JP2005249251A - Gas combustion apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2以上の開閉弁の開閉切換により燃焼能力が変更切換可能とされた燃焼部に対し、燃料ガスを流量制御式のガス制御弁を介して所定の流量に調整した上で供給するように構成されたガス燃焼装置に関し、特に、上記開閉弁の弁故障(弁異常)を燃焼前に検知して異常燃焼等の発生を未然に回避し得る技術に係る。 The present invention supplies fuel gas after adjusting the flow rate to a predetermined flow rate through a flow control type gas control valve to a combustion section whose combustion capacity can be changed and switched by opening and closing of two or more on-off valves. In particular, the present invention relates to a technique capable of detecting the valve failure (valve abnormality) of the on-off valve before combustion and avoiding the occurrence of abnormal combustion in advance.
従来、ガス燃焼装置における燃料ガス供給系の弁故障を検知する技術として、ガス給湯器を対象としてこのガス給湯器内に設けられた燃料ガス供給路の最上流側位置に介装された元電磁弁であって外部からガス給湯器に対する燃料ガスの供給・供給停止を切換えるための元電磁弁の弁故障を検知するものが提案されている(例えば特許文献1参照)。このものでは、上記元電磁弁よりも下流側位置の燃料ガス供給路に流量センサを介装し、この流量センサによる燃料ガス流量についての検出値に基づいて上記元電磁弁の弁故障を検知するようにしている。すなわち、燃焼バーナの燃焼制御の実行によりコントローラから閉弁状態の元電磁弁に対し開制御信号が出力され燃焼バーナに対する着火処理が実行されても、フレームロッドによる着火検出が非検出であればコントローラでは故障箇所の判定に移行する。そして、上記元電磁弁に対する開制御信号の出力により上記流量センサによる燃料ガスの流量検知があれば故障個所は元電磁弁以外の箇所と判定する一方、流量検知が無ければ元電磁弁は閉弁状態のままに固着してしまっているか故障発生により開弁せずに閉弁したままになっているかの弁故障状態(いわゆる閉異常状態)に陥っていると判断するようにしている。 Conventionally, as a technique for detecting a valve failure of a fuel gas supply system in a gas combustion apparatus, a source electromagnetic installed in the most upstream position of a fuel gas supply path provided in the gas water heater for a gas water heater. There has been proposed a valve that detects a valve failure of an original electromagnetic valve for switching supply / stop of fuel gas supply to a gas water heater from the outside (see, for example, Patent Document 1). In this device, a flow rate sensor is interposed in a fuel gas supply path located downstream of the original solenoid valve, and a valve failure of the original solenoid valve is detected based on a detected value of the fuel gas flow rate by the flow rate sensor. I am doing so. That is, even if an open control signal is output from the controller to the original solenoid valve in the closed state by executing combustion control of the combustion burner and ignition processing for the combustion burner is executed, if the ignition detection by the frame rod is not detected, the controller Now, the process proceeds to the determination of the failure location. If the flow sensor detects the flow rate of the fuel gas based on the output of the open control signal to the original solenoid valve, the failure location is determined to be other than the original solenoid valve. If the flow rate is not detected, the original solenoid valve is closed. It is determined that the valve has fallen into a valve failure state (so-called closed abnormal state) in which the valve is stuck without being opened due to the occurrence of a failure.
ところで、燃焼バーナとして、その燃焼部を複数の部分に区分けし、その部分毎に開閉弁を介して燃料ガスの供給切換を行うことにより各部分毎に単独で燃焼可能にしたものが知られている。これは、上記開閉弁の開閉切換により燃焼させる部分の数を増減切換することで、燃焼熱量、すなわち燃焼能力を変更切換可能にしたものである。このような燃焼バーナでは、元電磁弁の下流側位置の燃料ガス供給路が上記の複数個の開閉弁により分岐されており、1又は2以上の開閉弁が上記の閉異常状態に陥っていたとしても、コントローラからの開制御信号に対し上記複数個の開閉弁の内の1つでも正常に開作動すれば点火器による点火によって着火することになる。このため、上記の提案されたもののように着火検出が非検出であることを条件に故障判定に移行する制御では、弁故障状態の発生すら検知し得ないことになる。 By the way, it is known as a combustion burner that the combustion part is divided into a plurality of parts and fuel gas supply switching is performed for each part through an on-off valve so that each part can be burned independently. Yes. In this case, the amount of combustion can be changed and switched by changing the number of parts to be burned by switching the opening / closing valve. In such a combustion burner, the fuel gas supply path at the downstream position of the original solenoid valve is branched by the plurality of on-off valves, and one or more on-off valves have fallen into the above-mentioned abnormal closed state. However, if any one of the plurality of on-off valves is normally opened in response to an open control signal from the controller, ignition is performed by ignition by an igniter. For this reason, even in the control that shifts to the failure determination on the condition that the ignition detection is not detected as in the above-described proposal, even the occurrence of the valve failure state cannot be detected.
