JPH08159557A - 急速湯張り機能付浴槽自動給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給湯ガスバーナと追い焚きガスバーナとを併
用して短時間で浴槽に湯張りできる急速湯張り機能付浴
槽自動給湯装置を提供すること。 【構成】 給水管１および出湯管２を備えた熱交換器３
と、その熱交換器３を加熱するガスバーナ４とを設け、
浴槽４１へ湯を供給する給湯部Ａと、浴槽４１内の水ま
たは残り湯を加熱する追い焚き部Ｂとを有する浴槽自動
給湯装置において、熱交換器３をバイパスするバイパス
管６と、そのバイパス管６に設けられたバイパス水電磁
弁１１とを設け、給湯部Ａから浴槽４１へ給湯すると共
にバイパス水電磁弁１１を開いてバイパス管６から浴槽
４１へ送水し、浴槽４１内の湯量が追い焚きが可能なレ
ベルに達すると、追い焚き部Ｂによる追い焚きを開始す
ることとした。更に、バイパス管６の流量を、湯張り給
湯が最も短時間で終了するような流量に規制するバイパ
ス水ガバナ１２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バーナで加熱した湯を
浴槽へ給湯すると共に浴槽の残り湯を追い焚きして昇温
させることができる浴槽自動給湯装置に関し、更に詳細
には、給湯用のバーナと追い焚き用のバーナとを併用し
て浴槽を急速に適温適量に湯張りできるようにした急速
湯張り機能付浴槽自動給湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、家庭の浴槽やシャワー、洗面台、
台所等に湯を供給する給湯器と、浴槽に既に溜っている
水又はぬるま湯を追い焚きする風呂釜とを備える浴槽自
動給湯装置が使用されている。この種の浴槽自動給湯装
置の一例を図６に示す。この浴槽自動給湯装置は、給水
管５１と出湯管５２とが配管される熱交換器５３と、こ
の熱交換器５３を流れる水を加熱するためのガスバーナ
５４と、出湯管５２から分岐して浴槽４１へ湯を供給す
る浴槽給湯管５５と、往管６４と復管６５とが配管され
る熱交換器６６と、この熱交換器６６を流れる浴槽水を
加熱するためのガスバーナ６７と、を有している。ま
た、出湯管５２の浴槽給湯管５５との分岐部ｗより下流
には、図示しないシャワーや台所等に至る一般給湯管５
７が接続されている。

【０００３】そして、ガスバーナ５４には燃料ガスの流
量調整をするガス比例弁５８が、給水管５１には水流の
有無および水量を検知する水流センサ５９と水の最大流
量を規制する水ガバナ６０とが設けられている。また出
湯管５２には、浴槽給湯管５５との分岐部ｗより上流
に、熱交換器５３からの出湯温度を測定する出湯サーミ
スタ６３が設けられている。ガスバーナ６７には、燃料
ガスの供給を断続するガス電磁弁６８が設けられてお
り、往管６４と出湯管６５とは浴槽４１に連通される。
熱交換器６６には浴槽給湯管５５が接続され、給湯部か
らの湯が浴槽４１に注湯されるようになっている。そし
て浴槽給湯管５５には、浴槽への給湯を開始、停止する
ための自動給湯弁６９と、浴槽水が給湯部に逆流するの
を防ぐための縁切り弁７０とが設けられている。

【０００４】この浴槽自動給湯装置で浴槽に湯張りする
場合には、ガスバーナ５４で燃料ガスを燃焼して熱交換
器５３で入浴に適した温度に加熱した湯を浴槽４１に所
定の水量、あるいは所定の水位に達するまで注湯し、ガ
スバーナ６７では燃焼をしないのが普通である。出湯サ
ーミスタ６３の検知温度で温度制御された湯を注湯する
ためである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の浴槽自動給湯装置には、以下のような問題点が
あった。即ち、入浴に適温の湯を浴槽４１に適量湯張り
するのに長時間を要することである。なぜなら、湯張り
給湯の際には追い焚き燃焼用のガスバーナ６７では燃焼
せず、給湯燃焼用のガスバーナ５４の火力のみに頼って
いるからである。具体的な湯張り所要時間は、例えば以
下のように計算される。

【０００６】ガスバーナ５４の最大火力時のアウトプッ
ト（熱出力）をＨ_Q で、熱交換器５３で加熱することが
できる上限温度（台所での調理用等も含む）をｔ_UPで表
すと、熱交換器５３に流し得る流量Ｑは、 Ｑ ＝ Ｈ_Q／（ｔ_UP−ｔ_IN） （１） で表される。ここにｔ_INは供給水温である。ここでＨ_Q
を４００kcal／分（１６号相当）とし、ｔ_UPを５８℃と
すれば、夏期にはｔ_INが２５℃程度であるから、 Ｑ ＝ ４００／（５８−２５） ＝ １２．１ （リットル／分） （２） であり、ｔ_INが５℃程度となる冬期には、 Ｑ ＝ ４００／（５８−５） ＝ ７．５ （リットル／分） （３） となる。給湯器から各種給湯栓（台所、洗面所等）に給
湯するために少なくとも５８℃以上の湯が得られるよう
に、通常はこの程度に最大流量が制限される。

