JP3748705B2 - 複合式燃焼装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば給湯機能と追焚き機能等の複数の機能を備えた複合式燃焼装置に係り、特にそのパイロットバーナ用の電磁弁を省略して省電力をはかることができる改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の複合式燃焼装置は、図１０に示すように構成されている。
図において、この燃焼装置は複合式の給湯器であり、複合式給湯器１は、風呂の追焚き用のバーナ１と給湯用のバーナ２を備えており、それぞれ風呂用の熱交換器３と給湯用の熱交換器４とを加熱して、風呂の追焚きと給湯の二つの機能を備えるようになっている。
【０００３】
風呂用の熱交換器３は、バーナ１にて加熱されると、浴槽１６の湯が循環する自然循環式の風呂釜で構成されている。
【０００４】
一方、給水管６は、水ガバナ７が収容されたダイヤフラムケース７ｂに接続されている。そして、ダイヤフラムケース７ｂの内部には、通水の水流の差圧で動くダイヤフラム７ａが収容されており、このダイヤフラム７ａでダイヤフラムケース７ｂ内は高圧側と低圧側との画成されている。したがって、通水時に差圧で動くダイヤフラム７ａに取り付けられた水ガバナ７により、水圧が変わっても水量がほぼ一定に維持される。またダイヤフラムケース７ｂ内の通路内には湯温つまみ８が接続されて、給水量を調整できるようになっている。
【０００５】
また、ダイヤフラムケース７ｂ内のら水ガバナ７をへて、水圧に対して水量が一定となった後に水通路は給湯管３１を通り、給湯側熱交換器４に向かって流れる。一方ダイヤフラムケース７の低圧側には、バイパス管６ａが接続され、このバイパス管６ａは上記給湯管３１に接続されている。ダイヤフラムケース７ｂの低圧側と高圧側は、熱交換器４またはオリフィス８１を介してつながっているので、通水がない時には、低圧側と高圧側の圧力は給水圧力と一致し、ダイヤフラム７ａは中央に位置して移動しない。通水があると熱交換器４またはオリフィス８１の圧力損失分だけ水圧に差を生じ、ダイヤフラム７ａが右側に動き、水流が給水圧に応じて多く流れようとすると、水ガバナが水路を塞いで流量をコントロールするようになっている。
【０００６】
さらに、給湯管３１には水流スイッチ９が接続されており、次の三箇所に給湯できるようになっている。
すなわち、水流スイッチ９の下流には第１の出湯管１２と、出湯栓切り替えレバー１１を介してシャワー管１３及び第２の出湯管１４が接続され、給湯管３１と第２の出湯管１４の間には水電磁弁１０を介してバイパス管１４ａが設けられている。
【０００７】
一方、風呂および給湯の各バーナに対して燃料供給を行う燃料供給系は、図示しないガス供給源から延びるガス管に接続されて、ガス供給系を開閉するための元ガス電磁弁１８を備えている。この元ガス電磁弁１８の下流は、分岐箇所３７にて給湯用ガス管３４と風呂用ガス管３５とパイロット用ガス管３６の三つに分岐している。
【０００８】
給湯用ガス管３４は、給湯用ガスガバナ１９介して給湯用ガスの開閉弁である第１の電磁弁２３と、第２の電磁弁２４とが接続されて、さらに給湯用ガスバーナ２に接続されている。そして、この第２の電磁弁２４は、上述の湯温つまみ８に連動している。
【０００９】
風呂用ガス管３５は、風呂用ガスガバナ２０を介して、風呂ガス電磁弁２９が接続され、さらに風呂用ガスバーナ１に接続されている。
パイロット用ガス管３６は、パイロット用ガス電磁弁２２を介してパイロット用バーナ２１に接続されている。
このパイロット用バーナ２１は、上述の風呂用及び給湯用バーナに隣接して配置されており、パイロット用バーナの火炎は、風呂用及び給湯用の各バーナの点火に際して、これらバーナに火を移すことができるようになっている。
【００１０】
したがって、この複合式給湯器の各燃焼に先立って、このパイロット用バーナに点火動作をさせるために、点火手段として、点火電極２７と、この点火電極２７に高電圧を送るイグナイタ２８と、パイロットバーナ２１に燃焼火炎を検出するフレームロッド２６及び／または熱電対２５が設けられている。
【００１１】
以上のように構成された複合式給湯器１では、給湯運転にあっては、使用者が給湯栓切替えレバーを操作して水路を閉の位置から出湯側等に切り換えると、水流スイッチ９がオンして以下の動作が行われる。あるいは、風呂運転においては、使用者が図示しない風呂スイッチを押すことにより以下の動作が行われる。
すなわち、内蔵電池の電力により、元ガス電磁弁１８及びパイロットガス電磁弁２２を開いて、パイロットバーナ２１に燃料ガスを供給し、点火装置（イグナイタ）２８の高電圧を電極２７から火花放電することによって、パイロットバーナ２１に点火する。
そして、このパイロットバーナ２１の火炎は、給湯用ガスバーナ２及び／または風呂用バーナ１を燃焼するために、この燃焼に先立って燃焼されることで、これらふたつのバーナの燃焼の際には、燃料ガスに点火する機能を果たす。
また、このパイロット用ガス管３６には、分岐部３７の後段にパイロット用電磁弁２２を設けていることから、給湯や風呂運転の運転・停止ごとに、このパイロットバーナ２１を燃焼させたり、消火させたりするようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような複合式給湯器１においては、上記したように器具内に多数の電装品を備えている。そして、特に上記パイロットバーナに対応して、パロット用に電磁弁２２を設けて、これを図示しない内蔵電池の電力で駆動していることから、パイロットバーナの燃焼のたびに電力を消耗するという問題があった。
すなわち、内蔵電池に蓄積された電力には限りがあることから、省電力をはからなければならいないところ、上述のように駆動頻度の多いパイロットバーナ用のガス管を電磁弁で開閉すると、その分内蔵電池の電力を消耗してしまう。
また、パイロットバーナ２１は、給湯や風呂運転の運転切り替えごとに消火しないで、つけたままにして、パイロット用電磁弁２２を省略する方法も考えられる。
【００１３】
しかし、このようにすると、運転が中断したときにも、パイットバーナ２１は燃焼したままとなり、続いて給湯運転すると、給湯用熱交換器４も加熱されているので、給湯運転開始と同時に給湯用熱交換器４内の高温の湯が出湯されて（後沸きという現象）、危険であるという問題もある。
また、パイロットバーナ２１が常時燃焼していると、その分燃料の消費が増大し、無駄に燃料を消費してしまう。
【００１４】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、給湯運転開始にともなう後沸き現象を防止して、同時に省電力及び省燃費をはかることができる複合式燃焼装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１の発明によれば、第１のバーナ及び第２のバーナに隣接して配置したパイロットバーナと、前記各バーナにそれぞれ燃料ガスを供給する燃料供給系と、前記第１及び第２のバーナの一方に関連して設けた給湯管に接続した水流検知手段と、この燃料供給系を開閉する元ガス電磁弁とを備えており、前記燃料供給系のパイロットバーナ用のガス供給管を分岐させて、一方の分岐管は手動の器具栓装置を介して前記パイロットバーナへ接続され、他方の分岐管は通水の際の差圧を利用した水圧自動ガス弁を介して前記パイロットバーナへ接続され、前記元ガス電磁弁は、前記器具栓装置の開き操作及び／又は前記水流検知手段の検知結果により開動作するように構成されており、さらに、前記器具栓装置は、器具栓の動きに対応したガス弁を備えた器具栓装置であり、前記器具栓を手動で開き前記パイロットバーナに燃料ガスを送り、燃焼を開始すると、前記パイロットバーナの燃焼を検出する熱電対からの駆動電流を受けて、前記ガス弁の開状態を保持する構成とした複合式燃焼装置により、達成される。
【００１６】
請求項１の構成によれば、例えば一方のバーナにより、風呂の追焚きを行う風呂燃焼運転の場合は、使用者が上記器具栓装置の弁体を開くと、これと連動して元ガス電磁弁が開く。これにより、パイロット用のガス供給管から一方の分岐管に燃料ガスが供給されて、パイロット用バーナに供給されることにより、所定のタイミングで点火動作を行うことでパイロットバーナの燃焼を行うことができる。
