JPH08105623A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半開能力運転と全開能力運転に切替える時
に、安全な燃焼状態を保ちながら、スムーズな切替制御
を行うガス燃焼式給湯器１を提供する。 【解決手段】 ２連式のガスバーナ１１のうちの第１の
バーナ１１ａのみを燃焼させる半開能力運転時にフィー
ドバック制御によってガバナ比例弁２３への通電電流と
燃焼用ファン１２への供給電圧の比例制御が半開能力制
御域の最大値付近に達した時に、緩点火制御を行いなが
ら切替弁２４を開弁して２連式のガスバーナ１１の第
１、第２のバーナ１１ａ、１１ｂを同時燃焼させる全開
能力運転に切替えるようにした。また、全開能力運転時
にフィードバック制御によってガバナ比例弁２３への通
電電流と燃焼用ファン１２への供給電圧の比例制御が全
開能力制御域の最小値付近に達した時に、ガバナ比例弁
２３への通電電流と燃焼用ファン１２への供給電圧を変
更することなく切替弁２４を閉弁して半開能力運転に切
替えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、設定温度と出湯温
との温度偏差に基づいて、燃料の供給量を自動調節する
フィードバック制御を採用した給湯器に係わる。

【０００２】

【従来の技術】実公昭６０−１６８４３号公報において
は、ガス圧制御型のガス比例制御弁（以下比例弁と略
す）を介して燃料供給路に接続された第１のバーナ、お
よび比例弁に切替用電磁弁を介して接続された第２のバ
ーナからなる２連式のガスバーナを備え、第１のバーナ
のみの燃焼による半開能力運転時に比例弁への通電電流
の比例制御によってガス量が制御される半開能力制御域
と、第１のバーナおよび第２のバーナの同時燃焼による
全開能力運転時に比例弁への通電電流の比例制御によっ
てガス量が制御される全開能力制御域と、半開能力制御
域の最大域と全開能力制御域の最小域との重複制御域と
を設けた給湯器が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記構成の
給湯器の２連式のガスバーナの空燃比制御をガス量を比
例制御する比例弁と空気量を比例制御する燃焼空気供給
用送風機（以下燃焼用ファンと呼ぶ）とで行うものの場
合には半開能力運転と全開能力運転との切替制御時に以
下の不具合が生じる。先ず、半開能力制御域で比例弁へ
の通電電流および燃焼用ファンへの供給電圧が比例制御
されているが、未だ設定温度より出湯温が低い場合に、
半開能力運転から全開能力運転に切替えて２連式のガス
バーナの燃焼能力を大きくする時、切替用電磁弁を開弁
して、急激に半開能力運転から全開能力運転に切替えら
れると、燃焼中の第１のバーナから第２のバーナへの火
移り（第１、第２のバーナ間の火移り）が不安定とな
り、スムーズな切替制御を行えないという不具合が生じ
る。

【０００４】また、全開能力制御域で比例弁への通電電
流および燃焼用ファンへの供給電圧が比例制御されてい
るが、未だ設定温度より出湯温が高い場合に、全開能力
運転から半開能力運転に切替えて２連式のガスバーナの
燃焼能力を小さくする時、急激に全開能力運転から半開
能力運転に切替えられる。そのとき、全開能力運転時の
能力と半開能力運転時の能力との等しいポイントは、各
々燃焼用ファンの風量（供給電圧）と比例弁の制御量
（通電電流）との異なるポイントに相当する。すなわ
ち、比例弁に対して燃焼用ファンは慣性力が大きく応答
遅れがあり急変動作への追随性に劣るので、２連式のガ
スバーナの燃焼状態が不安定となり、スムーズな切替制
御および出湯温度制御を行えないという不具合が生じ
る。

【０００５】

【発明の目的】

〔請求項１の目的〕請求項１に記載の発明の目的は、フ
ィードバック制御によって比例弁への通電電流および燃
焼用ファンへの供給電圧を比例制御するものにおいて、
半開能力運転から全開能力運転に切替える時に、第１、
第２のバーナ間の火移りを安定させて切替制御をスムー
ズに行うことが可能な給湯器を提供することにある。

【０００６】〔請求項２の目的〕請求項２に記載の発明
の目的は、フィードバック制御によって比例弁への通電
電流および燃焼用ファンへの供給電圧を比例制御するも
のにおいて、全開能力運転から半開能力運転に切替える
時に、安定した燃焼状態を保ちながら、切替制御および
出湯温度制御をスムーズに行うことが可能な給湯器を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

〔請求項１の構成〕請求項１に記載の発明は、燃料供給
路に接続された第１のバーナ、および該第１のバーナに
並列して前記燃料供給路に接続された第２のバーナから
なるバーナと、前記燃料供給路に設けられ、通電電流の
変化に基づいて、前記バーナへ供給する燃料の供給量を
調節する比例弁と、供給電圧の変化に基づいて、前記バ
ーナへ供給する燃焼用空気の空気量を調節する燃焼用フ
ァンと、前記比例弁と前記第２のバーナとの間に配さ
れ、前記第２のバーナへの燃料の供給および停止を制御
する切替用電磁弁と、前記バーナの上方に設けられ、内
部を通過する水を加熱する熱交換器と、該熱交換器の下
流に設けられ、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、前記熱交換器から流出する
水の出湯温を所望の設定温度に設定する温度設定手段
と、前記第１のバーナのみの燃焼による半開能力運転時
に前記切替用電磁弁を閉弁し、前記第１のバーナおよび
第２のバーナの同時燃焼による全開能力運転時に前記切
替用電磁弁を開弁すると共に、前記半開能力運転時に設
定温度と出湯温との温度偏差に応じて前記比例弁への通
電電流および前記燃焼用ファンへの供給電圧を比例制御
する半開能力制御域、前記全開能力運転時に設定温度と
出湯温との温度偏差に応じて前記比例弁への通電電流お
よび前記燃焼用ファンの供給電圧を比例制御する全開能
力制御域、並びに半開能力制御域の最大域と全開能力制
御域の最小域との重複制御域を有するフィードバック制
御を行う制御回路とを備えた給湯器において、前記制御
回路は、半開能力運転時にフィードバック制御によっ
て、前記比例弁への通電電流および前記燃焼用ファンへ
の供給電圧の比例制御が半開能力制御域の最大域付近に
達した時、緩点火制御を行いながら前記切替用電磁弁を
開弁して全開能力運転に切替えることを特徴とする技術
手段を採用した。

【０００８】〔請求項１の作用〕請求項１に記載の発明
によれば、フィードバック制御によって、比例弁への通
電電流および燃焼用ファンへの供給電圧の比例制御が行
われる。すなわち、温度設定手段で設定された熱交換器
から流出する水の設定温度と出湯温検知手段で検知され
た熱交換器から流出する水の出湯温との温度偏差に基づ
いて、比例弁への通電電流および燃焼用ファンへの供給
電圧の比例制御が行われる。そして、第１のバーナのみ
の燃焼による半開能力運転時に、上記の比例弁への通電
電流および燃焼用ファンへの供給電圧の比例制御が半開
能力制御域の最大域付近に達した時には、緩点火制御を
行いながら切替用電磁弁を開弁することにより、燃料供
給路から第１のバーナおよび第２のバーナの両方に燃料
が供給され、第１、第２のバーナ間で安定した火移りが
なされることになる。すなわち、安定した燃焼状態を保
ちながら、スムーズに第１のバーナのみの燃焼による半
開能力運転から、第１のバーナおよび第２のバーナを同
時燃焼させる全開能力運転に切替わる。

