JPH10132268A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】制御手段により安全弁が閉弁されたときには、
その直後から所定時間が経過するまでは、前記バーナへ
の点火が行えないようにして、室内の空気の汚染を防止
することができる燃焼装置を提供する。 【解決手段】バーナ３に燃料を供給する燃料供給路４を
開閉する安全弁２２と、バーナ３に点火する点火手段６
と、バーナ３の燃焼炎によって起電力を生じる熱電対７
と、熱電対７の起電力に応じて安全弁２２の開閉を制御
する制御手段３６とを設ける。熱電対７の起電力に応じ
て安全弁２２を閉じたときから所定時間が経過するまで
バーナ３への点火操作時に安全弁２２の閉弁状態を維持
する点火禁止手段４３を、制御手段３６に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーナの燃焼状態
に応じて安全弁の開閉制御を行う制御手段を備えた燃焼
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】室内排気が行われる給湯器や暖房装置等
の燃焼装置においては、室内の空気の汚染を防止するた
めに、バーナが未着火であったり、不完全燃焼となった
場合には、バーナへの燃料供給路に設けられた安全弁を
閉じて燃焼を停止させることが知られている。

【０００３】この種の燃焼装置は、バーナの燃焼炎によ
り加熱されて起電力を生じる熱電対が設けられており、
該熱電対の起電力に応じて安全弁の開閉を制御する制御
手段を備えている。該制御手段は、熱電対の起電力が所
定量得られなかった場合には、バーナへの未着火や不完
全燃焼のおそれがあるために安全弁を閉弁する。

【０００４】ところで、前記熱電対は、バーナの燃焼炎
により加熱されて起電力を生じるものであるため、バー
ナへの点火直後からバーナの燃焼状態を正確に判断し得
るような安定した起電力となるまでに一定の時間（例え
ば３０秒）加熱する必要がある。そこで、前記制御手段
は、バーナへの点火操作が行われてから、熱電対が一定
の時間加熱された後に、熱電対の起電力によりバーナの
燃焼状態を確認し、バーナの燃焼状態が不十分であれば
安全弁を閉弁させる。これにより、未着火のバーナから
の生ガスの流出や、不完全燃焼が生じても、その状態が
長時間続くことが防止され、室内の空気の汚染を防止す
ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記燃焼装置
においては、バーナの燃焼状態が不完全であるために前
記制御手段により安全弁が閉弁された場合に、バーナの
燃焼状態が不完全となる原因が不明であっても、その直
後に再び点火操作が行われてしまうことがある。

【０００６】このような場合に、前記制御手段による
と、再び前記一定の時間だけ経過しなければ制御手段に
よる安全弁の閉弁が行われない。そして、このような点
火操作が複数回繰り返されると、点火時から制御手段に
よる燃焼制御が開始されるまでの時間が僅かであっても
それらの合計時間は長時間となるため、この間に生ガス
の流出や不完全燃焼が断続的に生じることになり、室内
の空気が汚染されるおそれがある。

【０００７】かかる不都合を解消して、本発明は、制御
手段により安全弁が閉弁されたときには、その直後から
所定時間が経過するまでは、前記バーナへの点火が行え
ないようにして、室内の空気の汚染を防止することがで
きる燃焼装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、バーナと、該バーナに燃料を供給する
燃料供給路を開閉する安全弁と、該バーナに点火する点
火手段と、該点火手段によって点火されたバーナの燃焼
炎によって起電力を生じる熱電対と、該熱電対の起電力
に応じて前記安全弁の開閉を制御する制御手段とを備
え、該制御手段は、前記熱電対の起電力に応じて前記安
全弁を閉じたときから所定時間が経過するまで前記安全
弁の閉弁状態を維持する点火禁止手段を備えていること
を特徴とする。

【０００９】本発明によれば、前記点火手段によってバ
ーナに点火されてから、熱電対に安定した起電力が生じ
るまでの時間が経過するまでは、このときの燃焼状態が
継続され、この時間が経過した後に、前記制御手段によ
って熱電対の起電力に応じた安全弁の開閉制御が行われ
る。

【００１０】続いて、前記制御手段は、熱電対の起電力
に応じて、バーナの燃焼状態を確認し、バーナの燃焼状
態が良好であるときには、安全弁の開弁状態を維持し、
また、バーナの燃焼状態が不十分であるときには、バー
ナへの未着火や不完全燃焼であるとして安全弁を閉弁す
る。これにより、未着火のバーナからの生ガスの流出
や、バーナの不完全燃焼が長時間継続されることを防止
する。

