JP5632250B2 - 開放型ガス燃焼器具 - Google Patents

Description

本発明は、元止め式湯沸器等、燃焼用空気を室内からとり、燃焼ガスをそのまま室内へ排出する開放型ガス燃焼器具に関するものである。

従来、上記開放型ガス燃焼器具には、たとえば特許文献１に記載されているように、不完全燃焼のまま器具が継続的に使用されることを防止すべく、不完全燃焼を検出すると器具内における燃焼を停止させる不完全燃焼防止機能が備えられている。そして、特許文献１に記載の開放型ガス燃焼器具では、不完全燃焼の検出に伴う強制的な燃焼の停止回数をカウントしており、該停止回数が所定のリミット回数に達すると、部品のメンテナンスや交換が行われるまで器具の再使用を禁止する（いわゆるインターロックをかける）構成を採用している。

特開２０００−２６６３４４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の開放型ガス燃焼器具によれば、使用者が不完全燃焼の検出に伴う燃焼停止であるとは知らず、他の原因で燃焼が上手くできないのではないかと勘違いして連続的に点火操作してしまい、停止回数がすぐにリミット回数に達してしまう、すなわちインターロックされてしまうという事態が起こり得る。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、上記事態が生じることなく、使い勝手の良い開放型ガス燃焼器具を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、器具における燃焼状態を監視する監視手段と、該監視手段により燃焼状態に異常が検出されると燃焼を強制的に停止させる停止手段と、その強制的な停止回数をカウントするカウント手段と、前記停止回数が所定のリミット回数に達すると前記器具をインターロックするインターロック手段とを備えた開放型ガス燃焼器具であって、前記停止手段により燃焼が強制的に停止され、且つ、その停止回数が前記リミット回数に達していない場合、燃焼を強制的に停止してから所定時間にわたって前記器具における燃焼を禁止する禁止手段が設けられているとともに、前記禁止手段が、前記停止回数に応じて前記所定時間を決定することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記禁止手段により燃焼が禁止されている旨を報知する報知手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、停止手段により燃焼が強制的に停止され、且つ、その停止回数が所定のリミット回数に達していない場合、燃焼を強制的に停止してから所定時間にわたって器具における燃焼を禁止する禁止手段が設けられているため、たとえば使用者が操作ボタンを操作する等の点火操作を連続的に行ってしまい、停止回数がすぐにリミット回数に達してインターロックがかかってしまうといった事態を防止することができる。
また、禁止手段が、停止回数に応じて所定時間を決定するため、たとえば停止回数がリミット回数に近づくにつれ所定時間を長く設定することにより、室内の酸素濃度不足を十分な時間の換気によって確実に解消させ、停止回数が安易にリミット回数に達してしまわないよう図ることができるといった効果がある。
さらに、請求項２に記載の発明によれば、禁止手段により燃焼が禁止されている旨を報知する報知手段を設けているため、使用者に対して燃焼の強制的な停止や燃焼の禁止が禁止手段によるものであることを明確に報知することができる。さらに、禁止手段が燃焼を禁止しているということは、燃焼状態に異常が検出されているということであるため、たとえば室内の換気等の燃焼異常の解消作業を使用者へ促すことができる。

湯沸器の構造図である。 湯沸器のブロック構成図である。 コントローラにおける動作制御を示したフローチャート図である。

以下、本発明の一実施形態となる元止め式湯沸器（以下、単に「湯沸器」と称す）について、図面にもとづき詳細に説明する。

図１は、湯沸器１の構造図であり、図２は、湯沸器１のブロック構成図である。
湯沸器１は、燃焼室２内に、燃料ガスと一次空気との混合ガスを燃焼させるバーナ４と、バーナ４からの燃焼排気中の熱を主に回収して伝熱管内の通水を加熱する熱交換器５とを備えてなるもので、熱交換器５の入水側には水道に接続された給水管３が、出水側には出湯管６が夫々接続されており、給水管３からの水を加熱して出湯管６から湯として送り出すようになっている。また、給水管３の上流には、操作ボタン７の押し込み操作によりレバー８を介して開閉する水栓９と、ダイアフラム１０の一次圧室１１とが配置されており、一次圧室１１の下流に形成したベンチュリー１３が、差圧管１４を介してダイアフラム１０の二次圧室１２に接続されている。また、このダイアフラム１０には、突棒１５が連結されており、水栓９の開弁に伴って給水管３内へ通水されると、ベンチュリー１３での通水によって二次圧室１２の圧力が一次圧室１１よりも低下し、ダイアフラム１０が二次圧室１２側へ移動することで、突棒１５がダイアフラム１０の移動に連動するようになっている。さらに、ダイアフラム１０に連動して突棒１５が作動すると、バーナ４へのガス流路に配置されたマグネット電磁弁１６の開弁機構１６ａが動作して開弁し、続いて水圧応動弁１７が開弁するようになっている。加えて、操作ボタン７の押し込み操作を検出するためのスイッチ２１がコントローラ２２に接続されており、該スイッチ２１がＯＮされると、マグネット電磁弁１６へ電力を供給して開弁状態が維持されるようになっている。尚、１９、２０は、マグネット電磁弁１６及び水圧応動弁１７の開弁に合わせて順次ＯＮされる水圧スイッチであり、湯沸器１の各種動作を制御するコントローラ２２に接続されている。また、ガス流路における水圧応動弁１７の下流側には、操作ボタン７の押し込み操作に伴い開弁する器具栓１８が設けられている。