【０００９】〔請求項２の構成〕請求項２に記載の発明
は、燃料供給路に接続された第１のバーナ、および該第
１のバーナに並列して前記燃料供給路に接続された第２
のバーナからなるバーナと、前記燃料供給路に設けら
れ、通電電流の変化に基づいて、前記バーナへ供給する
燃料の供給量を調節する比例弁と、供給電圧の変化に基
づいて、前記バーナへ供給する燃焼用空気の空気量を調
節する燃焼用ファンと、前記比例弁と前記第２のバーナ
との間に配され、前記第２のバーナへの燃料の供給およ
び停止を制御する切替用電磁弁と、前記バーナの上方に
設けられ、内部を通過する水を加熱する熱交換器と、該
熱交換器の下流に設けられ、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、前記熱交換器
から流出する水の出湯温を所望の設定温度に設定する温
度設定手段と、前記第１のバーナのみの燃焼による半開
能力運転時に前記切替用電磁弁を閉弁し、前記第１のバ
ーナおよび第２のバーナの同時燃焼による全開能力運転
時に前記切替用電磁弁を開弁すると共に、前記半開能力
運転時に設定温度と出湯温との温度偏差に応じて前記比
例弁への通電電流および前記燃焼用ファンへの供給電圧
を比例制御する半開能力制御域、前記全開能力運転時に
設定温度と出湯温との温度偏差に応じて前記比例弁への
通電電流および前記燃焼用ファンの供給電圧を比例制御
する全開能力制御域、並びに半開能力制御域の最大域と
全開能力制御域の最小域との重複制御域を有するフィー
ドバック制御を行う制御回路とを備えた給湯器におい
て、前記制御回路は、全開能力運転時にフィードバック
制御によって、前記比例弁への通電電流および前記燃焼
用ファンへの供給電圧の比例制御が全開能力制御域の最
小域付近に達した時、前記燃焼用ファンへの供給電圧と
前記比例弁への通電電流を変更することなく前記切替用
電磁弁を閉弁して半開能力運転に切替える技術手段を採
用した。

【００１０】〔請求項２の作用〕請求項２に記載の発明
によれば、フィードバック制御によって、比例弁への通
電電流および燃焼用ファンへの供給電圧の比例制御が行
われる。すなわち、温度設定手段で設定された熱交換器
から流出する水の設定温度と出湯温検知手段で検知され
た熱交換器から流出する水の出湯温との温度偏差に基づ
いて、比例弁への通電電流および燃焼用ファンへの供給
電圧の比例制御が行われる。そして、第１のバーナおよ
び第２のバーナを同時燃焼させる全開能力運転時に、上
記の比例弁への通電電流および燃焼用ファンへの供給電
圧の比例制御が全開能力制御域の最小域付近に達した時
には、燃焼用ファンへの供給電圧および比例弁への通電
電流を変更することなく切替用電磁弁を閉弁することに
より、燃料供給路から第１のバーナにのみ燃料が供給さ
れることになる。すなわち、安定した燃焼状態を保ちな
がら、スムーズに第１のバーナおよび第２のバーナを同
時燃焼させる全開能力運転から、第１のバーナのみの燃
焼による半開能力運転に切替わる。

【００１１】

【発明の効果】

〔請求項１の効果〕請求項１に記載の発明は、半開能力
運転から全開能力運転に切替える時には緩点火制御を行
いながら切替用電磁弁を開弁するようにしているので、
第１、第２のバーナ間の火移りが安定することより、切
替制御をスムーズに行うことができる。

【００１２】〔請求項２の効果〕請求項２に記載の発明
は、全開能力運転から半開能力運転に切替える時には燃
焼用ファンへの供給電圧および比例弁への通電電流を変
更することなく切替用電磁弁を閉弁するようにしている
ので、安定した燃焼状態を保ちながら、切替制御および
出湯温度制御をスムーズに行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

〔実施例の構成〕本発明の給湯器をガス燃焼式給湯器に
適用した一実施例を図に基づき説明する。図１は、燃料
に燃料ガスなどの気体燃料を用いた場合のガス燃焼式給
湯器を示した図である。

【００１４】ガス燃焼式給湯器（給湯装置：以下給湯器
と略す）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（燃料供給
路）２０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
する送風手段としての燃焼用ファン（送風機）１２が備
えられている。燃焼用ファン１２は、供給される供給電
圧に応じて、ガスバーナ１１へ送風する燃焼用空気の風
量（以下空気量と略す) を調節する。

【００１５】ガスバーナ１１は、この燃焼用ファン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。

【００１６】燃焼器ケース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。

【００１７】内部に燃料供給路を形成したガス供給管２
０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、燃料量調整手段であるガス圧
制御型ガス比例弁（以下ガバナ比例弁と呼ぶ）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
する切替手段である切替用電磁弁（以下切替弁と略す）
２４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。ガバナ比例弁２３は、燃焼用ファン１
２の回転数に応じて開度が変更され、燃料ガスの供給量
（燃料量：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。

【００１８】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ャドモータ
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、その開度検出のためのポテンショメータ３
４を備えている。

【００１９】水量比例調整弁３３で入水量が調整された
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によって入水温が検出され、さらにそ
の下流の入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。

【００２０】熱交換器１３の下流側の水供給管３０に
は、加熱された水の出湯温を検出する出湯温検知手段で
ある出湯温サーミスタ３８、出湯温が沸騰温度以上に上
昇したときにＯＮする沸騰防止スイッチ３９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。

【００２１】以上の構成からなる給湯器１は、給湯制御
装置である制御装置５０により制御される。制御装置５
０は、図２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に接続する端子と、燃料ガスの種
類に応じた係数Ｋｐを設定するガス種切替スイッチ５５
とが備えられている。燃料ガスの種類としては、ＬＰガ
ス、都市ガス１３Ａ、都市ガス６Ｃ等の気体燃料などを
用いることができ、これらの燃料ガスの種類に応じた係
数Ｋｐをガス種切替スイッチ５５によって選択的に切替
える。

【００２２】メインコントローラ５４およびサブコント
ローラ５４ａは、使用者によって操作される温度設定手
段で、本実施例では給湯器１に近接してメインコントロ
ーラ５４が設けられ、サブコントローラ５４ａは浴室等
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５６、５６ａと、出湯温を所望の設定温度に
設定する出湯温設定スイッチ５７、５７ａとが設けられ
ている。

【００２３】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、ギャ
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ＣＰＵ７０により所定の
制御が行われる。

【００２４】ファン駆動回路７２は、燃焼用ファン１２
をＣＰＵ７０の制御出力に応じた所定の回転数で回転さ
せることによって空気量を調整する回路であり、燃焼用
ファン１２の供給電圧を後記する必要能力Ｑや比例積分
制御出力（ＰＩ制御出力）ＰＮ等に基づいて制御する。
ファン駆動回路７２は、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により燃焼用ファン１２の
回転数を検出してその検出信号をＣＰＵ７０へ送るもの
であり、本実施例では特にモータの３相全てから回転数
信号を検出して、検出周期を短縮している。

