(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出湯時にフィードフォワード給湯燃焼制御を所定時間だけ実行し、当該所定時間経過後に当該フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御を実行することにより湯温変動量を最小にする給湯燃焼制御方法において、
前記出湯時の入水量、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間に応じて、前記フィードフォワード給湯燃焼制御を実行する前記所定時間を可変にし、
前記所定時間を、フィードフォワード給湯燃焼制御を開始してから、フィードフォワード燃焼補正ガス量が所定の範囲に達するまでの時間とし、
再出湯時に、フィードフォワード燃焼補正ガス量が目標ガス量に対して大きくなる待機時間が短い場合、湯温変動量を最小にする所定の範囲内に達した後は、フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御が実行されるようにし、
再出湯時に、フィードフォワード燃焼補正ガス量が目標ガス量に対して小さくなる待機時間が長い場合、湯温変動量を最小にする所定の範囲内に達した後は、フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御が実行されるようにした、
ことを特徴とする給湯燃焼制御方法。
【請求項２】
前記フィードフォワード燃焼補正ガス量の前記目標ガス量に対する前記所定の範囲の巾を前記目標ガス量の０〜１０％に設定したことを特徴とする請求項１に記載の給湯燃焼制御方法。
【請求項３】
前記出湯時の給湯運転データとして、入水温、前記入水量、または前記給湯設定温度を求める給湯運転計測手段と、
前記待機時間を求める待機時間計測手段と、
前記出湯時に、前記給湯運転データに基づいて前記湯温変動量を最小にするためのフィードフォワード燃焼補正ガス量を求めるフィードフォワードガス量算出手段と、
前記出湯時の入水量、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間に応じて、前記所定時間を求めるフィードフォワード燃焼時間算出手段と、
前記出湯時に、前記フィードフォワード燃焼補正ガス量を前記の所定時間だけ供給して前記湯温変動量を最小にする前記フィードフォワード給湯燃焼制御を実行するフィードフォワード燃焼制御手段と、
を備えて成ることを特徴とする請求項１または２に記載の給湯燃焼制御方法を用いた給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出湯時にフィードフォワード給湯燃焼制御を所定時間だけ実行し、当該所定時間経過後に当該フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御を実行することにより湯温変動量を最小にする給湯燃焼制御方法、およびこれを用いた給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の燃焼制御方法、およびこれを用いた給湯器においては、出湯時に、フィードフォワード給湯燃焼制御を一定時間（つまり、固定時間）だけ実行し、当該固定時間経過後に当該フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御を実行することにより湯温変動量を最小にする湯温の安定化制御を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、出湯時に実行するフィードフォワード給湯燃焼制御の時間は一定（つまり、固定）であるため、当該固定時間中に湯温変動量が所定の変動範囲に収らない内にフィードバック燃焼制御に制御が移行されることがあり、このために、湯温変動量が逆に大きくなってしまうことがあるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、出湯時の入水量、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間に応じて、フィードフォワード給湯燃焼制御を実行する所定時間を最適化するとともに、所定時間経過後にフィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御を実行することにより、広い湯温変動範囲において湯温変動量を最小にすることができる給湯燃焼制御方法、およびこれを用いた給湯器を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
【０００６】
［１］  出湯時にフィードフォワード給湯燃焼制御を所定時間（１９ａ）だけ実行し、当該所定時間（１９ａ）経過後に当該フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御を実行することにより湯温変動量（２２ａ）を最小にする給湯燃焼制御方法において、
前記出湯時の入水量（１２ｂ）、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間（１６ａ）に応じて、前記フィードフォワード給湯燃焼制御を実行する前記所定時間（１９ａ）を可変にし、
前記所定時間（１９ａ）を、フィードフォワード給湯燃焼制御を開始してから、フィードフォワード燃焼補正ガス量（２０ａ）が所定の範囲（ＧＦ士△ＧＦ）に達するまでの時間とし、
