(57)【要約】【課題】着火検知後、所定時間点火手段を継続動作させて、ガスホース内に残留した希薄なガスがバーナーに供給された時においても安定した点火動作を行なう。【解決手段】制御回路２１は、点火動作において熱電対１０からなる炎センサーの検出値が着火したことを判断するしきい値Ｖｂに達し着火状態を認識した後も、所定時間点火手段９を継続動作するように構成されている。希薄なガスで着火判定した後、過渡的にガス濃度が低下し炎が立ち消えた場合でも、着火判定後から所定時間内は点火手段９が動作し続けるため、その間に適正な濃度のガスが供給されバーナーに再点火させることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気吸入口と、温風吹出口と、バーナーと、バーナーの点火を行う点火手段と、前記バーナーの着火を検出する炎センサーと、空気吸入口から吸入した空気をバーナーに供給しバーナーの燃焼により加熱された空気を温風吹出口から排出する送風手段と、機器の動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は前記炎センサーが着火を検出後も前記点火手段による点火動作を所定時間継続させるように構成されたガス温風暖房機。
【請求項２】
制御手段は、炎センサーによる着火検出後の点火手段の継続動作時間を任意に設定できる請求項１に記載のガス温風暖房機。
【請求項３】
制御手段は、炎センサーが着火を検出した後点火手段の点火動作終了後に、炎センサーによる着火検出がされなくなると、動作を停止し異常報知を行う請求項１または２に記載のガス温風暖房機。
【請求項４】
制御手段は、炎センサーが所定時間内に着火を検出できない場合に、動作を停止し異常報知を行う請求項１から３のいずれか１項記載のガス温風暖房機。
【請求項５】
制御手段は、炎センサーが着火を検出した後点火手段の点火動作終了後に、炎センサーによる着火検出がされなった場合と炎センサーが所定時間内に着火を検出できない場合とで異なる報知を行う請求項４記載のガス温風暖房機。
【請求項６】
点火手段は、動作音が無いことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のガス温風暖房機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス温風暖房機の点火制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のガス温風暖房機としては、空気吸入口と温風吹出口を有する外装ケース内に、バーナーと点火手段と熱電対からなる炎センサーとを臨ませた燃焼室と、空気吸入口から吸入した空気をバーナーに供給するとともに、燃焼室で加熱された空気を温風吹出口から排出する送風手段と、外装ケースに設けられたガス接続口からガスをバーナーに供給するガス供給手段と、機器の動作を制御する制御手段を備えたものである。
【０００３】
ガス温風暖房機へのガスの供給は、屋内に設けられたガス供給口と機器のガス接続口とをゴム製のホースで接続して行う。一般的には安全性に配慮し、ホースの両端にガス遮断機構を有するホース（以下、便宜的にガスホースと言う）が使用される。ガスホースは、ガス供給口や機器のガス接続口に接続されている時は、ガス遮断機構部の閉止弁が開きガスを流し、接続されていない時は、閉止弁が閉じガスを遮断する働きがある。
【０００４】
図４は、従来のガス温風暖房機の点火動作を示すタイムチャートである。
【０００５】
図４（ａ）は、正常にガスが供給され、機器が点火した状態を示す。制御手段は機器の運転指示（運転オン）があると送風手段を駆動し、次に点火手段を作動させた状態で、ガス供給手段を作動させガスをバーナーに供給する。ガスが点火しバーナーに炎が形成されると、炎の近傍に配置された熱電対からなる炎センサーに熱起電力（一点鎖線）が生じる。制御手段は、熱起電力が着火を判断するしきい値Ｖｂに達した後、安定時間Ｔ１を待って、着火状態となったことを判定し、機器の操作表示部上の燃焼ランプを点灯させ、機器が燃焼を開始したことを使用者に知らせる。石油温風暖房機に比べ、運転指示後より早く着火するという特徴を引き出すため、Ｖｂは３ｍＶ程度に低く設定され、Ｔ１も０．５秒程度に短く設定されている。熱起電力のしきい値電圧は、着火を判定後バーナーの燃焼状態が安定するまでのＴ２秒間はＶｂのまま保持され熱起電力が安定した後にＶｔｈに切換られる。
