JPH04251110A - ガス種判別方法及びこれを実施する燃焼装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野及び発明の概要】本発明は、ガス種
判別方法、及び、これを実施する燃焼装置、特に、簡便
な方法によってガス種を判別できるようにすると共に、
ガス種に適合した燃焼仕様の設定をガス燃焼装置内にお
いて自動的に行えるようにするものである。

【０００２】

【従来技術及び課題】ガス器具では、燃焼装置の最大発
熱量が一定の値に設定されているが、ガス種によって単
位体積当りの発熱量や必要空気量等が相違することから
、共通のガスバーナで種類の異なるガスを燃焼させて前
記最大発熱量を一定に保つには、各ガス種に適合した燃
焼仕様を決定する必要がある。つまり、対応ガス種に合
せてバーナへのガス供給量や空気供給量（燃焼仕様）を
決定する必要がある。従来は、生産段階で特定のガス種
の燃焼仕様に適合させて燃焼装置部を構成し、これをガ
ス器具内に組み込んで出荷している。従って、前記特定
ガス種と異なるガス種を燃焼させた場合には、燃焼装置
に燃焼不良や発熱量の過不足が生じる。又、ガス器具の
設置後に供給ガス種が変換された場合には、新たに供給
されるガス種に合せて前記燃焼仕様を変更する必要があ
り、従来は、器具や燃焼装置の一部を分解してこの燃焼
仕様を変更していた。

【０００３】このように、特定のガス種に合せて燃焼装
置の燃焼仕様を事前に決定することは、器具の生産工程
における不都合が大きい。また、供給ガス種の転換時の
器具の調整作業も面倒である。そこで、複数の供給ガス
種に適応できる燃焼仕様を用意し、器具使用時には、供
給ガス種に適合した燃焼仕様を自動的に設定するような
形式の燃焼装置が望まれているが、これまで、実現して
いないのが実情である。かかる器具の実現に際しては、
ガス器具に供給されたガス種を自動的に判別して、供給
ガス種を特定する方法を確立する必要がある。［請求項
１の発明］本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので
あり、実用上、天然ガス（１３Ａガス）等の高ウオッベ
指数ガスと、石炭ガス（６Ｃガス）等の低ウオッベ指数
ガスとの、判別ができれば上記要求を満足できることか
ら、ガス器具の燃焼装置内において、供給ガス種をこれ
ら二種を判別できるようにすることを課題とするもので
ある。

【０００４】

【技術的手段】上記課題を解決するための本発明の枝術
的手段は、『燃焼装置（Ｂ）へのガス量及び空気量の条
件を、高ウオッベ指数ガスに適合した第１点火条件から
低ウオッベ指数ガスに適合した第２点火条件までの範囲
で点火条件を変化させる点火仕様変換装置（１）を用意
し、前記燃焼装置（Ｂ）に点火する点火装置（２）を設
けると共にこの点火装置（２）の作動中に点火したこと
を検知する点火検知手段（３）を設け、点火仕様変換装
置（１）作動中における少なくとも前記各点火条件で前
記点火装置（２）を動作させ、前記第１・第２点火条件
の何れの条件で点火検知手段（３）が点火を検知したか
により、供給ガス種を高ウオッベ指数ガスか低ウオッベ
指数ガスかを判定するようにした』ことである。（図１
参照）

【０００５】

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。燃焼装
置（Ｂ）へのガス供給を開始させて点火仕様変換装置（
１）を作動させると、点火条件が高ウオッベ指数ガスに
適合する第１点火条件から低ウオッベ指数ガスに適合す
る第２点火条件に変化する。そして、少なくとも前記各
点火条件で前記点火装置（２）が動作状態となる。一般
的に、低ウオッベ指数ガスは、前記第１点火条件では点
火しないが、高ウオッベ指数ガスは、前記第２点火条件
でも点火する。点火条件を前記のように変化させること
から、第１点火条件で点火検知手段（３）からの点火検
知出力が生じた場合には、供給ガス種が高ウオッベ指数
ガスと判定できる。この第１点火条件で点火せず、第２
点火条件になった時に点火検知手段（３）からの点火検
知出力が生じた場合には、供給ガス種が低ウオッベ指数
ガスと判定できる。

【０００６】

【効果】点火検知手段（３）からの点火検知出力が何れ
の点火条件において出力されたかによって、供給ガス種
が高ウオッベ指数ガスか低ウオッベ指数ガスかが判定で
きるから、ガス器具内に実施し易いものとなる。

