JP2647087B2 - ガス燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガス湯沸器やガス風呂装置、あるいは、ガス
ファンヒータやガスコンロ等の種々のガス燃焼装置に関
し、詳しくは、安全性の確保等を目的としてガスバーナ
に対する燃料供給路に燃料供給継続用の２個の電磁弁を
直列に介装したガス燃料装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、上記の如きガス燃焼装置においては、ガスバー
ナに対する燃料供給の継続にあたって、燃料供給路に直
列に介装した２個の電磁弁を基本的には同時に開閉させ
るような弁操作構成となっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、同時に開閉操作するにしても、厳密には各電
磁弁固有の動作特性の異なる等に起因して両電磁弁の開
閉にはタイミング的なズレが生じるものである。

又、一般に電磁弁は、閉弁状態にある弁体に対して、
その上流側（ないしは下流側）の一方からのみガス圧が
作用している状態での開弁（以下、ガス圧印加状態での
開弁と称す）の場合、その一方からのガス圧によって弁
体の開弁動作に抵抗が生じることから、ガス圧印加の無
い状態での開弁（すなわち、閉弁状態にある弁体に対し
て、その上流側ないし下流側のいずれからもガス圧が作
用しない状態での開弁、又は、閉弁状態にある弁体に対
して、その上流側及び下流側の両方からガス圧が作用し
て、それらガス圧が相殺された状態での開弁）に比べ、
開弁に要する動作電圧が高くなる。

ところが、上述の如く両電磁弁を同時に開閉操作する
にしてもそれらの開閉に必ずタイミング的なズレが生じ
ることに起因して、同仕様、同構造のガス燃焼装置であ
っても、又、１つのガス燃焼装置においても、両電磁弁
の開操作の際に、それらの電磁弁の両方の必要動作電圧
がともにガス圧印加のために高くなってしまう場合と、
１方の電磁弁の必要動作電圧だけが高くなる場合とがあ
り、性能上のバラツキを生じていた。

そして、両方の電磁弁の必要動作電圧がともに高くな
ってしまもの、あるいは、常時でなくてもそのようなこ
とが起こるものにおいては、そのことのために電磁弁操
作に要する電力が大きくなって電気代が嵩んだり、電源
電池の寿命が短くなる問題を生じていた。

本発明の目的は、直列に設けた２個の電磁弁に対する
開閉操作構成を合理的に改良することにより上述問題を
解消する点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるガス燃焼装置の特徴構成は、ガスバーナ
に対する燃料供給路に直列に介装したガス燃料供給継続
用の２個の電磁弁につき、 そられ２個の電磁弁の閉操作のときには、上流側に位
置する電磁弁を下流側に位置する電磁弁よりも先に閉弁
させ、かつ、それら２個の電磁弁の開操作のときには、
上流側に位置する電磁弁を下流側に位置する電磁弁より
も後で開弁させるように、両電磁弁の開及び閉の夫々に
時間差を与えて、それら電磁弁の開閉順序を規定する手
段を設けたことにあり、 その作用・効果は次の通りである。

〔作 用〕

直列に設けた２個の電磁弁の開閉順序のパターンを示
す第３図に基づいて作用を説明する。尚、第３図におい
て動作電圧の大小はガス圧印加の有無による動作電圧の
高低変化とは別の意味であり、電磁弁特性上の動作電圧
の大小の異なりを示すものである。すなわち、両電磁弁
が異種のものである場合はもちろんであるが、同仕様、
同構造のものであっても厳密には動作電圧に大小差があ
る。又、図中○は開弁を示し、●は閉弁を示す。

（ｉ）第３図において（イ）及び（ホ）は、両電磁弁
（Ａ），（Ｂ）の閉操作の際に下流側電磁弁（Ｂ）が先
に閉弁し、かつ、両電磁（Ａ），（Ｂ）の開操作の際に
は下流側電磁弁（Ｂ）が後で開弁した場合を示し、この
場合、両電磁弁（Ａ），（Ｂ）の閉操作の際に両電磁弁
（Ａ），（Ｂ）の間にガス圧が封入される。そして、両
電磁弁（Ａ），（Ｂ）の開操作の際、先に開弁する上流
側電磁弁（Ａ）は、ガス圧印加の無い状態（すなわち、
上流側からのガス供給圧と、両電磁弁（Ａ），（Ｂ）間
の上記封入ガス圧とが相殺し合う実質的なガス圧無印加
状態）で開弁し、後に開弁する下流側電磁弁（Ｂ）のみ
がガス圧印加状態で開弁する。

