(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全閉位置と全開位置とを検出する位置センサを装備したギアモータ駆動式の流量制御弁と、この流量制御弁の開度をモータへの電流供給により制御する制御手段とを備えた流量制御装置において、
上記制御手段は、上記流量制御弁を位置センサにより検出される全開位置から全閉位置まで、または全閉位置から全開位置まで移動させ、その全行程所要時間を検出し、この検出された全行程所要時間と所望開度に基づいて、電流供給時間を決定し、この決定された電流供給時間だけモータに電流を供給することにより、流量制御弁を全閉位置または全開位置から所望開度にすることを特徴とする流量制御装置。
【請求項２】
全閉位置と全開位置とを検出する位置センサを装備したギアモータ駆動式の流量制御弁と、この流量制御弁の開度をモータへの電流供給により制御する制御手段とを備えた流量制御装置において、
上記制御手段は、上記流量制御弁を位置センサにより検出される全開位置から全閉位置まで、または全閉位置から全開位置まで移動させ、その全行程所要時間を検出し、この検出された全行程所要時間と、製品出荷時の全行程所要時間と、製品出荷時に全閉位置または全開位置から所望開度にするのに要した電流供給時間に基づいて、電流供給時間を決定し、この決定された電流供給時間だけモータに電流を供給することにより、流量制御弁を全閉位置または全開位置から所望開度にすることを特徴とする流量制御装置。
【請求項３】
熱発生部と、この熱発生部からの熱を受ける熱交換部と、この熱交換部を通る給湯配管系と、この給湯配管系に設けられ、全閉位置と全開位置とを検出する位置センサを装備したギアモータ駆動式の流量制御弁と、この流量制御弁の開度をモータへの電流供給により制御する制御手段とを備えた給湯装置において、
上記制御手段は、上記流量制御弁を位置センサにより検出される全開位置から全閉位置まで、または全閉位置から全開位置まで移動させ、その全行程所要時間を検出し、この検出された全行程所要時間と所望開度に基づいて、電流供給時間を決定し、この決定された電流供給時間だけモータに電流を供給することにより、流量制御弁を全閉位置または全開位置から所望開度にすることを特徴とする給湯装置。
【請求項４】
熱発生部と、この熱発生部からの熱を受ける熱交換部と、この熱交換部を通る給湯配管系と、この給湯配管系に設けられ、全閉位置と全開位置とを検出する位置センサを装備したギアモータ駆動式の流量制御弁と、この流量制御弁の開度をモータへの電流供給により制御する制御手段とを備えた給湯装置において、
上記制御手段は、上記流量制御弁を位置センサにより検出される全開位置から全閉位置まで、または全閉位置から全開位置まで移動させ、その全行程所要時間を検出し、この検出された全行程所要時間と、製品出荷時の全行程所要時間と、製品出荷時に全閉位置または全開位置から所望開度にするのに要した電流供給時間に基づいて、電流供給時間を決定し、この決定された電流供給時間だけモータに電流を供給することにより、流量制御弁を全閉位置または全開位置から所望開度にすることを特徴とする給湯装置。
【請求項５】
上記給湯配管系には熱交換部の下流側において、風呂への湯張りを行うための注湯管が接続され、この注湯管には注湯弁が設けられており、上記制御手段は、湯張りのために注湯弁を開く前に、上記流量制御弁を全開位置から全閉位置へ移行させ、注湯弁を開いた後に流量制御弁の開度を増大させ、この全開位置から全閉位置への移行の過程で、上記全行程所要時間を検出することを特徴とする請求項３または４に記載の給湯装置。
【請求項６】
上記給湯配管系には熱交換部の下流側において、風呂への湯張りを行うための注湯管が接続され、この注湯管には注湯弁が設けられており、上記制御手段は、湯張りのために注湯弁を開く前に、上記流量制御弁を全閉位置へ移行させ、注湯弁を開いた後に流量制御弁を全閉位置から全開位置へ移行させ、この全閉位置から全開位置への移行の過程で、上記全行程所要時間を検出することを特徴とする請求項３または４に記載の給湯装置。
【請求項７】
上記給湯配管系が、上記熱交換部の上流側と下流側との間に接続されて熱交換部と並列をなすバイパス管を有し、このバイパス管に第１の流量制御弁が設けられ、上記バイパス管の接続点より熱交換部に近い給湯配管系に第２の流量制御弁が設けられ、さらに、上記熱交換部には他の配管系が通っており、
上記制御手段は、当該他の配管系を水が流れ上記給湯配管系を水が流れていない状態で、上記熱発生部から熱交換部に熱が付与されている最中またはその直前に、上記第１，第２流量制御弁を全閉または全開位置から所定開度位置にして待機させ、これら第１，第２流量制御弁を所定開度位置にする制御に際しては、少なくとも１つの流量制御弁に関して上記の決定された電流供給時間でモータに電流を供給するようにし、