又、元電磁弁から燃焼部までの間の燃料ガス供給路には、燃料ガスの供給量調整により燃焼量を変更調整可能にするためのガス制御弁が通常は介装されている。このガス制御弁は、圧力制御式に構成されたものであれば元電磁弁を通った燃料ガスを目標圧力に調整して下流側の各開閉弁に供給することになるし、流量制御式に構成されたものであれば流量センサと組み合わされて元電磁弁を通った燃料ガスを目標流量に調整して下流側の各開閉弁に供給することになる。従って、上記の複数の開閉弁の内の一部が閉異常故障に陥った場合、圧力制御式ガス制御弁が介装されている場合であると、その閉異常故障に応じて圧力調整されて下流側には目標圧力に調整された燃料ガスが供給され続けることになるものの、流量制御式ガス制御弁が介装されている場合であると、閉異常故障のない状態のときの目標流量から大きく変動した流量の燃料ガスが下流側に供給されることになる。このため、流量制御式ガス制御弁が介装された場合に一部の開閉弁の閉異常故障が発生した状態のままで着火されてしまうと、その燃焼状態は空気量と燃料ガス量とが正常な空燃比から大きく外れた異常燃焼状態になってしまうという不都合が生じることなる。 In addition, a gas control valve for making it possible to change and adjust the combustion amount by adjusting the supply amount of the fuel gas is usually interposed in the fuel gas supply path from the original solenoid valve to the combustion section. If this gas control valve is configured as a pressure control type, the fuel gas that has passed through the original solenoid valve is adjusted to the target pressure and supplied to each on-off valve on the downstream side. If configured, the fuel gas that has been combined with the flow rate sensor and passed through the original solenoid valve is adjusted to the target flow rate and supplied to each on-off valve on the downstream side. Therefore, when a part of the plurality of on-off valves is in a closed abnormal fault, if the pressure control type gas control valve is interposed, the pressure is adjusted according to the closed abnormal fault. Although the fuel gas adjusted to the target pressure will continue to be supplied to the downstream side, if the flow control type gas control valve is installed, the target flow rate when there is no abnormal closing failure will be The fuel gas having a greatly varied flow rate is supplied to the downstream side. For this reason, if a flow control type gas control valve is installed and if ignition occurs while some of the on-off valves are closed abnormally, the combustion state will include the amount of air and the amount of fuel gas. There will be an inconvenience that an abnormal combustion state greatly deviates from the normal air-fuel ratio.
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、流量制御式ガス制御弁により流量調整された燃料ガスが燃料ガス供給路の下流側に供給され、その燃料ガス供給路の下流側が燃焼能力切換用の複数の開閉弁により分岐されているガス燃焼装置において、上記開閉弁の故障発生を燃焼前に検知して異常燃焼状態の発生を未然に回避することにあり、加えて故障発生時にはその故障状態の開閉弁を除いて燃焼作動を可能とすることにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to supply the fuel gas whose flow rate is adjusted by the flow control type gas control valve to the downstream side of the fuel gas supply path. In a gas combustion apparatus in which the downstream side of the fuel gas supply path is branched by a plurality of on-off valves for switching the combustion capacity, the occurrence of an abnormal combustion state can be avoided by detecting the on-off valve failure before combustion. In addition, when a failure occurs, the combustion operation can be performed by removing the on / off valve in the failed state.
上記目的を達成するために、本発明では、燃料ガス供給路に対し燃料ガスの通過流量を検出するガス流量センサと、流量制御式ガス制御弁とが介装され、上記燃料ガス供給路の下流端に接続された燃焼部に対し上記ガス制御弁により流量調整された燃料ガスが供給されるように構成され、上記燃焼部は2以上の燃焼部分に区分けされる一方、上記燃料ガス供給路の下流端側はそれぞれ開閉弁を介して上記燃焼部分毎に燃料ガスが個別供給可能に分岐され、上記2以上の開閉弁を燃焼要求量に応じて開閉切換制御して燃焼運転を実行する燃焼運転制御手段を備えているガス燃焼装置を対象として次の特定事項を備えることとした。すなわち、上記2以上の開閉弁のいずれかに故障状態が発生したか否かの故障判定を上記燃焼運転制御手段による燃焼開始前に実行する故障判定処理手段を備え、この故障判定処理手段として、上記2以上の開閉弁に対し個別に開閉切換信号を出力し、その出力の度に出力前後における上記ガス流量センサによる検出ガス流量に変動が有ったか否かに基づいて開閉切換信号を出力した開閉弁について故障状態が発生しているか否かを判定する構成とした(請求項1)。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a gas flow rate sensor for detecting the flow rate of fuel gas with respect to the fuel gas supply passage and a flow control type gas control valve are interposed, and the downstream of the fuel gas supply passage. A fuel gas whose flow rate is adjusted by the gas control valve is supplied to a combustion part connected to an end, and the combustion part is divided into two or more combustion parts, while the fuel gas supply path The downstream end side is branched through an on-off valve so that the fuel gas can be individually supplied to each combustion portion, and the combustion operation is performed by performing on-off switching control of the two or more on-off valves according to the required combustion amount. The following specific items are provided for the gas combustion apparatus provided with the control means. That is, it comprises a failure determination processing means for executing a failure determination as to whether or not a failure state has occurred in any of the two or more on-off valves before the start of combustion by the combustion operation control means, An open / close switching signal is individually output to the two or more open / close valves, and an open / close switching signal is output based on whether or not there is a change in the gas flow rate detected by the gas flow sensor before and after the output. The on / off valve is configured to determine whether or not a failure has occurred (claim 1).