【０００７】［請求項２の発明］この発明は、上記請求
項１の発明を実施したガス燃焼装置に関するものであり
、供給ガス種に適合させて燃焼の燃焼仕様を自動的に決
定できるようにするものである。この為に採用される技
術的手段は、『高ウオッベ指数ガスに適合する継続燃焼
仕様を設定する第１仕様設定器（４）と、低ウオッベ指
数ガスに適合する継続燃焼の燃焼仕様を設定する第２仕
様設定器（５）と、点火時における燃焼装置（Ｂ）への
ガス量及び空気量の条件を高ウオッベ指数ガスに適合し
た第１点火条件から低ウオッベ指数ガスに適合した第２
点火条件までの範囲で点火条件を変化させる点火仕様変
換装置（１）と、この点火仕様変換装置（１）の動作中
に前記燃焼装置（Ｂ）に点火する点火装置（２）と、こ
の点火装置（２）の作動中に燃焼装置（Ｂ）に点火した
ことを検知する点火検知手段（３）と、前記第１点火条
件において点火した場合の点火検知手段（３）からの出
力により第１仕様設定器（４）を選択し、且、前記第２
点火条件で点火した場合の点火検知手段（３）からの出
力によって第２仕様設定器（５）を選択する燃焼仕様選
択手段（６）とを設けた』ことである。（図２参照）

【
０００８】

【作用】燃焼装置にガス回路を接続して、各部を運転状
態とすると、点火仕様変換装置（１）及び点火装置（２
）の動作中における点火検知手段（３）の出力によって
上記請求項１の発明と同様の作用が生じ、供給ガス種が
判別される。そして、この判別結果に応じて燃焼仕様選
択手段（６）が第１仕様設定器（４）又は第２仕様設定
器（５）の何れかを選択する。そして、以後は、この燃
焼仕様によって燃焼装置（Ｂ）が燃焼を継続させる。供
給ガス種が転換された場合においても、上記動作を行わ
せれば、この供給ガス種に適合した継続燃焼仕様が設定
される。

【０００９】

【効果】本発明は上記構成であるから次の特有の効果を
有する。供給ガス種に適合させた燃焼仕様毎に区別して
燃焼装置や器具を生産する必要がなく、共通の生産仕様
によって各供給ガス種に適応できることとなるから、生
産の合理化が図れる。供給ガス種が転換された場合にお
いても、このガス種転換に際して特別な仕様変更作業が
不要となる。

【００１０】

【実施例】次に、上記した本発明の実施例を図面に従っ
て詳述する。図３以下に示す実施例は、上記請求項１の
発明を実施する装置であり、請求項２の発明の実施例に
相当するものであって、ガス給湯器にこれら発明を実施
したものである。この実施例では、燃焼装置（Ｂ）とし
て、ファン（Ｆ）により燃焼用空気を供給する、所謂、
押込み燃焼方式のものを採用し、熱交換器（Ｅ）の下方
に連設されるバーナ箱内に前記燃焼装置（Ｂ）が組み込
まれ、このバーナ箱の底部に前記ファン（Ｆ）の吐出口
が開口している。前記ファン（Ｆ）の回転羽根を駆動す
るモータ（Ｍ）はその回転数が可変となっており、この
回転数変化によりファン（Ｆ）の送風能力を調節できる
ようになっている。前記ファン（Ｆ）の吐出口には主ガ
ス回路（１０）の下流端に位置するノズル（１３）が配
設され、これから噴出されるガスが燃焼装置（Ｂ）の燃
焼面（Ｐ）の上流側の混合室内でファン（Ｆ）から供給
される空気と混合されて、前記燃焼面（Ｐ）の上面で燃
焼する。前記ノズル（１３）に至る主ガス回路（１０）
には、オリフィス（１２）を挿入した回路と電磁式の開
閉弁（１１）を挿入した回路とが並列に接続されており
、これら並列回路の上流側には元電磁弁（１４）が挿入
されている。このオリフィス（１２）の口径はノズル（
１３）の口径よりも小さく設定されており、開閉弁（１
１）を閉弁した状態での供給ガス量は、継続燃焼時にお
ける高ウオッベ指数ガス（以下、ＨＷＩガスという）に
適合したガス量に設定されている。尚、開閉弁（１１）
が開弁した状態においてノズル（１３）によって設定さ
れるガス量は、継続燃焼時における低ウオッベ指数ガス
（以下、ＬＷＩガスという）に適合したガス量に設定さ
れている。又、主ガス回路（１０）における前記元電磁
弁（１４）の上流側から点火用回路（２０）が分岐され
て、この点火用回路（２０）に点火用弁（２３）を挿入
するとともに、その先端に設けた点火用ノズル（２４）
は燃焼面（Ｐ）の下方の混合室に配設されている。尚、
この点火用ノズル（２４）の吐出口の直径はノズル（１
３）に比べて比較的小さく設定されている。