【００１１】そして、前記制御手段によって安全弁が閉
弁されたときには、該制御手段に備えられた前記点火禁
止手段が、所定時間（例えば１０分）経過するまで前記
安全弁の閉弁状態を維持する。これにより、制御手段に
よる安全弁の閉弁直後に点火操作が行われてもバーナへ
の点火は行われず、十分に間隔を置いてからでないとバ
ーナへの点火が行われないようにすることができるの
で、生ガスの流出や不完全燃焼が間隔を置かずに断続的
に生じることが防止でき、室内の空気の汚染を防止する
ことができる。

【００１２】本発明において更に、前記点火禁止手段
は、前記熱電対の起電力に応じて前記安全弁を閉じたと
きから所定時間が経過するまで、前記バーナへの点火操
作時に前記点火手段の作動を禁止させることが好まし
い。

【００１３】これにより、制御手段による安全弁の閉弁
直後においてバーナへの未着火によって流出した生ガス
が完全にバーナの周囲から拡散されるまでは点火操作を
行っても点火手段が作動されず、流出した生ガスへの引
火を防止することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本実施形態にかかるガス湯沸器の
構造説明図、図２はガス湯沸器の制御装置を示すブロッ
ク図、図３はガス湯沸器の作動を示すフローチャートで
ある。

【００１５】図１に示す本発明の燃焼装置の一実施形態
であるガス湯沸器１において、２は湯又は水が流れる給
湯管路、３は給湯管路２を通過する水を加熱するガスバ
ーナ、４はガスバーナ３に燃料ガスを供給するガス管
路、５は給湯運転を制御する制御装置である。また、図
１において、６はガスバーナ３に点火する点火手段であ
るイグナイタ、７はガスバーナ３の燃焼炎を検知するフ
レームロッド、８はガスバーナ３の燃焼炎によって起電
力を生じる熱電対、９は運転開始及び停止時に押圧操作
される操作スイッチである。

【００１６】給湯管路２は、給水管１０、吸熱管１１、
及び出湯管１２により構成されている。給水管１０に
は、水栓１３、水ガバナ弁１４、及び水量調節弁１５が
設けられている。水栓１３は、水栓モータ１６及び位置
検出スイッチ（図示しない）を備えており、該水栓モー
タ１６に通電（ＯＮ）されることにより開栓位置又は閉
栓位置に切り替わる。水ガバナ弁１４は、水量を一定に
するものである。水量調節弁１５は、温調つまみ１７の
操作により給水管１０の開口度合いを制御して水量を変
更するものである。吸熱管１１は、フィン１８を備えて
ガスバーナ３の上方に配置され、ガスバーナ３の燃焼熱
により内部を通過する水を加熱する。出湯管１２はフレ
キシブル管で形成されており、湯又は水をシャワーヘッ
ド１９を介して吐出する。該シャワーヘッド１９は切替
えスイッチ２０により吐出する湯又は水の形態をシャワ
ー状とストレート状とに切り換えられるようになってい
る。なお、前記温調つまみ１７は、後述するように、湯
／水切替スイッチ２１（図２参照）を備えており、該温
調つまみ１７を最低温の位置に移動すると湯／水切替ス
イッチ２１がＯＮとなってガスバーナ３は点火されず、
シャワーヘッド１９からは水が吐出される。

【００１７】ガス管路４は、本発明の燃料供給路であっ
て、電磁式安全弁２２、水圧応動弁２３、ガスガバナ弁
２４、及びガス量調節弁２５を備えている。安全弁２２
は、図示しないソレノイドコイルに通電されると開弁し
てガス管路４を開き、ソレノイドコイルへの通電が停止
されると閉弁してガス管路４を閉じる。水圧応動弁２３
は、水ガバナ弁１４と一体的に形成されており、水ガバ
ナ弁１４により水流が検知されるとそれに連動して開弁
する。なお、水圧応動弁２３には、後述する水流スイッ
チ２６が接続されている。水流スイッチ２６は、水圧応
動弁２３が開弁したときに連動してＯＮとなり、閉弁し
たときＯＦＦとなる。ガスガバナ弁２４は、二次側のガ
ス圧を一定にするものである。ガス量調節弁２５は、前
記温調つまみ１７に連結され、温調つまみ１７の操作に
よりガス管路４の開口度合いを制御してガス量を変更す
るものである。なお、温調つまみ１７を高温側へ操作す
る程、水量は減少し、ガス量は増加する。

