JPH10281555A

JPH10281555A - バイパス弁付き給湯装置

Info

Publication number: JPH10281555A
Application number: JP9096796A
Authority: JP
Inventors: Seishi Hanazawa; 清史花澤
Original assignee: Gastar Co Ltd
Current assignee: Gastar Co Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】バイパス弁の開動作，閉じ動作に伴う出湯温
度の変動を抑えることができる給湯装置を提供する。【解決手段】給湯装置のバイパス管は給水管と給湯管の
間に接続され、熱交換部を通る受熱管と並列をなしてい
る。このバイパス管にバイパス弁が設けられている。バ
イパス弁の開動作要求があった時には、即座にバイパス
弁を開かずに、燃焼熱量の増加量ΔＸと遅れ時間Δｔと
を演算し（ステップ１０６）、このΔＸ分だけ予め燃焼
熱量を増大させる（ステップ１０７）。そして、遅れ時
間Δｔ経過後（ステップ１０８）に、バイパス弁を開く
（ステップ１０９）。同様に、バイパス弁の閉動作要求
があった時には、燃焼熱量の減少量ΔＹと遅れ時間Δｔ
とを演算し（ステップ１１６）、このΔＹ分だけ予め燃
焼熱量を減少させる（ステップ１１７）。そして、遅れ
時間Δｔ経過後（ステップ１１８）に、バイパス弁を閉
じる（１１９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バイパス弁を備え
た給湯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス給湯装置は、燃焼部と、この燃焼部
の上方に配置された熱交換部と、給湯配管系とを有して
いる。この給湯配管系は、熱交換部を通る受熱管と、こ
の受熱管の両端に連なる給水管と給湯管を有している。
給湯管の末端には、出湯栓が設けられている。さらに、
給水管と給湯管との間には受熱管と並列をなすバイパス
管が接続され、このバイパス管には電磁弁からなるバイ
パス弁が設けられている。

【０００３】上記バイパス管とバイパス弁は、給湯装置
によって果たす役割が異なることもあるが、例えば次の
役割を担っている。設定温度が高い場合には、バイパス
弁を閉じ、給水管からの水はすべて受熱管を通って給湯
管に至る。これにより限られた燃焼能力でも高温の湯の
吐出を確保することができる。設定温度が低い場合に
は、バイパス弁を開く。これにより、給水管からの水は
受熱管を通って加熱されるものと、加熱されずにバイパ
ス管を通るものとに別れ、給湯管で合流して設定温度の
湯となり吐出される。この場合、受熱管を流れる水が設
定温度より高温に加熱されることになり、受熱管を高温
に維持できるので、受熱管への結露を防止してその腐食
を防止できる。また、受熱管を流れる水を高温にするよ
うに、熱交換部に燃焼熱を供給するので、給湯終了後
に、この熱交換部に蓄わえられた熱によって、受熱管内
の滞留水の後沸きが生じる。そのため、再出湯時に発生
するアンダーシュートを、この比較的高温の滞留水を利
用してつぶし、最初（バーナの点火前）から適温の湯を
吐出するすることができる。また、熱交換部が冷えた状
態で再出湯を行う場合には、バイパス弁を閉じて出湯温
度を早く設定温度まで立ち上げ、その後でバイパス弁を
開いて出湯制御を行うこともある。