【０００６】
図４（ｂ）は、ガスホースが未接続であるなどの原因によりガスが供給されず、機器が点火しなかった状態を示す。送風手段を駆動し、点火手段を作動させ、ガス供給手段を作動させても、ガスがバーナーに供給されないため熱起電力がＶｂに達せず、着火を検出することができない。ガス供給手段作動からＴ３秒後に点火手段とガス供給手段を停止し、点火不良を示す異常表示コード「１１」を表示する。Ｔ３は３０秒程度に設定され、点火手段の故障等においても多量な生ガスを流出させないように配慮されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、機器を使用した後に、ガスホースはガス供給口または機器のガス接続口から外され放置されることもしばしばある。ガスホースは接続部にガス遮断機構を有しており、接続を外した際、短期的には内部の残留ガスはガスホース内に封止される。しかし、長時間放置した場合はガス遮断機構部の閉止弁に生じる微少な漏れにより、内部のガスと大気中の空気とが置換し、内部のガス濃度が希薄な状態となる。また、ガスと空気とが置換する要因として、ガスが分子レベルでガスホースの材料であるゴムを透過し微少に漏れ出すことが挙げられる。
【０００８】
ガスホースの閉止弁がある終端部分に近いほどガスは希薄な状態となり、内部に濃度差が生じる。例えば、ガスホースのガス供給口側を外して放置した後、再度使用するためガス供給口に接続した場合、ガスホース内部のガス濃度は機器のガス接続口からガス供給口に向けて低下していく傾向にある。
【０００９】
上記のような状態で、ガス供給口よりガスを供給し、機器に運転指示した時の点火動作の様子を図４（ｃ）に示す。送風手段を駆動し、点火手段を作動させ、ガス供給手段を作動させるとガスホースの機器付近のガスがバーナーに流れ込み、ガスが点火し熱起電力が生じる。ガスは希薄な状態であるが、着火の判定しきい値Ｖｂは低く設定されているため、熱起電力は着火レベルに達し、制御手段は着火状態を判定し、点火手段を停止させ、燃焼ランプを点灯させる。しかし、その後、過渡的ではあるが希薄なガスがバーナーに流入するため熱起電力は上がらず（図中Ａ部）、しきい値Ｖｂを割り、Ｔ４秒が経過すると立ち消えを検出して異常表示「１２」を表示し、ガス供給手段が停止する。Ｔ４は５秒程度に設定され、安定燃焼後の酸欠による熱起電力の低下を監視している。このようにガスホースの接続を外して長時間放置した後に再使用した時、着火は検知するが継続燃焼せず、機器が異常停止してしまうという課題があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ガスホースの接続を外して長時間放置した後に再使用した時のように、希薄ガスのバーナーへの流入が生じても、着火し安定して継続燃焼するガス温風暖房機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明のガス温風暖房機は、空気吸入口と、温風吹出口と、バーナーと、バーナーの点火を行う点火手段と、前記バーナーの着火を検出する炎センサーと、空気吸入口から吸入した空気をバーナーに供給しバーナーの燃焼により加熱された空気を温風吹出口から排出する送風手段と、機器の動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は前記炎センサーが着火を検出後も前記点火手段による点火動作を所定時間継続させるように構成されている。
【００１２】
よって、点火動作において炎センサーの検出値が着火したことを判断するしきい値に達し着火状態を認識した後も、所定時間点火手段が継続動作する。ガスホースの接続を外して長時間放置した後に再使用した時のように、空気と置換した希薄ガスにおいて着火判定した後、過渡的にガス濃度が低下し炎が立ち消えた場合でも、着火判定後から所定時間内は点火手段が動作し続けるため、その間にガスホース内にあった希薄ガスが流出し、ガス供給口からの適正な濃度のガスが供給されるのを待って、再度バーナーに点火させることができる。
【００１３】
【発明の実施形態】
