JP3891711B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナの燃焼作動を、装填された電池の電力にて制御する制御手段と、
燃焼開始指令および停止指令を指令する燃焼状態指令手段と、
前記バーナの燃焼異常を検出する燃焼異常検出手段とが設けられ、
前記制御手段が、前記燃焼状態指令手段の指令情報に基づいて、燃焼開始指令が指令されると前記バーナの燃焼を開始し、燃焼停止指令が指令されると前記バーナの燃焼を停止する燃焼制御、および、前記燃焼異常検出手段の検出情報に基づいて、前記バーナの燃焼状態が燃焼異常状態であるときには、前記バーナの燃焼を停止し、かつ、リセット指令が指令されるまで、前記燃焼状態指令手段の燃焼開始指令に拘わらず燃焼の開始を禁止する燃焼禁止制御を実行するように構成されている燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような燃焼装置において、従来、不完全燃焼などの燃焼異常状態であるときには、例えば、制御手段を運転可能状態と運転停止状態とに切り換える運転スイッチをＯＮ操作し直すことによりリセット操作がされてリセット指令が指令されるように構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような運転スイッチを入れ直すなどの操作は、通常行われる操作であるので、この通常の操作によりリセット指令がなされ、使用者が燃焼異常状態であるにも拘わらず燃焼状態指令手段により燃焼開始指令を指令して燃焼を開始し、燃焼異常検出手段が再び燃焼異常を検出して、バーナの燃焼を停止するまでの間、燃焼異常のまま燃焼を実行してしまう虞れがあった。
【０００４】
そこで、本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、燃焼異常状態における燃焼の開始を確実に禁止し、かつ、燃焼異常状態であることを確実に使用者に報知することが可能となる燃焼装置を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、リセット指令が、電池を一旦取り外して再度装填することによる、電力供給の断続により行われるように構成されている。
つまり、燃焼異常状態であると、通常行われることの少ない電池を一旦取り外して再度装填する操作を行わなければ、燃焼状態指令手段による燃焼開始指令を指令しても燃焼を開始することができないので、燃焼異常状態のままで燃焼が開始されることを禁止し、かつ、使用者に燃焼異常状態であることを確実に報知することが可能となる。
【０００６】
また、請求項１に記載の発明によれば、燃焼状態指令手段が、電池から制御手段への電力供給を断続して、電力供給開始により燃焼開始を指令し、電力供給の遮断により燃焼停止を指令する手動操作式の開閉手段として構成され、制御手段への電源からの電力供給を断続し、かつ、制御手段の操作指令に基づいて開閉操作される制御式の開閉手段が、手動操作式の開閉手段に対して並列状に設けられ、制御手段が、燃焼異常検出手段にて燃焼異常が検出されずに正常通りに燃焼制御を実行するときには、制御式の開閉手段に対して非電力供給状態用の操作指令を指令し、燃焼異常検出手段にて燃焼異常が検出されて燃焼禁止制御を実行するときには、電池の取り外しが行われるまでは自己への電力供給状態が維持されるように、制御式の開閉手段に対して電力供給状態用の操作指令を出力するように構成されている。
したがって、燃焼異常状態であるときには、電池の取り外しが行われるまで、制御式の開閉手段への操作指令に基づいて制御手段への電力供給を行って、燃焼開始指令に拘わらず燃焼の開始を確実に禁止することができ、さらに、燃焼異常が検出されずに正常通りに燃焼制御が実行されているときには、制御手段への無駄な電力供給を行わず、電池の早期消耗を防止することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、バーナの燃焼室を形成する筒胴の上部に、給湯用の熱交換器が設けられ、燃焼室内の周囲温度を検出する燃焼室温度検出手段が設けられ、制御手段が、燃焼室温度検出手段の検出情報に基づいて燃焼異常を検出したときも、燃焼禁止制御を実行するように構成されている。
