JP2000035217A - 燃焼装置及びこれに使用される単位排気筒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気筒(13)の長さを自動判定できるようにし
た燃焼装置及びこれに使用する単位排気筒に関するもの
で、器具設置作業の作業性の向上等を図ること。 【解決手段】 器具本体(11)に形成された排気通路(31)
の下流端に接続される１本又は複数本の単位排気筒(13
a) (13a) から成る排気筒(13)とを具備する燃焼装置に
於いて、前記単位排気筒(13a) に電気抵抗素子(65)を設
けると共に、前記排気筒(13)を構成する最上流部の単位
排気筒(13a) に設けられた前記電気抵抗素子(65)から最
下流部の単位排気筒(13a) に設けられた前記電気抵抗素
子(65)にリード線(67)を介して繋がる直列回路の抵抗値
を判定する判定手段を設け、前記判定手段が判定した前
記抵抗値に基づいて器具制御を行うこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃焼装置、特に、排
気筒の長さを自動判定できるようにした燃焼装置及びこ
れに使用する単位排気筒に関するもので、強制燃焼式の
ガス暖房器やガス給湯機等に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】送風器によってバーナを強制的に燃焼さ
せる形式の燃焼装置として図４に示すガス暖房器があ
る。このものでは、器具本体(11)内に形成された排気通
路の下流端には単位排気筒(13a) (13a) を連結して構成
した排気筒(13)が接続されていると共に、該排気当(13)
の下流端は、建物の壁(W) を貫通する排気トップ(14)に
接続されている。又、該排気トップ(14)の側壁と器具本
体(11)は可撓性を有する給気管(12)で接続されており、
器具本体(11)に内蔵されたバーナからの燃焼排気は該器
具本体(11)内に設けられた図示しない送風器で排気筒(1
3)及び排気トップ(14)を介して室外に強制的に排出され
る。

【０００３】このものでは、排気筒(13)等を介して燃焼
排気が屋外に排出されるから、屋内が燃焼排気で汚染さ
れる心配がない。一方、上記従来のガス暖房器を設置す
るときには、単位排気筒(13a) (13a) の接続数を器具設
置者が確認し、この接続数に応じて図示しない切替スイ
ッチを切り替え、これにより、バーナの燃焼空気を供給
する送風器の回転数を設定していた。排気筒(13)の長さ
に関わらずバーナへの燃料ガスの空気過剰率を適正に保
つ為である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のガス暖房器では次の問題があった。 送風器の回転数を設定する切替スイッチの操作は器
具設置者が手動で行うから、排気筒(13)の長さ（接続
数）を確認した上で、更に切り替えスイッチを操作する
作業に手間がかかり、該器具設置作業が繁雑化する。

【０００５】 送風器の回転数を手動で設定するか
ら、該回転数が誤って設定される心配があり、該回転数
が誤って設定されるとバーナの適正燃焼が確保できなく
なる。 排気筒(13)が長過ぎると、送風器の回転数を最大に
設定しても燃料ガスの空気過剰率が不足気味になってバ
ーナの適正燃焼が担保できない。従って、かかる場合は
フェールセーフの観点から器具運転を禁止するのが望ま
しいにも関わらず、上記従来のものでは 運転スイッチ
が投入されるとバーナが不安定な状態で燃焼してしまう
ことがある。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みて成されたもの
で、器具設置作業の作業性の向上を図ると共に、上記
等の問題を解決し得る制御を可能にするため、排気筒
の長さを自動的に判定できるようにすることを課題とす
る。 ＊１項

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の技術的手段は、『器具本体に形成された排気
通路の下流端に接続される１本又は複数本の単位排気筒
から成る排気筒とを具備する燃焼装置に於いて、前記単
位排気筒に電気抵抗素子を設けると共に、前記排気筒を
構成する最上流部の単位排気筒に設けられた前記電気抵
抗素子から最下流部の単位排気筒に設けられた前記電気
抵抗素子にリード線を介して繋がる直列回路の抵抗値を
判定する判定手段を設け、前記判定手段が判定した前記
抵抗値に基づいて器具制御を行う』ことである。

【０００８】上記技術的手段によれば、器具本体に形成
された排気通路の下流端に接続される単位排気筒の接続
数に応じて、これら各単位排気筒に設けられた電気抵抗
素子を直列接続した回路の合成抵抗値が変化し、該抵抗
値が判定手段で判定される。従って、前記判定手段の判
定出力、即ち、前記直列回路の抵抗値は単位排気筒の接
続数に比例したものとなる。よって、一本の単位排気筒
(13a) 又は複数本の単位排気筒を繋げて形成した排気筒
の全長が上記判定手段の出力によって判定できる。

