JPH1038374A - 給湯器およびその再出湯時における燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給湯燃焼停止時から再出湯開始までの待機時
間の長さによって複雑に変化する再出湯湯温の後沸き時
間を考慮して再出湯湯温安定化の制御精度を高める。 【解決手段】 給湯燃焼停止からの待機時間を変数とし
て再出湯時の通水により設定温度よりも高い後沸きの湯
が出終わるまでの後沸き時間Ｌ_D を実験関数データとし
て求めておく。再出湯時の流量毎に待機時間の全区間に
亙って一定値の補助後沸き時間αを与え、各補助後沸き
時間に許容範囲を与える。実験関数データが補助後沸き
時間αの許容範囲に入る区間で再出湯されたときには補
助後沸き時間を用いて再出湯時のガス立ち上げ量の補正
を行い、実験関数データが補助後沸き時間の許容範囲を
外れた区間での再出湯時には入水温を設定温度に高める
のに必要な要求熱量近辺の固定ガス量を立ち上げ供給す
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、再出湯時の湯温の
安定化を行う給湯器の再出湯時における燃焼制御方法お
よびその燃焼制御装置付給湯器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７には、給湯器の一般的なシステム構
成が示されている。同図において、熱交換器２の入口側
には給水管３が接続されており、この給水管３には入水
温を検出する入水サーミスタ10と、入水量（給湯流量）
を検出する流量センサ９とが設けられている。熱交換器
２の出口側には給湯管４が接続され、この給湯管４の出
口側には給湯栓１が設けられている。さらに、給湯管４
には水量制御弁16と、出湯温を検出する出湯サーミスタ
11とが設けられている。

【０００３】熱交換器２の下方にはバーナ７、バーナ７
の点火を行うイグナイタ電極18、着火を検知するフレー
ムロッド電極19、および給排気を行う燃焼ファン５が配
設されており、バーナ７のガス導入口にはガスノズル６
が対向配置され、このガスノズル６に通じるガス管８に
はガス供給量を開弁量によって制御するガス比例弁13
と、管路の開閉を行うガス電磁弁12とが介設されてい
る。

【０００４】この種の給湯器には制御装置14が備えられ
ており、この制御装置14にはリモコン15が接続され、こ
のリモコン15には給湯温度を設定するボタンや給湯設定
温度の表示部が設けられている。制御装置14は給湯器の
給湯動作を制御しており、給湯栓１が開けられると流量
センサ９が入水量を検出して、その入水量がある一定以
上（最低作動流量以上）になったときに流量センサ９か
らの信号を受けて制御装置14は燃焼ファン５を回転させ
る。そして、燃焼ファン５の回転が所定の回転領域に入
ったときにガス電磁弁12およびガス比例弁13を開けてバ
ーナ７へガスの供給を行い、イグナイタ電極18による点
火動作を行う。フレームロッド電極19がガスの着火を検
出すると、制御装置14はガス比例弁13の開弁量を可変
し、熱交換器２から出る湯温の安定化制御を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】給湯器をコールドスタ
ートさせる場合（給湯器が冷えている状態でスタートさ
せる場合）は、燃焼開始後、給湯設定温度の湯が出湯す
るまで多少の時間が掛かることは避け難いが、給湯燃焼
停止後、短時間のうちに再度給湯を行う断続使用の場合
には、できるだけ湯温変動のない湯を出湯させることが
望ましい。このような観点から、例えば、燃焼停止時か
ら所定の時間、例えば、５分間は断続使用のための湯温
安定化制御を行う待機時間として設定し、この待機時間
内で給湯栓１が開けられて再出湯が行われた場合には、
オーバーシュート（給湯燃焼停止後熱交換器２に保有さ
れている熱が内部の湯水に加わり、設定温度よりも高い
後沸きの湯が出る現象）の湯が出湯されたり、アンダー
シュート（ガスの立ち上げ供給量が不足して設定温度よ
りも低めの湯が出湯する現象）の湯が出ないように再出
湯湯温の安定化制御が行われる。

【０００６】この再出湯湯温の安定化制御は、例えば、
図８に示すように、再出湯時の通水により後沸きの湯が
出終わるまでの後沸き時間Ｌ_D の後の湯温の立ち下がり
特性（バーナを燃焼させない状態で通水したときの熱交
換器２内湯温の下降特性）と再出湯開始点からの立ち上
がり遅れ時間Ｌ_P 後の湯温の立ち上がり特性（バーナ燃
焼により給水される水が時間遅れＬ_P を伴って湯温が上
昇する湯温上昇特性）とを予め求めておき、立ち下がり
特性による湯温の下降量Ｄと湯温の立ち上がり特性に基
づく湯温の上昇量Ｕを求め、この下降量Ｄと上昇量Ｕが
相殺されるようにフィードフォワード演算によって求め
られるガスの立ち上げ量（入水温を設定温度に高めるの
に要する要求熱量を得るガス量）を増減補正するもので
ある。

