特開 2024-90834 給湯器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024090834

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】給湯器

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/14 20220101AFI20240627BHJP

   F24H 15/174 20220101ALI20240627BHJP

   F24H 15/238 20220101ALI20240627BHJP

   F24H 15/215 20220101ALI20240627BHJP

   F24H 15/219 20220101ALI20240627BHJP

   F24H 15/269 20220101ALI20240627BHJP

   F24H 15/325 20220101ALI20240627BHJP

   F24H 15/365 20220101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

F24H1/14 B

F24H15/174

F24H15/238

F24H15/215

F24H15/219

F24H15/269

F24H15/325

F24H15/365

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022206977

(22)【出願日】2022-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】000112015

【氏名又は名称】株式会社パロマ

(74)【代理人】

【識別番号】100166017

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 和政

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中西 渉

【テーマコード（参考）】

3L034

【Ｆターム（参考）】

3L034BA22

3L034BB02

3L034BB06

3L034CA04

3L034CA05

(57)【要約】

【課題】バイパス管を備えた給湯器において熱交換器を通る湯水の温度を効率的に上昇させる。
【解決手段】給湯器１は、ガスバーナ４Ａと熱交換器５と入水管６と出湯管７とバイパス管１６とを備える。更に給湯器１は、入水管６からバイパス管１６を介して出湯管７に流れる水の通水量Ｗ２を調整するバイパス弁１９と、バイパス弁１９を制御するコントローラ１２（制御装置）と、を有する。給湯器１では、上記通水量Ｗ２と、入水管６においてバイパス管１６よりも熱交換器側へ供給される供給水量Ｗ１と、の和を総水量Ｗｔとし、総水量Ｗｔに対する通水量Ｗ２の比率をバイパス率Ｂとした場合に、バイパス弁１９によって通水量Ｗ２が調整されることによりバイパス率Ｂが調整される。コントローラ２（制御装置）は、ガスバーナ４Ａの燃焼が開始した後の所定の初期期間においてバイパス率Ｂを所定値以上に高く設定するバイパス増大制御を行い、初期期間が経過した後に目標温度に基づいてバイパス率Ｂを調整する通常制御を行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスを燃焼させ、前記ガスの燃焼によって生じた排気を供給するガスバーナと、
前記ガスバーナから供給される前記排気によって加熱される伝熱管を備える熱交換器と、
水を導入する入水口と前記伝熱管との間に設けられ、前記伝熱管に水を供給する入水管と、
前記伝熱管の下流側に接続され、前記伝熱管から供給される湯を流す出湯管と、
前記入水管から分岐する水のバイパス経路を構成するとともに前記出湯管に接続され、前記バイパス経路を介して前記出湯管に水を流し得るバイパス管と、
前記入水管から前記バイパス管を介して前記出湯管に流れる水の通水量を調整するバイパス弁と、
前記バイパス弁を制御する制御装置と、
を有し、
前記通水量と、前記入水管において前記バイパス管よりも前記熱交換器側へ供給される供給水量と、の和を総水量とし、前記総水量に対する前記通水量の比率をバイパス率とした場合に、前記バイパス弁によって前記通水量が調整されることにより前記バイパス率が調整され、
前記制御装置は、前記ガスバーナの燃焼が開始した後の所定の初期期間において前記バイパス率を所定値以上に高く設定するバイパス増大制御を行い、前記初期期間が経過した後に目標温度に基づいて前記バイパス率を調整する通常制御を行う
給湯器。

【請求項2】

前記制御装置は、前記ガスバーナの燃焼が開始してから前記初期期間の開始時点までの少なくとも一部期間において、前記バイパス率を前記初期期間の前記バイパス率よりも低くするバイパス抑制制御を行う
請求項１に記載の給湯器。

【請求項3】

前記初期期間の終了時点は、前記ガスバーナの点火から予め定められた一定時間が経過した時点である
請求項１又は請求項２に記載の給湯器。

【請求項4】

前記制御装置は、前記初期期間において前記バイパス率を予め定められた固定比率で維持するように前記バイパス増大制御を行い、前記初期期間が経過した後、前記入水管を流れる水の温度と、当該給湯器の外部から前記入水管に流れ込む水量と、目標温度と、に基づいて前記バイパス率を調整するように前記通常制御を行う
請求項１又は請求項２に記載の給湯器。

