JP4604272B2 - Gas burning appliances - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はウォッベ指数の異なる燃料ガスを燃焼可能なガス燃焼器具に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、家庭用ガス燃焼器具へ供給するガス種としては、主に都市ガスとLPガス(プロパンを主成分とした液化石油ガスで、以下、LPGと呼ぶ)とが知られているが、LPGはやや高価である。そこで、最近、安価なジメチルエーテル(以下、DMEと呼ぶ)をLPGの代替燃料として使用することが検討されている。
また、DMEの供給は現在のところ十分なものではないので、常にDMEを使い続けることができる保障もなく、DMEの供給が滞った場合には、LPGを使う必要があり、今後LPGをDMEに置き換えるようにしても、当面の間はDMEとLPGとの並行使用をすることも考えられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、DMEとLPGとはウォッベ指数(以下、WIと呼ぶ)が大幅に異なるため、LPG用の燃焼器具にそのままDMEを供給すると、単位時間当たりの発熱量(インプット)が大幅に変化して燃焼器具の燃焼や出力などの特性が悪化してしまうので、供給ガスがDMEかLPGかを判別して、そのガス種に適したガス供給流量や燃焼用空気供給流量に調整する必要がある。
そこで、本発明のガス燃焼器具は上記課題を解決し、燃料ガスの種類を判別するガス燃焼器具を提供することを目的とする。
【0004】
【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記載のガス燃焼器具は、
ウォッベ指数(WI)の異なる2種類の燃料ガスに対して、それぞれ供給ガス流量等の燃焼仕様を記憶し、予め設定された何れか一方の燃料ガスの上記燃焼仕様に沿って燃焼制御するガス燃焼器具において、
上記設定された種類の燃料ガスが供給される場合には正常燃焼し、他方の燃料ガスが供給される場合には異常燃焼するメインバーナと、
上記2種類の燃料ガスのどちらが供給されても正常燃焼するセンサーバーナと、
上記メインバーナの火炎の状態を検知する第1炎検知素子と、
上記センサーバーナの火炎の状態を検知する第2炎検知素子と、
上記第1炎検知素子からの検知信号と上記第2炎検知素子からの検知信号との組み合わせに応じて、供給された燃料ガスの種類を判別するガス種判別手段と
を備えたことを要旨とする。
【0005】
また、本発明の請求項2記載のガス燃焼器具は、
ウォッベ指数(WI)の異なる2種類の燃料ガスに対して、それぞれ供給ガス流量等の燃焼仕様を記憶し、予め設定された何れか一方の燃料ガスの上記燃焼仕様に沿って燃焼制御するガス燃焼器具において、
上記2種類の燃料ガスのどちらが供給されても所定状態の火炎を形成するメインバーナと、
上記設定された種類の燃料ガスが供給される場合には正常燃焼し、他方の燃料ガスが供給される場合には異常燃焼するセンサーバーナと、
上記センサーバーナの火炎の状態を検知する第1炎検知素子と、
上記メインバーナの火炎の状態を検知する第2炎検知素子と、
上記第1炎検知素子からの検知信号と上記第2炎検知素子からの検知信号との組み合わせに応じて、供給された燃料ガスの種類を判別するガス種判別手段と
を備えたことを要旨とする。
【0006】
また、本発明の請求項3記載のガス燃焼器具は、上記請求項1または2記載のガス燃焼器具において、
第2炎検知素子から異常信号が出力された場合には、上記全てのバーナを消火することを要旨とする。
【0007】
また、本発明の請求項4記載のガス燃焼器具は、上記請求項1〜3の何れかに記載のガス燃焼器具において、
上記ガス種判別手段の判別結果に応じて上記メインバーナの燃焼仕様を自動的に設定する仕様自動設定手段を備え、
燃料ガスのWIに関係なく同じ単位時間当たりの発熱量で燃焼することを要旨とする。
【0008】
また、本発明の請求項5記載のガス燃焼器具は、上記請求項1〜4の何れかに記載のガス燃焼器具において、
上記燃料ガスのうち低WIガスはジメチルエーテル、高WIガスはLPガスであることを要旨とする。
【0009】
上記構成を有する本発明の請求項1記載のガス燃焼器具は、2種類の燃料ガスのうちの一方のガス種(例えば、高WIガス)に対応する燃焼仕様に設定された状態で、その種類の燃料ガス(ここでは、高WIガス)が供給されると、メインバーナもセンサーバーナも正常燃焼し、第1炎検知素子も第2炎検知素子も正常信号を出力する。この検知信号の組み合わせから、設定仕様と同じ種類のガス(ここでは、高WIガス)が供給されたと判別する。
一方、設定仕様と異なる種類の燃料ガス(ここでは、低WIガス)が供給されると、メインバーナが異常燃焼し、第1炎検知素子が異常信号を出力する。この際、燃焼仕様とは異なるガス(ここでは、低WIガス)が供給されていることと、ガス燃焼器具に異常があることとの2通りが考えられる。
そこで、第2炎検知素子からの出力信号を参照することで判別できる。つまり、センサーバーナが正常燃焼して第2炎検知素子が正常信号を出力する場合には、設定仕様とは異なるガス(ここでは、低WIガス)が供給されたと判別する。一方、第2炎検知素子から正常信号が得られない場合には、着火異常が発生していると判断する。
このように、第1炎検知素子と第2炎検知素子とが出力する検知信号の組み合わせに応じて、供給ガスの種類を正確に判別する。
尚、異常燃焼とは、正常に燃焼していない状態を表し、失火している状態も含む。
【0010】
また、本発明の請求項2記載のガス燃焼器具は、2種類の燃料ガスのうちの一方のガス種(例えば、高WIガス)に対応する燃焼仕様に設定された状態で、その種類の燃料ガス(ここでは、高WIガス)が供給されると、センサーバーナもメインバーナも正常燃焼し、第1炎検知素子も第2炎検知素子も正常信号を出力する。この検知信号の組み合わせから、設定仕様と同じ種類のガス(ここでは、高WIガス)が供給されたと判別する。
