時間、この実施
例では図５の（ａ）に示すように90秒間、バイパス電磁
弁12をオンさせた状態で待機し、燃焼停止後90秒たった
ときに、今度は、バイパス電磁弁12をオフ状態で待機す
るようにしている。そして、図５の（ｂ）に示すよう
に、バイパス電磁弁12がオン状態で待機している途中
で、フローセンサ16からオン信号が加えられたとき、つ
まり、再出湯が開始されたときには、直ちにバイパス電
磁弁12のオンオフ動作を開始せずに、所定の短時間、こ
の実施例では0.5 秒間バイパス電磁弁12を一旦オフし、
この0.5 秒のオフ期間を経過したときを起点として、前
記バイパス弁駆動部23のタイミング比率制御部によるバ
イパス電磁弁12のオンオフ動作を開始し、バイパス電磁
弁12がオフ状態で待機しているときに、フローセンサ16
からオン信号が加えられたとき、つまり、再出湯が開始
されたときには、バイパス電磁弁12をさらに0.3 秒間だ
けオフ状態を保ってから、前記タイミング比率制御部に
よるバイパス電磁弁12のオンオフ駆動制御を行うように
している。

【００３０】本実施例は上記のように構成されており、
次に、その動作を図６および図７に示すフローチャート
に基づき説明する。まず、ステップ100 で、燃焼運転が
停止されると、図５の（ａ）に示すように、バイパス電
磁弁12を開状態に保って待機する。そして、ステップ10
2 で、後沸き量演算部19により、燃焼停止後の後沸き量
を前回燃焼時のデータと、燃焼停止後からの待機時間の
情報に基づき、演算する。ステップ103 では、後沸き量
演算部19の演算結果に基づき、その後沸き量に対応した
バイパス電磁弁12のオンオフのタイミング比（オンの時
間とオフの時間の比率）と、このオンオフ動作時間をそ
れぞれバイパス弁駆動部23の演算回路を用いて求める。

【００３１】ステップ104 では給湯運転の停止時から所
定時間、この実施例では90秒以内か否かをタイマ21のタ
イマ信号により判断する。給湯停止時から90秒を経過し
たときには図５の（ａ）に示すようにバイパス電磁弁12
をオフ状態に保って待機し、90秒以内のときにはバイパ
ス電磁弁12を引き続き開状態で待機する。

【００３２】ステップ106 では、前記演算された後沸き
量（後沸き温度）が下限値としての下限温度よりも低い
か否かが判断される。後沸き温度が下限温度よりも高い
ときには、ステップ107 で上限温度よりも低いか否かの
判断が行われる。後沸き量が上限温度と下限温度の範囲
内に入っていると判断されたときには、燃焼ファンのポ
ストファン回転を予め定めたポストファン駆動時間に至
るまで行う。このポストファンというのは、点火を早め
るために予めファンを低速で回転させておくことによ
り、ファン起動にかかる時間を短縮するものである。

【００３３】前記ステップ107 で、後沸き量が上限温度
よりも高いと判断されたときには、後沸き量が前記図８
の許容範囲を上側に越えて外れたときに相当し、このと
きには、ステップ108 で、後沸き量が許容範囲に入るの
に要するファンの冷却時間を演算により求める。そし
て、ステップ109 ，110 で燃焼ファンを演算によって得
られた時間だけ高速回転して、熱交換器３を冷却し、後
沸き量を許容範囲の範囲内に収める。なお、冷却時間は
外気温を考慮して演算により求められる。この冷却時間
の経過後燃焼ファンは低速のポストファン回転に移行
し、そのポストファンの設定時間に至ったときにステッ
プ115 でファン回転は停止される。

【００３４】一方、前記ステップ106 で、後沸き量が下
限温度よりも低いと判断されたときには、前記図８に示
すように、後沸き温度が許容範囲を下側に越えて低下し
た状態に相当し、このときには、ステップ111 で、安全
回路を解除し、熱交換器３に通水させずに、ステップ11
2 でバーナ２の点着火を行い、所定の短時間、この実施
例では２秒間、バーナ２の燃焼を行って熱交換器３内の
湯水を加熱して後沸き温度を許容範囲内に高める。

【００３５】なお、ステップ111 での安全回路の解除と
は、熱交換器３に通水させずにバーナ２を燃焼するため
に行うものである。通常、給湯器のバーナ２は、フロー
センサ16からオン信号が加えられたとき、つまり、通水
が確認されたときに、バーナ２の点着火を行うようにし
ており、フローセンサ16からオン信号が加えられない状
態で、バーナ２が点着火して燃焼が開始すると危険な状
態となる。このため、ノイズ信号をフローセンサのオン
信号と誤判断して熱交換器３に通水されないのにバーナ
２の燃焼が開始されることを防止するための安全回路が
備えられており、この安全回路により、フローセンサか
らオン信号が加えられてソフト的に入水が検出されたと
きと、前記ノイズ等の誤動作を避けるために、ハード的
に入水が感知されたときとの両方が確認されたときに、
バーナの点着火が行われるような安全回路が設けられて
いる。

