JPH07167429A

JPH07167429A - 熱交換器フィン詰り検知機能付きガス燃焼機器

Info

Publication number: JPH07167429A
Application number: JP34256693A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Aoki; 豊青木; Yasuyuki Konishi; 靖之小西
Original assignee: Paloma Kogyo KK
Current assignee: Paloma Kogyo KK
Priority date: 1993-12-13
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 1995-07-04
Anticipated expiration: 2017-11-20
Also published as: JP3347447B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ガス給湯器などのガス燃焼機器において熱交
換器のフィン詰り具合を早期に検知することにより不完
全燃焼の回避，器具の恒久的使用を達成すること。【構成】燃焼ガス流路４２に設けられる熱交換器１６
のフィン間隔として通常のフィン間隔部分（Ａ部分）
と、それよりも広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）とを設
け、広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）のフィン間を通過
した燃焼ガスの排気温度をその燃焼ガス流路４２におけ
る熱交換器１６の下流側に配置した熱電対４６により検
知し、その検知信号に基づいて前記熱交換器のフィン詰
り具合が検知されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス給湯器，ガス風呂
釜などのガス燃焼機器に関し、さらに詳しくは、ガスバ
ーナの熱により給水管を流れる水を加熱する熱交換器の
フィン詰り具合を検知する機能を備えたガス燃焼機器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のガス燃焼機器、たとえば
ガス給湯器などでは、図９にその制御フローチャートを
示したが、給湯栓を開くと水流スイッチがＯＮして送風
ファンの回転が始まり、次いで各種ガス弁が開いてガス
バーナにガスが供給され、イグナイタによりその点火が
行なわれ、そのガスバーナによる燃焼ガスの熱により熱
交換器に配管された給水管を流れる水が加熱され、出湯
水が得られる。そして通常の運転状態では出湯温度と設
定温度との比較によりガスバーナのガス量を連続的に制
御（フィードバック制御）し、一方給湯栓を閉じると水
流スイッチがＯＦＦとなり、各種ガス弁が閉じて送風フ
ァンが停止し、燃焼が停止されるようにしていることは
周知のとうりである。

【０００３】たとえばこのようなガス給湯器において、
熱交換器のフィン部には各種の腐食生成物が堆積し、あ
るいはススのような燃焼生成物やほこり等が付着する。
ここに腐食生成物としては、高温酸化生成物や低温腐食
生成物といったものがある。高温酸化生成物は、熱交換
器のフィン部に高温度の燃焼排気ガスが接触することに
よりそのフィン部が酸化して生成された酸化銅（Ｃｕ
Ｏ）や酸化鉛（ＰｂＯ）等の酸化物を総称したものであ
り、ガスバーナへの燃焼ガスのインプット量の影響（能
力の大きい時に起こりやすい）、又は空気比の影響（空
気比の低い時に起こりやすい）により生じる。また、低
温腐食生成物は、その熱交換器のフィン部に燃焼排ガス
中の水分などが凝縮してドレイン状に生成される硝酸銅
（Ｃｕ（ＮＯ₃）₂），炭酸銅（ＣｕＣＯ₃ ），硫酸銅
（ＣｕＳＯ₄ ）等の塩類を総称したものであり、比較的
低温度の出湯温度（約４０℃以下）の湯を使用する場合
に燃焼ガスの温度が低くなることにより生じるものであ
る。一方燃焼生成物（スス）は、燃焼ガス中の未燃炭素
成分がススとして付着したようなものをいう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしてこのような腐
食生成物や燃焼生成物（スス），あるいはほこりなど
が、長期間に亘る器具の運転使用によって熱交換器のフ
ィン部に付着生成（堆積）されると、それが原因で熱交
換器のフィン間を通過する燃焼排気ガスの通気抵抗が増
加する。そのために燃焼に必要な空気の供給量が減少し
て一酸化炭素ガス（ＣＯガス）が多量に発生して燃焼不
良を起こしたり、さらには熱交換器のフィン部に付着生
成物が堆積することによりそのフィン部の熱伝達効率も
悪くなって、所望の出湯温度が得られなくなるという現
象が起こる。また、繰り返しの運転によって熱交換器部
材やガスバーナを囲むケーシングそのものが熱ひずみに
よる金属疲労を起こしてその燃焼室壁面に穴があき、そ
れが原因で燃焼ガスの漏洩等が起こって器具使用上の安
全性が損なわれるといった問題も生じることになる。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、ガ
ス給湯器などのガス燃焼機器において適切な時期に熱交
換器のフィン詰り具合を検知することにより不完全燃焼
の回避，燃焼効率の向上に寄与せんとするものであり、
またメインテナンスの適確な対応によって器具の恒久的
使用を達成せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の熱交換器フィン詰り検知機能付きガス燃焼機
器は、燃焼ガス流路に設けられる熱交換器のフィンの間
隔を部分的に通常のフィン間隔よりは広幅とし、少なく
ともその広幅のフィン間隔部分のフィン間を通過した燃
焼ガスの排気温度又は流速を検知する手段を前記燃焼ガ
ス流路における熱交換器の下流側に配置し、前記検知手
段からの検知信号に基づいて前記熱交換器のフィン詰り
が検知されるようにしたことを要旨とするものである。
この場合に１つの実施態様としては、図２に示されるよ
うに、その広幅のフィン間隔部分を通過した燃焼ガスの
排気温度を検知するものが挙げられる。

