(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通水する水を加熱する熱交換器と、この熱交換器に流れ込む入水の温度を検出する入水温度センサと、上記熱交換器よりも出側の湯温を検出する出湯湯温センサと、上記熱交換器で加熱され出湯する湯の給湯設定温度を設定するための給湯温度設定手段と、上記熱交換器を点着火により燃焼加熱するバーナとを有し、このバーナは複数の燃焼面を備え、これら各燃焼面を燃焼熱量によって切り換える方式の複数段能力切り換え式のバーナと成し、各燃焼段毎に燃料供給量と燃焼熱量との関係を示す燃焼制御特性データが与えられている燃焼機器において、バーナ燃焼の開始時に入水温度を給湯設定温度に高めるのに必要な要求燃焼熱量を求める要求燃焼熱量演算部を持ち、前記各段の燃焼制御特性データ上には点火位置がそれぞれ定められており、下側の燃焼段の燃焼制御特性データの点火位置と上側の燃焼段の燃焼制御特性データの点火位置との間にはバーナ燃焼開始時に点着火する段を区分けするための点着火区分位置が設けられ、前記要求燃焼熱量演算部で求められた要求燃焼熱量が上記点着火区分位置以上であるときには前記上側の燃焼制御特性データの点火位置で点着火を行い、上記要求燃焼熱量が上記点着火区分位置未満であるときには前記下側の燃焼制御特性データの点火位置で点着火を行う点着火段設定部を設け、さらに、バーナ燃焼開始時に出湯湯温センサが検出した出湯湯温と給湯温度設定手段に設定されている給湯設定温度とを取り込み、バーナ燃焼開始時の出湯湯温が給湯設定温度からずれているずれ量を検出するずれ量検出部と；ずれ量検出部が検出したずれ量を小さくする方向に点着火区分位置を予め与えられた算定データに基づいて補正する点着火区分位置補正部と；を有することを特徴とする燃焼機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は能力切り換え式のバーナを有した燃焼機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５には、能力切り換え式のバーナを有した燃焼機器として一般的な給湯器のシステム構成例が示されている。同図において、熱交換器２の入口側には該熱交換器２へ水を導入する給水管３が接続されており、この給水管３には入水温を検出する入水温度センサとしての入水サーミスタ10と、入水量を検出する流量センサ９とが設けられている。熱交換器２の出口側には給湯管４が接続され、この給湯管４の出口側には給湯栓１が設けられている。さらに、給湯管４には開弁量によって流量を可変制御する水量制御弁16と、出湯温を検出する出湯湯温センサとしての出湯サーミスタ11とが設けられている。
【０００３】
熱交換器２の下方には能力切り換え式のバーナ７、バーナ７の点火を行うイグナイタ電極18、着火を検知するフレームロッド電極19、および給排気を行う燃焼ファン５が配設されており、バーナ７のガス導入口にはガスノズル６が対向配置され、このガスノズル６に通じるガス管８にはガス供給量（燃料供給量）を開弁量によって制御するガス比例弁13と、管路の開閉を行うガス電磁弁12と、電磁弁44と、能力切り換え電磁弁45とが介設されている。
【０００４】
前記ガスノズル６のガス室は区画壁46によって二分割されており、能力切り換え電磁弁45を閉めることにより、バーナ７は小能力（１段目の燃焼段）の一面燃焼状態（Ａ面単独燃焼状態）となり、能力切り換え電磁弁45を開けることにより、大能力（２段目の燃焼段）の二面燃焼状態（Ａ・Ｂ両面燃焼状態）となり、電磁弁45を開閉することにより、燃焼熱量（燃焼能力）の切り換えが可能となっている。このように、バーナ７は２個の燃焼面（Ａ面、Ｂ面）を備え、各燃焼面を燃焼能力によって切り換える方式の複数段能力切り換え式のバーナと成している。
【０００５】
この種の給湯器には制御装置14が備えられており、この制御装置14にはリモコン15が接続され、このリモコン15には給湯温度を設定するボタン等の給湯温度設定手段48や給湯設定温度の表示部が設けられている。制御装置14は給湯器の給湯動作を制御しており、給湯栓１が開けられると流量センサ９が入水量を検出して、その入水量がある一定以上（最低作動流量以上）になったときに流量センサ９からの信号を受けて、制御装置14は燃焼ファン５を回転させ、ガス電磁弁12とガス比例弁13と電磁弁44等を開けてバーナ７へガスの供給を行い、イグナイタ電極18による点火動作を行う。そして、フレームロッド電極19がガスの着火を検出すると、制御装置14は出湯温度を設定温度にするようフィードフォワード制御を行い、ガス比例弁13の開弁量を可変し、熱交換器２から出る湯温を設定温度になるように制御を行い、湯温の安定を検出してから予め定めた一定時間を経過した後は、フィードフォワード制御とフィードバック制御の併用制御により燃焼制御が行われる。
