JP2001311551A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑制し
て、給湯目標温度の湯水を安定して給湯することが可能
となる給湯装置を提供する点にある。 【解決手段】 制御手段Ｈが、バーナ３の目標燃料供給
量が、増大側切換抑制範囲内であると、その段を維持す
る最大目標燃料供給量を維持し、切換抑制用増大側燃料
供給量よりも大きくなると、燃焼バーナ部数増加側の次
の段に切り換え、かつ、バーナ３の目標燃料供給量が、
減少側切換抑制範囲内であると、その段を維持する最小
目標燃料供給量を維持し、切換抑制用減少側燃料供給量
よりも小さくなると、燃焼バーナ部数減少側の次の段に
切り換える燃焼バーナ部数切換処理を実行するととも
に、給湯温検出手段２５の検出情報に基づいて、下流側
流路部分６ａを通して給湯される湯水の温度が給湯目標
温度になるように混合比調整手段２６を制御する混合比
調整処理を実行するように構成されている給湯装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給水路を通して供
給される水を複数のバーナ部を備えたバーナの燃焼によ
り加熱して給湯路より給湯する水加熱用の熱交換器と、
前記複数のバーナ部において燃料供給状態にする燃焼バ
ーナ部の数を複数段に切り換え、かつ、その燃焼バーナ
部への燃料供給量を調節する燃料供給状態調節手段と、
前記バーナにて加熱された湯水を給湯目標温度にするの
に必要とする前記バーナの目標燃料供給量を求めて、前
記燃料供給状態調節手段を制御して、前記バーナの燃焼
を制御する制御手段とが設けられ、前記制御手段が、前
記燃料供給状態調節手段の制御において、前記目標燃料
供給量が大きいほど前記燃焼バーナ部数を多くするよう
に、かつ、前記燃焼バーナ部数の切り換えにおいて、そ
の段を維持する最大目標燃料供給量を、その段よりも燃
焼バーナ部数増加側の次の段において、その段を維持す
る最小目標燃料供給量よりも大きく設定することによ
り、前記最大目標燃料供給量と前記最小目標燃料供給量
との間に燃料供給量のオーバーラップ部を設けて、前記
燃焼バーナ部数を切り換えるように構成されている給湯
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような給湯装置は、バーナにて加
熱される前の水の温度および水量と給湯目標温度とに基
づいて、バーナにて加熱された湯水を給湯目標温度にす
るのに必要とするバーナの目標燃料供給量を求めて、燃
料供給状態調節手段を制御する、いわゆるフィードフォ
ワード制御や、バーナにて加熱された湯水の温度と給湯
目標温度との偏差に基づいて、バーナにて加熱された湯
水を給湯目標温度にするのに必要とするバーナの目標燃
料供給量を求めて、燃料供給状態調節手段を制御する、
いわゆるフィードバック制御を実行することによって、
バーナの燃焼を制御するものであり、バーナの各バーナ
部において適正に燃焼させることが可能な燃料供給量の
最大量と最小量とが存在するので、目標燃料供給量が大
きいほど燃焼バーナ部数を多くするように燃焼バーナ部
の数を複数段に切り換えることによって、ガスバーナの
ターンダウン比を増加させるものである。

【０００３】そして、燃焼バーナ部数の切り換えにおい
て、図３の（ａ）に示すように、上述のようなオーバー
ラップ部を設けることにより、目標燃料供給量が小範囲
において繰り返し増減変更することがあっても、燃焼バ
ーナ部数の頻繁な切り換えを抑制して、燃焼バーナ部数
の切換えに伴って生じる不安定な燃焼を極力回避し、か
つ、前記燃料供給状態調節手段の構成要素となる切換弁
などの早期劣化を回避したものである。

【０００４】前記燃焼バーナ部数の切り換えについて、
図３の（ａ）を用いて説明を加えると、例えば、燃焼バ
ーナ部数が２段目の中インプットラインＢにて燃料供給
状態調節手段を制御しているときに、求められた目標燃
料供給量が中インプットラインＢ上を維持する最大目標
燃料供給量Ｂｍａｘよりも大きくなると、図中の矢印に
示すように、燃焼バーナ部数が３段目の大インプットラ
インＣ上にて燃料供給状態調節手段を制御するように燃
焼バーナ部数を切り換え、かつ、求められた目標燃料供
給量が中インプットラインＢ上を維持する最小目標燃料
供給量Ｂｍｉｎよりも小さくなると、図中の矢印に示す
ように、燃焼バーナ部数が１段目の小インプットライン
Ａ上にて燃料供給状態調節手段を制御するように燃料バ
ーナ部数を切り換えるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の給湯装置では、上述の如く、求められる目標燃料供
給量がその段を維持する最大目標燃料供給量よりも少し
でも大きくなると、燃焼バーナ部数を切り換えるように
しているために、例えば、求められた目標燃料供給量が
その段を維持する最大目標燃料供給量または最小燃料供
給量の付近にて制御しているときに、水圧の変動などに
よって熱交換器への通水量が少量変動するだけで、燃焼
バーナ部数の切り換えが行われることとなり、水圧の変
動などによって燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えが行わ
れる虞があった。

