JP3922795B2 - 湯張り機能付き給湯器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽へ湯を落とし込む湯張り機能を備えた給湯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８には出願人が以前に試作した湯張り機能付き給湯器（器具）の模式構成が示されている。同図において、給湯熱源器である給湯熱交換器１の入側には給水通路２が接続され、給湯熱交換器１の出側には給湯通路３が接続されている。前記給水通路２には給水流量を検出する流量センサＦＳと給水温度を検出する給水温度センサ６が設けられている。給湯通路３には該通路の湯水温度を検出する温度センサ８が設けられている。
【０００３】
前記給湯熱交換器１はバーナ１０の火炎によって加熱されるようになっており、このバーナ１０にはガス通路１１が接続され、このガス通路１１には通路の開閉を行う電磁弁１２，１３と、バーナ１０へのガス供給量を開弁量によって制御する比例弁１４とが設けられている。
【０００４】
また、浴槽２５には追い焚き循環路２４が接続されており、この追い焚き循環路２４には浴槽２５内の湯水を循環する循環ポンプ２６と、循環湯水を追い焚きする追い焚き熱交換器１６が設けられている。
【０００５】
この図８に示す器具では、給湯熱交換器１と追い焚き熱交換器１６は一体的に形成され、この一体化された給湯熱交換器１と追い焚き熱交換器１６とは共通のバーナ１０により燃焼加熱される、一缶二水路型の湯張り機能付き給湯器として構成されているが、給湯熱交換器１と追い焚き熱交換器１６を別個独立に形成し、それぞれの熱交換器１，１６を別個のバーナで燃焼加熱するように構成することで、二缶二水路型の湯張り機能付き給湯器となる。
【０００６】
前記給湯通路３には湯張り通路２３の入口側が接続されており、湯張り通路２３の出口側は追い焚き循環路２４に連通接続されている。そして、湯張り通路２３には注湯弁としての注湯電磁弁２７が設けられ、この注湯電磁弁２７の下流側の湯張り通路２３には浴槽２５内の水位を水圧によって検出する水位検出センサ２１が設けられている。
【０００７】
上記給湯器の運転は制御装置１５により行われており、この制御装置１５にはリモコン９が信号接続されている。
【０００８】
リモコン９には電源スイッチ、自動運転スイッチ、注水スイッチ、注湯スイッチ、給湯や浴槽への湯張り注湯の設定温度を設定する温度設定器や、その設定温度等の各種情報を表示する表示部等が設けられている。
【０００９】
制御装置１５は次のようにして給湯運転を制御する。例えば、給湯通路３に接続される外部配管の給湯出口側に設けられる給湯栓（図示せず）が開けられて、流量センサＦＳにより予め定めた作動流量以上の流量が検出されたときに、燃焼ファン（図示せず）を回転してバーナ１０へ燃焼給気を供給し、電磁弁１２，１３と比例弁１４を開けて点火手段（図示せず）を駆動してバーナ１０の点着火を行い、出湯温度センサ８で検出される出湯温度がリモコン９で設定される設定温度になるようにバーナ１０の燃焼熱量が制御される。
【００１０】
この燃焼制御により、給水通路２から給湯熱交換器１に入り込む流水は給湯熱交換器１を通るときに加熱されて湯になり、この湯は給湯通路３を通して所望の給湯場所に導かれる。湯の使用が終了し、給湯栓が閉められることにより、流量センサＦＳから流水オフ信号が出力され、この信号を受けて制御装置１５はガス通路１１を遮断してバーナ１０の燃焼を停止し、次の給湯使用に備える。
【００１１】
また、制御装置１５はリモコン９の自動運転スイッチがオンされたときには、浴槽２５への湯張りから追い焚きを経て保温に至る一連の動作を次のように制御する。
【００１２】
例えば、自動運転スイッチがオンされたときには、まず、湯張り運転を次のように行う。注湯電磁弁２７を開け、流量センサＦＳから作動流量以上の流量が検出されたときに、前記給湯燃焼と同様にバーナ１０を燃焼させ、給湯熱交換器１の加熱により作り出された湯を、湯張り通路２３から追い焚き循環路２４を介して浴槽２５に落とし込む（注湯する）。そして、水位検出センサ２１で設定水位が検出されたときに、湯張り運転を停止し追い焚き動作に移る。
【００１３】
この追い焚き動作は、注湯電磁弁２７が閉じられている状態で、循環ポンプ２６を起動することにより行われる。すなわち、循環ポンプ２６が起動されて追い焚き循環路２４の流水が例えば流水スイッチ（図示せず）により検出されたときに、バーナ１０を燃焼させて、追い焚き熱交換器１６を通る浴槽湯水を追い焚き加熱する。そして、追い焚き循環路２４等に設けられる風呂温度センサ（図示せず）により風呂設定温度の湯温が検出されたときに、循環ポンプ２６を停止して追い焚きを終了する。
【００１４】
この追い焚き運転の終了後は保温動作に移り、例えば、３０分毎に追い焚き循環ポンプ２６が起動されて浴槽湯水の循環が行われ、そのときに検出される風呂温度（浴槽水温度）が風呂設定温度よりも許容範囲を越えて低下したときにはバーナ１０を燃焼させて追い焚きを行い、浴槽湯温を風呂設定温度に維持する。また、浴槽湯水が取られる等して、設定水位よりも水位が低下したときには、注湯動作を行い、バーナ１０の燃焼により、給湯熱交換器１で作り出した湯を湯張り通路２３、追い焚き循環路２４を通して浴槽２５に落とし込み、浴槽水位を設定水位に維持制御する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の湯張り機能付き給湯器にあっては、給湯燃焼の停止後、給湯熱交換器１の保有熱量が給湯熱交換器１内に滞留している湯に伝搬し、給湯熱交換器１内の湯温が高くなる後沸き現象が生じ、この後沸き現象が発生している状態で給湯栓が開栓され給湯が開始された場合には、給湯熱交換器１内の高温のオーバーシュートの湯が給湯され、湯の利用者に高温による不快感を与えてしまうという高温出湯の問題や、その給湯熱交換器１内の高温の湯が浴槽２５に注湯され該浴槽２５内に入浴者がいたときには、その高温の湯が胸等の皮膚が弱い体部分に当たる虞があり、危険であるという問題が生じる。
【００１６】
特に、図８に示す如く、風呂の追い焚きを行う追い焚き熱交換器１６を前記給湯熱交換器１と一体的に形成し、この給湯熱交換器１と追い焚き熱交換器１６を共通のバーナ１０で燃焼加熱する、一缶二水路の湯張り機能付き給湯器とした場合には、追い焚き単独運転が行われると、バーナ１０により、給湯熱交換器１内に滞留している湯水が沸騰寸前にまで加熱される場合が生じ、このような状態のときに、追い焚き単独運転の停止直後に給湯や注湯動作が行われると、この沸騰寸前の高温の湯が給湯熱交換器１から出湯されることとなり、非常に危険である上に、浴槽２５に落とし込まれる後沸きの温度が湯張り通路２３に設けられている水位検出センサ２１の耐熱温度（例えば６０℃）を越えているときには、水位検出センサ２１が高温の熱により損傷し、水位検出機能が損なわれてしまうという問題が生じる。
【００１７】
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、給湯熱交換器内に高温の後沸きが生じている状態で給湯や浴槽への注湯の動作が開始されたときには、その後沸きを解消し、後沸きの高温の湯が出湯されることによる危険を防止できる湯張り機能付き給湯器を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。すなわち、第１の発明は、給水通路から供給される水をバーナの燃焼火炎により加熱して給湯通路に導出する給湯熱源器と、給水通路と給湯通路とを上記給湯熱源器を迂回して連通する給水制御用バイパス通路と、上記給水制御用バイパス通路から流れ出る水が合流する湯側の流量を制御する第１の流量制御手段と、上記給水制御用バイパス通路を流れる通水流量を制御する第２の流量制御手段と、上記給水制御用バイパス通路との接続部よりも下流側の給湯通路と浴槽とを注湯弁を介して連通する湯張り通路と、上記給水制御用バイパス通路から流れ出る水と上記湯側の湯とのミキシング湯水の温度を検出する出湯温度検出手段とを有し、給湯熱源器により作り出された湯を湯張り通路を通して浴槽に注湯する湯張り機能を備えた給湯器であって、上記給湯熱源器内の湯の後沸きを検出する後沸き判断部と；該後沸き判断部により後沸きが検出されたときには上記第１の流量制御手段と第２の流量制御手段をそれぞれ予め定めた弁開度でもって給湯又は湯張り注湯に備える後沸き解消待機手段と；上記給湯熱源器内の後沸きが検出されている状態で湯張り注湯が開始されたときに、上記出湯温度検出手段により検出されたミキシング湯水温度が予め定めた設定温度よりも低いときには上記第１の流量制御手段の弁開度を開ける方向に、第２の流量制御手段の弁開度を閉める方向にそれぞれ制御し、また、上記ミキシング湯水温度が上記設定温度よりも高いときには上記第１の流量制御手段の弁開度を閉める方向