再出湯時に、フィードフォワード燃焼補正ガス量（２０ａ）が目標ガス量（ＧＦ）に対して大きくなる待機時間（１６ａ）が短い場合、湯温変動量を最小にする所定の範囲（ＧＦ十△ＧＦ）内に達した後は、フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御が実行されるようにし、
再出湯時に、フィードフォワード燃焼補正ガス量（２０ａ）が目標ガス量（ＧＦ）に対して小さくなる待機時間（１６ａ）が長い場合、湯温変動量を最小にする所定の範囲（ＧＦ−△ＧＦ）内に達した後は、フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御が実行されるようにした、
ことを特徴とする給湯燃焼制御方法。
［２］  前記フィードフォワード燃焼補正ガス量（２０ａ）の前記目標ガス量（ＧＦ）に対する前記所定の範囲（ＧＦ士△ＧＦ）の巾を前記目標ガス量（ＧＦ）の０〜１０％に設定したことを特徴とする［１］項に記載の給湯燃焼制御方法。
【０００７】
［３］  前記出湯時の給湯運転データ（１２ａ）として、入水温、前記入水量（１２ｂ）、または前記給湯設定温度（１２ｃ）を求める給湯運転計測手段（１２）と、
前記待機時間（１６ａ）を求める待機時間計測手段（１６）と、
前記出湯時に、前記給湯運転データ（１２ａ）に基づいて前記湯温変動量（２２ａ）を最小にするためのフィードフォワード燃焼補正ガス量（２０ａ）を求めるフィードフォワードガス量算出手段（２０）と、
前記出湯時の入水量（１２ｂ）、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間（１６ａ）に応じて、前記所定時間（１９ａ）を求めるフィードフォワード燃焼時間算出手段（１９）と、
前記出湯時に、前記フィードフォワード燃焼補正ガス量（２０ａ）を前記の所定時間（１９ａ）だけ供給して前記湯温変動量（２２ａ）を最小にする前記フィードフォワード給湯燃焼制御を実行するフィードフォワード燃焼制御手段（２２）と、
を備えて成ることを特徴とする［１］または［２］項に記載の給湯燃焼制御方法を用いた給湯器（１０）。
【０００８】
本発明は次のように作用する。
本発明における給湯燃焼制御方法、およびこれを用いた給湯器（１０）は、出湯時にフィードフォワード給湯燃焼制御を所定時間（１９ａ）だけ実行し、所定時間（１９ａ）経過後にフィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御を実行することにより湯温変動量（２２ａ）を最小にするものであって、出湯時の入水量（１２ｂ）、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間（１６ａ）に応じて、フィードフォワード給湯燃焼制御を実行する所定時間（１９ａ）を可変にすることができる。
これにより、広い湯温変動範囲において湯温変動量（２２ａ）を最小にすることができる。
【０００９】
更に詳しく本発明の作用について説明する。
給湯運転計測手段（１２）は、出湯時の給湯運転データ（１２ａ）として、入水温、入水量（１２ｂ）、または給湯設定温度（１２ｃ）を求めることができる。
【００１０】
待機時間計測手段（１６）は、前回の出湯停止から再出湯までの待機時間（１６ａ）を計測する。
【００１１】
フィードフォワードガス量算出手段（２０）は、出湯時に、給湯運転データ（１２ａ）に基づいて湯温変動量（２２ａ）を最小にするためのフィードフォワード燃焼補正ガス量（２０ａ）を求めることができる。
【００１２】
フィードフォワード燃焼時間算出手段（１９）は、出湯時の入水量（１２ｂ）、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間（１６ａ）に応じて、所定時間（１９ａ）を求めることができる。
【００１３】
フィードフォワード燃焼制御手段（２２）は、出湯時に、フィードフォワード燃焼補正ガス量（２０ａ）を所定時間（１９ａ）だけ供給して湯温変動量（２２ａ）を最小にするフィードフォワード給湯燃焼制御を実行することができる。
【００１４】
以上説明したように本発明の給湯燃焼制御方法、およびこれを用いた給湯器（１０）によれば、出湯時の入水量（１２ｂ）、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間（１６ａ）に応じて、フィードフォワード給湯燃焼制御を実行する所定時間（１９ａ）を最適化するとともに、所定時間（１９ａ）経過後にフィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御を実行することにより、広い湯温変動範囲において湯温変動量（２２ａ）を最小にすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。
図１は本発明の一実施例にかかる給湯器１０の構成を示すブロック図である。図２は本発明の一実施例にかかる給湯器１０の燃焼制御方法において、再出湯時に、待機時間１６ａが短い場合の湯温変動量２２ａ、および湯温の立ち下がり特性と立ち上がり特性の関係を示すグラフである。図３は本発明の一実施例にかかる給湯器１０の燃焼制御方法において、再出湯時に、待機時間１６ａが長い場合の湯温変動量２２ａを示すグラフである。
【００１６】
