JP2004036978A

JP2004036978A - Gas combustion appliance

Info

Publication number: JP2004036978A
Application number: JP2002193514A
Authority: JP
Inventors: Akihito Kito; 鬼頭　昭仁
Original assignee: Paloma Kogyo KK
Current assignee: Paloma Kogyo KK
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly detect the defect in combustion. <P>SOLUTION: The determined electromotive force V<SB>ref</SB>is determined 10 mV (S5), when the time lapsed from the start of ignition is 4-8 minutes. The determined electromotive force V<SB>ref</SB>is compared with the electromotive force Vx from a second thermocouple 31, and when Vx is larger, a combustion state is determined to be normal, and the combustion and the detection of defects in combustion are continued (S8:YES). On the other hand, when Vx is smaller (S8:NO), the defect in combustion is determined (S9). The determined electromotive force V<SB>ref</SB>is switched to 14 mV (S6), when the time lapsed T in a step 3 is 8-12 minutes, the determined electromotive force V<SB>ref</SB>is further switched to 16 mV, when the time lapsed is over 12 minutes, and the similar control is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナによって加熱される熱電対の起電力に基づいて燃焼不良を検出するガス燃焼器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ガス燃焼器具では、バーナの一次空気吸入口が閉塞を起こした場合（以下、ダンパー閉塞と呼ぶ）には燃焼用空気が採り込みにくくなり、また、室内の換気が不十分な場合には酸素濃度が低下してしまい、不完全燃焼を起こすおそれがあることから、これらを事前に検知してガスの供給を遮断する不完全燃焼防止装置が備えられる。
具体的には、バーナの近傍に熱電対を設置し、ここで得られる起電力をガス通路に設けたマグネット電磁弁を開閉制御するコントローラに監視させる構成となっている。コントローラは、熱電対からの起電力と予め設定された判定起電力とを比較して燃焼不良を検出する。
従って、長期使用によりダンパー閉塞が進行したり、室内の酸素濃度が低下してきた場合には、バーナの炎にリフトなどが生じ熱電対の起電力が低下するため、マグネット電磁弁がコントローラを介して閉弁され、ガスの供給が遮断されるものとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の不完全燃焼防止装置では、熱電対の起電力が安定するまで、燃焼不良の判別を行っていなかったため、異常検出に時間がかかっていた。
特に、赤熱プレート式のガスバーナからの輻射熱により暖房を行う赤外線ストーブでは、セラミックス製の赤熱プレートの温度が上昇して安定するのに約１０分間という長い時間が必要となるため、異常検出を開始するまでの間の不完全燃焼が大きな問題になる可能性があった。
本発明のガス燃焼器具は上記課題を解決し、燃焼不良をすばやく検出することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１記載のガス燃焼器具は、
燃料ガスを燃焼させる赤熱プレート式のバーナと、
上記バーナの炎により直接加熱される熱電対と、
上記熱電対から得られる起電力と予め設定された判定値とを比較し、上記熱電対から得られる起電力の方が小さい場合には、上記バーナの燃焼不良であると判断する燃焼不良判断手段と
を備えたガス燃焼器具において、
上記燃焼不良判断手段は、時間の経過に対応して切替わる複数の判定値を備え、該複数の判定値は、上記バーナの点火開始からの経過時間にともない、その値が大きくなることを要旨とする。
【０００５】
また、本発明の請求項２記載のガス燃焼器具は、上記請求項１記載のガス燃焼器具において、
上記複数の判定値のうち特定の一つを入力設定する入力手段と、
上記特定の判定値から他の判定値の大きさを決める関係データを記憶する関係記憶手段と、
上記入力された特定の判定値と上記関係データとから全ての判定値を導き出す判定値導出手段と
を備えたことを要旨とする。
【０００６】
上記構成を有する本発明の請求項１記載のガス燃焼器具は、燃焼不良判断手段が熱電対からの起電力を判定値と比較して、バーナの燃焼不良を検出する。この判定値は、時間の経過に対応して複数備えられており、バーナ点火から時間が経過するにつれて大きなしきい値となるように、順次切り替わる。すなわち、点火初期には、判定値は小さなしきい値であるため、上昇中である点火初期の熱電対の起電力でも燃焼不良検出が可能となる。そして、点火後、所定時間が経過した後には、判定起電力は従来と同じように大きなしきい値となるので、燃焼不良を確実に検出できる。
【０００７】
また、本発明の請求項２記載のガス燃焼器具は、入力手段が一つの判定値を入力設定すると、判定値導出手段が関係記憶手段に記憶されている関係データに基づいて、他の全ての判定値を導き出す。このため、判定値を再設定する際には、一つ入力するだけですみ、判定値入力操作を簡略化でき使い勝手が良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明のガス燃焼器具の好適な実施形態について説明する。
【０００９】
図２は、ガス燃焼器具としてのファン付赤外線ストーブの断面概略図であり、図３は、そのシステム構成図である。
ファン付赤外線ストーブ１（以下、単にストーブ１と略称する）は、前面に輻射開口２が設けられた本体ケース３内に、この輻射開口２に対向させて赤熱プレート式のバーナ４を備える。
バーナ４は、燃料ガスと一次空気との混合室を形成するバーナ本体５と、バーナ本体５に装着される多数の炎孔が設けられたセラミックス製の燃焼プレート６とを備えた全一次空気式バーナである。バーナ本体５の基端には、燃料ガスと一次空気とが吸入される吸入口５６が開口し、吸入口５６に臨んでノズル４４が設けられる（図３参照）。
このバーナ４では、ノズル４４から噴出された燃料ガスと、その噴出に伴って吸入口５６から吸入された一次空気とがバーナ本体５内で良好に混合され、その混合気が燃焼プレート６の炎孔から噴出して、燃焼プレート６上で表面燃焼する。
【００１０】
また、バーナ本体５は、上バーナ本体５ａと下バーナ本体５ｂとに上下二段に分割形成される。そして、燃焼プレート６は、上バーナ本体５ａと下バーナ本体５ｂとにそれぞれ左右二枚ずつ設けられる構成であり、全面で燃焼する強火力設定と下バーナ本体５ｂに設けられた二面のみで燃焼する弱火力設定との二種類の火力切替が行える。
【００１１】
本体ケース３内の底部には、バーナ４の燃焼ガスを本体ケース３前面下部に設けられた温風吹出口７から送出する送風ファン８が設けられる。バーナ４の後方には、バーナ４の上方近傍に温風吸込口９を有し、送風ファン８に燃焼ガスを導くファン給気筒１０が設けられる。ファン給気筒１０の後方上部には、複数の上段冷風吸込口１１が設けられ、送出する燃焼ガスを火傷等の危険がない適切な温度にまで冷却するための空気が吸い込まれる。また、本体ケース３後面には、器具外部の空気を本体ケース３内に吸引するための複数の取込口１２が設けられる。
ファン給気筒１０内は途中まで仕切板４６によって、温風吸込口９と連通した温風通路と上段冷風吸込口１１と連通した冷風通路とに分割される。
ファン給気筒１０の前方下部には、後述する直列型熱電対１３の冷接点１３ａの近傍に中段冷風吸込口１４を有した吸込筒１５が連結され、吸込筒１５の下方には下段冷風吸込口１６が開口される。
