JP3486065B2

JP3486065B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP3486065B2
Application number: JP35510796A
Authority: JP
Inventors: 紀生坂本
Original assignee: パロマ工業株式会社
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 2004-01-13
Anticipated expiration: 2016-12-19
Also published as: JPH10185186A

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し、詳しく
は熱電対の熱起電力レベルに基づいて開閉弁を閉弁する
燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、燃焼装置には、燃焼炎が不完全
燃焼となる前にガス流路を閉じる不完全燃焼防止装置が
設けられる。また、不完全燃焼防止装置には、通常、燃
焼熱によって起電力を発生する熱電対と、熱電対の熱起
電力を利用してガス流路の開弁状態を維持するマグネッ
ト式安全弁とが設けられる。熱電対は、バーナの燃焼炎
に加熱されて熱起電力を発生する一次熱電対と、熱交換
器下部の燃焼室壁に設けられる排気詰り検出用開口から
の排気熱により、加熱されて熱起電力を発生する二次熱
電対とから構成される。また、マグネット式安全弁に
は、電磁力を発生する電磁石が設けられ、押動力によっ
て開弁されると、連動して電磁石の吸着面に当接し、電
磁石に発生する電磁力により吸着して開弁状態を保つ吸
着片が設けられる。この電磁石には、熱電対と接続して
閉回路（閉ループ）を形成するコイルが設けられ、マグ
ネット式安全弁は、この励磁電流によって電磁力を発生
して開弁状態を保ち、コイル電流が所定値以下に低下す
ることによって電磁力も低下して閉弁する。

【０００３】一次熱電対は、室内が燃焼排ガスによって
酸欠雰囲気となると、一次熱電対を加熱している燃焼炎
がリフティング（飛火）を起こし始め、熱起電力を低下
する。一方、二次熱電対は、一次熱電対に対して逆起電
力を発生するように逆極性に直列接続され、熱交換器の
フィン閉塞の程度につれて熱起電力を上昇し、一次熱電
対と二次熱電対との合成起電力を低下する。従って、酸
欠状態、熱交換器の閉塞状態、不着火、または燃焼炎の
消失等の事態が発生すると、熱電対の合成起電力が低下
し、マグネット式安全弁は、熱電対の合成起電力で開弁
を保持できなくなってガス流路を閉弁し、不完全燃焼及
び燃焼炎の立ち消えによる燃料ガスの放出を防止する。

【０００４】不完全燃焼防止装置は、マグネット式安全
弁のコイルと熱電対とを接続して閉回路を形成する上述
した方式（以下、熱電対回路方式と呼ぶ）の他にも、熱
電対をコントローラに接続し、コントローラが熱電対の
熱起電力を検出し、その検出結果に基づいてマグネット
式安全弁へ乾電池電力を通電する強制通電方式も知られ
ている。この強制通電方式では、コントローラが熱電対
の熱起電力を監視し、異常状態を感知した場合に、直ち
にマグネット式安全弁への通電を停止して燃焼を停止す
る。しかし、この方式では、、燃焼中にマグネット式安
全弁へ乾電池電力を通電し続けなければならず、乾電池
電力が消耗する問題があった。一方、熱電対回路方式で
は、熱電対の熱起電力がマグネット式安全弁を開弁保持
するために、燃焼中に乾電池電力を消耗しない利点があ
る。更に、この熱電対回路方式は、熱電対回路が独立し
た閉回路を形成する単純な回路であり、コントローラの
制御とは無関係にマグネット式安全弁を閉弁できるため
に、安全装置としての信頼性が高い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱電対
回路方式を採用する不完全燃焼防止装置では、熱交換器
におけるフィン閉塞が相当、進行していたり、室内の酸
素濃度が低下中であっても事前にそれをキャッチし、使
用者へ警告をすることができなかった。そこで、本発明
の燃焼装置は上記課題を解決し、熱電対回路方式の長所
を維持しつつ、不完全燃焼防止装置が作動する以前から
燃焼状況を監視し、事前に警報できるようにすることを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１記載の燃焼装置は、燃料ガスと空気との混
合気を燃焼するバーナと、上記バーナへのガス流路を常
時閉弁する方向に付勢され、押動力により開弁される開
閉弁と、上記バーナの燃焼状態に応じて熱起電力を発生
する熱電対と、上記熱電対の熱起電力による励磁電流に
よって、電磁力を発生して上記開閉弁の吸着片を吸着し
て開弁保持する電磁石とを備えた燃焼装置において、上
記電磁石に検出用コイルを設け、上記検出用コイルのイ
ンダクタンス値により、上記熱電対の熱起電力による励
磁電流を検出する励磁電流検出手段を備えたことを要旨
とする。