【００３６】したがって、ステップ112 でバーナ２の点
着火を行おうとしても、再出湯の待機状態では、熱交換
器３への通水がないため、バーナ２の点着火が不可能な
状態となる。そこで、ステップ111 で、安全回路の動作
を解除し、熱交換器３に通水がない状態でもバーナ２の
点着火が行える状態にしてから、次のステップ112 でバ
ーナ２の点着火を行うようにしている。

【００３７】前記ステップ113 でのポストファン中、ス
テップ116 でフローセンサ16の信号により、通水の有無
の判断が行われる。再出湯が行われていない給湯運転の
待機状態のときには、通水がないものと判断され、時間
の経過と共に熱交換器３内の後沸き量（後沸き温度）が
変化するため、これに応じ、ステップ102 以降の動作を
繰り返し行い、時間の経過と共に変化する後沸き量の値
を繰り返し正確に求め、後沸き量の演算値が許容範囲か
ら外れたときには、その都度、前記ステップ112 でのバ
ーナ燃焼の動作と、ステップ109 での燃焼ファンによる
冷却を行い、後沸き量の値を許容範囲内に収める制御を
行う。

【００３８】ステップ116 で通水ありと判断されたと
き、つまり、給湯栓が開けられて再出湯が開始されたと
きには、前記図５の（ｂ）および（ｃ）に示すように、
通水確認時から、0.5 秒間だけバイパス電磁弁12を閉状
態に保った後、ステップ118 で後沸き量に応じたオンオ
フの時間比率によってバイパス電磁弁12の開閉動作を繰
り返し行う。このバイパス電磁弁12の繰り返しによる開
閉動作により、バイパス流路６を通る適切な量の水が熱
交換器３から出る湯に混合され、後沸きによるオーバー
シュートや、その後のアンダーシュートのないほぼ設定
温度の安定した湯の出湯が行われる。前回出湯停止後90
秒以内は図５の（ｂ）に示されるように、電磁弁はオン
状態で待機しており、フローセンサオンと同時に0.5 秒
閉としてから後、電磁弁をオンオフ制御するが、この0.
5 秒閉という時間は本実施例では図示されていないが、
給水管部６，12および14が一体となった鍛造ブロックで
形成されており、出湯停止後14部分の熱量が給水側に移
行し、この部分が出湯されたときのアンダーシュートを
避けるため設けているものである。したがって、この時
間は給水温度と出湯温度との差より可変としてもよい。

【００３９】ステップ119 では、前記ステップ103 で求
められたバイパス電磁弁12の動作時間が経過したか否か
が判断され、その時間が経過したと判断されたときに
は、ステップ120 でリモコンで設定される温度が60℃以
上か否かが判断される。60℃以上と判断されたときに
は、バイパス電磁弁12を閉じ、熱交換器３で作られる設
定温度の湯を埋めることなくそのまま出湯できる状態に
する。設定温度が60℃よりも低いときには、バイパス電
磁弁12を開いた状態で出湯を行う。前回出湯停止後90秒
以降は図１の５′に示される部分が放熱により冷却され
てくるために、この部分の出湯に合わせて電磁弁をオフ
待機状態から0.3 秒閉を維持してから電磁弁をオンオフ
制御する。また、この時間は外気温により可変としても
よい。

【００４０】バイパス電磁弁12がオン待機している区間
では給湯停止後90秒以内と時間がたっていないので、管
路５′の冷えはそれほどなくほぼ設定温度を維持してお
り、図11に示す鍛造ブロックの部分の管路内の湯が冷え
た状態になる。一方、給湯停止後90秒を経過したバイパ
ス電磁弁12のオフ待機区間では鍛造ブロック部分の他に
管路５′の部分の湯も冷えた状態になる。

【００４１】再出湯が開始されると、図12に示すよう
に、出湯栓開からフローセンサが作動流量を感知するま
での時間等のタイムラグを経てフローセンサがオンす
る。このとき、図12の（ｃ）に示すように、バイパス電
磁弁12がオン待機のときには、フローセンサからオン信
号が加えられたときに、一旦バイパス電磁弁12を0.5 秒
閉じ、鍛造ブロック内の管路９部分の冷えた湯がバイパ
ス流路６の出口部Ｓを通過した後、バイパス電磁弁12の
オンオフ制御を行うようにしている。また、バイパス電
磁弁12がオフ待機中に再出湯が行われたときには、図12
の（ｄ）に示すように、フローセンサがオンしたときか
らさらにオフ状態を0.3 秒保ち、その後バイパス電磁弁
12のオンオフ制御を行っている。これは、再出湯後、Δ
ｔ₂ を経て、鍛造ブロック内の管路９内とその上側の
５′部分の管路の冷えた湯がＳ点を出た後、バイパス電
磁弁12をオンオフ制御させるためで、再出湯後バイパス
流路６を閉じている時間は、バイパス電磁弁12がオン待
機しているときに再出湯されたときの時間Δｔ₁ より
も、バイパス電磁弁12がオフ待機しているときに再出湯
されたときの時間Δｔ₂ の方を長い時間としている。

