JP2000088246A

JP2000088246A - 燃焼装置

Info

Publication number: JP2000088246A
Application number: JP10264146A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ando; 厚史安藤; Yasushi Komatsu; 靖司小松; Kumiko Ankei; 久美子安谿
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2000-03-31
Anticipated expiration: 2018-09-18
Also published as: JP3475091B2

Abstract

(57)【要約】【課題】排気口の閉塞が生じたときに、バーナの再点火
を禁止し、使用者に対して、メンテナンス業者に排気口
の清掃を依頼することを促すことができる燃焼装置を提
供する。【解決手段】バーナ３と、バーナ３に燃料を供給する燃
料供給路４を開閉する開閉弁２４と、バーナ３に点火す
る点火手段６と、バーナ３の燃焼排ガスの排気口８付近
に設けられた温度検出手段９と、点火手段６によるバー
ナ３の点火から所定時間が経過した後に、温度検出手段
９により検出される温度が所定温度以上であったとき
は、排気口８が閉塞状態にあると判断して、それ以後開
閉弁２４を閉弁保持してバーナ３の再点火を禁止する再
点火禁止手段５とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、バーナの燃焼排
ガスの排気口の閉塞が生じたときに、該バーナに燃料を
供給する燃料供給路を閉じて該バーナの燃焼を停止する
処理を行う燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼装置として、例えば、室内排気が行
われるガス湯沸器においては、室内の空気の汚染を防止
するため、バーナが不完全燃焼状態となったときに、バ
ーナに燃料を供給する燃料供給路に設けられた開閉弁を
閉じてバーナの燃焼を停止する処理が行われている。

【０００３】この種のガス湯沸器にあっては、バーナの
燃焼状態を検知するため、バーナの燃焼炎により加熱さ
れて起電力を生じる熱電対が設けられており、バーナの
点火後に、該熱電対の起電力により生じる電圧が所定の
電圧以下となったときに、バーナの不完全燃焼が生じた
と判断している。

【０００４】また、ガス湯沸器には、バーナの燃焼排ガ
スを効率的に排出するため、燃焼排ガスの排気口が設け
られるが、ガス湯沸器の使用期間が長くなるにつれて、
熱交換器のフィン等に付着した燃焼生成物やほこり等が
増加して、該排気口が次第に閉塞し、燃焼排ガスが正常
に排出されなくなり、バーナの不完全燃焼が生じるおそ
れがある。

【０００５】そこで、バーナの排気口付近にも温度を検
出するための熱電対を設け、該熱電対（以後、第１熱電
対という）と上述したバーナの燃焼炎により加熱されて
起電力を生じる熱電対（以後、第２熱電対という）とを
互いに逆極性に直列接続して直列回路を構成し、該直列
回路の出力電圧によって、酸欠等により生じる不完全燃
焼と排気口の閉塞により生じる不完全燃焼とを検知する
ようにしたガス湯沸器が知られている。このように直列
回路を構成することで、該直列回路の出力で、酸欠等に
より生じる不完全燃焼と排気口の閉塞により生じる不完
全燃焼という二つの異常状態を検知できるので異常検知
のための回路構成の簡素化を図ることができる。

【０００６】ここで、排気口が閉塞していなければ、排
気口付近の温度はさほど上昇しないため前記第１熱電対
の起電力はほぼ一定となる。この時、酸欠等によりバー
ナが不完全燃焼状態となると、バーナの炎はリフト状態
となり、前記第２熱電対の熱起電力が減少して、前記直
列回路の出力電圧が低下する。

【０００７】一方、排気口が閉塞しているときには、バ
ーナの点火後、熱気を持ったバーナの燃焼排ガスが排出
されずに排気口付近に留まるため、排気口付近の温度が
上昇して前記第１熱電対の起電力は増大するが、バーナ
の点火直後（燃焼排ガスの影響でバーナの燃焼用空気が
不足するようになるまで）において、排気口が閉塞して
いるときは、排気口が閉塞していないときと比較して、
前記第２熱電対の起電力は変わらないが、前記第１熱電
対の起電力が増大する。そして、上述したように、前記
第１熱電対と前記第２熱電対は互いに逆極性に接続され
ているため、排気口の閉塞が生じたときにも、前記直列
回路の出力電圧が低下する。

【０００８】即ち、酸欠等によりバーナが不完全燃焼状
態となったときと、排気口が閉塞してバーナが不完全燃
焼状態となったときのいずれの場合にも、前記直列回路
の出力電圧が低下する。そして、前記直列回路の出力電
圧は、酸欠等によりバーナの不完全燃焼が生じたときよ
りも、排気口の閉塞によりバーナの不完全燃焼が生じた
ときのほうが低くなる。そのため、前記ガス湯沸器にあ
っては、酸欠等により生じるバーナの不完全燃焼と排気
口の閉塞により生じるバーナの不完全燃焼とを特に区別
して検知せず、前記直列回路の出力電圧が酸欠等による
バーナの不完全燃焼の検知基準電圧以下となった場合
に、開閉弁を閉弁してバーナの燃焼を停止する処理を行
っていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の前記ガス湯沸器においては、酸欠等により生じるバー
ナの不完全燃焼と排気口の閉塞により生じる不完全燃焼
とを区別して検知していなかった。しかし、酸欠等によ
りバーナの不完全燃焼が生じた場合と、排気口の閉塞に
よりバーナの不完全燃焼が生じた場合とでは、使用者が
行うべき対処方法が異なる。

【００１０】即ち、酸欠等によりバーナの不完全燃焼が
生じた場合は、バーナの燃焼用空気である室内の空気中
の酸素濃度が減少しているのであるから、使用者は、室
内の換気を行った後にバーナを再点火すればよい。それ
に対して、排気口の閉塞により不完全燃焼が生じた場合
には、使用者自身で閉塞を解消することはできず、メン
テナンス業者等に排気口の清掃等を依頼しなければなら
ない。

