JPH09112890A

JPH09112890A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH09112890A
Application number: JP26432395A
Authority: JP
Inventors: Haruo Kikuta; 治夫菊田; Kazuyuki Shojima; 和幸庄嶋; Yuji Ichikawa; 裕二市川; Akira Takabayashi; 晃高林
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Harman Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Harman Co Ltd
Priority date: 1995-10-12
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】点火手段が適正に駆動されているか否かを極
力速やかに且つ正確に判別することが可能となる燃焼装
置を提供する。【解決手段】バーナ２に対する燃料供給路１１を開閉
させるガス遮断弁１２と、イグナイタ１９に対して設定
周期毎に高電圧を印加させて放電させることによって、
バーナ２に点火させる点火駆動部Ｂと、燃焼開始指令に
基づいて、点火駆動手段Ｂの点火作動、及び、ガス遮断
弁１２の開弁作動を実行させるように、それらの作動を
制御する制御部２２とが設けられている燃焼装置におい
て、イグナイタ１９に対して繰り返し印加される高電圧
の周期を検出する周期検出部Ｃが設けられ、制御部２２
は、周期検出部Ｃにより検出される周期が設定時間より
も長ければ、点火作動が正常に行われていないものと判
別するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーナに対する燃
料供給路を開閉させる開閉弁と、点火手段に対して設定
周期毎に高電圧を印加させて放電させることによって、
前記バーナに点火させる点火駆動手段と、燃焼開始指令
に基づいて、前記点火駆動手段の点火作動、及び、前記
開閉弁の開弁作動を実行させるように、それらの作動を
制御する制御手段とが設けられている燃焼装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記燃焼装置は、燃焼開始指令に基づい
て、制御手段が、前記点火駆動手段の点火作動、及び、
前記開閉弁の開弁作動を実行させることによって、バー
ナに対して燃料が供給された状態で、点火手段が設定周
期毎に放電してバーナに点火させるようにしたものであ
るが、従来では、バーナの近くに熱電対を設けて、この
熱電対が燃焼炎の熱によって発生する熱起電力に基づい
て、バーナに対して確実に着火されたか否かを判別する
構成となっており、例えば着火ミス等により、着火が確
認されない場合には、制御手段が上記点火作動及び開弁
作動を実行しないようにして、使用上の安全性を確保す
るようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記熱電対
は、炎の熱が加えられても、所定の電圧を発生するまで
に数秒程度の遅れ時間があり、着火が確認されるまでに
時間がかかる不利があった。その結果、点火作動に時間
がかかり、例えば点火駆動手段の異常等に起因して着火
が良好に行えないような場合、バーナから燃料ガス（生
ガス）が放出される時間が、それだけ長くなってしまう
おそれがあった。

【０００４】又、点火手段による点火作動が実行されて
いる場合であっても、何らかの要因により電源電圧が低
下した場合や、点火駆動手段に動作異常が発生したよう
な場合に、点火駆動手段における高電圧の発生周期が長
くなることがある。このように高電圧の発生周期が長く
なると、点火手段の点火動作の周期が長くなる。そうす
ると、点火手段による点火動作が行われるまでにバーナ
に供給される燃料の供給量が設定量よりも多くなるの
で、点火手段により点火動作が行われると、バーナへの
着火の際に着火騒音が大きくなるおそれがある等の不利
があった。

【０００５】特に、この種の燃焼装置において、消費電
力が少ないものでは、メンテナンス性も考慮して乾電池
によって電源供給される場合があるが、このような電池
駆動型の場合には、上述したような電源電圧の低下に起
因した点火動作の不具合が発生するおそれが大であっ
た。

【０００６】本発明はかかる点に着目してなされたもの
であり、その目的は、点火手段が適正に駆動されている
か否かを極力速やかに且つ正確に判別することが可能と
なる燃焼装置を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の特徴構
成によれば、点火作動状態検出手段によって、点火手段
に対して繰り返し印加される高電圧の周期が検出され
る。そして、点火作動状態検出手段により検出される前
記周期が設定時間よりも長ければ、制御手段は、点火作
動が正常に行われていないものと判別するのである。