請求項１に記載の発明は、空気吸入口と、温風吹出口と、バーナーと、バーナーの点火を行う点火手段と、前記バーナーの着火を検出する炎センサーと、空気吸入口から吸入した空気をバーナーに供給しバーナーの燃焼により加熱された空気を温風吹出口から排出する送風手段と、機器の動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は前記炎センサーが着火を検出後も前記点火手段による点火動作を所定時間継続させるように構成した。そして、ガスホース内に空気と置換されたガスが残留し、ガス供給口より適正濃度のガスが供給される状態で機器を点火させたとき、希薄なガスで着火判定した後、ガス濃度が低下し炎が消えた場合でも、着火判定後から所定時間内は点火手段が動作し続けるため、過渡的な希薄ガスが適正なガス濃度に戻ると、再度ガスに点火しバーナーにて燃焼が継続する。よって、ガスホースの接続を外して長時間放置した後において再使用した時でも、点火後の立ち消え状態が発生しても再点火することができ、機器の運転を正常に継続させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、制御手段に、炎センサーによる着火検出後の点火手段の継続動作時間を任意に設定できる特徴を付加したものである。そして、複数種類あるガスホースの長さや太さの違いにより、希薄ガスのバーナー通過時間が異なるが、使用するガスホースの種類に合わせ、点火手段の継続動作時間を選択し設定できるため、希薄ガスがバーナーから流れ切り適正濃度の供給ガスに置き換わるまで、ガスホースの種類に応じて点火手段を継続動作させておくことができ、確実にバーナーに再点火させることができる。また、再点火させるのに最適な時間を設定することで、必要以上の動作をさせることなく点火手段の早期劣化を防止することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、制御手段が、炎センサーが着火を検出した後点火手段の点火動作終了後に、炎センサーによる着火検出がされなくなると、動作を停止し異常報知を行う構成とした。そして、ガスホース内に空気と置換されたガスが残留し、ガス供給口が閉止されガスが供給されない状態で機器を点火させたとき、希薄なガスで着火判定した後、点火手段が継続動作しても以降継続してガスが供給されないので炎センサーの検出値は低下し、着火を判断するしきい値を下回る。ガスが供給されない状態でも、点火手段は所定時間再点火を試みるため機器動作は継続するが、点火手段の動作終了時点で機器動作を停止させ、異常報知を行う。よって、ガスの供給がないという異常状態を使用者に知らせることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、制御手段は、炎センサーが所定時間内に着火を検出できない場合に、動作を停止し異常報知を行うとした。よって、点火できないという異常状態を使用者に知らせることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、制御手段は、炎センサーが着火を検出した後点火手段の点火動作終了後に、炎センサーによる着火検出がされなった場合と、炎センサーが所定時間内に着火を検出できない場合とで異なる報知を行う。そして、初期より着火検出しないで機器が異常となった状態と、一度着火検出後に立ち消えして機器が異常となった状態を異常報知の違いで判別することができる。よって、使用者は異常の原因を的確に把握することができ、適切に処置することが容易になる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、点火手段は動作音がないものとすることで、従来は無かった着火検知後の点火手段の動作によって発生する機器の不要な動作音をなくすことができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明をガスファンヒーターに適応した実施例について図１〜３を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施例のガス温風暖房機の機構部の概略構成を示す構成図である。図２は、本発明の実施例のガス温風暖房機の正常な点火動作を示すタイムチャートである。１は外装ケースであり、天板２と底板３とで機器の外装を構成する。