JPH0629672B2 - ガス湯沸器の安全装置 - Google Patents

ガス湯沸器の安全装置

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JPH0629672B2
JPH0629672B2 JP62042206A JP4220687A JPH0629672B2 JP H0629672 B2 JPH0629672 B2 JP H0629672B2 JP 62042206 A JP62042206 A JP 62042206A JP 4220687 A JP4220687 A JP 4220687A JP H0629672 B2 JPH0629672 B2 JP H0629672B2
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高明 荒木
英夫 稲垣
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    • F23N1/022Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/18Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
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  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、強制燃焼型ガス湯沸器において、供給ガス
圧が設定値以下にまで下回ったとき燃焼用空気量をシフ
トダウンさせてガス量と空気量をマッチングさせ、リフ
ティングなど異常燃焼の発生をなくし安全性を高めたガ
ス湯沸器の安全装置に関する。
〔従来の技術〕
全一次空気燃焼方式の強制燃焼型ガス湯沸器にあって
は、近時そのコンパクト化と性能の向上等が要求され、
これらを実現するためには空燃比、すなわち、ガス量と
空気量の比率を常に最適な燃焼が得られるようマッチン
グさせ完全燃焼を維持するのが安全上最低の条件である
が、従来のこの種のガス湯沸器においては、たとえば、
実開昭55−24696号公報、実開昭54−68246号公報等に示
されているように、一定の基準供給ガス圧のもとに空燃
比の比例制御が設定されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記従来の技術では、ガス量調整手段への出力
とこの出力と一定の関係にある出力を空気供給手段に与
え常に空燃比を一定範囲におさめることにより常時安定
した良好燃焼が得られるものであるが、特別な状況下、
たとえば、都市ガス使用地域において、夕食時に各家庭
が一斉にガスの使用をはじめた場合等にガス圧は急激に
低下し各家庭のガス器具に基準供給ガス圧でガスが供給
されず基準供給ガス圧以下で供給されることがある。こ
のような場合、特に、ガス器具を最大能力付近で使用し
ていると、ガスの通過抵抗あるいはガスガバナ特性によ
り最大ガス量が決ってしまいガス量調整手段にガス量を
増加させようとする出力が与えられてもガス量は増加せ
ず、燃焼用空気供給手段からはそのままの風量が出され
るため風量が過剰になりリフティングを生じたり、時に
はブローオフに達することもある。
この発明は、上記不具合の解消を目的としたガス湯沸器
の安全装置を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、上記目的を達成するために、たとえば、実
施例に対応する図面に示されているように、強制燃焼型
ガス湯沸器において、少なくとも出湯温度を設定する手
段2と、出湯温度を検出する手段3と、設定温度と実際
の出湯温度の差を演算制御部等で判断しこれを一致させ
るべく出力する手段4と、この出力を受けてガス量を増
減するガス量調整手段5と、この出力と一定の関係にあ
る出力を受けて風量を増減させる燃焼用空気供給手段6
とを有するものにおいて、前記ガス量調整手段5の上流
側に供給ガス圧を検出する手段1を備え、該供給ガス圧
を検出する手段1でガス量調整手段5の上流側の供給ガ
ス圧を検出し、この供給ガス圧が予め設定された値以下
にまで下回ったとき燃焼用空気供給手段6への出力を一
定の率でシフトダウンさせる補正手段を前記演算制御手
段4に組込んだという技術的手段を採り、上記問題点の
解決を図ったものである。
〔作 用〕
今、ガス量調整手段5に最大の出力が与えられており、
基準供給ガス圧以上でガスが供給されているときはガス
量と空気量はマッチングして何ら問題なく正常燃焼す
る。しかしながら、供給ガス圧が何らかの都合で基準供
給ガス圧以下に低下した場合、そのガスガバナ特性等か
らガス量調整手段5に最大の出力が与えられていてもそ
れに相応するガス量は得られず、燃焼用空気供給手段6