つまり、排気閉塞による異常が起こっていると、燃焼室内の温度が上昇するので、燃焼室温度検出手段によりその温度上昇を検出することができ、排気閉塞による異常を確実に検出することができ、この異常のときにも、燃焼禁止制御を実行して、排気閉塞による異常状態において、燃焼が開始されることを禁止し、かつ、使用者に異常状態であることを確実に報知することが可能となる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によれば、燃焼禁止制御の実行中であることを報知する報知手段が設けられているので、機器の故障などではなく、異常状態であり、かつ、燃焼禁止制御の実行により燃焼の開始が禁止されていることを確実に報知することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる燃焼装置を瞬間湯沸器に適応した例を図面に基づいて説明する。
この瞬間湯沸器は、図１および図４に示すように、本体ケースＫ内に、燃焼用バーナとしてのガスバーナＢの燃焼室Ｒを形成する筒胴１の上方にフィンチューブ型の給湯用の熱交換器２を備え、この熱交換器２には、給水路Ｗｉと給湯路Ｗｏとが接続され、給湯路Ｗｏには、本体ケースＫ外のフレキシブル管Ｆを介して出湯具６が接続されている。
そして、本体ケースＫの下方側には、図５に示すように、本体ケースＫの外部下方から２本の電池Ｄを装填および取り外し可能な手動開閉式の収納ケースＳＫが設けられている。
【００１０】
前記給水路Ｗｉには、本体ケースＫ内に、止水弁３、水圧変化に応動して給水量を調整する水ガバナ４、ならびに、熱交換器２への給水量とバイパス路Ｗｂを介して出湯路Ｗｏへ分流供給するバイパス水量との比率を調整する分流弁５が介装されている。
前記ガスバーナＢに燃料ガスを供給するガス供給路Ｇには、電磁操作式の遮断弁７、水ガバナ４に連動の連動杆４ａの応動に伴って、熱交換器２への通水状態でのみ開く水圧応動弁８、燃料ガスの供給圧を適正圧に保つガスガバナ９、ならびに、燃料ガスの供給量を調整する調整弁１０が介装され、この調整弁１０は、本体ケースＫの前面部に設けられた手動操作式の調整ダイヤル２１により調整されるように構成されている。
【００１１】
そして、ガスバーナＢの不完全燃焼や排気閉塞などの燃焼異常を検出するために、ガスバーナＢの燃焼炎の温度に応じた起電力を出力する燃焼異常検出手段としての第１熱電対１５、燃焼室Ｒ内の温度に応じて第１熱電対１５とは逆極性となるような起電力を出力する燃焼室温度検出手段としての第２熱電対１８、ガスノズル１９の近傍の温度が異常高温になることに基づいて溶断するノズル近傍用温度ヒューズ１７、および、筒胴１の外周近傍の温度が異常高温になることに基づいて溶断する筒胴用温度ヒューズ１６が設けられている。また、燃焼異常を判別するに伴って、その燃焼異常を報知する報知手段としての警報ランプ２２も設けられている。
【００１２】
前記第１熱電対１５は、金属性の熱電対取付板を用いて感熱部が正常燃焼状態の燃焼炎の内部に位置するように、かつ、そのプラス側が熱電対取付板と電気的に接続するように設けられている。また、第２熱電対１８は、その感熱部が筒胴１に形成した測温用開口１ａに臨む状態で設けられている。
【００１３】
なお、ノズル近傍用温度ヒューズ１７と筒胴用温度ヒューズ１８は、それぞれ同様の構成であり、図示はしないが、両端のそれぞれにリード線を接続したヒューズ素子を、可撓性および耐熱性を有するチューブ内に挿入するとともに、チューブの外周の２箇所をバインダにて束縛してチューブ内に固定する構成となっており、ノズル近傍用温度ヒューズ１７は、ガスバーナＢに対応するガスノズル１９の下方近傍に位置するように配置してあり、筒胴用温度ヒューズ１８は、筒胴１の外周部の背面側近傍に配置されている。