【０００７】また本発明の別の実施態様としては、図５
に示されるように、広幅のフィン間隔部分を通過した燃
焼ガスの排気温度又は流速を検知する第１の検知手段と
通常のフィン間隔部分のフィン間を通過した燃焼ガスの
排気温度又は流速を検知する第２の検知手段とをそれぞ
れ備え、該第１の検知手段および第２の検知手段からの
検知信号に基づいて前記熱交換器のフィン詰りが検知さ
れるようにしたものが挙げられる。

【０００８】さらに本発明の別の実施態様としては、図
７に示されるように、燃焼ガス流路に設けられる熱交換
器に等間隔に配列されるフィンの大きさを部分的に変え
てそのフィンの大きさの異なる部分のフィン間隔を通常
のフィン間隔よりも広幅とし、少なくともその広幅のフ
ィン間隔部分のフィン間を通過した燃焼ガスの排気温度
又は流速を検知する手段を前記燃焼ガス流路における熱
交換器の下流側に配置し、前記検知手段からの検知信号
に基づいて前記熱交換器のフィン詰りが検知されるよう
にしたものが挙げられる。

【０００９】そしてまたこの図７に示される実施態様の
変形例として、図示まではしないが、広幅のフィン間隔
部分のフィン間を通過した燃焼ガスの排気温度又は流速
を検知する第１の検知手段と、通常のフィン間隔部分の
フィン間を通過した燃焼ガスの排気温度又は流速を検知
する第２の検知手段とをそれぞれ備え、該第１の検知手
段および第２の検知手段からの検知信号に基づいて前記
熱交換器のフィン詰りが検知されるようにしたものも挙
げられる。

【００１０】さらに図８に示されるように、熱交換器の
通常のフィン間隔部分とそれよりも広幅のフィン間隔部
分との間に、通常のフィン間隔部分のフィン間を通過す
る燃焼ガスと広幅のフィン間隔部分のフィン間を通過す
る燃焼ガスとが混合されるのを阻止する仕切部材が設け
られているものも挙げられる。

【００１１】

【作用】上記の構成を有する本発明の熱交換器フィン詰
り検知機能付きガス燃焼機器によれば、初めに上位概念
としての請求項１に記載の発明について説明すると、ガ
スバーナによる燃焼ガスは、燃焼ガス流路に設けられる
熱交換器のフィン間を通るが、そのときに通常のフィン
間隔より広幅のフィン間隔部分のフィン間を通過した燃
焼ガスの排気温度が熱交換器の下流側に配置される検知
手段（たとえば、熱電対や流速センサ）により検知さ
れ、その検知信号に基づいて前記熱交換器のフィン詰り
が検知される。つまり熱交換器のフィンの付着物が増す
につれてガスバーナによる燃焼ガスの流れはフィン間隔
の広い方へ主に生じる結果、検知手段の検知信号に変化
が生じ、その検知信号の変化度合によって熱交換器のフ
ィン詰り具合が検知されるものである。

