(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水通路から供給される水をバーナの燃焼火炎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、前記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前記ミキシングモード動作部による動作が行われるときに給湯熱交換器を加熱するフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値を、給水通路に入水する総流量が大きいときには前記湯側の流量を給水温度から給湯設定温度まで高めるのに要する本来のフィードフォワード熱量よりも大きくする方向に修正し、前記総流量が小さいときには前記本来のフィードフォワード熱量よりも小さくする方向に修正するという如く、前記総流量の大小に連動させて可変設定し、立ち上げ初期値以降のフィードフォワード熱量はその立ち上げ初期値から時間の経過に伴い可変修正のない本来のフィードフォワード熱量の値に収束させることで給湯熱交換器内の後沸きの湯温の出湯開始後からの経時的な温度変化を二次曲線状のパターンにさせるフィードフォワード熱量可変設定部が設けられている給湯燃焼装置。
【請求項２】
給水通路から供給される水をバーナの燃焼火炎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、前記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前記ミキシングモード動作部による動作が行われるときに給湯熱交換器を加熱するフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値を、給水通路に入水する総流量が大きいときには前記湯側の流量を給水温度から給湯設定温度まで高めるのに要する本来のフィードフォワード熱量よりも大きくする方向に修正するという如く可変設定し、立ち上げ初期値以降のフィードフォワード熱量はその立ち上げ初期値から時間の経過に伴い可変修正のない本来のフィードフォワード熱量の値に収束させることで給湯熱交換器内の後沸きの湯温の出湯開始後からの経時的な温度変化を二次曲線状のパターンにさせるフィードフォワード熱量可変設定部が設けられている給湯燃焼装置。
【請求項３】
給水通路から供給される水をバーナの燃焼火炎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、前記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前記ミキシングモード動作部による動作が行われるときに給湯熱交換器を加熱するフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値を、給水通路に入水する総流量が小さいときには前記湯側の流量を給水温度から給湯設定温度まで高めるのに要する本来のフィードフォワード熱量よりも小さくする方向に修正するという如く可変設定し、立ち上げ初期値以降のフィードフォワード熱量はその立ち上げ初期値から時間の経過に伴い可変修正のない本来のフィードフォワード熱量の値に収束させることで給湯熱交換器内の後沸きの湯温の出湯開始後からの経時的な温度変化を二次曲線状のパターンにさせるフィードフォワード熱量可変設定部が設けられている給湯燃焼装置。
【請求項４】
給水通路から供給される水をバーナの燃焼火炎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、前記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前記ミキシングモード動作部による動作が行われるときに給湯熱交換器を加熱するフィードフォワード熱量の着火以降の立ち上げまでの時間の大小を給水通路に入水する総流量の大小と逆方向に連動させて給湯熱交換器内の後沸きの湯温の出湯開始後からの経時的な温度変化を二次曲線状のパターンとすべく可変設定するフィードフォワード熱量立ち上げタイミング設定部が設けられている給湯燃焼装置。
【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３０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３０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、給水通路から供給される水をバーナの燃焼火炎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、前記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前記ミキシングモード動作部による動作が行われるときに給湯熱交換器を加熱するフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値を、給水通路に入水する総流量が大きいときには前記湯側の流量を給水温度から給湯設定温度まで高めるのに要する本来のフィードフォワード熱量よりも大きくする方向に修正し、前記総流量が小さいときには前記本来のフィードフォワード熱量よりも小さくする方向に修正するという如く、前記総流量の大小に連動させて可変設定し、立ち上げ初期値以降のフィードフォワード熱量はその立ち上げ初期値から時間の経過に伴い可変修正のない本来のフィードフォワード熱量の値に収束させることで給湯熱交換器内の後沸きの湯温の出湯開始後からの経時的な温度変化を二次曲線状のパターンにさせるフィードフォワード熱量可変設定部が設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。また、第２の発明は、給水通路から供給される水をバーナの燃焼火炎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、前記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前記ミキシングモード動作部による動作が行われるときに給湯熱交換器を加熱するフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値を、給水通路に入水する総流量が大きいときには前記湯側の流量を給水温度から給湯設定温度まで高めるのに要する本来のフィードフォワード熱量よりも大きくする方向に修正するという如く可変設定し、立ち上げ初期値以降のフィードフォワード熱量はその立ち上げ初期値から時間の経過に伴い可変修正のない本来のフィードフォワード熱量の値に収束させることで給湯熱交換器内の後沸きの湯温の出湯開始後からの経時的な温度変化を二次曲線状のパターンにさせるフィードフォワード熱量可変設定部が設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。さらに、第３の発明は、給水通路から供給される水をバーナの燃焼火炎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、前記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前記ミキシングモード動作部による動作が行われるときに給湯熱交換器を加熱するフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値を、給水通路に入水する総流量が小さいときには前記湯側の流量を給水温度から給湯設定温度まで高めるのに要する本来のフィードフォワード熱量よりも小さくする方向に修正するという如く可変設定し、立ち上げ初期値以降のフィードフォワード熱量はその立ち上げ初期値から時間の経過に伴い可変修正のない本来のフィードフォワード熱量の値に収束させることで給湯熱交換器内の後沸きの湯温の出湯開始後からの経時的な温度変化を二次曲線状のパターンにさせるフィードフォワード熱量可変設定部が設けられている構成をもって課題を解決するための手段としている。
【００１３】
さらにまた第４の発明は、給水通路から供給される水をバーナの燃焼火炎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、前記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前記ミキシングモード動作部による動作が行われるときに給湯熱交換器を加熱するフィードフォワード熱量の着火以降の立ち上げまでの時間の大小を給水通路に入水する総流量の大小と逆方向に連動させて給湯熱交換器内の後沸きの湯温の出湯開始後からの経時的な温度変化を二次曲線状のパターンとすべく可変設定するフィードフォワード熱量立ち上げタイミング設定部が設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１４】
