JPH0820074B2 - 屋内設置型燃焼器の安全装置の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、室内に設置した燃焼
器を電子ユニットにて操作して、燃焼器の燃焼室内に設
けられたバーナを自動的に燃焼させる屋内設置型燃焼器
において、燃焼中の燃焼不良を自動的に検出して消火さ
せる安全装置の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】屋内に設置して使用される屋内設置型燃
焼器、例えば給湯器は、使用者が予めパイロットバーナ
に点火しておき、この状態で給湯栓を開くことにより、
自動的に熱交換器に給水され、かつメインバーナに点火
され、熱交換器にて発生した湯を供給するようになって
いる。また燃焼中のメインバーナへのガス供給量を調整
することにより、メインバーナの燃焼量を加減して、給
湯温度を調整するようになっている。またこのような給
湯器は、一台でもって浴槽や台所、洗面所等、複数の場
所へ給湯できるようになっている。

【０００３】上記給湯器は、使用の度に、使用者がパイ
ロットバーナを点火したり、消火したりせねばならず、
操作が面倒である。そこで近年、給湯器の操作性と利便
性を向上させるために、給湯器に電子ユニットを組込
み、熱交換器への自動給水、メインバーナへの自動ガス
供給、メインバーナの自動点火等を電子ユニットにて行
うように構成し、一方室内に前記電子ユニットを遠隔操
作するコントローラを設け、コントローラを操作するこ
とによって、給湯器を遠隔操作し、浴槽への自動湯張
り、沸き上げ、保温足し湯、さらに予約運転等を行える
ようにしたものがある。

【０００４】ところで、これら給湯器は給湯中における
バーナの立消えや空焚きを防止するために、フレームロ
ッドや温度ヒューズ等の各種センサが組込まれ、センサ
からの信号に基づいて自動的にガス弁や給水弁を閉じ
て、給湯器の動作を停止させるように設計されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の給湯器は、何れ
もバーナの立ち消えや空焚きを防止するための安全装置
が組込まれているが、給排気系の燃焼諸元の変動を監視
するようになっておらず、その燃焼諸元の変動によるバ
ーナの燃焼不良を検出することができない。

【０００６】給排気系の燃焼諸元としては、燃焼室内の
排気圧力や、給気圧力、排気温度等があり、これら燃焼
諸元の変動による燃焼への影響も自動運転では無視する
ことができない。例えば排気筒内に鳥が巣を作ったり、
異物が入り込んだりして、排気筒が詰ると、排気圧力が
異常に高くなり、バックファイヤを生じることがある。
また逆に、排気筒に穴があいたり、排気筒が外れたりす
ると、排気が漏れて室内に入り込むといった問題も生じ
る。また給気口が塞がれて、十分な給気が行われないこ
ともある。

【０００７】この様な問題を解決するには、給湯中の燃
焼諸元の変動を監視するようにすれば良いが、燃焼諸元
は、給湯器の設置される場所の環境や接続される排気筒
の長さ等によって異なり、常に一定とならない。そのた
め給湯器に組込まれた電子ユニットへ燃焼諸元の変動範
囲を予めセットすることができない。

【０００８】上記の如き問題は、屋内で使用される暖房
用の排気屋外排出式ファンヒータにおいても同様に発生
し、燃焼諸元の変動に伴う燃焼不良を監視する必要があ
る。この発明は、燃焼器の燃焼諸元の変動範囲を設置条
件に合せてセットし、その燃焼諸元が初期値から外れる
と、自動的に消火させる安全装置の制御方法を提供す
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、室内に設置
した燃焼器を電子ユニットにて操作し、前記電子ユニッ
トにて自動的に燃焼室内のバーナを燃焼させる屋内設置
型燃焼器において、燃焼に伴う前記燃焼室内の給排気系
の燃焼諸元の変動を検出するセンサを設け、前記センサ
からのデータを前記電子ユニットへ送り、そのデータが
予め電子ユニットにセットされた初期値から外れると、
ガスを遮断して燃焼を停止させる安全装置の制御方法で
あって、屋内に燃焼器を設置し、燃焼室に最適な排気筒
を接続した後、燃焼器を、最低安全燃焼時から最高安全
燃焼時まで運転させ、この動作範囲での燃焼室内の給排
気系の燃焼諸元の変動を測定し、そのデータを初期値と
して前記電子ユニットにセットするようにしたものであ
る。