【０００９】そして、上記判定した排気筒の長さに基づ
いて、器具の運転禁止や、バーナへの給気量を設定する
送風器の回転数調整等の種々の制御を行う。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、器
具本体に接続された１本又は複数本の単位排気筒から構
成される排気筒の長さを自動的に判定できるから、該排
気筒の長さを器具設置者が確認する既述従来のものに比
べて器具設置作業が容易に行え、その作業性が向上す
る。

【００１１】又、器具設置者が排気筒の長さを判断する
場合は該排気筒の長さを誤認する心配があるが、排気筒
長さを自動的に判定できる本発明では、排気筒長さを誤
認する余地がない。よって、器具の運転禁止や送風器の
回転数調整等の種々の制御を確実に行わせることができ
る。 ＊２項 １項のものにおいて、『前記単位排気筒の筒状主体部は
導電性材料で構成されており、前記判定手段は、最上流
部の単位排気筒に設けられた前記電気抵抗素子から最下
流部の単位排気筒に設けられた前記電気抵抗素子に繋が
る直列回路を経由して各単位排気筒の筒状主体部の構成
壁を通って最上流部の単位排気筒に帰還する閉回路の抵
抗値を判定する』ものでは、各単位排気筒の構成壁を前
記閉回路の一部として利用することができ、前記閉回路
を構成する為の配線の量を少なくすることができる。

【００１２】＊３項 １項〜２項のものにおいて、『前記判定手段が判定した
前記抵抗値が増加するに従って、前記器具本体に組み込
まれたバーナへの燃焼用空気の供給量を調節する為の送
風器の回転数を増加させる回転数設定手段を具備する』
ものとすれば、単位排気筒の接続数によって排気筒長さ
が変わっても、該排気筒長さに応じて送風器の回転数が
自動的に設定される。従って、器具本体に接続する排気
筒の長さに関わらず、バーナへの燃料ガスの空気過剰率
が常に適正値に設定される。

【００１３】＊４項 『燃焼装置の器具本体内に形成された排気通路の下流端
に接続され且つ電気抵抗素子を具備する』ものを１本又
は複数本繋いで器具本体の排気通路に接続すると、既述
１項の燃焼装置が構成される。 ＊５項 上記４項の単位排気筒において、『前記単位排気筒の筒
状主体部は導電性材料で構成されている』ものは、２項
の燃焼装置を構成する単位排気筒として使用できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施例の形態
を、図示例と共に説明する。図１は、本発明を適用した
燃焼装置の一例を示すガス暖房器の概略断面図である。
外周壁が金属製導電性材料（電気抵抗の小さな金属）で
形成された器具本体(11)内には、バーナ(24)→主熱交換
部(25)→副熱交換部(26)の順序で繋がる排気通路(31)が
形成されており、副熱交換部(26)内には排気拡散板(27)
(27)が内蔵されている。又、上記バーナ(24)には送風器
(22)から燃焼用空気が供給されるようになっている。

【００１５】又、器具本体(11)内には、その背面上部に
開放する図示しない給気口から対流ファン(41)の配設部
を経て正面下部に開放する温風吹出口へ繋がる通路が形
成されていると共に、該通路を流れる空気は前記主熱交
換部(25)や副熱交換部(26)に接触するようになってい
る。即ち、室内の空気は、器具本体(11)の背面上部に開
放する給気口→対流ファン(41)→副熱交換部(26)→主熱
交換部(25)→器具本体(11)の正面下部に開放する温風吹
出口→室内の順序で繋がる経路で循環し、これにより、
室内が暖房されるようになっている。

【００１６】器具本体(11)の外側面に突設された絶縁性
の端子取付ブロック(51)にはコネクタを構成する金属製
の弾性板(52)が取付けられていると共に、該弾性板(52)
から引き出されたリード線(54)は、その出力をデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器(56)に接続されている。そ
して、Ａ／Ｄ変換器(56)の出力は制御回路(57)に印加さ
れていると共に、該制御回路(57)によってバーナ(24)へ
のガス回路に挿入されたガス弁(21)や送風器(22)や対流
ファン(41)用のモータ(99)が制御されるようになってい
る。