【００１１】そこで、本発明は、排気口の閉塞が生じた
ときに、バーナの再点火を禁止し、使用者に対して、メ
ンテナンス業者に排気口の清掃を依頼することを促すこ
とができる燃焼装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の実施の態様は、バーナと、該バーナ
に燃料を供給する燃料供給路を開閉する開閉弁と、該バ
ーナに点火する点火手段と、該バーナの燃焼排ガスの排
気口付近に設けられた温度検出手段と、前記点火手段に
よる前記バーナの点火から所定時間が経過した後に、該
温度検出手段により検出される温度が所定温度以上であ
ったときは、前記排気口が閉塞状態にあると判断して、
それ以後前記開閉弁を閉弁保持して前記バーナの再点火
を禁止する再点火禁止手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１３】前記排気口の閉塞が生じたときは、一般の
使用者では対処できず、メンテナンス業者等に依頼して
排気口の清掃等を行う必要がある。そのため、本発明の
前記再点火禁止手段は、前記温度検出手段による検出温
度から、前記排気口が閉塞状態にあると判断したとき
は、それ以後前記開閉弁を閉弁保持して前記バーナの再
点火を禁止し、使用者による前記バーナの点火操作を不
能とする。これにより、使用者に対して、メンテナンス
業者に前記排気口の清掃を依頼して、前記排気口の閉塞
状態を解消することを促すことができる。

【００１４】また、前記バーナの燃焼状態を検出する燃
焼状態検出手段と、前記点火手段による前記バーナの点
火から、前記第１所定時間よりも長い第２所定時間が経
過した後に、前記燃焼状態検出手段により前記バーナの
不完全燃焼が検知されたときに、前記開閉弁を閉弁して
前記バーナへの燃料供給を停止する不完全燃焼停止手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１５】前記排気口の閉塞によるバーナの不完全燃
焼と前記酸欠等によるバーナの不完全燃焼とが同時に発
生した場合に、前記不完全燃焼停止手段が前記再点火禁
止手段よりも先に作動すると、前記不完全燃焼停止手段
により前記バーナの不完全燃焼が検知され、前記開閉弁
が閉弁されて前記バーナの燃焼が停止する。そして、こ
のとき燃焼装置全体の動作が停止するので、その後前記
再点火禁止手段は動作せず、前記排気口の閉塞検知は行
われないという不具合がある。

【００１６】そこで、本発明の前記不完全燃焼停止手段
は、前記バーナの点火から前記再点火禁止手段による前
記排気口の閉塞検知が行われる前記第１所定時間よりも
長い前記第２所定時間が経過した後に、前記バーナの不
完全燃焼の検知を行う。これにより、前記バーナの点火
後、前記再点火禁止手段が前記不完全燃焼停止手段より
も先行して作動する。そのため、酸欠等による前記バー
ナの不完全燃焼と前記排気口の閉塞による不完全燃焼が
発生したときに、前記再点火禁止手段により前記排気口
の閉塞が検知されて、前記バーナの再点火を確実に禁止
することができる。

【００１７】また、前記温度検出手段として第１熱電対
を用い、前記燃焼状態検出手段として前記バーナの燃焼
炎により起電力を生じるように設けられた第２熱電対を
用いて、該第１熱電対と該第２熱電対とを、互いに逆極
性で直列に接続した直列回路を構成し、前記再点火禁止
手段は、前記直列回路の出力電圧が前記所定温度に応じ
て設定された第１基準電圧以下となったときに、前記排
気口が閉塞状態にあると判断し、前記不完全燃焼停止手
段は、前記直列回路の出力電圧が前記第１基準電圧より
も高い第２基準電圧以下となったときに、前記バーナが
不完全燃焼状態にあると判断することを特徴とする。

【００１８】本発明は、前記直列回路を構成し、該直列
回路の出力により前記排気口の閉塞による不完全燃焼と
酸欠等による前記バーナの不完全燃焼という２つの異常
状態を検出することで、構成を簡素化した異常検出回路
を採用する。詳細は後述するが、前記直列回路の出力電
圧は、酸欠等による前記バーナの不完全燃焼が生じたと
きよりも前記排気口の閉塞による不完全燃焼が生じたと
きのほうが低くなるので、不完全燃焼を検知するための
前記第２基準電圧は、閉塞を検知するための前記第１基
準電圧よりも高い電圧に設定される。

【００１９】そのため、前記バーナの点火後に、前記再
点火禁止手段よりも前記不完全燃焼停止手段を先に作動
させると、実際には前記排気口の閉塞により前記直列回
路の出力電圧が、前記第１基準電圧になる前に前記第２
基準電圧以下となった場合に、前記不完全燃焼停止手段
により、酸欠等により前記バーナの不完全燃焼が生じた
ものと検知されてしまい、排気口の閉塞によるバーナの
不完全燃焼が検知されないという不都合がある。

【００２０】そのため、本発明においては、上述したよ
うに、バーナの点火後に前記再点火禁止手段を前記不完
全燃焼停止手段よりも先行して作動させる。これによ
り、前記排気口の閉塞が生じて、前記直列回路の出力電
圧が前記第１基準電圧以下となったときに、前記再点火
禁止手段により前記バーナの再点火を確実に禁止するこ
とができる。

【００２１】また、前記再点火禁止手段により前記バー
ナの再点火が禁止された状態を解除して、前記バーナの
再点火を可能とする再点火禁止解除手段を設けたことを
特徴とする。

【００２２】かかる本発明によれば、閉塞した排気口の
清掃を終了したメンテナンス業者が、前記再点火禁止解
除手段により前記バーナの再点火の禁止状態を解除する
ことで、燃焼装置を使用可能な状態に容易に復帰させる
ことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て、図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明の燃
焼装置であるガス湯沸器の全体構成図、図２はガス湯沸
器の制御ブロック図、図３はガス湯沸器に備えられた熱
電対の起電力により生じる電圧レベルの説明図、図４，
５はガス湯沸器の作動を示すフローチャートである。