【０００６】
給湯器には、給湯燃焼能力が与えられており、給湯器はこの燃焼能力の範囲内で出湯温度を設定温度にすべく燃焼制御を行う。給湯器に与えられる燃焼能力は、号数によって与えられており、１号とは、１分間に１リットルの水を25℃上昇させるのに必要な燃焼能力を意味する。
【０００７】
つまり、号数＝入水量（リットル／分）×｛出湯温度（℃）−入水温度（℃）｝÷25の式で表される。なお、出湯温度は設定温度に等しくなるので、出湯温度に代えて設定温度を用いて号数を計算する場合もある。例えば、入水量が24リットル／分、出湯温度が40℃、入水温度が15℃のときには、給湯器の燃焼能力は前記式により、24号として与えられる。
【０００８】
前記燃焼能力が仕様値として与えられると、制御装置14には図２に示すような、燃焼制御特性データが設定される。燃焼制御特性データは、同図に示すように、横軸を燃料供給の操作量とし、縦軸を燃焼熱量としたグラフ上に小能力用（Ａ面単独燃焼用）の燃焼制御特性ラインＬ1 と、大能力用（Ａ・Ｂ両面燃焼用）の燃焼制御特性ラインＬ2 とを描いたもので、各特性ラインＬ1 ，Ｌ2 共に操作量０％から100 ％の範囲内で可変することにより、ガス供給量を自在に可変制御するリニアな特性データとして機能する。
【０００９】
前記図２に示す燃料供給の操作量はガス比例弁13の開弁量に対応しており、能力切り換え電磁弁45を閉じた１段目のＡ面単独燃焼の動作状態においては、操作量100 ％の位置でＢ点の燃焼熱量に対応するガス供給量がバーナ７に供給されるようにガス比例弁13の開弁駆動電流が設定され、操作量０％の位置で、燃焼熱量Ａ点の燃焼熱量に対応するガス供給量がバーナ７に供給されるようにガス比例弁13の開弁駆動電流が設定される。
【００１０】
同様に、能力切り換え電磁弁45を開けた２段目のＡ・Ｂ両面燃焼運転時には、操作量100 ％で特性ラインＬ2 のＤ点の燃焼熱量に対応するガス供給量が、操作量０％でＣ点の燃焼熱量に対応するガス供給量がそれぞれバーナ７に供給されるように操作量100 ％の位置と操作量０％の位置における開弁駆動電流がそれぞれ設定される。なお、ガス比例弁13の開弁量は開弁駆動電流の大きさに比例し、操作量の大きさに応じて開弁駆動電流の大きさが変化し、操作量に応じたガス量がバーナ７に供給される。また、上記操作量の大きさによって燃焼ファン５の回転動作が制御され、操作量によって、燃焼量に適した風量が供給されるようになっている。
【００１１】
この種の能力切り換え式の給湯器では、１段目の特性ラインＬ1 に沿ってＢ点で燃焼運転を行っていたとき、このＢ点の燃焼熱量よりも大きな燃焼熱量が要求されたときには、２段目の特性ラインＬ2 のＳa 点に飛び（Ｂ点とＳa 点の燃焼熱量は等しい）、特性ラインＬ2 に従って燃焼運転が行われる。その逆に、２段目のラインＬ2 のＣ点で燃焼運転を行っていたときに、より小さな燃焼熱量が要求されたときには、１段目のラインＬ1 のＳb 点に飛び（Ｃ点とＳb 点の燃焼熱量は等しい）、特性ラインＬ1 に従って燃焼運転が行われる。
【００１２】
通常、特性ラインＬ1 のＢ点から特性ラインＬ2 のＳa 点に飛ぶ部分と、特性ラインＬ2 のＣ点から特性ラインＬ1 のＳb 点に飛ぶ部分には、オーバーラップ代Ｘ1 ，Ｘ2 が与えられており、特性ラインＬ1 ，Ｌ2 間の飛び移りが円滑に行われるようになっている。このオーバーラップ代Ｘ1 ，Ｘ2 を設けないと、例えば、特性ラインＬ1 から特性ラインＬ2 に飛び越したときに、水圧変動等により流量が変動し、要求される燃焼熱量が微妙に変動して低下すると、直ちに特性ラインＬ2 からＬ1 に飛び移るという如く、流量がふらつくごとに特性ラインＬ1 ，Ｌ2 間を頻繁に往復するという、いわゆる、ハンチング現象が生じるという問題があるが、図２に示すように、ラインＬ1 ，Ｌ2 間に飛び移りのオーバーラップ代Ｘ1 ，Ｘ2 を設けることにより、特性ラインＬ1 ，Ｌ2 の円滑な切り換えが可能となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃焼制御特性データＬ１，Ｌ２には、点火動作点（点火位置）Ｅ１，Ｅ２がそれぞれ与えられる。この点火動作点Ｅ１，Ｅ２は、バーナ７の点火時のガス供給量を与える点火の動作点である。
【００１４】