【００１７】器具本体(11)内に形成された既述排気通路
(31)の下流端は、器具本体(11)の側壁を貫通する接続筒
(35)に繋がっていると共に、該接続筒(35)には筒状主体
部(19b) がＺ状に屈曲した基端筒(13b) が外嵌接続され
るように成っている。又、上記接続筒(35)と基端筒(13
b) はこれら両者の嵌合部に螺入される固定ビス(10)で
回り止め及び抜止め状態に固定されると共に、該基端筒
(13b) の上流端の外周には絶縁材料で形成された端子取
付ブロック(43)が取付けられている。そして、該端子取
付ブロック(43)の下面には導電板(45)がリード線(47)と
共にビス(48)で固定されている。又、前記導電板(45)の
外面には器具本体(11)の外壁に設けられた既述弾性板(5
2)（導電性材料で形成されている）が弾性的に押圧され
るように成っている。又、上記基端筒(13b) の下流端近
傍の外面に設けられた端子取付ブロック(44)には、上記
リード線(47)の端部と導電性の弾性板(53)がビス(40)で
固定されている。

【００１８】上記基端筒(13b) の下流端に接続された単
位排気筒(13a) の筒状主体部(19a)の上流端近傍には、
既述の端子取付ブロック(43)と同様の端子取付ブロック
(61)が取付けられていると共に、該端子取付ブロック(6
1)の下面には導電板(64)がリード線(67)と共にビス(60)
で固定されている。又、リード線(67)の途中には１０Ｋ
Ωの電気抵抗素子(65)が挿入されていると共に、該リー
ド線(67)の一端は単位排気筒(13a) の下流端近傍の端子
取付ブロック(62)に設けられた導電性の弾性板(66)にビ
ス(60)で固定されている。

【００１９】又、前記単位排気筒(13a) の下流端には、
これと同様の構成を有する他の単位排気筒(13a) が接続
されていると共に、互いに接続される単位排気筒(13a)
(13a) 及び既述基端筒(13b) は固定ビス(50)(50)で回り
止め及び抜け止め状態に固定されている。そして、上流
側に位置する単位排気筒(13a) の前記弾性板(66)はその
下流側に位置する他の単位排気筒(13a) の上流端に設け
られた導電板(64)に弾性的に押し付けられている。従っ
て、本実施の形態では、上記導電板(64)とこれに押し付
けられる弾性板(66)が配線接続のためのコネクタとして
機能している。ここで、前記電気抵抗素子(65)の値には
バラツキがないが、接続される単位排気筒(13a) (13a)
の夫々の電気抵抗値にバラツキがないことと、これら相
互の接続部の電気抵抗値にバラツキがないことが、肝要
である。また、単位排気筒(13a)及びその接続部側の電
気抵抗値が小さいとさらによい。

【００２０】最下流部に接続された単位排気筒(13a) の
下流端は、建物の壁(W) を貫通する二重筒状の給排気ト
ップ(71)の内筒(72)に外嵌接続されていると共に、これ
ら給排気トップ(71)と単位排気筒(13a) は固定ビス(50)
で回り止め及び抜止め状態に固定されている。又、上記
給排気トップ(71)は導電性材料（電気抵抗の小さな金
属）で形成されていると共に、該給排気トップ(71)の外
筒(73)には、これに接続される単位排気筒(13a) の下流
端の弾性板(66)の先端が弾性的に押し付けられるように
なっている。

【００２１】従って、本実施の形態に係るガス暖房器で
は、器具本体(11)に内蔵されたＡ／Ｄ変換器(56)の入力
部→リード線(54)→器具本体(11)外面の弾性板(52)→基
端筒(13b) の導電板(45)→リード線(47)→弾性板(53)→
基端筒(13b) に接続された単位排気筒(13a) の導電板(6
4)→リード線(67)→電気抵抗素子(65)→弾性板(66)→そ
の下流側に位置する他の単位排気筒(13a) の導電板(64)
→リード線(67)→電気抵抗素子(65)→弾性板(66)→給排
気トップ(71)の構成壁→給排気トップ(71)に接続された
単位排気筒(13a) の構成壁→該単位排気筒(13a) の上流
側に位置する他の単位排気筒(13a) の構成壁→基端筒(1
3b) の構成壁→器具本体(11)の構成壁→Ａ／Ｄ変換器(5
6)のアース部と繋がる閉回路が構成され、これにより、
各単位排気筒(13a) (13a) の電気抵抗素子(65)(65)が直
列接続された状態になる。従って、Ａ／Ｄ変換器(56)か
らは電気抵抗素子(65)(65)の合成抵抗の抵抗値Ｒを示す
信号が制御回路(57)に印加された状態になると共に、上
記抵抗値Ｒが単位排気筒(13a) (13a) の接続数に比例す
る。