【００１０】

【作用】上記制御方法は、燃焼器を屋内に設置し、最適
な長さの排気筒を接続した後、一旦燃焼器を動作させ
て、その設置条件での運転時の燃焼室内の給排気系の燃
焼諸元の初期値を求め、その初期値を電子ユニットへセ
ットしているので、設置条件に応じた燃焼状態を把握で
き、正確に安全装置を制御できる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明を強制排気式給湯器に適用し
た場合の実施例を図１乃至図３を参照して説明する。

【００１２】図１に示す給湯器（１）は、２つの燃焼
室、例えば給湯用第１燃焼室（２）と風呂沸き上げ用第
２燃焼室（３）とを有している。第１燃焼室（２）に給
湯熱交換器（４）及び給湯バーナ（５）を設け、給湯熱
交換器（４）への給水管（６）に水量自動制御装置
（７）を設けてある。給湯熱交換器（４）からの出湯管
（１０）には温度制御用サーミスタ（１１）を設けてあ
る。

【００１３】給湯バーナ（５）への第１ガス供給管（１
２）には上流側から元電磁弁（１３）及び給湯メイン電
磁弁（１４）、ガスガバナ比例電磁弁（１５）を設けて
ある。また第１燃焼室（２）には給湯バーナ（５）を点
火する点火プラグ（１６）、及び給湯バーナ（５）へ燃
焼空気を供給し、かつ強制的に排気させる給湯ファン
（１７）を設けてある。 第２燃焼室（３）に風呂熱交
換器（２０）及び風呂バーナ（２１）を設け、風呂熱交
換器（２０）を浴槽（２２）と連絡し、浴槽（２２）か
ら風呂熱交換器（２０）への戻り管（２３）にポンプ
（２４）を設けてある。また戻り管（２３）に温度制御
用サーミスタ（２５）を設けてある。

【００１４】風呂バーナ（２１）への第２ガス供給管
（２６）は、第１ガス供給管（１２）の元電磁弁（１
３）と給湯メイン電磁弁（１４）との間に接続され、上
流側からガスガバナ（２７）及び風呂電磁弁（３０）を
設けてある。また第２燃焼室（３）には風呂バーナ（２
１）に点火する点火プラグ（３１）及び風呂バーナ（２
１）へ燃焼空気を供給し、かつ強制的に排気させる風呂
ファン（３２）を設けてある。

【００１５】第１燃焼室（２）と第２燃焼室（３）の排
気部は一つにまとめられ、その排気口（３３）に排気筒
（３４）が取付けられている。排気筒（３４）は図２に
示す様に、給湯器（１）が設けられた屋内の壁面（３
５）から浴室（３６）や居間（３７）等の天井（４０）
内に配管され、ベランダ（４１）等の屋外へ開口させて
いる。

【００１６】上記給湯器（１）には給湯熱交換器（４）
や風呂熱交換器（２０）の空焚きを防止したり、給湯バ
ーナ（５）及び風呂バーナ（２１）の立消え等を監視す
るための安全装置が組込まれている。例えば給湯側に
は、給湯熱交換器（４）への給水管（６）に水流スイッ
チ（４２）を設け、第１燃焼室（２）の給湯バーナ
（５）の炎が当たる位置にフレームロッド（４３）を設
けてあり、夫々の信号を電子ユニット（４４）へ伝達す
るようになっている。また風呂側は、風呂熱交換器（２
０）への戻り管（２３）に水流スイッチ（４５）を設
け、第２燃焼室（３）の風呂バーナ（２１）の炎が当た
る位置にフレームロッド（４６）を設けてあり、夫々の
信号を電子ユニット（４４）へ伝達するようになってい
る。

【００１７】上記給湯器の操作は、室内に設けられたコ
ントローラ（図示せず）にて行い、コントローラの信号
に応じて、電子ユニット（４４）が一括して制御する。
給湯時は、電子ユニット（４４）にて元電磁弁（１３）
及び給湯メイン電磁弁（１４）を開放して、給湯バーナ
（５）にガスを供給し、給湯ファン（１７）を給湯設定
温度に応じた回転数で回転させ、点火プラグ（１６）に
て給湯バーナ（５）に点火し、同時に給湯栓（図示せ
ず）を開放して、給湯熱交換器（４）へ給水し、給湯熱
交換器（４）にて発生した湯を台所や洗面台、或いは浴
槽へ給湯する。そして、給湯中電子ユニット（４４）
は、給湯管（１０）に設けられたサーミスタ（１１）に
て測定された給湯温度とコントローラの給湯設定温度と
を比較し、常に給湯温度が給湯設定温度になるように、
ガス量を補正する。

