JP3233788B2

JP3233788B2 - 不完全燃焼防止装置付き開放型ガス燃焼機器

Info

Publication number: JP3233788B2
Application number: JP18895794A
Authority: JP
Inventors: 敏宏小林; 信義横山
Original assignee: パロマ工業株式会社
Priority date: 1994-07-18
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 2001-11-26
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JPH0828866A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、元止め式ガス湯沸器な
ど燃焼用空気を室内から採り、燃焼ガスをそのガス燃焼
機器よりそのまま室内に排出する給排出方式の開放型ガ
ス燃焼機器に関し、さらに詳しくは、このようなガス燃
焼機器が室内の換気不良あるいは熱交換器のフィン目詰
まり等に起因して不完全燃焼を起こす前にガス通路を遮
断させる不完全燃焼防止装置付きの開放型ガス燃焼機器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の開放型ガス燃焼機器とし
ては、例えば元止め式ガス湯沸器などでは、室内の換気
が不十分な時や器具内の熱交換器が汚れてフィンの目詰
まりを起こした場合などに燃焼に必要な空気が器具内に
取り込まれにくくなってくるが、そのような時にいずれ
の場合も不完全燃焼につながり、事故の原因となるおそ
れがある。ことに最近の気密性の高い住宅構造からみ
て、このことが大きな問題となってきている。そこでこ
れらの問題を解決し、より安全に使用できるように、こ
れらの開放型ガス燃焼機器に不完全燃焼防止装置を取り
付け、危険な状態になる前にガスを止めて安全を保つ仕
組みになっている。

【０００３】そのような不完全燃焼防止装置は、たとえ
ば図２１に示したように、バーナの炎に臨ませた熱電対
（１）と熱交換器下部の燃焼室窓に臨ませた熱電対
（２）とをプラス・マイナスの極性が逆向きになるよう
に接続し、マグネット安全弁には熱電対（１）で発生し
た起電力（Ｖ₁ ）から、熱電対（２）で発生した起電力
（Ｖ₂ ）を差し引いた起電力がマグネット安全弁を保持
する力となる。そして室内の酸素濃度が低下してきた場
合、バーナの炎がリフトし熱電対（１）の起電力が低下
して、Ｖ₁−Ｖ₂の合成起電力が低下する為マグネット安
全弁を保持できなくなり、ガスの供給が遮断される。
又、長年の使用により熱交換器部が詰まってきた時は、
内胴部の熱電対（２）の起電力が燃焼排気熱により高く
なり、前記同様Ｖ₁−Ｖ₂の合成起電力が低下する為、マ
グネット安全弁が閉じるようになっている。そしてこれ
は、室内の酸素（Ｏ₂ ）濃度が一定値に達するか、ある
いはある燃焼状態になったときに燃焼を停止させるもの
である。

【０００４】またこの種のガス湯沸器では、タイマーの
作動により一定時間使用すると自動的に燃焼を停止し、
器具使用上の安全を保つようにしたものもあり、このタ
イマーによる使用時間の規制と上述の不完全燃焼防止装
置との併用による器具使用上の安全を図ったものもあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来一
般に知られているものは、いずれも個別の条件で器具使
用上の安全を図ったものである。たとえば、タイマーに
より使用時間を規制したものでは、その時間が経過して
初めて運転が停止されるし、不完全燃焼防止装置を備え
たものではその燃焼状態が一定条件に達したときに初め
て運転が停止されるものである。

【０００６】またタイマーによる使用時間の規制と不完
全燃焼防止装置とを併用したものでは、いずれかの条件
が満たされたときに初めて運転が停止されるものであっ
て、いずれの場合も個別の条件で運転の継続か停止かが
決定されるものであった。

【０００７】しかるに、この開放型ガス燃焼機器は、使
用環境、たとえば使用される（あるいは据え付けられ
る）部屋の大きさ（広さ）やその部屋の換気具合いによ
って部屋の空気の汚染速度が大きく違ってくるし、それ
によって連続運転の場合の許容される運転時間も自ずと
違ってくる。

【０００８】したがって、このような使用環境の違いを
考慮せずに、前述したように個別の条件で運転を制御し
ようとすると、安全を考えて実際の危険状態よりかなり
余裕のあるところで作動するようにしなければならな
い。