【００１１】上記構成の給湯器の水回路（Ｗ）と主ガス
回路（１０）とは連動して開閉する構成となっており、
この実施例では、水圧応動ガス弁（１５）が両方の回路
間に介装されて、水回路（Ｗ）が開放されるとこれに連
動して主ガス回路（１０）が開放され、点火装置（２）
の点火動作等が自動的に進行する。尚、この実施例では
、前記点火装置（２）は、燃焼面（Ｐ）に近接して配設
された点火プラグ（２２）と、これに高電圧を波状に印
加させる高電圧発生器（２１）とからなり、この点火装
置（２）や、開閉弁（１１），点火用弁（２３）及び元
電磁弁（１４）の電磁弁や、モータ（Ｍ）の回転数（Ｎ
）等は、制御装置（Ｃ）によって制御される。また、点
火検知手段（３）としては熱電対式の炎検知装置を採用
し、燃焼面（Ｐ）の近傍に配設されて燃焼装置（Ｂ）が
点火してこの燃焼面（Ｐ）に炎が形成されると、この点
火検知手段（３）の炎検知出力「Ｈ」が前記制御装置（
Ｃ）に入力される。また、前記制御装置（Ｃ）としては
マイクロコンピュータが採用されており、図４のフロー
チャートに示す制御ブログラムを実行する。

【００１２】以下、この制御装置（Ｃ）における制御動
作を同図のフローチャートに基いて説明する。運転操作
を行うと、制御動作を待機した状態となる。水回路（Ｗ
）が開放されると水圧応動ガス弁（１５）が作動するが
、これを検知すると点火用弁（２３）が開弁されるとと
もに高電圧発生器（２１）及びファン（Ｆ）が動作状態
となって点火用ノズル（２４）から一定量のガスが供給
され且ファン（Ｆ）から燃焼用空気が供給されて点火プ
ラグ（２２）からは燃焼面（Ｐ）に放電される。このと
き、モータ（Ｍ）の回転数（Ｎ）が第１点火条件に適合
する回転数（Ｎ１）に設定される。つまり、点火用ノズ
ル（２４）によって設定されるガス量供給状態でＨＷＩ
ガスに適合した量の空気を供給する回転数に設定される
。第１点火条件に適合した空気量及びガス量が供給され
且点火装置（２）が動作した状態が一定時間継続すると
、その後に点火検知手段（３）の出力が判断される。燃
焼装置（Ｂ）に点火されたときには前記点火検知手段（
３）の出力が「Ｌ」から「Ｈ」に変化することから、こ
のときには、供給ガス種がＨＷＩガスであると判定され
、元電磁弁（１４）のみが開弁し、同時にモータ（Ｍ）
の回転数が前記ＨＷＩガスを継続燃焼させるに適合した
回転数（Ｎ３）に設定される。これにより、燃焼装置（
Ｂ）に供給されるガス量がオリフィス（１２）によって
設定されたものとなるとともに、ファン（Ｆ）からの供
給空気量が前記回転数（Ｎ３）対応したものとなり、こ
の燃焼仕様は、ＨＷＩガスに適する継続燃焼仕様となる
。

【００１３】次に、上記第１点火条件を一定時間継続さ
せた状態において点火検知手段（３）からの「Ｈ」出力
がない場合には、モータ（Ｍ）の回転数（Ｎ）が第２点
火条件に適合した回転数（Ｎ２）に設定されて、点火装
置（２）による点火動作を行いながらこの状態が一定時
間継続する。そして、この間に点火すると、点火検知手
段（３）からの出力により供給ガス種がＬＷＩガスと判
定され、元電磁弁（１４）及び開閉弁（１１）が開弁す
るとともにモータ（Ｍ）の回転数（Ｎ）がこのガス種を
継続燃焼させるに適合した回転数（Ｎ４）に設定される
。これにより、燃焼装置（Ｂ）に供給されるガス量がノ
ズル（１３）によって設定されるガス量となるとともに
、ファン（Ｆ）からの供給空気量が前記回転数（Ｎ４）
対応したものとなり、この燃焼仕様は、ＬＷＩガスに適
する継続燃焼仕様となる。このように、水回路（Ｗ）を
開放すると、供給ガス種が燃焼装置（Ｂ）への点火の際
に自動的に判定されて、点火完了後は、供給ガス種を継
続燃焼させる燃焼仕様に設定された条件で燃焼が継続す
る。尚、モータ（Ｍ）の回転数（Ｎ）が前記回転数（Ｎ
２）の条件で点火しない場合には、点火装置（２）等の
不良と判断して運転が停止される。この場合には、所要
の処置を施した後、再運転すればよい。