に、第２の流量制御手段の弁開度を開ける方向にそれぞれ制御するミキシング湯温採用式流量比制御手段と；給水制御用バイパス通路から流れ出る水が合流する湯側の湯水の温度を直接的に又は間接的に検出する湯側湯水温度検出手段と；後沸きが発生している状態で給湯が開始されたときに、上記湯側温度検出手段により検出された湯水温度と予め定められた給湯設定温度とに基づき、第１の流量制御手段と第２の流量制御手段の弁開度をそれぞれ制御して後沸きを解消する方向に給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比を制御する湯側湯温採用式流量比制御手段と；ミキシング湯温採用式流量比制御手段により給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比の制御を行う第１のモードと、湯側湯温採用式流量比制御手段により給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比制御を行う第２のモードとのうち、後沸きが発生している状態から浴槽への湯張り注湯が開始されたときには第１のモードを選択して給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比を制御させ、後沸きが発生している状態から給湯が開始されたときには第２のモードに切り換えて給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比を制御させるモード切り換え手段と；を設けた構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１９】
第２の発明は、給水通路から供給される水をバーナの燃焼火炎により加熱して給湯通路に導出する給湯熱源器と、給水通路と給湯通路とを上記給湯熱源器を迂回して連通する給水制御用バイパス通路と、上記給水制御用バイパス通路から流れ出る水が合流する湯側の流量を制御する第１の流量制御手段と、上記給水制御用バイパス通路を流れる通水流量を制御する第２の流量制御手段と、上記給水制御用バイパス通路との接続部よりも下流側の給湯通路と浴槽とを注湯弁を介して連通する湯張り通路と、上記給水制御用バイパス通路から流れ出る水と上記湯側の湯とのミキシング湯水の温度を検出する出湯温度検出手段とを有し、給湯熱源器により作り出された湯を湯張り通路を通して浴槽に注湯する湯張り機能を備えた給湯器であって、上記給湯熱源器内の湯の後沸きを検出する後沸き判断部と；該後沸き判断部により後沸きが検出されたときには上記第１の流量制御手段と第２の流量制御手段をそれぞれ予め定めた弁開度でもって給湯又は湯張り注湯に備える後沸き解消待機手段と；給湯熱源器内の後沸きが検出されている状態で湯張り注湯が開始されたときに、上記出湯温度検出手段により検出されたミキシング湯水温度が予め定めた設定温度よりも低いときには上記設定温度に対する上記ミキシング湯水温度の低下分に応じて上記第１の流量制御手段の弁開度を開ける方向に、第２の流量制御手段の弁開度を閉める方向にそれぞれ制御し、また、上記ミキシング湯水温度が上記設定温度よりも高いときには上記設定温度に対する上記ミキシング湯水温度の上昇分に応じて上記第１の流量制御手段の弁開度を閉める方向に、第２の流量制御手段の弁開度を開ける方向にそれぞれ制御するミキシング湯温採用式流量比制御手段と；給水制御用バイパス通路から流れ出る水が合流する湯側の湯水の温度を直接的に又は間接的に検出する湯側湯水温度検出手段と；後沸きが発生している状態で給湯が開始されたときに、上記湯側温度検出手段により検出された湯水温度と予め定められた給湯設定温度とに基づき、第１の流量制御手段と第２の流量制御手段の弁開度をそれぞれ制御して後沸きを解消する方向に給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比を制御する湯側湯温採用式流量比制御手段と；ミキシング湯温採用式流量比制御手段により給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比の制御を行う第１のモードと、湯側湯温採用式流量比制御手段により給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比制御を行う第２のモードとのうち、後沸きが発生している状態から浴槽への湯張り注湯が開始されたときには第１のモードを選択して給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比を制御させ、後沸きが発生している状態から給湯が開始されたときには第２のモードに切り換えて給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比を制御させるモード切り換え手段と；を設けた構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００２１】
上記構成の発明において、例えば、後沸き判断部により給湯熱源器内に後沸きが生じていることが検出されているときには、後沸き解消待機手段は、第１の流量制御手段と第２の流量制御手段を、それぞれ、後沸きを解消することが可能な予め定めた弁開度に制御して給湯又は湯張り注湯に備えさせて待機する。
【００２２】
この状態で、給湯や湯張り注湯が開始されると、給湯熱源器から出る高温の後沸きの湯は例えば絞り気味に開かれている第１の流量制御手段によって後沸きの湯の流量が減少方向に制御され、第２の流量制御手段は例えば大きめの弁開度で開かれ、該第２の流量制御手段を通る多量の給水制御用バイパス通路の水によって後沸きの湯が埋められる結果、後沸きの湯は危険のない温度に下げられる。
【００２３】
その上、例えば給湯熱源器内の後沸きが検出されている状態で湯張り注湯が開始されたときに、上記給湯熱源器側から流れ出た湯側の湯と給水制御用バイパス通路から流れ出た水とのミキシング湯水の温度、つまり、出湯温度検出手段により検出されるミキシング湯水温度が予め定めた設定温度よりも高いときには、ミキシング湯温採用式流量比制御手段は、第１の流量制御手段の弁開度を閉める方向に、第２の流量制御手段の弁開度を開ける方向に制御する。このことによって、湯側の流量に対する給水制御用バイパス通路の通水流量の流量比が増加する結果、ミキシング湯水温度が低下方向に制御される。つまり、出湯湯温がほぼ設定温度の湯となるように制御される。
【００２４】
また、出湯温度検出手段により検出されるミキシング湯水温度が予め定めた設定温度よりも低いときには、ミキシング湯温採用式流量比制御手段は、第１の流量制御手段の弁開度を開ける方向に制御し、第２の流量制御手段の弁開度を閉める方向に制御し、湯側の流量に対する給水制御用バイパス通路の通水流量の流量比が減少し、ミキシング湯水温度が上昇方向に制御され、出湯湯温がほぼ設定温度の湯となるように制御される。
【００２５】
上記のように、この発明では、給湯熱源器内に後沸きが発生している状態から給湯又は湯張り注湯が開始されたときには、給湯又は湯張り注湯による出湯の湯水温度が設定温度となるように第１と第２の流量制御手段を制御して後沸きを解消する方向に湯側の流量と給水制御用バイパス通路の通水流量との流量比を制御する結果、効果的に後沸きが解消される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態例を図面に基づき説明する。図２は本発明に係る湯張り機能付き給湯器のモデル例を模式構成によって示すものである。本発明の湯張り機能付き給湯器は二缶二水路タイプのもの（給湯熱源器である給湯熱交換器と、追い焚き熱交換器が別個独立に設けられて、各熱交換器がそれぞれ別個のバーナにより燃焼加熱されるタイプの風呂と給湯の複合給湯器）や、一缶二水路タイプのもの（給湯熱交換器と追い焚き熱交換器が一体的に形成され、この一体の給湯熱交換器と追い焚き熱交換器を共通のバーナにより燃焼加熱するタイプの風呂と給湯の複合給湯器）や、追い焚き機能を備えていないもの（追い焚き熱交換器と循環ポンプ等が省略された湯張り機能付き給湯器）のいずれにも適用されるものである。
【００２７】
図２の（ａ）において、給湯熱交換器１の入口側に給水通路２が連通接続され、給湯熱交換器１の出側には給湯通路３が連通接続されている。給水通路２と給湯通路３間には前記給湯熱交換器１を迂回する常時バイパス通路１７が連通接続されており、さらに、給水通路２には前記常時バイパス通路１７との接続位置Ａよりも上流側のＢ位置に給水制御用バイパス通路１８の一端側（入口側）が連通接続されており、前記給湯通路３には、前記常時バイパス通路１７との接続部Ｃよりも下流側のＤ位置に前記給水制御用バイパス通路１８の他端側（出口側）が連通接続されている。
【００２８】
