JP2677478B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バーナの燃焼を燃焼監
視手段で監視する燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バーナを有する燃焼装置では、熱電対が
バーナに近接して配され、熱電対の出力電圧値が基準値
を越える場合、安全装置は燃焼状態が正常であると判断
してバーナの燃焼を維持し、基準値以下の場合、酸欠燃
焼或いは失火状態であると判断してバーナの燃焼を停止
させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の燃
焼装置は、以下の様な欠点がある。熱電対のばらつき、
配設位置のばらつき、経年変化等により、バーナが正常
燃焼していても熱電対の出力電圧値が設計値より低下し
て基準値以下になる場合があり、この場合、正常燃焼に
も拘わらず、バーナ燃焼が停止してしまう。一方、酸欠
燃焼になっても熱電対の出力電圧値が基準値以下になら
ず燃焼停止できない場合も考えられる。本発明の目的
は、酸欠燃焼或いは失火状態を確実に検知してバーナを
燃焼停止することができる燃焼装置の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明の燃焼装置は、燃料が供給され、燃焼するバーナ
と、該バーナに臨んで配されるとともに、燃焼状態に応
じた電圧値の熱起電力を送出する熱電対と、該熱電対が
送出する熱起電力の電圧値が判定電圧値以下の場合、前
記バーナの燃焼を停止させる燃焼監視手段とを備えた燃
焼装置において、前記燃焼監視手段は、前記熱起電力の
電圧値が書き込まれる記憶手段と、前記熱起電力の安定
した電圧値を検出し、前記記憶手段に書き込む信号検出
書き込み手段とを備え、前記記憶手段から読み出される
電圧値に基づいて前記判定電圧値を決定する。

【０００５】

【作用】〔請求項１について〕 熱電対は、バーナに臨んで配され、燃焼状態に応じた電
圧値の熱起電力を送出する。信号取り込み格納手段は、
熱起電力の安定した電圧値を検出し、記憶手段に記憶さ
せる。

【０００６】燃焼監視手段は、記憶手段から読み出され
る電圧値に基づいて判定電圧値を決定する。熱電対が送
出する熱起電力の電圧値が判定電圧値以下の場合、バー
ナの燃焼を停止させる。

【０００７】

【発明の効果】製品毎に熱電対の燃焼状態- 熱起電力特
性がばらついていたり、熱電対の配設位置がばらついて
いたり、熱電対が経年変化を起こしていても、バーナが
酸欠燃焼状態や失火状態となった場合には、バーナへの
燃料供給を確実に遮断することができる。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図３に基づいて説
明する。図に示すガス温風暖房機Ａは、電磁弁１１、１
２及び比例弁１３を配設したガス管路１０を介してガス
が供給され、“強燃焼”、“中燃焼”、“弱燃焼”を行
うガスバーナ１と、ガスバーナ１に臨んで配されるサー
モカップル（熱電対に相当）２、３と、ガスバーナ１の
各燃焼時のサーモカップル３の出力電圧を記憶するメモ
リ４１１、メモリ４１２、メモリ４１３等を備えた燃焼
制御器４とを具備する。また、５は外側ケーシングであ
り、この外側ケーシング５には、温風吹出し口５１、フ
ィルタ５０で覆われた室内空気取入口５２及び燃焼用空
気の吸込み口５３が形成されている。６は貫流式の送風
機であり、対流ダクト５４の温風吹出し口５１付近に配
されている。更に、７１はスパーカ、７２はパイロット
管、７３は温度設定器、７４は室温センサ、７５はルー
バである。

【０００９】ガスバーナ１は、対流ダクト５４の内の送
風機６の上流側に配設され、ガスバーナ１により生成さ
れた高温の燃焼ガスは、室内空気取入口５２から取り込
んだ室内空気と混合して温風となり、温風吹出し口５１
から吹き出される。吸込み口５３からガスバーナ１へ燃
焼用空気を導入する空気導入管１４の下流側にはノズル
１５が配され、ノズル１５から噴出するガスは、燃焼用
空気とともに、混合室１６へ導かれてガスバーナ１で燃
焼する。