制御装置14はバーナ７の点火直前に入水温を給湯設定温度まで高めるのに必要な要求燃焼熱量（ＦＦ量）を求め、この要求燃焼熱量が上記点火動作点Ｅ2 の燃焼熱量よりも低いときには上記下側の燃焼段の点火動作点Ｅ1 でバーナ７の点着火を行う。つまり、点火動作点Ｅ1 は１段目の特性ラインＬ1 上にあることから、Ａ面単独で燃焼を行うことを示しているので、制御装置14は、ガス電磁弁12と電磁弁44を開弁状態にし（能力切り換え弁45は閉弁状態のまま）、点火動作点Ｅ1 の操作量０％に対応する開弁駆動電流をガス比例弁13に通電させてガスをバーナ７のＡ面へ供給し、バーナ７の点着火を行う。
【００１５】
また、上記要求燃焼熱量が上記点火動作点Ｅ2 の燃焼熱量以上であるときには上側の燃焼段の点火動作点Ｅ2 で、つまり、ガス電磁弁12と電磁弁44と能力切り換え弁45を開弁してＡ・Ｂ両面燃焼が可能な状態にし、点火動作点Ｅ2 の操作量０％に対応する開弁駆動電流をガス比例弁13に通電させてガスバーナ７のＡ・Ｂ両面へ供給し、バーナ７の点着火を行う。
【００１６】
しかしながら、バーナ７の着火直後の出湯温が、図６の（ｂ）に示すように、給湯設定温度よりも格段に低いと、バーナ７へ要求される燃焼熱量が大幅に高められることがある。この場合、前記バーナ点火直前に求めた要求燃焼熱量（ＦＦ量）が、例えば、図２に示すＦＦ点のように点火動作点Ｅ２よりも僅かに低めの値であったときには、点火動作点Ｅ１でバーナ７の点着火を行って特性ラインＬ１に従って燃焼運転を行おうとしたのに、実際には前記格段に低い出湯温を給湯設定温度にするために要求される燃焼熱量が特性ラインＬ１のＢ点の燃焼熱量以上になり、バーナ７の点着火直後に、例えば、１段目の特性データＬ１のＦ点から２段目の特性データＬ２のＦ′点に飛び移り、燃焼制御特性データＬ２に従って燃焼運転が行われる。上記の如く、下側の特性データＬ１から上側の特性データＬ２に飛び移ったとき（燃焼段切り換え時）には、能力切り換え電磁弁４５が開弁してＡ・Ｂ両面燃焼状態になると同時に、図２に示すように、ガス比例弁１３の操作量がｃ％からａ％に急激に低下することになり、この操作量の急激な低下によって図６の（ａ）のＭ位置に示すように、バーナ着火直後、バーナ７へのガス供給量が大きく減少してしまい、図６の（ｂ）のＮ位置に示すように、出湯温が大きく低下する。このように、バーナ７の点着火時に燃焼段が下側から上側に移ると、給湯開始時に出湯湯温変動が非常に大きくなり、湯の利用者に湯温変動による不快感を与える虞れがあった。
【００１７】
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、バーナ点着火時の燃焼段切り換えを防止して給湯開始時の出湯湯温変動を抑制することが可能な燃焼機器を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は次のような構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１９】
すなわち、本発明は、通水する水を加熱する熱交換器と、この熱交換器に流れ込む入水の温度を検出する入水温度センサと、上記熱交換器よりも出側の湯温を検出する出湯湯温センサと、上記熱交換器で加熱され出湯する湯の給湯設定温度を設定するための給湯温度設定手段と、上記熱交換器を点着火により燃焼加熱するバーナとを有し、このバーナは複数の燃焼面を備え、これら各燃焼面を燃焼熱量によって切り換える方式の複数段能力切り換え式のバーナと成し、各燃焼段毎に燃料供給量と燃焼熱量との関係を示す燃焼制御特性データが与えられている燃焼機器において、バーナ燃焼の開始時に入水温度を給湯設定温度に高めるのに必要な要求燃焼熱量を求める要求燃焼熱量演算部を持ち、前記各段の燃焼制御特性データ上には点火位置がそれぞれ定められており、下側の燃焼段の燃焼制御特性データの点火位置と上側の燃焼段の燃焼制御特性データの点火位置との間にはバーナ燃焼開始時に点着火する段を区分けするための点着火区分位置が設けられ、前記要求燃焼熱量演算部で求められた要求燃焼熱量が上記点着火区分位置以上であるときには前記上側の燃焼制御特性データの点火位置で点着火を行い、上記要求燃焼熱量が上記点着火区分位置未満であるときには前記下側の燃焼制御特性データの点火位置で点着火を行う点着火段設定部を設け、さらに、バーナ燃焼開始時に出湯湯温センサが検出した出湯湯温と給湯温度設定手段に設定されている給湯設定温度とを取り込み、バーナ燃焼開始時の出湯湯温が給湯設定温度からずれているずれ量を検出するずれ量検出部と；ずれ量検出部が検出したずれ量を小さくする方向に点着火区分位置を予め与えられた算定データに基づいて補正する点着火区分位置補正部と；を有する構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００２１】
