JP4099285B2

JP4099285B2 - 開放型ガス燃焼器具

Info

Publication number: JP4099285B2
Application number: JP06385299A
Authority: JP
Inventors: 真也中島; 紀生坂本
Original assignee: パロマ工業株式会社
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2019-03-10
Also published as: JP2000257858A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、元止め式湯沸器等、燃焼用空気を室内から採り、燃焼ガスをそのまま室内に排出する開放型ガス燃焼器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記開放型ガス燃焼器具、例えば元止め式湯沸器では、室内の換気が不十分な場合や熱交換器のフィンの間隙が燃焼生成物の付着によって閉塞を起こした場合には、燃焼用空気が採り込みにくくなり、不完全燃焼に繋がる虞れがあることから、このような運転状態を監視する監視手段として、これらを事前に検知してガスの供給を遮断する不完全燃焼防止装置（以下「不燃防装置」と略称する）が具備される。具体的には、湯沸器のバーナの近傍に設置した一次熱電対と、バーナの上方で熱交換器の燃焼室窓に臨ませた二次熱電対とを、極性が逆向きになるように直列に接続し、ここで得られる合成起電力を、ガス流路に設けたマグネット電磁弁の保持に直接利用し、或はマグネット電磁弁を開閉制御するコントローラに監視させる構成となっている。よって、室内の酸素濃度が低下してきた場合は、バーナの炎のリフトや立ち消えにより一次熱電対の起電力が低下することで、又、長期使用により熱交換器のフィン閉塞が進行した場合は、燃焼排気熱により燃焼室窓の二次熱電対の起電力が高くなることで、何れも合成起電力が低下するため、マグネット電磁弁が直接、或はコントローラを介して閉弁され、ガスの供給が遮断されるものとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような不完全燃焼に繋がる原因を放置したまま使用を繰り返すと、室内の空気は発生ＣＯにより汚染されるため、特にフィンの閉塞の場合は、メンテナンスを行わずに使用を続けると、閉塞が進行し、熱交換器等に損傷を与えたり、炎が燃焼室の外部にあふれたりする虞れもあるため、上記合成起電力の低下を検知した後は、燃焼停止と共に器具の再使用を禁止するインターロック手段が更に具備される場合がある。
しかし、通常、湯沸器のようなガス燃焼器具は乾電池を電源としていることから、乾電池の交換等に伴う抜き差しによって、インターロックがかかっていてもそれがリセットされて再使用可能となってしまう。又、インターロック手段としては、一時的な燃焼停止を行う合成起電力の低下の回数をカウントし、異常発生のカウント数が所定回数に達するとインターロックをかけるものも知られているが、この場合も乾電池の抜き差しによって記憶されていたカウント数がリセットされてしまうため、最初からカウントし直しになって結局所定回数を超えて使用可能となり、インターロックが確実に実行できない。
【０００４】
そこで、請求項１に記載の発明は、このような電源の中断に拘わらず、インターロックを確実に実行することができる開放型ガス燃焼器具を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、前記バーナの点火制御の後、立ち上がりに得られる前記合成起電力が所定の判定起電力を上回るか否かを異なるタイミングで２回判別して、後の判別で前記合成起電力が前記判定起電力を上回らない場合に前記インターロック手段を作動させる一方、
