JPH11211232A - 燃焼機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出湯湯温変動に対する燃焼熱量制御の応答性
を向上させた燃焼機器を提供する。 【解決手段】 給湯熱交換器２内の湯温を検出する熱交
サーミスタ１５を設ける。給湯熱交換器２の入側から出
側に至るまでに湯水が吸熱する熱量に対する給湯熱交換
器２の入側から熱交サーミスタ１５の湯温検出部位に至
るまでに湯水が吸熱する熱量の割合である寄与率を予め
定めて格納する。上記寄与率は燃焼熱量の大小に応じて
変化することから、上記寄与率を燃焼熱量の大小に応じ
て補正するための寄与率補正データを与えておく。燃焼
熱量の大小に応じて寄与率を補正し、補正後の寄与率
と、入水サーミスタ５により検出された入水温度と、熱
交サーミスタ１５により検出された熱交換器内湯温とに
基づいて給湯熱交換器２の出側の湯温を推定検出し、該
推定検出された湯温に基づき燃焼熱量制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湯を作り出して供
給する燃焼機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７には燃焼機器である給湯器のシステ
ム構成の一例がモデル図により示されている。この給湯
器は、同図の実線に示すように、バーナ１と給湯の熱交
換器２を有し、給湯熱交換器２の入側には水供給源から
給湯熱交換器２に水を導くための給水通路３が連通接続
され、また、給湯熱交換器２の出側には給湯通路４の一
端側が接続され、この給湯通路４の他端側は台所やシャ
ワー等の給湯場所に導かれている。上記給水通路３には
該通路３の水温を検出する入水温度検出手段としての入
水サーミスタ５と、通水流量を検出する水量センサＦＳ
とが設けられ、給湯通路４には該通路４から給湯される
湯水温を検出する出湯サーミスタ６が設けられている。

【０００３】上記バーナ１には燃料ガスを導くためのガ
ス供給通路８が連通接続されており、このガス供給通路
８には該通路の開閉を行う電磁弁１０，１１と、弁開度
でもってバーナ１への供給燃料ガス量を制御する比例弁
１２とが介設されている。

【０００４】この給湯器には給湯運転を制御する制御装
置１３が設けられ、この制御装置１３には給湯設定温度
を設定するための給湯温度設定手段等が設けられたリモ
コン１４が信号接続されている。上記制御装置１３は次
のように給湯運転を制御する。例えば、台所やシャワー
等に導かれた給湯通路４の先端側に設けられた給湯栓
（図示せず）が開栓され、給水通路３の通水が水量セン
サＦＳにより検出されると、電磁弁１０，１１を開弁し
てガス供給通路８からバーナ１に燃料ガスを供給してバ
ーナ燃焼を開始させ、給湯される湯温がリモコン１４に
設定されている給湯設定温度となるようにバーナ１の燃
焼熱量を比例弁１２の弁開度を制御することによって
（つまり、バーナ１への供給燃料ガス量を制御すること
によって）制御し、上記バーナ燃焼火炎の熱によって給
湯熱交換器２の通水が加熱されて湯が作られ、該湯は給
湯通路４を通って所望の給湯場所に供給される。そし
て、給湯栓が閉栓されて給水通路３の通水停止を水量セ
ンサＦＳが検出すると、電磁弁１１を閉弁してバーナ１
の燃焼を停止し、給湯運転を終了する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、給湯設定温
度の湯を給湯するためのバーナ１の燃焼熱量制御手法の
一つとして、フィードフォワード制御とフィードバック
制御とを併用した比例制御がある。上記比例制御を行う
ときには、例えば、入水サーミスタ５により入水温度Ｔ
inを、水量センサＦＳにより給水の流量Ｑを、出湯サー
ミスタ６により出湯湯温Ｔoutを、リモコン１４から給
湯設定温度Ｔspをそれぞれ検出し、上記流量Ｑの入水温
度Ｔinの水を給湯設定温度Ｔspに高めるのに必要なフィ
ードフォワード熱量Ｐff（Ｐff＝（Ｔsp−Ｔin）×Ｑ／
η（ηは予め定まる給湯熱交換器２の熱効率））と、給
湯設定温度Ｔspに対する出湯温度Ｔoutのずれを補正す
るためのフィードバック熱量Ｐfb（Ｐfb＝Ｐ×（Ｔsp−
Ｔout）×Ｑ／η（Ｐは比例定数））との合計熱量でも
ってバーナ１が燃焼を行うように比例弁１２の弁開度を
制御してバーナ１の燃焼熱量制御を行う。