【請求項5】

１以上の前記ガスバーナを備えたバーナユニットを複数備え、
前記制御装置は、燃焼させる前記バーナユニットを選択する制御を行い、前記初期期間において複数の前記バーナユニットのうちの前記ガスバーナの個数が最も多い前記バーナユニットを燃焼させる
請求項１又は請求項２に記載の給湯器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、給湯器に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の給湯装置は、熱交換器と、熱交換器に接続されて水道水を供給する入水管と、熱交換器に接続されて加熱された湯を出湯する出湯管と、入水管と出湯管との間に接続されて熱交換器をバイパスするバイパス管と、を備える。更に給湯装置は、バイパス管流れる流量を制御可能なミキシングモータと、内胴温度を検出する内胴サーミスタと、内胴サーミスタによって得られる内胴温度に応じてミキシングモータの動作を制御するコントローラと、を備える。この給湯装置では、コントローラは、内胴サーミスタによって得られる内胴温度の低下勾配に応じて、ミキシングモータによってバイパス管を流れる流量を減少させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２４５８９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

バイパス管を備えた給湯器は、ガスバーナでガスが燃焼することによって生じる燃焼排気によって加熱される熱交換器に対して入水管によって水を供給可能とする一方で、入水管と出湯管との間に接続されるバイパス管により、水をバイパス可能とする。この構成により、熱交換器から出湯管に供給される湯に対してバイパス管からの水を混合可能とし、この混合度合いを調整することにより、出湯管から供給される湯の温度を調節する。

【0005】

この種の給湯器では、熱交換器全体が十分に温まっていない状態で点火がなされた場合、点火直後は、熱交換器に供給される燃焼熱のうち、「湯水への伝熱に寄与しにくい部分」に伝達される割合が大きくなるため、熱交換器全体が十分に温まっている状態と比較して、熱交換器を通る湯水の温度を効率的に上昇させにくい。

【0006】

本開示の目的の一つは、バイパス管を備えた給湯器において熱交換器を通る湯水の温度を効率的に上昇させ得る技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一つである給湯器は、
ガスを燃焼させ、前記ガスの燃焼によって生じた排気を供給するガスバーナと、
前記ガスバーナから供給される前記排気によって加熱される伝熱管を備える熱交換器と、
水を導入する入水口と前記伝熱管との間に設けられ、前記伝熱管に水を供給する入水管と、
前記伝熱管の下流側に接続され、前記伝熱管から供給される湯を流す出湯管と、
前記入水管から分岐する水のバイパス経路を構成するとともに前記出湯管に接続され、前記バイパス経路を介して前記出湯管に水を流し得るバイパス管と、
前記入水管から前記バイパス管を介して前記出湯管に流れる水の通水量を調整するバイパス弁と、
前記バイパス弁を制御する制御装置と、
を有し、
前記通水量と、前記入水管において前記バイパス管よりも前記熱交換器側へ供給される供給水量と、の和を総水量とし、前記総水量に対する前記通水量の比率をバイパス率とした場合に、前記バイパス弁によって前記通水量が調整されることにより前記バイパス率が調整され、
前記制御装置は、前記ガスバーナの燃焼が開始した後の所定の初期期間において前記バイパス率を所定値以上に高く設定するバイパス増大制御を行い、前記初期期間が経過した後に目標温度に基づいて前記バイパス率を調整する通常制御を行う。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係る技術は、バイパス管を備えた給湯器において熱交換器を通る湯水の温度を効率的に上昇させ得る。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１実施形態に係る給湯器を概略的に例示する説明図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る給湯器で行われる出湯制御の流れを例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。なお、以下で例示される特徴は、矛盾しない組み合わせでどのように組み合わされてもよい。

【0011】

〔１〕ガスを燃焼させ、前記ガスの燃焼によって生じた排気を供給するガスバーナと、
前記ガスバーナから供給される前記排気によって加熱される伝熱管を備える熱交換器と、
水を導入する入水口と前記伝熱管との間に設けられ、前記伝熱管に水を供給する入水管と、
前記伝熱管の下流側に接続され、前記伝熱管から供給される湯を流す出湯管と、
前記入水管から分岐する水のバイパス経路を構成するとともに前記出湯管に接続され、前記バイパス経路を介して前記出湯管に水を流し得るバイパス管と、
前記入水管から前記バイパス管を介して前記出湯管に流れる水の通水量を調整するバイパス弁と、
前記バイパス弁を制御する制御装置と、
を有し、
前記通水量と、前記入水管において前記バイパス管よりも前記熱交換器側へ供給される供給水量と、の和を総水量とし、前記総水量に対する前記通水量の比率をバイパス率とした場合に、前記バイパス弁によって前記通水量が調整されることにより前記バイパス率が調整され、
前記制御装置は、前記ガスバーナの燃焼が開始した後の所定の初期期間において前記バイパス率を所定値以上に高く設定するバイパス増大制御を行い、前記初期期間が経過した後に目標温度に基づいて前記バイパス率を調整する通常制御を行う
前記バイパス弁を制御する
給湯器。