【０００７】図９はこのフィードフォワードガス供給量
の制御形態を示している。同図において、点着火後、ガ
ス量補正制御を行わない場合には、破線で示すように入
水温を設定温度に高めるのに要する要求熱量をフィード
フォワード演算により求め、再出湯時の立ち上げガス量
として供給する。そして、出湯湯温が給湯設定温度に近
づいたときに、フィードフォワード制御からフィードフ
ォワード演算とフィードバック演算を併用した実線で示
す比例制御に移行する。

【０００８】ところが、ガス量補正制御を伴わないフィ
ードフォワード制御においては、前記図８に示したよう
に湯温の立ち下がり特性による湯温の下降量Ｄと湯温の
立ち上がり特性による湯温の上昇量Ｕとが一致せず、図
８の場合には、湯温の下降量Ｄが上昇量Ｕよりも大きい
ために、図８に示す出湯特性の如く、アンダーシュート
の湯が出るという現象が生じ、このアンダーシュートの
湯を防止するために、図９に示すように、不足分のガス
量を補正ガス量として斜線で示すガス量分だけ前記フィ
ードフォワード立ち上げガス量に加算し、アンダーシュ
ートの湯の出湯を防止している。

【０００９】なお、湯温の立ち下がり特性による湯温の
下降量Ｄが湯温の立ち上がり特性による湯温の上昇量Ｕ
よりも小さいときには、逆に、オーバーシュートの湯が
出湯するので、フィードフォワード演算による立ち上げ
ガス量を減少補正して再出湯湯温の安定化制御を行うよ
うにしている。

【００１０】本発明者は、給湯器の再出湯湯温の安定化
制御のための各種の実験を行ったところ、特に、図６に
示すような排気管20と吸気管21が二重管となっている器
具においては、燃焼停止後のポストパージ（燃焼停止後
も燃焼ファン５を所定の時間継続回転して燃焼室内に残
留する排気ガスを排出する動作）期間に、排気流と吸気
流とが熱交換されて、温度の高い空気が熱交換器２に供
給されるために、熱交換器２の保有熱量の経時変化が待
機時間内で複雑に変化し、このため、湯温の立ち下がり
特性の立ち下がり時定点に影響を与える後沸き時間Ｌ_D
が待機時間に比例した関係とならず、待機時間の経過に
伴い複雑に変化するという現象を突き止めるに至った。

【００１１】図２は本発明者が後沸き時間Ｌ_D を待機時
間を変数として求めた実験データである。この実験デー
タは、熱交換器２の通水流量をある値で一定とした場合
のデータであり、待機時間に対し、後沸き時間Ｌ_D は複
雑な高次式の様相を呈している。

【００１２】なお、図３は、ある一定の待機時間時点に
おける後沸き時間Ｌ_D が熱交換器２の通水流量によって
どのように変化するかを求めた実験データである。この
実験データから、待機時間の各時点において、後沸き時
間Ｌ_D は流量に対して比例関係を持つことが分かる。

【００１３】前記の如く、ポストパージにより、湯温立
ち下がり特性の後沸き時間Ｌ_D は待機時間によって複雑
な様相を呈するが、この現象は、排気管20と吸気管21を
二重管状にしたものに限らず、排気管20と吸気管21が並
設されて相互の熱交換が可能な形態のものによっても生
じ、また、吸気と排気が相互に熱交換を行わない場合で
あっても、排気通路の長さによって排気抵抗が異なるこ
とから、排気経路が長くなるにつれ、後沸き時間は複雑
な様相を呈する。

【００１４】従来のおいては、このような待機時間によ
って後沸き時間Ｌ_D が複雑な様相を呈するということは
想定されなかったために、再出湯時のフィードフォワー
ドガス供給量の立ち上げ時に、後沸き時間Ｌ_D を正しい
値で取り込むことができないために、的確にガスの立ち
上げ供給量を補正制御することは難しく、このため、特
に、吸気と排気が熱交換を行うタイプの器具や、排気経
路が長い器具の再出湯湯温の安定化を精度良く行うこと
は困難であった。

【００１５】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、待機時間内で、後沸き時間
が複雑に変化する現象を考慮し、再出湯湯温の安定化制
御を精度良く行うことができる給湯器の再出湯時におけ
る燃焼制御方法およびその燃焼制御装置付給湯器を提供
することにある。

