JP4654459B2

JP4654459B2 - 開放型ガス燃焼器具

Info

Publication number: JP4654459B2
Application number: JP2001169570A
Authority: JP
Inventors: 真也中島
Original assignee: パロマ工業株式会社
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2021-06-05
Also published as: JP2002364838A

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】
開放型ガス燃焼器具、例えば、台所等に設置される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が燃焼生成物等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、不完全燃焼を起こすおそれがあることから、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）が備えられる。
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、バーナと熱交換器との間の燃焼室の側壁に開口された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、あるい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。これによって、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（一次起電力）が低下することで、また、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、燃焼室窓からあふれ出る燃焼ガスに加熱されることにより一次起電力を打ち消すように働く二次熱電対の起電力（二次起電力）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、あるい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】
一般に、不完全燃焼の原因としては、酸素不足とフィン閉塞とがある。酸素不足の場合は、室内の換気を行えば簡単に燃焼異常の原因を解消できる。これに対して、フィン閉塞の場合は、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おそれがある。このため、フィン閉塞の場合と酸素不足の場合とでは、異なる処置が必要となるので、不完全燃焼が生じた際には、バーナへのガスの供給を停止すると共に、不完全燃焼の原因がフィン閉塞によるものなのか酸素不足によるものなのかを使用者に知らせるために、お知らせランプ等を点灯させることが望ましい。
しかし、上述したような従来の不燃防装置では、室内の酸素不足もフィンの閉塞も共に、同じ合成起電力の低下で検知しているため、両者の区別ができないものであった。
【０００４】
そこで本出願人は、不完全燃焼の原因がフィン閉塞によるものなのか、酸素不足によるものなのかを区別することが可能な次のような２つの開放型ガス燃焼器具を提案している。
１つめの開放型ガス燃焼器具は、特開平１１−３０４１４４号に開示されたものであり、酸素不足の場合とフィン閉塞の場合とでは、その合成起電力の立上り特性に相違が見られることに着目し、この相違を検知することで、不完全燃焼の原因を区別するものである。
具体的にいえば、図１０に示すように、酸素不足状態での使用開始の場合では、図９に示す通常時の場合と比べて、一次起電力Ｖ_１の立上りが遅いため、合成起電力Ｖ_０はゆるやかに上昇するので第一判定時間Ｔ’_１において合成起電力Ｖ_０が判定起電力Ｖｒ_０に達していないときは、酸素不足によるものであると判別できる。
