JPH04309713A - マルチガス燃焼装置 - 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】この発明は、使用するガス種に対
してそのガス量と一次空気量を最適仕様に自動調整する
マルチガス燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】低熱量の都市ガスから高熱量の天然ガス
への転換等のようにガス種の転換にともなうガス燃焼器
具の改修作業は非常に手間のかかるものであるが、必要
不可欠なことである。

【０００３】しかし、従来の技術ではガス種の転換に際
し、ガス燃焼器具のノズルやバーナユニット等の部品交
換のほか、ガス比例弁電流の調整のための電気部品の交
換および一次空気制御用ダンパーの交換等による一次空
気量の調整等を行っているのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術にあっ
ては、ノズル、バーナユニット等の部品交換作業、電気
部品の交換作業、一次空気制御用ダンパーの交換及びそ
の調整作業等に多大の手間と費用を要するために、ガス
種転換時の隘路となっていた。

【０００５】この発明は、従来の技術の有する斯かる問
題点に鑑み、使用するガス種に対してそのガス量と一次
空気量を定格インプットになる最適仕様に自動調整する
マルチガス燃焼装置の提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のマルチガス燃焼装置は、使用するガスの
発熱量を任意の検知手段で検出し、該発熱量からガス種
に応じた定格インプットになるガス量を設定し、かつ、
該設定ガス量に適応する一次空気量を火炎温度又は火炎
輝度などを任意の検知手段で検出し、該火炎温度又は輝
度などから設定せしめる自動制御機能を設け、該自動制
御機能により使用するガス種に対してそのガス量と一次
空気量を最適仕様に自動調整する構成を主要な特徴とす
るものである。

【０００７】

【作用】たとえば、ガス給湯器において、熱交換器への
給水量と、熱交換器への入水温度と熱交換器からの出水
温度の差から熱交換器を流過する水の温度上昇の状態を
調べマイコン制御等によって使用するガスの発熱量を検
出し、該発熱量からガス種に応じた定格インプットにな
るガス量を演算して設定し、該設定ガス量を流量調整弁
等の開度調整等によって制御しバーナの混合部に供給せ
しめるものである。

【０００８】前記設定ガス量に適応する一次空気量は、
バーナの火炎温度又は火炎輝度を火炎温度センサー又は
光センサー等で検知し、該火炎温度又は輝度からマイコ
ン制御等によりガス種に応じた定格インプットになる一
次空気量を演算して設定し、該設定一次空気量を一次空
気用ファンの回転数の調整等によって制御しバーナの混
合部に供給するものである。

【０００９】上記のガス種に応じた定格インプットにな
るガス量と一次空気量の自動調整は、概ね決められたガ
ス量と一次空気量のもとに運転が開始された直後の一定
の調整時間内に素早く行われ、調整後はその内容をメモ
リに記憶し、以後は設定されたガス量と一次空気量のも
とにガス種に応じた定格インプットが常に得られるよう
になすものである。

【００１０】また、Ｏ２　センサー、ＣＯセンサー等に
よる監視で前記ガス量と一次空気量の誤差を検知した場
合は、メモリの内容を最適仕様のものに書換えるもので
ある。

【００１１】

【実施例】以下この発明によるマルチガス燃焼装置の実
施例について図面を参照して説明する。

【００１２】実施例は強制燃焼式ガス給湯器にこの発明
を適用したものであって、図１において、１は燃焼室１
１の上部に設置された熱交換器２の入口側に接続せる給
水管１２に装備した水量センサーで、熱交換器２への給
水量を測定するためのもので、該水量センサー１はコン
トローラＣに接続され熱交換器２への給水量の測定値を
コントローラＣに入力する。

【００１３】３は給水管１２の熱交換器２の入口に近い
部位に装備した入水温度センサーで、熱交換器２への入
水温度を測定するためのもので、該入水温度センサー３
はコントローラＣに接続され熱交換器２への入水温度の
測定値をコントローラＣに入力する。

【００１４】４は熱交換器２の出口則に接続せる給湯管
１３の熱交換器２の出口に近い部位に装備した出水温度
センサーで、熱交換器２からの出水温度（給湯温度）を
測定するためのもので、該出水温度センサー４はコント
ローラＣに接続され熱交換器２からの出水温度の測定値
をコントローラＣに入力する。