【０００７】また、本発明の請求項２記載の燃焼装置
は、請求項１記載の燃焼装置において、上記励磁電流
検出手段による検出結果に基づいて燃焼状態を報知する
報知手段を備えたことを要旨とする。

【０００８】また、本発明の請求項３記載の燃焼装置
は、燃料ガスと空気との混合気を燃焼するバーナと、上
記バーナへのガス流路を常時閉弁する方向に付勢され、
押動力により開弁される開閉弁と、上記バーナの燃焼状
態に応じて熱起電力を発生する熱電対と、上記熱電対の
熱起電力による励磁電流によって、電磁力を発生して上
記開閉弁の吸着片を吸着して開弁保持する電磁石とを備
えた燃焼装置において、上記電磁石に検出用コイルを設
け、上記検出用コイルに発生する誘導起電力によって、
上記開閉弁の開閉状態を判定する開弁判定手段を備えた
ことを要旨とする。

【０００９】また、本発明の請求項４記載の燃焼装置
は、請求項３記載の燃焼装置において、上記開弁判定
手段による判定結果を報知する報知手段を備えたことを
要旨とする。

【００１０】上記課題を解決する本発明の請求項１記載
の燃焼装置は、励磁電流検出手段が検出用コイル側のイ
ンダクタンス値により、熱電対側の励磁電流を検出す
る。一般に、励磁電流を検出する手段として、熱電対回
路に電流検出用素子を設けて電流を検出する方法が考え
られるが、こうした手段を採用すると検出素子の影響で
熱電対回路の電流値が低下してしまい、マグネット式安
全弁を精度よく作動させることができない。これに対し
て、本発明では検出用コイル側のインダクタンス値によ
り、励磁電流検出手段が励磁電流を検出することができ
る。従って、熱電対の熱起電力による励磁電流によっ
て、電磁石が電磁力を発生して開閉弁を開弁保持するこ
とには、ほとんど影響を与えない。その結果、燃焼装置
が異常燃焼となる前に停止するという従来の機能に加え
て、例えば、事前に異常傾向をキャッチして、空燃比を
調整する制御を行い、不完全燃焼を回避することができ
る。従って、安全装置としての機能を向上させることが
できる。

【００１１】また、上記構成を有する本発明の請求項２
記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
励磁電流検出手段が検出用コイル側のインダクタンス値
により、熱電対側の励磁電流を検出し、報知手段がその
検出結果に基づく燃焼状態を報知する。その結果、例え
ば、励磁電流の検出結果に基づく燃焼状態を使用者に報
知し、励磁電流が安定している場合には、正常な燃焼が
維持されていることを使用者に知らせ、安心させること
ができる。また、励磁電流が低下する場合には、消火す
る前に、警告し、その不具合原因の解消を使用者に促す
ことができる。更に、消火した場合には修理を促すこと
ができる。

【００１２】上記構成を有する本発明の請求項３記載の
燃焼装置は、開弁判定手段が、開閉弁が開弁したか、閉
弁したかを、検出用コイルに発生する誘導起電力の違い
によって判定する。即ち、吸着片が電磁石に当接した場
合と離脱した場合とで、検出用コイルに瞬間的に発生す
る誘導起電力の方向が異なることに着目し、検出用コイ
ルに発生する誘導起電力の違いによって、開弁判定手段
は、開閉弁が開弁したか閉弁したかを判定する。従っ
て、着火状態、熱起電力のレベルおよびその変化速度等
によって間接的に判定することととは異なり、電磁石が
開閉弁を開弁保持したか否かを速やかに、かつ、的確に
判定することができる。そして、この開閉弁の開閉情報
によって、例えば、点火操作時に、押動力不足により開
閉弁が開弁しなかった場合には、点火のための制御（燃
料ガスへの連続放電、熱電対の熱起電力が上昇するまで
の間、開閉弁を保持するための通電）を直ちに停止し、
無用の電力消費を防ぐことができる。

【００１３】上記構成を有する本発明の請求項４記載の
燃焼装置は、請求項３記載の燃焼装置において、開弁判
定手段が、検出用コイルに発生する誘導起電力によっ
て、開閉弁の開閉状態を判定し、報知手段がその判定結
果を報知する。従って、例えば、開閉弁の開閉状態を報
知することにより、点火操作時に、押動力不足により開
閉弁が開弁しなかった場合には、使用者は、警告を受け
て、再点火操作を速やかに行うことができる。また、燃
焼中に、開閉弁が閉弁した場合には、消火を直ちに使用
者に報知することができる。