【００１０】サーモカップル２は、ガスバーナ１の燃焼
面に接して配され、その出力は送風制御部４２に入力さ
れ、送風制御部４２は送風機６の回転数を決定する。

【００１１】サーモカップル３は、ガスバーナ１の燃焼
面から若干離れて配され、燃焼炎（図示せず）の熱量に
比例した出力電圧を出力し、その出力は、比較回路４４
および出力電圧取り込み回路４５に入力される。

【００１２】燃焼制御器４は、メモリ４１１、メモリ４
１２、メモリ４１３（記憶手段に相当）、代用メモリ４
１４、送風制御部４２、運転制御部４３、比較回路４
４、出力電圧取り込み回路４５、温調制御部４６、燃焼
量制御部４７、及び判定電圧変更回路４８を有する。

【００１３】メモリ４１１、メモリ４１２、メモリ４１
３は、ガスバーナ１が、おのおの、“強燃焼”、“中燃
焼”、“弱燃焼”をしている時の、安定した出力電圧値
を記憶する記憶素子であり、運転スイッチ７６をオンに
している間、記憶内容を保持する。

【００１４】代用メモリ４１４は、“弱燃焼”時のサー
モカップル３の出力電圧値がメモリ４１３に記憶される
迄、かつ、燃焼量信号が切り替わって２分経過迄の間、
判定電圧値を設定する為のものであり、本実施例では１
２ｍＶの判定電圧値を記憶させている。

【００１５】送風制御部４２は、入力されるサーモカッ
プル２の出力に基づいて送風機６の回転数を決定する。

【００１６】運転制御部４３は、運転スイッチ７６がオ
ンになると、スパーカ７１を所定時間作動させて、電磁
弁１１、１２を開弁するとともに、温調制御部４６が所
定のシーケンスでもって、ガスバーナ１を点火→強制強
燃焼→温調燃焼に移行させる様に温調制御部４６に運転
開始信号を送出する。また、ガスバーナ１が温調燃焼に
移行した際は、サーモカップル３が送出する出力電圧が
判定電圧以下であると比較回路４４が判定すると、電磁
弁１１、１２を閉弁してガスバーナ１の燃焼を停止す
る。

【００１７】比較回路４４は、サーモカップル３が送出
する出力電圧と、判定電圧変更回路４８が選択決定した
判定電圧とを比較する回路である。

【００１８】出力電圧取り込み回路４５は、本発明の信
号検出書き込み手段であり、燃焼量制御部４７が送出す
る燃焼量信号（強制強、強、中、弱）を受け、燃焼量信
号が切り替わって２分経過した後、α時間内のサーモカ
ップル３の出力電圧（安定した値）の平均値を検出し、
メモリ４１１、メモリ４１２、メモリ４１３の内、該当
するメモリに書き込む（本実施例では最初の１回のみで
更新は行わない）。

【００１９】温調制御部４６は、室温センサ７４、温度
設定器７３、及び運転制御部４３の各出力が入力され、
温度設定器７３で設定した温度と室温センサ７４により
検出される室温等とに基づいて燃焼形態（点火、強制
強、強、中、弱燃焼）を決定する。

【００２０】燃焼量制御部４７は、温調制御部４６で決
定された燃焼形態（点火、強制強、強、中、弱燃焼）に
対応する様に、比例弁１３を制御するとともに、出力電
圧取り込み回路４５と判定電圧変更回路４８とに、強燃
焼信号、中燃焼信号、又は弱燃焼信号を送出する。

【００２１】判定電圧変更回路４８は、燃焼量制御部４
７が送出する、強燃焼信号、中燃焼信号、又は弱燃焼信
号に基づいて判定電圧を変更する。

【００２２】つぎに、ガス温風暖房機Ａの作動（一例）
を図３とともに説明する。 1)運転スイッチ７６をオンにすると、運転制御部４３が
電磁弁１１、１２を開弁し、燃焼量制御部４７がスパー
カ７１を作動させ、ガスバーナ１は点火し、強制強燃焼
（１００秒間）状態になる。

