JPH10300221A - 給湯燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給湯熱交換器１内の後沸きの湯を給湯設定温
度にして給湯する。 【解決手段】 給湯熱交換器１から出る後沸きの温度を
熱交出側温度センサ７で検出してサンプリング記憶す
る。給湯熱交換器１から出る湯が水との合流位置Ｄに達
する流れ時間を湯側流量Ｑに基づき求める。現時点より
も流れ時間だけ前の熱交出側温度をサンプリングデータ
から取り込み、その湯温の湯が合流位置Ｄに入るときの
湯側入力温度を演算により求め、その湯側入力温度を給
湯設定温度にするのに要するバイパス制御流量Ｑ_BPと湯
側流量Ｑの比を目標流量比として算出する。その一方
で、流量Ｑ，Ｑ_BPを検出してＱ_BPとＱの比を検出流量比
として求める。検出流量比が目標流量比に一致する方向
に第１の流量制御手段ＧＭ₁と第２の流量制御手段ＧＭ₂
によりＱとＱ_BPを制御し、給湯熱交換器１から出る後沸
きの湯を給湯設定温度の湯にして給湯する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯熱交換器を通
る流水をバーナ燃焼により加熱し、その加熱により作り
出した湯を所望の給湯場所に給湯する給湯燃焼装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２２には出願人が以前に試作した給湯
燃焼装置の模式構成が示されている。同図において、給
湯熱交換器１の入側には給水通路２が接続され、給湯熱
交換器１の出側には給湯通路３が接続されている。そし
て、給水通路２と給湯通路３間には前記給湯熱交換器１
を迂回するバイパス通路４が設けられ、このバイパス通
路４には通路の開閉を行う電磁弁５が設けられている。
前記給水通路２には給水流量を検出する流量センサＦＳ
と給水温度を検出する給水温度センサ６が設けられてい
る。また、給湯熱交換器１の出側には熱交出側温度セン
サ７が設けられている。また、バイパス通路４と給湯通
路３との接続部よりもやや下流側位置には給湯温度セン
サ８が設けられている。

【０００３】前記給湯熱交換器１はバーナ１０の火炎に
よって加熱されるようになっており、このバーナ１０に
はガス通路１１が接続され、このガス通路１１には通路
の開閉を行う電磁弁１２，１３と、バーナ１０へのガス
供給量を開弁量によって制御する比例弁１４が設けられ
ている。

【０００４】この給湯燃焼装置の運転は制御装置１５に
より行われており、この制御装置１５にはリモコン９が
信号接続されている。

【０００５】リモコン９には電源スイッチ、運転スイッ
チ、給湯の設定温度を設定する温度設定器や、その給湯
設定温度等の各種情報を表示する表示部等が設けられて
いる。

【０００６】制御装置１５は、給湯通路３に接続される
外部配管の給湯出口側に設けられる給湯栓（図示せず）
が開けられて、流量センサＦＳにより作動流量以上の流
量が検出されたときに、燃焼ファン（図示せず）を回転
してバーナ１０へ燃焼給気を供給し、電磁弁１２，１３
と比例弁１４を開けて点火手段（図示せず）を駆動して
バーナ１０の点着火を行い、給湯温度センサ８で検出さ
れる給湯温度がリモコン９で設定される給湯設定温度に
なるようにバーナ１０の燃焼熱量が制御される。この燃
焼制御により、給水通路２から給湯熱交換器１に入り込
む流水は給湯熱交換器１を通るときに加熱されて湯にな
り、この湯は給湯通路３を通して所望の給湯場所に導か
れる。湯の使用が終了し、給湯栓が閉められることによ
り、流量センサＦＳから流水オフ信号が出力され、この
信号を受けて制御装置１５はガス通路１１を遮断し、バ
ーナ１０の燃焼を停止し、次の給湯使用に備える。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この種の給湯燃焼装置
にあっては、給湯燃焼の停止後、給湯熱交換器１の保有
熱量が滞留している給湯熱交換器１内の湯に伝搬し、給
湯熱交換器１の湯温が高くなる後沸き現象が生じ、給湯
燃焼の停止後、短時間のうちに再び給湯燃焼が開始され
たときに、この給湯熱交換器１内の給湯設定温度よりも
高温のオーバーシュートの湯が出湯し、湯の使用者に不
快な思いをさせるという問題が生じる。

【０００８】このような問題を解消するために、熱交出
側温度センサ７で検出される湯温が予め定めた基準温度
よりも高いときには、バイパス通路４の電磁弁５を開
け、給湯熱交換器１から出る湯とバイパス通路４を通っ
て出る水とを混合し、給湯熱交換器１から出る湯温を下
げて給湯することが考えられる。

【０００９】しかしながら、給湯熱交換器１側から出る
オーバーシュートの湯に対し、バイパス通路４側から供
給される水の単位時間当たりの流量はオーバーシュート
の大きさに拘わらずほぼ一定であるため、オーバーシュ
ートの量が小さいときには、必要以上の過剰の水量が埋
められるために、給湯設定温度よりもかなりぬるめのア
ンダーシュートの湯が給湯されるという問題が生じ、ま
た、オーバーシュートの量が大きい場合には、そのオー
バーシュートを解消するのに十分な水量をバイパス通路
４側から供給することができず、埋める水量が不足して
給湯設定温度よりもかなり高いオーバーシュートの湯が
給湯されるという問題があり、給湯設定温度に近い湯を
再出湯時に安定供給できないという問題が生じる。

【００１０】特に、図２２の鎖線で示すように、風呂の
追い焚きを行う追い焚き熱交換器１６を前記給湯熱交換
器１と一体的に形成し、この給湯熱交換器１と追い焚き
熱交換器１６を共通のバーナ１０で燃焼加熱する、一缶
二水路の給湯燃焼装置とした場合には、追い焚き単独運
転が行われると、バーナ１０により、滞留している給湯
熱交換器１内の湯水が沸騰寸前にまで加熱される場合が
生じ、このような状態のときに、給湯運転が開始される
と、この沸騰寸前の高温の湯が給湯熱交換器１から出湯
されることとなり、このとき、電磁弁５を開けてバイパ
ス通路４から水を供給しても、その水量が不足し、かな
り高い湯が給湯通路３を通して供給されるという問題が
生じる。

【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、給湯使用後の後沸きや、一
缶二水路タイプの給湯燃焼装置における追い焚き単独運
転等による給湯熱交換器１内の後沸きが生じても、給湯
開始時に、これらの後沸きを効果的に解消してほぼ給湯
設定温度の安定した湯温を供給することが可能な給湯燃
焼装置を提供することにある。

【００１２】

【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、次のような手段を講じている。すなわち、
第１の発明は、給湯熱交換器の入口側に給水通路が連通
接続され、前記給湯熱交換器の出側には給湯通路が連通
接続され、前記給水通路と給湯通路は前記給湯熱交換器
を迂回する給水制御用バイパス通路によって連通接続さ
れ、前記給湯通路には前記給水制御用バイパス通路から
出る水と合流させる前記給湯熱交換器を熱源とする湯側
の流量を制御する第１の流量制御手段が設けられ、前記
給水制御用バイパス通路には第２の流量制御手段が設け
られており、また、前記第１の流量制御手段を通過する
湯側の流量を検出する湯側流量検出部と、前記給水制御
用バイパス通路を通るバイパス制御流量を検出するバイ
パス制御流量検出部とを備え、さらに、前記給湯熱交換
器の出側には該給湯熱交換器から出る湯の温度を熱交出
側温度として検出する熱交出側温度センサが設けられ、
この熱交出側温度センサの検出温度を給湯の開始後に予
め定めたサンプリング時間間隔でサンプリング記憶する
熱交出側温度サンプリング記憶部と、前記湯側流量検出
部で検出される湯側流量の検出値を用い予め与えられる
解法データに基づき前記給湯熱交換器から出た湯が熱交
出側温度センサから前記バイパス制御流量との合流点に
至るまでの流れ時間を求める流れ時間検出部と、現時点
よりも前記流れ時間だけ前の熱交出側温度を前記熱交出
側温度サンプリング記憶部から取り込みこの取り込んだ
現時点より前の熱交出側温度に基づいて前記バイパス制
御流量と合流する湯側流量の合流位置での湯温を湯側入
力温度として検出する入力温度検出部と、前記給水通路
の給水温度の検出情報と給湯設定温度の情報と前記入力
温度検出部によって検出された湯側入力温度の情報とに
基づき湯側入力温度を給湯設定温度にするために必要な
給水制御用バイパス通路を通るバイパス制御流量と前記
湯側流量との目標流量比を予め与えられる解法データに
基づき求める目標流量比検知部と、前記給水制御用バイ
パス通路を通るバイパス制御流量の検出情報と湯側流量
の検出情報とを取り込みバイパス制御流量と湯側流量と
の比を検出流量比として求める検出流量比検知部と、前
記検出流量比を目標流量比に一致させる方向に前記第１
と第２の流量制御手段を互いに流量の増減方向が逆向き
となる方向に制御するミキシング制御部とを有する構成
をもって課題を解決する手段としている。

【００１３】本願の発明においては、給湯燃焼が開始す
ると、給湯熱交換器を加熱するバーナには、第１の流量
制御手段を通る流量の給水を給水温度から給湯設定温度
に高めるのに要するフィードフォワード熱量を発生させ
るガス量が供給されてバーナ燃焼が行われる。その一方
で、熱交出側温度センサによって検出される給湯熱交換
器１から出る湯の検出温度（熱交出側温度）は熱交出側
温度サンプリング記憶部によって所定のサンプリング時
間間隔でサンプリング記憶される。

【００１４】また、湯側流量検出部で検出される湯側流
量に基づき、給湯熱交換器から出る湯が前記熱交出側温
度センサの位置から湯側流量とバイパス制御流量との合
流位置へ流れ着くまでの時間が流れ時間として流れ時間
検出部により検出される。この流れ時間検出部で求めら
れた流れ時間のデータに基づき、入力温度検出部は前記
熱交出側温度サンプリング記憶部に記憶されている現時
点よりも前記流れ時間だけ前の時点の熱交出側温度の検
出データを取り込み、このデータに基づいて、バイパス
制御流量の水と合流する湯側の流量の合流位置における
湯側入力温度を検出する。

【００１５】目標流量比検知部は、入力温度検出部によ
って検出される湯側入力温度と、給水温度と、給湯設定
温度のデータにより、湯側入力温度を給湯設定温度にす
るために必要な給水制御用バイパス通路を通るバイパス
制御流量と第１の流量制御手段を通る湯側流量との目標
流量比を予め与えられる解法データに基づき求める。そ
れと同時に、検出流量比検知部は、前記バイパス制御流
量の検出情報と、前記湯側流量の検出情報とを取り込
み、バイパス制御流量と湯側流量との比を検出流量比と
して求める。

【００１６】ミキシング制御部は、前記目標流量比検知
部により求められた目標流量比と前記検出流量比検知部
により求められた検出流量比とを比較し、検出流量比が
目標流量比に一致させる方向に第１と第２の流量制御手
段を互いに流量の増減方向が逆向きとなる方向に制御す
る。例えば、給湯熱交換器の後沸きが大きいときには、
目標流量比が大きくなり、したがって、これに合わせて
検出流量比も大きくなる方向に、つまり、湯側の第１の
流量制御手段を閉方向に、バイパス制御流量側の第２の
流量制御手段を開方向に制御する。給湯熱交換器の後沸
きの温度が小さくなるにつれ、目標流量比はそれに伴い
小さい値に変化して行くので、検出流量比もこれに合わ
せて小さくなる方向に、つまり、第１の流量制御手段を
開方向に、第２の流量制御手段を閉方向に制御して行
く。

