(57)【要約】【課題】高い安全性を有する燃焼装置を提供する。【解決手段】燃焼装置は、燃焼機器１と、室内に設置された一酸化炭素検知ユニット８とを備えている。燃焼機器１と一酸化炭素検知ユニット８はそれぞれ、相互の高さを検知する第１の位置検知手段Ｓ１と第２の位置検知手段Ｓ２を備えており、これらの位置検知手段Ｓ１，Ｓ２によって検知される一酸化炭素検知ユニット８の高さが燃焼機器１よりも低い場合、制御手段５は燃焼手段２の燃焼を禁止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させる燃焼手段、及び前記燃焼手段の燃焼を制御するための制御手段を有する燃焼機器と、
前記燃焼機器と接続され、室内の一酸化炭素濃度を検知するための一酸化炭素検知ユニットとを備える燃焼装置であって、
前記燃焼機器及び前記一酸化炭素検知ユニットは、相互の高さを検知するための位置検知手段をそれぞれ有しており、
前記位置検知手段により検知される前記一酸化炭素検知ユニットの高さが前記燃焼機器よりも低い場合、前記制御手段は前記燃焼手段の燃焼を禁止する燃焼装置。
【請求項２】
前記燃焼機器及び一酸化炭素検知ユニットは、前記位置検知手段として、第１及び第２の温度センサをそれぞれ有しており、
前記第２の温度センサにより検知される温度Ｔ２と、前記第１の温度センサにより検知される温度Ｔ１との温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定温度Ｔｓ以下である場合、前記制御手段は前記燃焼手段の燃焼を禁止する請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定温度Ｔｓ以下である状態が一定時間以上継続する場合、前記制御手段は前記燃焼手段の燃焼を禁止する請求項２に記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼機器と、前記燃焼機器と接続され、室内の一酸化炭素濃度を検知する一酸化炭素検知ユニットとを備えた燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスや石油を燃料とする湯沸器、暖房器などの燃焼機器は、室内に設置されて使用される場合が多く、そのため不完全燃焼によって発生する一酸化炭素の危険を防止する必要がある。例えば、開放型の湯沸器においては、排気通路に一酸化炭素検知センサを設け、該一酸化炭素検知センサによって検知される燃焼排気中の一酸化炭素濃度が所定の濃度に達したときに警報を出したり、一酸化炭素濃度がさらに増えて危険濃度に達したときにバーナの燃焼を停止させるなど、湯沸器内の一酸化炭素濃度に応じて安全動作が行われるよう安全対策が施されている。
【０００３】
しかしながら、燃焼排気による室内の一酸化炭素濃度は、居室の大きさ、換気の程度、燃焼機器の排気量などによって変化する。従って、高い安全性を確保するためには、燃焼機器内の一酸化炭素濃度を検知するだけでなく、室内に排気された燃焼排気による一酸化炭素濃度に基づき、燃焼制御を行うことが望まれる。
【０００４】
上記観点から、例えば、特許文献１では、燃焼機器とは別に一酸化炭素検知センサを有する一酸化炭素検知ユニットを室内に設け、該一酸化炭素検知センサで検知される室内の一酸化炭素濃度に基づいて燃焼制御を行う安全システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１７０８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一酸化炭素は空気よりも若干比重が軽く、また燃焼機器の運転時に排気される燃焼排気は高温であるため、一酸化炭素は室内の上方に滞留することとなる。そのため、特許文献１においては、室内で一酸化炭素濃度が最も高くなる天井付近に一酸化炭素検知ユニットが設置されている。
【０００７】