上記構成の発明において、例えば、要求燃焼熱量演算部は、バーナ燃焼の開始直前に、入水温度センサで検出された入水温を給湯温度設定手段に設定されている給湯設定温度まで高めるのに必要な要求燃焼熱量（要求燃焼能力）を求める。
【００２２】
バーナは複数の燃焼面を有した複数段能力切り換え式のバーナと成し、各燃焼段毎に燃焼制御特性データが予め定め与えられ、それら各燃焼制御特性データ上には点火位置がそれぞれ設けられると共に、上記各点火位置間には点着火区分位置が設けられている。
【００２３】
点着火段設定部は、上記要求燃焼熱量演算部が求めた要求燃焼熱量と、前記点着火区分位置の燃焼熱量とを比較し、要求燃焼熱量が点着火区分位置以上であると判断したときには、上側の燃焼制御特性データの点火位置でバーナの点着火を行う。また、上記要求燃焼熱量が点着火区分位置未満であると点着火段設定部が判断したときには、下側の燃焼制御特性データの点火位置でバーナの点着火を行う。
【００２４】
上記のように、上側の点火位置と下側の点火位置の間に点着火区分位置を設け、この点着火区分位置によって、バーナの点着火を行う燃焼段を区分けすることによって、例えば、バーナ燃焼直前に求められた要求燃焼熱量が点着火区分位置と上側の点火位置の間であったときには、上側の点火位置でバーナの点着火が行われることになるので、従来と比べて、要求燃焼熱量に対する点火位置のずれ量が小さくなる。
【００２５】
また、バーナ燃焼の点着火直後に、要求燃焼熱量が上側の点火位置以上に高められても、下側から上側の燃焼制御特性データへの切り換えが行われるということがなくなり、特性データの切り換えに起因した燃料量の操作量の急激な低下変動を回避することができて、燃料供給量の急激な低下変動が防止される。
【００２６】
さらに、上側から下側の燃焼制御特性データへの切り換えが行われても、燃料量の操作量が上昇する方向に変化するので、燃料供給量の急激な低下変動は生じない。したがって、バーナ点着火直後に、特性データの切り換えによる燃料供給量の急激な低下変動が防止され、急激な出湯湯温変動が回避される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づき説明する。
【００２８】
図１には本発明の実施形態例を示すブロック構成が示されている。この図１に示す各ブロック構成部分は前記図４の給湯器の制御装置１４に組み込まれるものである。なお、図４の給湯器のシステム構成は前述したので、その重複説明は省略する。
【００２９】
この実施形態例では、図１に示すように、制御装置１４は、要求燃焼熱量演算部２５と、データ格納部２６と、点着火段設定部２７と、燃焼制御部２８と、比例弁駆動部２９と、能力切り換え制御部３０とを有して構成されている。
【００３０】
また、この実施形態例では、流量センサ９は入水量が予め定められた最低作動流量以上になったときに入水検出信号を上記要求燃焼熱量演算部25と燃焼制御部28へ出力するように構成されている。
【００３１】
上記データ格納部26には、前述したような燃焼制御特性データＬ1 ，Ｌ2 が燃焼段毎に予め定め与えられており、上記特性データＬ1 ，Ｌ2 上にはそれぞれ点火位置Ｅ1 ，Ｅ2 が定められている。この実施形態例では、点火位置Ｅ1 ，Ｅ2 は各特性データＬ1 ，Ｌ2 の予め定まる最小操作量０％の位置に定められている。
【００３２】
また、データ格納部26には点着火区分位置Ｓs が格納されており、この点着火区分位置Ｓs は、図２に示すグラフ上において、上記点火位置Ｅ1 ，Ｅ2 を共に通る直線上（ここでは、操作量０％の位置）で、点火位置Ｅ1 とＥ2 の間となる位置に設けられている。さらに、このデータ格納部26には入水温を給湯設定温度まで高めるのに必要な要求燃焼熱量を求めるためのＦＦ量演算式データが予め格納されている。
【００３３】
前記要求燃焼熱量演算部25は、給湯栓１が開けられ流量センサ９が入水を検出し入水検出信号を出力すると、その信号を受けて、入水サーミスタ10が検出した入水温と、給湯温度設定手段48に設定されている給湯設定温度と、前記データ格納部26に格納されているＦＦ量演算式データとを取り込む。そして、要求燃焼熱量演算部25は、上記入水温と給湯設定温度と、ＦＦ量演算式データに基づいて、入水温を給湯設定温度まで高めるのに必要な燃焼熱量（以下、ＦＦ量という）を演算算出し、このＦＦ量のデータ信号を点着火段設定部27へ出力する。
【００３４】
