JP2814460B2

JP2814460B2 - 給湯装置

Info

Publication number: JP2814460B2
Application number: JP6146031A
Authority: JP
Inventors: 聖憲金礪
Original assignee: 株式会社ハーマン
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: JPH0814659A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入水路及び出湯路が夫
々接続され、バーナにより加熱される水加熱用の熱交換
器と、前記入水路と前記出湯路とを接続するバイパス路
と、前記熱交換器を通して前記出湯路に供給される湯
と、前記バイパス路を通して供給される水との混合比率
を調節する混合比調節手段と、前記湯と水との混合湯温
が目標給湯温度になるように、前記混合比調節手段及び
前記バーナへの燃料供給量を制御する制御手段とが備え
られ、前記制御手段は、前記入水路での入水温度及び入
水量の検出情報並びに前記目標給湯温度の情報に基づい
て前記バーナへの燃料供給量を制御し、且つ、出湯開始
時においては前記混合湯温が前記目標給湯温度になるよ
うに、前記混合比調節手段を制御す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】上記給湯装置において、従来では、前記
混合湯温を目標給湯温度にさせる構成として、熱交換器
により加熱される湯温が予め設定された所定温度になる
ようにバーナへの燃料供給量が制御され、混合湯温が目
標給湯温度になるように、前記混合比調節手段の混合比
率を制御する構成が用いられている。

【０００３】上記制御構成において、従来では、例えば
本出願人による特願平３−２６５７２３号に示されるよ
うに、給湯運転の中断時間が短いとき、即ち、熱交換器
での後沸きによる高温湯が出湯されるおそれがあるとき
には、給湯開始から所定時間経過するまで、前記混合比
調節手段を、目標給湯温度に対応する比率よりも、バイ
パス路から供給される水の比率が大になるように制御し
て（後沸き制御）、高温湯が出湯されるのを防止するよ
う構成すると共に、前記中断時間が長く、熱交換器内で
の湯温が低下しているときは、給湯開始から、熱交換器
により設定温度まで加熱された湯が出湯路に供給される
までの過渡状態においては、定常運転時における温度よ
りも低い温度の湯がバイパス路からの水と混合され、混
合湯温が目標給湯温度よりも低くなる、所謂、前冷え状
態になるから、給湯開始から所定時間経過するまで、目
標給湯温度に対応する比率よりも、バイパス路から供給
される水の比率が小になるように、混合比調節手段を制
御する（前冷え制御）ことによって、出湯開始時に低温
湯が出湯されるのを防止するようにしたものがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術においては、給湯運転が中断された時間の長さに基づ
いて、後沸き制御状態であるか前冷え制御状態であるか
を判別して、給湯開始から所定時間が経過するまで、後
沸き制御状態であればバイパス路からの水の比率を大に
し、前冷え制御状態であれば前記水の比率を小にさせ
る、という切り換え制御が実行されるに過ぎないもので
あるから、次のような不利がある。例えば外気温度や目
標給湯温度の差異等に起因して、湯温が変化するにもか
かわらず、所定時間のみ水の比率を切り換え制御する構
成であるから、所定時間が経過した後においても、後沸
きが解消されずに給湯温度が目標給湯温度よりも大きく
上昇したり、あるいは、前冷えが解消せず給湯温度が目
標給湯温度よりも大きく低下する等、給湯温度の変動が
充分に抑制できない不利があった。

【０００５】更に、上述したような熱交換器内での後沸
きに起因する高温湯が給湯される時間は、熱交換器出口
から給湯栓等の給湯出口まで湯が流動する間の短い時間
であるのに対して、給湯運転の開始に伴って熱交換器に
より目標給湯温度まで湯が加熱されて給湯出口に達する
までの立上がり時間は、一般にそれよりも長い時間を要
するものとなる。従って、後沸きが生じている場合であ
っても、例えば、図７に示すように、後沸きによる高温
湯が給湯された後、目標給湯温度よりも低温の湯が給湯
される、前冷えの状態が生じることになる。

【０００６】上記従来技術においては、前記所定時間が
経過するまで水の比率を大にさせることで後沸きによる
湯温上昇を回避できるとしても、上述したような後沸き
の後に生じる前冷えの状態においては、前記所定時間が
経過した後は、目標給湯温度に対応する水の比率に切り
換えられるので、給湯温度が目標給湯温度よりも大きく
低下するおそれがある等、湯温の変動を充分に抑制でき
ないものとなっていた。

【０００７】本発明は、給湯開始時に給湯温度が目標給
湯温度から大きく変動するのを極力抑制することが可能
となる給湯装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１発明の特徴構成は、
入水路及び出湯路が夫々接続され、バーナにより加熱さ
れる水加熱用の熱交換器と、前記入水路と前記出湯路と
を接続するバイパス路と、前記熱交換器を通して前記出
湯路に供給される湯と、前記バイパス路を通して供給さ
れる水との混合比率を調節する混合比調節手段と、前記
湯と水との混合湯温が目標給湯温度になるように、前記
混合比調節手段及び前記バーナへの燃料供給量を制御す
る制御手段とが備えられ、前記制御手段は、前記入水路
での入水温度及び入水量の検出情報並びに前記目標給湯
温度の情報に基づいて前記バーナへの燃料供給量を制御
し、且つ、出湯開始時においては前記混合湯温が前記目
標給湯温度になるように、前記混合比調節手段を制御す
るように構成されている給湯装置において、前記湯と水
との混合湯温を検出する混合湯温検出手段が備えられ、
前記制御手段は、給湯運転の開始が指令されたときに、
前記目標給湯温度と前記混合湯温検出手段による検出値
との偏差が運転状態判別用の設定値を越えている場合に
は、初点火立上がり用の制御モードに設定し、前記偏差
が運転状態判別用の設定値を越えていない場合には、給
湯運転開始から設定時間が経過した後に、前記混合比率
が定常運転用目標比率になるように前記混合比調節手段
を制御した状態における前記混合湯温の検出情報に基づ
いて、後沸き制御モード又は前冷え制御モードのいずれ
かの制御モードに設定するように構成されている点にあ
る。

【０００９】第２発明の特徴構成は、第１発明の実施に
好適な構成を特定するものであって、前記制御手段は、
前記混合湯温が、前記目標給湯温度よりも湯温上昇判別
用の設定量だけ高い設定上限温度まで上昇すると前記後
沸き制御モードに設定し、且つ、前記混合湯温が前記目
標給湯温度よりも前記設定量だけ低い設定下限温度まで
下降すると前記前冷え制御モードに設定するように構成
され、前記後沸き制御モードにおいては、（イ）前記混合湯温が前記設定上限温度まで上昇するに
伴って、前記定常運転用目標比率よりも前記バイパス路
を通して供給される水の比率が大になるように、前記混
合比調節手段を制御し、（ロ）上記（イ）の状態において、前記混合湯温が設定
下限温度まで下降するに伴って、前記混合比率が前記定
常運転用目標比率になるように、前記混合比調節手段を
制御し、（ハ）上記（ロ）の状態において、前記混合湯温が前記
設定下限温度まで下降するに伴って、前記混合比率が前
記定常運転用目標比率よりも前記水の比率が小になるよ
うに、前記混合比調節手段を制御し、（ニ）上記（ハ）の状態において、前記混合湯温が前記
設定上限温度まで上昇すると、前記混合比率が定常運転
用目標比率になるように、前記混合比調節手段を制御
し、前記前冷え制御モードにおいては、（ａ）前記混合湯温が前記設定下限温度まで下降するに
伴って、前記定常運転用目標比率よりも前記水の比率が
小になるように、前記混合比調節手段を制御し、（ｂ）上記（ａ）の状態において、前記混合湯温が前記
設定上限温度まで上昇すると、前記混合比率が前記定常
運転用目標比率になるように、前記混合比調節手段を制
御する、混合比率切換制御を実行するように構成されて
いる点にある。

【００１０】第３発明の特徴構成は、第１又は第２発明
の実施に好適な構成を特定するものであって、前記制御
手段は、給湯運転開始から設定時間を経過するまでの間
において、前記水の比率が前記定常運転用目標比率より
も小になるように、前記混合比調節手段を制御するよう
に構成されている点にある。