しかしながら、一酸化炭素検知ユニットの取付け位置が誤っている場合などの不測の状況が生じた場合、一酸化炭素検知ユニットが燃焼機器よりも低い位置になることも考えられる。このように一酸化炭素検知センサが燃焼機器よりも低くなると、低い一酸化炭素濃度に基づいて燃焼制御が行われるため、確実な安全動作が行なわれないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、室内に設置された一酸化炭素検知ユニットが不測の状況で万一燃焼機器より低くなった場合でも、より高い安全性を確保できる燃焼装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、燃料を燃焼させる燃焼手段、及び前記燃焼手段の燃焼を制御するための制御手段を有する燃焼機器と、
前記燃焼機器と接続され、室内の一酸化炭素濃度を検知するための一酸化炭素検知ユニットとを備える燃焼装置であって、
前記燃焼機器及び前記一酸化炭素検知ユニットは、相互の高さを検知するための位置検知手段をそれぞれ有しており、
前記位置検知手段により検知される前記一酸化炭素検知ユニットの高さが前記燃焼機器よりも低い場合、前記制御手段は前記燃焼手段の燃焼を禁止する燃焼装置である。
【００１０】
一酸化炭素検知ユニットが不測の状況で燃焼機器よりも低くなった場合、室内上方に滞留する高濃度の一酸化炭素を正確に検知できなくなり、低い一酸化炭素濃度が検知される室内下方の位置での検知結果に基づいて燃焼運転が行われる恐れがある。これに対して、上記燃焼装置によれば、燃焼機器と一酸化炭素検知ユニットが、相互の高さを検知するための位置検知手段をそれぞれ有しているから、一酸化炭素検知ユニットが燃焼機器よりも高い位置にあるかどうかを検知することができる。そして、上記位置検知手段により検知される一酸化炭素検知ユニットの高さが燃焼機器よりも低い場合、燃焼手段の燃焼が禁止されるから、一酸化炭素検知ユニットが不測の状況で燃焼機器より低くなった場合であっても、一酸化炭素濃度が低い室内下方の検知結果に基づき燃焼手段が燃焼されず、室内の一酸化炭素濃度が高くなる前に燃焼運転を確実に禁止することができる。
【００１１】
上記燃焼機器及び一酸化炭素検知ユニットは、前記位置検知手段として、第１及び第２の温度センサをそれぞれ有しており、
前記第２の温度センサにより検知される温度Ｔ２と、前記第１の温度センサにより検知される温度Ｔ１との温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定温度Ｔｓ以下である場合、前記制御手段は前記燃焼手段の燃焼を禁止してもよい。
【００１２】
一般に、室内の上方の温度は下方の温度よりも高いため、位置検知手段として温度センサを使用すれば、該温度センサで検知される温度に基づいて燃焼機器と一酸化炭素検知ユニットの相互の高さを簡便に検知することができる。
【００１３】
上記燃焼装置において、前記温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定温度Ｔｓ以下である状態が一定時間以上継続する場合、前記制御手段は前記燃焼手段の燃焼を禁止してもよい。
【００１４】
室内に設置される一酸化炭素検知ユニットは、例えばエアコンなどの冷房使用時の冷風によって冷却されるため、燃焼機器の第１の温度センサにより検知される温度Ｔ１よりも一酸化炭素検知ユニットの第２の温度センサにより検知される温度Ｔ２が一時的に低くなる場合がある。従って、上記所定温度Ｔｓ以下の温度差（Ｔ２−Ｔ１）が一定時間以上継続した場合に、燃焼手段の燃焼を禁止すれば、不要な燃焼運転の停止を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、一酸化炭素検知ユニットが不測の状況により燃焼機器より低くなった場合でも、確実に燃焼手段の燃焼を禁止することができる。これにより、より安全性の高い燃焼機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る燃焼機器の一例を示す概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る燃焼装置の一例を示す概略正面図であり、図２（Ａ）は一酸化炭素検知ユニットが所期の設置位置にある状態を、図２（Ｂ）は一酸化炭素検知ユニットが所期の設置位置よりも低い位置にある状態を示す。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る制御動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本実施の形態の燃焼装置に使用される燃焼機器の一例を示す概略構成図である。