一方、設定仕様と異なる種類の燃料ガス(ここでは、低WIガス)が供給されると、センサーバーナが異常燃焼し、第1炎検知素子が異常信号を出力する。この際、センサーバーナの異常燃焼の原因が、燃焼仕様とは異なるガス(ここでは、低WIガス)が供給されたためなのか、それとも、ガス燃焼器具に異常があるためなのかが、第1炎検知素子の出力信号からは区別できない。
そこで、メインバーナの火炎の状態を検知する第2炎検知素子からの出力信号と第1炎検知素子からの出力信号とを組み合わせることによって区別することができる。
つまり、メインバーナが正常燃焼して第2炎検知素子が正常信号を出力する場合には、設定仕様とは異なるガス(ここでは、低WIガス)が供給されたと判別する。一方、第2炎検知素子から正常信号が得られない場合には、着火異常が発生していると判断する。
このように、第1炎検知素子と第2炎検知素子とが出力する検知信号の組み合わせに応じて、供給ガスの種類を正確に判別する。
【0011】
また、本発明の請求項3記載のガス燃焼器具は、第2炎検知素子から異常信号が出力された場合には、メインバーナ及びセンサーバーナを消火する。
【0012】
また、本発明の請求項4記載のガス燃焼器具は、ガス種判別手段の判別結果に応じてメインバーナの燃焼仕様を自動的に設定して、燃料ガスのWIに関係なく同じ単位時間当たりの発熱量(インプット)でメインバーナを燃焼する。
【0013】
また、本発明の請求項5記載のガス燃焼器具は、DMEが供給される場合にはLPGの場合よりもガス流量と空気通過抵抗とを増加させ、LPGと同インプットでかつ正常にバーナを燃焼させる。
DMEは、LPGと同様にガスボンベに液化封入して供給できるため、LPGの代替燃料としてそのまま安全に使うことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
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、以下本発明のガス燃焼器具の好適な実施形態について説明する。
《第1実施形態》
本発明の第1実施形態としての給湯器について図1,図2を用いて説明する。
【0015】
給湯器10は、燃料ガスの種類に適した空燃比制御データ(後述する)に基づいて燃焼制御されると正常燃焼するメインバーナ11と、燃料ガスのWIの異なるDME(低WIガス)やLPG(高WIガス)を正常に燃焼するセンサーバーナ12と、各バーナ11,12に燃焼用一次空気を強制的に供給するファン60と、メインバーナ11の燃焼熱により通水を加熱するフィンチューブ式熱交換器13とを備える。尚、このセンサーバーナ12は、炎口形状や炎口負荷を調整したり、保炎用の炎口を設けたりすることで、DMEでもLPGでも火炎を形成することができるが、着火インプット未満のインプットでは正常に燃焼できない。
【0016】
給湯器10内に設けられる通水管は、上流から順に、給水管14,熱交換器13に設けられる伝熱管13a,出湯管15からなる。この給水管14には、水流センサや水ガバナを備える水側制御ユニット51と、入水温サーミスタ52とが設けられ、また、出湯管15には出湯温サーミスタ53が設けられる。
【0017】
メインバーナ11へ燃料ガスを供給するガス流路となる第1ガス管21には、上流から順に、ガス流路を開閉する元開閉弁32,メインバーナ11へのガス流量を調整可能な比例弁31が設けられると共に、元開閉弁32と比例弁31との間から分岐してセンサーバーナ12へ燃料ガスを供給するガス流路となる第2ガス管22が設けられる。
【0018】
また、メインバーナ11の近傍には、メインバーナ11の炎電流を検知する第1フレームロッド41が設けられ、一方、センサーバーナ12の近傍には、センサーバーナ12の炎電流を検知する第2フレームロッド42が設けられる。また、両方のバーナ11,12に点火するイグナイタ(図示略)も設けられる。
【0019】
比例弁31,元開閉弁32,各フレームロッド41,42,イグナイタ,ファン60は、各バーナ11,12の燃焼制御等を行うコントローラ50に電気的に接続される。
【0020】
このコントローラ50は、後述する方法で判別されたガス種に対応する空燃比制御データを選択する。この空燃比制御データは、各ガス種毎に、要求インプットIpに対するガス比例弁電流とファン60の回転数との目標制御値を表すもので不揮発性メモリに記憶されている。
つまり、比例弁31の開度を制御してメインバーナ11へ供給するガス流量を調整すると共に、ファン60の回転数を制御してメインバーナ11へ供給する空気流量を調整する。
【0021】
ここで、ガス種判別と各バーナ11,12の燃焼状態との関係を表1に示す。
【表1】
尚、表中のOは正常燃焼を示し、×は異常燃焼を示す。この異常燃焼には、着火に失敗してバーナに火炎が形成されない場合も含まれる。
【0022】
上述のように構成された給湯器では、図示しない給湯栓を開くことにより給水管14に水が流れると、水側制御ユニット51内の水流センサからの検知信号によりコントローラ50は、ファン60を駆動してプリパージを開始すると共に、図2のフローチャートに示されるように、ガス種判別制御を開始する。
先ず、LPG仕様に設定し、つまりLPGに適した空燃比制御データを選択し(S1)、イグナイタをオンする(S2)と共に、比例弁31を点火用の所定開度に設定し、元開閉弁32を開弁して(S3)、メインバーナ11とセンサーバーナ12とへ燃料ガスを供給し点火し、イグナイタをオフする(S4)。
【0023】
そして、第2フレームロッド42がセンサーバーナ12の炎電流を検知し、その電流値Ijが着火レベル未満であるか否か判断する(S5)。