【００１４】

【発明の実施形態】以上説明した本発明の構成・作用を
一層明らかにするために、以下本発明の燃焼装置の好適
な実施例について説明する。図５は、一実施例としての
ガス湯沸器の概略図である。湯沸器は、燃料ガスと一次
空気との混合気を燃焼するバーナ４、燃焼熱により流水
を加熱する熱交換器２３と、バーナ４の燃焼空間を形成
する燃焼室２２とを備える。

【００１５】水入口からの給水経路には、図示しない操
作部によって、流路を開閉する水栓２４が設けられ、バ
ーナ４へのガス供給経路には、水栓２４の開閉と同時
に、ガス通路を開閉する器具栓２５が設けられる。器具
栓２５の下流には、操作部によって押動されて開弁し、
後述する熱電対の熱起電力による励磁電流によって開弁
状態を保ち、燃焼異常が発生すれば熱起電力が低下する
ことによって閉弁するマグネット式安全弁１０が設けら
れる。また、コントローラ５には電池電源を内蔵し、後
述するコントローラ５からの指令により連続放電によっ
て燃料ガスへ着火する電極７がバーナ４に設けられる。
また、操作部には連動してコントローラ５をＯＮ・ＯＦ
Ｆする点火スイッチ３（図１）が設けられる。

【００１６】熱電対は一次熱電対１と二次熱電対２とか
らなる。一次熱電対１はバーナ４に設けられ、その燃焼
炎Ｆに直接加熱されて熱起電力を発生する。また、二次
熱電対２は、熱交換器２３下部の燃焼室２２に設けた排
気詰り検出用開口２６からの排気熱により加熱されて熱
起電力を発生する。また、一次熱電対１と二次熱電対２
とは、逆極性に直列接続されてマグネット式安全弁１０
の熱電対側保持コイル８へ接続される。

【００１７】マグネット式安全弁１０の弁軸３０（図
１）の一端には、バネ（図略）により閉止方向に付勢さ
れた弁体３３が設けられ、ガス流路に設けるシート部３
４と接離可能となっている。弁軸３０の他端には吸着片
３１を設けて電磁石の吸着面と向いあっている。電磁石
の吸着面をもつＵ字型の鉄芯３２には、熱電対と接続す
る熱電対側保持コイル８と、コントローラ５と接続する
乾電池側保持コイル９とが設けられ、各々のコイルに通
電されることによって鉄芯３２に電磁力を発生する。押
動力によって弁体３３が開弁されると、吸着片３１と鉄
芯３２とが圧接され、鉄芯３２に発生する電磁力によっ
て吸着片３１を吸着し、手を放しても弁体３３が開弁保
持される。

【００１８】また、熱電対の熱起電力は、熱電対自体の
熱容量によって所定のレベルに達するまでに時間を要
し、点火直後には、十分な吸着力を発生していない。従
って、操作部が押動されると、電池電力によって、乾電
池側保持コイル９へ通電が行なわれ、瞬時に吸着片３１
を吸着し、燃焼開始時の熱電対の熱起電力による励磁電
流が所定レベルに達するまでの間、弁体３３を開弁保持
する。そして、乾電池側保持コイル９への通電が所定時
間経過後に停止されたときには、熱電対の熱起電力が所
定レベル以上に上昇して、熱電対側保持コイル８に通電
されるようになり、そのまま弁体３３を開弁保持し続け
る。また、燃焼中に、熱電対による熱電対側保持コイル
８への熱起電力による励磁電流が低下する場合には、鉄
芯３２の電磁力が低下するため、閉弁方向へのバネ（図
略）力が勝って吸着片３１を離脱し、弁体３３を閉弁す
る。

【００１９】一次熱電対１は、室内が燃焼排ガスによっ
て酸欠雰囲気となると、一次熱電対１を加熱している燃
焼炎Ｆがリフティング（飛火）を起こし始め、熱起電力
を低下する。一方、二次熱電対２は、一次熱電対１に対
して逆起電力を発生するように逆極性に直列接続され、
熱交換器２３のフィン閉塞の程度につれて熱起電力を上
昇し、一次熱電対１と二次熱電対２との合成した熱起電
力（以下、合成起電力と呼ぶ）を低下する。従って、酸
欠状態、熱交換器２３の閉塞状態、不着火、または燃焼
炎Ｆの消失等の事態が発生すると、熱電対の合成起電力
が低下し、マグネット式安全弁１０は、熱電対の合成起
電力による励磁電流で開弁を保持できなくなってガス流
路を閉弁し、不完全燃焼を防止する。