これに対して図１１に示すように、フィン閉塞状態の場合では、一次起電力Ｖ_１と共に二次起電力Ｖ_２も大きく立上り、一次起電力Ｖ_１よりも二次起電力Ｖ_２の方が安定するのに時間がかかるため、合成起電力Ｖ_０は途中でピークをむかえた後に降下するように変化する。このため、第一判定時間Ｔ’_１においては合成起電力Ｖ_０が判定起電力Ｖｒ_０に達しているものの、第二判定時間Ｔ’_２において合成起電力Ｖ_０が判定起電力Ｖｒ_０に達していないときは、フィン閉塞によるものであると判別できる。尚、ここでの熱電対の起電力の立上り特性については、器具が冷えた状態から使用を開始した、いわゆるコールドスタートの場合での説明である。
２つめの開放型ガス燃焼器具は、特開平１１−３１１４１２号に開示されたものであり、一次熱電対と二次熱電対との起電力をそれぞれ個別に監視することで、酸素不足とフィン閉塞とをそれぞれ検知するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者では、フィン閉塞が生じた場合には、ある程度の時間（第二判定時間Ｔ’_２）をおいてピークが終わった後の合成起電力Ｖ_０を判定起電力Ｖｒ_０と比較しなければならないために、フィン閉塞による合成起電力の変化を検知するのに時間がかかるという欠点があった。従って、不燃防装置が働いて燃焼を停止できるとはいっても、点火開始から不完全燃焼を検知するまでの所定期間においては、器具を使用できるため、この無検知時間帯である所定期間の燃焼を利用して、何回も連続して点火操作を繰り返せば所望のお湯を得ることができてしまう。そして、このような無茶な使い方をすると、室内の一酸化炭素濃度がどんどん上昇して、一酸化炭素中毒になるおそれがあった。
後者では、正常値に対して一次起電力と二次起電力との変化がそれぞれすこしづつしか生じないような、フィン閉塞と酸素不足との複合要因による不完全燃焼の場合には、その少ない変化量によって不完全燃焼を検知しなければならないため、起電力のバラツキにより検知レベルに誤差が生じやすいという問題があった。また、検出した一次起電力と二次起電力とから合成起電力を演算することによって不完全燃焼を検知しようとすると、合成起電力を直接検出している場合と比較して演算回路が余分に必要となり、さらに不完全燃焼に対する安全性を担保するためには、この演算回路が故障した場合も考慮して冗長設計しなければならずコスト的に高価なものとなってしまう。
本発明の開放型ガス燃焼器具は上記課題を解決し、不完全燃焼の原因が酸素不足によるものなのかフィン閉塞によるものなのかをすばやく判別すると共に、不完全燃焼を高い信頼性で防止することを目的とする。
【０００６】
【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記載の開放型ガス燃焼器具は、
燃料ガスを燃焼させるバーナと、
バーナからの炎を検出する炎検出回路と、
上記バーナの上方に設けられ、該バーナの燃焼ガスにより通水を加熱するフィンチューブ式の熱交換器と、
上記バーナの近傍に設けられ、上記バーナの炎により直接加熱される第一熱電素子と、
上記バーナと上記熱交換器との間の燃焼室の側壁に開口された燃焼室窓に臨んで設けられ、上記熱交換器のフィンの間が燃焼生成物等の付着によって閉塞した際に、該燃焼室窓からあふれ出る燃焼ガスにより加熱される第二熱電素子と
を備え、上記第一熱電素子と上記第二熱電素子とを直列に且つ極性を逆向きに接続し、上記２つの熱電素子から得られる合成起電力に基づいて、上記バーナの不完全燃焼を検出する開放型ガス燃焼器具において、
上記炎検出回路により炎を検出してから第一判定時間Ｔ _１が経過し、第二判定時間Ｔ _２が経過するまでの時間帯においては、上記第二熱電対素子の起電力に基づく熱交換器のフィン閉塞の検出動作と、第一熱電対素子の起電力に基づく室内の酸素不足の検出動作を行い、
第二判定時間Ｔ _２が経過した後は、第一熱電素子と第二熱電素子の合成起電力に基づく不完全燃焼の検出動作を行うとともに、上記第二熱電対素子の起電力に基づく熱交換器のフィン閉塞の検出動作と、第一熱電対素子の起電力に基づく室内の酸素不足の検出動作を行うことを要旨とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２記載の開放型ガス燃焼器具は、上記請求項１記載の開放型ガス燃焼器具において、
