JP2887305B2 - 燃焼装置 - Google Patents

燃焼装置

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JP2887305B2
JP2887305B2 JP6122795A JP12279594A JP2887305B2 JP 2887305 B2 JP2887305 B2 JP 2887305B2 JP 6122795 A JP6122795 A JP 6122795A JP 12279594 A JP12279594 A JP 12279594A JP 2887305 B2 JP2887305 B2 JP 2887305B2
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burner
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misfire
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/24Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ガス安全弁及びガス比例弁を介してガス
が供給されるガスバーナと、該ガスバーナの点火を行な
う為のスパーカと、前記バーナの燃焼用空気にする為、
外気を吸引する送風機と、該送風機の送風力、前記スパ
ーカへの高電圧の印加、及びガス安全弁やガス比例弁の
作動を司る燃焼制御器と、前記ガスバーナの燃焼状態を
監視し、失火を検知するとガス安全弁を閉状態にして前
記ガスバーナへのガス供給を遮断する燃焼監視手段と、
室内空気を吸い込み、高温の燃焼排ガスの熱を吸熱して
昇温した室内空気を室内に温風として吹き出す対流ファ
ンとを備えた温風暖房装置が従来より知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来の
温風暖房装置は、以下に示す様な不具合がある。運転中
にガスバーナが風等により失火すると、燃焼監視手段が
ガス安全弁を閉状態にしてガスバーナへのガス供給を遮
断する為、安全は確保される。しかし、これ以降、暖房
運転が停止するので、室温が低下していき、使用者が不
快感を感じる。
【0004】本発明の目的は、風等の外乱の影響でバー
ナが失火しても、再点火が自動的に行なわれて燃焼が再
開される燃焼装置の提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明は、以下の構成を採用した。 (1) 燃料供給調節手段を介して燃料が供給されるバーナ
と、該バーナの点火を行なう為の点火手段と、該点火手
段の作動、及び前記燃料供給調節手段の供給能力の調整
を司る燃焼制御手段と、前記バーナの燃焼状態を監視
し、失火を検知すると前記燃料供給調節手段に指示して
前記バーナへの燃料供給を遮断する燃焼監視手段とを有
し、前記バーナが所定燃焼量以下で燃焼中に、前記燃焼
監視手段が前記バーナの失火を検知すると、前記燃焼制
御手段が再点火動作を行なう。
【0006】(2) 燃料供給調節手段を介して燃料が供給
されるバーナと、該バーナの点火を行なう為の点火手段
と、前記バーナに燃焼用空気を供給する為、指示された
燃焼量に見合った空気量が得られる回転数で回転する様
に制御される送風機と、前記点火手段の作動、前記送風
機の回転数、及び前記燃料供給調節手段の供給能力の調
整を司る燃焼制御手段と、前記バーナの燃焼状態を監視
し、失火を検知すると前記燃料供給調節手段に指示して
前記バーナへの燃料供給を遮断する燃焼監視手段とを有
し、前記送風機が所定回転数以下で回転している際に前
記燃焼監視手段が前記バーナの失火を検知すると、前記
燃焼制御手段が再点火動作を行なう。
【0007】(3) 上記(1) 又は(2) の構成を有し、前記
バーナの燃焼用空気を屋外から取り入れ、燃焼排気を屋
外に排出する。
【0008】(4) 上記(1) 又は(2) 又は(3) の構成を有
し、前記バーナの着火から設定時間が経過する前に前記