検知電流値Ijが着火レベル未満であれば、着火異常と判断する(S6)。この検知電流値Ijが着火レベル未満になる要因としては、比例弁31の故障により燃料ガスが十分供給されずインプットが所望のレベルより少なかったり、元開閉弁32の故障により燃料ガスが供給されなかったり、ファン60の故障により理論空気量に対する実際の空気量を示す一次空気比が大き過ぎたり、イグナイタが正常にオンしていないこと等が考えられる。
そして、比例弁31,元開閉弁32を閉弁して(S7)、メインバーナ11とセンサーバーナ12とを消火する。
一方、検知電流値Ijが着火レベル以上であれば、着火異常はないとしてステップ8へ進む。
【0024】
ステップ8において、第1フレームロッド41がメインバーナ11の炎電流を検知し、その電流値Imが判定値以上であれば、メインバーナ11が正常燃焼しているとして、供給ガスがLPGであると判断し、その燃焼仕様のまま燃焼を継続する(S9)。
【0025】
一方、検出電流値Imが判定値未満であれば、メインバーナ11が着火していない(或いは異常燃焼している)として、供給ガスがDMEであると判断し(S10)、比例弁31,元開閉弁32を閉弁して(S11)、メインバーナ11とセンサーバーナ12とを消火する。
【0026】
そして、DME仕様に設定し、つまり、LPGが供給される場合と同じインプットになるようにガス流量をLPGの場合よりも増やすと共に、適正な空燃比で燃焼するようにファン60の回転数を制御するようなDME用の空燃比制御データを選択し(S12)、ステップ2へ戻って、メインバーナ11とセンサーバーナ12とを点火し(S3,S4)、着火異常が無ければ(S5)、ステップ8へ進む。
この時、DME仕様に設定されているため、メインバーナ11は、正常燃焼し、ステップ8では、検知電流値Imが判定値以上となって、そのDME仕様のまま燃焼を継続する(S9)。
【0027】
このようにしてガス種を判別した後、図示しないリモコンで設定された出湯温度と入水温サーミスタ52で検出された入水温度との温度差に入水流量を乗じて要求インプットIpを算出し、供給ガス種に対応した空燃比制御データに基づいてフィードフォーワード燃焼制御を開始する。この燃焼制御中に、出湯温サーミスタ53で検出される湯温と設定温度とに温度差があると、熱交換器13の出口温度を一定に保たせるように比例弁電流Iを連続的に補正すると共に、常にガス量と給気量とが所定の関係に保たれるようにファン60の回転数も補正するフィードバック燃焼制御を行う。
【0028】
つまり、ガス種が変更されたことを判定した場合には、自動的にその変更後のガス種に適した空燃比制御データに切り替えてフィードフォワード燃焼制御およびフィードバック燃焼制御を行う。
そして、図示しない給湯栓が閉められると、比例弁31,元開閉弁32を閉弁して、各バーナ11,12へのガス供給を遮断して消火する。
【0029】
以上説明したように、本実施形態の給湯器では、メインバーナ11の燃焼状態とセンサーバーナ12の燃焼状態とから、ガス種を正確に判別する。
例えば、センサーバーナを備えずにメインバーナ11の燃焼状態だけでガス種を判別する場合には、メインバーナ11が異常燃焼する際に、燃焼仕様と異なるガス種のDMEが供給されたためなのか、それとも着火異常のためなのか区別できない。従って、着火異常でもDMEが供給されていると誤判別してしまう。
これに対して、本実施形態では、2つのバーナの燃焼状態を示す信号の組み合わせに応じて正しくガス種の判別を行うことができる。
ガス種を切り替えてもインプットを等しくすることができ、給湯器の燃焼や出力などの特性を良好に維持できる。
【0030】
このようにして、LPGとDMEとをその市場価格,供給状況に応じて適宜切り替えて使うといった並行使用が可能になり、経済的である。この際、使用者は燃料ガスを区別して器具を使用しなくてもよく、安全で使い勝手がよい。
また、自動的にガス種に適した燃焼仕様に切り替えるため、ガス種転換作業が不要となり便利である。
【0031】
また、本実施形態の給湯器は強制燃焼式であるため、燃焼仕様が異なると、メインバーナ11の火炎がリフトしたり、火炎自体が形成されないことが多々あるが、ステップ11で一旦比例弁31,元開閉弁32を閉弁して消火するため、生ガスの漏出を防止でき安全である。
【0032】
しかも、バーナの燃焼状態を検知する火炎検知素子としてフレームロッドを用いたため、立ち上がりが早くしかも応答性が良いため、DMEが供給されても、ガス種判別中におけるメインバーナ11の異常燃焼(或いは不着火)時間が短く、安全である。
【0033】
また、点火操作時にステップ1でLPG仕様に設定しているため、DME仕様に初期設定する場合よりも、使用するガス流量が少なくインプット過多を防止でき安全である。
つまり、DME仕様に初期設定する場合においては、DMEが低WIガスであるため、供給ガス流量がLPG仕様よりも多く、LPGが供給されると、インプット過多になってしまう。これに対して本実施形態では、ステップ1でLPG仕様に設定しているため、インプット過多を防止できて安全である。
【0034】
《第2実施形態》
次に、第2実施形態について図3のフローチャートを用いて説明する。尚、第1実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分に関しては同一ステップ番号を付してその説明を省略する。
【0035】
強制燃焼式ガス給湯器に、燃料ガスのWIの異なるDMEやLPGを正常燃焼する(火炎を形成する)メインバーナと、特定の燃料ガス(ここではLPG)が供給される場合にのみ正常燃焼するセンサーバーナとを設ける。尚、このメインバーナは、炎口形状や炎口負荷を調整したり、保炎用の炎口を設けたりすることで、DMEでもLPGでも火炎を形成することができる。
この場合の各バーナの燃焼状態と判定結果の関係を表2に示す。
【0036】
【表2】
【0037】
上述のバーナを備えた給湯器では、第1実施形態と同様に、ガス種判別制御を開始し、各バーナを点火する(S1〜S4)。
そして、メインバーナの炎電流値Imが着火レベル未満であるか否か判断する(S13)。