【００１５】前記コントローラＣに入力された水量セン
サー１による熱交換器２への給水量の測定値と、入水温
度センサー３による熱交換器２への入水温度と出水温度
センサー４による熱交換器２からの出水温度の温度差の
測定値とによる熱交換器２を流過する水の温度上昇の状
態からマイコン制御等によりガスの発熱量を検出し、該
発熱量からガス種に応じた定格インプットになるガス量
を演算して設定するプログラムをもったガス自動制御機
能を構成せしめている。

【００１６】５は燃焼室１１の下部に設置して熱交換器
２を加熱するガスバーナ１４の燃焼炎ａに臨ませて設け
た火炎温度センサーで、ガスバーナ１４の火炎温度を測
定するためのもので、該火炎温度センサー５はコントロ
ーラＣに接続され熱交換器２を加熱する火炎温度の測定
値をコントローラＣに入力する。

【００１７】６はガスバーナ１４の燃焼炎ａの輝度を検
知する光センサーで、ガスバーナ１４の燃焼炎ａの上端
部に指向して内胴１５に備えられ、コントローラＣに接
続され、前記火炎温度センサー５に代えて該光センサー
６でガスバーナ１４の火炎輝度をも測定しその測定値を
コントローラＣに入力するようにしてもよい。

【００１８】前記コントローラＣに入力された火炎温度
センサー５又は光センサー６によるガスバーナ１４の火
炎温度又は輝度の測定値からマイコン制御等によって前
記設定ガス量に適応する一次空気量を演算して設定する
プログラムをもった一次空気自動制御機能を構成せしめ
ている。

【００１９】Ｖはガス種に対するガス量の増減制御を行
うための流量調整弁で、電磁式のものを用い、ガスバー
ナ１４の混合管１５の入口に接続開口したガス供給管１
６の途中に設けられ、該流量調整弁ＶはコントローラＣ
に接続され、前記ガス自動制御機能により設定されたガ
ス量をコントローラＣからの指令で該流量調整弁Ｖの開
度を広狭に調整することにより得ることができるように
なっている。

【００２０】Ｆ１　はガス種に対する一次空気量の増減
制御を行うための一次空気用ファンで、ガスバーナ１４
の混合管１５を延長して設けた一次空気用ダクト１７の
端部に設けられ、該一次空気用ファンＦ１　はコントロ
ーラＣに接続され、前記一次空気自動制御機能により設
定された一次空気量をコントローラＣからの指令で該一
次空気用ファンＦ１　の回転数を遅速に調整することに
より得ることができるようになっている。

【００２１】前記流量調整弁Ｖと一次空気用ファンＦ１
　により最適仕様に調整されたガスと一次空気はガスバ
ーナ１４の混合管１５で混合されてバーナに送給され燃
焼するものであるが、燃焼に要する二次空気は二次空気
用ファンＦ２　から強制給気されるようになっている。

【００２２】１８はＯ２　センサー、１９はＣＯセンサ
ーで、両センサー１８，１９は排気口２８に設けられ、
前記自動制御機能により設定されたガス量と一次空気量
を監視するためのもので、コントローラＣに接続されガ
ス量と一次空気量の設定された最適仕様に誤差が生じた
場合に該両センサー１８，１９からのＯ２　値、ＣＯ値
の異常信号を受けたコントローラＣからの指令によって
メモリの内容を前記最適仕様のものに書換えるようにな
している。

【００２３】Ｖ１　は給湯管１３に設けた三方弁で、電
磁式のものを用い、コントローラＣに接続してコントロ
ーラＣからの指令で排水管２０側と給湯栓２１側へ経路
が切替えられるようになっており、運転開始直後のガス
量と一次空気量をガス種に応じた最適仕様に調整する時
間（試運転時間）内は排水側へ、調整セットされた後は
給湯側へ自動的に切替えられるようになっている。

【００２４】Ｃはコントローラで、前記各センサー１，
３，４，５，６等、各弁Ｖ，Ｖ１　等及びファンＦ１　
，Ｆ２　等が接続され、また、ガス種に応じた定格イン
プットになるガス量と一次空気量を設定する自動制御機
能が組込まれているとともに、給湯、給湯停止等の作動
を指令する操作盤２７が接続されている。コントローラ
Ｃは各センサー１，３，４，５，６等からの検出値並び
に操作盤２７から入力された給湯温度等の設定値及び指
令に基づき各弁Ｖ，Ｖ１　，Ｖ２　及びファンＦ１　，
Ｆ２等を制御してガス給湯器を作動させるものである。

