(57)【要約】【課題】バーナの不完全燃焼を精度良く検出することができる温風暖房装置を提供することを目的とする。【解決手段】バーナ１１と、吸気口１５から空気を吸入すると共に、吸気口１５から吸入した空気とバーナ１１の燃焼排ガスとの混合気ｃを温風吹出口１２から送出するファン１３と、混合気ｃの送出経路Ｘに設けられ、混合気中ｃの一酸化炭素との酸化・還元反応により、混合気ｃ中の一酸化炭素の濃度に比例した電流を出力する電気化学式ＣＯセンサと１８と、隔壁３０の電気化学式ＣＯセンサ１８の設置箇所付近に吸気口１５から吸入された空気を導入する導入路Ｙと、電気化学式ＣＯセンサ１８の出力電流に基いて、バーナ１１の燃焼状態を検知する燃焼状態検知手段とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナと、
吸気口から空気を吸入すると共に、該吸気口から吸入した空気と該バーナの燃焼排ガスとの混合気を温風吹出口から送出する送風ファンと、
前記混合気の送出経路に設けられ、前記混合気中の一酸化炭素との酸化・還元反応により、前記混合気中の一酸化炭素の濃度に比例した電流を出力する電気化学式ＣＯセンサと、
該電気化学式ＣＯセンサの出力電流に基いて、前記バーナの燃焼状態を検知する燃焼状態検知手段とを備えたことを特徴とする温風暖房機。
【請求項２】
前記混合気の送出経路に設けられて、前記混合気の流通を妨げる流通制限手段を備え、
前記電気化学式ＣＯセンサは、該流通制限手段の下流側の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１記載の温風暖房機。
【請求項３】
前記流通制限手段として貫通孔を有する緩衝板を有し、
前記電気化学式ＣＯセンサの周囲に、該貫通孔以外から前記電気化学式ＣＯセンサへの前記混合気の流入を妨げるための遮蔽板を備えたことを特徴とする請求項２記載の温風暖房機。
【請求項４】
前記電気化学式ＣＯセンサは、前記混合気の送出路を形成する隔壁に取り付けられ、
前記吸気口から吸入された空気を、前記隔壁を介して前記電気化学式ＣＯセンサと対向する箇所に導入する導入路を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載の温風暖房機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナの燃焼異常を検知する機能を有する温風暖房機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば室内開放型のガス温風暖房機において、バーナの近傍に設けた熱電対の熱起電力により室内の酸素濃度の低下を監視し、バーナの不完全燃焼による酸素の濃度の低下に応じて換気装置を作動させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、熱電対による場合には、熱電対の設置箇所における局所的なバーナの燃焼状態を検出ことになるため、部分的なバーナの不完全燃焼を検出できない場合があり、バーナの不完全燃焼を精度良く検出することが困難であった。
【０００３】
また、バーナの不完全燃焼の検出を、バーナの燃焼排ガス中のＣＯ（一酸化炭素）の濃度をＣＯセンサにより検出することによって行うことも考えられるが、ＣＯセンサとして一般に使用されている接触燃焼式ＣＯセンサは振動に弱く、持ち運んで使用されることが多い室内開放型のガス温風暖房機に使用した場合には、精度の保証が困難であった。
【０００４】
また、振動に強いＣＯセンサとして半導体式ＣＯセンサがあるが、経時変化に対応して検出精度を維持するために定期的なＣＯセンサの点検や交換が必要であり、メンテナンスの負担から採用が難しかった。
【特許文献１】特開平１０−２０５７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記背景を鑑みてなされたものであり、バーナの不完全燃焼を精度良く検出することができる温風暖房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】
