JPH01118076A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は給湯器に関し、その水量比例調整弁による熱交
換器内への水の流入量の調節にかかわる。

［従来の技術］ 従来より、熱交換器へ流入する水の入水温を検知する入
水温センサと、熱交換器から流出する水の出湯温を設定
する設定部と、熱交換器内への水の流入ｍを設定出湯温
および入水温に応じて調節する水量比例調整弁とを備え
た給湯器が存在する。

この給湯器は、電源をＯＮシた後、運転スイッチＯＮｔ
、、次に設定出湯温を入力してから、その設定出湯温と
入水温に応じた熱交換器への入水量が得られるように水
量比例調整弁を調節している。

［発明が解決しようとする問題点１ しかるに、上記構成の給湯器では、給湯器のばらつきに
よる誤差または燃料供給圧が標準値を下回る供給量不足
の場合に、水量比例調整弁を初期設定してからから所定
時間が経過しても出湯温が設定温度に接近しないという
問題点があった。

本発明は、水量比例調整弁を初期設定した後に負荷のば
らつきによる誤差を補正することが可能な給湯器の提供
を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の給湯器は、燃焼器ケースと、該ケース内に設け
られたバーナと、前記ケース内に設けられ、内部を通過
する水を前記バーナにより加熱する熱交換器と、該熱交
換器の上流に設けられ、前記熱交換器へ流入する水の入
水温を検知する入水温検知手段と、前記熱交換器の下流
の設けられ、前記熱交換器から流出する水の出湯温を検
知する出湯温検知手段と、前記出湯温を所望の設定温度
に設定する温度設定手段と、前記熱交換器内への水の流
入間を調節する水量比例調整弁と、設定温度と入水温と
に応じて前記水量比例調整弁および燃焼能力を制御する
制御回路とを備えた給湯器において、前記制御回路は、
前記水量比例調整弁を初期設定してから所定時間経過し
ても出湯温が設定温度に接近しないとき、前記水量比例
調整弁を前記設定温度に応じた入水量が得られるように
調節すると同時に、水量変化が緩衝しないように燃焼能
力の制御を所定時間固定する構成を採用した。

［作用および発明の効果］ 本発明の給湯器は、上記構成により次の作用および効果
を有する。

水量比例調整弁を初期設定した初期設定してから所定時
間経過しても出１ｍが設定温度に接近しないとき、水量
比例調整弁を設定温度に応じた入水量が得られるように
調節すると同時に、水母変化が緩衝しないように燃焼能
力の制御を所定時間固定することにより、出湯温を速や
かに設定温度に接近させることができる。

［実施例］ 本発明は、燃料に燃料ガスを用いた場合のガス燃焼式給
湯器の一実施例を図に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例を採用したガス燃焼式給湯器
を示す。

ガス燃焼式給湯器１の給湯器ケース２内には、燃焼器ケ
ース１０が設けられ、さらにその内部にはガス供給管２
０により供給される燃料ガスを燃焼させる第１のバーナ
１１ａおよび第２のバーナ１１ｂからなる２連式のガス
バーナ１１が設けられている。

また、燃焼器ケース１０には、３相Ｙ結線のブラシレス
ＤＣモータを使用した燃焼用ファン１２が備えられ、ガ
スバーナ１１はこのファン１２によって供給される燃焼
用空気と、ガス供給管２０より供給される燃料ガスとを
所定の空燃比で燃焼する強制送風式燃焼器となっており
、燃焼により発生した燃焼ガスは排気口３から外部へ排
気される。

燃焼ケース１０内の上方には、水供給管３０と接続され
た熱交換器１３が設けられ、内部を通過する水はガスバ
ーナ１１により発生する炎および燃焼ガスの熱により加
熱される。さらに燃焼器ケース１０内のバーナ１１の近
傍には、点火装置であるスパーカ１４と、炎検知手段と
してのフレームロッド１５とが設けられている。

ガス供給管２０には、上流側より通電時に燃料ガスを通
過させる元電磁弁２１、主電磁弁２２、燃料ガスの供給
ｌ（以下ガス量と略す）を供給圧力を制御することによ
り調節するガバナ式ガス比例弁（以下ガバナ比例弁と略
す）２３、第２のバーナ１１ｂへの燃料ガスを使用状態
に応じて遮断する切替用電磁弁（以下切替弁と略す）２
４がそれぞれ設けられ、前述のガスバーナ１１へ燃料ガ
スを供給する。