外装ケース１は機器の背面上部に当たる位置に空気吸入口４を、前面下部に当たる位置に温風吹出口５を有し、空気吸入口４にはエアフィルター６が取り付けられている。７は外装ケース１内上部に設けられた燃焼室、８は燃焼室７に設けられたバーナー、９は点火手段、１０はバーナー８の炎近傍に配置された熱電対からなる炎センサー、１１は燃焼室７の下部に設けられたクロスフローファンよりなる送風ファン、１２は送風ファン１１を駆動するモーター、１３は燃焼室７の上面及び前面を覆う覆板、１４は送風ファン１１からの温風を温風吹出口に導くファンケースである。外装ケース１の背面下部にはガス接続口１５が設けられ、ガスホース１６を介してガスコンセント１７に接続する構成としてあり、他方は、パイプにて電磁弁・比例弁よりなるガス供給手段１８と接続され、ガス導管１９によってバーナー８にガスが供給されている。天板２の前方部に操作及び表示部２０を設け、その直下の外装ケース１内に各種スイッチや表示器を配した制御手段の一部である操作表示回路２１ａが設けてある。２１は制御手段の中核をなす制御回路で、マイクロコンピュータ及びその周辺回路により構成されている。そして、図２に示す制御シーケンスを実行するプログラムを備えている。２２はサーミスターよりなる室温検知器で、同様に外装ケース１内に設けてある。また、２３は制御手段２１に電源を供給する電源コードである。
【００２１】
次に図２の説明を行う。図２（ａ）は、機器のガス接続口１５とガス供給口がガスホースで接続され、正常にガスが供給されて、機器が点火した状態を示す。制御回路２１は操作及び表示部２０より操作表示回路２１ａを介して機器の運転指示（運転オン）があると、送風ファン１１とモーター１２からなる送風手段を駆動し、次に点火手段９を作動させた状態で、電磁弁・比例弁からなるガス供給手段１８を作動させバーナー８にガスを供給する。ガスが点火しバーナー８に炎が形成されると、炎の近傍に配置された熱電対１０からなる炎センサーに熱起電力（一点鎖線）が生じる。制御回路２１は、熱起電力が着火を判断するしきい値Ｖｂに達した後、安定時間Ｔ１を待って、着火状態となったことを判定する。そして、操作表示回路２１ａに設けられた燃焼ランプ（図示せず）を点灯させ、機器が燃焼を開始した事を使用者に知らせる。また、制御回路２１は着火を判定した後Ｔｐｉ秒間は点火手段９を継続動作させる。Ｖｂは３ｍＶ程度、Ｔ１は０．５秒程度に設定され、運転指示後より早く着火を検出するように配慮されている。またＴｐｉは１０秒程度の設定され、ガスホース内に残留したガスが流れ出る時間より決定される。熱起電力のしきい値電圧は、着火を判定後バーナーの燃焼状態が安定するまでのＴ２秒間はＶｂのまま保持され熱起電力が安定した後にＶｔｈに切換られる。Ｔ２は３０秒程度、Ｖｔｈは１０ｍＶ程度である。
【００２２】
図２（ｂ）は、機器のガス接続口１５とガス供給口がガスホースで接続され、ガス供給口が開状態で、ガスホース内部がガスと空気が置換し濃度が希薄な状態において、機器が点火した状態を示す。初期バーナー８に供給されるガスは希薄な状態であるが、着火の判定しきい値Ｖｂは低く設定されているため、熱起電力は着火レベルに達し、制御回路２１は着火状態を判定し燃焼ランプをが点灯する。その後ガス濃度が希薄なため燃焼が継続せず炎が立ち消え、熱起電力は低下する（図中Ａ部）。しかし、着火判定後もＴｐｉ秒間は点火手段９が動作を継続するため、Ｔｐｉ秒間にガスホース内の希薄なガスが流れ出て、ガス供給口より供給される適正な濃度のガスがバーナー８に到達すれば、再度ガスに点火し燃焼を継続する。このように、ガスホース内に残留したガス濃度が希薄なために生じる着火検知後の立ち消え現象が生じても、希薄ガスが適正な濃度の供給ガスと置換される間、点火手段９を着火検知後も継続動作させることでバーナー８を再点火させ、機器を異常動作に至らしめることなく使用することが可能となる。
【００２３】
次に、タイマーＴｐｉの時間は、制御回路２１に設けられた設定スイッチ（図示せず）により、複数より選択できる構成とする。Ｔｐｉの値は１０秒〜３０秒まで段階的に設定する。機器にガスを供給するガスホースの長さは約１ｍ〜８ｍであり、使用する部屋の大きさや構造に応じて選択する。また、太さも異なる。ガスホースが長く太ければ、内部に残留した希薄なガスの量が多く、適正な濃度の供給ガスがバーナー８に到達するまでの時間も長くなる。そして、着火検知後の点火手段９の動作継続時間Ｔｐｉが短いと再点火に至らず、機器が異常停止する。Ｔｐｉを選択可能とすることで、使用するガスホースと点火後の点火継続時間との整合性を図ることが可能となり、確実に再点火をさせる点火継続時間が得られるとともに、必要以上に点火手段９を動作させることなく、点火手段９の早期劣化を防止することができる。