【０００６】しかしながら、上記の如く出湯サーミスタ
６により検出された出湯湯温Ｔoutを利用して上記比例
制御を行うと、出湯湯温Ｔoutの変動に対する燃焼熱量
制御の応答性が悪いという問題が生じる。それというの
は、次のような理由に因る。例えば、給湯熱交換器２の
図７に示す点Ａの湯温Ｔz1は、図６の実線に示すよう
に、給湯燃焼が開始された直後に、バーナ１の燃焼火炎
の熱により、給湯設定温度Ｔspの湯を給湯するための目
標湯温Ｔmhに上昇するが、その点Ａで目標湯温Ｔmhに達
した湯がさらに熱量を吸熱しながら流れ給湯熱交換器２
から給湯設定温度Ｔspの湯となって流れ出て、その湯温
が出湯サーミスタ６により検出されるまでに図６に示す
時間Δｔがかかる。換言すれば、バーナ１の燃焼熱量制
御の結果である湯の温度が給湯されるまでに時間がかか
るということであり、つまり、給湯湯温が給湯設定温度
からずれた場合に給湯湯温が給湯設定温度からずれてか
ら、その給湯設定温度に対する給湯湯温のずれを補正す
るための燃焼熱量制御により作られた湯が給湯されるま
でに時間がかかってしまい燃焼熱量制御の応答性が悪い
というものである。

【０００７】上記のように、燃焼熱量制御の応答性が悪
い場合には、図５の（ａ）の点線に示すような給湯開始
直後の湯温変動や、図５の（ｂ）の点線に示すように給
湯設定温度の湯を安定供給していた状態から何らかの原
因により湯温が変動したときの湯温変動を収束するのに
時間がかかるという問題があり、湯の利用者に湯温変動
に対する不快感を与える虞がある。

【０００８】そこで、上記燃焼熱量制御の応答性を改善
する手段として、本出願人らは、次のような手段を提案
している。例えば、給湯熱交換器２を流れる湯水流の温
度を検出する図７の点線に示すような熱交換器湯温検出
手段としての熱交サーミスタ１５を設け、該熱交サーミ
スタ１５により検出された湯温Ｔz1と、入水サーミスタ
５により検出された入水温度Ｔinと、予め定め与えられ
た寄与率Ｋとに基づいて、次に示す式（１）の演算によ
り、給湯熱交換器２から流れ出る湯温Ｔoutを推定検出
し、出湯サーミスタ６により検出された湯温Ｔoutを採
用するのに代えて、上記推定検出された給湯熱交換器２
の出側の湯温に基づいた比例制御により燃焼熱量の制御
を行うことを提案している。

【０００９】 Ｔout＝（Ｔz1−Ｔin）／Ｋ＋Ｔin・・・・・（１）

【００１０】上記寄与率Ｋとは、給湯熱交換器２の入側
から出側に至るまでに湯水が受け取る吸熱熱量Ｐtlに対
する給湯熱交換器２の入側から熱交サーミスタ１５の湯
温検出部位に至るまでに湯水が受け取る吸熱熱量Ｐz1の
割合（Ｋ＝Ｐz1／Ｐtl）である。

【００１１】上記の如く、給湯熱交換器２内の湯温を検
出する熱交サーミスタ１５により検出された湯温Ｔz1に
基づいて給湯熱交換器２の出側の湯温Ｔoutを推定検出
することによって、出湯湯温の変動を予め推定検出する
ことが可能となり、その結果、燃焼熱量制御の応答性を
格段に向上させることが可能である。

【００１２】しかしながら、上記の如く、推定検出され
た給湯熱交換器２の出側の湯温Ｔoutに基づいて比例制
御を行っているのにも拘らず、給湯湯温変動を収束させ
るのに時間がかかる場合があった。

【００１３】この原因を本出願人らが実験等により究明
したところ、推定検出された出側の湯温Ｔoutが実際の
出側湯温Ｔoutと異なることがあることがわかり、その
実際の出側の湯温に対する推定出側湯温のずれによっ
て、湯温変動の収束に時間がかかることがわかった。上
記推定出側湯温のずれは、上記出側の湯温を推定検出す
る際に使用された寄与率Ｋがバーナ燃焼熱量の大小に応
じて変化することに因るものであった。

【００１４】この発明は、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、寄与率を燃焼熱量の大
小に応じて補正することによって、出側の湯温を正確に
推定検出することができるようにし、燃焼熱量制御の応
答性を向上させて給湯湯温の変動を早く収束できる燃焼
機器を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、次のような構成をもって前記課題を解
決する手段としている。すなわち、第１の発明は、給水
通路から供給された水を加熱して湯を作り出し該湯を出
湯する熱交換器と、該熱交換器を燃焼加熱するバーナ
と、上記熱交換器に供給される入水温度を検出する入水
温度検出手段とを有し、予め定められた給湯設定温度に
対する上記熱交換器から流れ出た出側の湯温のずれを補
正するために上記出側の湯温に基づいてバーナ燃焼熱量
を制御する燃焼機器において、上記熱交換器内の湯温を
検出する熱交換器湯温検出手段と；上記熱交換器の入側
から出側に至るまでに湯水が吸熱する熱量に対する熱交
換器の入側から熱交換器湯温検出手段の湯温検出部位に
至るまでに湯水が吸熱する熱量の割合である寄与率が予
め定められ格納されているデータ格納部と；該データ格
納部に格納されている寄与率と上記熱交換器湯温検出手
段により検出された湯温と入水温度検出手段により検出
された入水温度とに基づき、燃焼熱量制御に使用される
上記出側の湯温を推定検出する熱交換器出側湯温推定検
出部と；が設けられている構成をもって前記課題を解決
する手段としている。