【００１１】第４発明の特徴構成は、第２又は第３発明
の実施に好適な構成を特定するものであって、前記制御
手段は、前記目標給湯温度が、設定温度領域にある状態
においてのみ、前記混合比率切換制御を実行するように
構成されている点にある。

【００１２】第５発明の特徴構成は、第１、第２、第３
又は第４発明の実施に好適な構成を特定するものであっ
て、前記制御手段は、前記初点火立上がり用の制御モー
ドにおいては、（あ）給湯運転を開始してから、前記混合湯温が目標給
湯温度になるまでの間は、前記混合比率が、前記水の比
率を最小またはそれに近い状態とする起動用混合比率に
なるように、前記混合比調節手段を制御し、（い）上記（あ）の状態において、前記混合湯温が前記
目標給湯温度になると、前記混合比率が、前記水の比率
を前記起動用混合比率より大で、且つ、前記定常運転用
目標比率より小とする中継混合比率になるように、前記
混合比調節手段を制御し、（う）上記（い）の状態において、前記混合湯温が前記
目標給湯温度になると、前記混合比率が前記定常運転用
目標比率になるように、前記混合比調節手段を制御す
る、混合比率漸増制御を実行するように構成されている
点にある。

【００１３】第６発明の特徴構成は、第５発明の実施に
好適な構成を特定するものであって、前記制御手段は、
前記目標給湯温度が、設定温度領域にある状態において
のみ、前記混合比率漸増制御を実行するように構成され
ている点にある。

【００１４】第７発明の特徴構成は、第１、第２、第
３、第４、第５又は第６発明の実施に好適な構成を特定
するものであって、前記バイパス路は、流路径が互いに
異なる複数の経路で構成され、前記混合比調節手段は、
前記各経路に夫々備えられた開閉弁で構成されている点
にある。

【００１５】第８発明の特徴構成は、第１、第２、第
３、第４、第５、第６又は第７発明の実施に好適な構成
を特定するものであって、前記混合湯温検出手段が、前
記出湯路と前記バイパス路との接続点よりも下流側の湯
温を検出するように構成されている点にある。

【００１６】第９発明の特徴構成は、第１、第２、第
３、第４、第５、第６、第７又は第８発明の実施に好適
な構成を特定するものであって、前記入水路における前
記バイパス路との分岐点よりも上手側に、水量検出手段
が備えられ、前記制御手段は、前記水量検出手段による
検出水量が設定量を越えると、前記バーナの燃焼を開始
し、前記検出水量が設定量を下回ると、前記バーナの燃
焼を停止させるように構成されている点にある。

【００１７】

【作用】第１発明の特徴構成によれば、給湯運転の開始
が指令されたときに、前記目標給湯温度と前記混合湯温
検出手段による検出値との偏差が運転状態判別用の設定
値を越えている場合、つまり、給湯運転の停止時間が比
較的長く、熱交換器での湯温が低くなっている状態であ
れば、制御手段は、初点火立上がり用の制御モードに設
定される。そして、前記偏差が運転状態判別用の設定値
を越えていない場合には、給湯運転開始から設定時間が
経過した後に、前記混合比率が定常運転用目標比率にな
るように前記混合比調節手段を制御した状態における前
記混合湯温の検出情報に基づいて、制御手段は後沸き制
御モード又は前冷え制御モードのいずれかの制御モード
に設定されることになる。給湯運転開始直後は、出湯路
におけるバイパス路との接続点の上流側近傍に存在する
比較的低い温度の湯が、バイパス路からの水と混合する
ことで、混合湯温が一時的に低い温度になったり、過渡
的にバイパス路側の水量が多くなることがあるが、前記
設定時間が経過した後に湯温の変化を監視するので、こ
のような一時的な温度低下を検出することがなく、後沸
きであるか前冷えであるかを正確に判別できる。

【００１８】従って、混合湯温（給湯温度）の検出情報
に基づいて、そのときの熱交換器の出湯状態に適した制
御モードに設定されて、混合比調節手段が制御されるこ
とになり、給湯温度の変動を極力、抑制して安定した温
度に維持させることができる。

【００１９】第２発明の特徴構成によれば、第１発明の
特徴構成による発明に加えて次の作用がある。

【００２０】前記混合湯温が、前記目標給湯温度よりも
湯温上昇判別用の設定量だけ高い設定上限温度まで上昇
すると後沸き制御モードに設定される。

【００２１】後沸き制御モードに設定されると、混合湯
温が設定上限温度まで上昇するに伴って、定常運転用目
標比率よりもバイパス路を通して供給される水の比率が
大になるように制御される。従って、低温である水の混
合比率が多くなるので、混合湯温が低下することにな
る。

【００２２】そして、このように水比率が大になった状
態で、混合湯温が設定下限温度まで下降すると、出湯路
側の湯温が低下している、即ち、熱交換器での後沸きに
よる高温湯が減少しているので、混合比率が定常運転用
目標比率になるように制御され、混合湯温の変化状態が
監視される。このとき、混合湯温が設定下限温度、あで
下降すると、熱交換器での後沸きに起因した高温湯が通
過して、熱交換器による加熱状態が発揮されるまでの前
冷え状態が発生しているので、定常運転用目標比率より
も水の比率が小になるように制御され、混合湯温が上昇
することになる。その後、混合湯温が設定上限温度まで
上昇すると、前冷え状態が解消され、出湯路内の湯温が
定常運転時の温度に近づいているので、混合比率が定常
運転用目標比率になるように制御される。

【００２３】又、給湯運転が開始され、混合比率が定常
運転用目標比率になるように混合比調節手段が制御され
た状態で混合湯温が低下すると、前冷え制御モードに設
定される。

【００２４】前冷え制御モードに設定されると、混合湯
温が前記設定下限温度まで下降するに伴って、前記定常
運転用目標比率よりも前記水の比率が小になるように制
御される。従って、低温である水の混合比率が少なくな
るので、混合湯温が上昇することになる。そして、混合
湯温が設定上限温度まで上昇すると、前冷え状態が解消
され、出湯路内の湯温が定常運転時の温度に近づいてい
るので、混合比率が定常運転用目標比率になるように制
御される。

【００２５】第３発明の特徴構成によれば、第１又は第
２発明の特徴構成による作用に加えて次の作用がある。
給湯運転が開始され、前記設定時間が経過するまでの間
は、定常運転用目標比率よりも前記水の比率が小になる
ように制御されるので、出湯路におけるバイパス路との
接続点の上流側近傍に比較的低い温度の湯が存在する場
合や過渡的にバイパス路側の水量が多くなる場合等であ
っても、バイパス路からの水の混合比率が小さいので、
混合湯温が一時的に低い温度になるのを未然に防止でき
る。

【００２６】第４発明の特徴構成によれば、第２又は第
３発明の特徴構成による作用に加えて次の作用がある。
目標給湯温度が、例えば、人が直接、給湯使用する場合
における温度領域に設定された場合において、上述した
ような後沸きあるいは前冷えを防止することで、温度変
化の少ない適切な給湯使用状態に設定でき、目標給湯温
度が、例えば、人が直接使用しないような温度領域であ
れば、不必要な混合比率切換制御を行わないのである。

【００２７】第５発明の特徴構成によれば、第１、第
２、第３又第４発明の特徴構成による作用に加えて次の
作用がある。給湯運転の開始が指令されたときに、目標
給湯温度と混合湯温検出手段による検出値との偏差が、
運転状態判別用の設定値を越えている場合、つまり、給
湯運転の停止時間が比較的長く、熱交換器での湯温が低
くなっている状態であれば、混合比率漸増制御を実行す
る初点火立上がり用の制御モードに設定される。つま
り、混合比率が起動用混合比率に制御され、バイパス路
からの水の比率が小さくなって、極力、混合湯温が早く
上昇することになる。その後、混合湯温が目標給湯温度
になると、水の比率が、起動用混合比率より大で、且
つ、定常運転用目標比率より小である、中継混合比率に
制御され、混合湯温が目標給湯温度以上の高温になるの
を防止し、更にその後、熱交換器での加熱に伴って出湯
路からの湯の温度が上昇して、混合湯温が目標給湯温度
になると、混合比率が定常運転用の混合比率に制御され
るのである。