【００１４】
そして、図２に示すように、第１熱電対１５のマイナス端子、ノズル近傍用温度ヒューズ１７、筒胴用温度ヒューズ１６、および、第２熱電対１８のマイナス端子のそれぞれを直列接続するとともに、第１熱電対１５のプラス端子と、第２熱電対１８のプラス端子のそれぞれがコントローラＣの入力端子ａ，ｂに接続されている。つまり、第２熱電対１８は、第１熱電対１５に対して逆極性の起電力になるように各熱電対１５，１８の起電力の合計値Ｖｔが入力端子ａ，ｂに入力されるように構成されている。
【００１５】
このような構成の瞬間湯沸器は、その作動が制御手段としてのコントローラＣによって制御され、このコントローラＣが、電力供給状態において、押しボタン式の出湯操作具１１の押し操作に伴って出湯具６に給湯する作動制御を実行する給湯処理、ガスバーナＢを備えた燃焼作動部の燃焼異常を検出する燃焼異常検出処理、燃焼異常を判別するに伴って燃焼を停止し、かつ、リセット指令が指令されるまで、燃焼の開始を禁止する燃焼禁止制御を実行する異常対応処理のそれぞれの処理を実行するように構成されている。
【００１６】
そして、電池ＤからコントローラＣへの電力供給は、基本的には、燃焼状態指令手段としての出湯操作具１１の押し操作による燃焼開始指令および燃焼停止指令が指令されるに伴って、ＯＮ・ＯＦＦされる手動操作式の開閉手段としての操作マイクロスイッチ１２により断続され、コントローラＣが燃焼異常を検出するか否かに基づいても、操作マイクロスイッチに対して並列状に設けられている制御式の開閉手段としてのスイッチ手段Ｓにより電力供給が断続される。
つまり、コントローラＣが燃焼異常を検出したときには、スイッチ手段Ｓに対して電力供給状態用の操作指令を指令して、スイッチ手段Ｓにより電力供給状態が維持され、コントローラＣが燃焼異常を検出せずに正常通り動作しているときには、スイッチ手段Ｓに対して非電力供給状態用の操作指令を指令して、スイッチ手段ＳによるコントローラＣへの電力供給を停止するようにしている。
【００１７】
前記給湯処理について説明すると、押しボタン式の出湯操作具１１を押すと、操作マイクロスイッチ１２がＯＮし、同時に、出湯操作具１１の押し操作に連動して止水弁３が開弁され、水ガバナ４に流入する水圧により水ガバナ４に連動の連動杆４ａが水圧応動弁８を開弁する方向に応動して水圧マイクロスイッチ１３をＯＮする。
そして、操作マイクロスイッチ１２と水圧マイクロスイッチ１３がＯＮすると、コントローラＣは、点火プラグ１４をスパークさせるとともに、遮断弁７のコイルに吸着電流を流して遮断弁７を開弁する。
【００１８】
したがって、前記ガスバーナＢには、ガス供給路Ｇから燃料ガスが供給され、かつ、点火プラグ１４により点火されて燃焼し、ガスバーナＢの燃焼によって第１熱電対１５が加熱され、加熱に伴う第１熱電対１５の起電力によって、コントローラＣから遮断弁７のコイル７ａに吸着電流が流れ続け、遮断弁７の開弁が維持される。
そして、給水路Ｗｉからの水は、止水弁３や水ガバナ４を通過し、分流弁５によって分流され、その一部が熱交換器２に流入すると同時に、残りがバイパス路Ｗｂを介して給湯路Ｗｏに流入し、熱交換器２からの湯に混合されて、適温となった湯が出湯具６から出湯される。
【００１９】
そして、上述した出湯状態において、再び出湯操作具１１を押すと、その押し操作に連動して止水弁３が閉弁し、水ガバナ４への水の流入停止に伴って、連動杆４ａが水圧応動弁８を閉弁する方向に応動し、水圧応動弁８を閉弁してガスバーナＢへの燃料ガスの供給を断って燃焼を停止させる。
また、ガスバーナＢの燃焼停止に伴って第１熱電対１５の起電力がなくなり、コントローラＣが、遮断弁７のコイル７ａへ吸着電流を流すのを停止して遮断弁７も閉弁される。
【００２０】