検知電流値Imが着火レベル未満であれば、着火異常と判断し(S6)、比例弁31,元開閉弁32を閉弁して(S7)、メインバーナとセンサーバーナとを消火する。
一方、検知電流値Imが着火レベル以上であれば、着火異常はないとしてステップ14へ進む。
【0038】
ステップ14において、センサーバーナの炎電流値Ijが判定値以上であれば、センサーバーナが正常燃焼しているとして、供給ガスがLPGであると判断し、その燃焼仕様のまま燃焼を継続する(S9)。
【0039】
一方、ステップ14において、検出電流値Ijが判定値未満であれば、供給ガスがDMEであると判断し(S10)、ステップ15に進み、この段階ではLPG仕様に設定されているため、ステップ11に進んで比例弁31,元開閉弁32を閉弁して、各バーナを消火し、DME仕様に設定し(S12)、ステップ2〜10まで行う。この段階では、DME仕様に設定されているためステップ15からステップ9へ進み、その燃焼仕様のまま燃焼を継続する。
【0040】
以上説明した給湯器は、第1実施形態と同様の効果が得られ、判別したガス種の燃焼仕様に自動的かつ安全に切り替えることができる。
また、センサーバーナでは、ガス種による燃焼状態の差を大きく取れるように設計して製造できるため、メインバーナの燃焼状態を示す信号との組み合わせにより、正確にガス種を判別することができる。
【0041】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要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、フレームロッドに代えて熱電対を用い、その起電力を検知してガス種を判別してもよい。
また、ガス種を判定して適正な燃焼仕様に設定した後は、センサーバーナを消火してもよい。
【0042】
また、ステップ1においてDME仕様に設定してもよい。
この場合、第1実施形態では、表3に示されるように、メインバーナ11とセンサーバーナ12の両方が正常燃焼すると供給ガスがDMEであると判断して燃焼を継続し、センサーバーナ12のみ正常燃焼するとLPGであると判断して燃焼仕様をLPG用に変更する。
【0043】
【表3】
【0044】
一方、第2実施形態では、表4に示されるように、メインバーナとセンサーバーナの両方が正常燃焼すると供給ガスがDMEであると判断して燃焼を継続し、メインバーナのみ正常燃焼するとLPGであると判断して燃焼仕様をLPG用に変更する。
【0045】
【表4】
【0046】
また、ステップ1においてガス種の燃焼仕様をLPGとDMEとの何れか一方に常に固定するのではなく、正常に燃焼されたガス種の燃焼仕様を設定し記憶させておいて、次回からもその設定仕様でガス種判別制御を開始してもよい。この場合、供給ガス種が直前回と同じであれば、ガス種判別制御時間が短縮される。
【0047】
また、自動で燃焼仕様を切り替えずに、ガス種判定後、その判定結果を報知する報知手段を設けて、この報知を受けた作業者が手動で燃焼仕様を切り替えるようにしてもよい。この報知手段として、アラームや音声メッセージといった聴覚情報や、ランプやディスプレイといった視覚情報を用いて報知するものを用いてもよい。
【0048】
また、強制燃焼式のガス器具ではなく、テーブルこんろといった自然燃焼式のガス器具に本発明を適用してもよい。自然燃焼式の場合は、供給ガスが設定仕様と異なっても火炎を形成しやすいので、特に、第2実施形態において、こうした特性を持つメインバーナの設計が容易となる。
また、自然燃焼式のガス器具等、供給ガスが設定仕様と異なっても火炎を形成できる場合には、ガス種判定後、ガス供給路を閉鎖せずに、そのまま燃焼仕様を切り替えて燃焼を継続してもよい。
【0049】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項1のガス燃焼器具によれば、メインバーナとセンサーバーナの燃焼状態に応じてガス種を判別するため、メインバーナの異常燃焼がガス種違いによるものなのか、着火異常によるものなのかを判断でき、正確にガス種を判別できる。
この結果、判別された燃料ガスに適した燃焼仕様に切り替えることにより、2種類の燃料ガスを並行使用することができる。
【0050】
更に、本発明の請求項2のガス燃焼器具によれば、メインバーナとセンサーバーナの燃焼状態に応じてガス種を判別するため、センサーバーナの異常燃焼がガス種違いによるものなのか、着火異常によるものなのかを判断でき、正確にガス種を判別できる。
この結果、判別された燃料ガスに適した燃焼仕様に切り替えることにより、2種類の燃料ガスを並行使用することができる。
また、メインバーナではなくセンサーバーナでガス種を判別するため、ガス種による燃焼状態の差を大きく取ることができ、正確にガス種を判別することができる。
【0051】
更に、本発明の請求項3のガス燃焼器具によれば、着火異常時には、両方のバーナを消火するため、生ガスの漏出を防ぐことができ、安全である。
【0052】
更に、本発明の請求項4のガス燃焼器具によれば、ガス種を切り替えてもインプットが等しくなり、燃焼器具の燃焼や出力などの特性が悪化することがない。
また、燃焼仕様が自動的に切り替わりガス種転換作業が不要となる。
【0053】
更に、本発明の請求項5のガス燃焼器具によれば、ガスボンベという同じガス供給形態のLPGとDMEとを判別でき切り替えて使用できるため、市場価格,供給状況等に応じて燃料ガスを選択でき、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態としてのガス燃焼器具の概略構成図である。
【図2】第1実施形態としての着火シーケンスを示すフローチャートある。
【図3】第2実施形態としての着火シーケンスを示すフローチャートある。
【符号の説明】