上記第一熱電素子あるいは上記第二熱電素子のいずれか一方の単独起電力を検出し、他方の熱電素子の単独起電力を上記検出した単独起電力と合成起電力とから演算する演算手段を備えたことを要旨とする。
【０００８】
上記構成を有する本発明の請求項１記載の開放型ガス燃焼器具は、第一熱電素子と第二熱電素子とを直列に且つ極性を逆向きに接続して得られた合成起電力に基づいて、不完全燃焼を高い信頼性で検知でき、かつ第一熱電素子の単独起電力あるいは第二熱電素子の単独起電力あるいは両方の単独起電力と合成起電力とに基づいて、不完全燃焼が酸素不足によるものなのか熱交換器のフィン閉塞によるものなのかをすばやく判別できる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の開放型ガス燃焼器具は、第一熱電素子あるいは第二熱電素子の検出しなかった方の単独起電力を、演算回路が合成起電力と検出した方の単独起電力とにより演算によって求めることにより、フィン閉塞と酸素不足とをより正確に判別可能となる。
【００１０】
【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、以下本発明の開放型ガス燃焼器具の好適な実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、開放型ガス燃焼器具としての元止め式湯沸器１（以下、単に湯沸器１という）の構造図で、図２はそのシステム構成図である。
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フィンチューブ式の熱交換器５を備える。そして、給水管３の上流には順に、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、水圧応動装置１４が設けられる。この水圧応動装置１４には、前後に移動自在なダイアフラム１０が設けられ、このダイアフラム１０で仕切って一次圧室１１と二次圧室１２とが形成される。
給水管３の途中にはベンチュリー１３が設けられる。ベンチュリー１３は、流路を絞ると共に、流路と直角方向に横孔が設けられ水圧応動装置１４の二次圧室１２に通じている。
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。また、突棒１５の両側には、突棒１５の動作に連動して、ＯＮ／ＯＦＦする第一水圧スイッチ１９，第二水圧スイッチ２０が設けられ、レバー８の片側には、レバー８の動作に連動してＯＮ／ＯＦＦするレバースイッチ２１が設けられる。そして、それぞれのスイッチの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の押し操作に伴いガス流路を開く器具栓１８が設けられる。
【００１２】
一方、コントローラ２２には、バーナ点火用の点火電極２３とイグナイタ２４、炎検知用のフレームロッド２５がそれぞれ接続される他、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、バーナ４およびセンシングバーナ４ａの炎により直接加熱される第一熱電素子としての一次熱電対２６と、バーナ４と熱交換器５との間の燃焼室２の側壁に開口される燃焼室窓４４に臨ませて設けられ、熱交換器５のフィンの間が燃焼生成物等の付着により閉塞した際に、燃焼室窓４４からあふれ出る燃焼ガスにより加熱される第二熱電素子としての二次熱電対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。更に、直列に接続された一次熱電対２６と二次熱電対２７の中間位置もコントローラ２２に接続されており、二次熱電対２７の起電力が独立してコントローラ２２へ入力されるようになっている。
尚、コントローラ２２へは、電源供給用の乾電池２８、この乾電池２８の残りの蓄電量が少なくなったことを知らせる電池ランプ２９、不燃防装置が働いた際の不完全燃焼の原因が酸素不足によるものかフィン閉塞によるものかを知らせる不燃防ランプ４３が接続される。
