JP3650389B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、風呂釜等に好適な燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガス管中に配設される元電磁弁と、副ガス路及び主ガス路に配設される第1、第2開閉弁と、摘みの点火位置で前記第1開閉弁を開弁状態にするとともに前記元電磁弁を強制開弁する操作機構と、パイロットバーナに点火する圧電式の点火器と、摘みの燃焼位置で第2開閉弁が開きガス管から主ガス管を介してガスが供給されパイロットバーナにより点火して燃焼するメインバーナと、該メインバーナにより加熱され、浴槽内の水を昇温させる熱交換器と、パイロットバーナの燃焼炎により熱起電力を発生し、該熱起電力により前記元電磁弁を開弁保持する熱電対とを有するガス風呂釜が従来より知られている(先行技術文献情報なし)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のガス風呂釜は、点火操作に手間がかかるという欠点がある為、発明者らは、下記に示す改良形のガス風呂釜を試作し検討した。
【0004】
改良形のガス風呂釜は、ガス管から分岐し、メインバーナ、パイロットバーナに、夫々、ガスを供給する主ガス管、副ガス管と、前記ガス管の途中に配設される電池電磁弁と、前記主ガス管、副ガス管の途中に配設されるメインバルブ、パイロットバルブと、モータの回転により、上記各バルブを開閉操作するモータ式駆動機構と、前記パイロットバーナに点火する為の点火器と、前記パイロットバーナの燃焼状態を検知する燃焼状態検出手段と、各バルブの開・閉位置を検出するバルブ位置検出手段と、点火が指示されると、前記バルブ位置検出手段が前記パイロットバルブの開位置を検出するまでモータに通電するとともに、前記電池電磁弁に通電し、前記パイロットバーナの燃焼を検知すると前記メインバルブの開位置を検出するまで前記モータに通電し、又、消火が指示されると、前記電池電磁弁への通電を停止するとともに、前記バルブ位置検出手段が各バルブの閉位置を検出するまで前記モータに通電する制御器とを有する。
【0005】
上記改良形のガス風呂釜において、電池電磁弁が正常ならば、消火指示により前記電池電磁弁への通電が停止すると閉弁状態になる。しかし、固着等により、電池電磁弁が開弁状態で故障する可能性もあり、この場合、ガス管路は、メインバルブやパイロットバルブにより遮断される状態となる。
【0006】
本発明の第1の目的は、元電磁弁が開弁状態で故障した場合には、燃焼器を確実に消火できる燃焼装置の提供にある。
本発明の第2の目的は、元電磁弁が正常であるか否かの機能確認ができる燃焼装置の提供にある。
【0007】
【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)燃料供給管路に配設される元電磁弁と、該燃料供給管路中に配設される開閉弁と、該開閉弁を開閉操作するモータ式駆動機構と、前記燃料供給管路を介して燃料が供給され、点火器により点火して燃焼する燃焼器と、該燃焼器の燃焼状態を検知する燃焼状態検出手段と、前記開閉弁の開・閉位置を検出する弁位置検出手段と、点火が指示されると、前記弁位置検出手段が前記開閉弁の開位置を検出するまでモータに通電するとともに、前記元電磁弁に通電し、又、消火が指示されると、前記元電磁弁への通電を停止するとともに、前記燃焼状態検出手段が消火を検知すると前記弁位置検出手段が前記開閉弁の閉位置を検出するまで前記モータに通電し、消火が指示されてから所定時間が経過しても前記燃焼状態検出手段が消火を検知しない場合には、前記元電磁弁が故障していると判断して、前記弁位置検出手段が前記開閉弁の閉位置を検出するまで前記モータに通電する制御器とを有する。
【0008】
(2)上記(1) の構成を有し、前記元電磁弁の故障を前記制御器が検知すると報知する報知手段を設けた。