【００２５】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焼用ファ
ン１２の回転数に対応してガバナ比例弁２３への通電電
流（比例弁電流）を変更することによって燃料ガスの供
給量（ガス量）を調整する回路である。また、比例弁制
御回路７３は、ガバナ比例弁２３への通電電流をガバナ
比例弁２３の特性（ガス種により異なる）に応じた比例
積分制御出力（ＰＩ制御出力）ＰＮ等に基づいて制御す
る。比例弁制御回路７３は、給湯器１のばらつきによる
誤差、ガス種によるガス供給管２０内のガス供給路の圧
力損失を修正して適正なガス量を得るために、ガバナ比
例弁２３の通電電流の最大値を変更する半固定ボリウム
を備えている。

【００２６】ギャドモータ駆動回路７４は、熱交換器１
３へ流入する入水量を調節するための水量比例調整弁３
３のギャ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、電源が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。

【００２７】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り、特に本
実施例では、ポテンショメータ３４の全回動角のうち回
動変化が抵抗値の変化として現れる電気的に有効な部分
のみを使用し、検出される抵抗値をそのまま回動角とし
て読み替えることにより正確な制御を行っている。

【００２８】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回路であり、本実施例
では、特に水量センサ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。

【００２９】ＣＰＵ７０は、予め給湯器１の組立て時、
または出荷段階で設定される基準温度、およびガス種切
替スイッチ５５で設定される燃料ガスのガス種に応じた
係数Ｋｐを記憶する記憶機能と、メインコントローラ５
４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、ガスバーナ１１の燃焼能力を制御する
燃焼能力制御とを行い、この他に安全制御も備えてい
る。

【００３０】判別機能は、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５
４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６１および端子６２はメインコントローラ５
４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。

【００３１】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、燃焼用ファン１２が作動し、所定時間のプリパ
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、計算された燃焼量に応じた燃焼
が始まる。

【００３２】スパーカ１４の作動は、使用開始時に限ら
ず、使用中においても失火を起こす可能性がある次のよ
うな場合、すなわち、２連式ガスバーナ１１の使用に伴
う能力制御によって切替弁２４が開状態にされた場合、
設定温度が変更され燃焼用ファン１２の回転数の変化に
伴いガバナ比例弁２３の比例弁電流が例えば５０％減少
した場合にも行われ、それぞれ所定時間作動する。

【００３３】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。

【００３４】燃焼能力制御では、入水温と設定温度との
温度差に基づき燃焼量（空気量とガス量) および入水量
を設定するフィードフォワード制御（以下ＦＦ制御と呼
ぶ）と、出湯温と設定温度との温度偏差に基づき燃焼量
（空気量とガス量) 、切替弁２４のＯＮ、ＯＦＦおよび
入水量を比例積分制御（以下ＰＩ制御と呼ぶ）するフィ
ードバック制御（以下ＦＢ制御と呼ぶ）と、ＦＦ制御と
ＦＢ（ＰＩ）制御とを切替える切替制御とが行われる。

【００３５】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による設定温度と入水温との
温度差および入水量から演算した第１の計算値（必要能
力）Ｑと、入水温と出湯温との温度差および入水量から
演算した第２の計算値ｑとから最も効率の良い能力を計
算して、燃焼用ファン１２、ガバナ比例弁２３、切替弁
２４および水量比例調整弁３３をそれぞれ制御して、空
気量、ガス量および入水量を自動調節する。

【００３６】ＦＦ制御は、必要能力Ｑと同じ能力（Ｑ×
１．０) を出力する緩加熱能力域と、必要能力Ｑより大
きな能力｛Ｑ×（Ｑ＋α）／Ｑ｝を出力する急加熱能力
（最大能力）域と、必要能力Ｑより小さな能力｛Ｑ×
（Ｑ−β）／Ｑ｝を出力する余熱パージ能力（最小能
力）域と、必要能力Ｑより小さな最小能力を出力する最
小能力域に応じて燃焼用ファン１２、ガバナ比例弁２
３、切替弁２４および水量比例調整弁３３をそれぞれ制
御して、空気量、ガス量および入水量を自動調節する。

【００３７】ＦＢ制御では、設定温度と出湯温との温度
偏差に基づいて演算した燃焼量に応じて、燃焼用ファン
１２への供給電圧とガバナ比例弁２３への比例弁電流を
比例制御すると共に、ギャドモータを通電制御すること
によって、空気量、ガス量および入水量を自動調節す
る。

【００３８】図９は２連式のガスバーナ１１の全開能力
に対する能力と２連式のガスバーナ１１に供給されるガ
ス量との関係を示すグラフである。ここで、２連式のガ
スバーナ１１の全開能力に対する能力とは、ガバナ比例
弁２３が全開で、且つ切替弁２４が開弁状態の時の能力
（全開能力）に対して、ガバナ比例弁２３の開度と切替
弁２４の弁状態により変化する２連式のガスバーナ１１
の開度に対応した能力を言う。

【００３９】本実施例では、通電電流の最小値の時に全
開度の１／４開度まで絞り可能なガバナ比例弁２３を採
用した給湯器１の場合、切替弁２４が閉状態の時、第１
のバーナ１１ａのみで全開能力の１／８〜１／２の能力
でガス量の比例制御（および空気量の比例制御）を行う
半開能力制御域Ｉと、切替弁２４が開状態の時、第１の
バーナ１１ａおよび第２のバーナ１１ｂで全開能力の１
／４〜１の能力でガス量の比例制御（および空気量の比
例制御）を行う全開能力制御域ＩＩと、半開能力制御域
Ｉの最大値（全開能力の１／２) 以下と全開能力制御域
ＩＩの最小値（全開能力の１／４) 以上との重複制御域
ＩＩＩとが設定されている。なお、ガバナ比例弁２３と
して、通電電流の最小値の時に全開度に対して所定の開
度（例えば１／３開度、１／５開度、１／６開度、１／
８開度または１／１０開度等）まで絞り可能な比例弁を
用いても良い。

【００４０】第１のバーナ１１ａのみで燃焼を行う半開
能力運転時に、ＦＢ制御によって空気量（燃焼用ファン
１２への供給電圧）およびガス量（ガバナ比例弁２３の
通電電流）の比例制御が半開能力制御域Ｉの最大域（例
えば半開能力制御域Ｉの最大値）付近に達した時には、
燃焼用ファン１２の供給電圧およびガバナ比例弁２３へ
の通電電流を緩点火制御しながら切替弁２４をＯＮ（開
弁) して全開能力運転に切替える。

【００４１】また、第１のバーナ１１ａおよび第２のバ
ーナ１１ｂの両方で燃焼を行う全開能力運転時に、ＦＢ
制御によって空気量（燃焼用ファン１２への供給電圧）
およびガス量（ガバナ比例弁２３の通電電流）の比例制
御が全開能力制御域ＩＩの最小域（例えば全開能力制御
域ＩＩの最小値）付近に達した時には、燃焼用ファン１
２の供給電圧およびガバナ比例弁２３の通電電流を変更
することなく切替弁２４をＯＦＦ（閉弁）して半開能力
運転に切替える。

【００４２】安全制御としては出湯温が沸騰温度以上に
なり、それが所定時間（ｔ８秒間：例えば１〜１０秒
間）続いた場合や、連続燃焼が所定時間（ｔ７分間：例
えば４０〜１２０分間）続いた場合、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、給湯器１の運転
を停止する。

