JPH0241480Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は触媒マツトを用い、ガスの燃焼を行う
触媒式ガス燃焼機器に関する。

［従来の技術］ 酸化触媒が担持された触媒マツト内で燃焼ガス
の酸化反応（触媒燃焼）を行う触媒式ガス燃焼機
器では、点火する時、触媒が活性化する温度（通
常200℃）まで触媒マツトを電熱ヒータにより昇
温させるいわゆる予熱が行われる。また電熱ヒー
タの温度検出手段としてサーモスタツトを用いた
方法が提案されている（特開昭56−56529号）。

また、通常電熱ヒータへの通電やガスの放出
（電磁弁の開閉）の制御は電子制御回路により行
われている。

［考案が解決しようとする課題］ 上記構成の従来の触媒式ガス燃焼機器のサーモ
スタツトは、電熱ヒータによつて触媒マツトを予
熱し、触媒マツトが設定温度になつた時、電磁弁
を開いて燃料ガスを触媒マツトに供給するよう設
定温度未満と設定温度以上とに接点を切替えてい
る。しかるに、サーモスタツトが故障し、触媒マ
ツトの温度が上昇しているにもかかわらず設定温
度未満側の接点がON（例えば接点の融着）して
いる時には器具運転を停止しなければ電熱ヒータ
を通電し続けるという問題点がある。

また、電磁弁の制御を電子制御回路によつて行
う場合、電磁弁を駆動する素子（トランジスタ、
ICなど）が故障すると、正常時期以外にガスが
放出するという不具合が生じる。

本考案の目的はフエールセーフを図つた触媒式
ガス燃焼機器の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的達成のため、本考案は、触媒マツト、
該マツトを予熱する電熱ヒータ、前記マツトの温
度を検出する温度センサを備える反応器内にガス
を電磁弁を介して供給し、前記電熱ヒータへの通
電および前記電磁弁の制御を電子制御回路が行う
触媒式ガス燃焼機器において、前記温度センサ
は、所定温度以上で可動接点が一方の固定接点か
ら他方の固定接点に切替わる双投形スイツチを構
成するサーモスタツトであり、前記他方の固定接
点には前記電磁弁が、電磁弁駆動リレーを介する
かまたは直接に電気接続され、運転を開始して、
十分触媒が活性化できるように設定した一定時間
を経過しても前記可動接点が融着等により一方の
固定接点側に接着している場合に、前記電子制御
回路は燃焼機器の運転を停止させる構成を採用し
た。

［作用および考案の効果］ 上記構成により本考案の触媒式ガス燃焼機器は
つぎの作用および効果を奏する。

（あ） 温度センサは、所定温度以上で可動接点
が、一方の固定接点から他方の固定接点に切替
わる双投形スイツチを構成するサーモスタツト
であり、他方の固定接点には電磁弁が、電磁弁
駆動リレーを介するかまたは直接に電気接続さ
れている。電熱ヒータによる触媒マツトの予熱
が完了し、触媒マツトの温度が触媒作用が可能
になると可動接点は他方の固定接点側に切替わ
り、電磁弁には電子部品（トランジスタ、IC
など）を介さずに通電が行われる。このため、
電子部品の故障によつて未燃焼ガスが放出され
るという不具合はあり得ない。

（い） 運転を開始して、十分触媒が活性化でき
るように設定した一定時間を経過しても可動接
点が融着等により一方の固定接点側に接着して
いる場合には、電子制御回路は燃焼機器の運転
を停止する。つまり、電熱ヒータの予熱により
触媒マツトが所定温度に達していても、サーモ
スタツトの故障で可動接点が切替わらない場
合、触媒式ガス燃焼機器は電子制御回路により
一定時間後に運転を停止する。よつて、サーモ
スタツトが故障している場合における電熱ヒー
タへの通電ロスは最小限度に抑えられるととも
に、使用者はサーモスタツトが故障しているこ
とが分かる。

（う） ガスの放出を司る電磁弁の開弁判断にサ
ーモスタツトを用い、該サーモスタツトは電子
制御回路により機能がチエツクされている。こ
のため触媒式ガス燃焼機器のフエールセーフが
図れる。

［実施例］ １は触媒マツト１７が取り付けられた反応器、
２は電熱ヒータ、３は電磁弁を含む前記反応器１
へのガス供給手段、４は触媒マツトのサーモスタ
ツト、５は燃焼制御装置である。

