(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナへのガス供給路に少なくとも２個の開閉弁が介設された燃焼装置であって、開閉弁の１つは、ゴム製の弁体に連結されたアーマチュアと、アーマチュアに対向する電磁石と、電磁石を弁体の開閉方向たるＸ軸方向に進退させるモータとを有し、弁体が弁座に着座する閉弁位置に存する状態で電磁石を弁体に向けてＸ軸方向一方に前進させてアーマチュアに当接させると共に電磁石を励磁して、電磁石にアーマチュアを吸着させ、この状態で電磁石をＸ軸方向他方に後退させることにより、弁体を開動作させるようにしたモータ弁で構成されるものにおいて、
雰囲気温度を検知する温度検知手段を備え、燃焼装置の制御手段は、モータ弁と他の開閉弁とが共に閉弁されている運転停止中に雰囲気温度が所定の基準温度以下になったときに、モータ弁を一旦開弁させてから閉弁させることを所定の時間間隔で繰り返す固着防止制御を実行するように構成されることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
前記制御手段は、雰囲気温度が前記基準温度より所定温度以上高くなったときに、前記固着防止制御を終了するように構成されることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記制御手段は、雰囲気温度が低くなるほど前記時間間隔を短くするように構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナへのガス供給路に少なくとも２個の開閉弁が介設された湯沸器等の燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、湯沸器では、熱交換器を加熱するバーナへのガス供給路に、電磁弁と、熱交換器に連なる給水路に通水されたときに開弁される水圧応動弁とから成る２個の開閉弁が介設されており、通水時に水圧応動弁が開弁すると同時にオンする通水スイッチを設けて、通水スイッチがオンしたときに電磁弁を開弁させ、バーナに点火するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、最近は、省電力化のため、電磁弁に代えて、モータ弁を用いるものも知られている。モータ弁は、ゴム製の弁体に連結されたアーマチュアと、アーマチュアに対向する電磁石と、電磁石を弁体の開閉方向たるＸ軸方向に進退させるモータとを有し、弁体が弁座に着座する閉弁位置に存する状態で電磁石を弁体に向けてＸ軸方向一方に前進させてアーマチュアに当接させると共に電磁石を励磁して、電磁石にアーマチュアを吸着させ、この状態で電磁石をＸ軸方向他方に後退させることにより、弁体を開動作させるように構成されている（例えば、特許文献２参照）。このように、モータ弁では、アーマチュアをこれに当接する電磁石に吸着させるため、アーマチュアをこれから離れた電磁石に吸着させる場合に比し、電磁石の通電電流を小さくできる。
【０００４】
然し、モータ弁を用いると、雰囲気温度が低温になった場合、モータ弁を開弁できなくなることがある。その原因は、弁体を形成するゴム中の老化防止剤等の配合剤がブルーム現象で弁体表面に滲み出て弁座の微小な凹凸に食い込み、雰囲気温度の低下で配合剤が硬化すると、アンカー効果で弁体が弁座に固着するためであると考えられる。そして、モータ弁では、電磁石の通電電流を小さくするため、電磁石によるアーマチュアの吸着力がアンカー効果による弁体の固着力を下回って、電磁石をＸ軸方向他方に後退させたときに、電磁石がアーマチュアから離れてしまい、弁体を開動作させられなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２０４８８５号公報