【００４３】〔実施例の作用〕本実施例の給湯器１の制
御装置５０の作動を図３ないし図８に示すフローチャー
ト、並びに図９に示すグラフに基づき説明する。なお、
図３ないし図５はシーケンス制御（点火作動）、燃焼能
力制御および安全制御等を示したフローチャートであ
る。

【００４４】給湯器１を設置するときにガス会社または
給湯器１の販売業者が使用する燃料ガスのガス種を確認
すると共に、基準温度（本実施例では４０℃）の設定を
行う（Ｓ１）。この燃料ガスのガス種および基準温度の
設定は、給湯器１の使用者は行わない。また、燃料ガス
のガス種および基準温度の設定は、電源のＯＮ、ＯＦＦ
に拘らずＣＰＵ７０の記憶機能に記憶されている。但
し、ＣＰＵ７０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、設定温度に出湯温
が接近するように給湯器１を制御する。

【００４５】給湯器１を使用するために、電源コード５
１を配線用のコンセントに接続し、電源をＯＮする（Ｓ
２）。水量比例調整弁３３の開度が基準温度（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
最大開度に初期設定されているか否かを判別する（Ｓ
３）。

【００４６】ここで、水量比例調整弁３３は、サブコン
トローラ５４ａ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）に対応した開
度に設定されている。しかし、水量比例調整弁３３の開
度を変更するギャドモータは、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、燃焼能力制御の制御時間に食い込む恐れがあり、
燃焼能力制御が遅延する。これを防止するために、本実
施例では、燃焼能力制御（ＦＦ制御）を開始する以前に
先行して水量比例調整弁３３を移動させる。したがっ
て、水量比例調整弁３３の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の調整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。

【００４７】燃焼能力に対して、最大入水量可能な最大
開度に設定されている時、ギャドモータをＯＦＦする
（Ｓ４）。最大入水量可能な最大開度に設定されていな
い時、ギャドモータをＯＮする（Ｓ５）。

【００４８】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必要であるが、凍結
または異物混入時等には、水量比例調整弁３３がロック
されてしまうため、ギャドモータ駆動回路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、そのためにギャドモータへの通電時間が長くなりギ
ャドモータやギャドモータ駆動回路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、給湯器１の機器が故障することのないように、ギャ
ドモータ駆動回路７４によるギャドモータへの所定の通
電時間（ｔ１秒間：例えば５〜３０秒間）が経過した
（Ｓ６）時に、ギャドモータをＯＦＦするようにしてい
る。

【００４９】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（Ｓ７）、ＯＮされるまでＳ
７を繰り返す。ＯＮされている時には、出湯温設定スイ
ッチ５７、５７ａにより出湯温を所望の設定温度に設定
しているか否かを判別する（Ｓ８）。

【００５０】また、所定時間（ｔ２秒間：例えば１秒
間）が経過して（Ｓ９）も出湯温を所望の設定温度に設
定していない場合には、設定温度を基準温度の４０℃に
設定する（Ｓ１０）。次に使用者が給湯栓を開くと（Ｓ
１１）、水量センサ３６により入水量を検知する（Ｓ１
２）。

【００５１】ここで、入水量変化信号の受付け方は、水
量検出回路７６で検出しない微小変化は受付けず、入水
量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。水量センサ３６からの信号を読
み取る水量検出回路７６に入力する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、入水量が２．５ｌ／分以
上のとき通水信号として検知し、２．０ｌ／分未満のよ
うな微小変化のときには通水信号として検知しない。

【００５２】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、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
場合も入水量の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。

【００５３】入水量を検知した後、所定時間（ｔ３秒
間：例えば１０秒間）経過後（Ｓ１３）、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）、
入水温が５５℃以上の時に使用者が給湯栓を閉じ（Ｓ１
６）、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（Ｓ１
７）。入水温が５５℃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Ｓ１２以下の作動を繰り返し、設定温度以下の時に
図４に示すように燃焼用ファン１２をＯＮする（Ｓ１
９）。

【００５４】ホールＩＣにより燃焼用ファン１２の回転
数を検知し（Ｓ２０）、燃焼用ファン１２の回転数が所
定回転数以上か否かを判別する（Ｓ２１）。燃焼用ファ
ン１２の回転数が所定回転数より低回転数の時には、燃
焼能力に応じた回転数が得られないので、元電磁弁２
１、主電磁弁２２、切替弁２４、燃焼用ファン１２、ガ
バナ比例弁２３を全てＯＦＦし（Ｓ２２〜Ｓ２６）、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（Ｓ２８）。

【００５５】燃焼用ファン１２の回転数が所定回転数以
上の時に、所定時間（ｔ４秒間：例えば０．５〜１０秒
間）のプリパージを行い（Ｓ２９）、スパーカ１４、元
電磁弁２１、主電磁弁２２、切替弁２４を全てＯＮし
（Ｓ３０〜Ｓ３３）、ガバナ比例弁２３へ緩点火電流を
供給する（Ｓ３４）。

【００５６】ガバナ比例弁２３への通電電流は、点火時
を除いて燃焼用ファン１２の回転数つまり風量および燃
料ガスのガス種に応じた係数（制御定数）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量
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への通電電流の最大値に対して一定
の割合（初期値）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。

【００５７】さらに、スパーカ１４をＯＮした後、所定
時間（ｔ５秒間：例えば５〜２０秒間）経過してから
（Ｓ３５）、スパーカ１４をＯＦＦする（Ｓ３６）。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ＩＡ以上の電流が入力されている
か否かを判別する（Ｓ３７）。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Ｓ２２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、所定時
間（ｔ６秒間：例えば０．１〜１０秒間）の緩点火タイ
マを行い（Ｓ３８）、図５のフローチャートに示したよ
うに、出湯温サーミスタ３８により出湯温を検知する
（Ｓ３９）。次に図６および図７のフローチャートに示
す燃焼能力制御を行った（Ｓ４０）後に、Ｓ４１以下の
安全制御を行う。

【００５８】燃焼用ファン１２の回転数が所定回転数以
上か否かを判別する（Ｓ４１）。燃焼用ファン１２の回
転数が所定回転数より低回転の時にＳ２２以下の作動を
繰り返し、燃焼用ファン１２の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（Ｓ４２）。ＩＡ以上の
電流が入力されている時、連続燃焼が所定時間（ｔ７分
間：例えば４０〜１２０分間）続いたり（Ｓ４３）、出
湯温が沸騰温度以上になり（Ｓ４４）、それが所定時間
（ｔ８秒間：例えば１〜１０秒間）続いた場合（Ｓ４
５）、Ｓ２２以下の作動を繰り返す。

【００５９】連続燃焼がｔ７分間未満であり、出湯温が
沸騰温度に達しない場合には、設定温度を再度入力した
（Ｓ４６）後、Ｓ３９以下の作動を繰り返す。Ｓ４６の
作動は、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。

【００６０】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
回目か否かを判別し（Ｓ４７）、失火が２回目の時にＳ
２２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ＯＦＦし（Ｓ
４８〜Ｓ５０）、その後Ｓ１９以下の作動を繰り返す。

【００６１】図６は燃焼能力制御のうちの主にＦＦ制御
のフローチャートを示す。図５のＳ３９の作動を行った
後に、必要能力の演算を以下の数１、数２の計算式に基
づいて演算する（Ｓ１００）、（Ｓ１０１）。