【００１８】
図１に示す湯沸器１は、家庭の台所などに設置される開放型のガス湯沸器であり、外装ケース１０内に、燃焼手段であるバーナ群２と、熱交換器３とを収容する燃焼室１１が配設されている。
【００１９】
燃焼室１１は、上下に開放する矩形筒状体であり、その上方の排気側に熱交換器３が収容され、下方の吸気側にバーナ群２が配設されている。また、燃焼室１１の上方開放部は、排気口１４に接続されている。
【００２０】
バーナ群２は、燃料ガスと空気の混合ガスを燃焼させて燃焼排気を生成するものであり、複数の単位バーナを並設して構成されている。バーナ群２には、燃料ガスを供給するガス供給管２１が接続されている。ガス供給管２１には、上流側から順に、電磁開閉弁２２、水圧応動弁２３、ガバナ弁２４、及びガス量調節弁２５が設けられている。ガス量調節弁２５は、温調つまみ４に連結されており、この温調つまみ４の移動に応じてバーナ群２へ供給する燃料ガスの流量が調整される。また、バーナ群２には、炎口に臨む位置に点火プラグ２６、熱電対ＴＣが配設されている。
【００２１】
熱交換器３は、蛇行状の吸熱管３１と、吸熱管３１に対して交差するように並ぶ複数のフィン３２とを有している。吸熱管３１は、入口側に給水管３３が接続され、出口側に出湯管３４が接続されている。給水管３３には、上流側から順に、電動弁３６、水ガバナ弁３７、及び水量調節弁３８が設けられている。水量調節弁３８は、温調つまみ４に連結され、この温調つまみ４の移動に応じて熱交換器３に供給する水量が調整される。出湯管３４の末端には、出湯ヘッド３５が設けられている。
【００２２】
また、湯沸器１には、第１の位置検知手段として湯沸器１近傍の温度を検知するための第１の温度センサＳ１が内蔵されている。なお、第１の温度センサＳ１は、湯沸器１近傍の温度を検知できれば、湯沸器１に隣接して設けてもよい。
【００２３】
湯沸器１には、湯沸器１の運転を制御する制御手段としてマイクロコンピュータからなる制御装置５が設けられている。制御装置５は、マンガン電池やアルカリ電池などの電池２８を電源として稼動するタイプのものであり、バーナ群２を燃焼させて給水管３３から熱交換器３を介して出湯管３４に供給される水を加熱する燃焼運転を実行する燃焼運転制御部５１、第１の温度センサＳ１や、後述する一酸化炭素検知ユニット８の第２の温度センサＳ２及び一酸化炭素検知センサＣからの信号を受信する受信部５２、第１の温度センサＳ１で検知される温度Ｔ１と第２の温度センサＳ２で検知される温度Ｔ２とを比較して、燃焼機器に対する一酸化炭素検知ユニットの高さを判断する位置判断部５３、一酸化炭素検知センサＣで検知される一酸化炭素濃度が基準値よりも高いかどうかを判断する一酸化炭素濃度判断部５４などを備えている。
【００２４】
制御装置５には、第１の温度センサＳ１、報知部６、運転スイッチ７や、室内に設置された一酸化炭素検知ユニット８などが接続されている。報知部６は、第２の温度センサＳ２で検知された温度Ｔ２と第１の温度センサＳ１で検知された温度Ｔ１との温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定温度Ｔｓ以下の場合や、一酸化炭素検知センサＣで検知される一酸化炭素濃度が基準値よりも高い場合に、光や音声などにより警告を報知する。
【００２５】
図２は、本実施の形態の燃焼装置の概略正面図であり、図２（Ａ）は、一酸化炭素検知ユニット８が所期の設置位置にある状態を示し、図２（Ｂ）は、一酸化炭素検知ユニット８が不測の状況で所期の設置位置よりも低い位置にある状態を示す。図２（Ａ）に示すように、湯沸器１は、室内の１つの壁面に配設されており、正常な状態では、その上方の一酸化炭素濃度が最も高くなる天井付近に一酸化炭素検知ユニット８が有線Ｌにより接続されている。なお、湯沸器１と一酸化炭素検知ユニット８とは無線により接続されていてもよい。
【００２６】
