JP5480506B2 - 燃焼制御装置 - Google Patents
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Description
そして、排気閉塞によって燃焼室内の周囲温度が高くなると、これに伴い、筒胴に設けた測温用開口から高温の燃焼ガスが流出して第2熱電対の起電力が大きくなり、予め設定した基準値を越えるので、制御手段は、これを検出することによりバーナの燃焼を停止する。
その結果、熱交換器の排気閉塞などの異常が起こった場合、燃焼が停止されることにより、安全性が確保されることになる。
しかし、熱交換器の排気閉塞の程度が大きくなると、筒胴の測温用開口から燃焼ガスが流出するようになる。従って、第2熱電対の感温(感熱)部を測温用開口に臨ませておけば、熱交換器の排気閉塞に伴う温度上昇を確実に検出することができる。
すなわち、請求項1記載の発明は、
バーナにおいて燃料を燃焼させた燃焼熱により、水を加熱するための熱交換器であって、前記バーナの燃焼室となる、筒状で上下端が開口した筒胴の内側上端部に設けられた、フィンチューブ型の熱交換器を備えた給湯装置の燃焼を制御するための装置であって、
前記バーナの燃焼炎の温度を検出する燃焼炎温度検出手段と、
前記筒胴の周壁に形成された測温用開口に臨むように配設された感温部を備え、前記バーナで加熱される熱交換器の排気通路が狭くなって排気ガスが閉塞する排気閉塞状態の有無を検出する排気閉塞状態検出手段と、
前記両検出手段の検出出力に基づいて前記バーナの燃焼を制御するコントローラとを備え、
前記測温用開口から高温の燃焼ガスが流出し、前記排気閉塞状態検出手段の前記感温部で検出される温度が上昇した場合に、前記バーナが不完全燃焼状態にあると判別するように構成され、
前記排気閉塞状態検出手段は、冷接点がない感温素子により構成され、
前記測温用開口のみならず、前記筒胴の下端から前記筒胴の外側に燃焼ガスが流出する事態が発生した場合の、前記筒胴の下端から流出した燃焼ガスによる、前記排気閉塞状態検出手段を構成する前記感温部での温度の上昇が認められた場合に、前記バーナが不完全燃焼状態にあると判別するように構成されているとともに、
前記感温素子は、温度に応じてその電気抵抗値が変化するサーミスタからなり、かつ、前記コントローラは、前記感温素子で検出される排気閉塞状態の検出回数が予め設定された基準発生回数を超える場合には、リセットされるまで前記バーナの燃焼を禁止するとともに、前記感温素子で検出される温度が予め設定された上限値以上の場合には、前記燃焼炎温度検出手段による温度検出のいかんにかかわらず前記バーナの燃焼を停止するように構成されていること
を特徴としている。
この給湯装置は、燃焼室Rを構成するための筒胴1を備え、この筒胴1の内側上端部には、フィンチューブ型の水加熱用の熱交換器2が設けられている。また、筒胴1の下方には熱交換器2を加熱するバーナ3が設けられている。
さらに、熱交換器2への給水路Wiには、止水弁4、水圧変化に応動して給水量を調整する水ガバナ5、および分流弁6が順次配設されている。一方、熱交換器2からの出湯路Woには、フレキシブル管7を介して出湯具8が接続されている。そして、上記の分流弁6と出湯路Woとの間にはバイパス路Wbが設けられ、分流弁6の開度により、給水路Wiから出湯路Woへバイパス路Wbを介して分流供給されるバイパス水量の割合が調整されるように構成されている。
そして、この給湯装置においては、水圧応動弁10は、連動杆10aを介して水ガバナ5との連動により給水状態でのみ弁が開くように構成されており、また、ガスガバナ11は、燃料ガス供給の元圧変化に応動してバーナ3への燃料ガス供給圧を適正圧に保つように構成されている。
また、この給湯装置は、後述のように燃焼状態の異常により燃焼禁止状態になっていることを報知するための異常報知ランプ22(図2)を備えている。
熱交換器2に燃焼ガス中の燃焼生成物や塵埃が付着して、熱交換器2の燃焼ガス通路が狭くなる排気閉塞が生じると、燃焼ガスが燃焼室R内に滞留する量が増加して、燃焼室R内の周囲温度および燃焼室内圧が上昇する。このような排気閉塞によって燃焼室R内の周囲温度および燃焼室Rの内圧が高くなり、測温用開口1aから高温の燃焼ガスが流出する。そのため、図3(ロ)に示すように、サーミスタ21で検出される温度V2の値が大になり、その結果、熱電対17で検出される温度V1との温度差Vt(=V1−V2)が相対的に小となる。