【0012】

上記〔１〕の給湯器は、ガスバーナの燃焼が開始した後の相対的に早い時期（所定の初期期間）のバイパス率を、初期期間が経過した後のバイパス率よりも高くするようにバイパス弁を制御する。よって、この給湯器では、上記初期期間において熱交換器に供給される水の量が相対的に抑えられ、熱交換器の加熱が促進されるため、熱交換器が迅速に温まりやすい。よって、この給湯器は、「熱交換器を通る湯水の温度を効率的に上昇させにくい期間」をより短くすることができ、バイパス管を備えた給湯器において熱交換器を通る湯水の温度を効率的に上昇させ得る。

【0013】

〔２〕前記制御装置は、前記ガスバーナの燃焼が開始してから前記初期期間の開始時点までの少なくとも一部期間において、前記バイパス率を前記初期期間の前記バイパス率よりも低くするバイパス抑制制御を行う
〔１〕に記載の給湯器。

【0014】

上記〔２〕の給湯器は、ガスバーナの燃焼が開始してから上記初期期間（バイパス率を相対的に高める期間）の前にバイパス率を相対的に低くし、熱交換器を通る湯水の量を多くすることができる。従って、上記給湯器では、燃焼開始直後に熱交換器の伝熱管に異物が存在していても、相対的に多く供給される湯水によって異物が流れやすい。ゆえに、この給湯器では、熱交換器に異物の詰まりが生じていない状態で熱交換器への供給水量を抑える制御（バイパス率を相対的に高める制御）が行われやすい。

【0015】

〔３〕前記初期期間の終了時点は、前記ガスバーナの点火から予め定められた一定時間が経過した時点である
〔１〕又は〔２〕に記載の給湯器。

【0016】

上記〔３〕の給湯器は、熱交換器への供給水量を抑える制御（バイパス率を相対的に高める制御）の終了タイミングを、複雑な演算を行うことなく簡易に設定することができ、日々の使用で繰り返される各給湯動作において上記終了タイミングがばらつきにくい。

【0017】

〔４〕前記制御装置は、前記初期期間において前記バイパス率を予め定められた固定比率で維持するように前記バイパス増大制御を行い、前記初期期間が経過した後、前記入水管を流れる水の温度と、当該給湯器の外部から前記入水管に流れ込む水量と、目標温度と、に基づいて前記バイパス率を調整するように前記通常制御を行う
〔１〕から〔３〕のいずれか一つに記載の給湯器。

【0018】

上記〔４〕の給湯器は、初期期間にはバイパス率を固定比率で維持することで熱交換器の加熱を安定的に且つ簡易に促進することができ、初期期間経過後には入水管を流れる水の温度と外部から入水管に流れ込む水量と目標温度とを反映してバイパス率を設定し、状況に合わせた出湯温度制御が可能である。

【0019】

〔５〕１以上の前記ガスバーナを備えたバーナユニットを複数備え、
前記制御装置は、燃焼させる前記バーナユニットを選択する制御を行い、前記初期期間において複数の前記バーナユニットのうちの前記ガスバーナの個数が最も多い前記バーナユニットを燃焼させる
〔１〕から〔４〕のいずれか一つに記載の給湯器。

【0020】

上記〔５〕の給湯器は、上記初期期間において熱交換器全体をより早期に温めることができ、「熱交換器を通る湯水の温度を効率的に上昇させにくい期間」をより一層短くすることができる。

【0021】

＜第１実施形態＞
図１には、第１実施形態に係る給湯器１が例示される。図１に示される給湯器１は、バイパスミキシング式の給湯装置として構成される。給湯器１において、器具本体内には、給気ファン３を備えた燃焼室２が設けられている。燃焼室２は、内部にガスを燃焼させる空間が構成された器具である。燃焼室２には、給気ファン３によって空気が供給され、ガス管８を介して燃料ガスが供給される。

【0022】

燃焼室２の内部には、ガスバーナ４Ａを備えたバーナユニット４が複数設けられる。複数のバーナユニット４は、互いに燃焼能力が異なっている。具体的には、バーナユニット４毎に、ガスバーナ４Ａの個数が異なっている。各々のガスバーナ４Ａは、混合ガスを燃焼させ、混合ガスの燃焼によって生じた排気を供給するように動作する。ガスバーナ４Ａによって燃焼される混合ガスは、ガス管８を介して供給される燃料ガスと、給気ファン３からの一次空気とが混合されるガスである。