本発明においては、給湯熱交換器内に後沸きが生じている状態で給湯が開始されると、給水通路に入水する総流量ＱTと湯側の流量Ｑとが検出される。そして、湯側の流量Ｑ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が求められる。
【００１５】
その一方で、請求項１の発明では、総流量ＱTの大きさに応じたフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値が総流量ＱTの大小に連動して設定される。例えば、総流量ＱTが大のときフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値は湯側流量Ｑに基づいて求められたフィードフォワード熱量の例えば１２０％という如く、また、総流量ＱTが小のときにはフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値は例えば前記湯側流量Ｑに基づいて求められたフィードフォワード熱量の６０％という如く、予め与えられる総流量ＱTとフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値との関係データ等に基づき求められる。
【００１６】
そして、給湯の開始時には、このフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値の熱量によって給湯熱交換器の加熱を行い、時間の経過に伴い湯側の流量Ｑに基づき求められた本来のフィードフォワード熱量に収束させる。
【００１７】
また請求項２の発明においては、フィードフォワード熱量着火以降のフィードフォワード熱量の立ち上げまでの時間の大小が前記総流量ＱTの大小と逆方向に連動させて設定され、例えば、総流量が大のときにはフィードフォワード熱量の立ち上げまでの時間を小とし、総流量が小のときにはフィードフォワード熱量の立ち上げまでの時間を大にするという如く、予め与えられる総流量とフィードフォワード熱量の立ち上げ時間との関係データ等に基づいて求められる。
【００１８】
そして、請求項１の発明においては給湯開始時に総流量の大きさに応じたフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値の熱量が供給され、また、請求項２の発明においては、総流量の大きさに応じたフィードフォワード熱量の立ち上げ時間のタイミングでフィードフォワード熱量の供給が行われる。
【００１９】
その一方で、給湯の開始により、給湯熱交換器内の後沸きの湯は、ミキシングモード動作部により、後沸きを解消する方向に第１の流量制御手段による湯側の流量と第２の流量制御手段によるバイパス制御流量の流量比が制御され、後沸きが解消されて給湯設定温度の給湯が行われる。
【００２０】
本発明では、総流量の大きさに応じたフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値あるいはフィードフォワード熱量の立ち上げのタイミングが制御されることで、前記ミキシングモード動作部による第１の流量制御手段と第２の流量制御手段の動作の応答性の遅れの影響が抑制され、後沸き解消の湯温安定化制御の精度がアップし、後沸きの解消により給湯設定温度に近い安定した湯温の給湯が可能となるものである。
【００２１】
【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９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。
【００２２】
図９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。
【００２３】
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。
【００２４】
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）ＱT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ＴMIXとして検出する給湯温度センサ８が設けられている。
【００２５】
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。
【００２６】
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９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９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。
【００２７】
図９の（ｂ）に示す給湯燃焼装置のモデル例は、前記図９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９の（ａ）に示すモデル例と同様である。
【００２８】
また図９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９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ＦＳ１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ＦＳ２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９の（ａ），（ｂ）のモデル例と同様である。これら図９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３０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９の各モデル例においても、前記図３０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９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３０に付した符号を用いて説明する。
【００２９】
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ＱBP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８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とを有して構成されている。
【００３０】
この図８に示す第１の制御構成は前記図９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ＴOUT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ＴKとして直接的又は間接的に検出する。この入力温度ＴKを直接的に検出する場合には、図９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ＴKを間接的に検出する。
【００３１】
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ＴOUTを取り込み、次の演算により求める。
【００３２】
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ＴKを演算により求める。
【００３３】
ＴK＝ＴOUT×ｍ＋ＴIN×ｎ・・・・・（１）
【００３４】
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ＴKの情報は目標流量比演算部３０に加えられる。
【００３５】
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ＴＳＰよりも高温の入力温度ＴＫをもつ流量Ｑの熱量が給湯設定温度ＴＳＰ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ＱＢＰが給水温度ＴＩＮから給湯設定温度ＴＳＰ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。
【００３６】
ＱBP／Ｑ＝（ＴK−ＴSP）／（ＴSP−ＴIN）・・・・・（２）
【００３７】
