JP2017150714A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 目標燃焼量に対応する燃焼段で直接に着火させて燃焼を開始させるにあたり、たとえ一部に直接着火不能な燃焼段が存在したとしても、出湯特性の悪化を招くことなく、より早く設定温度での給湯使用を実現し得る燃焼装置を提供する。
【解決手段】 目標号数に対応する燃焼段が直接着火不能な段数以外のとき（Ｓ２３でＹＥＳ）、その燃焼数に該当する能力切換弁の全数を同時に開切換して点火作動させる（Ｓ２４）。目標号数に対応する燃焼段が直接着火不能な段数であるとき（Ｓ２３でＮＯ）、原則として、より高い側の段数を選択設定し（Ｓ２５）、その段数に該当する能力切換弁の全数を同時に開切換して点火作動させる（Ｓ２６）
【選択図】図８

Description

本発明は燃焼装置に関する。特に、それぞれが独立燃焼可能な複数の燃焼領域を有し、燃焼作動させる燃焼領域を組み合わせることで燃焼能力を１段から何段かまでの複数段階に切り換え得る燃焼装置に係る。

下記の特許文献１には、燃焼装置として、燃焼加熱式の給湯器が記載されている。この給湯器では、複数段の燃焼能力切換式の給湯バーナを備え、この給湯バーナを、着火時の要求燃焼熱量の大きさによって選択された燃焼制御線上にて着火させること、が記載されている。又、特許文献２には、２つの燃焼面を備えたバーナを備えた燃焼機器において、一側の燃焼面のみを着火させる小能力の場合における燃料供給量と燃焼熱量との関係を表す燃焼制御特性データＬ１と、両側の燃焼面を同時に着火させる大能力の場合における燃料供給量と燃焼熱量との関係を表す燃焼制御特性データＬ２とに基づき、ガス比例弁の弁駆動制御を行う手法が記載されている。

すなわち、燃焼制御特性データＬ１，Ｌ２がガス供給量０％の線と交わる点を点火位置Ｅ１，Ｅ２と定め、又、両点火位置Ｅ１，Ｅ２間の線上位置を点着火区分位置Ｓｓと定める（例えば同文献の段落０００８，００３２参照）。そして、入水温度と設定給湯温度とに基づいて、入水を設定給湯温度まで加熱するのに必要な燃焼熱量（ＦＦ量）を演算し、このＦＦ量が点着火区分位置Ｓｓ以上であれば、大能力（上側の燃焼段）での着火のための点火指令と共に、ガス比例弁に対し対応する開駆動電流を通電し、前記ＦＦ量が点着火区分位置Ｓｓ未満であれば、小能力（下側の燃焼段）での着火のための点火指令と共に、ガス比例弁に対し対応する開駆動電流を通電する、というものである（例えば同文献の段落００３３〜００３８参照）。

特許第３７３８０６３号 特許第３７９８０７５号

しかしながら、燃料が個別供給切換可能な複数の燃焼領域の内から１又は２以上を選択的に組み合わせて燃焼させることで複数段の燃焼能力が設定された燃焼装置の場合、特に着火時において、目標燃焼量に対応する燃焼段を構成する燃焼領域を着火させたくても、点火装置（例えばイグナイタ）との位置関係によっては、着火不能となる事態が生じることがある。例えば、互いに異なる複数の燃焼領域を選択的に組み合わせて最小燃焼能力の１段から最大燃焼能力の何段か（例えば５段）までの燃焼段を設定し、点火装置を最小の燃焼領域により構成される１段の位置に設置した場合、その最小燃焼領域を除く他の燃焼領域によって構成された燃焼段が存在すると、その燃焼段は前記の点火装置を点火動作させても直接には着火させることができないことになる。

