JPH09303870A - 燃焼機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再出湯時の高温出湯を確実に防止でき、再出
湯湯温安定化を図れる燃焼機器を提供する。 【解決手段】 給湯バーナの給湯燃焼停止時に出側湯温
センサ14が検出する給湯熱交換器の燃焼停止実測出側湯
温よりも高いバイパス弁10の開弁温度と閉弁温度（開弁
温度＞閉弁温度）をバイパス開閉温度設定部39で設定す
る。給湯熱交換器からの湯が出湯湯温センサ14の配設部
位からバイパス弁10のあるバイパス通路と給湯通路との
合流部位に達するまでの湯の流れ時間を、流量検出セン
サ12の検出流量等に基づいて流れ時間検出部40で検出
し、再出湯時の出側湯温センサ14の検出温度がバイパス
弁10の開弁温度以上となってから前記湯の流れ時間経過
したときにバイパス弁駆動手段38によりバイパス弁10を
開弁させ、前記出側湯温センサ14の検出温度がバイパス
弁10の閉弁温度以下となってから前記湯の流れ時間経過
したときにバイパス弁10を閉弁させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は給水通路より導かれ
る水を給湯バーナ燃焼により加熱して給湯通路へ流出す
る給湯熱交換器を備えた燃焼機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃焼機器として代表的な給湯器には、周
知のように、給湯熱交換器と給湯バーナが設けられ、給
湯熱交換器の入側には給水通路が、出側には給湯通路が
それぞれ接続され、給湯通路は台所等の給湯栓へ導かれ
ている。給湯熱交換器は、給湯栓が開けられると、水供
給源から給水通路を介して導かれた水を給湯バーナの給
湯燃焼の熱を利用して加熱し、この加熱した湯を給湯通
路を通し給湯栓を介して出湯する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、周知のよう
に、給湯栓の閉栓後つまり給湯停止後（止湯後）、給湯
熱交換器内に滞留した湯は、図３の実線カーブＡに示す
ように、給湯停止後すぐに後沸き（給湯熱交換器の保有
熱量が給湯熱交換器の滞留湯に伝わって滞留湯温が上昇
する現象）によって止湯前の給湯熱交換器湯温より高い
湯温（オーバーシュート）の湯となる。このオーバーシ
ュートの湯が給湯栓が開けられて給湯熱交換器から流れ
出ると、湯の利用者が定めた給湯設定温度より高めの湯
が出湯し湯の利用者に不快感を与えてしまうという問題
が生じる。

【０００４】上記問題を解決するために、様々な手段が
提案されているが、簡単な構成でもって出湯時の高温出
湯を防止することができる満足すべき燃焼機器は未だ得
られていない。

【０００５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、簡単な構成で、出湯開始時
の高温出湯を確実に防止して再出湯時の湯温安定化を図
ることができる燃焼機器を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって前記課題を解決す
る手段としている。すなわち、第１の発明は、給水通路
より導かれる水を給湯バーナ燃焼の熱を利用して加熱し
給湯通路へ流出する給湯熱交換器と、この給湯熱交換器
の入側の給水通路と出側の給湯通路を短絡するバイパス
通路と、該バイパス通路の開閉を行うバイパス通路開閉
弁と、給水通路の水の流量を検出する流量検出センサ
と、給湯通路に設けられて給湯熱交換器の出側の湯水温
度を検出する給湯熱交換器出側湯温センサとを有する燃
焼機器において、給湯バーナの給湯燃焼停止時に給湯熱
交換器出側湯温センサが検出する給湯熱交換器の燃焼停
止時実測出側湯温に基づいてこの燃焼停止時実測出側湯
温よりも高いバイパス通路開閉弁開弁温度と、該バイパ
ス通路開閉弁開弁温度以下であって燃焼停止時実測出側
湯温よりは高いバイパス通路開閉弁閉弁温度を設定する
バイパス開閉温度設定部と、前記給湯熱交換器から給湯
通路へ流出される湯が前記給湯熱交換器出側湯温センサ
の配設部位から給湯通路と前記バイパス通路との合流部
位まで達するまでの湯の流れ時間を求めるセンサ部合流
部間流れ時間検出部と、給湯バーナの給湯燃焼停止以降
の再出湯時に前記給湯熱交換器出側湯温センサによって
検出される給湯熱交換器の再出湯時実測出側湯温が前記
バイパス通路開閉弁開弁温度以上であると判断したとき
にはこの判断時から前記センサ部交流部間流れ時間検出
部で求めた湯の流れ時間だけ経過したときに前記バイパ
ス通路開閉弁を開弁させ、前記再出湯時実測出側湯温が
前記バイパス通路開閉弁閉弁温度以下であると判断した
ときにはこの判断時から前記湯の流れ時間だけ経過した
ときに前記バイパス通路開閉弁を閉弁させるバイパス通
路開閉弁開閉制御部が設けられており、前記センサ部合
流部間流れ時間検出部は、前記流量検出センサの検出流
量と、給湯通路の給湯熱交換器出側湯温センサの配設部
位から給湯通路とバイパス通路との合流部位までの接続
通路の太さと、該接続通路の長さと、トータル給水量に
対する給湯熱交換器を通る水量の熱交側流量比の１つ以
上のパラメータを含む予め与えられた解法データに基づ
き前記接続通路の湯の流れ時間を求める構成としたこと
を特徴として構成されている。