【０００８】例えば、点火駆動手段に異常が発生して、
適正に点火手段に対して高電圧が印加されていない不着
火状態の場合には、前記周期が無限大となるので、制御
手段によって点火作動が正常に行われていないものと判
別されることになる。又、点火駆動手段の異常、あるい
は、電源電圧の低下異常等に起因して、高電圧の発生周
期が設定周期よりも長くなっている場合には、制御手段
によって点火作動が正常に行われていないものと判別さ
れるのである。従って、不着火状態だけでなく、点火周
期の変化により着火騒音が大きくなる等の不利を未然に
回避することが可能となる。

【０００９】しかも、点火手段に対して繰り返し印加さ
れる高電圧の周期が検出される構成であるから、時間遅
れを生じることなく、正常に点火作動が行われているか
否かを迅速に判別することができる。

【００１０】請求項２に記載の特徴構成によれば、前記
点火駆動手段は、コンデンサに充電させると共に、その
充電電圧が設定電圧を越えると放電させる充放電動作を
繰り返す充放電回路を備えて構成され、この充放電回路
においてコンデンサが充放電を繰り返すことによって、
設定周期毎に、その放電を利用して点火手段に対して印
加する高電圧を発生させることになる。

【００１１】そして、前記点火作動状態検出手段は、前
記コンデンサが放電する際に導通状態に切り換わりパル
ス信号を出力するスイッチ手段を備えて構成されてお
り、又、コンデンサの放電作動が点火手段に対する点火
動作に対応することから、制御手段においては、入力さ
れる前記パルス信号の立ち上がりのタイミングに基づい
て周期を検出することによって、点火動作の周期を正確
に検出することができるものとなる。

【００１２】請求項３に記載の特徴構成によれば、前記
制御手段は、前記点火作動状態検出手段の検出情報に基
づいて、点火作動が正常に行われていなければ、燃焼開
始指令にかかわらず、前記点火駆動手段の点火作動、及
び、前記開閉弁の開弁作動を実行しないように構成され
ているから、点火手段が適正に点火作動していない不着
火状態や、点火周期の変化により着火騒音が大きくなる
おそれがあるような場合に、誤って点火作動及び開弁作
動を実行することによって燃料ガスが多量に漏れ出した
り、着火騒音が大きくなる等のおそれを未然に回避でき
て、安全性を確保できるものとなる。

【００１３】請求項４に記載の特徴構成によれば、前記
制御手段、前記開閉弁、及び、前記点火駆動手段の夫々
の作動電力が電池より供給され、電圧低下検出手段によ
って、その電池の電圧が設定値以下であるか否かが判別
されることになる。そして、前記制御手段は、前記電圧
低下検出手段の検出情報に基づいて、前記電池の電圧が
設定値以下であると、前記点火駆動手段の点火作動、及
び、前記開閉弁の開弁作動を実行しないように構成され
ているから、電池の電圧が低下することに起因して、点
火駆動手段の作動状態が異常になって、適正な点火作動
が行われないか、又は、高電圧の印加の周期が長くなっ
て着火騒音が大になる等の不利を未然に回避させること
が可能となる。

【００１４】請求項５に記載の特徴構成によれば、前記
制御手段は、前記点火作動状態検出手段の検出情報に基
づいて、点火作動が正常に行われていないものと判別す
ると、そのことを報知する報知手段を作動させるように
構成されているから、使用者が、そのことをすぐに認識
することができて、そのまま使用を継続する等の不利が
なく、メンテナンス処理等の対策を迅速に行えるものと
なる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃焼装置の一
例としての給湯器について説明する。図１、図２に示す
ように、本体ケース内に、水加熱用の熱交換器１と、そ
の熱交換器１に対して加熱作用する加熱手段としてのガ
ス燃焼式のバーナ２とが設けられ、前記熱交換器１に水
を供給する給水管３と、加熱された湯を出水具４より出
湯させるフレキシブル出湯管５の夫々が本体ケース外部
に設けられて、給湯器が構成されている。