点着火段設定部27は、上記要求燃焼熱量演算部25からのＦＦ量データ信号を受け取ると、前記データ格納部26に格納されている点着火区分位置Ｓs を示す燃焼熱量Ｓs のデータを読み出し、上記ＦＦ量と燃焼熱量Ｓs を比較する。そして、点着火段設定部27は、ＦＦ量が燃焼熱量Ｓs 以上であると判断したときには（ＦＦ量≧Ｓs ）、上側の燃焼段の点火位置Ｅ2 でバーナ７の点着火を行うと決定し、点火位置Ｅ2 でバーナ７の点着火を行わせるためのＥ2 点火指令信号を燃焼制御部28へ出力する。
【００３５】
また、点着火段設定部27は、ＦＦ量が燃焼熱量Ｓs 未満であると判断したときには、（ＦＦ量＜Ｓs ）、点火位置Ｅ1 でバーナ７の点着火を行うと決定し、点火位置Ｅ1 でバーナ７の点着火を行わせるためのＥ1 点火指令信号を燃焼制御部28へ出力する。
【００３６】
燃焼制御部28は流量センサ９から入水検出信号を受けた後に、上記点着火段設定部27からＥ2 点火指令信号を受けると、前記データ格納部26に格納されている点火位置Ｅ2 のデータを読み出す。この点火位置Ｅ2 はガス比例弁13の操作量が０％であることから、燃焼制御部28は、この操作量０％を示すデータ信号を比例弁駆動部29へ出力して、比例弁駆動部29により操作量０％に対応する開弁駆動電流をガス比例弁13へ通電させる。
【００３７】
同時に、点火位置Ｅ2 は２段目の燃焼制御特性データＬ2 上にあることから、燃焼制御部28はＡ・Ｂ両面でバーナ燃焼を行うと判断し、Ａ・Ｂ両面燃焼信号を能力切り換え制御部30へ出力して、能力切り換え制御部30によって能力切り換え電磁弁45を開弁させると共に、燃焼制御部28はガス電磁弁12と電磁弁44を開弁させ、バーナ７のＡ・Ｂ両面へのガス供給を開始する。燃焼制御部28はタイマを内蔵しており、ガス電磁弁12を開弁してから予め定められた時間が経たときにイグナイタ電極18によってバーナ７の点火を行う。
【００３８】
また、燃焼制御部28は流量センサ９から入水検出信号を受けた後に、上記点着火段設定部27からＥ1 点火指令信号を受けると、前記データ格納部26に格納されている点火位置Ｅ1 のデータを読み出す。この点火位置Ｅ1 はガス比例弁13の操作量が０％であることから、燃焼制御部28は、前記同様に、この操作量０％を示すデータ信号を比例弁駆動部29へ出力して、比例弁駆動部29により操作量０％に対応する開弁駆動電流をガス比例弁13へ通電させる。
【００３９】
同時に、点火位置Ｅ1 は１段目の燃焼制御特性データＬ1 上にあることから、燃焼制御部28はＡ面単独でバーナ燃焼を行うと判断し、ガス電磁弁12と電磁弁44だけを開弁させ、バーナ７のＡ面だけにガス供給を開始し、前記同様に、予め定められた時間が経過したときにイグナイタ電極18によってバーナ７の点火を行う。このとき、能力切り換え電磁弁45は能力切り換え制御部30によって閉弁状態に維持される。
【００４０】
なお、当然に、燃焼制御部28は、上記バーナ７の点火を行うときには、上記点火位置Ｅ1 又はＥ2 の燃焼熱量に見合う風量がバーナ７へ供給されるように燃焼ファン５の回転制御を行う。
【００４１】
ところで、前記点着火区分位置Ｓs を点火位置Ｅ1 に近づけ過ぎると、ＦＦ量が点火位置Ｅ1 に近いのにも拘わらず、点火位置Ｅ2 でバーナ７の点着火が行われる場合が生じ、この場合、ＦＦ量に対する点火位置Ｅ2 のずれ量が大きく、給湯設定温度よりもかなり高めの湯が出湯するというオーバーシュートの問題が生じる。また、点着火区分位置Ｓs を点火位置Ｅ2 に近づけ過ぎると、上記とは逆に、バーナの点着火後、給湯設定温度よりもかなり低めの湯が出湯し続けるというアンダーシュートの問題が生じる。
【００４２】
このことから、点着火区分位置Ｓs は、アンダーシュートとオーバーシュートの問題を共に回避することが可能な最適な位置が実験や演算等により求められ設定される。例えば、本発明者は、点火位置Ｅ1 の燃焼熱量が３号で、点火位置Ｅ2 の燃焼熱量が６号で与えられている図５に示すような給湯器で点着火区分位置Ｓs を求めるための実験を行ったところ、点着火区分位置Ｓs の最適な値は5.5 号であった。この値は、湯をシャワーで使用すると想定したときにシャワー使用時の予め定めた最低燃焼熱量とほぼ同じ値である。
【００４３】
この実施形態例によれば、点火位置Ｅ1 ，Ｅ2 の間に点着火区分位置Ｓs を設け、この点着火区分位置Ｓs によってバーナ７の点着火時の燃焼段を設定する構成にしたので、ＦＦ量が点着火区分位置Ｓs と上側の点火位置Ｅ2 にあるときには、上側の点火位置Ｅ2 でバーナ７の点着火が行われることになるので、従来と比べて、ＦＦ量に対する点火位置のずれ量が少なくなるし、バーナ７の点着火直後に、点火位置Ｅ2 の燃焼熱量よりも高い燃焼熱量が要求されたときには、そのまま、上側の特性データＬ2 に従って燃焼運転が行われることになることから、バーナ７の点着火直後に、下側の特性データＬ1 から上側の特性データＬ2 に切り換わって燃焼運転が行われることはない。