本発明の場合、2以上の開閉弁の内の1つでも故障状態に陥れば、その故障状態の発生が燃焼部での燃焼開始前に検知することが可能になる。すなわち、開閉弁が正常であれば開切換信号(開作動制御信号)の出力を受けて閉状態から開作動するため、それまで滞留状態から燃料ガスの流れが生じる筈である。このため、開切換信号を出力したにも拘わらず検出ガス流量に変動が無ければ故障状態が発生していると判定することができる。このような故障状態の発生が燃焼前に検知されれば、その故障に起因する異常燃焼の発生を未然に回避し得ることになる。特に、流量制御式ガス制御弁により流量調整した燃料ガスを燃焼部に供給するようにした本発明のガス燃焼装置においては、故障発生のない状態に対応した流量調整のままで下流側の開閉弁に閉異常等の故障が発生すると燃料ガスの供給流量に大きな狂いが生じ空燃比の狂いにより異常燃焼状態に陥り易くなるのに対し、燃焼前に故障状態の発生を検知すれば、その後に燃焼作動させる場合であってもその故障状態発生に対応した流量調整が可能となり、良好な燃焼状態を実現させ得ることになる。なお、上記の開閉弁はその開閉切換により対応する燃焼部分を燃焼させるか否かが切換えられるため、燃焼能力の大小切換、つまり燃焼能力の能力切換を行うためのものである。このため、上記の開閉弁は燃焼能力を切換えるための能力切換弁と言われることもある。 In the case of the present invention, if even one of the two or more on-off valves falls into a failure state, the occurrence of the failure state can be detected before the combustion starts in the combustion section. That is, if the on-off valve is normal, it will open from the closed state in response to the output of the open switching signal (open operation control signal), so that the flow of fuel gas should occur from the staying state until then. For this reason, it can be determined that a failure has occurred if there is no change in the detected gas flow rate in spite of outputting the open switching signal. If the occurrence of such a failure state is detected before combustion, the occurrence of abnormal combustion due to the failure can be avoided in advance. In particular, in the gas combustion apparatus of the present invention in which the fuel gas whose flow rate is adjusted by the flow rate control type gas control valve is supplied to the combustion section, the downstream on-off valve is maintained with the flow rate adjusted corresponding to the state where no failure occurs. If a failure such as a closing error occurs, the fuel gas supply flow rate will fluctuate significantly and the air-fuel ratio will be prone to an abnormal combustion state.On the other hand, if a failure state is detected before combustion, Even in the case of operation, it is possible to adjust the flow rate corresponding to the occurrence of the failure state, and a good combustion state can be realized. The on-off valve is for switching the combustion capacity, that is, for switching the combustion capacity, because whether the corresponding combustion portion is burned or not is switched by switching the opening / closing. For this reason, the on-off valve is sometimes referred to as a capacity switching valve for switching the combustion capacity.
上記の本発明においては、種々の追加の特定事項を付加したりさらなる特定を加えたりすることで、より好ましい作用が得られることになる。第1には、上記燃焼運転制御手段として、上記故障判定処理手段から少なくとも1つの開閉弁が故障状態に陥っているとの判定結果の出力を受けたとき、以後の燃焼作動を禁止する構成を追加することができる(請求項2)。このようにすることで、故障状態の発生により、以後のガス燃焼装置による燃焼作動を禁止するという画一的な処理を実現することができ、ガス燃焼装置としての信頼性及び安全性をより一層高め得ることになる。 In the above-mentioned present invention, a more preferable action can be obtained by adding various additional specific items or adding further specific items. First, the combustion operation control means is configured to prohibit subsequent combustion operation when receiving an output of a determination result that at least one on-off valve is in a failure state from the failure determination processing means. It can be added (Claim 2). By doing so, it is possible to realize a uniform process of prohibiting the subsequent combustion operation by the gas combustion device due to the occurrence of a failure state, further improving the reliability and safety as the gas combustion device. You can get higher.
第2には、上記燃焼運転制御手段として、上記故障判定処理手段からいずれの開閉弁かを特定する特定情報と共にその特定の開閉弁が故障状態に陥っているとの判定結果の出力を受けたとき、その特定の開閉弁を除外した残りの開閉弁及びこの残りの開閉弁を介して燃料ガスの供給を受ける燃焼部分によって以後の燃焼運転を実行する構成を追加することができる(請求項3)。上記の第1の如く故障状態の発生により画一的に燃焼禁止にした場合(請求項2の場合)には修理のためのサービスマンの手配から来訪による修理までの間はガス燃焼装置が全く使用不能となるのに対し、上記の第2の如くした場合(請求項3の場合)には正常に作動する残りの開閉弁と、それに対応する燃焼部分を使用して燃焼作動させることが可能になる。すなわち、燃焼要求量に応じて上記残りの開閉弁を用いた開閉切換制御を行って燃焼要求量を満足させる燃焼運転を実現させることができ、全く使用不能となる事態を回避してユーザの利便性の増大に寄与し得ることになる。 Second, as the combustion operation control means, the output of the determination result that the specific on-off valve is in a failure state is received together with the specific information specifying which on-off valve from the failure determination processing means. In this case, it is possible to add a configuration in which a subsequent combustion operation is executed by the remaining on-off valve excluding the specific on-off valve and the combustion portion that receives the supply of fuel gas through the remaining on-off valve. ). When the combustion is uniformly prohibited due to the occurrence of a failure state as in the first case (Claim 2), the gas combustion apparatus is not used at all from the arrangement of the service person for repair to the repair by visiting. In the case of the above-mentioned second (in the case of claim 3), it becomes possible to perform combustion operation using the remaining on-off valve that operates normally and the corresponding combustion part. become. That is, it is possible to realize a combustion operation that satisfies the required combustion amount by performing on / off switching control using the remaining on-off valve in accordance with the required combustion amount, avoiding a situation where it becomes impossible to use at all, and improving user convenience It can contribute to the increase in sex.