【０００７】従って、浴槽４１の湯量をＷで表せば、湯
張り所要時間Ｔ₀ は、 Ｔ₀ ＝ Ｗ／Ｑ （４） であるから、Ｗを２００リットルとすれば、夏期には（２）
式より、 Ｔ₀ ＝ ２００／１２．１ ＝ １６．５ （分） （５） と求められる。冬期には（３）式より、 Ｔ₀ ＝ ２００／７．５ ＝ ２６．５ （分） （６） と求められる。即ち従来の浴槽自動給湯装置では夏期で
も湯張りに１５分以上を要し、冬期では３０分近くを要
する。入浴しようとする者はその間待たされることにな
り不便である。

【０００８】本発明は、前記従来技術のこのような問題
点を解決するためになされたものであり、その目的とす
るところは、浴槽に自動湯張りする場合には、給湯器と
風呂釜との双方のガスバーナを併用して所要時間を短縮
するとともに、浴槽への給湯温度を確実に制御して所望
の設定温度とすることができる急速湯張り機能付浴槽自
動給湯装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の浴槽自動給湯装置（１）は、給水管および出湯
管を備えた熱交換器と、その熱交換器を加熱するガスバ
ーナと、出湯管より分岐され浴槽へ湯を供給する浴槽供
給管とを設けた自動給湯部と、浴槽内の水または残り湯
を加熱するための循環管と熱交換器およびガスバーナを
設けた追い焚き部とを有する浴槽自動給湯装置であっ
て、前記自動給湯部の熱交換器をバイパスして給水管と
出湯管とを連通するバイパス管と、そのバイパス路に設
けられた開閉弁と、前記浴槽給湯管に設けられた浴槽給
湯弁とを有し、前記浴槽給湯管は前記バイパス管と前記
出湯管との接続部より下流側より分岐し、自動給湯時に
は前記開閉弁および前記浴槽給湯弁を共に開いて浴槽へ
の給湯をするとともに、浴槽内の湯量が追い炊き部によ
る追い炊きが可能なレベルに達すると追い炊きを開始
し、浴槽内湯量が設定量に達するかまたは浴槽内水位が
設定水位に達したときに前記開閉弁および前記浴槽給湯
弁とを閉じる急速自動給湯制御手段を備えることをその
要旨とする。

【００１０】また、本発明の浴槽自動給湯装置（２）
は、前記急速自動給湯制御手段が、前記自動給湯部およ
び追い炊き部の熱出力合計が浴槽の設定湯量を設定温度
に沸かし上げるために必要な熱量に達したときに追い炊
きを停止することを特徴とする前記（１）の構成とされ
る。

【００１１】また、本発明の浴槽自動給湯装置（３）
は、前記バイパス管の最大流量を規制する水ガバナを備
え、そのガバナの規制流量ｘが ｘ ＝ （Ｒ／Ｓ）−Ｑ ここで、Ｒ ＝ Ｈ_F（１−
（Ｗ_J／Ｗ_S））＋Ｈ_Q Ｓ ＝ ｔ_S−ｔ_IN Ｑ ：前記熱交換器を流れる流量 Ｈ_F ：前記追い焚き系の時間当り発熱量 Ｗ_J ：追い焚きが可能となる浴槽内の湯量 Ｗ_S ：浴槽への給湯が停止される設定湯量 Ｈ_Q ：前記熱交換器の時間当り最大発熱量 ｔ_S ：追い焚きが停止される設定湯温 ｔ_IN：前記給水管への供給水温 で与えられることを特徴とする前記（１）もしくは
（２）の構成とされる。

【００１２】

【作用】このような構成を有する本発明の急速湯張り機
能付浴槽自動給湯装置（１）によれば、浴槽への注湯の
際には、給水管から供給された水が自動給湯部の熱交換
器にてガスバーナの燃焼熱で加熱され湯としてバイパス
路からの水と混合されて自動給湯管より追い焚き部を介
して浴槽へ給湯される。そして、浴槽内の湯量が追い焚
き部による追い焚きが可能なレベルに達すると、急速湯
張り制御手段によって、追い焚き部による残り湯の追い
焚きが開始され、設定湯量または設定レベルになれば給
湯停止され湯張り完了する。また、本発明の浴槽自動給
湯装置（２）によれば、前記自動給湯部および追い炊き
部の熱出力合計が浴槽の設定湯量を設定温度に沸かし上
げるために必要な熱量に達したときに、急速自動給湯制
御手段により追い炊きが停止される。