この場合、まずは前記１段を構成する最小燃焼領域に着火し、この後に隣接する他の燃焼領域に順次火移りさせることにより目的の燃焼段を構成する燃焼領域に着火し、その上で、それ以外の燃焼領域を消火（燃料供給を停止）するといった迂回手法に基づく間接着火制御が必要になる。このような間接着火制御を行うと、これに要する時間だけ目的の燃焼段での燃焼開始が遅れ、給湯温度の立ち上がりが遅れ、出湯特性の悪化を招くおそれがある。つまり、ユーザーが給湯カランを開操作してから設定温度の湯が出てくるまで、時間を要するおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、目標燃焼量に対応する燃焼段で直接に着火させて燃焼を開始させるにあたり、たとえ一部に直接着火不能な燃焼段が存在したとしても、出湯特性の悪化を招くことなく、より早く設定温度での給湯使用を実現し得る燃焼装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、それぞれが１又は複数の燃焼バーナにより構成されて互いに独立して燃焼制御可能な複数の燃焼領域と、燃焼領域毎に燃料を個別供給切換可能に配設された複数の切換制御弁と、前記複数の燃焼領域の内から１又は２以上組み合わせて燃焼させることで燃焼能力が最小から最大までの複数の燃焼段が設定され、これら複数の燃焼段から目標燃焼量に対応するよう選択した燃焼段での燃焼に切換制御するための燃焼能力切換制御部とを備えている燃焼装置を対象にして次の技術的手段を講じた。

すなわち、特定の燃焼領域のみに点火可能な点火装置と、この点火装置の点火作動制御及び前記複数の切換制御弁の切換制御により、着火開始時の目標燃焼量に対応する燃焼段を構成する１又は複数の燃焼領域を直接に着火制御するための着火時制御部とを備えることとする。前記複数の燃焼段として、その一部に、前記特定の燃焼領域を除く他の燃焼領域のみにより構成されて前記点火装置の点火作動によっても直接着火不能な燃焼段を含んで構成されたものとする。そして、前記着火時制御部として、前記目標燃焼量に対応する燃焼段が前記直接着火不能な燃焼段に該当するとき、例外的に、その直接着火不能な燃焼段の代わりに、この直接着火不能な燃焼段よりも大燃焼能力側の燃焼段を対象に着火制御する構成とした（請求項１）。

本発明の場合、目標燃焼量に対応する燃焼段を構成する１又は複数の燃焼領域を直接に着火させるようにしているため、着火当初からその着火当初時点で要求される燃焼量で燃焼を開始させることが可能となる。これにより、出湯温度の立ち上がりの遅れや出湯特性の悪化を招くことなく、より早期に設定温度での給湯使用を実現させることが可能となる。その際、複数の燃焼段の一部に直接着火不能な燃焼段が存在したとしても、その燃焼段の代わりに、より高い側の燃焼段で直接着火させる着火制御を行うことにより、着火不能な事態を回避しつつ、出湯温度の立ち上がりの遅れや出湯特性の悪化を招くことなく、設定温度での給湯使用をより一層早期に実現させることが可能となる。

本発明の燃焼装置において、着火時制御部として、高温出湯のおそれを表す所定条件が成立するとき、直接着火不能な燃焼段よりも大燃焼能力側の燃焼段に代えて、直接着火不能な燃焼段よりも小燃焼能力側の燃焼段を対象に着火制御する構成とすることができる（請求項２）。このようにすることにより、着火不能な事態を回避しつつも、高温出湯発生のおそれを確実に回避することが可能となる。

又、本発明の燃焼装置において、炎の有無を検出するための炎検出装置を備え、着火時制御部として、着火制御を実行しても炎検出装置による炎検出が無いとき、その着火制御を停止し、代わりに、特定燃焼領域を対象にした着火制御に変更する構成とすることができる（請求項３）。このようにすることにより、着火不良に基づく不都合発生を回避しつつ、確実な着火を図ることが可能となる。

以上、説明したように、本発明の燃焼装置によれば、目標燃焼量に対応する燃焼段を構成する１又は複数の燃焼領域を直接に着火させることができ、着火当初からその着火当初時点で要求される燃焼量で燃焼を開始させることができる。これにより、出湯温度の立ち上がりの遅れや出湯特性の悪化を招くことなく、より早期に設定温度での給湯使用を実現させることができる。その際、複数の燃焼段の一部に直接着火不能な燃焼段が存在したとしても、その燃焼段の代わりに、より高い側の燃焼段で直接着火させる着火制御を行うことにより、着火不能な事態を回避しつつ、出湯温度の立ち上がりの遅れや出湯特性の悪化を招くことなく、設定温度での給湯使用をより一層早期に実現させることができるようになる。