また、送風ファン８と温風吹出口７とはファン排気筒１７によって連通される。
【００１２】
従って、送風ファン８を駆動すると、温風吸込口９から燃焼ガスが吸引されると共に、取込口１２を介して器具内に吸引された外部空気が上段、中段、下段冷風吸込口１１，１４，１６から吸引される。そして、これらの燃焼ガスと空気とが送風ファン８に吸込まれ均一に混合されて、温風として温風吹出口７から送出される。
【００１３】
バーナ４の燃焼面の前面には、前後二列で配列された複数の熱電対素子を直列に接続した直列型熱電対１３が対向して設けられ、この直列型熱電対１３で発生した起電力が送風ファン８のモータ（ＤＣモータ）８ａや燃焼等を制御するコントローラ１８（後述）の電源として用いられる。
また、器具正面には、向かって左側に点火レバー２１が、右側にバーナ４の火力を切替える切替レバー２２が設けられる。
【００１４】
バーナ４へのガス流路には、図３に示すように、上流から順に、点火レバー２１の操作力によって機械的に開弁され後述する第一熱電対２３からの起電力によって開弁保持されるマグネット電磁弁２４と、点火レバー２１の操作力によって機械的に開閉されるメイン弁２５と、切替レバー２２の操作によって上下両バーナ本体５ａ，５ｂへのガス流路を開弁状態とする第一状態と下バーナ本体５ｂへのガス流路のみを開弁状態とする第二状態とを切替える切替弁２６とが設けられる。
【００１５】
また、バーナ４には、センシングバーナ２７が併設され、センシングバーナ２７の近傍には、マグネット電磁弁２４のコイルと直列に接続された第一熱電対２３が設けられる。第一熱電対２３は、主にセンシングバーナ２７の炎により直接加熱され、この際発生する起電力によってマグネット電磁弁２４を開弁保持する。
マグネット電磁弁２４は、常に閉弁方向に付勢するバネを備え、この付勢力に反して電磁石の吸着力で開弁保持されるが、室内の酸素濃度が低下してくるとセンシングバーナ２７の炎がリフトし始めて、第一熱電対２３の起電力が低下して吸着保持できなくなりガス流路を遮断する。従って、不完全燃焼を未然に防ぐことができる。
尚、センシングバーナ２７へのガス流路は、メイン弁２５と切替弁２６との間のガス流路から分岐して形成される。
【００１６】
バーナ４の近傍には、バーナ４へ点火するための点火用バーナ２８が設けられ、点火用バーナ２８の近傍には、点火用バーナ２８へ点火するための点火電極２９が設けられる。点火電極２９は、イグナイタ３０と接続される。
点火用バーナ２８へのガス流路は、メイン弁２５の下流から分岐して設けられ、点火レバー２１を開操作している間のみ開状態となる点火弁５５が設けられる。すなわち、点火用バーナ２８には、点火操作時のみ炎が形成される。
【００１７】
バーナ４の炎に直接熱せられる位置に直列型熱電対１３と隣接して第二熱電対３１が設けられる。この第二熱電対３１からの起電力Ｖｘを検出して判定起電力Ｖ_ｒｅｆと比較することによって、バーナ４の吸入口５６が閉塞を起こした場合（ダンパー閉塞）の燃焼不良を判断する。ダンパー閉塞が生じて、燃焼用空気が足りなくなってくると、不完全燃焼し始めるため、第二熱電対３１を正常な火炎で適切に加熱できなくなり、起電力は低下する。
また、この判定起電力Ｖ_ｒｅｆは、ガス種によって適正値が異なるため、器具背面に設けられたスライド式の切替スイッチ４５により複数通りに設定できるようになっている。
尚、バーナ４とセンシングバーナ２７との一次空気吸入口がそれぞれ異なるため、このようなダンパー閉塞による燃焼不良を、センシングバーナ２７の火炎により加熱される第一熱電対２３の起電力に基づいて検出することはできない。
【００１８】
ストーブ１本体内には、上述したセンサ類からの信号を入力して各種のアクチュエータ類を駆動制御するコントローラ１８が設けられる。
また、点火レバー２１で点火操作しているときのみＯＮする、つまり点火レバー２１を押し下げている時のみＯＮする点火スイッチ３２と、点火レバー２１での点火操作によりＯＮ保持され、消火操作（点火レバー２１の持ち上げ操作）によりＯＦＦ状態に切り替わる電源スイッチ３３とが設けられており、この点火スイッチ３２及び電源スイッチ３３からのＯＮ信号はコントローラ１８へ入力される。
【００１９】
コントローラ１８は、図１に示すように、主制御部のマイクロコンピュータ３５（以下、単にマイコン３５と呼ぶ）と、マイコン３５に電源を供給する電源回路３６、直列型熱電対１３からの起電力を昇圧させる昇圧回路３７、送風ファン８のモータ８ａを制御するモータ制御回路３８、マグネット電磁弁２４と第一熱電対２３の直列接続を切断するＭｇ回路３９、第二熱電対３１からの起電力を入力する炎検知回路４０、ダンパー閉塞を検出するための判定起電力Ｖ_ｒｅｆを切替える判定値入力回路４１、表示回路４２、イグナイタスイッチ回路４３等を備える。尚、図中の符号ＣＮはコネクタを示す。
【００２０】
昇圧回路３７は、マイコンの出力ポートｃからのパルス信号によりＯＮ／ＯＦＦするＦＥＴ３（スイッチング素子）、ＦＥＴ３のＯＮ／ＯＦＦにより電圧を誘起するコイルＬ２、コイルＬ２の放電時のインピーダンスを小さくする電解コンデンサＣ３、電荷を蓄える電解コンデンサＣ４、昇圧後の電源から昇圧回路３７側へ電流が流れることを防止するショットキーバリアーダイオードＤ３を備える。
こうした構成の昇圧回路３７では、点火操作（電源スイッチ３３のＯＮ動作）が行われると、マイコン３５が、出力ポートｃからパルス信号をＦＥＴ３へ送信し、そのパルス信号によりＦＥＴ３をＯＮ／ＯＦＦ動作させ、これによりコイルＬ２に電圧を誘起させて直列型熱電対１３からの入力電圧（約１Ｖ）を昇圧して電気エネルギーを蓄えさせる。
【００２１】
ＦＥＴ３がＯＮの時、直列型熱電対１３の起電力により、コイルＬ２に電流が流れ、ＦＥＴ３をＯＦＦすると、コイルＬ２の性質により電流を流し続けようとして電圧が上昇し、電源回路３６およびモータ制御回路３８へ通電される。そして、この電流は、モータ制御回路３８からモータ８ａのコイルへの電源として使われる。
このようにして、昇圧回路３７は、直列型熱電対１３で発生した約１Ｖの起電力をＶＣＣ２（３．５Ｖ）まで昇圧させる。マイコン３５は、昇圧回路３７の出力電圧ＶＣＣ２を入力ポートｄから検知する。尚、抵抗Ｒ４，Ｒ５（各抵抗値は等しい）により入力ポートｄへの入力電圧を半分に分圧することによって、マイコン３５の過電圧による故障を防止している。
【００２２】
マイコン３５は、基本的には、直列型熱電対１３からの起電力を電源として駆動されるものであるが、点火開始時には、必要な電力が直列型熱電対１３からは得られない。このため、その補助電源として、乾電池３４（電圧ＶＣＣ１は１．５Ｖ）が用いられる。そして、直列型熱電対１３から十分な電力が得られるようになった後は、マイコン３５への電源として直列型熱電対１３からの電力を用いる。
尚、モータ８ａへは、十分な電力が得られない点火初期から直列型熱電対１３の起電力のみがそのまま電源として用いられる。
【００２３】
乾電池３４からの起電力ＶＣＣ１（１．５Ｖ）は、電源回路３６の昇圧部３６ｂでＶＤＤ（３Ｖ）に昇圧され、マイコン３５へ供給される。
昇圧部３６ｂは、昇圧専用集積回路であるＩＣ３６ｄと、コイルＬ１と、電解コンデンサＣ２と、ダイオードＤ２と、トランジスタＱ１等を備える。
このような昇圧部３６ｂは、パルス信号によりトランジスタＱ１をＯＮ／ＯＦＦ動作させ、これによりコイルＬ１に電圧を誘起させて、点火初期において乾電池３４からの入力電圧をＶＤＤ（３Ｖ）まで昇圧して、マイコン３５の電源ポートｅや表示回路４２等へ電源として供給する。
【００２４】
点火初期においては、この乾電池３４の電力によりマイコン３５が作動して昇圧回路３７を駆動し、直列型熱電対１３からの起電力を昇圧する（昇圧後の電圧ＶＣＣ２）。この昇圧された電力は、モータ８ａや電源回路３６に導かれる。
電源回路３６には、昇圧部３６ｂへの電源供給を昇圧回路３７からの電力にするか、乾電池３４からの電力にするかを切替える切替部３６ａが形成され、切替部３６ａは、ダイオードＤ１とダイオードＤ２とを備える。すなわち、乾電池３４の起電力ＶＣＣ１の方が昇圧回路３７からの起電力ＶＣＣ２よりも大きい場合には、昇圧部３６ｂへ供給される電源はダイオードＤ１を通る乾電池３４からの電力となり、昇圧回路３７からの起電力ＶＣＣ２の方が大きくなると昇圧部３６ｂへの供給電源はダイオードＤ２を通る昇圧回路３７からの電力へと切替わる。このように、マイコン３５への電力供給源を乾電池３４から熱電対１３に切り替えるため、乾電池３４を無駄に消費することがなく、長期に渡って乾電池３４を使用することができる。このため、乾電池交換を頻繁に行う必要もない。
【００２５】
また、昇圧回路３７と切替部３６ａとの間には、昇圧回路３７から供給される電圧（ＶＣＣ２）を所定値（２．５Ｖ）以下に規制するレギュレーションＩＣ３６ｃが備えられる。これに対して、モータ８ａには、電圧規制されないＶＣＣ２が直接供給される。