水供給管３０の最上流部には、水フィルタ３１を備えた
水抜き栓３２が設けられ、その下流には、熱交換器１３
内への水の入水量を調節するギヤドモータによる水量比
例調整弁３３が設けられ、この水量比例調整弁３３は、
その間度検出のためのポテンショメータ３４を備えてい
る。

水母比例調整弁３３で流入量が調整された水は、すぐ下
流に設けられた入水温検知手段である入水温サーミスタ
３５によって温度が検出され、さらにその下流の大水量
検知手段である水量センサ３６により入水量が検出され
、水供給管３０を通過して熱交換器１３へ送られる。

熱交換器１３の下流側の水供給管３０には、加熱された
水の温度を検出する出湯温検知手段である出湯温サーミ
スタ３８が設けられ、最下流には、給湯場所に取付けら
れた給湯栓（図示せず）が設けられている。

以上の構成からなる給湯器１は、制御装置５０により制
御される。

制御装置５０は、第２図に示すとおり、配線用のコンセ
ントに接続される電源コード５１に接続された制御回路
６０と、給湯器１を遠隔操作するためにメインコントロ
ーラ５４とサブコントローラ５４ａを接続する端子とが
備えられている。

メインコントローラ５４およびサブコントローラ５４ａ
は、使用者によって設定される温度設定手段で、本実施
例では給湯器１に近接してメインカントローラ５４が設
けられ、サブコントローラ５４ａは浴至等の給湯場所に
設けられている。なお、メインコントローラ５４および
サブコントローラ５４ａは、それぞれの運転スイッチ５
６．５６ａと、出湯温を設定する水温設定スイッチ５７
．５７ａとが設けられている。

制御回路６０には、マイクロコンピュータ（以下ＣＰＵ
と呼ぶ）７０を中心として、スパーカ回路７１、ファン
駆動回路７２、比例弁制御回路７３、ギヤドモータ駆動
回路７４、位置検出回路７５、水量検出回路７６があり
、これらの回路はＣＰ　Ｕ　７０により所定の制御が行
われる。

ファン駆動回路７２は、ファン１２を設定温度等の燃焼
能力に応じて回転させると共に、３相Ｙ結線のブラシレ
スＤＣモータに備えられたホールＩＣによりその回転数
を検出して検出信号をＣＰ　ｔＪ　７０へ送る。

比例弁制御回路７３は、ガスバーナ１１における燃焼が
所望の空燃比で行われるように燃料ガスの供給量を調整
するためにガバナ比例弁２３への通電量をガバナ比例弁
２３特性（ガス種により異なる）に応じた比例制御定数
に基づいて制御する回路である。比例弁制御回路７３は
、給湯器１のばらつきによる誤差、ガス種による圧力損
失を修正して適正なガス聞を得るために、ガバナ比例弁
２３への電流の最大値を比例制御する半固定ボリウムを
備えている。

ギヤドモータ駆動回路７４は、熱交換器１３へ流入する
水量を調節するための水量比例調整弁３３のギヤドモー
タを駆動する回路で、電源がＯＦＦ状態では、作動しな
いが、電源ＯＮ状態では、サブコントローラ５４ａの運
転スイッチ５６ａがＯＮまたはＯＦＦに拘らず、前回の
設定温度の位置に設定されており、その位置から基準温
度に応じた位置に初期設定される。このギヤドモータ駆
動回路７４では、特に水量比例調整弁３３の位置を検出
する。

位置検出回路７５は、水量比例調整弁３３にその開度を
検出するために備えられたポテンショメータ３４からの
信号を解析するための回路である。

水量検出回路７６は、水量センサ３６の回転数信号によ
り入水量を検出するものであり本実施例では、特に水母
センサ３６からのパルス信号の立上りのタイミングと立
下りのタイミングとから２つの新たなパルス信号を得る
ことにより、パルス繰返し周期を短くすると共に、パル
ス幅を大きくしてＦ／Ｖ変換における誤差を少なくして
いる。

