JP3859811B2

JP3859811B2 - 給湯燃焼装置

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Publication number: JP3859811B2
Application number: JP12645897A
Authority: JP
Inventors: 徹哉佐藤; 久恭渡辺; 寿久斉藤
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: JPH10300216A

Description

【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２４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２４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、本発明は、給水通路から供給される水を燃焼制御部によって制御されるバーナの燃焼熱量により加熱する給湯熱交換器と、この給湯熱交換器から出る湯の給湯通路と前記給水通路間を前記給湯熱交換器を迂回して連通する給水制御用バイパス通路と、この給水制御用バイパス通路から出る水が合流する湯側の流量を制御する第１の流量制御手段と、前記給水制御用バイパス通路を通る水の流量を制御する第２の流量制御手段と、給湯燃焼停止状態時における給湯熱交換器内湯温の後沸きの発生を判断する機能とを備えた給湯燃焼装置であって、給湯熱交換器内湯温の後沸きが生じているものと判断されている状態で給湯が開始されたときに第１の流量制御手段と第２の流量制御手段を制御して前記湯側の流量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流量比を後沸き解消方向に制御するミキシングモード動作部と、この流量比制御による湯側流量とバイパス制御流量とのミキシング動作時の湯側流量を検出する湯側流量検出部とを有し、前記燃焼制御部は前記ミキシングモード動作部による流量比制御のミキシング動作時においては前記給水制御用バイパス通路を通る流量を含む給水の総流量のうちの湯側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のみによって給湯熱交換器を加熱する制御機能を備えていることをもって課題を解決する手段としている。
【００１３】
本発明においては、給湯熱交換器内湯温に後沸きが生じている状態で、給湯が開始されたときには、ミキシングモード動作部により、第１の流量制御手段と第２の流量制御手段が制御されて、湯側の流量と水側のバイパス制御流量の流量比が後沸きを解消する方向に制御されて湯と水のミキシングが行われる。
【００１４】
このミキシング動作状態時において、燃焼制御部は、給水通路から入水する総流量から給水制御用バイパス通路を通るバイパス制御流量を除いた残りの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によって給湯熱交換器を加熱制御する。
【００１５】
これにより、給湯熱交換器を加熱する熱量は総流量を給水温度から給湯設定温度に高めるのに要する熱量、つまり、総流量に対するフィードフォワード熱量よりも小さいので、給湯熱交換器内の後沸きの湯が出終わったときには、総流量を給湯設定温度に高めるのに要する熱量に足りない熱量不足状態となるので、第２の流量制御手段の弁は閉方向となり、後沸きの解消後、給水制御用バイパス通路は迅速に閉止され、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との併用による総流量に切り換わって定常の給湯燃焼運転に移行する。
【００１６】
【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。
【００１７】
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。
【００１８】
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ＩＣ等の弁開度の検出センサ（図示せず）が設けられている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
また図２の（ｃ）に示す給湯燃焼装置のモデル例は装置構成をより簡易化したタイプのもので、前記図２の（ａ），（ｂ）のモデル例で設けられている熱交出側温度センサ７と、熱交補助温度センサ２２と、第１の流量センサＦＳ_１とを省略し、総給水流量（総給湯流量）を検出する第２の流量センサＦＳ_２を給水制御用バイパス通路１８の接続部Ｂよりも上流側の給水通路２に設けた構成としたものであり、それ以外は前記図２の（ａ），（ｂ）のモデル例と同様である。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２４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２４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２４に付した符号を用いて説明する。
【００２４】
本実施形態例の給湯燃焼装置は給湯熱交換器１に後沸きのオーバーシュート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の燃焼加熱を第１の流量センサＦＳ₁によって検出された値を用いて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ＧＭ₁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第１の制御構成のブロック図が示されている。この第１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、燃焼制御部４８とを有して構成されている。
【００２５】