これによって、マイコン３５の過電圧による故障や誤動作を防止できる。言いかえれば、直列型熱電対１３からの電力を昇圧回路３７でマイコン３５の許容電圧以上に昇圧させることが可能となり、高い電圧で送風ファン８に供給できる。このため、直列型熱電対１３からの起電力だけで要求される風量を得ることが可能となる。
また、送風ファン８のモータ８ａとして用いているＤＣモータは、高い電圧で供給されればされるほど回転数が上がる。このため、特に、本実施形態のような熱発電を利用して低電圧で動作させるシステムのように、モータ８ａとしてＤＣモータを用いている場合、上述したようにしてモータ８ａへ供給する電圧を高めると風量を増すことができ一層効果的である。
尚、レギュレーションＩＣ３６ｃによって、２．５Ｖまでに低下させられた電力は、昇圧部３６ｂで再び、マイコン３５への適切な印可電圧である３Ｖまで昇圧される。
【００２６】
ところで、レギュレーションＩＣ３６ｃ及び切替部３６ａを昇圧部３６ｂの後に配置した回路も考えられる。尚、この場合にはレギュレーションＩＣ３６ｃとして電圧（ＶＣＣ２）を３Ｖ以下に規制するものを用いる。しかしながら、こうした場合には、昇圧部３６ｂからの電力とレギュレーションＩＣ３６ｃからの電力とを切替えるダイオードの特性が、各素子ごとにばらつきを含んでいるし、また温度等によってもばらつくためマイコン３５に供給する電圧が一定しなくなってしまう。これに対して本実施形態の電源回路３６では、各種条件により特性がばらついてしまうダイオードＤ１，Ｄ２の後に昇圧部３６ｂを配置しているため、マイコン３５へ供給する電圧を一定として、その動作を安定させることができる。
【００２７】
Ｍｇ回路３９は、直列に接続したマグネット電磁弁２４と第一熱電対２３との接続を遮断する回路である。
Ｍｇ回路３９は、マグネット電磁弁２４と第一熱電対２３との接続を開閉するスイッチング素子としてのＦＥＴ１、ＦＥＴ２と、ＦＥＴ１と接続されるトランジスタＱ２、電解コンデンサＣ５、コンデンサＣ６等を備える。
トランジスタＱ２は、マイコン３５の出力ポートａからのパルス信号によりオンオフする。トランジスタＱ２がオンしている時は、電源回路３６からの出力電圧ＶＤＤがＦＥＴ１に印可されてＦＥＴ１もオンする。そして、トランジスタＱ２がオフしても、電解コンデンサＣ５に電荷が溜まるまでは電流が流れるため、ＦＥＴ１には高い電圧が印可され一定時間ＦＥＴ１はオンする。つまり、ＦＥＴ１は、出力ポートａから所定周期の連続したパルス信号が出力されている間はオンし、パルス信号が出力されなくなるとコンデンサＣ６により直流信号が遮断されるためオフする。
ＦＥＴ２は、出力ポートｂからのレベル信号がｈｉｇｈの場合にＯＮし、ｌｏｗの場合にＯＦＦする。
【００２８】
このような構成のＭｇ回路は、第二熱電対３１からの入力電圧に基づいて燃焼不良が生じていると判断される場合や、後述するように消火操作が行われた場合に、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２をオフする。これによって、マグネット電磁弁２４と第一熱電対２３との接続は遮断され、マグネット電磁弁２４は瞬時に閉弁してガス流路を遮断する。
【００２９】
ＦＥＴを二つ備えているのは、万が一どちらか一つが故障しても確実にガス流路を遮断できるようにするためである。つまり、一つしか備えていない場合、ＯＮ故障が発生すると、不完全燃焼時でも燃料ガスの供給を遮断できなくなってしまうが、二つ備えていれば、一つが故障しても他方のＦＥＴで確実にマグネット電磁弁２４と第一熱電対２３との接続を遮断でき、安全性が向上する。
また、出力ポートａからＦＥＴ１への回路の途中に、コンデンサＣ６とトランジスタＱ２と電解コンデンサＣ５とを設けて、パルス信号の有無でＦＥＴ１をＯＮ／ＯＦＦしている。このため、マイコンが故障してｈｉｇｈのレベル信号やｌｏｗのレベル信号になったまま切り換わらなくなってしまった場合にも確実にマグネット電磁弁２４と第一熱電対２３との接続を遮断することができる。
【００３０】
炎検知回路４０は、第二熱電対３１からの起電力をオペアンプ４１ａで増幅してマイコン３５の入力ポートｆに入力する。そして、この第二熱電対３１の起電力に基づいて、主にダンパー閉塞による不完全燃焼防止制御を行う。
モータ制御回路３８は、マイコン３５の出力ポートｇからのｈｉｇｈ−ｌｏｗのレベル信号によりＯＮ／ＯＦＦするＦＥＴ４を備えており、このＦＥＴ４をオンオフしてモータ８ａのコイルへの電力の給断を切替える。例えば、第二熱電対３１からの入力電圧に基づいて燃焼不良が生じていると判断した場合などに、レベル信号をｈｉｇｈからｌｏｗに切替えてモータを停止させる。
【００３１】
判定値入力回路４１は、固定抵抗Ｒ０と切替抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とを備え、切替スイッチ４５を操作すると固定抵抗と切替抵抗との接続が切替わり、固定抵抗と切替抵抗との接続点Ａの電位Ｖａが変化する構成である。
この電位Ｖａは、マイコン３５の入力ポートｈに入力される。そして、Ｖａに基づいて判定起電力Ｖ_ｒｅｆが設定される。
【００３２】
次に点火動作について説明する。
点火レバー２１を押し下げていくと、まずメイン弁２５が開弁されると共に、電源スイッチ３３がＯＮして電源回路３６に電源が供給される。次に、点火スイッチ３２がＯＮし、イグナイタ３０を動作させて点火電極２９を連続スパークさせる。更に、押し下げると順に、点火弁５５、マグネット電磁弁２４が開弁されバーナ４と点火用バーナ２８とセンシングバーナ２７へのガス流路が開放され、燃料ガスが供給される。
そして、点火用バーナ２８に着火した炎が、バーナ４やセンシングバーナ２７に火移りしていく。つまり、点火操作器である点火レバー２１を操作していくと、メイン弁２５の開弁→点火器としてのイグナイタ３０の作動開始→点火弁５５の開弁→マグネット電磁弁２４の開弁の順に動作してバーナ４に点火するのである。
センシングバーナ２７やバーナ４に点火されると、加熱される第一熱電対２３から起電力が発生しマグネット電磁弁２４を吸着保持する。そして、点火レバー２１から手を離すと、マグネット電磁弁２４は、閉弁可能状態となる。つまり、弁体を押しているスピンドル（図示略）が後退し、電磁力でのみ開弁が継続される状態となる。従って、第一熱電対２３からの起電力が所定の吸着保持電圧値以下となるとマグネット電磁弁２４は閉弁される。
尚、点火レバー２１を離すと、点火弁５５が閉弁して点火用バーナ２８へのガス流路は閉じられる。
【００３３】
ここで、従来のストーブにおけるホットスタート（急再点火動作）について述べる。
点火動作が消火後から短時間で行われた場合（第一熱電対２３からの起電力が吸着保持電圧以下となる前）、マグネット電磁弁２４が開弁状態になっているわけであるから点火動作によりメイン弁２５が開弁されると、その開弁にあわせて燃料ガスは放出されてしまう。そして、その後にイグナイタ３０が作動して点火用バーナ２８を介して点火されるため、その間に燃焼プレート６の前面に溜まった燃料ガスへの急激な着火となり、着火音や火炎が大きくなってしまう。
これに対して、本実施形態では、消火と同時にＦＥＴ１，２をオフしてマグネット電磁弁２４を閉弁しているため、このような不都合は生じない。
【００３４】
ここで、消火時にマイコン３５が行うマグネット電磁弁２４の強制閉弁制御について図４に示すフローチャートを用いて説明する。
点火レバー２１を消火操作すると、メイン弁２５が閉弁してバーナ４及びセンシングバーナ２７へのガス流路が遮断されると共に、電源スイッチ３３がＯＦＦされる（Ｓ１）。
そして、電源スイッチ３３がＯＦＦされたことを検出すると（Ｓ２：ＹＥＳ）、出力ポートａから出力していたパルス信号を停止させてＦＥＴ１をオフすると共に、出力ポートｂからのレベル信号をｌｏｗにしてＦＥＴ２をオフすることによって、マグネット電磁弁２４を強制的に閉弁させる（Ｓ３）。
【００３５】
このように、消火操作後には、第一熱電対２３とマグネット電磁弁２４との間の接続を強制的に切断しているため、第一熱電対２３の起電力がマグネット電磁弁２４の吸着保持電圧よりも大きい消火初期においても、マグネット電磁弁２４が一時的に開弁状態となってしまうことはない。従って、点火時には、マグネット電磁弁２４は常に閉弁しているので、ホットスタートを行っても、点火電極２９からのスパーク放電が燃料ガスの放出よりも遅れてしまうことを防止できる。すなわち、大きな着火音や大きな火炎が生じる遅点火は起こり得ないので、快適に使用することができる。
また、マグネット電磁弁２４と第一熱電対２３との間の接続をオンオフするスイッチング素子として用いているＦＥＴには、機械的寿命がないため、故障する確率が減少し信頼性が向上する。更に、ＦＥＴは導通時には極めて低抵抗であるため、そこでの電圧降下は非常に小さく、マグネット電磁弁２４を開弁保持するのに十分なコイル電流が得られるので、マグネット電磁弁２４を安定して動作させることができ、一層信頼性が増す。