第3には、上記故障判定処理手段として、上記流量制御式ガス制御弁の開度を上記ガス流量センサによる流量検出可能範囲内の最小流量に対応する開度に変更した状態で、故障判定を実行する構成を追加することができる(請求項4)。このようにすることで、故障判定の際の開閉弁の開切換信号の出力によりその開閉弁が正常に開いた場合に燃焼部から未燃焼のまま放出される燃料ガスの量を可及的に低減させ得ることになる。 Third, as the failure determination processing means, the failure determination is performed in a state in which the opening degree of the flow control type gas control valve is changed to an opening degree corresponding to the minimum flow rate within the range in which the gas flow rate can be detected by the gas flow rate sensor. A configuration to be executed can be added (claim 4). In this way, the amount of fuel gas released from the combustion section in an unburned state when the on-off valve is normally opened by the output of the on-off valve open switching signal at the time of failure determination is made as much as possible. It can be reduced.
第4には、ガス燃焼装置として上記燃焼部に燃焼用空気を供給する送風ファンを備えたものとし、上記故障判定処理手段として、上記送風ファンを作動させて燃焼部をパージ処理しつつ、故障判定を実行する構成を追加することができる(請求項5)。このようにすることで、上記の燃焼部から未燃焼のまま放出される燃料ガスを迅速にパージして拡散させガス燃焼装置内に滞留させないようにすることが可能になる。特に上記の第3の場合(請求項4の場合)における燃料ガス流量を上記最小流量に変更するという特定事項との組み合わせにより、未燃焼のまま放出される燃料ガスの最小化及びその燃料ガスの迅速拡散という作用が得られる。 Fourth, it is assumed that the gas combustion apparatus includes a blower fan that supplies combustion air to the combustion unit, and the failure determination processing unit operates the blower fan to purge the combustion unit while malfunctioning. A configuration for executing the determination can be added (claim 5). By doing in this way, it becomes possible to quickly purge and diffuse the fuel gas released from the above-mentioned combustion section while remaining unburned so as not to stay in the gas combustion apparatus. In particular, by combining with the specific matter of changing the fuel gas flow rate in the third case (in the case of claim 4) to the minimum flow rate, minimization of the fuel gas released unburned and the fuel gas flow rate The effect of rapid diffusion is obtained.
以上、説明したように、請求項1〜請求項5のいずれかのガス燃焼装置によれば、2以上の開閉弁の内の1つが故障状態に陥っても、その故障状態の発生を燃焼部での燃焼開始前に検知することができ、その故障に起因する異常燃焼の発生を未然に回避することができる。特に、流量制御式ガス制御弁により流量調整した燃料ガスを燃焼部に供給するようにした本発明のガス燃焼装置においては、燃焼前に故障状態の発生を検知することができるため、その後に燃焼作動させる場合であってもその故障状態発生に対応した燃料ガスの流量調整を行うことができ、良好な燃焼状態を実現させることができる。 As described above, according to the gas combustion device of any one of claims 1 to 5, even if one of the two or more on-off valves falls into a failure state, the occurrence of the failure state is detected by the combustion unit. Can be detected before the start of combustion, and the occurrence of abnormal combustion due to the failure can be avoided in advance. In particular, in the gas combustion apparatus of the present invention in which the fuel gas whose flow rate is adjusted by the flow control type gas control valve is supplied to the combustion section, it is possible to detect the occurrence of a failure state before combustion. Even when the fuel cell is operated, the flow rate of the fuel gas corresponding to the occurrence of the failure state can be adjusted, and a good combustion state can be realized.
特に、請求項2によれば、故障状態の発生により以後のガス燃焼装置による燃焼作動を禁止するという画一的な処理を実現して、ガス燃焼装置としての信頼性及び安全性をより一層高めることができる。 In particular, according to the second aspect of the present invention, it is possible to realize a uniform process of prohibiting the subsequent combustion operation by the gas combustion device due to the occurrence of a failure state, thereby further improving the reliability and safety of the gas combustion device. be able to.
又、請求項3によれば、故障状態の開閉弁を除外して正常に作動する残りの開閉弁と、それに対応する燃焼部分を使用して燃焼作動させることができ、故障状態の発生に伴いガス燃焼装置が全く使用不能となる事態を回避してユーザの利便性を増大させることができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to perform the combustion operation by using the remaining on-off valve that operates normally with the exception of the on-off valve in the failure state and the corresponding combustion portion, and with the occurrence of the failure state, It is possible to avoid the situation in which the gas combustion device becomes completely unusable and increase the convenience for the user.
請求項4によれば、故障判定の際に燃焼部から未燃焼のまま放出される燃料ガスの量を可及的に低減させることができる。 According to the fourth aspect, it is possible to reduce the amount of the fuel gas that is released from the combustion section in an unburned state as much as possible at the time of failure determination.
さらに、請求項5によれば、故障判定の際に燃焼部から未燃焼のまま放出される燃料ガスを迅速にパージして空中に拡散させることができ、ガス燃焼装置内に滞留させないようにすることができる。 Further, according to the fifth aspect, the fuel gas released from the combustion section without being burned in the failure determination can be quickly purged and diffused in the air so as not to stay in the gas combustion apparatus. be able to.