【００１３】
コントローラ２２は、図３に示すようにマイクロコンピュータ３０（以下、単にマイコン３０と呼ぶ）を利用して、後述する点火制御及び不完全燃焼防止制御（以下、不燃防制御と略称する）を行うもので、各入力ポート（ＰＩで示す）には、レバースイッチ２１、第一水圧スイッチ１９、第二水圧スイッチ２０のＯＮ信号及び乾電池２８の電圧監視回路３３からの電圧検知信号がそれぞれ入力されると共に、フレームロッド２５の電流値を検知する炎検知回路３４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合成起電力判定回路３５と、二次熱電対２７の起電力を検知する二次起電力判定回路３６とを介して、バーナ４の燃焼状態の検知及び判定信号がそれぞれ入力される。さらに、入力ポートＰＩ_９には、後述する不燃防制御の際に使用される判定時間Ｔ_１，Ｔ_２や判定起電力Ｖｒ_０，Ｖｒ_１，Ｖｒ_２等の各種設定値をガスの種類に応じて変更させるガス種切替用抵抗３９、４０が接続され、入力ポートＰＩ_１０には、判定時間Ｔ_１，Ｔ_２や判定起電力Ｖｒ_０，Ｖｒ_１，Ｖｒ_２等の各種設定値を器具の能力調整（ガス量調整）に応じて変更させる能力切替連動抵抗４１、４２が接続される。
一方、各出力ポート（ＰＯで示す）には、イグナイタ２４を動作させる点火回路３７、マグネット電磁弁１６への吸着及び保持電流を供給する電磁弁駆動回路３８がそれぞれ接続されて、マイコン３０からの出力に応じてそれぞれ作動制御されるようになっている。
尚、マイコン３０は、電池電圧を監視して電池電圧が設定値以下のときにマイコン３０をリセットするリセット回路３１とクロック回路３２とを備える。
【００１４】
以上のように構成された湯沸器の動作を図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、レバースイッチ２１がＯＮすると共に、器具栓１８及び水栓９がそれぞれ開弁し、上述したように給水管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（Ｓ１）。次に、突棒１５の動作に伴い第一水圧スイッチ１９がＯＮすると（Ｓ２）、電圧監視回路３３から入力される電池電圧が２．１Ｖ以上か否かを判断する（Ｓ３）。ここで２．１Ｖを下回っていれば、電池ランプ２９を点灯させて、乾電池２８がきれていることを使用者に知らせる（Ｓ４）。一方、２．１Ｖ以上であれば、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、マグネット電磁弁１６へ吸着電流を通電させる（Ｓ５）。
次に、第二水圧スイッチ２０のＯＮ信号を確認するが（Ｓ６）、このＯＮ信号がステップ２での第一水圧スイッチ１９のＯＮから２秒以内に得られなければ、突棒１５による水圧応動弁１７の開弁がなされなかったと判別して（Ｓ６：ＮＯ）、イグナイタ２４をＯＦＦさせてマグネット電磁弁１６を閉弁させ（Ｓ７）、点火制御を終了させる。逆に、第二水圧スイッチ２０のＯＮ信号が適正に得られれば、水圧応動弁１７の開弁でガスの供給がなされたとしてイグナイタ２４のみをＯＦＦさせる（Ｓ８）。こうしてバーナ４に点火され、フレームロッド２５から炎検知回路３４を介してバーナ４の燃焼が確認されると（Ｓ９：ＹＥＳ）、マグネット電磁弁１６への吸着電流を保持電流２に下げる（Ｓ１０）。尚、着火ミスや立ち消えが生じると、炎検出信号が得られないため（Ｓ９：ＮＯ）、マイコン３０は電磁弁駆動回路３８への出力によってマグネット電磁弁１６への吸着電流の供給を停止し、マグネット電磁弁１６を閉弁させてガスの供給を遮断して（Ｓ１５）、点火制御を終了させる。
【００１５】
こうした点火制御の後、マイコン３０は、一次熱電対２６と二次熱電対２７との合成起電力と二次熱電対２７の起電力とをそれぞれ合成起電力判定回路３５と二次起電力判定回路３６とを介して監視して、室内の酸素不足や熱交換器５のフィン閉塞あるいはそれらの複合要因による不完全燃焼の発生を防止し、かつその不完全燃焼が酸素不足によるものなのかフィン閉塞によるものなのかを判別するために、ステップ１１以下の不燃防制御を実行している。