【００１７】このように、検出流量比を目標流量比に一
致する方向に第１の流量制御手段と第２の流量制御手段
を互いに開閉方向が逆方向に制御することで、給湯熱交
換器に発生する後沸き温度の変化に対応してその後沸き
を解消する湯側とバイパス制御流量側との流量比が応答
性良く制御されることとなり、給湯熱交換器側の後沸き
の大きさの如何に拘わらず、ほぼ給湯設定温度の安定し
た湯温の給湯が可能となる。そして、給湯熱交換器側の
後沸きが解消された時点で、第２の流量制御手段は完全
に閉状態となり、それ以降は、フィードフォワード熱量
とフィードバック熱量との併用による比例制御によって
定常の給湯燃焼運転に移行する。

【００１８】本発明においては、現時点よりも流れ時間
だけ前の時点における熱交出側温度に基づいて湯側入力
温度を求め、その湯側入力温度の湯を給湯設定温度の湯
にするためのバイパス制御流量と湯側流量との流量比制
御によって湯側とバイパス制御流量の水とのミキシング
が行われるので、流量比制御の湯温安定化精度が格段に
アップする。すなわち、現時点の熱交出側温度によって
湯側入力温度を求めて流量比制御を行ってしまうと、熱
交出側温度センサで検出された現時点での熱交出側温度
の湯は熱交出側温度センサの位置に在り、バイパス制御
流量との合流位置に達する前にその現時点での熱交出側
温度に基づき流量比制御が行われてしまうので、実際に
ミキシングする湯側の温度に対応する流量比との間にず
れが生じ、流量比制御の精度アップを図ることが困難と
なるが、本発明では、前記の如く、流れ時間を考慮し、
熱交出側温度センサで検出される熱交出側温度の湯がち
ょうどバイパス制御流量との合流位置になる時点の湯側
入力温度でもって流量比制御が達成されるので、入力温
度検出部で検出する湯側入力温度と実際にバイパス制御
流量に合流する湯側入力温度との間に時間のずれが生じ
るということがなくなり、これにより、実際に合流位置
に合流する湯側入力温度でもって流量比制御が正しく行
われる結果、流量比制御の制御精度が格段にアップする
こととなるものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づき説明する。図２は本発明に係る給湯燃焼装置の
モデル例を模式構成によって示すものである。本発明の
給湯燃焼装置は給湯単能機（給湯機能のみの給湯器）は
もとより、二缶二水路タイプの給湯燃焼装置（給湯熱交
換器と追い焚き熱交換器が別個独立に設けられて、各熱
交換器がそれぞれ別個のバーナにより燃焼加熱されるタ
イプの風呂と給湯の複合給湯器）や、一缶二水路タイプ
の給湯燃焼装置（給湯熱交換器と追い焚き熱交換器が一
体的に形成され、この一体の給湯熱交換器と追い焚き熱
交換器を共通のバーナにより燃焼加熱するタイプの風呂
と給湯の複合給湯器）にも適用されるものである。

【００２０】図２の（ａ）において、給湯熱交換器１の
入口側に給水通路２が連通接続され、給湯熱交換器１の
出側には給湯通路３が連通接続されている。給水通路２
と給湯通路３間には前記給湯熱交換器１を迂回する常時
バイパス通路１７が連通接続されており、さらに、給水
通路２には前記常時バイパス通路１７との接続位置Ａよ
りも上流側のＢ位置に給水制御用バイパス通路１８の一
端側（入口側）が連通接続されており、前記給湯通路３
には、前記常時バイパス通路１７との接続部Ｃよりも下
流側のＤ位置に前記給水制御用バイパス通路１８の他端
側（出口側）が連通接続されている。

【００２１】そして、給湯通路３のＣＤ間には給湯熱交
換器１を出る湯と常時バイパス通路１７を通る水とを混
合した湯の流量（湯側の流量）を可変制御する第１の流
量制御手段ＧＭ₁が設けられており、また、前記給水制
御用バイパス通路１８には、流量の可変制御が可能な閉
止機能を備えた第２の流量制御手段ＧＭ₂が設けられて
いる。これら第１の流量制御手段ＧＭ₁と第２の流量制
御手段ＧＭ₂は例えばギヤモータによって開弁量を制御
する水量制御手段によって構成されるものであり、この
第１の流量制御手段ＧＭ₁と第２の流量制御手段ＧＭ₂に
はそれぞれ弁の全開位置と全閉位置を検出するホールＩ
Ｃ等の弁開度の検出センサ（図示せず）が設けられてい
る。

【００２２】前記給水通路２のＡＢ間には前記給湯熱交
換器１の湯と常時バイパス通路１７から出る水との合流
流量を前記第１の流量制御手段ＧＭ₁を通る湯側流量Ｑ
として検出する第１の流量センサＦＳ₁が設けられてお
り、また、給湯通路３には前記給水制御用バイパス通路
１８の出口側の接続部Ｄよりも下流側位置に給水通路２
に入水する総流量（全流量）Ｑ_Tを検出する第２の流量
センサＦＳ₂が設けられている。また、給水通路２には
給水温度を検出する給水温度センサ６が設けられ、給湯
熱交換器１の出側には給湯熱交換器１から出湯する湯温
を熱交出側温度として検出する熱交出側温度センサ７が
設けられ、必要に応じ、給湯熱交換器１の水管通路の途
中位置（例えば中間部）に熱交内の湯温を検出する熱交
補助温度センサ２２が設けられる。また、給湯通路３に
は、第１の流量制御手段ＧＭ₁から出る湯と給水制御用
バイパス通路１８から出る水との混合湯温（ミキシング
湯温）を給湯温度Ｔ_MIXとして検出する給湯温度センサ
８が設けられている。

【００２３】給湯燃焼装置を風呂と給湯の複合給湯器と
して構成する場合は、前記給水制御用バイパス通路１８
との合流位置Ｄよりも下流側の給湯通路３から湯張り通
路２３が分岐接続され、風呂側の追い焚き循環路２４を
介して給湯の湯を浴槽２５に落とし込む構成とする。

【００２４】このような風呂と給湯の複合給湯器として
給湯燃焼装置を構成する場合、追い焚き循環路２４に介
設される追い焚き熱交換器１６を前記給湯熱交換器１と
別個独立に形成し、給湯熱交換器１と追い焚き熱交換器
１６を別個独立のバーナにより燃焼加熱する構成とする
ことにより二缶二水路タイプの複合給湯器となり、ま
た、図２の（ａ）に鎖線で示す如く給湯熱交換器１と追
い焚き熱交換器１６を一体的に形成し、この一体化した
給湯と追い焚きの熱交換器１，１６を共通のバーナによ
り燃焼加熱する構成とすることにより、一缶二水路タイ
プの複合給湯器が形成される。なお、図２の（ａ）にお
いて、２６は浴槽２５内の湯水を追い焚き循環路２４を
介して循環させて追い焚きを行うための循環ポンプ２６
であり、２７は湯張りを行うときに湯張り通路２３を開
ける注湯電磁弁である。

【００２５】図２の（ｂ）に示す給湯燃焼装置のモデル
例は、前記図２の（ａ）に示す第２の流量センサＦＳ₂
を省略した構成のものであり、それ以外の構成は前記図
２の（ａ）に示すモデル例と同様である。

【００２６】これら図２に示すモデル例の装置は制御装
置１５によってその運転が制御され、この制御装置１５
には前記図２２に示した装置と同様にリモコン９が信号
接続され、給湯熱交換器１の加熱はバーナ１０により行
われるものであり、図２の各モデル例においても、前記
図２２で示したものと同様にバーナ１０へのガス供給量
を比例弁１４の開弁量によって制御するバーナ１０の燃
焼系の機構が設けられるが、図２ではこれらの図示を省
略してあり、これらの燃焼系の機構を説明する場合には
図２２に付した符号を用いて説明する。

【００２７】本実施形態例の給湯燃焼装置は給湯熱交換
器１に後沸きの湯が生じている状態で、給湯運転が開始
されたときに、給湯熱交換器１のバーナ１０の燃焼加熱
をフィードフォワード熱量のみによって行い、給湯熱交
換器１から出る後沸きの湯の解消を給水制御用バイパス
通路１８から出る水の流量Ｑ_BPと第１の流量制御手段Ｇ
Ｍ₁を通る湯側の流量Ｑとの流量比制御によって行うこ
とを特徴としており、図１にはその流量比制御を行う制
御構成のブロック図が示されている。この制御構成は、
入力温度検出部２８と、目標流量比検知部としての目標
流量比演算部３０と、検出流量比検知部としての検出流
量比演算部３１と、バイパス制御流量検出部３２と、湯
側流量検出部３３と、ミキシング制御部３４と、流れ時
間検出部５５と、熱交出側温度サンプリング部５６と、
時計機構５７とを有して構成されている。

【００２８】時計機構５７はクロックやタイマ等により
構成され、時間の測定とタイミング信号の出力とを行
う。熱交出側温度サンプリング記憶部５６は、メモリを
内蔵し、給湯の開始後、熱交出側温度センサ７で検出さ
れる熱交出側温度を予め与えられるサンプリング時間間
隔、この実施形態例では０．１秒間隔でサンプリング
し、これをメモリに記憶する。

【００２９】図３はこの熱交出側温度サンプリング記憶
部５６の熱交出側温度のサンプリング記憶の一形態例を
示すものである。メモリの記憶領域にはサンプリングの
各時間に対応させて熱交出側温度Ｔ_OUTを格納するよう
になっており、現時点の熱交出側温度Ｔ_OUTを最新のデ
ータとし、この現時点から０．１秒前、０．２秒前とい
う如く、０．１秒間隔で現時点よりも前のデータが複数
のＮ個（Ｎは整数）格納されるようになっており、０．
１秒間隔で熱交出側温度がサンプリングされるときに、
最新の現時点のデータは先頭の位置に記憶され、旧いデ
ータは０．１秒ずつ尾部側にずれていき、最後尾のデー
タは新しいデータがサンプリングされる毎に消去される
ようになっている。このメモリの記憶容量の個数Ｎは、
給湯燃焼装置の仕様に応じ、最小流量の湯が熱交出側温
度センサ７の位置から湯側の流量とバイパス制御流量と
の合流位置に到達するまでの０．１秒毎の全データを余
裕をもって格納できる値に設定される。なお、熱交出側
温度サンプリング記憶部５６による熱交出側温度のサン
プリングのタイミングは時計機構５７の０．１秒毎のタ
イミング信号により行われる。

【００３０】流れ時間検出部５５は、湯側流量検出部３
３で検出される湯側流量Ｑのデータを取り込み、給湯熱
交換器１から出た湯が熱交出側温度センサ７の位置から
湯側の流量Ｑと給水制御用バイパス通路１８を通るバイ
パス制御流量Ｑ_BPの水が合流する合流位置Ｄに達するの
に要する流れ時間Ｔ_Gを予め与えられる解法データに基
づき求める。この解法データとしては、表データ、グラ
フデータ等により与えることも可能であるが、本実施形
態例では次の（ａ）式で示す演算式により与えられてい
る。

【００３１】 Ｔ_G＝Ｕ／Ｑ−（ｔ_GM＋τ＋ｔ_F）・・・・・（ａ）

【００３２】この（ａ）式でＵは熱交出側温度センサ７
の位置から湯側の流量Ｑとバイパス制御流量Ｑ_BPとの合
流位置Ｄ間の給湯通路３の容積であり、ｔ_GMは第１の流
量制御手段ＧＭ₁の応答遅れ時間（第１の流量制御手段
ＧＭ₁のギアモータの遅れ時間）であり、τは熱交出側
温度センサ７の時定数であり、ｔ_Fは第１の流量センサ
ＦＳ₁の時定数である。

【００３３】給湯通路３が円形のパイプにより形成され
ている場合には、熱交出側温度センサ７から合流位置Ｄ
との管長をＬ，円形パイプの内径をｄとすると、前記容
積ＵはＵ＝Ｌ・（ｄ／２）²・πで表されるので、前記
（ａ）式は次の（ａ′）式で表される。

