JP2007278610A - ガス給湯器の制御方法及びこの制御方法を実施するためのガス給湯器 - Google Patents

Abstract

【課題】 供給される燃料ガスのガス１次圧が本来必要とする値よりも低くなる事態がたとえ生じたとしても、ガス給湯器において出湯温度が異常高温となる事態の発生を回避し得る制御方法を提供する。
【解決手段】 ＦＦ号数を出力して燃焼を開始させた後、基本ルーチンとして、出湯温度センサによる検出出湯温度が設定温度よりも低ければＦＦ号数に増側の加算量（ＦＦ号数の＋３０％分）を加える一方（Ｓ１でＹＥＳ，Ｓ２）、出湯温度が設定温度よりも高ければＦＦ号数に減側の加算量（ＦＦ号数の−３０％分）を加える（Ｓ１でＮＯ，Ｓ３）。例外ルーチンとして、水量センサにより検出される給水流量を監視し、給水流量が所定以上に大きく変化すれば、ＦＦ号数に対する加算量の加算をキャンセルする（Ｓ４でＹＥＳ，Ｓ５）。
【選択図】 図２

Description

本発明は、燃料ガスをバーナで燃焼させ、その燃焼熱により給水を熱交換加熱させて給湯させるガス給湯器において、所定温度の湯が給湯されるように燃焼量を制御する制御方法及びこの制御方法を実施するためのガス給湯器に関する。

従来、この種の制御方法として、フィードフォワード制御（ＦＦ制御）とフィードバック制御（ＦＢ制御）とを組み合わせたものが知られている。これは、一般に、給湯使用開始時には、まず、給水温度から設定温度まで昇温させる温度差と、給水流量とに基づいて演算される必要な熱量（号数）でバーナを燃焼させるＦＦ制御を行い、次に、この燃焼制御により実際の出湯温度を検出し検出された出湯温度と設定温度との偏差に基づいてその偏差をなくすように上記ＦＦ制御に基づく号数を変更補正するＦＢ制御を行うものである。そして、このようなＦＦ制御とＦＢ制御とを組み合わせたものにおいて、出湯動作中に設定温度が変更されたときには、その設定温度変更後の所定時間が経過する間はＦＦ制御のみによりバーナを燃焼制御するもの（例えば特許文献１参照）、あるいは、上記の出湯温度と設定温度との偏差が所定範囲内に入るまではＦＢ制御量の一部を用いないもの（例えば特許文献２参照）などが知られている。

特開平９−２８７８２８号公報 特開昭６３−１０５３５６号公報

しかしながら、ガス給湯器に供給される燃料ガスの供給圧（ガス１次圧）が本来必要とする値よりも低いことなどに起因して、加熱後の出湯温度が異常に高温になってしまい、この結果、制御上の安全動作によって給湯運転を停止せざるを得なくなるという事態の発生を招くおそれがある。

すなわち、外国（例えば中国）で一般に供給されている燃料ガスにはガス１次圧（ガス供給圧）が１０００Ｐａと比較的低いものが存在する（例えば５Ｒガス）。しかも、この場合、±５００Ｐａの圧力ばらつきまで認められているため、供給されるガス１次圧は５００〜１５００Ｐａという範囲を有するものになる。このため、ガス給湯器が設備上は３２号までの燃焼能力があったとしても、供給される燃料ガスのガス１次圧が例えば５００Ｐａ程度であれば、実際には最大でも２０号程度の燃焼出力しか出し得ないという事態も生じることになる（図８参照）。つまり、制御上の要求号数が例えば２５号以上であっても、燃焼出力としては２０号しか能力を発揮し得ないという事態が生じる。図８には、ガス１次圧が７５０Ｐａ程度であると、たとえ要求号数が３２号であっても、実際には２５号程度しか燃焼出力は発揮されず、そして、ガス１次圧が１０００Ｐａ程度であると、要求号数が３２号であれば実際の出力号数もほぼ３２号となることが示されている。