【００１３】また、本発明の浴槽自動給湯装置（３）に
よれば、バイパス路の流量がガバナにより、 ｘ ＝ （Ｒ／Ｓ）−Ｑ ここで、Ｒ ＝ Ｈ_F（１−
（Ｗ_J／Ｗ_S））＋Ｈ_Q Ｓ ＝ ｔ_S−ｔ_IN Ｑ ：熱交換器を流れる流量 Ｈ_F ：追い焚き系の時間当り発熱量 Ｗ_J ：追い焚きが可能となる浴槽内の湯量 Ｗ_S ：浴槽への給湯が停止される設定湯量 Ｈ_Q ：熱交換器の時間当り最大発熱量 ｔ_S ：追い焚きが停止される設定湯温 ｔ_IN：給水管への供給水温 で与えられる流量ｘに規制されるので、浴槽内の湯が所
定の設定湯量及び設定湯温に同時に到達し、短時間に浴
槽が沸き上がる。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明を具体化した実施例を図面を
参照して詳細に説明する。図１に、本実施例に係る急速
湯張り機能付給湯装置（以下単に「給湯装置」という）
の構成を示す。この給湯装置は、基本的に給湯部Ａと追
い焚き部Ｂとにより構成される。

【００１５】給湯部Ａは、給水管１と出湯管２とが配管
される熱交換器３と、この熱交換器３を流れる水を加熱
するためのガスバーナ４と、出湯管２から分岐して浴槽
４１へ湯を供給する浴槽給湯管５と、この浴槽４１への
給湯を開始、停止する浴槽給湯弁１９と、給水管１から
分岐して出湯管２の浴槽給湯管５との分岐部ａより上流
の位置に接続されるバイパス管６と、を有している。ま
た、出湯管２の浴槽給湯管５との分岐部ａより下流に
は、図示しない洗面所や台所等に至る一般給湯管７が接
続されている。

【００１６】そして、ガスバーナ４には燃料ガスの流量
調整及び給断をするガス比例弁８が、給水管１にはバイ
パス管６との分岐部ｃより上流に水流の有無及び水量を
検知する水流センサ９が、分岐部ｃより下流に水の最大
流量を規制する水ガバナ１０が、それぞれ設けられてい
る。バイパス管６には、バイパス水電磁弁１１とバイパ
ス水ガバナ１２とが設けられている。また出湯管２に
は、バイパス管６との接続部ｂと浴槽給湯管５との分岐
部ａとの間の位置に、熱交換器３からの出湯温度を測定
する出湯サーミスタ１３が設けられている。以上で給湯
部Ａをなしている。

【００１７】ここで、水ガバナ１０とバイパス水ガバナ
１２とは、水温に応じて通路抵抗を変化させ、規制流量
を変化させる機能を有している。このためこれらは、内
部に形状記憶合金製のバネを含んでいる。具体的にはこ
れらは、夏期のように水温が高いときには規制流量が大
きく、冬期のように水温が低いときには規制流量が小さ
くなるようにされている。

【００１８】次に追い焚き部Ｂは、往管１４と復管１５
とが配管される熱交換器１６とこの熱交換器１６を流れ
る浴槽水を加熱するためのガスバーナ１７とを有してお
り、ガスバーナ１７には、燃料ガスの供給を断続するガ
ス電磁弁１８が設けられている。往管１４と復管１５と
は浴槽４１に連通される。熱交換器１６には浴槽給湯管
５が接続され、給湯部Ａからの湯が浴槽４１に注湯され
るようになっている。そして浴槽給湯管５には、浴槽水
が給湯部Ａに逆流するのを防ぐための縁切り弁２０が設
けられている。

【００１９】更に、水流センサ９、出湯サーミスタ１３
から信号を受け、ガス比例弁８、バイパス水電磁弁１
１、自動給湯弁１９、及びガス電磁弁１８を制御するコ
ントローラ２２を有している。コントローラ２２は、公
知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され更にＥＰ
ＲＯＭ等を有してもよく、水流センサ９で検知した流量
を積算して浴槽４１等への給湯量をカウントする機能そ
の他各種の機能を有している。コントローラ２２のＲＯ
Ｍには、後述する急速湯張り制御等を行うための種々の
プログラムが格納されている。そしてＲＡＭ若しくはＥ
ＰＲＯＭには、ＣＰＵのクロック機能により測定された
給湯や追い焚きの時間や浴槽４１を焚き上げるために要
する所要熱量Ｋ等が記憶される。

【００２０】また、コントローラ２２は、リモコン２３
を備えている。リモコン２３により、浴室内や台所等か
ら給湯装置を遠隔操作することができる。またリモコン
２３は、装置の運転状況を表示や音により報知する機能
も有している。

【００２１】尚、浴槽４１に水位センサを備え、その検
出信号により浴槽４１の湯量を検知することとしてもよ
く（以下、「水位方式」という）、その場合の水流セン
サ９は、水流の有無のみを検知する水流スイッチでよ
い。