実施形態の燃焼装置を適用した給湯器の例を示す模式図である。 図１の燃焼装置を原理的に示す部分模式図である。 燃焼能力の各段数と、各段数を構成する燃焼バーナの本数と、各段数と対応する目標号数と、能力切換弁の開閉制御状態の例との対応関係を示す表である。 燃焼能力の各段数毎のガス供給状況及び燃焼状況の例を示す模式図であり、図４（ａ）は燃焼能力が最小の１段の例、図４（ｂ）は燃焼能力が２段の例である。 燃焼能力の各段数毎のガス供給状況及び燃焼状況の例を示す模式図であり、図５（ａ）は燃焼能力が３段の例、図５（ｂ）は燃焼能力が４段の例である。 燃焼能力が最大の５段の場合のガス供給状況及び燃焼状況の例を示す模式図である。 給湯制御の内でも特に燃焼装置での燃焼に係る基本的な全体制御内容を示すフローチャートである。 図７中の着火時制御を示すフローチャートである。 目標号数に対応する燃焼段が直接着火不能な燃焼段に該当したときの着火制御の順序を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る燃焼装置を潜熱回収型の給湯器に適用した場合を示す模式図である。この給湯器は、図示省略のハウジング内に燃焼加熱用の缶体２が収容され、缶体２内に顕熱回収用の一次熱交換器３と、潜熱回収用の二次熱交換器４と、これらを燃焼加熱するための燃焼装置５とが配設され、一方、缶体２の下側にはファンモータの回転作動により燃焼装置５に対し燃焼用空気を供給する送風ファン６が設けられて構成されたものである。なお、本実施形態では、給湯機能のみの単機能タイプの給湯器を示すが、これに限らず、給湯機能に加えて、温水循環式暖房機能、風呂追い焚き機能、風呂湯張り機能のいずれか１以上の機能を併有する複合熱源機型に構成されたものに本発明の燃焼装置を適用することができる。あるいは、温水循環式暖房機能や、ふろ追焚機能等のいずれかのみの単機能タイプの熱源機にも、さらには、給湯器以外にも、本発明の燃焼装置を適用することができる。又、潜熱回収型とは、燃焼ガスからの顕熱回収に加え燃焼排ガスから潜熱の回収をも行うことにより高効率化を図るものであり、少なくとも潜熱回収用の二次熱交換器４を備えたものであるが、このような潜熱回収を図る設備を有さないものであっても、もちろん、本発明の燃焼装置を適用することができる。

給湯器の全体構成について、簡単に説明すると、加熱対象である水は入水管７を通して二次熱交換器４に対し先に通水されて予熱され、次いで、接続管８を通して一次熱交換器３に通水されるようになっている。この際に、燃焼装置５の燃焼作動により燃焼ガスが一次熱交換器３に先ず流れ、この燃焼ガスからの顕熱回収により一次熱交換器３では水が所定の設定温度まで加熱されて出湯管９に出湯される。次いで、一次熱交換器３を下から上に通過した後の排ガスが二次熱交換器４に対し流れ、この排ガスからの潜熱回収により二次熱交換器４では一次熱交換器３での加熱前に予熱され、二次熱交換器４を通過した後の燃焼排ガスが集合排気筒２ａを通して外部に放出されるようになっている。出湯管９に出湯された湯は、例えば台所や洗面所等に給湯されるようになっている。一方、二次熱交換器４での潜熱回収の際に、燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮することにより強酸性のドレンが発生するため、このドレンをドレンパン１０により集水し、例えば中和処理等を施した上で排水するようになっている。なお、一次熱交換器３及び二次熱交換器４としては、それぞれ、多数のフィンと、このフィンを貫通するチューブとからなるフィンアンドチューブ式に構成されたものを図示しているが、これに限らず、燃焼ガス又は排ガスと接触して熱交換し得るものであれば、他の形式の熱交換器を用いることができる。