【００２８】第６発明の特徴構成によれば、第１、第
２、第３、第４又は第５発明の特徴構成による作用に加
えて次の作用がある。目標給湯温度が、例えば、人が直
接、給湯使用する場合における温度領域に設定された場
合において、上述したような混合比率漸増制御を実行し
て、温度変化を極力抑制しながら、温度上昇を早く行わ
せることができ、目標給湯温度が、例えば、人が直接使
用しないような温度領域であれば、不必要な混合比率漸
増制御を行わないのである。

【００２９】第７発明の特徴構成によれば、第１、第
２、第３、第４、第５又は第６発明の特徴構成による作
用に加えて次の作用がある。複数の開閉弁を開閉制御す
ることで、流路径の異なる経路に選択的に水が通流し
て、混合比率が制御される構成であるから、例えば、実
混合比率をフィードバックしながらアクチュエータにて
混合比率を変更制御する構成に比較して、応答遅れの少
ない状態で混合比率の制御が素早く実行できる。

【００３０】第８発明の特徴構成によれば、第１、第
２、第３、第４、第５、第６又は第７発明の特徴構成に
よる作用に加えて次の作用がある。混合湯温検出手段
が、前記接続点よりも下流側の湯温を検出するものであ
るから、湯水混合後の混合湯温（給湯温度）を確実に検
出できると共に、給湯運転の停止状況等の運転状態をも
判別することができ、混合湯温の検出手段とは別に、熱
交換器の近くでの温度を検出する運転状態判別用の専用
の温度検出手段を設ける場合に比較して、構成が簡単に
なる。

【００３１】第９発明の特徴構成によれば、第１、第
２、第３、第４、第５、第６、第７又は第８発明の特徴
構成による作用に加えて次の作用がある。入水路におけ
るバイパス路との分岐点よりも上手側における水量（給
湯量とほぼ同じ水量）に基づいてバーナの燃焼の開始又
は停止を制御するので、熱交換器側の通水量にて燃焼の
開始あるいは停止を制御するものに比較して、給湯の開
始指令に伴ってバーナの燃焼が開始されるときにおける
給湯量のばらつきを少ないものにできる。

【００３２】

【発明の効果】第１発明の特徴構成によれば、給湯運転
の開始時において、そのときの混合湯温検出手段の検出
情報に基づいて、初点火立上がり用制御モード、後沸き
用制御モードあるいは前冷え用制御モードのいずれかの
制御モード、つまり、そのときの熱交換器の出湯状態に
適した制御モードに設定された状態で、混合湯温が目標
給湯温度になるように混合比調節手段を制御することが
でき、、混合湯温、即ち、給湯温度の変動を極力少ない
ものに抑制することが可能となる給湯装置を提供できる
に至った。第２発明の特徴構成によれば、第１発明の特
徴構成による効果に加えて次の効果がある。給湯運転の
開始直後における一時的な湯温低下にかかわらず、正確
に、後沸き状態であるか前冷え状態であるかを判別で
き、夫々の状態に適した制御モードに設定でき後沸き状
態において、後沸きによる温度上昇の後に、前冷え状態
がある場合であっても、給湯温度を、確実に、設定上限
温度と設定下限温度との間での温度領域に維持させるこ
とができ、給湯運転の開始時において、目標給湯温度か
らの温度変動を極力、少ないものに抑制できるものとな
った。

【００３３】第３発明の特徴構成によれば、第１又は第
２発明の特徴構成による効果に加えて次の効果がある。
給湯運転の開始直後における一時的な湯温低下を抑制し
て、更に、給湯温度の変動を少ないものに抑制できるも
のとなった。

【００３４】第４発明の特徴構成によれば、第２又は第
３発明の特徴構成による効果に加えて次の効果がある。
後沸きや前冷えの防止が必要な場合においてのみ、混合
比率切換制御が実行されるから、不必要な制御による信
頼性の低下を招くおそれが少ない。

【００３５】第５発明の特徴構成によれば、第１、第
２、第３又は第４発明の特徴構成による効果に加えて次
の効果がある。給湯運転の停止時間が比較的長い場合に
は、混合湯温が目標給湯温度を越えて高温になるのを抑
制しながら、混合湯温が極力早く目標給湯温度まで上昇
させることができる。

【００３６】第６発明の特徴構成によれば、第１、第
２、第３、第４又は第５発明の特徴構成による効果に加
えて次の効果がある。混合湯温が極力早く目標給湯温度
まで上昇させる必要がある場合においてのみ、混合比率
漸増制御が実行されるから、不必要な制御による信頼性
の低下を招くおそれが少ない。

【００３７】第７発明の特徴構成によれば、第１、第
２、第３、第４、第５又は第６発明の特徴構成による効
果に加えて次の効果がある。混合比率の変更制御が時間
遅れの少ない状態で素早く実行され、時間遅れに起因し
て混合湯温（給湯温度）が変動するのを防止でき、目標
給湯温度からの温度変動を、より一層少ないものに抑制
できる。しかも、実混合比率を検出してフィードバック
しながらアクチュエータにて混合比率を変更制御する構
成に比較して、構成が簡素化できる利点もある。

【００３８】第８発明の特徴構成によれば、第１、第
２、第３、第４、第５、第６又は第７発明の特徴構成に
よる効果に加えて次の効果がある。混合湯温検出手段と
は別に、運転状態判別用の専用の湯温検出手段を設ける
場合に比較して、湯温検出手段の数を出来るだけ少ない
ものにしながら、上述したような混合比率切換制御や混
合比率漸増制御を実行することが可能となり、構成を簡
素化できる利点がある。

【００３９】第９発明の特徴構成によれば、第１、第
２、第３、第４、第５、第６、第７又は第８発明の特徴
構成による効果に加えて次の効果がある。給湯開始に伴
ってバーナの燃焼が開始されるときの給湯量のばらつき
が少なくなるから、前記混合比率切換制御や混合比率漸
増制御において混合湯温（給湯温度）の変動が更に抑制
できる利点がある。

【００４０】

【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図１
に本発明に係る給湯装置を示している。この給湯装置
は、給湯部Ｋと、給湯部Ｋの給湯動作を制御する制御手
段としての制御部Ｈ、及び、制御部Ｈとの間で情報が伝
達される操作部Ｒで構成されている。前記給湯部Ｋは、
バーナ１により加熱される水加熱用の熱交換器２が備え
られ、この熱交換器２に入水路３及び出湯路４が夫々接
続されると共に、入水路３と出湯路４とがバイパス路５
で接続され、入水路３から供給される供給水が、入水路
３とバイパス路５とに分流され、熱交換器２にて加熱さ
れた湯とバイパス路５から供給される水とが合流して、
出湯路４を通して図示しない給湯栓に給湯されるように
構成されている。又、前記バーナ１に燃焼用空気を供給
する通風手段としてのファン６が備えられ、バーナ１の
近傍には、点火用のイグナイタ７及びバーナ１に着火し
たか否かを検出するフレームロッド８が備えられてい
る。

【００４１】前記入水路３におけるバイパス路５との接
続点の上流側に、入水量を検出する水量検出手段として
の水量センサ９と、入水温度を検出する入水温検出手段
としての入水温センサ１０が備えられ、出湯路４におけ
るバイパス路５との接続点の下流側には、湯水混合され
た後の混合湯温（給湯温度）を検出する混合湯温検出手
段としての出湯温センサ１１が備えられている。又、熱
交換器２の出口部には熱交換器２により加熱された加熱
湯温を検出する加熱湯温センサ１２が備えられている。

【００４２】前記熱交換器２を通して出湯路４に供給さ
れる湯と、バイパス路５を通して供給される水との混合
比率を調節する混合比調節手段Ａが備えられている。詳
述すると、前記バイパス路５は、並列配置された第１経
路５ａと第２経路５ｂの２本の経路で構成され、第１経
路５ａには、所定通路径に設定されたオリフィス１３ａ
が備えられ、第２経路５ｂには、前記所定径よりも小径
に設定されたオリフィス１３ｂが備えられている。又、
各経路５ａ，５ｂには、夫々電磁式の第１、第２水開閉
弁１４ａ，１４ｂが備えられている。