【００１２】このときにたとえば排気温度検知手段によ
り検知される排気温度の燃焼ガスが通過するフィン間隔
を通常のフィン間隔より広幅にしてあれば、熱交換器の
フィンへの付着生成物が増すとその燃焼ガスはフィン間
隔の広い方へ主に流れ、その結果前記排気温度検知手段
からの検知信号が変化し、これにより熱交換器のフィン
詰りが検知されるものである。

【００１３】またたとえば、このときにその通常のフィ
ン間隔より広幅のフィン間隔部分のフィン間を通過した
燃焼ガスの排気温度を検知する第１の検知手段と、通常
のフィン間隔部分のフィン間を通過した燃焼ガスの排気
温度を検知する第２検知手段とをそれぞれ備えるものに
あっては、この第１の検知手段および第２の検知手段か
らの検知信号に基づいて前記熱交換器のフィン詰りが検
知される。

【００１４】すなわちこの場合には、熱交換器のフィン
への付着生成物の付着量が増すにつれてガスバーナによ
る燃焼ガスの流れはフィン間隔の広い方へ主に生じるこ
との結果としてフィン間隔の狭い方のフィンを通過する
燃焼ガスの量は減少することから、両方の検知信号を採
ることによりその検知信号の変化度合をより大きくみる
ことができ、より正確に熱交換器のフィン詰り具合が検
知されることになる。

【００１５】たとえば、第１の検知手段により検知され
る排気温度の燃焼ガスが通過するフィン間隔を、第２の
検知手段により検知される排気温度の燃焼ガスが通過す
る通常のフィン間隔より大きくしてあれば、熱交換器の
フィンへの付着生成物が増すとその燃焼ガスはフィン間
隔の広い方へ主に流れ、通常のフィン間隔の方へ流れる
燃焼ガス量は減り、前記第１の検知手段からの検知信号
が上方向へ変化するとすれば、他方の第２の検知手段か
らの検知信号は下方向へ変化し、両検知信号間の変化の
度合いが増してより一層熱交換器のフィン詰り具合が正
確に検知されるものである。

【００１６】

【実施例】以下に本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。初めに本発明が適用されるガ
ス給湯器の全体構成を図１に示して説明する。このガス
給湯器１０は、給水管１２と給湯管１４とが熱交換器１
６を介して接続され、給水管１２には水流スイッチ１８
が、また給湯管１４には湯温サーミスタ２２がそれぞれ
接続されている。給湯管１４の先端に給湯栓２４が設け
られている。

【００１７】一方、熱交換器１６を加熱するガスバーナ
２６には、ガス管２８が接続され、このガス管２８には
ガス元電磁弁３０、メイン電磁弁３２およびガス比例弁
３４が設けられると共に、ガスバーナ２６には送風ファ
ン３６も接続されている。そして、給水管１２の水流ス
イッチ１８、給水管１４の湯温サーミスタ２２、ガス管
２８のガス元電磁弁３０、メイン電磁弁３２およびガス
比例弁３４、並びに送風ファン３６はそれぞれコントロ
ーラ３８に接続されている。

【００１８】次に、図２に本発明の第１の実施例として
の熱交換器の構成を具体的に示して説明する。この実施
例では、前述の熱交換器１６とガスバーナ２６とがケー
シング４０により囲まれていて、このケーシング４０内
にガスバーナ２６による燃焼ガスが熱交換器１６に向け
て流れるガス流路４２が形成されている。一方、熱交換
器１６には多数のフィン４４，４４・・が、そのガス流
路４２を流れる燃焼ガスの流れとは直交する方向に多数
枚列設されてなるものであるが、その熱交換器１６のフ
ィンの間隔（ピッチ）が燃焼ガスのメイン流路において
通常のフィン間隔により構成され（図中、「Ａ部」）、
片側サイド寄り部位ではその通常のフィン間隔よりも広
幅のフィン間隔により構成されている（図中、「Ｂ
部」）。そしてこのケーシング４０内の熱交換器１６の
下流側には、前述の広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）を
通過してきた燃焼ガスの排熱温度を検知する熱電対４６
がケーシング壁に取付けられている。この熱電対４６は
燃焼ガス温度を検知することにより起電力が上昇するも
のであり、やはりコントローラ３８に接続されている。