【００１６】本体ケース内において、前記給水管３と熱
交換器１とを接続する給水路６には、その給水路６を開
閉させる手動操作式の水弁７、水ガバナ８、及び、熱交
換器１への給水量と、バイパス路９を通して通流するバ
イパス水量と調整する分流弁１０の夫々が設けられてい
る。前記バーナ２への燃料供給路１１には、燃料供給路
１１を開閉させる開閉弁としての電磁操作式のガス遮断
弁１２、水ガバナ８と連動する水圧応動弁１３、ガスガ
バナ１４、及び、燃料供給量を調整するガス量調整弁１
５の夫々が設けられている。前記水弁７は、本体ケース
の前面部に設けられ、非作動突出位置に向けて突出付勢
された操作具１６を押し込み操作させるに伴って開弁操
作されるように構成され、操作具１６は、押し込み保持
位置において図示しない係止保持機構によって位置保持
される構成となっており、水弁７が開弁状態が維持され
るようになっている。水弁７を閉弁させるときは、操作
具１６を保持位置から更に奥に押し込むことで係止保持
状態が解除され、そのまま押し操作を解除すると、閉弁
状態に切り換わるようになっている。又、前記操作具１
６を保持位置まで押し込み操作すると、それに伴って操
作スイッチＳＷがＯＮ操作されるようになっている。

【００１７】ガス量調整弁１５は、本体ケースの前面部
に設けられた手動操作式の調整ダイヤル１７にて調整す
るように構成され、ガス量、つまり、バーナ２の燃焼量
を調整することで湯温を変更調整できるようになってい
る。尚、水圧応動弁１３に連動して水流状態、つまり、
熱交換器１に給水が行われていることを検出する水流ス
イッチ１８が設けられている。前記バーナ２の近くに
は、バーナ２に点火する点火手段としてのイグナイタ１
９、及び、バーナ２に着火されたことを確認する熱電対
２０の夫々が備えられている。

【００１８】前記ガス遮断弁１２の開閉動作、並びに、
イグナイタ１９の点火動作を制御するコントローラＨが
設けられ、このコントローラＨは前記操作スイッチＳＷ
のＯＮ操作に基づいて燃焼動作の開始が指令される構成
となっている。図３に示すように、前記コントローラＨ
は、乾電池２１により電力が供給されるようになってお
り、前記ガス遮断弁１２の開閉動作、並びに、イグナイ
タ１９の点火動作の制御を実行する制御手段としての制
御部２２、操作スイッチＳＷがＯＮ操作されている状態
において乾電池２１の電圧を検出する電圧低下検出手段
としての電圧検出部Ａ、制御部２２からの制御指令に基
づいてイグナイタ１９に対して点火動作を実行させるた
めの点火駆動手段としての点火駆動部Ｂ、点火駆動部Ｂ
における点火周期を検出する周期検出部Ｃの夫々を備え
て構成されている。

【００１９】又、異常状態を報知する報知手段としての
異常報知部Ｄが設けられている。この異常報知部Ｄは、
電源電圧が設定電圧よりも低下した電圧低下状態である
ことを報知する電圧異常報知ランプＬ１と、点火動作の
異常であることを報知する動作異常報知ランプＬ２とに
より構成されている。

【００２０】前記点火駆動部Ｂ及び周期検出部Ｃは図４
に示すように構成されている。点火駆動部Ｂについて説
明すると、制御部２２の点火用出力端子２５がローレベ
ルに切り換わると、トランジスタＴｒ₂がＯＮして、こ
の種の回路では周知の構成である発振昇圧トランス２６
に電圧が印加され、発振昇圧トランス２６の二次側に設
けられたコンデンサ２７が充電されるようになってい
る。そして、この二次側回路には２端子サイリスタ２８
が設けられ、この２端子サイリスタ２８は、端子電圧が
低電圧のときは非導通状態を維持しており、コンデンサ
２７の充電電圧が設定電圧（ブレークオーバー電圧）Ｖ
_BOまで上昇すると導通状態に切り換わり、コンデンサ２
７における充電電荷がサイリスタ２８を通して昇圧トラ
ンス２９の一次側コイルを通して急激に放電されるよう
になっている。その結果、昇圧トランス２９の二次側コ
イルには非常に高い電圧（１〜数ＫＶ）が出力され、こ
の高電圧出力がイグナイタ１９に導かれて、イグナイタ
１９は、接地されたバーナ２との間でスパーク放電して
バーナ２に点火させることになる。このようにして充放
電回路ＪＨが構成されている。