ＣＰ　Ｕ　７０は、予め給湯器１の組立て段階で設定さ
れる第１の設定出湯温である基準温度、および使用する
燃料ガスのガス種を記憶する記憶機能と、メインコント
ローラ５４とサブコントローラ５４ａとを判別する判別
機能と、上記の各回路の作動順序およびタイミングを制
御するシーケンス制御と、燃焼能力制御として入水温、
基準温度または第２の出湯温である設定温度に基づき燃
焼量および入水量を制御するフィードフォワード制御（
以下ＦＦ制御と呼ぶ）と、出湯温に基づきガスｍの自動
調節、切替弁２４のＯＮ、　　０ＦＦ１フアン１２のＪ
ｕｌ量調節などの燃焼器および入水量を比例積分制御ｌ
ｌ（以下ＰＩ副制御呼ぶ）するフィードバック制御（以
下Ｆ　８　ｆｔ＋Ｉ＋御と呼ぶ）と、ＦＦ制御とＦＢ制
御とを切替えるＦＦ−４ＦＢ　（ＰＩ）切替制御とを行
い、この他に安全機能も備えている。

判別別面は、制御回路６０の端子６１および端子６２に
それぞれ接続されたメインコントローラ５４およびサブ
コントローラ５４ａのそれぞれの設定状態に応じた制御
を行うためにパルス信号を解析する部分であり、端子６
１および端子６２はメインコントローラ５４およびサブ
コントローラ５４ａへ電気を供給することができる省線
式の２線端子である。

シーケンス制御は、使用者が給湯栓を開けることによっ
て水量センサ３６に基づく通水信号が得られると、ファ
ン１２が作動し、所定時間のブリパージが行われた後に
点火作動を行う。点火作動は、元電磁弁２１、主電磁弁
２２、ガバナ比例弁２３およびスパーカ１４が同時に通
電されるもので、着火検知後に燃焼量の能力計算が行わ
れ、設定層に応じた燃焼が始まる。

一方、水量センサ３６に基づき通水信号を検知したとき
、同時に入水温サーミスタ３５に基づき燃焼量の計算が
始まるが、水供給管３０に通水が行われていないときの
水温を読み込むと正しい水温が得られないため、本実施
例では、入水温サーミスタ３５による水温の読み込みを
通水信号を検知した後に行い、その時の水温を水温デー
タとしている。

燃焼能力制御では、ＦＦ制御と、出湯温を検出して燃焼
量および入水量を補正するＦＢ（ＰＩ）制御とが行われ
る。

ＦＦ制御は、メインコントローラ５４およびサブコント
ローラ５４ａによる設定温度、入水温および入水量とか
ら演算した燃焼能力の第１の計算値Ｑと、入水温、入水
量および出湯温とから演算した第２の計算値ｑとから最
も効率の良い燃焼能力を計算して、ファン１２、ガバナ
比例弁２３、切替弁２４、水量比例調整弁３３をそれぞ
れ制御して、ガス量および入水量を自動調節する。

またＦＦ１ｉｌｌｌＩｌは、第１の計算値（燃焼能力）
Ｑと第２の計算値ｑとの比較によって、燃焼能力Ｑと同
一の能力となる出力を生じる緩加熱時におけるファン１
２、ガバナ比例弁２３、切替弁２４の比例制御によって
制御される緩加熱能力域と、燃焼能力より大きな能力と
なる出力を生じる急加熱時におけるファン１２、ガバナ
比例弁２３、切替弁２４の比例制御によって制御される
急加熱能力域と、燃焼能力より小さな能力となる出力を
生じる余熱パージ時におけるファン１２、ガバナ比例弁
２３、切替弁２４の比例制御によって制御される余熱パ
ージ能力域とを選択し、これらの制ｍ域に応じて燃料ガ
スの供給口を自動調節する。

ＦＦ制御は、必要能力Ｑより大きな能力を出力する急加
熱時ガス比例制御によって制御される急加熱能力域（Ｑ
十α）と、必要能力Ｑより小さな能力を出力する余熱パ
ージ時ガス比例制御によって制御される余熱パージ能力
域（Ｑ−β）とに応じてファン１２、ガバナ比例弁２３
、切替弁２４、水量比例調整弁３３をそれぞれ制御して
、ガス量および入水量を自動調節する。

また急加熱能力域（Ｑ＋α）は、第１のバーナ１１ａの
みの燃焼による半開能力運転時におけるガバナ比例弁２
３の制御によって制御される半開能力制Ｓ域の最大域と
、第１のバーナ１１ａおよび第２のバーナ１１ｂの同時
燃焼による全開能力運転時におけるガバナ比例弁２３の
制御によって制御される全開能力側ｍ域の最小域との重
複側ｍｖｉに限定される。とくに本実施例では、全開度
の１７４まで絞り可能なガバナ比例弁２３を有する給湯
器１の場合、切替弁２４が閉状態の時、第１のバーナ１
１ａのみで全開能力の１７８〜１／２のガス比例制御を
行う半開能力制御ｌｌ域■と、切替弁２４が開状態の時
、第１のバーナＩｌａおよび第２のバーナ１１ｂで全開
能力の１７４〜１のガス比例制御を行う全開能力制御１
１と、半開能力制御ｌ域の最大値（全開能力の１７２）
と全開能力側ａｌｌ域の最小値（全開能力の１７４）と
の重複制御域■とが設定されている。