【０００４】ところで、ガス供給量（燃焼熱量）は、設
定温度と給水温度と通水量に基づくフィードフォワード
制御成分に、設定温度と出湯温度と通水量に基づくフィ
ードバック制御成分を加算することにより、制御され
る。これにより、出湯温度が設定温度に一致した状態で
安定制御される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えば、バイパス弁が
閉じた状態で、上記出湯制御が安定して行われている最
中に、バイパス弁が開動作すると、出湯温度が大きくア
ンダーシュートし、ユーザーに不快感を与えることがあ
った。その理由を説明する。バイパス弁が開くと、これ
に伴い給湯配管系全体の流通抵抗が減少して通水量が増
大するとともに、バイパス管を流れる冷たい水と受熱管
からの湯が混合されるため、出湯温度が低下する。この
出湯温度低下と通水量の増大は検出手段で検出される。
この検出情報に基いて上記フィードフォワード制御，フ
ィードバック制御が行われるので、燃焼熱量が増大し出
湯温度は元に戻る。しかし、出湯温度が元に戻るまでに
は、時間がかかる。なぜなら、出湯温度，通水量等の検
出信号が制御手段に送られてから比例弁の開度が増大す
るまでの時間、燃焼部での燃焼熱が受熱管を通る水に伝
わるまでの時間、受熱管から出た湯がバイパス管と給湯
管の接続点に達するまでの時間が必要だからである。そ
の結果、上記出湯温度は大きなアンダーシュートを余儀
なくされるのである。同様の理由により、バイパス弁が
開から閉になった時には、出湯温度に大きなオーバーシ
ュートが生じる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、燃焼
部と、この燃焼部からの燃焼熱を受ける熱交換部と、給
湯配管系とを備え、この給湯配管系が、熱交換部を通る
受熱管と、その両端に接続された給水管および給湯管
と、これら給水管，給湯管の間に接続されて上記受熱管
と並列をなすバイパス管と、このバイパス管に設けられ
たバイパス弁とを有し、上記燃焼部およびバイパス弁が
制御手段により制御される給湯装置において、上記制御
手段は、給湯配管系に水が流れた状態で燃焼部での燃焼
を実行することにより出湯制御している最中に、バイパ
ス弁を閉から開にする動作要求があった時に、燃焼熱量
を予め増加させて燃焼部制御を実行し、それから遅れて
バイパス弁の開動作を実行することを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、燃焼部と、この燃焼部
からの燃焼熱を受ける熱交換部と、給湯配管系とを備
え、この給湯配管系が、熱交換部を通る受熱管と、その
両端に接続された給水管および給湯管と、これら給水
管，給湯管の間に接続されて上記受熱管と並列をなすバ
イパス管と、このバイパス管に設けられたバイパス弁と
を有し、上記燃焼部およびバイパス弁が制御手段により
制御される給湯装置において、上記制御手段は、給湯配
管系に水が流れた状態で燃焼部での燃焼を実行すること
により出湯制御している最中に、バイパス弁を開から閉
にする動作要求があった時に、燃焼熱量を予め減少させ
て燃焼部制御を実行し、それから遅れてバイパス弁の閉
動作を実行することを特徴とする。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１または２に記
載のバイパス弁付き給湯装置において、上記バイパス弁
動作前の燃焼熱量変化量は、バイパス弁の動作後の推定
通水量と給水管からの給水温度のうちの少なくとも１つ
に対応して決定されることを特徴とする。請求項４の発
明は、請求項１〜３のいずれかに記載のバイパス弁付き
給湯装置において、上記バイパス弁動作の遅れ時間は、
バイパス弁の動作後の推定通水量と給水管からの給水温
度のうちの少なくとも１つに対応して決定されることを
特徴とする。請求項５の発明は、請求項３または４に記
載のバイパス弁付き給湯装置において、バイパス弁の開
き状態での出湯制御の際に、上記受熱管の出口温度と、
給水管からの給水温度と、給湯管とバイパス管の接続点
より下流側の出湯温度に基づきバイパス比を予め演算し
ておき、このバイパス比の情報も加えて上記バイパス弁
動作前の燃焼熱量変化量およびバイパス弁動作の遅れ時
間を決定することを特徴とする。請求項６の発明は、請
求項１または２に記載のバイパス弁付き給湯装置におい
て、上記バイパス弁動作の遅れ時間および上記バイパス
弁動作前の燃焼熱量変化量が一定であることを特徴とす
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照して説明する。まず、図３に示すガス給
湯装置の概略を説明する。ケース１の下部に燃焼部２が
収納され、上部に熱交換部３が収納されている。この熱
交換部３は、多数の薄肉のフィンプレート３ａに受熱管
１１を貫通させることにより、構成されている。ケース
１の底部には、燃焼空気を供給するためのファン４が設
けられている。上記燃焼部２へガスを供給する手段５
は、主電磁開閉弁５ａと電磁比例弁５ｂを有している。
燃焼部２の近傍には点火機構（図示しない）が配置され
ている。

【００１０】次に、給湯配管系１０について詳述する。
この配管系１０は、上記受熱管１１と、その入口端に接
続された給水管１２と、その出口端に接続された給湯管
１３とを有している。給湯管１３の末端には出湯栓１４
が設けられている。給水管１２にはギアモータ駆動式の
水量制御弁１５が設けられている。また、これら給水管
１２と給湯管１３との間には、受熱管１１と並列をなす
バイパス管１６が接続されており、このバイパス管１６
には電磁弁からなるバイパス弁１７が設けられている。
図において、バイパス管１６と給水管１２との接続点を
Ｐで示すとともに、バイパス管１６と給湯管１３との接
続点をＱで示す。

【００１１】さらに、給湯装置は、制御ユニット２０
（制御手段）を有している。この制御ユニット２０は、
ガス供給手段５の主開閉弁５ａ，比例弁５ｂと、点火機
構と、ファン４と、水量制御弁１５と、バイパス弁１７
を制御するものである。この制御ユニット２０には、種
々の検出手段からの検出信号が入力される。検出手段と
しては、給水管１３において接続点Ｐより上流側に設け
られたフローセンサ２１（通水量検出手段）および温度
センサ２２（給水温度検出手段）と、給湯管１３におい
て接続点Ｑの下流側でこの接続点Ｑ近傍に設けられた温
度センサ２３（出湯温度検出手段）等がある。また、制
御ユニット２０には、リモートコントローラ２５（温度
設定手段）からの設定温度情報も入力される。

