JPH0486412A - 燃焼器の異状検出方法 - 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】 ［利用分野及び発明の概要コ 本発明は、給湯器の異状検出装置、特に、熱交換器が損
傷した場合等の異常状態を検出する装置に関するもので
ある。従来、熱交換器の損傷等が生じた場合に、ケーシ
ング内の温度上昇を感熱検知手段によって検知して、設
定温度以上になったとき、安全動作させるようにしてい
たが、本発明は、このような異状時における燃焼器の出
力変化度合を検知することによって異状を検出するよう
にして、熱交換器の損傷箇所が何れの箇所であっても、
他の箇所に異状が生じた場合であっても、この異状を正
確に検出できるようにするものである。

［従来技術及びその課題］ 給湯器は、ケーシング内に熱交換器を収容した構造とな
っており、ガス湯沸器等の燃焼装置を具備する給湯器で
は、前記熱交換器の下方にガスバーナが配設されている
。

従って、熱交換器は器具使用時には前記ガスバーナによ
って加熱される状態にあり、きわめて長期間（長年月）
使用すると、前記加熱によって熱交換器が損傷すること
がありうる。この安全性を確保するために、熱交換器損
傷時においてガスバーナの燃焼を停止させる安全装置が
採用されており、従来、この安全装置としては、第６図
及び第７図に示すよ′うな構成が採用されている。

通常この種の器具ではその背面側が器具設置壁面と対向
することから、熱交換器（１）の背面側の損傷が大きな
問題となる。そこで、同図に示すように、熱交換器（１
）を包囲するケーシング（１０）の背面側に感熱スイッ
チ（１１）を配設し、この感熱スイッチ（１１）を第８
図に示すようにガスバーナ（２）へのガス回路に挿入し
た熱電対式の遮断弁（３）への熱電対回路（３１）に挿
入した構成としているのである。

このものでは、ガスバーナ（２）が燃焼しているとき、
熱電対（３２）がこのガスバーナ（２）の炎によって加
熱されて、熱電対回路（３１）に発生する熱起電力によ
る電磁力により、遮断弁（３）が開弁状態に維持されて
いるが、前記遮断弁（３）が閉弁方向に付勢されている
ことから、前記熱電対回路（３１）がオープンになると
、前記安全弁が自動的に閉弁してガスバーナ（２）への
回路が遮断されてこのバーナの燃焼が停止する。前記熱
電対回路（３１）には、感熱スイッチ（１１）が挿入さ
れ、この感熱スイッチ（１１）は常閉接点を具備すると
共に感熱部が設定温度に加熱された状態において前記接
点が開成されるものであるから、熱交換器（１）が損傷
すると、感熱スイッチ（１１）が開成されて遮断弁（３
）に対応する励磁コイル（３３）がオフ状態となって遮
断弁（３）が自動的に閉弁しガスバーナ（２）の燃焼が
停止する。これにより器具の安全性が確保されるのであ
る。

ところが、この従来のものは、熱交換器（１）が損傷し
た場合に熱交換器の損傷箇所によっては、その損傷箇所
から噴出する熱気が感熱スイッチ（１１）の設置部に到
達せず、感熱スイッチ（１１）が作動しないことが考え
られる。

本発明は、このような、熱交換器（１）の損傷などの異
常状態を検出する異状検出装置において、熱交換器（１
）の損傷等の異状を確実に検出できるようにすることを
その課題とする。

＊請求項１の　明について ［技術的手段］ 上記課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は
ｒ熱交換器（１）の出力値を設定する出力設定手段（４
）と、前記熱交換器（１）に供給される被加熱体温度及
び被加熱体供給量等の被加熱体情報検知手段（５）と、
前記熱交換器（１）からの出力を検出する出力検知手段
（７）と、ガスバーナ（２）へのガス回路に挿入したガ
ス量調整弁（２１）と、前記出力検知手段（７）からの
出力と前記出力設定手段（４）からの出力とを比較演算
して前記ガス量調整弁（２１）の開度を所定に設定する
ための出力信号を出力する演算手段（６）と、前記ガス
量調整弁（２１）の開度変化に対応する信号を検出する
開度信号変化検出手段（２０）を具備させ、前記出力設
定手段（４）及び前記被加熱体情報検知手段（５）の出
力値が不変の条件下でこの開度信号変化検出手段（２０
）の検出値に一定レベル以上の変化が生じた場合に異状
と判定するようにした１ことである。