給湯初期に、上記所定開度位置から上記第１，第２流量制御弁の開度制御を実行し、第１の流量制御弁の開度を減少させる場合には第２の流量制御弁の開度を増大させ、第１の流量制御弁の開度を増大させる場合には第２の流量制御弁の開度を減少させることにより、熱交換部からの湯とバイパス管からの水との混合比を制御することを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量制御装置およびこの流量制御装置を組み込んだ給湯装置に関する。
【０００２】
給湯装置は、バーナと、このバーナからの熱を受ける熱交換部と、給湯配管系とを備えている。この給湯配管系は、熱交換部を通る受熱管と、受熱管の入口端に接続された給水管と、受熱管の出口端に接続された給湯管とを有している。この給湯配管系にはギアモータ駆動式の流量制御弁が設けられており、例えば熱交換部を通る水の流量を制御できるようになっている。
上記流量制御弁には、その全閉位置と全開位置とを検出する位置センサが装備されている。モータへの電流供給により弁体が閉じ方向に移動している状態で全閉位置が検出された時には、モータへの電流供給が停止され、弁体が開き方向に移動している状態で全開位置が検出された時にも、モータへの電流供給が停止される。これにより、モータのロックを防止している。
【０００３】
上記流量制御弁は、基本的には温度や流量等の検出情報に基づいて制御するが、これら検出情報に基づかずに制御することも考えられる。この場合には、所望開度位置に対応して予め決定されている電流供給時間だけモータに電流を供給することにより、流量制御弁を全閉位置または全開位置から所望開度位置にする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、流量制御弁の経年劣化、例えばモータのトルク低下や摺動抵抗の増大等により、モータへの電流供給時間と開度との関係が変化することがある。この場合、上記のように製品出荷時に決められた電流供給時間と開度との関係に基づいて電流供給時間を決定したのでは、流量制御弁の開度を所望開度にできないことが考えられる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、全閉位置と全開位置とを検出する位置センサを装備したギアモータ駆動式の流量制御弁と、この流量制御弁の開度をモータへの電流供給により制御する制御手段とを備えた流量制御装置において、上記制御手段は、上記流量制御弁を位置センサにより検出される全開位置から全閉位置まで、または全閉位置から全開位置まで移動させ、その全行程所要時間を検出し、この検出された全行程所要時間と所望開度に基づいて、電流供給時間を決定し、この決定された電流供給時間だけモータに電流を供給することにより、流量制御弁を全閉位置または全開位置から所望開度にすることを特徴とする。
請求項２の発明は、  全閉位置と全開位置とを検出する位置センサを装備したギアモータ駆動式の流量制御弁と、この流量制御弁の開度をモータへの電流供給により制御する制御手段とを備えた流量制御装置において、上記制御手段は、上記流量制御弁を位置センサにより検出される全開位置から全閉位置まで、または全閉位置から全開位置まで移動させ、その全行程所要時間を検出し、この検出された全行程所要時間と、製品出荷時の全行程所要時間と、製品出荷時に全閉位置または全開位置から所望開度にするのに要した電流供給時間に基づいて、電流供給時間を決定し、この決定された電流供給時間だけモータに電流を供給することにより、流量制御弁を全閉位置または全開位置から所望開度にすることを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明は、熱発生部と、この熱発生部からの熱を受ける熱交換部と、この熱交換部を通る給湯配管系と、この給湯配管系に設けられ、全閉位置と全開位置とを検出する位置センサを装備したギアモータ駆動式の流量制御弁と、この流量制御弁の開度をモータへの電流供給により制御する制御手段とを備えた給湯装置において、上記制御手段は、上記流量制御弁を位置センサにより検出される全開位置から全閉位置まで、または全閉位置から全開位置まで移動させ、その全行程所要時間を検出し、この検出された全行程所要時間と所望開度に基づいて、電流供給時間を決定し、この決定された電流供給時間だけモータに電流を供給することにより、流量制御弁を全閉位置または全開位置から所望開度にすることを特徴とする。
請求項４の発明は、熱発生部と、この熱発生部からの熱を受ける熱交換部と、この熱交換部を通る給湯配管系と、この給湯配管系に設けられ、全閉位置と全開位置とを検出する位置センサを装備したギアモータ駆動式の流量制御弁と、この流量制御弁の開度をモータへの電流供給により制御する制御手段とを備えた給湯装置において、上記制御手段は、上記流量制御弁を位置センサにより検出される全開位置から全閉位置まで、または全閉位置から全開位置まで移動させ、その全行程所要時間を検出し、この検出された全行程所要時間と、製品出荷時の全行程所要時間と、製品出荷時に全閉位置または全開位置から所望開度にするのに要した電流供給時間に基づいて、電流供給時間を決定し、この決定された電流供給時間だけモータに電流を供給することにより、流量制御弁を全閉位置または全開位置から所望開度にすることを特徴とする。
【０００７】