【００３４】 Ｔ_G＝｛Ｌ・（ｄ／２）²・π／Ｑ｝−（ｔ_GM＋τ＋ｔ_F）・・・・・（ａ′）

【００３５】前記（ａ）式又は（ａ′）式から明らかな
如く、熱交出側温度センサ７の位置から合流位置Ｄに至
る給湯通路３の容積Ｕは給湯燃焼装置の仕様によって定
まる既知の値であり、また、ｔ_GM，τ，ｔ_Fの値もそれ
ぞれ既知の値であり、したがって、湯側流量Ｑの検出デ
ータにより、流れ時間Ｔ_Gは演算により求められる。そ
して、流れ時間検出部５５により求められた流れ時間Ｔ
_Gのデータは入力温度検出部２８に加えられる。

【００３６】入力温度検出部２８は、前記流れ時間検出
部５５から加えられる流れ時間Ｔ_Gの情報を取り込み、
現時点よりも流れ時間Ｔ_Gだけ前の時間の熱交出側温度
Ｔ_OUTを熱交出側温度サンプリング記憶部５６から取り
込む。そして、入力温度検出部２８は、給水制御用バイ
パス通路１８から出るバイパス制御流量との合流位置Ｄ
に入り込む湯側の流量の湯側入力温度Ｔ_Kを直接的又は
間接的に検出する。この入力温度Ｔ_Kを直接的に検出す
る場合には、図２の（ａ），（ｂ）に示すように、合流
位置Ｄの上流側近傍の給湯通路３の位置に湯側入力温度
検出用の温度センサ１９を設けて検出すればよいが、こ
の温度センサ１９の部品点数を減らして装置コストの低
減を図るには、その湯側入力温度Ｔ_Kを間接的に検出す
る。

【００３７】この湯側入力温度の間接的な検出は、前記
熱交出側温度サンプリング記憶部５６から取り込んだ熱
交出側温度Ｔ_OUTを用い、次の演算により求める。

【００３８】すなわち、入力温度検出部２８には、給水
通路２を通って来る給水が常時バイパス通路１７の接続
点Ａの位置で給湯熱交換器１側に流れる量と常時バイパ
ス通路１７側に流れる量との分配率が予め与えられてい
る。例えば、給湯熱交換器１側の分配率がｍ、常時バイ
パス通路１７側の分配率がｎとしたとき、入力温度検出
部２８は、予め与えられている次の（１）式により湯側
入力温度Ｔ_Kを演算により求める。

【００３９】 Ｔ_K＝Ｔ_OUT×ｍ＋Ｔ_IN×ｎ・・・・・（１）

【００４０】この（１）式で、例えば給湯熱交換器１側
の分配率が７０％で、常時バイパス通路側の分配率が３
０％のときにはｍの値として０．７が与えられ、ｎの値
として０．３の値が与えられる。この入力温度検出部２
８で求められた入力温度Ｔ_Kの情報は目標流量比演算部
３０に加えられる。

【００４１】ところで、給湯熱交換器１内の後沸きによ
り、給湯設定温度Ｔ_SPよりも高温の湯側入力温度Ｔ_Kを
もつの流量Ｑの熱量が給湯設定温度Ｔ_SPに低下するため
の放出熱量は給水制御用バイパス通路１８を通る流量Ｑ
_BPが給水温度Ｔ_INから給湯設定温度Ｔ_SPに上昇するのに
要する吸熱熱量と等しい。この熱平衡バランスの関係か
ら、次の（２）式が導かれる。

【００４２】 Ｑ_BP／Ｑ＝（Ｔ_K−Ｔ_SP）／（Ｔ_SP−Ｔ_IN）・・・・・（２）

【００４３】この（２）式は入力温度Ｔ_Kの湯側の流量
Ｑと給水温度Ｔ_INのバイパス制御流量（給水制御用バイ
パス通路１８を通る給水流量）とが混合して給湯設定温
度Ｔ_SPの温度になるための熱量バランスの平衡式であ
り、左辺のＱ_BP／Ｑはバイパス制御流量Ｑ_BPと湯側流量
Ｑとの流量比を表している。また、（２）式の右辺の給
湯設定温度Ｔ_SPと、給水温度Ｔ_INは一定の値として見な
すことができ、右辺の値は給湯熱交換器１内の後沸きの
温度によって変化する入力温度Ｔ_Kの値によって変化す
る。

【００４４】つまり、給湯熱交換器１の後沸きの温度に
よって変化する湯側入力温度Ｔ_Kに依存する（２）式の
右辺の値に一致するように左辺の流量比を調整すること
により、湯側の流量Ｑとバイパス制御流量Ｑ_BPとが混合
した温度は給湯設定温度Ｔ_SPに等しくなるはずである。

【００４５】本発明はこの点に着目し、（２）式の右辺
をバイパス制御流量Ｑ_BPと湯側流量Ｑとの目標流量比Ｗ
_STとして定義し、（２）式の左辺を検出流量比Ｗ_DEとし
て定義している。

【００４６】 Ｗ_ST＝（Ｔ_K−Ｔ_SP）／（Ｔ_SP−Ｔ_IN）・・・・・（３）

【００４７】Ｗ_DE＝Ｑ_BP／Ｑ・・・・・（４）

【００４８】目標流量比演算部３０には前記（３）式の
目標流量比Ｗ_STの演算式が解法データとして予め与えら
れており、目標流量比演算部３０は、入力温度検出部２
８から得られる湯側入力温度Ｔ_Kと、給水温度センサ６
から得られる給水温度Ｔ_INの情報と、リモコンで与えら
れる給湯設定温度Ｔ_SPの情報を取り込み、前記（３）式
に従い、目標流量比Ｗ_STを演算により求め、その演算値
をミキシング制御部３４に加える。

【００４９】湯側流量検出部３３は前記第１の流量制御
手段ＧＭ₁を通る湯側流量Ｑを第１の流量センサＦＳ₁の
センサ出力を取り込んで検出し、その検出結果を検出流
量比演算部３１に加える。また、必要に応じ、その湯側
流量Ｑの検出値をバイパス制御流量検出部３２に加え
る。

【００５０】バイパス制御流量検出部３２は図２の
（ａ）に示すモデルの場合には、第２の流量センサＦＳ
₂で検出されるトータル流量（総流量）Ｑ_Tから第１の流
量センサＦＳ₁で検出される流量Ｑを差し引き演算する
ことによりバイパス制御流量Ｑ_BPを求める。

【００５１】Ｑ_BP＝Ｑ_T−Ｑ・・・・・（５）

【００５２】また、給湯燃焼装置が図２の（ｂ）に示す
モデルの場合には、バイパス制御流量検出部３２はバイ
パス制御流量Ｑ_BPを解法データに従い求める。この解法
データは次の（６）式に示す演算式で与えられており、
バイパス制御流量検出部３２は、入力温度検出部２８か
ら加えられる湯側入力温度Ｔ_Kと給湯温度センサ８で検
出される給湯温度Ｔ_MIXと給水温度センサ６で検出され
る給水温度Ｔ_INと前記湯側流量検出部３３で検出された
湯側流量Ｑのデータをそれぞれ取り込み、次の（６）式
に従いバイパス制御流量Ｑ_BPを演算により求め、その演
算結果を検出流量比演算部３１に加える。

【００５３】 Ｑ_BP＝（Ｔ_K−Ｔ_IN）・Ｑ／（Ｔ_MIX−Ｔ_IN）・・・・・（６）

【００５４】検出流量比演算部３１は前記湯側流量検出
部３３で求められた湯側流量Ｑとバイパス制御流量検出
部３２で求められたバイパス制御流量Ｑ_BPのデータを取
り込み、前記（４）式に従い、バイパス制御流量Ｑ_BPと
湯側流量Ｑとの検出流量比Ｗ_DEを演算により求め、その
演算結果をミキシング制御部３４へ加える。

【００５５】ミキシング制御部３４は前記目標流量比Ｗ
_STと検出流量比Ｗ_DEを比較し、検出流量比Ｗ_DEが目標流
量比Ｗ_STに一致する方向に第１の流量制御手段ＧＭ₁と
第２の流量制御手段ＧＭ₂を互いに流量の増減方向が逆
方向となるように流量制御を行う。より具体的には、目
標流量比Ｗ_STと検出流量比Ｗ_DEとの差を求め、Ｋ₁，Ｋ₂
を係数（ゲイン）として、第１の流量制御手段ＧＭ₁に
はＶ₁＝Ｋ₁（Ｗ_SP−Ｗ_DE）の式によって求められる電圧
Ｖ₁を印加し、第２の流量制御手段ＧＭ₂にはＶ₂＝Ｋ
₂（Ｗ_SP−Ｗ_DE）の演算により求められる電圧Ｖ₂を印加
して流量制御を行う。つまり、目標流量比Ｗ_SPと検出流
量比Ｗ_DEとの差に対応した電圧をそれぞれ第１の流量制
御手段ＧＭ₁と第２の流量制御手段ＧＭ₂に加え、湯側流
量Ｑとバイパス制御流量Ｑ_BPとの流量の増減方向が逆方
向となるようにＱ_BPとＱとの流量が制御される。

【００５６】さらに詳説すると、例えば、給湯熱交換器
１内の後沸きが大きい場合、すなわち、湯側入力温度Ｔ
_Kが高いときには前記（３）式から明らかな如く、目標
流量比Ｗ_STの値は大きな値となり、この目標流量比Ｗ_ST
に一致させるために検出流量比Ｗ_DEを大きくする方向
に、つまり、（４）式から明らかな如く、Ｑ_BPを大の方
向に、Ｑを小方向に、すなわち、第１の流量制御手段Ｇ
Ｍ₁は閉方向に、第２の制御手段ＧＭ₂は開方向に制御さ
れる。

【００５７】そして、給湯熱交換器１内の後沸きの湯温
が下がるにつれ、湯側入力温度Ｔ_Kの温度が低下して行
き、目標流量比Ｗ_STは徐々に小さくなり、これに伴い、
この目標流量比Ｗ_STに一致させるために、検出流量比も
徐々に小さくなる方向に、つまり（４）式から明らかな
如く、バイパス制御流量Ｑ_BPを小さくする方向に、湯側
流量Ｑを大きくする方向に、すなわち、第１の流量制御
手段ＧＭ₁は開方向に、第２の流量制御手段ＧＭ₂は閉方
向にそれぞれ制御されるのである。

【００５８】図４はこのミキシング制御部３４による第
１の流量制御手段ＧＭ₁と第２の流量制御手段ＧＭ₂の弁
開度の様子を給湯熱交換器１側の熱交出口温度（後沸き
温度）の高低の関係で示したものであり、この図からも
明らかな如く、第１の流量制御手段ＧＭ₁に加える電圧
Ｖ₁と第２の流量制御手段ＧＭ₂に加える電圧Ｖ₂とはそ
の増減方向が互いに逆方向となっており、給湯熱交換器
１内の後沸きの温度が高くなるにつれ第２の流量制御手
段の弁開度は徐々に大きくなり、その逆に、第１の流量
制御手段ＧＭ₁の弁開度は徐々に小さく制御されること
が示されている。

【００５９】図５は給湯熱交換器１内に後沸きの温度が
生じている状態で、給湯運転が開始されたときの後沸き
温度Ｔ_OUTと給湯温度Ｔ_MIXと流量制御手段ＧＭ₁，ＧＭ₂
の状態を示すもので、給湯運転が開始されると、給湯熱
交換器１内の後沸きの湯が出湯し、その温度は徐々に大
きくなりピークＰに達した後後沸きの温度は徐々に低く
なる。このとき、第１の流量制御手段ＧＭ₁は、後沸き
の出湯温度がピークに向かうに従い閉方向に制御され、
第２の流量制御手段ＧＭ₂は開方向に制御され、湯側流
量Ｑを絞りバイパス制御流量Ｑ_BPを大きくして後沸きを
解消し、後沸き温度がピークを過ぎて後沸きの温度が低
くなるにつれ、湯側の流量Ｑを徐々に増加する方向に、
バイパス制御流量Ｑ_BPを徐々に絞る方向に制御して後沸
き温度の変化に殆ど影響を受けずに給湯設定温度Ｔ_SPに
近いの給湯温度Ｔ_MIXの湯温を安定に給湯する。