【００１６】
この不燃防制御では、まずステップ９の炎検出から第一判定時間Ｔ_１を経過するまで待機し（Ｓ１１）、第一判定時間Ｔ_１経過後は第二判定時間Ｔ_２が経過するまでの間、以下の単独起電力の判定処理を行う。まず、二次熱電対２７から得られる二次起電力Ｖ_２が、判定起電力Ｖｒ_２以下（｜Ｖ_２｜≧｜Ｖｒ_２｜）か否かを判別する（Ｓ１３）。これは図７に示すように、フィンの閉塞状態での使用開始の場合は、二次起電力Ｖ_２が図５に示す通常時の二次起電力Ｖ（２）より大きく立上ることから、第一判定時間Ｔ_１で判定起電力Ｖｒ_２に達したか否かを確認することで、フィン閉塞の検知を可能としたものである。よって、ここでＹＥＳ、即ち二次起電力Ｖ_２が判定起電力Ｖｒ_２以下（｜Ｖ_２｜≧｜Ｖｒ_２｜）であれば、フィン閉塞が生じているとして、不燃防ランプ４３を点滅させて（Ｓ１４）、フィン閉塞が生じていることを使用者に知らせる。そして、マグネット電磁弁１６への保持電流の供給を停止してこれを閉弁させ（Ｓ１５）、ガスの供給を遮断し、制御を終了する。この場合は、二次起電力Ｖ_２を判定起電力Ｖｒ_２と比較するだけであるから、従来の合成起電力Ｖ_０にピーク値がありそのピーク値が過ぎるのを待ってフィン閉塞を判別する場合と比べてすばやく判別することができ、不完全燃焼状態での燃焼時間を短くできる。このため、使用者が不燃防装置が働いた後も器具を何回も再使用するような無茶な使い方をしても一酸化炭素中毒になる危険性を抑えることができる。
一方、二次起電力Ｖ_２が判定起電力Ｖｒ_２より大きければ（｜Ｖ_２｜＜｜Ｖｒ_２｜）、二次起電力Ｖ_２と合成起電力Ｖ_０とから一次熱電対２６から得られるであろう一次起電力Ｖ_１を次式を用いて算出する（Ｓ１６）。
一次起電力Ｖ_１＝合成起電力Ｖ_０−二次起電力Ｖ_２
そして、一次起電力Ｖ_１が、判定起電力Ｖｒ_１以上か否かを判別する（Ｓ１７）。これは、図６に示すように、室内の酸素不足状態での使用開始の場合は、一次起電力Ｖ_１の立上りが図５に示す通常時の一次起電力Ｖ（１）の立上りより遅く、緩やかに上昇することから、第一判定時間Ｔ_１で判定起電力Ｖｒ_１に達したか否かを確認することで、酸素不足の検知を可能としたものである。よって、ここでＮＯ、即ち一次起電力Ｖ_１が判定起電力Ｖｒ_１以下であれば、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、不燃防ランプ４３を点灯させて（Ｓ１８）、酸素不足が生じていることを使用者に知らせる。そして、マグネット電磁弁１６への保持電流の供給を停止してこれを閉弁させ（Ｓ１５）、ガスの供給を遮断し、制御を終了する。
【００１７】
こうした、フィン閉塞か酸素不足かの判定処理を繰り返している状態において、第二判定時間Ｔ_２が経過すると、更に、合成起電力を監視することによる不完全燃焼を防止する制御も行われるようになる。
つまり、ステップ１２で第二判定時間Ｔ_２が経過したことを判別すると、合成起電力Ｖ_０が、判定起電力Ｖｒ_０以上か否かを判別する（Ｓ２０）。合成起電力Ｖ_０が判定起電力Ｖｒ_０を下回っていれば（Ｓ２０：ＮＯ）、酸素不足かフィン閉塞あるいはそれらの複合要因によって不完全燃焼が生じたとしてマグネット電磁弁１６を閉弁させ（Ｓ１５）、ガスの供給を遮断し制御を終了する。合成起電力Ｖ_０が判定起電力Ｖｒ_０以上であれば、ステップ１３以降の上述したフィン閉塞と酸素不足とを判定する処理を行う。こうして不燃防制御処理は、ステップ２の第一水圧スイッチ１９のＯＮ検知後２０分経過したことを判別し（Ｓ１９：ＹＥＳ）、マグネット電磁弁１６を閉弁する消忘れタイマが働くまで繰り返し行われる。
【００１８】
以上説明したように、本実施形態の元止め式湯沸器１によれば、一次熱電対２６と二次熱電対２７との合成起電力を直接測定し監視することによって、酸素不足、フィン閉塞あるいはそれらの複合要因による不完全燃焼を高い信頼性で防止することができる。さらに、この時同時に測定した二次熱電対２７の二次起電力と、この二次起電力と合成起電力とから算出した一次熱電対２６の一次起電力とにより、不完全燃焼が酸素不足によるものなのかフィン閉塞によるものなのかをすばやく判別できる。