反応器１は、段１１Ｃ付で矩形を呈する金属板
製の枠体１１Ａおよび前記段１１Ｃの小外径側開
口面に気密となるよう固着された金属板製背板１
１Ｂからなるケース１１と、該ケース１１の背板
１１Ｂ側に該背板１１Ｂに平行的に、後端側部１
２Ａがケース１１の側板から外方に突出した状態
でケース１１に固着されるとともに前記後端側部
１２Ａにガス導入口１２Ｂが形成され、先端側部
１２Ｃにはケース内に開口した多数の小ガス穴１
２Ｄが列設されたガス供給パイプ１２と、外周１
３Ａが前記段１１Ｃに固着されて前記段１１Ｃと
ほぼ同一面に位置するよう張られた内側金網１３
と、前記ケース１１の大外径側開口面に、外周１
４Ａが前記ケース１１に設けられた縁１１Ｄとビ
ス止めされた押え板１３Ｂとの間に挟持されて張
られた外側金網１４とを備え、前記内側金網１３
と外側金網１４との間には、保温のための厚いロ
ツクウール製第１マツト１５、薄いロツクウール
製第２マツト１６および白金・パラジウムなどの
酸化触媒をロツクウールなど耐熱性材質で通気性
のマツトに担持させた触媒マツト１７が挾んで保
持されている。

電熱ヒータ２は、筒状ねじ付取付金具２２、該
取付金具内に保持された棒状碍石２３、該碍石の
中心穴を貫通して設けられた電気抵抗線（発熱
体）２５とからなり、前記ケースの背板１１Ｂに
溶接されたナツト２１にねじ込まれ、前記ケース
１１に取付けられている。発熱体２５は本実施例
では前記第１マツト１５と第２マツト１６との間
に所定のパターンで折曲げて配されており、装着
性の向上が図られている。

ガス供給手段３は、ガス管３０に設けられたメ
イン電磁弁Ｖ１、その下流に設けられたガバナ弁
３１、その下流に設けられた第１電磁弁Ｖ２、第
１電磁弁Ｖ２と並列して前記ガバナ弁３１の下流
に設けられた第２電磁弁Ｖ３、前記ガス導入口１
２Ｂに取付けられた噴射弁３２、該噴射弁３２に
設けられた第１ノズル３３および第２ノズル３
４、前記電磁弁Ｖ２と第１ノズル３３とを連結す
る可撓性ホース３５および前記電磁弁Ｖ３と第２
ノズル３４とを連結する可撓性ホース３６を有す
る。

サーモスタツト４は、感温部４１が前記第２マ
ツト１６と触媒マツト１７との間に配置され、前
記ケース１１の側壁の反応器１が取付けられた
時、上側となる位置に固着されている。

燃焼制御装置５は、電子制御回路５０、リモコ
ンボツクス（遠隔制御装置箱）５１を有し、リモ
コンボツクス５１には運転スイツチ５２、能力切
替スイツチ５３、運転表示ランプ５４、強運転表
示ランプ５５、弱運転表示ランプ５６が設けられ
ており、また燃焼器ケース６には器具運転ランプ
５７が取付けられている。前記電子制御回路５０
はリモコンボツクス５１により操作される。

この触媒式ガス燃焼機器は、第３図に示す如
く、10度の取付角を保持して燃焼器ケース６内に
固着され、この燃焼器ケース６は通常上側に排気
口６Ａが設けられ、天井または壁Ｗに一対の三角
形状のステイ７を介して30度〜80度の取付角で取
付けられている。