【００３６】
次に、マイコン３５が行う燃焼不良検出の制御について図５に示すフローチャートを用いて説明する。第二熱電対３１からの起電力Ｖｘを判定起電力Ｖ_ｒｅｆと比較することによって、主にダンパー閉塞に基づく不完全燃焼を検出する。
【００３７】
上述したような点火動作が終了すると（Ｓ１）、タイマーをスタートさせる（Ｓ２）。点火から４分経過するまでは、燃焼不良検出は行わずに待機する（Ｓ３：ＮＯ）。４分経過すると（Ｓ３：ＹＥＳ）、燃焼不良検出をし始めるわけであるが、経過時間Ｔによって判定起電力Ｖ_ｒｅｆを変化させる（Ｓ４〜Ｓ７）。
経過時間Ｔが４分から８分の間は、判定起電力Ｖ_ｒｅｆを１０ｍＶに設定する（Ｓ４）。そして、この判定起電力Ｖ_ｒｅｆと第二熱電対３１からの起電力Ｖｘを比較し、第二熱電対３１からの起電力Ｖｘの方が大きい場合には、燃焼状態が正常であると判断して、燃焼を継続させると共に、燃焼不良検出を継続する（Ｓ８：ＹＥＳ）。
これに対して、第二熱電対３１の起電力Ｖｘが小さい（Ｖｘが１０秒間以上、Ｖ_ｒｅｆ以下を継続した）場合には（Ｓ８：ＮＯ）、燃焼不良となっていると判断する（Ｓ９）。そして、燃焼不良と判断された場合には、出力ポートａからのパルス信号を止めて、ＦＥＴ１をオフすると共に、出力ポートｂの出力レベルをｌｏｗにして、ＦＥＴ２をオフしてマグネット電磁弁２４を強制的に閉弁させる。ステップ４での経過時間Ｔが８分から１２分の間は、判定起電力Ｖ_ｒｅｆを１４ｍＶに切替え（Ｓ６）、経過時間Ｔが１２分を超えると、判定起電力Ｖ_ｒｅｆを１６ｍＶに切替えて（Ｓ７）、同様な制御を行う。
【００３８】
経過時間Ｔと第二熱電対３１からの起電力Ｖｘ及び判定起電力Ｖ_ｒｅｆとの関係は、図６に示すグラフの様になる。
本実施形態のようなセラミックス製の赤熱プレート式のバーナ４は、点火後にプレート面の温度が上昇して安定するのに長い時間がかかるため、従来のように判定起電力Ｖ_ｒｅｆとして、一つの基準（例えば、Ｖ_ｒｅｆ＝１６ｍＶ）しか持たなかった場合には、燃焼不良を検出し始めるのに長い時間を待たねばならず、この待機時間における不完全燃焼が大きな問題となる可能性があった。
これに対して、本実施形態のストーブ１では、判定起電力Ｖ_ｒｅｆとして複数の基準を持ち、点火初期ほど低い値を用いているので、第二熱電対３１の起電力Ｖｘが上昇中である点火初期段階からの燃焼不良検出が可能となり、安全性が向上する。そして、点火後、所定時間が経過した後には、判定起電力を従来と同じような大きなしきい値に切替えるので、燃焼不良を確実に検出できる。
【００３９】
判定起電力Ｖ_ｒｅｆは、ガス種によって異なるものである。例えば、１２分超過後の判定起電力Ｖ_ｒｅｆは、ＬＰガスの場合は１６ｍＶであり、都市ガス（１３Ａ）の場合は１３ｍＶであり、その他ガス（６Ｃ）の場合は９ｍＶである。このため、器具背面に設けられた切替スイッチ４５を操作して判定起電力Ｖ_ｒｅｆを設定しなおすことを可能としている。
また、時間経過と共に変化する複数の判定起電力間の比率は、何れのガス種に対してもほぼ等しくなる。例えば、１２分超過後の判定起電力をＶ_ｒｅｆ（１）、８分から１２分の間の判定起電力をＶ_ｒｅｆ（２）、４分から８分の間の起電力Ｖ_ｒｅｆ（３）とすると、その比は、
Ｖ_ｒｅｆ（１）：Ｖ_ｒｅｆ（２）：Ｖ_ｒｅｆ（３）＝１：０．８７５：０．６２５
となる。このため、一つの判定起電力、例えば、１２分超過後の判定起電力Ｖ_ｒｅｆ（１）を設定することによって、他の判定起電力Ｖ_ｒｅｆ（２），Ｖ_ｒｅｆ（３）は予め設定されているこの比率に応じて自動的に設定されるようする。
【００４０】
ここで本実施形態における判定起電力Ｖ_ｒｅｆの設定方法について述べる。
切替スイッチ４５を操作して、固定抵抗Ｒ０と切替抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３との接続を切替えると、その接続点Ａの電位Ｖａは変化する。電位Ｖａは、次式により求まる。
Ｖａ＝ＶＤＤ×ｒｘ／（ｒ０＋ｒｘ）
ｒ０：固定抵抗Ｒ０の抵抗（Ω）
ｒｘ：切替抵抗Ｒｘ（ｘ＝１，２，３）の抵抗（Ω）
切替抵抗Ｒ１はＬＰガス用であり、切替抵抗Ｒ２は都市ガス（１３Ａ）用であり、切替抵抗Ｒ３はその他ガス（６Ｃ）用である。
マイコン３５は、入力されるこの３種類の電位Ｖａに対する１２分超過後の判定起電力Ｖ_ｒｅｆ（１）を記憶しており、入力された電位Ｖａに応じて判定起電力Ｖ_ｒｅｆ（１）を設定する。そして、Ｖ_ｒｅｆ（２）とＶ_ｒｅｆ（３）は、Ｖ_ｒｅｆ（１）との比率に応じて計算し設定する。尚、この比率（関係）は、マイコン３５に備えられたメモリーに記憶されている。
従って、判定起電力を再設定する際には、全ての判定起電力を設定しなおす必要はなく、複数あるうちの一つの判定起電力の再設定をするだけでよいため使い勝手が良い。
尚、切替えスイッチ４５が本発明における入力手段に、マイコン３５に備えられたメモリーが本発明における関係記憶手段に、マイコン３５が本発明における判定値導出手段にそれぞれ相当する。
【００４１】
また、各ガス種毎に時間経過に応じたＶ_ｒｅｆをそれぞれ記憶した場合、すなわち、各ガス種毎に（Ｖ_ｒｅｆ（１），Ｖ_ｒｅｆ（２），Ｖ_ｒｅｆ（３））を記憶した場合と比べると、記憶するデータの数が少なくてすむ。つまり、各ガス種毎にＶ_ｒｅｆをそれぞれ記憶した場合には、（ガス種数）×（各ガス種における判定起電力Ｖ_ｒｅｆ数）個のパラメータを記憶する必要があるのに対して、本実施形態の場合は、各時間ごとの比の値を固定的に記憶することと、ガス種数個のＶ_ｒｅｆ（１）のパラメータを設定できるようにするだけで良い。
【００４２】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば、センシングバーナ２７を設けず、第一熱電対２３をバーナ４の近傍に設け、バーナ４の炎により直接加熱されて生じる起電力によってマグネット電磁弁２４を開弁保持するようにしてもかまわない。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載のガス燃焼器具によれば、熱電対の起電力が上昇中である点火初期段階からの燃焼不良検出が可能となり、安全性が向上する。
特に、点火後に温度が上昇して安定するのに長い時間を要する赤熱プレート式のようなバーナを備えたガス燃焼器具に対して有効である。
【００４４】
更に、本発明の請求項２記載のガス燃焼器具によれば、使用ガス種の変更時などに判定起電力を再設定する際には、最低限の入力操作ですみ非常に便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態としてのコントローラの回路図である。
【図２】本実施形態としてのファン付赤外線ストーブの断面概略図である。
【図３】本実施形態としてのファン付赤外線ストーブのシステム構成図である。
【図４】マグネット電磁弁の強制閉弁制御を示したフローチャートである。
【図５】燃焼不良検出制御を示したフローチャートである。
【図６】点火開始からの経過時間と第二熱電対の起電力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…ファン付赤外線ストーブ、４…バーナ、３１…第二熱電対、１８…コントローラ、３５…マイコン、４５…切替スイッチ、Ｒ０…固定抵抗、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…切替抵抗。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas-fired appliance that detects a combustion failure based on an electromotive force of a thermocouple heated by a burner.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a gas burning appliance, when a primary air intake of a burner is blocked (hereinafter, referred to as a damper blocked), it becomes difficult to take in combustion air, and when indoor ventilation is insufficient. Since the oxygen concentration may decrease and may cause incomplete combustion, there is provided an incomplete combustion prevention device that detects these in advance and shuts off the gas supply.
