JPH01263416A - 燃焼機器の炎検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、バーナの炎を検知する炎検知装置に関する。

［従来の技術］ 給湯器や暖房機等に備えられる燃焼機器では、点火性が
よく、マイコン等を使用した制御装置に対して有害な雑
音を発生しないことからセラミックヒータが使用される
ようになり、フレームロッド等の炎検知手段によって着
火が検知されると必要燃焼量に応した燃Ｊｆｒ、量制御
が行われ、また失火して炎が検知されなくなると燃料の
供給を停止している。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、例えは給湯器では機器の小形化の要求があり、
マイコンの使用によって制御装置が小形化されているか
、燃焼機器自体では燃焼空間をある程度確保する必要が
あるため、小形化するにはフレームロッド等のその他の
部品をできるたけ削減することか望まれる。

本発明は、燃焼機器においてフレームロットを省略でき
る炎検知装置を提供することを目的とする。

１課題を解決するための手段］ 本発明は、バーナの点火用に備えられ、通電電流に応じ
て発熱し７、温度に応じた抵抗値を示す発熱抵抗体と、
該発熱抵抗体の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、該
抵抗値検出手段によ−って検出される抵抗値に基ついて
炎信号を発生ずる炎信号発生手段とからなる技術的手段
を採用する。

あるいは、通電電流に応じて発熱する発熱体と温度に応
じた抵抗値を示す抵抗体とを具備する点火用ヒータと、
前記抵抗体の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、該抵
抗値検出手段によって検出される抵抗値に基ついて炎信
号を発生ずる炎信号発生手段とからなる技術的手段を採
用する。

［作用］ 本発明の第１発明では、発熱抵抗体を通電すると発熱し
、バーナは点火される。また、発熱抵抗体の抵抗値は抵
抗値検出手段によっ゛Ｃ検出される。

バーナが着火して炎によって発熱抵抗体が加熱されると
、発熱抵抗体の抵抗値は変化する。抵抗値が所定の変化
をすると、炎信号発生１段から炎信号が発生し着火が検
知される。また、何等かの原因て失火して発熱抵抗体の
抵抗値が変化すると、炎信号が停止され失火が検知され
る。

本発明の第２発明では、点火用ヒータの発熱体を通電す
ると発熱し、抵抗体が加熱されその抵抗値が変化すると
ともに、バーナは点火される。バーナが着火し゛Ｃ抵抗
体がさらに加熱されると、抵抗体の抵抗値がさらに変化
する。抵抗値検出手段によって検出される抵抗値が所定
の変化をすると、炎信号発生手段から炎信号が発生し着
火が検知される。またバーナが失火すると、抵抗体の抵
抗値が変化し、失火か検知される。

［発明の効果］ 本発明の第１発明では、バーナの点火を行う発熱抵抗体
によってバーナの炎検知が行われる。また、本発明の第
２発明ては、点火用ヒータの発熱体と検知用の抵抗体と
がともに備えられているため、点火用ヒータによって炎
を検知することができる。従って、他の炎検知手段を必
要としないため、部品点数を減少させることができる。

［実施例］ 次に本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第２図に概略を示すガス給湯器の給湯器ケース１内には
、複数のりホンバーナを２列に配しな２連式のバーナ群
１１が設けられ、バーナ群１１には、送風機１２によっ
て燃焼用空気が供給され、ノズル１３から供給される燃
料ガスと混合し゛Ｃ燃焼され、燃焼カスは排気口２から
排出される。バーナ群１１の近傍には、点火用のセラミ
ックヒータ１４と、炎温度を検知するサーモカップル１
５が設けられＣいる。セラミックヒータ１４は、第３図
に示すとおり窒化珪素により成型されたセラミック基板
］、　４．　ａの表面に抵抗体１４ｂをプリン１〜して
焼成し、さらにセラミック基板１４ｃを重ねてホットプ
レス焼成法によって一体化したもので、抵抗体１４ｂは
両セラミック基板１４ａ、１４ｃによって密閉されてい
る。

このセラミックヒータ１４は、第４図に示すとおり、温
度上昇に伴って抵抗値が大きくなる抵抗温度係数を有し
ており、特に抵抗体１４ｂの抵抗値が印加電圧に対して
小さく設定された急速昇温型のものであり、通電による
発熱温度が約１４００℃を超えると自己溶断してしまう
ため、本実施例では、後述する制御回路４０によって約
１２００°Ｃ以」、にならないように電流が制御されて
おり、また、炎検知手段としＣも使用されζいる。

