JP2000257858A

JP2000257858A - 開放型ガス燃焼器具

Info

Publication number: JP2000257858A
Application number: JP11063852A
Authority: JP
Inventors: Shinya Nakajima; 真也中島; Akio Sakamoto; 紀生坂本
Original assignee: Paloma Kogyo KK
Current assignee: Paloma Kogyo KK
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-09-22
Anticipated expiration: 2019-03-10
Also published as: JP4099285B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電源の中断に拘わらず、インターロックを確
実に実行する。【解決手段】マイコン３１には、読み出し及び書き込
みが可能な不揮発性メモリ３７が備えられ、不完全燃焼
防止制御における合成起電力の低下のカウント数を保存
する。不揮発性であるから、乾電池２８の交換に伴う抜
き差しによってもカウント数は消去せず、所定回数のカ
ウントで確実にインターロックがかけられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、元止め式湯沸器
等、燃焼用空気を室内から採り、燃焼ガスをそのまま室
内に排出する開放型ガス燃焼器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記開放型ガス燃焼器具、例えば元止め
式湯沸器では、室内の換気が不十分な場合や熱交換器の
フィンの間隙が燃焼生成物の付着によって閉塞を起こし
た場合には、燃焼用空気が採り込みにくくなり、不完全
燃焼に繋がる虞れがあることから、このような運転状態
を監視する監視手段として、これらを事前に検知してガ
スの供給を遮断する不完全燃焼防止装置（以下「不燃防
装置」と略称する）が具備される。具体的には、湯沸器
のバーナの近傍に設置した一次熱電対と、バーナの上方
で熱交換器の燃焼室窓に臨ませた二次熱電対とを、極性
が逆向きになるように直列に接続し、ここで得られる合
成起電力を、ガス流路に設けたマグネット電磁弁の保持
に直接利用し、或はマグネット電磁弁を開閉制御するコ
ントローラに監視させる構成となっている。よって、室
内の酸素濃度が低下してきた場合は、バーナの炎のリフ
トや立ち消えにより一次熱電対の起電力が低下すること
で、又、長期使用により熱交換器のフィン閉塞が進行し
た場合は、燃焼排気熱により燃焼室窓の二次熱電対の起
電力が高くなることで、何れも合成起電力が低下するた
め、マグネット電磁弁が直接、或はコントローラを介し
て閉弁され、ガスの供給が遮断されるものとなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような不完全燃焼
に繋がる原因を放置したまま使用を繰り返すと、室内の
空気は発生ＣＯにより汚染されるため、特にフィンの閉
塞の場合は、メンテナンスを行わずに使用を続けると、
閉塞が進行し、熱交換器等に損傷を与えたり、炎が燃焼
室の外部にあふれたりする虞れもあるため、上記合成起
電力の低下を検知した後は、燃焼停止と共に器具の再使
用を禁止するインターロック手段が更に具備される場合
がある。しかし、通常、湯沸器のようなガス燃焼器具は
乾電池を電源としていることから、乾電池の交換等に伴
う抜き差しによって、インターロックがかかっていても
それがリセットされて再使用可能となってしまう。又、
インターロック手段としては、一時的な燃焼停止を行う
合成起電力の低下の回数をカウントし、異常発生のカウ
ント数が所定回数に達するとインターロックをかけるも
のも知られているが、この場合も乾電池の抜き差しによ
って記憶されていたカウント数がリセットされてしまう
ため、最初からカウントし直しになって結局所定回数を
超えて使用可能となり、インターロックが確実に実行で
きない。