【００１６】第２の発明は、給水通路から供給された水
を加熱して湯を作り出し該湯を出湯する熱交換器と、該
熱交換器を燃焼加熱するバーナと、上記熱交換器に供給
される入水温度を検出する入水温度検出手段とを有し、
予め定められた給湯設定温度に対する上記熱交換器から
流れ出た出側の湯温のずれを補正するために上記出側の
湯温に基づいてバーナ燃焼熱量を制御する燃焼機器にお
いて、上記熱交換器内の湯温を検出する熱交換器湯温検
出手段と；上記熱交換器の入側から出側に至るまでに湯
水が吸熱する熱量に対する熱交換器の入側から熱交換器
湯温検出手段の湯温検出部位に至るまでに湯水が吸熱す
る熱量の割合である寄与率が予め定められ格納されてい
るデータ格納部と；バーナ燃焼熱量の情報と、バーナ燃
焼熱量の大小に応じて上記寄与率を補正するための予め
与えられた寄与率補正データとに基づいて上記寄与率を
補正する寄与率補正部と；該寄与率補正部により補正さ
れた寄与率と上記熱交換器湯温検出手段により検出され
た湯温と上記入水温度検出手段により検出された入水温
度とに基づき、燃焼熱量制御に使用される上記出側の湯
温を推定検出する熱交換器出側湯温推定検出部と；が設
けられている構成をもって前記課題を解決する手段とし
ている。

【００１７】第３の発明は、上記第２の発明を構成する
熱交換器はバーナの燃焼火炎に近い側の下段に形成され
た管路と、バーナ燃焼火炎に遠い側の上段に形成された
管路とが連通接続された管路構成を成しており、寄与率
補正部は、熱交換器湯温検出手段により上記下段の管路
内の湯温が検出される場合にはバーナ燃焼熱量が小さく
なるに従って寄与率が大きくなるように寄与率を補正
し、熱交換器湯温検出手段により上記上段の管路内の湯
温が検出される場合にはバーナ燃焼熱量が小さくなるに
従って寄与率が小さくなるように寄与率を補正する構成
をもって前記課題を解決する手段としている。

【００１８】第４の発明は、上記第１又は第２又は第３
の発明の構成に加えて、湯を出湯する熱交換器に一体的
に形成され給湯以外の他機能に使用される他機能熱交換
器が設けられ、バーナは熱交換器と上記他機能熱交換器
とを共に燃焼加熱する構成と成し、他機能運転のみが行
われている他機能単独運転中に、熱交換器湯温検出手段
により検出される熱交換器内の湯温が予め定められたオ
フ温度以上となったときにはバーナ燃焼を停止し、上記
熱交換器湯温検出手段の検出湯温が上記オフ温度よりも
低めの予め定められたオン温度以下に低下したときにバ
ーナ燃焼を再開させるオン・オフ燃焼制御部が設けら
れ、熱交換器湯温検出手段は熱交換器出側湯温推定検出
部用の温度検出手段とオン・オフ燃焼制御部用の温度検
出手段とを兼用している構成をもって前記課題を解決す
る手段としている。

【００１９】上記構成の発明において、例えば、予め定
めた寄与率を与えておくと共に、バーナ燃焼熱量の大小
に応じて上記寄与率を補正する寄与率補正データを与え
ておき、寄与率補正部は、バーナ燃焼熱量の情報と、寄
与率補正データとに基づいて、上記寄与率を補正する。
熱交換器出側湯温推定検出部は、上記寄与率補正部によ
り補正された寄与率と、熱交換器湯温検出手段により検
出された熱交換器内の湯温と、入水温度検出手段により
検出された入水温度とに基づいて、熱交換器の出側の湯
温を推定検出する。

【００２０】上記の如く、燃焼熱量の大小に応じて寄与
率を補正することによって、燃焼熱量の大小に応じた寄
与率を得ることができ、この補正後の寄与率に基づいて
推定検出された熱交換器の出側の湯温は正確である。こ
の推定検出された正確な出側の湯温に基づいた燃焼熱量
制御が行われることになり、燃焼熱量制御の応答性の向
上が図れ、給湯の湯温変動を確実に早く収束させること
が可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、この発明にかかる実施形
態例を図面に基づき説明する。

【００２２】この実施形態例の燃焼機器は図７に示すシ
ステム構成を有し、給湯熱交換器２内の湯温を検出する
熱交サーミスタ１５が設けられている。ところで、図４
には給湯熱交換器のモデル例が示されており、同図に示
すように、給湯熱交換器２は、バーナ１の燃焼火炎に近
い側の下段に曲折形成された管路１７と、バーナ１の燃
焼火炎に遠い側の上段に曲折形成された管路１８とが連
通接続され、それら管路１７，１８はフィンプレート１
９に挿通された構成を有し、この実施形態例では、管路
強度の観点から、予め定めた最大燃焼熱量でバーナ１を
燃焼させたときにバーナ燃焼火炎から受け取る熱量が上
記下段と上段の管路１７，１８の全領域に亙り等しくな
るようにフィンプレート１９の切り込み１６等が構成さ
れており、また、給水通路３から供給された水は上記下
段の管路１７を通った後に上段の管路１８を経て、給湯
通路４に流れ出るように形成されており、上記熱交サー
ミスタ１５は、図４の破線に示すように、上記給湯熱交
換器２の下段の管路１７におけるＵ字管部分の湯温を検
出するように設けられている。

