JP3060060B2 - ガス燃焼器の安全装置 - Google Patents

ガス燃焼器の安全装置

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JP3060060B2
JP3060060B2 JP8022870A JP2287096A JP3060060B2 JP 3060060 B2 JP3060060 B2 JP 3060060B2 JP 8022870 A JP8022870 A JP 8022870A JP 2287096 A JP2287096 A JP 2287096A JP 3060060 B2 JP3060060 B2 JP 3060060B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスセンサにより
不完全燃焼を防止するようにしたガス燃焼器の安全装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】ガス燃焼器には、内部にガスバーナを設
けたケースと、このガスバーナへのガス供給量に応じた
量の燃焼用空気を前記ケース内に供給するファンと、ガ
スバーナよりも下流側の燃焼ガス通路内に設けられて不
完全燃焼による有害ガス成分を検知するガスセンサを備
え、不完全燃焼により生じた有害ガス成分(例えばC
O)の濃度が所定限度以上となれば、ガスセンサにより
これを検知してガスバーナへのガス供給を停止し、ガス
燃焼器を停止させるようにしたものがある。このような
不完全燃焼は、ケース内に設けた熱交換器のフィンや排
気筒の燃焼生成物による詰まり、異物による吸気口の部
分的閉塞などにより、燃焼用空気量が減少した場合に生
じることが多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃焼ガ
ス中のCO濃度は、上記原因以外にも種々の外的条件に
より変化し、例えば屋外への排気口付近に強風が当たる
という一時的原因でも排気筒内の背圧が上昇し、ファン
により供給される燃焼用空気量が減少するので一時的に
CO濃度が限度を越え、ガス燃焼器が停止してしまうと
いう不便がある。
【0004】本発明は燃焼用空気量の不足が軽度の場合
はファンの回転速度を増加させて一時的に空気量の不足
を補い、それでもCO等の有害ガス成分の濃度が限度を
越えた場合にはじめてガス燃焼器を停止するようにし、
しかもファンの回転速度の増加及びガス燃焼器の停止は
本当に必要な場合にだけなされるようにして上記不便を
解消することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】このために、本発明によ
るガス燃焼器の安全装置は、添付図面に例示する如く、
ケース10の内部に設けられ熱交換器15を加熱するガ
スバーナ20と、前記熱交換器15により加熱された湯
が設定された温度となるように前記ガスバーナ20への
ガス供給量を制御するガス量制御手段と、このように制
御された前記ガス供給量に応じた量の燃焼用空気を前記
ケース10内に供給するファン25と、前記ガスバーナ
20よりも下流側の燃焼ガス通路内に設けられて不完全
燃焼による有害ガス成分を検知するガスセンサ36と、
前記ガスセンサ36所定濃度以上の前記有害ガス成分
を検知すれば前記ガスバーナ20へのガス供給を停止す
る制御装置30を備えたガス燃焼器の安全装置におい
て、前記制御装置30は前記ガスセンサ36により所定
濃度以上の前記有害ガス成分を検知したときは先ず前記
ガスバーナ20へのガス供給を停止することなく前記フ
ァン25の回転速度を所定量増加させ、その後に前記ガ
スセンサ36により所定濃度以上の前記有害ガス成分を
検知したときに前記ガスバーナ20へのガス供給を停止
するものであり、かつ前記ファン25の回転速度の増加
及び前記ガスバーナ20へのガス供給の停止は前記ガス
センサ36が所定時間をおいて複数回連続して所定濃度
以上の前記有害ガス成分を検知したときにこれを行うも
のであることを特徴とするものである。
【0006】ガス燃焼器の作動中にガスセンサ36が所
定濃度以上の不完全燃焼による有害ガス成分を検知すれ
ば、制御装置30はファン25の回転速度を増加させて
燃焼用空気量の減少を補償した後、ガスセンサ36によ
る有害ガス成分の検知を行い、所定濃度以下となればガ
