JPH06249513A - 給湯器の再出湯湯温安定化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給湯器の再出湯時の湯温安定化を図る。 【構成】 給湯器の再出湯時ｔ₁ でバーナにガスを供給
して点火し、ｔ₂ で着火する。水栓が開けられてから着
火が確認されるまでの間に給湯器の熱交換器に入り込む
立ち上がり水量を検出する。ｔ₂ で着火が確認された
後、入水温度を設定温度に高めるのに必要な理論ガス量
よりも大きい設定過剰ガス量をＴ_STの時間だけ供給して
燃焼させる。Ｔ_STは立ち上がり水量の大きさによって設
定し、立ち上がり水量が大きい程Ｔ_STも大きくする。設
定過剰供給ガス量をＴ_STだけ供給して燃焼させるので、
水栓を開けてから着火が確認されるまでに熱交換器に入
り込んだ冷たい水を熱交換器から出るまでの間に前記設
定過剰ガス量で急速に設定温度にまで高めて出湯でき、
これにより、給湯器の再出湯時における湯温の変動を抑
制し、安定した湯温の湯を作り出して出湯する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯器を再出湯させた
ときの湯温の変動を抑制する給湯器の再出湯湯温安定化
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８には一般的な給湯器のシステム構成
が示されている。同図において、燃焼室１内にはバーナ
２が設置され、同バーナ２の一端側にはバーナ点火を行
うイグナイター電極17と、着火の炎を検出するフレーム
ロッド電極（炎検出センサ）18とが配置されている。こ
のバーナ２の下側には給排気を行う燃焼ファン３が設け
られ、ファンの回転数はファン回転検出センサ９により
検出されている。前記バーナ２に通じるガス供給通路５
には主電磁弁（元ガス弁）６とガスの供給量を開弁量に
よって制御する比例弁８が設けられている。前記燃焼室
１の上側には熱交換器４が設けられ、熱交換器４の入側
には給水管10が接続されており、この給水管10にはサー
ミスタ等の給水温度センサ11と、水の流れと給水水量
（出湯流量）を検出する水量センサ13が設けられてい
る。また、熱交換器４の出側には給湯管14が接続されて
おり、この給湯管14にはサーミスタ等の出湯湯温を検出
する出湯温度センサ16と、水量制御を行う水量制御弁12
とが設けられており、給湯管14の出側には水栓15が設け
られている。

【０００３】前記ファン回転検出センサ９と、給水温度
センサ11と、水流センサ13と、出湯温度センサ16と、フ
レームロッド電極18との各検出信号は制御装置20に加え
られており、この制御装置にはリモコン21が接続されて
いる。制御装置20は前記各検出信号とリモコン21からの
信号を受けて給湯器の燃焼運転を行っている。

【０００４】すなわち、制御装置20は、水栓15が開けら
れて流量センサ13により作動水量以上の給水水量が検知
されたときに、燃焼ファン３を回転する。そして、ファ
ン回転検出センサ９の検出信号により、燃焼ファン３の
回転数が所定の回転数（例えば700 回転）に至った後、
燃焼室１内の前回燃焼時の残留排気ガスを排出する十分
な時間（例えば0.5 秒）を経過したとき、燃焼ファン３
の回転数が安定回転領域に入っていることを確認して、
主電磁弁６と比例弁８を開け、イグナイター電極17をオ
ンして、バーナ２の点火を行う。そして、フレームロッ
ド電極18により、バーナ２の着火を確認して、フィード
フォワード制御（出湯温度センサ16で出湯温度を検出す
ることなく、予め設定したガス量供給パターンに従って
燃焼を行わせる制御方式）からＰＩＤ演算等によるフィ
ードバック制御（出湯温度センサ16により出湯温度を検
出し、出湯温度が設定温度に近づくようにＰＩＤ演算に
よりガス供給量、つまり、比例弁８の開弁量を制御する
方式）へ移行する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】給湯器の再出湯時にお
ける出湯温度は図９の（ａ）に示され、給水水量Ｑと燃
料の供給ガス量が同図の（ｂ）に示されている。これら
の図から明らかな如く、水栓15を開けて再出湯を行う
と、まず、水栓15から給湯管14に溜まっていたほぼ設定
温度に近い湯が出湯し、続いて前回の燃焼停止後、熱交
換器４の本体およびフィンに保有されていた熱が熱交換
器４内に滞留している湯に伝播して、設定温度よりもや
や熱くなったオーバーシュートの湯が出る。次に、水栓
15が開けられてから新しく熱交換器４内に入り込んだ水
の湯が出るが、この熱交換器４に新しく入り込む水は、
水栓15が開けられてから、着火が確認されるまでのフィ
ードフォワード制御期間内では燃焼火力が小さいので、
熱交換器４に新たに入ってきた水を十分に加熱すること
ができず、その結果、設定温度に対して十分湯温の低い
アンダーシュートの湯が出る。このアンダーシュートの
湯が出た後には、フィードバック制御期間に入って、出
湯温度が設定温度に近づくように制御されるため、ほぼ
設定温度の湯が出ることとなる。