Specifically, a thermocouple is installed near the burner, and the electromotive force obtained here is monitored by a controller that controls opening and closing of a magnet solenoid valve provided in a gas passage. The controller detects a combustion failure by comparing the electromotive force from the thermocouple with a predetermined determination electromotive force.
Therefore, if the damper blockage progresses due to long-term use, or if the oxygen concentration in the room decreases, a lift or the like occurs in the burner flame and the electromotive force of the thermocouple decreases. The valve is closed and the gas supply is shut off.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional incomplete combustion prevention device, it was not determined whether combustion was defective until the electromotive force of the thermocouple became stable, so that it took time to detect an abnormality.
In particular, in an infrared stove that performs heating by radiant heat from a red hot plate type gas burner, a long time of about 10 minutes is required for the temperature of the ceramic red hot plate to rise and stabilize, so that abnormality detection is started. Incomplete combustion during this time could be a major problem.
An object of the present invention is to solve the above-described problems and quickly detect defective combustion.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The gas burning appliance according to claim 1 of the present invention that solves the above-mentioned problems,
A red-hot plate burner that burns fuel gas,
A thermocouple directly heated by the burner flame,
Combustion failure judging means for comparing the electromotive force obtained from the thermocouple with a predetermined judgment value, and when the electromotive force obtained from the thermocouple is smaller, judges that the burner is combustion failure. In a gas-burning appliance provided with
The combustion failure determination means includes a plurality of determination values that are switched in response to the passage of time, and the plurality of determination values increase as the elapsed time from the start of ignition of the burner increases. And
[0005]
Further, the gas burning appliance according to claim 2 of the present invention is the gas burning appliance according to claim 1,
Input means for inputting and setting a specific one of the plurality of determination values;
Relationship storage means for storing relationship data for determining the size of another determination value from the specific determination value,
It is a gist of the present invention to provide a determination value deriving unit that derives all determination values from the input specific determination value and the relation data.
[0006]
In the gas combustion appliance according to the first aspect of the present invention having the above-described configuration, the combustion failure determination means compares the electromotive force from the thermocouple with the determination value to detect the burner combustion failure. A plurality of the determination values are provided corresponding to the elapse of time, and are sequentially switched so that the threshold value becomes larger as time elapses after the burner ignition. That is, since the determination value is a small threshold value at the initial stage of ignition, it is possible to detect poor combustion even by the electromotive force of the thermocouple at the initial stage of ignition that is rising. Then, after a lapse of a predetermined time after ignition, the determination electromotive force has a large threshold value as in the related art, so that combustion failure can be reliably detected.
[0007]
Further, in the gas combustion appliance according to claim 2 of the present invention, when the input means inputs and sets one determination value, the determination value derivation means determines all other determination values based on the relation data stored in the relation storage means. Deriving a judgment value. For this reason, when resetting the judgment value, only one input is required, and the operation of inputting the judgment value can be simplified and the usability is good.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, a preferred embodiment of the gas combustion appliance of the present invention will be described below.
[0009]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an infrared stove with a fan as a gas burning appliance, and FIG. 3 is a system configuration diagram thereof.
An infrared stove 1 with a fan (hereinafter, simply referred to as a stove 1) includes a glowing plate-type burner 4 in a main body case 3 having a radiation opening 2 provided on a front surface thereof, facing the radiation opening 2.
The burner 4 includes a burner main body 5 that forms a mixing chamber of fuel gas and primary air, and a ceramic combustion plate 6 provided with a large number of flame holes mounted on the burner main body 5. Burner. At the base end of the burner main body 5, an inlet 56 through which fuel gas and primary air are sucked is opened, and the nozzle 44 is provided facing the inlet 56 (see FIG. 3).
In the burner 4, the fuel gas ejected from the nozzle 44 and the primary air sucked from the suction port 56 with the ejection are mixed well in the burner main body 5, and the air-fuel mixture is mixed with the flame of the combustion plate 6. The gas is ejected from the holes and burns on the combustion plate 6.
[0010]
The burner main body 5 is divided into an upper burner main body 5a and a lower burner main body 5b so as to be divided into two upper and lower stages. The upper and lower burner bodies 5a and 5b are each provided with two left and right combustion plates 6. The combustion plate 6 is provided with a high heat power setting for burning over the entire surface and combustion is performed only on the two surfaces provided on the lower burner body 5b. It is possible to switch between two types of heating power with the setting of low heating power.
[0011]
At the bottom in the main body case 3, there is provided a blower fan 8 for sending out the combustion gas of the burner 4 from a hot air outlet 7 provided at the lower part of the front surface of the main body case 3. Behind the burner 4, a fan air supply cylinder 10 having a hot air suction port 9 near the upper side of the burner 4 and guiding the combustion gas to the blower fan 8 is provided. A plurality of upper-stage cold air suction ports 11 are provided in the upper rear part of the fan air supply cylinder 10, and air for cooling the combustion gas to be sent out to an appropriate temperature without danger of burns or the like is sucked in. A plurality of intakes 12 for sucking air outside the device into the main body case 3 are provided on the rear surface of the main body case 3.
The inside of the fan air supply cylinder 10 is partially divided by a partition plate 46 into a warm air passage communicating with the warm air inlet 9 and a cool air passage communicating with the upper cold air inlet 11.
A suction cylinder 15 having a middle-stage cold air suction port 14 near a cold junction 13a of a series-type thermocouple 13 described below is connected to a lower front part of the fan air supply cylinder 10, and a lower-stage cold air suction port is provided below the suction cylinder 15. 16 is opened.
The blower fan 8 and the hot air outlet 7 are communicated by a fan exhaust pipe 17.
[0012]
Accordingly, when the blower fan 8 is driven, the combustion gas is sucked from the hot air suction port 9 and the external air sucked into the appliance via the intake port 12 is drawn into the upper, middle, and lower cold air suction ports 11, 14. , 16. Then, the combustion gas and the air are sucked into the blower fan 8, uniformly mixed, and sent out from the hot air outlet 7 as hot air.