【０００６】すなわち、図３の（ａ）を用いて具体的に
説明すると、例えば、燃焼バーナ部数が２段目の中イン
プットラインＢを維持する最大目標燃料供給量Ｂｍａｘ
付近のＢ１点にて燃料供給状態調節手段を制御している
ときに、水圧の変動により熱交換器への通水量が増加す
るに伴って求められる目標燃料供給量が増加するので、
その目標燃料供給量が最大目標燃料供給量Ｂｍａｘより
も大きくなると、燃焼バーナ部数が３段目の大インプッ
トラインＣ上のＣ１点にて燃料供給状態調節手段を制御
するように燃焼バーナ部数を切り換えることとなる。さ
らに、上述の如く、燃焼バーナ部数が中インプットライ
ンＢから大インプットラインＣに切り換えられて、大イ
ンプットラインＣ上のＣ１点にて燃料供給状態調節手段
を制御しているときに、水圧の変動により熱交換器への
通水量が減少するに伴って求められる目標燃料供給量が
減少するので、その目標燃料供給量が大インプットライ
ンＣ上を維持する最小目標燃料供給量Ｃｍｉｎよりも小
さくなると、燃焼バーナ部数が中インプットラインＢの
Ｂ２点にて燃料供給状態調節手段を制御するように燃焼
バーナ部数を再度切り換えることとなる。

【０００７】このようにして、従来の給湯装置では、水
圧の変動などによって熱交換器への通水量が少量変動す
るだけで燃焼バーナ部数の切り換えが行われるので、燃
焼バーナ部数の頻繁な切り換えが行われ、その燃焼バー
ナ部数の切り換えのたびに給湯される湯水の温度が変動
することとなって、給湯目標温度の湯水を安定して給湯
することができない虞があった。

【０００８】ちなみに、上述の燃焼バーナ部数の頻繁な
切り換えが行われるという不都合を解消するために、図
３の（ａ）において、例えば、中インプットラインＢ上
を維持する最大目標燃料供給量Ｂｍａｘと大インプット
ラインＣ上を維持する最小目標燃料供給量Ｃｍｉｎとの
間の燃料供給量のオーバーラップ部を大きくすることが
考えられるが、バーナの性能上、各インプットライン上
における最小目標燃料供給量および最大目標燃料供給量
の設定に限界があり、十分に大きなオーバーラップ部を
設けることができないものとなっている。

【０００９】本発明は、かかる点に着目してなされたも
のであり、その目的は、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換
えを抑制して、給湯目標温度の湯水を安定して給湯する
ことが可能となる給湯装置を提供する点にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明によれば、給水路を通して供
給される水を複数のバーナ部を備えたバーナの燃焼によ
り加熱して給湯路より給湯する水加熱用の熱交換器と、
前記複数のバーナ部において燃料供給状態にする燃焼バ
ーナ部の数を複数段に切り換え、かつ、その燃焼バーナ
部への燃料供給量を調節する燃料供給状態調節手段と、
前記バーナにて加熱された湯水を給湯目標温度にするの
に必要とする前記バーナの目標燃料供給量を求めて、前
記燃料供給状態調節手段を制御して、前記バーナの燃焼
を制御する制御手段とが設けられ、前記制御手段が、前
記燃料供給状態調節手段の制御において、前記目標燃料
供給量が大きいほど前記燃焼バーナ部数を多くするよう
に、かつ、前記燃焼バーナ部数の切り換えにおいて、そ
の段を維持する最大目標燃料供給量を、その段よりも燃
焼バーナ部数増加側の次の段において、その段を維持す
る最小目標燃料供給量よりも大きく設定することによ
り、前記最大目標燃料供給量と前記最小目標燃料供給量
との間に燃料供給量のオーバーラップ部を設けて、前記
燃焼バーナ部数を切り換えるように構成されている給湯
装置において、前記給水路を通して供給される水を前記
熱交換器を迂回して前記給湯路に供給するバイパス路
と、前記給湯路にて混合される前記熱交換器にて加熱さ
れて供給される湯水と前記バイパス路を通して供給され
る水との混合比を調整する混合比調整手段と、前記給湯
路における前記バイパス路の接続箇所よりも下流側流路
部分を通して給湯される湯水の温度を検出する給湯温検
出手段とが設けられ、前記制御手段が、前記燃焼バーナ
部数の増大側への切り換えにおいて、前記バーナの目標
燃料供給量が、その段を維持する最大目標燃料供給量よ
りも大きくかつその最大目標燃料供給量よりも切換抑制
用設定量大きい切換抑制用増大側燃料供給量までの増大
側切換抑制範囲内であると、その段を維持する最大目標
燃料供給量を維持するように前記燃料供給状態調節手段
を制御し、かつ、前記バーナの目標燃料供給量が、前記
切換抑制用増大側燃料供給量よりも大きくなると、前記
燃焼バーナ部数増加側の次の段に切り換えるように前記
燃料供給状態調節手段を制御し、かつ、前記燃焼バーナ
部数の減少側への切り換えにおいて、前記バーナの目標
燃料供給量が、その段を維持する最小目標燃料供給量よ
りも小さくかつその最小燃料供給量よりも切換抑制用設
定量小さい切換抑制用減少側燃料供給量までの減少側切
換抑制範囲内であると、その段を維持する最小目標燃料
供給量を維持するように前記燃料供給状態調節手段を制
御し、かつ、前記バーナの目標燃料供給量が、前記切換
抑制用減少側燃料供給量よりも小さくなると、前記燃焼
バーナ部数減少側の次の段に切り換えるように前記燃料
供給状態調節手段を制御する燃焼バーナ部数切換処理を
実行するとともに、前記給湯温検出手段の検出情報に基
づいて、前記下流側流路部分を通して給湯される湯水の
温度が給湯目標温度になるように前記混合比調整手段を
制御する混合比調整処理を実行するように構成されてい
る。