【００２５】Ｖ２　はガス供給管１６に設けた元電磁弁
、２２は一次空気用ダクト１７に設けた一次空気量セン
サーで、これらはコントローラＣに接続されている。ま
た、２３は逆止弁、２４は点火用電極で、イグナイタ２
５を介してコントローラＣに接続されている。さらに、
２６は燃焼室１１への二次空気流を整流するための多孔
均圧板である。

【００２６】前記構成において、ガス給湯器の運転に際
し、操作盤２７の運転スイッチをＯＮすると、コントロ
ーラＣからの指令で三方弁Ｖ１　が排水側に切替えられ
て一定水量が給水管１２→熱交換器２→給湯管１３→三
方弁Ｖ１　→排水管２０へと流れ、かつ、一次空気用フ
ァンＦ１　及び二次空気用ファンＦ２　を回転させてガ
スバーナ１４の混合管１５へ概ね決められた一次空気量
を一次空気用ダクト１７を介して送給するとともに、燃
焼室１１への二次空気を多孔均圧板２６で整流して送給
せしめ、同時に元電磁弁Ｖ２　を開き、かつ、イグナイ
タ２５を作動して流量調整弁Ｖにより概ね決められたガ
ス量をガスバーナ１４の混合管１５に送給し、その混合
気をバーナ炎口から噴出させ電極２４からのスパークで
点火し燃焼せしめる。この運転開始直後の調整運転時に
おける燃焼炎ａは小インプットでよい。

【００２７】そこで、熱交換器２への給水量の水量セン
サー１による測定値と、熱交換器２への入水温度センサ
ー３による入水温度と熱交換器２からの出水温度センサ
ー４による出水温度との温度差の測定値がコントローラ
Ｃに入力されると、マイコン制御等によってガスの発熱
量を検出し、該発熱量からガス種に応じた定格インプッ
トになるガス量を演算して設定し、該設定に基づくコン
トローラＣからの指令で流量調整弁Ｖの開度を調整し設
定ガス量をガス供給管１６を介してガスバーナ１４の混
合管１５に送給する。

【００２８】一方、前記設定ガス量に適応する一次空気
量は、火炎温度センサー５又は光センサー６等によって
ガスバーナ１４の火炎温度を検知し、その測定値がコン
トローラＣに入力されると、マイコン制御等で演算して
設定され、該設定に基づくコントローラＣからの指令に
より一次空気用ファンＦ１　の回転数が調整されて設定
一次空気量を一次空気用ダクト１７を介してガスバーナ
１４の混合管１５に送給する。

【００２９】前記自動調整によりガス量と一次空気量が
設定されると、その内容をメモリに記憶させ、コントロ
ーラＣからの指令で三方弁Ｖ１　を給湯側に切替え、上
述した一連の調整運転（試運転）は完了する。

【００３０】そこで、予め給湯栓２１を開いておけば、
前記調整運転後、正常燃焼のもとに給湯に連続移行する
ものであるが、給湯栓２１が閉っているときは、調整運
転後、給湯栓２１を開くと給湯する。以後は調整運転時
に設定されたメモリに基づくガス種に応じたガス量と一
次空気量のもとにガスバーナ１４は定格インプットで燃
焼し給湯に供するものである。

【００３１】図２の実施例は、ガス種に対する一次空気
量の制御を一次空気制御用ダンパー９の開度調整により
行う構成としたもので、強制給気用ファンＦ３　の吹出
口に連通する燃焼室１１への強制給気路７から分岐した
一次空気路８の入口近くに一次空気制御用ダンパー９を
一定角度の回動が自由に行えるよう設け、一次空気自動
制御機能による設定一次空気量がコントローラＣからの
指令で該一次空気制御用ダンパー９の開度を調整するこ
とにより得られる構成とした以外は、先に説明した図１
の実施例とその構造及び作用は同一につき同一部分に同
一符号を付してその説明は省略する。