（第１図参照） ［作用コ 本発明の上記技術的手段は次のように作用する。

通常時には、熱交換器（１）からの出力は、出力設定手
段（４）によって設定された値に、制御される。つまり
、出力検知手段（７）の出力と出力設定手段（４）によ
る設定値とが演算手段（６）によって比較演算されて、
これに対応する出力がガス量調整弁（２１）に印加され
て、このガス量調整弁（２１）の開度が所定の開度に設
定される。これにより熱交換器の出力が出力設定手段（
４）によって設定された出力となる。

そして、前記出力設定手段（４）の出力値と被加熱体情
報検知手段（５）の出力値とが不変の条件下では、一定
の条件下で熱交換器（１）が熱交換を行うこととなって
、ガス量調整弁（２１）の開度も一定に維持される。と
ころが、制御系や熱交換器（１）等に曇曇ｉ異状が生じ
ると、出力設定手段（４）の出力値と被加熱体情報検知
手段（５）の出力値とが不変の条件であっても、演算手
段（６）の出力によってガス量調整弁（２１）の開度が
異常な状態に変化することとなり、開度信号変化検出手
段（２０）の出力変化によってこの異状が検知できる。

［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。

熱交換器（１）の損傷等の異状や制御系の異状が生じた
場合に開度信号変化検出手段（２０）の出力値の変化度
合によって前記異状が確実に検知できることとなる。

又、熱交換器の損傷があった場合等において、前記損傷
箇所の如何に関らず、この異状が検出できる。さらに、
感熱検知装置等を使用することなく異状が検出できる利
点がある。

＊請求項２の発明について この発明は、フィードバック制御をしない形式の燃焼器
具の異状検知に関するものであり、熱交換器（１）から
の出力値の変化によって燃焼器の異状を検知できるよう
にするもので、上記請求項１の発明と同様の課題を解決
するものである。

［技術的手段］ 上記課題を解決するために請じた本発明の技術的手段は
、ｒ熱交換器（１）への被加熱体供給量のみ、又は、こ
れと燃焼源への燃料供給量の両者を調節して出力量を調
節する出力調節装置（９）と、前記熱交換器（１）に供
給される被加熱体温度及び被加熱体供給量等の被加熱体
情報検知手段（５）と、前記熱交換器（１）からの温度
出力の変化度合を検知する出力変化検知手段（７０）と
を具備させ、前記出力調節装置（９）を操作せず且前記
被加熱体情報検知手段（５）の出力値が不変の条件下に
おいて、出力変化検知手段（７）の検出値に一定レベル
以上の変化が生じた場合に異状と判定するようにした１
ことである。（第４図参照） ［作用コ 本発明の上記技術的手段は次のように作用する。

通常時には、熱交換器（１）からの出力は、出力調節装
置（９）によって設定された値に制御される。つまり、
加熱源の燃焼量が一定の条件で被加熱体供給量を調節す
る場合には、この供給量に応じて出力値としての温度が
低下又は上昇する。

又、被加熱体供給量及び加熱源の燃焼量を共に調節する
場合にもこの調節に応じて前記出力値が変化する。

そして、前記出力調節装置（９）が操作されず、しかも
、被加熱体情報検知手段（５）の出力値とが不変の条件
下では、一定の条件下で熱交換器（１）が熱交換を行う
こととなって、熱交換器（１）の温度出力も一定に維持
される。ところが、制御系や熱交換器（１）等に撃ｉ半
異状が生じると、前記条件が不変であっても、熱交換器
（１）の温度出力が変化することとなり、出力変化検知
手段（７０）の出力が一定レベル以上となって前記異状
が検知できる。

［効果］ 以上のように、出力変化検知手段（７０）の出力変化に
よって燃焼器の異状を検知できるから、赫−・　上記請
求項１の発明と同様の効果を有するものとなる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第２図及び第３図に基いて説明
する。