【００１１】すなわち、燃焼バーナ部数の増加側への切
り換えにおいて、バーナの目標燃料供給量が、その段を
維持する最大目標燃料供給量よりも大きくなっても、切
換抑制用増大側燃料供給量以下の増大側切換抑制範囲内
であると、燃焼バーナ部数の切り換えは行わず、その段
を維持する最大目標燃料供給量に維持し、かつ、バーナ
の目標燃料供給量が、切換抑制用増大側燃料供給量より
も大きくなると、燃焼バーナ部数増加側の次の段に切り
換えるようにすることができ、また、燃焼バーナ部数の
減少側への切り換えにおいても、上述の増加側への切り
換えと同様に、バーナの目標燃料供給量が、その段を維
持する最小目標燃料供給量よりも小さくなっても、切換
抑制用減少側燃料供給量以上の減少側切換抑制範囲内で
あると、燃焼バーナ部数の切り換えは行わず、その段を
維持する最小目標燃料供給量に維持し、かつ、バーナの
目標燃料供給量が、切換抑制用減少側燃料供給量よりも
小さくなると、燃焼バーナ部数減少側の次の段に切り換
えるようにすることができることとなる。

【００１２】したがって、バーナの目標燃料供給量が、
その段を維持する最大目標燃料供給量よりも少し大きく
なったり、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも
少し小さくなっても、燃焼バーナ部数の切り換えを行わ
ず、その段を維持する最大目標燃料供給量や最小目標燃
料供給量に維持することができることとなって、水圧の
変動などによりバーナの目標燃料供給量が多少変動して
も、燃焼バーナ部数の切り換えを抑制して、燃焼バーナ
部数の頻繁な切り換えを抑制して、給湯目標温度の湯水
を安定して給湯することが可能となる。

【００１３】さらに、上述の如く、バーナの目標燃料供
給量が増大側切換抑制範囲内であるときに、燃焼バーナ
部数の切り換えは行わず、その段を維持する最大目標燃
料供給量に維持したり、また、バーナの目標燃料供給量
が減少側切換抑制範囲内であると、燃焼バーナ部数の切
り換えは行わず、その段を維持する最小目標燃料供給量
に維持しているときには、変動した目標燃料供給量にて
燃料供給状態調節手段を制御していないために、給湯路
を通して給湯される湯水の温度が給湯目標温度から外れ
る虞があるが、混合比調整処理を実行することによっ
て、給湯目標温度の湯水が給湯されるように混合比調整
手段を制御することができることとなって、給湯路を通
して給湯目標温度の湯水を給湯することが可能となる。

【００１４】以上のことをまとめると、請求項１に記載
の発明によれば、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑
制して、給湯目標温度の湯水を安定して給湯することが
可能となるとともに、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換え
を抑制することによって、給湯目標温度から外れた湯水
を給湯する虞があるときにも、給湯目標温度の湯水を給
湯することが可能となって、燃焼バーナ部数の頻繁な切
り換えを抑制して、給湯目標温度の湯水を安定して給湯
することが可能となる給湯装置を提供することができる
に到った。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、前記燃焼
バーナ部数切換処理における前記増大側切換抑制範囲お
よび前記減少側切換抑制範囲が、前記給水路を通して供
給される水量の変動により変動する前記目標燃料供給量
の変動幅に基づいて、設定されている。すなわち、水圧
の変動などにより給水路を通して供給される水量が変動
して目標燃料供給量が変動する変動幅を燃焼バーナ部数
切換処理における増大側切換抑制範囲および減少側切換
抑制範囲として設定することが可能となって、請求項１
との協働作用により、水圧の変動などによって目標燃料
供給量が変動しても、その変動幅が増大側切換抑制範囲
内または減少側切換抑制範囲内となり、燃焼バーナ部数
の切り換えが行われないようにすることができ、水圧の
変動などに起因する燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを
的確に抑制することが可能となる。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、前記バー
ナの複数のバーナ部に燃焼用空気を通風する単一のファ
ンが、前記燃焼バーナ部数の切り換えのいずれの段にお
いても、複数のバーナ部の全てに通風するように設けら
れ、前記制御手段が、前記燃焼バーナ部に供給される目
標燃料供給量に対応して設定される目標通風量になるよ
うに、前記ファンの通風量を制御するように構成されて
いる。すなわち、燃焼バーナ部に供給される目標燃料供
給量に対応して設定される目標通風量になるようにファ
ンの通風量を制御することによって、燃焼バーナ部に供
給される目標燃料供給量に見合った量の燃焼用空気を通
風することができることとなって、不完全燃料や炎のリ
フトなどの発生を防止して良好な燃焼が可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の燃焼装置を給湯装置に適
応した例を図面に基づいて説明する。この給湯装置は、
図１に示すように、供給される水を加熱して図外の給湯
栓に給湯する給湯部Ｋ、この給湯部Ｋの動作を制御する
制御手段としての制御部Ｈ、この制御部Ｈに動作情報を
指令するリモコン操作部Ｒなどを備えて構成されてい
る。