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、本発明のガス燃焼装置に係る実施形態として、入水を燃焼熱により熱交換加熱して給湯するための給湯器を示す。この給湯器は、ケーシング1内に燃焼缶体2が配設され、この燃焼缶体2内の下部に燃焼部としての燃焼バーナ3が配設され、この燃焼バーナ3からの燃焼熱を受けて熱交換器4内の水が熱交換加熱されるように構成されている。上記燃焼缶体2の下側には送風ファン5が付設され、この送風ファン5の作動により上記燃焼バーナ3に対し燃焼用空気が送風されて供給されるようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows, as an embodiment of the gas combustion apparatus of the present invention, a water heater for supplying hot water by heat exchange heating of incoming water with combustion heat. In this water heater, a combustion can body 2 is disposed in a casing 1, and a combustion burner 3 as a combustion section is disposed in a lower portion of the combustion can body 2, and receives combustion heat from the combustion burner 3. The water in the
上記燃焼バーナ3はそれぞれ所定本数の燃焼管を有し単独燃焼可能な複数(図1の例では2つ)の燃焼部分31a,31bに区分けされ、この燃焼部分31a,31b毎に個別の開閉弁61a,61bを通して燃料ガス供給路6からの燃料ガスが個別に供給されるようになっている。つまり、第1開閉弁61aを開けば第1燃焼部分31aに燃料ガスが供給され、供給された燃料ガスが上記送風ファン5からの空気と共に第1燃焼部分31aにおいて燃焼され、同様に、第2開閉弁61bを開けば第2燃焼部分31bに燃料ガスが供給されて第2燃焼部分31bにおいて燃焼されるようになっている。
The combustion burner 3 is divided into a plurality of (two in the example of FIG. 1)
上記燃料ガス供給路6の上流端には例えば都市ガス供給管が接続されて都市ガスが燃料ガスとして所定供給圧で供給されるようになっており、上記燃料ガス供給路6の下流端側は上記の複数の開閉弁61a,61bにより燃焼部分31a,31bの数だけ分岐されている。そして、上記燃料ガス供給路6には、上流側から燃料ガスの供給・供給停止を切換える元電磁弁62、燃料ガスの通過流量を検出する例えば自己発熱式のガス流量センサ63、下流側に通過する燃料ガスの流量を所定のものに調整する流量制御式ガス制御弁64がこの順で介装されている。
For example, a city gas supply pipe is connected to the upstream end of the fuel gas supply path 6 so that city gas is supplied as fuel gas at a predetermined supply pressure. The downstream end side of the fuel gas supply path 6 is The plurality of on-off
又、上記熱交換器4の一端側には入水路7aが連通接続され、他端側には出湯路7bが連通接続されている。上記入水路7aの上流端には例えば水道管が接続されて水道水が所定供給圧で給水されるようになっている。又、上記出湯路7bの下流端には給湯配管等が接続されており、上記入水路7aからの入水が上記熱交換器4で加熱され、この熱交換器4から上記出湯路7bに出湯された湯が上記給湯配管等を通して図示省略のカランや浴槽等に給湯されるようになっている。上記入水路7aには入水流量を検出する入水流量センサ71や、その入水の温度を検出する入水温度センサ72が通常は介装され、上記出湯路7bには出湯の温度を検出する出湯温度センサ(図示省略)等が介装されている。
In addition, a
以上の給湯器の燃焼運転はケーシング1内に配設されたコントローラ8により制御が行われるようになっている。すなわち、上記コントローラ8は燃焼運転制御手段としての燃焼運転制御部81や、故障判定処理手段としての故障判定処理部82等を備えており、リモコン83に入力設定された各種入力信号や各種センサ71,72,63等からの検出信号に基づいて、燃焼運転制御や故障判定処理等が行われるようになっている。
The above-described combustion operation of the hot water heater is controlled by a
上記燃焼運転制御部81は、燃焼要求指令を受けたとき全ての開閉弁61a,61bが正常作動していれば実行される通常燃焼モードと、少なくとも1つの開閉弁61a又は61bが故障状態にあるとの判定結果の出力を受けることにより実行される故障時燃焼モードとを備えている。上記通常燃焼モードでは、元電磁弁62、流量制御式ガス制御弁64、第1及び第2開閉弁61a,61b、送風ファン5、及び、図示省略の点火手段等の作動制御を燃焼要求指令に付随する要求能力に応じて実行する。例えば所定温度の給湯を行うための給湯運転に伴う燃焼運転制御であると、リモコン83にユーザが入力設定した設定給湯温度から上記入水温度センサ72からの検出入水温度を減じた温度差に対し、入水流量センサ71からの検出入水流量を乗じることにより、設定給湯温度にまで加熱する上で必要な熱量を演算し、この熱量を満たす燃焼熱量である要求能力を演算により求める。そして、この要求能力が所定の小号数範囲(例えば1号〜5号)であれば、第1開閉弁61aのみに開制御信号を出力して開作動させると共に、その要求能力に対応する燃料ガス流量(目標ガス流量)になるようにガス制御弁64の開度を変更調整する。一方、上記要求能力が大号数範囲(例えば5号〜10号)であれば、第1及び第2の両開閉弁61a,61bに対し開制御信号を出力して開作動させると共に、上記と同様に要求能力に対応する燃料ガス流量(目標ガス流量)になるようにガス制御弁64の開度を変更調整した上で上記点火手段を点火作動させて燃焼を開始させる。
When the combustion