【００１８】制御装置５は、図２に示すように、本発明
における制御手段を含むマイクロコンピュータ２７、水
栓モータ１６のモータ駆動回路２８、イグナイタ６を駆
動するイグナイタ駆動回路２９、安全弁２２を駆動する
安全弁駆動回路３０、フレームロッド８を駆動するフレ
ームロッド回路３１、熱電対７の増幅回路３２等を備え
ている。なお、図１示の３３は電源としての電池であ
り、該制御装置９をはじめ安全弁２２、水栓モータ１６
等の駆動用電源として用いられている。

【００１９】図２に示すように、マイクロコンピュータ
２７は、運転制御部３４、水制御部３５、燃焼制御部３
６、及び燃焼量検出部３７を備えている。

【００２０】運転制御部３４は、出湯停止中（図１示の
水栓１３が閉状態）に、操作スイッチ９がＯＮとされる
と、水制御部３５を介して水栓１３を全開させる。この
とき、水制御部３５は、水栓１３が全開状態になるまで
モータ駆動回路２８を介して水栓モータ１６に通電す
る。なお、水栓１３の開閉状態は位置検出スイッチ（図
示しない）により把握される。また、運転制御部３４
は、水流スイッチ２６がＯＮで湯／水切替スイッチ２１
がＯＦＦ（湯側）であると、燃焼制御部３６を介してイ
グナイタ６及び安全弁２２の制御を実施する。

【００２１】燃焼制御部３６は、本発明の制御手段であ
り、フレームロッド回路３１の出力に基づいて炎の有無
を検知する炎検知部３９と、増幅回路３２の出力に基づ
いて熱電対７の起電力から燃焼状態を検知する燃焼状態
検知部４０と、タイマ４１によるイグナイタ６の駆動開
始時からの経過時間に応じて炎検知部３９と燃焼状態検
知部４０とを切り替える切替手段４２とを備えている。
該燃焼制御部３６は、イグナイタ６の駆動開始時から所
定時間（本実施形態では３０秒間）は炎検知部３９によ
って炎の検知を実施し、所定時間（３０秒間）が経過し
たとき切替手段４２により燃焼状態検知部４０による燃
焼状態の検知に切り替える。そして、炎検知部３９によ
って炎が確認できなかった場合や、燃焼状態検知部４０
によって、熱電対７の起電力が所定値以下であった場合
には、安全弁駆動回路３０を介して安全弁２２を閉弁さ
せる。

【００２２】また、燃焼制御部３６は、燃焼状態検知部
４０の情報に基づいて安全弁２２が閉弁されたとき、所
定時間（本実施形態では１０分）経過するまではイグナ
イタ６の駆動を停止させ且つ安全弁２２の閉弁状態を維
持させる点火禁止手段４３を備えている。更に、燃焼制
御部３６は、炎検知部３９及び燃焼状態検知部４０の情
報により正常に燃焼が行われているときであっても、イ
グナイタ６の駆動開始時から所定時間（本実施形態では
１５分〜２０分）経過したとき、消し忘れと判断して直
ちに安全弁駆動回路３０を介して安全弁２２を閉弁さ
せ、燃焼を停止させる消し忘れ防止手段４４を備えてい
る。なお、消し忘れ防止手段４４による消火時間は、一
定としてもよいが、ここでは後述の燃焼量検出部３７に
よって検出される燃焼量に基づいて設定され、本実施形
態では燃焼量小のとき２０分、燃焼量大のとき１５分と
されている。

【００２３】燃焼量検出部３７は、温調つまみ１７の設
定位置に応じて、ガスバーナ３の目標燃焼量を検知し、
ガスバーナ３が弱燃焼量域で燃焼しているか強燃焼量域
で燃焼しているかの判断を行う。

【００２４】次に、ガス湯沸器１の作動を図３（ａ）及
び（ｂ）に示すフローチャートに基づいて説明する。

【００２５】図３（ａ）のフローチャート、図１及び図
２を参照して、使用者が操作スイッチ９をＯＮとする
と、ステップＳ１で運転制御部３４の指示により水制御
部３５が水栓１３を開栓し、ステップＳ２へ進む。ステ
ップＳ２で、給湯管路２に水が流れることにより、水流
スイッチ２６がＯＮとなればステップＳ３へ進む。ステ
ップＳ３で、湯／水切替スイッチ２１がＯＦＦ（湯側）
であれば、運転制御部３４の指示により燃焼運転を開始
すべくステップＳ４へ進み、ＯＮであった場合には、燃
焼運転をすることなくシャワーヘッド１９からは水が吐
出される。