一方、ＦＦ制御にＦＢ制御を組み合わせた通常の燃焼制御では、まず、ＦＦ制御により設定温度と給水温度との差温に給水流量を乗じて得られる必要熱量に基づいて要求号数（ＦＦ号数）が燃料ガス供給系やバーナ燃焼系に出力されて燃焼され、次に、この燃焼熱を受けて熱交換器において熱交換加熱されて出湯される出湯温度を検出し、この出湯温度と設定温度との偏差に基づいてＦＢ制御により上記ＦＦ号数が増減補正されることになる。ここで、かかるＦＦ制御にＦＢ制御を組み合わせた燃焼制御をより効率よく行わせるために、上記のＦＢ制御に基づく増減補正量（増減補正号数）について学習処理を加えて平準化した加算量αを設定し、ＦＦ制御後の制御値（要求号数）として、ＦＦ号数に対し上記の加算量αを加えた値を一律に使用することが考えられる。そして、さらに単純化して、上記加算量αとしてＦＦ号数の±３０％分の値を設定し、まずＦＦ制御として１００％分のＦＦ号数を出力し、次に、図９に示すように、検出した出湯温度が設定温度よりも低ければＦＦ号数の（１００＋３０）％分を要求号数として出力し（ステップＳ１０１でＹＥＳ，ステップＳ１０２）、高ければＦＦ号数の（１００−３０)％分を要求号数として出力する（ステップＳ１０１でＮＯ，ステップＳ１０３）、という制御を行わせることが考えられる。なお、現実の制御では、＋３０％分又は−３０％分を一度に加算・減算するのではなくて徐々に加算又は減算していくように制御している。

この場合、まず１００％分のＦＦ号数が出力され、次に通常であると出湯温度がまだ設定温度よりも低いためＦＦ号数の１３０％分の要求号数が出力されることになる。ここで、例えば給水温度等に基づき演算されたＦＦ号数が２５号であって、その後の要求号数としてその１３０％分の３２号が出力された場合を考えると、燃料ガスのガス１次圧が５００Ｐａ程度しかなければ、たとえ２５号又は３２号が要求号数として出力されているとしても、実際の出力号数（実出力号数）は上記の如く２０号で頭打ちになってしまう。ところが、ユーザにより給湯カランが絞られたり、複数の給湯カランで給湯使用中だったのが１つの給湯カランでのみの給湯使用に切換えられたりして、給水流量が変化（低減側変化）した場合、設定温度まで昇温させるのに必要な熱量は少なくて済むため、それに対応するＦＦ号数も小さく変更設定され（例えば１０号）、加算後の要求号数もその１３０％分の１３号となり、かかる低号数範囲であれば上記の如きガス１次圧が低い範囲にあったとしても実際の燃焼出力は上記の要求号数にほぼ等しい実出力号数になってしまう。このため、熱交換器出口の出湯温度（缶体温度）が異常に高温（１００℃）まで昇温してしまう結果、缶体等の保護のために、給湯運転(燃焼作動)を停止せざるを得なくなってしまうことになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、供給される燃料ガスのガス１次圧が本来必要とする値よりも低くなる事態がたとえ生じたとしても、ガス給湯器において出湯温度が異常高温となる事態の発生を回避し得る制御方法及びかかる制御方法を実施するガス給湯器を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明では、燃料ガスの供給を受けてバーナを燃焼制御する一方、給水管から熱交換器に給水される水を上記バーナの燃焼熱により熱交換加熱して出湯管に出湯させることにより、所定の設定温度の湯を給湯させる際に、上記給水の検出温度及び検出流量に基づき上記設定温度まで昇温させるのに要する熱量に基づき設定されるフィードフォワード制御量に対し、検出した出湯温度に基づいて設定される加算量を加算した上で、上記バーナの燃焼制御上の要求熱量として出力するガス給湯器の制御方法を対象にして、上記熱交換器を通過する流量を監視し、その通過流量が設定割合以上に低減変化したとき、上記フィードフォワード制御量に対する加算量の加算をキャンセルするようにした。

又、請求項２に係る発明では、燃料ガスの供給を受けてバーナを燃焼制御する一方、給水管から熱交換器に給水される水を上記バーナの燃焼熱により熱交換加熱して出湯管に出湯させることにより、所定の設定温度の湯を給湯させる際に、上記給水の検出温度及び検出流量に基づき上記設定温度まで昇温させるのに要する熱量に基づき設定されるフィードフォワード制御量に対し、検出した出湯温度に基づいて設定される加算量を加算した上で、上記バーナの燃焼制御上の要求熱量として出力するガス給湯器の制御方法を対象にして、上記熱交換器を通過する流量を監視し、その通過流量が設定割合以上に低減変化したとき、上記フィードフォワード制御量に対する加算量を所定割合低減させるようにした。