【０００９】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、不
完全燃焼状態の検知レベルと連続運転時間との関係を安
全に確保できる本当に必要なところで制御するようにし
た不完全燃焼防止装置付きの開放型ガス燃焼機器を提供
することにある。これにより使用環境の違いによる安全
性の面での誤作動を回避せんとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の開放型ガス燃焼機器は、まず第１の発明とし
て、燃焼状態を検知する不完全燃焼防止検知センサ手段
と、この検知センサ手段からの出力信号により燃焼状態
の異常が検知されると燃焼を停止する燃焼停止手段とを
備える不完全燃焼防止装置付き開放型ガス燃焼機器にお
いて、一回の連続した燃焼時間を設定する燃焼時間設定
手段と、その燃焼時間を計時するタイマ手段と、前記検
知センサ手段からの出力信号により燃焼状態の変更によ
るその出力変化勾配を判定する出力勾配判定手段と、そ
の出力勾配判定手段による判定結果に基づき前記燃焼時
間設定手段により設定された燃焼時間を変更する燃焼時
間変更手段とを備え、その変更された燃焼時間が経過し
たときに燃焼が停止されるように構成したことを要旨と
するものである。

【００１１】その場合に、前記燃焼時間変更手段により
変更された燃焼時間が経過する少し前に警報を発する予
告警報手段や前記燃焼時間変更手段により変更された燃
焼時間が経過した時点で警報を発する燃焼停止警報手段
をさらに備えるようにするとよい。そうすれば、このガ
ス燃焼機器の使用者に部屋内の換気が必要なこと、器具
そのもののメンテナンスの必要性が生じていること等が
知らされることとなり、この器具の使い勝手が一層良く
なるものである。

【００１２】また、本発明の２つめは、燃焼状態を検知
する不完全燃焼防止検知センサ手段と、この検知センサ
手段からの出力信号により燃焼状態の異常が検知される
と燃焼を停止する燃焼停止手段とを備える不完全燃焼防
止装置付き開放型ガス燃焼機器において、前記燃焼停止
手段が働く検知センサ手段の出力動作レベルを設定する
動作レベル設定手段と、同じく前記検知センサ手段から
の出力信号により燃焼状態の変動によるその出力変化勾
配を判定する出力勾配判定手段と、その出力勾配判定手
段による判定結果に基づき前記動作レベル設定手段によ
り設定された検知センサ手段の出力動作レベルを変更す
る動作レベル変更手段とを備え、検知センサ手段の出力
信号がその変更された動作レベルに達したときに燃焼が
停止されるように構成したことを要旨とするものであ
る。

【００１３】その場合にも、前記検知センサ手段からの
出力信号値が動作レベル変更手段により変更された動作
レベルに到達する少し前に警報を発する予告警報手段や
前記検知センサ手段からの出力信号値が動作レベル変更
手段により変更された動作レベルに到達した時点で警報
を発する燃焼停止警報手段をさらに備えて、このガス燃
焼機器の使用者に部屋内の換気を促したり、器具のメン
テナンスについての必要性などが知らされることとなっ
て、やはり使い勝手の良いこの器具の使用が達成される
ものである。

【００１４】

【作用】このような構成を有する本発明のガス燃焼機器
によれば、まず第１の発明によれば、この機器の燃焼状
態において不完全燃焼防止検知センサ手段により燃焼状
態が検知され、この検知センサ手段からの出力信号によ
り燃焼状態の異常が検知されると燃焼停止手段が働いて
燃焼が停止されるが、その運転作動中に燃焼時間がタイ
マ手段により計時され（このとき運転開始からの燃焼時
間を計時するものであっても、燃焼が安定状態に入って
からの燃焼時間を計時するものであってもよい。）、そ
の間前記検知センサ手段からの出力信号により燃焼状態
の変動によるその出力変化勾配が出力勾配判定手段によ
り判定される。そしてその出力勾配判定手段の判定結果
に基づき燃焼時間設定手段により設定される連続燃焼時
間が変更され、その変更された燃焼時間が経過したとき
に燃焼が停止されるものである。予告警報手段を備えて
おれば、その変更された燃焼時間が経過する少し前に警
報が発せられるし、燃焼停止警報手段を備えておれば、
その変更された燃焼時間が経過した時点で警報が発せら
れることになる。

【００１５】また、第２の発明に係るガス燃焼機器によ
れば、やはりこの機器の燃焼状態において不完全燃焼防
止検知センサ手段により燃焼状態が検知され、この検知
センサ手段からの出力信号により燃焼状態の異常が検知
されると燃焼停止手段が働いて燃焼が停止されるが、そ
の運転作動中に前記検知センサ手段からの出力信号によ
り燃焼状態の変動によるその出力変化勾配が出力勾配判
定手段により判定され、その判定結果に基づき動作レベ
ル設定手段により設定された前記燃焼停止手段が働く検
知センサ手段の出力動作レベルが変更される。そして検
知センサ手段の出力信号がその変更された動作レベルに
達したときに燃焼が停止されるものである。