【０００７】また、前記バイパス通路を通る水量および
給湯熱交換器を通る水量を調節する水量制御弁がバイパ
ス通路の下流側の給湯通路に設けられており、センサ部
合流部間流れ時間検出部には予め与えられた解法データ
と、給水通路の水の最大流量と、給湯通路の給湯熱交換
器出側湯温センサの配設部位から給湯通路とバイパス通
路との合流部位までの接続通路の太さと、該接続通路の
長さと、トータル給水量に対する給湯熱交換器を通る水
量の熱交側流量比の最大値とによって決定される前記接
続通路の最小流れ時間が与えられており、該センサ部合
流部間流れ時間検出部には再出湯時の流量検出センサの
検出流量と再出湯時の熱交側流量比の少なくとも一方が
小さくなるにつれて前記最小流れ時間を大きくする方向
に補正する流れ時間補正手段が設けられていることも本
発明の特徴的な構成とされている。

【０００８】さらに、前記給湯熱交換器の給水通路と給
湯熱交換器の給湯通路を短絡する開閉弁を持たない常時
バイパス通路が、給湯熱交換器とバイパス通路開閉弁を
備えたバイパス通路との並列回路の間に並列に設けられ
ていることも本発明の特徴的な構成とされている。

【０００９】上記構成の本発明において、給湯バーナの
給湯燃焼停止時に給湯熱交換器出側湯温センサが検出す
る給湯熱交換器の燃焼停止時実測湯温に基づいて、この
燃焼停止時実測出側湯温よりも高いバイパス通路開閉弁
開弁温度と、この開弁温度以下であって燃焼停止時実測
出側湯温よりは高いバイパス通路開閉弁閉弁温度とが、
バイパス開閉温度設定部により設定される。

【００１０】また、給湯熱交換器から給湯通路へ流出さ
れる湯が、給湯熱交換器出側湯温センサの配設部位から
給湯通路とバイパス通路との合流部位まで達するまでの
湯の流れ時間が、センサ部合流部間流れ時間検出部によ
って、流量検出センサの検出流量等のパラメータを含む
予め与えられた解法データに基づいて求められる。

【００１１】そして、バイパス通路開閉弁開閉制御部に
より、給湯バーナの給湯燃焼停止以降の再出湯時に給湯
熱交換器出側湯温センサによって検出される再出湯時実
測出側湯温が前記バイパス通路開閉弁開弁温度以上と判
断されたときには、この判断時からセンサ部合流部間流
れ時間検出部で求めた湯の流れ時間だけ経過したとき
に、バイパス通路開閉弁が開弁され、再出湯時実測出側
湯温がバイパス通路開閉弁閉弁温度以下であると判断さ
れたときには、この判断時から前記湯の流れ時間だけ経
過したときにバイパス通路開閉弁が閉弁される。

【００１２】このように、本発明においては、給湯熱交
換器の再出湯時実測出側湯温がバイパス通路開閉弁開弁
温度以上となって高温出湯の虞れがあると判断されると
きには、給湯熱交換器から流出される高温の湯が給湯通
路とバイパス通路との合流部位に達したときにバイパス
通路開閉弁が開弁されて、バイパス通路からの水が適切
なタイミングでミキシングされることにより、高温の湯
の湯温が下げられ、高温出湯が防止される。また、再出
湯時実測出側湯温がバイパス通路開閉弁閉弁以下であ
り、バイパス通路からの水のミキシングがなくても高温
出湯の虞れがないと判断されたときには、この高温出湯
の虞れがない湯温の湯が給湯熱交換器から前記合流部位
に達したときにバイパス通路開閉弁が閉弁され、バイパ
ス通路からの水のミキシングが停止されるために、高温
出湯の虞れがなくなったときに的確に水のミキシング停
止が行われ、高温出湯が確実に防止され、さらに、水の
ミキシング停止を適切なタイミングで行うことで、バイ
パス通路からの水のミキシングが行われ続けることによ
るアンダーシュートの湯の出湯が抑制され、湯温の安定
化が図られ、上記課題が解決される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態例
を図面に基づき説明する。以下に説明する実施の形態例
の燃焼機器は、本発明者らが試作検討している図４の単
機能給湯器や、図５の複合給湯器や、図６の多機能給湯
器や、図７の一缶二水構成の給湯器を対象にしている。

【００１４】図４の給湯器には給湯熱交換器１と図示さ
れていない給湯バーナが設けられ、この給湯熱交換器１
の入側には給水通路３が接続され、出側には給湯通路４
が接続されており、給湯通路４は台所等の給湯栓19へ導
かれている。前記給湯熱交換器１には入側の給水通路３
と出側の給湯通路４を短絡する開閉弁を持たない常時バ
イパス通路５が並設され、この常時バイパス通路５は給
湯熱交換器１側に流れる流量と常時バイパス通路５側に
流れる流量の流量比が管路抵抗により予め定めた流量比
（例えば７対３〜８対２）となるように形成されてい
る。

【００１５】また、前記常時バイパス通路出側接続部Ｘ
より下流側の給湯通路４と、常時バイパス通路入側接続
部Ｙより上流側の給水通路３とを短絡するバイパス通路
８が形成されている。このバイパス通路８には該通路の
開閉を行うバイパス通路開閉弁であるバイパス弁10が介
設されており、バイパス弁10は電磁弁により形成されて
いる。また、この給湯器には該給湯器の運転動作を制御
する制御装置20が設けられ、この制御装置20にはリモコ
ン18が接続されている。