【００４３】図２に示すように、前記各水開閉弁１４
ａ，１４ｂを共に閉状態にすると、熱交換器２と出湯路
４を通して供給される湯と、バイパス路５を通して供給
される水との混合比率が、前記水の比率（以下、水混合
比率という）が「０」になるように設定され、第１水開
閉弁１４ａを閉状態に、第２水開閉弁１４ｂを開状態に
設定すると、水混合比率が「小」（具体的には、０．２
５〜０．３５程度）に設定され、第１水開閉弁１４ａを
開状態に、第２水開閉弁１４ｂを閉状態に設定すると、
水混合比率が「中」（具体的には、０．３５〜０．４５
程度）に設定され、第１水開閉弁１４ａ及び第２水開閉
弁１４ｂを共に開状態に設定すると、水混合比率が
「大」（具体的には、０．４５〜０．５５程度）に設定
される。従って、前記第１水開閉弁１４ａ及び第２水開
閉弁１４ｂにより前記混合比調節手段Ａが構成される。

【００４４】前記バーナ１に対して燃料を供給する燃料
供給路１５には、電磁式ガス開閉弁１６と燃料供給量調
節手段としての電磁式ガス量調節弁１７が備えられてい
る。

【００４５】前記操作部Ｒは、有線又は無線にて制御部
Ｈと通信可能に設けられ、この操作部Ｒには、給湯装置
の運転開始／停止を指示する運転スイッチ１８、目標給
湯温度を設定する給湯温度設定スイッチ１９、給湯温度
を表示する給湯温度表示部２０等が備えられている。

【００４６】前記制御部Ｈは、前記各センサ９〜１２、
フレームロッド８等の検出情報に基づいて、前記ガス開
閉弁１６、ガス量調節弁１７を制御して、給湯温度が設
定目標温度になるようにバーナ１に対する燃料供給量を
制御する燃焼制御手段１００と、給湯運転の開始時にお
いて、後述するように、各水開閉弁１４ａ，１４ｂを制
御して、熱交換器２と出湯路４を通して供給される湯に
対する、バイパス路５を通して供給される水の混合比率
を変更制御する混合比制御手段１０１とが備えられてい
る。

【００４７】前記混合比制御手段１０１は、給湯運転の
開始後、初期運転時間として設定された設定時間ｔ₁が
経過するまでの間は、例えば、断続運転時において、熱
交換器２での後沸きによる温度上昇（オーバーシュー
ト）や、放熱による温度下降（アンダーシュート）等を
極力抑制するように、又、長時間の運転停止後に運転を
開始する際には、給湯温度が、極力早く目標給湯温度Ｔ
_1Sになるように、前記水混合比率を適切な状態に切り換
えるように制御する。

【００４８】前記初期運転時間ｔ₁は、入水量の積算値
が所定値、例えば４リットルを越えるまでの所要時間に
相当し、数十秒間、具体的には２０秒〜４０秒間程度に
設定される。

【００４９】又、前記初期運転時間ｔ₁が経過した後に
おける通常運転状態においては、給湯温度設定スイッチ
１９によって設定される目標給湯温度Ｔ_1Sが４５°Ｃ未
満のときは、定常運転状態における前記水混合比率を前
記「中」に設定し、その状態が維持されるように制御す
る。又、目標給湯温度Ｔ_1Sが４５°Ｃ以上で且つ６０°
Ｃ未満のときは、定常運転状態における前記水混合比率
を前記「小」に設定し、その状態が維持されるように制
御する。そして、目標給湯温度Ｔ_1Sが６０°Ｃ以上のと
きは、定常運転状態における前記水混合比率を前記
「０」に設定し、その状態が維持されるように制御す
る。

【００５０】前記燃焼制御手段１００は、給湯運転の開
始後、前記初期運転時間ｔ₁が経過するまでの間は、定
常運転状態における熱交換器２の目標加熱温度Ｔ_2Sを求
め、且つ、そのときに設定された水混合比率と水量セン
サ９の検出値から熱交換器２側への通水量を求め、前記
目標加熱温度Ｔ_2Sと入水温度Ｔ₀との偏差、並びに、前
記通水量Ｑｘから、燃料供給量のフィードフォワード操
作量を求めると共に、前記目標加熱温度Ｔ_2Sと加熱湯温
センサ１２の検出値Ｔ₂との偏差が、小さくなるように
燃料供給量のフィードバック操作量を求め、これらのフ
ィードフォワード操作量とフィードバック操作量との加
算値により、ガス量調節弁１７を操作制御する。従っ
て、例えば、断続運転時において、熱交換器２での後沸
きによる温度上昇や、熱交換器２による加熱に伴って混
合湯温が目標給湯温度Ｔ_1Sまで上昇する前に、バイパス
路５からの水との混合により、混合湯温が一時的に下降
すること等を極力抑制するように、且つ、長時間の運転
停止後に運転を開始する際には、給湯温度が、極力早く
目標給湯温度Ｔ_1Sになるように、燃料供給量を制御す
る。

【００５１】又、前記燃焼制御手段１００は、前記初期
運転時間ｔ₁が経過した後における通常運転状態におい
ては、出湯温センサ１１の検出値Ｔ₁と入水温センサ１
０の検出値Ｔ₀とに基づいて、フィードフォワード操作
量を求めると共に、前記目標加熱温度Ｔ_2Sと加熱湯温セ
ンサ１２の検出値Ｔ₂との偏差に基づいてフィードバッ
ク操作量を求め、これらのフィードフォワード操作量と
フィードバック操作量との加算値に基づいて、ガス量調
節弁１７を制御する。

【００５２】以下、制御部Ｈにおける混合比制御の制御
動作について図３〜図６に示す制御フローチャートに基
づいて説明する。運転スイッチ１８のＯＮ操作に伴って
電源が投入されると、初期設定動作が実行される。つま
り、前記各水開閉弁１４ａ，１４ｂを共に開状態に制御
して（ステップ１）、出湯路４中に高温の湯が残ってい
る場合であっても、電源投入と同時に高温の湯が給湯さ
れるおそれを回避するようにしている。

【００５３】そして、目標給湯温度Ｔ_1Sが４５°Ｃ未満
であれば、目標給湯温度Ｔ_1Sと、出湯温センサ１１の検
出値との差（温度偏差ｅ）を演算する（ステップ３）。
そして、運転スイッチ１８がＯＦＦされず、水量センサ
９により通水が検出され、通水量Ｑｘが点火用の設定水
量Ｑｓ（約２リットル／分）を越えると、ガス開閉弁１
６、ガス量調節弁１７を開作動し、ファン６の通風を開
始し、バーナ１の燃焼を開始する（ステップ４〜７）。
通水量Ｑｘが点火用設定水量Ｑｓを越えていなければ、
ガス開閉弁１６、ガス量調節弁１７を閉作動し、ファン
６の通風を停止する（ステップ８）。又、運転スイッチ
１８がＯＦＦするか、又は、水量センサ９により通水が
検出されなければ、ガス開閉弁１６、ガス量調節弁１７
を閉作動し、ファン６の通風を停止する（ステップ９）
と共に、前記温度偏差ｅが１０°Ｃ以上であれば、初点
火立上がり時での待機状態（設定出湯状態の一例）と判
断して、第１水開閉弁１４ａ、第２水開閉弁１４ｂを共
に閉状態（水混合比率を「０」）に設定し、前記温度偏
差ｅが１０°Ｃ未満であれば、断続使用時での待機状態
と判断して、第１水開閉弁１４ａを閉状態、第２水開閉
弁１４ｂを開状態（水混合比率を「小」）に設定する
（ステップ１０〜１２）。

【００５４】バーナ１の燃焼の開始後、初期運転時間ｔ
₁が経過していなければ、初点火立上がり時での待機状
態であるか否かが判断され、当該待機状態であると判断
すると、出湯温センサ１１の検出値Ｔ₁が目標給湯温度
Ｔ_1Sを越えるまで、前記待機状態（水混合比率が「０」
の状態）を維持し、出湯温センサ１１の検出値Ｔ₁が目
標給湯温度Ｔ_1Sを越えると、第２水開閉弁１４ｂが
「開」でなければ（初回、制御時には「閉」である）、
第１水開閉弁１４ａを閉状態、第２水開閉弁１４ｂを開
状態（水混合比率を「小」）に設定して、ステップ２に
戻る（ステップ１３〜１７）。