【００１８】また電子ユニット（４４）の安全装置が動
作状態を監視し、給湯バーナ（５）が点火されなかった
り、給湯中に消えた場合には、第１燃焼室（２）に設け
られたフレームロッド（４３）が検出して信号を停止
し、元電磁弁（１３）を閉じて、ガスを遮断し、給水を
停止させて、給湯を停止させるようになっている。また
給湯熱交換器（４）に給水されなくなった時は、給水管
（６）に設けられた水流スイッチ（４２）が検出して、
信号を送り、元電磁弁（１３）を閉じてガスを遮断し、
給湯を停止させるようになっている。

【００１９】浴槽（２２）内の湯を沸き上げる時には、
元電磁弁（１３）及び風呂電磁弁（３０）を開いて風呂
バーナ（２１）にガスを供給し、点火プラグ（３１）に
て点火し、風呂ファン（３２）を設定温度に応じた回転
数で回転させ、同時にポンプ（２４）を回転させて浴槽
（２２）内の湯を戻り管（２３）から風呂熱交換器（２
０）へ送り、風呂熱交換器（２０）で沸された湯を戻し
管（４７）にて浴槽（２２）へ戻す。そして浴槽（２
２）から風呂熱交換器（２０）への戻り管（２３）に設
けられたサーミスタ（２５）にて測定された温度とコン
トローラの設定温度とを比較し、測定温度と設定温度と
が一致すると、ポンプ（２４）を停止させ、風呂電磁弁
（３０）及び元電磁弁（１３）を閉じてガスを遮断し、
風呂沸しを停止する。

【００２０】また風呂沸し時にも電子ユニット（４４）
に組込まれた安全装置が動作状態を監視し、風呂バーナ
（２１）が点火されなかったり、或いは立消えしたりす
ると、第２燃焼室（３）に設けられたフレームロッド
（４６）が検出して信号を停止し、元電磁弁（１３）を
閉じてガスを遮断し、風呂沸しを停止させる。また浴槽
（２２）内に湯が入っていなかったり、浴槽（２２）か
ら入らなくなった場合には、戻り管（２３）に設けられ
た水流スイッチ（４５）が湯なしを検出し、元電磁弁
（１３）を閉じてガスを遮断し、風呂沸しを停止させ
る。

【００２１】本発明では、上記安全装置に第１燃焼室
（２）及び第２燃焼室（３）内の燃焼諸元の変動を監視
するためのセンサ、例えば第１圧力センサ（５０）及び
第２圧力センサ（５１）を設け、第１圧力センサ（５
０）にて第１燃焼室（２）内の排気圧力に応じた信号を
電子ユニット（４４）へ常時伝達し、第２圧力センサ
（５１）にて第２燃焼室（３）内の排気圧力に応じた信
号を電子ユニット（４４）へ伝達するようにしている。

【００２２】そして電子ユニット（４４）では、給湯時
には、第１圧力センサ（５０）からの信号と予め設定さ
れた初期値とを比較し、送られてくる信号が初期値から
外れると、元電磁弁（１３）を閉じ、給湯バーナ（５）
の燃焼を止めて、給湯を停止させるようになっている。
また風呂沸し時には、第２圧力センサ（５１）からの信
号と予め設定された初期値とを比較し、送られてくる信
号が初期値から外れると、元電磁弁（１３）を閉じ、風
呂バーナ（２１）の燃焼を止めて、風呂沸しを停止させ
るようになっている。

【００２３】上記初期値の設定は、給湯器（１）を屋内
の壁面（３５）の所定位置に据え付けた後、設置条件に
合せて最適な長さの排気筒（３４）を接続した後、給湯
器（１）を動作させて行う。即ち、先ず給湯動作を行
い、給湯温度を最低温度から最高温度まで変化させ、そ
のときの第１燃焼室（２）内の排気圧力を第１圧力セン
サ（５０）にて検出させ、その信号データを給湯におけ
る初期値として電子ユニット（４４）に記憶させる。次
に風呂沸し動作を行い、浴槽（２２）内の給湯温度が最
低温度から使用される最高温度まで変化させ、そのとき
の第２燃焼室（３）内の排気圧力を第２圧力センサ（５
１）にて検出させ、その信号データを風呂沸しにおける
初期値として電子ユニット（４４）に記憶させる。