【００１７】
また、他方のバーナにより例えば給湯燃焼運転を行う場合には、給湯栓を開くことで、給水管から水が送られると、給湯側の水流検知手段が作動し、これにより、元ガス電磁弁が開いてパイロット用ガス供給管に燃料ガスが送られる。次いで、水圧自動ガス弁から他方の分岐管に上記燃料ガスが送られる。この燃料ガスは、この他方の分岐管から、パイロット用バーナに供給されることにより、所定のタイミングで点火動作を行うことでパイロットバーナの燃焼を行うことができる。
このように、パイット用のガス供給管に専用の電磁弁を設けることなく、パイロットバーナの燃焼を制御することができ、さらに、専用の電磁弁を駆動するための電力を消費することもない。
【００２１】
しかも、器具栓装置は、器具栓の動きに対応したガス弁を備えた器具栓装置であり、器具栓を手動で開き前記パイロットバーナに燃料ガスを送り、燃焼を開始すると、パイロットバーナの燃焼を検出する熱電対からの駆動電流を受けて、ガス弁の開状態を保持するようになっている。このため、点火動作後に使用者が器具栓から手をはなした後においても、ガス弁は開状態をたもち、燃料ガスが送られ続けるので、パイロットバーナは燃焼を継続することができる。この場合、ガス弁の開きを保持するための電力は、熱電対により供給されるので、内蔵電池等の消耗はない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係る複合式燃焼装置としての給湯器の主な構成を示す系統図であり、図１０と同じ符号を付した箇所は、これとほぼ共通の構成である。
図において、複合式燃焼装置５０は、複合式の給湯器であり、風呂の追焚き用のバーナ１と給湯用のバーナ２を備えていて、それぞれ風呂用の熱交換器３と給湯用の熱交換器４とを加熱して、風呂の追焚きと給湯の二つの機能を備えるようになっている。さらに、制御部６２と、内蔵電池６３を備えており、制御部６２は後述するように複合式燃焼装置５０の運転を制御するとともに、電池６３の電力を必要とする電送品に供給する。
【００２４】
この複合式燃焼装置５０の風呂側は自然循環式風呂釜であり、燃焼の熱で浴槽１６の温水が自然に循環し、加熱されるものである。
上記風呂用の熱交換器３は追焚き循環管路５に接続され、この追焚き管路５は循環金具１５を介して浴槽１６に接続されている。また、風呂用バーナ１には空焚き加熱防止装置６４が設けられている。また、この部分を強制循環式に構成してもよく、この場合には、循環管路５には追焚きポンプや水流スイッチを設けるようにする。
【００２５】
一方、給湯側を説明すると、給水管６はダイヤフラムケース７ｂに接続されている。水ガバナ７を収容するダイヤフラムケース７ｂ内にはダイヤフラム７ａが収容されている。
給水管６により供給された水はダイヤフラムケース７ｂに入った後に、管路６ｂ，６ｃの２つに分岐して合流点６ｄに至る。管路６ｂは給湯用熱交換器４を通る管路であり、管路６ｃは、管路上に配置されたオリフィス（図示せず）を通って合流点６ｄに至るものである。オリフィスを通る管路６ｃは、熱交換器４のバイパス管である。ダイヤフラムケース７ｂの高圧側７ｄから出た水は、上記二つの管路６ｂ，６ｃを通る間の圧損により圧力が下がる。したがって、合流点６ｄでの圧力（動圧）は、ダイヤフラムケース７ｂの高圧側７ｄよりも下がる。したがって、この合流点６ｄと給水圧との圧力差により、上記ダイヤフラム７ａが動かされるようになっている。
【００２６】
また、給水管６には、湯温つまみ８が接続されており、ダイヤフラムケース７ｂの下端には水抜き栓７ｃが設けられている。尚、ダイヤフラムケース７ｂの低圧側からは管路６ａが延びて給湯管３１に接続され合流点６ｄの圧力を受けられるようにしている。
上記ダイヤフラムケース７ｂは、ダイヤフラム７ａにより高圧側７ｄと低圧側７ｅに区分けされている。この高圧側７ｄと低圧側７ｅとは、出湯栓が閉められているときには同圧だが、開かれた時には、低圧側７ｅは、熱交換器４内の圧損等の分だけ高圧側７ｄより圧力が下がる。
これにより、出湯栓が開かれて給水管６から通水があると、ダイヤフラム７ａは上記圧力差に基づいて、図１において右側に動く。この動きを受けて、水圧自動ガス弁５８の弁体７１は、内蔵スプリングの付勢力に抗して右方に動き、後述する分岐管５７からの燃料ガスをガス管６９に送り、燃料ガスが流れるようになっている。つまり、水ガバナー７は通水時に生じる上記差圧によって動き、通水した時にのみ水圧自動ガス弁が開いて、管路６９に燃料ガスを送る。
【００２７】
さらに、給湯管３１には、加圧逃がし装置５９と検知手段としての水流スイッチ９が接続されており、次の三箇所に給湯できるようになっている。
すなわち、水流スイッチ９の下流には第１の出湯管１２と、出湯栓切り替えレバー１１を介してシャワー管１３及び第２の出湯管１４が接続され、給湯管３１と第２の出湯管１４の間には水電磁弁１０を介してバイパス管１４ａが設けられている。また、給湯側に関連して器具内には給湯加熱防止装置６５及び器体加熱防止装置６１が設けられ、上記風呂側の空焚き加熱防止装置６４と接続されている。尚、上記水流スイッチ９は、フローセンサ等の他の検知手段を用いてもよい。
【００２８】
一方、風呂および給湯の各バーナに対して燃料供給を行う燃料供給系は、図示しないガス供給源から延びるガス管に接続されて、ガス供給系を開閉するための元ガス電磁弁６８を備えている。この元ガス電磁弁６８の下流は、給湯用ガス管３４と風呂用ガス管３５と第１のパイロット用ガス管３６の三つに分岐している。
【００２９】
給湯用ガス管３４は、給湯用ガスガバナ１９及び給湯用ガスの開閉弁である第１の電磁弁２３を介して二組のバーナでなる給湯側バーナ２に接続されている。給湯側バーナ２は第１のバーナ２−１と第２のバーナ２−２で構成されており、第２のバーナ２−２には能力切り換え用の第２の電磁弁２４が介設けられている。したがって、この能力切替え弁２４を開閉することで、第１のバーナ２−１のみの燃焼と、第１及び第２のバーナの両方による高い能力による運転とを行うことができる。そして、この第２の電磁弁２４は、上述の湯温つまみ８に連動している。
【００３０】
風呂用ガス管３５は、風呂用ガスガバナ２０を介して、風呂ガス電磁弁２９が接続され、さらに風呂用ガスバーナ１に接続されている。
第１のパイロット用ガス管３６は、器具内の分岐箇所６７にて、一方の分岐管５６と他方の分岐管５７とに分岐されている。
【００３１】
上記他方の分岐管５７は、水圧自動ガス弁５８の上流側に接続されている。この水圧自動ガス弁５８は、下流側に上記水ガバナ７の高圧側７ｅが接続されている。そして、水圧自動ガス弁５８は、その弁体ケース内で弁体７１が低圧側７ｄに向かって付勢されており、この弁体７１は、ダイヤフラム７ａが、通水による上述した差圧により右方に押されると、開いて、水圧自動ガス弁５８の上流側から導入される燃料ガスは、下流側に接続されてパイロット用バーナ２１まで延びる第２のパイロット用ガス管６９に送りだされるようになっている。
これにより、後述するように、給湯運転がされた場合に、ダイヤフラム７ａ及び水圧自動ガス弁５８の機能により、燃料ガスがパイロット用バーナ２１に供給される。
【００３２】
上記一方の分岐管５６は、風呂燃焼運転に関連する。つまり、この一方の分岐管５６は、器具栓装置５１に接続されている。器具栓装置５１が後述するように操作されて、ガス弁の弁体５５が開くと、ガス出口から管路９１に燃料ガスが送られる。管路９１は、第２のパイロットバーナ用ガス管６９に接続されているので、これによりパイロットバーナ２１に燃料ガスが送られる。
このパイロット用バーナ２１は、上述の風呂用及び給湯用バーナに隣接して配置されており、パイロット用バーナの火炎は、風呂用及び給湯用の各バーナの点火に際して、これらバーナに火を移すことができるようになっている。
【００３３】
したがって、この複合式給湯器の各燃焼に先立って、このパイロット用バーナに点火動作をさせるために、点火手段として、点火電極２７と、点火電極２７に高電圧を送るイグナイタ２８と、パイロットバーナ２１に燃焼火炎を検出するフレームロッド２６及び／または熱電対２５が設けられている。図１においては、このフレームロッド２６と熱電対２５は、図示の都合上ひとつのものとして示されている。
【００３４】
次に、複合式燃焼装置５０の上記器具栓装置５１と安全燃焼装置について説明する。