【００１２】次に、上記構成の給湯装置の一般的な作用
について説明する。出湯栓１４を開くと、給水管１２，
受熱管１１，給湯管１３の順に水が流れる。給水管１２
に設けられたフローセンサ２１がこれを検出し、この検
出信号に応答して制御ユニット２０が、主電磁開閉弁５
ａを開くとともに点火動作を行うことにより、燃焼部２
での燃焼が開始される。その結果、フィンプレート３ａ
が加熱され、ひいては受熱管１１を通る水が加熱され、
湯となって出湯栓１４から吐出される。

【００１３】制御ユニット２０で実行される通常の出湯
温度制御は、比例弁５ｂの開度制御によるガス供給量
（燃焼熱量）の制御が基本となる。すなわち、前述した
ようにフィードフォワード制御成分（ＦＦ制御成分）に
フィードバック制御成分（ＦＢ制御成分）を加算して、
比例弁５ｂの開度制御を行う。ＦＦ制御成分は、リモー
トコントローラ２５により設定された設定温度Ｔｓと、
フローセンサ２１で検出される通水量Ｌと、温度センサ
２２で検出される給水温度Ｔ_INに基づいて演算される。
ＦＢ制御成分は、上記設定温度Ｔｓと、温度センサ２３
で検出される出湯温度Ｔ_OUTに基づいて演算される。そ
の結果、通水量Ｌと給水温度Ｔ_INと設定温度Ｔｓに応じ
て、出湯温度Ｔ_OUTを安定して設定温度Ｔｓに一致させ
ることができる。

【００１４】なお、検出される通水量Ｌで最大限度まで
比例弁５ｂを開いて燃焼しても出湯温度Ｔ_OUTを設定温
度Ｔｓにすることができない場合には、水量制御弁１５
の開度が絞られる。また、基本的に設定温度Ｔｓが閾温
度Ｔｈ（例えば５０°Ｃ）以下の場合には、バイパス弁
１７を開く。これは、前述したように、受熱管１１を流
れる水を設定温度Ｔｓより高温に加熱して、受熱管１１
への結露を防止しその腐食を防止するためであり、出湯
停止後の後沸きを積極的に利用するためである。設定温
度Ｔｓが閾温度Ｔｈを越える場合には、バイパス弁１７
を閉じる。これは、前述したように、高温の湯の吐出を
確保するためである。なお、この時、図３に示す熱交換
部３出口の温度センサＴ_Hの検出温度に基づいて、バイ
パス弁１７の開閉をコントロールしてもよい。なぜな
ら、前述結露を防止するためには、熱交換部３の温度
（その出口の出湯温度）を、実測（例えば６５°Ｃ以上
かどうか）するほうが、より適確に判断できるためであ
る。

【００１５】出湯開始の時の制御を概略的に説明する
と、熱交換部３がまだ熱く後沸きを利用できる場合に
は、バイパス弁１５を開いて出湯温度Ｔ_OUTを適温にす
るように制御するが、熱交換部３が冷えている場合に
は、バイパス弁１５の閉じ状態を維持して出湯温度Ｔ
_OUTを早く設定温度Ｔｓまで立ち上げ、その後でバイパ
ス弁１５を開いて出湯制御を行う。

【００１６】本発明の特徴は、制御ユニット２０が、バ
イパス弁１５を閉じ状態から開き動作させる時、または
開き状態から閉じ動作させる時に、それに先立って、特
殊なガス供給量制御（燃焼熱量制御）を行うことにあ
る。以下、場合分けして説明する。

【００１７】まず、上述した再出湯制御時等に見られる
ように、出湯温度Ｔ_OUTを設定温度Ｔｓに維持したまま
の状態でバイパス弁１７の開き動作を行う場合につい
て、図４のタイムチャートを参照しながら説明する。こ
の場合、出湯開始から２５秒経過時点がバイパス弁開動
作要求時点ｔ₀となる。なお、実際に出湯温度Ｔ_OUTが設
定温度Ｔｓで安定した時点を、バイパス弁開動作要求時
点としてもよい。このバイパス弁開動作要求があった時
点ｔ₀で、制御ユニット２０は、即座にバイパス弁１７
を開かずに、比例弁５ｂへの駆動電流を増大させる。こ
れにより、比例弁５ｂは若干の動作遅れの後に、開度を
増大させ、ガス供給量（燃焼熱量）を増大させる。より
具体的には、上述のようにして検出信号により決定され
るＦＦ制御成分に、さらにＦＦ増加量ΔＸを加算してＦ
Ｆ制御成分とすることにより、比例弁５ｂの開度がこの
ＦＦ増加量ΔＸに対応した分だけ増大する。

【００１８】上記バイパス弁開動作要求時点ｔ₀から、
遅れ時間Δｔ経過時点で、バイパス弁１７をオンにす
る。これにより、バイパス弁１７は、若干の動作遅れを
もって開き、これに伴い通水量Ｌが増大する。この通水
量Ｌの増大によって現時点での器具の能力を引き出し出
湯性能（出湯量）を改善するとともに、次の再出湯のと
き用いる保有熱量（後沸き量）を確保することができ
る。