【００１６】

【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、
燃焼制御方法の第１の発明は、給湯燃焼停止後の次の再
出湯時に再出湯湯温の安定化制御を行うための給湯燃焼
停止時からの期間を待機時間として予め設定しておき、
この待機時間内で再出湯を行う際は、再出湯開始時から
の立ち上がり遅れ時間後の湯温の立ち上がりに対応する
湯温上昇と再出湯の通水による後沸き時間経過後の湯温
の立ち下がりに対応する湯温の下降との差分を相殺する
方向に燃料ガスの立ち上げ量を補正して燃焼させる給湯
器の再出湯時における燃焼制御方法において、前記待機
時間を変数とした後沸き時間のデータを与えておき、そ
の一方で再出湯時の給湯流量に比例した大きさであって
待機時間の全区間にわたって一定値となる補助後沸き時
間を与えておき、この補助後沸き時間を上下に挟む許容
範囲を与え、前記待機時間を変数とする後沸き時間のデ
ータが前記補助後沸き時間の許容範囲に含まれる待機時
間の区間での再出湯時は後沸き時間として補助後沸き時
間を採用してガスの立ち上げ量を補正し、前記待機時間
を変数とする後沸き時間のデータが前記補助後沸き時間
の許容範囲から外れる待機時間の区間での再出湯時はガ
スの立ち上げ量の補正を中止して入水温を給湯設定温度
に高めるのに要するフィードフォワードガス量近辺の一
定固定量のガス量を立ち上げる構成をもって課題を解決
する手段としている。

【００１７】また、燃焼制御方法の第２の発明は、給湯
燃焼停止後の次の再出湯時に再出湯湯温の安定化制御を
行うための給湯燃焼停止時からの期間を待機時間として
予め設定しておき、この待機時間内で再出湯を行う際
は、再出湯開始時からの立ち上がり遅れ時間後の湯温の
立ち上がりに対応する湯温上昇と再出湯の通水による後
沸き時間経過後の湯温の立ち下がりに対応する湯温の下
降との差分を相殺する方向に燃料ガスの立ち上げ量を補
正して燃焼させる給湯器の再出湯時における燃焼制御方
法において、前記待機時間を変数とした後沸き時間の基
礎データを与えてこのデータを前記待機時間を複数に分
割することで区分し、待機時間の各分割区分のうちの１
以上の分割区分に前記基礎データを待機時間を変数とす
る近似式で近似した近似式を与え、再出湯時にはその再
出湯時が前記近似式を与えた待機時間の分割区分に属す
る場合はその近似式によって後沸き時間を求めてガスの
立ち上げ量を補正する構成をもって課題を解決する手段
としている。

【００１８】また、燃焼制御方法の第３の発明は、給湯
燃焼停止後の次の再出湯時に再出湯湯温の安定化制御を
行うための給湯燃焼停止時からの期間を待機時間として
予め設定しておき、この待機時間内で再出湯を行う際
は、再出湯開始時からの立ち上がり遅れ時間後の湯温の
立ち上がりに対応する湯温上昇と再出湯の通水による後
沸き時間経過後の湯温の立ち下がりに対応する湯温の下
降との差分を相殺する方向に燃料ガスの立ち上げ量を補
正して燃焼させる給湯器の再出湯時における燃焼制御方
法において、前記待機時間を変数とした後沸き時間の基
礎データを与えてこのデータを前記待機時間を複数に分
割することで区分し、待機時間の各分割区分のうちの１
以上の分割区分に前記基礎データを待機時間を変数とす
る一次式で近似した一次近似式を与え、再出湯時にはそ
の再出湯時が前記一次近似式を与えた待機時間の分割区
分に属する場合はその一次近似式によって後沸き時間を
求めてガスの立ち上げ量を補正する構成をもって課題を
解決する手段としている。

【００１９】燃焼制御方法の第４の発明は、給湯燃焼停
止後の次の再出湯時に再出湯湯温の安定化制御を行うた
めの給湯燃焼停止時からの期間を待機時間として予め設
定しておき、この待機時間内で再出湯を行う際は、再出
湯開始時からの立ち上がり遅れ時間後の湯温の立ち上が
りに対応する湯温上昇と再出湯の通水による後沸き時間
経過後の湯温の立ち下がりに対応する湯温の下降との差
分を相殺する方向に燃料ガスの立ち上げ量を補正して燃
焼させる給湯器の再出湯時における燃焼制御方法におい
て、前記待機時間を変数とした後沸き時間のデータを与
えて待機時間を変数とする高次近似式として与え、再出
湯時にはこの高次近似式を用いて後沸き時間を演算によ
り求めてガスの立ち上げ量を補正する構成をもって課題
を解決する手段としている。

【００２０】燃焼制御装置付給湯器の第１の発明は、給
湯燃焼停止後の次の再出湯時に再出湯湯温の安定化制御
を行うための給湯燃焼停止時からの期間を待機時間とし
て予め設定しておき、この待機時間内で再出湯を行う際
は、再出湯開始時からの立ち上がり遅れ時間後の湯温の
立ち上がりに対応する湯温上昇と再出湯の通水による後
沸き時間経過後の湯温の立ち下がりに対応する湯温の下
降との差分を相殺する方向に燃料ガスの立ち上げ量を補
正して燃焼させる燃焼制御装置付給湯器において、前記
待機時間を変数とした後沸き時間のデータが与えられて
いるメーンデータ格納部と、再出湯時の給湯流量に比例
した大きさであって待機時間の全区間で一定となる補助
後沸き時間およびこの補助後沸き時間を上下に挟む許容
範囲のデータが各給湯流量の大きさ毎に与えられている
補助データ格納部と、再出湯開始時に給湯流量の検出情
報を得てその検出給湯流量に対応する前記補助データ格
納部の補助後沸き時間のデータと前記メーンデータ格納
部のデータとを比較し再出湯開始時点におけるメーンデ
ータ格納部側のデータの値が前記補助後沸き時間の許容
範囲内か否かを判断する後沸き時間範囲判断部と、この
後沸き時間範囲判断部の判断結果に基づきメーンデータ
格納部側のデータの値が補助後沸き時間の許容範囲以内
のときは後沸き時間として補助後沸き時間を採用してガ
スの立ち上げ量を補正しメーンデータ格納部側のデータ
の値が補助後沸き時間の許容範囲から外れているときは
ガスの立ち上げ量の補正を中止して入水温を給湯設定温
度に高めるのに要するフィードフォワードガス量近辺の
一定固定量のガス量を立ち上げるガス量立ち上げ制御部
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。