一方、コントローラ２２には、バーナ４を点火させるための点火電極２３とイグナイタ２４、及び炎を検知するためのフレームロッド２５が接続されるとともに、バーナ４に併設したセンシングバーナ４ａの近傍に設けられる一次熱電対２６と、バーナ４の上方で熱交換器５下部の内胴窓（図示せず）に臨ませて設けられる二次熱電対２７とが、（＋）（−）の極性を逆向きにして直列に接続されている。そして、一次熱電対２６及び二次熱電対２７の合成起電力がコントローラ２２へ入力されることにより、コントローラ２２ではバーナ４における不完全燃焼を検出可能となっている。尚、２８は乾電池、２９は電池交換時期用のＬＥＤランプ、３０は不完全燃焼の検出を報知するための報知用ＬＥＤランプである。

ここで、本発明の要部となるコントローラ２２における動作制御について、図３のフローチャートをもとに説明する。
まず、使用者によって操作ボタン７が押し込み操作され（Ｓ１）、該押し込み操作に伴うスイッチ２１のＯＮを検出すると、コントローラ２２は後述する禁止状態にあるか否かを判断する（Ｓ２）。使用当初は、当然禁止状態にない（Ｓ２でＮＯと判断する）ため、上述したように水栓９やダイアフラム１０が作動して通水が開始されるとともにマグネット電磁弁１６等が開弁された際、Ｓ３においてマグネット電磁弁１６へ電力を供給したり点火電極２３をスパークさせる等といった点火動作を行い、バーナ４に着火させる。そして、着火後は、再び操作ボタン７が操作される等の消火動作が行われる（Ｓ４でＹＥＳと判断）まで、一次熱電対２６及び二次熱電対２７の合成起電力を監視して、バーナ４における燃焼が正常な燃焼であるか否かを判断する（Ｓ５）。そして、特に異常が認められない（正常に燃焼し続ける）場合には、消火操作を契機としてマグネット電磁弁１６への電力供給を停止して閉弁させ、ガスの供給を遮断する等といった消火動作を行い（Ｓ６）、バーナ４を消火する。また、マグネット電磁弁１６の閉弁に伴い水圧応動弁１７が作動して、ダイアフラム１０も作動し、通水も停止されることになる。尚、一次熱電対２６及び二次熱電対２７を用いたバーナ４の燃焼状態の監視については、たとえば上記特許文献１にも記載されているような周知の方法で行う。

一方、Ｓ５において、室内の酸素濃度不足やファン閉塞等に起因したバーナ４の燃焼異常、すなわちバーナ４の不完全燃焼を検出すると、コントローラ２２は、消火操作の有無に拘わらず、マグネット電磁弁１６を閉弁する等して強制的にバーナ４を消火させ、燃焼を停止させる（Ｓ７）とともに、燃焼異常の発生として燃焼の強制的な停止回数を１加算する（Ｓ８）。また、Ｓ９において、燃焼異常の発生に伴う停止回数のカウント値が３以下であるか否かを判断し、３以下である場合には（Ｓ９でＹＥＳと判断）、操作ボタン７の押し込み操作を無効にする（すなわち、スイッチ２１のＯＮを無効と判断する）禁止状態へ移行するとともに、報知用ＬＥＤランプ３０を点滅させるといった報知動作を開始する（Ｓ１０）。そして、当該禁止状態へ移行すると、たとえ操作ボタン７が押し込み操作されたとしても、マグネット電磁弁１６への電力の供給や点火電極２３のスパーク等といった点火動作を実行しない。また、Ｓ２における判断の結果Ｓ１２へと進み、禁止状態へ移行してから５分間が経過しているかを判断することによって、上記禁止状態及び報知動作を５分間継続させる。その後、５分間が経過する（Ｓ１２でＹＥＳと判断）と、禁止状態を解除して操作ボタン７の押し込み操作を有効とする通常の状態へ復帰させるとともに、報知用ＬＥＤランプ３０による報知動作を停止させる（Ｓ１３）。
一方、上記禁止状態等を経た後に再び燃焼異常が検出される等して、燃焼の強制的な停止回数が累計４回（リミット回数）に達すると（Ｓ９でＮＯと判断）、インターロックをかけ（Ｓ１１）、部品のメンテナンスや交換が行われるまで湯沸器１の再使用を禁止する。