【００４２】本実施例によれば、後沸き量の大きさに応
じてバイパス電磁弁12のオンオフの時間比率の制御と、
その動作時間の制御が行われる結果、後沸きのオーバー
シュートを抑制する最適な水量がバイパス流路を通って
熱交換器３から出る湯に埋められるので、オーバーシュ
ートのないほぼ設定温度の湯の出湯が可能となる。

【００４３】また、時間の経過に伴う後沸き量の大きさ
が常時求められ、後沸き量が許容範囲から外れたときに
は、許容範囲に入るように後沸き量の大きさが制御され
るので、再出湯の湯は、前記の如く、バイパス電磁弁12
のオンオフの繰り返し動作により、オーバーシュートが
効果的に抑制されると共に、図３の（ｃ）に示すように
湯温が設定温度になる時点Ｔ_B がほぼ点火時点まで引き
延ばされることとなって、オーバーシュートの後のアン
ダーシュートも抑制され、これにより、ほぼ設定温度の
安定した湯温の湯を再出湯させることができる。

【００４４】さらに、本実施例では、熱交換器を通る水
量と、バイパス流路を通る水量との比を、７：３あるい
は８：２という如く、熱交換器３を通る水量を、バイパ
ス流路６を通る水量よりも大きくしているため、バイパ
ス電磁弁12をオンオフさせることによる出湯水量の変動
を極めて小さくすることができ、湯の使用者に水量の変
化に伴う違和感を感じさせることがない。また、本実施
例では給湯管５に制御弁14を設けているが、この制御弁
14は給湯器の燃焼能力が最大となるように水量制御を行
うために使用され、湯温のアンダーシュートの抑制はピ
ーク判定部22の動作によって行われるので、アンダーシ
ュートを抑制するために制御弁14を絞る必要がないの
で、従来の図９の（ｂ）のタイプのものに生じたアンダ
ーシュート抑制による水量変動が生じるということがな
い。

【００４５】さらに、熱交換器３を通る水量を大きくし
たことにより、熱交換器３で作製する湯の温度を従来例
のものに比べ低くすることができる。従来例の場合に
は、熱交換器を通る水量とバイパス流路を通る水量との
割合がほぼ５：５であるため、例えば、40℃の湯を使用
するときには、熱交換器３側で、約90℃の湯を作り出す
必要がある。しかし、このような高温の湯を熱交換器３
で作製するようにすると、水に含まれているカルシウム
成分が析出し、これが沈着物となって、ギアモータ等の
制御弁に絡み付くという問題が生じるが、本実施例の場
合は、熱交換器側の水量をバイパス流路の水量よりも大
きくしているため、40℃の湯を使用するときには、熱交
換器側で、60℃の湯を作り出せばよく、従来例に比べ、
熱交換器３で作り出す湯の温度を低くすることができ、
これにより、水中のカルシウム成分が析出するという問
題もなくなり、非常に好都合である。

【００４６】さらに、バイパス流路６に設ける制御弁は
通常の安価な電磁弁でよく、高価なギアモータタイプの
制御弁を設ける必要がないので、本実施例の優れた給湯
器を安価に提供することができる。

【００４７】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例の図４の説明では、バイパス電磁弁12のオンの時
間とオフの時間が１：２，１：１，２：１の各場合につ
いて説明したが、このバイパス電磁弁12のオンとオフの
時間幅の比率はこれ以外にも、後沸き量の大きさに応じ
て任意に可変設定できるものである。

【００４８】また、バイパス電磁弁12の駆動制御は、例
えば、後沸き量が小さいときにはオンとオフの時間比率
が１：２、後沸き量が中程度のときは１：１という如
く、後沸き量の大きさが定まればオンとオフの時間比率
をその後沸き量に対応した一定の比率で動作させたが、
これを動作時間の範囲でその比率を可変させて（バイパ
ス水量を可変させて）もよく、また、一定時間内でのバ
イパス電磁弁12の開閉の回数を増減させてバイパス水量
を制御してもよい。さらに、水量は水圧によって変動す
るので、各地域の水圧をメモリに記憶させ、仕向先が決
まったら、その地域の水圧を指定し、この指定水圧に基
づいてバイパス水量を算出したり、器具自身に学習機能
を持たせ、仕向先の使用水圧を自分自身で検出してその
使用水圧に合ったバイパス水量を算出するようにしても
よい。