燃焼装置５は、図２にも示すように、それぞれが１又は複数の燃焼バーナ５１，５１，…により構成されて互いに独立して燃焼制御可能な複数（図例では３つ）の燃焼領域Ｆ１〜Ｆ３を備えている。そして、各燃焼領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の内から１又は２以上組み合わせて燃焼させることで、燃焼能力（燃焼量）が最小〜最大で複数段階（本実施形態では１〜５段）にわたり切換可能となっている。そして、例えばリモコン１１ａにユーザーが入力設定した設定温度に係る設定情報や、入水管７により入水される入水温度及び入水流量等の検出情報を受けて、コントローラ１１において目標燃焼量（目標号数）が演算され、この目標号数に応じて燃焼能力の段数が切換制御されるようになっている。以下、燃焼装置５及びその制御について、詳細に説明する。なお、コントローラ１１は、燃焼に係る制御部として、着火時制御部と、燃焼能力切換制御部と、消火時制御部とを備える他、これらと連係して動作する、凍結防止制御部、高温出湯回避制御部、異常時対応制御部やドレン水排水処理制御部等の各種制御部を備えている。又、コントローラ１１には、図３に示す燃焼段、対応する目標号数及び切換制御弁である能力切換弁ＳＶ１〜ＳＶ３の相互の対応関係を定めたテーブルが予め記憶設定されている。

燃焼装置５は、缶体２の下側位置において左右方向の一側から他側にかけて並べられた複数本（図例では合計１７本）の燃焼バーナ５１，５１，…を備え、これら燃焼バーナ５１,５１,…が１以上の所定本数毎に複数（図例では３つ）にグループ分けされ、グループ分けされた燃焼バーナ５１，５１，…毎に能力切換弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３により個別に燃料ガスが供給切換可能とされて、複数種類（図例では３種類）の燃焼領域Ｆ１〜Ｆ３が形成されている。例えば、図１又は図２の左右方向一端（右端）から他端（左端）に向けて順に、９本の燃焼バーナ５１，５１，…により第３燃焼領域Ｆ３が形成され、３本の燃焼バーナ５１，５１，…により第１燃焼領域Ｆ１が形成され、そして、５本の燃焼バーナ５１，５１，…により第２燃焼領域Ｆ２が形成されている。

燃料ガスの供給は、元ガス電磁弁ＳＶ０及びガス比例弁ＳＶＬを開けば能力切換弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３に供給可能となり、いずれかの能力切換弁を開弁すれば対応する燃焼領域の各燃焼バーナ５１に燃料ガスが供給されることになる。ここで、念のために対応関係を説明しておくと、第１能力切換弁ＳＶ１が開弁されれば燃料ガスが図面の左右方向中央位置の第１燃焼領域Ｆ１に供給され、第２能力切換弁ＳＶ２が開弁されれば燃料ガスが同図の左側の第２燃焼領域Ｆ２に供給され、第３能力切換弁ＳＶ３が開弁されれば燃料ガスが同図の右側の第３燃焼領域Ｆ３に供給されることになる。

以上の第１〜第３能力切換弁ＳＶ１〜ＳＶ３の開閉切換制御に基づく第１〜第３燃焼領域Ｆ１〜Ｆ３の燃焼作動を組み合わせることで、複数段（本実施形態では１段〜５段）の燃焼能力が予め設定されている。すなわち、第１能力切換弁ＳＶ１を開弁して第１燃焼領域Ｆ１が燃焼した状態を燃焼能力が最小となる１段と設定する（図３及び図４（ａ）参照）。第２能力切換弁ＳＶ２を開弁して第２燃焼領域Ｆ２が燃焼した状態を燃焼能力２段と設定する（図３及び図４（ｂ）参照）。第１及び第２能力切換弁ＳＶ１,ＳＶ２を開弁して第１及び第２燃焼領域Ｆ１，Ｆ２が共に燃焼した状態を燃焼能力３段と設定する（図３及び図５（ａ）参照）。第１及び第３能力切換弁ＳＶ１,ＳＶ３を開弁して第１及び第３燃焼領域Ｆ１，Ｆ３が燃焼した状態を燃焼能力４段と設定する（図３及び図５（ｂ）参照）。そして、第１〜第３能力切換弁ＳＶ１,ＳＶ２,ＳＶ３の全てを開弁して第１〜第３燃焼領域Ｆ１，Ｆ２,Ｆ３の全てが燃焼した状態を燃焼能力５段と設定している（図３及び図６参照）。

