(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機器の排気筒内に、排ガス中のＣＯ濃度を直接検知するＣＯセンサーを取り付け、不完全燃焼時には前記ＣＯセンサーに連動して前記燃焼機器を停止させるように制御すると共に、前記排気筒の入口側に排ガスを攪拌するための攪拌部材を設置し、前記攪拌部材は、前記排気筒の入口の上方に横設されて前記ＣＯセンサーに近づく程徐々に上方に傾斜した傾斜板部と、前記傾斜板部の両側から垂下した側板部とで構成されていることを特徴とする燃焼機器の不完全燃焼防止装置。
【請求項２】
燃焼機器の排気筒内に、排ガス中のＣＯ濃度を直接検知するＣＯセンサーを取り付け、不完全燃焼時には前記ＣＯセンサーに連動して前記燃焼機器を停止させるように制御すると共に、前記排気筒の入口側に排ガスを攪拌するための攪拌部材を設置し、前記攪拌部材は、前記排気筒の入口の上方に横設されて前記ＣＯセンサーに近づく程徐々に上方に傾斜し且つ先端になる程幅が狭くなった先細傾斜板部と、前記先細傾斜板部の両側から垂下した側板部とで構成されていることを特徴とする燃焼機器の不完全燃焼防止装置。
【請求項３】
燃焼機器の排気筒内に、排ガス中のＣＯ濃度を直接検知するＣＯセンサーを取り付け、不完全燃焼時には前記ＣＯセンサーに連動して前記燃焼機器を停止させるように制御すると共に、前記排気筒の入口側に排ガスを攪拌するための攪拌部材を設置し、前記攪拌部材は、前記排気筒の入口の上方を横切るように配設されて前記ＣＯセンサーに近づく程徐々に上方に傾斜した縦断面逆Ｕ字状の屈曲板で構成されていることを特徴とする燃焼機器の不完全燃焼防止装置。
【請求項４】
前記ＣＯセンサーを収納するセンサーボックスの前面又は下面に流入部、上面に流出部を設け、前記流出部を煙突形状としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の燃焼機器の不完全燃焼防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼機器の不完全燃焼防止装置に関し、詳しくは例えばＣＯセンサーを用いた給湯器等の温水機器の不完全燃焼を防止する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＣＯセンサーを用いた給湯器の不完全燃焼を防止するシステムとして、図７に示すように、ＣＯセンサー３を給湯器１ａに内蔵し、排気中のＣＯ濃度を直接検知することによって不完全燃焼時に給湯器１ａを停止させるようにしたＣＯセンサー内蔵タイプのものと、図８に示すように、給湯器１ａとは別にＣＯ警報機９を設置し、部屋内のＣＯ値によりＣＯ警報機９と連動して給湯器１ａを停止させる警報機連動遮断タイプのものとが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者のＣＯセンサー内蔵タイプのものでは、給湯器１ａの機種によってはＣＯセンサー３を内蔵できないものがあり、このためＣＯセンサー３を内蔵していない給湯器への対応ができないという問題がある。また、後者の警報機連動遮断タイプのものでは、排ガス中のＣＯを直接検知できないという問題があり、しかもこの警報機連動遮断タイプのものでは、給湯器１ａの排気経路が長い場合、特に複数の部屋を通る場合は、ＣＯ警報機９をそれぞれの部屋に取り付ける必要があった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、不完全燃焼を未然に防止できるＣＯセンサー連動遮断システムを採用できると共に、ＣＯセンサーを内蔵できない燃焼機器や商用電源のない燃焼機器にも十分に対応できる燃焼機器の不完全燃焼防止装置を提供するにあり、別の目的とするところは、ＣＯ検知性能を向上させることができる燃焼機器