【００１９】上記制御により出湯温度Ｔ_OUTは次のよう
に変化する。バイパス弁開要求があり比例弁５ｂへの駆
動電流が増加した時点ｔ₀から、実際に出湯温度Ｔ_OUTが
上昇し始める時点ｔ₁まで、遅れがある。これは、比例
弁５ｂの開度が実際に増大するのに要する時間、燃焼部
２での燃焼熱が受熱管１１を通る水に伝わるまでの時
間、受熱管１１から出た湯が接続点Ｑに達するまでの時
間があるからである。

【００２０】時点ｔ₁で、比例弁５ｂの開度増大に伴う
出湯温度Ｔ_OUTの上昇が開始される。そして、この時点
ｔ₁からさらに遅れて、換言すれば上記時点ｔ₀から遅れ
時間Δｔを経過してから、バイパス弁１７がオンに切り
替わる。すると、若干の動作遅れ時間をもって通水量Ｌ
が増大する。このように通水量Ｌが増大し、バイパス管
１６を通る水が受熱管１１からの湯と混合し始める時点
ｔ₂で、出湯温度Ｔ_OUTは低下に転じる。しかし、上記ガ
ス供給量増大による温度上昇の影響は破線で示すように
増大してくるので、再び出湯温度Ｔ_OUTは上昇に転じ、
やがて設定温度Ｔｓに至って安定する。

【００２１】上記のように、出湯温度Ｔ_OUTが時点ｔ₁で
上昇しはじめて設定温度Ｔｓより高くなった後で、バイ
パス管１６からの水が混ざるとともに通水量Ｌが増大し
て温度低下が起きるので、このような制御がない従来装
置で生じるアンダーシュート（想像線で示す）に比べ
て、アンダーシュートが小さくて済む。

【００２２】上述したように、バイパス弁１７の開き動
作に先立ってＦＦ量を増加させるために、上記出湯温度
Ｔ_OUTが若干量オーバーシュートする。そこで、このオ
ーバーシュート量とそれに続くアンダーシュート量が適
量になるように、例えばほぼ等しい量となるようにする
のが望ましい。そこで、ＦＦ増加量ΔＸと遅れ時間Δｔ
がバイパス弁１７の開動作に伴って生じることが予想さ
れる出湯温度Ｔ_OUTの低下量に応じて調節される。

【００２３】詳述すると、バイパス弁１７の開動作に起
因する出湯温度Ｔ_OUTの低下量は、バイパス管１６を経
て合流される給水温度Ｔ_INが低いほど大きく、バイパス
弁１７の開き状態での通水量Ｌが多いほど大きい。した
がって、この温度低下量を相殺するために、上記ＦＦ増
加量ΔＸは、給水温度Ｔ_INが低いほど大きく、通水量Ｌ
が多いほど大きくする。また、ＦＦ増加量ΔＸが大きい
ほど遅れ時間Δｔは長くなる。つまり、バイパス弁１７
の開動作時点においてＦＦ増加量ΔＸが大きいほど制御
量は大きく伝熱等に用いる時間が必要になるので、この
遅れ時間Δｔは、給水温度Ｔ_INが低いほど長く、通水量
Ｌが多いほど長くする。なお、バイパス弁１７の開き状
態での通水量Ｌは、現時点で検出される通水量Ｌと、バ
イパス弁１７が閉じている時の給湯配管系１０の流通抵
抗と開いている時の流通抵抗の比で演算される。

【００２４】上記のようにして、出湯温度Ｔ_OUTのオー
バーシュート量とアンダーシュートを、適量とすること
ができ、設定温度Ｔｓからの変動を最小限とすることが
できる。なお、上記ＦＦ増加量ΔＸ，遅れ時間Δｔの決
定に際して、受熱管１１を通る水の量とバイパス管１６
を流れる水の量の比（バイパス比）を一定として演算し
たが、このバイパス比が経時変化する場合は、このバイ
パス比をも考慮して、バイパス弁１７の開動作に起因す
る出湯温度Ｔ_OUTの低下量を推定し、ひいてはΔＸ，Δ
ｔを決定するのが好ましい。この場合には、受熱管１１
の出口に温度センサＴ_Hを設けて出口温度を検出し、こ
の出口温度と給水温度と出湯温度から常時バイパス比を
演算し、この演算結果を利用してΔＸ，Δｔを決定す
る。

【００２５】なお、制御ユニット２０は、ＦＦ制御と、
出湯温度Ｔ_OUTのフィードバック情報を含むＦＢ制御を
実行しているたため、比例弁５ｂの開度がこの出湯温度
Ｔ_OUTによって変動するが、説明を簡略化するため、図
４ではその変動を省略して示す。バイパス弁１７の開動
作後に上記出湯温度Ｔ_OUTが安定した時点または、バイ
パス弁１７の開動作から所定時間経過した時点で、前述
した通常のＦＦ制御とＦＢ制御に戻る。