【００５５】水混合比率が「小」に切り換えられると、
水混合比率が増加することによって、図７に示すよう
に、出湯温センサ１１の検出値Ｔ₁が低下するが、その
後、水混合比率が「小」に設定された状態で、出湯温セ
ンサ１１の検出値Ｔ₁が目標給湯温度Ｔ_1Sを越えると、
ステップ１６において第２水開閉弁１４ｂが「開」であ
ると判断され、第１水開閉弁１４ａを開状態、第２水開
閉弁１４ｂを閉状態（水混合比率を「中」）に設定し
（ステップ１８）、前記初期運転時間ｔ₁が経過したも
のとして（ステップ１９）、ステップ７に戻り、その
後、ステップ２〜７，１３，２０を繰り返して、定常運
転状態が維持される。

【００５６】従って、ステップ１４〜１７、ステップ２
〜７，１３，１４〜１６，１８，１９の各制御により、
混合比率漸増制御が実行されることになる。

【００５７】その結果、初点火立上がり時には、図７に
示すように、少ない水混合比率で給湯が開始されるか
ら、水混合比率が定常運転時の値に固定される場合（図
７中、破線で示す）に比較して、目標給湯温度Ｔ_1Sに至
る時間が短いものになる。

【００５８】そして、ステップ１３において、前記初期
運転時間ｔ₁が経過して、定常運転状態であると判断す
ると、第１水開閉弁１４ａを開状態、第２水開閉弁１４
ｂを閉状態（水混合比率を「中」）に設定し、ステップ
２に戻る（ステップ２０）。定常運転（給湯）が継続さ
れる間は、水混合比率が「中」の状態が維持される。給
湯栓の閉操作によって、通水が無くなると、ガス開閉弁
１６、ガス量調節弁１７を閉作動し、ファン６の通風を
停止する（ステップ９）と共に、前記温度偏差ｅが１０
°Ｃ未満であれば、断続使用時での待機状態と判断し
て、第１水開閉弁１４ａを閉状態、第２水開閉弁１４ｂ
を開状態（水混合比率を「小」）に設定する（ステップ
９，１０，１２）。

【００５９】次回の給湯再開時に、給湯停止時から給湯
再開までの経過時間が短いときは、出湯路４内の湯温は
あまり低下せず、前記温度偏差ｅは１０°Ｃ以内である
から、断続運転状態であると判断され、ステップ１４か
らステップ２１に移行する。通水の開始が検出された時
点から設定時間ｔ₂（例えば０．２秒）が経過するまで
の間は、水混合比率が「小」の状態を維持しながら、再
出湯制御モードを「０」に設定する（ステップ２２）。

【００６０】このように、設定時間ｔ₂が経過するまで
の間は水の比率が「小」の状態に維持されるから、出湯
路におけるバイパス路との接続点に近い箇所において比
較的低い温度（例えば、混合湯温に近い温度）の湯が存
在する場合や過渡的にバイパス路側の水量が多くなる場
合に、水の比率が「中」に設定されていれば、図８及び
図９に破線で示すような一時的な温度低下が生じるが、
この場合、図８及び図９に実線で示すように、このよう
な温度低下を抑制できることになる。

【００６１】前記設定時間ｔ₂が経過すると、再出湯制
御モードを判別する（ステップ２３）が、最初はモード
「０」に設定されているから、ステップ２４に進み、第
１水開閉弁１４ａを開状態、第２水開閉弁１４ｂを閉状
態（水混合比率を「中」）に設定し、水混合比率を少し
増加させる。そして、前記温度偏差ｅが−３°Ｃ以下、
つまり、出湯温センサ１１の検出値Ｔ₁が目標給湯温度
Ｔ_1Sよりも３°Ｃ以上高温になると、運転停止時間が短
かく熱交換器２において後沸きが発生している状態（設
定出湯状態の一例）と判断し、後沸き制御モードに設定
され、第１水開閉弁１４ａ、第２水開閉弁１４ｂを共に
開状態（水混合比率を「大」）に設定して、再出湯制御
モードを「１」に設定する（ステップ２５〜２７）。こ
のようにして、水混合比率を増加させて、給湯温度が上
昇するのを防止する。

【００６２】そして、再出湯制御モード「１」に移行
し、前記温度偏差ｅが３°Ｃ以上、つまり、出湯温セン
サ１１の検出値Ｔ₁が目標給湯温度Ｔ_1Sよりも低く、そ
の差が３°Ｃ以上あれば、後沸きによる高温湯が少なく
なったものと判断し、第１水開閉弁１４ａを開状態、第
２水開閉弁１４ｂを閉状態（水混合比率を「中」）に設
定すると共に、再出湯制御モードを「２」に設定し、水
混合比率を減少させて（ステップ３１〜３３）、それ以
上の出湯温度の低下を防止する。その後、再出湯制御モ
ード「２」において、出湯温センサ１１の検出値Ｔ₁が
目標給湯温度Ｔ_1Sよりも低く、その差が３°Ｃ以上にな
れば、出湯路４内の湯温が低下していると判断し、第１
水開閉弁１４ａを閉状態、第２水開閉弁１４ｂを開状態
（水混合比率を「小」）に設定すると共に、再出湯制御
モードを「３」に設定し、水混合比率を更に減少させて
（ステップ３４〜３６）、それ以上の出湯温度の低下を
防止する。又、再出湯制御モード「３」において、出湯
温センサ１１の検出値Ｔ₁が目標給湯温度Ｔ_1Sよりも３
°Ｃ以上高温になると、出湯路４内の湯温が定常運転時
の温度になったものと判断し、第１水開閉弁１４ａを開
状態、第２水開閉弁１４ｂを閉状態（水混合比率を
「中」）、即ち、定常運転状態に設定して、前記初期運
転時間ｔ₁が経過したものとする（ステップ３７〜３
９）。

【００６３】上記ステップ２１〜３９により混合比率切
換制御が実行されることになる。尚、前記温度偏差ｅが
３°Ｃより少ない状態が継続されるときには、初期運転
時間ｔ₁が経過するまで再出湯制御モードは「０」に維
持され、水混合比率は「中」に維持されることになる。

【００６４】上述したような混合比率切換制御が実行さ
れることで、図８に実線にて示すように、熱交換器２に
おける後沸きによる温度上昇、又は、温度低下を極力、
少ないものに抑制して、給湯温度の変化を、目標給湯温
度Ｔ_1Sに対して３°Ｃ以内の範囲に抑えることができ
る。尚、図中、破線は上述したような水開閉弁制御を実
行せず、水混合比率を常に定常運転状態（「中」の状
態）に維持した場合の温度変化を示している。

【００６５】その後、ステップ２に戻り、ステップ２〜
７，１３，２０を繰り返して、定常運転状態が維持され
る。

【００６６】上述したように、再出湯制御モードによる
順次制御を実行することによって、チャタリングを生じ
るおそれが少ないものになる。しかも、前記初期給湯時
間ｔ ₁が経過した後は、確実に、定常運転用の混合比率
に設定されるものとなり、安定した給湯性能が得られる
ものとなる。

【００６７】尚、前記ステップ２４，２５において、水
混合比率を「中」に変更した後に、出湯温センサ１１の
検出値Ｔ₁が目標給湯温度Ｔ_1Sよりも低く、その差が３
°Ｃ以上あれば、運転停止時間が長く、熱交換器２内の
湯が定常運転時よりも温度が低下している状態（設定出
湯状態の一例）と判断し、前冷え制御モードに設定し
て、水混合比率を「小」に切り換えて、再出湯制御モー
ドを「３」に設定し（ステップ２８〜３０）、ステップ
３７に移行する。そして、出湯温センサ１１の検出値Ｔ
₁が目標給湯温度Ｔ_1Sよりも３°Ｃ以上高温になると、
出湯路４内の湯温が定常運転時の温度になったものと判
断し、第１水開閉弁１４ａを開状態、第２水開閉弁１４
ｂを閉状態（水混合比率を「中」）、即ち、定常運転状
態に設定して、前記初期運転時間ｔ₁が経過したものと
する（ステップ３７〜３９）。