【0009】
【作用】
〔請求項1について〕
点火が指示されると、制御器は、弁位置検出手段が開閉弁の開位置を検出するまでモータに通電するとともに、元電磁弁に通電する。
これにより、元電磁弁及び開閉弁が開弁状態になり、燃焼器は燃料供給管路を介して燃料が供給され、点火器の作動により点火して燃焼を開始する。
【0010】
消火が指示されると、制御器は元電磁弁への通電を停止するとともに、燃焼状態検出手段が消火を検知すると、弁位置検出手段が開閉弁の閉位置を検出するまでモータに通電する。これにより、元電磁弁及び開閉弁が共に閉弁する{元電磁弁が正常の場合}。
【0011】
しかし、元電磁弁が開弁状態で故障した場合は、消火が指示され、元電磁弁への通電が停止されても元電磁弁が開弁状態を維持するので燃焼器は燃焼を継続する。そこで、所定時間が経過しても燃焼状態検出手段が消火状態を検知しない場合には、元電磁弁の故障と判断する。尚、故障と判断した後は、弁位置検出手段が開閉弁の閉位置を検出するまでモータに通電するので開閉弁が閉弁し、燃焼器は消火する。
【0012】
〔請求項2について〕
元電磁弁が故障していると制御器が判断した場合には報知手段が報知する。
【0013】
【発明の効果】
〔請求項1について〕
消火が指示されると、制御器は、燃焼状態検出手段が燃焼器の消火{元電磁弁への通電停止により元電磁弁が閉弁する}を検知してからモータに通電して開閉弁を閉弁駆動する構成である。
【0014】
この為、元電磁弁が正常である{消火が指示されると燃焼器が消火する}か開弁ロック故障している{消火が指示されても燃焼器が消火しない}かをチェックする事ができる。
尚、元電磁弁が開弁ロック故障している場合は、消火が指示されてから所定時間経過後に開閉弁がモータによって閉弁状態になり消火するので問題がない。
【0015】
〔請求項2について〕
元電磁弁が故障していると制御器が判断した場合には報知手段が報知する構成であるので、燃焼器が燃焼しているか否かが容易に判らない構造の燃焼装置であっても、元電磁弁が故障しているか否かが容易に判る。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例(請求項1、2に対応)を図1〜図8に基づいて説明する。
図1、図2に示す様に、屋外設置用のガス風呂釜Aは、ガス管1から分岐しメインバーナ11、パイロットバーナ12にガスを供給する主ガス管111、副ガス管112と、ガス管1中に配設される電池電磁弁2と、主ガス管111及び副ガス管112中に配設されるメインバルブ3及びパイロットバルブ4と、ギアドモータ51の回転により、メインバルブ3及びパイロットバルブ4を開閉操作するモータ式駆動機構5と、パイロットバーナ12を点火する為の電極31と、パイロットバーナ12の点・消火を検知するサーモカップル32と、各バルブの開・閉位置{ギアドモータ51の回転位置}を検出するバルブ位置検出機構6と、マイクロコンピュータ71を有する電装ユニット7とを有する。又、8は電装ユニット7に接続線81により繋がれるリモコン、91は熱交換器、92は排気筒、93は乾電池、113はガス圧を一定にするためのガバナである。
【0017】
メインバーナ11は、ブンゼン燃焼式(12000kcal/h)であり、浴槽の水が通過する熱交換器91の下方に複数配設されて、熱交換器91を加熱する。
パイロットバーナ12は、メインバーナ11を点火させるためのものである。
【0018】
電池電磁弁2は、乾電池93(単一×2本)の起電力(3V)で作動する電磁弁であり、電池電磁弁駆動回路72を介して吸引電流(230mA×0.3秒)が流されて吸着し、吸着後、保持電流(1.6mA)により保持される。
【0019】
メインバルブ3、パイロットバルブ4は、モータ式駆動機構5に連設され、後述するカムの回転によりロッドが押圧・押圧解除され、図3に示す各カムの回転位置で開弁・閉弁する。
【0020】