又、第１燃焼領域Ｆ１を構成する燃焼バーナ５１，５１，…には、これに点火するための点火装置（例えばイグナイタ）１２が配設されている。又、炎検出装置（例えばフレームロッド）１３が第１燃焼領域Ｆ１位置に配設され、炎検出装置１３によって、第１燃焼領域Ｆ１が着火したときの炎の存在が検出可能となっている。

そして、コントローラ１１の燃焼能力切換制御部による燃焼中における燃焼能力の切換は、主として前記１段〜５段の燃焼段の相互の切換制御により実行され、この切換制御は次のようにして行われる。すなわち、前述のリモコン１１ａに設定された給湯に係る設定温度，各種センサによる入水温度及び入水流量等の検出情報に基づいて演算される目標燃焼量（目標号数）に係る情報に基づいて、燃焼能力の段数（燃焼段）がコントローラ１１の燃焼能力切換制御部により切換制御される。目標号数の演算は次の式（１）により行うことができる。
目標号数＝（設定温度−入水温度）×入水流量／２５ …（１）
すなわち、演算された目標号数を実現し得る燃焼段がそれまでの燃焼段と同じであれば、その燃焼段での燃焼が継続され、それまでの燃焼段とは異なれば、その燃焼段に変更される。ここで、燃焼段の２段は第２燃焼領域Ｆ２のみで構成されている一方、この２段を除き他の１段，３〜５段を構成する燃焼領域にはすべて第１燃焼領域Ｆ１が含まれ、しかも、第１燃焼領域Ｆ１と第２燃焼領域Ｆ２が隣接して両者間で火移り可能であるため、能力切換弁ＳＶ１〜ＳＶ３の開閉切換制御だけで、いずれの燃焼段からでも他の燃焼段への切換が可能となる。

一方、着火時制御部による着火制御も、着火時の各種情報に基づき前記式（１）により得られる目標号数に対応する燃焼段で燃焼が開始されるように、その燃焼段を構成する燃焼領域に直接に着火させることを原則とするものの、直接に着火することが不能な燃焼段が一部に存することから、その直接着火不能な燃焼段については例外的な制御を行うようにしている。ここで、直接着火不能な燃焼段とは、点火装置１２の点火作動によっても直接に着火させることが不能な燃焼段のことであり、本実施形態では１段〜５段の燃焼段の内の２段が該当する。すなわち、１段及び３段〜５段の各燃焼段は、いずれも第１燃焼領域Ｆ１を含んで構成されているため（図３，図４（ａ），図５（ａ），（ｂ），図６参照）、該当する燃焼領域の能力切換弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３を開制御すると同時に点火装置１２を点火作動させれば、直接に着火可能である。これに対し、２段は、第２燃焼領域Ｆ２のみによって構成され、点火装置１２を点火作動させても、この第２燃焼領域Ｆ２を直接には着火させることはできない。このため、前記の演算により、２段を燃焼させることで得られる目標号数範囲の値が出力された場合には、その２段の燃焼段を対象とする点火作動を禁止し、代わりに、より高い側の燃焼段（３段）か、より低い側の燃焼段（１段）を直接着火させるための着火時制御を行った上で、そのタイミングで得られる目標号数に応じて対応する燃焼段への切換制御、つまり燃焼能力切換制御部による切換制御に移行させるようにしている。