【数１】式１…第１の計算値Ｑ＝（Tset −THin）×ｗ ＝必要能力（必要熱量）

【数２】式２…第２の計算値ｑ＝（THout −THin）×ｗ ＝過渡期である現在の能力 Tset ：設定温度 THin ：入水温 THout ：出湯温 ｗ ：入水量

【００６２】第１の計算値Ｑと第２の計算値ｑとを演算
した後に、ＦＦ制御による燃焼量（空気量、ガス量）の
設定を行ったか否かを判別し（Ｓ１０２）、ＦＦ制御に
よる燃焼量の設定を行っている場合には、図７のフロー
チャートに示すＳ１２３以下のＦＢ（ＰＩ）制御を行
う。

【００６３】また、ＦＦ制御による燃焼量の設定を行っ
ていない場合には、水量比例調整弁３３の開度を初期設
定した後に所定時間（ｔ９秒間：例えば１秒間）が経過
したか否かを判別する（Ｓ１０３）。なお、ｔ９秒間
は、（熱交換器１３の熱容量）／（必要能力Ｑ）より求
められる。

【００６４】そして、ｔ９秒間が経過した後に、Ｑ≧ｑ
ｘか否かを判別する（Ｓ１０４）。ここで、ｘは例えば
１．５を満足する係数であって、しかも第１の計算値Ｑ
と第２の計算値ｑとの比較結果により、給湯器１のコー
ルドスタートの判断を行うものである。

【００６５】Ｑ≧ｑｘではない時、Ｑ＜ｑか否かを判別
する（Ｓ１０５）。Ｑ＜ｑではない時、すなわち、出湯
温（THout)が設定温度（Tset) よりやや低い時、出湯温
（THout)を設定温度（Tset) に接近させるために、必要
能力Ｑと同じ緩加熱能力（Ｑ×１．０）を出力するよう
に、ファン駆動回路７２、比例弁制御回路７３およびギ
ャドモータ駆動回路７４を制御する（Ｓ１０６）。な
お、（Ｑ×１．０）のうち１．０は係数である。

【００６６】すなわち、Ｓ１０６の作動においては、緩
加熱能力（Ｑ×１．０）が得られる目標回転数となるよ
うに燃焼用ファン１２への供給電圧が変更され、ガスバ
ーナ１１へ供給される空気量が比例制御によって調節さ
れる。これによって、ガバナ比例弁２３への通電電流が
燃焼用ファン１２の回転数に応じた目標開度となるよう
に変更され、ガスバーナ１１へ供給されるガス量が比例
制御によって調節される。さらに、水量比例調整弁３３
の開度も制御される。

【００６７】ＦＦ制御は、大きな変化に対応する出力と
して終了し、その後にばらつきによる誤差があると、出
湯温が設定温度に到達しないため、図７のフローチャー
トに示したＳ１２３以下のＦＢ（ＰＩ）制御に切替えら
れる。次に、Ｓ１０５において、Ｑ＜ｑである時、すな
わち、出湯温（THout)が設定温度（Tset) より高温とな
っている時、必要能力Ｑより小さな最小能力を出力する
ように、燃焼用ファン１２の目標回転数を設定して、そ
の目標回転数の信号をファン駆動回路７２に出力する
（Ｓ１０７）。

【００６８】すなわち、Ｓ１００で演算した必要能力Ｑ
に応じて切替弁２４がオフ（半開能力運転）されている
場合は、半開能力制御域Ｉの最小値の能力が得られる目
標回転数となるように燃焼用ファン１２への供給電圧が
変更され、ガスバーナ１１へ供給される空気量が比例制
御によって調節される。これによって、ガバナ比例弁２
３への通電電流が燃焼用ファン１２の回転数に応じた目
標開度となるように変更され、ガスバーナ１１へ供給さ
れるガス量が比例制御によって調節される。

【００６９】また、Ｓ１００で演算した必要能力Ｑに応
じて切替弁２４がオン（全開能力運転）されている場合
は、全開能力制御域ＩＩの最小値の能力が得られる目標
回転数となるように燃焼用ファン１２への供給電圧が変
更され、ガスバーナ１１へ供給される空気量が比例制御
によって調節される。これによって、ガバナ比例弁２３
への通電電流が燃焼用ファン１２の回転数に応じた目標
開度となるように変更され、ガスバーナ１１へ供給され
るガス量が比例制御によって調節される。

【００７０】そして、入水量の関数である所定時間｛τ
₁ ＝ａ／ｗ［秒］｝を演算する（Ｓ１０８）。なお、τ
₁ はａ／ｗを満足する時間である。ここで、ａは係数
で、例えば熱交換器１３の熱容量が例えば５００ccの時
に入水量ｗは１０［ｌ／分］、τ₁ が３秒間とされる。

【００７１】そして、最小能力を出力するＦＦ制御時間
が入水量の関数である所定時間（τ ₁ 秒間：例えば２〜
４秒間）を経過したか否かを判別する（Ｓ１０９）。最
小能力を出力するＦＦ制御時間が所定時間（τ₁ 秒間：
例えば３秒間）を経過した時には、必要能力Ｑと同じ緩
加熱能力（Ｑ×１．０）を出力するように、燃焼用ファ
ン１２の目標回転数を設定して、その目標回転数の信号
をファン駆動回路７２に出力する（Ｓ１１０）。なお、
（Ｑ×１．０）のうち１．０は係数である。

【００７２】すなわち、Ｓ１１０の作動においては、必
要能力Ｑと同じ緩加熱能力（Ｑ×１．０）が得られる目
標回転数となるように燃焼用ファン１２への供給電圧が
変更され、ガスバーナ１１へ供給される空気量が比例制
御によって調節される。これによって、ガバナ比例弁２
３への通電電流が燃焼用ファン１２の回転数に応じた目
標開度となるように変更され、ガスバーナ１１へ供給さ
れるガス量が比例制御によって調節される。さらに、水
量比例調整弁３３の開度も制御される。

【００７３】ＦＦ制御は、大きな変化に対応する出力と
して終了し、その後にばらつきによる誤差があると、出
湯温が設定温度に到達しないため、図７のフローチャー
トに示したＳ１２３以下のＦＢ（ＰＩ）制御に切替えら
れる。

【００７４】ここで、最小能力を出力するＦＦ制御時間
が所定時間（τ₁ 秒間：例えば２〜４秒間）を経過して
いない時には、設定温度（Tset) と出湯温（THout)との
温度偏差が所定温度差（｜dt｜℃＝±ｙ℃：例えば±５
℃）以内となっているか否かを判別して（Ｓ１１１）、
温度偏差が所定温度差以内の時、Ｓ１１０を行い、温度
偏差が所定温度差以内ではない時、継続してＳ１０９を
行う。

【００７５】次に、Ｓ１０４において、Ｑ≧ｑｘの時に
は、すなわち、出湯温が設定温度まで達しない時には、
設定温度（Tset) と出湯温（THout)との温度偏差が所定
温度差（｜dt｜℃＝±ｙ℃：例えば±５℃）以内となっ
ているか否かを判別して（Ｓ１１２）、温度偏差が所定
温度差以内の時、Ｓ１０６を行う。