バーナの失火が検知された場合には再点火動作が禁止さ
れる。
【0009】(5) 上記(1) 又は(2) 又は(3) 又は(4) の
構成を有し、前記燃焼制御手段が行なう前記再点火動作
は、所定回数以内である。
【0010】
【作用】
〔請求項1について〕燃焼制御手段は、バーナへ燃料が
供給される様に燃料供給調節手段に指示するとともに、
点火手段にバーナの点火を行なう様に指示し、バーナを
着火させる。そして、燃焼制御手段は、所定の燃焼量で
バーナが燃焼する様に燃料供給調節手段に指示する。ま
た、燃焼監視手段は、バーナの燃焼状態を監視し、失火
を検知すると燃料供給調節手段に指示してバーナへの燃
料供給を遮断する。
【0011】失火時にバーナが所定燃焼量以下(燃料供
給調節手段への指示値等により判別)で燃焼中であった
場合、燃焼制御手段は再点火動作を行なう。尚、再点火
動作は、初期点火動作と同様、バーナへ燃料が供給され
る様に燃料供給調節手段に指示するとともに、点火手段
にバーナの点火を行なう様に指示する。
【0012】〔請求項2について〕燃焼制御手段は、バ
ーナに燃焼用空気が供給される様に送風機へ通電を開始
し、バーナに燃料が供給される様に燃料供給調節手段へ
指示し、点火手段にバーナの点火を行なう様に指示し、
バーナを着火させる。
【0013】そして、燃焼制御手段は、指示された燃焼
量に見合った送風量が得られる回転数で回転する様に送
風機の回転数を制御し、所定の燃焼量でバーナが燃焼す
る様に燃料供給調節手段に指示する。また、燃焼監視手
段は、バーナの燃焼状態を監視し、失火を検知すると燃
料供給調節手段に指示してバーナへの燃料供給を遮断す
る。
【0014】失火を検知した時の送風機の回転数が所定
値以下の場合、燃焼制御手段は再点火動作を行なう。
尚、再点火動作は、初期点火動作と同様、バーナに燃焼
用空気が供給される様に送風機へ通電を開始し、バーナ
に燃料が供給される様に燃料供給調節手段へ指示し、点
火手段にバーナの点火を行なう様に指示する。
【0015】〔請求項3について〕燃焼装置は、バーナ
の燃焼用空気を屋外から取り入れ、燃焼排気を屋外に排
出する構成である。
【0016】〔請求項4について〕バーナの着火から設
定時間が経過する前に、燃焼監視手段がバーナの失火を
検知した場合は、燃焼制御手段による再点火動作が禁止
される。
【0017】〔請求項5について〕燃焼制御手段が行な
う再点火動作は、所定回数以内である。
【0018】
【発明の効果】
〔請求項1について〕バーナが所定燃焼量以下で燃焼中
にバーナが失火すると、燃焼監視手段が燃料供給調節手
段に指示してバーナへの燃料供給を遮断するが、燃焼制
御手段が再点火動作を行なうのでバーナの燃焼を自動的
に再開する事ができる。
【0019】尚、バーナが所定燃焼量を越えて燃焼して
いる場合は、風等の外乱の影響を受け難く、失火が発生
した場合、燃焼装置側に原因がある可能性が高い為、燃
焼制御手段は再点火動作を行なわない様にしている。
【0020】〔請求項2について〕送風機は燃焼量に見
合った送風量が得られる回転数で回転する様に制御され
ているので、送風機が所定回転数以下で回転している小
燃焼量の場合には風の影響を受け易く、風の影響でバー
ナが失火する場合がある。
【0021】バーナが失火すると、燃焼監視手段が燃料
供給調節手段等に指示して燃料供給の遮断等を行なう
が、燃焼制御手段が再点火動作を行なうのでバーナの燃
焼を自動的に再開する事ができる。
【0022】送風機が所定回転数を越えて回転している
大燃焼量の場合は、風等の影響を受け難く、失火が発生
した場合、燃焼装置側に原因がある可能性が高い為、燃
焼制御手段が再点火動作を行なわない様にしている。
【0023】〔請求項3について〕バーナの燃焼用空気
を屋外から取り入れ、燃焼排気を屋外に排出する燃焼装
置の場合、バーナの燃焼は風等の影響を受け易い。従っ
て、この様な構成の燃焼装置において、上記の様に風の
影響を考慮して再点火を行なう事は利便性を大きく向上
させる事ができる。