【0023】

ガスバーナ４Ａに通じるガス管８は、共通の経路をなす共通管８Ａと、共通管８Ａから各々のバーナユニット４へと分岐する複数の分岐管８Ｂとを備える。共通管８Ａには、元電磁弁９及びガス比例弁１０が設けられている。各々の分岐管８Ｂには、切替電磁弁１１，１１・・がそれぞれ設けられている。元電磁弁９、ガス比例弁１０、切替電磁弁１１，１１・・の各々は、制御装置としてのコントローラ１２によって開度又は開閉が制御される。符号１３はイグナイタであり、符号１４は点火電極であり、符号１５はフレームロッドである。コントローラ１２は、イグナイタ１３及び点火電極１４を動作させて点火させ得る。

【0024】

熱交換器５は、ガスバーナ４Ａの燃焼によって加熱され、熱交換を行う器具である。熱交換器５は、ガスバーナ４Ａから供給される排気（燃焼排気）によって加熱される伝熱管５Ａを備える。伝熱管５Ａの一端側には入水管６が接続され、他端側には出湯管７が接続される。入水管６から伝熱管５Ａに水が流れ込むと、流れ込んだ水は伝熱管５Ａを通って出湯管７に流れ出る。

【0025】

入水管６は、給湯器１の外部に設けられた水道管から水を導入する入水口と熱交換器５の伝熱管５Ａとの間に設けられ、入水口から導入された水を伝熱管５Ａに供給する配管である。入水管６の下流側の端部は、伝熱管５Ａの上流側の端部に接続される。

【0026】

出湯管７は、伝熱管５Ａの下流側端部に接続され、伝熱管５Ａから供給される湯を流すように配策される配管である。出湯管７の一端は伝熱管５Ａに接続され、他端は給湯栓２０に接続される。出湯管７は、例えば、給湯栓２０が開放している状態（湯を排出し得る開放状態）のときに伝熱管５Ａから給湯栓２０に湯を流す。

【0027】

バイパス管１６は、入水管６と出湯管７との間に設けられる配管であり、熱交換器５をバイパスするように水を流し得る配管である。バイパス管１６は、入水管６から分岐する水のバイパス経路を構成するように一端が入水管６に接続され、他端が出湯管７に接続される。バイパス管１６は、例えば、給湯栓２０が開放している状態でバイパス弁１９が開放しているときに入水管６から導入される水を出湯管７に向かって流すように構成される。

【0028】

入水管６におけるバイパス管１６との接続位置よりも上流側には、器具全体に流れる水量を検出する水量センサ１７と通水量調節装置１８とが設けられる。図１の例では、水量センサ１７は、入水管６において水入口と上記接続位置との間の部位に設けられ、この部位を流れる水の水量（即ち、外部から入水管６に導入される水の水量）を検出する。コントローラ１２は水量センサ１７から与えられる情報に基づいて水量センサ１７が設けられた位置の水量（即ち、外部から入水管６に導入される水量）を把握する。通水量調節装置１８は、入水管６において水入口と上記接続位置との間の部位に設けられ、この部位を流れる水の水量を調整する。具体的には、通水量調節装置１８は、入水管６に介在する弁体を有し、当該弁体の開度が調節可能とされている。コントローラ１２は、通水量調節装置１８の位置の水量を調節するように通水量調節装置１８を制御し、具体的には、通水量調節装置１８の弁体の開度を調節するように制御することで、入水管６を流れる水の量を調整する。

【0029】

バイパス弁１９は、入水管６からバイパス管１６を介して出湯管７に流れる水の量（通水量）を調整する弁であり、例えば、弁体と駆動装置とを有してなる。図１の例では、バイパス弁１９は、バイパス管１６における入水管６との接続位置付近に設けられ、バイパス管１６を流れる水の量を調節するバイパス水量調節装置として動作する。コントローラ１２は、制御装置の一例に相当し、バイパス弁１９の位置の水量を調節するようにバイパス弁１９を制御し、具体的には、バイパス弁１９の弁体の開度を調節するように制御することで、入水管６からバイパス管１６へ流れ込む水の量を調整する。