【００１８】前記給湯部Ｋは、燃焼室１内に、水加熱用
の熱交換器２、この熱交換器２を加熱するガス燃焼式の
ガスバ−ナ３、このガスバ−ナ３に下方から燃焼用空気
を通風するとともに、その通風量を変更調整自在なファ
ン４などが備えられ、熱交換器２には、例えば家庭用の
水道などから水が供給される給水路５、加熱後の湯を給
湯する給湯路６がそれぞれ接続されている。そして、給
水路５には、熱交換器２への通水量を検出する通水量セ
ンサ７、入水温度を検出する入水温サ−ミスタ８がそれ
ぞれ備えられ、給湯路６には、ガスバーナ３にて加熱さ
れた湯水の温度を検出する加熱温サーミスタ９が備えら
れている。

【００１９】また、給水路１を通して供給される水を熱
交換器２を迂回して給湯路６に供給するバイパス路２３
が設けられ、給湯路６におけるバイパス路２３の接続箇
所よりも下流側流路部分６ａに、給湯量を調整する水比
例バルブ２４、下流側流路部分６ａを通して給湯される
湯水の温度を検出する給湯温検出手段としての給湯温サ
ーミスタ２５が設けられている。そして、バイパス路２
３には、バイパス路２３を通流する水量を調整自在なバ
イパスバルブ２６が設けられ、このバイパスバルブ２６
が、給湯路６にて混合される熱交換器２にて加熱されて
供給される湯水とバイパス路２３を通して供給される水
との混合比を調整する混合比調整手段として構成されて
いる。

【００２０】前記ガスバーナ３は、後述するように、複
数本のバ−ナ部を備え、燃焼バ−ナ部の本数を複数段に
切り換えられるように構成され、燃料供給路１０が３つ
の分岐路１０ａ，１０ｂ，１０ｃに分岐され、それぞれ
の分岐路１０ａ，１０ｂ，１０ｃに燃料ガスの供給を断
続する電磁操作式の切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃが設
けられ、これら切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃの切り換
えによって燃焼バ−ナ部の本数が３段に切り換え可能に
構成されている。そして、この分岐箇所よりも上流側の
燃料供給路１０には、ガスバ−ナ３への燃料供給量を変
更調節自在な電磁操作式のガス量調節弁１２、燃料供給
を断続する電磁操作式の断続弁１３などが備えられ、切
換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃとガス量調節弁１２とが、
燃料供給状態調節手段Ｎとして構成されている。また、
ガスバ−ナ３の近くには、ガスバ−ナ３に対する点火動
作を実行するイグナイタ１４と、ガスバ−ナ３に着火さ
れたか否かを検出するフレ−ムロッド１５とが備えられ
ている。

【００２１】前記ガスバーナ３は、図２に示すように、
空気混合率の小なる濃混合気を燃焼させる複数本の濃バ
ーナ３ａと空気混合率の大なる淡混合気を燃焼させる複
数本の淡バーナ３ｂとからなる濃淡燃焼バーナで、例え
ば、１５本の濃バーナ３ａと１４本の淡バーナ３ｂと
が、濃バーナ３ａを両端に位置させた状態で交互に並設
されている。つまり、１５本の濃バーナ３ａと１４本の
淡バーナ３ｂとが、それぞれバーナ部を構成し、このよ
うな複数本のバーナ部３ａ，３ｂによってバーナ３が構
成されている。前記濃バーナ３ａに燃料ガスを供給する
濃用ガス供給口１６ａと、淡バーナ３ｂに燃料ガスを供
給する淡用ガス供給口１６ｂとが上下２段に配設され、
かつ、これらガス供給口１６ａ，１６ｂに燃料ガスを吹
き込む図外のノズルを備えたガスヘッダ１７が設けられ
ていて、このガスヘッダ１７が隔壁によって３つのブロ
ック、つまり、第一ブロック１７ａ、第二ブロック１７
ｂ、第三ブロック１７ｃに分割されている。

【００２２】この３つに分割された各ブロック１７ａ，
１７ｂ，１７ｃに対し、上述した３つの分岐路１０ａ，
１０ｂ，１０ｃが各別に接続され、それぞれの分岐路１
０ａ，１０ｂ，１０ｃに電磁操作式の切換弁１１ａ，１
１ｂ，１１ｃが設けられている。そして、前記切換弁１
１ａ，１１ｂ，１１ｃの切り換えによって、第一ブロッ
ク１７ａにのみ燃料ガスを供給して、合計７本の濃バー
ナ３ａを燃焼させる状態と、第一ブロック１７ａと第二
ブロック１７ｂとに燃料ガスを供給して、合計１５本の
濃バーナ３ａを燃焼させる状態と、全てのブロック１７
ａ，１７ｂ，１７ｃに燃料ガスを供給して、合計１５本
の濃バーナ３ａと１４本の淡バーナ３ｂとの全てのバー
ナを燃焼させる濃淡燃焼状態との３段に切り換え可能に
構成されている。

【００２３】前記リモコン操作部Ｒは、給湯部Ｋの運転
の開始・停止を指令する運転スイッチ１８、給湯目標温
度を変更設定自在な温度設定スイッチ１９、出湯温度や
目標温度などを表示する表示部２０、運転状態であるこ
とを表示する運転ランプ２１、ガスバーナが燃焼状態で
あることを表示する燃焼ランプ２２などを備えて構成さ
れている。