本実施例の給湯器１０は、出湯時の入水量１２ｂ、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間１６ａに応じて、フィードフォワード給湯燃焼制御を実行する所定時間１９ａを変更し、当該変更した所定時間１９ａだけフィードフォワード給湯燃焼制御を実行し、所定時間１９ａ経過後にフィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａが所定の範囲（図２に示す△ＧＦ）に達した後は、当該フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御を実行することにより湯温変動量２２ａを最小にするものであって、図１に示すように、給湯運転計測手段１２と待機時間計測手段１６とフィードフォワード燃焼時間算出手段１９とフィードフォワードガス量算出手段２０とフィードフォワード燃焼制御手段２２とが装置されて成る。
【００１７】
更に詳しく本実施例の構成について説明する。
給湯運転計測手段１２は、出湯時の給湯運転データ１２ａとして、入水温、入水量１２ｂ、または給湯設定温度１２ｃを求めるよう、フィードフォワード燃焼時間算出手段１９とフィードフォワードガス量算出手段２０とに接続されて成る。
【００１８】
入水温の検出は熱電対・サーミスタ等の温度検出手段によって実現できる。入水量１２ｂの検出は、フローセンサ等を用いて実現できる。
【００１９】
待機時間計測手段１６は、前回の出湯停止から再出湯までの待機時間１６ａを求めるよう、フィードフォワードガス量算出手段２０に接続されて成る。待機時間計測手段１６は、水栓の開閉に伴う入水量１２ｂフローセンサ等によって検出することによって実現できる。
【００２０】
フィードフォワードガス量算出手段２０は、出湯時に、給湯運転データ１２ａに基づいて湯温変動量２２ａを最小にするためのフィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａを求めるよう、給湯運転計測手段１２とフィードフォワード燃焼制御手段２２とに接続されて成る。
【００２１】
フィードフォワード燃焼時間算出手段１９は、出湯時の入水量１２ｂ、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間１６ａに応じて、所定時間１９ａを求めるよう、給湯運転計測手段１２と待機時間計測手段１６とフィードフォワード燃焼制御手段２２とに接続されて成る。
【００２２】
フィードフォワード燃焼制御手段２２は、出湯時に、フィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａを所定時間１９ａだけ供給して湯温変動量２２ａを最小にするフィードフォワード給湯燃焼制御を実行するよう、フィードフォワード燃焼時間算出手段１９とフィードフォワードガス量算出手段２０と給湯器の燃焼制御部（図示せず）に接続されて成る。
【００２３】
本実施例の給湯器１０の作用を説明する。
本実施例における給湯燃焼制御方法、およびこれを用いた給湯器１０は、出湯時にフィードフォワード給湯燃焼制御を所定時間１９ａだけ実行し、所定時間１９ａ経過後にフィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御を実行することにより湯温変動量２２ａを最小にするものであって、出湯時の入水量１２ｂ、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間１６ａに応じて、フィードフォワード給湯燃焼制御を実行する所定時間１９ａを可変にすることができる。
【００２４】
これにより、広い湯温変動範囲において湯温変動量２２ａを最小にすることができる。
【００２５】
さらに、本実施例の給湯器１０は、所定時間１９ａ経過後にフィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａが所定の範囲（図２に示す△ＧＦ）に達した後は、当該フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御を実行することができる。
【００２６】
更に詳しく本実施例の作用について説明する。
給湯運転計測手段１２は、出湯時の給湯運転データ１２ａとして、入水温、入水量１２ｂ、または給湯設定温度１２ｃを求めることができる。なお、入水量１２ｂ、入水温、待機時間１６ａはそれぞれメモリに一旦記憶されてもよい。
【００２７】
待機時間計測手段１６は、前回の出湯停止後、すなわち給湯栓が閉められてフローセンサ（流量センサ）がオフしたときから、給湯栓が開けられてフローセンサ（流量センサ）がオンする再出湯までの待機時間１６ａを計測する。
【００２８】
フィードフォワードガス量算出手段２０は、出湯時に、給湯運転データ１２ａに基づいて湯温変動量２２ａを最小にするためのフィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａを求めることができる。
【００２９】
フィードフォワード燃焼時間算出手段１９は、出湯時の入水量１２ｂ、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間１６ａに応じて、所定時間１９ａを求めることができる。
【００３０】
入水量１２ｂは、給湯栓が開けられてフローセンサ（流量センサ）からの信号が加えられたとき、給湯運転計測手段１２を動作させてフローセンサ（流量センサ）からの信号を測定し、これを流量換算して検出される。
【００３１】
また、入水温等の給湯運転データ１２ａも給湯運転計測手段１２によってを検出される。