[0013]
A series thermocouple 13 in which a plurality of thermocouple elements arranged in two rows in front and rear are connected in series is provided on the front surface of the combustion surface of the burner 4, and an electromotive force generated by the series thermocouple 13 is provided. Is used as a power supply for a motor (DC motor) 8a of the blower fan 8 and a controller 18 (described later) for controlling combustion and the like.
On the front side of the appliance, an ignition lever 21 is provided on the left side and a switching lever 22 for switching the heating power of the burner 4 is provided on the right side.
[0014]
As shown in FIG. 3, the gas flow path to the burner 4 is mechanically opened by the operating force of the ignition lever 21 in order from the upstream, and is opened and held by an electromotive force from a first thermocouple 23 described later. And a main valve 25 that is mechanically opened and closed by an operating force of an ignition lever 21 and a switching valve 22 that opens a gas flow path to the upper and lower burner bodies 5a and 5b. A switching valve 26 is provided for switching between one state and a second state in which only the gas flow path to the lower burner main body 5b is opened.
[0015]
Further, a sensing burner 27 is provided in the burner 4, and a first thermocouple 23 connected in series with the coil of the magnet solenoid valve 24 is provided near the sensing burner 27. The first thermocouple 23 is directly heated mainly by the flame of the sensing burner 27, and the electromagnet generated at this time keeps the magnet electromagnetic valve 24 open.
The magnet solenoid valve 24 is provided with a spring that constantly biases the valve in the valve closing direction. The valve is held open by the attraction force of the electromagnet against the biasing force, but when the oxygen concentration in the room decreases, the sensing burner 27 is activated. When the flame starts to lift, the electromotive force of the first thermocouple 23 decreases, and the gas cannot be adsorbed and held. Therefore, incomplete combustion can be prevented beforehand.
The gas flow path to the sensing burner 27 is formed by branching off from the gas flow path between the main valve 25 and the switching valve 26.
[0016]
An ignition burner 28 for igniting the burner 4 is provided near the burner 4, and an ignition electrode 29 for igniting the ignition burner 28 is provided near the ignition burner 28. The ignition electrode 29 is connected to the igniter 30.
A gas flow path to the ignition burner 28 is provided branching from the downstream of the main valve 25, and an ignition valve 55 that is opened only while the ignition lever 21 is being opened is provided. That is, a flame is formed in the ignition burner 28 only during the ignition operation.
[0017]
A second thermocouple 31 is provided adjacent to the series thermocouple 13 at a position directly heated by the flame of the burner 4. By detecting the electromotive force Vx from the second thermocouple 31 and comparing the detected electromotive force Vx with the determination electromotive force _Vref , it is determined that combustion failure has occurred when the suction port 56 of the burner 4 has been blocked (damper blocked). When the damper is clogged and the combustion air becomes insufficient, incomplete combustion starts, so that the second thermocouple 31 cannot be appropriately heated by a normal flame, and the electromotive force decreases.
Further, the appropriate value of the determination electromotive force V _ref varies depending on the gas type, so that the determination electromotive force V _ref can be set in a plurality of ways by a slide-type changeover switch 45 provided on the back of the appliance.
Since the primary air suction ports of the burner 4 and the sensing burner 27 are different from each other, such a combustion failure due to the blockage of the damper is detected based on the electromotive force of the first thermocouple 23 heated by the flame of the sensing burner 27. I can't.
[0018]
In the stove 1 main body, there is provided a controller 18 for inputting a signal from the above-mentioned sensors and controlling driving of various actuators.
An ignition switch 32 which is turned on only when the ignition lever 21 is performing an ignition operation, that is, is turned on only when the ignition lever 21 is depressed, is kept ON by the ignition operation of the ignition lever 21, and the fire extinguishing operation (the ignition lever A power switch 33 is provided, which is switched to an OFF state by the lifting operation of the power switch 21. ON signals from the ignition switch 32 and the power switch 33 are input to the controller 18.
[0019]
As shown in FIG. 1, the controller 18 includes a microcomputer 35 (hereinafter simply referred to as a microcomputer 35) of a main control unit, a power supply circuit 36 for supplying power to the microcomputer 35, and an electromotive force from the series thermocouple 13. A booster circuit 37 for increasing the pressure, a motor control circuit 38 for controlling the motor 8a of the blower fan 8, an Mg circuit 39 for disconnecting the series connection of the magnet solenoid valve 24 and the first thermocouple 23, and an electromotive force from the second thermocouple 31 It includes a flame detection circuit 40 to be inputted, a judgment value input circuit 41 for switching a judgment electromotive force _Vref for detecting damper blockage, a display circuit 42, an igniter switch circuit 43, and the like. In addition, the code | symbol CN in a figure shows a connector.
[0020]
The booster circuit 37 includes an FET 3 (switching element) that is turned on / off by a pulse signal from an output port c of the microcomputer, a coil L2 that induces a voltage when the FET 3 is turned on / off, and an electrolytic capacitor that reduces impedance when the coil L2 is discharged. C3, an electrolytic capacitor C4 for storing electric charge, and a Schottky barrier diode D3 for preventing a current from flowing from the boosted power supply to the booster circuit 37 side.
In the booster circuit 37 having such a configuration, when an ignition operation (ON operation of the power switch 33) is performed, the microcomputer 35 transmits a pulse signal from the output port c to the FET 3, and turns on / off the FET 3 by the pulse signal. As a result, a voltage is induced in the coil L2 to boost the input voltage (about 1 V) from the series thermocouple 13 to store electric energy.
[0021]
When the FET 3 is ON, a current flows through the coil L2 due to the electromotive force of the series thermocouple 13, and when the FET 3 is turned OFF, the voltage rises to keep the current flowing due to the nature of the coil L2, and the power supply circuit 36 and the motor control. The circuit 38 is energized. This current is used as a power source from the motor control circuit 38 to the coil of the motor 8a.
In this way, the booster circuit 37 boosts the electromotive force of about 1 V generated in the series thermocouple 13 to VCC2 (3.5 V). The microcomputer 35 detects the output voltage VCC2 of the booster circuit 37 from the input port d. Note that the input voltage to the input port d is divided in half by the resistors R4 and R5 (the resistance values are equal), thereby preventing the microcomputer 35 from being damaged by an overvoltage.
[0022]
The microcomputer 35 is basically driven by using the electromotive force from the series-type thermocouple 13 as a power source. However, at the start of ignition, necessary power cannot be obtained from the series-type thermocouple 13. Therefore, a dry battery 34 (voltage VCC1 is 1.5 V) is used as the auxiliary power supply. Then, after sufficient power is obtained from the serial thermocouple 13, the power from the serial thermocouple 13 is used as a power source for the microcomputer 35.
It should be noted that only the electromotive force of the series thermocouple 13 is used as a power source for the motor 8a from the beginning of ignition when sufficient power cannot be obtained.
[0023]
The electromotive force VCC1 (1.5 V) from the dry battery 34 is boosted to VDD (3 V) by the booster 36 b of the power supply circuit 36 and supplied to the microcomputer 35.
The booster 36b includes an IC 36d, which is an integrated circuit dedicated to boosting, a coil L1, an electrolytic capacitor C2, a diode D2, a transistor Q1, and the like.
Such a booster 36b turns on / off the transistor Q1 by a pulse signal, thereby inducing a voltage in the coil L1 and boosting the input voltage from the dry battery 34 to VDD (3 V) at the initial stage of ignition. Power is supplied to the power supply port e of the microcomputer 35, the display circuit 42, and the like.
[0024]
In the initial stage of the ignition, the microcomputer 35 operates with the power of the dry battery 34 to drive the booster circuit 37 to boost the electromotive force from the series thermocouple 13 (the boosted voltage VCC2). The boosted power is guided to the motor 8a and the power supply circuit 36.
The power supply circuit 36 is provided with a switching unit 36a that switches between supplying power from the boosting circuit 37 and supplying power from the dry cell 34 to the power supply to the boosting unit 36b. The switching unit 36a includes a diode D1 and a diode D1. D2. That is, when the electromotive force VCC1 of the dry battery 34 is higher than the electromotive force VCC2 from the booster circuit 37, the power supplied to the booster 36b is the power from the dry battery 34 passing through the diode D1. When the electromotive force VCC2 becomes larger, the power supply to the booster 36b is switched to the power from the booster circuit 37 passing through the diode D2. As described above, since the power supply source to the microcomputer 35 is switched from the dry cell 34 to the thermocouple 13, the dry cell 34 can be used for a long time without wasting the dry cell 34. Therefore, there is no need to frequently change the dry batteries.