【特許文献２】特開２００６−３２２４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、低温下でモータ弁が開弁不能になることを防止できるようにした燃焼装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、バーナへのガス供給路に少なくとも２個の開閉弁が介設された燃焼装置であって、開閉弁の１つは、ゴム製の弁体に連結されたアーマチュアと、アーマチュアに対向する電磁石と、電磁石を弁体の開閉方向たるＸ軸方向に進退させるモータとを有し、弁体が閉弁位置に存する状態で電磁石を弁体に向けてＸ軸方向一方に前進させてアーマチュアに当接させると共に電磁石を励磁して、電磁石にアーマチュアを吸着させ、この状態で電磁石をＸ軸方向他方に後退させることにより、弁体を開動作させるようにしたモータ弁で構成されるものにおいて、雰囲気温度を検知する温度検知手段を備え、燃焼装置の制御手段は、モータ弁と他の開閉弁とが共に閉弁されている運転停止中に雰囲気温度が所定の基準温度以下になったときに、モータ弁を一旦開弁させてから閉弁させることを所定の時間間隔で繰り返す固着防止制御を実行するように構成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、運転停止中に低温下でモータ弁の弁体が弁座に強固に固着する前に、モータ弁を開弁させて固着状態を解消できる。従って、モータ弁の弁体が弁座に強固に固着することはなく、モータ弁が開弁不能になることを防止できる。尚、固着防止制御でモータ弁を一旦開弁させても、他の開閉弁は閉弁されたままであるから、バーナにガスは供給されず安全である。
【０００９】
また、本発明において、制御手段は、雰囲気温度が基準温度より所定温度以上高くなったときに、固着防止制御を終了するように構成されることが望ましい。これによれば、固着防止制御の実行と終了とを繰り返すハンチングを防止できる。
【００１０】
更に、本発明において、制御手段は、雰囲気温度が低くなるほど前記時間間隔を短くするように構成されることが望ましい。これによれば、モータ弁の弁体が弁座に固着しやすい極低温時には、モータ弁の開閉頻度を多くして、弁体の固着を確実に防止できると共に、弁体が比較的固着し難い温度では、モータ弁の開閉頻度を少なくして、省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の燃焼装置である湯沸器の正面図。
【図２】実施形態の湯沸器の構造を模式的に示す説明図。
【図３】運転停止中の制御を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照して、１は、本発明の実施形態の燃焼装置である湯沸器を示している。この湯沸器１の器体前面には、操作ボタン２と、能力切換レバー３とが配置されている。器体内には、図２に示す如く、バーナ４と、バーナ４で加熱される熱交換器５と、制御手段たるコントローラ６とが配置されている。
【００１３】
操作ボタン２は、１度目の押し操作で押し込み位置に係止され、２度目の押し操作で非押し込み位置に復帰するものであり、操作ボタン２の押し込み位置でオンする運転スイッチ２ａがコントローラ６に接続されている。また、操作ボタン２は、「低」と「高」との間の所定の湯温調節範囲とそこから外れた「水」位置とに回動自在であって、湯温調節範囲ではオンし、「水」位置ではオフする選択スイッチ２ｂがコントローラ６に接続されている。
【００１４】
熱交換器５への給水路５ａには、上流側から順に、モータ７ａによりカム等の機械的連動機構を介して開閉される電動式の止水弁７と、給水圧を一定に調圧する水ガバナ８と、操作ボタン２の回動に連動して開度が変化する水量調節弁９とが介設されている。熱交換器５の下流側には、出湯管５ｂを介して出湯ヘッド５ｃが接続されている。
【００１５】
