JPH0629668B2 - ガス器具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、火力調節弁により加熱量を調節するようにし
たガス器具に関する。

〔従来技術〕

従来のガス器具は、１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ等の異なる
種別のガスに使用可能なものであっても、使用するガス
の単位容積当りの発熱量（以下単にガスの発熱量とい
う）に応じて火力調節弁の開度に対するメインバーナの
加熱量変化特性が異なったものとなり、従って火力調節
弁の開度最大のときのメインバーナの最大加熱能力も異
なったものとなる。このためガスの発熱量が減少した場
合には所定の性能が得られず、また発熱量の増大により
最大加熱能力が増大した場合は各部が過熱されて耐久性
が低下したり、熱交換器内で沸騰が生じて熱効率が低下
する等の問題がある。此等の問題に対処するために、従
来は使用するガス種に応じてバーナのメインノズルを変
えるなどの仕様の変更を行っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来技術においては、使用す
るガス種に応じてメインノズルを変更する必要があるの
で、面倒であると共に仕様数が増大するという問題があ
る。また、同一種別のガスであってもその発熱量は所定
の許容範囲内において相当に異なることがあるが、これ
に起因する加熱量変化特性の変化に対処することはでき
ず、このために加熱量変化特性が一定であることを特に
必要とする自動制御方式のガス器具においては安全装置
等の誤動作が生ずるおそれがあった。本発明は此等の問
題を解決しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本発明によるガス器具は、添付図面に例示
する如く、メインバーナ１０にガスを供給する供給通路
２０に火力調節弁２１を設けてなるガス器具において、
前記火力調節弁２１と直列に前記供給通路２０に設けら
れ印加電流に応じて開度が変化する電磁弁１００と、前
記火力調節弁２１及び電磁弁１００の上流側において前
記供給通路２０より分岐された検知バーナ３０と、この
検知バーナにより加熱されて同検知バーナの加熱量に応
じた加熱量信号を生ずる発熱量検出装置４０と、前記加
熱量信号を入力しその値を予めガス器具によって定めた
基準値と対比して前記電磁弁１００への印加電流を変化
させて同電磁弁の開度を減少または増大させる制御装置
５０を備えてなるものである。

〔作用〕

ガス器具の作動中において、メインバーナ１０の加熱量
は火力調節弁２１により調節される。供給通路２０の火
力調節弁２１及び電磁弁１００よりも上流側から分岐さ
れた一定量のガスが供給される検知バーナ３０により加
熱される発熱量検出装置４０に生ずる加熱量信号は、供
給されるガスの発熱量のみに応じたものとなり、火力調
節弁２１によるメインバーナ１０の火力調節の影響を受
けない。制御装置５０はこの加熱量信号を入力してその
値を予めガス器具の設計仕様で定められた基準と比較
し、その比較結果に応じた電流を電磁弁１００のソレノ
イドに印加し、加熱量信号の値が大であれば電磁弁１０
０の開度を小としてガスの供給量を減少させ、また加熱
量信号の値が小であれば電磁弁１００の開度を大として
ガスの供給量を増大させる。これにより、ガスの発熱量
が変化しても火力調節弁２１の開度に対するメインバー
ナ１０の加熱量変化特性は設計的に定められた所定の特
性となり、メインバーナ１０の最大加熱能力もそのガス
器具の基準値に保たれる。検知バーナ３０は火力調節弁
２１の上流側より分岐されているので、火力調節弁２１
及び電磁弁１００によりメインバーナ１０の加熱量の調
整がなされても検知バーナ３０の加熱量は変化せず、従
って加熱量信号は常にガスの発熱量にのみ応じた値とな
る。

〔発明の効果〕 上述の如く、本発明によれば、ガスの発熱量が変化すれ
ばそれに応じてガスの供給量も変化して火力調節弁の開
度に対するメインバーナの加熱量変化特性は設計的に定
められた所定の特性となり、メインバーナの最大加熱能
力もそのガス器具の基準値に保たれるので、一種類の仕
様にて多くの種別のガスに使用することができ、従って
地域別にガス器具の仕様を変えるという面倒が減少する
ので在庫管理や出荷管理が容易となる。また、ガスの種
別が異った場合のみでなく、同一種別のガスの許容範囲
内における発熱量の変動にも自動的に対応してよりきめ
細かくガス器具の加熱量変化特性を一定に保つことがで
きるので、加熱量変化特性が一定であることを特に必要
とする自動制御方式の湯沸器等のガス器具においても、
加熱量変化特性の変動に起因する安全装置等の誤動作を
生ずるおそれはなく、また予め定めたガス器具の設計基
準内での使用となるので、耐久性や故障に対しても十分
保証できるものとなる。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、瞬間ガス湯沸器における第１実施
例を示す。