[0025]
In addition, a regulation IC 36c that regulates the voltage (VCC2) supplied from the booster circuit 37 to a predetermined value (2.5 V) or less is provided between the booster circuit 37 and the switching unit 36a. In contrast, the motor 8a is directly supplied with VCC2 that is not regulated.
As a result, a failure or malfunction due to an overvoltage of the microcomputer 35 can be prevented. In other words, the power from the series-type thermocouple 13 can be boosted by the booster circuit 37 to a voltage equal to or higher than the allowable voltage of the microcomputer 35, and can be supplied to the blower fan 8 at a high voltage. For this reason, it is possible to obtain the required air volume only by the electromotive force from the series thermocouple 13.
The rotation speed of the DC motor used as the motor 8a of the blower fan 8 increases as the voltage is increased. For this reason, particularly when a DC motor is used as the motor 8a as in a system that operates at a low voltage using thermal power generation as in the present embodiment, the voltage supplied to the motor 8a is changed as described above. If it increases, the air volume can be increased, which is more effective.
The power reduced to 2.5 V by the regulation IC 36 c is boosted again by the booster 36 b to 3 V, which is an appropriate voltage applied to the microcomputer 35.
[0026]
Incidentally, a circuit in which the regulation IC 36c and the switching unit 36a are arranged after the boosting unit 36b is also conceivable. In this case, a regulation IC that regulates the voltage (VCC2) to 3 V or less is used as the regulation IC 36c. However, in such a case, the characteristics of the diode for switching between the power from the booster 36b and the power from the regulation IC 36c include variations for each element, and vary depending on the temperature and the like, so that it is supplied to the microcomputer 35. The voltage will not be constant. On the other hand, in the power supply circuit 36 of the present embodiment, since the booster 36b is disposed after the diodes D1 and D2 whose characteristics vary depending on various conditions, the operation is performed with the voltage supplied to the microcomputer 35 constant. Can be stabilized.
[0027]
The Mg circuit 39 is a circuit that cuts off the connection between the magnet solenoid valve 24 and the first thermocouple 23 connected in series.
The Mg circuit 39 includes FET1 and FET2 as switching elements for opening and closing the connection between the magnet solenoid valve 24 and the first thermocouple 23, a transistor Q2 connected to the FET1, an electrolytic capacitor C5, a capacitor C6, and the like.
The transistor Q2 is turned on / off by a pulse signal from the output port a of the microcomputer 35. When the transistor Q2 is on, the output voltage VDD from the power supply circuit 36 is applied to the FET1, and the FET1 is also turned on. Then, even if the transistor Q2 is turned off, a current flows until the electric charge is accumulated in the electrolytic capacitor C5. Therefore, a high voltage is applied to the FET1, and the FET1 is turned on for a certain time. That is, the FET 1 is turned on while a continuous pulse signal of a predetermined cycle is being output from the output port a, and is turned off when the pulse signal is no longer output because the DC signal is cut off by the capacitor C6.
The FET 2 turns on when the level signal from the output port b is high, and turns off when the level signal is low.
[0028]
The Mg circuit having such a configuration, when it is determined that poor combustion has occurred based on the input voltage from the second thermocouple 31 or when a fire extinguishing operation is performed as described later, the FET 1 and the FET 2 Turn off. As a result, the connection between the magnet solenoid valve 24 and the first thermocouple 23 is cut off, and the magnet solenoid valve 24 closes instantaneously to shut off the gas flow path.
[0029]
The reason why two FETs are provided is to ensure that the gas flow path can be shut off even if one of the FETs fails. In other words, if only one is provided, if an ON failure occurs, it will not be possible to shut off the supply of fuel gas even during incomplete combustion, but if two are provided, the other FET will fail even if one fails. The connection between the magnet solenoid valve 24 and the first thermocouple 23 can be reliably cut off, and safety is improved.
Further, a capacitor C6, a transistor Q2, and an electrolytic capacitor C5 are provided in the circuit from the output port a to the FET1, and the FET1 is turned ON / OFF depending on the presence or absence of a pulse signal. Therefore, even if the microcomputer fails and does not switch with a high level signal or a low level signal, the connection between the magnet solenoid valve 24 and the first thermocouple 23 can be reliably cut off. it can.
[0030]
The flame detection circuit 40 amplifies the electromotive force from the second thermocouple 31 with the operational amplifier 41a and inputs the amplified electromotive force to the input port f of the microcomputer 35. Then, based on the electromotive force of the second thermocouple 31, control for preventing incomplete combustion mainly due to damper blockage is performed.
The motor control circuit 38 includes an FET 4 that is turned on / off by a high-low level signal from an output port g of the microcomputer 35, and switches on / off the FET 4 to switch power supply to the coil of the motor 8a. For example, when it is determined based on the input voltage from the second thermocouple 31 that combustion failure has occurred, the level signal is switched from high to low to stop the motor.
[0031]
The judgment value input circuit 41 includes a fixed resistor R0 and switching resistors R1, R2, and R3. When the changeover switch 45 is operated, the connection between the fixed resistor and the switching resistor is switched, and a connection point A between the fixed resistor and the switching resistor. Is changed.
This potential Va is input to the input port h of the microcomputer 35. Then, the determination electromotive force _Vref is set based on Va.
[0032]
Next, the ignition operation will be described.
When the ignition lever 21 is depressed, first, the main valve 25 is opened, and the power switch 33 is turned on to supply power to the power circuit 36. Next, the ignition switch 32 is turned on, and the igniter 30 is operated to continuously spark the ignition electrode 29. When the fuel gas is further depressed, the ignition valve 55 and the magnet electromagnetic valve 24 are opened, the gas passages to the burner 4, the ignition burner 28 and the sensing burner 27 are opened, and the fuel gas is supplied.
Then, the flame igniting the ignition burner 28 ignites to the burner 4 and the sensing burner 27. That is, when the ignition lever 21 as the ignition operation device is operated, the main valve 25 is opened, the igniter 30 as an igniter starts to operate, the ignition valve 55 is opened, and the magnet solenoid valve 24 is opened in this order. It operates and ignites the burner 4.
When the sensing burner 27 or the burner 4 is ignited, an electromotive force is generated from the first thermocouple 23 to be heated to attract and hold the magnet solenoid valve 24. Then, when the hand is released from the ignition lever 21, the magnet solenoid valve 24 is in a valve-closable state. That is, the spindle (not shown) pushing the valve body is retracted, and the valve is opened only by the electromagnetic force. Therefore, when the electromotive force from the first thermocouple 23 becomes equal to or less than the predetermined adsorption holding voltage value, the magnet solenoid valve 24 is closed.
When the ignition lever 21 is released, the ignition valve 55 closes and the gas flow path to the ignition burner 28 is closed.
[0033]
Here, a hot start (sudden re-ignition operation) in a conventional stove will be described.
If the ignition operation is performed in a short time after the fire is extinguished (before the electromotive force from the first thermocouple 23 becomes equal to or lower than the adsorption holding voltage), the magnet solenoid valve 24 is in the open state, and the ignition is performed. When the main valve 25 is opened by the operation, the fuel gas is released in accordance with the opening. Then, after that, the igniter 30 is activated and ignited through the ignition burner 28, so that the fuel gas accumulated on the front surface of the combustion plate 6 during that time is rapidly ignited, and the ignition sound and the flame are increased. .
On the other hand, in the present embodiment, since the FETs 1 and 2 are turned off and the magnet solenoid valve 24 is closed at the same time as the fire is extinguished, such a problem does not occur.
[0034]
Here, the forcible valve closing control of the magnet electromagnetic valve 24 performed by the microcomputer 35 at the time of fire extinguishing will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
When the ignition lever 21 is extinguished, the main valve 25 is closed, the gas flow path to the burner 4 and the sensing burner 27 is shut off, and the power switch 33 is turned off (S1).
When it is detected that the power switch 33 is turned off (S2: YES), the pulse signal output from the output port a is stopped to turn off the FET1, and the level signal from the output port b is set to low. By turning off the FET 2, the magnet solenoid valve 24 is forcibly closed (S3).