【０００６】このように、給湯器の再出湯に際しては、
最初に設定温度に近い湯が出湯し、次にアンダーシュー
トの温い湯が出た後、再び設定温度に近い熱い湯が出る
という如く、いわゆる冷水サンドウィッチ現象による湯
温変動が生じ、湯の使用者は不快な思いをするという問
題があった。

【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、再出湯時における湯
温の変動を抑制し、冷水サンドウィッチ現象のない湯温
の安定した湯を出湯することができる給湯器の再出湯湯
温安定化方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明の再出湯湯温安定化方法は、給湯器の給湯停止後再
出湯時に給湯器の立ち上がり水量を検出し、その一方
で、バーナ着火後に、入水温度を設定温度に高めるのに
必要な理論ガス量よりも多量の設定過剰ガスを、前記立
ち上がり水量の大きさに応じた時間だけ供給することを
特徴として構成されている。また、前記設定過剰ガス量
の供給時間を立ち上がり水量の大きさに応じた時間から
給湯器の再出湯待機時間に応じた時間を差し引いた時間
としたこと、設定過剰ガス量の供給時間を給湯器への入
水温度に応じた時間だけ短くしたこと、給湯器の再出湯
時に設定過剰ガス量を供給して燃焼させた直後に、入水
温度と入水量に基づいて入水温を設定温度に高めるのに
必要なガス量として演算により求められる理論ガス量を
所定時間供給して燃焼させること、給湯器の再出湯時に
設定過剰ガス量の燃焼とその後の理論ガス量の燃焼をし
た後に所定の時間だけ比例動作のみで燃焼制御を行うこ
と等もそれぞれ本発明の特徴的な構成とされている。

【０００９】

【作用】本発明では、水栓を開けて再出湯が開始された
ときに、水量センサにより、給湯器に入り込む立ち上が
り水量が検出される。そして、バーナの着火を確認した
後、予め演算等により求めた理論ガス量よりも多量の設
定過剰ガス量を前記立ち上がり水量の大きさに応じた時
間だけ、つまり、立ち上がり水量が大きくなるにつれ時
間を長くし、その時間だけ設定過剰ガス量をバーナに供
給して燃焼させる。

【００１０】このように、設定過剰ガス量を立ち上がり
水量の大きさに応じた時間だけ供給することで、水栓が
開けられてから着火するまでの間に給湯器に入り込んだ
水を給湯器から外に出るまでの間に速やかに設定温度ま
で高めて送り出すことができる。このことから前回の給
湯燃焼によって、給湯器内に滞留していたほぼ設定温度
の湯に続いて新たに給湯器内に入ってきた水をほぼ設定
温度に高めて出湯できることとなるので、再出湯時にお
ける出湯湯温の変動は非常に小さなものとなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本実施例の給湯器のシステムは前記図８に示すも
の同様であり、図８に示すものと同一の名称部分には同
一符号を付し、重複説明は省略する。

【００１２】図１は本実施例の再出湯湯温安定化方法を
行う制御装置20の要部構成部分を示している。この構成
部分は、信号入力部22と、立ち上がり水量検出部23と、
過剰ガス供給時間設定部24と、ガス量設定部25と、必要
数のタイマ26と、弁駆動制御部27とを有して構成されて
いる。信号入力22は入水温度センサ11と、水量センサ13
と、フレームロッド電極18と、リモコン21等の信号を入
力し、対応する信号を立ち上がり水量検出部23と過剰ガ
ス供給時間設定部24とガス量設定部25に加える。