【００２０】コントローラ５には、供給される乾電池６
電力が所定レベル以上か否かを監視し、所定レベル以下
になれば、燃焼を停止する電圧監視部５ａが設けられ
る。また、点火操作後、熱電対の合成起電力が立ち上が
る所定時間まで、マグネット式安全弁１０の乾電池側保
持コイル９へ電池電力を供給し、強制的に開弁を保持す
る強制開弁保持部５ｄが設けられる。同様に、点火操作
から所定時間にわたって、バーナ４へ連続放電をして燃
料ガスに点火するイグナイター部５ｃが設けられる。ま
た、燃焼状態が異常状態か否かを合成起電力によって判
定する判定部５ｆが設けられ、この判定部５ｆには、マ
グネット式安全弁１０の開弁状態を監視する開閉状態判
定部５ｆ１と、熱交換器２３における排ガス流路の閉塞
状態を監視すると共に、燃焼時の酸欠状態を監視する不
完全燃焼判定部５ｆ２とが設けられる。そして、判定部
５ｆが異常と判定した場合には、ＬＥＤによって、使用
者に異常状態を知らせる報知部５ｇが設けられる。この
報知部５ｇには、燃焼炎Ｆの消失、熱交換器２３の排気
流路の閉塞、室内の酸素濃度の低下について、各々の異
常状態を「失火」、「閉塞」、「酸欠」とそれぞれ表示
するランプと、部屋の換気を促す「換気」、熱交換器２
３の排気流路の詰りを警告する「閉塞注意」をそれぞれ
表示するランプとが設けられる（図略）。また、消火操
作によって燃焼を停止する場合、または判定部５ｆが異
常状態を検出した場合には、マグネット式安全弁１０の
乾電池側保持コイル９へ逆電流を流すことによって、鉄
芯３２の電磁力を低下させて弁体３３を閉弁させる逆電
流部５ｅが設けられる。尚、消火操作によって、点火ス
イッチ３がＯＦＦとなった場合に、乾電池側保持コイル
９へ流れる逆電流は、コンデンサーに充電された乾電池
電力による。更に、コントローラ５における各制御部の
制御時期を決めるタイマー部５ｂが設けられる。

【００２１】次に、点火操作時におけるコントローラ５
の処理について、図３および図４を用いて説明する。点
火に際して操作部が押動操作されると（Ｓ１）、連動し
てマグネット式安全弁１０への押動が行われると共に、
点火スイッチ６が０Ｎし、イグナイター部５ｃが電極７
へ連続放電を開始する（Ｓ２）。同時に、強制開弁保持
部５ｄがマグネット式安全弁１０の乾電池側保持コイル
９へ通電し、マグネット式安全弁１０の開弁を強制的に
維持する（Ｓ３）。ステップ４では、点火操作からＴ１
秒以内（２秒以内）に、マグネット式安全弁１０の弁体
３３が開弁されて、吸着片３１が鉄芯３２に圧接された
か否かを、後述する開弁状態判定部５ｆ１が判定する
（Ｓ４）。不充分と判定されれば、直ちに、イグナイタ
ー部５ｃによる連続放電と、強制開弁保持部５ｄによる
マグネット式安全弁１０への通電を停止し、報知部５ｇ
が燃焼装置に「失火」ランプを点灯する（Ｓ４３）。ま
た、マグネット式安全弁１０は閉弁しているものの、念
の為に、逆電流部５ｅがマグネット式安全弁１０の乾電
池側保持コイル９へ逆電流をＴ４秒間（０．２秒間）流
す（Ｓ４４〜Ｓ４７）。従って、押動操作が不完全な場
合には、無用な動作を速やかに停止して乾電池電力の消
耗を防ぎ、「失火」として停止原因を表示する。操作部
による押動操作が充分である場合には、点火操作からＴ
２秒間（４秒間）、強制開弁保持部５ｄおよびイグナイ
ター部５ｃへ通電を行う（Ｓ５）。そして、ステップ６
において、熱電対の合成起電力が上昇しているか否かを
後述する不完全燃焼判定部５ｆ２が判定する。合成起電
力が上昇していない場合には、強制開弁保持部５ｄおよ
びイグナイター部５ｃへの通電を停止し、「失火」ラン
プを点灯し、逆電流部５ｅがマグネット式安全弁１０の
乾電池側保持コイル９へ逆電流を流し、マグネット式安
全弁１０を強制的に閉弁する（Ｓ４１〜４７）（以下、
強制閉弁と呼ぶ）。従って、燃焼初期に、燃料ガスの配
管中に、空気溜まりがあって燃焼炎が消失した場合であ
っても、熱起電力が所定レベル以下に低下するまで待つ
ことなく、直ちに燃料ガス流路を閉じて、燃料ガスの放
出を止めることができる。合成起電力が上昇している場
合には、強制開弁保持部５ｄおよびイグナイター部５ｃ
への通電を停止し（Ｓ７およびＳ８）、合成起電力が安
定状態になるまでＴ３秒間（２０秒間）待機し（Ｓ
９）、合成起電力の判定フローに移る（Ｓ１０）。