【００２１】前記コンデンサ２７に対する充電は、制御
部２２の点火用出力端子２５がローレベルに切り換わっ
ている間は継続されるので、電荷を放電した後も図５に
示すように再度、充電され、上述したような充放電を所
定周期で繰り返すことになる。そこで、周期検出部Ｃに
より、このようなコンデンサ２７に対する充放電に伴う
電圧変化に基づいて、イグナイタ１９によるスパーク発
生周期、即ち、イグナイタ１９に対して繰り返し印加さ
れる高電圧の周期を検出するようになっている。従っ
て、この周期検出部Ｃにより点火作動状態検出手段が構
成されることになる。

【００２２】図４に示すように、発振昇圧トランス２６
の二次側に周期検出部Ｃが接続され、その検出情報は制
御部２２に入力されるように構成されている。周期検出
部Ｃには、スイッチ手段としてのトランジスタＴｒ₃が
備えられ、このトランジスタＴｒ₃のベース端子がダイ
オード３０及び抵抗器３１を介して、発振昇圧トランス
２６の二次側におけるコンデンサ２７への充放電回路Ｊ
Ｈに接続され、トランジスタＴｒ₃のエミッター端子が
電池２１の正極に接続され、コレクタ端子が制御部２２
の入力端子に接続されている。

【００２３】そして、コンデンサ２７が放電して充放電
回路ＪＨにおける電圧が低下すると、ベース端子の電圧
が低下してトランジスタＴｒ₃がＯＮする。充電電圧が
上昇するに伴って、充放電回路ＪＨにおける電圧が設定
電圧Ｖ_OFFまで上昇すると、トランジスタＴｒ₃がＯＦ
Ｆすることになる。その結果、制御部２２の入力端子３
０に対して、図５に示すように、点火用スパークの発生
周期に同期したパルス信号が入力されることになる。こ
のパルス信号は、コンデンサ２７の放電時、つまり、イ
グナイタ２９においてスパーク放電が行われる時に、パ
ルスが立ち上がる状態となり、ローレベルとハイレベル
とを交互に繰り返す信号となる。

【００２４】ここで、点火駆動部Ｂに対する電源電圧が
低下すると、前記コンデンサ２７に対する充電電圧が低
下することに起因して、コンデンサ２７に対して上記設
定電圧（サイリスタのブレークオーバー電圧）まで充電
するための所要時間が長くなり、イグナイタ１９による
点火（スパーク）周期が長くなる（図５の仮想線参
照）。そうすると、バーナ２における点火動作が行われ
るまでの燃料噴出量が多くなり、爆発的な点火が発生す
る等の不利がある。そこで、制御部２２は、このパルス
信号の周期が設定周期よりも大きく、このような不利が
発生するおそれがあるか否かを判別するようになってい
る。

【００２５】次に制御部２２の制御動作について図６の
フローチャートに基づいて説明する。操作具１６が保持
位置まで操作されるに伴って操作スイッチＳＷがＯＮす
ると、コントローラＨに対する電池が供給され、制御動
作が開始する（ステップ１）。水流スイッチ１８がＯＮ
しているか、つまり、熱交換器１に対して確実に給水さ
れている状態であるか否かを判別して、ＯＮしていなけ
れば、無水状態で熱交換器１を加熱するおそれがあるか
ら、動作異常報知ランプＬ２を点灯させて処理を終了す
る（ステップ２）。水流スイッチ１８がＯＮしていれば
点火用信号を出力する（ステップ３）。具体的には、点
火用出力端子２５をローレベルに切り換えて、点火駆動
部Ｂを動作させる。そして、ガス遮断弁１２に通電させ
て開弁操作させる（ステップ４）。このようにして、点
火動作が開始される。