【００２４】前記制御部Ｈは、マイクロコンピュタ−を
備えて構成され、ガスバーナ３にて加熱された湯水を給
湯目標温度にするのに必要とするガスバーナ３の目標燃
料供給量を求めて、その目標燃料供給量になるように燃
料供給状態調節手段Ｎを制御するとともに、燃焼バーナ
部に供給される目標燃料供給量に対応して設定される目
標通風量になるように、ファン４の通風量を制御する通
常燃焼制御処理を実行するように構成されている。

【００２５】前記通常燃焼制御処理は、給湯部Ｋが運転
状態に設定されている状態で、熱交換器２への通水が開
始されるに伴って点火処理を実行してガスバ−ナ３の燃
焼を開始して、熱交換器２への通水が停止されるに伴っ
て停止処理を実行してガスバ−ナ３の燃焼を停止させる
ように制御するように構成されている。そして、熱交換
器２への通水が検出されているときには、通水量センサ
７、入水温サ−ミスタ８のそれぞれの検出情報、およ
び、温度設定スイッチ１９にて設定されている給湯目標
温度の情報に基づいて、給湯路６を通して給湯される湯
水の温度を給湯目標温度にするために必要なガスバ−ナ
３の目標燃料供給量を演算にて求め、求めた目標燃料供
給量になるように燃焼させるバーナ３ａ，３ｂの本数
と、その燃焼バーナ３ａ，３ｂへ供給する燃料供給量を
制御し、かつ、目標燃料供給量に対応して設定される目
標通風量になるようにファン４の通風量を制御する、い
わゆるフィードフォワード制御をする燃焼制御処理を実
行するとともに、給湯温サーミスタ２５の検出情報に基
づいて、給湯路６を通して給湯される湯水が給湯目標温
度になるようにバイパスバルブ２６の開度を調整するよ
うに構成されている。ちなみに、ガスバーナ３を最大限
に燃焼させても、給湯温サーミスタ２５による検出温度
が給湯目標温度に足りない場合には、水比例バルブ２４
を絞ることによって給湯目標温度になるように制御する
ようにしている。

【００２６】前記燃焼制御処理におけるガスバーナ３と
ファン４との制御について説明を加えると、図３の
（ｂ）に示すように、目標燃料供給量に対して燃焼させ
るバーナ３ａ，３ｂの本数とファン４の目標回転速度と
の関係が予め設定されて記憶されており、その記憶され
た情報に基づいて実行されるようにしている。具体的に
説明すると、演算により求めた目標燃料供給量に基づい
て、その目標燃料供給量が少ない場合には、小インプッ
トラインＡに沿うように、前記分岐路１０ａの切換弁１
１ａのみを開弁してガス量調節弁１２の開度を調節し、
かつ、ファン４の回転速度を制御して、７本の濃バーナ
３ａのみを燃焼させる。そして、目標燃料供給量が多い
場合には、大インプットラインＣに沿うように、３つの
切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃの全てを開弁してガス量
調節弁１２の開度を調節し、かつ、ファン４の回転速度
を制御して、１５本の濃バーナ３ａと１４本の淡バーナ
３ｂとの全てを燃焼させる。また、目標燃料供給量が中
間の場合には、中インプットラインＢに沿うように、２
つの切換弁１１ａ，１１ｂを開弁してガス量調節弁１２
の開度を調節し、ファン４の回転速度も制御して、１５
本の濃バーナ３ａを燃焼させる。

【００２７】そして、前記燃焼制御処理における燃焼バ
ーナ部数の切り換え、すなわち燃焼させるバーナ３ａ，
３ｂの本数の切り換えにおいて、その段を維持する最大
目標燃料供給量を、その段よりも燃焼バーナ部数増加側
の次の段において、その段を維持する最小目標燃料供給
量よりも大きくすることにより、その最大目標燃料供給
量と最小目標燃料供給量との間に燃料供給量のオーバー
ラップ部を設けて、燃焼バーナ部数を切り換えるように
構成されている。図３の（ｂ）を用いて具体的に説明す
ると、中インプットラインＢを維持する最大目標燃料供
給量Ｂｍａｘを、大インプットラインＣを維持する最小
目標燃料供給量Ｃｍｉｎよりも大きくすることにより、
その最大目標燃料供給量Ｂｍａｘと最小目標燃料供給量
Ｃｍｉｎとの間に設定量の燃料供給量のオーバーラップ
部を設けるようにしている。

【００２８】そして、燃焼バーナ部数の増大側への切り
換えにおいて、ガスバーナ３の目標燃料供給量が、増大
側切換抑制範囲Ｘ１内であると、その段を維持する最大
目標燃料供給量を維持するように燃料供給状態調節手段
Ｎを制御し、かつ、ガスバーナ３の目標燃料供給量が、
切換抑制用増大側燃料供給量よりも大きくなると、燃焼
バーナ部数増加側の次の段に切り換えるように燃料供給
状態調節手段Ｎを制御し、燃焼バーナ部数の減少側への
切り換えにおいて、ガスバーナ３の目標燃料供給量が、
減少側切換抑制範囲Ｘ２内であると、その段を維持する
最小目標燃料供給量を維持するように燃料供給状態調節
手段Ｎを制御し、かつ、ガスバーナ３の目標燃料供給量
が、切換抑制用減少側燃料供給量よりも小さくなると、
燃焼バーナ部数減少側の次の段に切り換えるように燃料
供給状態調節手段Ｎを制御する燃焼バーナ部数切換処理
を実行するとともに、給湯温サーミスタ２５の検出情報
に基づいて、給湯路６における下流側流路部分６ａを通
して給湯される湯水の温度が給湯目標温度になるように
バイパスバルブ２６を制御する混合比調整処理を実行す
るように構成されている。