器具栓装置５１は、風呂燃焼に際しての点火手段と、燃焼安全装置の一部を構成している。この器具栓装置５１は、図４に示されているように、ケース５１ａの上端から露出した器具栓つまみ５３と、器具栓つまみ５３に連設した器具栓５２を備えており、器具栓５２の下端部にはケース５１ａ内で磁力により吸着される金属で構成した弁体５５とを備えている。そして、上記ケース５１ａ内には、器具栓５２を上方に付勢する付勢手段としてのスプリング５３ａと、弁体５５を上方に付勢する付勢手段としてのスプリング５３ｂとが収容されている。
上記ケース５１ａは、ガス出口７１ａとガス入口７２とを備えており、上記弁体５５は、このガス出口７１ａとガス入口７２の境界を開閉するようになっている。また、ケース５１ａの下端には電磁石３９が固定されており、この電磁石３９は熱電対２５に接続されている。
一方、器具栓５２の動きを検知する検知手段としてのマイクロスイッチ７８が配置されており、このマイクロスイッチ７８は、図２の説明として後述するように、制御部６２に接続されている。そして、後述するように、マイクロスイッチ７８の動作により、制御部６２は、元ガス電磁弁６８に指示を与えるようになっている。
【００３５】
これにより、後述するように、使用者が器具栓つまみ５３を押し込んで、弁体５５を下降させると図３（ｂ）に示すように、金属製の弁体５５は、ケース５１ａ内でスプリング５３ｂの張力に抗して下降して、上記境界を開くので、ガス入口７２から導入された燃料ガスは境界をこえて上昇し、ガス出口７１ａから上述のようにパイロット用バーナ２１に供給される。したがって、上記点火装置２８と電極２７により、燃料ガスに点火されることによって、パイロットバーナ２１が燃焼を行う。そして、パイロットバーナ２１の燃焼中は、熱電対２５の起電力が電磁石３９に与えられるので、電磁石３９が所定の磁界を形成する。この磁界が弁体５５を吸着する力は、上記スプリング５３ｂよりも強く設定されているために、この磁界により、金属製の弁体５５が吸着されるので、上記境界を開状態に保持することになる。したがって、使用者が器具栓つまみ５３から手をはなしても、弁体５５は開位置に保持される。
【００３６】
これに対して、パイロット用バーナ２１の燃焼が停止したり、後述ように、安全装置により熱電対２５の起電力が消滅すると、図３（ａ）に示すように、電磁石３９の磁界が消えて、スプリング５３ｂの力により弁体５５は上方に押されて、境界を塞ぐので、燃料ガスの供給が停止される。
【００３７】
次に、上記熱電対２５に関連して設けられる安全装置について説明する。
図４に示すように、熱電対２５から延びる導通ラインの一端は上記構成でなる空焚き加熱防止装置６４と接続され、この空焚き加熱防止装置６４から延びる導通ラインはさらに器体加熱防止装置６１に接続され、この器体加熱防止装置６１からのびる導通ラインは給湯加熱防止装置６５に入って、さらに熱電対２５に戻るループを形成している。
【００３８】
図４に示すように、給湯用熱交換器４の近傍に設けた給湯加熱防止装置６５と風呂熱交換器３の近傍に設けた風呂の空焚き加熱防止装置６４は、同じ構成でなり、図５を参照して説明する。
この加熱防止装置６４，６５は、ケース９１の先端に露出して設けられ、熱膨張率の異なる二枚の金属板７３ａ，７３ｂを合わせて形成したバイメタル７３と、このバイメタル７３の金属板７３ａから下方に延びる押動バー７３ｃの動作により開閉される接点７４を有するバイメタルスイッチでなっている。
【００３９】
加熱防止装置６４，６５は、作動前は図５（ａ）に示すように、バイメタル７３はスイッチレバー７４ａを動作させることがないので、この状態では接点７４は閉じており導通している。そして、周囲温度が上昇すると、バイメタル７３を構成する二枚の金属板７３ａ，７３ｂは熱による膨張率の違いから、金属板７３ａは、７３ｂよりも延びて、下方に凸の形状となり、図５（ｂ）に示すように、バイメタル７３の押動バーン７３ｃがスイッチレバー７４ａの根元付近を下降させるので、接点７４がオープンとなり、電気的導通が切れるようになっている。
【００４０】
さらに、図４に示した器体加熱防止装置６１は図７に詳しく示されている。
図７（ａ）において、器体加熱防止装置６１カンケース８１の両端に上記導通ラインのそれぞれの一端を形成する一方のリード線８２と他方のリード線８３が接続されている。リード線８３は、ケース８１内に充填された感温ペレット８４を貫通して金属製の円板８４ａに接触している。
一方、ケース８１の他端から入るリード線８２は、ケース８１内でスプリング２６により右方向に押された可動電極８５に接続しており、可動電極８５に隣接して円板８５ａが配置されている。そして、円板８４ａと８５ａの間には導通金属でなるスプリング８７が配置されている。
【００４１】
ここで、器体加熱防止装置６１の周囲温度が上昇し、例えば摂氏１８８度を越えると、ケース８１内で感温ペレット８４が溶解し、図７（ｂ）に示すように、スプリング８６，８７が延びてしまう。これにより、可動電極８５は奥側に押されて、リード線８２と接触しなくなることから、リード線８２と８３の間の導通が切れるようになっている。
【００４２】
したがって、このような燃焼安全装置では、空焚き加熱防止装置６４，器体加熱防止装置６１，給湯加熱防止装置６５のいずれかにおいて、導通が切れると、図４の熱電対２５の起電力は、上記器具栓装置５１の電磁石３９へ駆動電流が供給されなくなる。これにより、弁体５５はスプリング５３ａにより押し上げられて、ガス入口７２とガス出口７１ａの間の境界を塞ぐので、パイロットバーナ２１に対する燃料ガスの供給が停止されようになっている。
【００４３】
また、図４の過圧逃がし装置５９は、図６に示すように構成されている。
図６の（ａ）に示すように、過圧逃がし装置５９は、給湯用熱交換器４の給湯管路７８内に第１の開口７７ａを有し、外部と連通する第２の開口７７ｂを備えるケース７５と、第１の開口７７ａを塞ぐ弁体７６と、この弁体７６を第１の開口７７ａに押しつける付勢手段としてケース７５内に収容されたスプリング７９とを有している。
【００４４】
通常の状態においては、図６の（ａ）に示すように、弁体７６は第１の開口７７ａを塞いでいる。ここで、給湯用熱交換器４内の圧力が高まり管路７８の圧力が高まると、この圧力は図６（ｂ）に示すように、弁体７６をスプリング７９の付勢力に抗して外側に押す。これにより、弁体７６は第１の開口７７ａを開いて、高圧の蒸気を第２の開口７７ｂから外部に排出する。これによって、熱交換器４の一部がやぶれて破損するといった事態を有効に回避できるようになっている。
【００４５】
図２は制御部６２による複合式燃焼装置５０の電気的構成の要部を示すブロック図である。
図において、制御部６２は、後述する制御内容を行わせるために、所定のリレー回路等で構成してもよいし、ＣＰＵとその制御内容を記憶させた不揮発性のメモリを内蔵して構成してもよい。以下は、ＣＰＵと制御プログラムを用いた例を中心に説明する。
【００４６】
制御部６２には、点火手段として、イグナイタ２８と電極２７が接続されている。また制御部６２には、火炎検出手段としてのフレームロッド２６が接続されている。このフレームロッド２６は、火炎の整流作用を利用して火炎の燃焼を検出するためのものである。フレームロッド２６には、制御部６２に接続された内蔵電池６３の供給する電力を制御部６２内のコンデンサやトランス等で構成した所定の昇圧手段で昇圧して、供給するようになっている。したがって、制御部６２はフレームロッド２６を用いて検出するために所定のタイマを内蔵し、所定の時間，例えば３０秒間隔で上記電力供給を行い、間欠的に火炎検出をすれば、省電力をはかることができる。
また、フレームロッド２６ではなく、熱電対２５を利用して上記と同様の方法で火炎検出をおこなってもよく、その場合はフレームロッド２６を省略することができる。
【００４７】
さらに、制御部６２には、給湯側の水流スイッチ９が接続されている。また、制御部６２には、上記内蔵電池６３が接続されている。
【００４８】
さらに、制御部６２には、熱電対２５と、器具栓装置５１、検知手段としてのマイクロスイッチ７８と、元ガス電磁弁６８が接続されている。制御部６２は、器具栓装置５１の器具栓が手動で操作されたときには、これをマイクロスイッチ７８で検知して、元ガス電磁弁６８に内蔵電池６３から駆動電流を送り、その弁体を開くようになっている。
【００４９】