この（２）式は入力温度ＴKの湯側の流量Ｑと給水温度ＴIN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ＴSP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ＱBP／Ｑはバイパス制御流量ＱBP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ＴSPと、給水温度ＴIN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ＴKの値によって変化する。
【００３８】
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ＴKが変化し、この入力温度ＴK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ＱBPとが混合した温度は給湯設定温度ＴSPに等しくなるはずである。
【００３９】
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ＱBPと湯側流量Ｑとの目標流量比ＷSTとして定義し、（２）式の左辺を検出流量比ＷDEとして定義している。
【００４０】
ＷST＝（ＴK−ＴSP）／（ＴSP−ＴIN）・・・・・（３）
【００４１】
ＷDE＝ＱBP／Ｑ・・・・・（４）
【００４２】
目標流量比演算部３０には前記（３）式の目標流量比ＷST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ＴKと、給水温度センサ６から得られる給水温度ＴINの情報と、リモコンで与えられる給湯設定温度ＴSPの情報を取り込み、前記（３）式に従い、目標流量比ＷST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。
【００４３】
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流量制御検出部３２に加える。
【００４４】
バイパス制御流量検出部３２は図９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）ＱTから第１の流量センサＦＳ1で検出されるＱを差し引き演算することによりバイパス制御流量ＱBPを求める。
【００４５】
ＱBP＝ＱT−Ｑ・・・・・（５）
【００４６】
また、給湯燃焼装置が図９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ＱBP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ＴKと給湯温度センサ８で検出される給湯温度ＴMIXと給水温度センサ６で検出される給水温度ＴIN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ＱBP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。
【００４７】
ＱBP＝（ＴK−ＴIN）・Ｑ／（ＴMIX−ＴIN）・・・・・（６）
【００４８】
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ＱBPのデータを取り込み、前記（４）式に従い、バイパス制御流量ＱBPと湯側流量Ｑとの検出流量比ＷDE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。
【００４９】
ミキシング制御部３４は前記目標流量比ＷSTと検出流量比ＷDEを比較し、検出流量比ＷDEが目標流量比ＷST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ＷSTと検出流量比ＷDE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（ＷSP−ＷDE）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（ＷSP−ＷDE）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ＷSPと検出流量比ＷDE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ＱBPとの流量の増減方向が逆方向となるようにＱBPとＱとの流量が制御される。
【００５０】
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ＴKが高いときには前記（３）式から明らかな如く、目標流量比ＷSTの値は大きな値となり、この目標流量比ＷSTに一致させるために検出流量比ＷDEを大きくする方向に、つまり、（４）式から明らかな如く、ＱBP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。
【００５１】
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ＴKの温度が低下して行き、目標流量比ＷSTは徐々に小さくなり、これに伴い、この目標流量比ＷST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ＱBP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。
【００５２】
図１０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。
【００５３】
図１１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ＴOUTと給湯温度ＴMIX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ＱBP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ＱBP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ＴSPに近いの給湯温度ＴMIXの湯温を安定に給湯する。
【００５４】
図１２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ＷSTを演算により求め、次にステップ１０２で検出流量比ＷDEを演算により求める。
【００５５】
次にステップ１０３で目標流量比ＷSTと検出流量比ＷDE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ＷDEが目標流量比ＷST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ＱBP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１０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。
【００５６】
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ＱTと等しくなり（ＱT＝Ｑ）、フィードフォワード熱量ＰF/Fは流量Ｑが給水温度ＴINから給湯設定温度ＴSPに加熱されるのに要する理論熱量として、ＰF/F＝Ｑ（ＴSP−ＴIN）の演算により、あるいは熱効率ηを考慮し、ＰF/F＝Ｑ（ＴSP−ＴIN）／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ＰF/Bは、給湯設定温度ＴSPに対する給湯温度センサ８で検出される給湯温度ＴMIXのずれを解消（相殺）するのに要する熱量であり、ＰF/B＝Ｑ・λ（ＴSP−ＴMIX）の演算により、あるいは熱効率ηを考慮し、ＰF/B＝Ｑ・λ（ＴSP−ＴMIX）／ηの演算により求められるものである。これらの式においてλは係数（ゲイン）である。
【００５７】
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。
【００５８】
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、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。
【００５９】
また、給水流量Ｑの給水温度を給湯設定温度ＴSP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ＴSP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に入る入力温度ＴK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ＱBPとの目標流量比ＷSTに一致する方向に湯側流量Ｑとバイパス制御流量ＱBPとの検出流量比ＷDE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ＴSP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。