【0024】〔請求項4について〕バーナの着火から設
定時間が経過する前に失火が検知された場合、燃焼制御
手段は再点火動作を禁止している。これは、バーナが着
火してから設定時間内に失火した場合は、風等の外乱の
影響より燃焼装置側に原因がある可能性が高い為、燃焼
監視手段が再点火動作を行なわない様にしている。
【0025】〔請求項5について〕燃焼制御手段が行な
う再点火動作は、所定回数以内であると規定している。
これは、所定回数を越えて再点火動作を行なっても失火
する場合は、風等の外乱の影響より燃焼装置側に原因が
ある可能性が高い為である。
【0026】
【実施例】本発明の第1実施例(請求項1〜請求項5に
対応)を、図1〜図4に基づいて説明する。図に示す、
FF式ガス温風暖房機Aは、電磁弁11、12、ガス比
例弁13を介してガスが供給されるガスバーナ2と、点
火を行なうスパーカ3と、外気を吸引する燃焼ファン4
と、スパーカ3、燃焼ファン4、電磁弁11、12、及
びガス比例弁13を制御する燃焼制御器5と、燃焼状態
を監視する燃焼監視手段とを具備する。又、71は温風
通路、72は温風通路71内に配される対流ファン、7
3は吸・排気ダクト74を延設した燃焼空気通路、75
は異常昇温を検知するハイリミットサーミスタである。
【0027】ガスバーナ2は、混合気を吐出する炎口2
11を先端に形成し、一次空気とガスとを吸入する混合
気吸入口212を基端に形成した通路21、21…と、
該通路21の混合気吸入口212にノズル221、22
1…を臨ませたガス管22とを有し、該ガス管22には
電磁弁11、12、ガス比例弁13を順次、連設したガ
ス管路gによりガスが供給されて強制燃焼する。
【0028】点火手段であるスパーカ3は、炎口211
に臨んで配され、点火動作の際にスパーカ駆動回路31
により高電圧が印加されるとガスバーナ2の点火を行な
う。
【0029】燃焼ファン4は、ガスバーナ2より上流側
で燃焼空気通路73内に枢着される羽根車41と、該羽
根車41を駆動する燃焼ファンモータ42(直流モー
タ)とで構成され、取り込んだ室外空気43をガスバー
ナ2に供給する。この燃焼ファン4は、点火時には点火
回転数で回転し、温調時には後述する必要燃焼量に見合
った燃焼用空気が得られる温調回転数(1300rpm
〜3600rpm)で回転する。
【0030】ガス比例弁13は、通電量に応じて開度が
増大する弁であり、通電量を増大させるとガスバーナ2
へのガス供給量が増加する。又、電磁弁11、12は通
電を行なうと開弁状態になってガスバーナ2へガス供給
を行なう。このガス比例弁13は、点火時には点火レベ
ルの比例弁電流が流され、温調時には後述する燃焼ファ
ン4の温調回転数に対応した温調レベルの比例弁電流が
流される。
【0031】燃焼監視手段は、燃焼炎に臨むフレームロ
ッド61と、燃焼制御器5内に組み込まれ、フレームロ
ッド61が検知する炎電流の有無に基づき、ガスバーナ
2に失火が発生したか否かを判別する失火検出回路62
と、後述するマイクロコンピュータ50とで構成され
る。
【0032】温風通路71は、暖房機ハウジング710
の背面上部に開口して室内空気711を吸入する吸入口
712、暖房機ハウジング710の前面下部に開口して
室内に温風713を吹き出す吹出口714との連通路で
ある。又、吸入口712には室内の粉塵を除去する為の
フィルタfが着脱自在に配され、又吹出口714には温
風713の吹出方向を変える為のガイド板715が組み
付けられている。
【0033】対流ファン72は、吸入口712付近の温
風通路71内に枢着された羽根車721と、羽根車72
1を駆動する対流ファンモータ722(交流モータ)と
で構成され、吸入口712から吹出口714へ向かう空
気流720を発生させる。温調時に、この対流ファン7
2には、後述する必要燃焼量に比例した風量が得られる
レベルの電流が流される。
【0034】燃焼空気通路73は、上流端側及び下流端
側が、室外に延設される二重構造の吸・排気ダクト74
の取込口741、排気口742に連絡する通路であり