以下、図７及び図８のフローチャートを参照しつつ、燃焼に係る制御について詳細に説明する。着火から消火までの全体の制御の手順は、図７に示すように、まず、給湯要求有りか否かの判定を行う（ステップＳ１）。ユーザーによる給湯カランの開操作に伴い外部の水道管等から入水管７に所定の最低作動流量（ＭＯＱ）以上の入水流量が検知され、これにより、給湯要求有りと判定されると（ステップＳ１でＹＥＳ）、着火時制御（ステップＳ２）を行った上で燃焼制御（主として燃焼能力切換制御）に移行する（ステップＳ３）。そして、前記の入水流量がＭＯＱ未満になるまで、つまり給湯要求無しと判定されるまで、ステップＳ３の燃焼制御を続行し、給湯要求無しと判定されると（ステップＳ４でＹＥＳ）、消火時制御（ステップＳ５）を実行した後に終了する。燃焼制御（ステップＳ３）としては、主として前述の燃焼能力切換制御部による燃焼能力の切換制御が実行され、これと併行して高温回避制御部等による制御が実行される。

着火時制御部による着火時制御は、図８に示すように、まず、前述の式（１）により目標号数を演算する（ステップＳ２１）。この際に用いる情報は、着火時制御を実行する際に、リモコン１１ａ等に設定されている設定温度、入水管７に介装された図示省略の入水温度センサや入水流量センサにより検出された入水温度及び入水流量の各値である。次に、得られた目標号数に対応する燃焼段を図３のテーブルから割り出し（ステップＳ２２）、その割り出した燃焼段が直接着火可能な段数か否かを判定する（ステップＳ２３）。なお、図３のテーブルに示す目標号数範囲は部分的に重複しているため、演算された目標号数がこの重複範囲に属する場合には、例えば、より高い側の燃焼段を割り出すようにすることができる。

そして、ステップＳ２３で割り出された燃焼段が直接着火可能であれば（例えば１段，３段，４段，５段）、能力切換弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３の内の該当する１又は複数の能力切換弁の全数を同時に開切換制御すると同時に点火装置１２を点火作動する（ステップＳ２４）。一方、ステップＳ２３で割り出された燃焼段が直接着火不能であれば（例えば２段）、より高い段数（３段）又はより低い段数（１段）を選択設定し（ステップＳ２５）、選択設定された燃焼段に該当する１又は複数の能力切換弁の全数を同時に開切換制御すると同時に点火装置１２を点火作動する（ステップＳ２６）。ステップＳ２４やＳ２６で点火作動させた際には、炎検出装置１３からの検出情報により着火の確認を行い、着火確認を実行した上で、燃焼能力切換制御部による燃焼能力切換制御に移行する（図７のステップＳ３参照）。

例えば、３段で着火する場合には、図９に示すように、第１及び第２能力切換弁ＳＶ１，ＳＶ２の双方を同時に開切換制御して点火作動させることで、第１及び第２燃焼領域Ｆ１，Ｆ２の双方を着火し、着火確認を経て燃焼能力切換制御に移行する。以後は、燃焼能力切換制御に移行するため、その燃焼能力切換制御において演算された目標号数が、もしも２段特有の号数範囲（例えば６号）であれば、第１能力切換弁ＳＶ１を閉切換制御して第２燃焼領域Ｆ２のみの燃焼に切換える。又、１段で着火する場合には、第１能力切換弁ＳＶ１のみを開切換制御して点火作動させることで第１燃焼領域Ｆ１を着火し、次いで、燃焼能力切換制御において演算された目標号数が３段であれば、第２能力切換弁ＳＶ２の開切換制御を追加し、あるいは、演算結果が前記同様に２段特有の号数範囲であれば、３段への切換制御（ＳＶ２の開切換制御）を経た上で、第１能力切換弁ＳＶ１の閉切換制御を行う。