【００１６】そしてこの発明の場合にも、予告警報手段
を備えておれば、検知センサ手段からの出力信号値がそ
の変更された動作レベルに達する少し前に警報が発せら
れるし、燃焼停止警報手段を備えておれば、検知センサ
手段からの出力信号値がその変更された動作レベルに達
した時点で警報が発せられることになる。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明する。図１は、本発明が適用されるガス湯沸
器の概略構成を示したものである。図示されるように、
このガス湯沸器１０は、器具本体内に、給水管１６と出
湯管１８とを備える熱交換器１２と、この熱交換器１２
を加熱するためのガスバーナ１４とが配置される。一方
で、給水管１６には給止水栓２０が接続され、前記ガス
バーナ１４へガスを供給するガス管２２の元には給ガス
栓２４が接続されている。そして前記給止水栓２０には
水栓パイロットバルブ２６が設けられ、この水栓パイロ
ットバルブ２６がモータ２８の駆動により連動レバー３
０および３２を介して開かれると、水が給水管１６を流
れるようになっている。

【００１８】前記ガスバーナ１４のガス管２２に設けら
れた給ガス栓２４には、給水管１６に水が流れると連動
して開かれる自動ガス弁３４と、点火トラブル等の未然
防止のために設けられるマグネット安全弁３６、および
給ガス流露を開閉するために設けられる器具栓３８とが
それぞれ備えられている。

【００１９】そして前述の水栓パイロットバルブ２６と
自動ガス弁３４とは弁軸４０等を介して連繋され、水栓
パイロットバルブ２６が開くことにより水が流れると、
自動ガス弁３４が自動的に開かれるようになっている。

【００２０】またマグネット安全弁３６は、モータ２８
の駆動により弁作動杆４２が押され、マグネット保持電
流が流れて励磁されることにより開放状態に保持される
ようになっている。そしてマグネット安全弁３６が開放
保持された後、次いで器具栓３８が、モータ２８の駆動
によって開かれ、これによって給ガス栓２４内の給ガス
流路は完全に開かれ、ガスバーナ１４へガスが供給され
ると共に、イグナイタ４３のオン動作に伴なう点火用電
極４４の連続スパークによってガスバーナ１４が点火さ
れるようになっている。

【００２１】またモータ２８に近接してカムスイッチ４
６、４８が設けられ、モータ２８の駆動に伴なうこのカ
ムスイッチ４６、４８のオン／オフ信号の組合せにより
前記給止水栓２０の水栓パイロットバルブ２６が開かれ
たこと、マグネット安全弁３６が励磁によって開放保持
されたこと、器具栓３８が開かれたこと、給止水栓２０
・マグネット安全弁３６・器具栓３８が全て閉じられた
こと等が検知されるようになっている。

【００２２】そして前述の水栓パイロットバルブ２６と
自動ガス弁３４とを連繋する弁軸４０に近接して水流検
知スイッチ５０が設けられ、この弁軸４０の移動によっ
て水流検知スイッチ５０がオンされることにより給水管
１６の水の流れが検知されると共に、この水流検知スイ
ッチ５０のオン信号により前記したモータ２８の駆動お
よびイグナイタによるガスバーナ１４の点火動作が開始
されるようになっている。

【００２３】尚、器具本体の操作パネル（図示せず）に
は、操作ボタン５４とこれの押圧によりオンされる点火
スイッチ５６が設けられ、また符号５８はガスバーナ１
４の立ち消えおよび酸欠を検知する一次熱電対を示し、
さらに符号６０は熱交換器１２のフィン閉塞による不完
全燃焼を防止するために設けられる二次熱電対を示して
いる。

【００２４】図２は、さらにこのガス湯沸器１０の概略
構成をブロック図的に示したものである。図１に示した
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
の詳細な説明は割愛するが、図示されるように給水管１
６に設けられる給止水栓２０、ガス供給系路（ガス管２
２）に設けられるマグネット安全弁３６および器具栓３
８はそれぞれモータ２８に連繋される。またこのモータ
２８と前述の水流スイッチ５０はバーナコントローラ６
２へ接続されている。このバーナコントローラ６２には
点火スイッチ５６が接続され、さらには前述の熱電対５
８、６０とも接続されている。さらにまた、このバーナ
コントローラ６２には燃焼停止状態が近づいたことをこ
の器具の使用者に予めブザー等により警告する予告警報
器６４および燃焼を停止したことを使用者に知らせる燃
焼停止警報器６６が必要に応じて接続されている。

【００２５】そしてこの実施例では、前述のガスバーナ
１４に近接して設けられる一次熱電対５８と熱交換器１
２に近接して設けられる二次熱電対６０とはプラス
（＋）・マイナス（−）の極性が逆向きに接続され、一
次熱電対５８で発生した起電力（Ｖ₁ ）から二次熱電対
６０で発生した起電力（Ｖ₂ ）を差し引いた起電力（Ｖ
₁−Ｖ₂）がバーナコントローラ６２へ信号として送られ
る。

