JP4686698B2

JP4686698B2 - Gas type determination method

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Publication number: JP4686698B2
Application number: JP2001234615A
Authority: JP
Inventors: 貴紀加藤; 英男中村; 功青山
Original assignee: 株式会社パロマ
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: JP2003042986A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス燃焼器具に供給されることの予想される複数種類の燃料ガスのうち、特定の燃料ガスが供給されたことを判定するガス種判定方法に関する。
【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（ＷＩ）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かを判別する必要がある。
そこで、本発明のガス種判定方法は上記課題を解決し、燃料ガスの種類を容易に判別する方法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記載のガス種判定方法は、
ガス燃焼器具に供給されることの予想される複数種類の燃料ガスのうち、特定の燃料ガスが供給されたことを判定するガス種判定方法であって、
上記特定の燃料ガスは、その中に異物を混入した状態にてガス供給路に供給し、上記供給された燃料ガスから上記異物を検出した場合に、その燃料ガスが上記特定ガスであると判定することを要旨とする。
【０００５】
また、本発明の請求項２記載のガス種判定方法は、上記請求項１記載のガス種判定方法において、
上記異物を水蒸気としたことを要旨とする。
【０００６】
また、本発明の請求項３記載のガス種判定方法は、上記請求項２記載のガス種判定方法において、
上記供給される燃料ガスを露点以下の所定温度に冷却させ、その時の水蒸気の結露の発生の有無により特定ガスの判別を行うことを要旨とする。
【０００７】
また、本発明の請求項４記載のガス種判定方法は、上記請求項３記載のガス種判定方法において、
上記結露の発生の有無を、結露発生面における電気抵抗値に基づき判断することを要旨とする。
【０００８】
また、本発明の請求項５記載のガス種判定方法は、上記請求項３記載のガス種判定方法において、
上記結露の発生の有無を、結露発生面における光の反射状況に基づいて判断することを要旨とする。
【０００９】
また、本発明の請求項６記載のガス種判定方法は、上記請求項３記載のガス種判定方法において、
上記燃料ガスの冷却は、ペルチェ素子により行なうことを要旨とする。
【００１０】
また、本発明の請求項７記載のガス種判定方法は、上記請求項１記載のガス種判定方法において、
上記ガス燃焼器具に供給されることの予想される燃料ガスをジメチルエーテルとＬＰガスとして、該ジメチルエーテルとＬＰガスとの何れか一方にのみ上記異物を混入したことを要旨とする。
【００１１】
上記構成を有する本発明の請求項１記載のガス種判定方法は、特定の燃料ガスのみ、その中に異物を混入させておき、ガス供給路に供給された燃料ガス内の異物の有無を検出する。
異物を検出した場合には、その燃料ガスが特定ガスであると判定し、異物を検出しなかった場合には、その燃料ガスが特定ガス以外のガスであると判定する。
ガス種を判別する場合、通常その化学的特性を捉えて行うが、ガス種毎の化学的特性の相違をうまく捉えられない場合には、異物検出により容易にガス種を判別することができる。
【００１２】
また、本発明の請求項２記載のガス種判定方法は、特定ガスに水蒸気を混入して、燃料ガス中に水蒸気が含まれるか否かを検出する。水蒸気が検出されれば、ガス供給路中に特定の燃料ガスが供給されていることが判定される。
【００１３】
また、本発明の請求項３記載のガス種判定方法は、燃料ガスを露点以下の所定温度に冷却し、この燃料ガスが特定ガスである場合には、混入された水蒸気が結露する。特定ガス以外のガスが供給される場合には、水蒸気を含まないため露点以下まで冷却されても結露しない。この結露の発生の有無から特定ガスの判別を行う。
【００１４】
また、本発明の請求項４記載のガス種判定方法は、結露発生面における電気抵抗値に基づいて結露の有無を判断してガス種を判別する。
例えば、結露面上に二つの電極を設け、この電極間の電気抵抗値の低下により、結露したことを検出して、ガス種を判別する。
【００１５】
また、本発明の請求項５記載のガス種判定方法は、結露発生面に結露が発生していれば、照射光の反射角度や反射光強度が変化することを利用して、結露発生面へ照射した光の反射状況に基づいて結露の有無を判断して特定ガスの判別を行う。
【００１６】
また、本発明の請求項６記載のガス種判定方法は、ペルチェ素子に直流電流を流して吸熱面を露点以下の所定温度まで冷却させる。特定ガスが供給される場合には、その吸熱面に水蒸気が結露するので、結露の有無から特定ガスの判別を行う。
【００１７】
また、本発明の請求項７記載のガス種判定方法は、異物検出によりＤＭＥとＬＰＧとを判別する。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の代替燃料として使うことができる。しかも、そのガス種を判別できるため、それに合わせてガス供給量や空気供給量を調整することでガス燃焼器具を適切に使用できる。
【００１８】
【発明の実施形態】
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、以下本発明のガス種判定方法の好適な実施形態を説明する。
《第１実施形態》
図１は、本発明の第１実施形態として、家庭用ガス引込口に供給される燃料ガスの種類を判別する方法を、給湯器へのガス燃料供給システムに適用した例を表す。
この給湯器１０は、屋外設置タイプで、器具本体１２内に燃焼室２０が設けられ、その下方に設けられた給気ファン３６により燃焼用空気が取り込まれる。
【００１９】
給湯器１０の器具本体１２内には燃焼室２０が設けられ、その下方に設けられた給気ファン３６により燃焼用空気が取り込まれる。
【００２０】
燃焼室２０内には、下から順に、燃料ガスと給気ファン３６からの一次空気との混合ガスを燃焼するバーナ２２と、バーナ２２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１８とが設けられる。燃焼室２０の上部には、熱交換器１８で熱交換後の燃焼排気を器体外へ排出する排気口４４が形成される。
【００２１】
器具本体１２内に設けられる通水管は、上流から順に、燃焼室２０を外側で巻回する給水管１４，熱交換器１８に設けられる伝熱管１８ａ，出湯管１６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５０と、入水温サーミスタ１３とが設けられ、また、出湯管１６には出湯温サーミスタ１５が設けられる。
【００２２】