ＦＢ副制御は、水量比例調整弁３３を初期設定してから
所定時間ｔ９経過しても出湯温が設定温度に接近しない
とき、水量比例調整弁３３を設定温度に応じた入水量が
得られるように調節すると同時に、水母変化が緩衝しな
いように燃焼能力の制御を所定時間τ２固定する。

Ｆ　Ｂ　ｆＩＩｌ制御によって、ガス比例制御が半開能
力制御酸■の最大域付近に達した時には、緩点火制御を
行いながら切替弁２４をＯＮ（開弁）し全開能力制Ｉｌ
ｌ域■に切替える。ＦＢ制御によって、ガス比例制御が
全開能力制御域■の最小域付近に達した時、切替弁２４
をＯＦＦ　（開弁）し半開能力制御１］域工に切替える
ことによって、安全な燃焼状態、およびスムーズな半開
能力制御域■と全開能力制御ｉＩｌ域■との切替制御を
行う。

ＦＦ−ＦＢ（ＰＩ）切替制御では、設定温度と出湯温と
の偏差が所定湿度差となった時に、ＦＦ制御からＰＩ副
制御切替える。または、設定温度と出湯温との偏差が所
定温度差達しなくとも、入水量の関数である所定時間τ
、−ａ／Ｗ［秒］、および所定時間τ２＝ｂ−ｃｗ［秒
］を演算して、その所定時間経過した場合に、ＦＦ制御
からＰＩ副制御切替える。（Ｗ＝入水母） 安全曙能としては、出湯温が沸ｍ温度以上になり、それ
が所定時間ｔａ　　（例えば１〜１０秒間）続いた場合
、連続燃焼がｔ７　　（例えば４０〜１２０）分枝いた
場合や、炎が検知されないときに各電磁弁を閉状態にす
ると共に、運転を停止する。

本実施例の給湯器１の制御装置５０の作動を第３図ない
し第７図に示す作動フローチャートに基づき説明する。

給湯器１を設置するときにガス会社または給湯器１の販
売業者が基準温度（本実施例では４０℃）の設定を行う
（Ｓｌ）。この基準温度の設定は、給湯器の使用者は行
わない、またＣ　Ｐ　Ｕ　７０の記憶機能に記憶される
ために、電ＶＡＯＮ、　　ＯＦＦに拘らずＣＰＵ７０に
記憶されている。但しＣＰ　Ｕ　７０は、設定温度が使
用者により入力されると、基準温度より設定温度を優先
し、設定温度の出湯温に接近するように給湯器１を制御
する。

給湯器１を使用するために、電源コード５１を配線用の
コンセントに接続し、電源をＯＮする（Ｓ２）。

水量比例調整弁３３が基準温度（本実施例では４０℃）
に応じた入水量である最大入水量が可能な開度に初期設
定されているか否かを判別する（Ｓ３）。

ここで、水量比例調整弁３３は、サブコントローラ５４
ａのＯＮ、ＯＦＦに拘らず前回給湯器１を使用した時の
設定温度（または基準温度）の所定の開度に設定されて
いる。しかし、水量比例調整弁３３の開度を変更するギ
ヤドモータは、設定温度を入力してから開度を調節しよ
うとすると、移動時間が数秒間必要なために燃焼制御時
間に食い込む恐れがあり、燃焼制御が遅延する。これを
防止するために、本実施例では、燃焼を開始する以前に
先行して水ｍ比例調整弁３３を移動させる。

したがって、初期設定の開度から後記するＦＦ制御の時
に設定温度に応じた開度に移動するまでの水量比例調整
弁３３の調節時間が短縮されるため、ＦＦ制御時に出湯
温を速やかに設定温度に設定することができる。