【００２６】ステップＳ４ａにおいては、燃焼制御部３
６の指示によりイグナイタ６がＯＮとなり、ガスバーナ
３へ点火すべく火花放電が開始される。ステップＳ４ｂ
においては、燃焼制御部３６により安全弁駆動回路３０
を介して安全弁２２に通電し安全弁２２を開弁保持す
る。ステップＳ４ｃにおいては、フレームロッド回路３
１に作動電力を供給し、フレームロッド８による炎検知
が可能な状態とする。

【００２７】次いでステップＳ５へ進み、ステップＳ５
ではイグナイタ６による点火動作開始時から０．８秒後
にステップＳ６へ進む。ステップＳ６で、イグナイタ６
による点火動作を停止し、ステップＳ７へ進む。ステッ
プＳ７で、燃焼制御部３６が炎検知部３９によりフレー
ムロッド回路３１を介してフレームロッド８によるガス
バーナ３への着火を検知する。炎検知部３９によりガス
バーナ３への着火が検知された場合にはステップＳ８で
切替部４２によりイグナイタ６がＯＮとなった時から３
０秒間炎検知が継続され、ステップＳ９へ進む。ステッ
プＳ７においてガスバーナ３への着火が検知されない場
合には、着火ミスが生じたと判断して後述のステップＳ
１３へ進む。

【００２８】ステップＳ９で、燃焼制御部３６がフレー
ムロッド回路３１への作動電力の供給を停止し、切替部
４２が炎検知部３９によるガスバーナ３への着火の検知
から、燃焼状態検知部４０による燃焼状態の検知に切り
替えて、ステップＳ１０へ進む。

【００２９】ステップＳ１０で、燃焼状態検知部４０は
熱電対７の起電力が所定の出力レベルであるか否かを判
別し、所定の出力レベルであれば燃焼状態が正常である
としてステップＳ１１へ進む。このとき、熱電対７の起
電力が所定の出力レベルでない場合には、失火或いは不
完全燃焼であるとみなしてステップＳ１３へ進む。

【００３０】ステップＳ１１で、燃焼制御部３６はイグ
ナイタ６がＯＮとなった時から燃焼量検出部３７による
目標燃焼量に応じて消し忘れであると判断される時間
（１５分〜２０分）が経過するまでガスバーナ３の燃焼
を継続して行い、消し忘れであると判断される時間が経
過したときステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２で、
燃焼制御部３６は安全弁駆動回路３０を介して安全弁２
２を閉弁し、これによりガスバーナ３が消火される。な
お、ステップＳ１０とステップＳ１１との間において、
使用者が操作スイッチ９をＯＦＦとした場合には、図３
（ｂ）に示すように、運転制御部３４は燃焼制御部３６
及び水制御部３５に運転停止を指示し、安全弁駆動回路
３０を介して安全弁２２を閉弁し、水栓１３を閉栓して
運転を停止させる。

【００３１】一方、図３（ａ）において、ステップＳ７
で、炎検知部３９によって着火ミスと判断された場合、
或いは、ステップＳ10で燃焼状態検知部４０によって失
火或いは不完全燃焼であると判断された場合に、ステッ
プＳ１３で燃焼制御部３６は、安全弁駆動回路３０を介
して安全弁２２を閉弁し、これによりガスバーナ３が消
火される。このように、ステップＳ１３における安全弁
２２の閉弁は、ステップＳ１２における安全弁２２の閉
弁とは、安全弁２２が閉弁されるに至った状況が異なっ
ている。即ち、ステップＳ１２における安全弁２２の閉
弁は、ガスバーナ３の燃焼状態は正常であったものであ
り、使用者が再び、操作スイッチ９を操作することによ
って運転が再開される。しかし、ステップＳ１３におけ
る安全弁２２の閉弁は、着火ミス、失火、不完全燃焼と
いった燃焼状態の異常によるものであるので、更にステ
ップＳ１４へ進む。なお、この実施例ではステップＳ１
３及びステップＳ１２での安全弁２２の閉弁時には、水
制御部３５による水栓１３の閉栓は行われず、シャワー
ヘッド１９からの水の吐出を継続するものを示したが、
水の吐出を止めるようにしてもよい。