（ii）第３図において（ロ）及び（ヘ）は、閉操作の際
に下流側電磁弁（Ｂ）が先に閉弁し、かつ、開操作の際
にも下流側電磁弁（Ｂ）が先に開弁した場合を示し、こ
の場合も、閉操作の際に両電磁弁（Ａ），（Ｂ）の間に
ガス圧が封入される。そして、開操作の際、先に開弁す
る下流側電磁弁（Ｂ）は封入ガス圧の印加状態で開弁
し、更に、後に開弁する上流側電磁弁（Ａ）もガス圧印
加状態で開弁する。

（iii）第３図において（ハ）及び（ト）は、閉操作の
際に上流側電磁弁（Ａ）が先に閉弁し、かつ、開操作の
際にも上流側電磁弁（Ａ）が先に開弁した場合を示し、
この場合、上流側電磁弁（Ａ）の閉弁後、その下流はガ
スバーナに開放される状態となることから両電磁弁
（Ａ），（Ｂ）の間へのガス圧封入は無い。そして、開
操作の際、先に開弁する上流側電磁弁（Ａ）はガス圧印
加状態で開弁し、更に、後に開弁する下流側電磁弁
（Ｂ）もガス圧印加状態で開弁する。

（iv）最後に第３図において（ニ）及び（チ）は、閉操
作の際に上流側電磁弁（Ａ）が先に閉弁し、かつ、開操
作の際には上流側電磁弁（Ａ）が後で開弁した場合を示
し、この場合も、閉操作の際の両電磁弁（Ａ），（Ｂ）
の間へのガス圧封入は無い。そして、開操作の際、先に
開弁する下流側電磁弁（Ｂ）はガス圧印加の無い状態で
開弁し、後に開弁する上流側電磁弁（Ａ）のみがガス圧
印加状態で開弁する。

つまり、上述のことから判るように、従来、両方の電
磁弁を同時に開閉操作するとしても厳密には両電磁弁の
開閉にタイミング的なズレが生じて、上述の（ｉ），
（ii），（iii），（iv）の４つのパターンが同等の確
率で見出されてしまうことが、性能上のバラツキが生じ
る原因、すなわち、両電磁弁の開操作の際に両方の電磁
弁の必要動作電圧がともに高くなってしまう（上述（i
i），（iii）の場合）もの、あるいは、常時でなくとも
そのようなことが起こるものが生じる原因となってい
た。

これに対し、本発明によれば、両電磁弁の開閉順序の
パターンを上述の（ｉ）〜（iv）のパターンのうち、
（iv）のパターンに規定しまうから、電磁弁個々の動作
特性の異なり等にかかわらず、両電磁弁の開弁操作にお
いて、両方の電磁弁の必要動作電圧がともにガス圧印加
のために高くなってしまうことかを確実に回避でき、開
操作の際のガス圧印加に起因した必要動作の電圧の上昇
を必ず、後で開弁する上流側の電磁弁のみとすることが
できる。

ちなみに、両電磁弁の開弁操作の際のガス圧印加に起
因する必要動作電圧の上昇を単に、二個の電磁弁のうち
いずれか一方のみとするだけであれば、前述の（ｉ）〜
（iv）のパターン説明からも判るように、両電磁弁の開
閉順序のパターンを（ｉ）のパターンに規定することで
も、開操作の際のガス圧印加に起因した必要動作電圧の
上昇を必ず下流側の電磁弁のみとすることができる（す
なわち、上流側の電磁弁は、上流側からのガス供給圧と
両電磁弁間の封入ガス圧とが相殺し合うガス圧無印加状
態での開弁となる）が、この（ｉ）のパターンでは、未
だ次の問題が残る。