【００３２】図３の実施例は、ガス種に対する一次空気
量の制御を一次空気制御用可変シャッター１０の開度調
整により行う構成としたもので、強制給気用ファンＦ３
　の吹出口に連通する燃焼室１１への強制給気路７から
分岐した一次空気路８の入口近くに一次空気制御用可変
シャッター１０を接離自由に設け、一次空気自動制御機
能による設定一次空気量がコントローラＣからの指令で
該一次空気制御用可変シャッター１０の開度を調整する
ことにより得られる構成とし、かつ、ガスバーナ１４の
混合管１５の拡開端部１５ａにガス供給管１６の先端に
設けたガスノズル１６ａを臨ませた構造以外は、先に説
明した図１の実施例とその構造及び作用は同一であるか
ら同一部分に同一符号を付してその説明は省略する。

【００３３】以上説明した各実施例は、強制燃焼式ガス
給湯器にこの発明を適用したものであるが、その他の給
湯器（たとえば、瞬間ガス湯沸器）等のガス燃焼装置に
も適用できること勿論である。

【００３４】

【発明の効果】この発明のマルチガス燃焼装置は、使用
するガス種に対してそのガス量をマイコン制御等によっ
てガスの発熱量から演算して設定し、かつ、該設定ガス
量に適応する一次空気量は火炎温度又は輝度からマイコ
ン制御等により演算して設定する自動制御機能によりガ
ス種に対するガス量と一次空気量を最適仕様に自動調整
する構成としたから、ガス種の転換に際しノズル、バー
ナユニット等の部品の交換作業及び一次空気量の調整作
業等の面倒で手間のかかる作業が不要となるためガス種
の転換が経済的に行いうる効果がある。

【００３５】また、ガス種に応じて予め決められたプロ
グラムを組込んだ自動制御機能をガス燃焼装置に付設す
るだけで、ノズルとかバーナユニットその他の機能部品
はガス種に対し共用できるのでコスト的にも安価となる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のマルチガス燃焼装置の一実施例を示
した概略構成図である。

【図２】一次空気量の制御手段を異にする概略構成図で
ある。

【図３】一次空気量の制御手段を異にする概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１　　　　水量センサー ２　　　　熱交換器 ３　　　　入水温度センサー ４　　　　出水温度センサー ５　　　　火炎温度センサー ６　　　　光センサー Ｖ　　　　流量調整弁 Ｆ１　　　一次空気用ファン ７　　　　強制給気路 ８　　　　一次給気路 ９　　　　一次空気制御用ダンパー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　使用するガスの発熱量を任意の検知手
   段で検出してガス種に応じた定格インプットになるガス
   量を設定し、かつ、該設定ガス量に適応する一次空気量
   を火炎温度又は輝度などを任意の検知手段で検出して設
   定せしめる自動制御機能を設け、該自動制御機能により
   使用するガス種に対してそのガス量と一次空気量を最適
   仕様に自動調整する構成としたことを特徴とするマルチ
   ガス燃焼装置。
2. 【請求項２】　　ガス給湯器において、水量センサー（
   １）による熱交換器（２）への給水量の測定値と、入水
   温度センサー（３）による熱交換器（２）への入水温度
   と出水温度センサー（４）による熱交換器（２）からの
   出水温度との温度差の測定値からマイコン制御等によっ
   てガスの発熱量を検出し、該発熱量からガス種に応じた
   定格インプットになるガス量を演算して設定する請求項
   １記載のマルチガス燃焼装置。
3. 【請求項３】　　火炎温度センサー（５）又は光センサ
   ー（６）等によって熱交換器（２）を加熱する火炎温度
   又は輝度を検出し、その測定値からマイコン制御等によ
   って設定ガス量に適応する一次空気量を演算して設定す
   る請求項１記載のマルチガス燃焼装置。
4. 【請求項４】　　ガス種に対するガス量の制御を流量調
   整弁（Ｖ）の開度調整により行う請求項１、２記載のマ
   ルチガス燃焼装置。
5. 【請求項５】　　ガス種に対する一次空気量の制御を一
   次空気用ファン（Ｆ１）の回転数の調整により行う請求
   項１、３記載のマルチガス燃焼装置。
6. 【請求項６】　　強制燃焼式ガス燃焼器具において、ガ
   ス種に対する一次空気量の制御を強制給気路（７）から
   分岐せる一次給気路（８）に設けた一次空気制御用ダン
   パー（９）の開度調整により行う請求項１、３記載のマ
   ルチガス燃焼装置。
7. 【請求項７】　　ガス種に対する一次空気量の制御を強
   制給気路（７）から分岐せる一次給気路（８）に設けた
   一次空気制御用可変シャッター（１０）の開度調整によ
   り行う請求項１、３記載のマルチガス燃焼装置。