【００１４】以上において、点火検知手段（３）の出力
が「Ｈ」となっているかを判定するステップが図２にお
ける燃焼仕様選択手段（６）に相当し、オリフィス（１
２）とこの回路のみを開放させる構成及び回転数（Ｎ）
を回転数（Ｎ３）に設定する構成の組合せが第１仕様設
定器（４）に相当し、開閉弁（１１）を開弁させる構成
とノズル（１３）と及び回転数（Ｎ）を回転数（Ｎ４）
に設定する構成が第２仕様設定器（５）となる。以上の
実施例では、水回路（Ｗ）が開放される度にガス種の判
定から継続燃焼仕様の設定までを連続的に行う構成とし
たが、ガス種判定までの動作を、器具の設置当初や電源
プラグを挿入した場合にのみき前記ガス種判定動作を行
うようにしてもよい。

【００１５】又、次のような変更も可能である。 ■．第１点火条件と第２点火条件を設定するために、点
火用ノズル（２４）のノズル径を固定とし、供給空気量
を変化させる構成としたが、供給空気量を一定として供
給ガス量を変化させることにより、前記２条件を得るよ
うにすること。 ■．第１点火条件と第２点火条件を設定するために、主
ガス回路（１０）とは別に点火用回路（２０）を設けた
が、ノズル（１３）からの吐出ガス量を可変とし、これ
からのガス量を点火に適するガス量に設定することによ
り前記２条件を得るように変更すること。この場合には
、元電磁弁（１４）の下流側にガス量調節弁を挿入する
必要がある。 ■．継続燃焼状態でのノズル（１３）からの供給ガス量
を例えばガス比例弁等により可変にすること。 ■．継続燃焼仕様にを設定する際に供給ガス量及び供給
空気量を共に調節する構成に変更すること。 ■．燃焼方式を押込み燃焼方式以外の燃焼方式に変更す
ること。 ■．その他、各部を公知の他の手段に変更すること。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の原理説明図

【図２】請求項２の発明の原理説明図

【図３】本発明の実施例の概略図

【図４】制御装置（Ｃ）の制御プログラムのフローチャ
ート図

【符合の説明】

（Ｂ）：燃焼装置　　　　　　　　（１）：点火仕様変
換装置　　（２）：点火装置 （３）：点火検知手段　　　　（４）：第１仕様設定器
　　　　（５）：第２仕様設定器 （６）：燃焼仕様選択手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼装置（Ｂ）へのガス量及び空気量の条
   件を、高ウオッベ指数ガスに適合した第１点火条件から
   低ウオッベ指数ガスに適合した第２点火条件までの範囲
   で点火条件を変化させる点火仕様変換装置（１）を用意
   し、前記燃焼装置（Ｂ）に点火する点火装置（２）を設
   けると共にこの点火装置（２）の作動中に点火したこと
   を検知する点火検知手段（３）を設け、点火仕様変換装
   置（１）作動中における少なくとも前記各点火条件で前
   記点火装置（２）を動作させ、前記第１・第２点火条件
   の何れの条件で点火検知手段（３）が点火を検知したか
   により、供給ガス種を高ウオッベ指数ガスか低ウオッベ
   指数ガスかを判定するようにしたガス種判別方法。
2. 【請求項２】高ウオッベ指数ガスに適合する継続燃焼仕
   様を設定する第１仕様設定器（４）と、低ウオッベ指数
   ガスに適合する継続燃焼の燃焼仕様を設定する第２仕様
   設定器（５）と、点火時における燃焼装置（Ｂ）へのガ
   ス量及び空気量の条件を高ウオッベ指数ガスに適合した
   第１点火条件から低ウオッベ指数ガスに適合した第２点
   火条件までの範囲で点火条件を変化させる点火仕様変換
   装置（１）と、この点火仕様変換装置（１）の動作中に
   前記燃焼装置（Ｂ）に点火する点火装置（２）と、この
   点火装置（２）の作動中に燃焼装置（Ｂ）に点火したこ
   とを検知する点火検知手段（３）と、前記第１点火条件
   において点火した場合の点火検知手段（３）からの出力
   により第１仕様設定器（４）を選択し、且、前記第２点
   火条件で点火した場合の点火検知手段（３）からの出力
   によって第２仕様設定器（５）を選択する燃焼仕様選択
   手段（６）とを設けた燃焼装置。