JPH1054479A - ガス湯沸器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流水圧の変動があったとしても、給水自動ガ
ス弁が開弁したときには、確実な点火ができるガス湯沸
器を提供する。 【解決手段】 水圧スイッチは、給水自動ガス弁がスナ
ップ的に開弁するストローク途中でＯＮし、点火手段が
火花放電を発生して燃料ガスに点火する。また、水圧ス
イッチは、給水自動ガス弁がスナップ的に閉弁するスト
ローク途中でＯＦＦし、次の点火に備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス湯沸器に用い
られる水圧スイッチに関し、特に流水圧に応動して作動
する水圧スイッチの設定に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、ガス湯沸器には、空炊きを防
止するために通水時にのみガス流路を開弁する給水自動
ガス弁が設けられる。しかしながら、給水自動ガス弁
は、流水圧を作動源とする関係で、流水圧の高低によっ
てガス流路の開弁動作に緩急が生じ、常時敏速なる開閉
動作が期待できない。また、使用条件によっては、流水
圧は必ずしも十分であるとは限らず、給水自動ガス弁を
開閉する流水圧が増減し、給水自動ガス弁が不安定な開
閉をする場合がある。このような使用条件下では、中途
半端な開弁状態となるために、ガス量が少な過ぎること
となり、不着火となって生ガスを放出したり、又は火が
消えてしまうこととなる。また、流出した生ガスに再点
火操作によって爆発的な着火をする可能性がある。そこ
で、実公昭５５−３４３７９号公報に記載されたガス弁
開閉装置では、図５に示すように、給水自動ガス弁４０
の下流に、流水圧による押動力を伝達する押圧環体４３
と、この押動力によってスナップ動作をする皿状板ばね
４２と、この皿状板ばね４２のスナップ動作を給水自動
ガス弁４０に伝える押圧カラー４１とを設け、所定の流
水圧に達した時にのみ皿状板ばね４２のスナップ動作を
給水自動ガス弁４０へ伝達することによって、瞬時に一
定の開度に開閉するガス弁開閉装置が知られている。
尚、図中の符号１は、水圧応動装置であり、流水圧に応
じてスピンドル３を進退させて、押圧環体４３を押圧
し、または押圧を開放する。また、水圧スイッチ４７
は、スピンドル３の進退を検出し、給水自動ガス弁４０
の開弁前にＯＮ信号（又はＯＦＦ信号）を検出し、図示
しない燃焼コントローラへ送る。燃焼コントローラは、
火花放電を発生して燃料ガスへ点火し、燃焼を開始す
る。この給水自動ガス弁４０では、開弁時の点火時に、
必要な開度を確保できるため、十分なガス量で点火させ
ることができ、点火ミスが起こらず、生ガスの放出を防
ぐことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、給水自
動ガス弁を瞬時に一定の開度に開閉するガス弁開閉装置
であっても、点火を開始するための信号を的確に発信で
きない場合には、点火ミスとなって生ガスを放出する問
題があった。従来では、常火式のパイロット炎を用いて
いる場合が一般的であり、この場合には、パイロット炎
が常に待機しており、バーナから噴出するガスへ火移り
することによって確実な点火が行われ問題はない。一
方、ダイレクトに燃料ガスへ着火する方式には、点火が
開始できなければ点火ミスとなってしまう。このダイレ
クト着火方式の場合には、通常、連続放電を行ってお
り、一定時間の連続放電を行った後にタイマーによって
放電を停止している。また、流水圧によって前進するス
ピンドル３が水圧スイッチ４７をＯＮすることで連続放
電を開始し、後退するスピンドル３が水圧スイッチ４７
をＯＦＦすることで、そのタイマーをリセットしてい
る。

【０００４】図４は、スナップ動作をする皿状板ばね４
２へ押動力を伝達する押圧環体４３について、流水圧と
ストロークとの関係を示している。流水圧が上昇し所定
の水圧に達すると（ｏ点→ａ点）、スピンドル３が前進
し、押圧環体４３がスナップ動作をする皿状板ばね４２
へ押動力を伝える。また、皿状板ばね４２は、スナップ
的に湾曲するに十分な押動力に達するまで動作せず、給
水圧が上昇していく（ａ点→ｂ点）。そして、流水圧が
所定の流水圧に達した時に、皿状板ばね４２がスナップ
動作をし、給水自動ガス弁へ伝達されて、給水自動ガス
弁が瞬時に一定の開度へ開弁する（ｂ点→ｄ点）。そし
て、流水圧が更に上昇すると、その開度を拡げｅ点に達
する（ｄ点→ｅ点）。