の不完全燃焼防止装置を提供するにあり、更に別の目的とするところは、ＣＯ検知性能を向上させながら同時に圧損増大を低減させることができる燃焼機器の不完全燃焼防止装置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、燃焼機器１の排気筒２内に、排ガス中のＣＯ濃度を直接検知するＣＯセンサー３を取り付け、不完全燃焼時にはＣＯセンサー３に連動して燃焼機器１を停止させるように制御すると共に、前記排気筒２の入口２ａ側に排ガスを攪拌するための攪拌部材１０を設置し、前記攪拌部材１０は、前記排気筒２の入口２ａの上方に横設されて前記ＣＯセンサー３に近づく程徐々に上方に傾斜した傾斜板部１２と、傾斜板部１２の両側から垂下した側板部１３とで構成されていることを特徴としており、このように構成することで、燃焼機器１の停止を排気筒２内に取り付けたＣＯセンサー３と連動させることができ、不完全燃焼による事故を未然に防ぐことができるようになり、また、ＣＯセンサー３を内蔵できない燃焼機器１であっても、排気筒２内にＣＯセンサー３を後付けにより簡単に取り付けることができる。また、排気筒２の入口２ａ側に排ガスを攪拌するための攪拌部材１０を設置したので、燃焼機器１の排気出口で排ガスの混合が十分でない場合でも、排気筒２の入口２ａ付近に攪拌部材１０を設置することで、排ガスを攪拌してＣＯ検知性能を向上させることができる。しかも攪拌部材１０は、排気筒２の入口２ａの上方に横設されてＣＯセンサー３に近づく程徐々に上方に傾斜した傾斜板部１２と、傾斜板部１２の両側から垂下した側板部１３とで構成されているので、傾斜板部１２と両側の側板部１３とで多くの排ガスをＣＯセンサー３の流入部６に集めることができる。
【０００６】
また請求項２の発明は、前記攪拌部材１０は、排気筒２の入口２ａの上方に横設されてＣＯセンサー３に近づく程徐々に上方に傾斜し且つ先端になる程幅が狭くなった先細傾斜板部１４と、先細傾斜板部１４の両側から垂下した側板部１５とで構成されているので、先細傾斜板部１４とその両側の側板部１５とで多くの排ガスをＣＯセンサー３の流入部６に集めることができると共に、攪拌部材１０による圧損増大を低減させることができる。
【０００７】
また請求項３の発明は、前記攪拌部材１０は、排気筒２の入口２ａの上方を横切るように配設されてＣＯセンサー３に近づく程徐々に上方に傾斜した縦断面逆Ｕ字状の屈曲板１６で構成されているので、排ガスを攪拌してＣＯ検知性能を向上させることができると共に、縦断面逆Ｕ字状の屈曲板１６による圧損増大を一層低減させることができる。
【０００８】
また請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかにおいて、前記ＣＯセンサー３を収納するセンサーボックス４の前面又は下面に流入部６、上面に流出部７を設け、流出部７を煙突形状とするのが好ましく、この場合、流出部７を煙突形状にすることで、流出部７内において熱気（排ガス）による上昇気流が生じて、いわゆる煙突効果で強制的に抜くことができ、これに伴いセンサーボックス４内への排ガスの流入量を増加させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の基本構成を説明する。
【００１０】
本基本構成のＣＯセンサー連動遮断システムは、図１に示すように、給湯器１ａの排気筒２内に取り付けられてＣＯ濃度を直接検知するセンサー部５と、マイコン等によって実現される制御部８とから構成される。
【００１１】
センサー部５は、図２に示すように、排気筒２のセンサー取付け部２ｂに取り付けられるセンサーボックス４内にＣＯセンサー３が収納されて構成されている。尚、図２（ａ）中の５ａはセンサー部５の外部接続部を示しており、図２（ｂ）ではこれを省略している。ＣＯセンサー３は、排ガス中のＣＯ濃度を直接検知し、ある濃度以上のＣＯ濃度を検知したときに制御部８に検知信号を出力するものである。そして制御部８では、センサー出力値から不完全燃焼であると判断したときには、給湯器１ａを停止させると共に警報ＬＥＤ３０を点灯させる。