【００１６】なお、図中、12は水供給源から給水通路３
を介して導かれた入水流量を検出するための流量検出セ
ンサを示し、７は上記給湯熱交換器１と常時バイパス通
路５およびバイパス通路８を通る水量（流量）を開弁量
により調節する水量制御弁を示し、13は給水通路３の入
水の温度を検出するためのサーミスタ等の入水温度セン
サを示し、14は給湯熱交換器１の出側の湯水の温度を検
出するためのサーミスタ等の給湯熱交換器出側湯温セン
サである出側湯温センサを示すものである。

【００１７】図５の複合給湯器は、図４に示す給湯器の
構成に、湯張り機能や、高温差し湯機能や、追い焚き機
能等の風呂機能を加えた構成を有するものである。図５
に示すように、この複合給湯器は、図４に示す給湯シス
テム構成に加えて、図示されていない風呂バーナと、浴
槽水を循環ポンプ28の駆動により導入して風呂バーナの
燃焼の熱を利用し追い焚き熱交換器26で加熱し浴槽24へ
戻す追い焚き循環路27と、この追い焚き循環路27と給湯
通路４を接続する湯張り通路30と、該通路の開閉を行う
注湯制御弁22とを有しており、例えば、注湯制御弁22を
開け、給湯熱交換器１で温められた湯を湯張り通路30と
追い焚き循環路27を介して浴槽24へ落とし込み風呂の湯
張りを行ったり、同様にして高温差し湯を行ったり、循
環ポンプ28を駆動し、浴槽水を追い焚き循環路27で循環
させると共に風呂バーナ燃焼の熱を利用して追い焚き熱
交換器26で加熱することで風呂の追い焚きを行うことが
できるものである。

【００１８】図６の多機能給湯器は図４に示す給湯器の
構成に風呂の湯張り機能や高温差し湯機能を加えた構成
を有するものである。図６に示すように、この給湯器の
給湯通路４には通路23の一端側が接続され、この通路23
の他端側は電磁弁等の注湯制御弁22を介して浴槽24へ導
かれており、例えば、注湯制御弁22を開け、給湯バーナ
燃焼により温められた湯を通路23を通して浴槽24へ導く
ことにより湯張りや高温差し湯が行われる。

【００１９】図７の一缶二水構成の給湯器は、図４に示
す給湯器の構成に、湯張り機能や、高温差し湯機能や、
追い焚き機能等の風呂機能の構成を加えたものであり、
給湯バーナが風呂バーナを兼用し、給湯熱交換器１には
給湯用の湯水が流れる給湯用管路47と浴槽循環水が流れ
る追い焚き用管路48が形成されている。給湯用管路47の
入側には給水通路３が、出側には給湯通路４がそれぞれ
接続され、前記追い焚き用管路48は浴槽24の湯水を循環
するための追い焚き循環路27に介設されている。

【００２０】上記一缶二水構成の給湯器は、例えば、給
湯栓19が開けられると、給湯バーナの給湯燃焼を行っ
て、給水通路３より導かれた水を給湯熱交換器１で加熱
し、その湯を給湯通路４を通し給湯栓19を介して出湯す
る給湯運転を行う。また、この給湯器は、例えば、循環
ポンプ28を駆動させ、浴槽24の水を追い焚き循環路27で
循環させると共に、給湯バーナの追い焚き燃焼を行って
加熱し追い焚き単独運転を行う。

【００２１】上記図４〜図７の各給湯器の制御装置20に
は本発明において特有な高温出湯防止手段が設けられて
おり、図１には、本発明に係る燃焼機器の第１実施形態
例における制御装置20の主要構成が示されている。同図
に示すように、この制御装置20は、バイパス開閉温度設
定部39、流れ時間検出部40、パラメータ格納部41、バイ
パス弁駆動手段38を有する高温出湯防止手段と、燃焼制
御部33とを有して構成されている。燃焼制御部33は、給
湯や湯張りや高温差し湯や追い焚き等の運転動作を制御
するもので、その制御構成は前述したのでその説明は省
略する。なお、本実施形態例において、燃焼制御部33
は、給湯バーナの燃焼停止時に給湯燃焼停止信号をバイ
パス開閉温度設定部39とバイパス弁駆動手段38とに加え
る。

【００２２】バイパス開閉温度設定部39は、給湯バーナ
の給湯燃焼停止時に出側湯温センサ14が検出する給湯熱
交換器１の燃焼停止時実測出側湯温に基づいて、この燃
焼停止時実測出側湯温よりも高いバイパス通路開閉弁開
弁温度と、この開弁温度以下であって燃焼停止時実測出
側湯温よりは高いバイパス通路開閉弁閉弁温度を設定す
るものである。バイパス開閉温度設定部39は、燃焼制御
部33から燃焼停止信号が加えられたときに、そのときの
出側湯温センサ14の検出温度（燃焼停止時実測出側湯
温）を出側湯温センサ14から取り込み、例えば、この検
出温度に＋３℃を加えた温度をバイパス通路開閉弁開弁
温度として設定し、出側湯温センサ14の検出温度に＋２
℃を加えた温度をバイパス通路開閉弁閉弁温度として設
定する。