【００６８】この場合においても、給湯温度の変化は、
図９に示すように、水混合比率を常に定常運転状態
（「中」の状態）に維持した場合の温度変化（破線）に
比較して少ないものに抑制され、目標給湯温度Ｔ_1Sに対
して３°Ｃ以内の範囲に抑えることができる。

【００６９】次に、前記目標給湯温度Ｔ_1Sが４５°Ｃ以
上で、且つ、６０°Ｃ未満の場合について説明する。目
標給湯温度Ｔ_1Sが４５°Ｃ以上で、且つ、６０°Ｃ未満
であれば（ステップ２，４０）、温度偏差ｅを求め（ス
テップ４１）、運転スイッチ１８がＯＦＦされるか、又
は、通水が停止すると、バーナ１の燃焼を停止し、温度
偏差ｅが１０°Ｃ以上であれば、初点火立上がりでの待
機状態である判断して、第１水開閉弁１４ａ、第２水開
閉弁１４ｂを共に閉状態（水混合比率が「０」）に設定
し、温度偏差ｅが１０°Ｃ未満であれば、第１水開閉弁
１４ａを閉状態、第２水開閉弁１４ｂを開状態（水混合
比率を「小」）に設定する（ステップ４２，４３、４７
〜５０）。

【００７０】通水が開始され、バーナ１の燃焼が開始さ
れると、初点火立上がり時の待機状態であれば、出湯温
センサ１１の検出値Ｔ₁が目標給湯温度Ｔ_1Sを越えるま
で、前記待機状態（水混合比率が「０」の状態）を維持
し、出湯温センサ１１の検出値Ｔ₁が目標給湯温度Ｔ_1S
を越えると、第１水開閉弁１４ａを閉状態、第２水開閉
弁１４ｂを開状態（水混合比率を「小」）に設定して、
前記初期運転時間ｔ₁が経過したものとして、ステップ
２に戻る（ステップ４４，４５，５１〜５５）。その後
は、ステップ５１からステップ５６へ進み、定常運転状
態が維持される。このようにして、図１０に示すよう
に、水混合比率が定常運転時の値に固定される場合（図
１０中、破線で示す）に比較して、目標給湯温度Ｔ_1Sに
至る時間が短いものになる。

【００７１】ステップ５２において、初点火立上がり時
の待機状態でなく、断続使用状態であれば、通水の開始
が検出されてから所定時間ｔ₂（０．２秒）が経過する
までに、再出湯制御モードを「４」に設定し、出湯温セ
ンサ１１の検出値Ｔ₁が目標給湯温度Ｔ_1Sよりも３°Ｃ
以上高くなれば、水混合比率を「中」に切り換え、再出
湯制御モードを「５」に設定する（ステップ５２，５
７，５９〜６２）。出湯温センサ１１の検出値Ｔ₁が目
標給湯温度Ｔ_1Sよりも低く、その差が３°Ｃ以上であれ
ば、前記初期運転時間ｔ₁が経過したものとする（ステ
ップ６０，６３，６４）。再出湯制御モードが「５」に
設定されると、出湯温センサ１１の検出値Ｔ₁が目標給
湯温度Ｔ_1Sよりも低く、その差が３°Ｃ以上であれば、
第１水開閉弁１４ａを閉状態、第２水開閉弁１４ｂを開
状態（水混合比率を「小」）に設定して、前記初期運転
時間ｔ₁が経過したものとする（ステップ６５〜６
７）。

【００７２】このように、目標給湯温度Ｔ_1Sが４５°Ｃ
以上で、且つ、６０°Ｃ未満であれば、目標給湯温度Ｔ
_1Sが４５°Ｃ未満の場合に実行したような、通水の開始
直後において、水混合比率を、定常運転時における水混
合比率よりも低下させるという制御が実行されず、給湯
温度が一時的に高くなるのを防止するようにしている。
又、通水の開始が検出されてから所定時間ｔ₂（０．２
秒）が経過するまでは、水開閉弁１４ａ，１４ｂの開閉
制御を実行しないようにして、過渡的な給湯温度の変化
に起因して、すぐに定常運転状態へ移行するのを防止す
るようにしている。（図１１参照）。

【００７３】目標給湯温度Ｔ_1Sが６０°Ｃ以上に設定さ
れていれば、上述したような水混合比率の変更制御は実
行されず、第１水開閉弁１４ａ及び第２水開閉弁１４ｂ
を共に閉状態（水混合比率を「０」）に設定して、常に
その状態が維持されるように制御する（ステップ２，４
０，６８〜７３）。

【００７４】次に、図１２に示す制御フローチャートに
基づいて、燃料供給量制御の制御動作について詳述す
る。バーナ１の燃焼が開始され、前記初期運転時間ｔ₁
が経過するまでの間は、次のようにして燃料供給量が制
御される（ステップ８０〜８３，８５，８６）。（数
１）により、定常運転時における熱交換器２による目標
加熱温度Ｔ_2Sを演算し、（数２）により、フィードフォ
ワード操作量ＦＦを求める。

【００７５】

【数１】Ｔ_2S＝（Ｔ_1S−Ｔ₀）／Ｍ_XS＋Ｔ₀

【００７６】但し、Ｔ_1Sは給湯温度設定スイッチ１９に
より設定された目標給湯温度Ｔ_1Sであり、Ｔ₀は入水温
センサ１０の検出値（入水温度）であり、Ｍ_XSは、定常
運転時における入水量に対する熱交換器２側水量の比率
データであって、予め実測され、メモリに記憶されてい
る。つまり、前記Ｍ_XSは、目標給湯温度Ｔ_1Sが４５°Ｃ
未満のときは、水混合比率が「中」に設定されている状
態、目標給湯温度Ｔ_1Sが４５°Ｃ以上、６０°Ｃ未満の
ときは、水混合比率が「小」に設定されている状態の夫
々において、実測された熱交換器２側水量の比率データ
であり、目標給湯温度Ｔ_1Sが６０°Ｃ以上のときは、Ｍ
_XS＝１となる。

【００７７】

【数２】ＦＦ＝（Ｔ_2S−Ｔ₀）×Ｍ_X0×Ｑｘ÷Ｃ

【００７８】但し、Ｑｘは水量センサ９により検出され
る入水量であり、Ｃは熱交換器２の熱効率に関する定数
であり、Ｍ_X0は、上述した各水混合比率「小」、
「中」、「大」の夫々における、入水量に対する熱交換
器２側水量の比率データであって、予め実測され、メモ
リに記憶されているデータのうち、混合比制御により設
定されている状態での値である。目標給湯温度Ｔ_1Sが６
０°Ｃ以上のときは、Ｍ_X0＝１となる。

【００７９】又、前記目標加熱温度Ｔ_2Sと、加熱湯温セ
ンサ１２により検出される熱交換器２により加熱された
加熱湯温の実測値Ｔ₂との偏差に基づいて、この偏差が
小さくなるように、ＰＩ制御に基づいて、フィードバッ
ク操作量ＦＢを求める。

【００８０】そして、前記各制御目標ＦＦ，ＦＢを加算
してガス量調節弁１７の操作量を求め、ガス量調節弁１
７を操作制御する。

【００８１】そして、所定単位時間（１秒）をカウント
するタイマーがカウントアップする毎に、即ち、１秒お
きに、加熱湯温センサ１２の検出値Ｔ₂と、熱交換器２
側の通水量Ｑ₂をメモリに記憶させる（ステップ８７〜
８９，９４，９５）。尚、前記熱交換器２側の通水量Ｑ
₂は、そのときの入水量センサ９の検出値Ｑｘと、その
ときに制御されている各水開閉弁１４ａ，１４ｂの開閉
状態に対応する前記Ｍ _X0との積により求められる。又、
加熱湯温センサ１２の検出値Ｔ₂と、熱交換器２側の通
水量Ｑ₂との記憶は、８回分が記憶され、その後は、順
次、１個づつ新しいデータに書き換えられていく。

【００８２】次に、前記初期運転時間ｔ₁が経過した後
は、次のように燃料供給量が制御される。（数３）によ
り、燃料供給量のフィードフォワード操作量ＦＦを求め
る（ステップ８４）。