【００２３】2)ガスバーナ１が温調燃焼に入る（ｐ１
点）と、燃焼量制御部４７は燃焼量信号（図３に示すも
のでは強燃焼信号）を送出し、同時に判定電圧変更回路
４８は代用メモリ４１４の電圧値（１２ｍＶ）を選択
し、判定電圧値はｐ３点直前迄、１２ｍＶとなる。ま
た、出力電圧取り込み回路４５は、ｐ２点（ｐ１点から
２分後）からα時間後迄のサーモカップル３の出力電圧
の平均値をｐ３点で検出し（例えば１８ｍＶ）、メモリ
４１１に書き込む。そして、強燃焼が維持される間（ｐ
３点からｐ４点迄）、判定電圧値は１５ｍＶ｛１８ｍＶ
−３ｍＶ（所定値）｝となる。

【００２４】3)燃焼量制御部４７がｐ４点において中燃
焼信号を送出すると、判定電圧変更回路４８は代用メモ
リ４１４の電圧値（１２ｍＶ）を再び選択し、判定電圧
値はｐ６点直前迄、１２ｍＶとなる。また、出力電圧取
り込み回路４５は、ｐ５点（ｐ４点から２分後）からα
時間後迄のサーモカップル３の出力電圧の平均値をｐ６
点で検出し（例えば１６ｍＶ）、メモリ４１２に書き込
む。そして、中燃焼が維持される間（ｐ６点からｐ７点
迄）、判定電圧値は１３ｍＶ｛１６ｍＶ−３ｍＶ（所定
値）｝となる。

【００２５】4)燃焼量制御部４７がｐ７点において弱燃
焼信号を送出すると、判定電圧変更回路４８は代用メモ
リ４１４の電圧値（１２ｍＶ）を再び選択し、判定電圧
値はｐ９点手前迄、１２ｍＶとなる。また、出力電圧取
り込み回路４５は、ｐ８点（ｐ７点から２分後）からα
時間後迄のサーモカップル３の出力電圧の平均値をｐ９
点で検出し（例えば１４ｍＶ）、メモリ４１３に書き込
む。尚、弱燃焼時のサーモカップル３の出力電圧の平均
値がメモリ４１３に書き込まれると、以後、燃焼形態の
変更時から１分間、及び弱燃焼時において、判定電圧値
は１１ｍＶ｛１４ｍＶ−３ｍＶ（所定値）｝が選択され
る。

【００２６】5)燃焼量制御部４７がｐ１０点において中
燃焼信号を送出すると、ｐ１１点（ｐ１０点から１分
後）手前迄、判定電圧値は１１ｍＶを維持し、中燃焼が
維持される間（ｐ１１点からｐ１２点迄）、判定電圧値
は１３ｍＶ｛１６ｍＶ−３ｍＶ（所定値）｝が選択され
る。

【００２７】6)燃焼量制御部４７がｐ１２点において強
燃焼信号を送出すると、ｐ１３点（ｐ１２点から１分
後）手前迄、判定電圧値は１１ｍＶを維持し、強燃焼が
維持される間、判定電圧値は１５ｍＶ｛１８ｍＶ−３ｍ
Ｖ（所定値）｝が選択される。

【００２８】7)室内の空気中の酸素が消費されて次第に
少なくなると、ガスバーナ１は酸欠燃焼に陥り、サーモ
カップル３の出力電圧は図３に示す様に下降していく。
そして、判定電圧値以下になる（ｐ１４点）と運転制御
部４３は電磁弁１１、１２を閉弁し、ガスバーナ１を自
動消火する。

【００２９】つぎに、本実施例の利点を述べる。 （あ）製品毎にサーモカップル３の燃焼炎- 出力電圧特
性がばらついたり、サーモカップル３の配設位置が異な
ったり、サーモカップル３が経年変化を起こしても、ガ
スバーナ１の燃焼を停止させる判定電圧値が補正されて
決定されるので、ガスバーナ１の酸欠燃焼或いは失火状
態を確実に検知でき、ガスバーナ１を燃焼停止すること
ができる。

【００３０】（い）比較回路４４は、メモリ４１１、メ
モリ４１２、メモリ４１３に格納された各電圧値に基づ
いた、各温調燃焼（強燃焼、中燃焼、弱燃焼）に対応し
た判定電圧とサーモカップル３の出力電圧とを比較し
て、ガスバーナ１の酸欠燃焼或いは失火状態を判断して
いる。このため、全ての温調燃焼（強燃焼、中燃焼、弱
燃焼）において、ガスバーナ１の酸欠燃焼或いは失火状
態を確実に検知できる。