【００２２】次に、前記の構成を有する給湯装置の作用
を説明する。この給湯装置の基本的な作用は、給湯作用
と追い焚き作用との２つである。給湯作用は、給水管１
から供給される水を、給湯部Ａの熱交換器３においてガ
スバーナ４の燃焼熱で加熱して湯とし、浴槽給湯管５か
ら浴槽４１へ、若しくは一般給湯管７から台所等へ供給
する作用である。かかる給湯作用には、通常給湯と急速
湯張り給湯との２種類がある。これらの給湯装置の運転
の切換指令は、リモコン２３により行う。

【００２３】通常給湯は、バイパス水電磁弁１１を閉じ
出湯サーミスタ１３の検知温度が湯の使用目的に適した
温度となるようにガス比例弁８の開度を制御して行う。
使用目的に適した温度とは、湯を洗面所等で使用する場
合には４０℃程度、浴槽４１へ湯張りする場合には４５
℃程度であり、ユーザーがリモコン２３で設定すること
ができる。

【００２４】急速湯張り給湯は、熱交換器３から浴槽４
１へ湯を供給するだけでなく、バイパス水電磁弁１１を
開いて総合流量を大きくし、かつ追い焚き部Ｂのガスバ
ーナ１７をも燃焼することにより、浴槽４１を通常の湯
張りより短時間で入浴適温に満たそうとするものであ
る。急速湯張り給湯の詳細については後述する。

【００２５】一方、追い焚き作用は、浴槽４１に溜って
いる湯を追い焚き部Ｂの熱交換器１６においてガスバー
ナ１７の燃焼熱で加熱して昇温させる作用である。ガス
バーナ１７を燃焼すると浴槽水は熱交換器１６で加熱さ
れて生ずる温度差により自然循環し、浴槽４１から往管
１４、熱交換器１６、復管１５の向きに流れて浴槽４１
に戻る。

【００２６】続いて、急速湯張り給湯の詳細について図
２乃至図５を参照して説明する。図２は急速湯張り給湯
の制御フローチャートである。図３乃至図５は、急速湯
張り給湯を行っているときの給湯装置の各部分の状態を
示す図であり、水または湯が流れている管を実線で表
し、流れていない管を破線で表している。また、バイパ
ス水電磁弁１１及び自動給湯弁１９については、開状態
をマル印で、閉状態をバツ印で示している。

【００２７】浴槽４１が空であるときにユーザーがリモ
コン２３で急速湯張り給湯を指令すると、図２のフロー
が開始される。このとき台所等では湯の使用をしていな
いものとする。まずＳ１において、給湯部Ａのガスバー
ナ４を点火してインプットを最大にし、即ちガス比例弁
８の開度を全開にし、自動給湯弁１９を開いて浴槽４１
への給湯が開始される。そしてＳ２で、バイパス水電磁
弁１１を開く。バイパス管６をも利用して浴槽４１をな
るべく早く満たすためである。

【００２８】この状態における水または湯の流れを図３
に示す。熱交換器３で加熱された湯とバイパス管６を通
ってきた冷水とは共に浴槽給湯管５に流入し、追い焚き
部Ｂを通過して浴槽４１に至る。このとき追い焚き部Ｂ
のガスバーナ１７は燃焼されていない。浴槽４１内の水
位が未だ低く往管１４、熱交換器１６、及び復管１５の
内部に空気が残留しているため、空焚きを防ぐ必要があ
るからである。

【００２９】そしてＳ３では、出湯サーミスタ１３の検
知温度ｔが、浴槽４１の沸き上がり設定温度ｔ_S より低
いか否かを判断する。沸き上がり設定温度ｔ_S は、入浴
に適した温度であって、前記のように４５℃程度であ
り、ユーザーがリモコン２３で設定することができる。
検知温度ｔが設定温度ｔ_S より低い場合には（Ｓ３：Ｙ
ｅｓ）、Ｓ４へ進む。Ｓ４では、検知温度ｔが設定温度
ｔ_S と等しくなったか否かを判断する。検知温度ｔが設
定温度ｔ_S と等しくなっていない、即ち設定温度ｔ_S よ
り低い場合には（Ｓ４：Ｎｏ）、Ｓ５へ進む。

【００３０】Ｓ５では、水流センサ９により検知される
浴槽４１への総給湯量Ｗ（バイパス水量も含む）が、往
管１４及び復管１５の循環口が満たされる湯量Ｗ_J に達
したか否かを判断する。水位方式の場合には浴槽４１の
水位センサの検知信号で判断する。湯量Ｗが湯量Ｗ_j に
達していない場合には（Ｓ５：Ｎｏ）、そのまま図３の
状態での給湯が続行される。