そして、これらの動作を含めて、上述した安全動作を行うために、制御部６２と、熱電対２５と、器具栓装置５１と、検知手段（マイクロスイッチ）７８と、空焚き過熱防止装置６４と、器体過熱防止装置６１と、給湯過熱防止装置６５とにより安全燃焼装置９２を構成するようになっている。
【００５０】
次に、この複合式燃焼装置５０の点火動作の一例を図８及び図９を参照しながら説明する。
図８は、複合式燃焼装置５０の給湯運転を行うさいの点火動作の例を示している。
図において、使用者は、図１の符号１２，１３，１４のうちのひとつまたは複数の出湯栓（図示せず）を開く（ＳＴ１）。
これにより、給水管６から導入された水は、水ガバナ７を通って給湯管３１を通り、水流スイッチ９をオンさせる（ＳＴ２）。この水流スイッチ９のオン信号は制御部６２に伝えられ、制御部６２は、元ガス電磁弁６８に内蔵電池６３の駆動電流を供給して、その弁体を開く（ＳＴ３）。
これにより、ガス供給系１７は、給湯ガバナ１９を介して、給湯ガス管３４へ燃料ガスを送り込む。
【００５１】
次いで、給水中の水流の流れで生じる差圧によりダイヤフラム７ａが図１の右方向に移動し、この移動は水圧自動ガス弁５８の弁体７１に伝えられ、他方の分岐管５７からの燃料ガスが第２のパイロット用ガス管６９を介して、パイロットバーナ２１に送られる。
次に、制御部６２は点火手段としての点火装置２８を動作させて火花放電することにより、パイロット用バーナ２１に点火する（ＳＴ５）。
【００５２】
続いて、制御部６２はフレームロッド２６にて、パイロットバーナ２１の着火を確認する（ＳＴ６）。尚、着火が確認できない場合は、例えば所定時間の間上記点火動作を繰り返しおこない、それでも着火が確認できない場合には、元ガス電磁弁６８の駆動電流を切る。これにより、燃料ガスが燃料供給系から送られなくなるので、ガスが器具内にたまることがない。
【００５３】
そして、制御部６２は、ＳＴ６の火炎検出により着火が確認されたら、給湯ガス管３４の第１の電磁弁２３を開く（ＳＴ８）。
【００５４】
これにより、給湯用バーナ２に、これと隣接したパイロットバーナ２１の火が火移りして、給湯用バーナ２に着火する（ＳＴ９）。尚、このときの湯温調節つまみ８の位置に応じて、制御部６２は能力切替え弁である第２の電磁弁２４を開いて、最大能力の燃焼をおこなう。
【００５５】
また、給湯栓が閉じられると、水流がとまり水圧自動ガス弁５８は、上記と逆に動作するので、パイロット用ガス管３６の燃料ガスは、水圧自動ガス弁５８の位置で止められる。これによりパイロットバーナ２１の燃焼が停止して、熱電対２５の起電力が止まるのと同時に、水流スイッチ９のオフ信号が制御部６２に入る。制御部６２は、第１の給湯ガス電磁弁２３と第２の給湯ガス電磁弁２４及び元ガス電磁弁６８を閉じる。これにより、燃料供給系からの燃料ガスの供給が停止する。
【００５６】
図９は、複合式燃焼装置５０の風呂の追焚き燃焼運転を行うさいの点火動作の例を示している。
図において、使用者が器具栓装置５１の器具栓つまみ５３（図４参照）を押し込むと（ＳＴ１１）、この押し込んだ力により器具栓装置５１内の弁体５５を開く。また、器具栓装置５１の器具栓つまみ５３が押し込まれたことにより、マイクロスイッチ７８がオンして、このオン信号を制御部６２が受け、制御部６２は元ガス電磁弁６８を開く（ＳＴ１３，１４）。
【００５７】
これにより、燃料供給系１７からの燃料ガスが元ガス電磁弁６８を通り、第１のパイロット用ガス管３６から、器具栓装置５１に送られる。器具栓装置の弁体５５は上述した原理で燃料ガスを第２のパイロット用ガス管６９を介して、パイロットバーナ２１に送る。
【００５８】
次いで、制御部６２は、器具栓つまみ５３の動きが上述のようにマイクロスイッチ７８に伝えられることにより、そのオン信号を受けて、点火手段としての点火装置２８を動作させて火花放電し、パイロット用バーナ２１に点火する（ＳＴ１５）。
【００５９】
続いて、制御部６２はフレームロッド２６にて、パイロットバーナ２１の着火を確認する（ＳＴ１６）。尚、着火が確認できない場合は、例えば所定時間の間上記点火動作を繰り返しおこない、それでも着火が確認できない場合には、元ガス電磁弁６８の駆動電流を切る。これにより、燃料ガスが燃料供給系から送られなくなるので、ガスが器具内にたまることがない。
【００６０】
ＳＴ１６で火炎検出し始めると、同時に熱電対２５は、器具栓装置５１の電磁石３９に駆動電流を送りはじめ、その弁体５５を開状態に保持する。これにより、燃料供給系からの燃料ガスは、パイロットバーナ２１へ継続して送られる。（ＳＴ１７）。
【００６１】
次いで、制御部６２は、ＳＴ１６の火炎検出により着火を確認したら、ＳＴ１７と同時に風呂ガス電磁弁２９を開く（ＳＴ１８）。これにより、燃料供給系１７から風呂ガスガバナ２０を介して、風呂ガス管３５を通る燃料ガスが風呂バーナ１に供給される。
これにより、風呂用バーナ１に、これと隣接したパイロットバーナ２１の火が火移りして点火され（ＳＴ１９）、給湯用バーナ１に着火し、追焚き運転が行われる。
【００６２】
したがって、この複合式燃焼装置では、パイロットバーナ２１の燃焼を断続するために、従来のように内蔵電池で駆動する専用の電磁弁を必要としないので、その分省電力を図ることができる。
しかも、安全燃焼装置９２を構成する複数の安全装置が危険な状態を検出すると、熱電対２５による器具栓装置５１の電磁石への電力供給が止まるので、過熱等の危険な状態が生じた場合にも、確実に燃焼を止めることができる。
【００６３】
本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば器具栓つまみ５３と器具栓５１を離れた位置に配置して、その間をワイヤ等により接続するように構成してもよい。
さらに、本発明は、例えば燃料ガスとして灯油をガス化した燃料ガスを用いる燃焼装置にも適用できる。
また、燃焼装置の燃焼機能は、給湯や風呂の追焚きに限らず、暖房装置等種々の機能を備えた燃焼装置にも適用できる。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、給湯運転開始にともなう後沸き現象を防止して、同時に省電力及び省燃費をはかることができる複合式燃焼装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る複合式燃焼装置の主な構成を示す系統図。
【図２】図１の複合式燃焼装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】図１の複合式燃焼装置の器具栓装置の動作例を示す説明図。
【図４】図１の複合式燃焼装置の安全装置の構成を示す説明図。
【図５】図１の複合式燃焼装置の安全装置の一部の構成を詳しく示す説明図。
【図６】図１の複合式燃焼装置の安全装置の一部の構成を詳しく示す説明図。
【図７】図１の複合式燃焼装置の安全装置の一部の構成を詳しく示す説明図。
【図８】図１の複合式燃焼装置の給湯燃焼の点火動作の例を示すフローチャート。
【図９】図１の複合式燃焼装置の風呂の追焚き燃焼の点火動作の例を示すフローチャート。
【図１０】従来の複合式燃焼装置の構成例を示す系統図。
【符号の説明】
１ 風呂用バーナ
２ 給湯用バーナ
３ 風呂用熱交換器
４ 給湯用熱交換器
５ 循環管路
６ 給水管
７ ダイヤフラムケース
９ 水流スイッチ
１７ 燃料供給系（管）
２１ パイロットバーナ
２５ 熱電対
２７ 電極
２８ 点火装置
３１ 給湯管
３３ 追焚き水流スイッチ
３４ 給湯用ガス管
３５ 風呂用ガス管
３６ 第１のパイロット用ガス管
５１ 器具栓装置
５３ 器具栓つまみ
５６ 一方の分岐管
５７ 他方の分岐管
５８ 水圧自動ガス弁
６１ 器体過熱防止装置
６２ 制御部
６３ 内蔵電池
６４ 空焚き過熱防止装置
６５ 給湯過熱防止装置
６８ 元ガス電磁弁
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば給湯機能と追焚き機能等の複数の機能を備えた複合式燃焼装置に係り、特にそのパイロットバーナ用の電磁弁を省略して省電力をはかることができる改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の複合式燃焼装置は、図１０に示すように構成されている。