【００２３】なお、これらバイパス通路開閉弁開弁温度
および閉弁温度の設定の仕方は特に限定されるものでは
なく、適宜設定されるものであり、例えば入水温度セン
サ13によって検出される入水検出温度に基づいて可変設
定する等してもよい。バイパス開閉温度設定部39は、設
定したバイパス通路開閉弁開弁温度およびバイパス通路
開閉弁閉弁温度をバイパス弁駆動手段38に加える。

【００２４】流れ時間検出部40は、給湯熱交換器１から
給湯通路４へ流出される湯が、出側温度センサ14の配設
部位Ｐから給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑ
まで達するまでの湯の流れ時間を求める、センサ部合流
部間流れ時間検出部として機能するものである。流れ時
間検出部40には、この湯の流れ時間を求める解法データ
として、次式（１）に示すように、湯の流れ時間Ｇを求
める演算式が予め与えられており、流れ時間検出部40は
この式（１）に基づき、図示されていない演算回路によ
って、給湯通路４の出側湯温センサ14の配設部位Ｐから
給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑまでの接続
通路の湯の流れ時間を求めるようになっている。

【００２５】 Ｇ＝［｛Ｌ・（ｄ／２）・２・π｝／Ｒ・Ａ］−（ｔ＋τ）・・・・・（１）

【００２６】なお、式（１）において、Ｌは前記接続通
路（ＰＱ間）の長さであり、ｄはその接続通路の太さ
（パイプ内径）、Ｒはトータル給水量に対する給湯熱交
換器１を通る水量の熱交側流量比、Ａは流量検出センサ
12によって検出される検出流量、ｔはバイパス弁10の開
閉遅れ時間、τは出側湯温センサ14の時定数をそれぞれ
示している。前記接続通路の長さＬおよび太さｄの単位
は例えばcm、流量検出センサ12の検出流量の単位は例え
ばcm³ ／秒、バイパス弁10の遅れ時間ｔおよび出側湯温
センサ14の時定数τの単位は例えば秒とすることができ
る。

【００２７】式（１）に用いられている各パラメータの
うち、前記接続通路の長さＬ、およびその太さｄ、バイ
パス弁10の遅れ時間ｔ、出側湯温センサ14の時定数τ
は、一般に、燃焼機器によって予め決められているもの
であり、本実施形態例では、これらの各パラメータの数
値がパラメータ格納部41に格納されている。

【００２８】また、本実施形態例では、バイパス弁10が
電磁弁により形成されており、前記トータル給水量に対
する給湯熱交換器１を通る水量の熱交側流量比Ｒは、バ
イパス弁10が開いているときと閉じているときとで異な
り、バイパス弁10が開いているときの熱交側流量比はＲ
₁ 、バイパス弁10が閉じているときの熱交側流量比はＲ
₂ である。したがって、前記式（１）から、バイパス弁
10が開いているときの接続通路の流れ時間Ｇは次式
（２）により求められ、バイパス弁10が閉じているとき
の接続通路の流れ時間Ｇは次式（３）により求められ
る。なお、これら熱交側流量比Ｒ₁ ，Ｒ₂ の各値も燃焼
機器によって決められているものであり、本実施形態例
では、これら熱交側流量比Ｒ₁ ，Ｒ₂ の値もパラメータ
格納部41に格納されている。

【００２９】 Ｇ＝［｛Ｌ・（ｄ／２）・２・π｝／Ｒ₁ ・Ａ］−（ｔ＋τ）・・・・・（２ ）

【００３０】 Ｇ＝［｛Ｌ・（ｄ／２）・２・π｝／Ｒ₂ ・Ａ］−（ｔ＋τ）・・・・・（３ ）

【００３１】流れ時間検出部40は、バイパス弁10の開閉
信号を取り込み、バイパス弁10が開いているときには前
記式（２）を選択し、この式（２）に、パラメータ格納
部41に格納されている各パラメータＬ，ｄ，Ｒ₁ ，ｔ，
τの数値と、流量検出センサ12によって検出される検出
流量Ａの値を代入して前記接続通路の流れ時間Ｇを求
め、一方、バイパス弁10が閉じているときには、前記式
（３）に、パラメータ格納部41に格納されている各パラ
メータＬ，ｄ，Ｒ₂ ，ｔ，τの数値と流量検出センサ12
によって検出される検出流量Ａの値を代入して前記接続
通路の流れ時間Ｇを求める。流れ時間検出部40は、以上
のようにして求められる接続通路の流れ時間をバイパス
弁駆動手段38に加える。

【００３２】バイパス弁駆動手段38は、給湯バーナの給
湯燃焼停止以降の再出湯時に出側湯温センサ14によって
検出される再出湯時実測出側湯温が、前記バイパス通路
開閉弁開弁温度以上であると判断したときに、この判断
時から流れ時間検出部40で求めた湯の流れ時間だけ経過
したときにバイパス弁10を開弁させ、前記再出湯時実測
出側湯温が前記バイパス通路開閉弁閉弁温度以下である
と判断したときに、この判断時から前記湯の流れ時間だ
け経過したときにバイパス弁10を閉弁させるバイパス通
路開閉弁開閉制御部として機能するものである。バイパ
ス弁駆動手段38は、この制御に際し、バイパス開閉温度
設定部39によって設定したバイパス開閉弁開弁温度（バ
イパス弁10の開弁温度）とバイパス開閉弁閉弁温度（バ
イパス弁10の閉弁温度）の各値を取り込む。また、バイ
パス弁駆動手段38は、流量検出センサ12の検出流量を取
り込んで再出湯開始を判断する。