ノズル１３へ燃料ガスを導くガス管２０には、上流より
元電磁弁２１、主電磁弁２２、燃料供給量を調節する比
例弁２３が設けられ、ガス管２０は比例弁２３の下流で
分岐して２連式のバーナ群１］の各連へ導いている。分
岐したガス管２０の一方には、バーナ群１１の一連のみ
を燃焼させるために電磁弁２４か設けられている。

水管３０は、図示しない水供給源および給湯口とそれぞ
れ接続された供給管３］および給湯管３１ａと、これら
を連通して給湯器ケース１内に設げられた熱交換器３２
、バイパス管３２ａとからなり、熱交換器３２およびバ
イパス管３２ａのそれぞれを通過する水の割合は、バイ
パス弁３３によつ゛Ｃ調節される。

一方、供給管３１には水量制御弁３４、水流センサ３５
および入水温サーミスタ３６か、また熱交換器３２の下
流には熱交換サーミスタ３７か、さらに給湯管３１ａに
（」出湯温サーミスタ３８がそれぞれ備えられている。

制御回路４０は第１図に示すとおり、マイコン４０ａを
中心としたもので、コントローラ４１により操作される
。

制御回路４０は、コン１ヘローラ４１からの操作信刊に
応して所定のシーケンスで燃焼を開始するとともに、コ
ン１〜ローラ４１による設定温度、入水量および各サー
ミスタによって検知される温度に基ついて、燃焼量制御
および給湯及制御を行う。

また、バーナ群１１への混合気か適切な空燃比て供給さ
れるように、サーモカップル１５の出力電圧に基ついて
、燃焼用空気と燃料ガスとの割合を補止する。さらに、
セラミックヒータ１４の通電電流を制御し゛Ｃ点火作動
を行うとともに、セラミックヒータ１４の抵抗値変化に
基づいて炎検知を行うために、電流制御部４２、抵抗値
検出部４３、抵抗値変化検出部４４の各機能部を備えて
いる。

電流制御部４２は、マイコン４０ａの制御に基ついてセ
ラミックヒータ１４への通電電流を制御してその温度を
約１２００℃に維持するように通電を行う回路である。

抵抗値検出部４３は、セラミックヒータ１４への通電電
流をセラミックヒータ１４の温度に基ついて制御するた
めに、セラミックヒータ１４の抵抗値をセラミックヒー
タ１４への印加電圧と電流値とから求める部分である。

抵抗値変化検出部４４は、セラミックヒータ１４の温度
に基づいてバーナ群１］の炎検知をするために設けられ
たものである。セラミックヒータ１４は、その温度に応
じて抵抗値が変化するものである。従って、例えはバー
ナ群１１の着火によ＝７− って自己発熱による温度より高くなると、抵抗値が変（
ヒするため、名犬として検知することがてきる。特に、
本実施例では、より早く炎を検知するために、抵抗値そ
のものを検知するのではなく、着火に伴って生じる抵抗
値の変化を検知するために、時間変化に対する抵抗値変
化を微分する。従って、例えば第５図の実線Ａに示すよ
うに、時刻ｔ１で名犬によってセラミックヒータ１４の
温度が変化し、それに応じて抵抗値が変化した場合に、
抵抗値の変化を着火検知とすれば、抵抗値の変化の結果
セラミックヒータ１４が示す抵抗値がどの値になるかに
関係なく、着火として検知できるため、速やかに通電を
停止することができる。また、同時に名犬信号としてマ
イコン４０ａへ出力することによって、ガス給湯器の作
動を着火後の制御へ移行さぜることがてきる。なお、電
流制御部４２は、着火検知後セラミックヒータ１４への
電流が停止されない場合ても、セラミックヒータ１４の
温度を約１２００℃に制御することができるため、必ず
しも通電を停］１する必要はない。

＝８− マイコン４．　Ｏａでは、抵抗値検出部４３によって検
出されるセラミックヒータ１４の抵抗値に基づいてセラ
ミックヒータ１４の通電電流値が演算され、その演算値
に基づいて電流制御部４２による通電が行われる。さら
に、抵抗値変化検出部４４によって所定の抵抗値変化が
検出されると、着火信号が得られ、同時に電流制御部４
２による通電が停止される。

次に、以上の構成からなるガス給湯器の作動を第５図に
基づいて説明する。

使用者がコントローラ４１によって出湯温度を設定し、
運転スイッチを入れ、図示しない給湯栓を操作すると、
水管３０内を水が通過するとともに、制御回路４０によ
る所定のシーケンスが開始され、送風機１２が回転して
燃焼用空気を供給し、点火作動として電流制御部４２に
よってセラミックヒータ１４が通電され、セラミックヒ
ータ１４が一定温度に制御される。セラミックヒータ１
−４の温度が例えば１２００’Ｃとして検知されたとき
、各電磁弁２１．２２が開状態にされバーナ群１１に燃
料か供給される。