そして、給湯通路３のＣＤ間には給湯熱交換器１を出る湯と常時バイパス通路１７を通る水とを混合した湯側の流量Ｑを可変制御する第１の流量制御手段ＧＭ1 が設けられており、また、前記給水制御用バイパス通路１８には該通路１８の通水流量であるバイパス制御流量Ｑbpの可変制御が可能な閉止機能を備えた第２の流量制御手段ＧＭ2 が設けられている。これら第１の流量制御手段ＧＭ1 と第２の流量制御手段ＧＭ2 は例えばギヤモータによって開弁量を制御する水量制御手段によって構成されるものであり、この第１の流量制御手段ＧＭ1 と第２の流量制御手段ＧＭ2 にはそれぞれ弁の全開位置と全閉位置を検出するホールＩＣ等の弁開度の検出センサ（図示せず）が設けられている。
【００２９】
前記給水通路２のＡＢ間には前記給湯熱交換器１の湯と常時バイパス通路１７から出る水との合流流量を前記第１の流量制御手段ＧＭ1 を通る湯側流量Ｑとして検出する第１の流量センサＦＳ1 が設けられており、また、給湯通路３には前記給水制御用バイパス通路１８の出口側の接続部Ｄよりも下流側位置に給水通路２に入水する総流量（全流量）Ｑt を検出する第２の流量センサＦＳ2 が設けられている。また、給水通路２には給水温度を検出する給水温度センサ６が設けられ、給湯熱交換器１の出側には該給湯熱交換器１から出湯する湯温を検出する熱交出側温度センサ７が設けられ、必要に応じ、給湯熱交換器１の水管通路の途中位置（例えば中間部）に熱交内の湯温を検出する熱交補助温度センサ２２が設けられる。また、給湯通路３には、第１の流量制御手段ＧＭ1 から出る湯と給水制御用バイパス通路１８から出る水との混合湯温（ミキシング湯温）を出湯湯温Ｔmix として検出する出湯温度センサ８が設けられている。
【００３０】
そして、前記給水制御用バイパス通路１８との合流位置Ｄよりも下流側の給湯通路３から湯張り通路２３が分岐接続され、風呂側の追い焚き循環路２４を介して給湯の湯を浴槽２５に落とし込む構成とし、この湯張り通路２３には電磁弁等によって構成される注湯弁としての注湯電磁弁２７が設けられ、この注湯電磁弁２７の下流側に浴槽水位を水圧によって検出する水位検出センサ２１が設けられる。
【００３１】
図２の（ａ）に示す湯張り機能付き給湯器は上記のように構成されており、図８に示す構成部分と同一部分には同一符号を付してある。
【００３２】
図２の（ｂ）に示す湯張り機能付き給湯器のモデル例は、前記図２の（ａ）に示す第２の流量センサＦＳ2 を省略した構成のものであり、それ以外の構成は前記図２の（ａ）に示すモデル例と同様である。
【００３３】
また、図２の（ｃ）に示す湯張り機能付きの給湯器モデル例は器具構成をより簡易化したタイプのもので、前記図２の（ａ），（ｂ）のモデル例で設けられている熱交出側温度センサ７と、熱交補助温度センサ２２と、第１の流量センサＦＳ1 とを省略し、総給水流量（総給湯流量）を検出する第２の流量センサＦＳ2 を給水制御用バイパス通路１８の接続部Ｂよりも上流側の給水通路２に設けた構成としたものであり、それ以外は前記図２の（ａ），（ｂ）のモデル例と同様である。
【００３４】
これら図２に示すモデル例の給湯器は制御装置１５によって前記図８に示す器具と同様に、給湯運転、湯張りから追い焚きを経て保温に至る自動運転、追い焚き単独運転、注湯運転等の動作が制御され、この制御装置１５には前記図８に示した器具と同様にリモコン９が信号接続される。
【００３５】
図３は本発明が適用されるさらにその他のモデル例（このモデル例では追い焚き熱交換器１６側の図示は省略されている）を示すもので、図３に示す湯張り機能付き給湯器においては、バイパス制御流量Ｑbpを直接検出する流量センサＦＳbpが給水制御用バイパス通路１８に直接設けられているものである。
【００３６】
なお、図２、図３の各モデル例においても、前記図８で示したものと同様にバーナ１０へのガス供給量を比例弁１４の開弁量によって制御するバーナ１０の燃焼系の機構が設けられるが、図２、図３ではこれらの図示を省略してあり、これらの燃焼系の機構を説明する場合には図８に付した符号を用いて説明する。
【００３７】
本実施形態例の湯張り機能付き給湯器は給湯熱交換器１に後沸きのオーバーシュートの湯が生じている状態で、給湯や、浴槽２５への注湯が行われたときに、その後沸きを解消し、危険のない温度に下げて出湯させるための制御構成を有していることを特徴とするものである。ところで、本発明者は、その後沸き解消のための特徴的な制御構成を得るまでに試行錯誤を重ねている。本実施形態例において特徴的な後沸き解消のための制御構成を説明する前に、その本実施形態例の特徴的な制御構成に至る前の段階の、本発明者が考え出した後沸き解消のための制御構成の一つをまず説明する。図１にはその前段階の後沸き解消のための制御構成（以下、第１の制御構成という）が実線により示されている。この第１の制御構成は、給湯・注湯開始検知部３０と、後沸き判断部３２と、後沸き解消待機手段３３と、ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４と、閉弁制御部３５とを有して構成されている。
【００３８】
後沸き判断部３２は、給湯熱交換器１内に後沸きの湯が発生しているか否かを判断する。すなわち、後沸き判断部３２には湯張り機能付き給湯器の動作状態の情報として、風呂オン信号（追い焚きオン信号）、風呂オフ信号（追い焚きオフ信号）、給湯オン信号、給湯オフ信号、運転オン信号、運転オフ信号、流水オン信号（流量センサや流水スイッチ等から加えられる流水検出のオン信号）、流水オフ信号、熱交出側温度センサ７で検出される熱交出側温度Ｔout 、熱交補助温度センサ２２で検出される熱交湯温の検出温度Ｔz1等の信号が加えられており、また、後沸き判断部３２には、湯張り機能付き給湯器が後沸き状態となる動作条件が予め与えられており、後沸き判断部３２は上記後沸きとなる動作条件に、上記加えられた湯張り機能付き給湯器の動作状態の信号を照らし合わせ、給湯熱交換器１内に後沸きが生じているか否かを時々刻々と判断する。
【００３９】
この第１の制御構成では、後沸き判断部３２に与えられる後沸き発生を判断するための動作条件として、少なくとも次の３つの条件が与えられている。１つ目の条件は、給湯運転が停止されたときである。給湯運転が停止されると、給湯熱交換器１内に保有されている熱量が給湯熱交換器１内に滞留している湯に伝搬し、給湯熱交換器１内の湯温が後沸きにより上昇するので、この条件を満たすときに給湯熱交換器１内に後沸きが発生したものと判断する。
【００４０】
２つ目の条件は、一缶二水路の湯張り機能付き給湯器の場合に、追い焚き単独運転が停止したときである。追い焚きの単独運転により、バーナ１０により加熱された熱量は、滞留している給湯熱交換器１内の湯に加えられ、給湯熱交換器１内の湯は高温となるので、この条件を満たす場合には後沸きが発生しているものと判断する。
【００４１】
３つ目の条件は、熱交出側温度センサ７と熱交補助温度センサ２２の少なくとも一方が後沸き温度として判断される温度（例えば６０℃）以上となっているときである。この場合には、給湯熱交換器１内に後沸きが発生しているものと判断する。
【００４２】
後沸き判断部３２は給湯熱交換器１内に後沸きが発生していると判断したときには、後沸きが発生していることを示す後沸き発生信号を後沸き解消待機手段３３およびミキシング湯温採用式流量比制御手段３４に出力する。
【００４３】
後沸き解消待機手段３３は、上記後沸き判断部３２から後沸き発生信号を継続的に受けている間、給湯熱交換器１内の湯に後沸きが発生していると判断して、第１の流量制御手段ＧＭ1と第２の流量制御手段ＧＭ2の弁開度を後沸き解消の弁開度にセットして給湯又は注湯の出湯開始に備える。この第１の制御構成では、給湯熱交換器１から沸騰寸前の１００℃に近い後沸きの湯が出た場合においても、この湯を給水制御用バイパス通路１８から出る水とミキシングさせて危険のない湯温の湯が出湯できるように第１の流量制御手段ＧＭ1と第２の流量制御手段ＧＭ2を共に中間位置の弁開度に、例えば、給湯熱交換器１を通る流量Ｑhと、常時バイパス通路１７と給水制御用バイパス通路１８を通るトータル流量Ｑwとの比がＱh：Ｑw＝３：７となるように固定して待機させるようにしている。
【００４４】
給湯・注湯開始検知部３０は、台所やシャワー等の給湯栓が開栓され第１又は第２の流量センサＦＳ1，ＦＳ2が通水を検知したときには給湯が開始されたと判断し、給湯開始信号をミキシング湯温採用式流量比制御手段３４と閉弁制御部３５に出力する。また、リモコン９の注湯運転スイッチがオン操作されたときや、保温モードの動作状態で注湯の指令が出されたとき等に、注湯の開始が指令されたものと検知し、その後、第１又は第２の流量センサＦＳ1 ，ＦＳ2 から流水オンの信号を受けたときに注湯が開始されたものと判断し、注湯開始信号をミキシング湯温採用式流量比制御手段３４と閉弁制御部３５に加える。
【００４５】
ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４は、後沸き判断部３２から後沸き発生信号を受けて給湯熱交換器１内の湯に後沸きが発生していることを検知している状態で、上記給湯・注湯開始検知部３０の給湯開始信号又は注湯開始信号を受けて給湯又は注湯が開始されたことを検知したときには、リモコン９等から加えられる給湯又は注湯の設定温度Ｔspを目標温度とし、出湯温度センサ８により検出されたミキシング湯水温度Ｔmix を目標温度Ｔspに一致する方向に第１の流量制御手段ＧＭ1 と第２の流量制御手段ＧＭ2 を互いに流量の増減方向が逆向きとなるように制御する。
【００４６】
つまり、ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４は、出湯温度センサ８により検出されたミキシング湯水温度Ｔmix が設定温度Ｔspよりも予め定めた許容温度（例えば、３℃）を越えて高いときには、設定温度Ｔspに対するミキシング湯水温度Ｔmix の上昇分に応じて第１の流量制御手段ＧＭ1 を閉める方向に、第２の流量制御手段ＧＭ2 を開ける方向にそれぞれ制御し、また、ミキシング湯水温度Ｔmix が設定温度Ｔspよりも予め定めた許容温度（例えば、３℃）を越えて低いときには、設定温度Ｔspに対するミキシング湯水温度Ｔmix の低下分に応じて第１の流量制御手段ＧＭ1 を開ける方向に、第２の流量制御手段ＧＭ2 を閉める方向にそれぞれ制御し、ミキシング湯水温度Ｔmix が設定温度Ｔspに一致するように湯側の流量Ｑと給水制御用バイパス通路１８のバイパス制御流量Ｑbpとの流量比を制御する。
【００４７】
より具体的には、給湯又は注湯の設定温度Ｔspと出湯温度センサ８により検出されたミキシング湯水温度Ｔmix との差を求め、第１の流量制御手段ＧＭ1 にはＶ1 ＝Ｋ'1・（Ｔsp−Ｔmix ）の演算により求まる電圧Ｖ1 を印加し、また、第２の流量制御手段ＧＭ2 にはＶ2 ＝Ｋ'2・（Ｔsp−Ｔmix ）の演算により求まる電圧Ｖ2 を印加し、第１の流量制御手段ＧＭ1 と第２の流量制御手段ＧＭ2 を互いにその開閉方向を逆向きに制御する。なお、Ｋ'1，Ｋ'2は実験等により予め求められる係数（ゲイン）である。
【００４８】
上記のように、ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４により、ミキシング湯水温度Ｔmix を目標温度の設定温度Ｔspに一致する方向に第１の流量制御手段ＧＭ1 と第２の流量制御手段ＧＭ2 を互いの弁開度の増減方向が逆方向となるように制御されて湯側の流量Ｑとバイパス制御流量Ｑbpとの流量比が制御されるので、高精度、かつ、高信頼性のもとで、後沸き解消のための湯と水のミキシング制御が達成され、後沸き温度の如何に拘わらず設定温度の安定した湯を給湯又は浴槽２５へ注湯することができるという効果を奏することができる。
【００４９】
閉弁制御部３５は、タイマ（図示せず）を内蔵しており、給湯・注湯開始検知部３０から給湯開始信号又は注湯開始信号が発せられたことを検知すると、上記内蔵タイマをリセット・駆動させ、給湯又は注湯の出湯動作が開始されてからの経過時間の内蔵タイマによる計測を開始させ、タイマの計測時間が予め定められたミキシング許容時間に達したと判断したときにはミキシング湯温採用式流量比制御手段３４にミキシング終了信号を出力する。
【００５０】
上記ミキシング許容時間は、給湯又は注湯が開始されてから、後沸きの湯が給湯熱交換器１内から出切って給湯熱交換器１内には新たに供給された湯水が通水していると判断できるまでの時間であり、予め実験や演算等により求められ与えられている。
【００５１】
ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４は、上記閉弁制御部３５からミキシング終了信号を受けると、第２の流量制御手段ＧＭ2 が開弁状態にあるときには第２の流量制御手段ＧＭ2 を閉止させてミキシング動作を終了する。そして、第２の流量制御手段ＧＭ2 が全閉になったか否かを全閉位置を検出するホールＩＣ等のセンサにより検出し、全閉になったことを確認した後に流量比制御終了信号を出力し、流量比制御から定常の総水量制御に移行させる。
【００５２】
前記総水量制御では、前記の如く第２の流量制御手段ＧＭ2 は閉止状態に維持されるので、第１の流量センサＦＳ1 で検出される湯側流量Ｑは総流量Ｑt と等しくなり（Ｑt ＝Ｑ）、次に示すフィードフォワード熱量Ｐf/f とフィードバック熱量Ｐf/b を併用した比例制御により燃焼加熱が行われる。上記フィードフォワード熱量Ｐf/f は流量Ｑが給水温度Ｔinから給湯設定温度Ｔspに加熱されるのに要する理論熱量として、Ｐf/f ＝Ｑ（Ｔsp−Ｔin）の演算により、あるいは熱効率ηを考慮し、Ｐf/f ＝Ｑ（Ｔsp−Ｔin）／ηの演算により求められるものであり、また、フィードバック熱量Ｐf/b は、給湯設定温度Ｔspに対する出湯温度センサ８で検出される出湯温度Ｔmix のずれを解消（相殺）するのに要する熱量であり、Ｐf/b ＝Ｑ・λ（Ｔsp−Ｔmix ）の演算により、あるいは熱効率ηを考慮し、Ｐf/b ＝Ｑ・λ（Ｔsp−Ｔmix ）／ηの演算により求められるものである。これらの式におけるλは係数（ゲイン）である。
【００５３】
この第１の制御構成では、給湯熱交換器１内の後沸きの湯温を解消するミキシング動作時には、給湯熱交換器１へはフィードフォワード熱量Ｐf/fのみを与えて燃焼動作を行う。このように、第１の制御構成においては、給湯熱交換器１から出る後沸き湯温を解消するミキシング動作時には、湯側流量Ｑに対するフィードフォワード熱量Ｐf/f（湯側流量Ｑを給水温度Ｔinから給湯設定温度Ｔspに高めるのに要する理論熱量）を与えるようにしており、この流量Ｑに対するフィードフォワード熱量Ｐf/fは総流量Ｑtに対するフィードフォワード熱量（総流量Ｑtを給水温度Ｔinから給湯設定温度Ｔspに高めるのに要する理論熱量）よりも小さいので、給湯熱交換器１から後沸きの湯が出終わった後には総流量Ｑtを設定温度Ｔspにする必要熱量よりも少ない不足の熱量となり、このため、第２の流量制御手段ＧＭ2は閉方向の動作となって給水制御用バイパス通路１８を閉止する結果、給湯熱交換器１内の後沸き湯温が解消されたときには迅速にミキシングによる流量比制御から上記総流量制御へ移行することができる。
【００５４】
しかも、第２の流量制御手段ＧＭ2 が閉止されたときには湯側の流量Ｑは総流量Ｑt に一致するので、流量Ｑに対するフィードフォワード熱量と総流量Ｑt に対するフィードフォワード熱量が等しくなり、第２の流量制御手段ＧＭ2 が開から閉に切り換わるときのフィードフォワード熱量の変動が殆どなく、これにより給湯（注湯）湯温の変動を起こさせることなく、ミキシングによる流量比制御から定常運転の総流量制御へ湯温の安定を保って円滑に移行することが可能となる。
【００５５】
これに対して、後沸き解消のミキシング動作時に総流量Ｑtに対するフィードフォワード熱量を与えた場合には、与える熱量が大きいために、給湯熱交換器１から後沸きの湯が出終わっても、第２の流量制御手段ＧＭ2が閉方向の動作にならず、流量比制御から総流量制御へ迅速に移行できないという問題が生じ、また、給湯熱交換器１を通る流量が少ないときにはこの少ない流量が大きなフィードフォワード熱量によって加熱されるので、沸騰の危険がある等の問題が生じるが、第１の制御構成では前記の如くミキシング動作時には湯側流量Ｑに対するフィードフォワード熱量によって（より少ない熱量によって）燃焼加熱するので、このような問題の発生を効果的に解消することができる。
【００５６】
上記第１の制御構成によれば、給湯熱交換器１内に後沸きが生じている状態のときには、第１の流量制御手段ＧＭ1 と第２の流量制御手段ＧＭ2 はその後沸きを解消し得る湯と水のミキシング弁開度でもって待機させ、この状態で給湯又は注湯が開始されるので、給湯熱交換器１から出る後沸きの高温の湯は給水制御用バイパス通路１８を通るバイパス制御流量の水とミキシングして例えば５０℃以下の安全な湯温にうめられて出湯されることとなり、その湯が湯の利用者の手や胸等の体に当たったとしても火傷等の危害を及ぼすことがなく、また、湯張り注湯時には湯の落とし込みの経路に設けられている水位検出センサ２１の耐熱温度よりも低い湯温となるので、これら水位検出センサ２１を熱損傷させる不具合も効果的に防止されるものである。
【００５７】