【００６０】
また、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ＴINから給湯設定温度ＴSP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ＱTに対するフィードフォワード熱量（総流量ＱTを給水温度ＴIN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ＱT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。
【００６１】
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流量Ｑは総流量ＱT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ＱTに対するフィードフォワード熱量とが等しくなり、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。
【００６２】
これに対して、後沸き解消のミキシング動作時に総流量ＱT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。
【００６３】
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ＴMIXに応じてフィードバック制御により行ってしまうと、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。
【００６４】
図１３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ＴKの湯がバイパス制御流量ＱBP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ＱTの情報により演算により検出温度ＴMIXとして求め、この検出給湯温度ＴMIXが給湯設定温度ＴSPに一致する方向に湯側流量Ｑとバイパス制御流量ＱBP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。
【００６５】
前記入力温度検出部２８は前記図８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ＴK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。
【００６６】
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。
【００６７】
ＴMIX＝｛（ＴK−ＴIN）・Ｑ／ＱT｝＋ＴIN・・・・・（７）
【００６８】
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ＴKと給水温度センサ６で検出される給水温度ＴIN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ＱTとのデータを取り込み、前記（７）式に従い給湯温度ＴMIXを演算により求め、その求めた給湯温度ＴMIXをミキシング制御部３４に供給する。
【００６９】
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ＴSPを目標温度とし、演算により求めた給湯温度ＴMIXを目標温度ＴSP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。
【００７０】
より具体的には、給湯設定温度ＴＳＰと演算により求めた給湯温度ＴＭＩＸとの差を求め、第１の流量制御手段ＧＭ１にはＶ１＝Ｋ′１（ＴＳＰ−ＴＭＩＸ）の演算により求まる電圧Ｖ１を印加し、また、第２の流量制御手段ＧＭ２にはＶ２＝Ｋ′２（ＴＳＰ−ＴＭＩＸ）の演算により求まる電圧Ｖ２を印加し、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。
【００７１】
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ＰF/Fのみを与えて行う。
【００７２】
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ＴK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ＴMIXを目標温度の給湯設定温度ＴSP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ＱBPの流量比が制御されるので、前記図８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。
【００７３】
図１４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９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ＴMIXを実測し、この実測給湯温度ＴMIXとリモコン等により設定される給湯設定温度ＴSP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ＴSPに実測給湯温度ＴMIX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１３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ＴMIXを演算により求めずに実測したことが前記図１３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。
【００７４】
この第３の制御構成は、実測給湯温度ＴMIXと給湯設定温度ＴSP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ＴMIXを目標温度である給湯設定温度ＴSPに一致する方向に湯側流量Ｑとバイパス制御流量ＱBP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ＱBPとを混合してほぼ給湯設定温度ＴSP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。
【００７５】
図１５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１５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ＦＳBP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ＦＳBPにより直接バイパス制御流量ＱBPを検出し、湯側流量Ｑは総流量ＱTを検出する第２の流量センサＦＳ2の検出流量ＱTから前記流量センサＦＳBPで検出されるバイパス制御流量ＱBP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。
【００７６】
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ＴKは熱交出側温度センサ７の検出温度ＴOUTと一致するので、ＴKの代わりにＴOUT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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
図１６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。
【００８０】
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。
【００８１】
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ＱHとバイパス通路１７，１８側流量ＱWの比がＱH：ＱW＝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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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ＱBPとがミキシング制御の状態で運転が行われ、総流量ＱT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ＱBP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。
