(57)【要約】【課題】ガス温風暖房機の燃料供給装置のガス遮断不良による異常燃焼の継続を検出し、ファンを駆動し異常過熱を防ぎ、使用者に知らしめてガス元栓を閉めるなどの適切な処置を促す安全装置を提供する。【解決手段】バーナ２の近傍に熱電対７を設け、機器の燃焼動作が停止し元電磁弁６ａと比例弁６ｂを閉じてから熱電対７がＶｅを超える起電力を出力してＴ２時間経過した（ステップＳ８でＹ）ときはガス遮断不良の故障と判断し、ファン３を駆動し、表示部９ｂとブザー９ｃとで故障発生を警告する（ステップＳ１０、Ｓ１１）ことにより、機器の異常温度上昇を防止し、機器の故障を表面化して使用者に適切な処置を促すための注意喚起をする。【選択図】図３
2006057951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給通路内に設けた電磁弁を介して燃料供給されるバーナと、前記バーナを覆うように形成した燃焼室と、前記燃焼室に室内空気を供給するファンと、前記バーナの近傍に設けた炎検知センサと、前記炎検知センサ等の信号で燃焼、送風動作を制御する制御装置を備え、前記制御装置が燃焼停止動作をした以降に炎検知センサが炎を検知すると、前記ファンを駆動するとともに、警告装置により警告を行うことを特徴としたガス温風暖房機の安全装置。
【請求項２】
ガス供給通路内に設けた電磁弁を介して燃料供給されるバーナと、前記バーナを覆うように形成した燃焼室と、前記燃焼室に室内空気を供給するファンと、前記バーナの近傍に設けた炎検知センサと、前記燃焼室の温度を検知する温度センサと、前記炎検知センサ等の信号で燃焼、送風動作を制御する制御装置を備え、前記制御装置が燃焼停止動作をした以降に前記温度センサが加熱状態を検知すると、前記ファンを駆動するとともに、警告装置により警告を行うことを特徴としたガス温風暖房機の安全装置。
【請求項３】
警告装置による警告の状態を通常の運転停止操作では解除不可能としたことを特徴とした請求項１または２記載のガス温風暖房機の安全装置。
【請求項４】
警告装置による警告が行われたことを不揮発性の記憶素子に記憶し、機器の再通電時に警告を行うことを特徴とした請求項１または２記載のガス温風暖房機の安全装置。
【請求項５】
操作装置を特殊操作することで不揮発性の記憶素子の記憶内容を消去できることを特徴とした請求項３または４記載のガス温風暖房機の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサによりガスの流出を検知するガス温風暖房機の安全装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のガス燃焼機器の安全装置は、機器が燃焼動作中において風の流れや酸素供給不足の状態に陥ることなどで消炎したことを炎センサで検出しガス供給装置を停止し、未燃ガスの流出を防止している（特許文献１参照）。
【０００３】
前記公報に記載されたガス機器は、炎検知センサである熱電対の起電力値の判定基準を、バーナ着火時の一定期間と、着火初期の一定期間と、その後の定常燃焼との各期間毎に設定し、各々の状況下で着火や消炎の最適な判断ができるように工夫されている。図７は、定常燃焼時にバーナが消炎し熱電対の起電力値が低下して５ｍＶ以下を３回連続して入力した時に途中消炎と判定し、安全動作とするためにガスの供給を停止するものである。また、起電力値が安定して５ｍＶを上回る場合は起電力値を監視しながら燃焼動作を継続するものである。
【特許文献１】特開平７−２１７８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、炎判定がなされている期間は着火から定常燃焼までの機器が運転している状態に限られている。使用者の意思により機器の運転が停止された際は、ガス供給を遮断しバーナでの燃焼を停止させるのであるが、万が一電磁弁などによるガス供給装置が遮断不良の故障となった場合は、ガスが継続して供給され、機器が停止した状態にも関わらず燃焼余裕の大きなバーナでは燃焼が継続する恐れが生じる。特にガス温風暖房機で主流となっているブンゼン式バーナでは燃焼範囲が広く、電磁弁に僅かなガス漏れが生じた場合でも消炎せず燃焼継続する可能性が高い。燃焼継続状態では運転停止後の機器を冷却するポストパージ動作が終了した後はファンが停止し、温度検知不能な状態で機器が異常過熱に至る。