その上、この第１の制御構成では、上記の如く、後沸きが発生している状態から給湯又は湯張り注湯が開始された以降には、ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４によって、出湯温度センサ８により検出されたミキシング湯水温度Ｔmix が予め定められた設定温度Ｔspよりも許容温度を越えて高いときには設定温度Ｔspに対するミキシング湯水温度Ｔmix の上昇分に応じて第１の流量制御手段ＧＭ1 を閉める方向に、第２の流量制御手段ＧＭ2 を開ける方向にそれぞれ制御し、また、出湯温度センサ８により検出されたミキシング湯水温度Ｔmix が予め定められた設定温度Ｔspよりも許容温度を越えて低いときには設定温度Ｔspに対するミキシング湯水温度Ｔmix の低下分に応じて第１の流量制御手段ＧＭ1 を開ける方向に、第２の流量制御手段ＧＭ2 を閉める方向にそれぞれ制御するので、つまり、ミキシング湯温Ｔmix が設定温度Ｔspに一致するように第１と第２の流量制御手段の弁開度を制御して湯側の流量Ｑと給水制御用バイパス通路１８のバイパス制御流量Ｑbpとの流量比を制御するので、ほぼ設定温度の湯を出湯することができる。
【００５８】
さらに、閉弁制御部３５を設け、給湯又は注湯が開始されてからの経過時間がミキシング許容時間に達したときには上記閉弁制御部３５により直ちに第２の流量制御手段ＧＭ2 を閉止するようにしているので、給湯熱交換器１から出る後沸きの湯の解消を行うミキシング制御から定常の給湯（注湯）運転へ迅速に移行できるという効果が得られるものである。つまり、ミキシング動作時には給湯熱交換器１を湯側の流量Ｑに対するフィードフォワード熱量のみを与えるようにし、第２の流量制御手段ＧＭ2 が閉止された後は総流量Ｑt に対するフィードフォワード熱量とフィードバック熱量とのトータル熱量を与えた定常の給湯（注湯）燃焼運転へ迅速に移行できるという効果が得られるものである。
【００５９】
給湯熱交換器１から出る後沸きの湯が解消された後も第２の流量制御手段ＧＭ2 を開けたまま注湯を行うようにした場合には、総流量Ｑt を入水温度Ｔinから設定温度Ｔspに高める総流量Ｑt に対するフィードフォワード熱量よりも湯側の流量Ｑを入水温度Ｔinから給湯設定温度Ｔspに高めるのに要する湯側の流量に対するフィードフォワード熱量が小さいために、その分、フィードバック熱量が大きくなる。
【００６０】
このフィードバック熱量は給湯設定温度Ｔspに対する出湯温度Ｔmix（出湯温度センサ８で検出される湯温）のずれを解消するための熱量であり、このフィードバック熱量は出湯温度センサ８で検出される湯温変化に応じて変動し、湯温変化が検出されてからバーナ１０へ供給するガス量を制御してその制御の結果が給湯熱交換器１から該給湯熱交換器１を流水する湯に伝わるまでに時間遅れがあり、この応答遅れがあるために、フィードバック熱量が大きくなると、その分、出湯温度Ｔmixの安定化制御の精度が低下するという問題が生じるが、この第１の制御構成では、給湯又は注湯が開始されてからの経過時間がミキシング許容時間に達したときには直ちに第２の流量制御手段ＧＭ2を閉止させているので、給湯熱交換器１内の後沸きの湯の注湯による危険性が解消されたときには直ちに総流量Ｑtに対するフィードフォワード熱量とフィードバック熱量とのトータル熱量を与えた定常運転へ移行でき、出湯温度Ｔmixの安定化制御の精度の低下を防止することができるという効果が得られるものである。
【００６１】
また、給湯熱交換器１内の後沸きの湯が出湯するときに、バーナ１０へ供給するガス量の可変制御を出湯温度Ｔmixに応じて行ってしまうと、後沸きの温度はその出湯開始後、時間の経過に伴って変化する不安定な過渡現象であるため、ガス量の可変制御を行うことによって、逆に、ミキシング湯温が変動して高温の湯が出てしまうという問題が生じたり、あるいは、後沸きの湯温を解消するためにガス量を絞ったために新たに給湯熱交換器１に入る水の加熱熱量が不足し、後沸き湯温が出終わった後に、設定温度よりも低温のアンダーシュートの湯が注湯されてしまうという問題が生じる虞があるが、この第１の制御構成の如く、給湯熱交換器１内の後沸きの湯が出る際には、フィードフォワードのみの熱量によって給湯熱交換器１の変動のない安定した熱量で加熱し、給湯熱交換器１内に生じていた後沸きの湯は、前述した流量制御手段ＧＭ1，ＧＭ2の後沸き解消の弁開度でもって湯と水をミキシングするようにしたことで、給湯熱交換器１内の後沸きの湯を効果的に解消して危険性のない湯温の湯を注湯できるという効果が得られる。
【００６２】
本発明者は上述した第１の制御構成よりもより良い後沸き解消のための制御構成を得るべく更に開発を進めて本発明を考え出した。以下に、本発明に係る実施形態例において特徴的な後沸き解消のための制御構成（以下、第２の制御構成という）を説明する。この第２の制御構成は、図２の（ａ），（ｂ）に示すような湯張り機能付き給湯器を対象にしており、特徴的なことは、前記第１の制御構成に加えて、図１の点線に示すように、湯側湯水温度検出手段２８と、モード切り換え手段３６と、湯側湯温採用式流量比制御手段３７とを有して構成されている。なお、前記第１の制御構成と共通する部分の重複説明は省略する。
【００６３】
前記第１の制御構成では、後沸きが発生している状態から給湯が開始されたときと、湯張り注湯が開始されたときとの両方とも、ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４によりミキシング動作を制御し後沸きを解消し、設定温度の湯が出湯されるように制御していたが、台所やシャワー等の給湯栓を介して給湯する湯は、湯の利用者の手や胸等の体に当たることが多いことから、この第２の制御構成では、後沸きが発生している状態から給湯が開始されたときには、より精度良く後沸きを解消し、設定温度の湯を給湯することができる構成を備えた。つまり、この第２の制御構成では、制御装置１５は、上記の如く、前記第１の制御構成に加えて、図１の点線に示すように、湯側湯水温度検出手段２８と、モード切り換え手段３６と、湯側湯温採用式流量比制御手段３７とを有して構成されている。
【００６４】
モード切り換え手段３６は、給湯・注湯開始検知部３０と後沸き判断部３２の動作情報を取り込み、これら情報により、後沸きが発生している状態から給湯が開始されたことを検知したときには、後述する湯側湯温採用式流量比制御手段３７により第１と第２の流量制御手段ＧＭ1，ＧＭ2の弁開度を制御して湯側の流量Ｑと給水制御用バイパス通路１８のバイパス制御流量Ｑbpとの流量比を制御する第２のモードを選択し、湯側湯温採用式流量比制御手段３７により流量比制御を行わせるための第２のモード開始信号を湯側湯温採用式流量比制御手段３７に出力し、湯側湯温採用式流量比制御手段３７による流量比制御を行わせる。
【００６５】
また、モード切り換え手段３６は、後沸きが発生している状態から湯張り注湯が開始されたことを検知したときには、前記ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４により流量比制御を行う第１のモードを選択し、ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４により流量比制御を行わせるための第１のモード開始信号をミキシング湯温採用式流量比制御手段３４に出力し、ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４による流量比制御を行わせる。
【００６６】
湯側湯水温度検出手段２８は、熱交出側温度センサ７で検出される給湯熱交換器１の出側の湯温Ｔout を取り込み、第１の流量制御手段ＧＭ1 に入る湯側温度（給湯熱交換器１を出る湯と常時バイパス通路１７を出る水とが混合した湯の温度）を入力温度Ｔk として直接的又は間接的に検出する。この入力温度Ｔk を直接的に検出する場合には、例えば、図２の（ａ），（ｂ）に示すように、常時バイパス通路１７の出側Ｃと第１の流量制御手段ＧＭ1 の入口との間の給湯通路３に入力温度検出用の温度センサ１９を設けて検出すればよいが、この温度センサ１９の部品点数を減らして器具コストの低減を図るには、その入力温度Ｔk を間接的に検出する。
【００６７】
この入力温度の間接的な検出は、給湯熱交換器１の熱交出側温度温度センサ７で検出される給湯熱交換器１の出側温度Ｔout を取り込み、次の演算により求める。
【００６８】
すなわち、湯側湯水温度検出手段２８には、給水通路２を通って来る給水が常時バイパス通路１７の接続点Ａの位置で給湯熱交換器１側に流れる量と常時バイパス通路１７側に流れる量との分配率が予め与えられている。例えば、給湯熱交換器１側の分配率がｍ、常時バイパス通路１７側の分配率をｎとしたとき、湯側湯水温度検出手段２８は、予め与えられている次の（１）式により入力温度Ｔk を演算により求める。
【００６９】
Ｔk ＝Ｔout ・ｍ＋Ｔin・ｎ・・・・・（１）
【００７０】
この（１）式で、例えば給湯熱交換器１側の分配率が７０％で、常時バイパス通路側の分配率が３０％のときにはｍの値として０．７が与えられ、ｎの値として０．３の値が与えられる。この湯側湯水温度検出手段２８で求められた入力温度Ｔk の情報は湯側湯温採用式流量比制御手段３７に加えられる。
【００７１】