請求項５の発明は、請求項３または４に記載の給湯装置において、上記給湯配管系には熱交換部の下流側において、風呂への湯張りを行うための注湯管が接続され、この注湯管には注湯弁が設けられており、上記制御手段は、湯張りのために注湯弁を開く前に、上記流量制御弁を全開位置から全閉位置へ移行させ、注湯弁を開いた後に流量制御弁の開度を増大させ、この全開位置から全閉位置への移行の過程で、上記全行程所要時間を検出することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項３または４に記載の給湯装置において、上記給湯配管系には熱交換部の下流側において、風呂への湯張りを行うための注湯管が接続され、この注湯管には注湯弁が設けられており、上記制御手段は、湯張りのために注湯弁を開く前に、上記流量制御弁を全閉位置へ移行させ、注湯弁を開いた後に流量制御弁を全閉位置から全開位置へ移行させ、この全閉位置から全開位置への移行の過程で、上記全行程所要時間を検出することを特徴とする。
【０００８】
請求項７の発明は、請求項３〜６のいずれかに記載の給湯装置において、上記給湯配管系が、上記熱交換部の上流側と下流側との間に接続されて熱交換部と並列をなすバイパス管を有し、このバイパス管に第１の流量制御弁が設けられ、上記バイパス管の接続点より熱交換部に近い給湯配管系に第２の流量制御弁が設けられ、さらに、上記熱交換部には他の配管系が通っており、上記制御手段は、当該他の配管系を水が流れ上記給湯配管系を水が流れていない状態で、上記熱発生部から熱交換部に熱が付与されている最中またはその直前に、上記第１，第２流量制御弁を全閉または全開位置から所定開度位置にして待機させ、これら第１，第２流量制御弁を所定開度位置にする制御に際しては、少なくとも１つの流量制御弁に関して上記の決定された電流供給時間でモータに電流を供給するようにし、給湯初期に、上記所定開度位置から上記第１，第２流量制御弁の開度制御を実行し、第１の流量制御弁の開度を減少させる場合には第２の流量制御弁の開度を増大させ、第１の流量制御弁の開度を増大させる場合には第２の流量制御弁の開度を減少させることにより、熱交換部からの湯とバイパス管からの水との混合比を制御することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、給湯と追焚の２つの機能を有する１缶２水路型のガス給湯装置を示す。この給湯装置は、一つの缶の下部に共通のガスバーナ１（燃焼部，熱発生部）を収納し、上部に共通の熱交換部２を収納することにより、構成されている。缶の底部には、燃焼空気を供給するためのファン（図示しない）が設けられている。上記バーナ１へガスを供給する手段は、ガス管３と、このガス管３に設けられた主電磁開閉弁４と電磁比例弁５とを有している。バーナ１の近傍には点火機構（図示しない）が配置されている。
【００１０】
上記熱交換部２は、多数の薄肉のフィンプレート２ａを有しており、このフィンプレート２ａに、給湯配管系１０の受熱管１１と追焚配管系２０の受熱管２１とが貫通している。
【００１１】
上記給湯配管系１０について詳述する。上記受熱管１１の入口端には、給水管１２（熱交換部２の上流側）が接続され、出口端には給湯管１３（熱交換部２の下流側）が接続されている。給湯管１３の末端には給湯栓１４が設けられている。これら給水管１２と給湯管１３との間には、受熱管１１と並列をなす２本のバイパス管１５，１６が接続されている。図において、バイパス管１５と給水管１２，給湯管１３との接続点を符号Ｐ１，Ｐ２で表し、バイパス管１６と給水管１２，給湯管１３との接続点を符号Ｐ３，Ｐ４で表わす。
熱交換部１５に近い方のバイパス管１５は、弁等を装備せず、接続点Ｐ１を通過した水は、所定の割り合い（例えば７０：３０）で受熱管１１とバイパス管１５に別れ、接続点Ｐ２で再び合流するようになっている。
【００１２】
熱交換部１５から遠い方のバイパス管１６には、第１の流量制御弁ＧＭ２が設けられている。また、給湯管１３にも、接続点Ｐ２，Ｐ４間において第２の流量制御弁ＧＭ１が設けられている。
【００１３】
上記給湯配管系１０には２つのフローセンサＦＬ１，ＦＬ２が装備されている。第１のフローセンサＦＬ１は、給水管１２において接続点Ｐ１，Ｐ３間に設けられている。第２のフローセンサＦＬ２は、給湯管１３において接続点Ｐ４と給湯栓１４との間に設けられている。
【００１４】
上記給湯配管系１０には、４つの温度センサＴＨIN，ＴＨZ，ＴＨOUT，ＴＨMIXが装備されている。温度センサＴＨINは、接続点Ｐ３より上流側の給水管１２に設けられている。温度センサＴＨZは、受熱管１１のベンド部に設けられている。温度センサＴＨOUTは、受熱管１１の出口端近傍（給湯管１３において接続点Ｐ２より上流側）に設けられている。温度センサＴＨMIXは、接続点Ｐ４の下流側の給湯管１３に設けられている。
【００１５】
次に、上記追焚配管系２０について説明する。上記受熱管２１の入口端と浴槽６との間には復路管２２が接続され、受熱管２１の出口端と浴槽６との間には往路管２３が接続されている。復路管２２には、ポンプ２４や温度センサＴＨHR，流水スイッチ（図示しない）等が設けられている。