に最大の出力が与えられているならば該風量に対してガ
ス量が少ないという空気過剰状態となる。
そこで、ガス量調整手段5の上流側に備えた供給ガス圧
を検出する手段1により供給ガス圧が低下したことを検
出し、これが予め設定された供給ガス圧以下に達したな
らばガス量調整手段5によるガス量変化が追従していか
ないために、ガス量調整手段5への出力を一定の関係の
出力が与えられている燃焼用空気供給手段6に一定の比
率でその出力をシフトダウンし空気量を減少させ完全燃
焼に必要な空燃比を維持する。
また、供給ガス圧がある設定値以上に復帰すれば、燃焼
用空気供給手段6への出力のシフトダウンは解除され正
常の関係の制御に戻り適正な空燃比によって燃焼を継続
する。
〔実施例〕
以下この発明の一実施例を図面に基づき説明する。
第4図において、1は供給ガス圧検出センサで、ガスバ
ーナ7へのガス供給経路8の後述するガス量調整手段5
の上流側に備えられている。2は出湯温度設定器、3は
出湯温度検出センサで、出湯管9に備えられている。4a
は設定温度と実際の出湯温度の差を判断しこれを一致さ
せる演算制御部で、該演算制御部4aにより設定温と実際
の出湯温度の差を判断しこれを一致させるべくガス側駆
動回路4b及び空気側駆動回路4cに指令してガス量制御と
空気量の制御を行うようになっている。5はガス量調整
手段で、前記演算制御部4aからの出力を受けてガス量を
増減するガス量制御弁からなっている。6は燃焼用空気
供給手段で、前記ガス量調整手段5への出力と一定の関
係にある出力、たとえば、ガス側駆動回路4bから演算制
御部4aを介して空気側駆動回路4cに発せられる指令を受
けて風量を前記ガス量と比例的に増減させる、たとえ
ば、空気側駆動回路4cからの指令で回転される駆動モー
タ6aで送風ファン6bを回転し燃焼用空気を燃焼室10へ送
り、駆動モータ6aの回転数の変換によりファン能力が変
化できるようになしている。そして、上記演算制御部4a
には、前記供給ガス圧検出手段1によって得られたガス
量調整手段5の上流側の供給ガス圧が、予め設定した値
以下に下回ったとき前記燃焼用空気供給手段6への出力
を一定の率、たとえば、10%シフトダウンさせる補正手
段を組込んでいる。
なお、前記シフトダウンはガス量調整手段5がImaxと
云う最大出力時の場合であるが、若し、ガス供給圧が設
定値以下となっても、負荷が小さくガス量調整手段5へ
の駆動電流Iがガス供給圧の低下の影響を受けない値
以下に対しては、上記シフトダウンを取り止める出力判
別回路を設けている。
11は熱交換器で、燃焼室10の上端部に設けられ給水管12
がその入口側に、また、出湯管9は出口側に接続されて
いる。13は出湯蛇口、V,Vはガス開閉弁である。
上記構成において、次に第2図及び第3図を参照し乍ら
その具体的な作用を説明する。
今、ガス量調整手段5にImaxという最大の出力が与え
られており、基準供給ガス圧以上でガスが供給されてい
るときは、ガス量と空気量はマッチングして何ら問題な
く正常燃焼を継続する。しかしながら、供給ガス圧が何
らかの都合で基準供給ガス圧以下に低下した場合、その
ガバナ特性等からガス量調整手段5に最大の出力信号が
与えられていてもガス量変化が追従せず、それに相応す
るガス量は得られないので、燃焼用空気供給手段6は上
記ガス量調整手段5への出力と一定の関係にある出力を
受けて風量を増減するが、これがImaxと関係づけられ
た出力で決まっていると風量に対してガス量が少ないと
いう空気過剰となる。
そこで、供給ガス圧検出センサ1でガス量調整手段5の
上流側で供給ガス圧が低下したことを検出し、これがあ
る設定値以下に達したならばガス量調整手段5への出力
と一定の関係の出力が与えられている燃焼用空気供給手
段6に一定の比率でその出力をたとえば、10%シフトダ
ウンし空気量を減少させ空燃比を一定の比率に維持する
ものである。
上記一連の動作において、供給ガス圧が基準供給ガス圧
よりもある設定値以下にまで下回ったときに燃焼用空気
量を一定の率でシフトダウンさせる具体例を以下に説明
する。
第2図はガス量調整手段5に印加させる電流IがImin
(最小)からImax(最大)まで変化したときの各々の
供給ガス圧Pとノズル圧Pとの関係を示している。
参考までに、インプットはノズル圧Pの関数で表わさ
れ、P−(混合室圧力)の平方根に比例する。つま
り、 で示される。
今、基準供給ガス圧=100mmH2Oの都市ガスの場合を示す
と、1つの例として第3図に示したように、P=100m
mH2OのときはP=40mmH2O基準インプットが出るよう
に条件づけられているとする。第3図よりImaxの場
合、Pが100mmH2O近辺以上であれば印加電流通りのガ
ス量が出て、それに見合う燃焼用空気量が与えられるの
で何ら異常なく燃焼できるものであるが、基準供給ガス