第１図に示す如く、内胴１５内の下部に設けられたメイ
ンバーナ１０にガスを供給する供給通路２０には後述す
る電動弁１００と、メインバーナ１０の加熱量を調節す
る火力調節弁２１と、供給されるガスの圧力変動による
ガス供給量の変動を除くガスガバナ２２と、器具の停止
時及び異常時にガスを遮断する安全弁２３が直列に設け
られている。電磁弁１００の先端に形成されたメインノ
ズル２４はメインバーナ１０の供給口１１と対向して配
置され、供給通路２０より供給されてメインノズル２４
より噴出するガスは供給口１１との隙間１３より流入す
る１次空気と混合されてメインバーナ１０内に送り込ま
れ、燃焼して主炎１２を生じ、発生した高温の燃焼ガス
は熱交換器１６を通ってその内部の給水を加熱し、排気
フード１７を経て外部に排出される。供給通路２０に
は、火力調節弁２１とその上流側に位置するガスガバナ
２２の間に位置して、次に述べる発熱量検出装置４０を
加熱する検知バーナ３０にガスを供給する分岐路２５が
接続されている。

本実施例においては、発熱量検出装置４０は熱電対４５
及び加熱体４１により構成され、検知バーナ３０の加熱
量に応じた加熱量信号を発生するようになっている。図
略のブラケットによりガス器具の本体に取り付けられる
検知バーナ３０の基部３１には、第２図に示す如く、筒
状の加熱体４１と保護筒３５が検知バーナ３０を囲んで
同軸的に取り付けられている。内側の加熱体４１は上部
が閉じられると共に上部を除く周壁には多数の流通孔４
２が設けられ、熱電対４５の温接点４６及び冷接点４７
は、加熱体４１の上端面及び下端部に、それぞれ熱伝導
可能にかつ電気的には絶縁して取り付けられている。分
岐路２５より供給されて検知バーナ３０より噴出するガ
スは加熱体４１下部の流通孔４２より流入する空気によ
り燃焼して検知炎３２を生じ、発生した燃焼ガスは加熱
体４１の上部の流通孔４２より排出される。本実施例に
おいては、この燃焼ガスは加熱体４１内の上部に一旦こ
もった後に反転して排出されるので、加熱体４１の上端
部は検知炎３２により充分にかつ安定して加熱され、一
方加熱体４１の下端部は流入する空気により安定して冷
却されるので、加熱体４１の上端部と下端部の温度差は
検知バーナ３０の加熱量に応じた安定したものとなる。
従ってこの上端部と下端部に温接点４６及び冷接点４７
を取り付けた熱電対４５の熱起電力すなわち加熱量信号
も検知バーナ３０の加熱量に応じたかつ安定したものと
なる。

外側の保護筒３５には下部外周に流入孔３６が、また上
端面に排出孔３７が設けられ、検知炎３２の燃焼に必要
な空気は流入孔３６を通って加熱体４１内に供給され、
燃焼ガスは加熱体４１との間の隙間を通って排出孔３７
より排出される。この保護筒３５を設ければ、突風等の
外乱により検知炎３２の燃焼状態が影響されて熱電対４
５の熱起電力が変動するのを防止し、発熱量検出装置４
０の作動を一層安定させることができる。

第１実施例の電磁弁１００は、第１図に示す如く、先端
にメインノズル２４を形成したケーシング本体１０１
と、メインノズル２４と同軸的に軸方向に摺動可能に設
けられたニードル弁１０２を備えている。気密にシール
されてケーシング本体１０１の後端より突出するニード
ル弁１０２の後端には鉄心１０３が固定され、その周囲
にはケーシング本体１０１に固定されたソレノイド１０
５が設けられている。ニードル弁１０２は、ソレノイド
１０５に電流が印加されていない状態では、第１図に示
す如くスプリング１０４により付勢されて最も後退した
位置にあり、メインノズル２４との間の開口面積を最
大、すなわち電磁弁１００の開度を最大としているが、
制御装置５０によりソレノイド１０５に印加される電流
が増加するにつれてスプリング１０４に抗して移動し、
電磁弁１００の開度を減少させるものである。制御装置
５０は発熱量検出装置４０の熱電対４５の熱起電力を発
熱量信号として入力し、この熱起電力を予め燃焼器の仕
様で定められた基準値と比較し、その比較結果に応じ
て、ソレノイド１０５に印加する電流を熱起電力が大な
る場合は増大させ、熱起電力が小なる場合は減少させ
る。