【０００４】そこで、請求項１に記載の発明は、このよ
うな電源の中断に拘わらず、インターロックを確実に実
行することができる開放型ガス燃焼器具を提供すること
を目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、前記インターロック手段
の作動情報を電源の中断に拘わらず保存可能な記憶手段
を設けて、前記電源の復帰の際には前記記憶手段に保存
された前記作動情報に基づいて前記インターロック手段
が前記器具の使用禁止を続行可能としたことを特徴とす
るものである。請求項２に記載の発明は、請求項１の目
的に加えて、インターロック手段の作動条件が所定の監
視結果の所定回数の確認である場合にも、前記所定回数
で確実にインターロックを実行するために、記憶手段が
前記所定回数までのカウント数を保存可能としたもので
ある。請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の目的
に加えて、記憶手段を簡単に構成するために、不揮発性
メモリを用いたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、開放型ガス燃焼器具とし
ての元止め式湯沸器（以下「湯沸器」という）の構造
図、図２はその概略図で、湯沸器１は、燃焼室２内に、
上水道に接続される給水管３からの水をバーナ４の燃焼
熱で加熱し、出湯管６から湯として送り出す熱交換器５
を備え、給水管３の上流には、操作ボタン７の押し操作
によりレバー８を介して開閉制御される水栓９と、ダイ
アフラム１０の一次圧室１１とが配置され、一次圧室１
１の下流に形成したベンチュリー１３を差圧管１４を介
してダイアフラム１０の二次圧室１２に接続させてい
る。又、このダイアフラム１０には、突棒１５が連結さ
れており、水栓９の開弁により給水管３内に通水される
と、ベンチュリー１３での通水によって二次圧室１２の
圧力が一次圧室１１より低下してダイアフラム１０が二
次圧室１２側へ動作することで、突棒１５がその動作に
連動し、バーナ４へのガス流路に配置されたマグネット
電磁弁１６の開弁機構１６ａを動作させてこれを開弁さ
せ、続いて水圧応動弁１７を開弁させるようになってい
る。尚、１９，２０は、夫々突棒１５の動作に連動し、
マグネット電磁弁１６、水圧応動弁１７の開弁に合わせ
て順次ＯＮされる水圧スイッチ、２１は、操作ボタン７
の押し操作に伴いレバー８を介してＯＮされるレバース
イッチで、夫々のＯＮ信号はコントローラ２２へ入力さ
れる。更に、ガス流路における水圧応動弁１７の下流側
には、操作ボタン７の押し操作に伴い開弁する器具栓１
８が設けられている。

【０００７】一方、コントローラ２２には、バーナ４点
火用の点火電極２３とイグナイタ２４、炎検知用のフレ
ームロッド２５が夫々接続される他、運転状態の監視手
段として、バーナ４に併設したセンシングバーナ４ａの
近傍に設けられる一次熱電対２６と、バーナ４の上方で
燃焼室２における熱交換器５下部の内胴窓に臨ませて設
けられる二次熱電対２７とが、（＋）（−）の極性を逆
向きにして直列に接続され、一次，二次熱電対２６，２
７の合成起電力がコントローラ２２へ入力されるように
なっている。尚、２８は乾電池、２９は電池交換時期の
報知用のＬＥＤランプ、３０は作動異常の報知用のＬＥ
Ｄランプである。

【０００８】又、図３はコントローラ２２における制御
回路のブロック図で、レバースイッチ２１、水圧スイッ
チ１９，２０のＯＮにより乾電池２８から電源が供給さ
れるマイクロコンピュータ（以下「マイコン」と略称す
る）３１には、乾電池２８の電圧監視回路３２からの電
圧検知信号の他、フレームロッド２５の電流値を検知す
る炎検知回路３３からの炎検知信号と、一次熱電対２６
と二次熱電対２７との合成起電力を検知する起電力判定
回路３４からの判定信号とが入力される。３５はイグナ
イタ２４を動作させる点火回路、３６はマグネット電磁
弁１６へ通電させる電磁弁駆動回路である。更に、３７
は、読み出し及び書き込みが可能な不揮発性メモリで、
後述する不完全燃焼防止制御におけるインターロック機
能のＯＮ情報及び異常発生のカウント数を保存する記憶
手段である。不揮発性であるから、乾電池２８の交換に
伴う抜き差しによっても保存データは消去しないが、マ
イコン３１に設けられたリセットスイッチ３８のＯＮに
より、外部から必要に応じて保存データを消去可能とな
っている。尚、ここでは、不揮発性メモリ３７の最低作
動電圧が高いため、昇圧回路３９が設けられている。

【０００９】以上の如く構成された湯沸器１の動作を図
４のフローチャートに従って説明する。まず、操作ボタ
ン７を押し操作すると、Ｓ１で、レバースイッチ２１が
ＯＮすると共に、器具栓１８及び水栓９が夫々開弁し、
前述の如く給水管３の通水に伴う突棒１５の動作でマグ
ネット電磁弁１６も開弁され、器具内への通水が行われ
る。次にＳ２の判別で、突棒１５の動作に伴う水圧スイ
ッチ１９のＯＮを確認すると、Ｓ３では、電圧監視回路
３２から得られる電圧検知信号によって電池電圧が１．
９Ｖ以上か否かを判別する。ここで１．９Ｖを下回って
いれば、Ｓ４でＬＥＤランプ２９を点灯させる。一方、
１．９Ｖ以上であれば、Ｓ５でイグナイタ２４を動作さ
せて点火電極２３を連続スパークさせると共に、電磁弁
電流のＯＮによりマグネット電磁弁１６を開弁保持させ
る。次にＳ６の判別で、突棒１５による水圧応動弁１７
の開弁と同時の水圧スイッチ２０のＯＮ信号を確認する
が、このＯＮ信号がＳ２での水圧スイッチ１９のＯＮか
ら２秒以内に得られなければ、Ｓ７でイグナイタ２４を
ＯＦＦすると共に、電磁弁電流をＯＦＦしてマグネット
電磁弁１６を閉弁させ、点火制御を停止する。