【００２６】このように各部が動作して電池２１に対し
て電気的な負荷がかかっている状態において、電圧検出
部Ａにより検出される電源電圧Ｖが、設定電圧Ｖｓより
も低下しているか否かが判別され（ステップ５）、設定
電圧Ｖｓよりも低下していると判別されると、ガス遮断
弁１２を閉弁させると共に、点火用信号の出力を停止さ
せて（ステップ６，７）、ガス遮断弁１２の開弁作動及
びイグナイタ１９の点火作動とを実行しないようになっ
ている。

【００２７】電源電圧が設定電圧よりも高く正常である
ことが判別されると、周期検出部Ｃより入力されるパル
ス信号の周期に基づいて、イグナイタにおける点火周期
を判別し、点火周期ｔが設定周期ｔｓ（例えば、０．６
秒）を越えていれば、バーナ２に対して的確に着火が実
行できないおそれがあることから、ガス遮断弁１２を閉
弁させると共に、点火用信号の出力を停止させ、動作異
常報知ランプＬ２を点灯させて（ステップ５，８〜１
１）、処理を終了する。上述したように点火周期が長く
なる原因としては、例えば、操作スイッチＳＷの接触抵
抗の増加等に起因して、乾電池２１の電圧が設定電圧以
上であるにもかかわらず、点火駆動部Ｂに対する電源電
圧が低下しているような場合等が考えられる。

【００２８】前記点火周期ｔが設定周期ｔｓより短く、
正常な動作が行われている場合には、熱電対２０による
検出電圧に基づいて、バーナ２に確実に着火されたか否
かを判別し（ステップ９，１２）、点火動作の開始から
５秒以上経過しても着火が確認されないときは着火ミス
であると判断して、ガス遮断弁１２を閉弁させると共
に、点火用信号の出力を停止させる（ステップ１３，１
０，１１）。着火が確認された場合には、点火用信号の
出力を停止させて、点火処理を終了する（ステップ１
２，１４）。

【００２９】尚、前記制御部２２は、点火処理が終了し
て、燃焼動作が実行されている際において、電圧検出部
Ａにより検出される電源電圧Ｖが、設定電圧Ｖｓよりも
低下していることを判別すると、ガス遮断弁１２を閉弁
させると共に、点火用信号の出力を停止させる制御を継
続して実行するように構成されている。

【００３０】〔別実施形態〕（１）上記実施形態では、水弁７が操作具の操作に基づ
いて開閉する手動操作式に設けられ、且つ、コントロー
ラＨに燃焼動作の開始を指令するための操作スイッチＳ
Ｗが操作具の押し込み操作に基づいてＯＮ作動する構成
としたが、このような構成に代えて、次のように構成す
るものでもよい。

【００３１】図７に示すように、前記水弁７をコントロ
ーラＨにより制御される電磁操作式に構成すると共に、
コントローラＨに対して燃焼動作の開弁を指令するため
のスイッチＳ１，Ｓ２が、本体ケースの前面部と、出水
具４の夫々に設けられ、コントローラＨは、いずれかの
スイッチのＯＮ操作に基づいて、先ず、水弁７を開弁さ
せて、水流スイッチにて給水状態が検出された後に、イ
グナイタ１９への点火動作及びガス遮断弁１２の開弁動
作を実行させるように制御する構成としてもよい。

【００３２】（２）上記実施形態では、電圧検出部Ａを
備えて、点火処理が実行されているとき、及び、燃焼動
作が実行されている間において、電池の電圧が低下して
いるか否かを検出する構成としたが、このような構成に
変えて、電圧検出部を設けることなく、前記周期検出部
Ｃにより検出される検出周期が、電源電圧の低下に伴っ
て長くなることを利用して、この検出周期が設定時間を
越えていると、電池の電圧が低下しているものと判別す
るように構成してもよい。このように構成した場合にお
いて、前記制御部２２の制御動作は、図６における制御
フローチャートの、ステップ５〜７が実行されない構成
となる。