燃焼制御部４８は、給湯熱交換器１内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は、給水温度センサ６で検出される給水温度Ｔ_INとリモコン９等により設定される給湯設定温度Ｔ_SPと、第１の流量制御手段ＧＭ₁を通って給水制御用バイパス通路１８から出るバイパス制御流量の水と合流する湯側の流量Ｑ（この湯側の流量Ｑは第１の流量センサＦＳ₁によって直接検出されるが、演算により求めた値であってもよい）との検出データを取り込み、湯側の流量Ｑを給水温度Ｔ_INから給湯設定温度Ｔ_SPまで高めるのに要する理論熱量である、フィードフォワード熱量Ｐ_F/Fを求め、このフィードフォワード熱量Ｐ_F/Fを発生させるガス供給量をバーナ１０に供給すべく、比例弁１４への開弁駆動電流を制御する。なお、前記フィードフォワード熱量Ｐ_F/Fは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る。
【００２６】
図１に示す第１の制御構成は前記図２の（ａ），（ｂ）のモデル例を対象としており、入力温度検出部２８は、熱交出側温度センサ７で検出される給湯熱交換器１の出側の湯温Ｔ_OUTを取り込み、第１の流量制御手段ＧＭ₁に入る湯側温度（給湯熱交換器１を出る湯と常時バイパス通路１７を出る水とが混合した湯の温度）を入力温度Ｔ_Kとして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、常時バイパス通路１７の出側Ｃと第１の流量制御手段ＧＭ₁の入口との間の給湯通路３に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、その入力温度Ｔ_Kを間接的に検出する。
【００２７】
この入力温度の間接的な検出は、給湯熱交換器１の熱交出側温度温度センサ７で検出される給湯熱交換器１の出側温度Ｔ_OUTを取り込み、次の演算により求める。
【００２８】
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）式により入力温度Ｔ_Kを演算により求める。
【００２９】
Ｔ_K＝Ｔ_OUT×ｍ＋Ｔ_IN×ｎ・・・・・（１）
【００３０】
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３０％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２８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。
【００３１】
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。
【００３２】
Ｑ_BP／Ｑ＝（Ｔ_K−Ｔ_SP）／（Ｔ_SP−Ｔ_IN）・・・・・（２）
【００３３】
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。
【００３４】
つまり、給湯熱交換器１の後沸きの温度によって入力温度Ｔ_Kが変化し、この入力温度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。
【００３５】
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。
【００３６】
Ｗ_ST＝（Ｔ_K−Ｔ_SP）／（Ｔ_SP−Ｔ_IN）・・・・・（３）
【００３７】
Ｗ_DE＝Ｑ_BP／Ｑ・・・・・（４）
【００３８】
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２８から得られる入力温度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。
【００３９】
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。
【００４０】
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ＦＳ₂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。
【００４１】
Ｑ_BP＝Ｑ_T−Ｑ・・・・・（５）
【００４２】
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。
【００４３】
Ｑ_BP＝（Ｔ_K−Ｔ_IN）・Ｑ／（Ｔ_MIX−Ｔ_IN）・・・・・（６）
【００４４】
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。
【００４５】
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＝Ｋ₂（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。
【００４６】
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、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ＧＭ₁は閉方向に、第２の制御手段ＧＭ₂は開方向に制御される。
【００４７】
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、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。
【００４８】
図３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側の熱交出側温度（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。
【００４９】
図４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。
【００５０】
図５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。
【００５１】