【００１２】
排気筒２の入口２ａは、給湯器１ａの排気出口に接続されているが、この給湯器１ａの排気出口では、排ガスの混合が十分ではないため、本例では、排気筒２の入口２ａ付近に排ガスを攪拌するための攪拌部材１０を設置している。図１の基本構成では、攪拌部材１０は排気筒２のセンサー取付け部２ｂとは反対側から排気筒２の入口２ａの上方の一部を覆うように横設された平板１１で構成されている。ここでは、平板１１は排気筒２のセンサー取付け部２ｂと対向する他側面２ｃからＣＯセンサー３側に向けて略水平に突出していると共に、その突出幅は排気筒２の入口２ａを部分的に覆うように設定されており、この平板１１によって排ガスが渦を巻き、図２の矢印で示すように攪拌されながらＣＯセンサー３の流入部６側へと導かれるようになっている。なお、平板１１による圧損増大を低減させるために平板１１の数箇所に小さな穴を設けるようにしてもよい。
【００１３】
次に、燃焼状態を検知する方法の一例として、センサー部５の排気温度がある値以上になれば燃焼状態とみなし、ＣＯ濃度検知を開始する。なお、給湯器１ａにあるガス電磁弁２０のＯＮ／ＯＦＦ信号がとれれば、ガス電磁弁２０の開のときを燃焼状態とみなし、ＣＯ濃度検知を開始するようにしてもよい。
【００１４】
また、給湯器１ａを停止させる方法として、図１に示すような商用電源（１００Ｖ電源）のある給湯器１ａについては電源の遮断をＣＯセンサー３と連動させるものとする。一方、商用電源のない給湯器１ａについては別途ガス電磁弁２０を後付けにより取り付け、このガス電磁弁２０の遮断をＣＯセンサー３と連動させるものとする。
【００１５】
また、停止された給湯器１ａを再起動する方法としては、本システムが作動して給湯器１ａが停止したとしても、その後、給湯器１ａを使用不可能とせず、再起動のための復帰手段を設けておく。復帰手段としては、例えば制御部８に設けた復帰ボタンを手動で操作するようにしてもよい。ただし本システム作動による給湯器１ａ停止後の復帰回数は例えば３回に限定し、それ以降の復帰は安全を考慮して不可能とするのが好ましい。
【００１６】
しかして、燃焼機器１の排気筒２内に、排ガス中のＣＯ濃度を直接検知するＣＯセンサー３を取り付け、不完全燃焼時にＣＯセンサー３に連動して燃焼機器１を停止させるようにしたから、不完全燃焼による事故を未然に防ぐことができる。しかもＣＯセンサー３の取り付け位置を給湯器１ａ内部ではなく、排気筒２内部としたので、ＣＯセンサー３を内蔵できない給湯器１ａであっても、ＣＯセンサー３の後付けに対応できるものである。また、商用電源のある給湯器１ａについては電源の遮断をＣＯセンサー３と連動させ、一方、商用電源のない給湯器１ａについては後付けしたガス電磁弁２０の遮断をＣＯセンサー３と連動させることによって、商用電源のある機種やない機種のいずれにも対応可能となる。
【００１７】
また、排気筒２の入口２ａ付近に平板１１を横設してあるので、給湯器１ａの排気出口では排ガスの混合が十分ではない場合でも、排ガスが平板１１に当たって渦を巻き、排ガスが図２（ａ）の矢印で示すようにＣＯセンサー３側に導かれることによって、平板１１を設けた簡単な構造でありながら、排ガスを攪拌してＣＯ検知性能を向上させることができる。
【００１８】
本発明者の実験結果によれば、給湯器１ａを不完全燃焼させ、その排ガスを平板１１で十分にミキシングした後のＣＯ濃度が１２００ｐｐｍのときに、排気筒２内におけるＣＯ濃度が１２００ｐｐｍよりも低い箇所にＣＯセンサー３を取り付け、ＣＯセンサー３出力値を測定したところ、平板１１を設けない場合はセンサー出力が７００ｐｐｍ（均一濃度よりも５００ｐｐｍ低い値）であったのに対して、平板１１を設けた場合にはセンサー出力が８００ｐｐｍまで向上することが分かった。