【００１６】
上記給湯配管系１０の給湯管１３と、追焚配管系２０の復路管２２との間には、浴槽６への湯張りのための注湯管３０が接続されており、この注湯管３０には電磁開閉弁からなる注湯弁３１が設けられている。図において注湯管３０と給湯管１３，復路管２２との接続点を符号Ｐ５，Ｐ６で示す。
【００１７】
上述した熱交換部２側の流量制御弁ＧＭ１の構造を、図２を参照しながら説明する。流量制御弁ＧＭ１は、給湯管１３内に組み込まれた弁ケース４０を備えている。この弁ケース４０には、環状の弁座４１が形成されている。弁ケース４０には、支持スリーブ４２が収納固定されており、この支持スリーブ４２にはシャフト４３が大きいピッチの螺合状態で挿入されている。シャフト４３の内端部には弁体４４が固定されており、シャフト４３の軸方向移動に伴って、弁体４４が弁座４１に対して接離するようになっている。
【００１８】
上記シャフト４３の外端部は、減速ギア列４５を介してモータ４６に接続されている。図２には減速ギア列４５の第１段を構成するウォーム４５ａと、最終段の平歯車４５ｂのみ示し、中間の歯車の図示を省いている。ウォーム４５ａはモータ４６の出力軸に連結されている。平歯車４５ｂは、シャフト４３の外端部とスプライン結合されている。平歯車４５ｂにはマグネット４７が埋め込まれており、このマグネット４７が、ホールＩＣからなる２つの位置センサ４８ａ，４８ｂにより、検出されるようになっている。すなわち、弁体４４が弁座４１から最大限近く離れた状態（全開位置）で、マグネット４７が位置センサ４８ａに検出されるようになっている。また、弁体４４が弁座４１に当接する直前の状態（全閉位置）で、マグネット４７が位置センサ４８ｂに検出されるようになっている。
バイパス側の流量制御弁ＧＭ２の構造も上述した流量制御弁ＧＭ１の構造と同様であるので省略するが、この流量制御弁ＧＭ２では、弁体にゴムを取り付けて弁座とのシール性を高めるようにしてもよい。
【００１９】
給湯装置は、制御ユニット５０（制御手段）とリモートコントローラ６０とを備えている。この制御ユニット５０は、ガス供給手段の主電磁開閉弁４，電磁比例弁５と、点火機構と、ファンと、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２と、ポンプ２４と、注湯弁３１を制御するものである。この制御ユニット５０には、種々の検出手段からの検出信号が入力される。検出手段としては、前述した温度センサＴＨIN，ＴＨZ，ＴＨOUT，ＴＨMIX，ＴＨHRや、フローセンサＦＬ１，ＦＬ２，図示しない流水スイッチ等がある。リモートコントローラ６０は、運転スイッチ風呂自動運転スイッチ，追焚スイッチ，温度設定部，表示部（いずれも図示せず）を備えており、これらスイッチのオン，オフ情報，設定温度情報を制御ユニット５０に出力し、これら情報を表示部に表示するものである。なお、制御ユニット５０からの指令によりこの表示部は後述のエラー表示もする。
上記制御ユニット５０と流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２は、流量制御装置を構成している。
【００２０】
上記構成の給湯装置において、制御ユニット５０は、給湯，湯張り，追焚等の制御を実行するが、この制御を流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の制御を中心にして説明する。流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の制御モードは図２に示すように大別して４つある。なお、図２において、各モードのブロック毎の括弧書きは、熱交換部２側の流量制御弁ＧＭ１の状態を表している。
【００２１】
後述の給湯制御の最中や終了後、風呂単独燃焼の最中や終了後、ミキシング制御の最中に、運転スイッチをオフにした時には、制御モード４を実行する。すなわち、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を全開にする。この状態でユーザーが給湯配管系１０に設けた水抜き栓（図示しない）を抜けば、給湯配管系１０から水を抜くことができ、凍結を防止できる。
運転スイッチがオンになった時には、基本的に制御モード２を実行する。すなわち、流量制御弁ＧＭ１を全開にしたまま、流量制御弁ＧＭ２を全閉位置にする。
【００２２】
給湯制御について説明する。運転スイッチがオンの状態で、給湯栓１４を開くと、給水管１２，受熱管１１，給湯管１３の順に水が流れる。給水管１２に設けられたフローセンサＦＬ１がこの水流を検出し、この検出信号に応答して制御ユニット５０が、主電磁開閉弁４を開くとともに点火動作を行うことにより、バーナ１での燃焼が開始される。その結果、フィンプレート２ａが加熱され、ひいては受熱管１１を通る水が加熱され、湯となって給湯栓１４から吐出される。
【００２３】