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、燃焼制御部４８による給湯熱交換器１の加熱量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り制御され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が行われる。
【００５２】
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_T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（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（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_T・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_T・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。
【００５３】
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。
【００５４】
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が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ＧＭ_１に入る入力温度Ｔ_Ｋが検出され、その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。
【００５５】
このように、本実施形態例においては、給湯熱交換器１から出る後沸き湯温を解消するミキシング動作時には、湯側流量Ｑに対するフィードフォワード熱量（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理論熱量）を与えるようにしており、この流量Ｑに対するフィードフォワード熱量は総流量Ｑ_Tに対するフィードフォワード熱量（総流量Ｑ_Tを給水温度Ｔ_INから給湯設定温度に高めるのに要する理論熱量）よりも小さいので、給湯熱交換器１から後沸きの湯が出終わった後には総流量Ｑ_Tを給湯設定温度にする必要熱量よりも少ない不足の熱量となり、このため、第２の流量制御手段ＧＭ₂は閉方向の動作となって給水制御用バイパス通路１８を閉止する結果、給湯熱交換器１内の後沸き湯温が解消されたときには迅速にミキシングによる流量比制御から総流量制御へ移行することができる。
【００５６】
しかも、第２の流量制御手段ＧＭ₂が閉止されたときには湯側の流量Ｑは総流量Ｑ_Tに一致するので、流量Ｑに対するフィードフォワード熱量と総流量Ｑ_Tに対するフィードフォワード熱量が等しくなり、第２の流量制御手段ＧＭ₂が開から閉に切り換わるときのフィードフォワード熱量の変動が殆どなく、これにより、給湯湯温の変動を起こさせることなく、ミキシングによる流量比制御から定常運転の総流量制御へ湯温の安定を保って円滑に移行することが可能となる。
【００５７】
これに対して、後沸き解消のミキシング動作時に総流量Ｑ_Tに対するフィードフォワード熱量を与えた場合には、与える熱量が大きいために、給湯熱交換器１から後沸きの湯が出終わっても、第２の流量制御手段ＧＭ₂が閉方向の動作にならず、流量比制御から総流量制御へ迅速に移行できないという問題が生じ、また、給湯熱交換器１を通る流量が少ないときにはこの少ない流量が大きなフィードフォワード熱量によって加熱されるので、沸騰の危険がある等の問題が生じるが、本実施形態例では前記の如くミキシング動作時には湯側流量Ｑに対するフィードフォワード熱量によって（より少ない熱量によって）燃焼加熱するので、このような問題の発生を効果的に解消することができる。
【００５８】
また、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。
【００５９】
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。
【００６０】
図６は本実施形態例における流量比制御の第２の制御構成を示すものである。この第２の制御構成は、入力温度Ｔ_Kの湯がバイパス制御流量Ｑ_BPとミキシングされたときに、そのミキシングの温度を湯側流量Ｑと総流量Ｑ_Tの情報により演算により検出温度Ｔ_MIXとして求め、この検出給湯温度Ｔ_MIXが給湯設定温度Ｔ_SPに一致する方向に湯側流量Ｑとバイパス制御流量Ｑ_BPとの流量比を制御する構成としたもので、入力温度検出部２８と、給湯温度検知部としての給湯温度演算部３５と、ミキシング制御部３４とを有して構成されている。
【００６１】
前記入力温度検出部２８は前記図１に示す第１の制御構成の入力温度検出部と同一の構成のものであり、入力温度Ｔ_Kを直接的あるいは間接的に検出し、その検出値を給湯温度演算部３５に加える。
【００６２】
給湯温度演算部３５には解法データとして、次の（７）式に示す演算式が与えられている。この演算式も、熱量の平衡バランスの関係によって得られるものである。
【００６３】
Ｔ_MIX＝｛（Ｔ_K−Ｔ_IN）・Ｑ／Ｑ_T｝＋Ｔ_IN・・・・・（７）
【００６４】
給湯温度演算部３５は前記入力温度検出部２８から加えられる入力温度Ｔ_Kと給水温度センサ６で検出される給水温度Ｔ_INと、第１の流量センサＦＳ₁で検出される湯側流量Ｑと、第２の流量センサＦＳ₂で検出される総流量Ｑ_Tとのデータを取り込み、前記（７）式に従い給湯温度Ｔ_MIXを演算により求め、その求めた給湯温度Ｔ_MIXをミキシング制御部３４に供給する。
【００６５】
ミキシング制御部３４は、リモコン等から加えられる給湯設定温度Ｔ_SPを目標温度とし、演算により求めた給湯温度Ｔ_MIXを目標温度Ｔ_SP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向きとなるように制御する。
【００６６】