【００２３】図１には、この実施形態例において特徴的
な制御構成がブロック図により示されている。この実施
形態例では、熱交サーミスタ１５により検出された湯温
Ｔz1に基づいて給湯熱交換器２の出側の湯温を推定検出
し、この推定検出された出側の湯温Ｔoutを利用してバ
ーナ１の燃焼熱量制御を行う構成を備えており、この実
施形態例において特徴的なことは、上記給湯熱交換器２
の出側の湯温を推定検出する演算に用いられる寄与率Ｋ
を燃焼熱量の大小に応じて補正する制御構成を備えたこ
とであり、制御装置１３は、図１に示すように、寄与率
補正部２０と、データ格納部２１と、熱交換器出側湯温
推定検出部２２と、燃焼熱量制御部２３とを有して構成
されている。なお、この実施形態例では、上記の如く、
給湯熱交換器２から流れ出る湯温Ｔoutを推定検出する
構成を備えているので、部品点数の増加を抑制するため
に、出湯サーミスタ６が省略されている。上記以外の図
７のシステム構成の説明は前述したので省略する。

【００２４】燃焼熱量制御部２３は給湯熱交換器２から
流れ出る出側の湯温Ｔoutを利用した前述したような比
例制御によりバーナ１の燃焼熱量を制御する構成を備え
ている。

【００２５】データ格納部２１には寄与率Ｋが予め実験
や演算等によって求められて格納されている。この実施
形態例では、予め定めた最大燃焼熱量でバーナ１を燃焼
したときに、給湯熱交換器２の入側から出側に至るまで
に湯水が吸熱する熱量に対する給湯熱交換器２の入側か
ら熱交サーミスタ１５の湯温検出部位に至るまでに湯水
が吸熱する熱量の割合を求め、該求めた割合を図２に示
す寄与率Ｋspとしてデータ格納部２１に格納している。

【００２６】ところで、予め定めた最大燃焼熱量近傍で
バーナ１の燃焼を行っているときには、燃焼火炎は大き
く立ち上がっていることから、燃焼火炎の熱は下段の管
路１７だけでなく上段の管路１８にも十分に加えられ、
下段の管路１７を流れる単位流量当たりの水流が燃焼火
炎から吸熱する熱量と、上段の管路１８を流れる単位流
量当たりの水流が燃焼火炎から吸熱する熱量とはほぼ等
しくなるが、燃焼熱量が小さくなるに従って燃焼火炎は
小さくなり、例えば、予め定めた最小燃焼熱量の近傍で
は燃焼火炎はとても小さく、燃焼火炎の熱は上段の管路
１８に殆ど加えられず、燃焼火炎から給湯熱交換器２全
体に吸熱される熱量のうちの殆どが下段の管路１７で吸
熱されることになる。このことから、上記下段の管路１
７に設けられた熱交サーミスタ１５の湯温検出部位にお
ける寄与率Ｋは、図２の実線Ｌに示すように、燃焼熱量
が小さくなるに従って大きくなる。

【００２７】なお、図２では予め定めた最小燃焼熱量を
０％と設定し、燃焼熱量が増加するに従って％値が大き
くなって予め定めた最大燃焼熱量が１００％となるよう
に、燃焼熱量を％値に置き換えて示されている。

【００２８】上記データ格納部２１には上記予め定めら
れた寄与率Ｋspを燃焼熱量の大きさに応じて補正するた
めの寄与率補正データが予め定め格納されている。例え
ば、図２の実線Ｌに示す寄与率に対する上記点線Ｍに示
す寄与率Ｋspのずれ量ΔＫのデータが寄与率補正値とし
て燃焼熱量に対応させて上記寄与率補正データとして格
納されている。この実施形態例では、図２に示すよう
に、燃焼熱量が小さくなるに従って上記ずれ量ΔＫは大
きくなることから、燃焼熱量が小さくなるに従って上記
寄与率補正値ΔＫが連続的に又は段階的に大きくなるよ
うに設定された寄与率補正データが与えられている。

【００２９】寄与率補正部２０は、上記燃焼熱量制御部
２３からバーナ１の燃焼熱量の情報を時々刻々と取り込
み、該燃焼熱量の情報と、上記データ格納部２１に格納
されている寄与率補正データとに基づいて、上記寄与率
Ｋspを補正する。具体的には、寄与率補正部２０は、上
記取り込んだ燃焼熱量を上記寄与率補正データに照らし
合わせて上記燃焼熱量に対応した寄与率補正値ΔＫを検
出し、該検出した補正値ΔＫを上記寄与率Ｋspに加算し
て寄与率を補正する。この補正された寄与率Ｋhgの情報
は、熱交換器出側湯温推定検出部２２に加えられる。