モータ式駆動機構5は、ギアドモータ51、ギアドモータ51の回転を減速する減速歯車群、減速歯車群により減速回転するカム等により構成され、ギアドモータ51の回転により、図3に示す各カムの回転位置でメインバルブ3及びパイロットバルブ4を開弁・閉弁する。尚、ギアドモータ51はモータ駆動回路75を介してマイクロコンピュータ71により制御される。
【0021】
電極31は、点火タイミング時にイグナイタ回路73により高電圧が印加され、スパーク放電する。
サーモカップル32は、燃焼炎に晒されて熱起電力を発生し、該熱起電力は燃焼状態検出回路74を介してマイクロコンピュータ71に入力される。
【0022】
バルブ位置検出機構6は、上記カムに形成された二組の凹溝と、これら凹溝にバネ片を弾着させたマイクロスイッチMS1、MS2とにより構成される。尚、カムの回転位置によりマイクロスイッチMS1、MS2は、図3に示す様にオン・オフする。
【0023】
電装ユニット7は、マイクロコンピュータ71、電池電磁弁駆動回路72、イグナイタ回路73、燃焼状態検出回路74、タイマー回路741、モータ駆動回路75、処理回路76、電源回路77、分圧回路78、及びLED駆動回路79を具備する。
【0024】
電池電磁弁駆動回路72は、マイクロコンピュータ71の指示により、図4、図5に示すタイムチャートに示す様に、電池電磁弁2に、吸着電流、保持電流を流す。
イグナイタ回路73は、マイクロコンピュータ71の指示により、図4、図5に示すタイムチャートに示す期間、電極31に高電圧を印加する。
タイマー回路741は、各時定数を有し、タイムアップすると、電池電磁弁駆動回路72に、電池電磁弁2の保持停止等を指示する。
【0025】
モータ駆動回路75は、マイクロコンピュータ71の指示により、図4、図5に示すタイムチャートに示す様にギアドモータ51に通電する。
処理回路76は、マイクロスイッチMS1、MS2の接点状態を、Hi、Loレベルに変換し、マイクロコンピュータ71に出力する。
【0026】
電源回路77は、電池電圧が低下しても出力電圧がDC3Vを維持する昇圧形安定化回路や、電源を遮断する遮断回路等を有する。
分圧回路78は、タイマーボリューム82の抵抗値に対応する分圧電圧を出力し、該分圧出力をマイクロコンピュータ71に入力する。尚、タイマーボリューム82の抵抗値に応じて、燃焼タイマーTnのタイマー時間がマイクロコンピュータ71により0分〜80分に決定される。
【0027】
LED駆動回路79は、マイクロコンピュータ71の指示により、LED83、84をパルス駆動し、図4、図5に示す様に、LED83、84を点灯、消灯、又は所定タイミングで点滅させる。
【0028】
マイクロコンピュータ71は、電源回路77、分圧回路78、処理回路76、及び燃焼状態検出回路74の各出力に基づき、図6〜図8に示す様に動作が行われる様に、LED駆動回路79、イグナイタ回路73、電池電磁弁駆動回路72、モータ駆動回路75に指示する。
【0029】
リモコン8は、80分迄の燃焼時間を設定するタイマーボリューム82(20KΩ)、電池確認用のLED83(緑色発光)、燃焼確認用のLED84(赤色発光)、点火又は消火を指示する点火スイッチ85(常開形の押ボタンスイッチ)により構成される。
【0030】
次に、ガス風呂釜Aの作動を、図6〜図8に示すフローチャート、図3〜図5のタイムチャート等に基づいて説明する。尚、図3、図4は、夫々、電池電磁弁2の正常時、図5は開弁ロック故障時におけるタイマ消火(又は手動消火)のタイムチャートである。
【0031】
燃焼タイマーTnが3分以上となる様に、タイマーボリューム82の摘み821を回す{図3の状態861}。尚、燃焼タイマーTnが3分未満の場合は、燃焼タイマーTnの設定がないものと見なす。
ステップs1で、マイクロコンピュータ71は、点火スイッチ85が押圧操作されたか否か電源回路77からの信号に基づいて判別し、押圧操作を検知した場合{(YES);図4、図5の“点火操作”}はステップs2に進む。