【００２１】燃焼制御装置付給湯器の第２の発明は、前
記燃焼制御装置付給湯器の第１の発明の構成を備えたも
のにおいて、補助データ格納部には給湯流量を変数とし
て待機時間の全区間で一定となる補助後沸き時間が与え
られ、再出湯時の給湯流量の情報を得て補助後沸き時間
を演算により求める構成としたことをもって課題を解決
する手段としている。

【００２２】上記発明において、待機時間を変数とした
後沸き時間の関数データを例えば予め実験により求め
て、その後沸き時間の実験関数データを高次近似式で与
えたり、あるいは待機時間を複数に分割区分し、各分割
区分の前記実験関数データを一次近似式で単純化して与
える構成にあっては、待機時間内で後沸き時間が複雑な
様相を呈する場合においても、その複雑な後沸き時間の
近似式を採用して再出湯時のフィードフォワードガス量
の立ち上げ供給量を補正制御できるので、再出湯湯温安
定化制御の精度を高めることが可能となる。

【００２３】また、補助後沸き時間の概念を採用し、こ
の補助後沸き時間と前記実験関数データを比較し、実験
関数データが補助後沸き時間の許容範囲に入る場合には
後沸き時間として補助後沸き時間を採用し、実験関数デ
ータが補助後沸き時間の許容範囲から外れる範囲では、
立ち上げガス量の補正を中止して一定のガス量を立ち上
げる構成とした発明においては、複雑な実験関数データ
を用いずに単純な補助後沸き時間を用いて制御できるこ
とになり、補助後沸き時間が使えない区間、つまり、実
験関数データが補助後沸き時間の許容範囲を外れる区間
では、入水温を給湯設定温度に高めるのに要するフィー
ドフォワードガス量近辺の一定固定量のガス量を立ち上
げるので、ガス立ち上げ量が実情から大きく外れること
はなく、制御構成が簡易にできるにも拘わらず、精度の
高い再出湯湯温の安定化制御を行うことができることと
なる。このように、本願の各発明は、待機時間によって
複雑に変化する後沸き時間を考慮してできるだけその実
情に合うように後沸き時間を設定するので、従来に比べ
再出湯湯温の安定化制御の精度が格段に向上し、本発明
の目的とする課題解決が達成される。

【００２４】

【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。なお、以下に説明する各実施形態例
の給湯器は単機能給湯器、給湯・風呂複合機等の各種タ
イプの給湯器に適用されるが、説明の都合上、前記の図
６および図７に示したシステム構成を代表例にして説明
する。なお、これら図６および図７において同一名称部
分には同一符号が付されており、その重複説明は省略す
る。

【００２５】図１には本発明の方法を行う本発明装置の
特徴的な制御構成のブロック図が示されている。この特
徴的な構成は給湯器の制御装置14に設けられるもので、
第１実施形態例の構成は、メーンデータ格納部22と、補
助データ格納部23と、後沸き時間範囲判断部24と、ガス
量立ち上げ制御部25と、待機時間計測手段26とを有して
構成されている。

【００２６】この第１実施形態例は、待機時間の経過に
伴い複雑に変化する後沸き時間そのものを直接用いず
に、簡易な取り扱い処理によって精度の高い再出湯湯温
の安定化制御を行おうとするものである。

【００２７】前記待機時間計測手段26はタイマクロック
により構成され、給湯燃焼停止時からの時間の経過を計
測する。

【００２８】前記メーンデータ格納部22には図４に示す
ような待機時間を変数とする立ち下がり特性の後沸き時
間Ｌ_D のデータが実験により求められて格納されてい
る。

【００２９】一方、補助データ格納部23には補助後沸き
時間データおよびその補助後沸き時間データを上下に挟
む許容範囲のデータが格納されている。この実施形態例
では前記図３に示した如く、流量によって後沸き時間Ｌ
_D が比例的に変化することに着目し、熱交換器２を通る
通水量の値毎に区分されて複数の補助後沸き時間データ
が格納されている。