しかし、前記従来の構成では、機器が停止した状態においては炎の判定がなされないため、ガスの遮断不良による継続燃焼を検知することができないという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、機器停止時におけるガス供給装置の遮断不良による異常燃焼状態を使用者に知らしめ、機器の異常動作を早急に回避できるようにするガス温風暖房機の安全装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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の安全装置は、制御装置が燃焼停止動作をした以降に炎検知センサが炎を検知すると、前記ファンを駆動するとともに、警告装置により警告を行うことを特徴としたものである。
【０００７】
これによって、機器が停止したにも関わらずガス供給装置の遮断不良の故障で生じる異常燃焼状態の継続を炎検知センサで検知し、ファンを駆動し機器の異常過熱を防ぎ、警告装置が機器の異常状態を警告し、使用者に機器の故障を知らしめ、ガス元栓を閉めるよう喚起することができる。
【０００８】
また、本発明のガス温風暖房機の安全装置は、制御装置が燃焼停止動作をした以降に温度センサが加熱状態を検知すると、ファンを駆動するとともに、警告装置により警告を行うことを特徴としたものである。
【０００９】
これによって、機器が停止したにも関わらずガス供給装置の遮断不良の故障で生じる異常燃焼状態の継続を温度センサで検知し、ファンを駆動し機器の異常過熱を防ぎ、警告装置が機器の異常状態を警告し使用者に機器の故障を知らしめ、ガス元栓を閉めるよう喚起することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のガス温風暖房機の安全装置は、ガス供給装置の燃焼継続となる故障による異常過熱が原因で生じる使用者の火傷や家屋などへの延焼を防止し、使用者の処置のもと、異常燃焼やガス流出の継続を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、ガス供給通路内に設けた電磁弁を介して燃料供給されるバーナと、前記バーナを覆うように形成した燃焼室と、前記燃焼室に室内空気を供給するファンと、前記バーナの近傍に設けた炎検知センサと、前記炎検知センサ等の信号で燃焼、送風動作を制御する制御装置を備え、前記制御装置が燃焼停止動作をした以降に炎検知センサが炎を検知すると、前記ファンを駆動するとともに、警告装置により警告を行うことにより、ガス供給装置の遮断不良により生じる機器停止後のバーナでの燃焼状態を炎検知センサで検知し、ファンを駆動し異常加熱を防ぎ、警告することで使用者に異常状態を知らしめることとなり、火傷や火災の恐れをなくし、使用者のガス供給の停止処置に基づき、異常燃焼やガス流出の継続を回避することができる。
【００１２】
第２の発明は、ガス供給通路内に設けた電磁弁を介して燃料供給されるバーナと、前記バーナを覆うように形成した燃焼室と、前記燃焼室に室内空気を供給するファンと、前記バーナの近傍に設けた炎検知センサと、前記燃焼室の温度を検知する温度センサと、前記炎検知センサ等の信号で燃焼、送風動作を制御する制御装置を備え、前記制御装置が燃焼停止動作をした以降に前記温度センサが加熱状態を検知すると、前記ファンを駆動するとともに、警告装置により警告を行うことにより、ガス供給装置の遮断不良により生じる機器停止後のバーナでの燃焼状態を温度センサで検知し、ファンを駆動し異常加熱を防ぎ、警告することで使用者に異常状態を知らしめることとなり、火傷や火災の恐れをなくし、使用者のガス供給の停止処置に基づき、異常燃焼やガス流出の継続を回避することができる。
【００１３】
第３の発明は、警告装置による警告の状態を解除不可能としたことにより、異常状態の警告が止ることなく継続することとなり、使用者に処置を促すための強い注意喚起をすることができる。
【００１４】
第４の発明は、警告装置による警告が行われたことを不揮発性の記憶素子に記憶し、機器の再通電時に警告を行うことにより、機器の電源が遮断しても異常状態であったことを記憶して、再通電時に異常を警告することが可能となり、電源遮断があっても使用者に繰り返し注意喚起をすることができる。
【００１５】
第５の発明は、操作装置を特殊操作することで不揮発性の記憶素子の記憶内容を消去できることにより、ガス供給装置の故障を修復するとともに、不揮発性の記憶素子より異常発生による警告があったことを消去することで、機器を修理して再使用することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の実施形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるガス温風暖房機の安全装置の構成図を示すものである。