【００２６】そしてバーナコントローラ６２では、この
一次熱電対５８と二次熱電対６０の合成起電力（Ｖ₁−
Ｖ₂）が低下すれば、ガスバーナの炎がリフト現象など
を起こして立ち消え状態となったり、あるいは熱交換器
のフィン詰り等により燃焼排気熱が高くなり結果として
不完全燃焼を起こしていること等を判断する。そしてバ
ーナコントローラ６２よりモータ２８へ指令信号が送ら
れることによりモータ２８は駆動し、停止される。モー
タ２８の停止位置ではマグネット安全弁３６と器具栓３
８のいずれもが閉じられ、不完全燃焼が起こったときの
ガス洩れの危険性は回避されるものである。

【００２７】次に本発明が適用されるガス燃焼機器の各
種の実施態様について順に説明していく。初めに図３〜
図７は、本発明の第１の実施態様を示したものである。
これは不完全燃焼防止検知センサの出力信号値の変化勾
配に応じて許容される連続燃焼（運転）時間を変更する
ようにしたものである。

【００２８】図３の制御ブロック図について説明する
と、一次熱電対５８と二次熱電対６０の合成起電力値は
熱起電力レベル判定回路７０へ送られ、この熱起電力レ
ベル判定回路７０へ送られた合成起電力値からセンサ出
力値の経時的に変化する勾配がセンサ出力勾配判定回路
７２で判定される。そしてこのガス燃焼機器の許容され
る一回の連続した燃焼（運転）時間は予めコンピュータ
により設定されていて、この燃焼時間が経過するとこの
ガス燃焼機器は、ガス電磁弁（マグネット安全弁）３６
が自動的に遮断されるようになっているが、この一回の
連続した運転時間が許容連続燃焼時間変更回路７４にて
前述したセンサ出力勾配判定回路７２による判定結果に
基づいて変更される。

【００２９】そして一方、このガス燃焼機器の運転開始
と同時に燃焼時間がタイマ駆動回路７６によって計時さ
れ、このタイマ駆動回路７６によって計時された燃焼時
間と前述の変更された連続燃焼時間との比較において燃
焼を継続するか否かが燃焼継続可否判定回路７８におい
て判定される。

【００３０】そしてこの燃焼継続可否判定回路７８にお
いて未だ燃焼時間がその変更された連続燃焼時間に達し
ていないと判断されれば燃焼は継続されるし、燃焼時間
がその変更された連続燃焼時間に達すれば、ガス電磁弁
駆動回路８０が駆動されてガス電磁弁（マグネット安全
弁）３６が遮断されることになる。

【００３１】図４は、この図３に示した制御ブロック図
を実現するための具体的な回路図を示しており、説明は
割愛する。ただ燃焼（運転）時間の計時は、マイクロコ
ンピュータ等によるデジタル式のものでもアナログ式の
ものでも同様に構成することができることは言うまでも
ない。

【００３２】図５は、この実施態様の動作を説明するフ
ローチャートである。これについて説明すると（一部前
述のブロック図の説明と重複するかもしれないが）、燃
焼（運転）を開始すると、初めに許容される一回の連続
燃焼（運転）時間の初期値設定（Ｔ_L ）が行なわれる
（ステップ１、図中「Ｓ１」と表記する）。そして運転
時間の計時（Ｔ）が開始され（Ｓ２）、それと併行して
一次熱電対５８と二次熱電対６０の２つの検知センサに
よる合成起電力値（Ｘ_n ）が経時的に読み込まれる（Ｓ
３）。

【００３３】そしてこのような状態において、図６に燃
焼開始してからの運転時間と検知センサ出力値（合成出
力値）との関係を示したが、安定した燃焼状態から部屋
内の換気不良による空気の汚染（酸素不足）、あるいは
熱交換器のフィン目詰り等により燃焼が不安定となり検
知センサ出力値が低下していったときに、コンピュータ
ではその検知センサ出力値がＥ₁ まで低下したか否かが
判断される（Ｓ４）。

【００３４】このＳ４の判断で検知センサ出力値がＥ₁
まで低下したと判断されたとき（Ｓ４：「ＹＥＳ」）、
次にさらに低い検知センサ出力値Ｅ₂ までの時間（ｔ
_X ）を計時し（Ｓ５）、これと並行して検知センサ出力
値（Ｘ_n ）が経時的に読み込まれる（Ｓ６）。

【００３５】そしてこの検知センサの出力値によりＥ2
まで低下したか否かが判断され（Ｓ７）、低下したと判
断されると（Ｓ７、「ＹＥＳ」）、図７に示すように検
知センサ出力値がＥ₁ からＥ₂ に達するまでの時間（ｔ
_X ）と許容される連続運転時間（Ｔ_LX）との関係から定
められる連続運転時間に前述の運転時間の初期設定値
（Ｔ_L ）が置き換えられる（すなわち、許容される一回
の連続した運転時間が変更される。）（Ｓ８）。