一酸化炭素検知ユニット８は、湯沸器１とは別体のケーシング内に、第２の位置検知手段として一酸化炭素検知ユニット８近傍の温度を検知する第２の温度センサＳ２や一酸化炭素検知センサＣの他、図示しない電池、センサ制御部、送信部などを備えている。一酸化炭素検知センサＣは、空気中の一酸化炭素濃度を検知するものであり、例えば、従来公知の電気化学式センサを使用することができる。
【００２７】
センサ制御部は、電池を電源として稼動するマイクロコンピュータから構成されている。センサ制御部は、第２の温度センサＳ２や一酸化炭素検知センサＣの出力電圧を増幅する増幅回路を備えており、送信部などを制御する。送信部は、第２の温度センサＳ２により検知された一酸化炭素検知ユニット８近傍の温度Ｔ２に基づく出力信号や、一酸化炭素検知センサＣにより検知された一酸化炭素濃度に基づく出力信号を湯沸器１の制御装置５に送信する。なお、本実施の形態では、第２の温度センサＳ２によって検知される温度Ｔ２及び一酸化炭素検知センサＣによって検知される一酸化炭素濃度は、常時制御装置５に出力されているが、これらは間欠的に出力されてもよい。
【００２８】
次に、この燃焼装置の運転動作の実際について説明する。図３は、本実施の形態の運転動作の一例を示すフローチャートである。
【００２９】
使用者が湯沸器１の運転スイッチ７をオンすると、まず制御装置５の位置判断部５３は、受信部５２に入力された第１の温度センサＳ１で検知される温度Ｔ１と第２の温度センサＳ２で検知される温度Ｔ２とを比較する（ＳＴ１）。そして、一酸化炭素検知ユニット８は、正常な設置状態では、高い一酸化炭素濃度が検知される室内の上方に設置されているため、本来温度Ｔ２は温度Ｔ１よりも高いはずであるから、温度Ｔ２と温度Ｔ１との温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定温度Ｔｓ（例えば、０．５℃）より高ければ（ＳＴ１でＹＥＳ）、位置判断部５３は、図２（Ａ）に示すように一酸化炭素検知ユニット８が所期の設置位置にあると判断して、燃焼運転制御部５１に燃焼運転開始信号を送信し、燃焼運転制御部５１は燃焼運転を実行する（ＳＴ２）。なお、図示しないが、この燃焼運転においては、燃焼運転制御部５１は燃焼運転開始信号を受信すると、電動弁３６を全開にする。すると、水道から給水管３３へ給水され、水圧応動弁２３が開弁して水流スイッチがオンされる。そして、燃焼運転制御部５１は、給水管３３への給水開始を検出したときに、イグナイタ２７に高電圧を印加し点火プラグ２６を火花放電させ、電磁開閉弁２２を開弁してバーナ群２の点火処理を行う。これにより、燃焼運転が開始される。燃焼運転が開始されると、外装ケース１０側部に設けられた給気口１５から室内空気が吸込まれ、バーナ群２で燃焼排気が生成され、この燃焼排気が燃焼室１１内を上方に移動して熱交換器３を通過し、外装ケース１０上部の排気口１４から室内に排出される。この間、熱交換器３により給水管３３から供給された水が吸熱管３１内を通過する間に燃焼排気の熱により熱交換加熱されて湯となって出湯管３４に送出され、出湯管３４末端の出湯ヘッド３５から湯が吐出される。
【００３０】
一方、温度Ｔ２と温度Ｔ１との温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定温度Ｔｓ以下である場合（ＳＴ１でＮＯ）、位置判断部５３は、一酸化炭素検知ユニット８が所期の設置位置からずれ、図２（Ｂ）に示すような一酸化炭素検知ユニット８が燃焼機器である湯沸器１よりも下方にある状態と判断して、燃焼運転制御部５１に燃焼運転開始信号を送信することなく、報知部６に警告信号を送信する。すると、警告信号を受信した報知部６は、一酸化炭素検知ユニット８が所期の設置位置よりも下方にあることを使用者に知らせるため、光や音声により警告を報知する（ＳＴ３）。
【００３１】