【０００５】水圧スイッチのＯＮ位置の設定は、給水自
動ガス弁４０がスナップ的に開弁する途中位置（ｂ点→
ｄ点）のｃ点に設定される。また、水圧スイッチには、
スイッチ固有の応差（ＯＮする位置とＯＦＦする位置と
の差）があって、ＯＮ位置を設定するとＯＦＦ位置は、
給水自動ガス弁４０がスナップ的に閉弁（ｆ点→ｈ点）
した後のｇ点になる。従って、水圧スイッチがＯＮする
ｃ点とＯＦＦするｇ点との水圧差は大きい。

【０００６】一方、燃焼状態から流水圧が低下すると
（ｅ点→ｆ点）、給水自動ガス弁が瞬時に閉弁して（ｆ
点→ｈ点）燃焼を停止する。この場合に、流水圧の変動
によって水圧スイッチが０ＦＦする（ｇ点）前に、流水
圧が上昇に転じると、水圧スイッチがＯＮしたままとな
り、タイマーをリセットできず、点火を開始できない。
その結果、熱電対（図略）の起電力が低下するまで、マ
グネット式安全弁２６が開弁状態を保つため、生ガスを
放出してしまうことになる。本発明のガス湯沸器は上記
課題を解決し、たとえ流水圧の変動があったとしても、
給水自動ガス弁が開弁したときには、確実な点火ができ
るガス湯沸器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のガス湯沸器は、流水圧に応動して進退するスピンド
ルと、流水圧の上昇によって上記スピンドルが前進して
所定の水圧に達すると、スナップ的に所定開度まで開弁
し、流水圧の降下によって上記スピンドルが後退して所
定の水圧に達すると、スナップ的に所定開度から閉弁す
る給水自動ガス弁と、上記スピンドルの進退を検出し、
進退位置に応じてＯＮ信号（又はＯＦＦ信号）を発する
スイッチと、流水圧の上昇によって上記スピンドルが前
進する過程で、上記スイッチの検出信号によって、火花
放電を発生して燃料ガスに点火する点火手段とを備えた
ガス湯沸器において、上記スイッチは、上記給水自動ガ
ス弁がスナップ的に開弁するストローク途中でＯＮ（又
はＯＦＦ）し、かつ、上記給水自動ガス弁がスナップ的
に閉弁するストローク途中でＯＦＦ（又はＯＮ）する設
定をしたことを要旨とする。

【０００８】上記構成を有する本発明のガス湯沸器は、
スピンドルの進退を検出する水圧スイッチの設定につい
て、給水自動ガス弁がスナップ的に閉弁するストローク
途中でＯＦＦ（又はＯＮ）する設定をする。従って、火
が消えるレベルに達したときには、確実に水圧スイッチ
をＯＦＦして、次の点火に備えることができる。また、
給水自動ガス弁がスナップ的に開弁するストローク途中
でＯＮ（又はＯＦＦ）する設定をする。従って、給水自
動ガス弁の開弁時に、点火手段が火花放電を確実に発生
して燃料ガスへ点火することができる。また、流水圧の
変動があったとしても確実な点火ができる。

【０００９】

【発明の実施形態】以上説明した本発明の構成・作用を
一層明らかにするために、以下、本発明のガス湯沸器の
好適な実施例について説明する。図１は、一実施例とし
てのガス湯沸器の概略図である。水入口からの給水経路
には、押ボタン１７による手動操作によって流路を開閉
する水栓１９が設けられ、その下流には水圧応動装置１
が設けられる。水圧応動装置１には、前後に移動自在な
ダイアフラム１５が設けられ、このダイアフラム１５で
仕切って一次室１３と二次室１２とが形成される。ま
た、水圧応動装置１の一次室１３への入路には、ダイア
フラム１５と同軸上に、給水圧の変動が生じても流量を
一定に保つ水ガバナ１６が設けられる。また、一次室１
３から続く流路には、湯温調節部１８が設けられる。湯
温調節部１８で流路は２方向に分岐され、ベンチュリー
２２を経由し、熱交換器２３へ通じた後ミキシング部２
１に至る加熱経路２８と、ミキシング部２１へ直接に通
じるバイパス路２０とに分岐される。そして、分岐され
た流路は、ミキシング部２１で合流し出湯口に至る。