（第１実施例について） この実施例の給湯器は、押込み燃焼式のガス湯沸器であ
って、室内壁面に設置される形式の給湯器である。

このものでは、既述従来例と同様に、第２図に示すよう
に、熱交換器（１）の下方にガスバーナ（２）を収容し
たバーナ室（１４）を配設して前記バーナ室（１４）の
底部に給気ファン（Ｆ）を装着すると共にバルブ装置（
ｖ）を連設し、これらをケーシング（１０）内に収容し
、ケーシング（１０）の下方からガス回路及び給水回路
を導入し、熱交換器（１）の上方に排気トップ（１２）
を被冠させている。そして、前記ガスバーナ（２）への
ガス回路に電磁式の元弁（２２）を挿入し、この元弁の
電気回路に安全装置の出力スイッチ（３４）を挿入して
いる。

前記バルブ装置（Ｖ）には、給水回路開放時にガス回路
を開放する水圧応動ガス弁や前記元弁（２２）以外に、
ガスバーナ（２）への回路に挿入したガス量調整弁（２
１）があり、このガス量調整弁（２１）は、印加電圧に
応じて弁体の開度が変化し、演算手段（６）からの出力
に応じて前記弁体の開度を正逆に変化させるもので、こ
のための構成は公知である。

前記演算手段（６）には、フィードバック制御を行う為
に、熱交換器（１）から給湯回路（１５）への比口部に
出力検知手段（７）としての温度センサ（７１）が配設
されており、これの出力が制御装置（８）に人力されて
いる。また、熱交換器（１）の給水管の人口側には、入
水温を検知するための温度センサ（５１）と流量を検知
するための流量センサ（５２）とが挿入され、これらの
検知出力が制御装置（８）に入力されている。この制御
装置（８）　−Ｊ！＆−からの出力によって前記ガス量
調整弁（２１）が制御されると共に、ガス回路の前記ガ
ス量調整弁（２１）の上流側に挿入した元弁（２２）が
開閉制御される構成である。

前記制御装置（８）は第３図のように構成され、出力設
定手段（４）としての可変抵抗（４１）−２の印加電圧
と前記温度センサ（７１）の回路の検知電圧とが演算手
段（６）に入力されている。そして、この演算手段（６
）からの出力が印加回路（６１）を介してガス量調整弁
（２１）に入力されている。この印加回路（６１）は、
前記演算手段（６）からの出力に応じてガス量調整弁（
２１）への印加電圧を所定のレベルに設定するものであ
る。

可変抵抗（４１）からの出力の変化及び温度センサ（５
１）、流量センサ（５２）の検知出力の変化を検出する
ために、この実施例では、正方向の変化を検知する′ｓ
１微分回路（Ｐｌ）と、負方向の変化を検知する第２微
分回路（Ｐ２）と、これら両方の微分回路の何れかから
出力が生じた場合に出力信号を出すＯＲ回路（８１）と
の組合せからなる出力変化検知回路（８０）が採用され
、この出力変化検知回路（８０）が前記三者の出力側の
それぞれに接続されている。

従って、これら出力変化検知回路（８０）　（ａｏ）に
よって可変抵抗（４１）の設定値、温度センサ（５１）
の及び流量センサ（５２）の検出値が変化したか否かの
判別が行え、何れの方向の変化が生じた場合でも、各出
力変化検知回路（８０）から出力が生じることとなる。

そして、これら出力変化検知回路（８０）　（８０）か
らの否定出力がＡＮＤ回路（８５）に人力されている。

一方、印加回路（６１）からの出力変化も、上記の場合
と同様に第１微分回路（Ｐｌ）と第２微分回路（Ｐ２）
とによって検知されるようになっており、ここでは、各
微分回路からの出力が一定レベル以上になった場合にの
み出力状態となる構成としてあり、このために、基準電
圧回路（８２）からの出力と、前記各微分回路からの出
力とを比較する比較回路（８３）　（８３）を具備させ
ている。そして、これら比較回路（８３）　（８３）か
らの出力がＯＲ回路（８４）に入力されている。このＯ
Ｒ回路（８４）からの出力と前記ＡＮＤ回路（８５）か
らの出力とがＡＮＤ回路（８６）に人力され、このＡＮ
Ｄ回路（８６）からの出力が、元弁（２２）の駆動回路
に挿入したトランジスタのベースに印加されるようにな
っている。

この駆動回路は、前記トランジスタとリレー（Ｒ）　　
とが直列に接続された構成であり、トランジスタのベー
スに一定の電圧が印加されると前記（Ｒ）が導通して出
力スイッチ（３４）が開成される。