【００１９】
本発明の実施形態の攪拌部材１０を以下の図３〜図６に示す。
【００２０】
図３の例に示す攪拌部材１０は、排気筒２の入口２ａの上方に横設されてＣＯセンサー３に近づく程徐々に上方に傾斜し且つ先端になる程幅が徐々に狭くなった傾斜板部１２と、傾斜板部１２の両側から垂下した側板部１３とで構成されている。この傾斜板部１２と両側の側板部１３とで多くの排ガスをＣＯセンサー３の流入部６に集めることができ、センサー出力を高めることができる。なお、傾斜板部１２による圧損増大を低減させるためには、傾斜板部１２の数箇所に小さな穴を設けるのが好ましく、このことは以下の図４〜図６の各実施形態においても同様である。
【００２１】
図４の例に示す攪拌部材１０は、排気筒２の入口２ａの上方に横設されてＣＯセンサー３に近づく程徐々に上方に傾斜し且つ先端になる程幅が狭くなった先細傾斜板部１４と、先細傾斜板部１４の両側から垂下した側板部１５とで構成されている。本例では先細傾斜板部１４は平面視山形状に形成されている。このように先細傾斜板部１４とその両側の側板部１５とで多くの排ガスをＣＯセンサー３の流入部６に集めることができるという利点があり、さらに先細傾斜板部１４を先細形状とすることで、排ガスの当たる面積が小さくなり、従って、先細傾斜板部１４による圧損増大をより低減させることができるという利点がある。
【００２２】
図５の例に示す攪拌部材１０は、プロペラ形状をした数枚の羽根板部１７で構成されている。羽根板部１７は例えば断面逆Ｖ字状に形成されており、排ガスが攪拌され易くなっている。また羽根板部１７をプロペラ形状とすることで排ガスの当たる面積が小さくなり、羽根板部１７による圧損増大を低減させることができるという利点がある。また、各羽根板部１７は固定される場合に限らず、垂直軸まわりに回転させてもよいものであり、この場合、排ガスの流れに回転力が加わることでより効果的に攪拌できるようになる。
【００２３】
図６の例に示す攪拌部材１０は、排気筒２の入口２ａの上方を横切るように配設されてＣＯセンサー３に近づく程徐々に上方に傾斜した縦断面逆Ｕ字状の屈曲板１６で構成されている。本例では、縦断面逆Ｕ字状の屈曲板１６によって排ガスを攪拌してＣＯ検知性能を向上させることができると共に、攪拌部材１０を細長い屈曲板１６で構成することで排ガスの当たる面積が小さくなり、屈曲板１６による圧損増大を低減させることができる。さらに本例では、ＣＯセンサー３を収納するセンサーボックス４の前面（又は下面の少なくとも一方）に流入部６を設け、上面に煙突形状の流出部７を設けてある。このように流出部７を煙突形状とすることで、流出部７内部では熱気（排ガス）により上昇気流が生じていわゆる煙突効果で抜くことができ、従って、センサーボックス４の流入部６からの排ガスが強制的に流入してその流入量が増加することで、ＣＯ検知性能をより高めることができるものである。このように流出部７を煙突状とした構造は前記図１〜図５の基本構成及び各実施形態においても同様に実施できるものである。
【００２４】
前記各実施形態では燃焼機器１として給湯器１ａを例示したが、ＣＯセンサー３を用いた温水機器など、他の各種燃焼機器に広く適用されるものである。
【００２５】
【発明の効果】