次に第１実施例の作動につき説明する。瞬間ガス湯沸器
の作動中においては、検知バーナ３０には供給通路２０
から分岐された一定量のガスが分岐路２５を経て供給さ
れ、検知炎３２が生ずる。発熱量検出装置４０を加熱す
る検知バーナ３０は火力調節弁２１及び電磁弁１００の
上流側から分岐されているので、検知炎３２による単位
時間当りの加熱量は火力調節弁２１及び電磁弁１００に
よるメインバーナ１０の加熱量の調節の影響を受けるこ
となく、供給されるガスの発熱量のみに応じたものとな
る。これにより加熱される加熱体４１の上端部と下端部
の温度差、従って熱電対４５に生ずる熱起電力もガスの
発熱量のみに応じたものとなる。ガスの発熱量が予め定
められた燃焼器の設計基準より大なる場合には熱電対４
５の熱起電力は増大するので制御装置５０によりソレノ
イド１０５に印加される電流は増大し、これにより電磁
弁１００の開度は減少して供給通路２０からメインバー
ナ１０に供給されるガスの量が減少し、ガスの発熱量が
小なる場合には上記と逆の作用によりメインバーナ１０
に供給されるガスの量が増大する。この結果、火力調節
弁２１の開度に対するメインバーナ１０の加熱量変化特
性は、ガスの発熱量の変化にかかわらず、自動的に設計
的に定められた所定の特性となり、メインバーナ１０の
最大加熱能力もそのガス器具の基準値に保たれる。

検知バーナ３０は火力調節弁２１及び電磁弁１００の上
流側より分岐されているので、火力調節弁２１によりメ
インバーナ１０の加熱量を調節しても、また電磁弁１０
０によりメインバーナ１０の加熱量変化特性の調整を行
っても検知バーナ３０の加熱量は変化しない。従って火
力調節弁２１により加熱量を調節した状態においてガス
の発熱量が変化した場合にも電磁弁１００は上記と同様
に作動し、何らその影響を受けることなく、メインバー
ナ１０の加熱量変化特性は所定の特性に保たれる。これ
により同一仕様のガス器具を異なる発熱量のガスに使用
できる範囲が広がり、また加熱量変化特性が一定である
ことが要求される自動制御方式の湯沸器等のガス器具に
おいても、加熱量変化特性の変動に起因する安全装置等
の誤動作を生ずるおそれはなくなる。また予め定めたガ
ス器具の設計仕様内での仕様となるので、耐久性が低下
することなく、故障も少なくなる。

第３図に示す第２実施例は、電磁弁１００の構造が第１
実施例とは異っており、ガスガバナの機能をも備えてい
る。この第２実施例においては、先端にメインノズル２
４を設けた供給通路２０に火力調節弁２１と、電磁弁１
００と、安全弁２３が直列に設けられ、火力調節弁２１
及び電磁弁１００の上流側に検知バーナ３０にガスを供
給する分岐路２５が接続されている。その他の構成は第
１実施例と同一であるので、同一部分に同一符号を付し
て詳細な説明は省略する。

ガスガバナの機能を備えた電磁弁１００のケーシング本
体１１１の内部は弁孔１１２ａを有する隔壁１１２とダ
イヤフラム１１５により第１弁室１２１と第２弁室１２
２と大気室１２３に分割され、第１弁室１２１は供給通
路２０の下流側に連結され、また第２弁室１２２は供給
通路２０の上流側に連結されると共に分岐路２５が接続
されている。ダイヤフラム１１５には弁孔１１２ａと同
軸的に弁棒１１４を有する弁体１１３が取り付けられ、
また空気室１２３内には弁棒１１４と同軸的にかつ軸方
向移動可能にロッド１１６が設けられている。気密にシ
ールされてケーシング本体１１１より突出するロッド１
１６の後端には鉄心１１７が固定され、その周囲にはソ
レノイド１１８がケーシング本体１１１に固定されてい
る。弁体１１３はケーシング本体１１１との間に介装し
たスプリング１１９と、ロッド１１６との間に介装した
スプリング１２０により弾性的に支持され、隔壁１１２
に形成された弁孔１１２ａとの間の開口面積を変化させ
るようになっている。