【００３０】熱交換器２の通水流量をＱとしたとき、補
助後沸き時間αはα＝ＢＱ＋Ｚの式で表される。ここに
ＢおよびＺは定数であり、熱交換器２の通水流量Ｑ₁ ，
Ｑ₂，Ｑ₃ ，・・・・・に対し、それに対応する補助後
沸き時間αがＢＱ₁ ＋Ｚ，ＢＱ₂ ＋Ｚ，ＢＱ₃ ＋Ｚ，・
・・・・という如く、各通水流量に対応して補助後沸き
時間αが与えられ、各αに該αを上下に挟む許容範囲が
与えられて補助後沸き時間のデータが前記補助データ格
納部23に格納されている。

【００３１】後沸き時間範囲判断部24は給湯栓１が開け
られて再出湯が開始したときには、その再出湯の開始を
流量センサ９の流量検出信号等により検知し、待機時間
計測手段26から出湯開始時の待機時間（給湯燃焼停止時
から再出湯開始までの時間）を検出する。そして、流量
センサ９によって検出される給湯流量の値によってその
流量に対応する補助後沸き時間αとその許容範囲を補助
データ格納部23から読み出し、前記メーンデータ格納部
22に格納されている後沸き時間の実験関数データと図４
に示す如く比較する。

【００３２】そして、待機時間の区間内で、再出湯開始
点における実験関数データの値が補助時定数αの許容範
囲から外れているか否かを判断する。つまり、図４の例
では、再出湯開始点がＩとIII の区間では実験関数デー
タは補助後沸き時間αの許容範囲から外れていると判断
し、待機時間のIIの区間では、実験関数データは補助後
沸き時間αの許容範囲内に入っているものと判断し、そ
の判断結果をガス量立ち上げ制御部25に加える。

【００３３】ガス量立ち上げ制御部25は前記後沸き時間
範囲判断部24の判断結果に基づき、再出湯開始時が待機
時間のＩとIII の区間であるときには、入水温度Ｔ_w の
流量Ｑを設定温度Ｔ_stに高めるのに要する要求熱量Ｐを
Ｐ＝Ｑ（Ｔ_st−Ｔ_w ）のフィードフォワード演算により
求め、これに、予め定められる100 ％、あるいは110
％、あるいは120 ％という如く予め定められる一定の割
合を掛けて、入水温を給湯設定温度に高めるのに要する
フィードフォワードガス量近辺の一定固定量のガス量を
立ち上げ供給する。

【００３４】その一方で、再出湯の開始時点がIIの区
間、すなわち、後沸き時間の実験関数データが補助後沸
き時間の許容範囲に入っている区間では、補助後沸き時
間αを採用し、この補助後沸き時間αを用いてガスの立
ち上げ量を補正したフィードフォワードガス量を立ち上
げる。

【００３５】この実施形態例では、待機時間の経過に伴
い複雑に変化する後沸き時間を高次式で数式化する煩雑
さを避けて制御処理するため、その制御構成を極めて簡
易化することができる。

【００３６】このように制御構成を簡易化しても、実験
関数データが補助後沸き時間の許容範囲内に入るときに
は、補助後沸き時間を使用するので、実験関数データを
用いた場合とほぼ同様の制御精度を保つことができると
共に、補助後沸き時間の許容範囲から実験関数データが
外れる場合には、補助後沸き時間の採用を止め、ガス量
の補正を行わずに一定固定量のフィードフォワードガス
供給量を入水温度を設定温度に高めるのに要する要求熱
量の近辺の値のガス量でもって供給するので、最適なフ
ィードフォワードガス量の立ち上げ量から大きくずれる
ことのないガス量を立ち上げ供給することができるの
で、再出湯湯温が給湯設定温度から許容範囲を越えてず
れることのない安定した湯温の湯の供給が可能である。

【００３７】次に、本発明の第２の実施形態例を説明す
る。この第２実施形態例は、補助デデータ格納部23に熱
交換器２の通水流量に基づいて補助後沸き時間データα
を演算により求める演算式をα＝ＢＱ＋Ｚ（Ｂ，Ｚは定
数）で与え、図１の鎖線で示すように補助後沸き時間演
算部27を設けている。この補助後沸き時間演算部27は流
量センサ９から流量検出信号を受け取り、再出湯開始時
の流量の値を用いて前記補助データ格納部23に格納され
ている演算式を用いて補助後沸き時間αを演算により求
める構成としている。なお、演算により求められた補助
後沸き時間αに付される許容範囲のデータは補助データ
格納部23に与えられており、補助後沸き時間演算部27は
演算により求めた補助後沸き時間αに許容範囲を付して
そのデータを後沸き時間範囲判断部24に加える構成とし
ている。それ以外の構成は前記第１実施形態例と同様で
ある。この第２実施形態例も、前記第１実施形態例と同
様な作用効果を奏することが可能である。