ステップs2で、マイクロコンピュータ71は、燃焼タイマーTnが3分以上であるか否か判別し、Tn≧3分の場合(YES)はステップs3に進み、Tn<3分の場合(NO)はステップs1に戻る。
【0032】
ステップs3で、マイクロコンピュータ71は、イグナイタ回路73を作動させ、ステップs4に進む。
【0033】
ステップs4で、マイクロコンピュータ71は、ギアドモータ51が回転する様にモータ駆動回路75に指示し、ステップs5に進む。これにより、パイロットバルブ4が閉→開になる。
【0034】
ステップs5で、マイクロコンピュータ71は、パイロットバルブ4が開位置になったか否か、マイクロスイッチMS1、MS2の接点状態を処理回路76を介して判別し、開位置になっていると判別した場合(YES)はステップs6に進む。
【0035】
ステップs6で、マイクロコンピュータ71は、ギアドモータ51の停止をモータ駆動回路75に指示してギアドモータ51を停止させ{図3の状態862}、ステップs7に進む。
【0036】
ステップs7で、マイクロコンピュータ71は、電池電磁弁2に吸引電流(230mA×0.3秒間)を流し、吸引後、保持電流(1.6mA)が継続して流れる様に電池電磁弁駆動回路72に指示する。
ステップs8で、マイクロコンピュータ71は、パイロットバーナ12が着火しているか否かを、燃焼状態検出回路74を介してサーモカップル32の熱起電力が所定値以上であるか否かにより判別し、着火を検知した場合{(YES);図4、図5の“TC着火検知”}はステップs10に進み、検知しない場合(NO)はステップs9に進む。
【0037】
ステップs9で、イグナイタ回路73の作動から25秒経過したか否か判別し、経過した場合(YES)はステップs27に進み、経過していない場合(NO)はステップs8に戻る。
【0038】
ステップs10で、マイクロコンピュータ71は、イグナイタ回路73を停止させ、ステップs11に進む。
ステップs11で、マイクロコンピュータ71は、ギアドモータ51が回転する様にモータ駆動回路に指示し、ステップs12に進む。これにより、メインバルブ3が閉→開になる。
【0039】
ステップs12で、マイクロコンピュータ71は、メインバルブ3が開位置になったか否か、マイクロスイッチMS1、MS2の接点状態を処理回路76を介して判別し、開位置になっていると判別した場合(YES)はステップs13に進む。
【0040】
ステップs13で、マイクロコンピュータ71は、ギアドモータ51の停止をモータ駆動回路75に指示してギアドモータ51を停止させ{図3の状態863;図4、図5の“MV全開”}、ステップs14に進む。
【0041】
ステップs14で、メインバーナ11による燃焼を継続し、ステップs15に進む。
ステップs15で、燃焼タイマーTnが0分であるか否か判別し、Tn=0分の場合{(YES);図4、図5の“消火指示”}はステップs16に進み、Tn>0の場合はステップs14に戻ってメインバーナ11による燃焼を継続する。尚、燃焼タイマーTnは時間経過により0分になる以外に、タイマーボリューム82を左端に回し切っても0分となる。
【0042】
ステップs16で、マイクロコンピュータ71は、電池電磁弁2への保持電流が遮断される様に電池電磁弁駆動回路72に指示し、ステップs17に進む。これにより、電池電磁弁2が閉弁する(正常時)。
【0043】
ステップs17で、マイクロコンピュータ71は、パイロットバーナ12が消火しているか否かを、燃焼状態検出回路74を介してサーモカップル32の熱起電力が所定値未満であるか否かにより判別し、検知しない場合(NO)はステップs18に進み、消火を検知した場合{(YES);図4の“TC消火検知”}はステップs23に進む。
【0044】