【００８３】

【数３】ＦＦ＝（Ｔ_1S−Ｔ₀）×Ｑｘ÷Ｃ但し、Ｔ_1Sは給湯温度設定スイッチ１９により設定され
た目標給湯温度Ｔ_1Sであり、Ｔ₀は入水温センサ１０の
検出値（入水温度）であり、Ｑｘは水量センサ９により
検出される入水量である。

【００８４】又、熱交換器２による目標加熱温度Ｔ_2Sと
加熱湯温センサ１２による加熱湯温の実測値Ｔ₂との温
度偏差を求め、この温度偏差が小さくなるように、ＰＩ
制御に基づいて、フィードバック操作量ＦＢを求める
（ステップ８６）。尚、ここで、前記目標加熱温度Ｔ_2S
は、（数４）によって求められる。

【００８５】

【数４】Ｔ_2S＝（Ｔ_1S−Ｔ₀）／Ｍｘ＋Ｔ₀

【００８６】尚、前記Ｍ_Xは、入水量に対する熱交換器
２側水量の比率であるが、この比率Ｍｘは、例えば、入
水量が大きく変化した場合や上述したような水開閉弁の
開閉制御が実行された際には、予め設定された値から変
化するおそれがあるから、加熱湯温センサ１２による加
熱湯温の実測値Ｔ₂と、熱交換器２側への通水量Ｑ₂と
から、正確な値を学習するようにしている。即ち、熱交
換器２の出口から、バイパス路５との接続点（ミキシン
グ部）までの出湯路４の通路内容量Ｑａを、実測にて予
め求めておき、そして、（数５）に示すように、熱交換
器２側への通水量Ｑ₂の所定単位時間Δｔ（この実施例
では１秒）毎の記憶値を順次積算して、その積算値Ｓ
が、前記出湯路４の通路内容量Ｑａを越える最小の加算
回数ｋ、つまり、熱交換器２の出口からミキシング部ま
で湯が流動するまでの加算回数ｋを求め、ｋ回前の加熱
湯温センサ１２の検出値を、ミキシング部の直前での出
湯路４内の湯温Ｔ_2kとして求める（ステップ８８〜９
２）。尚、熱交換器２側への通水量Ｑ₂は、（数６）に
基づいて算出する。

【００８７】そして、（数７）により正確な前記比率Ｍ
_Xを求め（ステップ９３）、上記（数４）におけるＭｘ
を、このようにして求められた新たな値に更新すること
によって、正確な目標加熱温度Ｔ_2Sを求め、より誤差
（定常偏差）の少ない燃料供給量制御を行うことができ
るのである。

【００８８】

【数５】Ｓ＝Ｑ₂×Δｔ＋Ｑ₂₁×Δｔ＋Ｑ₂₂×Δｔ＋…
…＋Ｑ_2kΔｔ

【００８９】

【数６】Ｑ₂＝Ｍ_X0×Ｑｘ

【００９０】

【数７】Ｍｘ＝（Ｔ₁−Ｔ₀）／（Ｔ_2k−Ｔ₀）

【００９１】このように燃料供給量を制御することで、
図１３に示すように、初点火立上がり時においては、目
標燃料供給量（フィードフォワード操作量）が、目標給
湯温度Ｔ_1Sと入水温度との偏差に基づいて求められる場
合の目標燃料供給量（図１３において破線で示す）より
も大になり、図１４に示すように、給湯温度の立ち上が
りが、、目標給湯温度Ｔ_1Sと入水温度との偏差に基づい
て求められる場合に比較して早くなる。

【００９２】又、断続使用時においては、図１５に示す
ように、水混合比率の切り換え制御に対応して、温度が
高いとき（後沸き時）は燃料供給量が少なくなり、温度
が低いとき（前冷え時）は燃料供給量が大になるので、
図１６に示すように、切り換え制御を行わない場合（図
１６で破線で示す）に比較して、給湯温度の変化がより
少ないものになるように抑制され、目標給湯温度への収
束が早くなる。

【００９３】更に、定常運転時には、フィードフォワー
ド操作量ＦＦが、熱交換器２側水量比率に関係なく算出
され、例えば、図１７に破線で示すように、入水量Ｑｘ
が急激に変化したような場合であっても、正確な制御目
標が得られると共に、熱交換器２側水量比率を正確に求
めることによって、前記混合比率切換制御時に行われよ
うに、目標加熱湯温Ｔ_2Sと、混合比率Ｍ_XS等とに基づい
て、（数１）により、フィードフォワード操作量を求め
る場合（図中、実線で示す）に比較して、混合比率Ｍ_XS
の誤差に起因して残留偏差ΔＴが生じるのを防止でき
る。

【００９４】〔別実施例〕（１）上記実施例では、給湯運転開始から設定時間を経
過するまでの間は、前記水混合比率が上記実施例におけ
る「小」になるように制御する構成としたが、このよう
な構成に限定されるものではなく、例えば、上記実施例
における「０」や「中」に設定するようにしてもよい。（２）上記実施例では、上記混合比率切換制御に加え
て、混合比率漸増制御を実行する構成としたが、混合比
率漸増制御は行わずに、初点火立上がり時においては、
水混合比率を常に一定に維持させるようにしてもよい。（３）前記混合比率切換制御及び混合比率漸増制御は、
目標給湯温度がどのような温度であっても実行するよう
に構成してもよく、又、目標給湯温度が６０°Ｃ未満で
あるときに実行するようにしてもよいが、上記実施例に
示されるように、目標給湯温度が４５°Ｃ未満の場合に
のみ実行する構成とすることにより、人間が直接、給湯
を使用する温度ではない高温領域に設定されている場合
には、不必要な開閉弁の切り換え制御を行わないように
することで、耐久性の向上が図れるものとなる。（４）前記混合比調節手段は、上記したような２個の経
路に夫々開閉弁を備えて構成されるものに代えて、互い
に流路径が異なる３個以上の並列経路に夫々開閉弁を備
えて構成してもよく、又、例えば電動モータ等のアクチ
ュエータにより前記混合比率を可変調節自在な混合比率
可変弁を用い、実混合比率をセンサ等により検出してフ
ィードバックしながら、実混合比率が目標値になるよう
に、つまり、熱交換器による加熱湯温を所定値に維持さ
せた状態で、混合湯温を目標給湯温度に維持するよう
に、アクチュエータを駆動制御させる構成としてもよ
い。但し、上記実施例のように、開閉弁にて制御する構
成とすることで、混合比率の切り換え制御の応答速度が
速くなると共に、構成が簡素化できるものとなる。（５）前記混合湯温検出手段としては、前記出湯路と前
記バイパス路との接続点よりも下流側に設ける構成に代
えて、前記出湯路における接続点よりも上流側箇所に出
湯温センサと、バイパス路内の水温を検出する水温セン
サと、出湯路とバイパス路夫々の通水量の比率を検出す
る混合比率検出手段とで構成し、これらの検出情報か
ら、混合湯温を演算にて求めるようにしてもよい。尚、
この場合、運転状態判別用の設定値を越えているか否か
の判断には、前記出湯温センサの検出情報を用い、制御
モードの切り換え判別用の湯温情報としては、前記演算
された混合湯温を用いるようにしてもよい。（６）前記水量検出手段として、上記実施例では、前記
入水路における前記バイパス路との分岐点より上手側
に、１個だけの水量センサにて構成されるものとした
が、前記入水路における前記バイパス路との分岐点より
下手側に熱交換器側水量センサを設けると共に、バイパ
ス路の途中にバイパス路側水量センサを設け、これらの
水量センサの検出値の加算値に基づいて、バーナの燃焼
制御を行うようにしてもよい。（７）上記実施例では、バーナの燃料供給量制御におい
て、定常燃焼時における熱交換器での目標加熱温度Ｔ_2S
を求めるための、熱交換器側水量の比率Ｍｘを学習する
際において、熱交換器側の水量Ｑ₂を、入水量センサ９
の検出値Ｑｘと、そのときに制御されている各開閉弁１
４ａ，１４ｂの開閉状態に対応する前記Ｍ_X0との積によ
り求めるようにしたが、次のようにして求めてもよい。
図１９に示すように、前記初期運転時間ｔ₁の経過する
までの間は、入水量センサ９の検出値Ｑｘと、そのとき
に制御されている各開閉弁１４ａ，１４ｂの開閉状態に
対応する前記Ｍ_X0との積により求め（ステップ８８
ａ）、且つ、前記初期運転時間ｔ₁が経過した後は、上
述したようにして求められる比率（学習値）Ｍｘと入水
量センサ９の検出値Ｑｘとの積により求める（ステップ
８８ｂ）ようにしてもよい。このように構成すると、所
定単位時間毎に順次、記憶される熱交換器側の水量Ｑ₂
の精度が向上して、更に、精度よく前記比率Ｍｘの学習
値の精度が向上することになる。