[0035]
As described above, after the fire extinguishing operation, the connection between the first thermocouple 23 and the magnet solenoid valve 24 is forcibly disconnected, so that the electromotive force of the first thermocouple 23 attracts and holds the magnet solenoid valve 24. Even in the early stage of fire extinguishing that is higher than the voltage, the magnet solenoid valve 24 is not temporarily opened. Therefore, at the time of ignition, since the magnet electromagnetic valve 24 is always closed, it is possible to prevent the spark discharge from the ignition electrode 29 from being delayed from the release of the fuel gas even if the hot start is performed. That is, since it is impossible to cause a late ignition that generates a loud ignition sound or a large flame, it can be used comfortably.
Further, the FET used as a switching element for turning on and off the connection between the magnet solenoid valve 24 and the first thermocouple 23 has no mechanical life, so that the probability of failure is reduced and reliability is improved. Further, since the FET has an extremely low resistance when conducting, the voltage drop there is very small, and a coil current sufficient to hold the magnet solenoid valve 24 open can be obtained. It can be operated, further increasing reliability.
[0036]
Next, the control of the detection of poor combustion performed by the microcomputer 35 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. By comparing the electromotive force Vx from the second thermocouple 31 with the determination electromotive force _Vref , incomplete combustion mainly due to damper blockage is detected.
[0037]
When the ignition operation as described above is completed (S1), a timer is started (S2). Until the elapse of 4 minutes from the ignition, the process stands by without detecting the combustion failure (S3: NO). When four minutes have elapsed (S3: YES), detection of poor combustion starts, but the determination electromotive force _Vref is changed according to the elapsed time T (S4 to S7).
While the elapsed time T is between 4 minutes and 8 minutes, the determination electromotive force _Vref is set to 10 mV (S4). Then, the determination electromotive force _Vref is compared with the electromotive force Vx from the second thermocouple 31, and if the electromotive force Vx from the second thermocouple 31 is larger, it is determined that the combustion state is normal. Thus, combustion is continued, and detection of poor combustion is continued (S8: YES).
On the other hand, when the electromotive force Vx of the second thermocouple 31 is small (Vx has continued for not less than 10 seconds and not more than _Vref ) (S8: NO), it is determined that the combustion has failed (S9). ). When it is determined that the combustion is defective, the pulse signal from the output port a is stopped, the FET1 is turned off, the output level of the output port b is set low, the FET2 is turned off, and the magnet solenoid valve 24 is turned off. Forcibly close the valve. When the elapsed time T in step 4 is between 8 minutes and 12 minutes, the determination electromotive force V _ref is switched to 14 mV (S6), and when the elapsed time T exceeds 12 minutes, the determination electromotive force V _ref is switched to 16 mV ( S7) The same control is performed.
[0038]
The relationship between the elapsed time T and the electromotive force Vx from the second thermocouple 31 and the determination electromotive force _Vref is as shown in the graph of FIG.
Burners 4 of ceramic glow Plate as in the present embodiment, since the rising temperature of the plate surface after ignition takes a long time to stabilize, as determined electromotive force V _ref As is conventional, one When only the reference (for example, V _ref = 16 mV) is provided, it is necessary to wait for a long time to start detecting the poor combustion, and incomplete combustion during this standby time may be a serious problem. .
On the other hand, the stove 1 of the present embodiment has a plurality of criteria as the determination electromotive force _Vref , and uses a lower value in the early stage of ignition, so that the electromotive force Vx of the second thermocouple 31 is increasing. Defective combustion can be detected from the initial stage of ignition, and safety is improved. Then, after a lapse of a predetermined time after ignition, the determination electromotive force is switched to the same large threshold value as in the related art, so that combustion failure can be reliably detected.
[0039]
The determination electromotive force V _ref differs depending on the gas type. For example, the determination electromotive force V _ref after 12 minutes is 16 mV for LP gas, 13 mV for city gas (13A), and 9 mV for other gas (6C). For this reason, it is possible to reset the determination electromotive force _Vref by operating the changeover switch 45 provided on the back of the appliance.
Further, the ratio between the plurality of determination electromotive forces that changes with the passage of time becomes substantially equal for any gas type. For example, assuming that the determination electromotive force after 12 minutes exceeds V _ref (1), the determination electromotive force between 8 minutes and 12 minutes is V _ref (2), and the electromotive force V _ref between 4 minutes and 8 minutes is V _ref (3). , The ratio is
V _ref (1): V _ref (2): V _ref (3) = 1: 0.875: 0.625
It becomes. Therefore, by setting one determination electromotive force, for example, the determination electromotive force V _ref (1) after 12 minutes, the other determination electromotive forces V _ref (2) and V _ref (3) are set in advance. Automatically set according to this ratio.
[0040]
Here, a method of setting the determination electromotive force _Vref in the present embodiment will be described.
When the switch 45 is operated to switch the connection between the fixed resistor R0 and the switching resistors R1, R2, R3, the potential Va at the connection point A changes. The potential Va is obtained by the following equation.
Va = VDD × rx / (r0 + rx)
r0: resistance of fixed resistor R0 (Ω)
rx: resistance (Ω) of switching resistance Rx (x = 1, 2, 3)
The switching resistor R1 is for LP gas, the switching resistor R2 is for city gas (13A), and the switching resistor R3 is for other gas (6C).
The microcomputer 35 stores a determination electromotive force _{V ref} of 12 minutes after the excess for the three potential Va input (1), in accordance with the input voltage Va determined electromotive force _{V ref} the (1) Set. Then, V _ref (2) and V _ref (3) are calculated and set according to the ratio of V _ref (1). This ratio (relation) is stored in a memory provided in the microcomputer 35.
Therefore, when resetting the determination electromotive force, it is not necessary to reset all the determination electromotive forces, and it is only necessary to reset one of the plurality of determination electromotive forces, which is convenient.
The changeover switch 45 corresponds to the input means in the present invention, the memory provided in the microcomputer 35 corresponds to the relation storage means in the present invention, and the microcomputer 35 corresponds to the determination value deriving means in the present invention.
[0041]
Further, when V _ref according to the passage of time is stored for each gas type, that is, when (V _ref (1), V _ref (2), V _ref (3)) is stored for each gas type. As compared with, the number of data to be stored is small. That is, when V _ref is stored for each gas type, it is necessary to store (the number of gas types) × (the number of determination electromotive force V _ref for each gas type) parameters. In the case of the embodiment, it suffices that the ratio value for each time is fixedly stored and that the parameters of V _ref (1) of several gas types can be set.
[0042]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments at all, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
For example, without providing the sensing burner 27, the first thermocouple 23 may be provided near the burner 4, and the electromagnetic solenoid valve 24 may be opened and held by an electromotive force generated by being directly heated by the flame of the burner 4. .
[0043]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the gas combustion appliance of the first aspect of the present invention, it is possible to detect a combustion failure from the initial stage of ignition when the electromotive force of the thermocouple is increasing, thereby improving safety.
In particular, the present invention is effective for a gas burning appliance having a burner such as an incandescent plate type which requires a long time for the temperature to rise and stabilize after ignition.
[0044]
Further, according to the gas burning appliance of the second aspect of the present invention, when resetting the determination electromotive force at the time of changing the type of gas to be used, etc., it is very convenient only with a minimum input operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a controller according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic sectional view of an infrared stove with a fan according to the embodiment.
FIG. 3 is a system configuration diagram of an infrared stove with a fan as the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a forcible valve closing control of a magnet solenoid valve.
FIG. 5 is a flowchart showing combustion failure detection control.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between an elapsed time from the start of ignition and an electromotive force of a second thermocouple.
[Explanation of symbols]
1 infrared stove with fan, 4 burner, 31 second thermocouple, 18 controller, 35 microcomputer, 45 switch, R0 fixed resistor, R1, R2, R3 switch resistor.

Claims

A red-hot plate burner that burns fuel gas,
A thermocouple directly heated by the burner flame,
Combustion failure judging means for comparing the electromotive force obtained from the thermocouple with a predetermined judgment value, and when the electromotive force obtained from the thermocouple is smaller, judges that the burner is combustion failure. In a gas-burning appliance provided with
The combustion failure determination means includes a plurality of determination values that are switched in accordance with the passage of time, and the plurality of determination values increase as the elapsed time from the start of ignition of the burner. And gas burning appliances.

Input means for inputting and setting a specific one of the plurality of determination values;
Relationship storage means for storing relationship data for determining the size of another determination value from the specific determination value,
The gas combustion appliance according to claim 1, further comprising: a determination value deriving unit configured to derive all determination values from the input specific determination value and the relation data.