上記目的を達成するため、本発明は、バーナと、吸気口から空気を吸入すると共に、該吸気口から吸入した空気と該バーナの燃焼排ガスとの混合気を温風吹出口から送出する送風ファンと、前記混合気の送出経路に設けられ、前記混合気中の一酸化炭素との酸化・還元反応により、前記混合気中の一酸化炭素の濃度に比例した電流を出力する電気化学式ＣＯセンサと、該電気化学式ＣＯセンサの出力電流に基いて、前記バーナの燃焼状態を検知する燃焼状態検知手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、電気化学式ＣＯセンサは、上述した接触燃焼式ＣＯセンサや半導体式ＣＯセンサに比べてＣＯの検出精度が高いが、使用環境温度に制限がある（例えば８０度以下）。そのため、高温となるバーナの燃焼排ガス中のＣＯ濃度を電気化学式ＣＯセンサで検出することは難しい。
【０００８】
そこで、本発明においては、前記電気化学式ＣＯセンサを、前記送風ファンにより送出される前記吸気口から吸入した空気と燃焼排ガスとの混合気の送出経路に設け、前記電気化学式ＣＯセンサにより該混合気中のＣＯ濃度を検出する。この場合、混合気の温度は空気との混合により燃焼排ガスの温度よりも低くなるので、電気化学式ＣＯセンサの使用が可能となる。そして、前記バーナの不完全燃焼が生じて燃焼排ガス中のＣＯの濃度が高まると、それに応じて前記混合気中のＣＯ濃度も高くなるので、前記混合気中のＣＯ濃度を前記電気化学式ＣＯセンサを用いて検出することで、前記バーナの燃焼状態を精度良く検知することができる。
【０００９】
また、前記混合気の送出経路に設けられて、前記混合気の流通を局所的に妨げる流通制限手段を備え、前記電気化学式ＣＯセンサは、該流通制限手段の下流側の近傍に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
かかる本発明によれば、前記流通制限手段により前記電気化学式ＣＯセンサに向かう混合気の流量が低減され、これにより前記電気化学式ＣＯセンサの温度上昇を抑えることができる。
【００１１】
また、前記流通制限手段として貫通孔を有する緩衝板を有し、前記電気化学式ＣＯセンサの周囲に、該貫通孔以外から前記電気化学式ＣＯセンサへの前記混合気の流入を妨げるための遮蔽板を備えたことを特徴とする。
【００１２】
かかる本発明によれば、前記緩衝板により前記電気化学式ＣＯセンサに向かう前記混合気の流量を減少させると共に、前記遮蔽板により前記緩衝板に設けられた貫通孔以外からの前記混合気の流入を排除することによって、前記混合気による前記電気化学式ＣＯセンサの温度上昇をさらに抑制することができる。
【００１３】
また、前記電気化学式ＣＯセンサは、前記混合気の送出路を形成する隔壁に取り付けられ、前記吸気口から吸入された空気を、前記隔壁を介して前記電気化学式ＣＯセンサと対向する箇所に導入する導入路を備えたことを特徴とする。
【００１４】
かかる本発明によれば、前記吸気口から吸入されて前記導入路に供給される空気によって、前記電気化学式ＣＯセンサが取り付けられた隔壁の裏面が冷却される。そして、これにより、前記電気化学式ＣＯセンサの温度上昇を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について、図１〜図４を参照して説明する。図１はガス温風暖房機の正面図、図２は図１に示したガス温風暖房機の断面図、図３は図２に示したＣＯセンサの収容ケースの斜視図、図４は図１に示したガス温風暖房機の制御ブロック図である。
【００１６】
図１はガス温風暖房機１（本発明の温風暖房機に相当する）の本体ケース２の前板を取り外した状態の正面図であり、ガス温風暖房機１の背面に吸気口１５が設けられ、正面に温風吹出口１２が設けられている。
【００１７】