つまり、後閉弁・先開弁の電磁弁（すなわち、閉弁順
序が他方の電磁弁よりも後で、かつ、開弁順序が他方の
電磁弁よりも先の電磁弁であって、ガス圧印加の無い状
態での開弁の対象となる電磁弁）について見た場合、
（ｉ）のパターンでは、この後閉弁・先開弁の電磁弁と
する上流側電磁弁の開閉形態が、その閉弁の際には、下
流側電磁弁の先閉弁によってガス圧が閉じ込められた高
圧流路部分で弁対を閉弁動作させ、また、その開弁の際
にも、上流側からのガス圧と両電磁弁間の封入ガス圧と
が存在する高圧流路部分で弁体を開弁動作させる形態と
なって、閉弁及び開弁のいずれにおいても、上記の高圧
流路部分と流路外の大気圧との大きな差圧の下で、上流
側電磁弁の弁体を動作させる必要があり、この為、先述
の如きガス圧印加状態での開弁（閉弁状態の弁体に対し
て上流側ないし下流側の一方のみからガス圧が作用して
いる状態での開弁）による動作電圧の上昇は防止できる
ものの、上記の如き大きな差圧の下での開弁や閉弁で、
それに要する動作電圧が高め目のものとなる。

これに対し、両電磁弁の開閉順序パターンを（iv）の
パターンに規定する本発明であれば、後閉弁・先開弁の
電磁弁とする下流側の電磁弁について、その閉弁の際に
は、上流側電磁弁の先閉弁により大気圧化した低圧流路
部分で弁体を閉弁動作させることができ、また、その開
弁の際にも、上流側電磁弁が未だ閉弁状態にあることで
大気圧状態に保たれた低圧流路部分で弁体を開弁動作さ
せ得ることから、後閉弁・先開弁とする電磁弁につい
て、それの閉弁ないし開弁に要する動作電圧を、上述の
（ｉ）のパターンに比べ、低め目のものとすることがで
きる。

〔発明の効果〕

要するに、本発明によれば、開操作の際のガス圧印加
に起因した必要動作電圧の上昇を上流側の電磁弁だけと
して、下流側の電磁弁については、ガス圧印加に起因し
た開操作の際の必要動作電圧の上昇を確実に防止できる
ことにより、また、これに加えて、ガス圧印加の無い状
態での開弁の対象とする後閉弁・先開弁の電磁弁につ
き、その閉弁及び開弁を、大気圧化された低圧流路部分
において、流路外の大気圧との差圧の小さい状況で行う
ことができて、この閉弁ないし開弁に要する動作電圧を
一層低め目のものとし得ることにより、これら直列の２
個の電磁弁の操作に要する電力の低減を、効果的かつ確
実に達成することができる。

〔実施例〕

次の本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は種々のガス燃料装置に適用する燃焼部構成を
示し、ガスバーナ（１）に対する燃料供給路（２）に、
燃料供給継続用の第１電磁弁（３）と第２電磁弁
（４）、及び、ガスガバナー（５）を直列に介装し、そ
れら２個の電磁弁（３），（４）をもって燃料供給路
（２）を２重に遮断することでガス洩れ等に対する安全
性の向上を図ってある。

図中（６）はスパークロッド（７）を点火作動させる
点火回路であり、（８）は両電磁弁（３），（４）に対
する操作電力やスパークロッド（７）の作動電力等を供
給する電源回路である。

電源回路（８）は、電池電源、あるいは、外部一般10
0V電源に対する変圧回路をもって構成する。

（９）は、運転スイッチ（10）のON操作に基づいて両
電磁弁（３），（４）を開操作すると共に点火回路
（６）によりスパークロッド（７）を点火作動させ、
又、運転スイッチ（10）のOFF操作に基づいて両電磁弁
（３），（４）を閉操作する燃焼制御回路であり、運転
スッイチ（10）のON・OFFに基づいた燃焼制御回路
（９）による自動制御でバーナ（１）を着火・消化操作
するように構成してある。

（11）は、フレームロッドや熱電対を燃焼炎検出端
（12）とする燃焼状態検出回路であり、バーナ（１）に
立ち消えや不完全燃焼等の燃焼トラブルが生じたときに
は、燃焼状態検出回路（11）による検出に基づいて燃焼
制御回路（９）により第１及び第２電磁弁（３），
（４）を自動的に閉弁するように構成してある。

両電磁弁（３），（４）のうち上流側に位置する第１
電磁弁（３）には、開弁状態保持と閉弁状態保持との夫
々を機械的な保持機構により非電磁的に行い、開閉弁動
作を通電により電磁的に行う自己保持型電磁弁（所謂ラ
ッチ型電磁弁）を適用してあり、一方、下流側に位置す
る第２電磁弁（４）には、開弁動作とそれに続く開弁状
態保持とを自己閉じ付勢力に抗して通電により電磁的に
行い、かつ、通電を断つことにより自己閉じ付勢力をも
って閉弁動作する通電保持型電磁弁（所謂常時通電型電
磁弁）を適用してある。