【００２４】図１を参照して、第１の実施の形態におけ
るガス湯沸器１は、湯又は水が流れる給湯管路２、給湯
管路２を通過する水を加熱するガスバーナ３（本発明の
バーナに相当する）、ガスバーナ３に燃料ガスを供給す
るガス管路４（本発明の燃料供給路に相当する）、給湯
運転を制御するコントローラ５、ガスバーナ３に点火す
るためのイグナイタ電極６（本発明の点火手段に相当す
る）、ガスバーナ３の燃焼炎を検知するフレームロッド
電極７、排気口８付近に設けられた第１熱電対９（本発
明の温度検出手段に相当する）、ガスバーナ３の燃焼炎
によって起電力を生じる第２熱電対１０（本発明の燃焼
状態検出手段に相当する）、及び運転開始及び停止時に
押圧操作される操作スイッチ１１を備える。

【００２５】給湯管路２は、給水管１２、吸熱管１３、
及び出湯管１４により構成されている。給水管１２に
は、水栓１５、水ガバナ弁１６、及び水量調節弁１７が
設けられている。水栓１５は水栓モータ１８及び位置検
出スイッチ（図示しない）を備えており、該水栓モータ
１８に通電（ＯＮ）されることにより開栓位置と閉栓位
置に切り替わる。水ガバナ弁１６は給水量を一定にする
ものである。水量調節弁１７は、温調つまみ１９の操作
に応じて給水管１２の開口度合いを制御して給水量を変
更するものである。

【００２６】吸熱管１３は、フィン２０を備えてガスバ
ーナ３の上方に配置され、ガスバーナ３の燃焼熱により
内部を通過する水を加熱する熱交換器である。出湯管１
４はフレキシブル管で形成されており、湯又は水をシャ
ワーヘッド２１を介して吐出する。該シャワーヘッド２
１は切替えスイッチ２２により吐出する湯又は水の形態
をシャワー状とストレート状とに切り換えられるように
なっている。尚、温調つまみ１９は、後述するように、
湯／水切替スイッチ２３（図２参照）を備えており、該
温調つまみ１９を最低温の位置に移動すると湯／水切替
スイッチ２３がＯＮとなってガスバーナ３は点火され
ず、シャワーヘッド２１からは水が吐出される。

【００２７】ガス管路４は、電磁開閉弁である安全弁２
４（本発明の開閉弁に相当する）、水圧応動弁２５、ガ
スガバナ弁２６、及びガス量調節弁２７を備えている。
安全弁２４は、後述する第２の実施の形態で詳説する
が、ソレノイドコイルに通電されると開弁してガス管路
４を開き、ソレノイドコイルへの通電が停止されると閉
弁してガス管路４を閉じる。水圧応動弁２５は、水ガバ
ナ弁１６と一体的に形成されており、水ガバナ弁１６に
より水流が検知されるとそれに連動して開弁する。な
お、水圧応動弁２５には水流スイッチ２８が接続されて
いる。

【００２８】水流スイッチ２８は、水圧応動弁２５が開
弁したときに連動してＯＮとなり、閉弁したときに連動
してＯＦＦとなる。ガスガバナ弁２６は、二次側のガス
圧を一定にするものである。ガス量調節弁２７は、前記
温調つまみ１９に連結され、温調つまみ１９の操作によ
りガス管路４の開口度合いを制御して燃料ガスの供給量
を変更するものである。なお、温調つまみ１９を高温側
へ操作する程、水量は減少し、ガス量は増加する。

【００２９】コントローラ５は、図２に示すように、マ
イクロコンピュータ３０、水栓モータ１８を駆動するモ
ータ駆動回路３１、イグナイタ電極６を駆動するイグナ
イタ駆動回路３２、安全弁２４を駆動する安全弁駆動回
路３３、フレームロッド電極７を作動するフレームロッ
ド回路３４、第１熱電対９と第２熱電対１０の増幅回路
３５等を備えている。なお、図１に示した３６は電源電
池であり、コントローラ５をはじめ安全弁２４、水栓モ
ータ１８等の作動用電源として用いられている。

【００３０】図２に示すように、マイクロコンピュータ
３０は、運転制御部３７、水制御部３８、燃焼制御部３
９、及び燃焼量検出部４０を備えている。

【００３１】運転制御部３７は、出湯停止中（図１に示
した水栓１５は閉状態にある）に、操作スイッチ１１が
ＯＮ操作されると、水制御部３８を介して水栓１５を全
開にする。このとき、水制御部３８は、水栓１５が全開
状態になるまでモータ駆動回路３１を介して水栓モータ
１８に通電して水栓モータ１８を作動させる。尚、水栓
モータ１８は、水栓スイッチ４１により、水栓１５の全
開状態を検出し、作動を停止する。また、運転制御部３
７は、水流スイッチ２８がＯＮ（水流有検知）で湯／水
切替スイッチ２３がＯＦＦ（湯側）であるときは、燃焼
制御部３９を介してイグナイタ電極６及び安全弁２４の
動作を制御してバーナ３の点火処理を行う。

【００３２】燃焼制御部３９は、フレームロッド回路３
４の出力に基づいてバーナ３の燃焼炎の有無を検知する
炎検知部４２と、第１熱電対９と第２熱電対１０を逆極
性で直列接続した直列回路４３の出力電圧（増幅回路３
５により増幅される）に基づいてバーナ３の不完全燃焼
を検知する不完全燃焼停止手段４４と、直列回路４３の
出力電圧に基づいて排気口８の閉塞を検知する再点火禁
止手段４５と、タイマ４６により計時されるイグナイタ
駆動回路３２の作動開始時からの経過時間に応じて炎検
知部４２、不完全燃焼停止手段４４、及び再点火禁止手
段４５の作動を切り替える切替部４７とを備えている。