以上の発明の場合、熱交換器の通過流量に低減変化があれば、要求熱量が上記の加算量がキャンセルされる分、又は、上記加算量が低減される分だけ、即座に減らされることになるため、熱交換器での熱交換加熱量も即座に減らされることになる。これにより、燃料ガスの供給圧が低下して要求熱量に対して実際に出力される熱量が低い側にズレていたとしても、加算量をそのまま加算し続ける場合に生じるおそれのある異常高温状態の発生を回避・抑制し得ることになる。すなわち、通過流量が減った後に、熱交換器から出湯される出湯温度の上昇程度を小さく抑制することが可能になり、出湯温度が異常高温状態になったり、それに起因して給湯運転が強制停止されたりする事態の発生を回避し得ることになる。

上記の発明において、上記の加算量のキャンセル又は低減を、上記バーナに供給される燃料ガスの供給圧の低下を検知して確認した上で実行するようにすることができる（請求項３）。このようにすることにより、燃料ガスの供給圧が低下することに起因する対策のための制御の的確化や、精度向上を図ることが可能になり、これにより、給湯特性の低下を回避することが可能になる。つまり、燃料ガスの供給圧低下を確認した上で対策制御を実行させるようにしているためである。しかも、燃料ガスの供給圧の低下発生を特別な圧力センサ等の機器を用いることなく、制御上の判定により間接的に検知することが可能になる。

又、上記の加算量のキャンセル又は低減を、上記要求熱量が、燃料ガスの供給圧低下に起因して実際に出力される熱量との間にズレを生じることになる境界値よりも大側であることを条件に実行するようにすることもできる（請求項４）。このようにすることにより、燃料ガスの供給圧が低下することに起因する対策を採りつつも、供給圧が低下しても燃焼状況に悪影響のない範囲であれば、その対策をとらないようにして、対策のための制御の的確化又は精度向上を図ることが可能となり、これにより、給湯特性の低下を回避して給湯特性の向上を図ることが可能になる。つまり、上記のズレを生じない範囲では、上記のキャンセル又は低減を実行しない方が給湯特性を維持させ得る一方、上記のズレを生じる範囲では確実に燃料ガスの供給圧低下に起因する不都合発生を回避し得ることになる。

さらに、上記の加算量のキャンセル又は低減を、上記要求熱量に対する実際に出力される熱量の比率が、燃料ガスの供給圧低下に起因するズレに基づく程度以上に小さいことを条件に実行するようにすることができる（請求項５）。この場合も、請求項４と同様に、燃料ガスの供給圧が低下することに起因する対策を採りつつも、供給圧が低下しても燃焼状況に悪影響のない範囲であれば、その対策をとらないようにして、対策のための制御の的確化又は精度向上を図ることが可能となり、これにより、給湯特性の低下を回避して給湯特性の向上を図ることが可能になる。

一方、上記の請求項１〜請求項５のいずれかに記載のガス給湯器の制御方法を実行する燃焼制御手段と、上記熱交換器への給水流量又は熱交換器からの出湯流量を検出する流量検出手段とを備えてガス給湯器を構成すれば（請求項６）、以上の各作用が発揮させ得るガス給湯器を提供することができるようになる。

以上、説明したように、請求項１〜請求項５のいずれかのガス給湯器の制御方法によれば、燃料ガスの供給圧が低下して要求熱量に対して実際に出力される熱量が低い側にズレていたとしても、加算量をそのまま加算し続ける場合に生じるおそれのある異常高温状態の発生を回避・抑制し得ることになる。これにより、出湯温度が異常高温状態になったり、それに起因して給湯運転が強制停止されたりする事態の発生を回避することができるようになる。

特に、請求項３によれば、燃料ガスの供給圧低下を確認した上で対策制御を実行させることができ、燃料ガスの供給圧が低下することに起因する対策のための制御の的確化や、精度向上を図ることができる上に、給湯特性の低下を回避して向上させることができる。しかも、燃料ガスの供給圧の低下発生を特別な圧力センサ等の機器を用いることなく、制御上の判定により間接的にかつ安価に検知することができるようになる。

請求項４又は請求項５によれば、燃料ガスの供給圧が低下することに起因する対策を採りつつも、供給圧が低下しても燃焼状況に悪影響のない範囲であれば、その対策をとらないようにして、対策のための制御の的確化又は精度向上を図ることができ、これにより、給湯特性の低下を回避して給湯特性の向上を図ることができるようになる。