また、器具本体１２のガス接続口２６からバーナ２２へのガス管５２には、上流から順に、燃料ガスの種類を判別するガス種判別装置７０，ガスガバナ２４，主電磁弁５４，ガス比例弁５６が設けられる。
器具本体１２のガス接続口２６には、屋内に配設されたガス配管５１が接続され、家庭用ガス引込口５３に接続されたガスボンベから燃料ガスが供給される。ガスボンベとしては、ＬＰＧ（本実施形態では純プロパン）が封入されたＬＰＧボンベ６５か、ＤＭＥが封入されたＤＭＥボンベ６０の何れかが使用される。
【００２３】
このＤＭＥボンベ６０は、ガスバルブ６４を備えた第１パイプ６２と接続され、その下流に、所定レベルまで水（液体）を入れた水タンク６１，家庭用ガス引込口５３と接続した第２パイプ６３とが設けられる。この第１パイプ６２の先端開口が水タンク６１の底面近傍に配置されると共に、第２パイプ６３の先端開口が水タンク６１の天井面近傍に配置され、ＤＭＥが水タンク６１内の水に接触してからガス配管５１へ流れるように構成される。
また、ＬＰＧボンベ６５には、第３ガスパイプ６６が直接接続され、ガスバルブ６４を介して家庭用ガス引込口５３に接続される。
【００２４】
また、水側制御ユニット５０内の水流センサや、主電磁弁５４、ガス比例弁５６、ガス種判別装置７０等は、この給湯器１０の燃焼を制御する器具コントローラ５８に電気的に接続されている。
また、給湯器１０は、器具コントローラ５８を遠隔制御するリモコン３０を備え、このリモコン３０には、各種設定スイッチ、表示器の他、ガス種判別装置７０の判別結果を点灯により報知するＬＰＧランプ３１，ＤＭＥランプ３２が設けられる。
【００２５】
ガス管５２に設けられたガス種判別装置７０は、図３に示されるように、絶縁基板上に２本の導線７１ａ，７１ｂを互いに接触しない程度に接近した状態で全体に渡って配置した結露板７２と、結露面の温度を検出する温度センサ７８と、図２に示されるように、結露板７２の下面に吸熱面を当接させたペルチェ素子７３と、これらを収納する結露ケース７４と、図１に示されるように、結露ケース７４の外面に設けられ供給ガス種を報知するＬＰＧランプ７５，ＤＭＥランプ７６と、判別コントローラ７７とを備える。
【００２６】
判別コントローラ７７は、図６に示されるように、主にマイコンにより構成される主制御部７７ａと、結露板７２を冷却するためにペルチェ素子７３への通電量を調整する駆動回路７７ｂと、各ランプ７５，７６を点灯制御する駆動回路７７ｃと、温度センサ７８から結露板７２の温度を検出する温度検出回路７７ｄと、導線７１ａ，７１ｂのａｂ間の電気抵抗を検出する電気抵抗検出回路７７ｅと、器具コントローラ５８の制御信号を入力し、ガス種判別信号を出力する入出力インターフェース７７ｆと、器具コントローラ５８からの電力供給を受ける電源部７７ｇとからなる。
【００２７】
こうした構成の判別コントローラ７７は、導線７１ａ，７１ｂのａｂ間の抵抗値を検出して、燃料ガスの種類を判別する。導線７１ａ，７１ｂは、互いに接触していないため、両者が短絡しない限り電流が流れず、ａｂ間の抵抗値が非常に大きい。
また、給湯器１０のフロントケースには表示窓が設けられ、ＬＰＧランプ７５，ＤＭＥランプ７６が表示されるようになっている。
【００２８】
このように構成されたガス種判別装置７０を内蔵した給湯器１０の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。
先ず、図示しない給湯栓を開くことにより給水管１４に水（図中破線矢印）が流れると、水側制御ユニット５０内の水流センサからの検知信号により器具コントローラ５８が制御動作を行い、給気ファン３６を駆動してプリパージを開始すると共に、器具コントローラ５８から判別コントローラ７７へガス種判別指令を出力する。
この指令を受けて判別コントローラ７７は、温度センサ７８の検出値が５℃となるようにペルチェ素子７３への直流電流を制御して結露板７２を冷却し、結露ケース７４内の燃料ガスを結露板７２上で冷却させる（Ｓ１）。
【００２９】
この結露ケース７４内にＬＰＧが存在する場合には、プロパンの凝縮点が−４２．０℃であることから、結露板７２上でプロパンが凝縮することはない。仮にＬＰＧにブタンが混入されていても、その凝縮点が−０．５℃であるため、いずれにせよ冷却温度（５℃）よりも低く、ブタンが凝縮することはない。
これに対して、ＤＭＥは、凝縮点が−２５．１℃であるためＬＰＧと同じく凝縮しないが、ガスボンベ６０からガス配管５２へ流れる際に、水タンク６１内の水に接触して水蒸気（凝縮点１００℃）を含むため、結露ケース７４内にＤＭＥが存在する場合には、水蒸気が結露板７２上で結露する。
従って、結露板７２上の液体の有無により、ガス種を判別することができる。
【００３０】
結露板７２上で結露していれば、結露した液体（つまり、水）により導線７１ａと７１ｂとが短絡して判別コントローラ７７の検出する電気抵抗値が大幅に低下し、結露していなければ、電気抵抗値が変化しないため、この電気抵抗値に基づいて結露の有無を検知する（Ｓ２）。
【００３１】
結露有りと判断した場合には、供給された燃料ガスがＤＭＥであると判定し（Ｓ３，Ｓ４）、結露無しと判断した場合には、ＬＰＧであると判定して（Ｓ３，Ｓ５）、この判定結果を判別信号として判別コントローラ７７から器具コントローラ５８へ出力し（Ｓ６）、ガス種判別装置７０およびリモコン３０にそれぞれに設けられたランプ３１，３２，７５，７６のうち、供給ガスに対応するランプを点灯して報知する（Ｓ７）。つまり、ＬＰＧと判定されれば、ＬＰＧランプ３１，７５を点灯し、ＤＭＥと判定されれば、ＤＭＥランプ３２，７６を点灯する。
そして、ステップ２へ戻って同様の制御を繰り返し、常時ガス種を判断する。
【００３２】
器具コントローラ５８は、判別コントローラ７７からの判別信号を入力して、以下の燃焼制御を行う。
先ず、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（後述する）に対するガス比例弁電流Ｉ（図５参照）と給気ファン３６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。
【００３３】
次に、リモコン３０で設定された出湯温度と入水温サーミスタ１３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、選択され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１５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１８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給気ファン３６の回転数も補正するフィードバック燃焼制御を行う。
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。
【００３４】
上述した給湯器１０では、例えば、ＤＭＥガスボンベ６０からＬＰＧガスボンベ６５に交換した直後には、給湯器１０の使用開始時に、ガス配管５１，結露ケース７４，ガス管５２内にＬＰＧが溜まっている場合があり、結露ケース７４内にある燃料ガス、つまりＤＭＥが供給ガスとして判別される。そして、バーナ２２の燃焼により、ガス配管５１中に残存していたＤＭＥが消費されるに伴って、新しいガスボンベ６５内のＬＰＧが、給湯器１０側へ送られ、結露ケース７４に到達して供給ガスとして判別され、ＬＰＧ仕様で燃焼される。