【００８５】
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ＱBP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。
【００８６】
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ＱT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。
【００８７】
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ＱT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。
【００８８】
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ＴOUTと熱交補助温度センサ２２で検出される熱交内温度ＴZ1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。
【００８９】
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。
【００９０】
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ＱHとバイパス通路１７，１８を通る流量ＱWとの比が７０：３０（ＱH：ＱW＝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。
【００９１】
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ＱBP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。
【００９２】
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。
【００９３】
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、ＴOUT，ＴZ1，Ｑ，ＱT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。
【００９４】
そのモード動作の切り換えの流れを図１７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、熱交湯側温度センサ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、ＴＯＵＴとＴＺ１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、ＴＯＵＴとＴＺ１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。
【００９５】
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ＱBP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。
【００９６】
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ＱT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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
図１８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ＱTと湯側流量Ｑとを取り込んで両者を比較し、その差ＱT−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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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ＱT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。
【０１０３】
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１９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。
【０１０４】
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ＱBP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ＱT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。
【０１０５】
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１８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。
【０１０６】
すなわち、禁止時間可変設定部４６には、例えば、図２０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ＱT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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
この第２の改良構成では、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。
【０１０９】
図２１および図２２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低減変更設定部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低減変更設定部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２２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。
【０１１０】
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ＴK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ＱT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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
図２３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。
【０１１３】
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２４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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
図２５は、前記図１７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ＴOUT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ＴZ1の何れか一方または両方を取り込み、これらの検出温度ＴOUT、ＴZ1と予め与えられている判断基準温度ＴTHとを比較する。
【０１１８】
この判断基準温度ＴTH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ＴSP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２６に示す如く、給湯熱交換器１内の後沸きの温度がＴTH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ＴSP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ＴTHよりも低い場合には給湯設定温度ＴSP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ＴOUTとＴZ1の一方又は両方を予め与えられている判断基準温度ＴTHと比較し、検出温度が判断基準温度ＴTHよりも低下しているときには給湯設定温度ＴSP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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