前記インターロック手段の作動情報を電源の中断に拘わらず保存可能な記憶手段を設けて、前記電源の復帰の際には前記記憶手段に保存された前記作動情報に基づいて前記インターロック手段が前記器具の使用禁止を続行可能としたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、インターロック手段の作動条件が、後の判別で合成起電力が判定起電力を上回らない場合の所定の監視結果の所定回数の確認である場合は、記憶手段が前記所定回数までのカウント数を保存可能としたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の目的に加えて、記憶手段に不揮発性メモリを用いたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、開放型ガス燃焼器具としての元止め式湯沸器（以下「湯沸器」という）の構造図、図２はその概略図で、湯沸器１は、燃焼室２内に、上水道に接続される給水管３からの水をバーナ４の燃焼熱で加熱し、出湯管６から湯として送り出す熱交換器５を備え、給水管３の上流には、操作ボタン７の押し操作によりレバー８を介して開閉制御される水栓９と、ダイアフラム１０の一次圧室１１とが配置され、一次圧室１１の下流に形成したベンチュリー１３を差圧管１４を介してダイアフラム１０の二次圧室１２に接続させている。又、このダイアフラム１０には、突棒１５が連結されており、水栓９の開弁により給水管３内に通水されると、ベンチュリー１３での通水によって二次圧室１２の圧力が一次圧室１１より低下してダイアフラム１０が二次圧室１２側へ動作することで、突棒１５がその動作に連動し、バーナ４へのガス流路に配置されたマグネット電磁弁１６の開弁機構１６ａを動作させてこれを開弁させ、続いて水圧応動弁１７を開弁させるようになっている。尚、１９，２０は、夫々突棒１５の動作に連動し、マグネット電磁弁１６、水圧応動弁１７の開弁に合わせて順次ＯＮされる水圧スイッチ、２１は、操作ボタン７の押し操作に伴いレバー８を介してＯＮされるレバースイッチで、夫々のＯＮ信号はコントローラ２２へ入力される。更に、ガス流路における水圧応動弁１７の下流側には、操作ボタン７の押し操作に伴い開弁する器具栓１８が設けられている。
【０００７】
一方、コントローラ２２には、バーナ４点火用の点火電極２３とイグナイタ２４、炎検知用のフレームロッド２５が夫々接続される他、運転状態の監視手段として、バーナ４に併設したセンシングバーナ４ａの近傍に設けられる一次熱電対２６と、バーナ４の上方で燃焼室２における熱交換器５下部の内胴窓に臨ませて設けられる二次熱電対２７とが、（＋）（−）の極性を逆向きにして直列に接続され、一次，二次熱電対２６，２７の合成起電力がコントローラ２２へ入力されるようになっている。尚、２８は乾電池、２９は電池交換時期の報知用のＬＥＤランプ、３０は作動異常の報知用のＬＥＤランプである。
【０００８】
又、図３はコントローラ２２における制御回路のブロック図で、レバースイッチ２１、水圧スイッチ１９，２０のＯＮにより乾電池２８から電源が供給されるマイクロコンピュータ（以下「マイコン」と略称する）３１には、乾電池２８の電圧監視回路３２からの電圧検知信号の他、フレームロッド２５の電流値を検知する炎検知回路３３からの炎検知信号と、一次熱電対２６と二次熱電対２７との合成起電力を検知する起電力判定回路３４からの判定信号とが入力される。３５はイグナイタ２４を動作させる点火回路、３６はマグネット電磁弁１６へ通電させる電磁弁駆動回路である。
更に、３７は、読み出し及び書き込みが可能な不揮発性メモリで、後述する不完全燃焼防止制御におけるインターロック機能のＯＮ情報及び異常発生のカウント数を保存する記憶手段である。不揮発性であるから、乾電池２８の交換に伴う抜き差しによっても保存データは消去しないが、マイコン３１に設けられたリセットスイッチ３８のＯＮにより、外部から必要に応じて保存データを消去可能となっている。尚、ここでは、不揮発性メモリ３７の最低作動電圧が高いため、昇圧回路３９が設けられている。
【０００９】
以上の如く構成された湯沸器１の動作を図４のフローチャートに従って説明する。まず、操作ボタン７を押し操作すると、Ｓ１で、レバースイッチ２１がＯＮすると共に、器具栓１８及び水栓９が夫々開弁し、前述の如く給水管３の通水に伴う突棒１５の動作でマグネット電磁弁１６も開弁され、器具内への通水が行われる。次にＳ２の判別で、突棒１５の動作に伴う水圧スイッチ１９のＯＮを確認すると、Ｓ３では、電圧監視回路３２から得られる電圧検知信号によって電池電圧が１．９Ｖ以上か否かを判別する。ここで１．９Ｖを下回っていれば、Ｓ４でＬＥＤランプ２９を点灯させる。一方、１．９Ｖ以上であれば、Ｓ５でイグナイタ２４を動作させて点火電極２３を連続スパークさせると共に、電磁弁電流のＯＮによりマグネット電磁弁１６を開弁保持させる。次にＳ６の判別で、突棒１５による水圧応動弁１７の開弁と同時の水圧スイッチ２０のＯＮ信号を確認するが、このＯＮ信号がＳ２での水圧スイッチ１９のＯＮから２秒以内に得られなければ、Ｓ７でイグナイタ２４をＯＦＦすると共に、電磁弁電流をＯＦＦしてマグネット電磁弁１６を閉弁させ、点火制御を停止する。