【００１３】立ち上がり水量検出部23は、再出湯時に、
水栓15が開けられて、水量センサ13から水量検出信号が
加えられたとき、所定時間タイマ26を動作させ、そのタ
イマ時間内において水量センサ13からの検出水量を積算
し、その積算値を立ち上がり水量として検出する。ガス
量設定部25は、入水温度センサ11により検出される入水
温度と、リモコン21に設定されている設定温度と、水量
センサ13から加えられる検出水量との情報に基づき、入
水温度を設定温度に高めるのに要する理論ガス量Ｆを演
算により求めた後、次に、この理論ガス量ＦをＭ倍し、
Ｆ×Ｍのガス量を設定過剰ガス量として求め、これを記
憶しておく。前記Ｍの値は給湯器の燃焼能力等の所望情
報を考慮して演算あるいは実験等により求めればよく、
この実施例ではＭ＝1.8 とし、1.8 ×Ｆの値を設定過剰
ガス量として定めている。

【００１４】過剰ガス供給時間設定部24は、前記立ち上
がり水量検出部23により検出された立ち上がり水量とに
よって、又はこの立ち上がり水量に前回の燃焼停止時か
ら今回の再出湯時までの再出湯待機時間と、入水温度セ
ンサ11によって検出される入水温等の各情報のうち、１
以上の情報を考慮して設定過剰ガス量をバーナ２に供給
する過剰ガス供給時間を予め与えられた算定条件に基づ
き設定する。

【００１５】タイマ26は、前記立ち上がり水量や、前記
待機時間等を求めるのに必要なタイマ動作を行う。弁駆
動制御部27は、フレームロッド電極18から加えられる炎
検出信号によりバーナ２の着火を確認し、この着火直後
に、比例弁８を開制御し、前記過剰ガス供給時間だけ設
定過剰ガス量をバーナ２に供給する。

【００１６】次に、この図１に示す制御構成部を用いて
行う再出湯湯温安定化方法の第１の実施例を図２に基づ
き説明する。図２の（ａ）はこの実施例における再出湯
時における湯温特性を示しており、横軸は時間、縦軸は
湯温を表している。また、同図の（ｂ）の実線は入水水
量、破線はガス供給量をそれぞれ表している。

【００１７】給湯燃焼停止後、再び水栓15が開けられて
再出湯が開始されると、時間とともに入水水量が増加し
ていき、ｔ₃ の時点でＱの値に安定する。水栓15が開け
られてからｔ₁ の時点で水量センサ13が水量検出信号が
加えられ、このｔ₁ で主電磁弁６および比例弁８が開け
られ、比例弁８によりバーナ２のガス供給量は着火を行
う小さいガス量供給状態に安定に維持される。このｔ₁
時点で点火を行うと同時に、立ち上がり水量検出部23に
よりタイマ26の動作が司令され、極めて短時間、例えば
0.5 秒の間に立ち上がり水量が検出される。この立ち上
がり水量の検出はｔ₂ の着火確認時点に至る前に行われ
る。

【００１８】この立ち上がり水量検出部23の立ち上がり
水量検出結果に基づき、過剰ガス供給時間設定部24はガ
ス量設定部25で予め設定されている理論ガス量に1.8 倍
した過剰ガス量をバーナ２に供給するための時間を設定
する。この実施例では、立ち上がり水量を、５リットル
／分以下と、５〜９リットル／分と、９リットル／分以
上の３段階に分け、立ち上がり検出水量が５リットル／
分以下のときには過剰ガス供給時間Ｔ_STとしてＴ₀ （Ｔ
_ST＝Ｔ₀ ）を0.8 秒に、立ち上がり検出水量が５〜９リ
ットル／分の範囲にあるときはＴ₀ を1.1 秒に、立ち上
がり検出水量が９リットル／分以上のときにはＴ₀ を1.
6 秒にそれぞれ設定している。そして、この過剰ガス供
給時間設定部24で設定された時間Ｔ₀ と、ガス量設定部
25で設定された過剰ガス量1.8 ×Ｆの値は弁駆動制御部
27に加えられる。その一方で、フレームロッド電極18に
よりｔ₂ の時点で着火が確認されたとき、弁駆動制御部
27は比例弁８の開弁量を開制御し、Ｔ₀ 時間だけ理論ガ
ス量よりも多量の設定過剰ガス量をバーナ２に供給す
る。そして、この過剰ガス量が供給し終わったｔ₃ 時点
以降は、ＰＩＤ演算によるフィードバック制御又はフィ
ードフォワード制御とＰＩＤ演算を併用したフィードバ
ック制御に移行し、通常の燃焼運転状態となる。