【００３６】このときに図７より明かなように、検知セ
ンサ出力値がＥ₁ からＥ₂ へ下がるまでの時間（ｔ_X ）
が長い程、許容される連続運転時間（Ｔ_LX）は長くして
いる。これは、検知センサ出力値のＥ₁ からＥ₂ への低
下が遅い程部屋が大きくて（広くて）部屋内の空気の汚
染（酸素濃度の低下）の進行具合いが遅い、あるいは部
屋の換気状態が良い等を意味し、それ程運転時間を長く
しても使用上安心できるとの判断に因るものである。逆
に、検知センサ出力値のＥ₁ からＥ₂ への低下が早い場
合は部屋内の空気の汚染が早く進んでいる等の安全上の
問題があるため、運転時間を短くして早く停止させると
いう判断である。

【００３７】そして前述のＳ８において連続運転時間
（Ｔ_L ）をＴ_LXに変更した後は、運転開始からの運転時
間（Ｔ）がＴ_LXに達したか否かが常時判断され（Ｓ
９）、その時間（Ｔ_LX）になった時点でガス電磁弁（電
磁安全弁３６）がオフ（ＯＦＦ）されて消火動作が行な
われ、運転は停止される（Ｓ１０）。

【００３８】図８〜図１０は、これの変形例としての実
施態様を示したものである。図８のフローチャートにつ
いて説明すると、燃焼（運転）を開始すると、初めに許
容される一回の連続燃焼（運転）時間の初期値設定（Ｔ
_L ）が行なわれ（Ｓ１１）、運転時間の計時（Ｔ）が開
始される（Ｓ１２）。それと並行して一次熱電対５８と
二次熱電対６０の２つの検知センサによる合成起電力値
（Ｘ_n ）が経時的にくり返し読み込まれる（Ｓ１３）
が、このような状態において、図９に燃焼開始してから
の運転時間と検知センサ出力値（合成出力値）との関係
を示したが、安定した燃焼状態から部屋内の換気不良に
よる空気の汚染（酸素不足）等により燃焼が不安定とな
り検知センサ出力値が低下していったときに、コンピュ
ータではその検知センサ出力値が前述の実施態様と同様
にＥ₁ まで低下したか否かが判断される（Ｓ１４）。

【００３９】そしてこのＳ１４の判断で検知センサ出力
値がＥ₁ まで低下したと判断されたとき（Ｓ１４、「Ｙ
ＥＳ」）、その一つ手前の検知センサ出力値つまり、前
回検出したセンサ出力値との比較で図１０に示すように
検知センサ出力値の変動量と許容される連続運転時間
（Ｔ_LX）との関係から定められる連続運転時間に前述の
運転時間の初期設定値（Ｔ_L ）が置き換えられる（すな
わち、許容される一回の連続した運転時間が変更され
る。）（Ｓ１５）。

【００４０】このときに図１０より明らかなように、検
知センサ出力値の変動が大きい程、許容される連続運転
時間（Ｔ_LX）は短くしている。これは、検知センサ出力
値の変動が大きい程部屋内の空気の汚染（酸素濃度の低
下）が早く進んでいる等の安全上の問題があるため運転
時間を短くして早く停止させるという判断である。

【００４１】そしてこのＳ１５において連続運転時間
（Ｔ_L ）をＴ_LXに変更した後は、運転開始からの運転時
間（Ｔ）がＴ_LXに達したか否かが常時判断され（Ｓ１
６）、その時間（Ｔ_LX）になった時点でガス電磁弁（電
磁安全弁３６）がオフ（ＯＦＦ）されて消火動作が行な
われ、運転は停止される（Ｓ１７）。

【００４２】次の図１１は、さらに変形例を示したもの
である。この変形例のフローチャートについて説明する
と、前述の図８に示したフローチャートのＳ１３におい
て検知センサ出力値（Ｘ_n ）の読み込みが行なわれる
と、その読み込まれた検知センサ出力値（Ｘ_n ）の変動
量が一定の基準値（Ｋ）より小さいか否かが判断され
（Ｓ３１）、このＳ３１において検知センサ出力値の変
動量が基準値（Ｋ）よりも大きいときには未だ燃焼状態
が安定していない、つまり燃焼開始初期であることを意
味するが、この検知センサ出力値の変動量が基準値
（Ｋ）よりも小さいと判断されたとき（Ｓ３１、「ＹＥ
Ｓ」）には燃焼状態が安定期に入ったと判断される。

【００４３】そしてその判断と同時に燃焼（運転）時間
（Ｔ）の計時が開始され（Ｓ３２）、それと併行して検
知センサ出力値（Ｘ_n ）の読み込みが所定の周期で継続
される（Ｓ３３）。そしてその検知センサ出力値の変動
量に対応した連続運転時間（Ｔ_LX）が設定され、実際の
燃焼時間Ｔが設定時間Ｔ_LXを越えると消火動作を行なう
（Ｓ３５〜Ｓ３６）。