【００１９】このように構成されたガス給湯器１０は、
次のように作動する。給湯栓２４を開くと給水管１２に
水が流れ水流スイッチ１８がＯＮし、コントローラ３８
からの出力により送風ファン３６が回転を開始する。そ
してプリパージの後ガス元電磁弁３０およびメイン電磁
弁３２が開いてガス比例弁３４が緩点火動作状態とな
り、ガスバーナ２６にガスが供給され、それと同時にイ
グナイタ（図示せず）が連続的にスパークしてガスバー
ナ２６に緩点火が行なわれる。緩点火動作終了後には比
例制御が開始され、湯温サーミスタ２２で検出した湯温
と設定した湯温とに差があると、コントローラ３８でそ
れを判断し、ガス比例弁３４へ信号を送り、ガス量を連
続的に変化させて熱交換器１６の出口温度を一定に保
ち、ガス比例弁３４によるガス量の変化に応じてコント
ローラ３８から送風ファン３６のファンモータへ信号が
送られ、ガス量と空気量の関係が一定に保たれるように
なっている。一方給湯栓２４を閉じると水流スイッチ１
８がＯＦＦとなり、ガス元電磁弁３０，メイン電磁弁３
２およびガス比例弁３４がＯＦＦとなり、ガスバーナ２
６が消火し、ポストパージ動作に入り、ポストパージ動
作のタイムアップによりファンが停止されるものであ
る。

【００２０】かくして本発明によれば、熱交換器１６の
フィンに付着生成物が存在しない（比較的「新品」に属
する）場合には、ガスバーナ２６による燃焼ガスが各フ
ィン４４，４４・・間を通過するときの通気抵抗は、通
常のフィン間隔部分（Ａ部分）もそれよりも広幅のフィ
ン間隔部分（Ｂ部分）もそれ程変わらず、ほぼ同じ状態
にある。したがってそのときの熱電対４６で検知される
燃焼ガスの排気温度に相当する起電力値（ｍＡ）をベー
スとして考える。

【００２１】そしてこれが繰り返しの運転によって熱交
換器１６のフィンに付着生成物が堆積してくると、通常
のフィン間隔部分（Ａ部分）の方が広幅のフィン間隔部
分（Ｂ部分）よりも狭幅であるために多く付着物が堆積
し、通常のフィン間隔部分（Ａ部分）の方が広幅のフィ
ン間隔部分（Ｂ部分）よりも通気抵抗が増加する。この
ために通常のフィン間隔部分（Ａ部分）の燃焼排気ガス
の通過量が減少し、その分広幅のフィン間隔部分（Ｂ部
分）を通過する燃焼排気ガスの通過量が増加し、その排
気ガスの流れも速くなる。その結果広幅のフィン間隔部
分（Ｂ部分）を通過した燃焼排気ガスとフィンとの接触
時間が短かくなり、その排気ガスは高温度のままフィン
間を通過してしまうため、その下流側の排気温度が高く
なり、熱電対４６の起電力は上昇するためコントローラ
３８では熱交換器１６にフィン詰りが生じつつあること
が検知される。

【００２２】図３は、熱交換器１６のフィン詰り度合い
と熱電対４６の起電力値との関係を示したものである。
横軸にフィン詰り度合いを採り、縦軸に熱電対４６の起
電力値（ｍＡ）を採っている。図示されるように、熱交
換器１６のフィン詰り度合いが増すにつれて熱電対４６
の起電力値が上昇する。そしてこの熱電対４６の起電力
値は、前述の広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）を通過す
る燃焼ガスの通過量が増してその排気温度が高くなるに
つれて高くなるものであるから、その起電力値の上昇に
よって熱交換器１６のフィン詰りが生じつつあること、
およびそのフィン詰り具合の進行度が判断されるもので
ある。