【００２２】給排気トップ(71)を構成する内筒(72)と外
筒(73)の間隙は、給気管(12)を介して器具本体(11)の送
風器(22)の給気口(29)に接続されている。器具本体(11)
に設けられた制御回路(57)には、図２のフローチャート
で示す内容の制御プログラムが書き込まれたマイクロコ
ンピュータが内蔵されており、以下、同図のフローチャ
ートに従って本実施の形態のガス暖房器の動作を説明す
る。

【００２３】先ず、器具操作部に設けられた運転スイッ
チ(17)が投入されるのを監視し（ステップ(ST1) ）、該
運転スイッチ(17)が投入されるとステップ(ST2) でＡ／
Ｄ変換器(56)の出力を判断する。即ち、直列接続された
電気抵抗素子(65)(65)の合成抵抗の抵抗値Ｒが微小しき
い値ε未満か否かを判断し、微小しきい値ε未満の場合
は送風器(22)の回転数Ａとして、予め定められている基
本回転数Ｋ（この実施の形態では３０００ｒｐｍに設定
されている）の値を記憶する（ステップ(ST3)）。同様
に、Ａ／Ｄ変換器(56)が出力する抵抗値Ｒが微小しきい
値ε以上で且つ（１０ＫΩ＋ε）未満の場合は、単位排
気筒(13a) の接続数が１本であると判断して送風器(22)
の回転数Ａを（基本回転数Ｋ＋補正回転数Ｃ）にセット
する（ステップ(ST4) (ST5) ）。尚、本実施の形態では
補正回転数Ｃとして１００ｒｐｍの値が採用されてい
る。又、抵抗値Ｒが（１０ＫΩ＋ε）以上で且つ（２０
ＫΩ＋ε）未満の場合は、回転数Ａを（基本回転数Ｋ＋
２Ｃ）にセットし（ステップ(ST6) (ST7) ）、更に、抵
抗値Ｒの値が（２０ＫΩ＋ε）以上で且つ（３０ＫΩ＋
ε）未満の場合は、回転数Ａを（基本回転数Ｋ＋３Ｃ）
にセットする（ステップ(ST8) (ST9) ）。このように、
ステップ(ST2) 〜ステップ(ST9) を実行することによっ
て、単位排気筒(13a) (13a) の接続数に応じて送風器(2
2)の回転数Ａを決定する。尚、本実施の形態では各電気
抵抗素子(65)(65)の合成抵抗の抵抗値Ｒの大きさを判断
するステップ(ST2) (ST4) (ST6) (ST8) を実行するマイ
クロコンピュータの機能部が既述判定手段に対応する。
又、上記抵抗値Ｒに基づいて送風器(22)の回転数Ａを決
定するステップ(ST5) (ST7) (ST9) を実行するマイクロ
コンピュータ内の機能部が既述回転数設定手段に対応す
る。

【００２４】従って、このものではステップ(ST2) 〜(S
T9) の実行によって、単位排気筒(13a) (13a) の接続数
が自動的に判断できると共に、該接続数に応じて送風器
(22)の回転数Ａが自動的に設定される。従って、器具の
設置作業者は単位排気筒(13a) (13a) から成る排気筒(1
3)の長さを確認する作業等が不要となり、器具設置作業
が繁雑化しない。又、排気筒(13)の長さに応じて送風器
(22)の回転数Ａが自動的に設定されるから、該回転数Ａ
を手動で設定していた従来のもののように、該回転数Ａ
が誤って設定されることがない。

【００２５】次に、ステップ(ST10)で運転動作が始ま
る。即ち、送風器(22)が上記回転数Ａで回転されると共
にバーナ(24)が燃焼せしめられ、更に、対流ファン(41)
が回転せしめられる。すると、給排気トップ(71)を構成
する内筒(72)と外筒(73)の間隙→給気管(12)→送風器(2
2)→バーナ(24)の経路で燃焼用空気が取り入れられる一
方、バーナ(24)で生じた燃焼排気は主熱交換部(25)→副
熱交換部(26)→基端筒(13b) →単位排気筒(13a) (13a)
→給排気トップ(71)の内筒(72)内と繋がる経路で流れて
該内筒(72)から屋外に排出される。又、室内の空気は、
器具本体(11)の背面上部に開放する給気口→対流ファン
(41)→副熱交換部(26)→主熱交換部(25)→器具本体(11)
の正面下部に開放する温風吹出口→室内と繋がる経路で
循環し、これにより、室内が暖房される。