ステップＳ２５でのより高い側の燃焼段を選択するか、より低い側の燃焼段を選択するかの設定基準としては、次のようにすることができる。すなわち、より高い側の燃焼段を選択設定することを原則としつつ、所定の条件を満たす場合には例外的により低い燃焼段を選択設定する。より高い側の燃焼段を選択設定する理由は、より高い号数での燃焼を開始することにより、給湯温度がより早期に設定温度まで昇温するようにするためである。これにより、熱交換加熱された熱交換器３から出湯する出湯温度の立ち上がりをより早めることができ、ユーザーに対しより早期に設定温度の給湯を使用し得るようにすることができる。一方、熱交換器３等の構成が熱効率の高いものである場合、あるいは、前回の給湯使用からさほど時間が経っていなくて熱交換器３等が暖まっている場合等のように、高温出湯のおそれが危惧されるような所定条件を満たす場合に、着火時から、より高い側の燃焼段で燃焼させると、高温出湯を招きかねないため、このような場合には、より低い燃焼段を選択設定する。これにより、高温出湯の発生回避を図りつつも、設定温度の給湯使用を早期に図ることができる。

前記の熱効率の高低如何については、例えば熱交換器３を構成するフィン密度等に基づいて高効率型か低効率型かを判別し、予め出荷時にその情報をコントローラ１１に記録しておくことができる。そして、コントローラ１１では、記録情報が高効率型であれば、例外的に、より低い側の燃焼段を選択設定する一方、低効率型であれば、原則通り、より高い側の燃焼段を選択設定する。又、前回の給湯使用終了からの経過時間については、コントローラ１１の内蔵タイマーに基づいて設定時間以上経過しているか否かの判定に基づき燃焼段の選択設定を行うことができる。すなわち、タイマー値が設定時間以上経過していれば、原則通り、より高い側の燃焼段を選択設定する一方、タイマー値が設定時間未満であれば、例外的に、より低い側の燃焼段を選択設定する。

ここで、ステップＳ２５での選択設定において、演算された目標号数が直接着火不能な「２段」の号数範囲（４〜８号）の内、低い側の重複範囲に属するか、高い側の重複範囲に属するかを基準にして、より高い側かより低い側かの燃焼段の選択設定を行うことができる。すなわち、低い側の１段の号数範囲（２〜５号）との重複範囲（例えば４号又は５号）に該当する場合には、低い側の「１段」を選択設定する一方、高い側の３段の号数範囲（７〜１２号）との重複範囲（例えば７号又は８号）に該当する場合には、高い側の「３段」を選択設定することができる。これにより、演算結果の目標号数に、より合致した燃焼量で着火させることができる。なお、以上の説明では、分かり易くするために各燃焼段の号数範囲や演算結果の目標号数の号数値を整数値にて表示して説明しているが、実際の制御においては小数点以下の数値（例えば小数点以下１桁の数値）を含む号数値を用いて制御を行っている。例えば燃焼段の１段における号数範囲であれば２．２号〜５．１号というような制御範囲を設定し、これに対応して演算により得られる目標号数も小数点以下１桁までの数値を用いて燃焼段の選択設定を行うようにしている。

又、前記のステップＳ２４又はＳ２６の点火作動によっても、炎検出装置１３による着火確認が不能の場合、即座に、ステップＳ２４又はＳ２６で開切換制御した能力切換弁を閉切換制御し、代わりに、点火装置１２が設置されている１段の燃焼領域Ｆ１への能力切換弁ＳＶ１のみを開切換制御して点火装置１２を点火作動させる。そして、炎検出装置１３により着火確認のための僅かな時間（例えば０．３秒）の後に、隣接する燃焼領域Ｆ２又はＦ３の能力切換弁ＳＶ２，ＳＶ３を開切換制御して火移りさせて、目的とする燃焼段に対応する燃焼領域を着火させる。つまり、点火作動しても着火確認が不能なときには、直接着火不能な燃焼段を除き、ステップＳ２４又はステップＳ２６の如く燃焼開始時の燃焼段を構成する燃焼領域への能力切換弁を全て同時開切換制御して直接着火させるのではなくて、点火装置１２が設置された燃焼領域Ｆ１をまず着火して、目的とする燃焼段を構成する複数の燃焼領域の全てが燃焼状態になるように段階的に火移りさせるという間接着火に、着火制御を変更するのである。これにより、着火不良に基づく不都合発生を回避しつつ、確実な着火を図ることができる。

