(57)【要約】【課題】排気口から排出された燃焼排ガスが燃焼部２，３に対する燃焼用空気の給気路９に還流してしまうショートサーキットの有無を判別するショートサーキット判別手段と、ショートサーキット有りと判別されたときに所定の安全制御を実行する安全制御手段とを備える外置き型燃焼装置において、給気路の温度に基づいてショートサーキットの有無を判別する従来例では、運転中の装置内温度の変化や外気温の変化による誤判別を生じやすいため、正確にショートサーキットの有無を判別できるようにする。【解決手段】給気路９に流れる空気中のＣＯ濃度を検出するＣＯセンサ１３を備える。そして、ＣＯセンサ１３の検出ＣＯ濃度が所定値以上になったときにショートサーキット有りと判別し、安全制御を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外に設置される外置き型燃焼装置であって、燃焼装置の排気口から排出された燃焼排ガスが燃焼装置内の燃焼部に対する燃焼用空気の給気路に還流してしまうショートサーキットの有無を判別するショートサーキット判別手段と、ショートサーキット有りと判別されたときに所定の安全制御を実行する安全制御手段とを備えるものにおいて、
給気路に流れる空気中のＣＯ濃度を検出するＣＯセンサを備え、ショートサーキット判別手段はＣＯセンサの検出ＣＯ濃度が所定値以上になったときにショートサーキット有りと判別するように構成されていることを特徴とする外置き型燃焼装置。
【請求項２】
前記安全制御手段は、前記ショートサーキット判別手段でショートサーキット有りと判別されたときに、前記燃焼部の燃焼量を減少させる制御を行い、その後も所定時間継続してショートサーキット有りと判別されたときに、燃焼部の燃焼を停止させる制御を行うように構成されることを特徴とする請求項１記載の外置き型燃焼装置。
【請求項３】
前記燃焼装置は、給湯用の第１燃焼部と給湯以外の用途の第２燃焼部とを有する複合熱源機であり、前記安全制御手段は、第１燃焼部と第２燃焼部との同時燃焼時に前記ショートサーキット判別手段でショートサーキット有りと判別されると、先ず、第２燃焼部の燃焼量を減少させる制御を行うように構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の外置き型燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外に設置される熱源機等の外置き型燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外置き型燃焼装置は、屋内に設置する燃焼装置と異なり、ＣＯ中毒事故を起こすおそれがなく、安全である。然し、燃焼装置が塀の近くに設置されたり、燃焼装置の周りに囲いを設ける等の設置不良により、燃焼装置の排気口から排出された燃焼排ガスが燃焼装置内の燃焼部に対する燃焼用空気の給気路に還流してしまうショートサーキットが起こり、酸素不足による不完全燃焼を生ずることがある。
【０００３】
そこで、従来、外置き型燃焼装置において、給気路の温度を検出する温度センサを設け、この温度センサの検出温度に基づいてショートサーキットの有無を判別し、ショートサーキット有りと判別されたときに燃焼停止等の所定の安全制御を実行す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）。
【０００４】
ショートサーキットが起こると、給気路の温度が高温の燃焼排ガスの混入により上昇する。上記従来例はこの現象を利用してショートサーキットの有無を判別するものであるが、これでは誤判別を生じやすい。即ち、燃焼装置の運転中に燃焼装置内の温度が次第に上昇し、ある程度以上運転を継続すると、給気路の温度がショートサーキットを生じた場合の温度に近付き、また、外気温が高い場合も給気路の温度がショートサーキットを生じた場合の温度に近付き、給気路の温度からはショートサーキットの有無を正確に判別できなくなる。