燃焼能力に応じた最大大水量可能な開度に設定されてい
る時、ギヤドモータをＯＦＦする（Ｓ４）。

最大大水量可能な開度に設定されていない時、ギヤドモ
ータをＯＮする（Ｓ５）。

ここで、通常、水量比例調整弁３３の駆動時間は、最大
限変位しても数秒程度であるが、凍結または異物混入時
等には、水ｍ比例調整弁３３がロックされてしまうため
、ギヤドモータ駆動回路７４からの通電にも拘らず水量
比例調整弁３３が変位しないことがあり、そのために通
電時間が長くなりモータやギヤドモータ駆動回路７４の
加熱による焼損等の危険がある。本実施例では、このよ
うな場合にも、機器が故障することがないように、ギヤ
ドモータ駆動回路７４による通電時間をｔｌ　（例えば
５〜３０）秒でギヤドモータをＯＦＦするようにしてい
る（Ｓ６）。

次に、メインコントローラ５４またはサブコントローラ
５４ａの運転スイッチ５６．５６ａがＯＮされているか
否かを判別しくＳ７）、ＯＮされるまで８７を繰り返す
。ＯＮされている時には、水温設定スイッチ５１．５７
ａにより出湯温を設定しているか否かを判別する（Ｓ８
）。

また、所定時間（ｔ２秒間）が経過して（Ｓ９）も出湯
温を設定しない場合には、設定温度を基準温度の４０℃
に設定する（ＳＩＯ）。次に使用者が給湯栓を開くと（
Ｓ１１）、水量センサ３６により入水量を検知する（８
１２＞。

ここで、入水量変化信号の受付は方は、入水量検出回路
７６で検出しない微小変化は受付けず、入水母の変化量
が現在の入水量（定常流）と比較して所定の値以上のと
き受付ける。

水母センサ３６からの信号を読み取る水量検出回路７６
に信号が所定電圧以上の場合を通水信号として検知する
が、水流のうねり等により水量検出回路７６で読み取り
誤差が生じ、設定電圧を一定にしておくとチャタリング
を生起することになるため、本実施例では、ヒステリシ
ス特性を持たせることによりチャタリングを防止し、水
量が２．５ｊ！／分以上のとき通水信号として検知し、
２．Ｏｆ／分以下のような微小変化のときには通水信号
として検知しない。

通常、入水量のデータは、１回のサンプリング時間毎に
更新されるが、入水量センサ３６の応答遅れを考慮して
、ある時間内の累計値が所定値以上となった場合も入水
量変化として受付ける。

したがって、瞬間の入水量変化を検出するのみではなく
、ある時間内の入水量の変化も検出することができ、幅
広い入水量変化に対応したガス量の調節を行うことがで
きる。

入水量を検知した後、所定時間（ｔ３秒間）経過後（Ｓ
１３）　、入水温サーミスタ３５によって、入水温を検
知する（Ｓ１４）。そして、入水温が５５℃以上か否か
を判別して（Ｓ１５）　、５５℃以上の時に使用者が給
湯栓を閉じ（Ｓ１６）　、メインコントローラ５４およ
びサブコントローラ５４ａの運転スイッチ５６．５６ａ
をＯＦＦする（３１７）　。５５°Ｃより低温の時に入
水温が設定温度以下か否かを判別して（Ｓ１８）、設定
温度より高温の時に３１２以下の作動を繰り返し、設定
温度以下の時にファン１２をＯＮする（Ｓ１９）。

ホールＩＣによりファン１２の回転数を検知しく５２０
）　、その回転数が所定回転数以上か否か判別する（Ｓ
２１＞。所定回転数より低回転の時には、燃焼能力に応
じた回転数が得られないので、元電磁弁２１、主電磁弁
２２、切替弁２４、ガバナ比例弁２３、ファン１２を全
て０ＦＦＬ／　（８２２〜２６）、使用者が給湯栓を閉
じ（Ｓ２７）　、その後、メインコントローラ５４およ
びサブコントローラ５４ａの運転スイッチ５６．５６ａ
をＯＦＦする（８２８）。

回転数が所定回転数以上の時に、ｔ４　　（例えば０．
５〜１０）秒間のブリパージを行い（Ｓ２９）　、スパ
ーカ１４、元電磁弁２１、主電磁弁２２、切替弁２４を
全てＯＮＬ、（３３０〜３３）、ガバナ比例弁２３へ緩
点火電流を供給する（８３４）。