第４図は本考案の触媒式ガス燃焼機器の電子制
御回路５０の一実施例を示す。

電子制御回路５０は、例えば24Vの交流電源
700を電子制御回路５０内の各回路に使用される
一定電圧の直流に交換する整流回路７１と、前記
運転スイツチ５２に接続され器具運転リレー（図
示せず）を内蔵し前記整流回路７１からの通電を
受けるように構成され器具運転リレーが開成した
場合に運転スイツチ５２がONでも器具運転を停
止する運転スイツチ回路７２と、能力切替スイツ
チ５３に接続され該能力切替スイツチ５３の設定
に応じて電磁弁Ｖ３をON／OFFし強弱運転の切
替を行う能力切替回路７３と、運転開始から15分
後までにサーモスタツト４の可動接点がａ側から
ｂ側にならない時に異常用フリツカー回路７９お
よび異常用ロツク回路８０に通電する15分タイマ
ー回路７５および異常判定回路７０と、サーモス
タツト４が一定時間後（例えば気温０℃の時は９
分後）に開状態となつた時、電磁弁Ｖ１，Ｖ２に
通電する電磁弁駆動リレー７６と、サーモスタツ
ト４の可動接点がａ側からｂ側となりさらに一定
時間経過すると電熱ヒータ２の通電を停止するヒ
ータOFF回路７７と、サーモスタツト４の接点
の融着をチエツクするサーモスタツト初期チエツ
ク回路７８と、異常時（サーモスタツト４の可動
接点がａ側からｂ側にならない時等）に器具運転
ランプ５７をチカチカさせる異常用フリツカー回
路７９と、器具故障時に運転スイツチ回路７２内
の器具運転リレーを開成させる異常用ロツク回路
８０とからなる。

第５図はサーモスタツト初期チエツク回路７８
の一実施例を示す。

サーモスタツト初期チエツク回路７８は、コン
デンサＣ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４、トラ
ンジスタTR、アンド回路ANDからなる。運転
スイツチ５２の投入時、Ａ点は一瞬ハイレベルと
なり、その後ローレベルを保持する。Ｂ点はサー
モスタツト４の可動接点がｂ側に接続（融着）し
ている場合ハイレベルである。Ａ点、Ｂ点ともハ
イレベルの場合にサーモスタツト初期チエツク回
路７８は、異常用フリツカー回路７９および異常
用ロツク回路８０に通電する。そして異常用ロツ
ク回路８０は運転スイツチ回路７２内の器具運転
リレーを開成する。

つぎに、この触媒式ガス燃焼機器の作動を第６
図に示すタイムチヤートと共に説明する。

（正常時） (1) 手動によりガス栓を全開にすると共に電源を
入れる。

(2) リモコンボツクス５１の運転スイツチ５２を
押し、運転スイツチ回路７２の器具運転リレー
が閉成すると電熱ヒータ２に通電が開始され
る。この時、運転表示ランプ５４、弱運転表示
ランプ５６および器具運転ランプ５７が点灯す
る。

(3) 気温０℃の時約９分間通電すると触媒マツト
１７の温度は触媒が活性化する200℃以上にな
り、サーモスタツト４はｂ側に可動接点が切替
わり、電磁弁駆動リレー７６に通電され、前記
メイン電磁弁Ｖ１および第１電磁弁Ｖ２が開
く。電磁弁Ｖ１，Ｖ２が開くとガス供給パイプ
１２の噴出口より燃焼ガスがケース１１内に噴
出し、保温材である第１マツト１５および第２
マツト１６を通り触媒マツト１７内で触媒反応
が起こり、弱燃焼が開始する。

(4) その後約３分〜３分30秒間のオーバーラツプ
時間が経過するとヒータOFF回路７７により
電熱ヒータ２はOFFする。この触媒反応開始
後の電熱ヒータ２へのオーバーラツプ通電（ア
フターグロー）は、燃焼ガス供給時に燃焼ガス
が比較的低温である場合、触媒マツト１７がこ
の低温ガスにより幾分冷却され降温するので、
触媒反応の円滑な立上がりを保障するために行
う。このオーバーラツプ通電時間は、たとえば
電熱ヒータ２への通電開始からサーモスタツト
４の可動接点がａ側からｂ側に切替わるまでの
時間に対応して増減することが望ましく、これ
によりアフターグロー不足および電熱ヒータ２
の過熱、電力の無駄な消費を有効に防止でき
る。

(5) 強運転能力が必要の場合は能力切替スイツチ
５３を押す。これにより強運転表示ランプ５５
が点灯する。能力切替スイツチ５３を押した場
合には第２電磁弁Ｖ３が開き強燃焼に切替わ
る。

上記(1)〜(5)に示した制御の他に、初めから強運
転を行う場合にはつぎのようになる。

(a) 前記(2)において、運転スイツチ５２を押し、
能力切替スイツチ５３で強運転に設定する。

(b) 触媒マツト１７の温度が200℃以上になり、
サーモスタツト４の可動接点がｂ側に切替わ
り、電磁弁駆動リレー７６に通電され、前記メ
イン電磁弁Ｖ１および第１電磁弁Ｖ２が開く。
電磁弁Ｖ１，Ｖ２が開くとガス供給パイプ１２
の噴出口より燃焼ガスがケース１１内に噴出
し、保温材である第１マツト１５および第２マ
ツト１６を通り触媒マツト１７内で触媒反応が
起こり、まず弱燃焼を開始する。