【００１０】加熱経路２８に設けられるベンチュリー２
２は、流路を絞ると共に、流路と直角方向に横孔が設け
られ水圧応動装置１の二次室１２に通じている。ベンチ
ュリー２２へ通水されると、ベンチュリー効果によって
横孔の水圧の低下に応じて二次室１２の圧力が低下す
る。従って、一次室１３と二次室１２間に差圧が生じ
て、前後に変位自在なダイアフラム１５に変位力を（図
の左方向への）発生させる。また、ダイアフラム１５に
は、変位を伝える押軸１４及びスピンドル３が同一軸線
上に当接して設けられる。また、流水圧による押動力が
無い場合に、スピンドル３は停止方向（図の右方向）へ
戻るように戻しばね１１で付勢されている。スピンドル
３の押軸１４側には、スピンドル３の前進によって水圧
スイッチ２をＯＮし、後退によってＯＦＦするスイッチ
作動部１０が設けられる。水圧スイッチ２はこの検知信
号をコントローラ２９へ送り、コントローラ２９は後述
する点火制御を行う。

【００１１】流水圧によって進退するスピンドル３の軸
上には、流水圧による押動力を伝達する円筒形状の押圧
体９を設ける。また、流水圧に応じて進退するスピンド
ル３上には、ガス流路を開閉する第１開閉弁４、および
第２開閉弁８からなる給水自動ガス弁をスピンドル３に
対して摺動可能に設ける。（以下、第２開閉弁４と第１
開閉弁８の両方を指す場合には、「給水自動ガス弁」と
呼ぶ。） ガス流路の下流側には、ガス流路に設けたシート部３２
と接離して流路を開閉する第１開閉弁８を設け、この第
１開閉弁８の上流側の面には、第２開閉弁４を第１開閉
弁８の上流側（図の左側）へ重ねるように設ける。ま
た、給水自動ガス弁は、各々バルブバネａ５、バルブバ
ネｂ６によって、ガス流路の下流方向へ閉止するように
付勢される。

【００１２】また、第１開閉弁８には、スピンドル３か
らの押動力によってスナップ動作をする皿状板バネ７が
組み込まれる。この皿状板バネ７は、板バネ材で作製さ
れ、中心を下流方向に湾曲する（図２（イ）参照）円盤
形状に作製され、中心部の孔にスピンドル３が挿通され
る。そして、皿状板バネ７の外周端が第１開閉弁８のシ
ート部３２の中心側寄りに止めリング３４で固定され
る。更に、第１開閉弁８には、第２開閉弁４が開弁した
ときの流路となる通過孔３５が設けられる。また、皿状
板バネ７と第１開閉弁８との間には、ガスが通過できる
図示しない隙間が設けられる。

【００１３】また、流水圧が上昇し、押動力によって皿
状板バネ７が反対側へ湾曲した場合に、その湾曲したス
トロークを第２開閉弁４へ伝達する円筒状の押圧カラー
３６を設ける。押圧カラー３６は、スピンドル３上に設
けられ、皿状板バネ７と第２開閉弁４間に遊挿される。
尚、この場合に、皿状板バネ７が過大な押動力によって
塑性変形をしないように、第１開閉弁８に押圧カラー３
６の移動を規制するストッパー部（図略）を設けてもよ
い。

【００１４】点火操作および消火操作を行う押ボタン１
７には、点火操作時にＯＮし、次の押操作（消火操作）
までＯＮを維持する操作スイッチ３０が設けられる。ま
た、バーナ２７へのガス供給経路には、この押ボタン１
７によって、ガス通路を開閉する器具栓２５が設けられ
る。この下流には、操作スイッチ３０がＯＮ状態にあ
り、水圧スイッチ２がＯＮしたときに、通電されて押動
力を発生するプッシュソレノイド３１が設けられる。ま
た、このプッシュソレノイド３１に対向し、押動されて
開弁し、燃焼中に熱電対（図略）の熱起電力によって開
弁状態を保ち、燃焼異常が発生すれば熱起電力を低下さ
せて閉弁するマグネット式安全弁２６が設けられる。ま
た、バーナ２７には放電によりガスへ着火する電極（図
略）が設けられる。

【００１５】コントローラ２９へ点火信号を送る水圧ス
イッチ２は、第２開閉弁４がスナップ的に開弁する途中
でＯＮし、第２開閉弁４がスナップ的に閉弁する途中で
ＯＦＦするように設定される。従って、水圧スイッチ２
の応差より、第２開閉弁４のスナップ的な開閉ストロー
クが大きくなるように、皿状板バネ７の形状を大きく設
ける。