また、ガス温風暖房機１は、ガス温風暖房機１の作動を制御する電子ユニットであるコントローラ５と、燃焼室１０内に配置されたバーナ１１と、吸気口１５から吸入した空気を燃焼用空気としてバーナ１１に供給すると共に、バーナ１１の燃焼排ガスと吸気口１５から吸入した空気とを混合して、温風吹出口１２から送出するファン１３とを備えている。
【００１８】
さらに、ガス温風暖房機１は、バーナ１１の燃焼状態を検知する熱電対１６と、バーナ１１の不完全燃焼を検知するための電気化学式ＣＯセンサ１８と、バーナ１１に燃料ガスを供給するガス供給管（図示しない）を開閉する電磁弁（図示しない）と、該ガス供給管の開度を調節する比例弁（図示しない）と、バーナ１１に点火するためのイグナイタ（図示しない）と、室温を検出する室温センサ（図示しない）とを備えている。
【００１９】
次に、図２を参照して、吸気口１５には、その全面を覆うエアフィルタ２０が着脱自在に装着されている。また、本体ケース２の上面の前方には、各種の操作スイッチが備えられた操作パネル２１が設けられ、本体ケース２の前面の上部には、暖房運転が停止したことを報知する報知ランプ２２が備えられている。
【００２０】
暖房運転の実行時には、コントローラ５は、ファン１３を作動させてバーナ１１を燃焼させる。これにより、吸気口１５から吸入されて燃焼用二次空気吸込口２５から燃焼室１０に供給された燃焼用二次空気と、図示しない燃焼用一次空気吸込口から吸入された燃焼用一次空気によって、燃料ガスが燃焼する。また、燃焼により生じた燃焼排ガスｂは、バーナ１１の上方から燃焼室１０の上部を通って排出される。
【００２１】
ここで、燃焼室１０の上部から排出された燃焼排ガスｂと、吸気口１５から吸入された空気ａ2が、仕切り板２６と燃焼室１０との間で混合される。さらに、ファン１３の回転によって、吸気口１５から吸入された空気の一部ａ3が、本体ケース２と仕切り板２６の間を下方に流れて本体ケース２を冷却しながら、スリット２７，２８からファン１３の付近に供給され、上方から流入する混合空気とさらに混合される。そして、これにより、適温となった混合空気ｃが温風吹出口１２から室内に送出される。
【００２２】
また、混合気ｃの流通路Ｘを形成する隔壁３０に取り付けられたケース３１内に、電気化学式ＣＯセンサ１８が設けられ、吸気口１５から吸入される室内の空気の温度を検出する室温センサ１７が設けられている。
【００２３】
電気化学式ＣＯセンサ１８が設けられた箇所と隔壁３０を介して対抗する部分には、吸気口１５から吸入されてスリット９４を抜けてファン１３に向かう空気ａ4が流通する。そして、この空気ａ4によって電気化化学式ＣＯセンサ１８が設けられた箇所の付近の隔壁３０及びケース３１が冷却されるため、混合気ｃの流通による電気化学式ＣＯセンサ１８の温度上昇が抑制される。
【００２４】
次に、図３を参照して、ケース３１は、隔壁３０に接して取り付けられる天板１０１と、貫通孔３５（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ）を有して混合気ｃの流通を減少させる緩衝板１００と、側板１０２，１０３と、底板１０４と、混合気ｃを抜くための貫通孔３６（３６ａ，３６ｂ）を有する側板１０５とからなっている。なお、緩衝板１００は本発明の流通制限手段に相当し、天板１０１、側板１０２，１０３，１０５、及び底板１０４は本発明の遮蔽板に相当する。
【００２５】
ケース３１内には、貫通孔３５から混合気ｃが流入し、貫通孔３５以外からケース３１内への混合気ｃの流入は、天板１０１、側板１０２，１０３，１０５、及び底板１０４により妨げられる。これにより、ケース３１内への混合気ｃの流量が制限され、混合気ｃの流通による電気化学式ＣＯセンサ１８の温度上昇を抑制することができる。
【００２６】
次に、図４を参照して、コントローラ５は、ＣＰＵ、メモリ等により構成された電子ユニットであり、予めメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、バーナ１１の不完全燃焼を検知したときにバーナ１１の燃焼を停止する強制燃焼停止手段４０、暖房運転を実行する暖房制御手段４１、及び報知ランプ２２の作動を制御する表示制御手段４２として機能する。