また、給湯熱交換器１内の湯温が判断基準温度ＴTH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ＴTH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ＴSP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ＴOUTとＴZ1の一方又は両方が前記判断基準温度ＴTH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ＴOUTと給湯熱交換器１のほぼ中間部温度ＴZ1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。
【０１２１】
ところで、本実施形態例においては、ミキシングモード動作部４０による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のみを供給してミキシング湯温の安定化が得られている。このミキシング動作による湯温の安定化に際しては、図６に示す如く、給湯熱交換器１内の後沸きの湯温の出湯開始後からの経時的な温度変化（熱交出側温度センサ７で検出される温度ＴOUTの変化）は、湯温の局所的変化のない単純な二次曲線状のパターンとなることが理想的であるが、給水通路２に入水する総流量ＱTに起因して後沸きの湯温の出湯変化パターンが理想形状からずれ、例えば、総流量ＱTが大きい場合には、図７の実線で示す如く、給湯熱交換器１から出る後沸きの湯温の時間的変化は上側と下側にピークが生じる複雑な形状となる。
【０１２２】
このように、後沸き湯温の出湯温度パターンの形状が複雑化すると、第１の流量制御手段ＧＭ1と第２の流量制御手段ＧＭ2の時間的追従性にも限度があるため、特に、下側にピークが出るＸ部分で、湯側流量Ｑとバイパス制御流量ＱBPとがミキシングされた湯は給湯設定温度ＴSPよりも多少低めのアンダーシュートの湯となって給湯されるという現象が生じる。
【０１２３】
また、総流量ＱTが小さいときには、給湯熱交換器１から出る後沸き出湯温の時間的変化は図７の破線で示すようなパターンとなり、この場合には、総流量ＱT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らず、いつまでたってもミキシング動作が終了しなくなるという現象が生じる。この場合、本実施形態例の如くミキシング許容時間を予め与えておき、給湯開始後そのミキシング終了時間が経過してもミキシング動作が行われているときには強制的に第２の流量制御手段ＧＭ2を閉止させることにより、第２の流量制御手段ＧＭ2を閉じることが可能となるが、このような制御構成を備えない場合には長い時間に亙り第２の流量制御手段ＧＭ2は開いたままミキシング動作が長時間に亙って行われるという問題が生じる。
【０１２４】
本実施形態例では、このような総流量ＱTの大小の影響に左右されず、ミキシンング湯温の安定化をさらに高めることが可能な構成を備えている。
【０１２５】
図１はこの総流量ＱTの影響に左右されないミキシング湯温安定化の第１の制御構成のブロック図を示すもので、後沸き判断部５５と、フィードフォワード熱量可変設定部５６と、ミキシングモード動作部４０と、燃焼制御部４８とを有して構成されている。
【０１２６】
前記後沸き判断部５５は、前述した図１６のモード切り換え制御部３６が給湯熱交換器１内に後沸きの湯が生じているものと判断する同じ動作によって、つまり、給湯燃焼装置の動作状態の情報と、給湯熱交換器１の後沸きの湯の発生を判断する予め与えられる動作条件とを比較することにより後沸きの有無を判断するもので、前記図１６のモード切り換え制御部３６を備えてモード１〜４のモード切り換えを行う構成の場合にはモード切り換え制御部３６が後沸き判断部５５の動作を兼用することになる。
【０１２７】
後沸き判断部５５は給湯熱交換器１内に後沸きの湯が発生していると判断したときにはその判断結果をフィードフォワード熱量可変設定部５６に加える。
【０１２８】
ミキシングモード動作部４０は、前述した如く、後沸き判断部５５により給湯熱交換器１内に後沸きが発生していると判断されている状態で給湯が開始されたときには前述した湯側流量Ｑとバイパス制御流量ＱBPの流量比制御によるミキシング動作を行う。
【０１２９】
フィードフォワード熱量可変設定部５６は、前記後沸き判断部５５で給湯熱交換器１内に後沸きが発生していると判断されている状態で給湯が開始されたとき、つまり、ミキシングモード動作部４０によるミキシング動作による給湯が開始されたときには、湯側流量Ｑと総流量ＱTの検出情報を取り込み、フィードフォワード熱量の供給パターンを設定する。この湯側流量Ｑと総流量ＱTは流量センサで直接的に検出してもよく、演算により求めたものでもよいものである。
【０１３０】
すなわち、まず、フィードフォワード熱量可変設定部５６は、湯側流量Ｑのデータを得て、流量Ｑを給水温度ＴINから給湯設定温度ＴSPまで高めるのに要するフィードフォワード熱量ＰF/Fを自ら演算により求めるか又はその演算値を燃焼制御部４８から得る。そして、総流量ＱTの大きさに応じてフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値を予め与えられる演算式、表データ、グラフデータ等の解法データに基づき求める。本実施形態例では、この解法データは演算式により与えられており、フィードフォワード熱量可変設定部５６は、フィードフォワード熱量の立ち上げ初期値ＰSTをＰST＝αＱT＋βの演算により求める。
【０１３１】
この式で、α，βは係数であり、これらα，βは予め実験等により求められるものである。
【０１３２】
フィードフォワード熱量可変設定部５６は、前記フィードフォワード熱量の立ち上げ初期値ＰSTを設定して、この立ち上げ初期値ＰST以降のフィードフォワード熱量を例えば指数曲線に従って本来のフィードフォワード熱量ＰF/Fの値、つまり、前記給水温度ＴINと、湯側流量Ｑと、給湯設定温度ＴSPを用いた演算により求まるフィードフォワード熱量ＰF/Fの１００％の値に収束させて行く。
【０１３３】
例えば、図２に示す如く、総流量ＱTが大きいときには一例としてフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値ＰSTは演算により求まる本来のフィードフォワード熱量ＰF/Fの１２０％の値で設定され、その後時間の経過に伴い指数曲線に従ってフィードフォワード熱量ＰF/Fの１００％の値に収束させて行く。逆に、総流量ＱTが小のときには、一例としてフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値ＰSTは本来のフィードフォワード熱量熱量ＰF/Fの６０％の値で設定され、その後時間の経過に伴い指数曲線に従って本来のフィードフォワード熱量ＰF/Fの１００％の値に収束させて行く。
【０１３４】
このように、フィードフォワード熱量可変設定部５６は、フィードフォワード熱量の立ち上げ初期値ＰSTを総流量ＱTの大きさに応じて設定し、さらに、この立ち上げ初期値ＰSTを時間の経過に伴い本来の演算により求まるフィードフォワード熱量ＰF/Fの１００％の値に収束させて行く、フィードフォワード熱量の供給可変パターンを作成し、このフィードフォワード熱量の可変パターンのデータを燃焼制御部４８に加える。
【０１３５】
燃焼制御部４８は、ミキシングモード動作部４０によるミキシング動作時には、前記フィードフォワード熱量可変設定部５６で設定されたフィードフォワード熱量の可変パターンに従いその可変パターンのフィードフォワード熱量を発生するガス量をバーナ１０に供給すべく比例弁１４の開弁駆動電流を制御する。
【０１３６】
このように、総流量ＱTに応じてフィードフォワード熱量の供給パターンが可変設定されることで、総流量ＱTが大きいときには図３の（ａ）に示す如くフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値ＰSTが大きく設定される結果、図７の下側にピークが生じるＸ部分の温度の不足部分をかさ上げする熱量が、フィードフォワード熱量の立ち上げ初期値ＰSTの増大分によって供給されて、給湯熱交換器１から出る後沸きの熱交出側温度ＴOUTは図６に示すような理想形状のパターンにすることができる。