【００３２】ステップＳ１４で、燃焼制御部３６は、ス
テップＳ１３における安全弁２２の閉弁時から１０分間
点火禁止手段４３を作動させる。この間、点火禁止手段
４３は、ステップ１５ａで、安全弁駆動回路３０を介し
て安全弁２２の閉弁状態を維持させ、ステップ１５ｂ
で、イグナイタ駆動回路２９を介してイグナイタ６の作
動を禁止させる。これにより、燃焼状態の異常によりガ
スバーナ３の燃焼が停止された場合には、その直後に操
作スイッチ９がＯＮとされてもガスバーナ３へのガス供
給及び点火動作は行われず、十分に間隔を置いて（本実
施形態では１０分間）からでないとガスバーナ３による
燃焼が行われないようにすることができる。これによ
り、着火ミス、失火、不完全燃焼といった燃焼状態の異
常が繰り返されることが防止でき、室内の空気の汚染を
防止することができる。

【００３３】そして、ステップＳ１４で、ステップＳ１
３における安全弁２２の閉弁時から１０分間点火禁止手
段４３を作動させた後には、ステップＳ１２に進み、運
転再開が可能とされる。

【００３４】なお、本発明は、上述したようなガス湯沸
器１に限るものでなく、室内排気型の燃焼装置であれ
ば、図示しないが、例えば、グリル、ガステーブル、暖
房器、風呂釜等に好適である。また、それらの燃焼装置
における燃料はガスに限るものではなく、例えば、灯油
であってもよい。

【００３５】本実施例では、フレームロッドによりガス
バーナの着火を検出し、熱電対により燃焼状態を検出す
るものを示したが、熱電対によりガスバーナの着火及び
燃焼状態を検出するものにおいても本発明は適用でき
る。この場合、フレームロッドは省略できる。

【００３６】また、本実施例では、安全弁として、電気
的に吸着し開弁保持するものを示したが、使用者の押圧
により開弁するタイプのものでもよい。なお、この場
合、押圧時間を短くするために、着火の有無にかかわら
ず所定時間強制的に安全弁を通電する、所謂、強制ホー
ルドを行うものが一般的に知られているが、本発明によ
れば、連続的に操作されても、強制ホールド時に発生す
る生ガスの流出や不完全燃焼によって室内の空気が汚染
されることを防止できる。

【００３７】また、本実施例では、燃焼状態検出部を設
け、燃焼状態検出部により熱電対の出力を検知し安全弁
駆動回路に信号を出力するものを示したが、使用者の押
圧により開弁する安全弁を使用する場合は、熱電対の起
電力により安全弁を直接開弁保持するようにしてもよ
い。

【００３８】また、本実施例では点火禁止手段による安
全弁の閉弁状態を維持する時間と消し忘れ防止手段によ
る消火時間とは異なる時間としたが、同一の時間であっ
てもよい。この場合、１つのタイマを兼用することがで
きる。

【００３９】また、本実施例では、１回でも燃焼状態が
異常となった場合には、所定時間ガスの供給を禁止する
ものを示したが、所定回数連続して燃焼状態が異常とな
った場合のみ所定時間ガスの供給を禁止するようにして
もよい。また、本実施例では点火禁止手段は所定時間ガ
スの供給及び点火動作を禁止するようにしたが、ガスの
供給のみ禁止するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるガス湯沸器の構造説
明図。

【図２】ガス湯沸器の制御装置を示すブロック図。

【図３】ガス湯沸器の作動を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…ガス湯沸器（燃焼装置）、３…ガスバーナ（バー
ナ）、４…ガス管路（燃料供給路）、６…イグナイタ
（点火手段）、７…熱電対、２２…安全弁、３６…燃焼
制御部（制御手段）、４３…点火禁止手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バーナと、該バーナに燃料を供給する燃料
   供給路を開閉する安全弁と、該バーナに点火する点火手
   段と、該点火手段によって点火されたバーナの燃焼炎に
   よって起電力を生じる熱電対と、該熱電対の起電力に応
   じて前記安全弁の開閉を制御する制御手段とを備え、 該制御手段は、前記熱電対の起電力に応じて前記安全弁
   を閉じたときから所定時間が経過するまで前記安全弁の
   閉弁状態を維持する点火禁止手段を備えていることを特
   徴とする燃焼装置。
2. 【請求項２】前記点火禁止手段は、前記熱電対の起電力
   に応じて前記安全弁を閉じたときから所定時間が経過す
   るまで、前記点火手段の作動を禁止させることを特徴と
   する請求項１記載の燃焼装置。