ガバナ比例弁２３への通電量は、点火時を除いてファン
１２の回転数つまりＪ！Ｉ！およびガス種Ｋｐに基づい
て制御される。本実施例では、特に点火時の緩点火用ガ
ス冊を、比例弁制御回路７３の半固定ボリウムにより調
整したガバナ比例弁２３へのＮ流の最大値に対して一定
の割合になるようにしてあり、これにより点火時に適正
な緩点火用ガス量を供給することができる。

さらに、スパーカ１４をＯＮｔ、た後、ｔ５　　（例え
ば５〜２０）秒間経過してから（Ｓ　３５　）スパーカ
１４をＯＦＦする（８３６）。そして、フレームロッド
１５により燃焼炎を検知し、フレームロッド１５により
■Ａ以上の電流が入力されているか否かを判別する（Ｓ
３７）。ＩＡ以上の電流が入力されていない時には、着
火ミスとして３２２以下の作動を繰り返す。

ＩＡ以上の電流が入力されている時、ｔ６　　（例えば
０．１〜１０）秒間の緩点火タイマを行い（８３８）、
出１ｍサーミスタ３８により出［Ｆｉを検知する（Ｓ３
９）。

次に第６図ないし第７図の作動フローチャートに示す燃
焼能力制御を行い（Ｓ４０）、以下の安全機能制御を行
う。

ファン１２の回転数が所定回転数以上か否か判別する（
Ｓ４１）。所定回転数より低回転の時に８２２以下の作
動を行い、回転数が所定回転数以上の時に、フレームロ
ッド１５によりＩＡ以上の電流が入力されているか否か
を判別する（　Ｓ　４２　’）。ＩＡ以上の電流が入力
されてい６時、連続燃焼がｔ７（例えば４０〜１２０）
分枝いたり（Ｓ４３）、出湯温が沸Ｉ！温度以上になり
（８４４）　、それがｔａ　　（例えば１〜１０）秒間
続いた場合（Ｓ４５）　、５２２以下の作動を繰り返す
。連続燃焼がｔ７分以内であり、出湯温が沸ｍ温度に達
しない場合には、設定温度を再度入力した（Ｓ４６）後
、８３９以下の作動を繰り返す。８４６は、使用者が設
定温度を変更する場合に対処するものである。

ＩＡ以上の電流が入力されていない時には、吹き消え等
の失火として検知し、燃焼中の失火が１回目か否か判別
しく５４７）　、失火が２回目の時に８２２以下の作動
を繰り返す。失火が１回目の時には、元電磁弁２１、主
電磁弁２２、切替弁２４を０ＦＦＬ。

（８４８〜５０）、その後８１９以下の作動を繰り返す
。

燃焼能力制御を第６図ないし第７図の作動フローチャー
トに基づき説明する。

最初に燃焼能力の演算を以下の計算式に基づいて演算す
る（３１００）、（Ｓ１０１）。

第１の計算値Ｑ＝　（Ｔｓｅｔ　　−ＴＨｉｎ）　ｘｗ
＝燃焼能力 第２の計算値ｑ−（ＴＨＯｕｔ　−ＴＨｉｎ）　ｘｗＴ
Ｓｅｔ　　：設定温度 ＴＨｉｎ　　：入水温 丁ＨＯｕｔ　　　：　　出湯温 Ｗ　：入水量 ＦＦ制御を行ったか否かを判別しく３１０２）、ＦＦ制
御を行っている場合には、ＦＢ（ＰＩ）制御を行い、Ｆ
、Ｆ制御を行っていない時、初期設定後ｔ９秒経過した
か否かを判別しく８１０３）、ｔ９秒間経過した後に、
Ｑ≧ｑｘか否かを判別する（Ｓ１０４）。

Ｑ≧ｑｘではない時、Ｑ＜Ｑか否かを判別する（３１０
５）。

Ｑ＜ｑではない時、出湯温を設定温度に接近させるため
に、緩加熱能力域（ＱＸ　１．０）の緩加熱能力で燃焼
するように、ファン１２、ガバナ比例弁２３、切替弁２
４、水量比例調整弁３３を制御し、上述したＦ　Ｆ　１
Ｉｉ１１１０からＰ、Ｉ制御に切替える（Ｓ１０６）。