【００４９】さらに、上記実施例では後沸き量のピーク
値が上限温度と下限温度の間、つまり、許容範囲内の温
度領域から外れたときには熱交換器３の空冷や加熱を行
ってその後沸き温度を許容範囲内に入るように制御した
が、出湯湯温を本実施例の如く緻密に制御する必要のな
いときには、この動作を省略する構成としてもよい。

【００５０】さらに、上記実施例では後沸き量を前回燃
焼時の入水量、設定温度、入水温度等の情報と待機時間
の情報に基づいて求めたが、これを、前回燃焼の給湯停
止直前の燃焼熱量と待機時間の情報に基づいて求めても
よいし、また、サーミスタで直接測定し、これをもとに
演算、修正したものを用いてもよい。

【００５１】さらに、本実施例では、図５に示すよう
に、燃焼停止後、再出湯の待機中に、フローセンサ16か
ら流水が感知されて、再出湯が開始されたときに、その
再出湯開始の感知後、所定の短時間（0.3 〜0.5 秒間）
バイパス電磁弁12をオフ状態に保った後バイパス電磁弁
12のオンオフ繰り返し動作をするようにしたが、必ずし
も、流水感知後、バイパス電磁弁12を所定の短時間だけ
閉動作に保つ必要はなく、フローセンサ16からのオン信
号が加えられたときには、直ちにバイパス電磁弁12のオ
ンオフ繰り返し動作を開始してもよい。

【００５２】さらに、バイパス電磁弁12の動作時間は、
必ずしも実施例のＴ_E 時間に限定されるものではく、そ
の動作開始のタイミングや、動作の継続時間は仕様に応
じ設定されるもので、極端な場合には、再出湯の開始時
から、給湯停止に亙る全燃焼期間にかけて行っても構わ
ない。

【００５３】さらに、上記実施例では後沸き量を温度の
単位で求めたが、これを熱量の単位で求めて再出湯の湯
温制御を行ってもよい。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、熱交換器の入水路と出湯路と
を連通してなるバイパス流路に開閉制御御弁を設け、再
出湯時には、この開閉制御弁を複数回繰り返し開閉動作
させて、バイパス流路の水量を熱交換器から出る湯に埋
めるように構成したものであるから、再出湯時の後沸き
の湯に起因するオーバーシュートを効果的に抑制するこ
とができ、オーバーシュートのないほぼ設定温度の安定
した湯を出湯させることができる。

【００５５】しかも、後沸き量の大きさに応じて開閉制
御弁の開と閉の時間比率を制御できるので、オーバーシ
ュートやアンダーシュートのないきめ細かな湯温の安定
化制御が可能となる。しかも、本発明のバイパス流量に
設ける開閉制御弁はギアモータ等の装備した高価な制御
弁を使うことなく、汎用の安価な電磁弁を用いて構成す
ることができるので、本発明の優れた湯温制御方法を備
えた給湯器を安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を適用する給湯器の模式構成図で
ある。

【図２】本発明の方法を行う要部構成例のブロック図で
ある。

【図３】後沸き量の大きさによる湯温安定化制御の挙動
を示す説明図である。

【図４】本実施例の湯温安定化動作の説明図である。

【図５】本実施例における再出湯待機状態および再出湯
時におけるバイパス電磁弁の動作状態の説明図である。

【図６】本実施例の動作を示すフローチャートである。

【図７】図６のフローチャートの途中の部分を抜き出し
たフローチャートである。

【図８】燃焼停止後の後沸き量の大きさの異なる各種出
湯温度特性を示す説明図である。

【図９】従来のバイパス方式給湯器の各種形態を示す模
式図である。

【図10】図９の（ｃ）に示す給湯器のバイパス流路の水
量制御態様を示す説明図である。

【図11】バイパス方式給湯器のバイパス流路を鍛造ブロ
ック内に形成した実施例の説明図である。

【図12】図10の給湯器におけるバイパス電磁弁の初期動
作の説明図である。

【符号の説明】

３ 熱交換器 ６ バイパス流路 12 バイパス電磁弁 13 制御駆動回路 19 後沸き量演算部 20 待機時間計測部 22 ピーク判定部 23 バイパス弁駆動部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給湯器の熱交換器の入水路と出湯路とを
   連通して熱交換器を迂回するバイパス流路をもつ給湯器
   の湯温制御方法において、バイパス流路に開閉制御弁を
   設け、給湯燃焼停止直後の再出湯時に、再出湯開始時を
   動作タイミングとして前記開閉制御弁の開閉を複数繰り
   返し動作させて熱交換器の出湯路の湯に混合するバイパ
   ス流路の水量を制御し、再出湯直後に出る高温の後沸き
   の湯を埋めて湯温の安定化を図る給湯器の湯温制御方
   法。