【００２２】燃焼生成物によって熱交換器２３に発生す
るフィン閉塞は、使用の都度、除々に進行し、フィン閉
塞の程度につれて二次熱電対２の逆起電力が高くなって
一次熱電対１との合成起電力が低くなる。即ち、通常の
使用中においては、フィン閉塞が急激に進むことはな
く、二次熱電対２の逆起電力が急激に増加することはな
い。一方、酸欠状態の場合には、室内の酸欠濃度の低下
に応じて、一次熱電対１の起電力が漸次に低下してい
く。そこで、安定状態となった合成起電力値のレベルか
ら、フィン閉塞率を判定する。ステップ１１では、合成
起電力のレベルにより、フィン閉塞率Ｈを１０％未満、
１０％〜２０％、２０％以上の区分で、後述する不完全
燃焼判定部５ｆ２によって判定する（Ｓ１１）。閉塞率
が２０％以上である場合には、直ちに機器の報知部５ｇ
に「閉塞」ランプ（Ｓ１２ａ）を点灯し、マグネット式
安全弁１０を強制閉弁して燃焼を中止する（Ｓ４４〜４
７）。従って、消火した原因がフィン閉塞であることを
使用者に報知し、燃焼を停止することができる。また、
閉塞率Ｈが１０％未満の場合には（Ｓ１２ｃ）、燃焼を
継続し、消火操作がされるまで、マグネット式安全弁１
０の閉弁と、合成起電力の降下とを、常時、監視する
（Ｓ１４〜Ｓ１６）。更に、閉塞率Ｈが１０％〜２０％
の場合には、「閉塞注意」ランプ（Ｓ１３ｂ）を点灯
し、燃焼を継続しつつ、同様の監視を続ける。従って、
フィン閉塞が生じている場合には、使用者に警告するこ
とができる。そして、燃焼中に、消火操作がされれば
（Ｓ１４）、マグネット式安全弁１０を強制閉弁する
（Ｓ４４〜４７）。また、消火操作を行わないのに、開
閉状態判定部５ｆ１がマグネット式安全弁１０の閉弁を
検出した場合には（Ｓ１５）、「失火」表示を点灯して
燃焼を中止する（Ｓ４３〜４７）。従って、燃焼中にマ
グネット式安全弁１０が振動とか衝撃によって閉弁する
事態となった場合には、失火となったことを使用者に報
知することができる。

【００２３】ステップ１６において、所定範囲内の合成
起電力の降下があると判定した場合には、室内が酸欠状
態になって一次熱電対１の熱起電力が低下し始めたと判
断し、ステップ１７に進んで、合成起電力値により室内
の酸素濃度Ｏ２を判定する。尚、酸素濃度Ｏ₂は、安定
状態の合成起電力値を定常状態（２０．９％）とし、検
出する合成起電力値により酸素濃度Ｏ２への換算ができ
るように、予めコントローラに係数が記憶されている。
そして、酸素濃度Ｏ₂を１８．５％未満と判定すれば
（Ｓ１８ａ）、直ちに機器の報知部５ｇに「酸欠」表示
を点灯し、ガス流路を閉じて燃焼を中止する（Ｓ４４〜
４７）。従って、消火した原因が酸欠であることを使用
者に報知し、燃焼を停止することができる。また、酸素
濃度Ｏ₂が１９．５％以上の場合には、燃焼を継続し、
消火操作がされるまで、マグネット式安全弁１０が閉弁
したか、更に合成起電力の降下が進まないかを常時監視
する（Ｓ１４〜１９）。なお、酸素濃度Ｏ₂が１８．５
％〜１９．５％となる場合には、「換気」（Ｓ１９ｂ）
を点灯して同様の監視を続ける。従って、室内の酸素濃
度の低下が進んでいることを検出し、使用者に部屋の換
気を促すことができる。この警告中に、使用者が換気を
行って、酸素濃度Ｏ₂が上昇した場合には、「換気」ラ
ンプを消灯し、警告を解除する（Ｓ１９ｃ）。