【００２６】上記とは逆に、出湯温度Ｔ_OUTを設定温度
Ｔｓに維持したままの状態で、バイパス弁１７を開から
閉にする場合は、図５のタイムチャートに示すように制
御する。この場合、バイパス弁１７の閉じ動作に先立っ
てＦＦ減少量ΔＹだけ、比例弁開度を減じ、燃焼熱量を
減じる。通水量Ｌの変化，出湯温度Ｔ_OUTの変化は図４
の場合とは逆であるが、変化のタイミングは同様である
のでその詳細な説明は省略する。

【００２７】上記バイパス弁１７の閉動作に起因する出
湯温度Ｔ_OUTの上昇量は、バイパス管１６を経て合流さ
れる給水温度Ｔ_INが高いほど大きく、バイパス弁１７の
開き状態での通水量Ｌが少ないほど大きい。したがっ
て、この温度上昇量を相殺するために、上記ＦＦ減少量
ΔＹは、給水温度Ｔ_INが高いほど大きく、通水量Ｌが少
ないほど大きくする。また、遅れ時間Δｔが長いほど、
バイパス弁１７の閉じ動作時点において出湯温度Ｔ_OUT
は設定温度Ｔｓとの差が大きくなるので、この遅れ時間
Δｔは、給水温度Ｔ_INが高いほど長く、通水量Ｌが少な
いほど長くする。

【００２８】本発明は、ユーザーが設定温度Ｔｓを変え
た時にも適用できる。図６のタイムチャートを参照しな
がら詳述すると、設定温度Ｔｓが閾温度Ｔｈより高い場
合例えば６０°Ｃの場合には、バイパス弁１７を閉じた
状態で燃焼制御を行い、水量制御弁１５も絞られてい
る。この状態で閾温度Ｔｈより低い温度例えば４３°Ｃ
に切り替えた場合、まず、ＦＦ制御とＦＢ制御により、
比例弁５ｂの開度を減少させる。これに伴い、遅れをも
って出湯温度Ｔ_OUTが低下する。そして出湯温度が安定
になったことを確認したら、次にバイパス弁１７の開動
作の準備に入る。なお、この安定確認がバイパス弁開動
作要求になる。そして、図４の場合と同様に、比例弁５
ｂの開度を増加させ、この後でバイパス弁１７を開く。
そして、出湯温度Ｔ_OUTが安定した後で、水量制御弁１
５を徐々に開いて全開にし、この過程で、ＦＦ制御とＦ
Ｂ制御により比例弁５ｂの開度をも増大させる。

【００２９】次に、制御ユニット２０での制御の具体例
を図１，図２のフローチャートを参照しながら説明す
る。出湯制御は、出湯栓１４が開かれてフローセンサ２
１で水流を検出した時に開始される。まず点火動作が開
始される（ステップ１０１）。次に、受熱管１１に滞留
している温度が高温か否かを温度センサＴ_Hからの検出
温度に基づいて判断する（ステップ１０２）。なお、こ
の判断は、前回出湯時の燃焼熱量と再出湯までの経過時
間に基づいて行ってもよいし、受熱管１１設けられた温
度センサからの温度情報に基づいて行ってもよい。否定
判断した時、すなわち熱交換部３が冷えていて後沸き状
態またはそれに近い状態にないと判断した時には、バイ
パス弁１７を前回の出湯停止後の状態すなわち閉じ状態
で維持する（ステップ１０３）。次に、このバイパス弁
１７の閉じ状態で、ＦＦ制御とＦＢ制御により比例弁５
ｂの開度を制御して初期出湯制御を行う（ステップ１０
４）。

【００３０】上記初期出湯制御開始から所定時間経過時
点、または初期燃焼制御により出湯温度Ｔ_OUTが設定温
度Ｔｓに安定して維持されるようになった時点で、設定
温度Ｔｓが閾温度Ｔｈ以下か否かを判断する（ステップ
１０５）。肯定判断（バイパス弁開動作要求）した時に
は、図４を参照して説明したように、ＦＦ増加量ΔＸと
遅れ時間Δｔを演算し（ステップ１０６）、ΔＸ加算の
ＦＦ制御とＦＢ制御で燃焼制御を行う（ステップ１０
７）。そして遅れ時間Δｔ経過後（ステップ１０８）、
バイパス弁１７をオンして開き動作を実行する（ステッ
プ１０９）。その後で、ＦＦ制御とＦＢ制御による通常
出湯制御に移行する（ステップ１１０）。なお、ステッ
プ１０５で否定判断した時には、バイパス弁１７を閉じ
たままでステップ１１０の通常出湯制御に移行する。