これにより、開弁状態にある元弁（２２）が閉弁するも
のである。

上記実施例のものでは、可変抵抗（４１）の設定値が不
変で、温度センサ（５１）及び流量センサ（５２）の検
知出力が不変の時に、印加回路（６１）からの出力に一
定レベル以上の変化が生じると、元弁（２２）が自動的
に閉弁して、ガスバーナ（２）の燃焼が停止される。つ
まり、安全動作することとなる。

尚、この実施例では、印加回路（６１）からの出力の変
化度合を検知したが、演算手段（６）からの出力の変化
度合を直接検知するようにしてもよい。

また、上記実施例では給湯器に本発明の方法を実施した
が、他の熱交換器を具備する器具に実施することも可能
である。

さらには、被加熱流体の供給量が一定の場合には、供給
量を検知するための手段の変化度合を検知する必要がな
い。

（第２実施例について） この実施例は、請求項２の発明の実施例であり、簡易な
給湯器にこの発明を実施したものである。

この実施例では、ガスバーナ（２）の燃焼量を固定とし
、給湯回路（１５）に設けた出力調節装置（９）として
の流量調節弁（１７）を調節することにより、出湯温度
（請求項の出力量に相当する。）を調節できるようにし
たものである。この流量調節弁（１７）は、給湯回路を
開閉するとともに、開放状態ではその開度を調節するこ
とにより熱交換器への供給水量及び出湯量を調節するも
のである。

熱交換器（１）から給湯回路（１５）への出口部に温度
センサ（７１）が配設されており、これの出力が制御装
置（８）に入力されている。また、熱交換器（１）の給
水管の入口側には、入水温を検知するための温度センサ
（５１）が挿入されると共に流量を検知するための流量
センサ（５２）が挿入され、これらの検知出力が制御装
置（８）に人力されている。ここで、前記温度センサ（
５１）が既述の被加熱体情報検知手段（５）として機能
する。他方の流量センサ（５２）は、流量調節弁（１７
）の操作の有無を判定するためのセンサである。つまり
、この流量調節弁（１７）が操作されてその開度が調節
されると熱交換器（１）の水回路の流量が変化すること
から、前記流量センサ（５２）によって出力調節装置（
９）としての流量調節弁（１７）が操作されたか否かが
判定できる。

この制御装置（８）のからの出力によフてガス回路に挿
入した元弁（２２）が開閉制御される構成である。

前記制御装置（８）は第５図のように構成され、温度セ
ンサ（５１）からの出力変化を検知するための構成とし
ては、上記第１実施例と同様の出力変化検知回路（８０
）が採用される。また、この流量調節弁（１７）の開度
調節が行われたか否かは既述のように流量センサ（５２
）からの出力変化によって判断される。このため、この
流量センサ（５２）の出力も別個に設けた出力変化検知
回路（８０）に人力されている。

これら出力変化検知回路（ｇｏ）　（ａｏ）の否定出力
がＡＮＤ回路（８７）に入力され、このＡＮＤ回路から
の出力があるときには入水温に変化がなく且流量調節弁
（１７）が操作されなかったものと判断される。

次に、温度センサ（７１）からの出力変化は第１微分回
路（Ｐｌ）と第２微分回路（Ｐ２）とによって検知され
るようになっており、ここでは、各微分回路からの出力
が一定レベル以上になった場合にのみ出力状態となる構
成としである。このために、基準電圧回路（８２）から
の出力と、前記各微分回路からの出力とを比較する比較
回路（８３）　（８３）を具備させている。そして、こ
れら比較回路（８３）　（８３）からの出力がＯＲ回路
（８４）に人力されている。このＯＲ回路（８４）から
の出力と前記ＡＮＤ回路（８７）からの出力とがＡＮＤ
回路（８９）に入力され、このＡＮＤ回路（８９）から
の出力が、元弁（２２）の駆動回路に挿入したトランジ
スタのベースに印加されるようになっている。上記温度
センサ（７１）及び上記微分回路更には上記比較回路の
組合せが既述の出力変化検知手段（７０）として機能す
ることとなる。

この駆動回路は、前記トランジスタとリレー（Ｒ）　と
が直列に接続された構成であり、トランジスタのベース
に一定の電圧が印加されると前記リレー（Ｒ）が導通し
て比カスイッチ（３４）が開成される。これにより、開
弁状態にある元弁（２２）が閉弁するものである。