11…メインバーナ、12…センサーバーナ、31…比例弁、32…元開閉弁、41…第1フレームロッド、42…第2フレームロッド、50…コントローラ、60…ファン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas burning device capable of burning fuel gases having different Wobbe indices.
[0002]
[Prior art]
Currently, city gas and LP gas (liquefied petroleum gas mainly composed of propane, hereinafter referred to as LPG) are known as gas species to be supplied to household gas combustion appliances. Slightly expensive. Therefore, recently, the use of inexpensive dimethyl ether (hereinafter referred to as DME) as an alternative fuel for LPG has been studied.
In addition, since the supply of DME is not sufficient at present, there is no guarantee that DME can always be used, and when the supply of DME is stagnant, it is necessary to use LPG, and LPG will be transferred to DME in the future. Even if it replaces, it is also considered to use DME and LPG in parallel for the time being.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the Wobbe index (hereinafter referred to as WI) is significantly different between DME and LPG, if DME is supplied as it is to the combustion equipment for LPG, the calorific value (input) per unit time will change significantly and combustion will occur. Since the characteristics such as the combustion and output of the instrument are deteriorated, it is necessary to determine whether the supply gas is DME or LPG and adjust the gas supply flow rate or the combustion air supply flow rate suitable for the gas type.
Then, the gas combustion instrument of this invention aims at solving the said subject and providing the gas combustion instrument which discriminate | determines the kind of fuel gas.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The gas combustion appliance according to
Gas combustion for storing combustion specifications such as supply gas flow rate for two types of fuel gases having different Wobbe indices (WI) and controlling combustion in accordance with the combustion specifications of any one of the preset fuel gases In the instrument,
A main burner that normally burns when the set type of fuel gas is supplied, and abnormally burns when the other fuel gas is supplied;
A sensor burner that burns normally regardless of which of the two types of fuel gas is supplied,
A first flame detection element for detecting a flame state of the main burner;
A second flame detecting element for detecting a flame state of the sensor burner;
It is provided with a gas type discriminating means for discriminating the type of the supplied fuel gas according to the combination of the detection signal from the first flame detection element and the detection signal from the second flame detection element. To do.