【００３０】熱交換器出側湯温推定検出部２２は、上記
寄与率補正部２０から加えられた補正後の寄与率Ｋhg
と、熱交サーミスタ１５により検出された給湯熱交換器
２内の水流温度Ｔz1と、入水サーミスタ５により検出さ
れた入水温Ｔinとに基づいて、前記式（１）（Ｔout＝
（Ｔz1−Ｔin）／Ｋ＋Ｔin）の演算により、給湯熱交換
器２の出側の湯温Ｔoutを推定検出し、この推定検出し
た出側の湯温Ｔoutの情報を燃焼熱量制御部２３に出力
する。

【００３１】燃焼熱量制御部２３は、上記熱交換器出側
湯温推定検出部２２により加えられた出側の湯温Ｔout
を利用した前記フィードバック熱量Ｐfbと前記フィード
フォワード熱量Ｐffの合計熱量に基づいた比例制御によ
りバーナ１の燃焼熱量を比例弁１２の弁開度を制御する
ことによって制御する。

【００３２】この実施形態例によれば、給湯熱交換器２
内の湯温を検出する熱交サーミスタ１５を設け、該熱交
サーミスタ１５により検出された給湯熱交換器２内の湯
温Ｔz1に基づいて給湯熱交換器２の出側の湯温Ｔoutを
推定検出し、この推定検出した出側の湯温Ｔoutに基づ
いたバーナ１のフィードバック燃焼熱量制御を行うの
で、燃焼熱量制御の応答性が格段に向上し、図５の
（ａ）の実線に示すように、給湯開始直後の湯温変動を
より早く安定させて給湯設定温度の湯を供給することが
できるし、図５の（ｂ）の実線に示すように、給湯設定
温度の湯を給湯していた状態から給湯の湯温変動が発生
したときの湯温変動をより早く収束することが可能とな
る。

【００３３】特に、この実施形態例では、出側の湯温Ｔ
outを推定検出する際に使用される寄与率Ｋを燃焼熱量
の大小に応じて補正する構成を備えているので、燃焼熱
量に応じた正確な寄与率Ｋhgを用いて出側の湯温Ｔout
を推定検出することができ、正確な出側の湯温を得るこ
とができる。このことから、給湯湯温変動をより確実に
より早く収束することが可能となる。

【００３４】また、この実施形態例では、上記の如く、
給湯熱交換器２の出側の湯温Ｔoutを正確に推定検出す
ることができるので、給湯熱交換器２の出側の湯温を検
出する出湯サーミスタ６を省略することができ、部品点
数の増加を抑制することが可能である。

【００３５】なお、この発明は上記実施形態例に限定さ
れるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例え
ば、上記実施形態例では、熱交サーミスタ１５は給湯熱
交換器２における下段の管路１７の水流温度を検出する
ように設けられていたが、上段の管路１８の湯水流の温
度を検出するように熱交サーミスタ１５を設けてもよ
い。この場合には、熱交サーミスタ１５の湯温検出部位
における寄与率Ｋは、図３の実線Ｎに示すように、燃焼
熱量が小さくなるに従って小さくなる。

【００３６】このことから、例えば、予め定めた最大燃
焼熱量でバーナ１の燃焼を行ったときの寄与率Ｋが予め
求められて図３に示す寄与率Ｋspとしてデータ格納部２
１に格納されているときには、上記熱交サーミスタ１５
の湯温検出部位における寄与率Ｋに対する上記寄与率Ｋ
spのずれ量（寄与率補正量）ΔＫのデータが燃焼熱量に
対応させて寄与率補正データとしてデータ格納部２１に
格納され、寄与率補正部２０は、取り込んだ燃焼熱量に
対応する上記寄与率補正量ΔＫを上記寄与率補正データ
から検出し、上記寄与率Ｋspから寄与率補正量ΔＫを差
し引いて寄与率の補正を行う。

【００３７】また、上記実施形態例では、燃焼熱量だけ
を考慮して寄与率を補正していたが、この発明の応用例
として、燃焼熱量以外にも入水サーミスタ５により検出
される入水温度Ｔinや、水量センサＦＳにより検出され
る給水流量Ｑや、燃焼に使用する燃料ガス種をも考慮し
て、寄与率Ｋを補正してもよい。この場合、上記入水温
度Ｔinと流量Ｑと燃料ガス種のうちの１つ以上と、燃焼
熱量との組み合わせによって寄与率を補正するための寄
与率補正データが与えられることになる。

【００３８】例えば、入水温度Ｔinが低くなるに従って
給湯熱交換器２の入側で吸熱される熱量が多くなると考
えられることから、この実施形態例では、給水通路３か
ら給湯熱交換器２の下段の管路１７に入り込む構成であ
るので、入水温度Ｔinが低くなるに従って下段の管路１
７で吸熱する熱量が多くなり、下段の管路１７の湯温を
検出する熱交サーミスタ１５の湯温検出部位における寄
与率Ｋは、図２の鎖線Ｌ’に示すように、入水温Ｔinが
低くなるに従って大きくなると考えられる。このことか
ら、予め定められた寄与率Ｋspは燃焼熱量が小さくなる
に従って、また、入水温度Ｔinが低くなるに従って、大
きくなる方向に補正されることになる。