【００３１】湯量Ｗが湯量Ｗ_J に達すると（Ｓ５：Ｙｅ
ｓ）、Ｓ６に進み、追い焚き部Ｂのガスバーナ１７を点
火する。このときの浴槽４１内の水温は沸き上がり設定
温度ｔ_S より低いため追い焚きの必要があり、その一
方、もはや空焚きのおそれはないからである。なお、急
速湯張り給湯開始以来このときまでの所要時間が、時間
Ｔ₂ として記憶される。

【００３２】このときの給湯装置の状態を図４に示す。
熱交換器３で加熱された湯とバイパス管６を通ってきた
冷水とが共に浴槽給湯管５に流入し、追い焚き部Ｂを通
過して浴槽４１に至っている点では図３の状態と同じで
ある。しかし、追い焚き部Ｂのガスバーナ１７が燃焼さ
れ、給湯と併せて追い焚きをも行っている点で異なる。

【００３３】そしてＳ７では、水流センサ９により検知
される浴槽４１内への総給湯量Ｗが、沸き上がり設定湯
量Ｗ_S に達したか否かを判断する。水位方式の場合には
浴槽４１の水位センサの検知信号で判断する。沸き上が
り設定湯量Ｗ_S は、浴槽４１内の湯量が入浴に十分で、
かつ、入浴しても湯が浴槽４１から溢れないような湯量
であり、ユーザーがリモコン２３で設定することができ
る。湯量Ｗが設定湯量Ｗ_S に達していない場合には（Ｓ
７：Ｎｏ）、そのまま図４の状態での給湯及び追い焚き
が続行される。

【００３４】湯量Ｗが設定湯量Ｗ_S に達すると（Ｓ７：
Ｙｅｓ）、Ｓ８に進み、自動給湯弁１９を閉じて給湯部
Ａからの給湯を停止する。そしてこのとき、Ｓ１で給湯
部Ａの燃焼が開始されてからＳ８で停止されるまでの経
過時間が給湯時間Ｔ₁ としてコントローラ２２のＲＡＭ
に記憶される。このときの給湯装置の状態を図５に示
す。熱交換器３及びバイパス管６ともに流れは停止され
ておりガスバーナ４も消火されている。そして、ガスバ
ーナ１７が燃焼され、浴槽４１の湯の追い焚きを行って
いる。

【００３５】そしてＳ９では、Ｓ１で給湯を開始して以
来現在に至るまでの給湯部Ａと追い焚き部Ｂとによる累
積加熱量が所要熱量Ｋに達したか否かを判断する。ここ
で所要熱量Ｋは、設定湯量Ｗ_S （リットル）の水を供給水温
ｔ_IN（℃）から設定温度ｔ_S （℃）まで昇温させるため
に必要な熱量であり、 Ｋ ＝ Ｗ_S（ｔ_S−ｔ_IN） で表される。この値は、給湯部Ａから浴槽４１に湯張り
したときの総発熱量Ｉ₀（kcal）と熱効率ε（単位な
し）との積Ｉ₀ε でも表される。ガスバーナ４及びガス
バーナ１７の発熱量と熱効率とをそれぞれＩ_Q 、ε_Q 、
Ｉ_F 、ε_F で表せば、 Ｉ₀ε ＝ Ｉ_Qε_Q＋Ｉ_Fε_F となる。

【００３６】このため本実施例の給湯装置では、前回に
湯張りしたときのＩ_Qε_Q＋Ｉ_Fε_Fの値を所要熱量Ｋとし
て記憶しておいてＳ９での比較に供する。ここで、Ｉ
_Q 、Ｉ_F はガス比例弁８、ガス電磁弁１８により定ま
り、ε_Q 、ε_F は給湯装置ごとに予めコントローラ２２
のＲＯＭに記憶されている。

【００３７】一方、累積加熱量は、給湯部Ａでの加熱量
Ｔ₁Ｈ_Qと追い焚き部Ｂでの加熱量Ｔ₃Ｈ_Fとの和である。
給湯部Ａでの加熱量Ｔ₁Ｈ_Qは、Ｓ８で記録された給湯時
間Ｔ₁ （分）とガスバーナ４の時間当り最大発熱量Ｈ_Q
（kcal／分）との積である。追い焚き部Ｂでの加熱量Ｔ
₃Ｈ_Fは、Ｓ６で追い焚き部Ｂのガスバーナ１７を点火し
てから現在に至るまでの経過時間Ｔ₃ （分）とガスバー
ナ１７の時間当り発熱量Ｈ_F （kcal／分）との積であ
る。