【００２３】図４は、このガス給湯器１０の制御フロー
チャートを示している。このフローチャートでは、熱交
換器１６のフィン詰りがどのように判断され、またそれ
に対して器具がどのように作動するかが示されている。
前述のように給湯栓２４を開き水流スイッチ１８のＯＮ
信号が検知される（ステップ１、以下単に「Ｓ１」と表
記する。）と、ガスバーナ２６の燃焼が開始される（Ｓ
２）が、そのガスバーナ２６の燃焼排気ガスの排気温度
は、熱交換器１６の広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）を
通過したときに熱電対４６により起電力値として検知さ
れる。そしてその熱電対４６の起電力がある基準値以下
（この実施例ではＡｍＶ以下とする。図３中、点
「Ａ」）と判断されている限り（Ｓ３，「ＮＯ」）で
は、出湯温度が設定温度になるようにガス比例弁３４の
開度や送風ファン３６の回転数が制御されてフィードバ
ック制御がなされる（Ｓ４）。そして水流スイッチ１８
がＯＮ状態にある限り（Ｓ５，「ＹＥＳ」）では燃焼は
継続し、熱電対４６により燃焼排気ガスの排気温度が検
知され続け、一方水流スイッチ１８のＯＦＦ信号が検知
される（Ｓ５、「ＮＯ」）と燃焼が停止される（Ｓ
６）。

【００２４】このようなガス燃焼状態において、Ｓ３で
熱電対４６の起電力がＡｍＶ以上になったと判断された
とき（Ｓ３，「ＹＥＳ」）、このガス器具のフィン目詰
りランプ（図示せず）を点滅させて使用者に注意が喚起
される（Ｓ７）と共に、この状態ではまだ燃焼異常を来
たしているとはみなされないのでガス比例弁３４の開度
および送風ファン３６の回転数を変更してフィードバッ
ク制御の定数を変える（Ｓ８）ことにより燃焼を安定的
に制御する（Ｓ９）。そしてＳ１０において熱電対４６
の起電力がＢｍＶ以下である間（Ｓ１０，「ＮＯ」）に
おいて器具は作動し続け、水流スイッチ１８がＯＦＦさ
れなければ（Ｓ１１，「ＹＥＳ」）燃焼を続けるし、水
流スイッチ１８のＯＦＦ信号が検知されれば（Ｓ１１，
「ＮＯ」）燃焼は停止される（Ｓ１２）が、燃焼を継続
して熱電対４６の起電力がＢｍＶ（図３中、点「Ｂ」）
以上になったと判断されたとき（Ｓ１０，「ＹＥ
Ｓ」）、燃焼が停止される（Ｓ１３）とともに、フィン
目詰りの異常表示ランプ（図示せず）が点滅し、かつ警
報器が鳴る等により使用者に警告が発せられる（Ｓ１
４）。

【００２５】したがって使用者は、このフローチャート
のＳ７において熱交換器１６のフィン詰り現象が生じつ
つあることを察知でき、またＳ１４においてフィン詰り
が異常状態にあることの警告を受けることから、適確に
メインテナンスの対応を採ることができる。またそうす
ることによって熱交換器１６やケーシング４０等の過度
の使用による損傷を回避し、それにより惹起される火災
等の危険な状態を事前に防止出来る。

【００２６】図５は、本発明の第２の実施例を示したも
のである。この実施例では、やはりケーシング４０内に
配置される熱交換器１６ａに多数枚列設されるフィン４
４，４４・・の間隔（ピッチ）が燃焼ガスのメイン流路
においては通常のフィン間隔により構成され（図中、
「Ａ部」）、片側サイド寄り部位ではその通常のフィン
間隔よりも広幅のフィン間隔により構成されている（図
中、「Ｂ部」）が、そのケーシング４０内の熱交換器１
６ａの下流側には、前述の広幅のフィン間隔部分（Ｂ部
分）を通過してきた燃焼ガスの排熱温度を検知する熱電
対（１）４６のほかに、通常のフィン間隔部分（Ａ部
分）を通過してきた燃焼ガスの排気温度を検知する熱電
対（２）４８もケーシング壁に取付けられている。この
熱電対（２）４８も熱電対（１）４６と同様、燃焼ガス
温度を検知することにより起電力が上昇するものであ
り、やはりコントローラ３８に接続されている。尚、こ
の実施例の説明では、前述の図２の構成と同一の構成部
分については同一の符号を付して、その構成の詳細な説
明は割愛している。