【００３３】燃焼制御部３９は、切替部４７により、イ
グナイタ駆動回路３２の作動開始時から第１所定時間
（本実施の形態では３０秒間）は炎検知部４２によるバ
ーナ３の燃焼炎の検知、該第１所定時間（３０秒間）が
経過してから第２所定時間（本実施の形態では３３秒
間）が経過するまでは、再点火禁止手段４５による排気
口８の閉塞状態の検知、該第２所定時間が経過した後
は、不完全燃焼停止手段４４によるバーナ３の不完全燃
焼の検知を、切り替えて実行する。

【００３４】そして、炎検知部４２によりバーナ３の燃
焼炎が検知できなかった場合、不完全燃焼停止手段４４
によりバーナ３の不完全燃焼が検知された場合、及び再
点火禁止手段４５により排気口８の閉塞が検知された場
合は、安全弁駆動回路３３を介して安全弁２４が閉弁さ
れ、バーナ３への燃料ガスの供給が停止される。

【００３５】尚、再点火禁止手段４５により、排気口８
の閉塞が検知された場合は、安全弁閉弁保持回路５０が
作動して安全弁２４が強制的に閉弁状態に保持され、以
後バーナ３の点火が禁止される。

【００３６】また、燃焼制御部３９は、炎検知部４２、
不完全燃焼停止手段４４、及び再点火禁止手段４５の検
知結果から、バーナ３が正常に燃焼しており、排気口８
の閉塞も生じていないときであっても、イグナイタ駆動
回路３２の作動開始時から消し忘れ監視時間（本実施形
態では２０分）が経過するまでの間に、操作スイッチ１
１がＯＦＦ操作（消火操作）がなされなかったときに
は、使用者の消し忘れと判断して直ちに安全弁駆動回路
３３を介して安全弁２４を閉弁し、バーナ３の燃焼を停
止させる消し忘れ防止手段４８を備えている。なお、本
実施の形態においては、前記消し忘れ監視時間を一定
（２０分）としているが、該消し忘れ監視時間を後述の
燃焼量検出部４０によって検出される燃焼量に基づい
て、例えば、燃焼量小のときは２０分、燃焼量大のとき
は１５分というように別個に設定してもよい。

【００３７】燃焼量検出部４０は、温調つまみ１９の設
定位置に応じて、ガスバーナ３の目標燃焼量を検知し、
ガスバーナ３が弱燃焼量域で燃焼しているか強燃焼量域
で燃焼しているかの判断を行う。

【００３８】次に、図３（ａ），（ｂ）を参照して、直
列回路４３の出力電圧に基づく、不完全燃焼停止手段４
４によるガスバーナ３の不完全燃焼の検知処理と、再点
火禁止手段４５による排気口８の閉塞の検知処理につい
て説明する。

【００３９】図３（ａ）に示したように、第１熱電対９
と第２熱電対１０とは互いに逆極性で直列に接続されて
いる。排気口８が閉塞していないときは、第１熱電対９
の起電力により生じる電圧Ｖ₁は変化しないため、直列
回路４３の出力電圧Ｖ_OUTは第２熱電対の起電力により
生じる電圧Ｖ₂に応じて変化する。そして、ガスバーナ
３の不完全燃焼が生じると、ガスバーナ３の燃焼炎がリ
フトする影響で正常燃焼時よりも、第２熱電対１０の起
電力が弱まり、Ｖ₂が低下する。

【００４０】そのため、図３（ｂ）に示したように、ガ
スバーナ３が正常燃焼状態にあるとき（図中ａ）より
も、ガスバーナ３が不完全燃焼状態にあるとき（図中
ｂ）のほうが、点火後の直列回路４３の出力電圧Ｖ_OUT
の上昇レベルが低くなる。このことから、不完全燃焼停
止手段４４は、ガスバーナ３の点火から第２所定時間
（３３秒）が経過した後に直列回路４３の出力電圧Ｖ
_OUTが５ｍＶ（本発明の第２基準電圧に相当する）以下
となったときに、バーナ３が不完全燃焼状態にあると検
知する。

【００４１】一方、排気口８が閉塞状態にあるときは、
熱気をもったバーナ３の燃焼排ガスが排気口８付近に滞
留するため、第１熱電対９付近の温度が上昇して第１熱
電対９の起電力が増大し、第１熱電対９の出力電圧Ｖ₁
が（負方向に）増大する。そして、このときバーナ３は
正常燃焼しているので、第２熱電対１０の出力電圧Ｖ ₂
は正常時と変わらない。そのため、図３（ｂ）のｃに示
したように、直列回路４３の出力電圧Ｖ_OUTのレベルが
低下する。このことから、再点火禁止手段４５は、バー
ナ３の点火から第１所定時間（３０秒）が経過してから
第２所定時間（３３秒）が経過するまでの間（３秒間）
に、直列回路４３の出力回路４３の出力電圧Ｖ_OUTが−
３ｍＶ（本発明の第１基準電圧に相当する）以下となっ
たときに、排気口８が閉塞状態にあると検知する。

【００４２】尚、このときの第１所定時間（３０秒）
は、第１熱電対９と第２熱電対１０の出力を安定させる
ための時間である。

【００４３】また、本実施の形態では、第１熱電対９の
正極と第２熱電対１０の正極とを接続して直列回路４３
を構成したが、第１熱電対９の負極と第２熱電対１０の
負極とを接続して直列回路４３を構成してもよい。この
場合には、第１熱電対９の正極を基準として直列回路４
３の出力電圧を検出すればよい。