【００１９】この実施例では、バーナ着火の確認後に、
設定過剰ガス量が供給されるので、水栓15が開けられて
から、着火するまでの間に熱交換器４に入り込んだ水を
過剰気味の燃焼火力でもって早急に加熱できる。これに
より、従来の燃焼方式による燃焼火力の不足分を十分に
補って熱交換器４に入り込んだ水の加熱を行うことがで
きるので、この新たに熱交換器４に入り込んだ水を熱交
換器４から出るまでの短時間の間に設定温度にまで高め
ることができ、図２の（ａ）に示すように、アンダーシ
ュートを十分に制御した湯を出湯させることができる。

【００２０】また、この実施例では、過剰ガス供給時間
Ｔ₀ を立ち上がり水量の大きさに応じて設定しているの
で、立ち上がり水量が大きくなるにつれ、Ｔ₀ の時間を
長くして、ガス供給量を多くし、その逆に、立ち上がり
水量が小さくなるにつれ、過剰ガス供給時間Ｔ₀ を短く
してガス供給量を小さくするように制御される。したが
って、立ち上がり水量が変化しても、変化後の立ち上が
り水量に適した過剰ガス供給時間Ｔ₀ が定められること
となる。

【００２１】図３に示すように、立ち上がり水量Ｑに対
して最適な過剰ガス供給時間Ｔ₀ を設定したとき、立ち
上がり水量が異なるＱ＋Ｘ，Ｑ−Ｘの場合も同じ過剰ガ
ス供給時間に固定すると、立ち上がり水量が大のＱ＋Ｘ
のときにはガス量が不足してアンダーシュートが発生
し、立ち上がり水量が小のＱ−Ｘのときにはガス量が過
剰となってオーバーシュートが発生する。これに対し、
本実施例では立ち上がり水量のいかんに拘わらず適切な
過剰ガス量が供給されるので、立ち上がり水量の変動に
左右されることのない、アンダーシュートやオーバーシ
ュートの極めて小さい安定した湯温の湯を出湯させるこ
とができる。

【００２２】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
この実施例は、前記第１の実施例における過剰ガス量の
供給時間Ｔ_ST（Ｔ₀ ）を前回の燃焼停止時から次の再出
湯時までの待機時間を考慮して設定するようにしたもの
であり、それ以外の構成は前記第１の実施例と同様であ
る。

【００２３】この実施例の説明に用いる図４は給湯器の
熱交換器４を模式的に示したもので、給水の入口側から
湯の出口側にかけて、パイプ19を熱交換器４の胴部に巻
きつけ、熱交換器の胴部とフィン23の保有熱量をパイプ
19を通る水に伝達して、湯を作製するものであり、給湯
燃焼停止状態では、パイプ19の出口側から給水の入口側
に向けてその途中のパイプ内にはほぼ設定温度の湯が滞
留している。このパイプ19内の例えばＳ点の湯温は図５
に示すように、給湯の燃焼停止後、熱交換器の胴部とフ
ィン23に保有された熱が徐々に伝わり、湯温は徐々に上
昇していき（この現象を後沸きという）ｔ₄ に達すると
湯温の上昇が停止し、以後は時間の経過とともに湯温は
次第に自然冷却されて低下していく。