図において、この燃焼装置は複合式の給湯器であり、複合式給湯器１は、風呂の追焚き用のバーナ１と給湯用のバーナ２を備えており、それぞれ風呂用の熱交換器３と給湯用の熱交換器４とを加熱して、風呂の追焚きと給湯の二つの機能を備えるようになっている。
【０００３】
風呂用の熱交換器３は、バーナ１にて加熱されると、浴槽１６の湯が循環する自然循環式の風呂釜で構成されている。
【０００４】
一方、給水管６は、水ガバナ７が収容されたダイヤフラムケース７ｂに接続されている。そして、ダイヤフラムケース７ｂの内部には、通水の水流の差圧で動くダイヤフラム７ａが収容されており、このダイヤフラム７ａでダイヤフラムケース７ｂ内は高圧側と低圧側との画成されている。したがって、通水時に差圧で動くダイヤフラム７ａに取り付けられた水ガバナ７により、水圧が変わっても水量がほぼ一定に維持される。またダイヤフラムケース７ｂ内の通路内には湯温つまみ８が接続されて、給水量を調整できるようになっている。
【０００５】
また、ダイヤフラムケース７ｂ内のら水ガバナ７をへて、水圧に対して水量が一定となった後に水通路は給湯管３１を通り、給湯側熱交換器４に向かって流れる。一方ダイヤフラムケース７の低圧側には、バイパス管６ａが接続され、このバイパス管６ａは上記給湯管３１に接続されている。ダイヤフラムケース７ｂの低圧側と高圧側は、熱交換器４またはオリフィス８１を介してつながっているので、通水がない時には、低圧側と高圧側の圧力は給水圧力と一致し、ダイヤフラム７ａは中央に位置して移動しない。通水があると熱交換器４またはオリフィス８１の圧力損失分だけ水圧に差を生じ、ダイヤフラム７ａが右側に動き、水流が給水圧に応じて多く流れようとすると、水ガバナが水路を塞いで流量をコントロールするようになっている。
【０００６】
さらに、給湯管３１には水流スイッチ９が接続されており、次の三箇所に給湯できるようになっている。
すなわち、水流スイッチ９の下流には第１の出湯管１２と、出湯栓切り替えレバー１１を介してシャワー管１３及び第２の出湯管１４が接続され、給湯管３１と第２の出湯管１４の間には水電磁弁１０を介してバイパス管１４ａが設けられている。
【０００７】
一方、風呂および給湯の各バーナに対して燃料供給を行う燃料供給系は、図示しないガス供給源から延びるガス管に接続されて、ガス供給系を開閉するための元ガス電磁弁１８を備えている。この元ガス電磁弁１８の下流は、分岐箇所３７にて給湯用ガス管３４と風呂用ガス管３５とパイロット用ガス管３６の三つに分岐している。
【０００８】
給湯用ガス管３４は、給湯用ガスガバナ１９介して給湯用ガスの開閉弁である第１の電磁弁２３と、第２の電磁弁２４とが接続されて、さらに給湯用ガスバーナ２に接続されている。そして、この第２の電磁弁２４は、上述の湯温つまみ８に連動している。
【０００９】
風呂用ガス管３５は、風呂用ガスガバナ２０を介して、風呂ガス電磁弁２９が接続され、さらに風呂用ガスバーナ１に接続されている。
パイロット用ガス管３６は、パイロット用ガス電磁弁２２を介してパイロット用バーナ２１に接続されている。
このパイロット用バーナ２１は、上述の風呂用及び給湯用バーナに隣接して配置されており、パイロット用バーナの火炎は、風呂用及び給湯用の各バーナの点火に際して、これらバーナに火を移すことができるようになっている。
【００１０】
したがって、この複合式給湯器の各燃焼に先立って、このパイロット用バーナに点火動作をさせるために、点火手段として、点火電極２７と、この点火電極２７に高電圧を送るイグナイタ２８と、パイロットバーナ２１に燃焼火炎を検出するフレームロッド２６及び／または熱電対２５が設けられている。
【００１１】
以上のように構成された複合式給湯器１では、給湯運転にあっては、使用者が給湯栓切替えレバーを操作して水路を閉の位置から出湯側等に切り換えると、水流スイッチ９がオンして以下の動作が行われる。あるいは、風呂運転においては、使用者が図示しない風呂スイッチを押すことにより以下の動作が行われる。
すなわち、内蔵電池の電力により、元ガス電磁弁１８及びパイロットガス電磁弁２２を開いて、パイロットバーナ２１に燃料ガスを供給し、点火装置（イグナイタ）２８の高電圧を電極２７から火花放電することによって、パイロットバーナ２１に点火する。
そして、このパイロットバーナ２１の火炎は、給湯用ガスバーナ２及び／または風呂用バーナ１を燃焼するために、この燃焼に先立って燃焼されることで、これらふたつのバーナの燃焼の際には、燃料ガスに点火する機能を果たす。
また、このパイロット用ガス管３６には、分岐部３７の後段にパイロット用電磁弁２２を設けていることから、給湯や風呂運転の運転・停止ごとに、このパイロットバーナ２１を燃焼させたり、消火させたりするようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような複合式給湯器１においては、上記したように器具内に多数の電装品を備えている。そして、特に上記パイロットバーナに対応して、パロット用に電磁弁２２を設けて、これを図示しない内蔵電池の電力で駆動していることから、パイロットバーナの燃焼のたびに電力を消耗するという問題があった。
すなわち、内蔵電池に蓄積された電力には限りがあることから、省電力をはからなければならいないところ、上述のように駆動頻度の多いパイロットバーナ用のガス管を電磁弁で開閉すると、その分内蔵電池の電力を消耗してしまう。
また、パイロットバーナ２１は、給湯や風呂運転の運転切り替えごとに消火しないで、つけたままにして、パイロット用電磁弁２２を省略する方法も考えられる。
【００１３】
しかし、このようにすると、運転が中断したときにも、パイットバーナ２１は燃焼したままとなり、続いて給湯運転すると、給湯用熱交換器４も加熱されているので、給湯運転開始と同時に給湯用熱交換器４内の高温の湯が出湯されて（後沸きという現象）、危険であるという問題もある。
また、パイロットバーナ２１が常時燃焼していると、その分燃料の消費が増大し、無駄に燃料を消費してしまう。
【００１４】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、給湯運転開始にともなう後沸き現象を防止して、同時に省電力及び省燃費をはかることができる複合式燃焼装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１の発明によれば、第１のバーナ及び第２のバーナに隣接して配置したパイロットバーナと、前記各バーナにそれぞれ燃料ガスを供給する燃料供給系と、前記第１及び第２のバーナの一方に関連して設けた給湯管に接続した水流検知手段と、この燃料供給系を開閉する元ガス電磁弁とを備えており、前記燃料供給系のパイロットバーナ用のガス供給管を分岐させて、一方の分岐管は手動の器具栓装置を介して前記パイロットバーナへ接続され、他方の分岐管は通水の際の差圧を利用した水圧自動ガス弁を介して前記パイロットバーナへ接続され、前記元ガス電磁弁は、前記器具栓装置の開き操作及び／又は前記水流検知手段の検知結果により開動作するように構成されており、さらに、前記器具栓装置は、器具栓の動きに対応したガス弁を備えた器具栓装置であり、前記器具栓を手動で開き前記パイロットバーナに燃料ガスを送り、燃焼を開始すると、前記パイロットバーナの燃焼を検出する熱電対からの駆動電流を受けて、前記ガス弁の開状態を保持する構成とした複合式燃焼装置により、達成される。
【００１６】
請求項１の構成によれば、例えば一方のバーナにより、風呂の追焚きを行う風呂燃焼運転の場合は、使用者が上記器具栓装置の弁体を開くと、これと連動して元ガス電磁弁が開く。これにより、パイロット用のガス供給管から一方の分岐管に燃料ガスが供給されて、パイロット用バーナに供給されることにより、所定のタイミングで点火動作を行うことでパイロットバーナの燃焼を行うことができる。
【００１７】
また、他方のバーナにより例えば給湯燃焼運転を行う場合には、給湯栓を開くことで、給水管から水が送られると、給湯側の水流検知手段が作動し、これにより、元ガス電磁弁が開いてパイロット用ガス供給管に燃料ガスが送られる。次いで、水圧自動ガス弁から他方の分岐管に上記燃料ガスが送られる。この燃料ガスは、この他方の分岐管から、パイロット用バーナに供給されることにより、所定のタイミングで点火動作を行うことでパイロットバーナの燃焼を行うことができる。
このように、パイット用のガス供給管に専用の電磁弁を設けることなく、パイロットバーナの燃焼を制御することができ、さらに、専用の電磁弁を駆動するための電力を消費することもない。