【００４４】次に、ガス湯沸器１の作動を図４及び図５
に示したフローチャートに従って説明する。

【００４５】図４，図５のフローチャート、図１及び図
２を参照して、ＳＴＥＰ１で使用者が操作スイッチ１１
をＯＮ操作するとコントローラ５が作動を開始する。そ
して、ＳＴＥＰ２で運転制御部３７の指示により、水制
御部３８がモータ駆動回路３１を介して水栓モータ１８
を作動させて水栓１５を開栓し、ＳＴＥＰ３で、給湯管
路２に水が流れることにより水流スイッチ２８がＯＮす
るとＳＴＥＰ４に進み、ＳＴＥＰ４で、湯／水切替スイ
ッチ２３がＯＦＦ（湯側）操作されていたときは、ＳＴ
ＥＰ５に進んで運転制御部３７の指示によりバーナ３の
点火処理が開始される。一方、湯／水切替スイッチ２３
がＯＮ（水側）操作されていたときには、ＳＴＥＰ２０
に分岐してバーナ３の点火処理は行われず、シャワーヘ
ッド２１からは水が吐出される。

【００４６】ＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ９は、燃焼制御部３
９によるバーナ３の点火処理であり、ＳＴＥＰ５では、
燃焼制御部３９の指示によりイグナイタ駆動回路３２が
ＯＮして、イグナイタ電極６にバーナ３に点火するため
の火花放電が生じる。ＳＴＥＰ６では、燃焼制御部３９
の指示により安全弁駆動回路３３を介して安全弁２４に
通電されて安全弁２４が開弁保持され、バーナ３に燃料
ガスが供給される。続くＳＴＥＰ７では、燃焼制御部３
９はフレームロッド回路３４に作動用電力を供給して、
フレームロッド電極７による炎検知が可能な状態とす
る。

【００４７】次いでＳＴＥＰ８で、燃焼制御部３９は
１．８秒の経過を待ってＳＴＥＰ９でイグナイタ駆動回
路３２をＯＦＦする。これによりイグナイタ電極６の火
花放電が停止し、バーナ３の点火処理が終了する。燃焼
制御部３９は、ＳＴＥＰ１１でイグナイタ駆動回路３２
をＯＮしてから３０秒が経過するまでの間、ＳＴＥＰ１
０で炎検知部４２を介してフレームロッド電極７による
バーナ３の着火を検知する。

【００４８】ＳＴＥＰ１０でバーナ３の着火が検知され
なかったときは、ＳＴＥＰ１７に分岐して、燃焼制御部
３９は安全弁駆動回路３３を介して安全弁２４を閉弁
し、ＳＴＥＰ１８でコントローラ５の動作が終了する。
一方、ＳＴＥＰ１１でイグナイタ駆動回路３２のＯＮか
ら３０秒が経過したときには、ＳＴＥＰ１１からＳＴＥ
Ｐ１２に進んでフレームロッド回路３４をＯＦＦする。

【００４９】続くＳＴＥＰ１３は、再点火禁止手段４５
による処理である。再点火禁止手段４５は、ＳＴＥＰ１
３で直列回路４３の出力電圧が第１基準電圧（−３ｍ
Ｖ）以下であったときは、排気口８が閉塞状態であると
判断し、ＳＴＥＰ３０に分岐して安全弁２４を閉弁し、
ＳＴＥＰ３１で安全弁閉弁保持回路５０をＯＮする。こ
れにより、安全弁２４は強制的に閉弁状態に保持され、
以後、バーナ３の点火が禁止される。これにより、排気
口８が閉塞した状態でのバーナ３の点火が禁止される。

【００５０】この場合、使用者は、メンテナンス業者等
にガス湯沸器１の修理を依頼しなければガス湯沸器１を
使用することができない。そして、メンテナンス業者
は、排気口８の清掃を行い閉塞状態を解消した後に、再
点火禁止解除手段５１を操作して安全弁閉弁保持回路５
０をＯＦＦする。これにより、安全弁閉弁保持回路５０
による強制的な安全弁２４の閉弁保持が解除され、使用
者はガス湯沸器１を再び使用できるようになる。

【００５１】尚、再点火禁止解除手段５１は、使用者に
より操作されると、排気口８が閉塞した状態で、バーナ
３の再点火操作が可能となってしまうので、使用者にそ
の存在が認識されないように設けられている。

【００５２】また、上述したように、排気口８の閉塞を
検知するための第１基準電圧（−３ｍＶ）は、ガスバー
ナ３の不完全燃焼を検知するための第２基準電圧（５ｍ
Ｖ）よりも低い。そのため、排気口８の閉塞が生じたと
き（直列回路４３の出力電圧が第１基準電圧以下となっ
たとき）は、必ず直列回路４３の出力電圧が第２基準電
圧以下となる。

【００５３】したがって、ガスバーナ３の点火後に、不
完全燃焼停止手段４４による、酸欠等によって生じるガ
スバーナ３の不完全燃焼の検知を、再点火禁止手段４５
による、排気口８の閉塞によって生じる不完全燃焼の検
知よりも先に行うと、実際には排気口８の閉塞が生じて
いた場合であっても、直列回路４３の出力電圧が第２基
準電圧以下であるために、不完全燃焼停止手段４４によ
り開閉弁２４が閉弁されてコントローラの作動が停止す
る。この場合、再点火禁止手段４５による排気口８の閉
塞検知が行われず、バーナ３の再点火は禁止されない。

【００５４】そこで、このように、再点火禁止手段４５
による、排気口８の閉塞によって生じる不完全燃焼の検
知を、後述するＳＴＥＰ１５の不完全燃焼停止手段４４
による、酸欠等によって生じるバーナ３の不完全燃焼の
検知よりも先行して行い、排気口８の閉塞が生じたとき
に、再点火禁止手段４５により安全弁閉弁保持回路５０
が作動して、以後のバーナ３の再点火が確実に禁止され
るようにしている。

【００５５】続くＳＴＥＰ１４で、フレームロッド回路
のＯＦＦ時（ＳＴＥＰ１２）から３秒が経過した後、即
ち、イグナイタ駆動回路３２のＯＮ（ＳＴＥＰ５）から
３３秒（本発明の第２所定時間に相当）が経過した後
に、ＳＴＥＰ１５で不完全燃焼停止手段４４による、酸
欠等によって生じるバーナ３の不完全燃焼の検知処理が
開始される。