すなわち、熱交換器2の排気閉塞の程度が大きくなって筒胴1に形成された測温用開口1aのみならず、筒胴1の下端から燃焼ガスが流出するような事態が発生した場合、従来のように、筒胴1に形成された測温用開口1aに熱電対を設けた構成では、熱電対の冷接点を含む全体が加熱されてしまうため、精度よく温度を検出することができなくなるのに対して、サーミスタ21には熱電対のような冷接点がないので、筒胴1の下端から流出した燃焼ガスによってサーミスタ21全体が加熱される事態になっても、サーミスタ21の電気抵抗値は温度に応じた値を示すため、排気閉塞状態が発生したことを確実に検出することができる。
熱交換器2の排気閉塞に起因して筒胴1の外周近傍の温度が異常高温になると、筒胴用温度ヒューズ20が溶断する。また、排気閉塞に起因してガスノズル18から噴出した燃料ガスの一部が空気受入口32の外に漏洩して、その漏洩ガスがバーナ3の燃焼炎により引火して燃焼するなどして、ガスノズル18近傍の温度が異常高温になると、ノズル近傍用温度ヒューズ19が溶断する。そして、このように筒胴用温度ヒューズ20やノズル近傍用温度ヒューズ19が溶断すると、コントローラCは、遮断弁9を閉弁してバーナ3の燃焼を直ちに停止する燃焼非常停止処理を実行する。
コントローラCは、バーナ3の燃焼中にサーミスタ21で検出した電気抵抗値を温度に変換した値V2が予め設定された所定の上限値(例えば400℃、電気抵抗値では約125Ωに相当)以上になっている場合には、熱電対17による温度検出のいかんにかかわらず、バーナ3の燃焼を強制的に停止する燃焼非常停止処理を実行する。
コントローラCは、バーナ3の燃焼中にサーミスタ21で検出した電気抵抗値を温度に変換した値V2が予め設定された所定の下限値(例えば氷点下20℃、電気抵抗値では約3.2MΩに相当)以下になっている場合には、熱電対17による温度検出のいかんにかかわらず、バーナ3の燃焼を強制的に停止する燃焼非常停止処理を実行する。
また、温度差Vtが所定のサンプリング時間毎に算出される場合には、各サンプリング時間ごとに単位時間当たりの低下率を演算し、その低下率の複数個の平均値を低下率として求めてもよく、バーナ3の燃焼炎の温度の低下率を求める具体的な方法については、上記実施例に限定されずに種々の形態により実施することが可能である。
1 筒胴
1a 測温用開口
2 熱交換器
3 バーナ
17 熱電対(燃焼炎温度検出手段)
21 サーミスタ(排気閉塞状態検出手段、感温素子)
C コントローラ
Claims (2)
- バーナにおいて燃料を燃焼させた燃焼熱により、水を加熱するための熱交換器であって、前記バーナの燃焼室となる、筒状で上下端が開口した筒胴の内側上端部に設けられた、フィンチューブ型の熱交換器を備えた給湯装置の燃焼を制御するための装置であって、
前記バーナの燃焼炎の温度を検出する燃焼炎温度検出手段と、
前記筒胴の周壁に形成された測温用開口に臨むように配設された感温部を備え、前記バーナで加熱される熱交換器の排気通路が狭くなって排気ガスが閉塞する排気閉塞状態の有無を検出する排気閉塞状態検出手段と、
前記両検出手段の検出出力に基づいて前記バーナの燃焼を制御するコントローラとを備え、
前記測温用開口から高温の燃焼ガスが流出し、前記排気閉塞状態検出手段の前記感温部で検出される温度が上昇した場合に、前記バーナが不完全燃焼状態にあると判別するように構成され、
前記排気閉塞状態検出手段は、冷接点がない感温素子により構成され、
前記測温用開口のみならず、前記筒胴の下端から前記筒胴の外側に燃焼ガスが流出する事態が発生した場合の、前記筒胴の下端から流出した燃焼ガスによる、前記排気閉塞状態検出手段を構成する前記感温部での温度の上昇が認められた場合に、前記バーナが不完全燃焼状態にあると判別するように構成されているとともに、
前記感温素子は、温度に応じてその電気抵抗値が変化するサーミスタからなり、かつ、前記コントローラは、前記感温素子で検出される排気閉塞状態の検出回数が予め設定された基準発生回数を超える場合には、リセットされるまで前記バーナの燃焼を禁止するとともに、前記感温素子で検出される温度が予め設定された上限値以上の場合には、前記燃焼炎温度検出手段による温度検出のいかんにかかわらず前記バーナの燃焼を停止するように構成されていること
を特徴とする燃焼制御装置。 - 前記コントローラは、前記感温素子で検出される温度が予め設定された下限値以下の場合には、前記燃焼炎温度検出手段による温度検出のいかんにかかわらず前記バーナの燃焼を停止することを特徴とする請求項1記載の燃焼制御装置。
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