より具体的には、給湯設定温度Ｔ_ＳＰと演算により求めた給湯温度Ｔ_ＭＩＸとの差を求め、第１の流量制御手段ＧＭ_１にはＶ_１＝Ｋ′ _１（Ｔ_ＳＰ−Ｔ_ＭＩＸ）の演算により求まる電圧Ｖ_１を印加し、また、第２の流量制御手段ＧＭ_２にはＶ_２＝Ｋ′ _２（Ｔ_ＳＰ−Ｔ_ＭＩＸ）の演算により求まる電圧Ｖ_２を印加し、第１の流量制御手段ＧＭ_１と第２の流量制御手段ＧＭ_２を互いにその開閉方向を逆向きに制御する。なお、Ｋ′ _１，Ｋ′ _２は実験等により予め求められる係数（ゲイン）である。
【００６７】
この第２の制御構成の場合も、前記第１の制御構成と同様に、給湯熱交換器１内の後沸きの湯温を解消するミキシング動作時には、給湯熱交換器１へはフィードフォワード熱量Ｐ_F/Fのみを与えて行う。
【００６８】
前記ミキシング制御部３４により、給湯熱交換器１内の後沸きの温度が高い場合、すなわち、入力温度Ｔ_Kが高いときには、第１の流量制御手段ＧＭ₁は閉方向に、第２の流量制御手段ＧＭ₂は開方向にそれぞれ制御され、後沸きの温度が小さくなるにつれ、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て後沸きが解消される。このように、給湯検出温度Ｔ_MIXを目標温度の給湯設定温度Ｔ_SP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を逆方向となるように湯側の流量Ｑとバイパス制御流量Ｑ_BPの流量比が制御されるので、前記図１に示す第１の制御構成の場合と同様に高精度、かつ、高信頼性のもとで、後沸き解消のための湯と水のミキシング制御が達成され、後沸き温度の如何に拘わらず給湯設定温度の安定した湯を給湯することができるという効果を奏することができる。
【００６９】
図７には本実施形態例における流量比制御の第３の制御構成が示されている。この制御構成は、前記図２の（ｃ）に示すモデル例に対応する簡易型の構成のもので、給湯温度センサ８により給湯温度Ｔ_MIXを実測し、この実測給湯温度Ｔ_MIXとリモコン等により設定される給湯設定温度Ｔ_SPとをミキシング制御部３４で比較し、目標温度の給湯設定温度Ｔ_SPに実測給湯温度Ｔ_MIXを一致させる方向に第１の流量制御手段ＧＭ₁と第２の流量制御手段ＧＭ₂を流量の増減方向が互いに逆向きとなる方向に制御するものである。この第３の制御構成におけるミキシング制御部３４の制御動作は前記図６に示すミキシング制御部３４の動作と同様である。この第３の制御構成は、給湯温度Ｔ_MIXを演算により求めずに実測したことが前記図６に示す第２の制御構成と異なり、それ以外は前記第２の制御構成の動作と同様である。
【００７０】
この第３の制御構成は、実測給湯温度Ｔ_MIXと給湯設定温度Ｔ_SPとを比較する簡易な構成で第１の流量制御手段ＧＭ₁と第２の流量制御手段ＧＭ₂の制御を行うものであり、前記第２の制御構成の入力温度検出部２８や第１の流量センサＦＳ₁や、熱交出側温度センサ７を省略できるので、装置構成を簡易化することができる。このように、装置構成を簡易化するにも拘わらず、実測給湯温度Ｔ_MIXを目標温度である給湯設定温度Ｔ_SPに一致する方向に湯側流量Ｑとバイパス制御流量Ｑ_BPとの流量比制御を第１の流量制御手段ＧＭ₁と第２の流量制御手段ＧＭ₂の流量の増減方向が逆向きとなるように制御して行うので、給湯熱交換器１内に沸騰寸前の高温の湯が後沸きにより生じたとしても、第１の流量制御手段ＧＭ₁が閉方向（絞り方向）に、第２の流量制御手段ＧＭ₂が全開方向に制御されることで、湯側の流量Ｑとバイパス制御流量Ｑ_BPとを混合してほぼ給湯設定温度Ｔ_SPの温度の温度の湯を作り出し、これを安定に給湯することができることとなり、高温給湯に対する安全性が高く、給湯湯温の安定化精度の高い優れた性能を有する給湯燃焼装置を安価に提供できるという効果が得られるものである。
【００７１】
図８は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１６側の図示は省略されている）を示すもので、図８に示す給湯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第１、第２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。
【００７２】
なお、上記流量比制御の各制御構成では、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、第１の流量制御手段ＧＭ₁に入る流量Ｑの入力温度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、前記第１および第２の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ＧＭ₁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９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ＧＭ₁，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ＧＭ₁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ＧＭ₂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ＧＭ₁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、ＧＭ₂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７０：３０（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１０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ＧＭ₁，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１１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４３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ΔＱのデータをＧＭ₂制御部４３に加える。