【００２４】図５のグラフで、水栓15が閉じられ燃焼停
止したときから、後沸きの途中の例えばｔ_A の時点で水
栓15が開けられて再出湯が開始され、このときに、前記
第１の実施例のように、着火が確認された直後に設定過
剰ガス量を供給すると、燃焼火力が余分になって、図６
に示すように、設定温度よりも高いオーバーシュートの
湯が出ることとなる。

【００２５】この実施例では、これを避けるために前記
第１の実施例で求めた過剰ガス量供給時間Ｔ₀ から待機
時間に応じた時間Ｔ₁ を差し引いた値を新たな過剰ガス
量供給時間Ｔ_STとして設定している。

【００２６】前記待機時間に応じた時間Ｔ₁ は様々な態
様で設定できるが、この実施例では、Ｔ₁ ＝待機時間
（秒）／300 の演算により設定し、過剰ガス量供給時間
をＴ_ST＝Ｔ₀ −Ｔ₁ の式により求め、この時間Ｔ_STを用
いて着火確認直後における過剰ガス量の供給時間を与え
ている。

【００２７】この実施例では、待機時間が短いほど再出
湯時の湯温に与える後沸きの影響が大きいので、その分
過剰ガス量供給時間を短くしており、これにより、前記
図６に示すようなオーバーシュートの発生を抑制し、湯
温変動の少ない安定した湯を再出湯させることが可能と
なる。

【００２８】次に本発明の第３の実施例を説明する。こ
の実施例は、水栓15を開けて再出湯すると同時（又はそ
の前から）に燃焼ファン３を回転し、設定過剰ガス量の
供給時間Ｔ_STの時間設定を入水温度を考慮して行うよう
にしたものである。再出湯時に燃焼ファン３を回転した
状態にする態様として、燃焼ファン３は前回の燃焼停止
後引き続き回転させておくか、あるいは、水栓15の開動
作を検出し、その動作が検出されたときに燃焼ファン３
を回転すればよい。通常の再出湯時の動作は、前述した
ように、水栓15が開けられて水量センサ13により水の流
れが検出されたときに燃焼ファン３を回転し、その燃焼
ファン３の回転が例えば0.5 秒経過して燃焼室１内の残
留排気ガスを排出した後、ファン回転数が所定の領域に
入っていることを確認してから主電磁弁６および比例弁
８を開いて点火動作に移行する。

【００２９】したがって、水栓15を開けてから点着火さ
れるまでに時間がかかり、この間に新たな冷たい水が熱
交換器４内に入り込むこととなる。この新たに入り込ん
だ水を着火後設定過剰ガス量を供給して設定温度までに
高めるには、その設定過剰ガス量の供給時間Ｔ_STを長く
しなければならないが、この実施例のように、水栓15を
開けたときに、燃焼ファン３を回転状態にすることによ
り、水栓15を開けてから点着火までの時間を短縮するこ
とができ、したがって、点着火までに熱交換器４に入り
込む新たな水の量も少なくすることができ、その分、設
定過剰ガス量の供給時間Ｔ_STを短くしようとするもので
ある。

【００３０】この実施例では、再出湯時に水栓15を開け
た時点で、燃焼ファン３が回転している条件のもとで、
さらに、入水温度を考慮して設定過剰ガス量の供給時間
Ｔ_STを次のように設定している。すなわち、再出湯時
に、又は再出湯の前に、入水温度センサ11により入水温
度を検出し、この入水温度の高低により過剰ガス量供給
時間の減少時間を求める。この実施例では過剰ガス供給
時間設定部24に入水温度の段階的な区分と、この各区分
に対応させた減少時間Ｔ₂ の値が予め与えられており、
具体的には、入水温度が15℃以上のときにはＴ₂ ＝0.4
秒として、入水温度が15℃よりも低いときにはＴ₂ ＝0.
2 秒として与えられている。入水温度が高いときには、
その水を設定温度にまで高める加熱時間は短くて済むの
で、入水温度が低い場合よりも過剰ガス量供給時間を短
くすればよいので、減少時間Ｔ₂ の値を大きくしてい
る。