上記のように本発明のうち請求項１の発明は、燃焼機器の排気筒内に、排ガス中のＣＯ濃度を直接検知するＣＯセンサーを取り付け、不完全燃焼時にはＣＯセンサーに連動して燃焼機器を停止させるように制御するので、燃焼機器の停止を排気筒内に取り付けたＣＯセンサーと連動させることで不完全燃焼による事故を未然に防ぐことができ、しかもＣＯセンサーの取り付け位置を燃焼機器内部ではなく、排気筒内部とすることで、ＣＯセンサーを内蔵できない燃焼機器であっても、ＣＯセンサーの後付けに容易に対応できるものである。また、前記排気筒の入口側に排ガスを攪拌するための攪拌部材を設置してなるので、燃焼機器の排気出口で排ガスの混合が十分でない場合でも、排気筒の入口付近に攪拌部材を設置することで、排ガスを攪拌してＣＯ検知性能を向上させることができる。しかも前記攪拌部材は、排気筒の入口の上方に横設されてＣＯセンサーに近づく程徐々に上方に傾斜した傾斜板部と、傾斜板部の両側から垂下した側板部とで構成されているので、傾斜板部と両側の側板部とで多くの排ガスをＣＯセンサーの流入部に集めることができ、センサー出力が向上する。
【００２６】
また請求項２の発明は、前記攪拌部材は、排気筒の入口の上方に横設されてＣＯセンサーに近づく程徐々に上方に傾斜し且つ先端になる程幅が狭くなった先細傾斜板部と、先細傾斜板部の両側から垂下した側板部とで構成されているので、先細傾斜板部とその両側の側板部とで多くの排ガスをＣＯセンサーの流入部に集めることができ、センサー出力が向上すると共に、先細傾斜板部を先細形状とすることで、排ガスの当たる面積が小さくなり、攪拌部材による圧損増大を低減させることができる。
【００２７】
また請求項３の発明は、前記攪拌部材は、排気筒の入口の上方を横切るように配設されてＣＯセンサーに近づく程徐々に上方に傾斜した縦断面逆Ｕ字状の屈曲板で構成されているので、排ガスを攪拌してＣＯ検知性能を向上させることができると共に、縦断面逆Ｕ字状の屈曲板を用いることで排ガスの当たる面積が小さくなり、屈曲板による圧損増大を一層低減させることができる。
【００２８】
また請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかにの効果に加えて、前記ＣＯセンサーを収納するセンサーボックスの前面又は下面に流入部、上面に流出部を設け、流出部を煙突形状としたので、流出部内において熱気（排ガス）による上昇気流が生じて、いわゆる煙突効果で強制的に抜くことができ、これに伴いセンサーボックス内への排ガスの流入量を増加させることができ、ＣＯ検知性能をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の基本構成を示すブロック図である。
【図２】  （ａ）は同上の排気筒内のＣＯセンサーの取り付け状態を説明する斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図３】  本発明の実施形態の攪拌部材の斜視図である。
【図４】  （ａ）は同上の攪拌部材の更に他の例の斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側断面図である。
【図５】  同上の攪拌部材の更に他の例の斜視図である。
【図６】  （ａ）は同上の攪拌部材の更に他の例の斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側断面図である。
【図７】  従来のＣＯセンサー内蔵タイプの給湯器の説明図である。
【図８】  従来の警報機連動遮断タイプの給湯器の説明図である。
【符号の説明】
１  燃焼機器
２  排気筒
２ａ  入口
２ｂ  センサー取付け部
２ｃ  他側面
３  ＣＯセンサー
４  センサーボックス
６  流入部
７  流出部
１０  攪拌部材
１２  傾斜板部
１３  側板部
１４  先細傾斜板部
１５  側板部
１６  屈曲板
２０  ガス電磁弁
【図１】
0004098916.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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