【００１０】尚、Ｓ７の燃焼停止に伴い、ＬＥＤランプ
３０による報知が行われるが、Ｓ８で後述するインター
ロック機能がＯＮしているか否かが判別され、インター
ロック機能がＯＮしていれば、ＬＥＤランプ３０は点滅
し（Ｓ９）、ＯＮしていなければ、ＬＥＤランプ３０は
点灯する（Ｓ１０）。ここではインターロック機能はＯ
Ｎしていないので、ＬＥＤランプ３０は点灯することに
なる。一方、Ｓ６において水圧スイッチ２０のＯＮ信号
が適正に得られれば、Ｓ１１でフレームロッド２５から
のバーナ４の炎検知信号が、Ｓ６の水圧スイッチ２０の
ＯＮから０．７秒以内で得られるかを確認し、Ｓ１２で
Ｓ６の確認から０．７秒経過を判別すると、Ｓ１３でイ
グナイタ２４をＯＦＦさせる。尚、着火ミス等が生じる
と、Ｓ１１で炎検知信号が得られないため、Ｓ７でのイ
グナイタ２４のＯＦＦとマグネット電磁弁１６の閉弁
と、Ｓ１０でのＬＥＤランプ３０の点灯とが実行され
る。

【００１１】続いて、マイコン３１は、上記点火制御の
後、立上りに入力される一次熱電対２６と二次熱電対２
７との合成起電力を監視して、室内の酸素不足や熱交換
器５のフィン閉塞による不完全燃焼の発生を防止すべ
く、Ｓ１４以下の不完全燃焼防止制御（以下「不燃防制
御」と略称する）を実行している。まず、Ｓ１４で、Ｓ
６での水圧スイッチ２０のＯＮ確認から６秒以内で合成
起電力Ｖが判定起電力Ｖ_O を上回るか否かを判別する。
６秒以内で合成起電力Ｖが判定起電力Ｖ_O を上回らなけ
れば、酸素不足による炎のリフトや立ち消え等が生じた
として、Ｓ７でのガスの供給遮断とＳ１０での報知とを
行う。一方、合成起電力Ｖが判定起電力Ｖ_O を上回る立
上りを見せれば、次のＳ１５で、同じくＳ６での確認か
ら１２秒以上３０秒以下の間で合成起電力Ｖが判定起電
力Ｖ_O を上回るか否かを判別し、合成起電力Ｖが判定起
電力Ｖ_O を上回らなければ、Ｓ１６においてフィン閉塞
が発生しているとして異常発生１回が不揮発性メモリ３
７に記憶される。こうして記憶される異常発生のカウン
ト数が、Ｓ１７の判別で３回以下であれば、Ｓ７でマグ
ネット電磁弁１６を閉弁させて燃焼停止を行い、４回に
達すれば、Ｓ１８でインターロック機能をＯＮしてＳ７
で燃焼停止を行い、以後の器具の使用を禁止する。尚、
この場合、インターロック機能のＯＮによってＳ９でＬ
ＥＤランプ３０は点滅し、そのＯＮ情報が不揮発性メモ
リ３７に記憶される。

【００１２】但し、異常発生のカウント数が４回に達す
る前に、Ｓ１５の判別で合成起電力Ｖの判定起電力Ｖ_O
以上を確認すれば、正常な燃焼が行われているとして、
Ｓ１９で、Ｓ１７で判別される異常発生のカウント数の
累計がリセットされる。よってここでは、Ｓ１６での異
常発生のカウントが正常な燃焼を挟むことなく４回連続
して行われた場合にのみ、Ｓ１８でインターロックがか
かることになる。尚、Ｓ１５で正常な燃焼が確認できれ
ば、Ｓ２０で、燃焼室２の周囲に配設される図示しない
温度ヒューズが正常か否かが判別される。即ち、燃焼室
２の破損等により燃焼ガスが噴出して温度ヒューズが溶
断すると、その抵抗値の増大を検知してＳ７で燃焼が停
止されるものである。