ステップs18で、電池電磁弁2への保持電流遮断から120秒が経過したか否か判別し、経過していない場合(NO)はステップs17に戻り、経過している場合(YES)はステップs19に進む。尚、120秒は、電池電磁弁2が閉弁して消火してもサーモカップル32の熱起電力が所定値未満になるのに数秒〜数十秒かかるため、誤判別防止のため、余裕をもって決めてある。
【0045】
ステップs19で、マイクロコンピュータ71は、ギアドモータ51が回転する様にモータ駆動回路75に指示し、ステップs20に進む。これにより、メインバルブ3が開→閉になり、パイロットバルブ4も遅れて開→閉になる。
【0046】
ステップs20で、マイクロコンピュータ71は、メインバルブ3及びパイロットバルブ4が共に閉位置になったか否か、マイクロスイッチMS1、MS2の接点状態を処理回路76を介して判別し、共に閉位置になっていると判別した場合(YES)はステップs21に進む。
【0047】
ステップs21で、マイクロコンピュータ71は、ギアドモータ51の停止をモータ駆動回路75に指示してギアドモータ51を停止させ、ステップs22に進む。
【0048】
ステップs22で、マイクロコンピュータ71は、電池電磁弁2の故障を、駆動回路79を介してLED83、84を同期点滅(1秒間点灯- 1秒間消灯)させる事により報知する{乾電池93が切れるまで継続}。尚、電池電磁弁2の故障が検知されると点火スイッチ85を受け付けなくなる。
【0049】
ステップs23で、マイクロコンピュータ71は、ギアドモータ51が回転する様にモータ駆動回路に指示し、ステップs24に進む。これにより、メインバルブ3が開→閉になり、パイロットバルブ4も遅れて開→閉になる。
【0050】
ステップs24で、マイクロコンピュータ71は、メインバルブ3及びパイロット4が共に閉位置になったか否か、マイクロスイッチMS1、MS2の接点状態を処理回路76を介して判別し、共に閉位置になっていると判別した場合(YES)はステップs25に進む。
【0051】
ステップs25で、マイクロコンピュータ71は、ギアドモータ51の停止をモータ駆動回路75に指示してギアドモータ51を停止させ{図3の状態864;図4の“停止”}、ステップs26に進む。
ステップs26で、マイクロコンピュータ71は、電源回路77に指示して電源を遮断する。
【0052】
ステップs27で、マイクロコンピュータ71は、電池電磁弁2への保持電流が遮断される様に電池電磁弁駆動回路72に指示し、ステップs28に進む。これにより、電池電磁弁2が閉弁する。
ステップs28で、マイクロコンピュータ71は、イグナイタ回路73を停止させ、ステップs29に進む。
【0053】
ステップs29で、マイクロコンピュータ71は、ギアドモータ51が回転する様にモータ駆動回路75に指示し、ステップs30に進む。これにより、メインバルブ3が開→閉になり、パイロットバルブ4も遅れて開→閉になる。
【0054】
ステップs30で、マイクロコンピュータ71は、メインバルブ3及びパイロット4が共に閉位置になったか否か、マイクロスイッチMS1、MS2の接点状態を処理回路76を介して判別し、共に閉位置になっていると判別した場合(YES)はステップs31に進む。
【0055】
ステップs31で、マイクロコンピュータ71は、ギアドモータ51の停止をモータ駆動回路75に指示してギアドモータ51を停止させ、ステップs32に進む。
ステップs32で、マイクロコンピュータ71は、電源回路77に指示して電源を遮断する。
【0056】
次に、本実施例のガス風呂釜Aの利点を述べる。
〔ア〕燃焼タイマーTnが0分となって消火が指示されると、マイクロコンピュータ71は、電池電磁弁2への保持電流の遮断を最初に指示し(ステップs16)、これにより電池電磁弁2が閉弁する(正常の場合)か否(開弁ロック故障の場合)かの電磁弁メカチェックを、ステップs17とステップs18により実施している。
【0057】
そして、開弁ロック故障であると判別された場合{ステップs18でYESの場合}は、パイロットバーナ12及びメインバーナ11の消火後{ギアドモータ51への通電指示により、パイロットバルブ4及びメインバルブ3が閉弁する}に、電池電磁弁2の故障を報知する(ステップs22)構成である。