【００３５】
この場合、ガス種判別装置７０が給湯器１０から遠く離れた位置、例えば家庭用ガス引込口５３近傍に設けられていると、給湯器１０の使用中にガス種判別装置７０内の燃料ガスがＤＭＥからＬＰＧに切り替わり、実際には残存ＤＭＥをバーナ２２で燃焼しようとしているのに、給湯器１０は、判別された燃料ガス（ＬＰＧ）の仕様に変更してしまい、このアンマッチ（不一致）により異常燃焼してしまう。
これに対して、本実施形態では、ガス種判別装置７０が給湯器１０に内蔵されてバーナ２２と非常に近い位置にあるため、ガス種判別装置７０で判別された種類の燃料ガスは、すぐにバーナ２２へ噴出され、判別されたガス種通りの仕様で正常に燃焼することができ、安全である。
【００３６】
また、ガス種変更を検知すると、そのガス種の仕様に自動的に変更して燃焼制御を行うため、常に適切な仕様で燃焼できて安全である。
しかも、使用者あるいは作業者がわざわざ手動で器具の設定仕様を切り替える必要がなく便利である。
更に、手動切替の場合は、切り替え終わるまで給湯器１０の燃焼を停止する必要があるが、本実施形態では自動切替であるため、給湯器１０の燃焼をわざわざ停止しなくてもよく、そのまま使用できて便利である。
【００３７】
また、ガス種判別を常時行っているため、上述のようにガスボンベの交換後に、給湯器１０を使用している途中でガス配管５１中のガス種が切り替わってもガス種変更を迅速に検知でき、速やかに器具の仕様を変更して対応ができる。
【００３８】
ＤＭＥは、ガスボンベに液化封入できるため、ガスボンベという供給形態を採っているＬＰＧの代替燃料として用いることができ、しかもＬＰＧより安価である。給湯器１０は、ガス種判別装置７０を備えているため、ＬＰＧとこの安価なＤＭＥを並行使用しても正常に燃焼できて安全である。また、ＤＭＥの供給事情に合わせてＬＰＧに切り替えてもＬＰＧ用の仕様に変更されるため、給湯器１０を安全に運転することができる。
【００３９】
また、この給湯器１０は、例えば密度等の物性がよく似たＬＰＧとＤＭＥとを、それぞれの凝縮点と水の凝縮点との大きな違いを利用して容易に判別することができる。
燃料ガスの冷却温度をＬＰＧの凝縮点（−４２℃）とＤＭＥの凝縮点（−２５．１℃）との間の温度（例えば−３０℃）にして、燃料ガス自体の凝縮によりガス種を判定することも考えられるが、燃料ガスよりもはるかに高い凝縮点を持つ水を片方の燃料ガスにだけ混入することにより、結露板７２の冷却温度が比較的高くても（例えば５℃）、容易かつ正確にガス種を判別できる。しかも、大きな冷却能力を必要としないので、ペルチェ素子７３の消費電力も少なくて済む。
加えて、ペルチェ素子７３により露点以下まで結露板７２を簡単に冷却することができ、しかも、ガス種判別装置７０のコンパクト化を図ることができる。
【００４０】
更に、燃料ガスは、文字通り気体なので、どの種類の燃料ガスでも、水蒸気を結露させる程度の冷却温度では凝縮することがなく、燃料ガスの種類に合わせて冷却温度を調整する必要が無い。このため、１種類のガス種判別装置で様々な燃料ガスの判定に適用でき、ガス種判別装置の製造コストが安価となる。
【００４１】
また、水は人体に無害であるため、結露ケース７４からドレン管７９を介して水を排出する際に特別な処理をする必要が無い。しかも水蒸気を含んだまま燃料ガスを燃焼させても問題はなく、かえって水蒸気により燃焼ガスの温度が下がり、排気口４４から排出される燃焼排気中のＮｏｘの量を低減できる。
しかも、結露面での導線７１ａ，７１ｂ間の電気抵抗値を検出するという簡単な構成でガス種を判別できるため安価である。
【００４２】
特に、本実施形態では、ガス種変更を検知すると、使用者による切替操作なしで器具の仕様が自動切替されるためガス種変更に気付きにくいが、リモコン３０のランプ３１，３２の何れかの点灯により結露ケース７４内の燃料ガスの種類を把握できる。
【００４３】
《第２実施形態》
次に、第２実施形態としてのガス種判別方法を説明する。
第２実施形態では、結露面での電気抵抗に基づいてガス種を判別するガス種判別装置７０の判別処理方法を変えたものであり、結露面での光の反射具合に基づいてガス種を判別する。
【００４４】
第２実施形態のガス種判別方法を実施するガス種判別装置８０は、図７に示すように、上面が平滑な結露板８２と、結露板８２の下面に吸熱面を当接したペルチェ素子８３と、これらを収納する結露ケース８４と、結露ケース８４の外側上部に固設され一定の強度の光Ａを発する光源８５と、同じく結露ケース８４の外側上部に固設され光を検知する光センサ８６と、判別コントローラ８７と、ドレン管８９とを備える。
【００４５】
この結露板８２は、光源８５からの光Ａが当たる中央部に水平に設けられ鏡面を形成した反射部８２ａと、反射部８２ａに向かって下り傾斜をした傾斜部８２ｂとからなる。
また、光センサ８６は、光源８５からの光Ａが全反射した場合、つまり、結露板８２で入射角Ｐと反射角Ｑとが等しい状態で反射した場合に、その反射光Ｂを最大強度として検知する位置に設けられる。
【００４６】
判別コントローラ８７は、図８に示されるように、主にマイコンにより構成される主制御部７７ａと、結露板８２を冷却するためにペルチェ素子８３への通電量を調整する駆動回路７７ｂと、各ランプ７５，７６を点灯制御する駆動回路７７ｃと、温度センサ７８から結露板８２の温度を検出する温度検出回路７７ｄと、光源８５を点灯制御する駆動回路８７ｈと、光センサ８６で反射光を検出する光検出回路８７ｉと、器具コントローラ５８からの制御信号を入力し、ガス種判別信号を出力する入出力インターフェース７７ｆと、器具コントローラ５８から電力供給を受ける電源部７７ｇとからなる。
【００４７】
こうした構成のガス種判別装置８０では、図４のフローチャートのステップ２の結露の有無の検知を以下のように行う。
光源８５から一定強度の光Ａを所定角度Ｐで照射させ、光センサ８６によってその反射光の強度を検知する。
【００４８】
燃料ガスがＬＰＧの場合には、結露板８２で結露せず、光センサ８６の検出する光Ｂの強度は、結露判断値以上となる。
一方、燃料ガスがＤＭＥの場合には、ペルチェ素子８３により冷却されて結露板８２上で水蒸気が水となり、傾斜部８２ｂを滑り落ちながら中央の反射部８２ａに溜まる。そして、光源８５からの光Ａが結露した水に当たって、光の一部が水に入る時と出る時に２回屈折するため、反射角度Ｑが入射角度Ｐからずれると共に反射光強度が弱まり、光センサ８６の検出する光Ｃの強度は、結露判断値を下回る。
このように反射光の強度に基づいて結露の有無を判断して、燃料ガスの種類を判別する。
【００４９】
上述のガス種判別装置８０によれば、結露板８２上で結露した水により反射された光は、強度と反射角度の両方が変化するため、結露をより正確に捉えることができ、確実にガス種を判定できる。
また、結露板８２の反射部８２ａの周囲となる傾斜部８２ｂが反射部８２ａに向かって下り勾配となっているため、反射部８２ａですぐに結露しなくても傾斜部８２ｂで結露すればその水が反射部８２ａに集まるため、結露の発生を迅速に検出することができる。
【００５０】