Ｑ＜ｑである時、出湯温が設定温度より高温となってい
るので、出？Ｊｉｌを設定温度に接近させるために、余
熱パージ能力域の最小燃焼能力（余熱パージ能力）で燃
焼するように、ファン１２、ガバナ比例弁２３、切替弁
２４、水量比例調整弁３３を制御する（Ｓ１０７）。ｒ
＋　−ａ／Ｗ［秒］を演算しくＳ１０８）、ＦＦ！１１
６０からＰＩ副制御切替える所定時間（τ１秒間）経過
した（Ｓ１０９）後、緩加熱能力域（（Ｑ＋α）／Ｑ）
をＱＸ　１．０に近づけたの緩加熱能力で燃焼するよう
に、ファン１２、ガバナ比例弁２３、切替弁２４、水量
比例調整弁３３を制御し、上述したＦＦ制御からＰＩ副
制御切替える（Ｓ１１０）。

ここで、τ１秒間経過していない時には、設定温度（Ｔ
ｓｅｔ　）と出４ｍ　（ＴＨＯｕｔ）との偏差１ｄ【１
が±ｙ℃以内か否かを判別して（３１ｉｉ）、偏差１ｄ
ｔ１が±ｙ℃以内の時、５１１０を行い、偏差１ｄｔｌ
が±ｙ℃以内ではない時、・再度５１０９を行う。

Ｑ≧ｑｘの時には、設定温度（Ｔｓｅｔ）と出湯温（Ｔ
）Ｉｏｕ　ｔ　）との偏差１　ｄｔ　ｌが±ｙ℃以内か
否かを判別して（Ｓ１１２）、偏差ｌ　ｄｔ　ｌが±ｙ
℃以内の時、８１０６を行い、偏差１ｄｔ１が±ｙ℃以
内ではない時、急加熱能力域（（Ｑ＋α）／Ｑ）の急加
熱能力で燃焼するように、ファン１２、ガバナ比例弁２
３、切替弁２４、水量比例調整弁３３を制御する（Ｓ１
１３）。

つまり、給湯器のばらつきによる誤差またはガス圧が標
準値を下回るガス量不足の場合が起り得るため、初期設
定位置に移動後、ｔ９秒間経過した（３１０３）時点で
、出湯温サーミスタ３８の検出温度が設定湿度とならな
い。このときに、ファン１２、ガバナ比例弁２３、切替
弁２４、水量比例調整弁３３を制御して、ガス量および
入水量を調節することにより、出湯温を速やかに設定温
度に接近させることが可能となる。

また、水量比例調整弁３３は、予めＣＰ　Ｕ　７０に入
力されたデータを読み込み、速やかに設定温度（ＴＳｅ
ｔ　）と出湯温（ＴＨｏｕｔ）との偏差１ｄ口に応じた
開度に絞られる。

但し、水量変化により、燃焼能力計算値が更新され、こ
のとき燃焼制御が作動するとガス湯変化と入水量の変化
とが干渉し、出湯温に影響が現れるので、以下の所定時
間τ２最大能力燃焼を維持することにより、水量比例調
整弁３３の開度を変更する時は、ファン１２およびガバ
ナ比例弁２３の制御によるガス量の調整は行わない。

次に、τ２−ｂ−ｃｗ［秒］を演算しく５１１４）、Ｆ
　Ｆ　ＩＩＩ　ｌ１ｌｌからＰＩ副制御切替える所定時
間（τ２秒間）経過した（３１１５）後、余熱パージ能
力域（（Ｑ−β）／Ｑ）の余熱パージ能力で燃焼するよ
うに、ファン１２、ガバナ比例弁２３、切替弁２４、水
量比例調整弁３３を制御し、上述、したＦＦ制御からＰ
Ｉ副制御切替える（８１１６）。

ここで、τ２秒間経過していない時には、設定温度（Ｔ
Ｓｅｔ）と出湯温（ＴＨｏｕｔ）との偏差ｌ　ｄｔ　ｌ
が所定温度差±ｙ℃以内か否かを判別して（Ｓ　１１７
）、偏差１ｄ【１が±ｙ″Ｃ以内の時、８１１６を行い
、偏差１　ｄｔ　Ｉが±ｙ℃以内ではない時、所定時間
（Δｔ）で出湯温の温度差（Δｙ）以下の出湯温変化が
あるか否かを判別する（　３１１８）。Δｙ／Δを以下
の出’ｌＡ’ｌＡの変化がある時には、８１１６を行い
、Δｙ／Δを以下の出１ｍの変化がない時には、８１１
５以下の作動を繰り返す。