【００３８】累積加熱量Ｔ₁Ｈ_Q＋Ｔ₃Ｈ_Fが所要熱量Ｋに
達していない場合には（Ｓ９：Ｎｏ）、そのまま図５の
追い焚きが続行される。追い焚きが続行されると、給湯
部Ａでの加熱量Ｔ₁Ｈ_Qはもはや増えないが、追い焚き部
Ｂでの加熱量Ｔ₃Ｈ_Fが経過時間Ｔ₃ の増加と共に増加す
る。このため累積加熱量Ｔ₁Ｈ_Q＋Ｔ₃Ｈ_Fが増加し、所要
熱量Ｋに達したときに（Ｓ９：Ｙｅｓ）、ガスバーナ１
７が消火される（Ｓ１０）。このときの経過時間Ｔ₃
が、追い焚き時間として記憶される。

【００３９】なおこのとき、前記より、 Ｋ ＝ Ｗ_S（ｔ_S−ｔ_IN） ＝ Ｔ₁Ｈ_Q＋Ｔ₃Ｈ_F ＝ Ｉ_Oε （７） が成立する。このとき、浴槽４１には、設定温度ｔ_S の
湯が設定湯量Ｗ_S 満たされ、入浴に適した状態となって
いる。このためＳ１５においてリモコン２３の報知機能
により沸き上がりを報知し、急速湯張り給湯は終了す
る。

【００４０】前記Ｓ３において、出湯サーミスタ１３の
検知温度ｔが設定温度ｔ_S より低くない場合には（Ｓ
３：Ｎｏ）、Ｓ１１へ進む。Ｓ１１では、給湯部Ａのガ
スバーナ４のインプットを絞る。即ち、ガス比例弁８の
開度を小さくする。湯温が高すぎるので熱交換器３の出
湯温度を下げるためである。そしてＳ１２では、検知温
度ｔが設定温度ｔ_S まで下がったか否かを判断する。未
だ検知温度ｔが設定温度ｔ_S まで下がっていない場合に
は（Ｓ１２：Ｎｏ）、Ｓ１１に戻りさらにインプットを
絞る。検知温度ｔが設定温度ｔ_S まで下がった場合には
（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、そのインプットでの給湯を続行す
る。

【００４１】そしてＳ１３では、水流センサ１９により
検知される浴槽４１内の湯量Ｗが設定湯量Ｗ_S に達した
か否かを判断する。水位方式の場合には浴槽４１の水位
センサの検知信号で判断する。湯量Ｗが設定湯量Ｗ_S に
達していない場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、そのインプッ
トでの給湯を続行する。湯量Ｗが設定湯量Ｗ_S に達する
と（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、Ｓ１４で給湯を停止する。従っ
てこの場合には追い焚き部Ｂの燃焼を行うことなく、Ｓ
１５で沸き上がりを報知して終了する。

【００４２】前記Ｓ４において、検知温度ｔが設定温度
ｔ_S と等しくなっている場合には（Ｓ４：Ｙｅｓ）、前
記のＳ１３に移行し、浴槽４１内の湯量Ｗが設定湯量Ｗ
_S に達したか否かを判断する。従ってこの場合にも追い
焚き部Ｂの燃焼を行うことはなく、湯量Ｗが設定湯量Ｗ
_S に達すると（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、Ｓ１４で給湯を停止
し、Ｓ１５で沸き上がりを報知して終了する。以上が急
速湯張り給湯のフローである。

【００４３】以上説明した急速湯張り給湯を使用する
と、通常給湯で浴槽４１に湯張りした場合よりも所要時
間を大幅に短縮できる。このことを所要時間を実際に計
算することにより説明する。通常給湯で湯張りする場合
の所要時間については、従来技術で説明したものと同様
であり、夏期には（５）式より約１６．５分であり、冬
期には（６）式より約２６．５分である。次に急速湯張
り給湯を使用した場合について計算する。以下の式で
は、既に示した記号の他、水ガバナ１０により規制され
る熱交換器３の流量をＱで、バイパス水ガバナ１２によ
り規制されるバイパス管６の流量をｘで示す。

【００４４】まず、図２のフローのＳ１からＳ８までに
至る給湯時間Ｔ₁ は、 Ｔ₁ ＝ Ｗ_S／（Ｑ＋ｘ） （８） で与えられる。給湯開始から循環口が満たされる湯量Ｗ
_J に到達する（Ｓ５：Ｙｅｓ）までの時間Ｔ₂ は、 Ｔ₂ ＝ Ｗ_J／（Ｑ＋ｘ） （９） で与えられる。（９）式は、（８）式を用いて、 Ｔ₂ ＝ （Ｗ_J／Ｗ_S）Ｔ₁ （１０） とも表される。そして、Ｓ６からＳ１０までに至る追い
焚き時間Ｔ₃ は、前記（７）式を変形して、 Ｔ₃ ＝ （Ｗ_S（ｔ_S−ｔ_IN）−Ｔ₁Ｈ_Q）／Ｈ_F （１１） で表される。