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、本発明の趣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、本発明は、給湯器に供給される燃料ガスの判定に限定されず、風呂釜付き給湯器や、ガスこんろ、ガス暖房器等の家庭用ガス燃焼器具に供給される燃料ガスを判定してもよく、また、家庭用ガス引込口に供給されるガスを一括判定するようにして、つまり、家庭用ガス配管途中に判別装置を配置して各燃焼器具にその判定信号を送るようにしてもよい。
また、器具の設定仕様の自動切替の際に、一旦燃焼を停止して仕様を変更した後で再点火してもよく、より安全となる。
【００５１】
また、ガス種の判定結果の報知は、ランプ表示に限らず、音声ガイダンスや文字表示等により行ってもよい。
また、燃料ガス中の水蒸気の有無を湿度センサを用いて判断してもよい。
また、判別する燃料ガスは、ＬＰＧやＤＭＥに限定されない。
また、器具コントローラ５８に判別コントローラ７７の機能を備えさせてもよい。
【００５２】
また、燃焼器具の器具コントローラに判別信号の入力端子を設けてガス種判別装置を燃焼器具の外部に配置してもよい。この場合には、将来ＬＰＧ，ＤＭＥを並行使用するようになった時に、ガス種判別装置を設けてその判別信号を入力するようにできるので、供給ガス種に仕様を切り替えて安全に燃料ガスを燃焼させることができる。しかも、ガス種判別装置のみ追加するため、コストが安価となり経済的である。
加えて、将来ＤＭＥだけでなく他の特殊なガスが供給されるようになっても、そのガス種に対応するガス種判別装置を追加するだけで、その新ガス種を精度よく判別して対応できる。
また、外付けのガス種判別装置をガス配管５１に１つ備えるだけで、複数の燃焼器具に対応でき、燃焼器具の台数だけガス種判別装置を設ける必要が無く、コストを低減できる。
また、外付けされたガス種判別装置に報知ランプ７５，７６を設けてもよく、この場合には、外部から容易に報知内容を確認できる。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載のガス種判定方法によれば、判定される燃料ガス同士の物性が似通っていても、特定の燃料ガス中に異物を混入して特定の燃料ガスが供給されたことを判定するため、簡単にしかも精度よくガス種を判別できる。
この結果、複数種類の燃料ガスが切替供給されるという環境になっても、このガス種判別方法により適切な対応を取ることができ、燃焼器具の仕様にガス種が適合しないまま燃焼させてしまうといった不具合を未然に防止でき、安全性を向上させることができる。
また、判別対象のガス種毎に判別装置を作り変える必要が無く、製造コストが安価となる。
【００５４】
また、請求項２記載のガス種判定方法によれば、混入する異物を水蒸気としたため、異物の混入も異物の検出も容易で、しかも燃焼に悪影響とならない。更に、異物を回収する場合に特別な処理をする必要が無く人体に無害である。
しかも、水蒸気を特定ガスに混入したまま燃焼させても、水蒸気により燃焼ガスの温度が下がり、燃焼排気中のＮｏｘの量を低減し一層安全となる。
【００５５】
また、請求項３記載のガス種判定方法によれば、水蒸気の結露の有無という明確な事象を捉えているため、ガス種を容易にかつ正確に判別できる。
燃料ガスを露点まで冷却するだけで、どの種類の燃料ガスに対しても特定の燃料ガスを判別でき、判別対象のガス種毎に冷却温度を変更する必要が無く、判別装置の製造コストが安価となる。
【００５６】
また、請求項４記載のガス種判定方法によれば、結露発生面における電気抵抗値という数値に基づいて燃料ガスの結露状態を判断するため、ガス種を非常に正確に判別でき、しかも、簡単な装置で判別できるため低コストである。
【００５７】
また、請求項５記載のガス種判定方法によれば、結露発生面における光の反射状況に基づいて燃料ガスの結露状態を判断するため、ガス種を非常に正確に判別できる。特に、反射状況は、反射角度や反射光の強度を反映するため、結露の発生をより正確に捉えることができる。
【００５８】
また、請求項６記載のガス種判定方法によれば、ペルチェ素子を用いることにより簡単な方法で冷却でき、更にガス種判定装置のコンパクト化を図ることができる。
【００５９】
また、請求項７記載のガス種判定方法によれば、ＬＰＧと同様にガスボンベに液化封入できるＤＭＥを将来ＬＰＧと並行使用するようになっても、ガス種を判別できるため、判別したガス種に適した仕様に切り替えることで安全に燃焼させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の強制燃焼式給湯器の概略図である。
【図２】第１実施形態のガス種判別装置を側面からみた断面図である。
【図３】第１実施形態のガス種判別装置を上面からみた断面図である。
【図４】第１実施形態の給湯器の作動制御を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の給湯器のインプットに対する比例弁電流の関係を示すグラフである。
【図６】第１実施形態のガス種判別装置を示す概略構成図である。
【図７】第２実施形態のガス種判別装置を側面からみた断面図である。
【図８】第２実施形態のガス種判別装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０…給湯器、２０…燃焼室、２２…バーナ、３０…リモコン、３１，３２，３３，７５，７６…ランプ、５２…ガス管、５４…主電磁弁、５６…ガス比例弁、５８…器具コントローラ、６０，６５…ガスボンベ、７０、８０…ガス種判別装置、７１ａ，７１ｂ…導線、７２，８２…結露板、７３，８３…ペルチェ素子、７４，８４…結露ケース、８５…光源、８６…光センサ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas type determination method for determining that a specific fuel gas is supplied among a plurality of types of fuel gas expected to be supplied to a gas combustion appliance.
[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 (WI) is significantly different between DME and LPG, if DME is supplied to the LPG combustion appliance as it is, the calorific value (input) per unit time will change significantly, and the combustion of the combustion appliance will Since characteristics such as output deteriorate, it is necessary to determine whether the supply gas is DME or LPG.