ス燃焼器の作動を続行し、所定濃度以下とならなければ
ガス供給を停止してガス燃焼器を停止する。ファン25
の回転速度の増加及びガス燃焼器の停止は、所定時間を
おいて複数回連続して所定濃度以上の有害ガス成分を検
知したときに行う。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面に示す実施例に
より、本発明の説明をする。
【0008】第1図に示す如く、瞬間湯沸器の燃焼室を
形成するケース10内の下部にはガスバーナ20が設け
られて、ガス供給源側から直列に配置した元電磁弁2
2、比例電磁弁24及び主電磁弁23を有するガス供給
路21により燃料ガスが供給され、またケース10の下
側に設けた電動ファン25により燃焼用空気が供給され
ている。元電磁弁22及び主電磁弁23は開閉のみを行
う電磁弁であり、比例電磁弁24は制御電流に応じて開
度が連続的に変化してガスバーナ20へのガス供給量を
変化させるものである。またファン25は連続的に回転
速度が変化してガス供給量に応じた量の燃焼用空気を供
給するものである。
【0009】ガスバーナ20上方のケース10内に設け
たフィンチューブ形の熱交換器15の入口側に接続した
給水管16には水流センサ37が設けられ、また出口側
に接続した給湯管17には湯温センサ38及び給湯栓1
8が設けられている。給水管16からの給水は、熱交換
器15を通過する際にガスバーナ20により加熱され、
所定温度となって給湯栓18から出湯される。熱交換器
15よりも上方のケース10の上部はフード11を経て
排気筒12に連結され、ガスバーナ20のすぐ上方のケ
ース10内にはガスバーナ20の炎の有無を検知するフ
レームロッド等の炎センサ35が設けられ、またフード
11内には不完全燃焼による有害ガス(CO,HmCn 等)を
検知するガスセンサ36が設けられている。
【0010】瞬間湯沸器の作動を制御する電子制御装置
30は中央処理装置(CPU)、読出し専用メモリ(R
OM)、書込み可能メモリ(RAM)及びインターフェ
イスよりなり、駆動装置(何れも図示省略)等を介して
第1図に示す如く、各電磁弁22〜24、ファン25、
操作器31、炎センサ35、ガスセンサ36、水流セン
サ37及び湯温センサ38に接続されている。電子制御
装置30のROMには瞬間湯沸器の作動を制御するため
に必要な制御プログラム及び各定数が記憶され、RAM
には後述する検知回数n等の変数が記憶されている。ま
た、操作器31には瞬間湯沸器の作動に必要な各種スイ
ッチ、湯温設定装置、各種の表示ランプ等が設けられて
いる。電子制御装置30のCPUは、制御プログラムに
従って、操作器31及び各センサ35〜38等からの信
号を入力して所定の演算を行い、各電磁弁22〜24、
ファン25、操作器31等への出力を行って、瞬間湯沸
器の作動を制御するものである。
【0011】第2図及び第3図は瞬間湯沸器の作動を制
御するための制御プログラムのフローチャートであり、
これにより本実施例の説明をする。
【0012】第2図はメインプログラムのフローチャー
トである。電子制御装置30の電源を入れ、運転スイッ
チ(図示省略)により電子制御装置30を作動させれ
ば、CPUは各変数を0または所定の初期値にリセット
してこのメインプログラムによる制御動作を開始する。
先ずステップ100においてCPUは水流センサ37に
より給水管16を通る水流の有無を検知する。給湯栓1
8が閉で水流が検知されなければ制御動作は先に進まな
いが、給湯栓18が開かれて所定の最少量以上の通水を
検知すればステップ101に進み、CPUは元電磁弁2
2及び主電磁弁23を開き、比例電磁弁24を所定の点
火時開度とし、ファン25を所定の点火時回転速度で作
動させ、点火装置(図示省略)を所定時間作動させて、
ガスバーナ20から噴出するガスに点火する。次いでC
PUはステップ102においてt=0として、内蔵する
クロックパルス発生器により時間tの計時を開始し、給
湯栓18が開かれている間はステップ103〜105を
繰り返す。ステップ103においてCPUは、後述する
如くガスセンサ36により燃焼ガス中のCO中の有害ガ
ス成分を検知し、これが所定濃度以上であれば先ずファ
ン25の回転速度を増加させ、それでも検知される有害
成分が所定濃度以下にならなければガス燃焼器の作動を
停止する。所定濃度以下であれば次のステップ104に
制御動作を進め、CPUは湯温センサ38により検出さ