【０１３７】
また、総流量ＱTが小さい場合には、図３の（ｂ）に示す如く、フィードフォワード熱量の立ち上げ初期値ＰSTは低く設定されることで、給湯熱交換器１から出る湯がピーク温度を過ぎた後に湯温を低下させるようにして図７に示す破線の曲線パターンを図６に示すような理想形状に修正することが可能となる。
【０１３８】
このように、本実施形態例では、総流量QTの大きさに応じてフィードフォワード熱量立ち上げ初期値ＰSTを設定するので、給湯熱交換器１から出る熱交出側温度ＴOUTの経時変化パターンを総流量ＱTの大小に拘わらずほぼ図６に示すような理想形状に近いパターンに修正することができ、これにより、給湯熱交換器１から出る熱交出側温度ＴOUTの時間的な温度変化は単純な連続状の変化となり、このことにより、第１の流量制御手段ＧＭ1と第２流量制御手段ＧＭ2の応答性（追従性）の限界に起因する影響を解消でき、給湯熱交換器１に生じた後沸きの解消を総流量ＱTの大きさの如何に拘わらず精度良く行い、ＱTの大きさに左右されずに給湯設定温度ＴSPに近い極めて安定した湯温の給湯が可能となるものである。
【０１３９】
また、通水流量（総流量ＱT）が小さいときには、給湯熱交換器１が保有している後沸きの熱量を奪う通水流の吸熱の熱量も小さくなるので、給湯熱交換器１の後沸き保有熱量はなかなか減らず、このためミキシング動作が長い時間にわたって行われ、ミキシング動作がミキシング許容時間を越えるときになって初めて強制的に第２の流量制御手段ＧＭ2が閉じられて、ミキシング動作（流量比制御）から定常運転の動作（総流量制御）へ移行されるが、上記実施形態例の如く、総流量ＱTが小さいときにはフィードフォワード熱量ＰF/Fの立ち上げ供給量を少なく制御することで、給湯熱交換器１が保有している後沸きの保有熱量を通水流の吸熱により効果的に奪って後沸き状態を早く終了させることができ、これにより、ミキシング許容時間を経過する十分に前の段階で流量比制御から第２の流量制御手段ＧＭ2を閉じての定常の総流量制御へ移行できるという効果が得られるものとなる。
【０１４０】
図４はミキシング湯温安定化の第２の制御構成を示すもので、後沸き判断部５５と、フィードフォワード熱量立ち上げタイミング設定部５７と、ミキシングモード動作部４０と、燃焼制御部４８とを有して構成されている。この第２の制御構成が前記図１に示す第１の制御構成と異なることは、総流量ＱTの大きさに応じてフィードフォワード熱量立ち上げ初期値ＰSTを設定するのではなく、フィードフォワード熱量ＰF/Fの立ち上げタイミングを総流量ＱTの大きさの増減方向と逆方向に連動させて設定するようにしたことを特徴としており、それ以外は前記図１に示す第１の制御構成と同様である。
【０１４１】
この第２の制御構成において、フィードフォワード熱量立ち上げタイミング設定部５７は、バーナ１０の着火時からフィードフォワード熱量ＰF/Fを立ち上げるまでの時間Ｔを総流量ＱTが大きくなるにつれ小さくなる方向に、ＱTが小さくなるにつれ時間Ｔを大きくする方向に可変設定する。すなわち、フィードフォワード熱量立ち上げタイミング設定部５７には総流量ＱTの大きさに応じ、熱量立ち上げまでの時間Ｔの大きさを設定するためのデータが演算式、表データ、グラフデータ等の形態で与えられており、フィードフォワード熱量立ち上げタイミング設定部５７は、総流量ＱTの情報を取り込み、前記Ｔを求めるためのデータを参照してＴを設定する。
【０１４２】
この実施形態例ではフィードフォワード熱量ＰF/Fを立ち上げる着火時からの時間Ｔを求めるデータは演算式によりＴ＝α′ＱT＋β′の演算式により与えられている。この式で、α′，β′は実験等により予め与えられる係数である。フィードフォワード熱量立ち上げタイミング設定部５７は、総流量ＱTの情報を取り込み、前記演算式により立ち上げの時間Ｔを演算により求める。図５は総流量ＱTが大きい場合と小さい場合の立ち上げの時間Ｔを比較状態で示すものである。本実施形態例の給湯燃焼装置では、着火の完了時からガス供給量を給湯燃焼装置の最小燃焼能力に下げて時間Ｔだけ維持し、その後フィードフォワード熱量ＰF/Fを立ち上げるようにしており、図５の（ａ）に示すように、総流量ＱTが大きいときには、着火時（着火完了時）からのフィードフォワード熱量の立ち上げまでの時間Ｔを小さく設定する。これにより、総流量ＱTが大きいときにはいち早くフィードフォワード熱量ＰF/Fを立ち上げて図７に示す熱交出側温度のＴOUTが下側にピークとなるＸ領域の発生を抑制して給湯開始時における給湯熱交換器１の出側の出湯湯温の時間変化パターンを図６に示すような理想形状に近い形に修正する。
【０１４３】
また、図５の（ｂ）に示すように、総流量ＱTが小さいときには、着火時からのフィードフォワード熱量ＰF/Fの立ち上げまでの時間Ｔを大きく設定し、給湯開始後フィードフォワード熱量の立ち上げまでの時間を長くして給湯熱交換器１内の後沸きの湯温に加える熱量を小さくすることによって給湯熱交換器１から出る湯がピーク温度となった以降の温度を低下させて図７の破線で示すような熱交出側温度の経時変化パターンを図６に示すような理想形状に近いパターンに修正する。
【０１４４】
このように、ミキシング湯温安定化の第２の制御構成では、フィードフォワード熱量立ち上げタイミング設定部５７により設定されたフィードフォワード熱量の立ち上げの時間Ｔによって燃焼制御部４８によりフィードフォワード熱量ＰF/Fが立ち上げ制御される結果、総流量ＱTの大小の如何に拘わらず給湯熱交換器１から出る熱交出側のＴOUTの時間的変化パターンは図６に示すような理想形状に近いパターンとなり、これにより、前記図１に示す第１の制御構成の場合と同様に後沸き解消のミキシング動作における第１の流量制御手段ＧＭ1と第２の流量制御手段ＧＭ2の応答性の限界による遅れの問題を解消できる結果、後沸き解消のミキシングによる給湯湯温の安定化動作を総流量ＱTの大きさの如何に拘わらず安定に制御できるという効果を奏することができるのである。
【０１４５】
図２７は、前記図１７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の前記図１に示す総流量ＱTに応じたミキシング湯温安定化の第１の制御構成によりフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値ＰSTが設定されたフィードフォワード熱量又は図４に示される第２の制御構成により設定されたフィードフォワード熱量ＰF/Fの立ち上げまでの時間Ｔに従って、フィードフォワード熱量ＰF/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。
【０１４６】
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ＱT（ＧＭ2が閉なのでＱT＝Ｑ）を給水温度ＴINから給湯設定温度ＴSPに高めるのに要するフィードフォワード熱量ＰF/Fと、給湯設定温度ＴSPに対する給湯温度ＴMIXのずれを零に修正するフィードバック熱量ＰF/Bとを算出し、このフィードフォワード熱量ＰF/Fとフィードバック熱量ＰF/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。
【０１４７】
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の動作に切り換わったとき、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の動作状態に切り換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。
【０１４８】
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ＴMIXが給湯設定温度ＴSP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ＱBP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。
【０１４９】
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換わることで、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。
【０１５０】
図２８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ＴMIXと総流量ＱT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。
【０１５１】