この為、使用者は、消火指示時にガス風呂釜Aの近傍から離れていても、電池電磁弁2の故障発生を容易に知る事ができる{図5の“報知”以降}。
【0058】
〔イ〕又、電池電磁弁2が故障すると、点火スイッチ85を受け付けなくなるので、使用者は、必ず、サービスセンターへ修理を依頼する。この為、電池電磁弁2が故障状態でガス風呂釜Aが使用されない。
【0059】
〔ウ〕電池電磁弁2が故障した場合には、LED83、84の同期点滅を行う構成である。このため、異常報知用の素子を新たに設ける必要が無いとともに、注意をひくので使用者に強く故障を報知する事ができる。
【0060】
本発明は、上記実施例以外に、次の実施態様を含む。
a.燃焼装置が、元止式のガス湯沸器や、ガスこんろ等の場合は、燃焼器の燃焼状態が、燃焼音や燃焼炎により確認できるので、請求項2の報知手段は必ずしも必要では無い。
【0061】
b.燃焼器がパイロットバーナを有さず、ダイレクト着火方式であっても良い{請求項1に対応}。
c.電池電磁弁2の異常に伴う異常報知は、その他、ブザー、合成音声、図形表示等でも良い。
d.燃料はガス以外に、石油等の液体燃料であっても良い。尚、燃料がガスの場合が特に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係るガス風呂釜の構成を示す説明図である。
【図2】そのガス風呂のブロック図である。
【図3】そのガス風呂において、カムの回転位置と、バルブ位置、マイクロスイッチ等との関係を示す状態説明図である。
【図4】そのガス風呂において、経過時間に伴う各部材の作動を示すタイムチャートである{電池電磁弁の正常時}。
【図5】そのガス風呂において、経過時間に伴う各部材の作動を示すタイムチャートである{電池電磁弁の故障時}。
【図6】そのガス風呂釜の作動を示すフローチャートである。
【図7】そのガス風呂釜の作動を示すフローチャートである。
【図8】そのガス風呂釜の作動を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 ガス管(燃料供給管路)
2 電池電磁弁(元電磁弁)
3 メインバルブ(開閉弁)
4 パイロットバルブ(開閉弁)
5 モータ式駆動機構
6 バルブ位置検出機構(弁位置検出手段)
7 電装ユニット(制御器)
11 メインバーナ(燃焼器)
12 パイロットバーナ(燃焼器)
31 電極(点火器)
32 サーモカップル(燃焼状態検出手段)
51 ギアドモータ
73 イグナイタ回路(点火器)
74 燃焼状態検出回路(燃焼状態検出手段)
111 主ガス管
112 副ガス管
Claims (2)
- 燃料供給管路に配設される元電磁弁と、
該燃料供給管路中に配設される開閉弁と、
該開閉弁を開閉操作するモータ式駆動機構と、
前記燃料供給管路を介して燃料が供給され、点火器により点火して燃焼する燃焼器と、
該燃焼器の燃焼状態を検知する燃焼状態検出手段と、
前記開閉弁の開・閉位置を検出する弁位置検出手段と、
点火が指示されると、前記弁位置検出手段が前記開閉弁の開位置を検出するまでモータに通電するとともに、前記元電磁弁に通電し、
又、消火が指示されると、前記元電磁弁への通電を停止するとともに、前記燃焼状態検出手段が消火を検知すると、前記弁位置検出手段が前記開閉弁の閉位置を検出するまで前記モータに通電し、
消火が指示されてから所定時間が経過しても前記燃焼状態検出手段が消火を検知しない場合には、前記元電磁弁が故障していると判断して、前記弁位置検出手段が前記開閉弁の閉位置を検出するまで前記モータに通電する制御器とを有する燃焼装置。 - 前記元電磁弁の故障を前記制御器が検知すると報知する報知手段を設けた請求項1記載の燃焼装置。
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