次に、燃焼異常検出処理について説明すると、ガスバーナＢの受入口２０から吸入される燃焼用一次空気の量が異常に少なくなったり、その燃焼用一次空気中の酸素濃度が異常に低下すると、ガスバーナＢは不完全燃焼を起こして燃焼炎が長くなったり、燃焼炎が不測に立ち消えたりすることになる。したがって、図３の（イ）に示すように、第１熱電対１５の起電力Ｖ１が低下して、それに伴って各熱電対１５，１８の起電力の合計値Ｖｔが低下して定常運転用の起電力判別レベルＶｓｔを下回り、燃焼異常であるとして判別する。
【００２１】
また、熱交換器２に燃焼ガス中の燃焼生成物や塵埃が付着して、熱交換器２の燃焼ガス通路が狭くなると、燃焼ガスが燃焼室Ｒ内に滞留する量が増加して、燃焼室Ｒ内の周囲温度が上昇する。このような排気閉塞によって燃焼室Ｒ内の周囲温度が高くなり、測温用開口１ａから高温の燃焼ガスが流出して、図３の（ロ）に示すように、第２熱電対１８の起電力Ｖ２が大きくなるが、この起電力Ｖ２は第１熱電対１５の起電力Ｖ１とは逆極性であるので、各熱電対１５，１８の起電力の合計値Ｖｔが定常運転用の起電力判別レベルＶｓｔ以下に低下し、燃焼異常であるとして判別する。
【００２２】
なお、熱交換器２に燃焼ガス中の燃焼生成物や塵埃が付着することに起因して、筒胴１内の雰囲気温度が異常高温になると、筒胴用温度ヒューズ１６が溶断し、ガスバーナＢの受入口２０に蜘蛛の巣が張られたり、塵埃が溜まったりして、ガスノズル１９から噴出した燃料ガスの一部が受入口２０の外に漏洩すると、その漏洩ガスがガスバーナＢの燃焼炎により引火して燃焼するなどして、ガスノズル１９近傍の温度が異常高温になると、ノズル近傍用温度ヒューズ１７が溶断する。
このようにして、筒胴用温度ヒューズ１６が溶断したり、ノズル近傍用温度ヒューズ１７が溶断したりすると、前記合計値Ｖｔがほぼゼロとなり、このときも燃焼異常と判別する。
【００２３】
次に、異常対応処理について説明すると、上述の異常検出処理において、燃焼異常と判別されると、警報ランプ２２を点灯させ、遮断弁７のコイル７ａへ吸着電流を流すのを停止して遮断弁７を閉弁させて、ガスバーナＢの燃焼を停止させ、さらに、その燃焼異常の発生を記憶して、電池Ｄを一旦収納ケースＳＫから取り外して再度装填する操作が行われてリセット指令が指令されるまで、遮断弁７のコイル７ａへ吸着電流を流さずに、ガスバーナＢの燃焼を開始させないようにしている。
【００２４】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、一度燃焼異常を検出すると、電池Ｄを一旦取り外して再度装填する操作をしてリセット指令が指令されるまで、燃焼の開始を禁止するように構成しているが、この構成に代えて、例えば、設定時間内に連続して燃焼異常を、設定回数以上検出すると、電池Ｄを一旦取り外して再度装填する操作をしてリセット指令が指令されるまで、燃焼の開始を禁止するように構成してもよい。
【００２５】
（２）上記実施形態では、出湯操作具１１の押し操作に伴ってＯＮ・ＯＦＦする操作マイクロスイッチ１２により、電池ＤからコントローラＣへの電力供給を断続するようにしているが、継続して電池ＤからコントローラＣへ電力供給が行われるようにしてもよい。
【００２６】
（３）上記実施形態では、第１熱電対１５と第２熱電対１８とを直列接続して、それらの起電力の合計値ＶｔのみがコントローラＣに入力される構成としているが、このような構成に代えて、例えば、図６に示すように、直列接続された各熱電対１５，１８の両端部と、中間接続箇所とをコントローラＣに電気的に接続して、各熱電対１５，１８における起電力の出力の合計値Ｖｔと、第１熱電対１５の起電力Ｖ１の出力値が入力されるように構成してもよく、または、第１熱電対１５および第２熱電対１８をコントローラＣに対して、それぞれ単独で各別に起電力を検出可能なように電気的に並列接続して、コントローラＣは、第１熱電対１５による起電力の検出情報、および、第２熱電対１８による起電力の検出情報をそれぞれ各別に求めるように構成してもよい。なお、この場合、筒胴用温度ヒューズ１６とノズル近傍用温度ヒューズ１７とは、直列に接続され、各熱電対１５，１８とは別にコントローラＣに接続されている。