【００３１】この入水温度を考慮して、過剰ガス量供給
時間Ｔ_STはＴ_ST＝Ｔ₀ −Ｔ₁ の演算によって過剰ガス供
給時間設定部24により設定される。ここで、Ｔ₀ は前記
第１および第２の各実施例と同様に立ち上がり水量によ
って求められる時間であり、Ｔ₁ は前記第２の実施例と
同様に前回の燃焼停止時から再出湯時までの待機時間に
よって求められる時間である。

【００３２】この実施例によれば、入水温度を考慮して
過剰ガス量供給時間Ｔ_STを設定するので、より緻密な再
出湯湯温の安定化が可能となる。

【００３３】次に本発明の第４の実施例を説明する。こ
の実施例は、前記各実施例における設定過剰ガス量の供
給による燃焼を行った後、入水温度を設定温度に高める
のに要する理論ガス量を所定時間供給して燃焼させ、そ
の後に通常のフィードバック制御に移行するものであ
る。前記各実施例における設定過剰ガス量の供給による
燃焼をさせたとき、図７の（ａ）の上段に示すように、
過剰ガス量供給時間Ｔ_STの終了ｔＦの直後に通常のフィ
ードバック制御に移行する場合、設定過剰ガス量の供給
時間の終了タイミングと、設定過剰ガス量の燃焼による
熱交換器４の保有熱量が再出湯開始後新たに熱交換器４
内に入ってきた水に排出される時間とがマッチングした
ときには、設定過剰ガス量供給直後の湯温のアンダーシ
ュートが極めて小さくなり、その後、通常のフィードバ
ック制御に移行しても特に問題は生じない。

【００３４】ところが、同図の（ｂ）の上段に示すよう
に、過剰ガス量供給時間Ｔ_STの終了時点ｔＦで、熱交換
器４に設定過剰ガス量を燃焼させた余分の保有熱量が残
っている場合には、出湯湯温が設定温度よりも高くな
り、この状態で、通常のフィードバック制御に移行する
と、制御装置20はできるだけ早く湯温を設定温度に近づ
けるようにガス供給量を理論値よりも供給ガス量を大幅
に減少制御するため、今度は湯温が設定温度よりも大き
く低下したアンダーシュートの湯が出るという問題が生
じる。また、同図の（ｃ）の上段に示すように、設定過
剰ガス量の供給時間の終了時点ｔＦで、熱交換器４の保
有熱量が過小となって、設定温度よりも低い湯温となっ
ているときに、通常のフィードバック制御に移行する
と、制御装置20は設定温度よりも低い湯温をできるだけ
早く設定温度に近づけるようにガス供給量を理論値より
も数倍多めに供給するので、今度は、設定温度よりもか
なり高いオーバーシュートの湯が出てしまうという問題
が生じる。

【００３５】この実施例では、上記図７の上段（ｂ）お
よび（ｃ）に示すような現象を解消するため、弁駆動制
御部27は過剰ガス供給時間設定部24で設定された過剰ガ
ス量供給時間Ｔ_STが終了した時点ｔＦで、直ちにフィー
ドバック制御に移行せずに、所定のＴ_SE時間、この実施
例では過剰ガス量供給時間Ｔ_STの終了時点ｔＦから５秒
経過するまで入水温度を設定温度に高めるのに必要な理
論ガス量を供給して燃焼させるものである。これによ
り、第７図の（ａ）の上段に示すように、設定過剰ガス
量の供給時間が再出湯時に新たに熱交換器４内に入って
きた水を設定温度に高めるのに必要な熱量の供給時間と
マッチングしたときにはもちろん同図（ａ）の下段に示
すように湯温変動の極めて小さい湯温の安定した湯が出
湯されるが、同図（ｂ）の上段に示すように過剰ガス量
供給時間の終了時点ｔＦで設定温度よりも高い湯温とな
る場合においても、その直後から理論ガス量の供給によ
って燃焼が行われるため、同図（ｂ）の下段に示すよう
に出湯湯温は徐々に低下し、湯温が設定温度から大きく
下がり過ぎるということがなくなる。