湯側湯温採用式流量比制御手段３７は、図４に示すように、目標流量比検知部としての目標流量比演算部４０と、検出流量比検知部としての検出流量比演算部４１と、バイパス制御流量検出部４２と、ミキシング制御部４３と、湯側流量検出部４４とを有して構成されている。
【００７２】
ところで、給湯熱交換器１内の後沸きにより、給湯設定温度（注湯設定温度）Ｔspよりも高温の入力温度Ｔk をもつ湯側の流量Ｑの熱量が設定温度Ｔspに低下するための放出熱量は給水制御用バイパス通路１８を通る流量Ｑbpが給水温度Ｔinから設定温度Ｔspに上昇するのに要する吸熱熱量と等しい。この熱平衡バランスの関係から、次の（２）式が導かれる。
【００７３】
Ｑbp／Ｑ＝（Ｔk −Ｔsp）／（Ｔsp−Ｔin）・・・・・（２）
【００７４】
この（２）式は入力温度Ｔk の湯側の流量Ｑと給水温度Ｔinのバイパス制御流量（給水制御用バイパス通路１８を通る給水流量）とが混合して給湯設定温度Ｔspの温度になるための熱量バランスの平衡式であり、左辺のＱbp／Ｑはバイパス制御流量Ｑbpと湯側流量Ｑとの流量比を表している。また、（２）式の右辺の給湯設定温度Ｔspと、給水温度Ｔinは一定の値として見なすことができ、右辺の値は給湯熱交換器１内の後沸きの温度によって変化する入力温度Ｔk の値によって変化する。
【００７５】
つまり、給湯熱交換器１の後沸きの温度によって入力温度Ｔk が変化し、この入力温度Ｔk に依存する（２）式の右辺の値に一致するように左辺の流量比を調整することにより、湯側の流量Ｑとバイパス制御流量Ｑbpとが混合した温度は給湯設定温度Ｔspに等しくなるはずである。
【００７６】
この点に着目し、（２）式の右辺をバイパス制御流量Ｑbpと湯側流量Ｑとの目標流量比Ｗstとして定義し、（２）式の左辺を検出流量比Ｗdeとして定義している。
【００７７】
Ｗst＝（Ｔk −Ｔsp）／（Ｔsp−Ｔin）・・・・・（３）
【００７８】
Ｗde＝Ｑbp／Ｑ・・・・・（４）
【００７９】
目標流量比演算部４０には前記（３）式の目標流量比Ｗstの演算式が解法データとして予め与えられており、目標流量比演算部４０は、湯側湯水温度検出手段２８から得られる入力温度Ｔk と、給水温度センサ６から得られる給水温度Ｔinの情報と、リモコンで与えられる設定温度Ｔspの情報を取り込み、前記（３）式に従い、目標流量比Ｗstを演算により求め、その演算値をミキシング制御部４３に加える。
【００８０】
湯側流量検出部４４は前記第１の流量制御手段ＧＭ1 を通る湯側流量Ｑを第１の流量センサＦＳ1 のセンサ出力を取り込んで検出し、その検出結果を検出流量比演算部４１に加える。また、必要に応じ、その湯側流量Ｑの検出値をバイパス制御流量検出部４２に加える。
【００８１】
バイパス制御流量検出部４２は図２の（ａ）に示すモデルの場合には、第２の流量センサＦＳ2 で検出されるトータル流量（総流量）Ｑt から第１の流量センサＦＳ1 で検出される流量Ｑを差し引き演算することによりバイパス制御流量Ｑbpを求める。
【００８２】
Ｑbp＝Ｑｔ−Ｑ・・・・・（５）
【００８３】
また、湯張り機能付き給湯器が図２の（ｂ）に示すモデルの場合には、バイパス制御流量検出部４２はバイパス制御流量Ｑbpを解法データに従い求める。この解法データは次の（６）式に示す演算式で与えられており、バイパス制御流量検出部４２は、湯側湯水温度検出手段２８から加えられる入力温度Ｔk と出湯温度センサ８で検出されるミキシング湯水温度Ｔmix と給水温度センサ６で検出される給水温度Ｔinと前記湯側流量検出部４４で検出された湯側流量Ｑのデータをそれぞれ取り込み、次の（６）式に従いバイパス制御流量Ｑbpを演算により求め、その演算結果を検出流量比演算部４１に加える。
【００８４】
Ｑbp＝（Ｔk −Ｔin）・Ｑ／（Ｔmix −Ｔin）・・・・・（６）
【００８５】
検出流量比演算部４１は前記湯側流量検出部４４で求められた湯側流量Ｑとバイパス制御流量検出部４２で求められたバイパス制御流量Ｑbpのデータを取り込み、前記（４）式に従い、バイパス制御流量Ｑbpと湯側流量Ｑとの検出流量比Ｗdeを演算により求め、その演算結果をミキシング制御部４３へ加える。
【００８６】
ミキシング制御部４３は前記目標流量比Ｗstと検出流量比Ｗdeを比較し、検出流量比Ｗdeが目標流量比Ｗstに一致する方向に第１の流量制御手段ＧＭ1 と第２の流量制御手段ＧＭ2 を互いに流量の増減方向が逆方向となるように流量制御を行う。より具体的には、目標流量比Ｗstと検出流量比Ｗdeとの差を求め、Ｋ1 ，Ｋ2 を係数（ゲイン）として、第１の流量制御手段ＧＭ1 にはＶ1 ＝Ｋ1・ （Ｗsp−Ｗde）の式によって求められる電圧Ｖ1 を印加し、第２の流量制御手段ＧＭ2 にはＶ2 ＝Ｋ2 ・（Ｗsp−Ｗde）の演算により求められる電圧Ｖ2 を印加して流量制御を行う。つまり、目標流量比Ｗspと検出流量比Ｗdeとの差に応じた電圧をそれぞれ第１の流量制御手段ＧＭ1 と第２の流量制御手段ＧＭ2 に加え、湯側流量Ｑとバイパス制御流量Ｑbpとの流量の増減方向が逆方向となるようにＱbpとＱとの流量が制御される。
【００８７】
さらに詳説すると、例えば、給湯熱交換器１内の後沸きが大きい場合、すなわち、入力温度Ｔk が高いときには前記（３）式から明らかな如く、目標流量比Ｗstの値は大きな値となり、この目標流量比Ｗstに一致させるために検出流量比Ｗdeを大きくする方向に、つまり、（４）式から明らかな如く、Ｑbpを大の方向に、Ｑを小方向に、すなわち、第１の流量制御手段ＧＭ1 は閉方向に、第２の制御手段ＧＭ2 は開方向に制御される。
【００８８】
そして、給湯熱交換器１内の後沸きの湯温が下がるにつれ、入力温度Ｔk の温度が低下して行き、目標流量比Ｗstは徐々に小さくなり、これに伴い、この目標流量比Ｗstに一致させるために、検出流量比も徐々に小さくなる方向に、つまり（４）式から明らかな如く、バイパス制御流量Ｑbpを小さくする方向に、湯側流量Ｑを大きくする方向に、すなわち、第１の流量制御手段ＧＭ1 は開方向に、第２の流量制御手段ＧＭ2 は閉方向にそれぞれ制御されるのである。
【００８９】
図５はこのミキシング制御部４３による第１の流量制御手段ＧＭ1 と第２の流量制御手段ＧＭ2 の弁開度の様子を給湯熱交換器１側の熱交出口温度（後沸き温度）の高低の関係で示したものであり、この図からも明らかな如く、第１の流量制御手段ＧＭ1 に加える電圧Ｖ1 と第２の流量制御手段ＧＭ2 に加える電圧Ｖ2 とはその増減方向が互いに逆方向となっており、給湯熱交換器１内の後沸きの温度が高くなるにつれ第２の流量制御手段の弁開度は徐々に大きくなり、その逆に、第１の流量制御手段ＧＭ1 の弁開度は徐々に小さく制御されることが示されている。
【００９０】
図６は給湯熱交換器１内に後沸きの温度が生じている状態で、給湯運転が開始されたときの後沸き温度Ｔout と給湯温度Ｔmix と流量制御手段ＧＭ1 ，ＧＭ2 の状態を示すもので、給湯運転が開始されると、給湯熱交換器１内の後沸きの湯が出湯し、その温度は徐々に大きくなりピークＰに達した後、後沸きの温度は徐々に低くなる。このとき、第１の流量制御手段ＧＭ1 は、後沸き温度がピークに向かうに従い閉方向に制御され、第２の流量制御手段ＧＭ2 は開方向に制御され、湯側流量Ｑを絞りバイパス制御流量Ｑbpを大きくして後沸きを解消し、後沸き温度がピークを過ぎて後沸きの温度が低くなるにつれ、湯側の流量Ｑを徐々に増加する方向に、バイパス制御流量Ｑbpを徐々に絞る方向に制御して後沸き温度の変化に殆ど影響を受けずに給湯設定温度Ｔspに近いミキシング湯水温度Ｔmix の湯温を安定に給湯する。
【００９１】
湯側湯温採用式流量比制御手段３７は、閉弁制御部３５により給湯開始時からの経過時間がミキシング許容時間に達したと判断されるまで、上記ミキシング動作を継続して行い、閉弁制御部３５によりミキシング終了信号が出力されたときに第２の流量制御手段ＧＭ2 を閉止し、流量比制御終了信号を出力して総流量制御へ移行させる。
【００９２】
この第２の制御構成においても、ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４や湯側湯温採用式流量比制御手段３７により流量比制御が行われているときは、湯側の流量Ｑに対するフィードフォワード熱量のみで燃焼加熱を行う。
【００９３】
図７はこの第２の制御構成例における給湯運転開始時の後沸き解消の動作を示すフローチャートで、まず、給湯運転がスタートしたときに、モード切り換え手段３６により第１のモードが選択され、湯側湯温採用式流量比制御手段３７による流量比制御が開始され、ステップ１０１で目標流量比Ｗstを演算により求め、次にステップ１０２で検出流量比Ｗdeを演算により求める。
【００９４】