【００３９】さらに、上記実施形態例では、予め定めた
最大燃焼熱量でバーナ１を燃焼させているときの熱交サ
ーミスタ１５の湯温検出部位の寄与率を予め求めてデー
タ格納部２１に寄与率Ｋspとして格納していたが、最大
燃焼熱量以外の燃焼熱量でバーナ１を燃焼させたときの
熱交サーミスタ１５の湯温検出部位の寄与率を求めて寄
与率Ｋspとしてデータ格納部２１に格納してもよい。こ
の場合にも、もちろん、上記データ格納部２１に格納さ
れた寄与率Ｋspを燃焼熱量の大小に応じて補正するため
のデータが寄与率補正データとして予め定めて格納され
る。

【００４０】さらに、上記実施形態例では、寄与率補正
データとして、燃焼熱量の大きさに対応した寄与率に対
するデータ格納部２１の寄与率Ｋspのずれ量ΔＫのデー
タが燃焼熱量に対応させて与えられていたが、例えば、
燃焼熱量の大きさに応じて寄与率Ｋspを補正するための
演算式データを寄与率補正データとして与えておいても
よい。例えば、補正後の寄与率をＫhgで表し、燃焼熱量
の大きさをＰで表し、予め定めた定数をαで表した場
合、Ｋhg＝Ｋsp＋（Ｐ×α）の演算式データを寄与率補
正データとして与えておいてもよい。このような場合、
寄与率補正部２０は、燃焼熱量Ｐの情報を利用して上記
寄与率補正データの演算に従って、与えられている寄与
率Ｋspの補正を行う。また、上記以外の手法により、燃
焼熱量の大きさに応じて上記寄与率Ｋspを補正してもよ
い。

【００４１】さらに、上記実施形態例では、データ格納
部２１の寄与率Ｋspを燃焼熱量に応じて補正するための
寄与率補正データを予め定めて与えておき、寄与率補正
部２０が燃焼熱量に応じて寄与率Ｋspを上記寄与率補正
データに基づき補正し、該補正した寄与率に基づき熱交
換器出側湯温推定検出部２２は給湯熱交換器２から流れ
出る湯温を推定検出していたが、例えば、燃焼熱量と寄
与率との関係データを予め実験や演算等によって求めて
与えておき、熱交換器出側湯温推定検出部２２は燃焼熱
量の情報を取り込み、この取り込んだ燃焼熱量に応じた
寄与率を上記関係データに基づいて検出し、該検出した
寄与率に基づき前記実施形態例と同様にして給湯熱交換
器２の出側の湯温を推定検出するようにしてもよい。こ
の場合には、寄与率補正部２０を省略することが可能で
ある。

【００４２】さらに、上記実施形態例では図７に示す給
湯器を例にして説明したが、湯を作り出す熱交換器と、
該熱交換器を燃焼加熱するバーナと、入水温度検出手段
とを有し、給湯設定温度に対する熱交換器から流れ出る
湯温のずれを補正するために熱交換器の出側の湯温に基
づいてバーナ燃焼熱量制御を行う制御構成を備えた給湯
機能付きの燃焼機器であれば、この発明は適用すること
ができる。例えば、給湯通路４と浴槽とを連通接続する
湯張り通路を設け、給湯熱交換器２により作られた湯を
上記湯張り通路を通して浴槽に注湯する湯張り機能と、
給湯機能とを備えた燃焼機器や、上記給湯機能に加えて
風呂の追い焚き機能を備えた燃焼機器にも本発明は適用
することができる。

【００４３】また、この発明は図８に示すような一缶二
水路タイプの燃焼機器にも適用することができる。図８
に示す一缶二水路タイプの燃焼機器は、例えば、給湯熱
交換器２に一体的に形成され給湯以外の他機能（例え
ば、風呂の追い焚き機能や、暖房機能等）に使用される
他機能熱交換器２５が設けられ、バーナ１は給湯熱交換
器２と他機能熱交換器２５とを共に燃焼加熱する構成と
成しているものである。

【００４４】なお、図８に示す２６は給水通路３と給湯
通路４とを短絡するバイパス通路を示し、２７は上記バ
イパス通路２６の開閉を行うバイパス弁を示し、２８は
給湯通路４の通水を検知して給湯が行われていることを
確認するための給湯確認スイッチを示し、２９は給湯通
路４の通水流量を可変制御するための流量制御手段を示
し、３０はバーナ燃焼の給排気を行うための燃焼ファン
を示し、３１はバーナ１に供給されるファン風量を検出
する風量センサを示し、３２は上記他機能熱交換器２５
に湯水を導くための管路を示し、３３は他機能熱交換器
２５によって加熱された湯を所望の場所（例えば、他機
能熱交換器２５が風呂の追い焚き用として機能する場合
には図８の点線に示す浴槽４１、また、他機能熱交換器
２５が暖房用として機能する場合には図示されていない
放熱器）に導くための管路を示し、３４は上記管路３２
に介設された循環ポンプを示し、３５は管路３２の通水
を検出する流水センサを示し、３６は管路３２内の湯水
温を検出する温度センサを示す。また、図８の点線に示
す３７は他機能熱交換器２５が風呂用として用いられ燃
焼機器が風呂の湯張り機能を備えている場合に、給湯通
路４と管路３２を連通接続する湯張り通路を示し、３８
は上記湯張り通路３７の開閉を行う注湯弁を示し、４０
は浴槽４１の水位を水圧によって検出する水位センサを
示している。