【特許文献１】特開２０００−２４０９４０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、以上の点に鑑み、ショートサーキットを生じたときにこれを確実に判別して安全制御を実行できるようにした外置き型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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、屋外に設置される外置き型燃焼装置であって、燃焼装置の排気口から排出された燃焼排ガスが燃焼装置内の燃焼部に対する燃焼用空気の給気路に還流してしまうショートサーキットの有無を判別するショートサーキット判別手段と、ショートサーキット有りと判別されたときに所定の安全制御を実行する安全制御手段とを備えるものにおいて、給気路に流れる空気中のＣＯ濃度を検出するＣＯセンサを備え、ショートサーキット判別手段はＣＯセンサの検出ＣＯ濃度が所定値以上になったときにショートサーキット有りと判別するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、ショートサーキットが起こると、不完全燃焼を生じて燃焼排ガス中のＣＯ濃度が増加し、この燃焼排ガスがショートサーキットで給気路に混入することにより、給気路に流れる空気中のＣＯ濃度が増加する。そして、本発明によれば、給気路に流れる空気中のＣＯ濃度を検出するＣＯセンサの検出ＣＯ濃度に基づいてショートサーキットの有無を判別するため、燃焼装置内の温度や外気温の影響を受けることなく、ショートサーキットの有無を正確に判別できる。従って、ショートサーキットを生じたときにこれを確実に判別して安全制御手段による安全制御を実行できる。
【０００８】
また、本発明において、安全制御手段は、ショートサーキット判別手段でショートサーキット有りと判別されたときに、燃焼部の燃焼量を減少させる制御を行い、その後も所定時間継続してショートサーキット有りと判別されたときに、燃焼部の燃焼を停止させる制御を行うように構成されることが望ましい。ここで、ショートサーキットは燃焼装置の設置不良で起こるだけでなく、突風等の影響で一時的に起こることもある。安全制御手段が上記の如く構成されていれば、突風等による一時的なショートサーキットが起きた場合、燃焼量を減少する制御が行われるだけで燃焼停止までには至らない。そして、燃焼量の減少で燃焼改善されるため、安全に燃焼装置を運転し続けることができ、使用者に不便をかけない。一方、燃焼装置の設置不良による永続的なショートサーキットが起きた場合には、所定時間継続してショートサーキット有りと判別されることになって、燃焼が停止され、安全性が確保される。
【０００９】
また、燃焼装置が給湯用の第１燃焼部と給湯以外の例えば暖房や風呂追焚きといった用途の第２燃焼部とを有する複合熱源機である場合、安全制御手段は、第１燃焼部と第２燃焼部との同時燃焼時にショートサーキット判別手段でショートサーキット有りと判別されると、先ず、第２燃焼部の燃焼量を減少させる制御を行うように構成されることが望ましい。これによれば、ショートサーキット有りと判別された場合、給湯の能力はそのまま維持して、使用者に直ちには不便を感じさせない暖房や風呂追焚きの能力のみが制限されることなる。そして、突風等による一時的なショートサーキットが起きた場合には、暖房や風呂追焚きの能力を制限することにより燃焼状態が改善される。従って、使用者に不便を感じさせずにショートサーキットに対処できる。
【００１０】
尚、後述する実施形態において、上記ショートサーキット判別手段に相当するのは図２のＳ２，Ｓ４のステップ及びＳ６，Ｓ８のステップであり、上記安全制御手段に相当するのはＳ３，Ｓ５のステップ及びＳ７，Ｓ９のステップである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の実施形態の外置き型燃焼装置である屋外に設置される給湯及び暖房機能を有する複合熱源機を示している。この熱源機は、図示省略した外装ケース内に配置される燃焼筐１を備えており、この燃焼筐１内に、給湯用の第１燃焼部２と暖房用の第２燃焼部３とが設けられている。
【００１２】