【００１８】
燃焼室１はバーナ２を内に設け、バーナ２の下部には送風用のファン３を設けてある。ファン３は駆動用のモータ４に接続してある。バーナ２にはガス導管５が接続されガス供給装置である元電磁弁６ａと比例弁６ｂを介してガスの供給がなされる。元電磁弁６ａはガス通路の開閉を、比例弁６ｂはガス通路の開閉とガス量調節の機能を有する。バーナ２の近傍で火炎１０に接する位置に炎検知センサである熱電対７と点火装置８とを設けてある。熱電対７の検出した情報が制御装置９に入力されるようになされている。制御装置９はモータ４、元電磁弁６ａ、比例弁６ｂやその他の部分の動作制御を行う。また、制御装置９は、運転の指示や温度設定などを行う操作スイッチ部９ａ、温度や燃焼状態を表示する表示部９ｂ、スイッチ操作などを音で知らせるブザー９ｃ、不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ９ｄを具備している。
【００１９】
以上のように構成されたガス温風暖房機の安全装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２０】
図２は、本発明の第１の実施の形態におけるガス温風暖房機の安全装置のタイムチャートを示す。
【００２１】
操作スイッチ部９ａより機器への運転指示がなされると、ファン３の駆動用のモータ４と点火装置８が動作した後、元電磁弁６ａと比例弁６ｂとが開弁してガスが供給される。ガスに引火しバーナ２で燃焼が開始すると熱電対７に起電力が出力され、起電力がＶｓを超えると着火検出して点火装置８が停止する。以降、燃焼が継続すると起電力は上昇し、ガス量に応じた燃焼量に合わせて安定する。図示はしないが、定常燃焼中に酸欠などにより消炎して起電力が低下しＶｂ以下になると立消えを検出して安全動作となりガスを遮断する。ちなみに、Ｖｓは３ｍＶ、Ｖｂは１０ｍＶ程度の設定となる。
【００２２】
次に、定常燃焼中に停止指示がなされると、元電磁弁６ａと比例弁６ｂが閉弁しガスを遮断する。モータ４は機器を冷却するためＴ１時間ポストパージ動作を継続した後停止する。ガス遮断後、熱電対７の起電力は所定の時定数をもって減少し０ｍＶに安定する（Ａ）。
【００２３】
ここで、もしも元電磁弁６ａと比例弁６ｂがともに遮断不良となりガスが供給され続けるような故障となった場合、ガス供給量が最小燃焼時の１／２以下程度のわずかな漏れにおいてもバーナ２での燃焼が継続する可能性がある。その際、起電力の出力はガスの供給量により異なるが、少なくとも０ｍＶに達せず何らかの値を出力することになる（Ｂ）。この起電力の挙動より、運転停止後に起電力がＶｅを超える値をＴ２時間継続するような場合はガスの遮断不良の故障が生じたという判断が可能となる。実験的にではあるがＴ２は５分、Ｖｅは０．５ｍＶ程度が適しているが、熱電対７の時定数や感度の違いにより最適値は異なると考えるのが良い。
【００２４】
図３は、本発明の第１の実施の形態におけるガス温風暖房機の安全装置のフローチャートを示す。
【００２５】
図中の電源投入から運転モードまでの動作は後述することとし、まずは、運転モードを説明する。運転モードとは、機器が操作スイッチを受付け通常に運転動作を行える状態のことを言う。操作スイッチ部９ａより運転指示がある（ステップＳ３でＹ）と、図２に示すように暖房運転を行い（ステップＳ４）、暖房運転中に停止指示がある（ステップＳ５でＹ）と元電磁弁６ａと比例弁６ｂをオフ（ステップＳ６）とし、いわゆる停止状態となる。停止状態においても起電力を入力判定し、起電力がＶｅより大きい状態（ステップＳ７でＹ）で停止後Ｔ２時間を経過した時（ステップＳ８でＹ）は、ガス弁を閉止しているにも関わらず残火があると判断でき、元電磁弁６ａおよび比例弁６ｂにガス遮断不良があったことが判る。ここで、制御装置９はＥＥＰＲＯＭ９ｄにガス遮断不良を書込み（ステップＳ９）、警告モードに移行する。
【００２６】
警告モードとは、ガス遮断不良の発生を使用者に報知しガス元栓の閉止などの処置を使用者に促す状態のことを言う。制御装置９は、モータ４を駆動しファン３を動作（ステップＳ１０）させ、表示部９ｂの全ての表示素子を１Ｈｚで点滅（ステップＳ１１）とし、ブザー９ｃを鳴らし（ステップＳ１２）機器の故障を報知する。警告モードでは、操作スイッチ部９ａの特殊操作は判断する（ステップＳ１３）が、操作受付により警告モードが終了することは無く（矢印イ）、電源供給がなくなるまで警告の表示と報知音は維持継続される。