(図2参照)、ガスバーナ2を内設する燃焼室731、
及び燃焼により発生した燃焼排ガス730の熱を空気流
720中に放出する熱交換部732を通路中に形成して
いる。尚、燃焼室731及び熱交換部732は温風通路
71内に位置している。
【0035】燃焼制御器5は、ガス比例弁13を駆動す
る比例弁駆動回路131と、電磁弁11、12の閉開弁
を行なう電磁弁駆動回路110と、対流ファンモータ7
22を駆動する対流ファンモータ駆動回路723と、燃
焼ファンモータ42をフィードバック制御する燃焼ファ
ンモータ駆動回路40と、スパーカ3を駆動するスパー
カ駆動回路31と、運転スイッチ51、室温設定器5
2、及び室温センサ53が送出する各電気信号に基づい
て、上記各駆動回路を制御するマイクロコンピュータ5
0とを有する。
【0036】つぎに、燃焼制御器5による、ガス比例弁
13、対流ファン72、及び燃焼ファン4の制御を図4
のフローチャートとともに説明する。室温設定器52で
目標室温を設定し、運転スイッチ51を操作するとFF
式ガス温風暖房機Aの運転が開始する。
【0037】ステップs1で、マイクロコンピュータ5
0は、燃焼ファン4が点火回転数で回転する様に、燃焼
ファンモータ駆動回路40に指示する。ステップs2
で、マイクロコンピュータ50は、電磁弁11、12が
開弁維持される様に電磁弁駆動回路110に指示する。
【0038】ステップs3で、マイクロコンピュータ5
0は、ガス比例弁電流が点火レベルとなる様に比例弁駆
動回路131に指示する。ステップs4で、マイクロコ
ンピュータ50は、スパーカ3が所定時間作動する様に
スパーカ駆動回路31に指示する。
【0039】ステップs5で、マイクロコンピュータ5
0は、失火検出回路62の出力に基づいてガスバーナ2
の燃焼状態を判別する。失火が検知されない場合(N
O)はステップs6に進み、失火が検知される場合(Y
ES)はステップs9に進む。尚、点火操作(ステップ
s1〜s4)又は再点火操作(ステップs14〜s1
7)の終了直後(数百msの間)は失火検出回路62の
出力が安定しないのでマイクロコンピュータ50は失火
と判別しない。
【0040】ステップs6で、マイクロコンピュータ5
0は、(再)点火操作終了{ステップs4又はステップ
s17であり、この時点でガスバーナ2が着火したと見
なす}から10秒以上経過しているか否か判別し、経過
している場合(YES)はステップs7に進み、経過し
ていない場合(NO)はステップs5に戻る。
【0041】ステップs7で、マイクロコンピュータ5
0は、後述する必要燃焼量に見合った燃焼用空気が得ら
れる温調回転数で燃焼ファン4が回転する様に、燃焼フ
ァンモータ駆動回路40に指示する。
【0042】具体的には、マイクロコンピュータ50
は、室温設定器52で設定した目標室温と室温センサ5
3で検出される検出室温との温度差に基づき、ガスバー
ナ2が放出すべき必要熱量Qを、所定時間毎に算出し、
この算出された必要熱量Qに基づいて燃焼ファン4の回
転数(本実施例では1300rpm〜3600rpmの
範囲)を所定時間毎に決定し、該回転数で燃焼ファン4
が回転する様に燃焼ファン4をフィードバック制御す
る。 燃焼ファン4の回転数=κ・Q (但し、κは
係数)
【0043】ステップs8で、マイクロコンピュータ5
0は、上記必要熱量Qをガスバーナ2が放出する様に、
所定時間毎に、検出回転数に基づいて比例弁電流を決定
(温調レベル)し、該比例弁電流がガス比例弁13に流
れる様に比例弁駆動回路131に指示し、ステップs5
に戻る。
【0044】ステップs9で、マイクロコンピュータ5
0は、電磁弁11、12が閉弁維持される様に電磁弁駆
動回路110に指示する。
【0045】ステップs10で、マイクロコンピュータ
50は、ガス比例弁電流がゼロになる様に比例弁駆動回
路131に指示する。又、燃焼ファン4が停止する様に
燃焼ファンモータ駆動回路40に指示する。
【0046】ステップs11で、マイクロコンピュータ
50は、失火回数が11回未満であるか否か判別し、失