【００２１】
しかも、器具栓装置は、器具栓の動きに対応したガス弁を備えた器具栓装置であり、器具栓を手動で開き前記パイロットバーナに燃料ガスを送り、燃焼を開始すると、パイロットバーナの燃焼を検出する熱電対からの駆動電流を受けて、ガス弁の開状態を保持するようになっている。このため、点火動作後に使用者が器具栓から手をはなした後においても、ガス弁は開状態をたもち、燃料ガスが送られ続けるので、パイロットバーナは燃焼を継続することができる。この場合、ガス弁の開きを保持するための電力は、熱電対により供給されるので、内蔵電池等の消耗はない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係る複合式燃焼装置としての給湯器の主な構成を示す系統図であり、図１０と同じ符号を付した箇所は、これとほぼ共通の構成である。
図において、複合式燃焼装置５０は、複合式の給湯器であり、風呂の追焚き用のバーナ１と給湯用のバーナ２を備えていて、それぞれ風呂用の熱交換器３と給湯用の熱交換器４とを加熱して、風呂の追焚きと給湯の二つの機能を備えるようになっている。さらに、制御部６２と、内蔵電池６３を備えており、制御部６２は後述するように複合式燃焼装置５０の運転を制御するとともに、電池６３の電力を必要とする電送品に供給する。
【００２４】
この複合式燃焼装置５０の風呂側は自然循環式風呂釜であり、燃焼の熱で浴槽１６の温水が自然に循環し、加熱されるものである。
上記風呂用の熱交換器３は追焚き循環管路５に接続され、この追焚き管路５は循環金具１５を介して浴槽１６に接続されている。また、風呂用バーナ１には空焚き加熱防止装置６４が設けられている。また、この部分を強制循環式に構成してもよく、この場合には、循環管路５には追焚きポンプや水流スイッチを設けるようにする。
【００２５】
一方、給湯側を説明すると、給水管６はダイヤフラムケース７ｂに接続されている。水ガバナ７を収容するダイヤフラムケース７ｂ内にはダイヤフラム７ａが収容されている。
給水管６により供給された水はダイヤフラムケース７ｂに入った後に、管路６ｂ，６ｃの２つに分岐して合流点６ｄに至る。管路６ｂは給湯用熱交換器４を通る管路であり、管路６ｃは、管路上に配置されたオリフィス（図示せず）を通って合流点６ｄに至るものである。オリフィスを通る管路６ｃは、熱交換器４のバイパス管である。ダイヤフラムケース７ｂの高圧側７ｄから出た水は、上記二つの管路６ｂ，６ｃを通る間の圧損により圧力が下がる。したがって、合流点６ｄでの圧力（動圧）は、ダイヤフラムケース７ｂの高圧側７ｄよりも下がる。したがって、この合流点６ｄと給水圧との圧力差により、上記ダイヤフラム７ａが動かされるようになっている。
【００２６】
また、給水管６には、湯温つまみ８が接続されており、ダイヤフラムケース７ｂの下端には水抜き栓７ｃが設けられている。尚、ダイヤフラムケース７ｂの低圧側からは管路６ａが延びて給湯管３１に接続され合流点６ｄの圧力を受けられるようにしている。
上記ダイヤフラムケース７ｂは、ダイヤフラム７ａにより高圧側７ｄと低圧側７ｅに区分けされている。この高圧側７ｄと低圧側７ｅとは、出湯栓が閉められているときには同圧だが、開かれた時には、低圧側７ｅは、熱交換器４内の圧損等の分だけ高圧側７ｄより圧力が下がる。
これにより、出湯栓が開かれて給水管６から通水があると、ダイヤフラム７ａは上記圧力差に基づいて、図１において右側に動く。この動きを受けて、水圧自動ガス弁５８の弁体７１は、内蔵スプリングの付勢力に抗して右方に動き、後述する分岐管５７からの燃料ガスをガス管６９に送り、燃料ガスが流れるようになっている。つまり、水ガバナー７は通水時に生じる上記差圧によって動き、通水した時にのみ水圧自動ガス弁が開いて、管路６９に燃料ガスを送る。
【００２７】
さらに、給湯管３１には、加圧逃がし装置５９と検知手段としての水流スイッチ９が接続されており、次の三箇所に給湯できるようになっている。
すなわち、水流スイッチ９の下流には第１の出湯管１２と、出湯栓切り替えレバー１１を介してシャワー管１３及び第２の出湯管１４が接続され、給湯管３１と第２の出湯管１４の間には水電磁弁１０を介してバイパス管１４ａが設けられている。また、給湯側に関連して器具内には給湯加熱防止装置６５及び器体加熱防止装置６１が設けられ、上記風呂側の空焚き加熱防止装置６４と接続されている。尚、上記水流スイッチ９は、フローセンサ等の他の検知手段を用いてもよい。
【００２８】
一方、風呂および給湯の各バーナに対して燃料供給を行う燃料供給系は、図示しないガス供給源から延びるガス管に接続されて、ガス供給系を開閉するための元ガス電磁弁６８を備えている。この元ガス電磁弁６８の下流は、給湯用ガス管３４と風呂用ガス管３５と第１のパイロット用ガス管３６の三つに分岐している。
【００２９】
給湯用ガス管３４は、給湯用ガスガバナ１９及び給湯用ガスの開閉弁である第１の電磁弁２３を介して二組のバーナでなる給湯側バーナ２に接続されている。給湯側バーナ２は第１のバーナ２−１と第２のバーナ２−２で構成されており、第２のバーナ２−２には能力切り換え用の第２の電磁弁２４が介設けられている。したがって、この能力切替え弁２４を開閉することで、第１のバーナ２−１のみの燃焼と、第１及び第２のバーナの両方による高い能力による運転とを行うことができる。そして、この第２の電磁弁２４は、上述の湯温つまみ８に連動している。
【００３０】
風呂用ガス管３５は、風呂用ガスガバナ２０を介して、風呂ガス電磁弁２９が接続され、さらに風呂用ガスバーナ１に接続されている。
第１のパイロット用ガス管３６は、器具内の分岐箇所６７にて、一方の分岐管５６と他方の分岐管５７とに分岐されている。
【００３１】
上記他方の分岐管５７は、水圧自動ガス弁５８の上流側に接続されている。この水圧自動ガス弁５８は、下流側に上記水ガバナ７の高圧側７ｅが接続されている。そして、水圧自動ガス弁５８は、その弁体ケース内で弁体７１が低圧側７ｄに向かって付勢されており、この弁体７１は、ダイヤフラム７ａが、通水による上述した差圧により右方に押されると、開いて、水圧自動ガス弁５８の上流側から導入される燃料ガスは、下流側に接続されてパイロット用バーナ２１まで延びる第２のパイロット用ガス管６９に送りだされるようになっている。
これにより、後述するように、給湯運転がされた場合に、ダイヤフラム７ａ及び水圧自動ガス弁５８の機能により、燃料ガスがパイロット用バーナ２１に供給される。
【００３２】
上記一方の分岐管５６は、風呂燃焼運転に関連する。つまり、この一方の分岐管５６は、器具栓装置５１に接続されている。器具栓装置５１が後述するように操作されて、ガス弁の弁体５５が開くと、ガス出口から管路９１に燃料ガスが送られる。管路９１は、第２のパイロットバーナ用ガス管６９に接続されているので、これによりパイロットバーナ２１に燃料ガスが送られる。
このパイロット用バーナ２１は、上述の風呂用及び給湯用バーナに隣接して配置されており、パイロット用バーナの火炎は、風呂用及び給湯用の各バーナの点火に際して、これらバーナに火を移すことができるようになっている。
【００３３】
したがって、この複合式給湯器の各燃焼に先立って、このパイロット用バーナに点火動作をさせるために、点火手段として、点火電極２７と、点火電極２７に高電圧を送るイグナイタ２８と、パイロットバーナ２１に燃焼火炎を検出するフレームロッド２６及び／または熱電対２５が設けられている。図１においては、このフレームロッド２６と熱電対２５は、図示の都合上ひとつのものとして示されている。
【００３４】
次に、複合式燃焼装置５０の上記器具栓装置５１と安全燃焼装置について説明する。
器具栓装置５１は、風呂燃焼に際しての点火手段と、燃焼安全装置の一部を構成している。この器具栓装置５１は、図４に示されているように、ケース５１ａの上端から露出した器具栓つまみ５３と、器具栓つまみ５３に連設した器具栓５２を備えており、器具栓５２の下端部にはケース５１ａ内で磁力により吸着される金属で構成した弁体５５とを備えている。そして、上記ケース５１ａ内には、器具栓５２を上方に付勢する付勢手段としてのスプリング５３ａと、弁体５５を上方に付勢する付勢手段としてのスプリング５３ｂとが収容されている。