【００２７】
次に、電源投入時の動作を説明する。電源投入時、制御電装９はＥＥＰＲＯＭ９ｄの記憶データを読込み（ステップＳ１）、運転モード内で記憶されるガス遮断不良の有無を判定する（ステップＳ２）。遮断不良が無ければ運転モードに移行し、機器運転が可能となるが、遮断不良が有れば警告モードに移行し、警告を行い機器の運転が禁止される。
【００２８】
また、警告モードでは、例えば運転スイッチ（図示せず）を押しながら温度設定スイッチ（図示せず）の上げ下げを規定回数行うなどの通常使用において行わない操作スイッチ部９ａを特殊操作した時（ステップＳ１２でＹ）、ＥＥＰＲＯＭ９ｄに記憶されたガス遮断不良の記憶を消去する（ステップＳ１３）ようになっている。消去後、電源遮断し再通電した際には、ガス遮断不良なし（ステップＳ２でＮ）と判断し、機器が運転可能な状態となる。
【００２９】
このような動作はマイクロコンピューター（図示せず）のプログラムにより容易に実現することが可能である。
【００３０】
以上のように、本実施の形態においては、機器停止後も熱電対７で炎の状態を監視し、元電磁弁６ａと比例弁６ｂを閉弁後も燃焼が継続し炎検知するならばガス弁が遮断不良であると判断でき、ファン３を駆動し燃焼を継続する機器の温度を低下させるとともに、故障発生を表示素子とブザー９ｃで報知することにより、使用者にガス供給に関わる故障を視覚や聴覚で認識するように警告することで、使用者にガス元栓を閉めるなどの適切な処置を促すことができる。
【００３１】
また、遮断不良を検出したときは表示素子とブザー９ｃでの報知を継続し解除できないことにより、故障状態を継続して表面化させ、使用者に強い注意喚起を促すことができる。
【００３２】
また、遮断不良の発生をＥＥＰＲＯＭ９ｄに記憶することにより、電源を遮断されても故障発生したことを保持することができ、機器修理前に再通電され機器が使われようとしても故障状態を繰返し表面化させ、使用者に繰返し注意喚起を促すことができる。
【００３３】
また、通常使用時とは異なる操作スイッチ部９ａの特殊操作を行い遮断不良の情報を消去することにより、機器の運転が可能な状態にとなり、故障部分の修理がなされれば制御装置９を交換することなく機器を再使用することができる。
【００３４】
なお、図３の本実施の形態におけるガス温風暖房機の安全装置のフローチャートの説明では、停止指示により停止状態となったときに遮断不良を検出する構成となっているが、燃焼状態からガス弁を閉止し燃焼動作を止める状態となったときが遮断不良を検出できる機会であり、停止指示以外に安全動作やタイマ待機となった場合にも故障検出を行うことで、故障検出の機会を広げ、更に安全性を高めることができる。
【００３５】
また、本実施の形態の炎検知センサである熱電対７をフレームロッドとすることにより、炎検知の応答性のが早まり、故障判定時間が短縮し、より迅速に警告することができる。
【００３６】
また、本実施の形態の警告装置である表示素子とブザー９ｃを液晶パネルによる文字表示や音声ＩＣによる言葉による報知とすることにより、機器の故障状態をより詳しく伝えることができ、使用者の理解が深まり迅速で確実な処置がなされることが期待できる。
【００３７】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるガス温風暖房機の安全装置の構成図を示すものである。
【００３８】
燃焼室１の外部表面に温度センサであるサーミスタ１１を設けて、サーミスタ１１の検出した情報が制御装置９に入力されるようになっている。他の部分の構成は本発明の第１の実施の形態と同様な構成となっているため説明を省略する。
【００３９】
以下その動作、作用を説明する。図５は本発明の第２の実施の形態におけるガス温風暖房機の安全装置のタイムチャートを示す。
【００４０】
機器への運転指示がなされると、モータ４、点火装置８、元電磁弁６ａ、比例弁６ｂ、熱電対７は、本発明の第１の実施の形態と同様な動作を行うため説明を省略する。
【００４１】
バーナ２で燃焼が開始すると燃焼室の内面が火炎１０にあぶられてサーミスタ１１の検出温度は上昇し、ガス量に応じた燃焼量に合わせて安定する。図示はしないが、定常燃焼中に通風路の埃づまりなどにより送風量が減少して検出温度が上昇しｔｓ以上になると異常過熱を検出して安全動作となりガスを遮断する。ちなみに、ｔｓは７０℃から９０℃の設定となる。