【００９５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の概略構成図

【図２】水混合比率の変化を示す図

【図３】混合比制御のフローチャート

【図４】混合比制御のフローチャート

【図５】混合比制御のフローチャート

【図６】混合比制御のフローチャート

【図７】初点火立上がり時の温度変化を示す図

【図８】断続使用時における温度変化を示す図

【図９】断続使用時における温度変化を示す図

【図１０】初点火立上がり時の温度変化を示す図

【図１１】断続使用時における温度変化を示す図

【図１２】燃料供給量制御のフローチャート

【図１３】初点火立上がり時における燃料制御状態を示
す図

【図１４】初点火立上がり時における温度変化を示す図

【図１５】断続使用時における燃料制御状態を示す図

【図１６】断続使用時における温度変化を示す図

【図１７】水量変化時における燃料制御状態を示す図

【図１８】水量変化時における温度変化を示す図

【図１９】別実施例の燃料供給量制御のフローチャート

【符号の説明】

１バーナ２熱交換器３入水路４出湯路５バイパス路５ａ，５ｂ経路９水量検出手段１１混合湯温検出手段１４ａ，１４ｂ開閉弁Ａ混合比調節手段Ｈ制御手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入水路（３）及び出湯路（４）が夫々接
続され、バーナ（１）により加熱される水加熱用の熱交
換器（２）と、前記入水路（３）と前記出湯路（４）とを接続するバイ
パス路（５）と、前記熱交換器（２）を通して前記出湯路（４）に供給さ
れる湯と、前記バイパス路（５）を通して供給される水
との混合比率を調節する混合比調節手段（Ａ）と、前記湯と水との混合湯温が目標給湯温度になるように、
前記混合比調節手段（Ａ）及び前記バーナ（１）への燃
料供給量を制御する制御手段（Ｈ）とが備えられ、前記制御手段（Ｈ）は、前記入水路（３）での入水温度及び入水量の検出情報並
びに前記目標給湯温度の情報に基づいて前記バーナ
（１）への燃料供給量を制御し、且つ、出湯開始時にお
いては前記混合湯温が前記目標給湯温度になるように、
前記混合比調節手段（Ａ）を制御するように構成されて
いる給湯装置であって、前記湯と水との混合湯温を検出する混合湯温検出手段
（１１）が備えられ、前記制御手段（Ｈ）は、給湯運転の開始が指令されたときに、前記目標給湯温度
と前記混合湯温検出手段（１１）による検出値との偏差
が運転状態判別用の設定値を越えている場合には、初点
火立上がり用の制御モードに設定し、前記偏差が運転状態判別用の設定値を越えていない場合
には、給湯運転開始から設定時間が経過した後に、前記
混合比率が定常運転用目標比率になるように前記混合比
調節手段（Ａ）を制御した状態における前記混合湯温の
検出情報に基づいて、後沸き制御モード又は前冷え制御
モードのいずれかの制御モードに設定するように構成さ
れている給湯装置。
【請求項２】前記制御手段（Ｈ）は、前記混合湯温が、前記目標給湯温度よりも湯温上昇判別
用の設定量だけ高い設定上限温度まで上昇すると前記後
沸き制御モードに設定し、且つ、前記混合湯温が前記目
標給湯温度よりも前記設定量だけ低い設定下限温度まで
下降すると前記前冷え制御モードに設定するように構成
され、前記後沸き制御モードにおいては、（イ）前記混合湯温が前記設定上限温度まで上昇するに
伴って、前記定常運転用目標比率よりも前記バイパス路
（５）を通して供給される水の比率が大になるように、
前記混合比調節手段（Ａ）を制御し、（ロ）上記（イ）の状態において、前記混合湯温が設定
下限温度まで下降するに伴って、前記混合比率が前記定
常運転用目標比率になるように、前記混合比調節手段
（Ａ）を制御し、（ハ）上記（ロ）の状態において、前記混合湯温が前記
設定下限温度まで下降するに伴って、前記混合比率が前
記定常運転用目標比率よりも前記水の比率が小になるよ
うに、前記混合比調節手段（Ａ）を制御し、（ニ）上記（ハ）の状態において、前記混合湯温が前記
設定上限温度まで上昇すると、前記混合比率が定常運転
用目標比率になるように、前記混合比調節手段（Ａ）を
制御し、前記前冷え制御モードにおいては、（ａ）前記混合湯温が前記設定下限温度まで下降するに
伴って、前記定常運転用目標比率よりも前記水の比率が
小になるように、前記混合比調節手段（Ａ）を制御し、（ｂ）上記（ａ）の状態において、前記混合湯温が前記
設定上限温度まで上昇すると、前記混合比率が前記定常
運転用目標比率になるように、前記混合比調節手段
（Ａ）を制御する、混合比率切換制御を実行するように構成されている請求
項１記載の給湯装置。
【請求項３】前記制御手段（Ｈ）は、給湯運転開始から設定時間を経過するまでの間におい
て、前記水の比率が前記定常運転用目標比率よりも小に
なるように、前記混合比調節手段（Ａ）を制御するよう
に構成されている請求項１又は２記載の給湯装置。
【請求項４】前記制御手段（Ｈ）は、前記目標給湯温
度が、設定温度領域にある状態においてのみ、前記混合
比率切換制御を実行するように構成されている請求項２
又は３記載の給湯装置。
【請求項５】前記制御手段（Ｈ）は、前記初点火立上がり用の制御モードにおいては、（あ）給湯運転を開始してから、前記混合湯温が目標給
湯温度になるまでの間は、前記混合比率が、前記水の比
率を最小またはそれに近い状態とする起動用混合比率に
なるように、前記混合比調節手段（Ａ）を制御し、（い）上記（あ）の状態において、前記混合湯温が前記
目標給湯温度になると、前記混合比率が、前記水の比率
を前記起動用混合比率より大で、且つ、前記定常運転用
目標比率より小とする中継混合比率になるように、前記
混合比調節手段（Ａ）を制御し、（う）上記（い）の状態において、前記混合湯温が前記
目標給湯温度になると、前記混合比率が前記定常運転用
目標比率になるように、前記混合比調節手段（Ａ）を制
御する、混合比率漸増制御を実行するように構成されている請求
項１、２、３又は４記載の給湯装置。
【請求項６】前記制御手段（Ｈ）は、前記目標給湯温
度が、設定温度領域にある状態においてのみ、前記混合
比率漸増制御を実行するように構成されている請求項５
記載の給湯装置。
【請求項７】前記バイパス路（５）は、流路径が互い
に異なる複数の経路（５ａ），（５ｂ）で構成され、前記混合比調節手段（Ａ）は、前記各経路（５ａ），
（５ｂ）に夫々備えられた開閉弁（１４ａ），（１４
ｂ）で構成されている請求項１、２、３、４、５又は６
記載の給湯装置。
【請求項８】前記混合湯温検出手段（１１）が、前記
出湯路（４）と前記バイパス路（５）との接続点よりも
下流側の湯温を検出するように構成されている請求項
１、２、３、４、５、６又は７記載の給湯装置。
【請求項９】前記入水路（３）における前記バイパス
路（５）との分岐点よりも上手側に、水量検出手段
（９）が備えられ、前記制御手段（Ｈ）は、前記水量検出手段（９）による検出水量が設定水量を越
えると、前記バーナ（１）の燃焼を開始し、前記検出水
量が設定量を下回ると、前記バーナ（１）の燃焼を停止
させるように構成されている１、２、３、４、５、６、
７又は８記載の給湯装置。