次にステップ１０３で目標流量比Ｗstと検出流量比Ｗdeとの差を求め、その差が正か負かを検出する。検出流量比が目標流量比よりも大のときには、ステップ１０４で第１の流量制御手段ＧＭ1 を開方向に、第２の流量制御手段ＧＭ2 を閉方向に制御する。その逆に、検出流量比Ｗdeが目標流量比Ｗstよりも小のときには、ステップ１０５で第１の流量制御手段ＧＭ1 を閉方向に、第２の流量制御手段ＧＭ2 を開方向に制御する。
【００９５】
そして、ステップ１０６で後沸き解消の湯側流量Ｑとバイパス制御流量Ｑbpとのミキシングの動作が予め与えられる解除条件になったか否かが判断され（つまり、給湯開始からの経過時間がミキシング許容時間に達したか否かが判断され）、解除条件に達しない場合、つまり、後沸きの湯が給湯熱交換器１内にまだ残っていると判断されるときにはステップ１０１以降の動作を繰り返し行い、ミキシング動作の解除条件になったとき、つまり、給湯熱交換器１内の後沸きの湯がほぼ出終わったときには第２の流量制御手段ＧＭ2 を完全に閉止し、バーナ１０へはフィードフォワード熱量とフィードバック熱量を加算したトータル熱量による比例制御によって、給湯開始時の前記流量比制御から総流量制御に移行し、定常運転の燃焼制御動作にて燃焼運転を制御する。
【００９６】
この第２の制御構成においては、後沸きが検出されている状態で給湯運転が開始されたときには、湯側湯温採用式流量比制御手段３７により、湯側の流量Ｑの湯温Ｔk に基づいて第１の流量制御手段ＧＭ1 と第２の流量制御手段ＧＭ2 を流量の増減方向が逆方向に制御しているので、流量比可変の応答性が極めて優れたものとなり、後沸き湯温の変化に迅速に追従した流量比制御が達成でき、これにより、後沸き湯温の給湯時における湯温安定化の制御精度が格段にアップし、信頼性の高い湯温安定化制御が可能となるものである。
【００９７】
特に、一缶二水路タイプの湯張り機能付き給湯器の場合には、例えば、風呂の追い焚き単独運転が行われているとき等には、滞留している給湯熱交換器１内の湯水がバーナ１０の加熱によって、極端な場合には沸騰寸前の高温に加熱される事態となるが、この場合においても、給湯運転が開始されたときには、前記応答性の速い流量比制御が行われて、高温の湯が通る第１の流量制御手段ＧＭ1 の弁が絞られ、第２の流量制御手段ＧＭ2 は全開方向へ制御されることで、給湯熱交換器１から沸騰寸前の高温の湯が出湯しても、流量比制御により給湯設定温度の湯にして浴槽２５へ注湯することが可能となるので、安全性においても優れた性能を発揮することが可能となる。
【００９８】
なお、この発明は上記実施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、湯側の湯と給水制御用バイパス通路１８の水とのミキシング湯水温度Ｔmix を検出する出湯温度センサ８が出湯温度検出手段として設けられ、ミキシング湯水温度Ｔmix を直接的に検出していたが、図１の鎖線に示すミキシング湯温演算部４５を設け、該ミキシング湯温演算部４５によりミキシング湯水温度Ｔmix を間接的に求めるようにしてもよい。
【００９９】
ミキシング湯温演算部４５には解法データとして、次の（７）式に示す演算式が与えられている。この演算式も、熱量の平衡バランスの関係によって得られるものである。
【０１００】
Ｔmix ＝｛（Ｔk −Ｔin）・Ｑ／Ｑｔ｝＋Ｔin・・・・・（７）
【０１０１】
ミキシング湯温演算部４５は前記湯側湯水温度検出手段２８から加えられる入力温度Ｔk と給水温度センサ６で検出される給水温度Ｔinと、第１の流量センサＦＳ1 で検出される湯側流量Ｑと、第２の流量センサＦＳ2 で検出される総流量Ｑt とのデータを取り込み、前記（７）式に従いミキシング湯水温度Ｔmix を演算により求め、その求めたミキシング湯水温度Ｔmix をミキシング湯温採用式流量比制御手段３４に供給する。
【０１０２】
上記のように、ミキシング湯温演算部４５を設け、該ミキシング湯温演算部４５によりミキシング湯水温度Ｔmix を間接的に演算算出してもよく、この場合には、出湯温度センサ８を省略することができ、器具の部品点数の削減が図れる。
【０１０３】
また、上記実施形態例では、閉弁制御部３５には固定のミキシング許容時間が与えられていたが、上記ミキシング許容時間は、通水流量（湯側の流量Ｑ等）に応じて可変してもよい。また、上記実施形態例では、ミキシング動作の解除条件として、給湯又は注湯が開始されてからの経過時間が設定のミキシング許容時間に達したときが与えられていたが、例えば、総流量Ｑt とバイパス制御流量Ｑbpとの差が所定の流量（例えば０．５リットル／分）以下となったときをミキシング動作の解除条件と設定してもよい。
【０１０４】
さらに、上記実施形態例では、ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４は、出湯温度センサ８により検出されるミキシング湯水温度Ｔmix が設定温度Ｔspよりも許容温度を越えて上昇したときには設定温度Ｔspに対するミキシング湯水温度Ｔmix の上昇分に応じて、また、ミキシング湯水温度Ｔmix が設定温度Ｔspよりも許容温度を越えて低下したときには設定温度Ｔspに対するミキシング湯水温度Ｔmix の低下分に応じて、第１と第２の流量制御手段ＧＭ1 ，ＧＭ2 の弁開度をそれぞれ制御して流量比制御を行ったが、上記許容温度を設定せず、ミキシング湯水温度Ｔmix が設定温度Ｔspよりも上昇したとき、又は、ミキシング湯水温Ｔmix が設定温度Ｔspよりも低下したときには、第１と第２の流量制御手段ＧＭ1 ，ＧＭ2 の弁開度をそれぞれ制御して流量比制御を行うようにしてもよい。
【０１０５】
また、上記の如く、ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４は、設定温度Ｔspに対するミキシング湯水温度Ｔmix のずれ量に応じて、第１と第２の流量制御手段ＧＭ1 ，ＧＭ2 の弁開度をそれぞれ制御して流量比制御を行っていたが、弁開度の変動量を予め設定しておき、ミキシング湯温採用式流量比制御手段３４は、ミキシング湯水温度Ｔmix が設定温度Ｔspよりも許容温度を越えて上昇したときには、上記設定の弁開度変動分だけ、第１の流量制御手段ＧＭ1 を閉方向に、第２の流量制御手段ＧＭ2 を開方向にそれぞれ制御し、また、ミキシング湯水温度Ｔmix が設定温度Ｔspよりも許容温度を越えて低下したときには、上記設定の弁開度変動分だけ、第１の流量制御手段ＧＭ1 を開方向に、第２の流量制御手段ＧＭ2 を閉方向にそれぞれ制御して流量比制御を行ってもよい。なお、第１の流量制御手段ＧＭ1 と第２の流量制御手段ＧＭ2 の各々の設定の弁開度変動量は異なっていてもよい。
【０１０６】
さらに、上記実施形態例では、給湯熱交換器１を迂回する常時バイパス通路１７を設けたが、この常時バイパス通路１７は省略することも可能である。この場合には、第１の流量制御手段ＧＭ1 に入る流量Ｑの入力温度Ｔk は熱交出側温度センサ７の検出温度Ｔout と一致するので、Ｔk の代わりにＴout の値を用いて流量比制御動作を上記実施形態例同様に行わせることが可能となる。
【０１０７】
また、上記の各モデルの湯張り機能付き給湯器の例では常時バイパス通路１７を１個設けたもので示したが、この常時バイパス通路１７は複数設けてもよいものである。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明は給湯熱源器内に後沸きが発生している状態のときには、第１の流量制御手段と第２の流量制御手段を後沸きを解消して危険な高温の湯が給湯される又は浴槽に落とし込まれるのを防止することが可能な弁開度でもって待機して給湯又は注湯の開始に備えるようにしたので、給湯熱源器内に高温の後沸きが生じている状態で給湯又は浴槽への注湯が開始されたときには、その高温の後沸きの湯は給水制御用バイパス通路を通る水とミキシングされて危険のない温度に低下させて給湯や浴槽への落とし込みが行われるので、その湯が湯の利用者の体に当たった場合に、やけど等の危害を与えることがない。
【０１０９】
また、注湯の落とし込みの通路に浴槽の水位を検出する水位検出センサが設けられていたとしても、その水位検出センサの耐熱温度以下の温度にして注湯の落とし込みが行われるので、水位検出センサが熱損傷を受けて水位検出の機能が低下してしまうという問題を確実に防止することが可能となる。
【０１１０】
特に、一缶二水路タイプの湯張り機能付き給湯器においては、例えば、追い焚きの単独運転の停止直後に給湯や湯張り注湯の動作が行われると、追い焚き単独運転時に給湯熱交換器内に滞留している湯が沸騰寸前の高温に加熱される事態となる場合があるが、このような場合においても、前記の如く、給湯又は注湯が開始されるときには、その高温の後沸きを安全な温度に低下させて出湯させることができるので、その高温の湯に対する安全は万全となる。
【０１１１】