【００４４】
したがって、特性データの上側への切り換えに起因した操作量の急激な低下変動がなく、つまり、バーナ７のガス供給量の低下変動もなく、図３の（ｂ）の実線カーブβに示すように、給湯開始時に出湯温が急激に低下変動することがなくなり、湯の利用者に湯温変動による不快感を与えてしまうのを防止することができる。
【００４５】
その上、ＦＦ量よりも高い点火位置Ｅ2 の燃焼熱量でバーナ７の燃焼を開始させることによって、コールドスタート時等には出湯温をより早く給湯設定温度に立ち上がらせることが可能である。
【００４６】
ところで、上側の点火位置Ｅ2 でバーナ７の点着火が行われた後に、点火位置Ｅ2 よりも低い燃焼熱量が要求されたときには、当然に、上側の特性データＬ2 から下側の特性データＬ1 に切り換わって燃焼運転が行われることになるが、このように、上側から下側の特性データに切り換わるときには、ガス比例弁13の操作量は上昇する方向に可変制御されるので、バーナ７へのガス供給量は、図３の（ａ）の実線カーブαに示すように、緩やかに変化し急激に変動することはなく、ガス供給量の変動に起因した出湯温の変動は防止される。
【００４７】
また、ＦＦ量が点火位置Ｅ1 と点着火区分位置Ｓs の間にあるときには点火位置Ｅ1 でバーナ７の点着火が行われ、そのバーナ点着火直後に下側から上側の特性データに切り換わって燃焼運転が行われることはないし、仮に特性データの上側への切り換えが行われたとしても、ガス比例弁13の操作量の低下変動量は少なくて済むので、ガス供給量の急激な低下変動は生じず、出湯温の急激な低下変動を防止することができる。
【００４８】
この実施形態例において特徴的なことは、図１の点線に示すように、ずれ量検出部３２と、点着火区分位置補正部３３とを設けたことであり、バーナ燃焼開始時に、給湯設定温度に対する出湯温のずれ量に基づき点着火区分位置Ｓｓの位置を自動補正する学習機能を持たせたことである。
【００４９】
上記ずれ量検出部32は、フレームロッド電極19あるいは燃焼制御部28の制御動作情報によりバーナ７の着火が達成されたことを検出すると、出湯サーミスタ11で検出された出湯温と、給湯温度設定手段48に設定されている給湯設定温度とを取り込む。
【００５０】
ずれ量検出部32には給湯設定温度Ｔs から出湯温Ｔout を差し引いて出湯温が給湯設定温度からずれているずれ量ΔＴを算出するためのずれ量演算式データ（ΔＴ＝Ｔs −Ｔout ）が与えられており、ずれ量検出部32は、上記取り込んだ出湯温と給湯設定温度を上記ずれ量演算式データに代入して演算を行い、ずれ量ΔＴを算出し、このずれ量ΔＴのデータ信号を点着火区分位置補正部33へ出力する。
【００５１】
点着火区分位置補正部33は、図１に示すように、補正値決定部34と補正・自動更新部35を有して構成されており、上記ずれ量検出部32が出力したずれ量ΔＴのデータ信号は上記補正値決定部34が受け取るように形成されている。
【００５２】
補正値決定部34は前記ずれ量検出部32が出力したずれ量ΔＴのデータ信号を受け取ると、データ格納部26に予め格納されている補正値データを読み出す。この補正値データは図４に示すようなずれ量ΔＴと補正値Ｋの関係を示すもので、予め実験や演算等により求められ、図４に示すようなグラフデータや、表データ、演算式データ等のデータ形式でデータ格納部26に格納されている。
【００５３】
上記補正値Ｋは、点着火区分位置Ｓs の燃焼熱量Ｓs に掛けてずれ量ΔＴが小さくなる方向に点着火区分位置Ｓs を補正するもので、ずれ量ΔＴが正方向（アンダー側方向）に大きくなるに従って（出湯温が給湯設定温度から下方向にずれアンダーシュートの度合が大きくなるに従って）、上記点着火区分位置Ｓs を燃焼熱量が低くなる方向（アンダーシュートを小さくする方向）に補正し、反対に、ずれ量ΔＴは負方向（オーバー側方向）に大きくなるに従って（出湯温が給湯設定温度から上方向にずれオーバーシュートの度合が大きくなるに従って）、上記点着火区分位置Ｓs を燃焼熱量が高くなる方向（オーバーシュートを小さくする方向）に補正する。
【００５４】
補正値決定部34は、上記補正値データを読み出すと、この補正値データと上記ずれ量ΔＴのデータに基づき、ずれ量ΔＴに対応する補正値Ｋを決定し、この補正値Ｋのデータを補正・自動更新部35へ出力する。