【００３６】さらに、同図の（ｃ）の上段に示すよう
に、過剰ガス量供給時間Ｔ_STの終了時点ｔＦで、湯温が
設定湯温よりも低い状態のときにも、入水温を設定温度
に高めるのに要する理論ガス量が供給されるため、同図
（ｃ）の下段に示すように湯温が急激に設定温度を超え
て上昇するということがなく、湯温は徐々に上昇して設
定温度に収束するので、湯温変動の小さい安定した湯温
の湯を出湯させることができる。なお、この理論ガス量
の供給による燃焼制御時間Ｔ_SEは、本実施例の如く、例
えば５秒というように固定的に定めずに、熱交換器４の
入水水量によって段階的に定めてもよいし、あるいは入
水水量の大きさによって連続的に変化する値、つまり、
入水水量を変数とした値で設定してもよい。

【００３７】この実施例では、設定過剰ガス量の供給時
間と、設定過剰ガス量の燃焼による熱交換器４の保有熱
量の排出時間とのタイミングが一致しない状態となった
ときにも、このタイミングの不一致による湯温変動の発
生を防止することができ、湯温安定の精度をさらにアッ
プさせることができる。

【００３８】次に、本発明の第５の実施例を説明する。
この実施例は、前記第４の実施例における理論ガス量の
供給燃焼の終了時から直ちにフィードバック制御に移行
せずに、その理論ガス量の供給制御終了の時点から所定
の時間だけＰＩＤ演算のうち、微分演算と積分演算を省
略し、比例演算のみの動作、つまり、比例動作のみによ
り燃焼制御を行うようにしたことである。この比例制御
の時間は固定的に定めることもできるが、この実施例で
は、入水水量を５リットル／分以下、５〜９リットル／
分、９リットル／分以上の３段階に分け、入水水量が５
リットル／分以下のときには4.0 秒に、５〜９リットル
／分の範囲内の水量のときには3.0 秒に、９リットル／
分以上のときには2.0 秒に設定している。

【００３９】このように、比例制御を行うことで、入水
温度センサ11等の誤差の影響に起因する湯温変動を防止
することができることとなる。前記第４の実施例で、理
論ガス量の供給による制御が終了した時点で、入水温度
センサ11の検出温度に誤差が生じていると、湯温が設定
温度と一致せず、多少上下方向にずれる場合が想定され
る。このような場合、直ちにフィードバック制御に移行
すると、制御装置20はＰＩＤ演算を行い、設定温度に対
する湯温のずれをできるだけ早く設定温度に近づけるよ
うに余分にガス供給量を増減制御するため、湯温が設定
温度に収束するのに時間がかかるという問題が生じる。
これに対し、この実施例では、微分と積分の動作を省略
し、比例演算のみでガス量制御を行うので、必要以上に
ガス量が増減されるということがなく、短時間のうちに
湯温のずれを設定温度に収束させることができる。そし
て、この比例動作のみの制御により、湯温を設定温度に
収束した以降は、通常のＰＩＤ演算によるフィードバッ
ク制御に移行し、湯温の安定化が図られるのである。

【００４０】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ことはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上
記各実施例で、設定過剰ガス量の供給時間Ｔ_STを設定す
る場合、立ち上がり水量を５リットル／分以下と、５〜
９リットル／分と、９リットル／分以上の３段階に分け
て求めたが、この立ち上がり水量はそれ以外の２段階あ
るいは４段階以上の異なる段階によって区分してもよ
く、あるいは、立ち上がり水量を段階的に区分すること
なく、立ち上がり水量を変数として連続的に過剰ガス量
供給時間Ｔ_STを設定してもよい。

【００４１】同様に、前記第５の実施例で、比例動作を
行う時間Ｔ_SEを入水水量を３段階に区分して求めたが、
これも２段階あるいは４段階以上に区分して求めてもよ
く、さらには、入水水量を変数とし、入水水量の大きさ
に応じ連続的にその比例動作の時間Ｔ_SEを設定するよう
にしてもよい。

【００４２】また、上記各実施例では設定過剰ガス量を
理論ガス量の1.8 倍としたが、これに限定されるもので
はなく、理論ガス量の1.5 倍，1.7 倍，2.0 倍等、他の
倍数の量として設定することができる。