そして、請求項６に記載のガス給湯器によれば、以上の各効果を得ることができるガス給湯器を提供することができるようになる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の各実施形態が適用されるガス給湯器を示すものである。このガス給湯器はハウジング１内に燃焼加熱用の缶体２が配設されたものである。その缶体２内には熱交換器３と、燃焼用のバーナ４とが配設され、下側には燃焼用空気を供給する送風ファン５が設けられている。

上記熱交換器３には、接続口６１において水道管等と接続されて上記熱交換器３に水道水を給水する給水管６と、上記熱交換器３において加熱されたお湯を出湯させる出湯管７とが互いに連通して結合されている。出湯管７は接続口７１において給湯管８と接続され、この給湯管８を通して台所や洗面所等の家庭内の各所の給湯カラン８１に給湯されるようになっている。上記給水管６には給水流量を検出する水量センサ６２と、給水温度を検出する給水温度センサ６３とが介装され、上記出湯管７には、熱交換器３から出湯された直後の出湯温度を検出する出湯温度センサ７２と、給湯量制御弁７３と、上記各給湯カラン８１に給湯される給湯温度を検出する給湯温度センサ７４とが介装されている。なお、上記各温度センサ６３，７２，７４は例えばサーミスタ等により構成されている。上記の水量センサ６２が熱交換器３を通過する流量を検出する検出手段であるが、もちろん、このかわりに出湯管７側に流量センサを設置するようにしてもよい。

また、上記給水管６と出湯管７との間には熱交換器３をバイパスして給水を直接に出湯管７に流入させるバイパス管９が接続され、このバイパス管９の途中には給水管６からの水道水のバイパス流量を調整するバイパス流量調整弁９１が介装されている。

上記バーナ４には、接続口１０１において燃料ガス供給源側と接続されてバーナ４に燃料ガスを供給するガス供給管１０が接続されている。このガス供給管１０には燃料ガス供給源側から順に元栓としての元ガス電磁弁１１と、バーナ４に対する燃料ガスの供給流量を調整するガス流量制御弁１２とが介装されており、このガス流量制御弁１２による燃料ガスの供給流量の変更調整によってバーナ４での燃焼出力の変更調整を行うようになっている。かかるガス供給管１０、元ガス電磁弁１１、ガス流量制御弁１２及びバーナ４と、送風ファン５とを含んで燃焼系１３が構成されている。

上記の燃焼系１３の作動制御や、燃焼バーナ４に対する着火制御等に基づく燃焼制御は、ＭＰＵやメモリー等を備えたコントローラ１４により実行されるようになっており、これにより、所望温度のお湯を各給湯カラン８１から利用し得るようになっている。すなわち、リモコン１５に対するユーザの入力設定操作又は事前設定によって設定温度が設定されており、ユーザにより給湯カラン８１が開かれて、水量センサ６２から最低作動水量以上の流量検出を受けると、上記コントローラ１４により上記燃焼系１３が作動制御されてバーナ４の燃焼が開始され、以後、上記設定温度に応じた燃焼出力となるように燃焼制御されることになる。

上記のバーナ４の燃焼制御は、燃焼制御手段としての燃焼制御部１４１から出力される要求号数に相当する燃焼出力（燃焼能力）になるように、主として上記のガス流量制御弁１２の作動制御（開度制御）によって行われる。上記の燃焼制御部１４１では、まず、要求号数としてＦＦ号数を出力し、このＦＦ号数にて燃焼を開始させ、以後、上記出湯温度センサ７２の検出温度に応じてそのＦＦ号数に対し増側又は減側の加算量を付加した号数を要求号数として出力することが、基本ルーチンとして実行される。上記のＦＦ号数は次の演算により求められる。すなわち、給水温度センサ６３により検出された給水温度を上記設定温度から差し引いて、給水された冷水を設定温度まで昇温させるための差温を求め、この差温に上記水量センサ６２により検出される給水流量を乗じることにより、熱交換器３に給水される冷水を設定温度まで昇温させるために必要な熱量を演算し、この必要熱量に基づいて上記ＦＦ号数を設定する。又、上記の加算量としては、得られたＦＦ号数の±３０％相当の補正号数が設定されている。要するに、設定温度，給水温度及び給水流量により定められたＦＦ号数を要求号数にして燃焼が開始され、燃焼が開始された後は、出湯温度センサ７２の検出温度が設定温度よりも低いときは上記ＦＦ号数にその＋３０％分の加算量を加えた号数を、設定温度よりも高いときは上記ＦＦ号数にその−３０％分の加算量を加えた号数をそれぞれ要求号数にして燃焼出力が変更調整される。この際、要求号数に比例した送風量となるように送風ファン５の作動量（回転作動量）が併せて変更制御される。