【００６０】図６は本実施形態例における給湯運転開始
時の後沸き解消の動作を示すフローチャートで、まず、
給湯運転がスタートしたときに、ステップ１０１で目標
流量比Ｗ_STを演算により求め、次にステップ１０２で検
出流量比Ｗ_DEを演算により求める。

【００６１】次にステップ１０３で目標流量比Ｗ_STと検
出流量比Ｗ_DEとの差を求め、その差が正か負かを検出す
る。検出流量比が目標流量比よりも大のときには、ステ
ップ１０４で第１の流量制御手段ＧＭ₁を開方向に、第
２の流量制御手段ＧＭ₂を閉方向に制御する。その逆
に、検出流量比Ｗ_DEが目標流量比Ｗ_STよりも小のときに
は、ステップ１０５で第１の流量制御手段ＧＭ₁を閉方
向に、第２の流量制御手段ＧＭ₂を開方向に制御する。
そして、ステップ１０６で後沸き解消の湯側流量Ｑとバ
イパス制御流量Ｑ_BPとのミキシングの動作が予め与えら
れる解除条件になったか否かが判断され、解除条件に達
しない場合、つまり、後沸きの湯が給湯熱交換器１内に
まだ残っている状態のときにはステップ１０１以降の動
作を繰り返し行い、ミキシング動作の解除条件になった
とき、つまり、給湯熱交換器１内の後沸きの湯がほぼ出
終わったときには第２の流量制御手段ＧＭ₂を完全に閉
止し、給湯熱交換器１への加熱はフィードフォワード熱
量とフィードバック熱量を加算したトータル熱量による
比例制御によって、給湯開始時の前記流量比制御から総
流量制御に移行し、定常運転の燃焼制御動作にて燃焼運
転を制御する。

【００６２】この総水量制御では前記の如く第２の流量
制御手段ＧＭ₂は閉止状態に維持されるので第１の流量
センサＦＳ₁で検出される湯側流量Ｑは総流量Ｑ_Tと等し
くなり（Ｑ_T＝Ｑ）、フィードフォワード熱量Ｐ_F/Fは流
量Ｑが給水温度Ｔ_INから給湯設定温度Ｔ_SPに加熱される
のに要する理論熱量として、Ｐ_F/F＝Ｑ（Ｔ_SP−Ｔ_IN）
の演算により、あるいは熱効率ηを考慮し、Ｐ_F/F＝Ｑ
（Ｔ_SP−Ｔ_IN）／ηの演算により求められるものであ
り、また、フィードバック熱量Ｐ_F/Bは給湯設定温度Ｔ
_SPに対する給湯温度センサ８で検出される給湯温度Ｔ
_MIXのずれを解消（相殺）するのに要する熱量であり、
Ｐ_F/B＝Ｑ・λ（Ｔ_SP−Ｔ_MIX）の演算により、あるいは
熱効率ηを考慮し、Ｐ_F/B＝Ｑ・λ（Ｔ_SP−Ｔ_MIX）／η
の演算により求められるものである。これらの式におけ
るλは係数（ゲイン）である。

【００６３】なお、後沸き解消のミキシング動作の解除
条件についての詳細な説明は後述する。

【００６４】上記流量比制御の第１の制御構成によれ
ば、給湯熱交換器１内の後沸きの湯を解消する給湯運転
の開始時には、給水流量Ｑの給水温度を給湯設定温度Ｔ
_SPに高めるフィードフォワード熱量のみによって給湯熱
交換器１を加熱するので、給水通路２から給湯熱交換器
１へ新たに入る水は給湯設定温度Ｔ_SPの湯に加熱される
こととなり、また、給湯熱交換器１内に生じている後沸
きの湯は給湯熱交換器１から出るときにその温度が熱交
出側温度センサ７によりいち早く検出されて第１の流量
制御手段ＧＭ₁に入る湯側入力温度Ｔ_Kが検出され、その
湯側入力温度が給湯設定温度になるための湯側流量Ｑと
バイパス制御流量Ｑ_BPとの目標流量比Ｗ_STに一致する方
向に湯側流量Ｑとバイパス制御流量Ｑ_BPとの検出流量比
Ｗ_DEが制御されるので、給湯熱交換器１内の後沸き温度
の如何に拘わらず、湯側の流量Ｑが給湯設定温度Ｔ_SPと
なるように湯と水の混合割合が制御され、給湯熱交換器
１内の後沸きの影響を解消し、給湯設定温度に近い湯を
安定に給湯できるという画期的な効果を奏することがで
きる。

【００６５】しかも、本実施形態例では、熱交出側温度
センサ７の位置から湯側の流量とバイパス制御流量とが
合流する合流位置Ｄまでの流れの時間Ｔ_Gを求め、現時
点よりもその流れ時間Ｔ_Gだけ前の時点の熱交出側温度
Ｔ_OUTに対応する湯側入力温度Ｔ_Kを求めて目標流量比を
得るようにしたものであるから、湯側入力温度がちょう
ど合流位置Ｄに合流する時点での湯側入力温度に基づき
目標流量比が求まるので、合流位置Ｄに合流する湯側流
量の温度に即した目標流量比が求められることとなり、
この時間のずれのない正確な後沸き解消の目標流量比に
一致するように検出流量比が制御されるので、後沸き解
消による給湯湯温の制御精度を格段に高めることが可能
となる。

【００６６】前記流れ時間Ｔ_Gを考慮しない場合には、
熱交出側温度センサ７で検出される現時点の熱交出側温
度Ｔ_OUTに基づき湯側入力温度Ｔ_Kが求められて目標流量
比が設定されるので、熱交出側温度センサ７で検出され
た湯温の湯が合流位置Ｔに達していないにも拘わらずそ
の後に検出される熱交出側温度に対応する目標流量比が
次々に設定されて第１の流量制御手段ＧＭ₁と第２の流
量制御手段ＧＭ₂との流量制御が行われてしまうため、
実際の流量比制御が早めに行われてしまう結果となる。
したがって、その時間のずれの分だけ後沸き解消の制御
精度が低下するという問題が生じるが、本実施形態例で
は、前記の如く、流れ時間Ｔ_Gを考慮して湯側入力温度
Ｔ_KおよびこのＴ_Kに基づく目標流量比が求められるの
で、出側温度センサ７で検出された湯温の湯がちょうど
合流位置Ｄに合流する際にその湯の温度に対応する目標
流量比が定まり、この目標流量比に一致するように検出
流量比が制御されるので、熱交出側温度センサ７の位置
から合流位置Ｄまで湯が流れていく遅れ時間のずれを解
消し、後沸き湯温解消の制御精度が格段に高められるの
である。

【００６７】ところで、給湯熱交換器１内の後沸きの湯
が出湯するときに、バーナ１０へ供給するガス量の可変
制御を例えば給湯検出温度Ｔ_MIXに応じて行ってしまう
と、後沸きの温度はその出湯開始後、時間の経過に伴っ
て変化する不安定な過渡現象であるため、ガス量の可変
制御を行うことによって、逆に、給湯湯温が変動してし
まうという問題が生じたり、あるいは、後沸きの湯温を
解消するためにガス量を絞ったために新たに給湯熱交換
器１内に入る水の加熱熱量が不足し、後沸きの湯温が出
終わった後に、給湯設定温度よりも低温のアンダーシュ
ートの湯が出てしまうという問題が生じる虞があるが、
この実施形態例の如く、給湯熱交換器１内の後沸きの湯
が出る際には、フィードフォワードのみの熱量によって
給湯熱交換器１を変動のない安定した熱量で加熱し、給
湯熱交換器１内に生じていた後沸きの湯は、前述した流
量比制御によって解消するようにしたことで、給湯熱交
換器１内の後沸きの湯を効果的に解消して給湯設定温度
の安定した湯を給湯できると共に、後沸きの湯が出終わ
った後においても、フィードフォワード熱量による流量
比制御からフィードフォワード熱量とフィードバック熱
量を併用した比例制御による総流量の制御へ円滑に移行
することができ、流量比制御から総流量制御への切り換
え時においても、湯温変動の生じない給湯設定温度の安
定した湯を給湯できるという効果が得られる。

【００６８】さらに、前記流量比制御においては、第１
の流量制御手段ＧＭ₁と第２の流量制御手段ＧＭ₂を流量
の増減方向が逆方向に制御しているので、流量比可変の
応答性が極めて優れたものとなり、後沸き湯温の変化に
迅速に追従した流量比制御が達成でき、これにより、後
沸き湯温の給湯時における湯温安定化の制御精度が格段
にアップし、信頼性の高い湯温安定化制御が可能となる
ものであり、特に、一缶二水路タイプの給湯燃焼装置の
場合には、例えば、風呂の追い焚き単独運転が行われて
いるとき等には、滞留している給湯熱交換器１内の湯水
がバーナ１０の加熱によって、極端な場合には沸騰寸前
の高温に加熱される事態となるが、この場合において
も、給湯運転が開始されたときには、前記応答性の速い
流量比制御が行われて、高温の湯が通る第１の流量制御
手段ＧＭ₁の弁が絞られ、第２の流量制御手段ＧＭ₂は全
開方向へ制御されることで、給湯熱交換器１から沸騰寸
前の高温の湯が出湯しても、流量比制御により給湯設定
温度の湯にして給湯することが可能となるので、安全性
においても優れた性能を発揮することが可能となる。

【００６９】図７本発明の流量比制御が適用されるさら
に他のモデル例（このモデル例では追い焚き熱交換器１
６側の図示は省略されている）を示すもので、図７の
（ａ）に示す給湯の燃焼装置においては、バイパス制御
流量を直接検出する流量センサＦＳ_BPが給水制御用バイ
パス通路１８に直接設けられているので、この流量セン
サＦＳ_BPにより直接バイパス制御流量Ｑ_BPを検出し、湯
側流量Ｑは総流量Ｑ_Tを検出する第２の流量センサＦＳ₂
の検出流量Ｑ_Tから前記流量センサＦＳ_BPで検出される
バイパス制御流量Ｑ_BPを差し引き演算することにより求
めて前記の制御構成による流量比制御動作が可能となる
ものである。

【００７０】また、図７の（ｂ）に示すモデル例は、流
量センサを給水制御用バイパス通路１８に設けた１個の
みの流量センサＦＳ_BPで構成し、バイパス制御流量はこ
の流量センサＦＳ_BPで直接検出し、湯側流量Ｑは次の
（７）式の演算により求めて（もちろんＱ_TはＱ_T＝Ｑ＋
Ｑ_BPの演算により求まる）、前記流量比制御の制御構成
による流量比制御動作を行うことが可能となるものであ
る。

【００７１】 Ｑ＝Ｑ_BP×（Ｔ_MIX−Ｔ_IN）／（Ｔ_K−Ｔ_MIX）・・・・・（７）

【００７２】なお、上記流量比制御の制御構成では、給
湯熱交換器１を迂回する常時バイパス通路１７を設けた
が、この常時バイパス通路１７は省略することも可能で
ある。この場合には、湯側入力温度Ｔ_Kは熱交出側温度
センサ７の検出温度Ｔ_OUTと一致するので、Ｔ_Kの代わり
にＴ_OUTの値を用いて演算処理を行わせることにより、
前記流量比制御構成の制御動作を同様に行わせることが
可能となる。

【００７３】また、上記の各モデルの給湯燃焼装置の例
では常時バイパス通路１７を１個設けたもので示した
が、この常時バイパス通路１７は複数設けてもよいもの
である。

【００７４】本実施形態例では、前述した後沸き湯温の
流量比制御による湯温安定化制御を効果的に行うため
に、給湯運転の開始前の状態から給湯運転が開始されて
定常運転状態に至るまでを４種の動作モードに分類し、
その各分類モード位置における第１の流量制御手段ＧＭ
₁と第２の流量制御手段ＧＭ₂の動作状態を規定し、給湯
運転の動作状態が予め与えた条件をクリアする毎に動作
モードの切り換えを行う構成としている。