【００５６】不完全燃焼停止手段４４は、直列回路４３
の出力電圧が第２基準電圧（５ｍＶ）以下となったとき
に、バーナ３が不完全燃焼状態にあると判断してＳＴＥ
Ｐ１７に分岐する。そして、燃焼制御部３９は、安全弁
駆動回路３３を介して安全弁２４を閉弁し、ＳＴＥＰ１
８でその作動を終了する。

【００５７】また、ＳＴＥＰ１６は、消し忘れ防止手段
４８による処理であり、イグナイタ駆動回路３２のＯＮ
時（ＳＴＥＰ５）から２０分が経過したときには、使用
者がバーナ３の消火を忘れていると判断して、ＳＴＥＰ
１７に進み、燃焼制御部３９は、安全弁駆動回路３３を
介して安全弁２４を閉弁し、ＳＴＥＰ１８でコントロー
ラ５の動作が終了する。

【００５８】また、ＳＴＥＰ４０〜ＳＴＥＰ４２は割込
み処理によるルーチンであり、バーナ３の燃焼中に操作
スイッチ１１がＯＦＦ操作されると、ＳＴＥＰ４１で、
燃焼制御部３９が安全弁駆動回路３３を介して安全弁２
４を閉弁し、ＳＴＥＰ４２で、水制御部３８がモータ駆
動回路３１を介して水栓モータ１８により水栓１５を閉
じて、コントローラ５の動作が終了する。

【００５９】尚、コントローラ５の動作が終了しても、
安全弁閉弁保持回路５０は動作を継続する。そのため、
安全弁閉弁保持回路５０の動作中に、操作スイッチ１１
がＯＮ操作（点火操作）されて、ＳＴＥＰ６で燃焼制御
部３９が安全弁駆動回路３３を介して安全弁２４の開弁
しようとしても安全弁２４は開弁せず、バーナ３への燃
料ガスの供給はおこなわれない。この場合、バーナ３に
点火されないので、ＳＴＥＰ１０で燃焼炎が検知され
ず、ＳＴＥＰ１７に分岐してコントローラ５の作動が終
了する。

【００６０】次に、図１，図２，及び図６を参照して本
発明の第２の実施の形態について説明する。本第２の実
施の形態におけるガス湯沸器は、前記第１の実施の形態
におけるガス湯沸器１のコントローラ５を構成したマイ
クロコンピュータ３０の機能を、電子回路で構成した制
御回路で実現したものであり、図６は該制御回路の構成
図である。尚、図６中、図１，図２に示した構成部分と
同一なものについては同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００６１】図６を参照して、制御回路６０は、操作ス
イッチ１１がＯＮ、水流スイッチ２８がＯＮ、湯／水切
替スイッチ２３がＯＦＦ（湯側）であるときにＯＮ
（閉）となる動作条件スイッチ５９と、電池３６の出力
電力から一定の基準電圧を出力するレギュレータ回路６
１と、動作条件スイッチ５９のＯＮ操作から所定時間を
計時するイグナイタタイマ回路６２，電磁弁吸引タイマ
回路６３，電磁弁保持タイマ回路６４，フレームロッド
タイマ回路６５，消し忘れタイマ回路６６，及び第１熱
電対タイマ回路６８と、直列回路４３の出力電圧から排
気口８の閉塞を検知する第１熱電対回路７５と、直列回
路４３の出力電圧から酸欠等により生じるバーナ３の不
完全燃焼を検知する第２熱電対回路６７とを備える。

【００６２】使用者が操作スイッチ１１をＯＮ操作（点
火操作）して、動作条件スイッチ５９がＯＮすると、レ
ギュレータ回路６１を介してイグナイタタイマ回路６
２，電磁弁吸引タイマ回路６３，電磁弁保持タイマ回路
６４，フレームロッドタイマ回路６５，消し忘れタイマ
回路６６，第２熱電対回路６７，及び第１熱電対タイマ
回路６８に作動用電源が供給され、これらの回路が動作
を開始する。

【００６３】イグナイタタイマ回路６２は、動作条件ス
イッチ５９がＯＮ操作されてから１．８秒が経過するま
での間、トランジスタ７０に低レベル信号を継続して出
力してトランジスタ７０をＯＮさせる。トランジスタ７
０がＯＮすることで、イグナイタ回路３２が作動してイ
グナイタ電極６に火花放電が生じる。そして１．８秒が
経過した後はイグナイタタイマ回路６２は、前記低レベ
ル信号の出力を停止して、イグナイタ駆動回路３２の動
作を停止し、イグナイタ電極６からの火花放電を終了す
る。

【００６４】安全弁２４は、前記第１の実施の形態では
説明を省略したが、開弁保持時の消費電力を抑制するた
め、安全弁２４を閉弁側から開弁側に移動させるために
比較的大きな電磁力を発生し、消費電力が大きい吸引コ
イル７１と、開弁側に移動させた後に開弁状態を保持す
るために吸引コイル７１よりも小さい電磁力を発生し、
消費電力が小さい保持コイル７２とを有する。このよう
に２種類のコイルを有し、安全弁２４を閉弁側に付勢す
るバネ（図示しない）の抗力に打ち勝って安全弁２４を
開弁側に移動させるときにのみ、吸引コイル７１と保持
コイル７２の双方に通電し、安全弁２４が開弁状態とな
った後は、吸引コイル７１への通電を停止して保持コイ
ル７２への通電のみを継続して安全弁２４の開弁状態を
保持することで、安全弁２４の開弁保持時の消費電力を
抑制することができる。