【００５５】
補正・自動更新部35は、上記補正値決定部34から補正値Ｋのデータ信号を受け取ると、データ格納部26に格納されている点着火区分位置Ｓs の燃焼熱量Ｓs のデータを読み出し、この燃焼熱量Ｓs に上記補正値Ｋを掛けて積算する。補正・自動更新部35は、この積算値をデータ格納部26の燃焼熱量Ｓs の位置に上書き格納し、点着火区分位置Ｓs を自動補正・自動更新する。
【００５６】
この実施形態例によれば、ずれ量検出部３２と点着火区分位置補正部３３を設け、バーナ燃焼開始時の給湯設定温度に対する出湯温のずれ量ΔＴに応じて点着火区分位置Ｓｓを補正する構成にしたので、点着火区分位置Ｓｓを自動的に補正することが可能であり、次のような問題を防止することができる。
【００５７】
例えば、夏と冬を比べると、給湯器の周りの外気温に大きな違いがあることから、外気温以外の条件が等しい状態でバーナ７の点着火を行ったときに、外気温の影響を受けて、夏と冬では出湯温の立ち上がり特性に違いが生じる。このため、夏と冬の両方とも同じ点着火区分位置Ｓs を用いてバーナ７の点着火制御を行うと、例えば、冬には最適なバーナ７の点着火が行われアンダーシュートやオーバーシュートの問題がほぼ回避できたのに、夏にはオーバーシュートの問題が生じ易くなるというように、外気温の大きな変動によって点着火区分位置Ｓs が最適な値かられる虞れがある。
【００５８】
この実施形態例では、季節の変化等によって変動する出湯温の立ち上がり特性の変化を給湯設定温度に対する出湯温のずれ量ΔＴとして検出し、このずれ量ΔＴを小さくする方向に、上記の如く、点着火区分位置Ｓs を自動補正できるので、上記問題発生の虞れを確実に回避することが可能である。
【００６０】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記実施形態例は、図５に示すように、バーナ７が２個の燃焼面（Ａ面、Ｂ面）を有する場合を例にして説明したが、本発明は、バーナ７が３個以上の燃焼面を有し、３段以上の能力切り換え式のバーナと成している燃焼機器にも適用することが可能である。
【００６１】
例えば、バーナ７が３段能力切り換え式のバーナと成している場合には、図２の実線ラインに示すような１段目の特性データＬ1 と２段目の特性データＬ2 と図２の鎖線ラインに示すような３段目の特性データＬ3 が予め与えられ、上記各特性データＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 上には点火位置Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 がそれぞれ設けられる。上記点火位置Ｅ1 ，Ｅ2 の間には点着火区分位置Ｓs が、点火位置Ｅ2 ，Ｅ3 の間には点着火区分位置Ｓr がそれぞれ設定される。
【００６２】
バーナ燃焼直前に上記実施形態例同様に算出された要求燃焼熱量（ＦＦ量）が点火位置Ｅ１以上、かつ、点着火区分位置Ｓｓ未満であるときには（Ｅ１≦ＦＦ量＜Ｓｓ）、点火位置Ｅ１でバーナ７の点着火を行う。ＦＦ量が点着火区分位置Ｓｓ以上、かつ、点着火区分位置Ｓｒ未満であるときには（Ｓｓ≦ＦＦ量＜Ｓｒ）、点火位置Ｅ２でバーナ７の点着火を行い、ＦＦ量が点着火区分位置Ｓｒ以上であるときには（ＦＦ量≧Ｓｒ）、点火位置Ｅ３でバーナ７の点着火を行う。
【００６３】
上記のように、３段以上の能力切り換え式のバーナにおいても、上記実施形態例同様に、下側の特性データの点火位置と上側の特性データの点火位置の間に点着火区分位置を設け、この点着火区分位置とＦＦ量によって点火位置を決定することによって、上記各実施形態例同様の優れた効果を奏することができる。
【００６４】
また、上記実施形態例では、特性データＬ１，Ｌ２の操作量０％の位置に点火位置Ｅ１，Ｅ２がそれぞれ設けられていたが、他の位置に点火位置を設けてもよい。例えば、図２に示すように、操作量ｂ％の位置に点火位置Ｅ１′，Ｅ２′を設けてもよく、この場合には点火位置Ｅ１′，Ｅ２′の間となる位置に点着火区分位置Ｓｓ′が設けられることになる。
【００６５】
さらに、上記実施形態例では、ＦＦ量と点着火区分位置Ｓｓを比較し、その比較結果に基づいて点火位置を決定していたが、例えば、表１に示すような表データやグラフデータ等を予め与えておき、ＦＦ量を予め与えられたデータに照合して点火位置を決定するようにしてもよい。
【００６６】
【表１】
0003798075.tif 000002
【００６７】