以上の構成を前提として、以下の各実施形態の構成を備えている。

＜第１実施形態＞
上記燃焼制御部１４１は、図２にステップＳ１〜Ｓ３として示す上記の基本ルーチンに加えて、ステップＳ４及びＳ５として示す例外ルーチンを備えている。

すなわち、ＦＦ号数を出力して燃焼を開始させた後、基本ルーチンとして、出湯温度センサ７２による検出出湯温度が設定温度よりも低ければ上記ＦＦ号数に増側の加算量（ＦＦ号数の＋３０％分）を加える一方（ステップＳ１でＹＥＳ，ステップＳ２）、検出出湯温度が設定温度よりも高ければ上記ＦＦ号数に減側の加算量（ＦＦ号数の−３０％分）を加える（ステップＳ１でＮＯ，ステップＳ３）。つまり、検出出湯温度が設定温度よりもまだ低ければ、熱量をより高く補正するためにＦＦ号数の１３０％分（１００＋３０％）の要求号数を出力する一方、検出出湯温度が設定温度を超えて高くなれば、設定温度まで戻すために要求号数としてＦＦ号数の７０％分（１００−３０％）というように減らして出力するようにすることにより、出湯温度が設定温度に収束するようにするのである。なお、この基本ルーチンの実際の制御では、ＦＦ号数の＋３０％分又は−３０％の加算量を一気に加算するのではなくて、徐々に加算していくようにしている。

そして、例外ルーチンとして、水量センサ６２により検出される給水流量を監視しておき、給水流量の変化割合である水量変化割合（現在の給水流量をその前の給水流量で除した値）が所定値（例えば６５％；「０．６５」）よりも小さければ、ＦＦ号数に対する加算量の加算をキャンセルして、つまり加算量をゼロにして、１００％分のＦＦ号数そのものを要求号数として出力させるようにする（ステップＳ４でＹＥＳ，ステップＳ５）。つまり、それまでの給水流量を１００％とすると、その給水流量が６５％よりも少なくなる位に急に減った場合には、加算量により増減した要求号数を出力するのではなくて、加算量を加算しないＦＦ号数そのものを要求号数として出力するのである。言い換えれば、給湯開始から増側の加算量を付加してＦＦ号数の１３０％分で出力していた要求号数を元の１００％のＦＦ号数まで一気に減ずるのである。一方、給水流量の変化が無いか、あるいは、変化があってもそれが少ない場合には、このような要求号数の低減は行わずに基本ルーチンのままで継続させる（ステップＳ４でＮＯ，ステップＳ１以降を繰り返す）。このような給水流量の変化が無いか少ない場合には、出湯温度変化がごく小さいものに抑えられるため、缶体出口の出湯温度(出湯温度センサ７２による検出温度)が１００℃を超えることはないから、つまり異常高温が発生することはないからである。

本実施形態によれば、図３に示すように、上記の基本ルーチンにより燃焼制御をしている間に、給水流量に上記の如き低減変化があれば（図３に「水量変化あり」と記載した時点参照）、基本ルーチンをそのまま継続する従来制御（図３の上半部参照）では熱交換器３の出口からの出湯温度(缶体温度)が急上昇し、これが検出されて要求号数が徐々に減側に移行することになる。そして、減側移行の有る段階から出湯温度の上昇度合が鈍くなり、ついには下降するようになる。これに対し、本実施形態の制御（図３の下半部参照）の場合には、上記の給水流量に低減変化があれば、即座に要求号数が減らされることになる。つまり、それまでの１３０％分の値から１００％分の値まで即座に減らされる。これにより、出湯温度がたとえ上昇したとしても、その程度は小さく抑制することができる。