In view of the above, an object of the present invention is to solve the above problems and to provide a method for easily discriminating the type of fuel gas.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The gas type determination method according to claim 1 of the present invention for solving the above-described problem is
A gas type determination method for determining that a specific fuel gas is supplied among a plurality of types of fuel gas expected to be supplied to a gas combustion appliance,
The specific fuel gas is supplied to the gas supply path in a state where foreign matter is mixed therein, and when the foreign matter is detected from the supplied fuel gas, it is determined that the fuel gas is the specific gas. The gist is to do.
[0005]
Moreover, the gas type determination method according to claim 2 of the present invention is the gas type determination method according to claim 1,
The gist is that the foreign matter is water vapor.
[0006]
A gas type determination method according to claim 3 of the present invention is the gas type determination method according to claim 2,
The gist is that the supplied fuel gas is cooled to a predetermined temperature below the dew point, and the specific gas is discriminated based on the presence or absence of condensation of water vapor at that time.
[0007]
A gas type determination method according to claim 4 of the present invention is the gas type determination method according to claim 3,
The gist is to determine the presence or absence of the occurrence of the condensation based on the electrical resistance value on the condensation occurrence surface.
[0008]
Moreover, the gas type determination method according to claim 5 of the present invention is the gas type determination method according to claim 3,
The gist is to determine the presence or absence of the occurrence of the condensation based on the state of light reflection on the condensation occurrence surface.
[0009]
A gas type determination method according to claim 6 of the present invention is the gas type determination method according to claim 3,
The gist of the cooling of the fuel gas is that it is performed by a Peltier element.
[0010]
A gas type determination method according to claim 7 of the present invention is the gas type determination method according to claim 1,
The gist is that the fuel gas expected to be supplied to the gas combustion appliance is dimethyl ether and LP gas, and the foreign matter is mixed in only one of the dimethyl ether and LP gas.
[0011]
The gas type determination method according to claim 1 of the present invention having the above-described configuration detects foreign matter in the fuel gas supplied to the gas supply path by mixing only a specific fuel gas with foreign matter therein. To do.
If a foreign object is detected, it is determined that the fuel gas is a specific gas. If no foreign object is detected, it is determined that the fuel gas is a gas other than the specific gas.
When the gas type is discriminated, the chemical characteristics are usually captured. However, when the difference in the chemical characteristics for each gas type cannot be captured well, the gas type can be easily discriminated by detecting foreign matter.
[0012]
The gas type determination method according to claim 2 of the present invention detects whether or not water vapor is included in the fuel gas by mixing water vapor into the specific gas. If water vapor is detected, it is determined that a specific fuel gas is being supplied into the gas supply path.
[0013]
In the gas type determination method according to claim 3 of the present invention, when the fuel gas is cooled to a predetermined temperature below the dew point and the fuel gas is a specific gas, the mixed water vapor is condensed. When a gas other than the specific gas is supplied, it does not condense even if it is cooled below the dew point because it does not contain water vapor. The specific gas is determined based on the presence or absence of this condensation.
[0014]
In the gas type determination method according to claim 4 of the present invention, the gas type is determined by determining the presence or absence of dew condensation based on the electric resistance value on the dew condensation generation surface.
For example, two electrodes are provided on the dew condensation surface, and by detecting the dew condensation due to a decrease in the electric resistance value between the electrodes, the gas type is determined.
[0015]
In the gas type determination method according to claim 5 of the present invention, if condensation occurs on the condensation generation surface, the reflection angle of reflected light and the intensity of the reflected light change to change to the condensation generation surface. Based on the reflected state of the irradiated light, the presence or absence of condensation is determined to determine the specific gas.
[0016]
In the gas type determination method according to claim 6 of the present invention, a direct current is passed through the Peltier element to cool the endothermic surface to a predetermined temperature below the dew point. When the specific gas is supplied, water vapor is condensed on the endothermic surface, so the specific gas is determined based on the presence or absence of condensation.
[0017]
In the gas type determination method according to claim 7 of the present invention, DME and LPG are determined by foreign object detection. Since DME can be liquefied and sealed in a gas cylinder like LPG, it can be used as an alternative fuel for LPG. And since the gas kind can be discriminate | determined, a gas combustion appliance can be used appropriately by adjusting a gas supply amount and an air supply amount according to it.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, a preferred embodiment of the gas type determination method of the present invention will be described below.
<< First Embodiment >>
FIG. 1 shows an example in which a method for determining the type of fuel gas supplied to a household gas inlet is applied to a gas fuel supply system to a water heater as a first embodiment of the present invention.
This hot water heater 10 is an outdoor installation type, and a combustion chamber 20 is provided in the instrument main body 12, and combustion air is taken in by an air supply fan 36 provided below the combustion chamber 20.
[0019]
A combustion chamber 20 is provided in the appliance main body 12 of the water heater 10, and combustion air is taken in by an air supply fan 36 provided below the combustion chamber 20.
[0020]
In the combustion chamber 20, in order from the bottom, a burner 22 that combusts a mixed gas of fuel gas and primary air from the air supply fan 36, and a finned tube heat exchanger that heats water through the combustion heat of the burner 22. 18 are provided. In the upper part of the combustion chamber 20, an exhaust port 44 through which the combustion exhaust after heat exchange by the heat exchanger 18 is discharged out of the body is formed.
[0021]
The water flow pipe provided in the appliance main body 12 includes a water supply pipe 14 wound around the combustion chamber 20 on the outside, a heat transfer pipe 18 a provided in the heat exchanger 18, and a tapping pipe 16 in order from the upstream. The water supply pipe 14 is provided with a water-side control unit 50 including a water flow sensor and a water governor, and an incoming water temperature thermistor 13, and the hot water outlet pipe 16 is provided with a hot water temperature thermistor 15.
[0022]
Further, in the gas pipe 52 from the gas connection port 26 of the instrument main body 12 to the burner 22, a gas type discriminating device 70, a gas governor 24, a main electromagnetic valve 54, and a gas proportional valve 56 that discriminate the type of fuel gas in order from the upstream. Is provided.
A gas pipe 51 disposed indoors is connected to the gas connection port 26 of the appliance main body 12, and fuel gas is supplied from a gas cylinder connected to the home gas inlet 53. As the gas cylinder, either an LPG cylinder 65 filled with LPG (pure propane in this embodiment) or a DME cylinder 60 filled with DME is used.
[0023]
The DME cylinder 60 is connected to a first pipe 62 having a gas valve 64, and a downstream pipe 63 connected to a water tank 61 containing water (liquid) to a predetermined level and a household gas inlet 53. And are provided. The front end opening of the first pipe 62 is disposed in the vicinity of the bottom surface of the water tank 61, and the front end opening of the second pipe 63 is disposed in the vicinity of the ceiling surface of the water tank 61 so that the DME contacts the water in the water tank 61. Then, the gas pipe 51 is configured to flow.
Further, the third gas pipe 66 is directly connected to the LPG cylinder 65 and is connected to the household gas inlet 53 through the gas valve 64.