れた出湯温度を操作器31により設定された湯温と比較
し、出湯温度が設定温度となるように比例電磁弁24の
開度を制御してガスバーナ20へのガス供給量を制御
し、また所定の空燃比が得られるようにファン25の回
転速度を制御して燃焼用空気量を制御する。
【0013】給湯栓18が閉じられれば制御動作はステ
ップ105からステップ106に進み、元電磁弁22及
び主電磁弁23の一方を他方より所定時間だけ遅らせて
閉じて炎センサ35による両電磁弁22,23の作動チ
ェックを行う。これによりこの両電磁弁22,23の作
動の異常が検知されれば、CPUはガス燃焼器の作動を
停止し、また異常が検知されなければステップ107に
おいてt=0として内蔵するクロックパルス発生器によ
り時間tの計時を開始し、ステップ108においてファ
ン25を所定のパージ回転速度としてポストパージを開
始する。この時間tが所定のポストパージ時間t1(例え
ば5分)に達するまでは、CPUはステップ109,1
10を繰り返し、ステップ106では検知できない少量
のガス漏れチェックを行う。ガス漏れが検知されること
なくt>t1となれば、CPUはステップ111において
ファン25を停止してポストパージを終了させ、制御動
作をステップ100に戻す。以後、給湯栓18を開く度
に、上記動作を繰り返す。ステップ106の電磁弁作動
チェック及びステップ109のガス漏れチェックは、本
発明とは直接関係がないので詳細は省略する。
【0014】次にステップ103における不完全燃焼チ
ェックの作動の詳細を、第3図のフローチャートにより
説明する。ステップ200〜204により、CPUは時
間t2(例えば1分)毎にガスセンサ36により、不完全
燃焼によるCO等の有害ガス成分を検知し、3回連続し
て所定濃度以上の有害ガス成分が検知されない限り制御
動作は絶えず第2図のステップ104に戻り、通常燃焼
制御を繰り返す。所定濃度以上の有害ガス成分の検知回
数が2回以下の場合は、検知回数nはその都度ステップ
213により0にリセットされる。3回連続して所定濃
度以上の有害ガス成分が検知されれば、CPUは制御動
作をステップ204からステップ210に進める。初め
てステップ210に進んだ状態ではフラグFは0である
ので、CPUは制御動作をステップ211〜213に進
めてファン25の回転速度を5%増加し、フラグFを1
に変え、検知回数nを0にリセットして制御動作を第2
図のステップ104に戻す。ステップ211において
は、燃焼ランプの点滅等による異常表示を行うようにし
てもよい。そして、CPUはステップ200〜204に
より、再び時間t2毎に不完全燃焼による有害ガス成分の
検知を行う。
【0015】不完全燃焼は、通常は熱交換器15のフィ
ンや排気筒12が燃焼生成物で詰まったり、あるいは屋
外への排気口付近に強風が当って燃焼通路内の背圧が上
昇する等の原因により、ファン25からの燃焼用空気量
が減少することにより生ずる。此等の場合は、燃焼用空
気量の減少の程度は少ないので、ファン25の回転速度
を5パーセント増加して燃焼用空気量の減少を補うこと
により、不完全燃焼は解消される。これにより、ステッ
プ202においては不完全燃焼による所定濃度以上の有
害ガス成分は検知されなくなるので、制御動作はステッ
プ202からステップ213を経てステップ104に戻
る。これ以後は給湯栓18が閉じられてガス燃焼器が作
動を停止するまでは、ステップ104の通常燃焼制御に
おけるファン回転速度は常に5パーセント増大した状態
となり、制御動作はステップ202からステップ213
を経てステップ104に戻るようになって、瞬間湯沸器
は作動する。
【0016】しかしながら、排気口付近に当たる風が極
めて強かったり、ファン25の吸気口が異物により大幅
に閉塞されたりした場合には、ファン25の回転速度を
5パーセント増加しても不完全燃焼は解消されない。こ
の場合は、ステップ202において再び3回連続して所
定濃度以上の有害ガス成分が検知されるので、制御動作
はステップ210に進む。この場合はフラグFは1とな
っているのでCPUは制御動作をステップ214に進
め、表示ランプまたはブザー等により異常表示を行い、
各電磁弁22〜24を閉じ、ファン25により所定時間
(例えば10秒)のアフタパージを行って全ての制御動
作を停止する。
【0017】上記実施例によれば、燃焼用空気量の不足