上記燃焼装置によれば、燃焼機器である湯沸器１に設置した第１の温度センサＳ１で検知される温度Ｔ１と、一酸化炭素検知ユニット８に設置した第２の温度センサＳ２で検知される温度Ｔ２とを比較することにより、室内に設置された湯沸器１と一酸化炭素検知ユニット８の相対高さを検知することができる。そして、室内の温度は通常上方になるほど高温となるため、一酸化炭素濃度が高くなる湯沸器１よりも上方に設置された一酸化炭素検知ユニット８の第２の温度センサＳ２で検知される温度Ｔ２は、本来湯沸器１に設置された第１の温度センサＳ１で検知される温度Ｔ１よりも高温であると考えられる。従って、上記温度Ｔ２と温度Ｔ１との温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定温度Ｔｓ以下であれば、一酸化炭素検知ユニット８が湯沸器１よりも低い位置にある可能性がある。よって、温度Ｔ２と温度Ｔ１との温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定温度Ｔｓ以下である場合に、バーナ群２を点火せず、バーナ群２の燃焼を禁止すれば、低い一酸化炭素濃度が検知される室内下方での検知結果に基づいて燃焼運転が制御される恐れがなく、室内の一酸化炭素濃度が高くなる前に燃焼運転を確実に禁止することができ、より高い安全性を確保することができる。
【００３２】
（その他の実施の形態）
（１）上記実施の形態では、第２の温度センサＳ２で検知される温度Ｔ２と第１の温度センサＳ１で検知される温度Ｔ１との温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定温度Ｔｓ以下である場合に、燃焼手段であるバーナ群２を点火することなく、燃焼手段の燃焼を禁止しているが、前記温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定温度Ｔｓ以下である状態が一定時間（例えば、１０秒）以上継続する場合に、燃焼手段の燃焼を禁止してもよい。すなわち、一酸化炭素検知ユニット８は室内に露出しているため、例えば、エアコンの冷房使用時に冷風が一酸化炭素検知ユニット８に吹き付けられ、第２の温度センサＳ２で検知される温度Ｔ２が、第１の温度センサＳ１で検知される温度Ｔ１よりも一時的に低下する場合がある。従って、上記所定温度Ｔｓ以下の温度差が一定時間以上継続している場合に燃焼手段の燃焼を禁止すれば、一酸化炭素検知ユニット８が所期の設置位置にある場合の不要な燃焼運転の停止を防止することができる。
【００３３】
（２）上記実施の形態では、燃焼機器に対する一酸化炭素検知ユニットの位置検知を燃焼手段の点火前に行い、一酸化炭素検知ユニットの高さが燃焼機器よりも低ければ、燃焼手段を点火することなく、燃焼を禁止している。しかしながら、燃焼機器に対する一酸化炭素検知ユニットの位置検知は、燃焼手段の点火後に行ってもよいし、燃焼手段の点火前、点火後の両方で行ってもよい。なお、燃焼運転開始後の燃焼制御は、さらに一酸化炭素検知センサで検知される室内の一酸化炭素濃度に基づき行うことができる。
【００３４】
（３）上記実施の形態では、位置検知手段として温度センサを用いたが、他の位置検知手段を用いてもよい。例えば、指向性を有する赤外線センサなどを送信部、受信部として使用し、燃焼機器に設けた赤外線センサの検知領域を燃焼機器から上方領域のみとすれば、一酸化炭素検知ユニットが燃焼機器よりも上方に位置するかどうかを検知することができる。
【００３５】
（４）上記実施の形態では、一酸化炭素検知センサを室内に設置された一酸化炭素検知ユニットにのみ設けたが、さらに燃焼機器に一酸化炭素検知センサを設けてもよい。
【００３６】
（５）上記実施の形態では、報知部は燃焼機器に設けられているが、報知部は一酸化炭素検知ユニットに設けてもよい。
【００３７】
（６）上記実施の形態では、燃焼機器として湯沸器を例に挙げて説明したが、暖房器などを燃焼機器として使用する場合も、本実施の形態の燃焼装置を同様に使用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１    湯沸器（燃焼機器）
２    バーナ群（燃焼手段）
５    制御装置（制御手段）
８    一酸化炭素検知ユニット
Ｓ１，Ｓ２  温度センサ（位置検知手段）
【図１】
2011064370.tif 000003
【図２】
2011064370.tif 000004
【図３】
2011064370.tif 000005