【００４５】上記のような一缶二水路タイプの燃焼機器
では、バーナ１は上記の如く給湯熱交換器２と他機能熱
交換器２５とを共に燃焼加熱するので、他機能運転のみ
が行われている他機能単独運転中においても給湯熱交換
器２は燃焼加熱され、給湯熱交換器２内の滞留湯水が沸
騰に近い非常に高温に加熱されるという問題発生の虞が
ある。そこで、次に示すようなオン・オフ燃焼制御部を
制御装置１３に設け、該オン・オフ燃焼制御部によるバ
ーナ１の間欠燃焼によって、上記他機能単独運転中にお
ける給湯熱交換器２内の滞留湯水高温加熱の問題を回避
することが可能である。

【００４６】上記オン・オフ燃焼制御部は、他機能単独
運転中に、図８に示す熱交サーミスタ１５により検出さ
れる給湯熱交換器２内の湯温が予め定めたオフ温度（例
えば、６５℃）以上であることを検知したときにはバー
ナ燃焼を停止させ、給湯熱交換器２内の湯温が上記オフ
温度よりも低めの予め定めたオン温度（例えば、６０
℃）以下に低下したときにはバーナ燃焼を再開させる構
成を備えている。

【００４７】上記のように、他機能単独運転中に、オン
・オフ燃焼制御部によるバーナ間欠燃焼運転が行われる
ことによって、給湯熱交換器２内の湯温が沸騰に近い高
温に加熱されるのを防止することができる。

【００４８】上記オン・オフ燃焼制御部用の温度検出手
段と前記実施形態例に示した熱交換器出側湯温推定検出
部２２用の温度検出手段とを熱交サーミスタ１５によっ
て兼用させることによって、部品点数の増加を防止する
ことができる。この熱交サーミスタ１５により検出され
る湯温に基づき、上記の如く他機能単独運転中における
給湯熱交換器２内の滞留湯高温加熱の問題発生を防止す
ることができるだけでなく、部品点数を増加させること
なく、上記実施形態例に示したような応答性が良い給湯
運転の燃焼熱量制御が達成できる。

【００４９】

【発明の効果】この発明によれば、熱交換器内の湯温を
検出する熱交換器湯温検出手段を設け、該熱交換器湯温
検出手段により検出された湯温に基づいて熱交換器の出
側の湯温を推定検出し、該推定検出された湯温に基づい
た燃焼熱量制御を行う構成を備えたので、給湯湯温の変
動を予め推定検出することができる結果、燃焼熱量制御
の応答性を格段に向上させることが可能となり、給湯の
湯温変動をより早く収束させることができる。

【００５０】また、燃料熱量の大小に応じて変化する熱
交換器湯温検出手段の湯温検出部位における寄与率を、
燃焼熱量の大小に応じて補正する構成を備えたものにあ
っては、燃焼熱量に応じた正確な寄与率を得ることがで
き、燃焼熱量の大小に拘らず固定の寄与率に基づいて熱
交換器の出側の湯温を推定検出する場合と比べて、熱交
換器出側の湯温をより正確に推定検出することができ、
より一層確実に、かつ、より早く給湯の湯温変動を収束
させて給湯設定温度の湯を安定供給することができる。

【００５１】湯を出湯する熱交換器と一体的に他機能熱
交換器が形成され、他機能単独運転中に、バーナのオン
・オフ燃焼を制御するオン・オフ燃焼制御部が設けら
れ、熱交換器湯温検出手段は熱交換器出側湯温推定検出
部用の温度検出手段と、オン・オフ燃焼制御部用の温度
検出手段とを兼用する構成を備えたものにあっては、熱
交換器出側湯温推定検出部用の温度検出手段と、オン・
オフ燃焼制御部用の温度検出手段とをそれぞれ別個に設
ける必要がないので、部品点数の増加を防止することが
できる。

【００５２】特に、上記熱交換器湯温検出手段が設けら
れ、また、オン・オフ燃焼制御部が形成されている燃焼
機器に、上記のような熱交換器出側湯温推定検出部をさ
らに設ける場合には、部品点数を増加することなく、上
記の如く応答性の良い燃焼熱量制御を行うことが可能と
なるという効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この実施形態例において特徴的な制御構成を示
す説明図である。