ＧＭ₂制御部４３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ＧＭ₂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１２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１１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１３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ＧＭ₂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１４および図１５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ΔＱ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１５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ＧＭ₂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１６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ＩＣ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１７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１８は、前記図１０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１９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ＧＭ₁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２０は、前記図１０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（ＧＭ₂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２１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２１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２２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２０３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ＧＭ₂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】
図２３は、本実施形態例における第１の流量センサＦＳ₁と第２の流量センサＦＳ₂に断線等の異常が給湯運転時に生じたときに、高温の湯が給湯されるのを防止する異常時の安全を図る構成を示すものである。この安全の構成は、図２の（ａ），（ｂ）のシステムに適用され、このシステムにおいて、給湯時に、第１の流量センサＦＳ₁と第２の流量センサＦＳ₂の一方又は両方が断線等の故障を起こしたときには、給湯熱交換器１内湯温の後沸き解消のミキシング動作が適正に行われず、高温の湯が給湯されるという虞があり、図２３に示す構成は、このような第１の流量センサＦＳ₁と第２の流量センサＦＳ₂が故障しても、高温給湯の危険を確実に防止する構成のものである。
【０１３１】
この図２３において、異常検出部６０は第１の流量センサＦＳ₁と第２の流量センサＦＳ₂の異常を検出する。すなわち、異常検出部６０には例えば第１の流量センサＦＳ₁と第２の流量センサＦＳ₂の適正出力範囲が予め与えられており、流量センサＦＳ₁，ＦＳ₂に断線異常が生じると、この断線によって抵抗値が無限大に近く大きくなり、抵抗増大方向に流量センサの適正出力範囲を越える。異常検出部６０は、流量センサＦＳ₁，ＦＳ₂の出力が適正出力範囲を越えて異常を示したときには断線等の故障が生じたものと判断し、第１の流量センサＦＳ₁の異常を検出したときにはガス弁閉信号を出力して電磁弁１２，１３を遮断し、バーナ１０へのガス供給量を止めて燃焼停止を行う。
【０１３２】
また、異常検出部６０は、第２の流量センサＦＳ₂の異常を検出したときには、第２の流量制御手段ＧＭ₂を全開にするバイパス弁全開信号を出力し、第２の流量制御手段ＧＭ₂を全開させる。
【０１３３】
このように、本実施形態例では、湯側の流量を検出する第１の流量センサＦＳ₁が異常を起こしたときには燃焼が停止されることで高温給湯が防止され、また、総流量Ｑ_Tを検出する第２の流量センサＦＳ₂に異常が生じたとき（図２（ａ）のシステムの場合）には第２の流量制御手段ＧＭ₂が全開に制御されることで、給湯熱交換器１から出る湯は給水制御用バイパス通路１８を通る最大流量の水によって埋められることで、高温給湯の防止が達成される。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
【発明の効果】
本発明は給湯熱交換器内に後沸きの湯の存在が検出された状態で給湯運転が開始されたときには、後沸きを解消する方向に第１の流量制御手段と第２の流量制御手段が制御されて、湯側の流量とバイパス制御流量の水の流量比が制御されるので、給湯熱交換器から出る後沸きを解消して給湯設定温度に近い湯を安定に給湯することが可能となる。
【０１３７】
この後沸き解消の湯と、水のミキシング動作においては、フィードバック熱量を供給することを避け、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ようにしているので、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。