が軽度の場合は、ファン25の回転速度を増加させるこ
とにより燃焼用空気量の不足を補って瞬間湯沸器の運転
を続行することができるので、排気口に強風が当たる等
の一時的原因により瞬間湯沸器が停止するという不便が
解消される。また、この場合において、ステップ211
のファン回転速度増加と同時に異常表示を行うようにす
れば、使用者は当面の使用に差し支えはないが軽度の異
常が生じたことを知ることができ、このような異常が連
続した場合は、熱交換器15のフィンや排気筒12の詰
まりが生じているのでその掃除が必要であることを知る
ことができる。
【0018】第2図及び第3図の実施例では、ファン回
転速度の増加を1回だけ行うようにしたが、これを2回
行うようにしてもよく、その場合は、第3図のステップ
214の代りに第4図のフローチャート(第3図のステ
ップ210〜214と実質的に同一)を入れればよい。
【0019】また、本発明は瞬間ガス湯沸器に限らず、
その他のガス燃焼器にも使用することができる。
【0020】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、燃焼ガス
通路の詰まりや吸気口の閉塞の程度が軽度の場合にはフ
ァンの回転速度を増加させることにより、燃焼用空気量
の不足を補ってガス燃焼器の運転を続行することができ
るので、そのような場合にガス燃焼器が停止することは
なくなり、しかもファンの回転速度の増加及びガス燃焼
器の停止は所定時間をおいて複数回連続して所定濃度以
上の有害ガス成分を検知したときに行っているので、一
時的に強風を受けたときや、ガス供給量が大きく変動し
たときの空気供給の追従遅れといった過渡状態における
不完全燃焼ではファンの回転速度の増加及びガス燃焼器
の停止がなされることはない。これによりガス燃焼器を
停止させたりファンの回転速度を増加させたりするのは
それが本当に必要な場合だけになり、その回数は全体と
して少なくなるので、ガス燃焼器の使い勝手がよくな
り、またファンの負担も軽くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるガス燃焼器の安全装置の1つの
実施形態の構造を示す全体説明図である。
【図2】 図1に示す実施形態のメインプログラムのフ
ローチャートである。
【図3】 図2のメインプログラムの一部をなす不完全
燃焼チェックのサブプログラムのフローチャートであ
る。
【図4】 変形実施例におけるサブプログラムの変更部
分を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10・・・ケース、20・・・ガスバーナ、25・・・
ファン、30・・・制御装置(電子制御装置)、36・
・・ガスセンサ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケースの内部に設けられ熱交換器を加熱
    するガスバーナと、前記熱交換器により加熱された湯が
    設定された温度となるように前記ガスバーナへのガス供
    給量を制御するガス量制御手段と、このように制御され
    た前記ガス供給量に応じた量の燃焼用空気を前記ケース
    内に供給するファンと、前記ガスバーナよりも下流側の
    燃焼ガス通路内に設けられて不完全燃焼による有害ガス
    成分を検知するガスセンサと、前記ガスセンサ所定濃
    度以上の前記有害ガス成分を検知すれば前記ガスバーナ
    へのガス供給を停止する制御装置を備えたガス燃焼器の
    安全装置において、前記制御装置は前記ガスセンサによ
    り所定濃度以上の前記有害ガス成分を検知したときは先
    ず前記ガスバーナへのガス供給を停止することなく前記
    ファンの回転速度を所定量増加させ、その後に前記ガス
    センサにより所定濃度以上の前記有害ガス成分を検知し
    たときに前記ガスバーナへのガス供給を停止するもので
    あり、かつ前記ファンの回転速度の増加及び前記ガスバ
    ーナへのガス供給の停止は前記ガスセンサが所定時間を
    おいて複数回連続して所定濃度以上の前記有害ガス成分
    を検知したときにこれを行うものであることを特徴とす
    るガス燃焼器の安全装置。
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