【００２４】一方、熱電対回路では、失火、酸欠雰囲気
またはフィン閉塞による異常状態となった場合には、こ
の判定フローによる判定とは無関係に、一次熱電対１の
逆起電力が減少、または二次熱電対２の逆起電力が増大
して合成起電力が低下する。そして、熱電対の合成起電
力が所定レベル以下に低下した場合に、マグネット式安
全弁１０は、弁体３３を開弁保持できなくなってガス流
路を閉弁し、燃焼を停止する。

【００２５】また、燃焼中に、消火操作が行われると、
操作部と連動して器具栓２５および水栓２４が閉じら
れ、点火スイッチ３が０ＦＦして燃焼が停止される。

【００２６】次に、判定部５ｆに設けられる開閉状態判
定部５ｆ１（Ｓ４およびＳ１５）と、不完全燃焼判定部
５ｆ２（Ｓ６およびＳ１１並びにＳ１６およびＳ１７）
について、以下に詳述する。点火操作によって、点火ス
イッチがＯＮすると、強制開弁保持部５ｄは、マグネッ
ト式安全弁１０の乾電池側保持コイル９へ電池電力を供
給し、マグネット式安全弁１０の鉄芯３２には、電磁力
が発生する（Ｓ３）。この際に、押動力によって、マグ
ネット式安全弁１０の鉄芯３２に吸着片３１が当接した
瞬間に、吸着片３１が鉄芯３２に発生する磁力線の磁路
となり（閉磁）、磁束の変化により乾電池側保持コイル
９に逆起電力が誘起される。これは、吸着片３１が当接
した瞬間に乾電池側保持コイル９の周辺に磁界の変化が
生じ、この磁界の変化を打ち消す向きに乾電池側保持コ
イル９に誘導起電力が生じるためである。そして更に、
吸着片３１が当接した後に、吸着片３１が離脱した場合
には（開磁）、磁路が開かれるので乾電池側保持コイル
９に当接した場合とは逆向きの誘導起電力が生じる。ま
た、押動力不足によって、マグネット式安全弁１０の鉄
芯３２に吸着片３１が全く当接しなかった場合には、乾
電池側保持コイル９に瞬間的な誘導起電力が生じない。
従って、開閉状態判定部５ｆ１は、乾電池側保持コイル
９に発生する瞬間的なコイル両端電圧の変化によって、
マグネット式安全弁１０の鉄芯３２に吸着片３１が吸着
したか、離脱したかを判定する（Ｓ４）。そして、開閉
状態判定部５ｆ１は、点火操作時に、マグネット式安全
弁１０への押動が不完全でマグネット式安全弁１０が閉
弁してしまったと判定した場合には、速やかに連続放電
を停止し（Ｓ４１）、電池電力によるマグネット式安全
弁１０への通電を停止する（Ｓ４２）。その結果、点火
操作が失敗したときの電池電力を節約することができ
る。また、燃焼中に、吸着片３１が離脱した場合には、
フィン閉塞および酸欠状態と区別して（Ｓ１５）、「失
火」ランプを点灯し（Ｓ４３）、使用者に報知すること
ができる。

【００２７】一方、乾電池側保持コイル９におけるイン
ダクタンス値（以下、Ｌ値と呼ぶ）は、吸着片３１と鉄
芯３２とが吸着している場合と吸着していない場合とで
異なった値となる。例えば、図２にインダクタンスにつ
いて実験上得られたグラフを示す。図では、吸着してい
ない場合に（特性ｂ）乾電池側保持コイル９のＬ値は小
さく、熱電対側保持コイル８に流れる電流値の大小にか
かわらずほぼ一定する。これは、吸着片３１が吸着して
いない場合には、吸着片３１が鉄芯３２と離れているた
めに磁路が開磁路となるためである。また、吸着してい
る場合には（特性ａ）、Ｌ値は大きく、熱電対側コイル
の電流値が大きいほどＬ値が小さい。これは、吸着片３
１が鉄芯３２に発生する磁力線の磁路となっており、か
つ、熱電対側保持コイル８に流れる直流電流の増加に伴
って、鉄芯３２に発生する磁束が磁気的に飽和する方向
となるために、鉄芯３２の透磁率が低下するためであ
る。また、図２に示すように、乾電池側保持コイル９の
Ｌ値と熱電対側保持コイル８の電流値との関係は、所定
の領域内（約２００〜４００ｍＡ）で比例関係にある。
従って、不完全燃焼判定部５ｆ２（Ｓ６およびＳ１１並
びにＳ１６およびＳ１７）は、乾電池側保持コイル９の
Ｌ値を検出することによって、熱電対側保持コイル８の
励磁電流値を判定できる。そして、この励磁電流から合
成起電力を特定して、安定状態の合成起電力からフィン
閉塞率を判定し（Ｓ６、Ｓ１１）、降下する合成起電力
から室内の酸素濃度Ｏ２を判定し（Ｓ１６、Ｓ１７）、
両者を区別して判定することができる。その結果、フィ
ン閉塞および酸欠による燃焼装置の停止前に、使用者
は、報知部５ｇにより警告を受け（Ｓ１２ｂおよびＳ１
９ｂ）、改善の機会を得ることができる。また、燃焼装
置が停止した場合には、使用者は、停止に至った原因を
知ることができ（Ｓ１２ａおよびＳ１９ａ）、不具合原
因の解消を行うことができる。更に、乾電池側保持コイ
ル９が検出用コイルを兼ねるために、構成が簡単になっ
て安価に作製できる利点がある。