【００１６】次に、給水自動ガス弁の動作を図２に基づ
いて説明する。（イ）は、給水自動ガス弁の閉弁状態を
示し、この時、水圧スイッチ２は、０ＦＦとなってい
る。この停止状態から流水圧が上昇すると、水圧応動装
置１が働き、スピンドル３が前進（図左方向へ）移動す
る。また、スピンドル３に固定された押圧体９は、皿状
板バネ７の方向へ移動する。そして、押圧体９が第１開
閉弁８の皿状板バネ７に当接し、皿状板バネ７が湾曲で
きる押動力に達すると、皿状板バネ７が瞬時に開弁方向
へ湾曲し、必要ガス量を確保できる開度（Ｈ寸法）まで
一気に第２開閉弁４を開弁する（ロ）。また、スピンド
ル３が瞬時に移動する過程で、水圧スイッチ２がＯＮす
る。こうして、ガス入口からの燃料ガスは、器具栓２５
→マグネット式安全弁２６→第２開閉弁４→第１開閉弁
８の通過孔３５→バーナ２７への経路で供給され（図
１）、イグナイタ（図略）の放電により流入したガスに
着火し、バーナ２７で燃焼が開始する。更に、流水圧の
上昇に伴って第１開閉弁８が移動し、全開状態となる
（ハ）。

【００１７】一方、この状態から流水圧が低下すると、
バルブバネａ５、バルブバネｂ６、および戻しばね１１
力がダイアフラム１５による押動力に勝ることとなり、
スピンドル３の右方向への移動と共に、給水自動ガス弁
が一体的に閉止方向へ移動する。第１開閉弁８が本体の
シート部３２に当接して閉弁し、第２開閉弁４は所定開
度Ｈを維持する。更に、水圧応動装置１からの押動力が
一定の値まで低下すると、皿状板ばね７は自らの回復力
により、閉弁方向へスナップ的に湾曲する。その結果、
第２開閉弁４は、一定開度から瞬時に閉弁する（イ）。
また、スピンドル３が瞬時に移動する過程で、水圧スイ
ッチ２がＯＦＦする。この水圧スイッチ２のＯＦＦによ
ってコントローラ２９は、放電時間を決定するタイマを
リセットし、次の開弁時の連続放電に備える。更に、流
水圧が低下すると、戻しばね１１力によりスピンドル３
が停止状態ヘ戻る（イ）。

【００１８】従って、本実施例に示す第２開閉弁４は、
スナップ動作をする皿状板ばね７によって開閉され、ス
ナップ動作のストローク過程で水圧スイッチ２が作動す
る。従って、イグナイタが放電しているのに生ガスが放
出されないとか、生ガスが放出されているのに、イグナ
イタが放電しないということはない。即ち、確実な放電
ができるので、安全性を更に向上させることができる。
しかも、開弁前から予め放電を開始するのではなく、開
弁過程で開始するので、限られた電池エネルギーを節約
することができる。

【００１９】次に、スピンドル３における水圧とストロ
ークとの関係特性を図３に示し、給水自動ガス弁の開閉
動作を説明する。図のｏ点→ａ点→ｂ点→ｄ点→ｅ点
は、スピンドル３が前進するときのストロークと水圧と
の関係を示し、ｅ点→ｆ点→ｈ点→ｊ点→ｏ点は、スピ
ンドル３が後退するときの関係を示している。尚、以下
の説明で単に「流水圧」という場合には、水圧応動装置
１による押動力から逆方向に働く戻しばね１１力を差し
引いたスピンドル３の押動力をいう。

【００２０】流水圧の無い停止状態では、スピンドル３
は後退位置にある（図２（イ））。この停止状態から流
水圧が上昇し、水圧応動装置１が戻しばね１１力に打ち
勝って、スピンドル３は前進を開始する。更に流水圧が
上昇すると、スピンドル３に設けた押圧体９が皿状板ば
ね７に当接して押動を開始する（図３のａ点→ｂ点）。
そして、皿状板ばね７が湾曲し（図２（ロ））、第２開
閉弁４が瞬時に開弁する（ｂ点→ｄ点）。また、水圧ス
イッチ２は、スナップ的な開弁途中のｃ点でＯＮし、コ
ントローラ２９のタイマによって一定時間イグナイタ
（図略）が連続放電する。第２開閉弁４が開弁すると、
ガスはバーナ２７へ流入し、イグナイタの放電によって
着火し、燃焼を開始する。そして更に、流水圧の上昇に
応じてバルブバネｂ５は圧縮され、第１開閉弁８の開度
を拡げ（ｄ点→ｅ点）、燃焼を継続する（図２
（ハ））。