(c) 設定時間（通常３分間程度）弱燃焼を続けた
後、能力切替回路７３は第２電磁弁Ｖ３を開く
開弁出力を発し、第２電磁弁Ｖ３は開いて反応
器１に多量の燃焼ガスを供給して強燃焼を行
う。

このように点火時において、必ず設定時間弱燃
焼を行う緩着火制御はつぎの効果がある。

電熱ヒータ２による触媒マツト１７の加熱の
際、触媒マツト１７には通常温度分布が生じ、着
火の初期において、低温度部分に供給された燃料
ガスが未燃焼の状態で排出される。この場合当初
から多量の燃料ガスを供給すると、該低温度部分
を通過する燃料ガスの量が増大し、未燃焼ガス
（HC）の排出量が増大する。しかるに、前記の
如く点火当初の一定時間弱運転を行い、一定時間
経過し、触媒燃焼による多量の発熱で触媒マツト
１７の全体が充分に昇温した後強運転に切替える
ことで未燃焼ガスの排出量が低減できる。なお、
この弱燃焼の設定時間も前記アフターグローのオ
ーバーラツプ時間と同様に、サーモスタツト４の
可動接点がａ側からｂ側に切替わるまでの時間に
対応して増減させることにより、緩着火を適正に
制御できる。

（異常時 Ｉ） 上記(1)，(2)を行い、 気温０℃の時、約15（±３）分間通電し、触媒
マツト１７の温度が触媒の活性化する200℃以上
になつても、サーモスタツト４の可動接点がａ側
のままの時、異常判定回路７０は15分タイマー回
路７５およびａ側の可動接点からの入力を受け、
異常用フリツカー回路７９、異常用ロツク回路８
０に通電する。そして異常用ロツク回路８０は運
転スイツチ回路７２内の器具運転リレーを開成
し、器具の運転は停止する。

（異常時 ） 第５図に示すごとく、運転開始時にＡ点は一瞬
ハイレベルになり、その後ローレベルを維持す
る。

運転スイツチ５２をONした時にサーモスタツ
ト４の可動接点がｂ側である場合に、Ｂ点はハイ
レベルとなるので、アンド回路ANDが作動して
トランジスタTRが導通する。トランジスタTR
は異常用フリツカー回路７９および異常用ロツク
回路８０に通電し、異常用ロツク回路８０は運転
スイツチ７２内の器具運転リレーを開成し、器具
の運転を停止させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の触媒式ガス燃焼機器の構成を
示す概略図、第２図は反応器の断面図、第３図は
前記反応器を用いた触媒式ガス燃焼機器の取付状
態図、第４図は本考案の触媒式ガス燃焼機器の電
子制御回路の回路図、第５図は本考案の触媒式ガ
ス燃焼機器のサーモスタツト初期チエツク回路の
回路図、第６図は作動説明のためのタイムチヤー
トである。 図中、１……反応器、２……電熱ヒータ、４…
…サーモスタツト、１７……触媒マツト、５０…
…電子制御回路、７６……電磁弁駆動リレー、ａ
……電気接点（一方の固定接点）、ｂ……電気接
点（他方の固定接点）、Ｖ１……メイン電磁弁
（電磁弁）、Ｖ２……第１電磁弁（電磁弁）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 触媒マツト、該マツトを予熱する電熱ヒータ、
   前記マツトの温度を検出する温度センサを備える
   反応器内にガスを電磁弁を介して供給し、 前記電熱ヒータへの通電および前記電磁弁の制
   御を電子制御回路が行う触媒式ガス燃焼機器にお
   いて、 前記温度センサは、所定温度以上で可動接点
   が、一方の固定接点から他方の固定接点に切替わ
   る双投形スイツチを構成するサーモスタツトであ
   り、 前記他方の固定接点には前記電磁弁が、電磁弁
   駆動リレーを介するかまたは直接に電気接続さ
   れ、 運転を開始して、十分触媒が活性化できるよう
   に設定した一定時間を経過しても前記可動接点が
   融着等により一方の固定接点側に接着している場
   合に、前記電子制御回路は燃焼機器の運転を停止
   させることを特徴とする触媒式ガス燃焼機器。