【００３３】（３）上記実施形態では、電源が電池にて
構成される場合を例示したが、このような電池駆動型の
燃焼装置に限らず、商用電源にて電力が供給される構成
としてもよい。

【００３４】（４）上記実施形態では、いわゆる元止め
式の給湯器の場合を例示したが、本発明は、このような
構成に限らず、先止め式の給湯器であってもよく、又、
給湯器に限らず、テーブルコンロや、ファンヒータ、そ
の他の燃焼装置にも適用できる。

【００３５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の概略構成図

【図２】給湯装置の正面図

【図３】回路ブロック図

【図４】点火駆動手段及び周期検出部の電気回路図

【図５】電圧波形を示す図

【図６】制御動作のフローチャート

【図７】別実施形態の給湯装置の概略構成図

【符号の説明】

２バーナ１１燃料供給路１２開閉弁１９点火手段２１電池２２制御手段２７コンデンサＡ電圧低下検出手段Ｂ点火駆動手段Ｃ点火作動状態検出手段Ｄ報知手段ＪＨ充放電回路Ｔｒ₃ スイッチ手段

フロントページの続き (72)発明者市川裕二大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者高林晃大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号株式会社ハーマン内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バーナ（２）に対する燃料供給路（１
１）を開閉させる開閉弁（１２）と、点火手段（１９）に対して設定周期毎に高電圧を印加さ
せて放電させることによって、前記バーナ（２）に点火
させる点火駆動手段（Ｂ）と、燃焼開始指令に基づいて、前記点火駆動手段（Ｂ）の点
火作動、及び、前記開閉弁（１２）の開弁作動を実行さ
せるように、それらの作動を制御する制御手段（２２）
とが設けられている燃焼装置であって、前記点火手段（１９）に対して繰り返し印加される高電
圧の周期を検出する点火作動状態検出手段（Ｃ）が設け
られ、前記制御手段（２２）は、前記点火作動状態検出手段
（Ｃ）により検出される前記周期が設定時間よりも長け
れば、点火作動が正常に行われていないものと判別する
ように構成されている燃焼装置。
【請求項２】前記点火駆動手段（Ｂ）は、コンデンサ（２７）に充電させると共に、その充電電圧
が設定電圧を越えると放電させる充放電動作を繰り返す
充放電回路（ＪＨ）を備えて構成され、前記点火作動状態検出手段（Ｃ）は、前記コンデンサ
（２７）が放電する際に導通状態に切り換わりパルス信
号を出力するスイッチ手段（Ｔｒ₃）を備えて構成され
ている請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】前記制御手段（２２）は、前記点火作動状態検出手段（Ｃ）の検出情報に基づい
て、点火作動が正常に行われていなければ、燃焼開始指
令にかかわらず、前記点火駆動手段（Ｂ）の点火作動、
及び、前記開閉弁（１２）の開弁作動を実行しないよう
に構成されている請求項１又は２記載の燃焼装置。
【請求項４】前記制御手段（２２）、前記開閉弁（１
２）、及び、前記点火駆動手段（Ｂ）の夫々の作動電力
を供給する電池（２１）が設けられ、その電池（２１）の電圧が設定値以下であるか否かを判
別する電圧低下検出手段（Ａ）が設けられ、前記制御手段（２２）は、前記電圧低下検出手段（Ａ）
の検出情報に基づいて、前記電池（２１）の電圧が設定
値以下であると、前記点火駆動手段（Ｂ）の点火作動、
及び、前記開閉弁（１２）の開弁作動を実行しないよう
に構成されている請求項１、２又は３記載の燃焼装置。
【請求項５】前記制御手段（２２）は、前記点火作動
状態検出手段（Ｂ）の検出情報に基づいて、点火作動が
正常に行われていないものと判別すると、そのことを報
知する報知手段（Ｄ）を作動させるように構成されてい
る請求項１、２、３又は４記載の燃焼装置。