【００２９】前記燃焼バーナ部数切換処理における燃焼
バーナ部数の増大側への切り換えについて、図３の
（ｂ）を用いて中インプットラインＢから大インプット
ラインＣへの切り換えの例を挙げて説明すると、ガスバ
ーナ３の目標燃料供給量が、中インプットラインＢを維
持する最大目標燃料供給量Ｂｍａｘよりも大きくかつそ
の最大目標燃料供給量Ｂｍａｘよりも切換抑制用設定量
大きい切換抑制用増大側燃料供給量Ｂａまでの増大側切
換抑制範囲Ｘ１内であると、中インプットラインＢを維
持する最大目標燃料供給量Ｂｍａｘを維持するように燃
料供給状態調節手段Ｎを制御するとともに、給湯温サー
ミスタ２５の検出情報に基づいて、給湯路６における下
流側流路部分６ａを通して給湯される湯水の温度が給湯
目標温度になるようにバイパスバルブ２６の開度を制御
するようにしている。そして、ガスバーナ３の目標燃料
供給量が、切換抑制用増大側燃料供給量Ｂａよりも大き
くなると、大インプットラインＣに切り換えるようにし
ている。

【００３０】すなわち、中インプットラインＢに沿って
ガスバーナ３とファン４とを制御しているときに、ガス
バーナ３の目標燃料供給量が増大側切換抑制範囲Ｘ１内
になると、中インプットラインＢ上の最大点Ｂ３にてガ
スバーナ３とファン４を制御するとともに、給湯路６に
おける下流側流路部分６ａを通して給湯される湯水の温
度が給湯目標温度になるようにバイパスバルブ２６の開
度を制御し、ガスバーナ３の目標燃料供給量が切換抑制
用増大側燃料供給量Ｂａよりも大きくなると、図中の矢
印に示すように、中インプットラインＢから大インプッ
トラインＣに切り換えて、大インプットラインＣに沿っ
てガスバーナ３とファン４とを制御するようにしてい
る。

【００３１】前記燃焼バーナ部数切換処理における燃焼
バーナ部数の減少側への切り換えについて、図３の
（ｂ）を用いて大インプットラインＣから中インプット
ラインＢへの切り換えの例を挙げて説明すると、ガスバ
ーナ３の目標燃料供給量が、中インプットラインＢを維
持する最小目標燃料供給量Ｃｍｉｎよりも小さくかつそ
の最小目標燃料供給量Ｃｍｉｎよりも切換抑制用設定量
小さい切換抑制用減少側燃料供給量Ｃａまでの減少側切
換抑制範囲Ｘ２内であると、大インプットラインＣを維
持する最小目標燃料供給量Ｃｍｉｎを維持するように燃
料供給状態調節手段Ｎを制御するとともに、給湯温サー
ミスタ２５の検出情報に基づいて、給湯路６における下
流側流路部分６ａを通して給湯される湯水の温度が給湯
目標温度になるようにバイパスバルブ２６の開度を制御
するようにしている。そして、ガスバーナ３の目標燃料
供給量が、切換抑制用減少側燃料供給量Ｃａよりも小さ
くなると、中インプットラインＢに切り換えるようにし
ている。

【００３２】すなわち、大インプットラインＣに沿って
ガスバーナ３とファン４とを制御しているときに、ガス
バーナ３の目標燃料供給量が減少側切換抑制範囲Ｘ２内
になると、大インプットラインＣ上の最小点Ｃ２にてガ
スバーナ３とファン４を制御するとともに、給湯路６に
おける下流側流路部分６ａを通して給湯される湯水の温
度が給湯目標温度になるようにバイパスバルブ２６の開
度を制御し、ガスバーナ３の目標燃料供給量が切換抑制
用減少側燃料供給量Ｃａよりも小さくなると、図中の矢
印に示すように、大インプットラインＣから中インプッ
トラインＢに切り換えて、中インプットラインＢに沿っ
てガスバーナ３とファン４とを制御するようにしてい
る。

【００３３】このようにして、バーナの目標燃料供給量
が、その段を維持する最大目標燃料供給量よりも少し大
きくなったり、その段を維持する最小目標燃料供給量よ
りも少し小さくなっても、燃焼バーナ部数の切り換えを
行わず、その段を維持する最大目標燃料供給量や最小目
標燃料供給量に維持することができることとなって、水
圧の変動などによりバーナの目標燃料供給量が多少変動
しても、燃焼バーナ部数の切り換えを抑制して、燃焼バ
ーナ部数の頻繁な切り換えを抑制して、給湯目標温度の
湯水を安定して給湯することが可能となる。さらに、燃
焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑制することによっ
て、給湯目標温度から外れた湯水を給湯する虞があると
きにも、給湯目標温度の湯水を給湯することが可能とな
る。したがって、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑
制して、給湯目標温度の湯水を安定して給湯することが
できることとなる。