以上のような構成を有する湯沸器１によれば、燃焼異常の検出に伴いバーナ４を強制的に消火して燃焼を停止させた際、その停止回数がリミット回数に達していなければ、該強制的な燃焼の停止から５分間にわたり操作ボタン７の押し込み操作を無効にするといった禁止状態とする（すなわち、５分間にわたってバーナ４における燃焼を禁止する）。したがって、使用者が連続的に操作ボタン７を操作してしまい、停止回数がすぐにリミット回数に達してインターロックがかかってしまうといった事態を防止することができる。
また、禁止状態にある間は報知用ＬＥＤランプ３０を用いた報知動作を継続的に行うため、使用者に対して燃焼の強制的な停止や燃焼の禁止が禁止状態へ移行したことによるものであることを明確に報知することができる。さらに、禁止状態へ移行したということは、燃焼状態に異常が検出されたということであるため、たとえば室内の換気等の燃焼異常の解消作業を使用者へ促すことができる。

なお、本発明の開放型ガス燃焼器具に係る構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、開放型ガス燃焼器具の全体的な構成や禁止状態に係る構成等を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施形態では禁止状態への移行が何回目であるかに拘わらず、常に５分間にわたり禁止状態を継続するといった構成を採用しているが、たとえば１回目は５分間、２回目は７分間、３回目は１０分間といったように何回目の禁止状態であるかに応じて禁止状態の継続時間を決定するように構成することも可能である。そして、該構成を採用することにより、停止回数がリミット回数に近づくにつれて、たとえば室内の酸素濃度不足を十分な時間の換気によって確実に解消させ、停止回数が安易にリミット回数に達してしまわないよう図ることができるといった効果がある。尚、禁止状態の継続時間については、言うまでもなく上記実施形態の５分間に限定されない。
また、報知動作についても同様で、何回目の禁止状態であるかに応じて報知動作の態様を変化させる（たとえば、３回目については、禁止状態である期間中、報知用ＬＥＤランプ３０を点滅させることなく点灯させ続ける等）ように構成してもよい。

さらに、報知手段としてブザー等を設けてもよく、上記実施形態の報知用ＬＥＤランプに限定されることはない。
加えて、上記湯沸器以外の他の開放型ガス燃焼器具（たとえば、先止め式湯沸器）に対しても禁止状態等に係る上記構成を適用可能であることは言うまでもない。

１・・湯沸器、２・・燃焼室、３・・給水管、４・・バーナ、５・・熱交換器、６・・出湯管、７・・操作ボタン、１６・・マグネット電磁弁、２１・・スイッチ、２２・・コントローラ（監視手段、停止手段、カウント手段、インターロック手段、禁止手段）、２３・・点火電極、２６・・一次熱電対（監視手段）、２７・・二次熱電対（監視手段）、３０・・報知用ＬＥＤランプ（報知手段）。

Claims (2)

1. 器具における燃焼状態を監視する監視手段と、該監視手段により燃焼状態に異常が検出されると燃焼を強制的に停止させる停止手段と、その強制的な停止回数をカウントするカウント手段と、前記停止回数が所定のリミット回数に達すると前記器具をインターロックするインターロック手段とを備えた開放型ガス燃焼器具であって、
   前記停止手段により燃焼が強制的に停止され、且つ、その停止回数が前記リミット回数に達していない場合、燃焼を強制的に停止してから所定時間にわたって前記器具における燃焼を禁止する禁止手段が設けられているとともに、
   前記禁止手段が、前記停止回数に応じて前記所定時間を決定することを特徴とする開放型ガス燃焼器具。
2. 前記禁止手段により燃焼が禁止されている旨を報知する報知手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の開放型ガス燃焼器具。

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