【００３３】さらに、バイパス弁駆動手段38は、流れ時
間検出部40で求めた前記接続通路の流れ時間Ｇの値を取
り込むが、バイパス弁10を開弁するときには、バイパス
弁10が閉じている状態からバイパス弁10の開弁制御を行
うために、前記再出湯時実測出側湯温がバイパス弁10の
開弁温度以上であると判断したときから、前記式（３）
によって求めた湯の流れ時間だけ経過したときにバイパ
ス弁10を開弁させる。また、バイパス弁10を閉じるとき
には、バイパス弁10が開いている状態からバイパス弁10
の閉制御を行うために、前記給湯熱交換器１の再出湯時
実測出側湯温がバイパス弁10の閉弁温度以下であると判
断したときから、前記式（２）で求めた湯の流れ時間だ
け経過したときにバイパス弁10の閉制御を行う。

【００３４】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、バイパス開閉温度設定部39により、給湯バーナの給
湯燃焼停止時に出側湯温センサ14によって検出される燃
焼停止時実測出側湯温に基づいて、燃焼停止時実測出側
湯温よりも例えば＋３℃高いバイパス通路開閉弁開弁温
度と、燃焼停止時実測出側湯温よりも例えば＋２℃高い
バイパス通路開閉弁閉弁温度が設定される。また、流れ
時間検出部40によって、流量検出センサ12の検出流量
と、パラメータ格納部41の各格納データと、バイパス弁
10の開閉信号と、前記演算式（１），（２），（３）に
基づいて、給湯熱交換器１から給湯通路４へ流出される
湯が出側湯温センサ14の配設部位Ｐから給湯通路４とバ
イパス通路８との合流部位Ｑまで達するまでの湯の流れ
時間が求められる。

【００３５】そして、バイパス弁駆動手段38により、給
湯バーナの給湯燃焼停止以降の再出湯時に出側湯温セン
サ14によって検出される給湯熱交換器１の再出湯時実測
出側湯温が、バイパス通路開閉弁開弁温度以上と判断さ
れたときには、この判断時から流れ時間検出部40で求め
た湯の流れ時間だけ経過したときにバイパス弁10の開弁
が行われ、前記再出湯時実測出側湯温がバイパス通路開
閉弁閉弁温度以下であると判断されたときには、この判
断時から前記湯の流れ時間だけ経過したときにバイパス
通路10を閉弁させる制御が行われる。

【００３６】本実施形態例によれば、上記動作により、
給湯熱交換器１の再出湯時実測出側湯温がバイパス通路
開閉弁開弁温度以上であり、高温出湯の虞れがあると判
断されるときには、この判断時から流れ時間検出部40で
求めた湯の流れ時間だけ経過して、給湯熱交換器１から
流出した高温の湯が給湯通路４とバイパス通路８との合
流部位Ｑに達したときにバイパス弁10が開弁され、それ
により、前記給湯熱交換器１から流出する高温の湯にバ
イパス通路８からの水が適切なタイミングでミキシング
されるために、高温の湯の湯温を適切なタイミングで下
げることが可能となり、後沸き等に起因した高温出湯を
確実に防止することができる。

【００３７】また、本実施形態例によれば、バイパス弁
駆動手段38によって、給湯熱交換器１の再出湯時実測出
側湯温がバイパス開閉弁閉弁温度以下であると判断さ
れ、バイパス通路８からの水のミキシングが行われなく
とも給湯熱交換器１から流出される湯の出湯による高温
出湯の虞れがなくなったと判断されたときには、この判
断時から流れ時間検出部40で求めた前記接続通路の流れ
時間だけ経過して、給湯熱交換器１から流出された高温
出湯の虞れのない湯が給湯通路４とバイパス通路８との
合流部位Ｑに達したときにバイパス弁10が閉弁されるた
めに、バイパス通路８からの水のミキシングを適切なタ
イミングで停止することができる。

【００３８】すなわち、例えばバイパス弁駆動手段38に
より、出側湯温センサ14によって検出される給湯熱交換
器１の再出湯時実測出側湯温がバイパス開閉弁閉弁温度
以下であると判断された直後にバイパス弁10の閉弁制御
を行い、バイパス通路８からの水のミキシングを停止し
てしまうと、バイパス通路開閉弁閉弁温度以下となった
湯が給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑに達す
る前に水のミキシングが停止されることになる。言い換
えれば、出側湯温センサ14の配設部位Ｐから前記合流部
位Ｑまでの間に留まっていたバイパス通路開閉弁閉弁温
度よりも高い湯温の湯は、バイパス通路８からの水のミ
キシングが行われないまま、バイパス通路開閉弁閉弁温
度を越える湯温の湯が出湯されてしまうことになる。

【００３９】それに対し、本実施形態例のように、バイ
パス弁駆動手段38によって、給湯熱交換器１の再出湯時
実測出側湯温がバイパス通路開閉弁閉弁温度以下である
と判断されたときに、この判断時から前記接続通路の流
れ時間だけ経過したときにバイパス弁10の閉弁制御を行
うことにより、上記のようなバイパス通路開閉弁閉弁温
度を越えた湯の出湯を確実に防止し、バイパス通路開閉
弁閉弁温度以下の湯の出湯を確実に行うことができる。