【００７５】図８は流量制御手段ＧＭ₁とＧＭ₂の動作モ
ードとその切り換え制御のブロック構成を示すもので、
モード切り換え制御部３６と、後沸き解消待機モード動
作部３７と、定常運転モード動作部３８と、ミキシング
モード動作部４０と、運転オフモード動作部４１とを有
して構成されている。

【００７６】本実施形態例では、流量制御手段ＧＭ₁，
ＧＭ₂の動作モードを、モード１の後沸き解消待機モー
ドと、モード２の定常運転モードと、モード３のミキシ
ングモードと、モード４の運転オフモードとの４種のモ
ードに分類しており、モード１の動作は後沸き解消待機
モード動作部３７により行われ、モード２の動作は定常
運転モード動作部３８により行われ、モード３の動作は
ミキシングモード動作部４０により行われ、モード４の
動作は運転オフモード動作部４１によりそれぞれ行われ
るようになっている。

【００７７】前記モード１は給湯熱交換器１内に後沸き
の湯が生じている状態での給湯燃焼前の流量制御手段Ｇ
Ｍ₁，ＧＭ₂の動作であり、このモード１の動作において
は、給湯運転が開始したときに、給湯熱交換器１から出
る後沸きの湯にバイパス通路１７，１８側から即座に後
沸き解消の水を供給する態勢を整えるために、例えば、
給湯熱交換器側流量Ｑ_Hとバイパス通路１７，１８側流
量Ｑ_Wの比がＱ_H：Ｑ_W＝３０：７０となるような弁開度
でもって待機するようにしており、給湯熱交換器１内に
生じ得る最大ピークの後沸き湯温が生じていても、これ
を給湯設定温度の湯に埋めることが可能な予め定めた一
定の弁開度で待機する。

【００７８】このモード１の動作は、給湯熱交換器１内
に後沸きの湯が生じていると判断される給湯燃焼装置の
動作条件のときに行われるもので、その条件として、本
実施形態例では次の５つの条件が与えられている。１つ
目の条件は、一缶二水路の複合給湯器の場合に、風呂の
追い焚きと給湯の同時燃焼の状態で給湯が停止されたと
きであり、このときには、給湯が停止された状態で追い
焚き燃焼が継続されるので、この追い焚きのバーナ燃焼
により給湯熱交換器１内の滞留している湯水が加熱され
て後沸き状態となるので、モード１の動作となる。

【００７９】２つ目の条件は、同じく一缶二水路の複合
給湯器の場合に給湯が停止されている状態で風呂の追い
焚きが開始されたときである。このときも追い焚き燃焼
により給湯熱交換器１内の滞留している湯水が加熱され
て後沸き状態となるので、モード１の動作となる。

【００８０】３つ目の条件は、運転スイッチがオンした
とき、熱交出側温度センサ７と熱交補助温度センサ２２
の少なくとも一方が後沸き温度として判断される温度
（例えば５０℃）以上のときである。４つ目の条件は、
前回の給湯燃焼運転において、前述した後沸き湯温解消
のための流量比制御により湯側の流量Ｑとバイパス制御
流量Ｑ_BPとがミキシング制御の状態で運転が行われ、総
流量Ｑ_Tと湯側流量Ｑとの差が予め定めたミキシング終
了判断流量になる前に給湯が停止されたときである。５
つ目の条件は、同様に前回の給湯運転が前述した後沸き
解消の流量比制御によって湯側の流量Ｑとバイパス制御
流量Ｑ_BPとがミキシングされて給湯がされている状態の
とき、予め与えられるミキシング許容時間に達する前に
給湯が停止されたときである。

【００８１】後沸きを解消する流量比制御により湯側の
流量Ｑと給水制御用バイパス通路１８を通るバイパス制
御流量Ｑ_BPとをミキシングさせて給湯を行う場合、後沸
きの温度が小さくなるにつれて、第１の流量制御手段Ｇ
Ｍ₁の弁開度は大きくなる方向に制御され、第２の流量
制御手段ＧＭ₂の弁開度は徐々に小さくなる方向に制御
されるが、第２の流量制御手段ＧＭ₂の弁が閉じる前に
ミキシングの状態が安定化し、第２の流量制御手段ＧＭ
₂の弁が開いたまま給湯運転が最後まで継続されるとい
う現象が起こり得る。

【００８２】このような現象が発生すると、給湯温度の
安定を最優先に考えたモード３から要求号数が最大号数
（比例弁開度が最大）となるように第１の流量制御弁Ｇ
Ｍ₁の開度を開方向へ調節していくモード２への移行が
できず、給湯燃焼装置の持つ最大能力を発揮することが
できなくなるという問題が生じることとなる。また、Ｇ
Ｍ₂からバイパス制御流量の多量の水が入ってくると給
湯熱交換器１内が沸騰状態となり熱交出側温度センサ７
により燃焼が停止されたりする。本実施形態例ではこの
ような問題を防止するために、ミキシングの進行に伴
い、総流量Ｑ_Tと湯側流量Ｑとの流量差がミキシング終
了判断流量（例えば０．５リットル／ｍｉｎ）になった
ときには直ちにあるいは予め与える余裕時間が経過した
後、第２の流量制御手段ＧＭ₂を強制的に閉止するよう
にしている。

【００８３】また、本実施形態例では、ミキシングを行
う時間範囲を予めミキシング許容時間として与え、この
ミキシング許容時間を経過するときには強制的に第２の
流量制御手段ＧＭ₂を閉止させている。ミキシングの総
流量Ｑ_Tと湯側流量Ｑとの差がミキシング終了判断流量
になる前およびミキシング許容時間に達する前は、ま
だ、給湯熱交換器１内に後沸きの湯が生じているものと
判断できるので、そのような状況で給湯が停止されたと
きには、給湯熱交換器１内に生じている後沸きの湯の再
出湯に備えて、第１の流量制御手段ＧＭ₁と第２の流量
制御手段ＧＭ₂をモード１の弁開度の状態で次の給湯運
転に備え待機するようにするものである。前記５つの条
件のうち、何れか１つの条件が満たされたときに、流量
制御手段ＧＭ₁，ＧＭ₂はモード１への動作状態となる。

【００８４】モード２は第２の流量制御手段ＧＭ₂が閉
止状態となる動作である。このモード２の動作をとる第
１の場合は給湯の定常運転時である。また、モード２の
動作をとる第２の場合は、給湯運転の開始前の待機中に
熱交出側温度センサ７で検出される給湯熱交換器１の出
側の温度Ｔ_OUTと熱交補助温度センサ２２で検出される
熱交内温度Ｔ_Z1とが共に後沸き判断温度（例えば５０
℃）よりも低いときである。このときには、給湯が開始
されても、後沸きによる影響が殆どないものと判断さ
れ、この場合には、コールドスタート状態の給湯（給湯
停止後、長い時間が経過して給湯熱交換器１が冷えた状
態で給湯運転が開始される状態）と同様に扱い、第２の
流量制御手段ＧＭ₂を閉止した状態で給湯運転に備え
る。

【００８５】また、一缶二水路タイプの複合給湯器の場
合には、給湯の単独運転後、給湯を停止したときと、風
呂の追い焚き運転後にポストポンプ（追い焚き終了後風
呂の循環ポンプを引き続き駆動して浴槽の湯をバーナを
燃焼させない状態で追い焚き循環路２４を通して循環さ
せる動作）の動作が例えば１分経過した後にはモード２
の動作を採るようにしている。これは、一缶二水路タイ
プの複合給湯器においては、給湯の単独燃焼を行った
後、その給湯燃焼を停止しても、給湯熱交換器１側の熱
は風呂側の水管に放熱されるので給湯熱交換器１内の後
沸きの影響が小さく、また、風呂の沸き上がり後のポス
トポンプの動作後、例えば１分を経過したときには、風
呂の追い焚きによって加熱された給湯熱交換器１内の後
沸きの熱はポストポンプにより循環する風呂側の循環流
に放出されて後沸きの影響が小さくなるため、モード２
の動作により、第２の流量制御手段ＧＭ₂を閉じた状態
で次の給湯燃焼に備えるものである。又はポストポンプ
動作中に直接給湯熱交換器１内の温度を熱交出側温度セ
ンサ７や熱交補助温度センサ２２で検出して後沸きの熱
が放出されていればモード２の動作に移行するようにし
てもよい。

【００８６】なお、本実施形態例では、このモード２の
動作中においては、給湯熱交換器１を通る流量Ｑ_Hとバ
イパス通路１７，１８を通る流量Ｑ_Wとの比が７０：３
０（Ｑ_H：Ｑ_W＝７０：３０）となるように第２の流量制
御手段ＧＭ₂を全閉状態にしている。

【００８７】モード３は、前述した後沸きを解消する流
量比制御による湯側の流量Ｑと給水制御用バイパス通路
１８を通るバイパス制御流量Ｑ_BPとのミキシングによる
制御を行う動作であり、このモード３の動作は前記モー
ド１の後沸きの待機状態で給湯運転が開始されることに
より行う動作である。

【００８８】モード４は、前記モード１〜３の各動作の
状態で運転がオフされたときに行う動作で、このモード
４の動作では、第１の流量制御手段ＧＭ₁と第２の流量
制御手段ＧＭ₂の弁を共に基準位置にする動作であり、
この実施形態例では全開位置を基準位置として設定し、
第１の流量制御手段ＧＭ₁と第２の流量制御手段ＧＭ₂を
モード４の動作条件となったときに全開位置にしてい
る。

【００８９】モード切り換え制御部３６には風呂オン信
号（追い焚きオン信号）、風呂オフ信号（追い焚きオフ
信号）、給湯オン信号、給湯オフ信号、運転オン信号、
運転オフ信号、流水オン信号（流量センサや流水スイッ
チ等から加えられる流水検出のオン信号）、流水オフ信
号、沸き上がり信号（風呂の沸き上がり信号）、後述す
る押し込み動作終了信号、Ｔ_OUT，Ｔ_Z1，Ｑ，Ｑ_T等の信
号が加えられており、モード切り換え制御部３６は予め
内部のメモリに与えられている各モードの動作条件と前
記入力する各種の情報とを照らし合わせ、各動作モード
の切り換え制御を行う。

【００９０】そのモード動作の切り換えの流れを図９に
基づいて簡単に説明すれば、まず、運転オフの状態で、
全てモード４の動作となり、第１の流量制御手段ＧＭ₁
と第２の流量制御手段ＧＭ₂は弁開度が基準位置である
全開位置にセットされる。このモード４の状態で運転オ
ン信号が入力すると、熱交出側温度センサ７と熱交補助
温度センサ２２の検出情報を取り込み、これらのセンサ
７，２２の検出温度が後沸き判断温度以上であるか否か
を判断し、Ｔ_OUTとＴ_Z1の少なくとも一方が後沸き判断
温度以上のときには給湯熱交換器１内に後沸きの湯が存
在するものと判断し、モード４からモード１の動作に切
り換えて後沸き解消の弁開度でもって流量制御手段ＧＭ
₁，ＧＭ₂を待機させる。また、Ｔ_OUTとＴ_Z1の両方が後
沸き判断温度よりも低いときにはモード４からモード２
の状態に動作を切り換え、第２の流量制御手段ＧＭ₂を
全閉状態で給湯開始に備える。

【００９１】前記モード１の動作状態で、給湯が開始さ
れ、流水オンが検出されると、モード１からモード３に
動作モードを切り換え、前述した流量比制御により湯側
流量Ｑと給水制御用バイパス通路１８を通るバイパス制
御流量Ｑ_BPとのミキシング制御を行い、後沸きを解消す
るように流量制御手段ＧＭ₁，ＧＭ₂の弁開度の制御が行
われる。