つまり、直列に介装する２個の電磁弁（３），（４）
のうちの一方の通電保持型とし、かつ、他方を自己保持
型とすることにより、バーナ（１）の燃焼運転中には通
電保持型の第２電磁弁（２）にのみ開弁状態保持のため
の電力を供給するだけで燃料供給を継続できるようにし
て消費電力の節減を図りながらも、万一、電源回路
（８）の故障や停電等で自己保持型の第１電磁弁（３）
の閉操作が不能となったとしても、その電源トラブルの
発生に伴い開弁状態保持のための電力供給が断たれる通
電保持型第２電磁弁（４）の自己閉じ付勢力による自動
閉弁をもって燃料供給を遮断できるようにしてあり、そ
れによって、消費電力の節減と電源トラブルに対する安
全確保との両立を図ってある。

前記の燃焼制御回路（９）による電磁弁操作について
は、運転スイッチ（10）をOFF操作してバーナ消化操作
時には、第２図（イ）を示すように、先ず、運転スイッ
チ（10）のOFFに基づき上流側に位置する自己保持型の
第１電磁弁（３）を閉弁操作させ、その後、その第１電
磁弁（３）の閉弁によりバーナ消火の確認情報を燃焼状
態検出回路（11）から受けることに基づき下流側に位置
する通電保持型の第２電磁弁（４）を閉弁操作させるよ
うに燃焼制御回路（９）を構成してあり、又、運転スイ
ッチ（10）をON操作してのバーナ着火操作時には、同第
２図（イ）に示すように、先ず、運転スイッチ（10）の
ONに基づき下流側に位置する通電保持型の第２電磁弁
（４）を開弁操作させ、その後、その第２電磁弁（４）
の開弁操作時点からカウント作動するタイマー回路（9
a）によりΔt₁だけ操作時間を遅らせて上流側に位置す
る自己保持型の第１電磁弁（３）を開弁操作させるよう
に燃焼制御回路（９）の構成してある。

つまり、この燃焼制御回路（９）は、両電磁弁
（３），（４）の閉操作のときには、上流側に位置する
第１電磁弁（３）を下流側に位置する第２電磁弁（４）
よりも先に閉弁させ、かつ、両電磁弁（３），（４）の
開操作のときには、上流側に位置する第１電磁弁（３）
を下流側に位置する第２電磁弁（４）よりも後で開弁さ
せるように、両電磁弁（３），（４）の開及び閉の夫々
に時間差を与えて、これら電磁弁（３），（４）の開閉
順序を規定する手段を構成する。

そして、この開閉順序規定により、ガス圧印加状態で
の開弁（すなわち、閉弁状態にある弁体に対して、その
上流側ないしは下流側の一方からのみガス圧が作用して
いる状態での開弁）のために、開弁の際の動作電圧が上
昇する電磁弁が確実に上流側の第１電磁弁（３）だけと
なるようにし、下流側の第２電磁弁（４）についてはガ
ス圧印加に起因する動作電圧の上昇を伴わない状態で開
弁できるようにしてある。

また、下流側の第２電磁弁（４）については、このこ
とに加え、閉弁の際には、上流側の第１電磁磁体（３）
の先閉弁により大気圧化した低圧流路部分で弁体を閉弁
動作させることができ、かつ、開弁の際にも、上流側の
第１電磁弁（３）が未だ閉弁状態にあることで大気圧状
態に保たれた低圧流路部分で弁体を開弁動作させ得るよ
うにして、これら閉弁及び開弁の夫々を流路外の大気圧
との差圧の小さい状況で行うことにより、閉弁ないし開
弁に要する動作電圧を一層低め目のものとし得るように
し、これにより、上記のガス圧印加状態での開弁による
動作電圧を上昇を上流側の第１電磁弁（３）だけとする
ことと相まって、省電力化を効果的に達成できるように
してある。