ソレノイド１１８に電流が印加されていない状態では、
ロッド１１６は第３図に示す如く最も後退した位置にあ
り、弁体１１３に対するスプリング１２０の付勢力は小
となっており、従って安全弁２３が閉じられた状態にお
ける弁孔１１２ａと弁体１１３の間の開口面積は小、す
なわち電磁弁１００の基準開度は小である。この状態に
おいて安全弁２３を開とすれば第１弁室１２１内にガス
圧が印加されるので電磁弁１００の開度は基準開度より
も小となり、弁孔１１２ａを通ったガスは火力調節弁２
１及びメインノズル２４を経てメインバーナ１０に供給
される。この状態において供給通路２０の上流側のガス
圧が上昇すれば第１弁室１２１内の圧力が上昇するので
ダイヤフラム１１５はスプリング１２０に抗する方向に
移動し、電磁弁１００の開度を減少させて弁孔１１２ａ
を通るガスの流量を減少させ、また、供給通路２０の上
流側のガス圧が低下すれば、上記とは逆の作用により弁
孔１１２ａを通るガスの流量を増大させる。すなわち、
電磁弁１００は先ず供給通路２０の下流側に連通される
第１弁室１２１内の圧力を所定の値に保ち、供給通路２
０の上流側のガス圧の変動によりメインバーナ１０への
ガス供給量が影響を受けないようにするガスガバナ機能
を有するものである。

しかして第１弁室１２１内の前記所定の圧力及びメイン
バーナ１０へのガス供給量は、ロッド１１６の軸方向移
動により調整される。すなわちロッド１１６がダイヤフ
ラム１１５に向う方向に前進すればスプリング１２０の
付勢力が増大して電磁弁１００の基準開度が増大する側
に弁体１１３が移動するので、前記所定の圧力が増大し
てメインバーナ１０へのガス供給量が増大し、ロッド１
１６が前記と反対方向に後退すれば前記と逆の作用によ
り前記所定の圧力が減少してメインバーナ１０へのガス
供給量が減少する。

第１実施例の場合と同様、発熱量検出装置４０を加熱す
る検知バーナ３０は火力調節弁２１及び電磁弁１００の
上流側から分岐されているので、その加熱量は火力調節
弁２１及び電磁弁１００によるメインバーナ１０の加熱
量の調節の影響を受けることなく、ガスの発熱量のみに
応じたものとなる。制御装置５０は、第１実施例の場合
と同様に、発熱量検出装置４０の熱電対４５の熱起電力
を入力し、これを予め燃焼器の設計仕様で定められた基
準値と比較し、その比較結果に応じてソレノイド１１８
への印加電流を制御するものであるが、その制御特性は
第１実施例の場合とは逆に、熱起電力が小なる場合はソ
レノイド１１８への印加電流を増大させてロッド１１８
をダイヤフラム１１５に向って前進させ、熱起電力が大
なる場合は印加電流を減少させてロッド１１８を後退さ
せるようになっている。

第１実施例の場合と同様に、ガスの発熱量が基準値に比
し大なる場合には熱電対４５の熱起電力は増大するの
で、制御装置５０によりソレノイド１１８に印加される
電流は減少してロッド１１６は後退し、これにより電磁
弁１００の開度は減少して供給通路２０からメインバー
ナ１０に供給されるガスの量が減少する。ガスの発熱量
が小なる場合は上記と逆の作用によりメインバーナ１０
に供給されるガスの量が増大する。以上の作動の結果、
第２実施例においても、火力調節弁２１の開度に対する
メインバーナ１０の加熱量変化特性は、ガスの発熱量の
変化にかかわらず、設計的に定められた所定の特性とな
り、メインバーナ１０の最大加熱能力もそのガス器具の
基準値に保たれる。

なお、本発明は上記各実施例の如く瞬間ガス湯沸器に限
られるものではなく、その他の各種のガス器具に適用す
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明によるガス器具の第１実施例
を示し、第１図は一部破断した全体説明図、第２図は検
知バーナ及び発熱量検出装置付近の断面図、第３図は第
２実施例の第１図相当図である。 符号の説明 １０……メインバーナ、２０……供給通路、２１……火
力調節弁、３０……検知バーナ、４０……発熱量検出装
置、５０……制御装置、１００……電磁弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メインバーナにガスを供給する供給通路に
   火力調節弁を設けてなるガス器具において、前記火力調
   節弁と直列に前記供給通路に設けられ印加電流に応じて
   開度が変化する電磁弁と、前記火力調節弁及び電磁弁の
   上流側において前記供給通路より分岐された検知バーナ
   と、この検知バーナにより加熱されて同検知バーナの加
   熱量に応じた加熱量信号を生ずる発熱量検出装置と、前
   記加熱量信号を入力しその値を予めガス器具によって定
   めた基準値と対比して前記電磁弁への印加電流を変化さ
   せて同電磁弁の開度を減少または増大させる制御装置を
   備えたことを特徴とするガス器具。