【００９２】このモード３のミキシング動作中に給湯が
停止されて流水オフが検出されたときには給湯熱交換器
１内に後沸きの湯がまだ存在している状態と判断して、
モード３からモード１に動作を切り換えて次の給湯に備
える。また、モード３のミキシング動作の進行により全
水流Ｑ_Tと湯側流量Ｑとの差がミキシング終了判断流量
以下になってミキシング動作の終了時となったときには
モード３からモード２に動作モードを切り換え、第２の
流量制御手段ＧＭ₂を全閉状態にして流量比制御から全
流量制御の定常運転に移行して給湯運転を継続する。

【００９３】モード２の動作は定常状態での給湯運転中
の動作のときと給湯開始前のコールドスタート状態での
待機動作との２通りがあるが、一缶二水路複合給湯器の
場合には給湯待機状態で風呂の追い焚きが開始したとき
や、給湯の定常運転と同時に風呂の追い焚き運転が行わ
れていたときに給湯運転が停止されて風呂の追い焚き運
転が引き続き継続するような場合には、給湯の停止状態
で追い焚きが行われるので給湯熱交換器１内の後沸きが
発生することとなり、この場合にはモード２からモード
１に動作モードが切り換えられて次の給湯開始に備えら
れる。そして、これらモード１〜３の何れの動作状態に
おいても、運転オフ信号が入力されたときには、モード
４の動作に移り、流量制御手段ＧＭ₁，ＧＭ₂は弁開度が
全開位置にセットされる。

【００９４】このように、本実施形態例では、運転スイ
ッチがオフしたときには必ず第１の流量制御手段ＧＭ₁
と第２の流量制御手段ＧＭ₂の弁開度を基準位置の弁開
度にセットし、このセット状態から各モード１〜３の動
作に移行させ、それぞれのモード動作に合う弁開度に制
御する構成としているので、弁開度の制御位置が経時的
にずれることがなく、弁開度の制御を確実、かつ、正確
に行うことができるものである。

【００９５】図１０は、前記モード３のミキシング動作
の終了時における第２の流量制御手段ＧＭ₂の閉止制御
の構成を示すもので、流量比較部４２とＧＭ₂制御部４
３とデータメモリ４４とを有して構成されている。前記
流量比較部４２はモード３の流量比制御によるミキシン
グ動作中に、常時総流量Ｑ_Tと湯側流量Ｑとを取り込ん
で両者を比較し、その差Ｑ_T−Ｑ＝ΔＱを求め、そのΔ
ＱのデータをＧＭ₂制御部４３に加える。ＧＭ₂制御部４
３は、予めデータメモリ４４に格納されているミキシン
グ終了判断流量（例えば０．５リットル／ｍｉｎ）と前
記流量比較部４２で求められた流量差ΔＱとを比較し、
流量差ΔＱがミキシング終了判断流量以下になったとき
には給湯熱交換器１内の後沸きの湯が殆ど出終わったも
のと判断され、この場合には、第２の流量制御手段ＧＭ
₂が開いたままの状態で運転状態が安定化されるのを防
止するために、ＧＭ₂制御部４３は第２の流量制御手段
ＧＭ₂を閉止する。

【００９６】また、前記データメモリ４４にはミキシン
グの動作を許容するミキシング許容時間が例えば５０秒
という値で格納されており、ＧＭ₂制御部４３は、モー
ド３のミキシング動作がミキシング許容時間を越えたと
きには、同様に第２の流量制御手段ＧＭ₂を閉止する。

【００９７】前記ミキシング許容時間は、給湯熱交換器
１の内部容積等を考慮し、後沸きが出終わる時間に多少
の余裕時間をもって与えており、ミキシング動作がこの
ミキシング許容時間内に終了しない場合には何らかの誤
動作が生じているものと推定され、ミキシング許容時間
が経過するときに第２の流量制御手段ＧＭ₂を閉止して
も給湯熱交換器１内の後沸きによる影響は解消されてい
るので、問題はなく、このため、本実施形態例ではミキ
シング動作がミキシング許容時間内に終了しないときに
は、ミキシング許容時間を経過するときに強制的にその
ミキシング動作を終了させて流量比制御から総流量制御
へ移行するようにしている。

【００９８】次に前記モード３のミキシング動作を終了
させる、より改良した制御構成を説明する。第１の改良
構成は、データメモリ４４にミキシング終了禁止時間
（例えば８秒）の値を格納しておき、ＧＭ₂制御部４３
は、前記流量比較部４２で求められる総流量Ｑ_Tと湯側
流量Ｑとの差の流量ΔＱがミキシング終了判断流量にな
っても直ちに第２の流量制御手段ＧＭ₂を閉止させるこ
となく、ΔＱがミキシング終了判断流量以下になったと
きからさらにミキシング終了禁止時間が経過するまで第
２の流量制御手段ＧＭ₂の閉止を行わない状態で待機
し、このミキシング終了禁止時間が経過するときに第２
の流量制御手段ＧＭ₂の閉止を行わせる構成としたもの
である。

【００９９】このように、ミキシング終了禁止時間を与
えることにより、次のような効果が得られるものであ
る。すなわち、給湯燃焼装置の通水流量が少ないときに
は、給湯熱交換器１内に後沸きが発生している状態で給
湯が開始されたとき、図１１の（ａ）に示すように、給
湯熱交換器１から出る後沸きの湯が最初に出始めてから
熱交出側温度センサ７でその後沸きのピーク温度を検出
するまでの時間が長くなり、後沸きの湯が給湯熱交換器
１から出始めるときの後沸きの温度は比較的低く、その
低い後沸きの温度が比較的長い時間に亙って出るため
に、給湯の開始時に熱交出側温度センサ７で後沸き温度
が検出されたときには、第１の流量制御手段は閉方向
に、第２の流量制御手段は開方向に制御されることとな
る。

【０１００】ところが、給湯熱交換器１から後沸きのピ
ークの温度が出るまでの時間が長いために、後沸きの最
初の湯がでることによる湯側流量Ｑとバイパス制御流量
Ｑ_BPとのミキシングにより後沸きのピークが出る前に総
流量Ｑ_Tと湯側流量Ｑとの差がミキシング終了判断流量
以下になる場合があり、このような場合、直ちに第２の
流量制御手段ＧＭ₂を閉止状態にしてしまうと、その後
に後沸きのピークの湯温の湯が出ることとなり、その後
沸きのピークの湯のミキシング動作ができなくなるとい
う問題が生じる虞があるが、前記ミキシング終了禁止時
間を設けることにより、流量差ΔＱがミキシング終了判
断流量以下となっても、第２の流量制御手段ＧＭ₂は閉
止されずにモード３のミキシング動作の状態を継続する
こととなるので、その後ミキシング終了禁止時間の範囲
内で後沸きのピークが給湯熱交換器１から出湯しても、
これに対応して後沸きを埋める流量比制御によるミキシ
ング動作が行われることとなり、後沸きのピークの湯の
ミキシング解消が行えなくなるという問題を解消するこ
とができる。

【０１０１】本実施形態例におけるミキシング終了制御
の第２の改良構成は、図１０の鎖線で示すように禁止時
間可変設定部４６を設け、給湯燃焼装置に通水する流量
に応じて前記ミキシング終了禁止時間を可変設定する構
成としたものである。

【０１０２】すなわち、禁止時間可変設定部４６には、
例えば、図１２に示すような流量が小さくなるに連れミ
キシング終了禁止時間を大にする、流量とミキシング終
了禁止時間との関係データが予め与えられており、禁止
時間可変設定部４６は給湯燃焼装置を通水する流量、こ
の実施形態例では総流量Ｑ_Tの検出データを取り込み、
この検出流量に対応するミキシング終了禁止時間を設定
し、その設定値をＧＭ₂制御部４３に加える構成として
いる。

【０１０３】これにより、ＧＭ₂制御部４３は前記禁止
時間可変設定部４６で設定されたミキシング終了禁止時
間を採用して第２の流量制御手段ＧＭ₂の閉止動作を行
うように制御する。

【０１０４】この第２の改良の構成では、流量によって
ミキシング終了禁止時間を自動設定するようにしている
ので、流量が大きいにもかかわらず長い無駄なミキシン
グ終了禁止時間を与えてしまって第２の流量制御手段Ｇ
Ｍ₂の閉止タイミングを必要以上に遅らせてしまうとい
う問題や、ミキシング終了禁止時間が短過ぎて後沸きの
ピークが出るまえに流量制御手段が閉止されてしまうと
いう問題を防止することができ、後沸きのピークが出終
わって後沸きが解消される最適のタイミングで第２の流
量制御手段ＧＭ₂を閉止し、最適のタイミングでフィー
ドフォワード熱量による流量比制御のミキシング動作か
らフィードフォワードとフィードバックの併用による総
流量の定常運転制御への移行を行わせることができると
いう効果が得られることとなる。

【０１０５】図１３および図１４はモード３のミキシン
グ動作がミキシング許容時間を経過しても前記流量差Δ
Ｑがミキシング終了判断流量以下とならない場合に、第
２の流量制御手段ＧＭ₂を直接閉止するのではなく、間
接的に閉止するための構成を示すものである。この第２
の流量制御手段ＧＭ₂の間接閉止の構成は、フィードフ
ォワード熱量可変設定部４７を有して構成されるもの
で、このフィードフォワード熱量可変設定部４７はミキ
シング開始（後沸き状態での給湯開始）からの経過時間
がミキシング許容時間を経過したことをタイマからの信
号を受けて検出し、このミキシング許容時間が経過した
後は、フィードフォワード熱量を図１４の実線に示す如
く、時間の経過に伴い、段階的にあるいは破線で示す如
く連続的に減少する方向に可変設定するものである。そ
して、この可変設定されたフィードフォワード熱量のデ
ータは燃焼制御部４８に加えられ、燃焼制御部４８は、
この可変設定されたフィードフォワード熱量を発生すべ
く、比例弁１４への開弁駆動電流を制御してバーナ１０
の燃焼を行う。

【０１０６】前記の如く、フィードフォワード熱量が減
少する方向に可変設定されることで、給湯燃焼熱量が減
少する結果、入力温度Ｔ_Kが下がり、前述した後沸き解
消の流量比制御により第１の流量制御手段ＧＭ₁は開方
向に、第２の流量制御手段ＧＭ₂は閉方向に制御される
結果、総流量Ｑ_Tと湯側流量Ｑとの差ΔＱはミキシング
終了判断流量以下となり、これにより、第２の流量制御
手段ＧＭ₂は確実に閉止されて、給湯の定常燃焼運転へ
移行することができるものとなる。

【０１０７】本実施形態例では第２の流量制御手段ＧＭ
₂を閉止させる場合、第２の流量制御手段ＧＭ₂の全閉位
置をホールＩＣ等のセンサにより検出した後に、さらに
閉弁を確実化するために弁の閉方向への押し込み動作を
行うようにしている。

【０１０８】図１５はこの押し込み動作の制御構成を示
すもので、ＧＭ₂制御部４３に駆動デュティ変更部４９
を設けている。この駆動デュティ変更部４９はホールＩ
Ｃ等の全閉位置検出センサ５０から第２の流量制御手段
ＧＭ₂の全閉位置の検出信号を受けたときに、弁を閉方
向に駆動する電圧のデュティを低めに変更する。例え
ば、弁をデュティ５０％の駆動電圧で開位置から閉方向
に動作させていたときに、全閉位置検出センサ５０から
全閉位置の検出信号が加えられたときに、駆動電圧のデ
ュティを５０％から、例えば３０％に可変設定するので
ある。

【０１０９】ＧＭ₂制御部４３はこの駆動デュティ変更
部４９で可変設定されたデュティにより、タイマにより
計測される一定時間（例えば５秒）だけ弁の全閉位置が
検出されたときから図１６に示す如く駆動電圧のデュテ
ィを下げて、さらに弁を閉方向に押し込み駆動するので
ある。

【０１１０】この弁の閉方向への押し込み駆動により、
第２の流量制御手段ＧＭ₂の弁は確実に閉状態となり、
給水制御用バイパス通路１８の漏れの流れを完全に防止
した状態で総流量制御による給湯の定常運転へ移行する
ことが可能となるものである。