火回数が11回未満である場合(YES)はステップs
12に進み、11回以上である場合(NO)はステップ
s18に進む。
【0047】ステップs12で、マイクロコンピュータ
50は、(再)点火操作終了{ステップs4又はステッ
プs17終了時点}から90秒以上経過しているか否か
判別し、経過している場合(YES)はステップs13
に進み、経過していない場合(NO)はステップs18
に進む。
【0048】ステップs13で、マイクロコンピュータ
50は、失火時における燃焼ファン4の回転数が210
0rpm以下であるか否か判別し、2100rpm以下
である場合(YES)はステップs14に進み、210
0rpmを越える場合(NO)はステップs18に進
む。尚、失火時における燃焼ファン4の回転数は、ステ
ップs5とステップs9との間で検出すれば良い。
【0049】ステップs14で、マイクロコンピュータ
50は、燃焼ファン4が点火回転数で回転する様に、燃
焼ファンモータ駆動回路40に指示する。ステップs1
5で、マイクロコンピュータ50は、電磁弁11、12
が開弁維持される様に電磁弁駆動回路110に指示す
る。
【0050】ステップs16で、マイクロコンピュータ
50は、ガス比例弁電流が点火レベルとなる様に比例弁
駆動回路131に指示する。ステップs17で、マイク
ロコンピュータ50は、スパーカ3が所定時間作動する
様にスパーカ駆動回路31に指示し、ステップs5に戻
る。
【0051】以下、本実施例の利点を述べる。 〔ア〕ガスバーナ2を内蔵した燃焼空気通路73は、上
流端側及び下流端側が、室外に延設される吸・排気ダク
ト74の取込口741、排気口742に連絡する構造で
ある。更に、ガスバーナ2の燃焼用空気を取り込む燃焼
ファン4がガスバーナ2の燃焼量に見合った回転数で回
転する様に制御されているので、燃焼ファン4が低速回
転数で回転している(2100rpm以下)小燃焼量の
場合にはガスバーナ2が風の影響を受け易く、風の影響
でガスバーナ2が失火する場合がある。
【0052】しかし、ガスバーナ2が失火すると、マイ
クロコンピュータ50が電磁弁駆動回路110や比例弁
駆動回路131に指示して電磁弁11、12、ガス比例
弁13への通電を停止してガスバーナ2へのガス供給の
遮断を行ない(ステップs9、s10)、条件が満足す
ればマイクロコンピュータ50が再点火動作(ステップ
s14〜s17)を行なってガスバーナ2の燃焼を自動
的に再開する構成である。この為、暖房運転が自動的に
再開される(条件が満足した場合)ので室温の低下が起
こらず、快適性が維持される。
【0053】尚、燃焼ファン4が2100rpmを越え
て回転している大燃焼量の場合の失火は、燃焼装置側に
原因がある可能性が高く(再点火をしない方が良い)、
再点火動作を行なわない構成であるので合理的である。
【0054】〔イ〕マイクロコンピュータ50が再点火
動作を行なうのは、点火検知(失火が検知されない場
合;ステップs5でNO)から90秒以上経過後に限る
と規定している。これは、早期(90秒経過前)に失火
した場合は、風の影響より燃焼装置自体に原因がある可
能性が高く(再点火をしない方が良い)、不用意な再点
火動作が防止できる。
【0055】〔ウ〕マイクロコンピュータ50が再点火
動作を行なうのは、10回迄である(運転スイッチの再
投入により0回目に戻る)。これは、10回を越えて再
点火動作を行なっても失火する場合は、風の影響より燃
焼装置側に原因がある可能性が高く、不用意な再点火動
作が防止できる。
【0056】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。 a.バーナが所定燃焼量以下で燃焼中である事の検知
は、送風機の回転数の検知以外に、比例弁電流の検知、
燃焼速数の指示値、送風機への通電電流、燃焼温度等で
行なっても良い。
【0057】b.バーナの失火は、フレームロッド以外
に、熱電対(サーモカップル)、及びフレームロッドと
熱電対の両方等を用いる構成であっても良い。
【0058】c.燃焼装置は、給湯器、ガスコンロ、衣