【００４４】次に図１２〜図１５は、本発明の別の実施
態様を示したものである。これは、不完全燃焼防止検知
センサの出力信号値の変化勾配に応じて燃焼が停止され
る検知センサの動作レベル（出力信号値）を変更するよ
うにしたものである。

【００４５】図１２の制御ブロック図について説明する
と、一次熱電対５８と二次熱電対６０の合成起電力値は
熱起電力レベル判定回路７０へ送られ、この熱起電力レ
ベル判定回路７０へ送られた合成起電力値からセンサ出
力値の経時的に変化する勾配がセンサ出力勾配判定回路
７２で判定される。そしてこのセンサ出力勾配判定回路
７２による判定結果に基づいて検知センサ動作レベル変
更回路８２において燃焼を停止するセンサ出力値が変更
される。そしてこの変更された動作レベルを基準として
前述の熱起電力レベル判定回路７０で判定される熱起電
力値との比較において燃焼を継続するか否かが燃焼継続
可否判定回路７８において判定される。

【００４６】すなわち熱起電力レベル判定回路７０で判
定される熱起電力値が燃焼の停止動作を行なわせるセン
サ動作レベルにまで低下していないと判断されれば燃焼
は継続されるし、その熱起電力値がその動作レベルにま
で低下すれば、ガス電磁弁駆動回路８０が駆動されてガ
ス電磁弁（マグネット安全弁）３６が遮断されることに
なる。

【００４７】図１３はそのフローチャートを示したもの
であるが、燃焼（運転）を開始すると、初めに燃焼状態
において不完全燃焼が生じたときに燃焼を停止させる検
知センサの動作レベル初期値（Ｅ_O ）の設定が行なわれ
る（Ｓ４１）が、次いで一次熱電対５８と二次熱電対６
０の２つの検知センサによる合成起電力値（Ｘ_n ）が経
時的に読み込まれる（Ｓ４２）。このような状態におい
て、図１４に燃焼開始してからの運転時間と検知センサ
出力値（合成出力値）との関係を示したが、安定した燃
焼状態から部屋内の換気不良による空気の汚染（酸素不
足）により燃焼が不安定となり検知センサ出力値が低下
していったときに、コンピュータではその検知センサ出
力値が前述の実施態様と同様にＥ₁ まで低下したか否か
が判断される（Ｓ４３）。

【００４８】そしてこのＳ４３の判断で検知センサ出力
値がＥ₁ まで低下したと判断されたとき（Ｓ４３、「Ｙ
ＥＳ」）、その一つの手前の検知センサ出力値との比較
で図１５に示すように検知センサ出力値の変動量と燃焼
を停止させる検知センサの動作レベル（Ｅ_X ）との関係
から定められる検知センサの動作レベル（Ｅ_X ）を設定
し、前述の初期設定値（Ｅ_O ）をＥ_X に置き換える（Ｓ
４４）。

【００４９】このときに図１５より明らかなように、検
知センサ出力値の変動が大きい程、燃焼を停止させる検
知センサの動作レベル（Ｅ_X ）は高くしている。これ
は、検知センサ出力値の変動が大きい程部屋内の空気の
汚染（酸素濃度の低下）が早く進んでいる等の安全上の
問題があるため検知センサの動作レベル（Ｅ_X ）を高く
して早く燃焼を停止させるという判断である。

【００５０】そしてこのＳ４４において検知センサの動
作レベル（Ｅ_O ）をＥ_X に変更した後は、一次熱電対５
８および二次熱電対６０の合成起電力値がＥ_X に達した
か否かが常時判断され（Ｓ４５）、燃焼を停止させる動
作レベル（Ｅ_X ）になった時点でガス電磁弁がオフ（Ｏ
ＦＦ）されて消火動作が行なわれ、運転は停止される
（Ｓ４６）。

【００５１】図１６〜図１８は、本発明の他の実施例に
係るもので、これは燃焼停止の動作レベルに到達する少
し手前で予告警報を発する機能を備えた構成を示してい
る。図１６は、その制御ブロック図を示したもので、こ
れは前述の図３に示した制御ブロック図において燃焼継
続判定回路７８に予告警報判定回路８４を接続してなる
ものである。また図１７はその制御ブロック図を実現す
るための具体的な回路図を示している。Ａ／Ｄ（アナロ
グデジタル）変換器又はマイクロコンピュータの出力側
にランプやブザー等の予告警報器８６が接続されてい
る。