【００２７】
（４）上記実施形態では、燃焼異常を検出すると、警報ランプ２２を点灯させるようにしているが、警報ブザーにより報知するようにしてもよく、警報ランプ２２と警報ブザーの両方により報知するようにしてもよい。つまり、使用者に報知できるものであればよい。
【００２８】
（５）上記実施形態では、ノズル近傍用温度ヒューズ１７や筒胴用温度ヒューズ１６などを設けて更に使用上の安全性を向上させているが、このようなヒューズを用いないようにしてもよい。
【００２９】
（６）上記実施形態では、本発明にかかる燃焼装置を瞬間湯沸器に適応した例を示しているが、ガスストーブなど、その他の機器にも適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適応した瞬間湯沸器の概略構成図
【図２】制御ブロック図
【図３】起電力の発生状態を示す図
【図４】本発明を適応した瞬間湯沸器の正面図
【図５】本発明を適応した瞬間湯沸器の要部を示す図
【図６】別実施形態の制御ブロック図
【符号の説明】
１ 筒胴
２ 熱交換器
１１ 燃焼状態指令手段
１２ 手動操作式の開閉手段
１５ 燃焼異常検出手段
１８ 燃焼室温度検出手段
２２ 報知手段
Ｂ バーナ
Ｃ 制御手段
Ｄ 電池
Ｒ 燃焼室
Ｓ 制御式の開閉手段

Claims (3)

1. バーナの燃焼作動を、装填された電池の電力にて制御する制御手段と、
   燃焼開始指令および停止指令を指令する燃焼状態指令手段と、
   前記バーナの燃焼異常を検出する燃焼異常検出手段とが設けられ、
   前記制御手段が、前記燃焼状態指令手段の指令情報に基づいて、燃焼開始指令が指令されると前記バーナの燃焼を開始し、燃焼停止指令が指令されると前記バーナの燃焼を停止する燃焼制御、および、前記燃焼異常検出手段の検出情報に基づいて、前記バーナの燃焼状態が燃焼異常状態であるときには、前記バーナの燃焼を停止し、かつ、リセット指令が指令されるまで、前記燃焼状態指令手段の燃焼開始指令に拘わらず燃焼の開始を禁止する燃焼禁止制御を実行するように構成されている燃焼装置であって、
   前記バーナを備える本体ケースの下方側に、その本体ケースの外部下方から前記電池を装填及び取り外し可能な手動開閉式の収納ケースが設けられ、
   前記リセット指令が、前記電池を一旦取り外して再度装填することによる、電力供給の断続により行われるように構成され、
   前記燃焼状態指令手段が、前記電池から前記制御手段への電力供給を断続して、電力供給開始により前記燃焼開始を指令し、電力供給の遮断により前記燃焼停止を指令する手動操作式の開閉手段として構成され、
   前記制御手段への前記電源からの電力供給を断続し、かつ、前記制御手段の操作指令に基づいて開閉操作される制御式の開閉手段が、前記手動操作式の開閉手段に対して並列状に設けられ、
   前記制御手段が、前記燃焼異常検出手段にて燃焼異常が検出されずに正常通りに前記燃焼制御を実行するときには、前記制御式の開閉手段に対して非電力供給状態用の操作指令を指令し、前記燃焼異常検出手段にて燃焼異常が検出されて前記燃焼禁止制御を実行するときには、前記電池の取り外しが行われるまでは自己への電力供給状態が維持されるように、前記制御式の開閉手段に対して電力供給状態用の操作指令を出力するように構成されている燃焼装置。
2. 前記バーナの燃焼室を形成する筒胴の上部に、給湯用の熱交換器が設けられ、
   前記燃焼室内の周囲温度を検出する燃焼室温度検出手段が設けられ、
   前記制御手段が、前記燃焼室温度検出手段の検出情報に基づいて燃焼異常を検出したときも、前記燃焼禁止制御を実行するように構成されている請求項１記載の燃焼装置。
3. 前記燃焼禁止制御の実行中であることを報知する報知手段が設けられている請求項１又は２に記載の燃焼装置。

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