[0024]
The water flow sensor in the water-side control unit 50, the main electromagnetic valve 54, the gas proportional valve 56, the gas type discriminating device 70, and the like are electrically connected to an appliance controller 58 that controls the combustion of the water heater 10. Yes.
The water heater 10 also includes a remote controller 30 that remotely controls the appliance controller 58. The remote controller 30 includes an LPG lamp 31 that notifies the discrimination result of the gas type discrimination device 70 in addition to various setting switches and indicators. , DME lamp 32 is provided.
[0025]
As shown in FIG. 3, the gas type discriminating device 70 provided in the gas pipe 52 is formed by condensing the two conductive wires 71a and 71b on the insulating substrate so as not to contact each other. 2, a temperature sensor 78 for detecting the temperature of the dew condensation surface, a Peltier element 73 having a heat absorbing surface in contact with the lower surface of the dew condensation plate 72, and a dew condensation case 74 for housing these, as shown in FIG. As shown in FIG. 1, an LPG lamp 75 and a DME lamp 76 that are provided on the outer surface of the dew condensation case 74 and notify a supply gas type, and a discrimination controller 77 are provided.
[0026]
As shown in FIG. 6, the discrimination controller 77 includes a main control unit 77 a mainly composed of a microcomputer, a drive circuit 77 b that adjusts the amount of current supplied to the Peltier element 73 in order to cool the dew condensation plate 72, A drive circuit 77c that controls lighting of the lamps 75 and 76, a temperature detection circuit 77d that detects the temperature of the dew condensation plate 72 from the temperature sensor 78, and an electrical resistance detection circuit 77e that detects the electrical resistance between the abs of the conducting wires 71a and 71b; The input / output interface 77f inputs the control signal of the appliance controller 58 and outputs the gas type discrimination signal, and the power supply unit 77g receiving the power supply from the appliance controller 58.
[0027]
The discriminating controller 77 having such a configuration discriminates the type of fuel gas by detecting the resistance value between the abs of the conducting wires 71a and 71b. Since the conducting wires 71a and 71b are not in contact with each other, no current flows unless both are short-circuited, and the resistance value between a and b is very large.
The front case of the water heater 10 is provided with a display window so that an LPG lamp 75 and a DME lamp 76 are displayed.
[0028]
The operation of the water heater 10 including the gas type discrimination device 70 configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, when water (not shown) flows through the water supply pipe 14 by opening a hot water tap (not shown), the appliance controller 58 performs a control operation based on a detection signal from a water flow sensor in the water-side control unit 50 to supply air. The fan 36 is driven to start pre-purge, and a gas type discrimination command is output from the instrument controller 58 to the discrimination controller 77.
Upon receipt of this command, the discrimination controller 77 controls the direct current to the Peltier element 73 so that the detection value of the temperature sensor 78 becomes 5 ° C., cools the condensation plate 72, and condenses the fuel gas in the condensation case 74. Cool on the plate 72 (S1).
[0029]
When LPG is present in the dew condensation case 74, the condensation point of propane is −42.0 ° C., so that propane does not condense on the dew condensation plate 72. Even if LPG is mixed with butane, its condensation point is -0.5 ° C, so it is lower than the cooling temperature (5 ° C) anyway, and butane does not condense.
On the other hand, DME does not condense like LPG because its condensation point is −25.1 ° C., but when it flows from the gas cylinder 60 to the gas pipe 52, it contacts the water in the water tank 61 and becomes water vapor (condensed). When the DME is present in the condensation case 74, the water vapor is condensed on the condensation plate 72.
Therefore, the gas type can be determined based on the presence or absence of the liquid on the dew condensation plate 72.
[0030]
If there is condensation on the condensation plate 72, the electrical resistance value detected by the determination controller 77 is greatly reduced due to short circuit between the conductors 71a and 71b due to the condensed liquid (that is, water). Since the electrical resistance value does not change, the presence or absence of condensation is detected based on this electrical resistance value (S2).
[0031]
When it is determined that there is condensation, it is determined that the supplied fuel gas is DME (S3, S4). When it is determined that there is no condensation, it is determined that it is LPG (S3, S5). The determination result is output as a determination signal from the determination controller 77 to the appliance controller 58 (S6), and corresponds to the supply gas among the lamps 31, 32, 75, and 76 provided in the gas type determination device 70 and the remote controller 30, respectively. The lamp is turned on for notification (S7). That is, if the LPG is determined, the LPG lamps 31 and 75 are turned on, and if the DME is determined, the DME lamps 32 and 76 are turned on.
Then, returning to step 2, the same control is repeated, and the gas type is always determined.
[0032]
The instrument controller 58 inputs the discrimination signal from the discrimination controller 77 and performs the following combustion control.
First, air-fuel ratio control data corresponding to the determined gas type is selected. This air-fuel ratio control data represents the target control value of the gas proportional valve current I (see FIG. 5) with respect to the required input Ip (described later) and the rotation speed of the air supply fan 36 for each gas type, and is non-volatile. Stored in memory.
[0033]
Next, the required input Ip is calculated by multiplying the temperature difference between the hot water temperature set by the remote controller 30 and the incoming water temperature detected by the incoming water temperature thermistor 13 with the incoming water flow rate, and is fed based on the selected air-fuel ratio control data. Start forward combustion control. During this combustion control, if there is a temperature difference between the hot water temperature detected by the hot water temperature thermistor 15 and the set temperature, the proportional valve current I is continuously corrected so as to keep the outlet temperature of the heat exchanger 18 constant. At the same time, feedback combustion control is performed to correct the rotational speed of the air supply fan 36 so that the gas amount and the air supply amount are always maintained in a predetermined relationship.
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.
[0034]
In the water heater 10 described above, for example, immediately after the DME gas cylinder 60 is replaced with the LPG gas cylinder 65, LPG is accumulated in the gas pipe 51, the dew condensation case 74, and the gas pipe 52 at the start of use of the water heater 10. Therefore, the fuel gas in the dew condensation case 74, that is, DME is determined as the supply gas. Then, as the DME remaining in the gas pipe 51 is consumed by the combustion of the burner 22, the LPG in the new gas cylinder 65 is sent to the hot water heater 10 side and reaches the condensation case 74 and is supplied. It is discriminated as gas and burned with LPG specifications.
[0035]
In this case, if the gas type discriminating device 70 is provided at a position far away from the water heater 10, for example, in the vicinity of the home gas inlet 53, the fuel gas in the gas type discriminating device 70 is used during the use of the water heater 10. Although the DME is switched to LPG and the remaining DME is actually burned by the burner 22, the water heater 10 is changed to the specification of the determined fuel gas (LPG), and this unmatch (mismatch) causes an abnormality. It will burn.