上記の水量変化割合の判定用の所定値は、供給される燃料ガスのガス１次圧がどの程度まで下がる可能性があるか、あるいは、上記の例外ルーチンを行わずに異常高温が発生する頻度・範囲をどの程度まで許容するか等々の事情を勘案して定めればよいが、最大でも８０％（０．８０）又はこれよりも小さい値を設定することが好ましい。図４に実験により得た関係図を示すように、従来制御の場合（同図の左半分参照）、例えばガス１次圧（ガス供給圧）が７５０Ｐａのときに給水流量が１００％から一点鎖線の矢印のように５０％までの範囲内で低減変化しても異常高温は発生しないものの（正常領域内）、５０％よりも少なくなると出湯温度(缶体温度)に異常高温が生じてしまうことになる。同様にガス１次圧が５００Ｐａであると、給水流量が１００％から８５％を超えて少なくなると異常高温が発生してしまうことになる。これに対し、本実施形態の制御（図４の右半分参照）の場合であると、異常高温が生じてしまう領域を減らして異常高温発生の回避を図ることができるようになる。すなわち、例えばガス１次圧が５００Ｐａの場合、給水流量が１００％から６５％を超えて低減側に変化すると、本実施形態の制御では即座に要求号数が低減されるため、従来制御では異常高温が発生した領域を異常高温の発生しない領域に変えることができ、異常高温発生の回避を図ることができる。この結果、給湯運転の強制停止というような事態の発生する頻度を大幅に減らすことができるようになる。

＜第２実施形態＞
図５は第２実施形態の燃焼制御の内容を示すフローチャートである。この第２実施形態は、例外ルーチンのトリガーとして、第１実施形態の水量変化割合が所定値以下という条件の他に、さらにその水量変化割合が所定値以下になる直前の要求号数の状態如何をも条件に加えたものである。なお、第１実施形態と同じ処理のステップには第１実施形態と同じステップ記号を付して、重複した説明を省略する。

第２実施形態では、ステップＳ４で給水流量の変化割合である水量変化割合が所定値よりも小さければ（ステップＳ４でＹＥＳ）、さらに、そのような所定値よりも小さくなるような大きな水量変化が生じる前の段階に出力されていた要求号数が所定値よりも大きいか否かの判定を行う（ステップＳ１１）。この場合の要求号数に対する判定値としての所定値（境界値）とは、次のような値を設定する。すなわち、燃料ガスのガス１次圧がたとえ低くても、要求号数と実出力号数との間のズレが生じない範囲の要求号数であれば、つまり要求号数とほぼ同じ実出力号数が得られれば、本発明が問題とする異常高温は発生しないため、要求号数と実出力号数との間にガス１次圧の低下に伴いズレが発生する範囲と、ズレが発生しない範囲との境界の要求号数を上記の判定値としての「所定値」に設定すればよい。図８によれば、ガス１次圧が５００Ｐａであろうが、７５０Ｐａであろうが、要求号数がほぼ２０号を境にして実出力号数とのズレが生じないようになっている。従って、「２０号」を上記の判定値としての「所定値」に設定すればよい。あるいは、ガス１次圧が７５０Ｐａまでは低下する可能性があるものの、５００Ｐａまで低下することは元々あり得ないというような環境であれば、図８を参照してガス１次圧が７５０Ｐａの場合にズレが生じ始める号数である「２５号」を上記の判定値としての「所定値」に設定するようにすればよい。このようにガス１次圧の低下の可能性に関する事情を勘案して定めればよい。

以上のステップＳ１１でそれまでの要求号数が例えば２０号よりも大きければ（ステップＳ１１でＹＥＳ）、実出力号数とのズレが生じて異常高温発生のおそれがあるため、ステップＳ５で加算量をキャンセルして要求号数の低減を行う。その一方、上記のステップＳ４やステップＳ１１で「ＮＯ」であれば、例外ルーチンによる加算量のキャンセルは行わずに、従来通り、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。

この第２実施形態の場合には、燃料ガスの供給圧が低下することに起因する対策を採りつつも、供給圧が低下しても燃焼状況に悪影響のない範囲であれば、その対策をとらないようにして、対策のための制御の的確化又は精度向上を図ることができ、これにより、給湯特性の低下を回避することができる。つまり、第１実施形態よりも、給湯特性の向上を図ることができる。

＜第３実施形態＞
図６は第３実施形態の燃焼制御の内容を示すフローチャートである。この第３実施形態は、例外ルーチンのトリガーとして、第１実施形態の水量変化割合が所定値以下という条件の他に、第２実施形態とは異なる条件（ステップＳ２１）を付加設定したものである。なお、第２実施形態と同様に、第１実施形態と同じ処理のステップには第１実施形態と同じステップ記号を付して、重複した説明を省略する。