【００７６】温度偏差が所定温度差以内ではない時、必
要能力Ｑより大きな最大能力｛急加熱能力：Ｑ×（Ｑ＋
α）／Ｑ｝を出力するように、燃焼用ファン１２の目標
回転数を設定して、その目標回転数の信号をファン駆動
回路７２に出力する（Ｓ１１３）。その後にＳ１１２以
下の作動を行う。なお、（Ｑ＋α）／Ｑは係数で例えば
αをＱ×３／４ｋcaｌとしたとき１．７５とされる。

【００７７】すなわち、Ｓ１１３の作動においては、必
要能力Ｑより大きな最大能力｛Ｑ×（Ｑ＋α）／Ｑ｝が
得られる目標回転数となるように燃焼用ファン１２への
供給電圧が変更され、ガスバーナ１１へ供給される空気
量が比例制御によって調節される。これによって、ガバ
ナ比例弁２３への通電電流が燃焼用ファン１２の回転数
に応じた目標開度となるように変更され、ガスバーナ１
１へ供給されるガス量が比例制御によって調節される。
さらに、水量比例調整弁３３の開度も制御される。

【００７８】図７はＦＢ（ＰＩ）制御のフローチャート
を示す。ＦＦ制御が行われた後の燃焼能力制御は、図６
のＳ１００、Ｓ１０１の演算と、図７のフローチャート
と図８のフローチャートに示した作動とが繰り返され
る。

【００７９】設定温度（Tset) と出湯温（THout)との温
度偏差が所定温度差（＋ｙ℃：例えば＋５℃）以上か否
かを判別する（Ｓ１２３）。温度偏差が所定温度差（＋
ｙ℃：例えば＋５℃）以上の時、必要能力Ｑより小さな
最小能力｛Ｑ×（Ｑ−β）／Ｑ｝を出力するように、燃
焼用ファン１２の制御回転数を設定して、その目標回転
数の信号をファン駆動回路７２に出力する（Ｓ１２
４）。なお、（Ｑ−β）／Ｑは係数で例えばβをＱ×１
／４ｋcaｌとしたとき０．６とされる。

【００８０】すなわち、Ｓ１２４の作動においては、必
要能力Ｑより小さな余熱パージ能力｛Ｑ×（Ｑ−β）／
Ｑ｝が得られる目標回転数となるように燃焼用ファン１
２への供給電圧が変更され、ガスバーナ１１へ供給され
る空気量が比例制御によって調節される。これによっ
て、ガバナ比例弁２３への通電電流が燃焼用ファン１２
の回転数に応じた目標開度となるように変更され、ガス
バーナ１１へ供給されるガス量が比例制御によって調節
される。さらに、水量比例調整弁３３の開度も制御され
る。

【００８１】そして、ＦＦ制御出力の制御時間（ｔ１０
秒間：例えば３０秒間）が経過した（Ｓ１２５）後、図
５のフローチャートに示したＳ４１以下の安全制御を行
う。また、ｔ１０秒間経過していない時には、Ｓ１２３
以下の作動を繰り返す。したがって、設定温度（Tset)
と出湯温（THout)との温度偏差が所定温度差（＋ｙ℃：
例えば＋５℃）以上のときには、積分時間（ＰＩ制御出
力の可変更新時間）Ｔより短時間に設定された制御時間
（ｔ１０秒間：例えば３０秒間）が経過するまで、ＦＦ
制御出力｛余熱パージ能力：Ｑ×（Ｑ−β）／Ｑ｝を出
す。

【００８２】また、設定温度（Tset) と出湯温（THout)
との温度偏差が所定温度差（＋ｙ℃：例えば＋５℃）未
満の時に、温度偏差関数と入水量関数との合成関数から
積分時間（ＰＩ制御出力の可変更新時間）Ｔを演算する
（Ｓ１２７）。

【００８３】ここで、温度偏差関数Ｆ（ｅ）は以下の数
３の演算式より導き出される。

【数３】∴Ｆ（ｅ）＝（Ｋ₁ −ｅ）×ｋ₁ Ｋ₁ 、ｋ₁ は定数 ｅ＝設定温度−出湯温

【００８４】また、入水量関数Ｇ（ｗ）は以下の数４の
演算式より導き出される。

【数４】∴Ｇ（ｗ）＝（Ｋ₂ −ｗ）×ｋ₂ Ｋ₂ 、ｋ₂ は定数

【００８５】そして、積分時間（ＰＩ制御出力の可変更
新時間）Ｔは以下の数５の演算式より導き出される。

【数５】∴Ｔ＝｛Ｆ（ｅ）＋Ｇ（ｗ）｝ ＝｛（１５５−ｅ）×１／８＋（８０−ｗ）×１／８｝ ＝ＰＩ制御の出力時間

【００８６】したがって、設定温度（Tset) と出湯温
（THout)との温度偏差（ｅ）が＋ｙ℃（例えば＋５℃）
未満のときには、温度偏差（ｅ）が大きい程または入水
量（ｗ）が多い程、ＰＩ制御出力の可変更新時間（積分
時間）Ｔが短くなる。また、温度偏差（ｅ）が小さい程
または入水量（ｗ）が少ない程、ＰＩ制御出力の可変更
新時間（積分時間）Ｔが長くなる。

【００８７】その後、積分時間（Ｔ：例えば１５０秒
間）が経過した（Ｓ１２８）後、設定温度（Tset) と出
湯温（THout)との温度偏差（ｅ）が１℃以下か否かを判
別する（Ｓ１２９）。設定温度（Tset) と出湯温（THou
t)との温度偏差（ｅ）が１℃以下の時、図５に示したフ
ローチャートのＳ４１以下の安全制御を行う。

【００８８】また、設定温度（Tset) と出湯温（THout)
との温度偏差（ｅ）が１℃以下ではない時、燃料ガスの
ガス種に応じた係数（制御定数）Ｋｐを入力し（Ｓ１３
０）、ガス種に応じたＰＩ制御の制御定数に切替えるよ
うに、以下のＰＩ制御出力の数６の演算式の更新を行
う。そして、その更新されたＰＩ制御出力に基づいて、
図８のフローチャートの制御を行う（Ｓ１３１）。図８
のフローチャートの制御を終了した後に、図５に示した
フローチャートのＳ４１以下の安全制御を行う。

【数６】ＰＩ制御出力：ＰN ＝ＰN-１＋ｅ×Ｋｐ Ｋｐ＝ガス種に応じた係数（制御定数） ＰＩ制御出力変化量：ΔＶS ＝ｅ×Ｋｐ 現在のＰＩ制御出力：ＰN-１＝Ｑ＋α ∴ＰＩ制御主力：ＰN ＝ＰN-１＋ΔＶS

【００８９】但し、所定流量（５ｌ／分）より少ない入
水量のときには、ＦＦ制御出力の最大能力｛Ｑ×（Ｑ＋
α）／Ｑ｝の出力を、必要能力Ｑと同じ緩加熱能力（Ｑ
×１．０）出力に近づけて微小流量における出湯温の安
定性を向上させている。

【００９０】つぎに、図７のフローチャートに示したＳ
１３１でＰＩ制御出力が更新された時に、図８に示すフ
ローチャートに基づいて２連式のガスバーナ１１の半開
能力運転と全開能力運転とを切替える切替制御を行う。

