JP6769886B2

JP6769886B2 - ガス燃焼装置

Info

Publication number: JP6769886B2
Application number: JP2017021524A
Authority: JP
Inventors: 近藤　秀幸; 秀幸近藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2017-02-08
Filing date: 2017-02-08
Publication date: 2020-10-14
Anticipated expiration: 2037-02-08
Also published as: JP2018128198A

Description

本発明は、バーナに対するガス供給路に直列に介設された２つの開閉弁を備えるガス燃焼装置に関する。

この種のガス燃焼装置において、ガス供給路に２つの開閉弁を介設するのは、非使用時に両開閉弁で２重にガスを遮断して、ガス漏れに対する信頼性を確保するためである。また、一方の開閉弁を、特許文献１や特許文献２で知られるモータ弁で構成するものも従来知られている。

このモータ弁は、弁座に対し軸方向に対向する弁体と、弁体を弁座に接近する閉じ方向に付勢する戻しバネと、弁体に連結した、弁座の反対側に位置するアーマチュアと、アーマチュアに対し軸方向に対向する電磁石と、弁座（特許文献１のもの）又は電磁石（特許文献２のもの）を軸方向に移動させる操作ロッドと、操作ロッドを軸方向に駆動するモータとを備え、操作ロッドの軸方向一方への移動により、弁体を弁座に着座させた状態で弁座又は電磁石をアーマチュアに電磁石が当接する吸着開始位置まで軸方向一方に往動させた後、電磁石にアーマチュアを吸着させた状態で操作ロッドの軸方向他方への移動により、弁座又は電磁石を吸着開始位置から軸方向他方に復動させて、弁座から弁体を離隔させて開弁させると共に、操作ロッドの軸方向他方への移動に伴ってガス流量を次第に増加させるように構成されており、流量調節機能を有している。

バーナ消火時は、一方の開閉弁の電磁石への通電を停止してアーマチュアの吸着を解除し、弁体を戻しバネの付勢力で弁座に着座させることにより一方の開閉弁を閉弁すると共に、他方の開閉弁も閉弁させる。また、バーナへの点火時は、先ず、流量調節機能を有する一方の開閉弁に先行して他方の開閉弁を開弁させ、次に、バーナに付設した点火電極でスパークを発生させながら、一方の開閉弁を上記の如く開弁してガス流量を次第に増加させ、バーナに安全に着火するようにしている。

然し、一方の開閉弁において、アーマチュアが電磁石に貼り付いて、電磁石への通電を停止しても弁体が弁座から離隔したままになる開故障を生ずることがある。この場合、バーナへの点火時、他方の開閉弁を開弁させた瞬間に多量のガスがバーナに流れ、爆発着火を生ずる恐れがある。

特開２０１３−６８３５６号公報特開２０１１−１９６４１６号公報

本発明は、以上の点に鑑み、モータ弁から成る一方の開閉弁の開故障を生じてもバーナに安全に着火できるようにしたガス燃焼装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、バーナに対するガス供給路に直列に介設された２つの開閉弁を備えるガス燃焼装置であって、一方の開閉弁は、弁座に対し軸方向に対向する弁体と、弁体を弁座に接近する閉じ方向に付勢する戻しバネと、弁体に連結した、弁座の反対側に位置するアーマチュアと、アーマチュアに対し軸方向に対向する電磁石と、弁座又は電磁石を軸方向に移動させる操作ロッドと、操作ロッドを軸方向に駆動するモータとを備え、操作ロッドの軸方向一方への移動により、弁体を弁座に着座させた状態で弁座又は電磁石をアーマチュアに電磁石が当接する吸着開始位置まで軸方向一方に往動させた後、電磁石にアーマチュアを吸着させた状態で操作ロッドの軸方向他方への移動により、弁座又は電磁石を吸着開始位置から軸方向他方に復動させて、弁座から弁体を離隔して開弁させると共に、操作ロッドの軸方向他方への移動に伴ってガス流量を次第に増加させるように構成されるモータ弁から成るものにおいて、バーナへの点火時は、一方の開閉弁の弁座又は電磁石を吸着開始位置まで往動させることと、他方の開閉弁を開弁させることと、バーナに付設した点火電極でスパークを発生させながら、一方の開閉弁の電磁石にアーマチュアを吸着させた状態で一方の開閉弁の弁座又は電磁石を吸着開始位置から復動させることとを順に実行するようしたことを特徴とする。

本発明によれば、モータ弁から成る一方の開閉弁が開故障を生じても、バーナ点火時に、一方の開閉弁の弁座又は電磁石を吸着開始位置まで往動させることで、弁体が弁座に着座して、一方の開閉弁が強制的に閉弁され、この状態で他方の開閉弁が開弁される。そのため、他方の開閉弁が開弁した瞬間に多量のガスがバーナに流れることはなく、爆発着火は生じない。そして、他方の開閉弁の開弁後に、一方の開閉弁が開弁してガス流量が次第に増加するため、一方の開閉弁の開故障を生じても、正常時と同様にバーナに安全に着火できる。