【００３２】
所定時間１９ａとは、フィードフォワード給湯燃焼制御を開始してから、フィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａが所定の範囲（図２に示す△ＧＦ）に達するまでの時間である。
【００３３】
所定の範囲とは、図２に示す△ＧＦであって、フィードフォワード量２０ａに対する割合のことである。
【００３４】
フィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａが目標ガス量ＧＦに対してＧＦ士△ＧＦの範囲内に達した後は、フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御が実行される。
【００３５】
具体的には、図２に示すような、再出湯時に、待機時間１６ａが短い場合、フィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａが目標ガス量ＧＦに対してＧＦ十△ＧＦの範囲内に達した後は、フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御が実行される。
【００３６】
図３に示すような、再出湯時に、待機時間１６ａが長い場合、フィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａが目標ガス量ＧＦに対してＧＦ−△ＧＦの範囲内に達した後は、フィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御が実行される。
【００３７】
本実施例では、標準的な△ＧＦを０．０５ＧＦとしている。この値は、入水温、入水量１２ｂ、および給湯設定温度１２ｃ等の給湯運転データ１２ａ、出湯湯量によって設定される。本実施例では、△ＧＦを０≦△ＧＦ≦０．１の間において可変設定可能としている。
【００３８】
フィードフォワード燃焼制御手段２２は、出湯時に、フィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａを所定時間１９ａだけ供給して湯温変動量２２ａを最小にするフィードフォワード給湯燃焼制御を実行することができる。
【００３９】
フィードフォワード燃焼制御手段２２は、湯温変動量２２ａを最小にするのに必要なガス量としてのフィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａに基づいて、湯温上昇の遅れ分を最小にするのに必要なガス量としての遅れ時間ガス補償量を算出し、フィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａに遅れ時間ガス補償量を加えたものを新たにフィードフォワード燃焼補正ガス量２０ａとしてガス比例弁駆動部に加えることができる。
【００４０】
以上説明したように本実施例の給湯燃焼制御方法、およびこれを用いた給湯器１０によれば、出湯時の入水量１２ｂ、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間１６ａに応じて、フィードフォワード給湯燃焼制御を実行する所定時間１９ａを最適化するとともに、所定時間１９ａ経過後にフィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御を実行することにより、広い湯温変動範囲において湯温変動量２２ａを最小にすることができる。
【００４１】
なお、入水量は器具（給湯器）の入水量、熱交換器の入水量等に特に限定されることはない。また、フローセンサ等の入水量を直接検出するもののほか、演算等による値を入水量としてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明にかかる給湯器およびこれを用いた燃焼制御方法によれば、出湯時の入水量、または前回の出湯停止から再出湯までの待機時間に応じて、フィードフォワード給湯燃焼制御を実行する所定時間を最適化するとともに、所定時間経過後にフィードフォワード給湯燃焼制御に加えてフィードバック燃焼制御を実行することにより、広い湯温変動範囲において湯温変動量を最小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる給湯器の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる給湯器の燃焼制御方法において、待機時間が短い場合の出湯温の変化、および湯温の立ち下がり特性と立ち上がり特性の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施例にかかる給湯器の燃焼制御方法において、再出湯時で、待機時間が短い場合の出湯温の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…給湯器
１２…給湯運転計測手段
１２ａ…給湯運転データ
１２ｂ…入水量
１２ｃ…給湯設定温度
１６…待機時間計測手段
１６ａ…待機時間
１９…フィードフォワード燃焼時間算出手段
１９ａ…所定時間
２０…フィードフォワードガス量算出手段
２０ａ…フィードフォワード燃焼補正ガス量
２２…フィードフォワード燃焼制御手段
２２ａ…湯温変動量
【図１】
0003922749.tif 000002
【図２】
0003922749.tif 000003
【図３】
0003922749.tif 000004