【００４０】さらに、以上のようなバイパス弁駆動手段
38の制御により、バイパス通路開閉弁閉弁温度以下とな
った湯が給湯通路４とバイパス通路８との合流部位Ｑに
達したときには、バイパス弁10を閉弁してバイパス通路
８からの水のミキシングを停止するために、給湯熱交換
器１の出側温度が低くなってもバイパス通路８からの水
のミキシングが行われ続けることによる大幅なアンダー
シュートの湯の出湯を抑制することが可能となり、給湯
設定温度に近い安定した湯温の湯を出湯することができ
る。

【００４１】図２には、本発明に係る燃焼機器の第２実
施形態例における制御装置20の主要構成が示されてい
る。この制御装置20は、上記第１実施形態例における制
御装置20とほぼ同様に構成されており、本実施形態例が
上記第１実施形態例と異なる特徴的なことは、流れ時間
検出部40に、最小流れ時間記憶部42と流れ時間補正手段
43を設けたことである。

【００４２】図４〜図７に示したような燃焼機器におい
て、給湯バーナの給湯燃焼中には、一般に、水量制御弁
７の開弁量は最大開弁量に設定されることが多いが、例
えば、給湯の設定温度が非常に高く、給湯熱交換器１を
通る水量を小さく絞らなければ設定温度の湯の出湯を行
うことができないような場合には、水量制御弁７の絞り
量を大きくして給湯熱交換器１を通る水量（流量）を小
さくすることがある。なお、このように、水量制御弁７
の絞り量を大きくしたときには、常時バイパス通路５を
通る水の流量も小さくされる。

【００４３】そして、水量制御弁７の絞り量が大きくな
り、給水通路３の水の流量が小さくなるにつれて、給湯
熱交換器１から給湯通路４へ流出される湯が出側湯温セ
ンサ14の配設部位Ｐから給湯通路４とバイパス通路８と
の合流部位Ｑまで達するまでの湯の流れ時間は遅くな
る。

【００４４】また、バイパス通路８のバイパス弁10が開
いているときと閉じているときとの前記熱交側流量比を
比較すると、バイパス弁10を閉じているときの熱交側流
量比の方がバイパス弁10を開いているときの熱交側流量
比よりも大きくなるために、バイパス弁10を閉じている
ときの方が前記湯の流れ時間は短くなる。

【００４５】そこで、本実施形態例では、例えば前記演
算式（１）に、給水通路３の水の最大流量（水量制御弁
７の開弁量を最大としたときの流量）と、前記接続通路
の長さＬと、この接続通路の太さｄと、前記熱交側流量
比の最大値（バイパス弁10を閉じているときの熱交側流
量比Ｒ₂ ）を代入して決定される前記接続通路の最小流
れ時間を最小流れ時間記憶部42に与え、流れ時間検出部
40は、この最小流れ時間記憶部42に記憶した最小流れ時
間を流れ時間補正手段43によって補正する構成とした。

【００４６】流れ時間補正手段43は、再出湯時の流量検
出センサ12の検出流量と再出湯時の熱交側流量比の少な
くとも一方が小さくなるにつれて、最小流れ時間記憶部
42に記憶した最小流れ時間を大きくする方向に補正する
ものである。すなわち、流れ時間補正手段43は、バイパ
ス弁10の開閉信号と流量検出センサ12の検出流量とを取
り込み、バイパス弁10が開いているときや、水量制御弁
７の制御によって給水通路３を通る水の流量が小さく制
御されているときには、バイパス弁10の開閉信号や流量
検出センサ12の検出流量に基づいて最小流れ時間を大き
くする方向に補正する。

【００４７】本実施形態例の上記以外の構成は上記第１
実施形態例と同様に構成されており、本実施形態例でも
上記第１実施形態例と同様に、バイパス開閉温度設定部
39によってバイパス弁10の開弁温度と閉弁温度とが設定
される。そして、本実施形態例では、流れ時間検出部40
の流れ時間補正手段43により、流量検出センサ12の検出
流量と、バイパス弁10の開閉信号と、パラメータ格納部
41の格納データと、前記演算式（１），（２），（３）
に基づいて最小流れ時間記憶部42の最小流れ時間の補正
が行われ、前記接続通路の湯の流れ時間が求められる。

【００４８】そして、この求められた湯の流れ時間と前
記バイパス弁10の開弁温度および閉弁温度に基づいて、
バイパス弁駆動手段38によるバイパス弁10の開閉制御が
上記第１実施形態例と同様に行われることにより、本実
施形態例でも上記第１実施形態例と同様の効果を奏する
ことができる。

【００４９】なお、本発明は、上記実施の形態例に限定
されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例
えば、上記実施形態例では、バイパス弁駆動手段38は、
流量検出センサ12のセンサ出力を用いて出湯開始を検知
していたが、燃焼制御部33の制御動作の情報に基づいて
出湯開始を検知するようにしてもよいし、図４〜図７の
各給湯器の給湯通路４の給湯栓19側に流水を検出するた
めの流水スイッチ（給湯確認スイッチ）等のセンサを設
け、このセンサのセンサ出力を用いて出湯開始を検知す
るようにしてもよい。