【００１０】
尚、Ｓ７の燃焼停止に伴い、ＬＥＤランプ３０による報知が行われるが、Ｓ８で後述するインターロック機能がＯＮしているか否かが判別され、インターロック機能がＯＮしていれば、ＬＥＤランプ３０は点滅し（Ｓ９）、ＯＮしていなければ、ＬＥＤランプ３０は点灯する（Ｓ１０）。ここではインターロック機能はＯＮしていないので、ＬＥＤランプ３０は点灯することになる。一方、Ｓ６において水圧スイッチ２０のＯＮ信号が適正に得られれば、Ｓ１１でフレームロッド２５からのバーナ４の炎検知信号が、Ｓ６の水圧スイッチ２０のＯＮから０．７秒以内で得られるかを確認し、Ｓ１２でＳ６の確認から０．７秒経過を判別すると、Ｓ１３でイグナイタ２４をＯＦＦさせる。尚、着火ミス等が生じると、Ｓ１１で炎検知信号が得られないため、Ｓ７でのイグナイタ２４のＯＦＦとマグネット電磁弁１６の閉弁と、Ｓ１０でのＬＥＤランプ３０の点灯とが実行される。
【００１１】
続いて、マイコン３１は、上記点火制御の後、立上りに入力される一次熱電対２６と二次熱電対２７との合成起電力を監視して、室内の酸素不足や熱交換器５のフィン閉塞による不完全燃焼の発生を防止すべく、Ｓ１４以下の不完全燃焼防止制御（以下「不燃防制御」と略称する）を実行している。
まず、Ｓ１４で、Ｓ６での水圧スイッチ２０のＯＮ確認から６秒以内で合成起電力Ｖが判定起電力Ｖ_O を上回るか否かを判別する。６秒以内で合成起電力Ｖが判定起電力Ｖ_O を上回らなければ、酸素不足による炎のリフトや立ち消え等が生じたとして、Ｓ７でのガスの供給遮断とＳ１０での報知とを行う。一方、合成起電力Ｖが判定起電力Ｖ_O を上回る立上りを見せれば、次のＳ１５で、同じくＳ６での確認から１２秒以上３０秒以下の間で合成起電力Ｖが判定起電力Ｖ_O を上回るか否かを判別し、合成起電力Ｖが判定起電力Ｖ_O を上回らなければ、Ｓ１６においてフィン閉塞が発生しているとして異常発生１回が不揮発性メモリ３７に記憶される。こうして記憶される異常発生のカウント数が、Ｓ１７の判別で３回以下であれば、Ｓ７でマグネット電磁弁１６を閉弁させて燃焼停止を行い、４回に達すれば、Ｓ１８でインターロック機能をＯＮしてＳ７で燃焼停止を行い、以後の器具の使用を禁止する。尚、この場合、インターロック機能のＯＮによってＳ９でＬＥＤランプ３０は点滅し、そのＯＮ情報が不揮発性メモリ３７に記憶される。
【００１２】
但し、異常発生のカウント数が４回に達する前に、Ｓ１５の判別で合成起電力Ｖの判定起電力Ｖ_O 以上を確認すれば、正常な燃焼が行われているとして、Ｓ１９で、Ｓ１７で判別される異常発生のカウント数の累計がリセットされる。よってここでは、Ｓ１６での異常発生のカウントが正常な燃焼を挟むことなく４回連続して行われた場合にのみ、Ｓ１８でインターロックがかかることになる。尚、Ｓ１５で正常な燃焼が確認できれば、Ｓ２０で、燃焼室２の周囲に配設される図示しない温度ヒューズが正常か否かが判別される。即ち、燃焼室２の破損等により燃焼ガスが噴出して温度ヒューズが溶断すると、その抵抗値の増大を検知してＳ７で燃焼が停止されるものである。
【００１３】
このように上記形態では、不揮発性メモリ３７に異常発生のカウント数が保存されるから、乾電池２８の交換等で湯沸器１から抜き差しされることがあっても、Ｓ１６におけるカウント数はリセットされることがなく、記憶されていたカウント数から継続し、４回連続のカウントで確実にインターロックがかけられる。同様に、インターロックの状態で乾電池２８が抜き差しされても、記憶されていたインターロック機能のＯＮ情報によってインターロックは続行され、湯沸器１が使用されるおそれはない。従って、インターロックを確実に実行できる信頼性の高い湯沸器１を得ることができる。
又ここでは、不揮発性メモリ３７を用いたことで、記憶手段を簡単に構成することができる。更に、リセットスイッチ３８を設けたことで、必要に応じて異常発生のカウント数やインターロックのＯＮ情報を消去でき、メンテナンス等に至便となる。
【００１４】