【００２８】以上のように、本実施例の燃焼装置は、熱
電対回路におけるマグネット式安全弁１０が電磁力を消
失して閉弁することとは無関係に、コントローラ５が熱
電対の合成起電力の低下を判定し、燃焼を停止すること
ができる。また、排気流路の詰りが進行している場合に
は「閉塞注意」を表示して警告し、室内の酸素濃度の低
下が進んでいる場合には「換気」を表示して使用者に換
気を促すことができる。また、不完全燃焼防止装置が作
動した場合には、原因を「失火」、「フィン閉塞」、
「酸欠」に区別して判定し、その判定結果を表示して使
用者に知らせることができる。従って、安全装置として
の信頼性を向上することができる。

【００２９】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこうした実施例に何等限定されるものでは
なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施
例では、フィン閉塞状態または酸欠状態のいずれである
かの不完全燃焼判定部５ｆ２を設ける構成として説明し
たが、フィン閉塞状態または酸欠状態かを区別せず、そ
れらを総合的に判定するだけの不完全燃焼判定部５ｆ２
の構成であっても良い。この場合には、熱電対回路にお
けるマグネット式安全弁１０が閉弁する直前を知らせ、
不完全燃焼になりつつあることを使用者に促すことがで
きる。また、判定部５ｆ１の構成が簡略化されて安価に
作製できる。また、本実施例では、燃料ガス量が一定で
ある燃焼装置の構成として説明したが、バーナ４へのガ
ス供給経路に燃料ガス量を可変する能力切替部を設ける
構成としても良い。また、能力切替部を設ける場合に
は、能力切替部と連動し、コントローラ５に記憶されて
いるフィン閉塞率Ｈおよび酸素濃度Ｏ₂への換算係数を
変更するようにしても良い。この場合には、燃料ガス量
に応じたフィン閉塞率Ｈおよび酸素濃度Ｏ₂を判定でき
るために、判定精度が向上する。また、本実施例のよう
に、コントローラ５に設けられる判定部５ｆには、開閉
状態判定部５ｆ１と不完全燃焼判定部５ｆ２の両方を設
ける構成に限定されず、どちらか片方を設ける構成であ
っても良い。また、酸欠状態およびフィン閉塞状態にな
りつつあるとの警告は、本実施例の構成に限定されず多
段階的に進行度を表示する構成であっても良い。また、
不完全燃焼判定部５ｆ２の判定結果により報知部５ｇが
警告する構成に限定されず、燃料ガスの供給量を低下さ
せたり、空気ダンパーを開度を大きくする等、不完全燃
焼の回避制御を行う構成であっても良い。この場合に
は、不具合回避機能を備えた燃焼装置として更に信頼性
が向上する。また、報知部５ｇは、ＬＥＤを点灯させて
機器の状態を表示する構成に限定されず、液晶、ブザー
等、他の方法により、視覚だけでなく、聴覚に訴えて報
知する構成であっても良い。また、押動操作は、手動で
マグネット式安全弁１０を開弁する構成に限定されず、
他の押動力により開弁する構成であっても良い。

【００３０】また、実施例では、消火操作時に、点火ス
イッチ６がＯＦＦすると、逆電流部５ｅが乾電池側保持
コイル９へ逆電流を流すことによって、マグネット式安
全弁１０における鉄芯３２の電磁力を低下させて弁体３
３を閉弁させる構成として説明したが、消火操作時に
は、逆電流を流さず、器具栓２５を閉じて消火し、熱電
対の合成起電力が低下してマグネット式安全弁１０が閉
弁する構成としても良い。