上記ケース５１ａは、ガス出口７１ａとガス入口７２とを備えており、上記弁体５５は、このガス出口７１ａとガス入口７２の境界を開閉するようになっている。また、ケース５１ａの下端には電磁石３９が固定されており、この電磁石３９は熱電対２５に接続されている。
一方、器具栓５２の動きを検知する検知手段としてのマイクロスイッチ７８が配置されており、このマイクロスイッチ７８は、図２の説明として後述するように、制御部６２に接続されている。そして、後述するように、マイクロスイッチ７８の動作により、制御部６２は、元ガス電磁弁６８に指示を与えるようになっている。
【００３５】
これにより、後述するように、使用者が器具栓つまみ５３を押し込んで、弁体５５を下降させると図３（ｂ）に示すように、金属製の弁体５５は、ケース５１ａ内でスプリング５３ｂの張力に抗して下降して、上記境界を開くので、ガス入口７２から導入された燃料ガスは境界をこえて上昇し、ガス出口７１ａから上述のようにパイロット用バーナ２１に供給される。したがって、上記点火装置２８と電極２７により、燃料ガスに点火されることによって、パイロットバーナ２１が燃焼を行う。そして、パイロットバーナ２１の燃焼中は、熱電対２５の起電力が電磁石３９に与えられるので、電磁石３９が所定の磁界を形成する。この磁界が弁体５５を吸着する力は、上記スプリング５３ｂよりも強く設定されているために、この磁界により、金属製の弁体５５が吸着されるので、上記境界を開状態に保持することになる。したがって、使用者が器具栓つまみ５３から手をはなしても、弁体５５は開位置に保持される。
【００３６】
これに対して、パイロット用バーナ２１の燃焼が停止したり、後述ように、安全装置により熱電対２５の起電力が消滅すると、図３（ａ）に示すように、電磁石３９の磁界が消えて、スプリング５３ｂの力により弁体５５は上方に押されて、境界を塞ぐので、燃料ガスの供給が停止される。
【００３７】
次に、上記熱電対２５に関連して設けられる安全装置について説明する。
図４に示すように、熱電対２５から延びる導通ラインの一端は上記構成でなる空焚き加熱防止装置６４と接続され、この空焚き加熱防止装置６４から延びる導通ラインはさらに器体加熱防止装置６１に接続され、この器体加熱防止装置６１からのびる導通ラインは給湯加熱防止装置６５に入って、さらに熱電対２５に戻るループを形成している。
【００３８】
図４に示すように、給湯用熱交換器４の近傍に設けた給湯加熱防止装置６５と風呂熱交換器３の近傍に設けた風呂の空焚き加熱防止装置６４は、同じ構成でなり、図５を参照して説明する。
この加熱防止装置６４，６５は、ケース９１の先端に露出して設けられ、熱膨張率の異なる二枚の金属板７３ａ，７３ｂを合わせて形成したバイメタル７３と、このバイメタル７３の金属板７３ａから下方に延びる押動バー７３ｃの動作により開閉される接点７４を有するバイメタルスイッチでなっている。
【００３９】
加熱防止装置６４，６５は、作動前は図５（ａ）に示すように、バイメタル７３はスイッチレバー７４ａを動作させることがないので、この状態では接点７４は閉じており導通している。そして、周囲温度が上昇すると、バイメタル７３を構成する二枚の金属板７３ａ，７３ｂは熱による膨張率の違いから、金属板７３ａは、７３ｂよりも延びて、下方に凸の形状となり、図５（ｂ）に示すように、バイメタル７３の押動バーン７３ｃがスイッチレバー７４ａの根元付近を下降させるので、接点７４がオープンとなり、電気的導通が切れるようになっている。
【００４０】
さらに、図４に示した器体加熱防止装置６１は図７に詳しく示されている。
図７（ａ）において、器体加熱防止装置６１カンケース８１の両端に上記導通ラインのそれぞれの一端を形成する一方のリード線８２と他方のリード線８３が接続されている。リード線８３は、ケース８１内に充填された感温ペレット８４を貫通して金属製の円板８４ａに接触している。
一方、ケース８１の他端から入るリード線８２は、ケース８１内でスプリング２６により右方向に押された可動電極８５に接続しており、可動電極８５に隣接して円板８５ａが配置されている。そして、円板８４ａと８５ａの間には導通金属でなるスプリング８７が配置されている。
【００４１】
ここで、器体加熱防止装置６１の周囲温度が上昇し、例えば摂氏１８８度を越えると、ケース８１内で感温ペレット８４が溶解し、図７（ｂ）に示すように、スプリング８６，８７が延びてしまう。これにより、可動電極８５は奥側に押されて、リード線８２と接触しなくなることから、リード線８２と８３の間の導通が切れるようになっている。
【００４２】
したがって、このような燃焼安全装置では、空焚き加熱防止装置６４，器体加熱防止装置６１，給湯加熱防止装置６５のいずれかにおいて、導通が切れると、図４の熱電対２５の起電力は、上記器具栓装置５１の電磁石３９へ駆動電流が供給されなくなる。これにより、弁体５５はスプリング５３ａにより押し上げられて、ガス入口７２とガス出口７１ａの間の境界を塞ぐので、パイロットバーナ２１に対する燃料ガスの供給が停止されようになっている。
【００４３】
また、図４の過圧逃がし装置５９は、図６に示すように構成されている。
図６の（ａ）に示すように、過圧逃がし装置５９は、給湯用熱交換器４の給湯管路７８内に第１の開口７７ａを有し、外部と連通する第２の開口７７ｂを備えるケース７５と、第１の開口７７ａを塞ぐ弁体７６と、この弁体７６を第１の開口７７ａに押しつける付勢手段としてケース７５内に収容されたスプリング７９とを有している。
【００４４】
通常の状態においては、図６の（ａ）に示すように、弁体７６は第１の開口７７ａを塞いでいる。ここで、給湯用熱交換器４内の圧力が高まり管路７８の圧力が高まると、この圧力は図６（ｂ）に示すように、弁体７６をスプリング７９の付勢力に抗して外側に押す。これにより、弁体７６は第１の開口７７ａを開いて、高圧の蒸気を第２の開口７７ｂから外部に排出する。これによって、熱交換器４の一部がやぶれて破損するといった事態を有効に回避できるようになっている。
【００４５】
図２は制御部６２による複合式燃焼装置５０の電気的構成の要部を示すブロック図である。
図において、制御部６２は、後述する制御内容を行わせるために、所定のリレー回路等で構成してもよいし、ＣＰＵとその制御内容を記憶させた不揮発性のメモリを内蔵して構成してもよい。以下は、ＣＰＵと制御プログラムを用いた例を中心に説明する。
【００４６】
制御部６２には、点火手段として、イグナイタ２８と電極２７が接続されている。また制御部６２には、火炎検出手段としてのフレームロッド２６が接続されている。このフレームロッド２６は、火炎の整流作用を利用して火炎の燃焼を検出するためのものである。フレームロッド２６には、制御部６２に接続された内蔵電池６３の供給する電力を制御部６２内のコンデンサやトランス等で構成した所定の昇圧手段で昇圧して、供給するようになっている。したがって、制御部６２はフレームロッド２６を用いて検出するために所定のタイマを内蔵し、所定の時間，例えば３０秒間隔で上記電力供給を行い、間欠的に火炎検出をすれば、省電力をはかることができる。
また、フレームロッド２６ではなく、熱電対２５を利用して上記と同様の方法で火炎検出をおこなってもよく、その場合はフレームロッド２６を省略することができる。
【００４７】
さらに、制御部６２には、給湯側の水流スイッチ９が接続されている。また、制御部６２には、上記内蔵電池６３が接続されている。
【００４８】
さらに、制御部６２には、熱電対２５と、器具栓装置５１、検知手段としてのマイクロスイッチ７８と、元ガス電磁弁６８が接続されている。制御部６２は、器具栓装置５１の器具栓が手動で操作されたときには、これをマイクロスイッチ７８で検知して、元ガス電磁弁６８に内蔵電池６３から駆動電流を送り、その弁体を開くようになっている。
【００４９】
そして、これらの動作を含めて、上述した安全動作を行うために、制御部６２と、熱電対２５と、器具栓装置５１と、検知手段（マイクロスイッチ）７８と、空焚き過熱防止装置６４と、器体過熱防止装置６１と、給湯過熱防止装置６５とにより安全燃焼装置９２を構成するようになっている。
【００５０】
次に、この複合式燃焼装置５０の点火動作の一例を図８及び図９を参照しながら説明する。
図８は、複合式燃焼装置５０の給湯運転を行うさいの点火動作の例を示している。
図において、使用者は、図１の符号１２，１３，１４のうちのひとつまたは複数の出湯栓（図示せず）を開く（ＳＴ１）。