【００３８】次に、本発明の第３実施形態例を説明す
る。この第３実施形態例は、湯温立ち下がり特性の後沸
き時間を高次式で数式化する煩雑化を避け、図５に示す
ように、待機時間を複数に区分（図５の場合は３区分）
し、立ち下がり時定数の実験関数データを各区分毎に一
次式で近似し、待機時間のＩの区間はの近似式によ
り、IIの区間はの一次近似式により、また、III の区
間はの一次近似式をそれぞれ用いて実験関数データを
近似するものであり、この待機時間の各区間の一次近似
式は図１のメーンデータ格納部22に格納し、再出湯湯温
のガス供給量の立ち上げ制御はこの各区間の一次近似式
を用いて行うようにしたことを特徴とする。したがっ
て、この第３実施形態例では、補助後沸き時間を用いな
いので、図１の補助データ格納部23および補助後沸き時
間演算部27は省略される。

【００３９】この第３実施形態例では、メーンデータ格
納部22に格納されている待機時間の各区分毎の一次近似
式を用いて後沸き時間を求めて再出湯時の立ち上げガス
量を補正するので、後沸き時間の実験関数データを高次
式により数式化する煩雑化を避けて制御処理することが
できるので、前記第１および第２の各実施形態例と同様
に制御処理の簡易化を図ることができる。

【００４０】しかも、待機時間を複数に区分し、各区分
毎に後沸き時間の実験関数データを一次式で近似するの
で、各区間での近似式をほぼ実験関数データに一致する
ように近似することができるので、再出湯時のガス立ち
上げ量の補正制御の精度も高まり、再出湯時のフィード
フォワードガス供給量のずれを極めて小さくしてガスの
立ち上げ量を制御できる結果、再出湯湯温のより優れた
安定化制御が可能となる。

【００４１】次に、本発明の第４実施形態例を説明す
る。この第４実施形態例は、図１のメーンデータ格納部
22に後沸き時間の実験関数データを高次式で近似して数
式化し、この高次の近似式を図１のメーンデータ格納部
22に格納し、再出湯時には、この高次の近似式を用いて
後沸き時間を求め、再出湯時のガス立ち上げ量を補正す
るものである。この第４実施形態例の場合も、補助後沸
き時間を使用しないので、図１の補助データ格納部23お
よび補助後沸き時間演算部27は省略される。

【００４２】この第４実施形態例では、後沸き時間の実
験関数データを高次式に数式化する処理が煩雑となる
が、一旦この高次近似式を求めてメーンデータ格納部22
に格納した後は、後沸き時間の実験関数データを用いて
後沸き時間を求めるのと同じ結果となり、これにより、
再出湯時のガス量立ち上げ補正の精度は格段にアップ
し、次世代の高性能器具として提供することが可能であ
る。

【００４３】なお、本発明は各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。特に、本発
明は排気と吸気が熱交換を行うタイプのものであって、
給湯燃焼停止後にポストパージを行う器具においては特
に顕著な効果を奏するが、それ以外の器具においても待
機時間に応じて変化する後沸き時間を考慮して再出湯時
のガス立ち上げ量の補正を行い得るので、フィードフォ
ワードのガス立ち上げ量の補正を正確に行うことがで
き、再出湯湯温の安定化制御の精度を従来例のものに比
べ、格段にアップできるという効果が得られることにな
る。

【００４４】また、上記第３実施形態例では待機時間を
複数に区分し、全区分ごとに一次近似式を与えたが全区
分でなく、１以上の適宜の区分のみに一次近似式を与え
てもよい。この場合近似式を与えるバリエーションは各
種考えられ、例えば、図10の（ａ）に示すように、Ｉの
区分のみにの近似式を用いるようにしたり、あるいは
同図の（ｂ）に示すようにＩの区分はの近似式を用
い、II以上の区分には固定値を用いる等の様々なバリエ
ーションを採用することが可能である。また、近似式は
一次近似式以外の近似式を用いて近似してもよい。

【００４５】さらに、実験関数データ（実験データ）は
全てのデータを実験により求めなくてもよく、実験値を
数ポイントあるいは経験値より推定して求めることも可
能である。

【００４６】

【発明の効果】本発明において、補助後沸き時間の概念
を用いて湯温立ち下がり特性の後沸き時間を近似する構
成にあっては、給湯燃焼停止時から次の再出湯時までの
待機時間の長さによって複雑に変化する湯温立ち下がり
特性の後沸き時間を複雑な高次式に数式化する煩雑さを
避け、実際の後沸き時間のデータ（実験関数データ）が
補助後沸き時間の許容範囲に含まれる場合には、熱交換
器の通水流量によって容易に求まる補助後沸き時間を用
いて再出湯時のガス立ち上げ量を補正するものであるか
ら、再出湯湯温の制御構成を簡易化できるという効果を
得ることができる。

【００４７】しかも、後沸き時間のデータ（実験関数デ
ータ）が補助後沸き時間の許容範囲から外れる場合に
は、補助後沸き時間の採用を止め、入水温を設定温度に
高めるのに要する要求熱量近辺の一定の固定ガス量を立
ち上げ供給するようにしたものであるから、実際の後沸
き時間のデータ（実験関数データ）が補助後沸き時間の
許容範囲から外れる待機時間の区間で再出湯が開始され
た場合にも、安定した湯温の出湯が可能となり、従来例
に比べ再出湯湯温の安定化制御の精度を高めることが可
能である。