【００２７】かくしてこの図５に示した実施例の場合
も、熱交換器１６ａのフィンに付着生成物が存在しない
（比較的、「新品」に属する）場合には、ガスバーナ２
６による燃焼ガスが各フィン４４，４４・・間を通過す
るときの通気抵抗は、通常のフィン間隔部分（Ａ部分）
もそれよりも広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）もそれ程
変わらず、ほぼ同じ状態にあるが、繰り返しの運転によ
って熱交換器１６ａのフィンに付着生成物が堆積してく
ると、通常のフィン間隔部分（Ａ部分）の方が広幅のフ
ィン間隔部分（Ｂ部分）よりも通気抵抗が増加するため
に通常のフィン間隔部分（Ａ部分）の燃焼排気ガスの通
過量が減少しその排気ガスの流れが遅くなるし、その分
広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）を通過する燃焼排気ガ
スの通過量が増加するし、その排気ガスの流れも速くな
る。その結果広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）では燃焼
排気ガスが高温度のままを通過してその燃焼排気ガスの
下流側の排気温度が高くなり、反面通常のフィン間隔部
分（Ａ部分）では燃焼排気ガスが温度を下げて通過する
ためその燃焼排気ガスの下流側の排気温度が低くなる。
したがって熱電対（１）４６の起電力は上昇し、熱電対
（２）４８の起電力は下降するため、コントローラ３８
では熱交換器１６ａにフィン詰りが生じつつあることが
検知される。

【００２８】図６は、やはり図３に示したと同様、熱交
換器１６ａのフィン詰り度合いと熱電対（１）４６およ
び熱電対（２）４８の起電力値との関係を示している。
図示されるように、熱交換器１６ａのフィン詰り度合い
が増すにつれて熱電対（１）４６の起電力値が上昇し、
熱電対（２）の起電力値が下降する。したがってコント
ローラ３８では、両熱電対（１）（２）の起電力値の差
から熱交換器１６ａのフィン詰りの度合いを検知するも
のである。すなわちフィン詰りが進行し、広幅のフィン
間隔部分（Ｂ部分）を通過する燃焼ガスの通過量が増し
てその排気温度が高くなるにつれて熱電対（１）４６の
起電力値は高くなり、逆にそのとき通常のフィン間隔部
分（Ａ部分）を通過する燃焼ガスの通過量が減少してそ
の排気温度は低くなるから熱電対（２）４８の起電力値
は低くなり、その起電力値の上昇と下降との差（△Ｅ）
によって熱交換器１６ａのフィン詰りが生じつつあるこ
と、およびそのフィン詰り具合の進行度が判断される。

【００２９】そしてこの図５に示した実施例のように両
熱電対（１）（２）を用いることにより、前述の図２の
場合よりも熱電対の起電力値の変動を大きくとらえるこ
とができ、より正確にかつ早めにフィン詰り具合やフィ
ン詰りの進行度が判断されるものである。

【００３０】図７は、本発明の第３の実施例を示したも
のである。この実施例では、熱交換器１６ｂのフィンの
配列形態を変えている。すなわち、図示されるように、
フィン４４，４４・・の間隔そのものは等間隔（ピッ
チ）に設計されているが、片側サイド寄り部位ではその
フィンの大きさ（１枚当たりの面積）を１枚おきに変え
て小さい面積のフィン４５，４５・・をその通常の大き
さ（面積）のフィン４４，４４間に配列させている。こ
れによりフィンの間隔（ピッチ）が燃焼ガスのメイン流
路においては通常のフィン間隔により構成され（図中、
「Ａ部」）、片側サイド寄りの一部ではその通常のフィ
ン間隔よりも広幅のフィン間隔により構成されている
（図中、「Ｂ部」）。

【００３１】かくしてこの場合も前述の図２〜図６につ
いて説明したと同様に、熱交換器１６ｂのフィンに付着
生成物が存在しない場合には、ガスバーナ２６による燃
焼ガスが各フィン間を通過するときの通気抵抗は、通常
のフィン間隔部分（Ａ部分）も１枚おきに小面積のフィ
ンを配置した広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）もそれ程
変わらず、ほぼ同じ状態にあるが、繰り返しの運転によ
って熱交換器１６ｂのフィンに付着生成物が堆積してき
たときに、通常のフィン間隔部分（Ａ部分）の方が広幅
のフィン間隔部分（Ｂ部分）よりも通気抵抗が増加して
通常のフィン間隔部分（Ａ部分）の燃焼排気ガスの通過
量が減少し、その分１枚おきに小面積のフィンを配置し
た広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）を通過する燃焼排気
ガスの通過量が増加する。そのために図示しないが、１
枚おきに小面積のフィンを配置した広幅のフィン間隔部
分（Ｂ部分）の下流側に熱電対を配置したもの（前述の
図２に相当するもの）においては、その熱電対によりそ
こを通過した燃焼排気ガスの下流側の排気温度の上昇が
検知され、熱交換器１６のフィン詰りが検知される。一
方、広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）のみならず通常の
フィン間隔部分（Ａ部分）にも熱電対を配置したもの
（前述の図５に相当するもの）においては、広幅のフィ
ン間隔部分（Ｂ部分）の下流側に配置される熱電対の起
電力が上昇し、通常のフィン間隔部分（Ａ部分）の下流
側の熱電対の起電力が下降することによって熱交換器の
フィン詰りが検知されるものである。