【００４２】
次に、定常燃焼中に停止指示がなされると、元電磁弁６ａと比例弁６ｂが閉弁しガスを遮断する。モータ４は機器を冷却するためＴ１時間ポストパージ動作を継続した後停止する。ガス遮断後、サーミスタ１１の検出温度は所定の時定数をもって減少し所定温度に安定する（ａ）。
【００４３】
ここで、もしも元電磁弁６ａと比例弁６ｂがともに遮断不良となりガスが供給され続けるような故障となった場合、バーナ２での燃焼が継続する可能性がある。その際、検出温度はガスの供給量により異なるが、ポストパージ動作中は減少もしくは維持となるが、ポストパージが終了しファン３が停止すると急激に温度上昇することになる（ｂ）。この検出温度の挙動より、ポストパージ動作のＴ１時間経過後において検出温度がｔｅを超えるような場合はガスの遮断不良の故障が生じたという判断が可能となる。実験的にではあるがＴ１は２分から３分、ｔｅは６０℃から８０℃程度が適しているが、サーミスタ１１の時定数や感度の違いにより最適値は異なると考えるのが良い。
【００４４】
図６は、本発明の第２の実施の形態におけるガス温風暖房機の安全装置のフローチャートを示す。
【００４５】
停止指示後（ステップＳ５でＹ）のガス弁故障の判断方法（ステップＳ１５、Ｓ１６）を除き、その他のステップは本発明の第１の実施の形態と同様な動作を行うため説明を省略する。図中の暖房運転中に停止指示がある（ステップＳ５でＹ）と元電磁弁６ａと比例弁６ｂをオフとし（ステップＳ６）、いわゆる停止状態となる。停止状態においてもサーミスタ１１の検出温度を入力判定し、停止後Ｔ１時間経過後（ステップＳ１５でＹ）に検知温度がｔｅより大きい状態（ステップＳ１６でＹ）となった時は、ガス弁を閉止しているにも関わらず残火があると判断でき、元電磁弁６ａおよび比例弁６ｂにガス遮断不良があったことが判る。
【００４６】
このような動作はマイクロコンピューター（図示せず）のプログラムにより容易に実現することが可能である。
【００４７】
以上のように、本実施の形態においては、機器停止後もサーミスタ１１で燃焼室１の加熱状態を監視し、元電磁弁６ａと比例弁６ｂを閉弁後も燃焼が継続し温度上昇するならば弁が遮断不良であると判断できる。よって、以下本発明の第１の実施の形態と同様な作用と効果を得ることができる。
【００４８】
なお、図６の本実施の形態におけるガス温風暖房機の安全装置のフローチャートの説明では、遮断不良の判定をサーミスタ１１の検知温度をレベルｔｅで判定する構成としたが、温度上昇の変化度合いで判定する構成とすることにより、故障判定時間が短縮し、より迅速に警告することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明にかかるガス温風暖房機の安全装置は、使用者の処置のもと、燃料供給装置の故障により生じる異常燃焼の継続を回避することが可能となるので、他のガス燃焼機器や炎検知センサを有し他燃料を熱源とする燃焼機器などの用途にも適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガス温風暖房機の安全装置の構成図
【図２】同ガス温風暖房機の安全装置のタイムチャート
【図３】同ガス温風暖房機の安全装置の動作フローチャート
【図４】本発明の実施の形態２におけるガス温風暖房機の安全装置の構成図
【図５】同ガス温風暖房機の安全装置のタイムチャート
【図６】同ガス温風暖房機の安全装置の動作フローチャート
【図７】従来のガス機器の炎検知センサの判定動作フローチャート
【符号の説明】
【００５１】
１  燃焼室
２  バーナ
３  ファン
５  ガス導管（ガス通路）
６ａ  元電磁弁（ガス供給装置）
６ｂ  比例弁（ガス供給装置）
７  熱電対（炎検知センサ）
９ａ  操作スイッチ部（操作装置）
９ｂ  表示部（警告装置）
９ｃ  ブザー（警告装置）
９ｄ  ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性の記憶素子）
１１  サーミスタ（温度センサ）
【図１】
2006057951.tif 000003
【図２】
2006057951.tif 000004
【図３】
2006057951.tif 000005
【図４】
2006057951.tif 000006
【図５】
2006057951.tif 000007
【図６】
2006057951.tif 000008
【図７】
2006057951.tif 000009