バーナ４へのガス供給路４ａには、上流側から順に、開閉弁たるモータ弁１０と、止水弁７の開弁で給水路５ａに通水されたときに水ガバナ８の動作により開弁される開閉弁たる水圧応動弁１１と、ガス圧を一定に調圧するガスガバナ１２と、能力切換レバー３の揺動に連動して開度が変化するガス量調節弁１３とが介設されている。また、水圧応動弁１１の開弁でオンする水流スイッチ１４がコントローラ６に接続されている。
【００１６】
モータ弁１０は、バルブケーシング１００内の弁座１０１に着座可能なゴム製の弁体１０２と、弁体１０２に軸部１０２ａを介して連結されるアーマチュア１０３と、アーマチュア１０３に対向する電磁石１０４と、電磁石１０４を弁体１０２の開閉方向たるＸ軸方向に進退させるモータ１０５とを有している。尚、電磁石１０４は、モータ１０５により送りねじ機構（図示せず）を介してＸ軸方向に進退する可動体１０６に取付けられている。可動体１０６には、更に、電磁石１０４を囲うようにしてのびるカバー１０７が取付けられている。そして、カバー１０７の先端と弁体１０２との間にバネ１０８を縮設して、常時は、弁体１０２が弁座１０１に着座する閉弁位置にバネ１０８で付勢保持されるようにしている。
【００１７】
モータ弁１０を開弁させる際は、モータ１０５の正転で電磁石１０４を弁体１０２に向けてＸ軸方向一方（図２で右方）に前進させてアーマチュア１０３に当接させると共に電磁石１０４を励磁して、電磁石１０４にアーマチュア１０３を吸着させ、この状態でモータ１０５の逆転により電磁石１０４をＸ軸方向他方（図２で左方）に後退させて、弁体１０２を弁座１０１から離隔するように開動作させる。また、モータ弁１０を閉弁させる際は、電磁石１０４への通電を停止して、弁体１０２をバネ１０８により閉弁位置に復帰させる。
【００１８】
バーナ４には、コントローラ６で制御されるイグナイタから成る点火器１５の作動でスパークを発生する点火電極１５ａと、火炎検知素子たるフレームロッド１６とが付設されている。
【００１９】
コントローラ６は、運転スイッチ２ａがオンされたとき、選択スイッチ２ｂがオンされていれば、給湯運転制御を行い、選択スイッチ２ｂがオフされていれば、給水運転制御を行う。給湯運転制御では、先ず、運転スイッチ２ａがオンすると同時に点火器１５を作動させると共に、止水弁７を開弁させて給水路５ａに通水する。この際、水ガバナ８の動作で水圧応動弁１１が開弁すると共に、水流スイッチ１４がオンする。そして、水流スイッチ１４がオンしたときに、モータ弁１０を開弁させて、バーナ４に点火する。これにより、バーナ４を燃焼させた状態で熱交換器５に給水されることになり、出湯管５ｂに温水を供給する給湯運転が行われることになる。一方、給水運転制御では、運転スイッチ２ａがオンしたとき、止水弁７を開弁させるだけで点火器１５は作動させず、水流スイッチ１４がオンしても、モータ弁１０は開弁させない。そのため、バーナ４を燃焼させずに熱交換器５に給水され、出湯管５ｂに冷水を供給する給水運転が行われることになる。
【００２０】
ところで、モータ弁１０では、アーマチュア１０３をこれに当接する電磁石１０４に吸着させるため、アーマチュア１０３をこれから離れた電磁石１０４に吸着させる場合に比し、電磁石１０４の通電電流を小さくできる。湯沸器１の電源としては乾電池を用いているが、開閉弁としてモータ弁１０を用いれば、電磁石１０４の通電電流を小さくできるため、消費電力を低減して乾電池寿命をのばすことができる。
【００２１】
但し、モータ弁１０と水圧応動弁１１とが共に閉弁されている運転停止中に雰囲気温度が低温（例えば、０℃以下）になると、ブルーム現象によりモータ弁１０の弁体表面に滲み出した配合剤が弁座１０１の微小な凹凸に食い込んで硬化することにより生ずるアンカー効果で弁体１０２が弁座１０１に固着することがある。そして、モータ弁１０では、上記の如く電磁石１０４の通電電流を小さくするため、電磁石１０４によるアーマチュア１０３の吸着力がアンカー効果による弁体１０２の固着力を下回って、電磁石１０４をＸ軸方向他方に後退させたときに、電磁石１０４がアーマチュア１０３から離れてしまい、弁体１０２を開動作させられなくなってしまう。