又、本例においては、一般に通電保持型電磁弁に比し
て動作電圧が小さなものですむ自己保持型の電磁弁を、
上述の如き開閉順序規定において後に開弁させる側の電
磁弁（３）としたことにより、すなわち、開操作の際に
ガス圧印加のために動作電圧が上昇する側の電磁弁とし
たことにより、その逆に、一般に動作電圧が大きい通電
保持型電磁弁の開操作の際にガス圧印加のために動作電
圧が上昇する側の電磁弁とする場合に比して、両電磁弁
の開動作の際に要する最大動作電圧を低くするようにし
てあり、それによって、電源を電池とする場合に、その
電池の電圧降下許容下限を低くして電池の使用可能期間
を長くするようにしてある。

更に、前述の如き運転スイッチ（10）のOFF操作に基
づいて燃焼制御回路（９）によるバーナ消火操作におい
て、先に閉弁させる自己保持型第１電磁弁（３）の閉弁
操作後、例えば２〜３秒程度の設定時間（Δt₂）の間に
燃焼状態検出回路（11）によりバーナ消火が確認されな
かったときには、第２図（ロ）に示すように、その設定
時間（Δt₂）の経過完了時点で通電保持型の第２電磁弁
（４）を閉弁操作させ、かつ、第１電磁弁（３）に故障
が生じているものとして異常報知回路（13）を作動させ
るように燃焼制御回路（９）を構成してある。

つまり、電源回路（８）に故障が生じた場合、又、通
電保持型の第２電磁弁（４）にコイル断線等の故障が生
じた場合には、その通電保持型の第２電磁弁（４）が自
動閉弁してそれ移行の開弁が不能となることから、使用
者が故障と気付き、又、それ以後の装置の継続運転も不
能となるが、自己保持型の第１電磁弁（３）にコイル断
線等の故障が生じてその閉弁操作が不能となったとき
は、使用者がその故障に気付かず第２電磁弁（４）の開
閉のみにより燃料供給継続操作で装置を継続運転してし
まう可能性がある。そこで、上述の如く異常報知回路
（13）を作動させることにより、そのような安全上好ま
しくない継続使用を防止するようにしてある。

〔別実施例〕

次の本発明の別の実施例を列記する。

（１） 両電磁弁（３），（４）の閉操作のときには、
上流側の電磁弁（３）を下流側の電磁弁（４）よりも先
に閉弁させ、かつ、両電磁弁（３），（４）の開操作の
ときには、上流側の電磁弁（３）を下流側の電磁弁
（４）よりも後で開弁させるように、両電磁弁（３），
（４）の開及び閉の夫々に時間差を与えて、それらの電
磁弁（３），（４）の開閉順序を規定する手段の具体的
制御構成は、種々の改良が可能である。

（２） 直列に設ける２個の電磁弁夫々の型式はどのよ
うな型式であってもよく、また、互いに同型式であって
も、あるいは、異種の型式であってもよい。

（３） 両電磁弁（３），（４）の開閉順序を規定する
にあたって、必要動作電圧の小さい方の電磁弁を、開操
作の際に後で開弁させる上流側の電磁弁に採用すれば、
電池と電源とする場合に、電池の電圧降下許容下限を低
く採れて有利であるが、必ずしも、この採用形態を採る
必要はない。

（４） 本発明は、ガス湯沸器やガス風呂装置、あるい
は、ガスファンヒータやコンロ等の種々のガス燃料装置
を対象とすることができる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものてはない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示し、第１図は燃
焼部構成を示す図、第２図（イ），（ロ）は夫々、タイ
ムチャート図である。第３図は本発明の作用を説明する
ための図である。 （１）……ガスバーナ、（２）……燃料供給路、
（３），（４）……電磁弁。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガスバーナ（１）に対する燃料供給路
   （２）に燃料供給継続用の２個の電磁弁（３），（４）
   を直列に介装したガス燃焼装置であって、 前記の２個の電磁弁（３），（４）の閉操作のときに
   は、上流側に位置する電磁弁（３）を下流側に位置する
   電磁弁（４）よりも先に閉弁させ、かつ、それら２個の
   電磁弁（３），（４）の開操作のときには、上流側に位
   置する電磁弁（３）を下流側に位置する電磁弁（４）よ
   りも後で開弁させるように、両電磁弁（３），（４）の
   開及び閉の夫々に時間差を与えて、それら電磁弁
   （３），（４）の開閉順序を規定する手段を設けたガス
   燃焼装置。