【００３４】前記燃焼バーナ部数切換処理における増大
側切換抑制範囲Ｘ１および減少側切換抑制範囲Ｘ２が、
給水路５を通して供給される水量の変動により変動する
ガスバーナ３の目標燃料供給量の変動幅に基づいて、設
定されている。具体的には、増大側切換抑制範囲Ｘ１お
よび減少側切換抑制範囲Ｘ２の燃料供給量の幅が、水圧
の変動などにより給水路５を通して供給される水量が変
動して目標燃料供給量が変動する変動幅に対応して設定
されている。ちなみに、増大側切換抑制範囲Ｘ１と減少
側切換抑制範囲Ｘ２の燃料供給量の幅を同じ大きさにし
てもよく、または、異なる大きさにしてもよい。

【００３５】前記制御部の制御動作について、図４のフ
ローチャートに基づいて説明する。まず、運転スイッチ
１８がＯＮ操作された後に、図外の給湯栓が開操作され
るに伴って通水量センサ７の検出値が設定水量を越えて
熱交換器２への通水（水流）が検知されると、通常燃焼
制御を実行する（ステップ１，２）。つまり、ファン４
による通風作動を開始し、かつ、断続弁１３、切換弁１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ、ガス量調節弁１２のそれぞれを
開弁調整するとともに、イグナイタ１４によってガスバ
−ナ３に点火させる点火処理を実行して、上述の燃焼制
御処理を実行する（ステップ３，４）。

【００３６】そして、燃焼制御処理が、図外の給湯栓が
閉操作されて通水量センサ７がＯＦＦになるか、運転ス
イッチ１８がＯＦＦ操作されるまで実行され、通水量セ
ンサ７がＯＦＦになるか、運転スイッチ１８がＯＦＦ操
作されると、各切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、ガス量
調節弁１２、断続弁１３のそれぞれを閉弁させてガスバ
−ナ３の燃焼を停止させて、設定時間経過後にファン４
の作動を停止させる停止処理を実行する（ステップ５〜
７）。

【００３７】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、増大側切換抑制範囲Ｘ１およ
び減少側切換抑制範囲Ｘ２が、給水路５を通して供給さ
れる水量の変動により変動するガスバーナ３の目標燃料
供給量の変動幅に基づいて、設定されている例を示した
が、増大側切換抑制範囲Ｘ１および減少側切換抑制範囲
Ｘ２の設定については、給水路５を通して供給される水
量の変動を鑑みて設定するだけでなく、燃焼バーナ部数
の切り換えを極力抑制したいときには、増大側切換抑制
範囲Ｘ１および減少側切換抑制範囲Ｘ２を大きな範囲に
設定して実施することも可能であり、適宜設定すること
が可能である。

【００３８】（２）上記実施形態では、燃焼制御処理に
おけるガスバーナ３およびファン４の制御において、ガ
スバーナ３にて加熱される前の水の温度および水量と給
湯目標温度とに基づいて、ガスバーナ３にて加熱された
湯水を給湯目標温度にするのに必要とするガスバーナ３
の目標燃料供給量を求めて、ガスバーナ３の燃焼を制御
する、いわゆるフィードフォワード制御の例を示してい
るが、このフィードフォワード制御に代えて、加熱温サ
ーミスタ９の検出情報および給湯目標温度に基づいて、
ガスバーナ３にて加熱された湯水を給湯目標温度にする
のに必要とするガスバーナ３の目標燃料供給量を求め
て、ガスバーナ３の燃焼を制御する、いわゆるフィード
バック制御を実行して実施することも可能である。

【００３９】また、上記実施形態では、通常燃焼制御処
理として、フィードフォワード制御を実行するととも
に、給湯温サーミスタ２５の検出情報に基づいて、給湯
路６を通して給湯される湯水が給湯目標温度になるよう
にバイパスバルブ２６の開度を調整するように構成され
ている例を示したが、この制御に代えて、例えば、給湯
中には、バイパスバルブ２６の開度を一定の開度に固定
するとともに、加熱温サーミスタ９の検出情報に基づい
て、ガスバーナ３にて加熱された湯水の温度が給湯目標
温度よりも設定温度高い給湯設定温度になるように、ガ
スバーナ３にて加熱される前の水の温度および水量と給
湯目標温度とに基づいて、ガスバーナ３の目標燃料供給
量を求めて、ガスバーナ３の燃焼を制御して実施するこ
とも可能であり、給湯目標温度の湯水を給湯するための
ガスバーナ３およびバイパスバルブ２６の制御について
も適宜変更が可能である。

【００４０】（３）上記実施形態では、複数のバーナ部
として濃バーナ３ａと淡バーナ３ｂを備えた濃淡燃焼バ
ーナを適応した例を示したが、バーナの形態について
は、濃淡燃焼バーナに限られるものではなく、複数の濃
バーナを備えたガスバーナでもよく、各種のバーナが適
応可能である。また、燃焼バーナ部数の段数も３段に限
られるものではなく、２段や４段以上でもよい。

【００４１】（４）上記実施形態では、燃料供給路１０
からの分岐路１０ａ，１０ｂ，１０ｃに燃料供給を断続
する切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃを設け、燃料供給路
１０にガス量調節弁１２を設けた構成であるが、燃料供
給路１０のガス量調節弁１２をなくし、各分岐路１０
ａ，１０ｂ，１０ｃに電磁操作式のガス量調節弁を設け
る構成としてもよい。