【００３１】（う）出力電圧取り込み回路４５は、燃焼
量制御部４７が送出する燃焼量信号（強制強、強、中、
弱）を受け、燃焼量信号が切り替わって２分経過した
後、α時間内のサーモカップル３の出力電圧の平均値を
検出し、メモリ４１１、メモリ４１２、及びメモリ４１
３の内、該当するメモリに書き込んでいる（最初の１回
のみ）。

【００３２】この為、ガスバーナ１の正常な各燃焼形態
における出力電圧値を各メモリに書き込むことができ、
これにより、各燃焼形態における最適な判定電圧値を得
ることができる。また、更新を行っていないので、ガス
バーナ１の酸欠燃焼或いは失火状態を見逃すことが防止
できる。

【００３３】（え）弱燃焼時におけるサーモカップル３
の出力電圧の平均値がメモリ４１３に書き込まれた後、
燃焼形態の変更時から１分間は、メモリ４１３に格納さ
れた出力電圧値−所定値を判定電圧（最低判定電圧）と
している。このため、サーモカップル３の出力電圧が変
動する上記１分間に誤ってガスバーナ１の燃焼が停止し
てしまう事が防止できるとともに、この１分間の間もガ
スバーナ１の酸欠燃焼或いは失火状態を監視できる。

【００３４】（お）弱燃焼時におけるサーモカップル３
の出力電圧の平均値がメモリ４１３に書き込まれる迄、
燃焼形態の変更時から２分間＋α時間の間、判定電圧値
を１２ｍＶにしている。この為、燃焼形態の変更時から
２分間＋α時間の間もガスバーナ１の酸欠燃焼或いは失
火状態を確実に監視できる。

【００３５】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。 ａ．上記実施例のガス温風暖房機Ａは、ガスバーナ１の
燃焼量が３段階に変化するものであるが、バーナの燃焼
量が一定な燃焼装置であっても良い。また、メモリを必
要数用意できれば、ガスバーナ１の燃焼量の変化は何段
階でも良い。

【００３６】ｂ．燃焼量信号が切り替わって１分間は、
判定電圧値をゼロに変更してガスバーナ１の酸欠燃焼や
失火状態の監視を禁止する構成であっても良い。 ｃ．上記実施例のガス温風暖房機Ａでは、サーモカップ
ル３の出力電圧の平均値の各メモリへの書き込みは、最
初の１回だけであるが、出力電圧の平均値が上昇した場
合に更新する構成を採用しても良い。

【００３７】ｄ．上記実施例のガス温風暖房機Ａでは、
各メモリへは、サーモカップル３の出力電圧の平均値を
書き込む様にしたが、サーモカップル３の出力電圧の変
化度合を検出し、変化度合が少なくなった時、サーモカ
ップル３の出力電圧を各メモリへ書き込む様にしても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る温風暖房機の構成図で
ある。

【図２】その温風暖房機のブロック図である。

【図３】その温風暖房機における、経過時間- サーモカ
ップルの出力電圧の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

Ａ ガス温風暖房機（燃焼装置） １ ガスバーナ（バーナ） ３ サーモカップル（熱電対） ４ 燃焼制御器（燃焼監視手段） ４５ 出力電圧取り込み回路（信号検出書き込み手段） ４１１ メモリ（記憶手段） ４１２ メモリ（記憶手段） ４１３ メモリ（記憶手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料が供給され、燃焼するバーナと、 該バーナに臨んで配されるとともに、燃焼状態に応じた
   電圧値の熱起電力を送出する熱電対と、 該熱電対が送出する熱起電力の電圧値が判定電圧値以下
   の場合、前記バーナの燃焼を停止させる燃焼監視手段と
   を備えた燃焼装置において、 前記燃焼監視手段は、前記熱起電力の電圧値が書き込まれる記憶手段と、 前記熱起電力の安定した電圧値を検出し、前記記憶手段
   に書き込む信号検出書き込み手段とを備え、 前記記憶手段から読み出される電圧値に基づいて前記判
   定電圧値 を決定することを特徴とする燃焼装置。