【０１１１】このように駆動電圧のデュティを下げて、
つまり、閉方向に押し込み、弁が弁座に突き当たって動
かなくなっても、弁の駆動パワーを低下させて弁閉止後
の閉方向への押し込み移動を行うようにしているので、
流量制御手段ＧＭ₂のギアモータのコイルの焼損を防止
し、また、ギアモータのギアの破損等の発生を防止す
る。言い換えれば、弁が動かなくても焼損・破損しない
トルクで押し込んでいる。すなわち、弁を閉方向に駆動
して全閉位置となった以降も、同じ高い駆動パワーで弁
の閉止方向への押し込み駆動を行うと、大きな駆動パワ
ーが熱エネルギに変換し、その高い熱エネルギによりギ
アモータのコイルが焼損したり、また、大きなトルクが
ギアモータのギアに加わるのでギアが破損するという問
題が発生する虞が生じるが、この実施形態例の如く、駆
動パワーを低下させて弁の閉方向への押し込み駆動を行
うので、このような問題を発生させることなく、弁の確
実な閉止が達成されるものとなる。

【０１１２】なお、この例では弁の閉方向への押し込み
駆動のパワーを低下させる手段として、デュティを低め
に可変設定したが、例えば、パルス数や、駆動周波数
や、電流をパワーの低下方向に変更する等、駆動パワー
を低減できる手段であれば他の手段を用いて駆動パワー
を低下させるようにしてもよいことはもちろんのことで
ある。

【０１１３】図１７は、前記図９に示すモード１の動作
状態からモード２の動作状態への切り換え制御の構成を
示すものである。同図において、モード切り換え制御部
３６は温度比較部５１を有し、この温度比較部５１は熱
交出側温度センサ７の検出温度Ｔ_OUTと熱交補助温度セ
ンサ２２で検出される給湯熱交換器１内の湯温の検出温
度Ｔ_Z1の何れか一方または両方を取り込み、これらの検
出温度Ｔ_OUT、Ｔ_Z1と予め与えられている判断基準温度
Ｔ_THとを比較する。

【０１１４】この判断基準温度Ｔ_THは第２の流量制御手
段ＧＭ₂を閉じた状態で給湯熱交換器１から後沸きの湯
を常時バイパス通路１７を通る水と混合させて出湯させ
たとき、その出湯温度がちょうど給湯設定温度Ｔ_SPにな
る給湯熱交換器１内の後沸きの温度を意味しており、し
たがって、図１８に示す如く、給湯熱交換器１内の後沸
きの温度がＴ_THよりも高い場合には第２の流量制御手段
ＧＭ₂を閉止状態で出湯させたときには給湯設定温度Ｔ
_SPよりも高いオーバーシュートの湯となり、逆に、給湯
熱交換器１内の湯温がＴ_THよりも低い場合には給湯設定
温度Ｔ_SPよりも低いアンダーシュートの湯となる。この
点に着目し、本実施形態例では、温度比較部５１はＴ
_OUTとＴ_Z1の一方又は両方を予め与えられている判断基
準温度Ｔ_THと比較し、検出温度が判断基準温度Ｔ_THより
も低下しているときには給湯設定温度Ｔ_SPよりも高いオ
ーバーシュートの湯は給湯されないものと判断し、後沸
きによるオーバーシュートを防止するモード１の動作状
態からモード２の動作状態に切り換え、次の給湯動作に
備える。

【０１１５】また、モード切り換え制御部３６は、一缶
二水路タイプの風呂給湯複合器の場合には、追い焚き単
独運転が終了して沸き上がり後のポストポンプの動作が
終了したことの信号（ポストポンプ終了信号）を検出し
たときには、ポストポンプにより、浴槽湯水の湯がバー
ナ１０の消火状態で追い焚き循環路２４を循環すること
で、追い焚き燃焼によって加熱されて後沸き状態となっ
た給湯熱交換器１内の熱量が循環される浴槽湯水側に吸
熱されて後沸きの状態が解消されたものと判断し、この
場合もモード１の待機状態からモード２の待機状態にモ
ード切り換えを行うものである。

【０１１６】また、給湯熱交換器１内の湯温が判断基準
温度Ｔ_THよりも低くなっているにもかかわらず、モード
１の動作状態で、つまり、第２の流量制御手段ＧＭ₂が
開けられている状態で（もちろん第１の流量制御手段Ｇ
Ｍ₁も開けられている）、給湯運転が開始されると、こ
の判断基準温度Ｔ_THよりも低い給湯熱交換器１内の湯が
常時バイパス通路１７から出る水と混合された後、さら
に給水制御用バイパス通路１８から出る水と混合される
ために、給湯設定温度Ｔ_SPよりもかなり低温の湯が給湯
されてしまうという問題が生じるが、本実施形態例の如
く給湯熱交換器１側の湯温Ｔ_OUTとＴ_Z1の一方又は両方
が前記判断基準温度Ｔ_THよりも低下したときには第２の
流量制御手段ＧＭ₂を閉止する第２のモードの動作に切
り換えられるので、前記アンダーシュートの湯の給湯を
避けることができるという効果が得られる。また、これ
らモード１の動作状態からモード２の動作状態への切り
換えを、給湯熱交換器１の湯側の温度Ｔ_OUTと給湯熱交
換器１のほぼ中間部温度Ｔ_Z1とをともに考慮して行うこ
とにより、給湯熱交換器１内の温度分布の変動が生じて
いても、給湯熱交換器１内の後沸きの湯温の情報をより
確実に検出することができるので、モード動作の切り換
え制御の精度を高めることができるものとなる。

【０１１７】図１９は、前記図９に示すモード３のミキ
シング動作からモード２の定常給湯運転への燃焼制御の
切り換え構成を示すもので、燃焼制御モード切り換え部
５２を有して構成され、燃焼制御部４８はモード３のミ
キシング動作時の燃焼制御を行う流量比燃焼制御部５３
とモード２の定常運転の燃焼を制御する総流量燃焼制御
部５４を備えている。前記流量比燃焼制御部５３は湯側
の流量Ｑを給水温度Ｔ_INから給湯設定温度Ｔ_SPに高める
のに要するフィードフォワード熱量Ｐ_F/Fを算出し、こ
のフィードフォワード熱量Ｐ_F/Fを発生するガス量を供
給すべく、比例弁１４への開弁駆動電流を制御する。

【０１１８】また、総流量燃焼制御部５４は第２の流量
制御手段ＧＭ₂が閉止されている状態で、総流量Ｑ_T（Ｇ
Ｍ₂が閉なのでＱ_T＝Ｑ）を給水温度Ｔ_INから給湯設定温
度Ｔ_SPに高めるのに要するフィードフォワード熱量Ｐ
_F/Fと、給湯設定温度Ｔ_SPに対する給湯温度Ｔ_MIXのずれ
を零に修正するフィードバック熱量Ｐ_F/Bとを算出し、
このフィードフォワード熱量Ｐ_F/Fとフィードバック熱
量Ｐ_F/Bとを加算したトータル熱量を発生するのに要す
るガス量をバーナ１０に供給すべく比例弁１４への開弁
駆動電流を制御する。

【０１１９】燃焼制御モード切り換え部５２は、モード
３の流量比制御によるミキシング動作状態のときには流
量比燃焼制御部５３による燃焼制御を指定し、流量比燃
焼制御部５３による燃焼制御を行わせる。その一方で、
給湯燃焼運転がモード３のミキシング動作からモード２
の動作に切り替わったとき、つまり、給湯オンの信号が
検出されている状態で第２の流量制御手段ＧＭ₂の弁の
閉弁信号がホールＩＣ等の全閉位置検出センサ５０から
加えられたときに、モード３の状態からモード２の動作
状態に切り替わったものと判断し、燃焼制御を流量比燃
焼制御部５３から総流量燃焼制御部５４への制御に切り
換える。

【０１２０】このように、給湯熱交換器１から後沸きの
湯が出て給湯温度Ｔ_MIXが給湯設定温度Ｔ_SPよりも高い
オーバーシュートの湯になるときには、フィードフォワ
ード熱量によって給湯熱交換器１を加熱し、給湯燃焼開
始後給湯熱交換器１内に入る新たな水はこのフィードフ
ォワード熱量Ｐ_F/Fの熱により加熱して湯側の流量Ｑの
温度を給湯設定温度になるようにし、給湯開始前に給湯
熱交換器１内に残留していた後沸きの湯は、前述した如
く、バイパス制御流量Ｑ_BPと湯側の流量Ｑとの検出流量
比を目標流量比に一致するように流量制御手段ＧＭ₁，
ＧＭ₂の弁の開度が制御されることで、後沸きの温度の
程度の如何にかかわらず、ほぼ給湯設定温度の湯を給湯
することができることになる。

【０１２１】また、モード３の動作状態からモード２の
動作状態へ移行して燃焼制御モードが流量比燃焼制御部
５３から総流量燃焼制御部５４の燃焼制御動作に切り替
わることで、給湯燃焼装置の最大能力を十分に発揮し得
る燃焼制御形態でもって給湯を安定的に行うことが可能
となるものである。

【０１２２】図２０はこの流量比燃焼制御の状態から総
流量制御に至る一連の制御動作状態時の給湯温度Ｔ_MIX
と総流量Ｑ_Tと湯側流量Ｑとガス量との関係をタイムチ
ャートで示すものである。

【０１２３】この図２０で示される如く、本実施形態例
では後沸き解消のミキシング動作ではフィードフォワー
ド熱量を供給しての流量比制御が行われることで給湯温
度Ｔ_MIXはほぼ給湯設定温度Ｔ_SPに近い安定した湯温と
なっていることが実証されており、ミキシング終了後の
モード２の動作においては、給湯温度は給湯設定温度に
精度良く制御されており、流量比制御から総流量制御へ
の切り換えの境界においても湯温変動がなく、流量比制
御から総流量制御へ円滑に切り替わっていることが実証
されている。

【０１２４】次に、前記流量比制御から総流量制御への
切り換えの制御動作を図２１のフローチャートに基づき
簡単に説明する。この動作は給湯熱交換器１内に後沸き
の湯が生じていて、モード１の状態で給湯運転が開始さ
れた場合を示している。

【０１２５】まず、ステップ２０１で第１の流量センサ
ＦＳ₁からオン信号（流水オン信号）が加えられて給湯
が開始されたか否かを判断する。給湯が開始されたもの
と判断されたときには次のステップ２０２で流量比制御
による湯側流量Ｑとバイパス制御流量Ｑ_BPの流量比制御
によるミキシング動作を行う。その一方で、ステップ２
０３では、フィードフォワード熱量Ｐ_F/Fを演算により
求め、フィードフォワード熱量のみによるバーナ燃焼を
行う。

【０１２６】そして、ステップ２０４でモード３のミキ
シング動作が終了条件を満たすか否か、すなわち、総流
量Ｑ_Tと湯側流量Ｑとの差ΔＱがミキシング終了判断流
量以下となってミキシング終了禁止時間が経過したか否
か、あるいは、ミキシングの動作がミキシング許容時間
を越えたかの判断が行われ、ミキシング終了条件を満た
したときには次のステップ２０５で第２の流量制御手段
ＧＭ₂の閉動作を行う。

【０１２７】ステップ２０６では第２の流量制御手段Ｇ
Ｍ₂が全閉状態となったか否かを判断し、全閉位置検出
センサ５０から全閉位置の検出信号が加えられたとき、
あるいは、さらに弁の閉方向への押し込み動作が行われ
て、その押し込み動作の終了信号が加えられたときには
全閉状態と判断し、モード３の動作状態からモード２の
総流量制御に移行する（ステップ２０７）。