【００５０】また、図４〜図７に示した給湯器には常時
バイパス通路５が設けられていたが、前記実施の形態例
に示した高温出湯防止手段は常時バイパス通路５を省略
した各種の燃焼機器にも適用できるものであり、上記実
施の形態例の高温出湯防止手段を設けて高温出湯防止動
作を行うことによって、出湯時に給湯設定温度より許容
範囲を越えた高温の湯が出湯し湯の利用者に不快感を与
えるという問題および高温出湯による危険を回避できる
し、再出湯時の湯温安定化も図れる。上記のように常時
バイパス通路５を省略した場合にはその分管路構成を簡
単にできる。

【００５１】さらに、上記実施形態例では、常時バイパ
ス通路５を１本だけ設けたが、常時バイパス通路５を複
数本設けてもよい。この場合にも、前記の如く、給湯熱
交換器１の流量とそれら常時バイパス通路の総流量の流
量比が管路抵抗により予め定めた流量比となるように複
数の常時バイパス通路が形成される。

【００５２】さらに、上記実施形態例では、流れ時間検
出部40は、前記式（１）〜（３）やパラメータ格納部41
に格納された各パラメータの数値等に基づいて、給湯熱
交換器１から給湯通路４へ流出される湯が出側温度セン
サ14の配設部位Ｐから給湯通路４とバイパス通路８との
合流部位Ｑまで達するまでの湯の流れ時間を求めたが、
この湯の流れ時間の求め方は必ずしも上記実施形態例と
同様にするとは限らず、流量検出センサ12の検出流量
と、ＰＱ間の長さと、その太さと、トータル給水量に対
する給湯熱交換器１を通る水量の熱交側流量比の１つ以
上のパラメータを含む予め与えられた演算式等の解法デ
ータに基づいて前記湯の流れ時間を求めるようにすれば
よい。

【００５３】また、上記第２実施形態例のように、流れ
時間検出部40に流れ時間補正手段43を設ける場合には、
最小流れ時間記憶部42に記憶した最小流れ時間の補正式
や補正データを予め与えておいてこの補正式や補正デー
タに基づいて最小流れ時間を補正して湯の流れ時間を求
めるようにしてもよい。

【００５４】さらに、上記実施形態例では、流れ時間検
出部40によって、給湯熱交換器１から給湯通路４へ流出
される湯が、出側湯温センサ14の配設部位Ｐから給湯通
路４とバイパス通路８との合流部位Ｑまで達するまでの
湯の流れ時間を求める解法データとして演算式を与え、
流れ時間検出部40はこの演算式に基づいて前記湯の流れ
時間を求めたが、解法データは必ずしも演算式とは限ら
ず、例えばテーブルデータやグラフデータ等のデータと
してもよく、このように、流れ時間検出部40は様々な与
えられた解法データに基づいて湯の流れ時間を求める構
成とすることができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、給湯バーナの燃焼停止
以降の再出湯時に、給湯熱交換器出側湯温センサによっ
て検出される給湯熱交換器の再出湯時実測出側湯温がバ
イパス通路開閉弁開弁温度以上であり、高温出湯の虞れ
があると判断されたときには、この高温の湯が給湯通路
とバイパス通路との合流部位に達したときにバイパス通
路開閉弁を開弁させてバイパス通路の水をミキシング
し、前記再出湯時実測出側湯温がバイパス通路開閉弁閉
弁温度以下となり、高温出湯の虞れがなくなったと判断
されたときには、この湯が前記合流部位に達したときに
バイパス通路開閉弁を閉弁させてバイパス通路の水のミ
キシングを停止する構成としたので、バイパス通路の水
のミキシングを非常に適切なタイミングで行うことが可
能となり、例えば給湯熱交換器の後沸きに起因した高温
の湯が再出湯時に出湯するのを確実に防止することがで
きるし、その後の出湯湯温の安定化も図ることができ
る。

【００５６】しかも、本発明は、バイパス通路を設け、
このバイパス通路の開閉を行うバイパス通路開閉弁を上
記の如く制御するといった簡単な構成でもって、上記の
ような高温出湯防止および再出湯湯温安定化といった優
れた効果を奏することができる。

【００５７】また、給湯熱交換器から給湯通路へ流出さ
れる湯が給湯熱交換器出側湯温センサの配設部位から給
湯通路をバイパス通路との合流部位まで達するまでの湯
の流れ時間を求めるときに、この湯の流れ時間の最小流
れ時間を与えておき、この最小流れ時間を、流れ時間補
正手段によって、再出湯時の給水通路の流量とトータル
給水量に対する給湯熱交換器を通る水量の熱交側流量比
とに基づいて補正する構成とした本発明によれば、湯の
流れ時間をより一層容易に求めることができる。

【００５８】さらに、本発明において、給湯熱交換器の
給水通路と、給湯熱交換器の給湯通路を短絡する開閉弁
を持たない常時バイパス通路が給湯熱交換器とバイパス
通路開閉弁を備えたバイパス通路との並列回路の間に並
列に設けられている構成にあっては、給湯通路の常時バ
イパス通路出側接続部で、給湯熱交換器で加熱された湯
と常時バイパス通路側を通った水がミキシングされるこ
とになり、例えば、バイパス通路開閉弁を開弁してバイ
パス通路を通る水によって給湯熱交換器から流出した湯
の温度を下げなければならないにもかかわらず、バイパ
ス通路開閉弁が補償して開弁しないという事態が発生し
ても、上記の如く、給湯熱交換器の湯は常時バイパス通
路の水がミキシングされることによって湯温が下げられ
ることから、高温の湯が出湯し、湯の利用者に火傷を負
わせてしまうというような重大な問題は回避することが
できる。