【００２２】
そこで、本実施形態では、湯沸器１の器体内に雰囲気温度を検知する温度検知手段として、雰囲気温度が所定の基準温度ＹＴ（例えば、０℃）以下のときにオンし、雰囲気温度が基準温度ＹＴ１より所定温度ΔＴ（例えば、３℃）以上高くなったときにオフするバイメタルスイッチ１７を設けて、これをコントローラ６に接続している。そして、コントローラ６は、運転停止中、バイメタルスイッチ１７のオンオフに基づく図３に示す制御を行う。以下、この制御について詳述する。
【００２３】
運転停止中は、先ず、ＳＴＥＰ１で雰囲気温度Ｔが基準温度ＹＴ以下になったか否か、即ち、バイメタルスイッチ１７がオンしたか否かを判別する。バイメタルスイッチ１７がオンしたときは、ＳＴＥＰ２に進んでモータ弁１０を開弁させ、次に、ＳＴＥＰ３に進み、一定時間（例えば、１秒）経過後にモータ弁１０を閉弁させる。
【００２４】
次に、ＳＴＥＰ４で雰囲気温度Ｔが基準温度ＹＴ１より所定温度ΔＴ以上高くなったか否か、即ち、バイメタルスイッチ１７がオフしたか否かを判別する。そして、バイメタルスイッチ１７がオフしなければ、ＳＴＥＰ５に進んで、モータ弁１０を閉弁させてから所定の待ち時間（例えば、１時間）が経過したか否かを判別する。待ち時間が経過するまでは、ＳＴＥＰ４に戻り、バイメタルスイッチ１７がオフしないまま待ち時間が経過したときにＳＴＥＰ２に戻る。これにより、モータ弁１０を一旦開弁させてからへ閉弁させることを待ち時間に等しい時間間隔で繰り返す固着防止制御が実行されることになる。バイメタルスイッチ１７がオフしたときは、固着防止制御を終了してＳＴＥＰ１に戻る。
【００２５】
上記の制御によれば、運転停止中に低温下でモータ弁１０の弁体１０２が弁座１０１に強固に固着する前に、モータ弁１０を開弁させて固着状態を解消できる。従って、モータ弁１０の弁体１０２が弁座１０１に強固に固着することはなく、モータ弁１０が開弁不能になることを防止できる。尚、固着防止制御でモータ弁１０を一旦開弁させても、他の開閉弁である水圧応動弁１１は閉弁されたままであるから、バーナ４にガスは供給されず安全である。
【００２６】
また、上記の制御によれば、バイメタルスイッチ１７がオフしたとき、即ち、雰囲気温度Ｔが基準温度ＹＴより所定温度ΔＴ以上高くなったときに、固着防止制御を終了するため、固着防止制御の実行と終了とを繰り返すハンチングを防止できる。
【００２７】
ところで、上記の制御では、固着防止制御によるモータ弁１０の開閉の時間間隔である待ち時間を一定にしているが、雰囲気温度を検知する温度検知手段としてサーミスタ等の温度センサを用い、雰囲気温度が低くなるほど待ち時間を連続的又は段階的に短くすることも可能である。これによれば、モータ弁１０の弁体１０２が弁座１０１に固着しやすい極低温時には、モータ弁１０の開閉頻度を多くして、弁体１０２の固着を確実に防止できると共に、弁体１０２が比較的固着し難い温度では、モータ弁１０の開閉頻度を少なくして、省電力化を図ることができる。
【００２８】
尚、上記実施形態は、ガス供給路４ａに、開閉弁としてモータ弁１０と水圧応動弁１１とを介設した湯沸器に本発明を適用したものであるが、ガス供給路にモータ弁を含む少なくとも２個の開閉弁が介設された湯沸器以外の燃焼装置にも本発明を同様に適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１…湯沸器（燃焼装置）、４…バーナ、４ａ…ガス供給路、６…コントローラ（制御手段）、１０…モータ弁、１０１…弁座、１０２…弁体、１０３…アーマチュア、１０４…電磁石、１０５…モータ、１１…水圧応動弁（他の開閉弁）、１７…バイメタルスイッチ（温度検知手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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