また、判別した不完全燃焼の原因を、酸素不足の場合は不燃防ランプ４３を点灯させ、フィン閉塞の場合は不燃防ランプ４３を点滅させて、使用者に知らせることにより、使用者はそれぞれの原因に応じた最適な処置を行うことが可能となる。しかも、この際１つの不燃防ランプ４３で、原因が酸素不足かフィン閉塞かを知らせているので、器具を製造するコストの上昇を抑制することができる。
【００１９】
尚、上記形態においては、図３に示すようにマイコン３０の入力ポートＰＩ_９（Ａ／Ｄ変換ポート）に、ガス種切替用抵抗としての２つの分割抵抗３９，４０による分圧値が入力可能となっている。これは、上記不燃防制御に使用する判定時間Ｔ_１，Ｔ_２や判定起電力Ｖｒ_０，Ｖｒ_１，Ｖｒ_２をガスの種類に応じて予め複数用意しておき、ガスの種類に応じて分割抵抗３９，４０を取り替えることで、入力される分圧値に合わせてこれらの判定時間Ｔ_１，Ｔ_２や判定起電力Ｖｒ_０，Ｖｒ_１，Ｖｒ_２を変更して、ガスの種類に応じた適正な起電力の判定を可能としたものである。同様に、入力ポートＰＩ_１０（Ａ／Ｄ変換ポート）には、一方を可変抵抗器４２とした能力切替連動抵抗としての分割抵抗４１，４２による分圧値が入力可能となっている。これも、上記可変抵抗器を、器具の能力調整（ガス量調整）に連動して変化させることで、入力される抵抗値に合わせて判定時間Ｔ_１，Ｔ_２や判定起電力Ｖｒ_０，Ｖｒ_１，Ｖｒ_２を変更（例えば、能力が小さければ判定時間を遅くし、判定起電力を小さくする等）し、器具の能力に応じた適正な起電力の判定を可能としたものである。
【００２０】
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、本実施形態では、二次熱電対２７の起電力と合成起電力とを直接測定し、その値から一次熱電対２６の起電力を算出して、不完全燃焼の原因が酸素不足によるものなのかフィン閉塞によるものなのかを判別するようにしているが、一次熱電対２６の起電力と合成起電力とを直接測定し、その値から二次熱電対２７の起電力を算出するようにしてもかまわない。さらに、一次起電力と二次起電力と合成起電力とをそれぞれ直接測定してもかまわない。
また、不完全燃焼がフィン閉塞によるものであると判別された際には、一般の使用者では、その処置をすることが困難であるから、器具の再使用を禁止する（いわゆるインターロックをかける）ようにしてもかまわない。
また、二次起電力Ｖ_２を判定起電力Ｖｒ_２と比較し始める時間Ｔ_１と、合成起電力Ｖ_０を判定起電力Ｖｒ_０と比較し始める時間Ｔ_２とを別の時間にしてあるが、同じ時間Ｔで比較し始めても構わない。
【００２１】
また、直接測定している二次起電力と合成起電力とから一次起電力を算出しているが、一次起電力を算出しなくてもかまわない。この場合には、合成起電力の値から不完全燃焼か否かを判別し、二次起電力の値から不完全燃焼の原因がフィン閉塞であるか否かを判別し、フィン閉塞ではないにもかかわらず不完全燃焼であると判別したときには、その不完全燃焼は、酸素不足によるものであると判別する。
【００２２】
この場合の不燃防制御のフローチャートを図８に示す。尚、上述した制御と異なる箇所のみを説明する。
この制御では、上述した制御のＳ１６で行われる一次起電力Ｖ_１を算出する演算は行わず、一次起電力Ｖ_１を判定起電力Ｖｒ_１と比較することによる酸素不足の判別は行わない。その代わりに、ステップ２１で合成起電力Ｖ_０を判定起電力Ｖｒ_０と比較することによって不完全燃焼と判別された場合は、酸素不足によって不完全燃焼が生じたと判断し、Ｓ２２で不燃防ランプ４３を点灯させる。そして、Ｓ１５でマグネット電磁弁１６への保持電流の供給を停止してこれを閉弁させ、ガスの供給を遮断し、制御を終了する。
尚、この場合には、酸素不足とフィン閉塞との複合要因による不完全燃焼を酸素不足によるものであると判断してしまうおそれがある。これに対して、上述した制御のように、一次起電力Ｖ_１を演算によって求めると不完全燃焼の原因がフィン閉塞か酸素不足かをより正確に判別可能となり、信頼性が増す。