【０１３８】
しかも、本発明では、後沸き解消のミキシング動作時においては、総流量に対するフィードフォワード熱量ではなく、湯側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、つまり、湯側流量に対する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ように構成しているので、総流量を給水温度から給湯設定温度に高める熱量よりは小さい熱量であるので、給湯熱交換器内の後沸きの湯が出たときには、第２の流量制御手段は閉方向に動作し、後沸き解消後、迅速に第２の流量制御手段を閉止してフィードフォワード熱量のみによる流量比制御からフィードフォワードとフィードバックを併用した総流量制御の定常運転に移行させることが可能となる。
【０１３９】
その上、前記の如く後沸き解消のミキシング動作時には湯側流量に対するフィードフォワード熱量のみを供給して燃焼加熱が行われるようにしているので、後沸きの湯が出終わって第２の流量制御手段が閉止されたときには、湯側の流量は総流量に一致し、湯側の流量に対するフィードフォワード熱量と総流量に対するフィードフォワード熱量が等しくなるので、第２の流量制御手段を閉止させて流量比制御から総流量制御に移行する切り換え時点においてフィードフォワード熱量の供給量に段差が生じるということがなく、これにより、流量比制御から総流量制御へ、給湯湯温の変動を生じさせることなく円滑に切り換える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４】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５】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６】後沸きを考慮した給湯温度を演算により求め、この演算により求めた給湯温度を給湯設定温度に一致するように流量比制御を行う本実施形態例の制御構成のブロック構成図である。
【図７】給湯温度を給湯温度センサにより直接検出し、給湯温度を給湯設定温度に一致する方向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の制御構成のブロック図である。
【図８】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９】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１０】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１１】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１２】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１３】ミキシング終了禁止時間の設定例の説明図である。
【図１４】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１５】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１６】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１７】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１８】図１０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１９】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２０】図１０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２１】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２２】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２３】流量センサの異常が検出されたときに高温給湯を防止する高温給湯防止構成のブロック図である。
【図２４】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
３４ミキシング制御部
４０ミキシングモード動作部
ＧＭ₁ 第１の流量制御手段
ＧＭ₂ 第２の流量制御手段
４８燃焼制御部

Claims

給水通路から供給される水を燃焼制御部によって制御されるバーナの燃焼熱量により加熱する給湯熱交換器と、この給湯熱交換器から出る湯の給湯通路と前記給水通路間を前記給湯熱交換器を迂回して連通する給水制御用バイパス通路と、この給水制御用バイパス通路から出る水が合流する湯側の流量を制御する第１の流量制御手段と、前記給水制御用バイパス通路を通る水の流量を制御する第２の流量制御手段と、給湯燃焼停止状態時における給湯熱交換器内湯温の後沸きの発生を判断する機能とを備えた給湯燃焼装置であって、給湯熱交換器内湯温の後沸きが生じているものと判断されている状態で給湯が開始されたときに第１の流量制御手段と第２の流量制御手段を制御して前記湯側の流量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流量比を後沸き解消方向に制御するミキシングモード動作部と、この流量比制御による湯側流量とバイパス制御流量とのミキシング動作時の湯側流量を検出する湯側流量検出部とを有し、前記燃焼制御部は前記ミキシングモード動作部による流量比制御のミキシング動作時においては前記給水制御用バイパス通路を通る流量を含む給水の総流量のうちの湯側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のみによって給湯熱交換器を加熱する制御機能を備えていることを特徴とする給湯燃焼装置。