【００５２】図１８は、この実施例のフローチャートを
示しており、前述の図８に示したフローチャートとの違
いの部分だけを説明するが、図８のＳ１５において連続
運転時間（Ｔ_L ）をＴ_LXに変更した後は、運転開始から
の運転時間（Ｔ）がＴ_LXに達したか否かが判断される前
にその時間（Ｔ_LX）に近づいたか否か（この実施例では
別の基準時間（Ｔ_LX-1）を設けていてこれとの比較で判
断するものである。）を判断し（Ｓ５１）、その基準時
間（Ｔ_LXの１分前）になった時点で予告警報装置をオン
（ＯＮ）させる。そしてさらに燃焼時間の経過によって
運転時間（Ｔ）が燃焼停止の時間（Ｔ_LX）になった時点
でガス電磁弁がオフ（ＯＦＦ）されて消火動作が行なわ
れ、運転は停止される（Ｓ１７）。

【００５３】図１９および図２０は、予告警報装置のほ
かに燃焼を停止させたときの燃焼停止警報機能をも備え
た構成を示している。図１９はその具体的な回路図を示
しているが、Ａ／Ｄ変換器又はマイクロコンピュータの
出力側に予告警報器８６のほかに燃焼停止警報器８８が
接続されている。

【００５４】また図２０はこの実施例のフローチャート
を示しているが、これは前述の図１３に示したフローチ
ャートの変形例として示されている。すなわち図１３の
フローチャートのＳ４４において検知センサの操作レベ
ル（Ｅ_O ）をＥ_X に変更した後は、一次熱電対５８およ
び二次熱電対６０の合成起電力値がＴ_LXに達したか否か
が判断される前に予告警報を発する動作レベル（Ｅ_S ）
に達したか否かが判断され（Ｓ６１）、その動作レベル
（Ｅ_S ）に達した時点で予告警報装置がオン（ＯＮ）さ
れ、さらに時間の経過によって燃焼を停止させる動作レ
ベル（Ｅ_X ）にまで下がったときにはガス電磁弁がオフ
（ＯＦＦ）されて消火動作が行なわれ、運転は停止され
る（Ｓ４６）と同時に燃焼停止の警報装置がオン（Ｏ
Ｎ）されてこの器具使用者に注意が喚気される（Ｓ６
３）。

【００５５】以上各種の実施例について説明したが、本
発明の趣旨は要するに、この種の開放型ガス燃焼機器の
運転状態において部屋内の空気が汚染（酸素濃度の低
下）され不完全燃焼が生じ始めたときに、その燃焼状態
を検知する熱電対などの検知センサからの出力値の変化
勾配を把握し、その出力変化勾配が大きいときには不完
全燃焼の進行具合いが早いと判断して一回の連続した運
転時間を短くしたり、あるいは燃焼を停止させる検知セ
ンサ出力値（動作レベル）を高くすることにより早く燃
焼を停止させるようにし、一方、その検知センサからの
出力値の変化勾配が小さいときには不完全燃焼はゆっく
り進行しているものと判断してその一回の連続した運転
時間を長くしたり、あるいは燃焼停止の検知センサ出力
値（動作レベル）を低くすることにより燃焼停止を遅ら
せるようにすることにある。これによりこのガス燃焼機
器の使用環境（部屋の大きさ、換気性等）を考慮して適
切に運転の継続・停止を行なわせるようにしたものであ
る。

【００５６】したがってこの本発明の趣旨を逸脱しない
範囲で種々の変更・改良が可能であることはもちろんで
ある。たとえば燃焼状態の検知センサとしては熱電対に
代えてガスセンサ等を用いることも可能であるし、また
その検知センサの出力変化勾配に応じて変更される運転
時間や検知センサの燃焼停止動作レベルも別に段階的に
変えなくとも連続した無段階的なものとすることも可能
であろう。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の開放型ガス燃焼機器によれば、この機器が使用さ
れる環境（部屋の広さ・換気性など）に応じて不完全燃
焼が生じ始めたときの燃焼停止のタイミングを適正に判
断して燃焼停止を早過ぎず、遅過ぎずという状態で使用
できるようにしたものであるから、機器使用上の安全性
は確保され、また誤作動による燃焼停止も回避されてい
っそう使い勝手が良いものとなる。したがってこれを開
放型ガス湯沸器などの従来の不完全燃焼装置付きのもの
に適用することは安全性向上等の面で極めて有益なもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される開放型ガス燃焼機器の一例
としての元止め式ガス湯沸器の概略構成図である。