【０１２８】その一方で、燃焼制御部では、燃焼制御モ
ードを流量比燃焼制御から総流量燃焼制御へ切り換え、
フィードフォワード熱量Ｐ_F/Fとフィードバック熱量Ｐ
_F/Bとのトータル熱量でもって給湯熱交換器１を加熱制
御する。ステップ２０９では第１の流量センサＦＳ₁か
らオフ信号が加えられたか否かを判断する。オフ信号が
加えられていないときには、給湯栓の蛇口は閉められて
おらず、給湯の使用が引き続き行われているものと判断
し、総流量制御によって引き続き燃焼運転を行う。第１
の流量センサＦＳ₁からオフ信号（流水オフ信号）が加
えられたときには、給湯栓が閉められて給湯の使用が終
了したものと判断し、燃焼を停止して次の給湯に備え
る。

【０１２９】なお、このフローチャートの動作は、前記
した如く、給湯熱交換器１内に後沸きの湯が生じていた
ときの前記モード１の動作状態で給湯運転が開始し、モ
ード３の流量比制御によるミキシング動作からモード２
の総流量制御への移行の動作であるが、給湯熱交換器１
内にオーバーシュートの給湯温となる後沸きの湯が残留
していないときにはモード２の動作状態、つまり、第２
の流量制御手段ＧＭ₂は閉止状態で給湯に備えて待機し
ており、この状態で給湯運転が開始されたときには、直
ちに総流量燃焼制御により給湯運転を行うことになる。

【０１３０】本発明は上記実施形態例に限定されること
はなく、様々な実施の形態を採り得るものである。例え
ば、上記実施形態例では、目標流量比や、総流量や、給
湯温度や、第１の流量制御手段に入る湯側流量の入力温
度を求める解法データをそれぞれ演算式により与えたも
のを示したが、これらの解法データは表データ、グラフ
データ等により与えてもよいものである。

【０１３１】また、上記実施形態例では、ミキシング終
了禁止時間をＱ_TとＱの流量差ΔＱがミキシング終了判
断流量以下となる時点を起点として与えたが、これをミ
キシング開始時（給湯開始時）を起点として与えてもよ
い（このときはΔＱがミキシング終了判断流量以下とな
る時点を起点とするミキシング終了禁止時間よりも長め
の時間となる）。この場合も、図１３に示す如く、通水
流量に応じてその時間を自動設定する等、ΔＱがミキシ
ング終了判断流量以下となる時点を起点として与えるミ
キシング終了禁止時間の場合と同様に取り扱うことがで
きる。

【０１３２】

【発明の効果】本発明は給湯熱交換器から出る後沸きの
湯を含む湯側の流量Ｑと給水制御用バイパス制御流量Ｑ
_BPとの検出流量比を、湯側の流量Ｑの温度を給湯設定温
度にするために必要な湯側の流量Ｑとバイパス制御流量
Ｑ_BPとの目標流量比に一致するように湯側の流水が通る
第１の流量制御手段とバイパス制御流量が通る第２の流
量制御手段とを制御するするようにしたので、給湯熱交
換器内の後沸きの程度の如何にかかわらず、後沸きを解
消して給湯設定温度の湯を給湯することができるという
優れた効果を奏することができる。

【０１３３】特に、前記目標流量比は湯側入力温度に基
づいて求める構成としており、この湯側入力温度は熱交
出側温度センサによる給湯熱交換器の出側の温度検出情
報により後沸きの湯が給湯熱交換器を出た直後にいち早
く求めることができ、しかも、本発明では、前記熱交出
側温度センサの位置から湯側の流量が給水制御用バイパ
ス通路を通るバイパス制御流量と合流する合流位置に達
するのに要する流れ時間を検出し、現時点よりもその流
れ時間だけ前の時点の熱交出側温度を取り込んで、つま
り、熱交出側温度センサで検出された湯温の湯がバイパ
ス制御流量との合流位置にちょうど入るときの温度でも
って湯側入力温度を求めるようにしているので、熱交出
側温度センサで検出された湯温の湯が合流位置に達する
までの時間の遅れの影響をなくしてバイパス制御流量と
の合流位置に入る湯側入力温度に対応する目標流量比を
正確に設定することができ、これにより、後沸き解消の
湯温安定化の制御精度を格段に高めることができ、給湯
熱交換器内に生じる後沸きの温度の程度の如何に拘わら
ず給湯設定温度に近い湯を安定的に給湯できるという効
果が得られる。

【０１３４】しかも、本発明の湯側の流量Ｑとバイパス
制御流量Ｑ_BPとの流量比制御は湯側の第１の流量制御手
段とバイパス制御流量側の第２の流量制御手段の弁の制
御は、互いに流量の増減方向が逆方向となる向きに行う
ように構成したので、流量比制御の応答性が高められ、
例えば、一缶二水路タイプの風呂複合給湯器の如く、風
呂の追い焚き単独運転等によって給湯熱交換器内に沸騰
寸前の高温の後沸きが生じたとしても、この高温の後沸
きを湯側の第１の流量制御手段の絞り方向の制御とバイ
パス制御流量側の第２の流量制御手段の全開方向の制御
によって給湯設定温度に近い湯をミキシングによって確
実に作り出し、これを給湯することができるので、後沸
き解消による給湯設定温度に近い安定した湯の給湯が可
能となる上に、高温給湯の危険を防止した安全性の高い
給湯が可能となる。

【０１３５】さらに、本発明は前記の如く、給湯熱交換
器に残留する後沸きを流量比制御により確実に解消する
構成としており、この後沸き解消のミキシング動作時
に、湯側の流量を給水温度から給湯設定温度に高めるの
に要するフィードフォワード熱量のみを供給して給湯熱
交換器を加熱する構成とすることにより、後沸き解消の
ミキシング動作時に、給湯燃焼熱量を変動のない一定の
フィードフォワード熱量によって給湯熱交換器を加熱す
ることができるので、後沸きの湯がでる後に入り込む新
たな給水をそのフィードフォワード熱量によって加熱し
て湯側の温度を給湯設定温度にして給湯することができ
ることになる。

【０１３６】したがって、前記流量比制御による後沸き
解消によって給湯設定温度に近い湯を安定に給湯するこ
とができるとともに、その後沸きが出終わってその後に
続く湯温も前記フィードフォワード熱量の加熱により給
湯設定温度の湯にして給湯できるので、後沸きの湯が出
て定常の給湯燃焼運転への移り変わり時においても湯温
の大きな変動がなく、後沸き解消のミキシング動作から
定常運転への切り換えを湯温の変動を抑制して円滑に行
うことができるという効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】検出流量比を目標流量比に一致するように湯側
の流量とバイパス制御流量との流量比制御を行う本実施
形態例における給湯燃焼装置の要部構成のブロック図で
ある。

【図２】本発明が適用される給湯燃焼装置の各種モデル
例の説明図である。

【図３】本実施形態例における熱交出側温度のサンプリ
ング記憶例を示す説明図である。

【図４】本実施形態例における第１の流量制御手段と第
２の流量制御手段の弁開度の制御形態を示す説明図であ
る。

【図５】本実施形態例における給湯熱交換器の後沸き解
消の流量比制御動作を説明するための後沸き温度と給湯
温度と流量制御手段ＧＭ₁，ＧＭ₂の動作のタイムチャー
トである。

【図６】検出流量比を目標流量比に一致するように後沸
き解消の制御を行う動作のフローチャートである。

【図７】本発明が適用される給湯燃焼装置の他のモデル
例を示す説明図である。

【図８】本実施形態例における給湯燃焼装置の各種動作
モードとそのモード切り換えの構成を示すブロック図で
ある。

【図９】本実施形態例におけるモード１からモード４の
動作状態の相互切り換えの流れを示す説明図である。

【図１０】本実施形態例における第２の流量制御手段の
閉止の制御構成を示すブロック構成図である。

【図１１】ミキシング終了禁止時間設ける必要性の説明
図である。

【図１２】ミキシング終了禁止時間の設定例の説明図で
ある。

【図１３】フィードフォワード熱量を低減することによ
り第２の流量制御手段を間接的に閉止する構成のブロッ
ク図である。

【図１４】第２の流量制御手段を間接的に閉止するフィ
ードフォワード熱量の設定例の説明図である。

【図１５】ミキシング終了時に第２の流量制御手段を全
閉位置からさらに閉方向に押し込み駆動するための構成
を示すブロック図である。

【図１６】第２の流量制御手段の押し込み閉駆動電圧の
デュティ変更動作例を示す説明図である。

【図１７】図９のモード１の動作からモード２の動作へ
の切り換え制御の構成を示すブロック図である。

【図１８】第２の流量制御手段を閉止状態で給湯を開始
したときにオーバーシュートとアンダーシュートが生じ
る給湯熱交換器内の湯のピーク温度を示す説明図であ
る。

【図１９】図９に示す流量比制御によるモード３のミキ
シング動作からモード２の給湯定常運転への移行時の燃
焼制御モードの切り換え制御構成を示すブロック図であ
る。

【図２０】流量比制御から総流量制御への移行時におけ
る給湯温度Ｔ_MIXと総流量Ｑ_Tと湯側の流量Ｑとガス量の
関係を示すタイムチャートである。

【図２１】流量比制御から総流量制御への移行時の動作
を示す本実施形態例のフローチャートである。

【図２２】本出願人が先に試作した給湯燃焼装置の構成
を模式的に示す説明図である。

【符号の説明】

１ 給湯熱交換器 １８ 給水制御用バイパス通路 ２８ 入力温度検出部 ３０ 目標流量比演算部 ３１ 検出流量比演算部 ３２ バイパス制御流量検出部 ３３ 湯側流量検出部 ３４ ミキシング制御部 ５５ 流れ時間検出部 ５６ 熱交出側温度サンプリング記憶部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給湯熱交換器の入口側に給水通路が連通
   接続され、前記給湯熱交換器の出側には給湯通路が連通
   接続され、前記給水通路と給湯通路は前記給湯熱交換器
   を迂回する給水制御用バイパス通路によって連通接続さ
   れ、前記給湯通路には前記給水制御用バイパス通路から
   出る水と合流させる前記給湯熱交換器を熱源とする湯側
   の流量を制御する第１の流量制御手段が設けられ、前記
   給水制御用バイパス通路には第２の流量制御手段が設け
   られており、また、前記第１の流量制御手段を通過する
   湯側の流量を検出する湯側流量検出部と、前記給水制御
   用バイパス通路を通るバイパス制御流量を検出するバイ
   パス制御流量検出部とを備え、さらに、前記給湯熱交換
   器の出側には該給湯熱交換器から出る湯の温度を熱交出
   側温度として検出する熱交出側温度センサが設けられ、
   この熱交出側温度センサの検出温度を給湯の開始後に予
   め定めたサンプリング時間間隔でサンプリング記憶する
   熱交出側温度サンプリング記憶部と、前記湯側流量検出
   部で検出される湯側流量の検出値を用い予め与えられる
   解法データに基づき前記給湯熱交換器から出た湯が熱交
   出側温度センサから前記バイパス制御流量との合流点に
   至るまでの流れ時間を求める流れ時間検出部と、現時点
   よりも前記流れ時間だけ前の熱交出側温度を前記熱交出
   側温度サンプリング記憶部から取り込みこの取り込んだ
   現時点より前の熱交出側温度に基づいて前記バイパス制
   御流量と合流する湯側流量の合流位置での湯温を湯側入
   力温度として検出する入力温度検出部と、前記給水通路
   の給水温度の検出情報と給湯設定温度の情報と前記入力
   温度検出部によって検出された湯側入力温度の情報とに
   基づき湯側入力温度を給湯設定温度にするために必要な
   給水制御用バイパス通路を通るバイパス制御流量と前記
   湯側流量との目標流量比を予め与えられる解法データに
   基づき求める目標流量比検知部と、前記給水制御用バイ
   パス通路を通るバイパス制御流量の検出情報と湯側流量
   の検出情報とを取り込みバイパス制御流量と湯側流量と
   の比を検出流量比として求める検出流量比検知部と、前
   記検出流量比を目標流量比に一致させる方向に前記第１
   と第２の流量制御手段を互いに流量の増減方向が逆向き
   となる方向に制御するミキシング制御部とを有する給湯
   燃焼装置。