本発明の第１実施形態のガス燃焼装置の構造を示す説明図。（ａ）〜（ｃ）第１実施形態のガス燃焼装置で用いる第２開閉弁の作動説明図。第１実施形態のガス燃焼装置で行う点火制御の内容を示すフロー図。第２実施形態のガス燃焼装置の構造を示す説明図。

図１を参照して、１は、ガスコンロ等のガス燃焼装置に設けられるバーナである。バーナ１に対するガス供給路２には、上流側の電磁弁等から成る第１開閉弁３と、下流側の第２開閉弁４とが直列に介設されている。

第２開閉弁４は、流入ポート４０ａと流出ポート４０ｂとを有する弁筐４０内の流入ポート４０ａと流出ポート４０ｂとの間の流路部分に設けられた軸方向（図１の左右方向）に可動の弁座４１と、弁座４１に対し軸方向に対向する弁体４２と、弁体４２を弁座４１に接近する閉じ方向（図１の左方）に付勢する戻しバネ４３と、弁体４２に弁軸４２ａを介して連結した、弁座４１の反対側に位置するアーマチュア４４と、アーマチュア４４に対し軸方向に対向する電磁石４５と、弁座４１を軸方向に移動させる操作ロッド４６と、操作ロッド４６を図示省略したカム機構や送りねじ機構等の運動変換機構を介して軸方向に駆動するモータ４７とを備えるモータ弁から成る。

弁座４１は、弁筐４０の軸方向他方（図１の左方）の端部に当接する復動端位置にバネ４１１で付勢され、また、弁座４１の外周にガスが流れることを防止するシール部材４１２を設けている。弁座４１には、弁孔４１ａと、軸方向他方を向く段部４１ｂとが形成されている。一方、操作ロッド４６には、弁孔４１ａに挿入可能なニードル部４６ａと、ニードル部４６ａを軸方向に貫通する最小流量確保用のバイパス孔４６ｂと、段部４１ｂに当接可能な肩部４６ｃとが形成されている。

操作ロッド４６を軸方向一方（図１の右方）に移動させると、弁孔４１ａにニードル部４６ａが挿入されると共に、段部４１ｂに肩部４６ｃが当接し、以後操作ロッド４６と共に弁座４１が復動端位置から軸方向一方に往動する。そして、弁体４２が弁座４１に着座した状態で弁座４１と一緒に軸方向一方に往動し、最終的にアーマチュア４４が電磁石４５に当接する図２（ａ）に示す吸着開始位置まで弁座４１が往動し、この状態で電磁石４５に通電してアーマチュア４４を吸着する。電磁石４５にアーマチュア４４を吸着させた状態で操作ロッド４６を軸方向他方に移動させると、弁座４１が吸着開始位置からバネ４１１の付勢力で操作ロッド４６と一緒に図２（ｂ）に示す復動端位置まで軸方向他方に復動する。これにより、弁座４１から弁体４２が離隔して開弁し、ガスがバイパス孔４６ｂを介して流れる。操作ロッド４６を引き続き軸方向他方に移動させると、ニードル部４６ａが図２（ｃ）に示す如く弁孔４１ａから次第に抜け出て、ガス流量が次第に増加する。

バーナ消火時は、第１開閉弁３を閉弁させると共に、第２開閉弁４の電磁石４５への通電を停止してアーマチュア４４の吸着を解除し、弁体４２を戻しバネ４３の付勢力で図１に示す如く弁座４１に着座させることにより第２開閉弁４を閉弁させる。然し、アーマチュア４４が電磁石４５に貼り付いて、電磁石４５への通電を停止しても弁体４２が弁座４１から離隔したままになる開故障を生ずることがある。この場合、バーナ点火時に、第１開閉弁３を開弁させた瞬間に多量のガスがバーナ１に流れ、爆発着火を生ずる恐れがある。

そこで、本実施形態では、点火スイッチがオンされたとき図３に示す点火制御を行うようにした。この点火制御では、先ず、ＳＴＥＰ１で第２開閉弁４の弁座４１を吸着開始位置まで往動させ、その後、ＳＴＥＰ２で第１開閉弁３を開弁させる。次に、ＳＴＥＰ３に進み、バーナ１に付設した点火電極１１でスパークを発生させながら、第２開閉弁４の電磁石４５にアーマチュア４４を吸着させた状態で弁座４１を吸着開始位置からガス流量が点火に適した量になる位置まで復動させる。尚、電磁石４５への通電開始時期は、吸着開始位置からの弁座４１の復動開始前であれば何時であってもよい。次に、ＳＴＥＰ４でバーナ１に着火したか否かを判別し、着火していればそのまま点火制御を終了し、着火していなければＳＴＥＰ５で第１と第２の両開閉弁３，４を閉弁させてから点火制御を終了する。