【００３１】上記ステップ１０２で肯定判断した時に
は、この滞留湯の温度が設定温度Ｔｓを超えているか否
かを判断する（ステップ１１２）。超えていない場合に
は、前述したステップ１０３に進む。設定温度Ｔｓを超
えている時には、バイパス弁１７を開き（ステップ１１
３）、ステップ１０４と同様の初期出湯制御を実行する
（ステップ１１４）。次に、設定温度Ｔｓが閾温度Ｔｈ
以下か否かを判断する（ステップ１１５）。肯定判断の
時には、バイパス弁１７を開いたまま、ステップ１１０
の通常出湯制御に進む。

【００３２】上記ステップ１１５で否定判断（バイパス
弁の閉動作要求）した時には、ＦＦ減少量ΔＹと遅れ時
間Δｔを演算し（ステップ１１６）、ΔＹだけ減算した
ＦＦ制御とＦＢ制御で燃焼制御を実行する（ステップ１
１７）。そして、遅れ時間Δｔ経過した時（ステップ１
１８）、バイパス弁１７をオフにして閉動作を実行する
（ステップ１１９）。その後で、ステップ１１０の通常
出湯制御に進む。

【００３３】ステップ１１０の通常出湯制御は、ステッ
プ１２０，１２１の判断を伴って実行される。ステップ
１２０では、ユーザーの設定温度Ｔｓ切り替えにより、
この設定温度Ｔｓが閾温度Ｔｈ超から閾温度Ｔｈ以下に
切り替えられたか否かを判断する。肯定判断の時には、
図２のステップ２００に進む。

【００３４】ステップ２００では、上記設定温度Ｔｓの
急低下に応答した燃焼熱量の減少制御を実行する。そし
て、この制御により出湯温度Ｔ_OUTが設定温度Ｔｓで安
定した時（バイパス弁開動作要求）に、ステップ２０１
〜２０４を実行する。これらステップ２０１〜２０４
は、前述のステップ１０６〜１０９と同様であるから説
明を省略する。そして、ステップ２０５で水量制御弁１
５の開度増大とそれに伴う燃焼制御を実行した後、ステ
ップ１１０の通常出湯制御に戻る。

【００３５】ステップ１２１では、ユーザーの設定温度
Ｔｓ切り替えにより、この設定温度Ｔｓが閾温度Ｔｈ以
下から閾温度Ｔｈ超に切り替えられたか否かを判断す
る。肯定判断の時には、ステップ２５０に進み、バイパ
ス弁閉じとそれに伴う燃焼制御を実行する。この燃焼制
御は、ステップ１１６〜１１９と似た制御方式を採用し
てもよい。そして、ステップ２５０を実行した後でステ
ップ１１０の通常出湯制御に戻る。

【００３６】次に、他の態様をなす制御ルーチンを図
７，図８を参照して説明する。なお、この態様では、燃
焼部が第１，第２の２つの燃焼面を有しており、第１面
だけの燃焼か、両面燃焼かを、選択できるようになって
いる。この選択は、ガス通路において第２面への分岐路
に設けた電磁弁の開閉によって行う。また、この態様で
も、出湯が停止されてバイパス弁が閉じられた後の再出
湯制御に適用するものである。

【００３７】図７に示すように、フローセンサ２１で水
流を検出したら（ステップ５００）、タイマーＴをスタ
ートさせる（ステップ５０１）。次に、設定温度Ｔｓが
４８°Ｃ以下か否かを判断する（ステップ５０２）。な
お、４８°Ｃは、バイパス弁１７を開くか閉じるかの基
準となる温度である。ここで肯定判断したら、Ｑ待機モ
ードか否かを判断する（ステップ５０３）。すなわち、
前回の出湯停止からある一定時間例えば８分３０秒以内
かどうかを判断する。ここで肯定判断した時には、前回
出湯が両面燃焼状態で終了したか否かを判断する（ステ
ップ５０４）。すなわち、熱交換部での後沸きが大か小
かを判断する。ここで、肯定判断した時、つまり前回出
湯が両面燃焼で後沸きが大であると判断した時には、上
記出湯開始からバイパス弁１７を開くまでの待ち時間Ｔ
_WVを０．８秒と設定する（ステップ５０５）。

【００３８】次に、点火動作と初期燃焼制御を実行する
（ステップ５０６）。次に、タイマーＴの計測時間が上
記待ち時間Ｔ_WVを経過するのを待ってから（ステップ５
０７）、バイパス弁１７を開く（ステップ５０８）。そ
して、タイマーＴをクリアした後（ステップ５０９）、
図８の通常燃焼制御（ステップ６００）に進む。