【００２４】
次に、図３は、本発明の実施例のガス温風暖房機の異常な点火動作を示すタイムチャートである。図３（ａ）は、ガスホースの未接続などにより、ガスが供給されず機器が点火しなかった状態を示す。ガスがバーナー８に供給されないため熱起電力がＶｂに達せず、着火を検出することができない。ガス供給手段１８の作動からＴ３秒後に点火不良を示す異常表示コード「１１」を、操作表示回路２１ａの室温等を表示する数値表示部（図示せず）に表示する。また、ガス供給手段１８と点火手段９も停止させる。
【００２５】
図３（ｂ）は、機器のガス接続口１５とガス供給口がガスホースで接続され、ガス供給口が閉状態で、ガスホース内部がガスと空気が置換し濃度が希薄な状態において、機器が点火しなかった状態を示す。ガスは希薄な状態であるが、熱起電力は着火レベルに達し、燃焼ランプが点灯する。その後ガス濃度が希薄なため燃焼が継続せず炎が立ち消え、熱起電力は低下する（図中Ａ部）。そして、着火判定後もＴｐｉ秒間は再点火を試みるため点火手段９が動作を継続するが、以降ガスが供給されないため、立ち消えしたまま熱起電力は低下する。Ｔｐｉ終了時点で熱起電力がしきい値Ｖｂに達していない時、再点火不良を示す異常コード「１０」を数値表示部に表示する。また、ガス供給手段１８と点火手段９も停止させる。このように、着火検知後、点火手段９を継続動作し再点火を試みるが、ガスが供給されないという異常状態が生じ着火を検出できない時、機器を停止し、ガス供給手段１８を閉じ、機器側でガス通路を遮断する。また、異常表示で異常状態を使用者に知らせ、異常からの復旧を促すことができる。また、着火を検出しなかった時の異常表示を「１１」、再着火を検出しなかったときの異常表示を「１０」とし、異なる表示とすることで、異常内容の違いを使用者に報知できる。異常「１０」の原因は継続的なガス供給がなかったことを意味し、異常「１１」の原因はガス供給がないこと、または、熱電対１０およびその回路が異常であることを意味する。よって、使用者は異常原因を的確に把握することができ、適切に処置することが容易になる。
【００２６】
次に、点火手段９は、可聴周波数（約２０ｋＨｚ）を超える高周波で放電を行なう放電手段により実現する。あるいは、電流を流すと高温に発熱するセラミックヒーターにより実現する。高周波放電やセラミックヒーターのような動作音を伴わない点火方式とすることにより、従来なかった着火検出後の点火動作継続による点火音の発生を防止でき、静粛性の高い機器を提供することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、点火動作においてガスホース内部に残留し大気中の空気と置換された希薄なガスで着火判定した後、過渡的なガス濃度の低下で炎が立ち消えた場合でも、着火判定後よりガス濃度の回復が期待できる所定時間内は点火手段が動作し続けるため、バーナーに再度点火させることが可能となり、機器動作を異常停止に至らしめることなく使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるガス温風暖房機の機構部の概略構成を示す構成図
【図２】本発明の実施例におけるガス温風暖房機の正常な点火動作を示すタイムチャート
【図３】本発明の実施例におけるガス温風暖房機の異常な点火動作を示すタイムチャート
【図４】従来のガス温風暖房機の点火動作を示すタイムチャート
【符号の説明】
４  空気吸入口
５  温風吹出口
８  バーナー
９  点火手段
１０  熱電対（炎センサー）
１１  送風ファン（送風手段）
１２  モータ（送風手段）
２１  制御回路（制御手段）
２１ａ  操作表示回路（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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