以上の燃焼装置の場合、目標燃焼量（目標号数）に対応する燃焼段を構成する燃焼領域の全体を直接かつ同時に着火させることができ、着火当初からその着火当初時点で要求される燃焼量（燃焼号数）で燃焼を開始させることができる。これにより、出湯温度の立ち上がりの遅れや出湯特性の悪化を招くことなく、より早期に設定温度での給湯使用を実現させることができるようになる。その際、複数（１段〜５段）の燃焼段の一部に直接着火不能な燃焼段（２段）が存在したとしても、その燃焼段の代わりに、より高い側の燃焼段で直接着火させることを原則とする着火制御を行うことにより、出湯温度の立ち上がりの遅れや出湯特性の悪化を招くことなく、設定温度での給湯使用をより一層早期に実現させることができるようになる。その際に、高温出湯のおそれが危惧されるような所定条件を満たす場合には、例外として、より低い側の燃焼段で直接着火させるように着火制御を行うことにより、高温出湯発生のおそれを確実に回避することができる。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記実施形態における燃焼領域の数（３つ）や、各燃焼領域を構成する燃焼バーナ５１の本数、燃焼能力の段数（５段）、あるいは、燃焼領域の組み合わせに起因する直接着火不能な燃焼段等については例示であり、これら以外に設定することもできる。

５ 燃焼装置
１１ コントローラ（燃焼能力切換制御部，着火時制御部）
１２ 点火装置
１３ 炎検出装置
５１ 燃焼バーナ
Ｆ１ 第１燃焼領域
Ｆ２ 第２燃焼領域
Ｆ３ 第３燃焼領域
ＳＶ１ 第１能力切換弁（第１切換制御弁）
ＳＶ２ 第２能力切換弁（第２切換制御弁）
ＳＶ３ 第３能力切換弁（第３切換制御弁）

Claims (3)

1. それぞれが１又は複数の燃焼バーナにより構成されて互いに独立して燃焼制御可能な複数の燃焼領域と、燃焼領域毎に燃料を個別供給切換可能に配設された複数の切換制御弁と、前記複数の燃焼領域の内から１又は２以上組み合わせて燃焼させることで燃焼能力が最小から最大までの複数の燃焼段が設定され、これら複数の燃焼段から目標燃焼量に対応するよう選択した燃焼段での燃焼に切換制御するための燃焼能力切換制御部とを備えている燃焼装置であって、
   特定の燃焼領域のみに点火可能な点火装置と、
   この点火装置の点火作動制御及び前記複数の切換制御弁の切換制御により、着火開始時の目標燃焼量に対応する燃焼段を構成する１又は複数の燃焼領域を直接に着火制御するための着火時制御部とを備え、
   前記複数の燃焼段は、その一部に、前記特定の燃焼領域を除く他の燃焼領域のみにより構成されて前記点火装置の点火作動によっても直接着火不能な燃焼段を含んで構成され、
   前記着火時制御部は、前記目標燃焼量に対応する燃焼段が前記直接着火不能な燃焼段に該当するとき、例外的に、その直接着火不能な燃焼段の代わりに、この直接着火不能な燃焼段よりも大燃焼能力側の燃焼段を対象に着火制御するように構成されている、
   ことを特徴とする燃焼装置。
2. 請求項１に記載の燃焼装置であって、
   前記着火時制御部は、高温出湯のおそれを表す所定条件が成立するとき、前記直接着火不能な燃焼段よりも大燃焼能力側の燃焼段に代えて、前記直接着火不能な燃焼段よりも小燃焼能力側の燃焼段を対象に着火制御するように構成されている、燃焼装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の燃焼装置であって、
   炎の有無を検出するための炎検出装置を備え、
   前記着火時制御部は、着火制御を実行しても前記炎検出装置による炎検出が無いとき、その着火制御を停止し、代わりに、前記特定燃焼領域を対象にした着火制御に変更するように構成されている、燃焼装置。

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