[0005]
Moreover, the gas combustion appliance according to claim 2 of the present invention is
Gas combustion for storing combustion specifications such as supply gas flow rate for two types of fuel gases having different Wobbe indices (WI) and controlling combustion in accordance with the combustion specifications of any one of the preset fuel gases In the instrument,
A main burner that forms a predetermined flame regardless of which of the two types of fuel gas is supplied;
A sensor burner that normally burns when the set type of fuel gas is supplied, and abnormally burns when the other fuel gas is supplied;
A first flame detection element for detecting a flame state of the sensor burner;
A second flame detection element for detecting a flame state of the main burner;
It is provided with a gas type discriminating means for discriminating the type of the supplied fuel gas according to the combination of the detection signal from the first flame detection element and the detection signal from the second flame detection element. To do.
[0006]
Moreover, the gas combustion appliance according to
When an abnormal signal is output from the second flame detection element, the gist is to extinguish all the burners.
[0007]
Moreover, the gas combustion appliance according to
Automatic specification setting means for automatically setting the combustion specification of the main burner according to the determination result of the gas type determination means,
The gist is to burn with the same calorific value per unit time regardless of the WI of the fuel gas.
[0008]
Moreover, the gas combustion appliance according to claim 5 of the present invention is the gas combustion appliance according to any one of
The gist of the fuel gas is that the low WI gas is dimethyl ether and the high WI gas is LP gas.
[0009]
The gas combustion appliance according to
On the other hand, when a fuel gas of a different type from the set specification (here, low WI gas) is supplied, the main burner burns abnormally and the first flame detection element outputs an abnormal signal. At this time, there are two possible ways: a gas different from the combustion specification (here, a low WI gas) is supplied and there is an abnormality in the gas combustion appliance.
Therefore, it can be determined by referring to the output signal from the second flame detection element. That is, when the sensor burner is normally combusted and the second flame detection element outputs a normal signal, it is determined that a gas different from the set specification (here, low WI gas) is supplied. On the other hand, when a normal signal cannot be obtained from the second flame detection element, it is determined that an ignition abnormality has occurred.
In this manner, the type of the supply gas is accurately determined according to the combination of detection signals output from the first flame detection element and the second flame detection element.
In addition, abnormal combustion represents the state which is not burning normally, and also includes the state which has misfired.
[0010]
In addition, the gas combustion appliance according to claim 2 of the present invention is a type of fuel that is set to a combustion specification corresponding to one of the two types of fuel gas (for example, high WI gas). When gas (here, high WI gas) is supplied, both the sensor burner and the main burner normally burn, and both the first flame detection element and the second flame detection element output normal signals. From this combination of detection signals, it is determined that the same type of gas as the set specification (here, high WI gas) has been supplied.
On the other hand, when a fuel gas of a type different from the set specification (here, low WI gas) is supplied, the sensor burner burns abnormally and the first flame detection element outputs an abnormal signal. At this time, whether the cause of abnormal combustion of the sensor burner is that a gas different from the combustion specification (here, low WI gas) is supplied, or whether the gas combustion appliance is abnormal is the first flame. It cannot be distinguished from the output signal of the sensing element.
Therefore, it can be distinguished by combining the output signal from the second flame detection element that detects the flame state of the main burner and the output signal from the first flame detection element.
That is, when the main burner burns normally and the second flame detection element outputs a normal signal, it is determined that a gas (here, low WI gas) different from the set specification has been supplied. On the other hand, when a normal signal cannot be obtained from the second flame detection element, it is determined that an ignition abnormality has occurred.
In this manner, the type of the supply gas is accurately determined according to the combination of detection signals output from the first flame detection element and the second flame detection element.
[0011]
Moreover, the gas combustion appliance according to
[0012]
Further, the gas combustion appliance according to
[0013]
Further, the gas combustion appliance according to claim 5 of the present invention increases the gas flow rate and the air passage resistance when DME is supplied, compared with the case of LPG, and burns the burner normally with the same input as LPG. Let
Since DME can be supplied in a gas cylinder in the same manner as LPG, it can be safely used as an alternative fuel for LPG.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, preferred embodiments of the gas combustion appliance of the present invention will be described below.
<< First Embodiment >>
A water heater as a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
The
[0016]
The water pipe provided in the
[0017]
A
[0018]
A
[0019]
The
[0020]
The
That is, the flow rate of the gas supplied to the
[0021]
Here, Table 1 shows the relationship between the gas type discrimination and the combustion states of the
[Table 1]
In the table, O indicates normal combustion, and x indicates abnormal combustion. This abnormal combustion includes a case where ignition fails and no flame is formed in the burner.