ＰＩ副制御は、設定温度（Ｔｓｅｔ）と出湯温（ＴＨｏ
ｕｔ）との偏差が＋７℃以上か否かを判別して（Ｓ１１
９）、偏差が＋７℃以上の時、余熱パージ能力域（（Ｑ
−β）／Ｑ）の余熱パージ能力で燃焼するように、ファ
ン１２、ガバナ比例弁２３、切替弁２４、水量比例調整
弁３３を制御しく　５１２０）、ｔ１０秒間経過した（
Ｓ１２５）後、前述の安全制御を行う。また、ｔ１０秒
間経過していない時には、８１１９以下の作動を繰り返
す。

偏差が＋７℃以上ない時に、温度偏差関数と入水量関数
との合成関数から積分時間を演算する（　Ｓ　１２３）
。

温度偏差：ｅ一般定瀉度一出湯温 、’、　　Ｆ（ｅ）−（Ｋ＋　　ｅ）Ｘｋ＋に１には定
数 入水１ｉｗは水量センサにより検出された既知数、’、
　　Ｇ　（Ｗ）＝　（Ｋ２−１）Ｘｋ２、°、積分時間
：Ｔ＝に３　Ｘ　（Ｆ　（ｅ）　＋Ｇ　（ｗ）　）＝Ｐ
Ｉ比例制御の出力時間 よって、設定温度と出湯温との偏差が大きい程積分時間
ｃ秒］が短く、または入水量が多い程積分時間が短く、
ガバナ比例弁２３または水量比例調整弁３３への出力時
間が短くなる。

その後、１時間経過した（３１２４）後、温度偏差ｅ≦
１か否かを判別しく　３１２５）、ｅ≦１の時、前述の
安全制御を行い、ｅ≦１ではない時、燃料ガスのガス種
Ｋｐを入力しく　Ｓ　１２６）、ガス種Ｋｐに応じた比
例制御定数に切替えるように、以下のＰ■制御出力の更
新を行い、そのＰ■制御出力のガバナ比例弁２３または
水量比例調整弁３３への比例制御定数を温度偏差関数と
して出力した（　Ｓ　１２７）後、安全制御を行う。

ＰＩ比例制御出力ＰＮ　−ＰＨ−１＋ｅＸＫｐ比例出力
変化ｌ：Δｖｓ−ｅｘＫｐ ＰＮ−１−Ｑ＋α：現在のＰＩ比例制御出力、’、　Ｐ
　Ｉ比例制御出力ＰＨ−ＰＮ−１＋４ＶＳ但し、所定流
量より少ない入水量のときには、出力の最大値を （Ｑ＋α）／ＱをＱｘ　１．０に近づけて微少流ｌにお
いての安定性を向上させている。

よって、ガス種Ｋｐ１ガス量および入水量などの負荷に
応じた比例制御定数に切替えることによって、ガス層を
増減（固定値ではなく変数に）することができ、広範囲
、且つ自由なＰＩ副制御行うことができる。また、ガバ
ナ比例弁２３の特性（ガス種により異なる）と適合した
ＰＩ副制御行うことができる。さらに、積分時間ＴとＰ
Ｉ比例制御出力とから、出湯温を早く設定温度に接近さ
せることかできる。

本実施例では、燃料に燃料ガスなどの気体燃料を用いた
が燃料に石油などの液体燃料を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を採用したガス燃焼式給湯器
を示す概略図、第２図は本発明の一実施例を採用したガ
ス燃焼式給湯器を示すブロック図、第３図ないし第７図
は本発明の一実施例を採用したガス燃焼式給湯器にかか
る作動フローチャートである。 図中

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃焼器ケースと、 該ケース内に設けられたバーナと、 前記ケース内に設けられ、内部を通過する水を前記バー
   ナにより加熱する熱交換器と、 該熱交換器の上流に設けられ、前記熱交換器へ流入する
   水の入水温を検知する入水温検知手段と、前記熱交換器
   の下流の設けられ、前記熱交換器から流出する水の出湯
   温を検知する出湯温検知手段と、 前記出湯温を所望の設定温度に設定する温度設定手段と
   、 前記熱交換器内への水の流入量を調節する水量比例調整
   弁と、 設定温度と入水温とに応じて前記水量比例調整弁および
   燃焼能力を制御する制御回路とを備えた給湯器において
   、 前記制御回路は、前記水量比例調整弁を初期設定してか
   ら所定時間経過しても出湯温が設定温度に接近しないと
   き、前記水量比例調整弁を前記設定温度に応じた入水量
   が得られるように調節すると同時に、燃焼能力の制御を
   所定時間固定することを特徴とする給湯器。