On the other hand, in this embodiment, since the gas type discriminating device 70 is built in the water heater 10 and is located very close to the burner 22, the type of fuel gas discriminated by the gas type discriminating device 70 is immediately Thus, it is ejected to the burner 22 and can be normally combusted with the specifications according to the determined gas type, which is safe.
[0036]
Further, when a gas type change is detected, it is automatically changed to the specification of the gas type and combustion control is performed, so that it is always safe to burn with an appropriate specification.
Moreover, it is convenient because the user or the operator does not have to manually switch the setting specification of the instrument.
Further, in the case of manual switching, it is necessary to stop the combustion of the water heater 10 until the switching is completed. However, in this embodiment, since the automatic switching is performed, the combustion of the water heater 10 does not have to be stopped and used as it is. It is possible and convenient.
[0037]
Further, since the gas type discrimination is always performed, even if the gas type in the gas pipe 51 is switched during the use of the water heater 10 after the gas cylinder is replaced as described above, the gas type change can be detected quickly. It is possible to respond by changing the specifications of the instrument promptly.
[0038]
Since DME can be liquefied and sealed in a gas cylinder, it can be used as an alternative fuel for LPG, which is a gas cylinder, and is cheaper than LPG. Since the water heater 10 includes the gas type discriminating device 70, it is safe to burn normally even when LPG and this inexpensive DME are used in parallel. Moreover, even if it switches to LPG according to the supply condition of DME, since it changes to the specification for LPG, the water heater 10 can be drive | operated safely.
[0039]
In addition, the water heater 10 can easily discriminate between LPG and DME having similar physical properties such as density by utilizing a large difference between each condensation point and water condensation point.
The fuel gas cooling temperature is set to a temperature (for example, −30 ° C.) between the LPG condensation point (−42 ° C.) and the DME condensation point (−25.1 ° C.). Although it is conceivable, even if the cooling temperature of the condensation plate 72 is relatively high (for example, 5 ° C.) by mixing water having a condensation point much higher than that of the fuel gas into only one fuel gas. Gas type can be identified easily and accurately. In addition, since a large cooling capacity is not required, the power consumption of the Peltier element 73 can be reduced.
In addition, the dew condensation plate 72 can be easily cooled to the dew point or less by the Peltier element 73, and the gas type discrimination device 70 can be made compact.
[0040]
Furthermore, since the fuel gas is literally a gas, any type of fuel gas will not condense at a cooling temperature that can condense water vapor, and there is no need to adjust the cooling temperature according to the type of fuel gas. For this reason, it can apply to determination of various fuel gas with one type of gas type discrimination device, and the manufacturing cost of a gas type discrimination device becomes low.
[0041]
Further, since water is harmless to the human body, it is not necessary to perform special treatment when discharging water from the dew condensation case 74 through the drain pipe 79. Moreover, there is no problem even if the fuel gas is burned while containing water vapor. On the contrary, the temperature of the combustion gas is lowered by the water vapor, and the amount of Nox in the combustion exhaust discharged from the exhaust port 44 can be reduced.
In addition, the gas type can be determined with a simple configuration of detecting the electrical resistance value between the conductors 71a and 71b on the dew condensation surface, so that it is inexpensive.
[0042]
In particular, in the present embodiment, when the gas type change is detected, the specification of the instrument is automatically switched without a switching operation by the user, so it is difficult to notice the gas type change, but either of the lamps 31 and 32 of the remote controller 30 is lit. Thus, the type of fuel gas in the condensation case 74 can be grasped.
[0043]
<< Second Embodiment >>
Next, a gas type discrimination method as the second embodiment will be described.
In the second embodiment, the discrimination processing method of the gas type discriminating apparatus 70 that discriminates the gas type based on the electric resistance on the dew condensation surface is changed, and the gas type is determined based on the light reflection state on the dew condensation surface. Determine.
[0044]
As shown in FIG. 7, a gas type discriminating apparatus 80 that performs the gas type discriminating method according to the second embodiment includes a condensing plate 82 having a smooth upper surface and a Peltier element 83 having a heat absorbing surface in contact with the lower surface of the condensing plate 82. A dew case 84 for housing them, a light source 85 that is fixed on the outer upper part of the dew case 84 and emits light A of a certain intensity, and an optical sensor that is fixed on the upper outer part of the dew case 84 and detects light 86, a discrimination controller 87, and a drain pipe 89.
[0045]
The dew condensation plate 82 includes a reflection portion 82a that is horizontally provided in the central portion where the light A from the light source 85 strikes and forms a mirror surface, and an inclined portion 82b that is inclined downward toward the reflection portion 82a.
The light sensor 86 sets the reflected light B as the maximum intensity when the light A from the light source 85 is totally reflected, that is, when the incident angle P and the reflection angle Q are reflected by the condensation plate 82 in the same state. It is provided at the position to detect.
[0046]
As shown in FIG. 8, the determination controller 87 includes a main control unit 77 a mainly composed of a microcomputer, a drive circuit 77 b that adjusts the amount of current supplied to the Peltier element 83 in order to cool the condensation plate 82, A drive circuit 77c that controls lighting of the lamps 75 and 76, a temperature detection circuit 77d that detects the temperature of the dew condensation plate 82 from the temperature sensor 78, a drive circuit 87h that controls lighting of the light source 85, and an optical sensor 86 detect reflected light. And an input / output interface 77f that inputs a control signal from the instrument controller 58 and outputs a gas type discrimination signal, and a power supply unit 77g that receives power supply from the instrument controller 58.
[0047]
In the gas type discriminating apparatus 80 having such a configuration, the presence / absence of condensation in step 2 of the flowchart of FIG. 4 is detected as follows.
The light source 85 emits light A having a constant intensity at a predetermined angle P, and the intensity of the reflected light is detected by the optical sensor 86.
[0048]
When the fuel gas is LPG, no condensation occurs on the condensation plate 82, and the intensity of the light B detected by the optical sensor 86 is equal to or greater than the condensation determination value.
On the other hand, when the fuel gas is DME, it is cooled by the Peltier element 83 and the water vapor becomes water on the dew condensation plate 82, and accumulates in the central reflecting portion 82a while sliding down the inclined portion 82b. Since the light A from the light source 85 hits the condensed water, and part of the light is refracted twice when entering and exiting the water, the reflection angle Q deviates from the incident angle P and the reflected light intensity decreases, and the optical sensor The intensity of light C detected by 86 is below the dew condensation determination value.
In this way, the presence or absence of condensation is determined based on the intensity of the reflected light, and the type of fuel gas is determined.
[0049]
According to the gas type discriminating apparatus 80 described above, the light reflected by the water condensed on the dew condensation plate 82 changes both the intensity and the reflection angle, so that the dew condensation can be captured more accurately, and the gas is reliably detected. Species can be determined.