圧である100mmH2O近辺よりも供給ガス圧が低下した場合
は前述のようにインプットはPの関数で示される分だ
け低下することは明かである。つまり、P=100のと
きのインプットをIp100、P=50のときのIpをIp5
0とすれば となる。かりに、混合室圧を5mmH2Oで等しいとすれ
ば、 となり、最小供給ガス圧のときはインプットが15.5%低
下することになる。ところが、燃焼用空気量はガス量調
整手段5へ印加される電流値と一定の関係にあるため、
この場合Imaxに見合う空気量が供給されることになり
ガス量と空気量の比率、つまり空燃比がくずれ適正な燃
焼を継続できなくなるという不都合が生ずる。
そこで、この発明では、供給ガス圧検出センサ1をガス
量調整手段5の上流側に設け、上記不都合を解決するも
のであるが、具体例としてPが65mmH2Oに下がったと
きONとし、80mmH2Oまで回復したときにOFFする供
給ガス圧検出センサ1を備え、Pが65mmH2Oまで低下
したとき、これを供給ガス圧検出センサ1が検出しON
の信号を燃焼用空気供給手段6に与え風量を約10%シフ
トダウンさせる。つまり、Imaxと一定の関係で供給さ
れていた燃焼用空気量を約10%低下させる。このことに
より供給ガス圧が低下してインプットが低下した場合で
も空燃比を適正範囲内におさめることができ、したがっ
て、正常な燃焼が維持できるのである。
一方、供給ガス圧が正常値まで順次回復してゆくと、P
−P特性にしたがってインプットも回復してくるこ
とは前図に示す通りであるが、この場合、風量をシフト
ダウンしたままでは空気量不足で適切な空燃比の範囲内
に入らないので、80mmH2Oに達したことを供給ガス圧検
出センサ1により検出しOFFの信号を燃焼用空気供給
手段6に与えることによってImaxで関連づけられる風
量に戻し適正な燃焼を継続するものである。
なお、ガス供給圧が低下してシフトダウンによる風量制
御は、該出力値が、燃焼負荷が小さく、何らその影響を
受けない出力値以下では、出力判別回路によって、シフ
トダウンの出力指令は行われず、ガス供給量に見合う空
気量が供給される。本実施例は一段による補正制御であ
るが、多段にする制御とすることも勿論可能である。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したように、強制燃焼型ガス湯沸器
において、供給ガス圧がある設定値以下に達したときこ
れをガス量調整手段の上流側で検出し、燃焼用空気供給
手段への出力を一定の率でシフトダウンさせる構造と
し、供給ガス圧が異常に低下し、その供給圧が低い状況
ではガス量調整手段によるガス量変化が追従していかな
いために、空気供給量をシフトダウンさせ、その空気量
をその供給ガス量にマッチングさせることによりリフテ
ィングなど異常燃焼の発生を防止し安全性を高めたもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示したブロック図、第2
図及び第3図はその作動状態を示すグラフ、第4図はガ
ス湯沸器の一例を示す概略構成図である。 1……供給ガス圧検出センサ、2……出湯温度設定器、
3……出湯温度検出センサ、4a……演算制御部、5……
ガス量調整手段、6……燃焼用空気供給手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】強制燃焼型ガス湯沸器において、少なくと
    も出湯温度設定手段と、出湯温度検出手段と、設定温度
    と実際の出湯温度の差を判断しこれを一致させるべく出
    力する演算制御手段と、この出力を受けてガス量を増減
    するガス量調整手段と、この出力と一定の関係にある出
    力を受けて風量を増減させる燃焼用空気供給手段とを有
    するものにおいて、前記ガス量調整手段の上流側に供給
    ガス圧検出手段を備え、該供給ガス圧検出手段でガス量
    調整手段の上流側の供給ガス圧を検出し、この供給ガス
    圧が予め設定した値以下に下回ったとき前記燃焼用空気
    供給手段への出力を一定の率でシフトダウンさせる補正
    手段を前記演算制御手段に組込んだことを特徴とするガ
    ス湯沸器の安全装置。
JP62042206A 1987-02-25 1987-02-25 ガス湯沸器の安全装置 Expired - Lifetime JPH0629672B2 (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5468246U (ja) * 1977-10-25 1979-05-15
JPS5524696U (ja) * 1978-08-07 1980-02-18

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