【００３９】上記ステップ５０４で否定判断した時、す
なわち前回出湯が片面燃焼であるため後沸き量が少ない
と判断した時には、上記出湯開始からバイパス弁１７を
開くまでの待ち時間Ｔ_WVを２５．０秒と設定する（ステ
ップ５１０）。次に、点火動作と初期燃焼制御を実行す
る（ステップ５１１）。次に、前述の制御ルーチンと同
様にして、開き動作に伴うアンダーシュート予想量を演
算し、これに基づいてＦＦ増加量ΔＸと遅れ時間Δｔを
決定する（ステップ５１２）。次に、通常燃焼制御を実
行する（ステップ５１３）。次に、タイマーＴの計測時
間が上記待ち時間Ｔ_WVから遅れ時間Δｔを差し引いた時
間を経過したか否かを判断する（ステップ５１４）。こ
こで肯定判断した時（バイパス弁開動作要求時点ｔ₀に
相当する）、上記ＦＦ増加量ΔＸだけ加算した燃焼制御
を実行する（ステップ５１５）。それから、前述したス
テップ５０７に進み、タイマーＴの計測時間が上記待ち
時間Ｔ_WV経過するまで待ってから、バイパス弁１７を開
く（ステップ５０８）。したがって、バイパス弁１７の
開き動作に先立って燃焼熱量を増大させることができ
る。

【００４０】上記ステップ５０３で、Ｑ待機モードでな
いと判断した時には、待ち時間Ｔ_WVを０秒にして（ステ
ップ５１６）、即座にバイパス弁１７を開き（ステップ
５１７）、点火動作と初期燃焼制御を実行して（ステッ
プ５１８）、ステップ５０９に進む。また、ステップ５
０２で否定判断した時、すなわち設定温度Ｔｓが４８°
Ｃより高いと判断した時には、バイパス弁１７を閉じた
ままでステップ５１８の点火動作，初期燃焼制御に進
む。

【００４１】図８のステップ６００の通常燃焼制御を実
行している最中に、フローセンサ２１が水流を検出して
いるか否かを判断する（ステップ６０１）。ここで肯定
判断した時には、バイパス弁１７を閉から開または開か
ら閉への変更が必要か否かを設定温度に基づいて判断す
る（ステップ６０２）。ここで否定判断した時には、ス
テップ６００の通常燃焼制御に戻る。ここで肯定判断し
た時、すなわち変更必要と判断した時には、「開から
閉」の変更か否かを判断する（ステップ６０３）。否定
判断した時、すなわち「閉から開」への変更であると判
断した時（バイパス弁開動作要求時点）には、タイマー
Ｔをスタートさせ（ステップ６０４）、前述したステッ
プ５１２と同様にしてＦＦ増加量ΔＸと遅れ時間Δｔを
決定する（ステップ６０５）。次に、上記待ち時間Ｔ_WV
を上記遅れ時間Δｔに設定し（ステップ６０６）、ステ
ップ５１５へ戻ってＦＦ増加量ΔＸを加算した燃焼制御
とそれから待ち時間Ｔ_WV時間（すなわち遅れ時間Δｔ）
だけ遅れてバイパス弁１７を開く（ステップ５０７，５
０８）。

【００４２】上記ステップ６０３で肯定判断した時、す
なわち「開から閉」への変更であると判断した時には、
バイパス弁１７を閉じた後で（ステップ６０７）、ステ
ップ６００の通常燃焼制御に戻る。なお、この場合に
も、前述した制御ルーチンのステップ１１６〜１１９と
同様の制御を実行してもよい。

【００４３】ステップ６０１で否定判断した時、すなわ
ち出湯栓が閉じられて水流がなくなったと判断した時に
は、燃焼を停止し（ステップ６０８）、次に、バイパス
弁１７が開いているか否かを判断する（ステップ６０
９）。閉じていると判断したら出湯制御を終了し、開い
ていると判断したら、閉じてから（ステップ６１０）、
出湯制御を終了する。

【００４４】本発明は上記実施形態に制約されず、種々
の形態を採用することができる。例えば、ＦＦ増加量Δ
Ｘ，ＦＦ減少量ΔＹ，遅れ時間Δｔはそれぞれ一定であ
ってもよい。これにより、制御を簡略化することができ
る。また、ＦＦ増加量ΔＸ，ＦＦ減少量ΔＹに起因して
出湯温度Ｔ_OUTが変化する時点ｔ₁と同時期またはその近
傍でバイパス弁を動作させるようにしてもよい。