[0022]
In the water heater configured as described above, when water flows into the water supply pipe 14 by opening a hot water tap (not shown), the
First, the LPG specification is set, that is, air-fuel ratio control data suitable for the LPG is selected (S1), the igniter is turned on (S2), the
[0023]
Then, the second frame rod 42 detects the flame current of the
If the detected current value Ij is less than the ignition level, it is determined that the ignition is abnormal (S6). Factors that cause the detected current value Ij to be less than the ignition level are that fuel gas is not sufficiently supplied due to a failure of the
Then, the
On the other hand, if the detected current value Ij is equal to or higher than the ignition level, it is determined that there is no ignition abnormality and the process proceeds to step 8.
[0024]
In Step 8, when the
[0025]
On the other hand, if the detected current value Im is less than the determination value, it is determined that the
[0026]
Then, the DME specification is set, that is, the gas flow rate is increased from that of the LPG so as to obtain the same input as when the LPG is supplied, and the rotation speed of the
At this time, since the DME specification is set, the
[0027]
After discriminating the gas type in this way, the required input Ip is calculated by multiplying the temperature difference between the hot water temperature set by a remote controller (not shown) and the incoming water temperature detected by the incoming
[0028]
That is, when it is determined that the gas type has been changed, the feedforward combustion control and the feedback combustion control are performed by automatically switching to the air-fuel ratio control data suitable for the changed gas type.
When a hot water tap (not shown) is closed, the
[0029]
As described above, in the water heater of the present embodiment, the gas type is accurately determined from the combustion state of the
For example, when the gas type is determined only by the combustion state of the
On the other hand, in this embodiment, the gas type can be correctly determined according to the combination of signals indicating the combustion states of the two burners.
Even if the gas type is switched, the input can be made equal, and characteristics such as combustion and output of the water heater can be maintained well.
[0030]
In this way, LPG and DME can be used in parallel by switching appropriately according to their market price and supply status, which is economical. At this time, the user does not need to distinguish between the fuel gas and use the instrument, which is safe and easy to use.
In addition, since the combustion specification is automatically switched to the gas type, it is not necessary to change the gas type, which is convenient.
[0031]
Further, since the water heater of the present embodiment is a forced combustion type, if the combustion specifications are different, the flame of the
[0032]
In addition, since the flame rod is used as a flame detection element for detecting the combustion state of the burner, the start-up is fast and the response is good, so that even if DME is supplied, abnormal combustion (or non-combustion) of the
[0033]
In addition, since the LPG specification is set in
That is, when the DME specification is initially set, since the DME is a low WI gas, the supply gas flow rate is higher than that of the LPG specification, and if LPG is supplied, the input becomes excessive. On the other hand, in this embodiment, since the LPG specification is set in
[0034]
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment will be described using the flowchart of FIG. In addition, a different part from 1st Embodiment is demonstrated, About the overlapping part, the same step number is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0035]
Normal combustion only when a main burner that normally burns DME or LPG with different WI of fuel gas (forms a flame) and a specific fuel gas (here LPG) is supplied to the forced combustion gas water heater A sensor burner is provided. The main burner can form a flame with either DME or LPG by adjusting the shape of the flame mouth and the flame mouth load, or by providing a flame mouth for flame holding.
Table 2 shows the relationship between the combustion state of each burner and the determination result in this case.
[0036]
[Table 2]
[0037]
In the water heater provided with the above-described burner, gas type discrimination control is started and each burner is ignited (S1 to S4), as in the first embodiment.
Then, it is determined whether or not the flame current value Im of the main burner is less than the ignition level (S13).
If the detected current value Im is less than the ignition level, it is determined that the ignition is abnormal (S6), the
On the other hand, if the detected current value Im is equal to or higher than the ignition level, it is determined that there is no ignition abnormality and the process proceeds to step 14.
[0038]
In step 14, if the flame current value Ij of the sensor burner is equal to or greater than the determination value, it is determined that the sensor burner is normally combusting, and the supply gas is determined to be LPG, and combustion is continued with the combustion specification (S9). ).
[0039]
On the other hand, if the detected current value Ij is less than the determination value in step 14, it is determined that the supply gas is DME (S10), and the process proceeds to step 15. At this stage, the LPG specification is set. Then, the
[0040]
The hot water heater described above has the same effect as that of the first embodiment, and can be automatically and safely switched to the combustion specification of the determined gas type.
Further, since the sensor burner can be designed and manufactured so as to obtain a large difference in combustion state depending on the gas type, the gas type can be accurately determined by a combination with a signal indicating the combustion state of the main burner.
[0041]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such an embodiment, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
For example, instead of the frame rod, a thermocouple may be used to detect the electromotive force and determine the gas type.
Further, after the gas type is determined and set to an appropriate combustion specification, the sensor burner may be extinguished.
[0042]
Further, the DME specification may be set in
In this case, in the first embodiment, as shown in Table 3, when both the
[0043]
[Table 3]
[0044]
On the other hand, in the second embodiment, as shown in Table 4, when both the main burner and the sensor burner are normally combusted, it is determined that the supply gas is DME and the combustion is continued. It is judged that there is, and the combustion specification is changed for LPG.
[0045]
[Table 4]
[0046]
In
[0047]
Further, instead of automatically switching the combustion specification, a notification means for notifying the determination result after gas type determination may be provided, and the operator who has received this notification may manually switch the combustion specification. As this notification means, what reports using auditory information, such as an alarm and a voice message, and visual information, such as a lamp and a display, may be used.