【００３１】また、開閉状態判定部５ｆ１がマグネット
式安全弁１０の開閉状態を判定し、開弁状態と判定され
れば、この判定情報により、燃焼ランプを点灯して燃焼
状態を表示し、イグナイター部５ｃによる放電を停止す
る等他の制御を行う構成としても良い。また、一次熱電
対１はバーナ４の燃焼炎Ｆに加熱されて熱起電力を発生
する構成に限定されず、バーナ４の燃焼が不完全燃焼と
なる前に、不完全燃焼を検知するパイロット炎にて一次
熱電対１を加熱する構成としても良い。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の燃焼装置によれば、不完全燃焼となる前に燃焼機
器を停止させるという従前の不完全燃焼防止装置の機能
に加えて、熱電対回路方式の長所を維持しつつ、不完全
燃焼防止装置が作動する以前から燃焼状況を監視できる
という優れた効果を奏する。

【００３３】また、本発明の請求項２記載の燃焼装置に
よれば、請求項１による効果に加えて、的確に燃焼機器
の燃焼状況を使用者に伝えることができる。例えば、正
常燃焼であることを知らせて安心させたり、異常燃焼に
至る兆候を検出して注意を促すことができる。従って、
不完全燃焼防止装置の機能を向上させることができる。

【００３４】また、本発明の請求項３記載の燃焼装置に
よれば、不完全燃焼となる前に燃焼機器を停止させると
いう従前の不完全燃焼防止装置の機能に加えて、点火操
作時の押動力不足の場合には、コントローラにおける連
続放電等の点火処理を停止して、無用の電力消費を防ぐ
ことができる。

【００３５】また、本発明の請求項４記載の燃焼装置に
よれば、請求項３による効果に加えて、的確に開閉弁の
開閉状況を使用者に伝えることができる。例えば、点火
操作時の押動力不足を知らせたり、開弁状態により燃焼
中であることを知らせたり、振動・衝撃によってガス流
路が閉じられたことを知らせることができる。従って、
不完全燃焼防止装置の機能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るコントローラおよび熱電
対回路の概略図である。

【図２】本発明の実施例に係るインダクタンスについて
実験上得られたグラフである。

【図３】本発明の実施例に係る点火時のフローチャート
である。

【図４】本発明の実施例に係る熱起電力判定時のフロー
チャートである。

【図５】燃焼装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１一次熱電対２二次熱電対３点火スイッチ４バーナ５コントローラ５ａ電圧監視部５ｂタイマー部５ｃイグナイター部５ｄ強制開弁保持部５ｅ逆電流部５ｆ判定部５ｆ１開閉状態判定部５ｆ２不完全燃焼判定部５ｇ報知部６乾電池７電極８熱電対側保持コイル９乾電池側保持コイル１０マグネット式安全弁３０弁軸３１吸着片３２鉄芯３３弁体３４シート部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料ガスと空気との混合気を燃焼するバ
ーナと、上記バーナへのガス流路を常時閉弁する方向に付勢さ
れ、押動力により開弁される開閉弁と、上記バーナの燃焼状態に応じて熱起電力を発生する熱電
対と、上記熱電対の熱起電力による励磁電流によって、電磁力
を発生して上記開閉弁の吸着片を吸着して開弁保持する
電磁石とを備えた燃焼装置において、上記電磁石に検出用コイルを設け、上記検出用コイルのインダクタンス値により、上記熱電
対の熱起電力による励磁電流を検出する励磁電流検出手
段を備えたことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】上記励磁電流検出手段による検出結果に
基づいて燃焼状態を報知する報知手段を備えたことを特
徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】燃料ガスと空気との混合気を燃焼するバ
ーナと、上記バーナへのガス流路を常時閉弁する方向に付勢さ
れ、押動力により開弁される開閉弁と、上記バーナの燃焼状態に応じて熱起電力を発生する熱電
対と、上記熱電対の熱起電力による励磁電流によって、電磁力
を発生して上記開閉弁の吸着片を吸着して開弁保持する
電磁石とを備えた燃焼装置において、上記電磁石に検出用コイルを設け、上記検出用コイルに発生する誘導起電力によって、上記
開閉弁の開閉状態を判定する開弁判定手段を備えたこと
を特徴とする燃焼装置。
【請求項４】上記開弁判定手段による判定結果を報知
する報知手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の
燃焼装置。