【0030】

出湯管７においてバイパス管１６と接続部分より下流側（給湯栓２０側）には、第１サーミスタ２１が設けられる。第１サーミスタ２１は、出湯管７において第１サーミスタ２１が設けられた位置（バイパス管１６との接続部分と、給湯栓２０との間の位置）の湯水の温度を検出する。第１サーミスタ２１が検出する温度は、給湯栓２０から放出される直前の湯水の温度である。第１サーミスタ２１が検出する温度が出湯温度の一例に相当する。

【0031】

出湯管７においてバイパス管１６と接続部分より上流側（熱交換器５側）には、第２サーミスタ２２が設けられる。第２サーミスタ２２は、出湯管７において第２サーミスタ２２が設けられた位置（伝熱管５Ａと、バイパス管１６との接続部分との間の位置）の湯水の温度を検出する。第２サーミスタ２２が検出する温度は、出湯管７において伝熱管５Ａから流れ出た直後の湯水の温度である。

【0032】

入水管６において、バイパス管１６と接続部分より上流側には、第３サーミスタ２３が設けられる。第３サーミスタ２３は、入水管６において第３サーミスタ２３が設けられた位置（水入口と、バイパス管１６との接続部分との間の位置）の水の温度を検出する。第３サーミスタ２３が検出する温度は、入水管６内において水入口から導入された直後の水の温度である。第３サーミスタ２３が検出する温度が入水温度の一例に相当する。第１サーミスタ２１、第２サーミスタ２２、第３サーミスタ２３が検出した各温度は、コントローラ１２に与えられる。

【0033】

コントローラ１２は、各種制御を行い得る制御装置であり、例えば、情報処理機能や各種演算機能などを有するマイクロコンピュータなどの情報処理装置、各種情報を記憶し得る半導体メモリなどの記憶装置、各機器と通信を行うための通信装置、その他のインタフェースなどを備える。コントローラ１２は、例えば、リモートコントローラ２４と通信可能とされている。リモートコントローラ２４は、ユーザが外部から操作を行い得る装置であり、例えば、設定温度等を設定操作可能な操作装置である。リモートコントローラ２４は、コントローラ１２に対して各種情報を与え、コントローラ１２から各種情報を取得し得る。

【0034】

次に、通水制御について説明する。
コントローラ１２は、図２に示されるような流れで出湯制御を行い得る。
コントローラ１２は、開始条件が成立した場合に、図２の制御を開始する。上記開始条件は、例えばコントローラ１２に対して図示されていない電源装置から電力の供給が開始されたことや、図２の制御の終了後、電源投入状態が維持されていることなどである。その他の開始条件であってもよい。

【0035】

コントローラ１２は、図２の出湯制御を開始した場合、まず、ステップＳ１において通水が検知されたか否かを判定する。例えば、コントローラ１２は、ステップＳ１において水量センサ１７が検知する水量が閾値を超えたと判定した場合に、肯定の判定（Ｙｅｓの判定）を行い、処理をステップＳ２に進める。一方、ステップＳ１において水量センサ１７が検知する水量が閾値を超えていないと判定した場合に、否定の判定（Ｎｏの判定）を行い、図２の出湯制御を終了する。コントローラ１２は、ステップＳ１で否定の判定（Ｎｏの判定）を行って図２の出湯制御を終了した場合には、所定の短時間後に再び図２の出湯制御を開始してステップＳ１の判定を行う。

【0036】

コントローラ１２は、処理をステップＳ２に進めた場合、点火制御を行う。コントローラ１２は、ステップＳ２で点火制御を行う場合、給気ファン３を回転させてプリパージを行い、元電磁弁９、切替電磁弁１１及びガス比例弁１０をそれぞれ開いてガスバーナ４Ａにガスを供給すると共に、イグナイタ１３を作動させてガスバーナ４Ａを点火させる。ガスバーナ４Ａの点火はフレームロッド１５で確認される。コントローラ１２は、ステップＳ２で点火制御を行う場合、例えば、複数のバーナユニット４のいずれかに対してのみ点火を行い、ステップＳ２では、点火するバーナユニット４にガスを供給する分岐管８Ｂに設けられた切替電磁弁１１を開く。