【００６５】電磁弁吸引タイマ回路６３は、動作条件ス
イッチ５９のＯＮ時から０．４秒が経過するまで、トラ
ンジスタ７３に低レベル信号を出力してトランジスタ７
３をＯＮし、吸引コイル７１に通電する。また、電磁弁
保持タイマ回路６４は、動作条件スイッチ５９のＯＮ時
から１．８秒が経過するまで、トランジスタ７４に低レ
ベル信号を出力してトランジスタ７４をＯＮし、保持コ
イル７２に通電する。これにより、動作条件スイッチ５
９のＯＮ時から０．４秒間は、吸引コイル７１と保持コ
イル７２の双方が動作して安全弁２４が閉弁状態から開
弁状態に切り替わり、０．４秒が経過してから１．８秒
が経過するまでは、保持コイル７２のみが動作して安全
弁２４の開弁状態が保持される。

【００６６】フレームロッドタイマ回路６５は、動作条
件スイッチ５９のＯＮ時から３３秒間、フレームロッド
回路３４に作動用電力を供給する。そしてフレームロッ
ド回路３４は、フレームロッド電極７の出力からバーナ
３の炎を検知しているときはトランジスタ７４のベース
に低レベル電圧を出力し、バーナ３の炎を検知していな
いとき（バーナ３が失火したとき）はトランジスタ７４
のベースへの低レベル信号の出力を停止する。即ち、動
作条件スイッチ５９のＯＮ時から３３秒が経過するまで
の間に、フレームロッド回路３４によりバーナ３の失火
が検知されたときは、フレームロッド回路３４からトラ
ンジスタ７４のベースへの低レベル信号の出力が停止さ
れて、保持コイル７２への通電が停止して安全弁２４が
閉弁される。

【００６７】消し忘れタイマ回路６６は、使用者が操作
スイッチ１１のＯＦＦ操作を忘れたときに、強制的に安
全弁２４を閉弁してバーナ３の燃焼を停止するためのも
のである。消し忘れタイマ回路６６は、動作条件スイッ
チ５９のＯＮ時から２０分が経過すると、トランジスタ
７４のベースに高レベル信号を出力してトランジスタ７
４をＯＦＦする。これにより、保持コイル７２への通電
が遮断されて安全弁２４が閉弁し、バーナ３の燃焼が停
止する。

【００６８】第２熱電対回路６７は、酸欠等により生じ
るバーナ３の不完全燃焼を検知するためのものであり、
本発明の不完全燃焼停止手段に相当する。第２熱電対回
路６７は、直列回路４３の出力電圧が第１基準電圧（５
ｍＶ）以下（バーナ３が不完全燃焼状態）であるとき
は、その出力端子がハイインピーダンス状態となり、直
列回路４３の出力電圧が第１基準電圧（５ｍＶ）を越え
ているときには、出力端子からトランジスタ７４のベー
スに低レベル信号が出力される。

【００６９】ここで、動作条件スイッチ５９がＯＮして
から３３秒間は、上述したように、フレームロッドタイ
マ回路６５の動作により、バーナ３の炎が検知されれば
（不完全燃焼であっても）安全弁２４が開弁保持され
る。そのため、第２熱電対回路６７が有効に機能するの
は、動作条件スイッチ５９がＯＮしてから３３秒が経過
した後である。即ち、動作条件スイッチ５９がＯＮして
から３３秒が経過した後に、酸欠等によるバーナ３の不
完全燃焼が生じると、それまで第２熱電対回路６７から
出力されていた低レベル信号が停止してトランジスタ７
４がＯＦＦし、保持コイル７２への通電が遮断されて安
全弁２４が閉弁される。

【００７０】第１熱電対タイマ回路６８は、動作条件ス
イッチ５９がＯＮしてから３０秒が経過した時に、第１
熱電対回路７５を作動させる。第１熱電対回路７５は、
排気口８の閉塞により生じる不完全燃焼を検出すること
で、排気口８の閉塞を検知するものであり、本発明の再
点火禁止手段に相当する。第１熱電対回路７５は、直列
回路４３の出力電圧が第２基準電圧（−３ｍＶ）以下で
あるときに、排気口８が閉塞状態にあると判断して、再
点火禁止回路７６を作動させる。尚、直列回路４３の出
力電圧が第１基準電圧（５ｍＶ）よりも低い第２基準電
圧（−３ｍＶ）以下であれば、上述したように、第２熱
電対回路６７からトランジスタ７４のベースに低レベル
信号が出力されるので、安全弁２４が閉弁されてバーナ
３の燃焼が停止する。

【００７１】再点火禁止回路７６はラッチ回路であり、
第１熱電対回路７５からの作動信号により作動を開始す
ると、それ以後（後述する再点火禁止解除手段５１が操
作されるまで）、トランジスタ７７のベースに低レベル
信号を継続して出力する。そして、再点火禁止回路７６
の作動用電源は、動作条件スイッチ５９を介さずに、電
池３６から直接供給されるため、動作条件スイッチ５９
がＯＦＦされても、再点火禁止回路７６からトランジス
タ７７のベースに低レベル信号が継続して出力される。

【００７２】そして、再点火禁止回路７６からトランジ
スタ７７に低レベル信号が出力されて、トランジスタ７
７がＯＮすると、トランジスタ７０のエミッタ−ベース
間の電位差がなくなるため、イグナイタタイマ回路６２
から低レベル信号が出力されても、トランジスタ７０の
ベース電流が流れず、トランジスタ７０はＯＦＦ状態に
保たれる。

【００７３】したがって、再点火禁止回路７６の動作中
に、使用者が操作スイッチ１１をＯＮ操作して、動作条
件スイッチ５９がＯＮ状態となり、イグナイタタイマ回
路６２が作動してもイグナイタ駆動回路３２は作動せ
ず、イグナイタ電極６に火花放は生じない。これによ
り、排気口８が閉塞した状態での、バーナ３の再点火が
禁止される。

【００７４】ここで、排気口８が閉塞した場合は、前記
第１の実施形態で説明したように、使用者はメンテナン
ス業者等に清掃を依頼しなければならない。そして、排
気口８の清掃を完了したメンテナンス業者が再点火禁止
解除手段５１を操作することで、再点火禁止回路７６か
らトランジスタ７７のベースへの低電圧信号の出力が停
止してトランジスタ７７がＯＦＦする。これにより、イ
グナイタ駆動回路３２の作動が可能となり、バーナ３の
点火操作が可能となる。