その上、後沸きが発生している状態から湯張り注湯が開始された以降には、ミキシング湯温採用式流量比制御手段によって、第１の流量制御手段と第２の流量制御手段の弁開度がそれぞれ制御され上記ミキシング湯水温度が設定温度に一致するように湯側の流量と給水制御用バイパス通路の通水流量との流量比が制御されるので、ほぼ設定温度の湯を湯張り注湯することができる。
【０１１２】
また、湯側の温度に基づき流量比制御を行う湯側湯温採用式流量比制御手段が設けられ、モード切り換え手段により、後沸きが発生している状態から給湯が開始されるときには上記湯側湯温採用式流量比制御手段により流量比制御を行う第２のモードが選択され、後沸きが発生している状態から湯張り注湯が開始されるときにはミキシング湯温採用式流量比制御手段により流量比制御を行う第１のモードが選択されるので、後沸きが発生している状態から給湯が開始されるときには上記湯側湯温採用式流量比制御手段によって給湯熱源器から流れ出た後沸きの湯温に基づき流量比制御が行われる。このため、後沸き湯温の変化に、より一層迅速に追従して流量比制御を行うことが可能であることから、湯の利用者の手や胸等の体に当たる場合が多い給湯運転時に上記湯側湯温採用式流量制御手段によって流量比制御が行われる結果、より快適に、湯の利用者は湯を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態例における給湯又は注湯の動作時における高温の出湯防止を図るための要部構成のブロック図である。
【図２】本発明が適用される湯張り機能付き給湯器の各種モデル例の説明図である。
【図３】本発明が適用されるさらに他のモデル例の説明図である。
【図４】湯側の湯温に基づき出湯温度が設定温度に一致するように湯側の流量とバイパス制御流量との流量比制御を行う要部構成のブロック図である。
【図５】図４に示す制御構成による第１の流量制御手段と第２の流量制御手段の弁開度の制御形態を示す説明図である。
【図６】図４に示す制御構成による給湯熱交換器の後沸き解消の流量比制御動作を説明するための後沸き温度と給湯温度と流量制御手段ＧＭ1 ，ＧＭ2 の動作タイムチャートである。
【図７】図４に示す制御構成による後沸き解消の制御を行う動作のフローチャートである。
【図８】出願人が先に試作した湯張り機能付き給湯器の模式説明図である。
【符号の説明】
１ 給湯熱交換器
８ 出湯温度検出手段
１８ 給水制御用バイパス通路
２８ 湯側湯水温度検出手段
３２ 後沸き判断部
３３ 後沸き解消待機動作部
３４ ミキシング湯温採用式流量比制御手段
３６ モード切り換え手段
３７ 湯側湯温採用式流量比制御手段
ＧＭ1 第１の流量制御手段
ＧＭ2 第２の流量制御手段

Claims (2)

1. 給水通路から供給される水をバーナの燃焼火炎により加熱して給湯通路に導出する給湯熱源器と、給水通路と給湯通路とを上記給湯熱源器を迂回して連通する給水制御用バイパス通路と、上記給水制御用バイパス通路から流れ出る水が合流する湯側の流量を制御する第１の流量制御手段と、上記給水制御用バイパス通路を流れる通水流量を制御する第２の流量制御手段と、上記給水制御用バイパス通路との接続部よりも下流側の給湯通路と浴槽とを注湯弁を介して連通する湯張り通路と、上記給水制御用バイパス通路から流れ出る水と上記湯側の湯とのミキシング湯水の温度を検出する出湯温度検出手段とを有し、給湯熱源器により作り出された湯を湯張り通路を通して浴槽に注湯する湯張り機能を備えた給湯器であって、上記給湯熱源器内の湯の後沸きを検出する後沸き判断部と；該後沸き判断部により後沸きが検出されたときには上記第１の流量制御手段と第２の流量制御手段をそれぞれ予め定めた弁開度でもって給湯又は湯張り注湯に備える後沸き解消待機手段と；上記給湯熱源器内の後沸きが検出されている状態で湯張り注湯が開始されたときに、上記出湯温度検出手段により検出されたミキシング湯水温度が予め定めた設定温度よりも低いときには上記第１の流量制御手段の弁開度を開ける方向に、第２の流量制御手段の弁開度を閉める方向にそれぞれ制御し、また、上記ミキシング湯水温度が上記設定温度よりも高いときには上記第１の流量制御手段の弁開度を閉める方向に、第２の流量制御手段の弁開度を開ける方向にそれぞれ制御するミキシング湯温採用式流量比制御手段と；給水制御用バイパス通路から流れ出る水が合流する湯側の湯水の温度を直接的に又は間接的に検出する湯側湯水温度検出手段と；後沸きが発生している状態で給湯が開始されたときに、上記湯側温度検出手段により検出された湯水温度と予め定められた給湯設定温度とに基づき、第１の流量制御手段と第２の流量制御手段の弁開度をそれぞれ制御して後沸きを解消する方向に給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比を制御する湯側湯温採用式流量比制御手段と；ミキシング湯温採用式流量比制御手段により給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比の制御を行う第１のモードと、湯側湯温採用式流量比制御手段により給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比制御を行う第２のモードとのうち、後沸きが発生している状態から浴槽への湯張り注湯が開始されたときには第１のモードを選択して給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比を制御させ、後沸きが発生している状態から給湯が開始されたときには第２のモードに切り換えて給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比を制御させるモード切り換え手段と；を設けたことを特徴とする湯張り機能付き給湯器。
2. 給水通路から供給される水をバーナの燃焼火炎により加熱して給湯通路に導出する給湯熱源器と、給水通路と給湯通路とを上記給湯熱源器を迂回して連通する給水制御用バイパス通路と、上記給水制御用バイパス通路から流れ出る水が合流する湯側の流量を制御する第１の流量制御手段と、上記給水制御用バイパス通路を流れる通水流量を制御する第２の流量制御手段と、上記給水制御用バイパス通路との接続部よりも下流側の給湯通路と浴槽とを注湯弁を介して連通する湯張り通路と、上記給水制御用バイパス通路から流れ出る水と上記湯側の湯とのミキシング湯水の温度を検出する出湯温度検出手段とを有し、給湯熱源器により作り出された湯を湯張り通路を通して浴槽に注湯する湯張り機能を備えた給湯器であって、上記給湯熱源器内の湯の後沸きを検出する後沸き判断部と；該後沸き判断部により後沸きが検出されたときには上記第１の流量制御手段と第２の流量制御手段をそれぞれ予め定めた弁開度でもって給湯又は湯張り注湯に備える後沸き解消待機手段と；給湯熱源器内の後沸きが検出されている状態で湯張り注湯が開始されたときに、上記出湯温度検出手段により検出されたミキシング湯水温度が予め定めた設定温度よりも低いときには上記設定温度に対する上記ミキシング湯水温度の低下分に応じて上記第１の流量制御手段の弁開度を開ける方向に、第２の流量制御手段の弁開度を閉める方向にそれぞれ制御し、また、上記ミキシング湯水温度が上記設定温度よりも高いときには上記設定温度に対する上記ミキシング湯水温度の上昇分に応じて上記第１の流量制御手段の弁開度を閉める方向に、第２の流量制御手段の弁開度を開ける方向にそれぞれ制御するミキシング湯温採用式流量比制御手段と；給水制御用バイパス通路から流れ出る水が合流する 湯側の湯水の温度を直接的に又は間接的に検出する湯側湯水温度検出手段と；後沸きが発生している状態で給湯が開始されたときに、上記湯側温度検出手段により検出された湯水温度と予め定められた給湯設定温度とに基づき、第１の流量制御手段と第２の流量制御手段の弁開度をそれぞれ制御して後沸きを解消する方向に給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比を制御する湯側湯温採用式流量比制御手段と；ミキシング湯温採用式流量比制御手段により給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比の制御を行う第１のモードと、湯側湯温採用式流量比制御手段により給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比制御を行う第２のモードとのうち、後沸きが発生している状態から浴槽への湯張り注湯が開始されたときには第１のモードを選択して給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比を制御させ、後沸きが発生している状態から給湯が開始されたときには第２のモードに切り換えて給水制御用バイパス通路の通水流量と湯側の流量との流量比を制御させるモード切り換え手段と；を設けたことを特徴とする湯張り機能付き給湯器。

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