【0037】

コントローラ１２は、ステップＳ２の点火制御によって点火がなされた後、処理をステップＳ３に進め、バイパス管１６を流れる水の量を抑えるバイパス抑制制御を行う。バイパス抑制制御は、後述するバイパス増大制御のときよりもバイパス率を抑制する制御である。バイパス率は、入水管６においてバイパス管１６よりも熱交換器５側へ供給される水の量である「供給水量」と、バイパス管１６を流れる水の量である「通水量」と、の和を総水量Ｗｔとした場合の、上記総水量Ｗｔに対する上記通水量の比率である。以下の説明では、供給水量がＷ１とされ、通水量がＷ２とされ、水入口から入り込む水の水量である入水量が総水量Ｗｔである。供給水量Ｗ１は、入水管６においてバイパス管１６が接続される位置（具体的には、バイパス管１６における入水管６側の端部位置）よりも熱交換器５側へ供給される水の水量である。通水量Ｗ２は、バイパス管１６において、バイパス弁１９から出湯管７へと流れる水の水量である。通水量Ｗ２は、Ｗ２＝Ｗｔ－Ｗ１の式で特定される。Ｗｔは、供給水量Ｗ１と通水量Ｗ２の和であり、Ｗｔ＝Ｗ１＋Ｗ２である。バイパス率Ｂは、Ｂ＝Ｗ２／Ｗｔの式で特定される。

【0038】

コントローラ１２は、ステップＳ３においてバイパス抑制制御を行う場合、例えば、バイパス弁１９によって経路を遮断することで、バイパス管１６の通水量を０とし、バイパス率を０とする。この例では、バイパス抑制制御中は、供給水量Ｗ１と総水量Ｗｔ（入水量）とが同一となり、外部から入水管６に流れ込んだ水の全部が伝熱管５Ａへと流れる。コントローラ１２は、ステップＳ３にてバイパス抑制制御を開始した後、ステップＳ４において点火後の経過時間が閾値Ｔ１に達したか否かを判定し、点火後の経過時間が閾値Ｔ１に達していないと判定した場合には、処理をステップＳ３に戻してバイパス抑制制御を継続する。一方、コントローラ１２は、ステップＳ４において点火後の経過時間が閾値Ｔ１に達したと判定した場合には、処理をステップＳ５に進め、バイパス増大制御を行う。つまり、コントローラ１２は、少なくとも点火時点から時間Ｔ１までの間にわたってバイパス抑制制御を継続し、点火時点から時間Ｔ１が経過した場合には、バイパス抑制制御を終了してバイパス増大制御を開始する。

【0039】

上述のように、コントローラ１２は、ステップＳ２においてガスバーナ４Ａの燃焼が開始してから初期期間の開始時点（点火時点から時間Ｔ１が経過した時点）までの少なくとも一部期間（望ましくは全部期間）において、バイパス率Ｂを上記初期期間のバイパス率Ｂよりも低くするようにバイパス弁１９を制御する。ステップＳ２でのガスバーナ４Ａの点火から時間Ｔ１が経過するまでの期間（バイパス抑制制御が行われる期間）は、「プレ制御期間」とも称される。上記初期期間は、上記プレ制御期間の後の期間であり、後述のバイパス増大制御が行われる期間である。

【0040】

なお、ステップＳ２にて点火制御が行われる前もバイパス抑制制御がなされていてもよく、例えば、ステップＳ２にて点火制御が行われる前から（例えば、ステップＳ１にて通水が検知される前から）バイパス管１６のバイパス率を０としておき、ステップＳ２にて点火制御が行われた前後でバイパス率を０で維持し続け、更に、ステップＳ４でＹｅｓと判定されるまで、バイパス率を０で維持し続けてもよい。

【0041】

コントローラ１２は、ステップＳ５においてバイパス増大制御を行う場合、例えば、バイパス弁１９によって経路を開放し、バイパス率Ｂを予め定められた固定比率とするようにバイパス弁１９の開度を調節する。バイパス増大制御は、後述する通常制御の一部期間又は全部期間よりもバイパス率を増大させる制御である。コントローラ１２は、ステップＳ５にてバイパス増大制御を開始した後、ステップＳ６において点火後の経過時間が閾値Ｔ２に達したか否かを判定し、点火後の経過時間が閾値Ｔ２に達していないと判定した場合には、処理をステップＳ５に戻してバイパス増大制御を継続する。一方、コントローラ１２は、ステップＳ６において点火後の経過時間が閾値Ｔ２に達したと判定した場合には、処理をステップＳ７に進め、通常制御を行う。なお、この例では、Ｔ１＜Ｔ２である。つまり、コントローラ１２は、点火時点から時間Ｔ１が経過した時点から時間Ｔ２が経過するまでの間にわたってバイパス増大制御を継続し、点火時点から時間Ｔ２が経過した場合には、バイパス増大制御を終了して通常制御を開始する。固定比率の値は特に限定されず、例えば、０．３であってもよく、この値よりも若干大きかったり、小さかったりしてもよい。