[0048]
Further, the present invention may be applied to a natural combustion type gas appliance such as a table stove instead of a forced combustion type gas appliance. In the case of the natural combustion type, a flame is easily formed even if the supply gas is different from the set specification. In particular, in the second embodiment, it becomes easy to design a main burner having such characteristics.
In addition, if a flame can be formed even if the supply gas differs from the set specification, such as a natural combustion type gas appliance, the combustion specification can be switched as it is without closing the gas supply path after the gas type is determined. May be.
[0049]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the gas combustion appliance of the first aspect of the present invention, the gas type is determined according to the combustion state of the main burner and the sensor burner. It is possible to determine whether it is due to abnormal ignition or to determine the gas type accurately.
As a result, by switching to a combustion specification suitable for the determined fuel gas, two types of fuel gas can be used in parallel.
[0050]
Furthermore, according to the gas combustion appliance of claim 2 of the present invention, since the gas type is discriminated according to the combustion state of the main burner and the sensor burner, whether the abnormal combustion of the sensor burner is due to the difference in the gas type, an abnormal ignition It is possible to determine whether it is caused by the gas, and to accurately determine the gas type.
As a result, by switching to a combustion specification suitable for the determined fuel gas, two types of fuel gas can be used in parallel.
Further, since the gas type is discriminated not by the main burner but by the sensor burner, a large difference in the combustion state due to the gas type can be taken and the gas type can be discriminated accurately.
[0051]
Furthermore, according to the gas combustion appliance of
[0052]
Furthermore, according to the gas combustion appliance of
Further, the combustion specification is automatically switched, and the gas type conversion work is not required.
[0053]
Furthermore, according to the gas combustion appliance of claim 5 of the present invention, since LPG and DME of the same gas supply form called a gas cylinder can be distinguished and switched and used, the fuel gas can be selected according to the market price, supply situation, etc. Is economical.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas combustion appliance as a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing an ignition sequence as the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing an ignition sequence as a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記設定された種類の燃料ガスが供給される場合には正常燃焼し、他方の燃料ガスが供給される場合には異常燃焼するメインバーナと、
上記2種類の燃料ガスのどちらが供給されても正常燃焼するセンサーバーナと、
上記メインバーナの火炎の状態を検知する第1炎検知素子と、
上記センサーバーナの火炎の状態を検知する第2炎検知素子と、
上記第1炎検知素子からの検知信号と上記第2炎検知素子からの検知信号との組み合わせに応じて、供給された燃料ガスの種類を判別するガス種判別手段と
を備えたことを特徴とするガス燃焼器具。Gas combustion for storing combustion specifications such as supply gas flow rate for two types of fuel gases having different Wobbe indices (WI) and controlling combustion in accordance with the combustion specifications of any one of the preset fuel gases In the instrument,
A main burner that normally burns when the set type of fuel gas is supplied, and abnormally burns when the other fuel gas is supplied;
A sensor burner that burns normally regardless of which of the two types of fuel gas is supplied,
A first flame detection element for detecting a flame state of the main burner;
A second flame detecting element for detecting a flame state of the sensor burner;
A gas type discriminating means for discriminating the type of fuel gas supplied according to a combination of a detection signal from the first flame detection element and a detection signal from the second flame detection element; Gas burning appliances.
上記2種類の燃料ガスのどちらが供給されても所定状態の火炎を形成するメインバーナと、
上記設定された種類の燃料ガスが供給される場合には正常燃焼し、他方の燃料ガスが供給される場合には異常燃焼するセンサーバーナと、
上記センサーバーナの火炎の状態を検知する第1炎検知素子と、
上記メインバーナの火炎の状態を検知する第2炎検知素子と、
上記第1炎検知素子からの検知信号と上記第2炎検知素子からの検知信号との組み合わせに応じて、供給された燃料ガスの種類を判別するガス種判別手段と
を備えたことを特徴とするガス燃焼器具。Gas combustion for storing combustion specifications such as supply gas flow rate for two types of fuel gases having different Wobbe indices (WI) and controlling combustion in accordance with the combustion specifications of any one of the preset fuel gases In the instrument,
A main burner that forms a predetermined flame regardless of which of the two types of fuel gas is supplied;
A sensor burner that normally burns when the set type of fuel gas is supplied, and abnormally burns when the other fuel gas is supplied;
A first flame detection element for detecting a flame state of the sensor burner;
A second flame detection element for detecting a flame state of the main burner;
A gas type discriminating means for discriminating the type of fuel gas supplied according to a combination of a detection signal from the first flame detection element and a detection signal from the second flame detection element; Gas burning appliances.
燃料ガスのWIに関係なく同じ単位時間当たりの発熱量で燃焼することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のガス燃焼器具。Automatic specification setting means for automatically setting the combustion specification of the main burner according to the determination result of the gas type determination means,
The gas combustion instrument according to any one of claims 1 to 3, wherein the combustion is performed with the same calorific value per unit time regardless of the WI of the fuel gas.
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