上記故障時燃焼モードでは、故障判定処理部82からいずれか1つの開閉弁61a又は61bの故障判定結果についての出力を受けている場合に燃焼要求指令を受けたとき、その要求能力に応じて燃焼開始させたり燃焼開始を禁止したりする。すなわち、故障状態の一方の開閉弁61a又は61bを除外して他方の正常な開閉弁61b又は61aだけの開作動により一方の燃焼部分31b又は31aだけを燃焼させるだけで要求能力を満たすことができる場合には燃焼を開始させ、要求能力を満たすことができなければ燃焼開始を禁止する。加えて、故障判定結果の出力が第1及び第2の両開閉弁61a,61bについてであれば、もはや要求能力を満たすことはできないため、燃焼開始を禁止する。
In the above combustion mode at the time of failure, when a combustion request command is received when receiving an output about the failure determination result of any one on-off
上記故障判定処理部82は所定の判定開始タイミングの成立毎に故障判定処理を実行するようになっている。上記判定開始タイミングの成立とは、本給湯器での給湯使用(燃焼使用)が可能になったときのことであり、例えばリモコン83の電源スイッチがON操作されて給湯器が使用可能状態になったときに実行される。なお、上記の給湯使用が可能になったときに加え、さらに燃焼要求指令があったときにその燃焼作動開始前に上記の故障判定処理を実行させるようにしてもよい。
The failure
上記の故障判定処理は、次のようにして行われる。まず送風ファン5を作動させて燃焼作動前のプレパージ状態にし、このプレパージ処理中に、元電磁弁62及びガス制御弁64を所定の開状態にする前提処理を行い、この後に全ての開閉弁61a,61bを対象にして予め設定された故障診断の順序(診断ステップ)に基づき個別に開閉切換し、この切換の前後でガス流量センサ63による燃料ガス流量の検出値に変動が生じたか否かで故障か否かを判定する。そして、故障状態と判定された場合には、その判定結果を燃焼運転制御部81に出力すると共に、報知手段であるリモコン83によりユーザに報知する。この報知は表示又は音声案内等により行われる。
The failure determination process is performed as follows. First, the blower fan 5 is actuated to make a pre-purge state before the combustion operation, and during this pre-purge process, a precondition process for making the original
上記の故障判定処理の内、故障診断のための開閉切換を具体的に説明すると、図2に示すように診断ステップ1ではガス制御弁64の開度を所定の最小ガス流量に対応する小開度に開いた状態にし、第1開閉弁61a及び第2開閉弁61bを共に閉状態に維持したまま元電磁弁62に対し開作動信号(開切換信号)を出力する。上記の最小ガス流量とは、ガス流量センサ63で検出し得る検出可能流量範囲の内の最小流量値近傍の流量値を用いればよい。このように最小ガス流量に設定するのは、故障判定処理のためにガス流量センサ63によるガス流量が検出可能な範囲で、かつ、プレパージ中とはいえ未燃焼のまま空中に拡散される燃料ガスの量を極力少なくするためである。第1及び第2開閉弁61a,61bがもしも共に正常であれば閉状態に維持されるため、元電磁弁62が開かれてもガス流量センサ63の流量検出値に変動は無い筈である。従って、この診断ステップ1の弁切換前後でガス流量センサ63の出力値に変動が無ければ第1及び第2開閉弁61a,61bは共に正常であると判定する一方、もしも変動が有れば第1及び第2開閉弁61a,61bの一方又は双方が何らかの原因(例えば異物の噛み込み等)により開いたままになっている開異常状態に陥っていると判定し、少なくとも1つの開閉弁61a又は/及び61bが故障状態であるとの故障判定結果を燃焼運転制御部81に出力する。
The opening / closing switching for failure diagnosis in the failure determination processing will be specifically described. As shown in FIG. 2, in the diagnosis step 1, the opening degree of the
診断ステップ1での判定結果が「正常」であれば、診断ステップ2では、診断ステップ1の切換後状態から第1開閉弁61aのみに開作動信号を出力する。第1開閉弁61aが正常であれば開作動信号を受けて開状態に変換して燃料ガスが流れるため、ガス流量センサ63の検出値もこの診断ステップ2での弁切換前後で変動することになる。従って、ガス流量センサ63の出力値に変動が有れば第1開閉弁61aは正常に作動していると判定する一方、上記出力値に変動が無ければ第1開閉弁61aが閉状態に固着しており開作動信号を受けても開作動しない閉異常状態に陥っていると判定し、次の診断ステップ3の判定を行う。診断ステップ2において、たとえ第1開閉弁61aが閉異常状態に陥っていると判定されても第1開閉弁61aのみなのか否かが不明であるし、逆にたとえ第1開閉弁61aが正常と判定されても第2開閉弁61bが正常か否かかも不明であるため、診断ステップ2に加えて次の診断ステップ3の判定を行った上で確定させる必要があるからである。
If the determination result in the diagnosis step 1 is “normal”, the diagnosis step 2 outputs an opening operation signal only to the first on-off
診断ステップ3では、診断ステップ2の切換後状態から第1開閉弁61aに閉作動信号を出力して診断ステップ1の状態に一旦戻す。その後、第2開閉弁61bのみに開作動信号を出力する。第1開閉弁61aは正常であるため上記閉作動信号を受けて閉状態に変換する筈であり、第2開閉弁61bも正常であれば開作動信号を受けて開状態に変換して燃料ガスが流れるため、診断ステップ1の状態からの切換前後ではガス流量センサ63の検出値は変動することになる。従って、ガス流量センサ63の出力値に変動が有れば第2開閉弁61bは正常に作動していると判定する一方、上記出力値に変動が無ければ第2開閉弁61bが閉状態に固着しており開作動信号を受けても開作動しない閉異常状態に陥っていると判定する。以上の診断ステップ2及び3で判定が確定するため、第1及び第2開閉弁61a,61bのいずれか一方又は双方が故障状態にあると判定されれば、その故障判定結果を燃焼運転制御部81に出力する。これにより、燃焼運転制御部81では、故障時燃焼モードに入り、第1及び第2開閉弁61a,61bの双方が故障状態、つまり全てが故障状態であれば燃焼作動を禁止することになるし、あるいは、いずれか一方が故障状態であれば残りの正常である開閉弁61a又は61bの側の燃焼部分31a又は31bにより燃焼要求指令の要求能力を満足させ得るか否かで燃焼開始させるか燃焼禁止させるかが判断されることになる。