【００２６】そして、この暖房中に運転スイッチ(17)が
再投入されて運転停止操作がされると、ステップ(ST11)
(ST12)で運転動作が停止される。尚、本実施の形態のガ
ス暖房器では、抵抗値Ｒが（３０ＫΩ＋ε）以上である
ことがステップ(ST8) で確認されると、基端筒(13b) や
単位排気筒(13a) (13a)が外れているか又は送風器(22)
の能力では対応できない程多くの単位排気筒(13a) (13
a) が接続されたと判断する。そして、かかる場合は暖
房運転することなく、制御工程をステップ(ST1) に戻
す。

【００２７】尚、複数に分割された単位給気管を繋ぎ合
わせて給気管(12)を構成する場合には、該各単位給気管
を上記単位排気筒(13a) (13a) と同様に構成し、これに
より、給気管(12)の長さを判断できることは言うまでも
ない。又、上記実施の形態ではガス暖房器を例示的に説
明したが、本発明は屋内設置型の給湯機等、種々の燃焼
装置に適用できる。

【００２８】又、上記実施の形態では、コネクタとして
機能する弾性板(52)(53)(66)と導電板(45)(64)(64)を押
圧させることによって各リード線(47)(67)(67)相互を接
続したが、図３に示すように、各リード線(47)(67)(67)
の一端に差込軸を接続すると共に、他端には前記差込軸
を圧入する筒体を接続し、これら筒体と差込軸によって
構成されたコネクタ(671) を介してリード線(47)(67)(6
7)を直列接続することも可能である。この場合、リード
線は支持環(672) によって支持され、上記単位排気筒(1
3a) (13a) 相互の接続部は同図に示すような公知の抜止
めバンド(130)を用いた方法により接続する構成を採用
してもよい。

【００２９】又、上記閉回路を構成する電気抵抗素子(6
5)(65)，コネクタ(671) (671) 及びリード線(67)(67)の
配線の引き回しは、排気筒に沿った形式のものを例示し
たが、給気管(12)に沿って配線できることは言うまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るガス暖房器の概略断
面図

【図２】本発明の実施の形態に係るガス暖房器の制御用
のフローチャート

【図３】単位排気筒(13a) (13a) 相互の接続態様の他の
例を示す。

【図４】従来例の説明図

【符号の説明】

(11)・・・器具本体 (24)・・・バーナ (65)・・・電気抵抗素子 (67)・・・リード線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 器具本体に形成された排気通路の下流端
   に接続される１本又は複数本の単位排気筒から成る排気
   筒とを具備する燃焼装置に於いて、 前記単位排気筒に電気抵抗素子を設けると共に、 前記排気筒を構成する最上流部の単位排気筒に設けられ
   た前記電気抵抗素子から最下流部の単位排気筒に設けら
   れた前記電気抵抗素子にリード線を介して繋がる直列回
   路の抵抗値を判定する判定手段を設け、 前記判定手段が判定した前記抵抗値に基づいて器具制御
   を行う燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記単位排気筒の筒状主体部は導電性材
   料で構成されており、 前記判定手段は、最上流部の単位排気筒に設けられた前
   記電気抵抗素子から最下流部の単位排気筒に設けられた
   前記電気抵抗素子に繋がる直列回路を経由して各単位排
   気筒の筒状主体部の構成壁を通って最上流部の単位排気
   筒に帰還する閉回路の抵抗値を判定する請求項１の燃焼
   装置。
3. 【請求項３】 前記判定手段が判定した前記抵抗値が増
   加するに従って、前記器具本体に組み込まれたバーナへ
   の燃焼用空気の供給量を調節する為の送風器の回転数を
   増加させる回転数設定手段を具備する請求項１又は請求
   項２の燃焼装置。
4. 【請求項４】 燃焼装置の器具本体内に形成された排気
   通路の下流端に接続され且つ電気抵抗素子を具備する単
   位排気筒。
5. 【請求項５】 前記単位排気筒の筒状主体部は導電性材
   料で構成されている請求項４の単位排気筒。