【００４５】また、本発明は、ガス給湯器以外に石油例
えば灯油気化式給湯器等にも用いられる。また、熱交換
部出口の温度センサＴ_Hを用いて、バイパス弁を開閉す
るようにした場合、本願をより有効に活用できる。すな
わち、設定温度変更や次の再出湯にも備えて残熱量を増
やすためにバイパス弁が閉から開となる以外にも、給湯
使用量が急に増えた場合（使用中水栓以外の水栓が開け
られた場合）には、一時的に熱交換部出口温度が下が
る。これに併せてバイパス弁を閉から開とすることで、
熱交換部出口温度が下がることを防止したり、トイレ等
を使用した時などで生じる水圧の一時的変化による熱交
換部出口温度の下降によるバイパス弁の閉から開動作、
給湯器の上流の入水を太陽熱温水器等にした場合におけ
る太陽熱温水器の湯切れ時に入水温度が下がることによ
っても同様の状況となり、バイパス弁の動作より前に燃
焼熱量を変える本願発明は、いろいろな場面で用いるこ
とができる。また、バイパス弁は電磁弁を駆動源とする
以外、ギアモータ等で動かしてもかまわない。給水管，
給湯管の間に、バイパス弁を設けたバイパス管と並列を
なして、バイパス弁を設けないバイパス管を接続しても
よい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、バイパス弁の開き動作に伴う出湯温度のアンダ
ーシュートを軽減できる。請求項２の発明によれバイパ
ス弁の閉じ動作に伴う出湯温度のオーバーシュートを軽
減できる。請求項３の発明によれば、状況に応じてバイ
パス弁動作前の燃焼熱量変化量を調節するので、バイパ
ス弁動作に伴う出湯温度のより一層の軽減化を図ること
ができる。請求項４の発明によれば、状況に応じてバイ
パス弁動作の遅れ時間を調節するので、バイパス弁動作
に伴う出湯温度のより一層の軽減化を図ることができ
る。請求項５の発明によれば、バイパス比が経時変化し
ても、正確なバイパス比に基づいて、バイパス弁動作前
の燃焼熱量変化量とバイパス弁動作の遅れ時間を適切に
調整することができる。請求項６の発明によれば、バイ
パス弁動作前の燃焼熱量変化量と遅れ時間を一定にする
ので、制御が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わるバイパス弁付き給
湯装置で実行される給湯制御ルーチンの主要部を示すフ
ローチャートである。

【図２】図１の給湯制御ルーチンのステップ１２０で肯
定判断した時に実行される制御ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図３】同給湯装置の全体構成を示す概略図である。

【図４】図１の給湯制御ルーチンのステップ１０６〜１
０９に対応するタイムチャートである。

【図５】同制御ルーチンのステップ１１６〜１１９に対
応するタイムチャートである。

【図６】図２の制御ルーチンのステップ２００〜２０５
に対応するタイムチャートである。

【図７】制御ルーチンの他の態様の前半部を示すフロー
チャートである。

【図８】同制御ルーチンの後半部を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

２燃焼部３熱交換部５ｂ比例弁１０給湯配管系１２給水管１３給湯管１６バイパス管１７バイパス弁２０制御ユニット（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼部と、この燃焼部からの燃焼熱を受け
る熱交換部と、給湯配管系とを備え、この給湯配管系
が、熱交換部を通る受熱管と、その両端に接続された給
水管および給湯管と、これら給水管，給湯管の間に接続
されて上記受熱管と並列をなすバイパス管と、このバイ
パス管に設けられたバイパス弁とを有し、上記燃焼部お
よびバイパス弁が制御手段により制御される給湯装置に
おいて、上記制御手段は、給湯配管系に水が流れた状態で燃焼部
での燃焼を実行することにより出湯制御している最中
に、バイパス弁を閉から開にする動作要求があった時
に、燃焼熱量を予め増加させて燃焼部制御を実行し、そ
れから遅れてバイパス弁の開動作を実行することを特徴
とするバイパス弁付き給湯装置。
【請求項２】燃焼部と、この燃焼部からの燃焼熱を受け
る熱交換部と、給湯配管系とを備え、この給湯配管系
が、熱交換部を通る受熱管と、その両端に接続された給
水管および給湯管と、これら給水管，給湯管の間に接続
されて上記受熱管と並列をなすバイパス管と、このバイ
パス管に設けられたバイパス弁とを有し、上記燃焼部お
よびバイパス弁が制御手段により制御される給湯装置に
おいて、上記制御手段は、給湯配管系に水が流れた状態で燃焼部
での燃焼を実行することにより出湯制御している最中
に、バイパス弁を開から閉にする動作要求があった時
に、燃焼熱量を予め減少させて燃焼部制御を実行し、そ
れから遅れてバイパス弁の閉動作を実行することを特徴
とするバイパス弁付き給湯装置。
【請求項３】上記バイパス弁動作前の燃焼熱量変化量
は、バイパス弁の動作後の推定通水量と給水管からの給
水温度のうちの少なくとも１つに対応して決定されるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載のバイパス弁付
き給湯装置。
【請求項４】上記バイパス弁動作の遅れ時間は、バイパ
ス弁の動作後の推定通水量と給水管からの給水温度のう
ちの少なくとも１つに対応して決定されることを特徴と
する請求項１〜３のいずれかに記載のバイパス弁付き給
湯装置。
【請求項５】バイパス弁の開き状態での出湯制御の際
に、上記受熱管の出口温度と、給水管からの給水温度
と、給湯管とバイパス管の接続点より下流側の出湯温度
に基づきバイパス比を予め演算しておき、このバイパス
比の情報も加えて上記バイパス弁動作前の燃焼熱量変化
量およびバイパス弁動作の遅れ時間を決定することを特
徴とする請求項３または４に記載のバイパス弁付き給湯
装置。
【請求項６】上記バイパス弁動作の遅れ時間および上記
バイパス弁動作前の燃焼熱量変化量が一定であることを
特徴とする請求項１または２に記載のバイパス弁付き給
湯装置。