【００９１】図７のフローチャートに示したＳ１３１の
ＰＩ制御出力の更新時において、切替弁２４がＯＮされ
ているか否かを判別する（Ｓ２００）。切替弁２４がＯ
Ｎされていない時、つまり第１のバーナ１１ａのみの燃
焼による半開能力運転で、設定温度と出湯温との温度偏
差（例えば更新されたＰＩ制御出力ＰN ）に基づいて燃
焼用ファン１２への供給電圧を比例制御空気量を自動調
節すると共に、ガバナ比例弁２３への通電電流を比例制
御してガス量を自動調節する（Ｓ２０１）。

【００９２】このとき、燃焼用ファン１２への供給電圧
とガバナ比例弁２３への通電電流の比例制御が半開能力
制御域Ｉの最大域（重複制御域ＩＩＩ：例えば半開能力
制御域Ｉの最大値）付近に達したか否かを判別する。す
なわち、ガバナ比例弁２３の開度が半開能力制御域Ｉの
最大域付近に相当する開度となったか否かを判別する
（Ｓ２０２）。半開能力制御域Ｉの最大域付近に達して
いない時、図７のＳ１３１の制御を抜けて、図５のＳ４
１以下の安全制御を行う。

【００９３】半開能力制御域Ｉの最大域付近に達した
時、全開切替信号を出力する（Ｓ２０３）。全開切替信
号は、燃焼用ファン１２への供給電圧またはガバナ比例
弁２３への通電電流のリミット値（最大値）を用いる。

【００９４】全開切替信号を出力してから一定時間（ｔ
１１：例えば５〜３０秒間）だけ継続して燃焼用ファン
１２への供給電圧またはガバナ比例弁２３への通電電流
の比例制御が半開能力制御域Ｉの最大域（重複制御域Ｉ
ＩＩ：例えば半開能力制御域Ｉの最大値）付近に留まっ
ている（Ｓ２０４）、（Ｓ２０５）時、例えば半開能力
制御域Ｉの最大値に能力を等しくするためガバナ比例弁
２３へ緩点火電流を供給し（Ｓ２０６）、切替弁２４を
ＯＮする（Ｓ２０７）。その後に、図７のＳ１３１の制
御を抜けて、図５のＳ４１以下の安全制御を行う。

【００９５】Ｓ２００において、切替弁２４がＯＮされ
ている時、つまり第１のバーナ１１ａと第２のバーナ１
１ｂの同時燃焼による全開能力運転で、設定温度と出湯
温との温度偏差（例えば更新されたＰＩ制御出力ＰN ）
に基づいて燃焼用ファン１２への供給電圧を比例制御し
て空気量を自動調節すると共に、ガバナ比例弁２３への
通電電流を比例制御してガス量を自動調節する（Ｓ２０
８）。

【００９６】このとき、燃焼用ファン１２への供給電圧
の比例制御とガバナ比例弁２３への通電電流の比例制御
が全開能力制御域ＩＩの最小域（重複制御域ＩＩＩ：例
えば全開能力制御域ＩＩの最小値）付近に達したか否か
を判別する。すなわち、ガバナ比例弁２３の開度が全開
能力制御域ＩＩの最小域付近に相当する開度となったか
否かを判別する（Ｓ２０９）。全開能力制御域ＩＩの最
小域付近に達していない時、図７のＳ１３１の制御を抜
けて、図５のＳ４１以下の安全制御を行う。

【００９７】全開能力制御域ＩＩの最小域付近に達した
時、半開切替信号を出力する（Ｓ２１０）。半開切替信
号は、燃焼用ファン１２への供給電圧またはガバナ比例
弁２３への通電電流のリミット値（最小値）を用いる。

【００９８】半開切替信号を出力してから一定時間（ｔ
１２：例えば５〜３０秒間）だけ継続して燃焼用ファン
１２への供給電圧またはガバナ比例弁２３への通電電流
の比例制御が全開能力制御域ＩＩの最小域付近に留まっ
ている（Ｓ２１１）、（Ｓ２１２）時、燃焼用ファン１
２への供給電圧とガバナ比例弁２３への通電電流を変更
することなく、切替弁２４をＯＦＦする（Ｓ２１３）。
その後に、図７のＳ１３１の制御を抜けて、図５のＳ４
１以下の安全制御を行う。

【００９９】〔実施例の効果〕以上のように、給湯器１
は、比例制御が半開能力制御域Ｉの最大域（重複制御域
ＩＩＩ：例えば半開能力制御域Ｉの最大値）付近に達
し、半開能力運転から全開能力運転に切替える場合に
は、先ず燃焼用ファン１２を緩点火制御し、現在の通電
電流（最大値）より大きい緩点火電流をガバナ比例弁２
３に供給し、２連式のガスバーナ１１へ供給される混合
気を一旦ガスリッチにして、第２のバーナ１１ｂへの火
移りを容易にする。そして、切替弁２４を開弁して、第
２のバーナ１１ｂを点火することによって、第１のバー
ナ１１ａと第２のバーナ１１ｂの同時燃焼による全開能
力運転に移行する。

【０１００】その後、燃焼用ファン１２への供給電圧お
よびガバナ比例弁２３への通電電流が全開能力制御域Ｉ
Ｉの最小値に相当する供給電圧および通電電流に下が
り、半開能力制御域Ｉの最大値の能力に略等しくなるこ
とにより、すなわち、半開能力制御域Ｉの最大値のとき
のガス量に略等しくなることにより、連続的なガス量の
比例制御および連続的な出湯温度制御が行われる。よっ
て、半開能力運転から全開能力運転に切替える時に、第
１、第２のバーナ１１ａ、１１ｂ間の火移りが安定する
ことにより、半開能力運転から全開能力運転への切替制
御および出湯温度制御をスムーズに行うことができる。

【０１０１】また、給湯器１は、比例制御が全開能力制
御域ＩＩの最小域（重複制御域ＩＩＩ：例えば全開能力
制御域ＩＩの最小値）付近に達し、全開能力運転から半
開能力運転に切替える場合には、燃焼用ファン１２への
供給電圧とガバナ比例弁２３への通電電流が各々全開能
力制御域ＩＩの最小値に対応しており、２連式のガスバ
ーナ１１の全開能力運転または半開能力運転によらず変
化しない。また、燃焼ファン１２は、慣性力が大きく応
答遅れがあり急変動作への追随性に劣るので、燃焼用フ
ァン１２への供給電圧とガバナ比例弁２３への通電電流
を変更することなく、切替弁２４を閉弁して、第２のバ
ーナ１１ｂを消火することによって、第１のバーナ１１
ａのみの燃焼による半開能力運転に移行する。このと
き、全開能力制御域ＩＩの最小値のときのガス量に略等
しくなることにより、連続的なガス量の比例制御が行わ
れる。よって、安定した燃焼状態を保ちながら、全開能
力運転から半開能力運転への切替制御および出湯温度制
御をスムーズに行うことができる。

【０１０２】さらに、全開切替信号や半開切替信号を瞬
間の値で検出する方法は、給湯器１のように熱容量の大
きいもの、あるいは出湯温サーミスタ３８等の温度セン
サに応答遅れにあるものにおいては、切替弁２４がＯ
Ｎ、ＯＦＦを繰り返すチャタリング現象が生じて、給湯
器１の制御不良を生起させる原因となっていた。