服乾燥機等であっても良い。 d.上記実施例では、FF式ガス温風暖房機を示した
が、燃焼排気のみ屋外に排出する構成でも良く、又燃焼
排気を室内に排出する構成でも良い{請求項1、2、及
び請求項3を引用しない請求項4、5}。
【0059】e.請求項1の燃焼装置は、バーナの燃焼
用空気を送風機によって取り込む構成、送風機によらず
に確保する構成の何れでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るFF式ガス温風暖房機
の構成図である。
【図2】そのFF式ガス温風暖房機を、上面(a)、正
面(b)、横面(c)、背面(d)から見た様子を示す
説明図である。
【図3】そのFF式ガス温風暖房機のブロック図であ
る。
【図4】そのFF式ガス温風暖房機の作動を示すフロー
チャートである。
【符号の説明】
A FF式ガス温風暖房機(燃焼装置) 2 ガスバーナ(バーナ) 3 スパーカ(点火手段) 4 燃焼ファン(送風機) 5 燃焼制御器(燃焼制御手段) 11 電磁弁(燃料供給調節手段) 12 電磁弁(燃料供給調節手段) 13 ガス比例弁(燃料供給調節手段) 50 マイクロコンピュータ(燃焼監視手段)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−350416(JP,A) 特開 平4−55617(JP,A) 特開 平2−275219(JP,A) 特開 昭64−54119(JP,A) 特開 昭61−246521(JP,A) 特許2591820(JP,B2) 実公 平6−16295(JP,Y2) 実用新案登録2564961(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F23N 5/20 102 F23N 5/24 106 F24H 3/06 304

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料供給調節手段を介して燃料が供給さ
    れるバーナと、 該バーナの点火を行なう為の点火手段と、 該点火手段の作動、及び前記燃料供給調節手段の供給能
    力の調整を司る燃焼制御手段と、 前記バーナの燃焼状態を監視し、失火を検知すると前記
    燃料供給調節手段に指示して前記バーナへの燃料供給を
    遮断する燃焼監視手段とを有し、 前記バーナが所定燃焼量以下で燃焼中に、前記燃焼監視
    手段が前記バーナの失火を検知すると、前記燃焼制御手
    段が再点火動作を行なう燃焼装置。
  2. 【請求項2】 燃料供給調節手段を介して燃料が供給さ
    れるバーナと、 該バーナの点火を行なう為の点火手段と、 前記バーナに燃焼用空気を供給する為、指示された燃焼
    量に見合った空気量が得られる回転数で回転する様に制
    御される送風機と、 前記点火手段の作動、前記送風機の回転数、及び前記燃
    料供給調節手段の供給能力の調整を司る燃焼制御手段
    と、 前記バーナの燃焼状態を監視し、失火を検知すると前記
    燃料供給調節手段に指示して前記バーナへの燃料供給を
    遮断する燃焼監視手段とを有し、 前記送風機が所定回転数以下で回転している際に前記燃
    焼監視手段が前記バーナの失火を検知すると、前記燃焼
    制御手段が再点火動作を行なう燃焼装置。
  3. 【請求項3】 前記バーナの燃焼用空気を屋外から取り
    入れ、燃焼排気を屋外に排出する請求項1又は請求項2
    記載の燃焼装置。
  4. 【請求項4】 前記バーナの着火から設定時間が経過す
    る前に前記バーナの失火が検知された場合には再点火動
    作が禁止される、請求項1又は請求項2又は請求項3記
    載の燃焼装置。
  5. 【請求項5】 前記燃焼制御手段が行なう前記再点火動
    作は、所定回数以内である請求項1又は請求項2又は請
    求項3又は請求項4記載の燃焼装置。
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