In the diagnosis step 3, a closing operation signal is output to the first on-off
診断ステップ2及び3での判定結果が共に「正常」であれば、念のため診断ステップ4による確認を行う。すなわち、診断ステップ3の切換後状態から第2開閉弁61bに閉作動信号を出力して診断ステップ1の状態に一旦戻す。その後、第1及び第2の両開閉弁61a,61に対し開作動信号をそれぞれ出力する。診断ステップ2で第1開閉弁61aが正常であると判定され、診断ステップ3で第2開閉弁61bが正常であると判定されているため、第1及び第2の両開閉弁61a,61bの双方が開作動信号を受けて開状態に変換して燃料ガスが流れるため、診断ステップ1の状態からの切換前後ではガス流量センサ63の検出値は変動することになる。このガス流量センサ63の出力値の変動を確認することにより、第1及び第2の全ての開閉弁61a,61bがいずれも正常に作動していることを確認した後、その正常であるとの判定結果を燃焼運転制御部81に出力する。これにより、燃焼運転制御部81では通常燃焼モードでの燃焼制御が開始される。
If both the determination results in the diagnosis steps 2 and 3 are “normal”, the confirmation in the
以上の実施形態によれば、燃焼能力を切換えるための複数の開閉弁61a,61bのいずれかに閉異常等の故障状態が発生すれば、その故障状態の発生を確実に判定して検知することができる。そして、リモコン83によりその故障状態発生の報知を受けたユーザはサービスマンにその旨を迅速に伝えて修理の早期終了を促進させることができる。しかも、この故障状態の発生を燃焼開始前に検知することができるため、不適切又は異常な燃焼状態の発生を未然に回避することができる。すなわち、例えば一方の開閉弁61aが閉異常状態で故障しているにも拘わらず、通常燃焼モードにより全ての燃焼部分31a,31bで燃焼作動させるために、全ての開閉弁61a,61bに共に開作動信号を出力しかつ流量制御式ガス制御弁64に対し全ての燃焼部分31a,31bで燃焼作動させる場合の目標ガス流量に対応する開度変換信号を出力した場合、現実に流れるガス流量は上記目標ガス流量から大きく外れてしまい空燃比の大幅な変動により燃焼状態の悪化を招くことになる。これに対し、本実施形態では故障状態発生を燃焼開始前に把握して、その故障状態発生の開閉弁61a又は61bを除外して正常な開閉弁61b又は61aだけで燃焼制御することができるため、流量制御式ガス制御弁64に対する開度変換信号も正常な開閉弁61b又は61aを前提とする燃焼作動の場合の目標ガス流量に対応するものを出力することができる。これにより、故障状態にある開閉弁61a又は61bの故障修理のためのサービスマンが来るまでの間、給湯器の燃焼運転を全て禁止する場合と比べ、給湯器の燃焼運転を継続させて給湯使用を享受することができる上に、その燃焼運転を良好な燃焼により実現させることができる。
According to the above embodiment, if a failure state such as a closing abnormality occurs in any of the plurality of on-off
<他の実施形態>
なお、本発明は上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、上記実施形態では、ガス流量センサ63を元電磁弁62と流量制御式ガス制御弁64との間に配設しているが、これに限らず、ガス流量センサを流量制御式ガス制御弁の下流側位置に配設させるようにしてもよい。
<Other embodiments>
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Various other embodiments are included. That is, in the above embodiment, the gas
上記実施形態では、故障時燃焼モードの処理として画一的に燃焼を禁止とするのではなくて、所定条件下では燃焼作動を可能にしているが、これに限らず、故障時燃焼モードの処理として、1つでも開閉弁61a又は61bが故障状態に陥れば画一的に以後の燃焼を禁止させるようにしてもよい。
In the above embodiment, combustion is not prohibited as a process in the combustion mode at the time of failure, but the combustion operation is made possible under a predetermined condition. As long as at least one on-off
上記実施形態では燃焼バーナ3が2つの燃焼部分31a,31bに分けられ、燃焼ガス供給路6の下流側をこれに対応して2つの開閉弁61a,61bにより2つに分岐させているが、これに限らず、3つあるいは4つ以上の開閉弁により3つあるいは4以上に分岐させて燃焼部分もそれに対応した数にしてもよい。
In the above embodiment, the combustion burner 3 is divided into two
上記実施形態において、ガス流量センサ63の検出値に変動有り又は変動無しの判断に際し閾値を設定し、検出値が閾値範囲内で変動したとしてもそれはノイズであり変動無しと判断し、閾値を超える変動が発生すれば変動有りと判断するようにしてもよい。この閾値はガス流量センサ63の感度等との関係で定めればよい。
In the above embodiment, a threshold value is set when determining whether or not the detection value of the
上記実施形態ではガス燃焼装置として給湯器を示したが、例えばガスファンヒータ等に本発明のガス燃焼装置を適用するようにしてもよい。 In the above embodiment, the water heater is shown as the gas combustion device, but the gas combustion device of the present invention may be applied to, for example, a gas fan heater.