【０１０３】しかるに、本実施例のように切替領域（半
開能力制御域Ｉの最大値付近または全開能力制御域ＩＩ
の最小値付近）に一定時間（ｔ１１、ｔ１２：例えば５
〜３０秒間）経過するまで留まっている時に半開能力運
転と全開能力運転とを切替えるようにしたものは、切替
弁２４がＯＮ、ＯＦＦを繰り返すことによる切替弁２４
のチャタリング現象を防止することができる。

【０１０４】〔変形例〕本実施例では、燃料として燃料
ガスなどの気体燃料を用いたが、燃料として石油などの
液体燃料を用いても良い。本実施例では、２連式のガス
バーナ１１の半開能力運転と全開能力運転とのバーナ比
を１：２としたが、２連式のガスバーナ１１の半開能力
運転と全開能力運転とのバーナ比を１：３や１：４とし
ても良い。すなわち、本発明では、半開能力運転とはバ
ーナの部分燃焼運転を言い、全開能力運転とはガスバー
ナの全体燃焼運転を言う。

【０１０５】本実施例では、フィードバック制御におい
て設定温度と出湯温との温度偏差に基づいて先ず燃焼用
ファン１２への供給電圧を比例制御した後に、燃焼用フ
ァン１２の回転数に基づいてガバナ比例弁２３への通電
電流を比例制御することにより２連式のガスバーナ１１
に供給される空気量とガス量を自動調節したが、フィー
ドバック制御において設定温度と出湯温との温度偏差に
基づいて先ずガバナ比例弁２３への通電電流を比例制御
した後に、ガバナ比例弁２３の開度に基づいて燃焼用フ
ァン１２への供給電圧を比例制御することにより２連式
のガスバーナ１１に供給される空気量とガス量を自動調
節しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガス燃焼式給湯器を示した概略図である（実施
例）。

【図２】図１のガス燃焼式給湯器の制御装置を示したブ
ロック図である（実施例）。

【図３】図２の制御装置のシーケンス制御、燃焼能力制
御、安全制御を示したフローチャートである（実施
例）。

【図４】図２の制御装置のシーケンス制御、燃焼能力制
御、安全制御を示したフローチャートである（実施
例）。

【図５】図２の制御装置のシーケンス制御、燃焼能力制
御、安全制御を示したフローチャートである（実施
例）。

【図６】図２の制御装置の主にＦＦ制御を示したフロー
チャートである（実施例）。

【図７】図２の制御装置のＦＢ制御を示したフローチャ
ートである（実施例）。

【図８】図２の制御装置のガスバーナの切替制御を示し
たフローチャートである（実施例）。

【図９】ガバナ比例弁の開度とガス量との関係を示した
グラフである（実施例）。

【符号の説明】

１ ガス燃焼式給湯器 １１ ２連式のガスバーナ １２ 燃焼用ファン １３ 熱交換器 ２０ ガス供給管（燃料供給路） ２３ ガバナ比例弁 ２４ 切替用電磁弁 ３８ 出湯温サーミスタ（出湯温検知手段） ５４ メインコントローラ（温度設定手段） ６０ 制御回路 １１ａ 第１のバーナ １１ｂ 第２のバーナ ５４ａ サブコントローラ（温度設定手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）燃料供給路に接続された第１のバー
   ナ、および該第１のバーナに並列して前記燃料供給路に
   接続された第２のバーナからなるバーナと、 （ｂ）前記燃料供給路に設けられ、通電電流の変化に基
   づいて、前記バーナへ供給する燃料の供給量を調節する
   比例弁と、 （ｃ）供給電圧の変化に基づいて、前記バーナへ供給す
   る燃焼用空気の空気量を調節する燃焼用ファンと、 （ｄ）前記比例弁と前記第２のバーナとの間に配され、
   前記第２のバーナへの燃料の供給および停止を制御する
   切替用電磁弁と、 （ｅ）前記バーナの上方に設けられ、内部を通過する水
   を加熱する熱交換器と、 （ｆ）該熱交換器の下流に設けられ、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、 （ｇ）前記熱交換器から流出する水の出湯温を所望の設
   定温度に設定する温度設定手段と、 （ｈ）前記第１のバーナのみの燃焼による半開能力運転
   時に前記切替用電磁弁を閉弁し、前記第１のバーナおよ
   び第２のバーナの同時燃焼による全開能力運転時に前記
   切替用電磁弁を開弁すると共に、 前記半開能力運転時に設定温度と出湯温との温度偏差に
   応じて前記比例弁への通電電流および前記燃焼用ファン
   への供給電圧を比例制御する半開能力制御域、前記全開
   能力運転時に設定温度と出湯温との温度偏差に応じて前
   記比例弁への通電電流および前記燃焼用ファンの供給電
   圧を比例制御する全開能力制御域、並びに半開能力制御
   域の最大域と全開能力制御域の最小域との重複制御域を
   有するフィードバック制御を行う制御回路とを備えた給
   湯器において、 前記制御回路は、半開能力運転時にフィードバック制御
   によって、前記比例弁への通電電流および前記燃焼用フ
   ァンへの供給電圧の比例制御が半開能力制御域の最大域
   付近に達した時、緩点火制御を行いながら前記切替用電
   磁弁を開弁して全開能力運転に切替えることを特徴とす
   る給湯器。
2. 【請求項２】（ａ）燃料供給路に接続された第１のバー
   ナ、および該第１のバーナに並列して前記燃料供給路に
   接続された第２のバーナからなるバーナと、 （ｂ）前記燃料供給路に設けられ、通電電流の変化に基
   づいて、前記バーナへ供給する燃料の供給量を調節する
   比例弁と、 （ｃ）供給電圧の変化に基づいて、前記バーナへ供給す
   る燃焼用空気の空気量を調節する燃焼用ファンと、 （ｄ）前記比例弁と前記第２のバーナとの間に配され、
   前記第２のバーナへの燃料の供給および停止を制御する
   切替用電磁弁と、 （ｅ）前記バーナの上方に設けられ、内部を通過する水
   を加熱する熱交換器と、 （ｆ）該熱交換器の下流に設けられ、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、 （ｇ）前記熱交換器から流出する水の出湯温を所望の設
   定温度に設定する温度設定手段と、 （ｈ）前記第１のバーナのみの燃焼による半開能力運転
   時に前記切替用電磁弁を閉弁し、前記第１のバーナおよ
   び第２のバーナの同時燃焼による全開能力運転時に前記
   切替用電磁弁を開弁すると共に、 前記半開能力運転時に設定温度と出湯温との温度偏差に
   応じて前記比例弁への通電電流および前記燃焼用ファン
   への供給電圧を比例制御する半開能力制御域、前記全開
   能力運転時に設定温度と出湯温との温度偏差に応じて前
   記比例弁への通電電流および前記燃焼用ファンの供給電
   圧を比例制御する全開能力制御域、並びに半開能力制御
   域の最大域と全開能力制御域の最小域との重複制御域を
   有するフィードバック制御を行う制御回路とを備えた給
   湯器において、 前記制御回路は、全開能力運転時にフィードバック制御
   によって、前記比例弁への通電電流および前記燃焼用フ
   ァンへの供給電圧の比例制御が全開能力制御域の最小域
   付近に達した時、前記燃焼用ファンへの供給電圧と前記
   比例弁への通電電流を変更することなく前記切替用電磁
   弁を閉弁して半開能力運転に切替えることを特徴とする
   給湯器。