【００２４】上記安全装置が組込まれた給湯器（１）で
は、排気筒（３４）内が詰っていると、給湯時或いは風
呂沸し時に、第１燃焼室（２）或いは第２燃焼室（３）
内の排気圧力が高くなって、第１圧力センサ（５０）或
いは第２圧力センサ（５１）からの信号が初期値から外
れるので、異常状態を検知して、燃焼を停止させること
ができる。また排気筒（３４）に穴が開いたり、外れた
りすると、第１燃焼室（２）或いは第２燃焼室（３）内
の排気圧力が低くなり、第１圧力センサ（５０）或いは
第２圧力センサ（５１）からの信号が初期値から外れる
ので、異常状態を検知して、燃焼を停止させることがで
きる。

【００２５】また燃焼諸元の変動を検出する方法とし
て、他に給湯ファン（１７）及び風呂ファン（３２）を
回転させる電動モータ（図示せず）の負荷変動に伴う電
流変動を検出する方法もある。即ち、排気圧力が変ると
それに合せて給湯ファン（１７）或いは風呂ファン（３
２）の負荷も変動し、電流が変化する。この電流の変化
を検出することにより、安全装置を制御する。初期値の
設定は、給湯器（１）を設置した後、一旦動作させ、そ
の安全燃焼範囲内での電動モータの電流変動を測定し、
その測定値を初期値として電子ユニット（４４）へ記憶
させる。

【００２６】また、他に給湯器（１）の給気圧を測定
し、その給気圧の変動を測定するようにしてもよい。

【００２７】尚、上記実施例は、給湯機能と風呂沸し機
能を備えた給湯器（１）を示しているが、図３に示す給
湯単機能の給湯器（５２）で合っても同様に適用でき
る。この場合、第２燃焼室（３）及びそれに付随する部
分がなくなり、第２圧力センサ（５１）も不要となる。
また加圧式タイプの給湯器だけでなく、負圧式タイプの
給湯器にも同様に適応できる。さらに暖房用のファンヒ
ータにも同様に適用できる。

【００２８】

【発明の効果】この発明によれば、燃焼器を屋内に設置
した後、燃焼器を動作させ、最低安全燃焼時から最高安
全燃焼時まで運転させて、そのときの燃焼室内の給排気
の燃焼諸元の測定データを初期値として電子ユニットに
記憶させ、以後燃焼中の燃焼室内の給排気の燃焼諸元の
測定データを電子ユニットへ伝達し、その測定データが
予め記憶した初期値から外れると、安全装置を作動させ
てガスを遮断し、燃焼を停止させるので、制御が正確と
なる。

【００２９】従って、燃焼器に接続された排気筒が詰っ
たり、或いは外れたりしても、それを直ちに検知して、
燃焼を停止させるので、非常に安全性が高いものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る給湯装置の概略図

【図２】給湯器の設置状態を示す概略図

【図３】他の実施例を示す概略図

【符号の説明】

１ 給湯器 ２ 燃焼室（第１燃焼室） ４ 給湯熱交換器 ５ 給湯バーナ ３４ 排気筒 ４４ 電子ユニット ５０ 圧力センサ（第１圧力センサ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内に設置した燃焼器を電子ユニットにて
   操作し、前記電子ユニットにて自動的に燃焼室内のバー
   ナを燃焼させる屋内設置型燃焼器において、燃焼に伴う
   前記燃焼室内の給排気系の燃焼諸元の変動を検出するセ
   ンサを設け、前記センサからのデータを前記電子ユニッ
   トへ送り、そのデータが予め電子ユニットにセットされ
   た初期値から外れると、ガスを遮断して燃焼を停止させ
   る安全装置の制御方法であって、屋内に燃焼器を設置
   し、燃焼室に最適な排気筒を接続した後、燃焼器を、最
   低安全燃焼時から最高安全燃焼時まで運転させ、この動
   作範囲での燃焼室内の給排気系の燃焼諸元の変動を測定
   し、そのデータを初期値として前記電子ユニットにセッ
   トするようにしたことを特徴とする屋内設置型燃焼器の
   安全装置の制御方法。