【００４８】また、待機時間を複数に区分し、そのうち
１つ以上の区分に実際の後沸き時間のデータ（実験関数
データ）を近似する近似式（一次近似式を含む）を与
え、この近似式を用いて後沸き時間を求める構成とした
発明にあっては、前記補助後沸き時間の概念を用いた発
明と同様に実際の後沸き時間のデータ（実験関数デー
タ）を高次の近似式に数式化する煩雑さを避けて制御処
理することができるので、再出湯湯温の制御構成の簡易
化が図れることになる。しかも、待機時間を複数に区分
して各区分毎に一次式で実際の後沸き時間データを近似
するようにすれば、ほぼ実際のデータに合うように近似
式を与えることができ、これにより、各待機時間での再
出湯時の後沸き時間をより実情に合うように求めること
ができ、これにより、再出湯時の立ち上げガス量の補正
精度がアップし、再出湯湯温のより優れた安定化制御が
可能となる。

【００４９】さらに、実際の後沸き時間のデータ（実験
関数データ）を高次近似式で与える構成の発明にあって
は、実際の後沸き時間を高次近似式に数式化する多少の
煩雑さがあっても、一旦高次近似式を与えた後には、こ
の高次近似式を用いて再出湯時の湯温の後沸き時間を実
際の後沸き時間に一致する値で求めることができ、これ
により、再出湯時の立ち上げガス量の補正制御の精度が
格段にアップし、再出湯湯温安定化の高性能の次世代の
器具として提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例の要部構成のブロック図で
ある。

【図２】本発明者が実験により求めた待機時間を変数と
する後沸き時間の説明図である。

【図３】待機時間を一定時点に固定したときの流量と後
沸き時間との関係を示すグラフである。

【図４】本発明の第１実施形態例における後沸き時間の
決定手法を示す説明図である。

【図５】本発明の第３実施形態例における後沸き時間の
決定手法を示す説明図である。

【図６】排気管20と吸気管21が二重管となっているタイ
プの給湯器の構成説明図である。

【図７】従来の一般的な給湯器のシステム構成図であ
る。

【図８】再出湯時における湯温の立ち上がり特性による
湯温上昇と湯温の立ち下がり特性による湯温降下の差に
よる出湯湯温の給湯設定温度に対するずれを示す説明図
である。