【００１３】このように上記形態では、不揮発性メモリ
３７に異常発生のカウント数が保存されるから、乾電池
２８の交換等で湯沸器１から抜き差しされることがあっ
ても、Ｓ１６におけるカウント数はリセットされること
がなく、記憶されていたカウント数から継続し、４回連
続のカウントで確実にインターロックがかけられる。同
様に、インターロックの状態で乾電池２８が抜き差しさ
れても、記憶されていたインターロック機能のＯＮ情報
によってインターロックは続行され、湯沸器１が使用さ
れるおそれはない。従って、インターロックを確実に実
行できる信頼性の高い湯沸器１を得ることができる。又
ここでは、不揮発性メモリ３７を用いたことで、記憶手
段を簡単に構成することができる。更に、リセットスイ
ッチ３８を設けたことで、必要に応じて異常発生のカウ
ント数やインターロックのＯＮ情報を消去でき、メンテ
ナンス等に至便となる。

【００１４】尚、上記形態において、異常発生のカウン
ト数が４回連続しないとインターロックをかけないよう
にしたのは、フィン閉塞以外の原因に伴う合成起電力Ｖ
の立上りの低下、即ちガス元栓の閉栓や風等による立ち
消えに伴う合成起電力Ｖの低下が４回連続して起こる可
能性が極めて少なく、逆にフィン閉塞の場合は複数回の
途中で正常な立上りが得られる場合がないことから、異
常発生を４回連続してカウントすることで、このような
フィン閉塞以外の原因を排除するためである。又、合成
起電力Ｖの判定をＳ６から６秒以内と１２秒以上３０秒
以下とで２回行うようにしたのは、酸素不足の場合は、
一次熱電対２６の起電力の立上りが遅いため、合成起電
力Ｖが緩やかに上昇し、６秒で判定起電力Ｖ_O に達する
ことがなく、一方、フィン閉塞の場合は、一次熱電対２
６の起電力よりも二次熱電対２７の起電力の立上りが遅
いため、合成起電力Ｖは６秒以内で判定起電力Ｖ_O に達
する早い立上りを見せるものの、二次熱電対２７の起電
力の立上りに伴い、合成起電力Ｖは途中でピークをむか
えて下降する傾向にあることから、６秒以内と１２秒以
上３０秒以下とで合成起電力Ｖが判定起電力Ｖ_O を下回
ったのを夫々検知することで、酸素不足とフィン閉塞と
の区別を可能としたものである。

【００１５】尚、不燃防制御の具体例は、上記形態に限
定するものでなく、不揮発性メモリ等の記憶手段を備え
てインターロックの作動情報やそれに至る異常発生のカ
ウント数を保存できるものであれば、カウント数の累計
でインターロックをかけるものや、逆にカウントを行わ
ずに合成起電力の低下で直ちにインターロックをかける
もの、更には酸素不足とフィン閉塞とを区別しないもの
等でも本発明は適用可能である。又、不揮発性メモリの
最低作動電圧が低ければ、昇圧回路はなくしても良い。

【００１６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、インタ
ーロック手段の作動情報を電源の中断に拘わらず保存可
能な記憶手段を設けたことで、電源の中断があっても、
保存されていた作動情報によってインターロックは確実
に継続され、信頼性の高いガス燃焼器具を得ることがで
きる。請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果
に加えて、インターロック手段の作動条件が所定の監視
結果の所定回数の確認である場合であっても、記憶手段
が前記所定回数までのカウント数を保存可能としたこと
で、電源の中断があってもカウント数はリセットされ
ず、保存されていたカウント数から継続し、所定回数の
カウントで確実にインターロックがかけられる。請求項
３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え
て、記憶手段に不揮発性メモリを用いたことで、記憶手
段を簡単に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】湯沸器の構造図である。

【図２】湯沸器の概略図である。

【図３】制御回路のブロック図である。

【図４】点火制御及び不燃防制御のフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１・・湯沸器、２・・燃焼室、４・・バーナ、５・・熱
交換器、７・・操作ボタン、１６・・マグネット電磁
弁、２２・・コントローラ、２５・・フレームロッド、
２６・・一次熱電対、２７・・二次熱電対、３１・・マ
イコン、３７・・不揮発性メモリ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】器具の運転状態を監視する監視手段と、
その監視手段による所定の監視結果に基づいて前記器具
の使用を禁止可能なインターロック手段とを備えた開放
型ガス燃焼器具であって、前記インターロック手段の作動情報を電源の中断に拘わ
らず保存可能な記憶手段を設けて、前記電源の復帰の際
には前記記憶手段に保存された前記作動情報に基づいて
前記インターロック手段が前記器具の使用禁止を続行可
能としたことを特徴とする開放型ガス燃焼器具。
【請求項２】インターロック手段の作動条件が所定の
監視結果の所定回数の確認である場合は、記憶手段が前
記所定回数までのカウント数を保存可能とした請求項１
に記載の開放型ガス燃焼器具。
【請求項３】記憶手段に不揮発性メモリを用いた請求
項１又は２に記載の開放型ガス燃焼器具。