【００４２】（５）上記実施形態では、混合比調整手段
として、バイパス路２３を通流する水量を調整自在なバ
イパスバルブ２６を適応した例を示したが、給湯路６に
おけるバイパス路２３の接続箇所に、熱交換器２にて加
熱された湯水とバイパス路２３からの水との混合比を調
整するミキシングバルブを適応して実施することも可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の概略構成図

【図２】ガスバーナの概略構成図

【図３】目標燃料供給量とファン回転速度の関係を示す
説明図

【図４】制御動作を示すフロ−チャ−ト

【符号の説明】

２ 熱交換器 ３ バーナ ３ａ，３ｂ バーナ部 ４ ファン ５ 給水路 ６ 給湯路 ２３ バイパス路 ２５ 給湯温検出手段 ２６ 混合比調整手段 Ｈ 制御手段 Ｎ 燃焼供給状態調節手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 直己 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 鳥居 江洋 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 Ｆターム(参考） 3L024 CC11 DD03 DD04 DD13 DD22 EE12 FF02 GG03 GG05 GG24 HH02 HH27 HH30

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水路を通して供給される水を複数のバ
   ーナ部を備えたバーナの燃焼により加熱して給湯路より
   給湯する水加熱用の熱交換器と、 前記複数のバーナ部において燃料供給状態にする燃焼バ
   ーナ部の数を複数段に切り換え、かつ、その燃焼バーナ
   部への燃料供給量を調節する燃料供給状態調節手段と、 前記バーナにて加熱された湯水を給湯目標温度にするの
   に必要とする前記バーナの目標燃料供給量を求めて、前
   記燃料供給状態調節手段を制御して、前記バーナの燃焼
   を制御する制御手段とが設けられ、 前記制御手段が、前記燃料供給状態調節手段の制御にお
   いて、前記目標燃料供給量が大きいほど前記燃焼バーナ
   部数を多くするように、かつ、前記燃焼バーナ部数の切
   り換えにおいて、その段を維持する最大目標燃料供給量
   を、その段よりも燃焼バーナ部数増加側の次の段におい
   て、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも大きく
   設定することにより、前記最大目標燃料供給量と前記最
   小目標燃料供給量との間に燃料供給量のオーバーラップ
   部を設けて、前記燃焼バーナ部数を切り換えるように構
   成されている給湯装置であって、 前記給水路を通して供給される水を前記熱交換器を迂回
   して前記給湯路に供給するバイパス路と、 前記給湯路にて混合される前記熱交換器にて加熱されて
   供給される湯水と前記バイパス路を通して供給される水
   との混合比を調整する混合比調整手段と、 前記給湯路における前記バイパス路の接続箇所よりも下
   流側流路部分を通して給湯される湯水の温度を検出する
   給湯温検出手段とが設けられ、 前記制御手段が、前記燃焼バーナ部数の増大側への切り
   換えにおいて、前記バーナの目標燃料供給量が、その段
   を維持する最大目標燃料供給量よりも大きくかつその最
   大目標燃料供給量よりも切換抑制用設定量大きい切換抑
   制用増大側燃料供給量までの増大側切換抑制範囲内であ
   ると、その段を維持する最大目標燃料供給量を維持する
   ように前記燃料供給状態調節手段を制御し、かつ、前記
   バーナの目標燃料供給量が、前記切換抑制用増大側燃料
   供給量よりも大きくなると、前記燃焼バーナ部数増加側
   の次の段に切り換えるように前記燃料供給状態調節手段
   を制御し、 かつ、前記燃焼バーナ部数の減少側への切り換えにおい
   て、前記バーナの目標燃料供給量が、その段を維持する
   最小目標燃料供給量よりも小さくかつその最小燃料供給
   量よりも切換抑制用設定量小さい切換抑制用減少側燃料
   供給量までの減少側切換抑制範囲内であると、その段を
   維持する最小目標燃料供給量を維持するように前記燃料
   供給状態調節手段を制御し、かつ、前記バーナの目標燃
   料供給量が、前記切換抑制用減少側燃料供給量よりも小
   さくなると、前記燃焼バーナ部数減少側の次の段に切り
   換えるように前記燃料供給状態調節手段を制御する燃焼
   バーナ部数切換処理を実行するとともに、 前記給湯温検出手段の検出情報に基づいて、前記下流側
   流路部分を通して給湯される湯水の温度が給湯目標温度
   になるように前記混合比調整手段を制御する混合比調整
   処理を実行するように構成されている給湯装置。
2. 【請求項２】 前記燃焼バーナ部数切換処理における前
   記増大側切換抑制範囲および前記減少側切換抑制範囲
   が、前記給水路を通して供給される水量の変動により変
   動する前記目標燃料供給量の変動幅に基づいて、設定さ
   れている請求項１に記載の給湯装置。
3. 【請求項３】 前記バーナの複数のバーナ部に燃焼用空
   気を通風する単一のファンが、前記燃焼バーナ部数の切
   り換えのいずれの段においても、複数のバーナ部の全て
   に通風するように設けられ、 前記制御手段が、前記燃焼バーナ部に供給される目標燃
   料供給量に対応して設定される目標通風量になるよう
   に、前記ファンの通風量を制御するように構成されてい
   る請求項１または２に記載の給湯装置。