尚、上記形態において、異常発生のカウント数が４回連続しないとインターロックをかけないようにしたのは、フィン閉塞以外の原因に伴う合成起電力Ｖの立上りの低下、即ちガス元栓の閉栓や風等による立ち消えに伴う合成起電力Ｖの低下が４回連続して起こる可能性が極めて少なく、逆にフィン閉塞の場合は複数回の途中で正常な立上りが得られる場合がないことから、異常発生を４回連続してカウントすることで、このようなフィン閉塞以外の原因を排除するためである。又、合成起電力Ｖの判定をＳ６から６秒以内と１２秒以上３０秒以下とで２回行うようにしたのは、酸素不足の場合は、一次熱電対２６の起電力の立上りが遅いため、合成起電力Ｖが緩やかに上昇し、６秒で判定起電力Ｖ_O に達することがなく、一方、フィン閉塞の場合は、一次熱電対２６の起電力よりも二次熱電対２７の起電力の立上りが遅いため、合成起電力Ｖは６秒以内で判定起電力Ｖ_O に達する早い立上りを見せるものの、二次熱電対２７の起電力の立上りに伴い、合成起電力Ｖは途中でピークをむかえて下降する傾向にあることから、６秒以内と１２秒以上３０秒以下とで合成起電力Ｖが判定起電力Ｖ_O を下回ったのを夫々検知することで、酸素不足とフィン閉塞との区別を可能としたものである。
【００１５】
尚、不燃防制御の具体例は、上記形態に限定するものでなく、不揮発性メモリ等の記憶手段を備えてインターロックの作動情報やそれに至る異常発生のカウント数を保存できるものであれば、カウント数の累計でインターロックをかけるものや、逆にカウントを行わずに合成起電力の低下で直ちにインターロックをかけるもの等でも本発明は適用可能である。又、不揮発性メモリの最低作動電圧が低ければ、昇圧回路はなくしても良い。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、インターロック手段の作動情報を電源の中断に拘わらず保存可能な記憶手段を設けたことで、電源の中断があっても、保存されていた作動情報によってインターロックは確実に継続され、信頼性の高いガス燃焼器具を得ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、インターロック手段の作動条件が、後の判別で合成起電力が判定起電力を上回らない場合の所定回数の確認である場合であっても、記憶手段が前記所定回数までのカウント数を保存可能としたことで、電源の中断があってもカウント数はリセットされず、保存されていたカウント数から継続し、所定回数のカウントで確実にインターロックがかけられる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、記憶手段に不揮発性メモリを用いたことで、記録手段を簡単に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】湯沸器の構造図である。
【図２】湯沸器の概略図である。
【図３】制御回路のブロック図である。
【図４】点火制御及び不燃防制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１・・湯沸器、２・・燃焼室、４・・バーナ、５・・熱交換器、７・・操作ボタン、１６・・マグネット電磁弁、２２・・コントローラ、２５・・フレームロッド、２６・・一次熱電対、２７・・二次熱電対、３１・・マイコン、３７・・不揮発性メモリ。

Claims

バーナの火炎温度を検出する一次熱電対と、その一次熱電対と逆極性で直列に接続され、前記バーナの燃焼ガスの温度を検出する二次熱電対と、前記一次熱電対と二次熱電対との合成起電力の監視結果に基づいて器具の使用を禁止可能なインターロック手段とを備えた開放型ガス燃焼器具であって、
前記バーナの点火制御の後、立ち上がりに得られる前記合成起電力が所定の判定起電力を上回るか否かを異なるタイミングで２回判別して、後の判別で前記合成起電力が前記判定起電力を上回らない場合に前記インターロック手段を作動させる一方、
前記インターロック手段の作動情報を電源の中断に拘わらず保存可能な記憶手段を設けて、前記電源の復帰の際には前記記憶手段に保存された前記作動情報に基づいて前記インターロック手段が前記器具の使用禁止を続行可能としたことを特徴とする開放型ガス燃焼器具。
インターロック手段の作動条件が、後の判別で合成起電力が判定起電力を上回らない場合の所定回数の確認である場合は、記憶手段が前記所定回数までのカウント数を保存可能とした請求項１に記載の開放型ガス燃焼器具。
記憶手段に不揮発性メモリを用いた請求項１又は２に記載の開放型ガス燃焼器具。