【図２】熱交換器湯温検出手段の湯温検出部位が熱交換
器の下段にある場合の寄与率と燃焼熱量の関係例を示す
グラフである。

【図３】熱交換器湯温検出手段の湯温検出部位が熱交換
器の上段にある場合の寄与率と燃焼熱量の関係例を示す
グラフである。

【図４】熱交換器の構造例を示すモデル図である。

【図５】この実施形態例における湯温変動収束の効果を
従来の湯温変動に対比して示すグラフである。

【図６】給湯燃焼を開始してからの熱交換器湯温検出手
段の湯温検出部位の湯温と熱交換器の出側の湯温との時
間的な湯温変動の一例を示すグラフである。

【図７】本発明に適用する燃焼機器の一例を示すモデル
図である。

【図８】一缶二水路給湯器のモデル例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ バーナ ２ 給湯熱交換器 ３ 給水通路 ５ 入水サーミスタ １５ 熱交サーミスタ １７ 下段の管路 １８ 上段の管路 ２０ 寄与率補正部 ２１ データ格納部 ２２ 熱交換器出側湯温推定検出部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水通路から供給された水を加熱して湯
   を作り出し該湯を出湯する熱交換器と、該熱交換器を燃
   焼加熱するバーナと、上記熱交換器に供給される入水温
   度を検出する入水温度検出手段とを有し、予め定められ
   た給湯設定温度に対する上記熱交換器から流れ出た出側
   の湯温のずれを補正するために上記出側の湯温に基づい
   てバーナ燃焼熱量を制御する燃焼機器において、上記熱
   交換器内の湯温を検出する熱交換器湯温検出手段と；上
   記熱交換器の入側から出側に至るまでに湯水が吸熱する
   熱量に対する熱交換器の入側から熱交換器湯温検出手段
   の湯温検出部位に至るまでに湯水が吸熱する熱量の割合
   である寄与率が予め定められ格納されているデータ格納
   部と；該データ格納部に格納されている寄与率と上記熱
   交換器湯温検出手段により検出された湯温と入水温度検
   出手段により検出された入水温度とに基づき、燃焼熱量
   制御に使用される上記出側の湯温を推定検出する熱交換
   器出側湯温推定検出部と；が設けられていることを特徴
   とする燃焼機器。
2. 【請求項２】 給水通路から供給された水を加熱して湯
   を作り出し該湯を出湯する熱交換器と、該熱交換器を燃
   焼加熱するバーナと、上記熱交換器に供給される入水温
   度を検出する入水温度検出手段とを有し、予め定められ
   た給湯設定温度に対する上記熱交換器から流れ出た出側
   の湯温のずれを補正するために上記出側の湯温に基づい
   てバーナ燃焼熱量を制御する燃焼機器において、上記熱
   交換器内の湯温を検出する熱交換器湯温検出手段と；上
   記熱交換器の入側から出側に至るまでに湯水が吸熱する
   熱量に対する熱交換器の入側から熱交換器湯温検出手段
   の湯温検出部位に至るまでに湯水が吸熱する熱量の割合
   である寄与率が予め定められ格納されているデータ格納
   部と；バーナ燃焼熱量の情報と、バーナ燃焼熱量の大小
   に応じて上記寄与率を補正するための予め与えられた寄
   与率補正データとに基づいて上記寄与率を補正する寄与
   率補正部と；該寄与率補正部により補正された寄与率と
   上記熱交換器湯温検出手段により検出された湯温と上記
   入水温度検出手段により検出された入水温度とに基づ
   き、燃焼熱量制御に使用される上記出側の湯温を推定検
   出する熱交換器出側湯温推定検出部と；が設けられてい
   ることを特徴とする燃焼機器。
3. 【請求項３】 熱交換器はバーナの燃焼火炎に近い側の
   下段に形成された管路と、バーナ燃焼火炎に遠い側の上
   段に形成された管路とが連通接続された管路構成を成し
   ており、寄与率補正部は、熱交換器湯温検出手段により
   上記下段の管路内の湯温が検出される場合にはバーナ燃
   焼熱量が小さくなるに従って寄与率が大きくなるように
   寄与率を補正し、熱交換器湯温検出手段により上記上段
   の管路内の湯温が検出される場合にはバーナ燃焼熱量が
   小さくなるに従って寄与率が小さくなるように寄与率を
   補正することを特徴とする請求項２記載の燃焼機器。
4. 【請求項４】 湯を出湯する熱交換器に一体的に形成さ
   れ給湯以外の他機能に使用される他機能熱交換器が設け
   られ、バーナは熱交換器と上記他機能熱交換器とを共に
   燃焼加熱する構成と成し、他機能運転のみが行われてい
   る他機能単独運転中に、熱交換器湯温検出手段により検
   出される熱交換器内の湯温が予め定められたオフ温度以
   上となったときにはバーナ燃焼を停止し、上記熱交換器
   湯温検出手段の検出湯温が上記オフ温度よりも低めの予
   め定められたオン温度以下に低下したときにバーナ燃焼
   を再開させるオン・オフ燃焼制御部が設けられ、熱交換
   器湯温検出手段は熱交換器出側湯温推定検出部用の温度
   検出手段とオン・オフ燃焼制御部用の温度検出手段とを
   兼用してい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記載の燃焼機器。