【００２７】
コントローラ５は、操作パネル２１、熱電対１６、電気化学式ＣＯセンサ１８、イグナイタ６０、電磁弁６１、比例弁６２、ファン１３、室温センサ１７、及び報知ランプ２２と接続されている。そして、操作パネル２１からコントローラ５に入力される暖房運転スイッチ５０及び温度設定スイッチ５１の操作信号に応じて、コントローラ５は、暖房運転を実行する。
【００２８】
暖房制御手段４１は、イグナイタ６０、電磁弁６１、比例弁６２、ファン１３の作動を制御して暖房運転を実行する。暖房運転において、暖房制御手段４１は、温度設定スイッチ５１により設定された目標温度と、室温センサ１７の検出温度が一致するように、該目標温度と該検出温度との差に応じてバーナ１１の燃焼量を変更する。
【００２９】
また、強制燃焼停止手段４０は、暖房運転の実行時に熱電対１６の熱起電力ＴＣと電気化学式ＣＯセンサ１８の出力電流Ｉecとを監視する。そして、熱電対１６の熱起電力ＴＣが基準値から所定の判定レベル以上低下したときに、バーナ１１の燃焼を停止する。
【００３０】
ここで、熱電対１６の熱起電力ＴＣは、室内の酸素の濃度の低下に応じて減少するため、熱電対１６の熱起電力ＴＣが基準値から所定の判定レベル以上低下したときに、バーナ１１の燃焼を停止することにより、酸素不足によりバーナ１１の不完全燃焼が生じることを防止することができる。
【００３１】
また、強制燃焼停止手段４０は、電気化学式ＣＯセンサ１８の出力電流Ｉecが基準値を超えたときに、バーナ１１の燃焼を停止する。ここで、電気化学式ＣＯセンサ１８の出力電流Ｉecは、ＣＯの濃度の増加に応じて増加するため、電気化学式ＣＯセンサ１８の出力電流Ｉecが基準値を超えたときにバーナ１１の燃焼を停止することにより、バーナ１１の不完全燃焼により燃焼排ガス中のＣＯ濃度が増大した状況が継続されることを防止することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、本発明の流通制限手段として緩衝板１００を有し、本発明の遮蔽板として天板１０１、側板１０２，１０３，１０５、底板１０４を有するケース３１を備えて、ケース３１内に電気化学式ＣＯセンサ１８を設けたが、緩衝板１００のみを設けて緩衝板１００の下流側の近傍に電気化学式ＣＯセンサ１８を設ける場合や、天板１０１、側板１０２，１０３，１０５、底板１０４のうちの一部のみを設ける場合にも本発明の効果を得ることができる。
【００３３】
また、本発明の流通制限手段の構成は緩衝板１００に限られず、混合気の流通を妨げるものであればよい。
【００３４】
また、本実施の形態においては、吸気口１５から吸入した空気を電気化学式センサ１８が設けられた箇所の付近まで導入する導入路Ｙを備えたが、該導入路Ｙを備えない場合であっても本発明の効果を得ることができる。
【００３５】
また、本実施の形態では、ガスバーナを備えた温風暖房機を示したが、灯油バーナ等他の燃料を用いるバーナを備えた温風暖房機に対しても本発明の適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ガス温風暖房機の正面図。
【図２】図１に示したガス温風暖房機の断面図。
【図３】図２に示したＣＯセンサの収容ケースの斜視図。
【図４】図１に示したガス温風暖房機の制御ブロック図。
【符号の説明】
【００３７】
１…ガス温風暖房機、５…コントローラ、１１…バーナ、１３…ファン、１５…吸気口、１６…熱電対、１７…室温センサ、１８…電気化学式ＣＯセンサ、２１…操作パネル、２２…報知ランプ、４０…強制燃焼停止手段、４１…暖房制御手段、４５…表示制御手段
【図１】
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【図２】
2008014551.tif 000004
【図３】
2008014551.tif 000005
【図４】
2008014551.tif 000006