【００７５】以上説明したように、本第２の実施の形態
によれば、前記第１の実施の形態で説明したマイクロコ
ンピュータ３０による制御処理を、制御回路６０を用い
て実現することができる。

【００７６】尚、前記第１，第２の実施の形態において
は、第１熱電対９と第２熱電対１０とを互いに逆極性で
直列に接続した直列回路４３の出力電圧により、酸欠等
により生じるバーナ３の不完全燃焼と排気口８の閉塞に
より生じるバーナ３の不完全燃焼を検知したが、前記第
１の熱電対９と前記第２熱電対１０とを直列接続せずに
独立して設置し、各熱電対の起電力により生じる電圧レ
ベルから、酸欠等により生じるバーナ３の不完全燃焼と
排気口の閉塞により生じるバーナ３の不完全燃焼を別個
に検知するようにしてもよい。

【００７７】この場合には、排気口８付近の温度を検出
する温度検出手段として、熱電対ではなく、サーミスタ
や白金測温素子等を用いてもよい。また、バーナ３の燃
焼状態を検出する燃焼状態検出手段として、熱電対では
なくフレームロッド等を用いてもよい。そして、このよ
うに、排気口８付近の温度を検出する温度検出手段と、
バーナ３の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段とを独
立に設置した場合も、再点火禁止手段による、排気口８
の閉塞によって生じる不完全燃焼の検知を、不完全燃焼
停止手段による、酸欠等によって生じるバーナ３の不完
全燃焼の検知よりも先に行うことで、排気口８の閉塞に
よる不完全燃焼と酸欠等によるバーナ３の不完全燃焼と
が同時に発生したときに、再点火禁止手段４５によりバ
ーナ３の再点火を確実に禁止することができる。

【００７８】また、前記第１，第２の実施の形態におい
ては、燃焼装置としてガス湯沸器を例に説明したが、他
の種類の燃焼装置、例えばグリル、ガステーブル、暖房
機等に対しても本発明の適用が可能である。また、これ
らの燃焼装置における燃料はガスに限るものではなく、
例えば灯油であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃焼装置であるガス湯沸器の全体構成
図。

【図２】図１に示したガス湯沸器の制御ブロック図。

【図３】熱電対の起電力により生じる電圧レベルの説明
図。

【図４】ガス湯沸器の作動を示すフローチャート。

【図５】ガス湯沸器の作動を示すフローチャート。

【図６】制御回路の回路構成図。

【符号の説明】

１…ガス湯沸器（燃焼装置）、３…ガスバーナ、４…ガ
ス管路、６…イグナイタ電極、７…フレームロッド、８
…排気口、９…第１熱電対、１０…第２熱電対、１１…
操作スイッチ、１２…給水管、１３…吸熱管、１４…出
湯管、１５…水栓、１６…水ガバナ弁、１７…水量調節
弁、１８…水栓モータ、１９…温調つまみ、２０…フィ
ン、２１…シャワーヘッド、２２…切替スイッチ、２４
…安全弁、２５…水圧応動弁、２６…ガスガバナ弁、２
７…ガス量調節弁、２８…水流スイッチ、３０…マイク
ロコンピュータ、３１…モータ駆動回路、３２…イグナ
イタ駆動回路、３３…安全弁駆動回路、３４…フレーム
ロッド回路、３５…増幅回路、３７…運転制御部、３８
…水制御部、３９…燃焼制御部、４３…直列回路、４４
…不完全燃焼停止手段、４５…再点火禁止手段

フロントページの続き (72)発明者安谿久美子愛知県名古屋市中川区福住町２番26号リンナイ株式会社内Ｆターム(参考） 3K003 RA01 RA08 3K005 GA09 GA11 GB05 GB08 GC01 HB06 JA03 TA03 TB01 TB07 TC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バーナと、該バーナに燃料を供給する燃料
供給路を開閉する開閉弁と、該バーナに点火する点火手
段と、該バーナの燃焼排ガスの排気口付近に設けられた
温度検出手段と、前記点火手段による前記バーナの点火
から第１所定時間が経過した後に、該温度検出手段によ
り検出される温度が所定温度以上であったときは、前記
排気口が閉塞状態にあると判断して、それ以後前記開閉
弁を閉弁保持して前記バーナの再点火を禁止する再点火
禁止手段とを備えたことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】前記バーナの燃焼状態を検出する燃焼状態
検出手段と、前記点火手段による前記バーナの点火か
ら、前記第１所定時間よりも長い第２所定時間が経過し
た後に、前記燃焼状態検出手段により前記バーナの不完
全燃焼が検知されたときに、前記開閉弁を閉弁して前記
バーナへの燃料供給を停止する不完全燃焼停止手段とを
備えたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】前記温度検出手段として第１熱電対を用
い、前記燃焼状態検出手段として前記バーナの燃焼炎に
より起電力を生じるように設けられた第２熱電対を用い
て、該第１熱電対と該第２熱電対とを、互いに逆極性で
直列に接続した直列回路を構成し、前記再点火禁止手段は、前記直列回路の出力電圧が前記
所定温度に応じて設定された第１基準電圧以下となった
ときに、前記排気口が閉塞状態にあると判断し、前記不
完全燃焼停止手段は、前記直列回路の出力電圧が前記第
１基準電圧よりも高い第２基準電圧以下となったとき
に、前記バーナが不完全燃焼状態にあると判断すること
を特徴とする請求項２記載の燃焼装置。
【請求項４】前記再点火禁止手段により前記バーナの再
点火が禁止された状態を解除して、前記バーナの再点火
を可能とする再点火禁止解除手段を設けたことを特徴と
する請求項１から３のうちいずれか１項記載の燃焼装
置。