通常の給湯制御では、図２の制御モード２が維持され、流量制御弁ＧＭ２は全閉となっている。制御ユニット５０は、フローセンサＦＬ１で検出された流量と、温度センサＴＨINで検出された入水温度と、リモートコントローラ６０で設定された設定温度に基づいてフィードフォワード制御成分を演算し、温度センサＴＨMIXで検出された出湯温度と上記設定温度に基づいてフィードバック制御成分を演算する。そして、このフィードフォワード制御成分にフィードバック制御成分を加算した制御値に基づいて、電磁比例弁５の開度を制御し、燃焼ガス量を制御する。これにより、出湯温度を高精度で設定温度にすることができる。なお、流量制御弁ＧＭ１は基本的には全開位置にあるが、設定温度が高く給湯栓１４の開度が大きい場合には、器具の最大能力をオーバーすることもあり、この場合には、出湯温度を設定温度にするために、流量制御弁ＧＭ１の開度を小さくして流量を絞ることもある。
上記通常の給湯制御では、バイパス管１６からの水は遮断されているが、受熱管１１の湯は、固定バイパス管１５からの水と混合されて出湯されるので、受熱管１１内の湯の温度を設定温度より高くした状態で燃焼制御を行うことができる。
【００２４】
次に、湯張り、追焚（風呂燃焼）制御について説明する。リモコン６０の運転スイッチオンの状態で、風呂自動運転スイッチをオンする。これに応答して、制御ユニット５０は湯張り制御を行う。この湯張り制御では、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を全閉位置にする。ちなみに、流量制御弁ＧＭ２は閉止機能を有し、弁体がゴムでできているので、０リットル／分まで制御できるのに対し、流量制御弁ＧＭ１は、最低作動流量以下（例えば２．５リットル／分以下）とはしないので、全閉位置であっても約２．５リットル／分流れる。次に、注湯弁３１を開く。次に、流量制御弁ＧＭ２を全閉位置に維持したまま、流量制御弁ＧＭ１を全閉位置から開き方向に制御し、原則的に全開位置にする。この際、流量制御弁ＧＭ１は、モータ４６の駆動により減速ギア列４５を介して徐々に開度を増大させるので、流量制御弁ＧＭ１が全開のまま注湯弁３１を開いた場合に生じるウォーターハンマー現象を防止することができる。
【００２５】
上記注湯弁３１の開動作の開始とほぼ同時期に、バーナ１の燃焼を実行する。これにより、給水管１２からの水が受熱管１１を通る際に湯となり、この湯が、給湯管１３を通り、接続点Ｐ５を経て注湯管３０を通り、さらに追焚配管系２０を通って、浴槽６に供給される。注湯管３０に設けた圧力センサ（図示しない）により、浴槽６の湯の水位が設定水位に達したことを検出した時に、注湯弁３１を閉じて湯張りを終了する。
【００２６】
上記湯張りの後に、追焚を行なう。すなわち、ポンプ２４を駆動することにより浴槽６の水を復路管２２，受熱管２１，往路管２３を経て循環させる。この際、温度センサＴＨHRで検出された浴槽６の湯温がユーザー設定温度より低い場合には、追焚が実行される。詳述すると、復路管２２の水流スイッチのオン状態を確認して、主電磁開閉弁５を開くとともに点火動作を行うことにより、バーナ１での燃焼を開始する。その結果、フィンプレート２ａが加熱され、ひいては受熱管２１を通る浴槽６からの水が加熱され、追焚が実行される。温度センサＴＨHRで検出された浴槽６の湯温がユーザー設定温度に達した時に、この追焚を終了する。
【００２７】
上記追焚（風呂燃焼）は、上述したように湯張り後に単独で実行される。また、運転スイッチオンの状態で追焚スイッチをオンしたり、給湯を実行して停止した後に風呂自動運転スイッチをオンしたり、給湯と追焚の同時燃焼から給湯を停止した時にも追焚は単独で行われる。
上記追焚単独実行時（風呂単独燃焼時）には、給湯配管系１０の受熱管１１は水が滞留した状態にあり、この滞留水にもバーナ１の燃焼熱が付与される。このため、受熱管１１の滞留水が高温になる。風呂燃焼は、受熱管１１のＵベンド部に設けられた温度センサＴＨZでの検出温度（すなわち、受熱管１１の滞留水温度）が上昇して７５°Ｃに達した時には中断し、検出温度が低下して７０°Ｃに達した時に再開される。このようなヒステリシス制御により、受熱管１１の滞留水の沸騰が防止される。
【００２８】
上述したように、風呂単独燃焼中には、給湯配管系１０の受熱管１１の滞留水は沸騰は防止されるものの非常に高い温度になっている。そのため、後述する給湯の初期には、受熱管１１からの湯とバイパス管１６からの水を混合（ミキシング）する必要がある。その準備のために、この追焚単独実行の最中またはその直前に、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を図２の制御モード１で制御し、それぞれ所定開度位置、すなわち全開位置と全閉位置との間の適度な開度位置（以下、半開位置と称す）にしている。仮に、流量制御弁ＧＭ１が全開で流量制御弁ＧＭ２が全閉であれば、給湯開始の際に、上記受熱管１１からの湯に対してバイパス管１６からの水の量が極端に少なく、ギアモータによる開度制御に時間を要するため、後述するミキシング制御により最適の出湯温度になるまでに、オーバーシュートが生じることがあるからである。反対に、流量制御弁ＧＭ１が全閉で流量制御弁ＧＭ２が全開であれば、給湯開始の際に、上記受熱管１１からの湯に対してバイパス管１６からの水の量が極端に多くなり、ミキシング制御により最適の出湯温度になるまでに、アンダーシュートが生じることがあるからである。なお、この流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の半開位置での湯と水の混合比は、例えば３０：７０となっている。