【００２１】一方、燃焼状態では、スピンドルは前進位
置にある（ｅ点）。この燃焼状態（ｅ点）から流水圧が
低下していくと、第１開閉弁８の開度が小さくなって、
閉弁する（図２の（ロ））（ｅ点→ｆ点）。更に、流水
圧が低下してスピンドル３の押動力が低下すると、皿状
板ばね７がスナップ的に反対方向へ湾曲し、第２開閉弁
４が瞬時に閉弁する（ｆ点→ｈ点）。水圧スイッチ２
は、スナップ的な閉弁途中のｇ点でＯＦＦし、コントロ
ーラ２９における連続放電のタイマをリセットする。ま
た更に、流水圧が低下すると、スピンドル３が後退し
（ｈ点→ｊ点→ｏ点）、停止位置へ戻る（図２
（イ））。

【００２２】以上のように、本実施例に示すガス湯沸器
は、流水圧の上昇に伴う第２開閉弁４の開弁時には、生
ガスが放出された後に放電されることは無く、瞬時に行
われる開弁途中でイグナイターの連続放電が開始される
ので確実な着火ができ、安全である。また、開弁前から
無駄な放電を開始することは無いので、限られた電池電
力を有効に利用できる。また、流水圧の降下に伴う第２
開閉弁４の閉弁時には、瞬時に閉弁する途中で水圧スイ
ッチ２がＯＦＦし、次の点火に確実に備えることができ
る。従って、生ガスを放出せず、爆発的な着火をするこ
ともなく、安全性の高いガス湯沸器とすることができ
る。

【００２３】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこうした実施例に何等限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に於いて、種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。例えば、マグネ
ット式安全弁は、プッシュソレノイドによって電気的に
押動して開弁されることに限定されず、流水圧または手
動による押動力によって開弁しても良い。

【００２４】また、実施例では、スピンドルに設けたス
イッチ作動部で水圧スイッチを作動するとしたが、スピ
ンドルのストロークをレバー等によって拡大し、水圧ス
イッチを作動する構成としても良い。

【００２５】また、点火器による生ガスへの連続放電
は、一定時間に限定されず、放電を開始した後に、炎検
知するフレームガードによって連続放電を停止する構成
としても良い。

【００２６】また、スナップ動作をして給水自動ガス弁
を瞬時に開閉するのは、皿状板ばねに限定されず、瞬時
に開閉動作をするものであれば、他の方法であっても良
い。

【００２７】点火器による生ガスへの連続放電は、一定
時間に限定されず、放電を開始した後に、炎検知するフ
レームガードによって連続放電を停止する構成としても
良い。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のガス湯沸
器によれば、給水自動ガス弁は所定の開度へ瞬時に開弁
すると共に、イグナイターの放電が開始されるので確実
な着火ができ、安全性を向上できる。また、開弁前から
無駄な放電を開始することは無いので、限られた電池電
力を節約でき、省エネを図れる。また、流水圧の降下に
伴う給水自動ガス弁の閉弁時には、瞬時に閉弁すると共
に、次の点火に備える（水圧スイッチをリセットする）
ので、安全性を向上できる。従って、生ガスを放出する
ことはなく、確実な着火ができて安全なガス湯沸器とす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るガス湯沸器の概略図であ
る。

【図２】本発明の実施例に係る給水自動ガス弁の動作を
示す概略図である。

【図３】本発明の実施例に係る水圧とストロークとの関
係を示すグラフである。

【図４】従来例に係る水圧とストロークとの関係を示す
グラフである。

【図５】従来のガス湯沸器の概略図である。

【符号の説明】

１…水圧応動装置 ２…水圧スイッチ ３…スピンドル ４…第２開閉弁 ５…バルブバネａ ６…バルブバネｂ ７…皿状板ばね ８…第１開閉弁 ９…押圧体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流水圧に応動して進退するスピンドル
   と、 流水圧の上昇によって上記スピンドルが前進して所定の
   水圧に達すると、スナップ的に所定開度まで開弁し、流
   水圧の降下によって上記スピンドルが後退して所定の水
   圧に達すると、スナップ的に所定開度から閉弁する給水
   自動ガス弁と、 上記スピンドルの進退を検出し、進退位置に応じてＯＮ
   信号（又はＯＦＦ信号）を発するスイッチと、 流水圧の上昇によって上記スピンドルが前進する過程
   で、上記スイッチの検出信号によって、火花放電を発生
   して燃料ガスに点火する点火手段とを備えたガス湯沸器
   において、 上記スイッチは、上記給水自動ガス弁がスナップ的に開
   弁するストローク途中でＯＮ（又はＯＦＦ）し、かつ、
   上記給水自動ガス弁がスナップ的に閉弁するストローク
   途中でＯＦＦ（又はＯＮ）する設定をしたことを特徴と
   するガス湯沸器。