【００５９】また、この構成の燃焼機器にあっては、給
水通路からの水が全て給湯熱交換器側に入り込むことは
ないため、給湯熱交換器の表面が急激に冷やされて、例
えば燃焼排ガス中の水蒸気が給湯熱交換器表面に付着す
ることによる結露の発生も防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃焼機器の第１実施形態例の制御
部要部構成を示すブロック構成図である。

【図２】本発明に係る燃焼機器の第２実施形態例の制御
部要部構成を示すブロック構成図である。

【図３】給湯熱交換器の滞留湯の温度における時間的変
化の一例を示すグラフである。

【図４】本発明の燃焼機器である給湯器の一システム構
成例を示すモデル図である。

【図５】本発明の燃焼機器である複合給湯器の一システ
ム構成例を示すモデル図である。

【図６】本発明の燃焼機器である湯張り機能（高温差し
湯機能）付き給湯器の一システム構成例を示すモデル図
である。

【図７】本発明の燃焼機器である一缶二水構成の給湯器
の一システム構成例を示すモデル図である。

【符号の説明】

１ 給湯熱交換器 ４ 給湯通路 ５ 常時バイパス通路 ８ バイパス通路 10 バイパス弁 12 流量検出センサ 14 出側湯温センサ 38 バイパス弁駆動手段 39 バイパス開閉温度設定部 40 流れ時間検出部 43 流れ時間補正手段

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年８月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水通路より導かれる水を給湯バーナ燃
   焼の熱を利用して加熱し給湯通路へ流出する給湯熱交換
   器と、この給湯熱交換器の入側の給水通路と出側の給湯
   通路を短絡するバイパス通路と、該バイパス通路の開閉
   を行うバイパス通路開閉弁と、給水通路の水の流量を検
   出する流量検出センサと、給湯通路に設けられて給湯熱
   交換器の出側の湯水温度を検出する給湯熱交換器出側湯
   温センサとを有する燃焼機器において、給湯バーナの給
   湯燃焼停止時に給湯熱交換器出側湯温センサが検出する
   給湯熱交換器の燃焼停止時実測出側湯温に基づいてこの
   燃焼停止時実測出側湯温よりも高いバイパス通路開閉弁
   開弁温度と、該バイパス通路開閉弁開弁温度以下であっ
   て燃焼停止時実測出側湯温よりは高いバイパス通路開閉
   弁閉弁温度を設定するバイパス開閉温度設定部と、前記
   給湯熱交換器から給湯通路へ流出される湯が前記給湯熱
   交換器出側湯温センサの配設部位から給湯通路と前記バ
   イパス通路との合流部位まで達するまでの湯の流れ時間
   を求めるセンサ部合流部間流れ時間検出部と、給湯バー
   ナの給湯燃焼停止以降の再出湯時に前記給湯熱交換器出
   側湯温センサによって検出される給湯熱交換器の再出湯
   時実測出側湯温が前記バイパス通路開閉弁開弁温度以上
   であると判断したときにはこの判断時から前記センサ部
   交流部間流れ時間検出部で求めた湯の流れ時間だけ経過
   したときに前記バイパス通路開閉弁を開弁させ、前記再
   出湯時実測出側湯温が前記バイパス通路開閉弁閉弁温度
   以下であると判断したときにはこの判断時から前記湯の
   流れ時間だけ経過したときに前記バイパス通路開閉弁を
   閉弁させるバイパス通路開閉弁開閉制御部が設けられて
   おり、前記センサ部合流部間流れ時間検出部は、前記流
   量検出センサの検出流量と、給湯通路の給湯熱交換器出
   側湯温センサの配設部位から給湯通路とバイパス通路と
   の合流部位までの接続通路の太さと、該接続通路の長さ
   と、トータル給水量に対する給湯熱交換器を通る水量の
   熱交側流量比の１つ以上のパラメータを含む予め与えら
   れた解法データに基づき前記接続通路の湯の流れ時間を
   求める構成としたことを特徴とする燃焼機器。
2. 【請求項２】 バイパス通路を通る水量および給湯熱交
   換器を通る水量を調節する水量制御弁がバイパス通路の
   下流側の給湯通路に設けられており、センサ部合流部間
   流れ時間検出部には予め与えられた解法データと、給水
   通路の水の最大流量と、給湯通路の給湯熱交換器出側湯
   温センサの配設部位から給湯通路とバイパス通路との合
   流部位までの接続通路の太さと、該接続通路の長さと、
   トータル給水量に対する給湯熱交換器を通る水量の熱交
   側流量比の最大値とによって決定される前記接続通路の
   最小流れ時間が与えられており、該センサ部合流部間流
   れ時間検出部には再出湯時の流量検出センサの検出流量
   と再出湯時の熱交側流量比の少なくとも一方が小さくな
   るにつれて前記最小流れ時間を大きくする方向に補正す
   る流れ時間補正手段が設けられていることを特徴とする
   請求項１記載の燃焼機器。
3. 【請求項３】 給湯熱交換器の給水通路と給湯熱交換器
   の給湯通路を短絡する開閉弁を持たない常時バイパス通
   路が、給湯熱交換器とバイパス通路開閉弁を備えたバイ
   パス通路との並列回路の間に並列に設けられていること
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃焼機器