上記実施形態では燃焼能力を切換えるための複数の開閉弁を故障判定の対象にしたが、これに元電磁弁62をも故障判定の対象に加えるようにしてもよい。例えば、前段階で元電磁弁62を閉状態にしかつ第1及び第2開閉弁61a,61bを開状態にし、この状態で送風ファン5を作動させてパージさせると、元電磁弁62が正常に閉作動していればその下流側の燃料ガス供給路6内は低圧傾向になる。この低圧傾向にした状態で第1及び第2開閉弁61a,61bを閉にし、その上で元電磁弁62を開にするとガス流量センサ63では僅かにガス流量の変動が生じてそれが検知される。この変動の有無に基づいて上記元電磁弁62で故障が発生したか否かの判定を行うようにすることができる。
In the above-described embodiment, a plurality of on-off valves for switching the combustion capacity are targeted for failure determination. However, the original
3 燃焼バーナ(燃焼部)
6 燃料ガス供給路
8 コントローラ
31a,31b 燃焼部分
61a,61b 開閉弁
63 ガス流量センサ
64 流量制御式ガス制御弁
81 燃焼運転制御部(燃焼運転制御手段)
82 故障判定処理部(故障判定処理手段)
3 Combustion burner (combustion part)
6 Fuel
82 Failure determination processing unit (failure determination processing means)
Claims (5)
上記2以上の開閉弁のいずれかに故障状態が発生したか否かの故障判定を上記燃焼運転制御手段による燃焼開始前に実行する故障判定処理手段を備え、
上記故障判定処理手段は、上記2以上の開閉弁に対し個別に開閉切換信号を出力し、その出力の度に出力前後における上記ガス流量センサによる検出ガス流量に変動が有ったか否かに基づいて開閉切換信号を出力した開閉弁について故障状態が発生しているか否かを判定するように構成されている
ことを特徴とするガス燃焼装置。 A gas flow rate sensor for detecting the flow rate of the fuel gas to the fuel gas supply path and a flow control type gas control valve are interposed, and the gas control is performed on the combustion section connected to the downstream end of the fuel gas supply path. The fuel gas whose flow rate is adjusted by a valve is supplied, and the combustion part is divided into two or more combustion parts, while the downstream end side of the fuel gas supply path is connected to the combustion through an on-off valve. In the gas combustion apparatus provided with a combustion operation control means for branching the fuel gas for each part so that the fuel gas can be individually supplied, and performing the combustion operation by controlling the opening and closing of the two or more on-off valves according to the required combustion amount,
A failure determination processing means for executing a failure determination as to whether or not a failure state has occurred in any of the two or more on-off valves before the start of combustion by the combustion operation control means;
The failure determination processing means outputs an open / close switching signal individually to the two or more on / off valves, and based on whether or not there is a change in the detected gas flow rate by the gas flow sensor before and after the output for each output. A gas combustion apparatus configured to determine whether or not a failure state has occurred in the on-off valve that has output the on-off switching signal.
上記燃焼運転制御手段は、上記故障判定処理手段から少なくとも1つの開閉弁が故障状態に陥っているとの判定結果の出力を受けたとき、以後の燃焼作動を禁止するように構成されている、ガス燃焼装置。 The gas combustion apparatus according to claim 1,
The combustion operation control means is configured to prohibit subsequent combustion operation when receiving an output of a determination result that at least one on-off valve is in a failure state from the failure determination processing means. Gas combustion device.
上記燃焼運転制御手段は、上記故障判定処理手段からいずれの開閉弁かを特定する特定情報と共にその特定の開閉弁が故障状態に陥っているとの判定結果の出力を受けたとき、その特定の開閉弁を除外した残りの開閉弁及びこの残りの開閉弁を介して燃料ガスの供給を受ける燃焼部分によって以後の燃焼運転を実行するように構成されている、ガス燃焼装置。 The gas combustion apparatus according to claim 1,
When the combustion operation control means receives the output of the determination result that the specific on-off valve is in a failure state together with the specific information specifying which on-off valve from the failure determination processing means, the specific operation A gas combustion apparatus configured to execute a subsequent combustion operation by a remaining on-off valve excluding the on-off valve and a combustion portion that receives supply of fuel gas through the remaining on-off valve.
上記故障判定処理手段は、上記流量制御式ガス制御弁の開度を上記ガス流量センサによる流量検出可能範囲内の最小流量に対応する開度に変更した状態で、故障判定を実行するように構成されている、ガス燃焼装置。 The gas combustion apparatus according to claim 1,
The failure determination processing means is configured to execute the failure determination in a state where the opening degree of the flow control type gas control valve is changed to an opening degree corresponding to a minimum flow rate within a flow rate detectable range by the gas flow rate sensor. A gas combustion device.
上記燃焼部に燃焼用空気を供給する送風ファンを備えており、
上記故障判定処理手段は、上記送風ファンを作動させて燃焼部をパージ処理しつつ、故障判定を実行するように構成されている、ガス燃焼装置。 The gas combustion apparatus according to claim 1 or 4, wherein
It has a blower fan that supplies combustion air to the combustion section,
The gas combustion apparatus, wherein the failure determination processing means is configured to execute a failure determination while operating the blower fan to purge the combustion section.
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