第１燃焼部２は、第１バーナ４とその上方に配置した給湯用の第１熱交換器５とで構成され、第２燃焼部３は、第２バーナ６とその上方に配置した暖房用の第２熱交換器７とで構成されている。第１バーナ４と第２バーナ６とには燃焼用ファン８から給気路９を介して燃焼用空気が供給される。また、第１燃焼部２と第２燃焼部３とからの燃焼排ガスは燃焼筐１の上端の排気路１０に流れ、外装ケースに開設した排気口（図示せず）から機外に排出される。
【００１３】
第１熱交換器５には、上流側の給水管５ａと下流側の出湯管５ｂとが接続され、出湯管５ｂの下流端の出湯栓(図示せず)を開いて第１熱交換器５に通水したとき、第１バーナ４に点火されて、リモコン等で設定される設定温度の湯が出湯栓から出湯される。第２熱交換器７は、往き管７ａと戻り管７ｂとを介して床暖房等の暖房端末を介設した暖房回路（図示せず）に接続されており、暖房回路に第２熱交換器７を介して湯水を循環させて、暖房を行う。
【００１４】
第１と第２の各バーナ４，６には、夫々、電磁開閉弁４１，６１と電磁比例弁４２，６２とを介してガスが供給され、電磁開閉弁４１，６１によりバーナ４，６の燃焼開始とその停止とが行われ、電磁比例弁４２，６２によりバーナ４，６の燃焼量が調節される。これら電磁開閉弁４１，６１、電磁比例弁４２，６２および燃焼ファン８はコントローラ１１により制御される。そして、第１燃焼部２の運転時(給湯運転時)や第２燃焼部３の運転時(暖房運転時)には、給湯負荷や暖房負荷に応じたバーナ４，６の燃焼量を演算し、この燃焼量に合わせて電磁比例弁４２，６２の開度を制御すると共に、この燃焼量に対応する量の燃焼用空気が供給されるように燃焼ファン８の回転数を制御する。また、コントローラ１１には、第１熱交換器４の湯温を検出する湯温センサ１２からの信号が入力されており、給湯運転時に、湯温センサ１２の検出温度に基づく第１バーナ４の燃焼量のフィードバック制御を行う。
【００１５】
また、コントローラ１１には、給気路９に流れる空気中のＣＯ濃度を検出するＣＯセンサ１３からの信号も入力されている。ここで、熱源機が塀の近くに設置されたり、熱源機の周りに囲いを設ける等の設置不良により、排気口から排出された燃焼排ガスが給気路９に還流してしまうショートサーキットが起こることがある。そして、ショートサーキットが起こると、不完全燃焼を生じて燃焼排ガス中のＣＯ濃度が増加し、この燃焼排ガスがショートサーキットで給気路９に混入することにより、給気路９に流れる空気中のＣＯ濃度が増加する。そこで、本実施形態では、コントローラ１１により、ＣＯセンサ１３の検出ＣＯ濃度に基づいてショートサーキットの有無を判別し、ショートサーキット有りと判別されたときには所定の安全制御を実行するようにしている。
【００１６】
以下、ショートサーキットの有無判別及び安全制御について図２を参照して説明する。先ず、Ｓ１のステップで第１燃焼部２と第２燃焼部３との何れか一方のみを燃焼させる単独燃焼状態であるか否かを判別する。単独燃焼状態であれば、Ｓ２のステップでＣＯセンサ１３の検出ＣＯ濃度が所定値（例えば、１００ｐｐｍ）以上であるか否かを判別する。そして、検出ＣＯ濃度が所定値未満であれば、ショートサーキット無しと判断して、１回の処理を終了する。また、検出ＣＯ濃度が所定値以上であるときは、ショートサーキット有りと判断して、Ｓ３のステップで燃焼中の燃焼部の燃焼量を減少させる。次に、Ｓ４のステップで検出ＣＯ濃度が所定値以上の状態が所定時間（例えば、１分）継続したか否かを判別し、その判別結果が「ＮＯ」であれば、そのまま１回の処理を終了する。一方、判別結果が「ＹＥＳ」であれば、Ｓ５のステップで燃焼中の燃焼部の燃焼を停止して以後の熱源機の運転を禁止すると共に、異常の発生を表示する。
【００１７】
ここで、突風等の影響により一時的にショートサーキットが起こることがある。一時的なショートサーキットが起きた場合、燃焼量を減少する制御が行われるだけで燃焼停止までには至らない。そして、燃焼量の減少で燃焼改善されるため、安全に熱源機を運転し続けることができ、また、ショートサーキットの解除によりＳ２のステップで検出ＣＯ濃度が所定値未満と判別されると、燃焼量が通常値に戻され、使用者に不便をかけない。一方、熱源機の設置不良による永続的なショートサーキットが起きた場合には、所定時間継続してショートサーキット有りと判別されることになって、燃焼が停止され、安全性が確保される。