【００４５】そして、急速湯張りの所要時間ＴはＴ₂＋
Ｔ₃であり、これが最短になるのはＴ₁ と等しいときで
ある。図２のフローでＳ８とＳ１０が同時に起こるとき
にこの状態となる。従って、 Ｔ₁ ＝ Ｔ₂＋Ｔ₃ （１２） とおける。この式に（１０）式及び（１１）を代入して
Ｔ₁ について解くと、 Ｔ₁ ＝ Ｗ_S（ｔ_S−ｔ_IN）／（Ｈ_F（１−（Ｗ_J／Ｗ_S）＋（Ｈ_Q／Ｈ_F））） （１３） が得られる。

【００４６】ここで、供給水温ｔ_INは夏期には２５℃、
冬期には５℃、沸き上がり設定温度ｔ_S は４５℃、設定
湯量Ｗ_S は２００リットル、循環口が満たされる湯量Ｗ_J は
１００リットル、ガスバーナ４の時間当り最大発熱量Ｈ_Q は
４００kcal／分（１６号能力相当）、ガスバーナ１７の
時間当り発熱量Ｈ_F は１５０kcal／分（９０００kcal／
時）であると仮定して計算する。

【００４７】まず夏期には、 Ｔ₁ ＝ （２００・２０）／（１５０（１−０．５＋２．７）） （分） ＝ ８．４ （分） （１４） でＴ₁ が求められる。このときｘは（８）式より、 ｘ ＝ Ｗ_S／Ｔ₁−Ｑ （１５） であり、Ｑは、従来技術の説明で（２）式または（３）
式により計算した値を使用できるので、 ｘ ＝ ２００／８．４−１２．１ （リットル／分） ＝ １１．７ （リットル／分） （１６） で求められる。

【００４８】次に冬期には、 Ｔ₁ ＝ （２００・４０）／（１５０（１−０．５＋２．７）） （分） ＝ １６．８ （分） （１７） でＴ₁ が求められる。またｘは、 ｘ ＝ ２００／１６．８−７．５ （リットル／分） ｘ ＝ １１．９−７．５ （リットル／分） ＝ ４．４ （リットル／分） （１８） で求められる。

【００４９】以上の計算結果より、前記の仮定条件の下
ではバイパス水ガバナ１２の規制流量が、夏期のように
水温が２５℃程度であるときには１１．７（リットル／分）
程度、冬期のように水温が５℃程度であるときには４．
４（リットル／分）程度となるものであれば、急速湯張りの
所要時間が最短となることがわかる。このときの所要時
間を（５）式または（６）式で計算した従来技術のもの
と比較すれば、夏期では約半分に、冬期では約６割に短
縮されていることがわかる。

【００５０】尚、（１３）式と（１５）式とからｘを、 ｘ ＝ （Ｒ／Ｓ）−Ｑ （１９） で表すことができる。ここで、 Ｒ ＝ Ｈ_F（１−（Ｗ_J／Ｗ_S））＋Ｈ_Q Ｓ ＝ ｔ_S−ｔ_IN である。（１９）式に示すｘは、急速湯張りの所要時間
が最短となるためのバイパス水ガバナ１２の規制流量を
示している。

【００５１】以上詳細に説明したように、前記実施例に
係る急速湯張り機能付給湯装置では、給湯部Ａの熱交換
器３をバイパスするバイパス管６を設け、バイパス管６
にバイパス水電磁弁１１を備えたので、浴槽４１に湯張
りする際に熱交換器３から給湯すると共にバイパス管６
をも利用して総合流量を大きくすることができ、浴槽４
１を短時間で設定湯量Ｗ_S に満たすことができる。ま
た、浴槽４１の残り湯を追い焚きする追い焚き部Ｂを設
け、浴槽４１内の湯量が追い焚き可能な湯量Ｗ_Jに達し
てから追い焚きを開始することとしたので、追い焚き部
Ｂの熱交換器１６で空焚きが起こることはなく、かつ、
２つのガスバーナで加熱され浴槽４１内の湯を短時間で
設定湯温ｔ_S に沸かし上げることができる。

【００５２】また、浴槽４１内の湯量が設定湯量Ｗ_S に
達したら熱交換器３からの給湯を停止すると共にバイパ
ス水電磁弁１１を閉じることとしたので、浴槽４１内に
湯が溜りすぎることはない。また、浴槽４１内の湯が設
定湯温ｔ_S に達したら追い焚きを停止することとしたの
で、浴槽４１内の湯が過度に高温となることはない。

【００５３】また、バイパス管６にバイパス水ガバナ１
２を設け、バイパス管６を流れる水の流量を（１９）式
で表されるｘの値としたので、給湯の終了と同時に追い
焚きが終了し、浴槽４１の沸き上がりが早い。また、バ
イパス水ガバナ１２の規制流量は供給水温ｔ_INに応じて
変化するので、季節等に拘らず急速湯張りが可能であ
る。かくして、沸き上がりまで待たされず、空焚きのお
それもないすぐれた急速湯張り機能付給湯装置が実現さ
れている。