以上の点火制御によれば、第２開閉弁４が開故障を生じても、バーナ点火時に、第２開閉弁４の弁座４１を吸着開始位置まで往動させることで、弁体４２が弁座４１に着座して、第２開閉弁４が強制的に閉弁され、この状態で第１開閉弁３が開弁される。そのため、第１開閉弁３が開弁した瞬間に多量のガスがバーナ１に流れることはなく、爆発着火は生じない。そして、第１開閉弁３の開弁後に、第２開閉弁４が開弁してガス流量が次第に増加するため、第２開閉弁４の開故障を生じても、正常時と同様にバーナ１に安全に着火できる。

次に、図４に示す第２実施形態について説明する。図４において、上記第１実施形態と同様の部材部位には上記と同様の符号を付している。第２実施形態において、第２開閉弁４は、弁座４１が弁筐４０に固定され、電磁石４５がモータ４７により軸方向（上下方向）に駆動される操作ロッド４６に連結されている。弁体４２には、弁座４１に形成した袋孔状の弁孔４１ａに挿入される筒状の流量調節部材４２１が連結されている。流量調節部材４２１の弁体４２側の端壁部には、流入口４２２が形成され、周壁部には、軸方向に位置をずらして軸方向一方（図４の下方）側ほど大きくなる複数の流出口４２３が形成されている。また、流出ポート４０ｂは、弁孔４１ａの中間部周面に連通するように形成されている。

このものでは、操作ロッド４６の軸方向一方への移動により、弁体４２を弁座４１に着座させた状態で電磁石４５がアーマチュア４４に当接する吸着開始位置まで電磁石４５を軸方向一方に往動させた後、電磁石４５にアーマチュア４４を吸着させた状態で操作ロッド４６の軸方向他方（図４の上方）への移動により、電磁石４５を吸着開始位置から軸方向他方に復動させて、弁体４２を弁座４１から離隔させて開弁させる。開弁すると、流量調節部材４２１の内部に流入口４２２からガスが流入し、このガスが流出口４２３から流出ポート４０ｂに流れる。そして、操作ロッド４６の軸方向他方への移動に伴い、弁体４２と一緒に流量調節部材４２１が軸方向他方に移動して、流出ポート４０ｂとの連通部に合致する流出口４２３が大きくなるため、ガス流量が次第に増加する。

第２実施形態における点火制御は、図２のＳＴＥＰ１で電磁石４５を吸着開始位置まで往動させ、ＳＴＥＰ３で電磁石４５を吸着開始位置から復動させる点で上記第１実施形態のものと異なるだけで他は同一である。そして、第２開閉弁４の開故障を生じても、バーナ点火時に、第２開閉弁４の電磁石４５を吸着開始位置まで往動させることで、弁体４２が弁座４１に着座して、第２開閉弁４が強制的に閉弁され、この状態で第１開閉弁３が開弁される。そのため、第１開閉弁３が開弁した瞬間に多量のガスがバーナ１に流れることはなく、爆発着火は生じない。そして、第１開閉弁３の開弁後に、第２開閉弁４が開弁してガス流量が次第に増加するため、第２開閉弁４の開故障を生じても、正常時と同様にバーナ１に安全に着火できる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、流量調節機能を有するモータ弁から成る第２開閉弁４を第１開閉弁３の下流側に介設しているが、第２開閉弁４を第１開閉弁３の上流側に介設してもよい。また、第１開閉弁３を、図４の流量調節部材４２１を省略した流量調節機能を有しないモータ弁で構成することも可能である。

１…バーナ、１１…点火電極、２…ガス供給路、３…第１開閉弁、４…第２開閉弁（一方の開閉弁）、４１…弁座、４２…弁体、４３…戻しバネ、４４…アーマチュア、４５…電磁石、４６…操作ロッド、４７…モータ。

Claims

バーナに対するガス供給路に直列に介設された２つの開閉弁を備えるガス燃焼装置であって、
一方の開閉弁は、弁座に対し軸方向に対向する弁体と、弁体を弁座に接近する閉じ方向に付勢する戻しバネと、弁体に連結した、弁座の反対側に位置するアーマチュアと、アーマチュアに対し軸方向に対向する電磁石と、弁座又は電磁石を軸方向に移動させる操作ロッドと、操作ロッドを軸方向に駆動するモータとを備え、操作ロッドの軸方向一方への移動により、弁体を弁座に着座させた状態で弁座又は電磁石をアーマチュアに電磁石が当接する吸着開始位置まで軸方向一方に往動させた後、電磁石にアーマチュアを吸着させた状態で操作ロッドの軸方向他方への移動により、弁座又は電磁石を吸着開始位置から軸方向他方に復動させて、弁座から弁体を離隔させて開弁させると共に、操作ロッドの軸方向他方への移動に伴ってガス流量を次第に増加させるように構成されるモータ弁から成るものにおいて、
バーナへの点火時は、一方の開閉弁の弁座又は電磁石を吸着開始位置まで往動させることと、他方の開閉弁を開弁させることと、バーナに付設した点火電極でスパークを発生させながら、一方の開閉弁の電磁石にアーマチュアを吸着させた状態で一方の開閉弁の弁座又は電磁石を吸着開始位置から軸方向他方に復動させることとを順に実行するようしたことを特徴とするガス燃焼装置。