第３実施形態では、ステップＳ４で給水流量の変化割合である水量変化割合が所定値よりも小さければ（ステップＳ４でＹＥＳ）、さらに、そのときの実出力号数を要求号数で除した値、つまり実際には要求号数に対しどの程度の実出力号数が発揮されているかを示す比率（＝実出力号数／要求号数）が所定値よりも大きいか否かの判定を行う（ステップＳ２１）。すなわち、図８によれば、ガス１次圧が低下すればするほど、要求号数に対して実際の出力号数は小さくなって、上記の比率も低下する。従って、本来はズレがなくて「１．０」である上記の比率が「１．０」よりも低下するということはガス１次圧が低下していることを表し、この比率の如何を見ればガス１次圧の低下を判定・検知することができるようになる。このため、本発明による例外ルーチンでの加算量のキャンセルが必要なほどのガス１次圧の低下が生じているか否かを、上記の実出力号数／要求号数の比率が所定値（例えば「０．７」）よりも小さいか否かで判定することにしたのである。そして、上記比率が０．７よりも小さければ（ステップＳ２１でＹＥＳ）、ステップＳ５の加算量のキャンセルを実行する一方、０．７よりも大きく１．０よりも小さければ（ステップＳ２１でＮＯ）、ステップＳ１に戻りステップＳ２以降の処理を繰り返す。つまり、ステップＳ２１で「ＮＯ」であれば、実出力号数と要求号数との間にズレが生じていてガス１次圧の低下が多少はあるものの、異常高温の発生回避のための対策としての加算量のキャンセル（ステップＳ５）までは行う必要がないものとする。

この第３実施形態の場合においても、燃料ガスの供給圧が低下することに起因する対策を採りつつも、供給圧が低下しても燃焼状況に悪影響のない範囲であれば、その対策をとらないようにして、対策のための制御の的確化又は精度向上を図ることができ、これにより、給湯特性の低下を回避することができる。つまり、第１実施形態よりも、給湯特性の向上を図ることができる。しかも、燃料ガスの供給圧の低下発生を特別な圧力センサ等の機器を用いることなく、制御上の判定により間接的に検知することができるようになる。

＜第４実施形態＞
図７は第４実施形態の燃焼制御の内容を示すフローチャートである。この第４実施形態は、例外ルーチンのトリガーとして、第１実施形態の水量変化割合が所定値以下という条件の他に、まずガス１次圧が低下しているか否かの判定・検出（ステップＳ３１）を行うようにしたものである。なお、第２実施形態等と同様に、第１実施形態と同じ処理のステップには第１実施形態と同じステップ記号を付して、重複した説明を省略する。

第４実施形態では、基本ルーチンのステップＳ１〜ステップＳ３により所定の要求号数を出力した後、ステップＳ３１でその要求号数の出力により実際の出力号数に所定の増減変化が生じたか否かの確認を行う。すなわち、前段階のステップＳ２又はＳ３で要求号数が増減変化すれば、実出力号数もその増減変化量の少なくとも所定割合程度（例えば７０％程度）は変化することになる。ところが、図８に示すように、ガス１次圧が例えば５００Ｐａに低下した場合、要求号数が２０号を超えると、要求号数を変化させても実際の出力号数はほぼ２０号で同じ値となる。従って、上記の如く要求号数が変化した場合に、実出力号数が所定割合程度以上の変化を示さないときには、ガス１次圧が所定以上に低下しているものと判定・検知することができる。そして、ガス１次圧が低下していることを確認した上で（ステップＳ３１でＹＥＳ）、そのような環境でステップＳ４にて給水流量について所定以上の変化があれば（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ５での加算量のキャンセルを実行させるようにしている。

この第４実施形態の場合においても、燃料ガスの供給圧が低下することに起因する対策を採りつつも、供給圧が低下しても燃焼状況に悪影響のない範囲であれば、その対策をとらないようにして、対策のための制御の的確化又は精度向上を図ることができ、これにより、給湯特性の低下を回避することができる。つまり、燃料ガスの供給圧低下を確認した上で対策制御を実行させるようにしているため、第１実施形態よりも、給湯特性の向上を図ることができる。しかも、燃料ガスの供給圧の低下発生を特別な圧力センサ等の機器を用いることなく、制御上の判定により間接的に検知することができるようになる。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記第１〜第４実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記第２実施形態のステップＳ１１と、第３実施形態のステップＳ２１とを併用してもよい。すなわち、例外ルーチンを、ステップＳ４、ステップＳ１１及びステップＳ２１の各条件が共に成立したときに、ステップＳ５の加算量のキャンセルを実行させる構成にするのである。あるいは、例外ルーチンを、ステップＳ４、ステップＳ１１及び第４実施形態のステップＳ３１の各条件が共に成立したときに、ステップの加算量のキャンセルを実行させる構成にしたり、又は、ステップＳ４、ステップＳ２１及び第４実施形態のステップＳ３１の各条件が共に成立したときに、ステップの加算量のキャンセルを実行させる構成にしたりするようにしてもよい。