【0042】

このように、コントローラ１２は、ガスバーナ４Ａの燃焼が開始した後の上記初期期間のバイパス率Ｂを、上記初期期間が経過した後の通常期間のバイパス率Ｂよりも高くするようにバイパス弁１９を制御する。上記初期期間は、上述のバイパス増大制御が行われる期間であり、具体的には、点火から時間Ｔ１が経過した時点から時間Ｔ２が経過するまでの期間である。つまり、上記初期期間の終了時点は、ステップＳ２でのガスバーナ４Ａの点火から、予め定められた一定時間Ｔ２が経過した時点である。上記通常期間は、後述の通常制御が行われる期間であり、点火から時間Ｔ２が経過した時点からステップＳ８において通水が非検知となるまでの期間である。

【0043】

なお、本実施形態では、複数のバーナユニット４の各々に、１以上のガスバーナが設けられ、複数のバーナユニット４はガスバーナ４Ａの個数が互いに異なっている。コントローラ１２は、ステップＳ３においてバイパス抑制制御を行い、ステップＳ５においてバイパス増大制御を行う場合、複数のバーナユニット４のうちの、ガスバーナ４Ａの個数が最も多いバーナユニット４のみを燃焼させるように、燃焼させるバーナユニット４を選択する制御を行い、それ以外のバーナユニット４を燃焼させないようにバイパス抑制制御及びバイパス増大制御を行うことが望ましい。このように、上記プレ制御期間及び上記初期期間において、複数のバーナユニット４のうちのガスバーナ４Ａの個数が最も多いバーナユニット４を燃焼させることにより、熱交換器５全体をより早期に温めることができる。

【0044】

コントローラ１２は、ステップＳ７において通常制御を行う場合、第３サーミスタ２３が検出する温度である入水温度Ｔ３と、水量センサ１７が検出する水量である入水量（総水量Ｗｔ）と、に基づいて、以下の数１の式により、バイパス率Ｂを設定する。数１において、Ｂはバイパス率であり、Ｑ（Ｋｃａｌ／ｈ）は、バーナユニット４による加熱量であり、Ｔ３（℃）は、入水温度であり、Ｔｔ（℃）は、目標温度であり、Ｗｔ（Ｌ／ｈ）は、総水量（入水量）であり、ηは、熱効率である。総水量Ｗｔは、具体的には水量センサ１７によって検知される値であり、入水温度Ｔ３は、サーミスタ２３によって検知される値である。目標温度Ｔｔは、リモートコントローラ２４が操作されることによって設定された温度であってもよく、予め定められた固定温度であってもよく、制御において設定された温度であってもよい。いずれにしても、目標温度Ｔｔは、通常制御が行われるときに出湯管７を流れる水の目標温度として定められる値である。熱効率ηは、効率が１００％である場合を１とし、効率が０％である場合を０とする指標である。熱効率ηは、予め定められた固定値が設けられていてもよく、複数のバーナユニット４のうちの燃焼するユニットの組み合わせごとに熱効率が用意され、通常制御での燃焼の組み合わせに対応する熱効率を用いるように演算を行ってもよい。加熱量Ｑは、複数のバーナユニット４の各々に対する各ガス供給量と複数のバーナユニット４における燃焼中のユニットとに基づき、どの程度の加熱量で加熱されているかを公知の方法で算出して用いてもよい。複数のバーナユニット４の各々に対する各ガス供給量は、元電磁弁９、ガス比例弁１０、切替電磁弁１１，１１・・の開度によって求められる。

【0045】

Ｂ＝１－（Ｑ×η／（Ｗｔ×（Ｔｔ－Ｔ３）））・・・（数１）

【0046】

このように、コントローラ１２は、上述の初期期間が経過した後、入水管６を流れる水の温度（入水温度Ｔ３）と外部から入水管６に流れ込む水量である総水量Ｗｔ（入水量）と目標温度Ｔｔとに基づいてバイパス率Ｂを決定し、決定したバイパス率Ｂとなるようにバイパス弁１９を制御する。コントローラ１２は、初期期間が経過した後に、「演算によってバイパス率Ｂを算出してそのバイパス率Ｂに制御する動作」を、ステップＳ８にて通水状態が非検知となるまで（具体的には、例えば、水量センサ１７が検知する水量が閾値以下となるまで）所定の短時間毎に行う。