この図２８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ＴMIXはほぼ給湯設定温度ＴSP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換わっていることが実証されている。
【０１５２】
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２９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。
【０１５３】
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ＱBP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ＰF/Fを演算により求め、総流量ＱTの大きさに応じてフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値ＰSTを可変設定するか又はフィードフォワード熱量の立ち上げ時間Ｔを可変設定してフィードフォワード熱量のみによるバーナ燃焼を行う。
【０１５４】
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ＱT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。
【０１５５】
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）。
【０１５６】
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ＰF/Fとフィードバック熱量ＰF/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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
また、上記実施形態例では、ミキシング終了禁止時間をＱT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２０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。
【０１６０】
さらに、上記実施形態例では図１６および図１７に示す如く、モード１〜モード４の動作を切り換えて動作させるようにしたが、モード１の動作とモード４の動作を省略し、モード２とモード３の動作によって燃焼運転を行うようにしてもよい。
【０１６１】
【発明の効果】
本発明は給湯熱交換器内に後沸きの湯の発生が判断されて、ミキシング動作により給湯が開始されたときには、給湯熱交換器はフィードフォワード熱量によって、つまり、フィードバック制御を行わないで加熱するようにし、しかも、給湯熱交換器内の後沸きの温度を第１の流量制御手段による湯側の流量と第２の流量制御手段による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制御して湯とバイパス制御流量の水とをミキシングするように構成したものであるから、給湯熱交換器から出る後沸きの湯を前記ミキシング動作により給湯設定温度の湯にして安定に給湯できるという効果が得られる。
【０１６２】
しかも、ミキシング動作により給湯される後沸きの湯の後に入り込む新たな水はフィードフォワード熱量により給湯設定温度の湯の湯側の流量となって給湯される（この場合は第２の流量制御手段は閉止状態となる）ので、後沸き湯温のミキシングによる給湯から後沸き解消後のミキシングによらない定常運転への給湯の境界の時間領域においても湯温の変動がなく、後沸き解消のミキシング動作からミキシング終了後の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可能となる。
【０１６３】
また、本発明は、給湯熱交換器に後沸きが生じている状態で給湯が開始される際に、給水通路に入水する総流量（総給湯流量）の大きさに応じてフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値や、フィードフォワード熱量の立ち上げの時間を可変設定するように構成したものであるから、総流量の大小の如何に拘わらず、給湯熱交換器から出る後沸きの湯温の熱交出側の温度の時間的変化をほぼ理想的な二次曲線状の単純なパターン形状に修正することが可能となり、これにより、湯側の流量を制御する第１の流量制御手段とバイパス制御流量を制御する第２の流量制御手段の応答性の限界による影響を解消することができ、総流量の増大により給湯湯温にアンダーシュートが発生したり、総流量が小さいために後沸き解消のミキシング動作が長時間に亙って行われるという問題を確実に解消することが可能となり、総流量の大小の影響を受けることなくミキシングによる給湯湯温の安定化精度を格段に高め、総流量の大きさの程度に影響を受けることなく給湯設定温度の湯をミキシングにより作り出して後沸きの影響を解消した給湯設定温度の安定した湯を高信頼性をもって給湯できるという画期的な効果を奏することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態例におけるミキシング湯温安定化の第１の制御構成のブロック図である。
【図２】ミキシング湯温安定化の第１の制御構成によって設定されるフィードフォワード熱量の立ち上げ初期値ＰSTの設定例を示す説明図である。
【図３】総流量ＱTが大きいときと小さいときとでのフィードフォワード熱量の立ち上げパターンを比較状態で示すグラフである。
【図４】本実施形態例におけるミキシング湯温安定化の第２の制御構成のブロック図である。
【図５】ミキシング湯温安定化の第２の制御構成によるフィードフォワード熱量の立ち上げまでの時間Ｔの設定例を総流量ＱTが大きい場合と小さい場合とを比較状態で示す説明図である。
【図６】給湯熱交換器内に後沸きが生じているときの給湯開始時に給湯熱交換器から出る湯温ＴOUTの理想的なパターン形状の説明図である。
【図７】給湯熱交換器内に後沸きが生じている状態で給湯が開始されたときの給湯熱交換器出側の温度の経時変化を総流量が大のときと小のときとを比較状態で示す説明図である。
【図８】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９】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１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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２０】ミキシング終了禁止時間の設定例の説明図である。
【図２１】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２２】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２３】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２４】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２５】図１７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２６】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２７】図１７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２８】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ＴMIXと総流量ＱT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２９】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３０】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
４０  ミキシングモード動作部
４８  燃焼制御部
５５  後沸き判断部
５６  フィードフォワード熱量可変設定部
５７  フィードフォワード熱量立ち上げタイミング設定部
ＧＭ1  第１の流量制御手段
ＧＭ2  第２の流量制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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