これにより、給水管６から導入された水は、水ガバナ７を通って給湯管３１を通り、水流スイッチ９をオンさせる（ＳＴ２）。この水流スイッチ９のオン信号は制御部６２に伝えられ、制御部６２は、元ガス電磁弁６８に内蔵電池６３の駆動電流を供給して、その弁体を開く（ＳＴ３）。
これにより、ガス供給系１７は、給湯ガバナ１９を介して、給湯ガス管３４へ燃料ガスを送り込む。
【００５１】
次いで、給水中の水流の流れで生じる差圧によりダイヤフラム７ａが図１の右方向に移動し、この移動は水圧自動ガス弁５８の弁体７１に伝えられ、他方の分岐管５７からの燃料ガスが第２のパイロット用ガス管６９を介して、パイロットバーナ２１に送られる。
次に、制御部６２は点火手段としての点火装置２８を動作させて火花放電することにより、パイロット用バーナ２１に点火する（ＳＴ５）。
【００５２】
続いて、制御部６２はフレームロッド２６にて、パイロットバーナ２１の着火を確認する（ＳＴ６）。尚、着火が確認できない場合は、例えば所定時間の間上記点火動作を繰り返しおこない、それでも着火が確認できない場合には、元ガス電磁弁６８の駆動電流を切る。これにより、燃料ガスが燃料供給系から送られなくなるので、ガスが器具内にたまることがない。
【００５３】
そして、制御部６２は、ＳＴ６の火炎検出により着火が確認されたら、給湯ガス管３４の第１の電磁弁２３を開く（ＳＴ８）。
【００５４】
これにより、給湯用バーナ２に、これと隣接したパイロットバーナ２１の火が火移りして、給湯用バーナ２に着火する（ＳＴ９）。尚、このときの湯温調節つまみ８の位置に応じて、制御部６２は能力切替え弁である第２の電磁弁２４を開いて、最大能力の燃焼をおこなう。
【００５５】
また、給湯栓が閉じられると、水流がとまり水圧自動ガス弁５８は、上記と逆に動作するので、パイロット用ガス管３６の燃料ガスは、水圧自動ガス弁５８の位置で止められる。これによりパイロットバーナ２１の燃焼が停止して、熱電対２５の起電力が止まるのと同時に、水流スイッチ９のオフ信号が制御部６２に入る。制御部６２は、第１の給湯ガス電磁弁２３と第２の給湯ガス電磁弁２４及び元ガス電磁弁６８を閉じる。これにより、燃料供給系からの燃料ガスの供給が停止する。
【００５６】
図９は、複合式燃焼装置５０の風呂の追焚き燃焼運転を行うさいの点火動作の例を示している。
図において、使用者が器具栓装置５１の器具栓つまみ５３（図４参照）を押し込むと（ＳＴ１１）、この押し込んだ力により器具栓装置５１内の弁体５５を開く。また、器具栓装置５１の器具栓つまみ５３が押し込まれたことにより、マイクロスイッチ７８がオンして、このオン信号を制御部６２が受け、制御部６２は元ガス電磁弁６８を開く（ＳＴ１３，１４）。
【００５７】
これにより、燃料供給系１７からの燃料ガスが元ガス電磁弁６８を通り、第１のパイロット用ガス管３６から、器具栓装置５１に送られる。器具栓装置の弁体５５は上述した原理で燃料ガスを第２のパイロット用ガス管６９を介して、パイロットバーナ２１に送る。
【００５８】
次いで、制御部６２は、器具栓つまみ５３の動きが上述のようにマイクロスイッチ７８に伝えられることにより、そのオン信号を受けて、点火手段としての点火装置２８を動作させて火花放電し、パイロット用バーナ２１に点火する（ＳＴ１５）。
【００５９】
続いて、制御部６２はフレームロッド２６にて、パイロットバーナ２１の着火を確認する（ＳＴ１６）。尚、着火が確認できない場合は、例えば所定時間の間上記点火動作を繰り返しおこない、それでも着火が確認できない場合には、元ガス電磁弁６８の駆動電流を切る。これにより、燃料ガスが燃料供給系から送られなくなるので、ガスが器具内にたまることがない。
【００６０】
ＳＴ１６で火炎検出し始めると、同時に熱電対２５は、器具栓装置５１の電磁石３９に駆動電流を送りはじめ、その弁体５５を開状態に保持する。これにより、燃料供給系からの燃料ガスは、パイロットバーナ２１へ継続して送られる。（ＳＴ１７）。
【００６１】
次いで、制御部６２は、ＳＴ１６の火炎検出により着火を確認したら、ＳＴ１７と同時に風呂ガス電磁弁２９を開く（ＳＴ１８）。これにより、燃料供給系１７から風呂ガスガバナ２０を介して、風呂ガス管３５を通る燃料ガスが風呂バーナ１に供給される。
これにより、風呂用バーナ１に、これと隣接したパイロットバーナ２１の火が火移りして点火され（ＳＴ１９）、給湯用バーナ１に着火し、追焚き運転が行われる。
【００６２】
したがって、この複合式燃焼装置では、パイロットバーナ２１の燃焼を断続するために、従来のように内蔵電池で駆動する専用の電磁弁を必要としないので、その分省電力を図ることができる。
しかも、安全燃焼装置９２を構成する複数の安全装置が危険な状態を検出すると、熱電対２５による器具栓装置５１の電磁石への電力供給が止まるので、過熱等の危険な状態が生じた場合にも、確実に燃焼を止めることができる。
【００６３】
本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば器具栓つまみ５３と器具栓５１を離れた位置に配置して、その間をワイヤ等により接続するように構成してもよい。
さらに、本発明は、例えば燃料ガスとして灯油をガス化した燃料ガスを用いる燃焼装置にも適用できる。
また、燃焼装置の燃焼機能は、給湯や風呂の追焚きに限らず、暖房装置等種々の機能を備えた燃焼装置にも適用できる。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、給湯運転開始にともなう後沸き現象を防止して、同時に省電力及び省燃費をはかることができる複合式燃焼装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る複合式燃焼装置の主な構成を示す系統図。
【図２】図１の複合式燃焼装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】図１の複合式燃焼装置の器具栓装置の動作例を示す説明図。
【図４】図１の複合式燃焼装置の安全装置の構成を示す説明図。
【図５】図１の複合式燃焼装置の安全装置の一部の構成を詳しく示す説明図。
【図６】図１の複合式燃焼装置の安全装置の一部の構成を詳しく示す説明図。
【図７】図１の複合式燃焼装置の安全装置の一部の構成を詳しく示す説明図。
【図８】図１の複合式燃焼装置の給湯燃焼の点火動作の例を示すフローチャート。
【図９】図１の複合式燃焼装置の風呂の追焚き燃焼の点火動作の例を示すフローチャート。
【図１０】従来の複合式燃焼装置の構成例を示す系統図。
【符号の説明】
１ 風呂用バーナ
２ 給湯用バーナ
３ 風呂用熱交換器
４ 給湯用熱交換器
５ 循環管路
６ 給水管
７ ダイヤフラムケース
９ 水流スイッチ
１７ 燃料供給系（管）
２１ パイロットバーナ
２５ 熱電対
２７ 電極
２８ 点火装置
３１ 給湯管
３３ 追焚き水流スイッチ
３４ 給湯用ガス管
３５ 風呂用ガス管
３６ 第１のパイロット用ガス管
５１ 器具栓装置
５３ 器具栓つまみ
５６ 一方の分岐管
５７ 他方の分岐管
５８ 水圧自動ガス弁
６１ 器体過熱防止装置
６２ 制御部
６３ 内蔵電池
６４ 空焚き過熱防止装置
６５ 給湯過熱防止装置
６８ 元ガス電磁弁
Claims (1)
- 第１のバーナ及び第２のバーナに隣接して配置したパイロットバーナと、
前記各バーナにそれぞれ燃料ガスを供給する燃料供給系と、
前記第１及び第２のバーナの一方に関連して設けた給湯管に接続した水流検知手段と、
この燃料供給系を開閉する元ガス電磁弁と
を備えており、
前記燃料供給系のパイロットバーナ用のガス供給管を分岐させて、一方の分岐管は手動の器具栓装置を介して前記パイロットバーナへ接続され、他方の分岐管は通水の際の差圧を利用した水圧自動ガス弁を介して前記パイロットバーナへ接続され、
前記元ガス電磁弁は、前記器具栓装置の開き操作及び／又は前記水流検知手段の検知結果により開動作するように構成されており、
さらに、前記器具栓装置は、器具栓の動きに対応したガス弁を備えた器具栓装置であり、前記器具栓を手動で開き前記パイロットバーナに燃料ガスを送り、燃焼を開始すると、前記パイロットバーナの燃焼を検出する熱電対からの駆動電流を受けて、前記ガス弁の開状態を保持する構成とした
ことを特徴とする複合式燃焼装置。
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