【００５４】尚、前記実施例は本発明を何ら限定するも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にいて種々
の変形・改良が可能であることはもちろんである。例え
ば前記実施例中の種々の数値等は単なる例示であって、
これらに限られるものではない。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の急速湯張り機能付給湯装置では、自動給湯部の熱
交換器をバイパスするバイパス路とそのバイパス路を開
閉する開閉弁とを設け、自動給湯部から追い焚き部を介
して浴槽に給湯すると共にバイパス路からも追い焚き部
を介して浴槽へ送水することにしたので、浴槽を大流量
で短時間に設定湯量に満たすことができる。そして、湯
量が追い焚き可能なレベルに達したら追い焚き部による
湯の追い焚きを開始することとしたので、追い焚き部の
空焚きを防ぎつつ、自動給湯部と追い焚き部との加熱力
を併用して短時間で設定湯温に沸き上げることができ
る。また、浴槽内が設定湯量に達したら自動給湯部から
の給湯とバイパス路からの送水を共に停止することにし
たので、浴槽内の湯量が設定湯量を超えることはない。

【００５６】また、自動給湯部と追い焚き部との熱出力
の合計が必要な所定の熱量に達したら追い焚き部による
追い焚きを停止することとしたので、浴槽湯温が設定湯
温を超えることはない。また、バイパス路を流れる水の
流量を、供給水温により変化する所定の値に規制するガ
バナを備えたので、季節等に拘らず、給湯と追い焚きと
が同時に終了し、浴槽の沸き上がりが早い。かくして、
湯張り開始から沸き上がりまで長時間待たされることが
なく、空焚きのおそれも排除した急速湯張り機能付浴槽
自動給湯装置が提供され、その産業上奏する効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る急速湯張り機能付浴槽自
動給湯装置の構成図である。

【図２】急速湯張り給湯の制御ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図３】急速湯張り給湯を行なっているときの、追い焚
きが開始される前における装置の状態を説明する図であ
る。

【図４】急速湯張り給湯を行なっているときの、追い焚
きが開始された後における装置の状態を説明する図であ
る。

【図５】給湯が停止され、追い焚きが続行されていると
きの装置の状態を説明する図である。

【図６】従来の給湯装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 給水管 ２ 出湯管 ３ 熱交換器 ４ ガスバーナ ６ バイパス管 １１ バイパス水電磁弁 １２ バイパス水ガバナ ２２ コントローラ Ａ 給湯部 Ｂ 追い焚き部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水管および出湯管を備えた熱交換器
   と、その熱交換器を加熱するガスバーナと、出湯管より
   分岐され浴槽へ湯を供給する浴槽供給管とを設けた自動
   給湯部と、 浴槽内の水または残り湯を加熱するための循環管と熱交
   換器およびガスバーナを設けた追い焚き部とを有する浴
   槽自動給湯装置において、 前記自動給湯部の熱交換器をバイパスして給水管と出湯
   管とを連通するバイパス管と、 そのバイパス路に設けられた開閉弁と、 前記浴槽給湯管に設けられた浴槽給湯弁とを有し、 前記浴槽給湯管は前記バイパス管と前記出湯管との接続
   部より下流側より分岐し、 自動給湯時には前記開閉弁および前記浴槽給湯弁を共に
   開いて浴槽への給湯をするとともに、浴槽内の湯量が追
   い炊き部による追い炊きが可能なレベルに達すると追い
   炊きを開始し、浴槽内湯量が設定量に達するかまたは浴
   槽内水位が設定水位に達したときに前記開閉弁および前
   記浴槽給湯弁とを閉じる急速自動給湯制御手段を備えた
   ことを特徴とする浴槽自動給湯装置。
2. 【請求項２】 前記急速自動給湯制御手段は、前記自動
   給湯部および追い炊き部の熱出力合計が浴槽の設定湯量
   を設定温度に沸かし上げるために必要な熱量に達したと
   きに追い炊きを停止することを特徴とする請求項１に記
   載の浴槽自動給湯装置。
3. 【請求項３】 前記バイパス管の最大流量を規制する水
   ガバナを備え、そのガバナの規制流量ｘが ｘ ＝ （Ｒ／Ｓ）−Ｑ ここで、Ｒ ＝ Ｈ_F（１−
   （Ｗ_J／Ｗ_S））＋Ｈ_Q Ｓ ＝ ｔ_S−ｔ_IN Ｑ ：前記熱交換器を流れる流量 Ｈ_F ：前記追い焚き系の時間当り発熱量 Ｗ_J ：追い焚きが可能となる浴槽内の湯量 Ｗ_S ：浴槽への給湯が停止される設定湯量 Ｈ_Q ：前記熱交換器の時間当り最大発熱量 ｔ_S ：追い焚きが停止される設定湯温 ｔ_IN：前記給水管への供給水温 で与えられることを特徴とする請求項１もしくは請求項
   ２に記載の浴槽自動給湯装置。