【００２９】
風呂単独燃焼実行中における上記流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の半開位置（制御モード２）は、運転スイッチをオフにしない限り、風呂単独燃焼終了後もそのまま維持される。なお、風呂単独燃焼終了後に、温度センサＴＨZまたは温度センサＴＨOUTで検出される受熱管１１の温度またはその出口温度が、所定温度例えば５５°Ｃ以上である間は半開状態を維持し、この所定温度を下回った時には、後述する給湯通常制御での制御モード２と同様に、上記流量制御弁ＧＭ２を全閉位置にし、流量制御弁ＧＭ１を全開位置にしてもよい。
【００３０】
上述した風呂単独燃焼の最中または終了後に、給湯栓１４が開かれた時には、流水検出に応答して、直接に通常の給湯制御（制御モード２）に移行するのではなく、後述するミキシング制御（制御モード３）を実行してから通常の給湯制御に移行する。
【００３１】
次に、ミキシング制御について説明する。この時には、制御モード３を実行し、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の開度を調節して適切な湯水混合比を得、これにより出湯温度を設定温度にする。すなわち、温度センサＴＨINで検出される入水温度と、温度センサＴＨOUTで検出される受熱管１１の出口温度と、リモートコントローラ６０で設定された設定温度に基づいて、接続点Ｐ４に向かう給湯管１３からの湯とバイパス管１６からの水の目標混合比すなわち目標流量比を演算し、この目標流量比が得られるように、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の開度を制御する。
【００３２】
上記開度制御は、フローセンサＦＬ１，ＦＬ２からの検出流量Ｑ１，Ｑ２に基づいて行う。接続点Ｐ４に向かう給湯管１３からの湯の流量は、Ｑ１で表すことができる。また、バイパス管１６からの水の流量は、（Ｑ２−Ｑ１）で表すことができる。制御ユニット５０は、フローセンサＦＬ１，ＦＬ２の検出流量Ｑ１，Ｑ２から次式に基づいて演算された実際の流量比Ｒｒを、上記目標流量比に一致させるように、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の開度を制御する。
Ｒｒ＝（Ｑ２−Ｑ１）／Ｑ１  ・・・（１）
例えば、実際の流量比Ｒｒが目標流量比より小さい場合には、バイパス側の流量（Ｑ２−Ｑ１）を増やすべく流量制御弁ＧＭ２の開度を大きくし、熱交換部２からの流量Ｑ１を減少させるべく流量制御弁ＧＭ１の開度を小さくする。これとは逆に、実際の流量比Ｒｒが目標流量比より大きい場合には、バイパス側の流量を減少させるべく流量制御弁ＧＭ２の開度を小さくし、熱交換部２からの流量を増やすべく流量制御弁ＧＭ１の開度を大きくする。
【００３３】
上記のような給湯初期のミキシング制御により、湯と水の混合を適切に行い、受熱管１１の滞留湯に起因した出湯温度のオーバーシュートや、バイパス側の水を過剰に混合することに起因したアンダーシュートを抑制して、出湯温度を設定温度にすることができる。
また、このミキシング制御に際しては、バイパス側の流量制御弁ＧＭ２の開度制御のみならず、これと平行して熱交換部２側の流量制御弁ＧＭ１を逆方向に開度制御することにより、湯と水の混合比を迅速に適切な比にすることができ、より一層確実にオーバーシュートやアンダーシュートを抑制できる。
【００３４】
上記ミキシング制御は、所定時間経過または出湯温度の安定確認により終了し、通常の給湯制御（制御モード２）に移行する。上記ミキシング制御中に、給湯栓１４が閉じられ、流水を検知しなくなった時には、制御モード１に返り、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を半開状態にする。
【００３５】
上記ミキシング制御中に上記流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の開度を増大させる方向へ制御している際に、位置センサ４８ａで全開位置を検出した時には、モータ４６への電流供給を停止してそのロックを防止する。同様に、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の開度を減少させる方向へ制御している際に、位置センサ４８ｂにより全閉位置を検出した時にもモータ４６への電流供給を停止して、そのロックを防止する。