この実施例のものでは、温度センサ（５１）及び流量セ
ンサ（５２）の検知出力が不変の時に、温度センサ（７
１）からの出力←←ｍに一定レベル以上の変化が生じる
と、元弁（２２）が自動的に閉弁して、ガスバーナ（２
）の燃焼が停止される。つまり、安全動作することとな
る。

この実施例では、流量センサ（５２）によって流量調節
弁（１７）が操作されたか否かを検知するようにしたが
、前記流量調節弁の操作部による開度調節操作時には元
弁（２２）への電気回路を機械的に遮断する構成とすれ
ば、前記流量センサ（５２）及びこれの出力変化を検知
するための出力変化検知回路（８０）が不要となる。

また、上記実施例のものでは、流量調節弁（１７）の開
度調節により熱交換器への供給水量（又は出湯量）を調
節することのみによって出湯温度を調節したが、ガスバ
ーナ（２）へのガス供給量を前記流量調節弁（１７）の
操作と連動させて制御することにより出湯温度を調節す
る形式の給湯器にも本発明は使用できる。これら何れの
形式においても、上記水量調節弁の開度を所定の値に設
定した状態において、つまり、出力調節装置（９）を操
作しない条件下でも、器具への供給水圧等の変動が生じ
た場合には、水量に変化が生じこれに応じて前記出湯温
度が変化することとなる。このような場合は異状ではな
い。これら実施例では、前記条件下では、流量センサ（
５２）の出力変化が生しることとなり、安全動作しない
。従って、実情に即した異状検知ができる。

さらに、上記実施例では、被加熱体情報検知手段（５）
として温度センサ（５１）のみを採用したが、これを温
度センサ（５１）と流量センサ（５２）の組合せとして
もよい。この場合は、前記流量センサ（５２）は、既述
の出力変化検知手段（７０）の入力端のセンサとしても
機能させられることは言うまでもない。

上記何れの実施例も、熱交換器（１）の損傷時の異状や
制御形の異状に加えて、熱交換器のフィンの目詰まりや
熱交換器の給水管や出湯管における漏れの異状も検出で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
の全体説明図、第３図はその制御装置（８）の説明図、
第４図は請求項２の発明の原理説明図、！５図はこれの
実施例の説明図、第６図〜′ｓ８図は従来例の説明図で
あり、図中（１・・・熱交換器 （４・・・出力設定手段 ５　・・・被加熱体情報検知手段 ７　・・・出力検知手段 ２　・・・ガスバーナ ２１）・・・ガス量調整弁 ６）・・・演算手段 ２０）・・・開度信号変化検出手段 ７０）・・・出力変化検知手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］、熱交換器（１）の出力値を設定する出力設定手
   段（４）と、前記熱交換器（１）に供給される被加熱体
   温度及び被加熱体供給量等の被加熱体情報検知手段（５
   ）と、前記熱交換器（１）からの出力を検出する出力検
   知手段（７）と、ガスバーナ（２）へのガス回路に挿入
   したガス量調整弁（２１）と、前記出力検知手段（７）
   からの出力と前記出力設定手段（４）からの出力とを比
   較演算して前記ガス量調整弁（２１）の開度を所定に設
   定するための出力信号を出力する演算手段（６）と、前
   記ガス量調整弁（２１）の開度変化に対応する信号を検
   出する開度信号変化検出手段（２０）を具備させ、前記
   出力設定手段（４）及び前記被加熱体情報検知手段（５
   ）の出力値が不変の条件下でこの開度信号変化検出手段
   （２０）の検出値に一定レベル以上の変化が生じた場合
   に異状と判定するようにした燃焼器の異状検出方法。 ［２］、熱交換器（１）への被加熱体供給量のみ、又は
   、これと燃焼源への燃料供給量の両者を調節して出力量
   を調節する出力調節装置（９）と、前記熱交換器（１）
   に供給される被加熱体温度及び被加熱体供給量等の被加
   熱体情報検知手段（５）と、前記熱交換器（１）からの
   温度出力の変化度合を検知する出力変化検知手段（７０
   ）とを具備させ、前記出力調節装置（９）を操作せず且
   前記被加熱体情報検知手段（５）の出力値が不変の条件
   下において、出力変化検知手段（７）の検出値に一定レ
   ベル以上の変化が生じた場合に異状と判定するようにし
   た燃焼器の異状検出方法。