また、逆に、一次起電力と合成起電力だけから、不完全燃焼と酸素不足を判別し、不完全燃焼であるにもかかわらず酸素不足でないと判別したときには、フィン閉塞であると判別するようにしてもかまわない。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の開放型ガス燃焼器具によれば、第一熱電素子と第二熱電素子との合成起電力により不完全燃焼を高い信頼性で検知可能であるから安全に使用することができる。しかも、第一熱電素子の単独起電力あるいは第二熱電素子の単独起電力あるいは両方の単独起電力と合成起電力とにより不完全燃焼が酸素不足によるものなのか熱交換器のフィン閉塞によるものなのかを、従来の合成起電力の立上り特性の違いから判別する器具に比べてすばやく判別可能となり、不完全燃焼状態での燃焼時間を短くできる。このため、使用者が不燃防装置が働いた後も器具を何回も再使用するような無茶な使い方をしても一酸化炭素中毒になる危険性を抑えることができる。
【００２４】
更に、本発明の請求項２記載の開放型ガス燃焼器具によれば、第一熱電素子あるいは第二熱電素子の検出しなかった方の単独起電力を演算によって求めることにより、フィン閉塞と酸素不足とをより正確に判別可能となり、信頼性が増す。
【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】コントローラにおける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。
【図５】通常時の合成起電力の立上りの変化を示すグラフである。
【図６】酸素不足時の合成起電力の立上りの変化を示すグラフである。
【図７】フィン閉塞時の合成起電力の立上りの変化を示すグラフである。
【図８】不燃防制御のフローチャートである。
【図９】通常時の合成起電力の立上りの変化を示すグラフである。
【図１０】酸素不足時の合成起電力の立上りの変化を示すグラフである。
【図１１】フィン閉塞時の合成起電力の立上りの変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１…湯沸器、２…燃焼室、４…バーナ、５…熱交換器、２２…コントローラ、２６…一次熱電対、２７…二次熱電対、３０…マイコン、４４…燃焼室窓。

Claims

燃料ガスを燃焼させるバーナと、
バーナからの炎を検出する炎検出回路と、
上記バーナの上方に設けられ、該バーナの燃焼ガスにより通水を加熱するフィンチューブ式の熱交換器と、
上記バーナの近傍に設けられ、上記バーナの炎により直接加熱される第一熱電素子と、
上記バーナと上記熱交換器との間の燃焼室の側壁に開口された燃焼室窓に臨んで設けられ、上記熱交換器のフィンの間が燃焼生成物等の付着によって閉塞した際に、該燃焼室窓からあふれ出る燃焼ガスにより加熱される第二熱電素子と
を備え、上記第一熱電素子と上記第二熱電素子とを直列に且つ極性を逆向きに接続し、上記２つの熱電素子から得られる合成起電力に基づいて、上記バーナの不完全燃焼を検出する開放型ガス燃焼器具において、
上記炎検出回路により炎を検出してから第一判定時間Ｔ _１が経過し、第二判定時間Ｔ _２が経過するまでの時間帯においては、上記第二熱電対素子の起電力に基づく熱交換器のフィン閉塞の検出動作と、第一熱電対素子の起電力に基づく室内の酸素不足の検出動作を行い、
第二判定時間Ｔ _２が経過した後は、第一熱電素子と第二熱電素子の合成起電力に基づく不完全燃焼の検出動作を行うとともに、上記第二熱電対素子の起電力に基づく熱交換器のフィン閉塞の検出動作と、第一熱電対素子の起電力に基づく室内の酸素不足の検出動作を行うことを特徴とする開放型ガス燃焼器具。
上記第一熱電素子あるいは上記第二熱電素子のいずれか一方の単独起電力を検出し、他方の熱電素子の単独起電力を上記検出した単独起電力と合成起電力とから演算する演算手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の開放型ガス燃焼器具。