【００３２】尚、上述した各種実施例において、熱電対
４６あるいは４８は熱交換器のフィン近傍に取り付ける
のがよい。そうすれば、通常にフィン間隔部分（Ａ部
分）を通過する燃焼排気ガスと広幅のフィン間隔部分
（Ｂ部分）を通過する燃焼排気ガスとはフィンを通過し
た直後にすぐには混ざらないため瞬時にかつ正確に起電
力値の変動が感知される。

【００３３】図８は、その燃焼排気ガスの混合を阻止す
るものとしての本発明の更に別の実施例を示したもので
ある。この実施例では、前述の図２に示した熱交換器１
６の構成と同様に熱交換器１６とガスバーナ２６とを囲
むケーシング４０内にガスバーナ２６による燃焼ガスが
熱交換器１６に向けて流れるガス流路４２が形成され、
一方、熱交換器１６には多数のフィン４４，４４・・
が、そのガス流路４２を流れる燃焼ガスの流れとは直交
する方向に多数枚列設されてなるものであって、その熱
交換器１６のフィンの間隔（ピッチ）が燃焼ガスのメイ
ン流路において通常のフィン間隔により構成され（図
中、「Ａ部」）、片側サイド寄り部位ではその通常のフ
ィン間隔よりも広幅のフィン間隔により構成されて（図
中、「Ｂ部」）、さらにこのケーシング４０内の熱交換
器１６の下流側には、前述の広幅のフィン間隔部分（Ｂ
部分）を通過してきた燃焼ガスの排熱温度を検知する熱
電対４６がケーシング壁に取付けられているが、この熱
交換器の通常のフィン間隔部分（Ａ部分）とそれよりも
広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）との間に、通常のフィ
ン間隔部分（Ａ部分）のフィン間を通過する燃焼ガスと
広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）のフィン間を通過する
燃焼ガスとが混合されるのを阻止する仕切部材５０が設
けられている。

【００３４】そしてこの図８に示した実施例によれば、
通常のフィン間隔部分（Ａ部分）を通過する燃焼排気ガ
スと広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）を通過する燃焼排
気ガスとは仕切部材５０によってそのガスの混合が阻止
されるのでその広幅のフィン間隔部分（Ｂ部分）を通過
した燃焼排気ガスの排気温度は熱電対４６により正確に
測られるものである。以上実施例に基づいて本発明を説
明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるもので
はなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の設定変
更が可能であることは言うまでもないことである。

【００３５】また上記各種実施例ではその燃焼ガスの排
気温度を検知するのに熱電対を用いた例のみを示してい
るが、勿論これに代えて各種サーミスタ，測温抵抗体等
を用いても構わないことは言うまでもない。燃焼ガスの
流速センサによってフィン詰り現象によって生じる燃焼
ガスの流速の変化を検知するものでもよい。尚、フィン
詰りをガス給湯器本体に表示ランプや警報器を設けて使
用者に知らせることは一般的にとられる手段であるが、
このときにそのフィン詰りの度合によって表示ランプの
点滅を代えるとか、警報音を代える等種々の設計を付加
することは勿論可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明の熱交換器フィン詰り検知機能付きガス燃焼機器に
よれば、繰り返し運転等によって熱交換器のフィン部に
腐食生成物，燃焼生成物（スス）あるいはほこり等が堆
積してフィンの目詰り等が生じたときに、これを適確に
検知してＣＯガスの発生すなわち燃焼不良を回避し、あ
るいは燃焼室壁面の穴あきによる燃焼ガスの漏洩等を回
避せんとするものである。したがって本発明をガス給湯
器などのガス燃焼機器に適用することは器具使用上の安
全性が担保される等産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるガス燃焼機器（ガス給湯
器）の概略構成図である。