また、前述したように、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を、意図的に全開位置や全閉位置にするためにモータ４６へ電流供給を行う際にも、上記位置センサ４８ａ，４８ｂの位置検出信号に基づいてモータ４６への電流供給を停止し、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の全閉，全開位置を確保するとともに、モータ４６のロックを防止する。
【００３６】
次に、前述したように、風呂単独燃焼の際に上記流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２をモード１での半開位置にする制御についてさらに詳しく説明する。熱交換部２側の流量制御弁ＧＭ１は、位置センサ４８ａで検出された全開位置から、後述のようにして決定された電流供給時間ＴSだけモータ４６に電流を供給し、流量制御弁ＧＭ１を所定開度（例えば５０％）にする。なお、本実施形態では、通常の給湯動作において流量を絞っていた時やミキシング制御の時から、風呂単独燃焼に移行した時のように、流量制御弁ＧＭ１が全開位置にない場合を考慮して、流量制御弁ＧＭ１を位置センサ４８ａで全開位置を検出するまで開き方向に制御し、それから半開位置にする。
バイパス側の流量制御弁ＧＭ２も同様に、位置センサ４８ａで全開位置を検出するまで開き方向に制御し、モータ４６への電流供給の時間制御により、全開位置から半開位置（所定開度位置）にする。
【００３７】
上記流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２は、経年劣化、すなわちモータ４６のトルク低下、摺動抵抗の増大等により、モータ４６への電流供給時間に対して、弁体４４の移動距離が変化する（通常短くなる）。流量制御弁ＧＭ１を例にとると、製品出荷時に、例えば全開位置から所定開度５０％に至るまでに必要とする電流供給時間がＴSOであった場合、長期間使用した後でこの製品出荷時に決められた電流供給時間ＴSOだけモータ４６に電流を供給すると、所定開度５０％に至らず、例えば開度が６０％にしか絞られない事態が生じ、給湯初期にオーバーシュートが生じることがある。
【００３８】
上記事態を防止するため、流量制御弁ＧＭ１を所定開度にするための電流供給時間ＴSを、更新する必要がある。以下、制御ユニット５０で実行される電流給湯時間ＴSの更新のためのルーチンを図４を参照して説明する。このルーチンは、風呂自動運転スイッチをオンにした時に、注湯弁３１の開動作に先立って実行される。
【００３９】
まず、モータ４６に電流を供給して、流量制御弁ＧＭ１を位置センサ４８ａで検出された全開位置になるように開き方向に制御し、その全開位置から閉じ方向に向かって制御する（ステップ１０１）。次に、位置センサ４８ｂで全閉位置が検出されたか否かを判断する（ステップ１０２）。否定判断した時にはこのモータ４６への電流供給を継続し、肯定判断した時にはモータ４６への電流供給を停止するとともに、全開位置から全閉位置までの移動に要した時間すなわち全行程所要時間Ｔｘを演算する（ステップ１０３）。次に、この全行程所要時間Ｔｘが、基準所要時間ＴRの２倍未満か否かを判断する（ステップ１０４）。基準所要時間ＴRは、製品出荷時において、流量制御弁ＧＭ１を全開位置から全閉位置にするのに必要とするモータ４６への電流供給時間である。上記全行程所要時間Ｔｘが上記基準所要時間ＴRの２倍以上になっている時には、モータトルクの異常低下や擦動抵抗の異常増大が生じたものとして、エラー表示をして（ステップ１０５）、このルーチンを終了する。なお、このエラー表示とともに、湯張り動作や燃焼等の禁止処理をしてもよい。また、上記ステップ１０１，１０２間に、モータ４６への電流供給開始からの時間が所定の許容時間を経過しているか否かを判断するステップを介在させてもよい。このステップで許容時間を越えていると判断した時には、上記ステップ１０５を実行してこのルーチンを終了する。
【００４０】
ステップ１０４で肯定判断した時には、上記全行程所要時間Ｔｘを積算し（ステップ１０６）、カウンタをインクリメントする（ステップ１０７）。次に、このカウンタの計数値が「１０」に達したか否かを判断する（ステップ１０８）。否定判断した時には、このルーチンを終了する。このようにして、湯張り１０回分の全行程所要時間Ｔｘとその積算値を求める。ステップ１０８で肯定判断した時には、上記全行程所要時間Ｔｘの積算値を「１０」で割ることにより、平均の全行程所要時間ＴＡＶを演算する（ステップ１０９）。このようにして、より正確に全行程所要時間を求めることができる。次に、積算値のメモリとカウンタをクリアし（ステップ１１０）、電流供給時間Ｔｓを次式から求める（ステップ１１１）。
Ｔｓ＝ＴＡＶ×（ＴＳ０／ＴＲ） ・・・（２）
すなわち、製品出荷時には、全行程所要時間が基準時間ＴＲであり、所定開度までのモータ供給時間がＴＳ０であったが、経年変化により、全行程所要時間がＴＡＶに変化したので、これに対応して所定開度までのモータ供給時間をＴｓに変えたのである。上記（２）式は、全行程所要時間と、所定開度までのモータ供給時間がリニアな関係を維持していることを前提としている。