時刻ｔ１てバーナ群１１へ供給された混合気に着火し、
セラミックヒータ１４の温度か一１１昇し、抵抗値か第
５図の実線Ａに示すとおり急激に増大すると、その変化
か抵抗値変化検出部４４によって検出され、着火信号か
出力される。名犬信号により、セラミックヒータ１４／
＼の通電が停止され、点火作動か終了する。また同時に
各電磁弁２１．２２は開状態に保持される。

逆に、底火信号か得られない場合には、所定時間△ｔ、
後に各電磁弁２１．２２は閉状態にされるとともに、セ
ラミックヒータ１４への通電も停止されるため、第５図
の破線Ｂに示すとおり、セラミックヒータ］４の温度は
低土する。

着火後は、一定時間が経過すると、コントローラ４１の
設定温度および各センサからの信号に応し゛Ｃ燃焼量制
御と水星制御が行われる。

時刻ｔ２て何らかの原因て失火すると、セラミックヒー
タ１４の抵抗値か減少し、その変化の割合から失火を検
知することができる。

本実施例ては、セラミックヒータに、急速貸温型のもの
を使用したか、抵抗値が印加電圧に対して十分な値を示
し、電流制御を行わなくても発熱温度を一定温度に制御
できる飽和型のセラミックヒータを使用し°Ｃもよい。

この場合には、時刻ｔ３て着火したとき、着火後直ちに
通電を停止しないと、第６図の実線Ｃに示すように、溶
断温度を超えてしまうため、抵抗値変化によつ゛Ｃ着火
検知を行って、早く電流を停止すると、破線りに示すよ
うに、セラミックヒータの温度か下がるため、効果的で
ある。

第７図に本発明の第２実施例を示す。

この実施例ては、セラミックヒータ１４のセラミック基
板１．４．　ｄの両面に２つの抵抗体１．４．　ｅ、］
、　４．　ｆがそれぞれプリン１へされ、セラミック基
板１４ｇ、１４ｈによってそれぞれ密閉されている。

ここでは、抵抗体１４ｅは発熱用としてだけ用いられ、
温度変化の検出用としては抵抗体１４ｆか用いられる。

従って、ヒータ加熱用の通電回路と、温度検出用回路と
を分離することがてきるため、回路構成が簡単になる。

この実施例ても、セラミックヒータ１４によって炎を検
知することができるため、他の炎検知手段を必要としな
い。

以上の実施例では、失火を検知した場合に、各電磁弁を
閑じる場合を示したか、再点火をするようにしてもよい
。

以上の実施例では、セラミックヒータの抵抗値の変化に
よって省火および失火を検知したが、抵抗値か所定の値
を示すときを炎検知状態として、名犬検知、失火検知を
してもよい。

以上のとおり、本発明の炎検知装置によれば、点火装置
としてのセラミックヒータを炎検知手段としても使用す
るため、従来使用されていたフレームロッ１〜が不要に
なり部品点数を削減することかてきる。また、セラミッ
クヒータによる点火を行うため、点火時に雑音か発生ず
ることかなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すガス給湯器の制御装置の
機能的構成を示すブロック図、第２図は＝１２− 本実施例のガス給湯器の構成を示す概略図、第３図は本
実施例のセラミックヒータのＷＸ造を示す構造図、第４
図は本実施例のセラミックヒータの温度変化に対する抵
抗値特性を示す特性図、第５図は本実施例におけるセラ
ミックヒータの抵抗値変化を示すタイムチへ・−ト、第
６図は飽和型のセラミックヒータの温度変化を示すタイ
ムチャート、第７図は本発明の第２実施例を示すセラミ
ックヒータの構造図である。 図中、１４・・・セラミックヒータ（発熱抵抗体）、４
３・・抵抗値検出部（抵抗値検出手段）、４４・・・抵
抗値変化検出部（炎信号発生手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）バーナの点火用に備えられ、通電電流に応じて発熱
   し、温度に応じた抵抗値を示す発熱抵抗体と、 該発熱抵抗体の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、 該抵抗値検出手段によって検出される抵抗値に基づいて
   炎信号を発生する炎信号発生手段とからなる燃焼機器の
   炎検知装置。 ２）通電電流に応じて発熱する発熱体と温度に応じた抵
   抗値を示す抵抗体とを具備する点火用ヒータと、 前記抵抗体の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、 該抵抗値検出手段によって検出される抵抗値に基づいて
   炎信号を発生する炎信号発生手段とからなる燃焼機器の
   炎検知装置。