【図２】図１に示したガス給湯器における要部の詳細な
構成図である。

【図３】図２に示した構成における熱交換器のフィン詰
り度合と熱電対の起電力値との関係を説明した図であ
る。

【図４】この図２に示したガス給湯器における熱交換器
のフィン詰り現象を検知する制御フローチャートであ
る。

【図５】本発明の第２実施例における要部の詳細な構成
図である。

【図６】図５に示した構成における熱交換器のフィン詰
り度合と熱電対の起電力値との関係を示した図である。

【図７】本発明の第３の実施例における要部の詳細な構
成図である。

【図８】本発明の更に第４の実施例における要部の詳細
な構成図である。

【図９】この種のガス給湯器における従来一般に知られ
ている制御フローチャートである。

【符号の説明】

１０ガス給湯器１６，１６ａ，１６ｂ熱交換器２６ガスバーナ３８コントローラ４２ガス流路４４，４４・・，４５，４５・・フィン４６，４８熱電対

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼ガス流路に設けられる熱交換器のフ
ィンの間隔を部分的に通常のフィン間隔よりは広幅と
し、少なくともその広幅のフィン間隔部分のフィン間を
通過した燃焼ガスの排気温度又は流速を検知する手段を
前記燃焼ガス流路における熱交換器の下流側に配置し、
前記検知手段からの検知信号に基づいて前記熱交換器の
フィン詰りが検知されるように構成されてなることを特
徴とする熱交換器フィン詰り検知機能付きガス燃焼機
器。
【請求項２】燃焼ガス流路に設けられる熱交換器のフ
ィンの間隔を部分的に通常のフィン間隔よりは広幅と
し、その広幅のフィン間隔部分のフィン間を通過した燃
焼ガスの排気温度又は流速を検知する第１の検知手段
と、通常のフィン間隔部分のフィン間を通過した燃焼ガ
スの排気温度又は流速を検知する第２の検知手段とをそ
れぞれ備え、該第１の検知手段および第２の検知手段か
らの検知信号に基づいて前記熱交換器のフィン詰りが検
知されるように構成されてなることを特徴とする熱交換
器フィン詰り検知機能付きガス燃焼機器。
【請求項３】燃焼ガス流路に設けられる熱交換機に等
間隔に配列されるフィンの大きさを部分的に変えてその
フィンの大きさの異なる部分のフィン間隔を通常のフィ
ン間隔よりも広幅とし、少なくともその広幅のフィン間
隔部分のフィン間を通過した燃焼ガスの排気温度又は流
速を検知する手段を前記燃焼ガス流路における熱交換器
の下流側に配置し、前記検知手段からの検知信号に基づ
いて前記熱交換器のフィン詰りが検知されるように構成
されてなることを特徴とする熱交換器フィン詰り検知機
能付きガス燃焼機器。
【請求項４】燃焼ガス流路に設けられる熱交換器に等
間隔に配列されるフィンの大きさを部分的に変えてその
フィンの大きさの異なる部分のフィン間隔を通常のフィ
ン間隔よりも広幅とし、その広幅のフィン間隔部分のフ
ィン間を通過した燃焼ガスの排気温度又は流速を検知す
る第１の検知手段と、通常のフィン間隔部分のフィン間
を通過した燃焼ガスの排気温度又は流速を検知する第２
の検知手段とをそれぞれ備え、該第１の検知手段および
第２の検知手段からの検知信号に基づいて前記熱交換器
のフィン詰りが検知されるように構成されてなることを
特徴とする熱交換器フィン詰り検知機能付きガス燃焼機
器。
【請求項５】前記熱交換器の通常のフィン間隔部分と
それよりも広幅のフィン間隔部分との間に、通常のフィ
ン間隔部分のフィン間を通過する燃焼ガスと広幅のフィ
ン間隔部分のフィン間を通過する燃焼ガスとが混合され
るのを阻止する仕切部材が設けられていることを特徴と
する請求項１、３または４に記載される熱交換器フィン
詰り検知機能付きガス燃焼機器。