【００１８】
第１と第２の両燃焼部２，３が共に燃焼する同時燃焼状態では、Ｓ１のステップからＳ６のステップに進んで、検出ＣＯ濃度が所定値以上であるか否かを判別する。検出ＣＯ濃度が所定値未満であれば、そのまま１回の処理を終了するが、検出ＣＯ濃度が所定値以上であるときは、Ｓ７のステップで第２燃焼部３の燃焼量のみを減少させる。これによれば、給湯の能力はそのまま維持して、使用者に直ちには不便を感じさせない暖房能力のみが制限されることなる。そして、突風等による一時的なショートサーキットが起きた場合には、暖房能力を制限することにより燃焼状態が改善される。従って、使用者に不便を感じさせずにショートサーキットに対処できる。
【００１９】
次に、Ｓ８のステップで検出ＣＯ濃度が所定値以上の状態が所定時間継続したか否かを判別し、その判別結果が「ＮＯ」であれば、そのまま１回の処理を終了する。一方、判別結果が「ＹＥＳ」であれば、Ｓ８のステップで第２燃焼部３の燃焼を停止すると共に、異常の発生を表示する。
【００２０】
このように第２燃焼部３の燃焼が停止されると、次回はＳ１のステップで単独燃焼状態と判別されて、Ｓ２以下のステップでの処理が行われる。そして、Ｓ２のステップで検出ＣＯ濃度が所定値以上と判別されると、Ｓ３のステップで第１燃焼部２の燃焼量が減少され、その後も検出ＣＯ濃度が所定値以上の状態が所定時間継続すると、Ｓ５のステップで第１燃焼部２の燃焼が停止される。
【００２１】
ところで、排気路１０にＣＯセンサを設けて、燃焼排ガス中のＣＯ濃度に基づいてショートサーキットの有無を判別することも考えられる。然し、ＣＯセンサは酸化触媒によるＣＯの酸化反応熱を利用してＣＯ濃度を測定するものであるため、排気路１０のような雰囲気温度が高い場所では測定可能なＣＯ濃度が５００ｐｐｍ以上になり、ショートサーキットが起きても燃焼状態がかなり悪化するまでショートサーキット有りと判別できない。一方、本実施形態では、雰囲気温度が低い給気路９にＣＯセンサ１３が配置されるため、１００ｐｐｍ以下のＣＯ濃度も測定でき、検出ＣＯ濃度に基づいてショートサーキットの有無を正確に判別できる。
【００２２】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、燃焼ファン８の下流の給気路９にＣＯセンサ１３を設けているが、燃焼ファン８の吸込み口も給気路の一部になるため、この吸込み口に臨ませてＣＯセンサ１３を設けることも可能である。
【００２３】
また、上記実施形態では、Ｓ３，Ｓ７のステップでの燃焼量の減少を電磁比例弁４２，６２の開度を減少させることで行うようにしているが、これに限らない。例えば、第１と第２の各燃焼部２，３のバーナ４，６を夫々複数本の単位バーナを並設して成るものに構成して、燃焼する単位バーナの本数を増減して能力切換えを行う場合には、Ｓ３，Ｓ７のステップでの燃焼量の減少を燃焼する単位バーナの本数を減少させることで行うようにしてもよい。
【００２４】
また、上記実施形態の複合熱源機は給湯用の第１燃焼部２と暖房用の第２燃焼部３とを備えるものであるが、第２燃焼部３は、風呂追焚き用或いは暖房と風呂追焚き兼用のものであってもよい。また、第２燃焼部３を具備しない給湯専用の熱源機や熱源機以外の外置き型燃焼装置にも同様に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態の外置き型燃焼装置（複合熱源機）を示す説明図。
【図２】図１の燃焼装置のコントローラが行うショートサーキット判別及び安全制御の内容を示すフロー図。
【符号の説明】
【００２６】
２…第１燃焼部、３…第２燃焼部、９…給気路、１１…コントローラ（ショートサーキット判別手段、安全制御手段）、１３…ＣＯセンサ。
【図１】
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【図２】
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