【図９】図８に示す出湯湯温のずれを補正する再出湯時
の立ち上げガス量の補正動作の説明図である。

【図10】待機時間の１以上の分割区分に近似式を与える
バリエーションの一例を示す他の実施形態例の説明図で
ある。

【符号の説明】

22 メーンデータ格納部 23 補助データ格納部 24 後沸き時間範囲判断部 25 ガス量立ち上げ制御部 26 待機時間計測手段 27 補助後沸き時間演算部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給湯燃焼停止後の次の再出湯時に再出湯
   湯温の安定化制御を行うための給湯燃焼停止時からの期
   間を待機時間として予め設定しておき、この待機時間内
   で再出湯を行う際は、再出湯開始時からの立ち上がり遅
   れ時間後の湯温の立ち上がりに対応する湯温上昇と再出
   湯の通水による後沸き時間経過後の湯温の立ち下がりに
   対応する湯温の下降との差分を相殺する方向に燃料ガス
   の立ち上げ量を補正して燃焼させる給湯器の再出湯時に
   おける燃焼制御方法において、前記待機時間を変数とし
   た後沸き時間のデータを与えておき、その一方で再出湯
   時の給湯流量に比例した大きさであって待機時間の全区
   間にわたって一定値となる補助後沸き時間を与えてお
   き、この補助後沸き時間を上下に挟む許容範囲を与え、
   前記待機時間を変数とする後沸き時間のデータが前記補
   助後沸き時間の許容範囲に含まれる待機時間の区間での
   再出湯時は後沸き時間として補助後沸き時間を採用して
   ガスの立ち上げ量を補正し、前記待機時間を変数とする
   後沸き時間のデータが前記補助後沸き時間の許容範囲か
   ら外れる待機時間の区間での再出湯時はガスの立ち上げ
   量の補正を中止して入水温を給湯設定温度に高めるのに
   要するフィードフォワードガス量近辺の一定固定量のガ
   ス量を立ち上げることを特徴とする給湯器の再出湯時に
   おける燃焼制御方法。
2. 【請求項２】 給湯燃焼停止後の次の再出湯時に再出湯
   湯温の安定化制御を行うための給湯燃焼停止時からの期
   間を待機時間として予め設定しておき、この待機時間内
   で再出湯を行う際は、再出湯開始時からの立ち上がり遅
   れ時間後の湯温の立ち上がりに対応する湯温上昇と再出
   湯の通水による後沸き時間経過後の湯温の立ち下がりに
   対応する湯温の下降との差分を相殺する方向に燃料ガス
   の立ち上げ量を補正して燃焼させる給湯器の再出湯時に
   おける燃焼制御方法において、前記待機時間を変数とし
   た後沸き時間の基礎データを与えてこのデータを前記待
   機時間を複数に分割することで区分し、待機時間の各分
   割区分のうちの１以上の分割区分に前記基礎データを待
   機時間を変数とする近似式で近似した近似式を与え、再
   出湯時にはその再出湯時が前記近似式を与えた待機時間
   の分割区分に属する場合はその近似式によって後沸き時
   間を求めてガスの立ち上げ量を補正する給湯器の再出湯
   時における燃焼制御方法。
3. 【請求項３】 給湯燃焼停止後の次の再出湯時に再出湯
   湯温の安定化制御を行うための給湯燃焼停止時からの期
   間を待機時間として予め設定しておき、この待機時間内
   で再出湯を行う際は、再出湯開始時からの立ち上がり遅
   れ時間後の湯温の立ち上がりに対応する湯温上昇と再出
   湯の通水による後沸き時間経過後の湯温の立ち下がりに
   対応する湯温の下降との差分を相殺する方向に燃料ガス
   の立ち上げ量を補正して燃焼させる給湯器の再出湯時に
   おける燃焼制御方法において、前記待機時間を変数とし
   た後沸き時間の基礎データを与えてこのデータを前記待
   機時間を複数に分割することで区分し、待機時間の各分
   割区分のうちの１以上の分割区分に前記基礎データを待
   機時間を変数とする一次式で近似した一次近似式を与
   え、再出湯時にはその再出湯時が前記一次近似式を与え
   た待機時間の分割区分に属する場合はその一次近似式に
   よって後沸き時間を求めてガスの立ち上げ量を補正する
   給湯器の再出湯時における燃焼制御方法。
4. 【請求項４】 給湯燃焼停止後の次の再出湯時に再出湯
   湯温の安定化制御を行うための給湯燃焼停止時からの期
   間を待機時間として予め設定しておき、この待機時間内
   で再出湯を行う際は、再出湯開始時からの立ち上がり遅
   れ時間後の湯温の立ち上がりに対応する湯温上昇と再出
   湯の通水による後沸き時間経過後の湯温の立ち下がりに
   対応する湯温の下降との差分を相殺する方向に燃料ガス
   の立ち上げ量を補正して燃焼させる給湯器の再出湯時に
   おける燃焼制御方法において、前記待機時間を変数とし
   た後沸き時間のデータを与えて待機時間を変数とする高
   次近似式として与え、再出湯時にはこの高次近似式を用
   いて後沸き時間を演算により求めてガスの立ち上げ量を
   補正する給湯器の再出湯時における燃焼制御方法。
5. 【請求項５】 給湯燃焼停止後の次の再出湯時に再出湯
   湯温の安定化制御を行うための給湯燃焼停止時からの期
   間を待機時間として予め設定しておき、この待機時間内
   で再出湯を行う際は、再出湯開始時からの立ち上がり遅
   れ時間後の湯温の立ち上がりに対応する湯温上昇と再出
   湯の通水による後沸き時間経過後の湯温の立ち下がりに
   対応する湯温の下降との差分を相殺する方向に燃料ガス
   の立ち上げ量を補正して燃焼させる燃焼制御装置付給湯
   器において、前記待機時間を変数とした後沸き時間のデ
   ータが与えられているメーンデータ格納部と、再出湯時
   の給湯流量に比例した大きさであって待機時間の全区間
   で一定となる補助後沸き時間およびこの補助後沸き時間
   を上下に挟む許容範囲のデータが各給湯流量の大きさ毎
   に与えられている補助データ格納部と、再出湯開始時に
   給湯流量の検出情報を得てその検出給湯流量に対応する
   前記補助データ格納部の補助後沸き時間のデータと前記
   メーンデータ格納部のデータとを比較し再出湯開始時点
   におけるメーンデータ格納部側のデータの値が前記補助
   後沸き時間の許容範囲内か否かを判断する後沸き時間範
   囲判断部と、この後沸き時間範囲判断部の判断結果に基
   づきメーンデータ格納部側のデータの値が補助後沸き時
   間の許容範囲以内のときは後沸き時間として補助後沸き
   時間を採用してガスの立ち上げ量を補正しメーンデータ
   格納部側のデータの値が補助後沸き時間の許容範囲から
   外れているときはガスの立ち上げ量の補正を中止して入
   水温を給湯設定温度に高めるのに要するフィードフォワ
   ードガス量近辺の一定固定量のガス量を立ち上げるガス
   量立ち上げ制御部とを有する燃焼制御装置付給湯器。
6. 【請求項６】 補助データ格納部には給湯流量を変数と
   して待機時間の全区間で一定となる補助後沸き時間が与
   えられ、再出湯時の給湯流量の情報を得て補助後沸き時
   間を演算により求める構成とした請求項５記載の燃焼制
   御装置付給湯器。