【００４３】さらに、本実施例では給湯器を図８に示す
システムのもので説明したが、本発明はそれ以外の様々
なシステムタイプの給湯器に適用されるものである。

【００４４】

【発明の効果】本発明は給湯器の再出湯時、バーナの着
火後に、理論ガス量よりも大きい設定過剰ガス量を立ち
上がり水量の大きさに応じた時間だけ供給するようにし
たものであるから、再出湯時に水栓を開けてから着火が
検出されるまでの間に給湯器に入り込んだ水を給湯器の
熱交換器から出る前に効果的に設定温度に高めることが
でき、これにより、湯温のアンダーシュートを抑制する
ことが可能となり、再出湯時における湯温変動の小さい
安定した湯温の湯を出湯させることができる。

【００４５】また、前記設定過剰ガス量の供給時間を再
出湯待機時間や、給湯器の入水温度を考慮して設定する
構成とすることにより、さらには、設定過剰ガス量の供
給時間が終了した直後に所定時間だけ理論ガス量を供給
して燃焼する構成としたもの、さらにその理論ガス量燃
焼の終了時以降、所定時間だけ比例動作のみで燃焼制御
をする構成としたものにあっては、前記過剰ガス量供給
時間終了時点と設定過剰ガス量の燃焼による給湯器熱交
換器保有熱量の排出終了タイミングとのずれや、入水温
度センサの誤差等の影響を修正した燃焼制御が行われる
こととなり、よりきめ細かな精度のよい湯温安定化制御
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を行う制御構成部分の一実施例を
示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例を示す説明図である。

【図３】同実施例における立ち上がり水量と過剰ガス量
設定時間との関係を説明する図である。

【図４】給湯器の熱交換器およびその内部の設定温度の
湯の分布状態を示す模式説明図である。

【図５】給湯器の燃焼停止後の待機時間中における熱交
換器内の湯温変化を示す説明図である。

【図６】設定温度よりも湯温が高い状態で設定過剰ガス
量の供給燃焼がされたときの不具合状態の説明図であ
る。

【図７】設定過剰ガス量の供給後直ちにフィードバック
制御に移行する場合と理論ガス量を所定時間供給燃焼さ
せてからフィードバック制御に移行する場合とを比較状
態で示す説明図である。

【図８】一般的な給湯器のシステム図である。

【図９】従来の再出湯時における給湯器の燃焼制御方式
を湯温特性とともに示す説明図である。

【符号の説明】

４ 熱交換器 11 入水温度センサ 13 水量センサ 15 水栓 18 フレームロッド電極 24 過剰ガス供給時間設定部 25 ガス設定部 26 タイマ 27 弁駆動制御部

フロントページの続き (72)発明者 林 均 神奈川県大和市深見台３丁目４番地 株式 会社ガスター内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給湯器の給湯停止後再出湯時に給湯器の
   立ち上がり水量を検出し、その一方で、バーナ着火後
   に、入水温度を設定温度に高めるのに必要な理論ガス量
   よりも多量の設定過剰ガスを、前記立ち上がり水量の大
   きさに応じた時間だけ供給することを特徴とする給湯器
   の再出湯湯温安定化方法。
2. 【請求項２】 設定過剰ガス量の供給時間を立ち上がり
   水量の大きさに応じた時間から給湯器の再出湯待機時間
   に応じた時間を差し引いた時間としたことを特徴とする
   請求項１記載の給湯器の再出湯湯温安定化方法。
3. 【請求項３】 設定過剰ガス量の供給時間を給湯器への
   入水温度に応じた時間だけ短くしたことを特徴とする請
   求項１又は請求項２記載の給湯器の再出湯湯温安定化方
   法。
4. 【請求項４】 給湯器の再出湯時に設定過剰ガス量を供
   給して燃焼させた直後に、入水温度と入水量に基づいて
   入水温を設定温度に高めるのに必要なガス量として演算
   により求められる理論ガス量を所定時間供給して燃焼さ
   せることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項
   ３記載の給湯器の再出湯湯温安定化方法。
5. 【請求項５】 給湯器の再出湯時に設定過剰ガス量の燃
   焼とその後の理論ガス量の燃焼をした後に所定の時間だ
   け比例動作のみで燃焼制御を行うことを特徴とする請求
   項４記載の給湯器の再出湯湯温安定化方法。