【図２】図１に示したガス燃焼器の構成の要部をブロッ
ク図的に示した概略構成図である。

【図３】本発明の一実施例としての制御ブロック図であ
る。

【図４】図３に示した実施例を実現するための具体的な
電気回路図である。

【図５】図３及び図４に示した実施例の発明を実行する
ためのフローチャートである。

【図６】図５に示したフローチャートの説明において、
運転時間と検知センサの合成熱起電力出力値との関係を
示した図である。

【図７】同じく図５に示したフローチャートの説明にお
いて、検知センサの合成出力値の低下時間と変更すべき
運転時間との関係を示した図である。

【図８】本発明の別の実施例としてのフローチャートで
ある。

【図９】図８に示したフローチャートの説明において、
運転時間と検知センサの合成出力値との関係を示した図
である。

【図１０】図８に示したフローチャートの説明におい
て、検知センサの合成出力値の変動量と変更すべき運転
時間との関係を示した図である。

【図１１】本発明のさらに別の実施例としてのフローチ
ャートである。

【図１２】本発明のさらに他の実施例としての制御ブロ
ック図である。

【図１３】図１２に示した実施例の発明を実行するため
のフローチャートである。

【図１４】図１３に示したフローチャートの説明におい
て、運転時間と検知センサの合成熱起電力出力値との関
係を示した図である。

【図１５】図１３に示したフローチャートの説明におい
て、検知センサの合成出力値の変動量と変更すべき燃焼
停止のための検知センサ出力値（動作レベル）との関係
を示した図である。

【図１６】本発明のさらに他の実施例としての制御ブロ
ック図である。

【図１７】図１６に示した実施例を実現するための具体
的な電気回路図である。

【図１８】図１７に示した実施例の発明を実行するため
のフローチャートである。

【図１９】本発明のさらに他の実施例としての電気回路
図である。

【図２０】図１９に示した実施例を実行するためのフロ
ーチャートである。

【図２１】従来一般に知られているこの種ガス燃焼機器
における不完全燃焼防止装置の構成説明図である。

【符号の説明】

１０元止め式ガス湯沸器３６マグネット安全弁（ガス電磁弁）５８一次熱電対６０二次熱電対７０熱起電力レベル判定回路７２センサ出力勾配判定回路７４許容連続燃焼時間変更回路７６タイマ駆動回路７８燃焼継続可否判定回路８０ガス電磁弁８２センサ動作レベル変更回路８４予告警報判定回路８６予告警報器８８燃焼停止警報器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/10 320 F23N 5/20 103 F23N 5/24 107 F24H 1/10 303

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼状態を検知する不完全燃焼防止検
知センサ手段と、この検知センサ手段からの出力信号に
より燃焼状態の異常が検知されると燃焼を停止する燃焼
停止手段とを備える不完全燃焼防止装置付き開放型ガス
燃焼機器において、一回の連続した燃焼時間を設定する燃焼時間設定手段
と、その燃焼時間を計時するタイマ手段と、前記検知セ
ンサ手段からの出力信号により燃焼状態の変動によるそ
の出力変化勾配を判定する出力勾配判定手段と、その出
力勾配判定手段による判定結果に基づき前記燃焼時間設
定手段により設定された燃焼時間を変更する燃焼時間変
更手段とを備え、その変更された燃焼時間が経過したと
きに燃焼が停止されるように構成したことを特徴とする
不完全燃焼防止装置付き開放型ガス燃焼機器。
【請求項２】前記燃焼時間変更手段により変更され
た燃焼時間が経過する少し前に警報を発する予告警報手
段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載され
た不完全燃焼防止装置付き開放型ガス燃焼機器。
【請求項３】前記燃焼時間変更手段により変更され
た燃焼時間が経過した時点で警報を発する燃焼停止警報
手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に
記載された不完全燃焼防止装置付き開放型ガス燃焼機
器。
【請求項４】燃焼状態を検知する不完全燃焼防止検
知センサ手段と、この検知センサ手段からの出力信号に
より燃焼状態の異常が検知されると燃焼を停止する燃焼
停止手段とを備える不完全燃焼防止装置付き開放型ガス
燃焼機器において、前記燃焼停止手段が働く検知センサ手段の出力動作レベ
ルを設定する動作レベル設定手段と、同じく前記検知セ
ンサ手段からの出力信号により燃焼状態の変動によるそ
の出力変化勾配を判定する出力勾配判定手段と、その出
力勾配判定手段による判定結果に基づき前記動作レベル
設定手段により設定された検知センサ手段の出力動作レ
ベルを変更する動作レベル変更手段とを備え、検知セン
サ手段の出力信号がその変更された動作レベルに達した
ときに燃焼が停止されるように構成したことを特徴とす
る不完全燃焼防止装置付き開放型ガス燃焼機器。
【請求項５】前記検知センサ手段からの出力信号値
が動作レベル変更手段により変更された動作レベルに到
達する少し前に警報を発する予告警報手段をさらに備え
ることを特徴とする請求項４に記載された不完全燃焼防
止装置付き開放型ガス燃焼機器。
【請求項６】前記検知センサ手段からの出力信号値
が動作レベル変更手段により変更された動作レベルに到
達した時点で警報を発する燃焼停止警報手段をさらに備
えることを特徴とする請求項４又は５に記載された不完
全燃焼防止装置付き開放型ガス燃焼機器。