【0047】

３．効果の例
給湯器１は、ガスバーナ４Ａの燃焼が開始した後の相対的に早い時期（所定の初期期間）のバイパス率を、上記初期期間が経過した後のバイパス率よりも高くするようにバイパス弁１９を制御する。よって、この給湯器１では、上記初期期間において熱交換器５に供給される水の量が相対的に抑えられ、熱交換器５の加熱が促進される。よって、この給湯器１は、「熱交換器５を通る湯水の温度を効率的に上昇させにくい期間」をより短くすることができ、バイパス管１６を備えた給湯器１において熱交換器５を通る湯水の温度を効率的に上昇させ得る。

【0048】

給湯器１は、図２のステップＳ３の制御を行うことにより、ガスバーナ４Ａの燃焼が開始してから上記初期期間（バイパス率を相対的に高める期間）の前にバイパス率を相対的に低くし、熱交換器５を通る湯水の量を多くすることができる。従って、給湯器１では、燃焼開始直後において熱交換器５の伝熱管５Ａ内に異物が存在していても、相対的に多く供給される湯水によって異物が流れやすい。ゆえに、この給湯器１では、熱交換器５に異物の詰まりが生じていない状態で熱交換器５への供給水量を抑える制御（バイパス率を相対的に高める制御）が行われやすい。

【0049】

給湯器１は、熱交換器５への供給水量を抑える制御（バイパス率を相対的に高める制御）の終了タイミングを、複雑な演算を行うことなく時間によって簡易に設定することができ、日々の使用で繰り返される各給湯動作において上記終了タイミングがばらつきにくい。

【0050】

給湯器１は、上記初期期間にはバイパス率Ｂを固定比率で維持することで熱交換器５の加熱を安定的に且つ簡易に促進することができ、初期期間経過後には入水管６を流れる水の温度（入水温度Ｔ３）と外部から入水管６に流れ込む総水量Ｗｔと目標温度Ｔｔとを反映してバイパス率Ｂを設定し、状況に合わせた出湯温度制御が可能である。

【0051】

給湯器１は、上記初期期間において熱交換器５全体をより早期に温めることができ、「熱交換器５を通る湯水の温度を効率的に上昇させにくい期間」をより一層短くすることができる。

【0052】

＜他の実施形態＞
本発明は、上記記述及び図面によって説明された実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。さらに、上述された実施形態は、次のように変更されてもよい。

【0053】

上述された実施形態はあくまで一例であり、適宜設計変更可能である。例えば、給湯器１は、出湯管から分岐する経路を介して浴槽に湯を供給し得るように構成されていてもよい。

【0054】

上述された実施形態では、バイパス率を０とするようにバイパス抑制制御を行ったが、バイパス抑制制御は、バイパス増大制御のときよりもバイパス率が小さければよく、例えば、０よりも少し大きい値であってもよい。

【0055】

上述された実施形態では、バイパス増大制御においてバイパス率を固定比率としたが、バイパス率を若干変化させてもよい。例えば、バイパス増大制御では、高いバイパス率の範囲でバイパス率を少しずつ増大させたり、少しずつ減少させてもよい。或いは、点火時点からの経過時間が時間Ｔ１から時間Ｔａまでは第１のバイパス率とし、時間Ｔａから時間Ｔ２までは第２のバイパス率としてもよい。この場合、Ｔ１＜Ｔａ＜Ｔ２である。勿論、これ以外の変更方法であってもよい。

【0056】

上述された実施形態の通常制御はあくまで一例であり、例えば、総水量Ｗｔ、目標温度Ｔｔ、入水温度Ｔ３に基づいてバイパス率を設定する他の演算式を用いてバイパス率を算出してもよい。通常制御としては、例えば、特開２０１３－２４５８９５号公報に開示された方法でバイパス率を決定するように通常制御を行ってもよい。或いは、通常制御時に、特開２０１６－１７３２１２号公報、特開２０１８－２００１２３号公報、特開２０１８－２００１２３号公報に開示されるような燃焼段切替制御を行ってもよい。いずれにしても、通常制御時の一部期間のバイパス率よりもバイパス増大制御時のバイパス率のほうが大きくなっていればよく、望ましくは、通常制御時の全期間のバイパス率よりもバイパス増大制御時のバイパス率のほうが大きくなっているとよい。

【0057】

なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示された範囲内又は特許請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0058】

１ ：給湯器
４Ａ ：ガスバーナ
５ ：熱交換器
５Ａ ：伝熱管
６ ：入水管
７ ：出湯管
１２ ：コントローラ（制御装置）
１６ ：バイパス管
１９ ：バイパス弁

【図1】

【図2】