上述した風呂単独燃焼時には、全開位置から上記のようにして演算された時間Ｔｓだけモータ４６に電流を供給して、正確に所定開度にすることができる。
【００４１】
上記（２）式は、全開位置から全閉位置までの間にモータへ供給する単位時間当たりの電流値が、全開位置から所定開度までモータへ供給する単位時間当たりの電流値と異なっている場合にも適用することができる。なお、両者が等しい場合には、上記（２）式は下記のように書き換えることができる。
ＴS＝ＴAV×（１００−Ｘ）／１００  ・・・（３）
ここで、Ｘは、開度（パーセント）を表す。
【００４２】
上記流量制御弁ＧＭ１を全開位置から所定開度まで制御するため、同方向の全開位置から全閉位置までの全行程所要時間ＴＡＶに基づいて、モータ４６への電流供給時間Ｔｓを決定するのが好ましく、正確な電流供給時間Ｔｓを得ることができるが、例えば、注湯弁３１を開いた後に、流量制御弁ＧＭ１を全開位置から全閉位置まで移動させる際の全行程所要時間ＴＡＶを検出し、これに基づいてモータ４６への電流供給時間Ｔｓを決定してもよい。また、上記流量制御弁ＧＭ１は全閉位置から所定開度まで制御してもよい。この場合、上記（２）式におけるＴｓ，ＴＳ０は、全閉位置からの電流供給時間とする。また、（３）式は、次のように書き換えられる。
Ｔｓ＝ＴＡＶ×（Ｘ／１００） ・・・（４）
【００４３】
上記と同様にして流量制御弁ＧＭ２を全閉位置または全開位置から所定開度までの電流供給時間を更新するようにしてもよい。この流量制御弁ＧＭ２の全行程所要時間は、例えば運転オフ状態から給湯通常制御を実行する際に、流量制御弁ＧＭ２を全開位置から全閉位置にする時に検出してもよいし、給湯通常制御から運転オフとなる際に、流量制御弁ＧＭ２を全閉位置から全開位置にする時に検出してもよい。
なお、本実施形態では、制御モード２で給湯単独燃焼を終了した後は、流量制御弁ＧＭ２は全閉となっている（流量制御弁ＧＭ１は殆どの場合全開）。この状態で追い焚きスイッチをオンすると、流量制御弁ＧＭ２は一度全開位置に移動して全開位置検出後にモード１の半開位置になる。
【００４４】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の形態を採用することができる。例えば、図１の流量制御弁ＧＭ２およびバイパス管１６は省略してもよい。また、流量制御弁ＧＭ１を接続点Ｐ１，Ｐ３間の給水管１２に設けてもよいし、接続点Ｐ３の上流側の給水管１２に設けてもよい。
本発明は、１缶２水路型のみならず、給湯単能型の給湯装置にも適用できる。また、湯張り機能をもたない給湯装置にも適用できる。１缶２水路型において、追焚配管系の代わりに暖房系や、循環給湯配管系を備えたものであってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，２の発明によれば、ギアモータ駆動式の流量制御弁に経年変化があっても、全開位置から全閉位置または全閉位置から全開位置までの全行程所要時間に基づいて、所望開度に対応したモータへの電流供給時間を得ることができ、この電流供給時間に基づいて流量制御弁を正確に所望開度にすることができる。
請求項３，４の発明によれば、給湯配管系において請求項１と同様の効果を得ることができ、流量制御弁による正確な流量制御を行うことができる。
請求項５，６の発明によれば、湯張りの際にウォーターハンマーを防止するための流量制御弁の実際の制御に際して、上記全行程所要時間を検出することができ、この全行程所要時間を検出するためだけの無駄な制御をしなくて済む。
請求項７の発明によれば、２つの流量制御弁の制御によって湯水混合を適切に行い、給湯初期の出湯温度を適切な温度にすることができる。しかも、この混合の準備のために、２つの流量制御弁の少なくとも１つを温度や流量等の検出情報に寄らずに所定開度に待機させる際に、請求項３〜６の発明を適用でき、その効果を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる１缶２水路型の追焚機能付き給湯装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】同給湯装置で用いられる流量制御弁の構造を示す断面図である。
【図３】同給湯装置で実行される４つの制御モードの関係を示す図である。
【図４】流量制御弁のモータへの電流供給時間を更新するためのルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ガスバーナ（熱発生部）
２  熱交換部
１０  給湯配管系
１１  受熱管
１２  給水管（上流側）
１３  給湯管（下流側）
１６  バイパス管
２０  追焚配管系
２１  受熱管
４５  ギア列
４６  モータ
４８ａ，４８ｂ  位置センサ
５０  制御ユニット（制御手段）
ＧＭ２  第１流量制御弁
ＧＭ１  第２流量制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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