In addition, since the inclined portion 82b around the reflecting portion 82a of the dew condensation plate 82 has a downward slope toward the reflecting portion 82a, even if condensation does not occur immediately on the reflecting portion 82a, Since water collects in the reflecting portion 82a, the occurrence of condensation can be detected quickly.
[0050]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, Of course, it can implement in a various aspect in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, the present invention is not limited to the determination of the fuel gas supplied to the water heater, but determines the fuel gas supplied to a household gas combustion appliance such as a hot water heater with a bathtub, a gas stove, or a gas heater. Alternatively, the gas supplied to the home gas inlet may be judged at once, that is, a judgment device is arranged in the middle of the home gas pipe and the judgment signal is sent to each combustion appliance. May be.
In addition, when the setting specification of the instrument is automatically switched, it may be re-ignited after the combustion is stopped and the specification is changed, so that it is safer.
[0051]
The notification of the gas type determination result is not limited to lamp display, and may be performed by voice guidance, character display, or the like.
Further, the presence or absence of water vapor in the fuel gas may be determined using a humidity sensor.
Further, the fuel gas to be discriminated is not limited to LPG or DME.
Further, the instrument controller 58 may be provided with the function of the discrimination controller 77.
[0052]
Further, the gas controller may be provided outside the combustion appliance by providing an input terminal for a discrimination signal in the appliance controller of the combustion appliance. In this case, when LPG and DME are to be used in parallel in the future, a gas type discriminating device can be provided and the discrimination signal can be input, so the fuel gas can be safely switched by switching the specification to the supply gas type. Can be burned. In addition, since only the gas type discrimination device is added, the cost is low and it is economical.
In addition, not only DME but also other special gases will be supplied in the future, just by adding a gas type discriminator corresponding to the gas type, the new gas type can be accurately discriminated. it can.
Further, by providing only one external gas type discriminating device in the gas pipe 51, it is possible to deal with a plurality of combustion appliances, and it is not necessary to provide as many gas type discriminating devices as the number of combustion appliances, thereby reducing costs.
In addition, notification lamps 75 and 76 may be provided in an externally attached gas type discrimination device. In this case, the notification content can be easily confirmed from the outside.
[0053]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the gas type determination method according to claim 1 of the present invention, even if the physical properties of the fuel gases to be determined are similar to each other, foreign substances are mixed in the specific fuel gas and Since it is determined that the fuel gas has been supplied, the gas type can be determined easily and accurately.
As a result, even if an environment in which a plurality of types of fuel gas is switched and supplied, it is possible to take appropriate measures by this gas type discrimination method, and combustion is performed without matching the gas types with the specifications of the combustion appliance. Such a problem can be prevented and safety can be improved.
In addition, it is not necessary to change the discriminator for each gas type to be discriminated, and the manufacturing cost is reduced.
[0054]
Further, according to the gas type determination method of the second aspect, since the foreign substance to be mixed is water vapor, it is easy to mix the foreign substance and detect the foreign substance, and it does not adversely affect the combustion. Furthermore, it is harmless to the human body because there is no need for special processing when collecting foreign matter.
Moreover, even if the water vapor is burned while being mixed with the specific gas, the temperature of the combustion gas is lowered by the water vapor, and the amount of Nox in the combustion exhaust gas is reduced, so that it becomes safer.
[0055]
In addition, according to the gas type determination method of the third aspect, since a clear phenomenon of the presence or absence of condensation of water vapor is captured, the gas type can be easily and accurately determined.
By simply cooling the fuel gas to the dew point, it is possible to discriminate a specific fuel gas for any type of fuel gas, and there is no need to change the cooling temperature for each gas type to be discriminated, and the manufacturing cost of the discriminator is low. It becomes.
[0056]
Further, according to the gas type determination method of the fourth aspect, since the dew condensation state of the fuel gas is determined based on the numerical value of the electric resistance value on the dew generation surface, the gas type can be determined very accurately and easily. Since it can be discriminated with a simple device, the cost is low.
[0057]
Further, according to the gas type determination method of the fifth aspect, since the dew condensation state of the fuel gas is determined based on the light reflection state on the dew generation surface, the gas type can be determined very accurately. In particular, since the reflection state reflects the reflection angle and the intensity of the reflected light, the occurrence of condensation can be captured more accurately.
[0058]
In addition, according to the gas type determination method of the sixth aspect, by using the Peltier element, it is possible to cool by a simple method, and it is possible to further downsize the gas type determination device.
[0059]
Further, according to the gas type determination method of claim 7, since the DME that can be liquefied and sealed in the gas cylinder in the same manner as the LPG can be determined in parallel with the LPG in the future, the gas type can be determined. It can be burned safely by switching to a suitable specification.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a forced combustion water heater according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the gas type identification device of the first embodiment as viewed from the side.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the gas type discrimination device of the first embodiment as viewed from above.
FIG. 4 is a flowchart showing operation control of the water heater according to the first embodiment.
FIG. 5 is a graph showing the relationship of the proportional valve current with respect to the input of the water heater of the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a gas type discrimination device according to the first embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a gas type identification device according to a second embodiment as viewed from the side.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a gas type discrimination device according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hot water heater, 20 ... Combustion chamber, 22 ... Burner, 30 ... Remote control, 31, 32, 33, 75, 76 ... Lamp, 52 ... Gas pipe, 54 ... Main solenoid valve, 56 ... Gas proportional valve, 58 ... Instrument Controller, 60, 65 ... Gas cylinder, 70, 80 ... Gas type discriminating device, 71a, 71b ... Conductor, 72, 82 ... Condensation plate, 73, 83 ... Peltier element, 74, 84 ... Condensation case, 85 ... Light source, 86 ... Optical sensor.

Claims

A gas type determination method for determining that a specific fuel gas is supplied among a plurality of types of fuel gas expected to be supplied to a gas combustion appliance,
The specific fuel gas is supplied to the gas supply path in a state where foreign matter is mixed therein, and when the foreign matter is detected from the supplied fuel gas, it is determined that the fuel gas is the specific gas. A gas type determination method characterized by:

The gas type determination method according to claim 1, wherein the foreign matter is water vapor.

3. The gas type determination method according to claim 2, wherein the supplied fuel gas is cooled to a predetermined temperature equal to or lower than a dew point, and the specific gas is determined based on the presence or absence of water vapor condensation.

The gas type determination method according to claim 3, wherein the presence or absence of the occurrence of condensation is determined based on an electric resistance value on a condensation occurrence surface.

4. The gas type determination method according to claim 3, wherein the presence / absence of the dew condensation is determined based on the light reflection state on the dew condensation occurrence surface.

4. The gas type determination method according to claim 3, wherein the fuel gas is cooled by a Peltier element.

The gas according to claim 1, wherein the fuel gas expected to be supplied to the gas combustion appliance is dimethyl ether and LP gas, and the foreign matter is mixed only in one of the dimethyl ether and LP gas. Species determination method.