さらに、上記実施形態例では、給湯設定温度に対するバーナ燃焼開始時の出湯温のずれ量ΔＴを求め、点着火区分位置Ｓｓに上記ずれ量ΔＴに対応する補正値Ｋを掛けて点着火区分位置Ｓｓを補正していたが、他の手法により点着火区分位置Ｓｓを補正してもよい。例えば、点着火区分位置Ｓｓからずれ量ΔＴに対応する補正値Ｔだけ差し引いて（加えて）点着火区分位置Ｓｓを補正してもよい。もちろん、演算を用いた手法以外の他の手法により点着火区分位置Ｓｓを補正してもよい。
【００６８】
さらに、上記実施形態例では、図５に示す給湯単機能の給湯器を例にして説明したが、熱交換器と入水温度センサ（入水サーミスタ）と出湯湯温センサ（出湯サーミスタ）と複数段能力切り換え方式のバーナを有している燃焼機器であれば、本発明は適用することができる。例えば、風呂の湯張り機能と給湯機能を備えた燃焼機器や、風呂の湯張り機能と追い焚き機能と給湯機能を備え、追い焚き用と給湯用の別個のバーナと、各バーナに対応する熱交換器とを有した燃焼機器や、バーナが追い焚き用と給湯用の共通のバーナと成し追い焚き用と給湯用の熱交換器を別個に持ち風呂の湯張り機能と追い焚き機能と給湯機能を備えた一缶二水構成の燃焼機器にも、本発明は適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
この発明によれば、要求燃焼熱量演算部と点着火段設定部を設け、また、下側の燃焼段の燃焼制御特性データ上に定められた点火位置と、上側の燃焼制御特性データの点火位置との間に点着火区分位置を設けて、この点着火区分位置によってバーナの点着火時の燃焼段を設定する構成にしたので、要求燃焼熱量演算部が求めた要求燃焼熱量が点着火区分位置とその上側の点火位置の間にあるときには、上側の点火位置でバーナの点着火が行われる。このことから、従来に比べて要求燃焼熱量に対する点火位置のずれ量が小さくなるし、バーナ点着火直後に、上側の点火位置以上の燃焼熱量が要求されても、従来のように、下側の燃焼制御特性データから上側の燃焼制御特性データに切り換わって燃焼運転が行われることがない。
【００７０】
したがって、バーナ点着火直後に燃焼制御特性データの上側への切り換えに起因して燃料量の操作量が急激に低下変動するのを防止することができ、バーナへの燃料供給量の低下変動を防止することができ、この供給量の低下変動による出湯温の急激な低下変動を回避することが可能である。このことから、バーナ燃焼開始時に湯の利用者に急激な湯温変動による不快感を与えてしまうのを防止することができる。
【００７１】
また、下側の点火位置でバーナの点着火が行われた直後に、下側から上側の燃焼制御特性データに切り換わって燃焼運転が行われることはないし、仮に、バーナ点着火直後に燃焼制御特性データの上側への切り換えが行われたとしても、燃料量の操作可変量が少なくて済むことから、燃料供給量の低下変動を回避することができ、出湯湯温の急激な低下変動を防止することができる。
【００７２】
さらに、本発明は、ずれ量検出部と点着火区分位置補正部を設けた構成としたので、季節の変化等によって変動する出湯温の立ち上がり特性の変化を給湯設定温度に対する出湯温のずれ量として検出し、このずれ量を小さくする方向に点着火区分位置を自動的に学習補正できるので、季節の変化等による出湯温の立ち上がり特性の変化に起因したバーナ点着火時のアンダーシュートやオーバーシュートの問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態例を示すブロック構成図である。
【図２】燃焼制御特性データの一例を示すグラフである。
【図３】  実施形態例に示したバーナの点着火制御を行ってバーナの点着火を行うときのガス供給量と出湯温の変化を時間の経過に従って示すタイムチャートである。
【図４】ずれ量ΔＴと補正値Ｋの関係例を示すグラフである。
【図５】給湯器のモデル例を示す説明図である。
【図６】従来の課題を示す説明図である。
【符号の説明】
２  熱交換器
７  バーナ
10  入水サーミスタ
11  出湯サーミスタ
25  要求燃焼熱量演算部
27  点着火段設定部
32  ずれ量検出部
33  点着火区分位置補正部
48  給湯温度設定手段
【図１】
0003798075.tif 000003
【図２】
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【図３】
0003798075.tif 000005
【図４】
0003798075.tif 000006
【図５】
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【図６】
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