上記の第１〜第４実施形態では、そのステップＳ５で加算量をキャンセルすることにより、例えばＦＦ号数に増側の加算量を加算してＦＦ号数の１３０％分の要求号数を、ＦＦ号数の１００％分の要求号数に低減させているが、１３０％から１００％まで低減、つまり加算量の全てをキャンセルして低減させなくてもよい。例えば１３０％から１２０％あるいは１１０％まで低減させるなどように、加算量の一部をキャンセルしてそれまでの要求号数から所定割合分だけ低減させるようにしてもよい。かかる低減手法としては、例えば水量変化割合と関係付けてもよい。例えば１３０％と１００％との間の差分である３０％分を水量変化割合の８０％から６５％までの減少に比例させてリニアに低減させるようにしてもよい。さらに、所定量の水量変化割合毎に上記の差分を段階的に減じていくようにしてもよい。

本発明の実施形態を適用するガス給湯器の模式図である。 第１実施形態の制御フローチャートである。 従来制御と本発明の制御とについて缶体温度(出湯温度)及び要求号数と、時間経過との関係を対比して示す図である。 従来制御と本発明の制御とについて水量変化割合と、ガス供給圧との関係を対比して示す図である。 第２実施形態の制御フローチャートである。 第３実施形態の制御フローチャートである。 第４実施形態の制御フローチャートである。 ガス１次圧の低下した場合の要求号数と実出力号数との関係を示す図である。 従来制御の制御フローチャートである。

符号の説明

３ 熱交換器
４ バーナ
６ 給水管
７ 出湯管
１３ 燃焼系
６２ 水量センサ（流量検出手段）
６３ 給水温度センサ
７２ 出湯温度センサ
１４１ 燃焼制御部（燃焼制御手段）

Claims (6)

1. 燃料ガスの供給を受けてバーナを燃焼制御する一方、給水管から熱交換器に給水される水を上記バーナの燃焼熱により熱交換加熱して出湯管に出湯させることにより所定の設定温度の湯を給湯させる際に、上記給水の検出温度及び検出流量に基づき上記設定温度まで昇温させるのに要する熱量に基づき設定されるフィードフォワード制御量に対し、検出した出湯温度に基づいて設定される加算量を加算した上で、上記バーナの燃焼制御上の要求熱量として出力するガス給湯器の制御方法であって、
   上記熱交換器を通過する流量を監視し、その通過流量が設定割合以上に低減変化したとき、上記フィードフォワード制御量に対する加算量の加算をキャンセルするようにする
   ことを特徴とするガス給湯器の制御方法。
2. 燃料ガスの供給を受けてバーナを燃焼制御する一方、給水管から熱交換器に給水される水を上記バーナの燃焼熱により熱交換加熱して出湯管に出湯させることにより所定の設定温度の湯を給湯させる際に、上記給水の検出温度及び検出流量に基づき上記設定温度まで昇温させるのに要する熱量に基づき設定されるフィードフォワード制御量に対し、検出した出湯温度に基づいて設定される加算量を加算した上で、上記バーナの燃焼制御上の要求熱量として出力するガス給湯器の制御方法であって、
   上記熱交換器を通過する流量を監視し、その通過流量が設定割合以上に低減変化したとき、上記フィードフォワード制御量に対する加算量を所定割合低減させるようにする
   ことを特徴とするガス給湯器の制御方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載のガス給湯器の制御方法であって、
   上記バーナに供給される燃料ガスの供給圧の低下を検知して確認した上で実行するようにする、ガス給湯器の制御方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のガス給湯器の制御方法であって、
   上記要求熱量が、燃料ガスの供給圧低下に起因して実際に出力される熱量との間にズレを生じることになる境界値よりも大側であることを条件に実行するようにする、ガス給湯器の制御方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載のガス給湯器の制御方法であって、
   上記要求熱量に対する実際に出力される熱量の比率が、燃料ガスの供給圧低下に起因するズレに基づく程度以上に小さいことを条件に実行するようにする、ガス給湯器の制御方法。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のガス給湯器の制御方法を実行する燃焼制御手段と、上記熱交換器への給水流量又は熱交換器からの出湯流量を検出する流量検出手段とを備えている
   ことを特徴とするガス給湯器。

Images