(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼部での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置であって、前記燃焼部が器具本体の底部近傍に配置された燃焼装置に取り付けられるものにおいて、
前記燃焼部から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサと、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段とを備え、
前記異常原因判定手段は、前記センサの検知した一酸化炭素濃度が時間の経過に対して如何なるパターンで変化したかを識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因を判定するものであり、所定時間にわたる一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているときは燃焼異常の原因を強風と判定し、一定以上の変動幅で変動していないときは冠水であると判定することを特徴とする燃焼異常検出装置。
【請求項２】
燃焼部での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置であって、前記燃焼部が器具本体の底部近傍に配置された燃焼装置に取り付けられるものにおいて、
前記燃焼部から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサと、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段とを備え、
前記異常原因判定手段は、前記センサの検知した一酸化炭素濃度が時間の経過に対して如何なるパターンで変化したかを識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因が冠水であるか他のものであるかを判定するものであり、一酸化炭素濃度の増加率が一定以上のとき、燃焼異常の原因が強風と前記燃焼部が水に漬かる冠水とのいずれかであると判定し、さらに所定時間にわたる一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動していないときは冠水であると判定することを特徴とする燃焼異常検出装置。
【請求項３】
燃焼部での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置であって、前記燃焼部が器具本体の底部近傍に配置された燃焼装置に取り付けられるものにおいて、
前記燃焼部から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサと、燃焼異常の有無を判定する異常有無判定手段と、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段とを備え、
前記異常有無判定手段は、前記燃焼部の燃焼中に前記センサが検知した一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して前記燃焼部の燃焼状態が異常か否かを判定するものであり、
前記異常原因判定手段は、前記センサの検知した一酸化炭素濃度が時間の経過に対して如何なるパターンで変化したかを識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因が冠水であるか他のものであるかを判定するものであり、一酸化炭素濃度の増加率が一定以上のとき、燃焼異常の原因が強風と前記燃焼部が水に漬かる冠水とのいずれかであると判定し、さらに所定時間にわたる一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動していないときは冠水であると判定することを特徴とする燃焼異常検出装置。
【請求項４】
燃焼部での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置であって、前記燃焼部が器具本体の底部近傍に配置された燃焼装置に取り付けられるものにおいて、
前記燃焼部から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサと、前記燃焼部の燃焼中に前記センサが検知した一酸化炭素濃度の履歴を記憶する履歴記憶手段と、前記燃焼部の燃焼状態に異常があるか否かを判定する異常有無判定手段と、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段とを有し、
前記異常有無判定手段は、前記燃焼部の燃焼中に前記センサが検知した一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して前記燃焼部の燃焼状態が異常か否かを判定するものであり、
前記異常原因判定手段は、燃焼異常の原因を、前記燃焼部が水に漬かる冠水と強風のうちのいずれかである第１種とこれら以外が原因である第２種とに大別する一次判定手段と、前記第１種の異常原因を冠水と強風とに細別する二次判定手段とを備え、
前記一次判定手段は、前記異常有無判定手段によって前記燃焼部の燃焼状態に異常があると判定されたとき、前記履歴記憶手段の記憶内容を参照して前記排気中の一酸化炭素濃度が一定以上の増加率で上昇しているか否かを調べ、一定以上の増加率で上昇していたときは今回の燃焼異常の原因を前記第１種と判定し、一定以上の増加率で上昇していなかったときは今回の燃焼異常の原因を前記第２種と判定するものであり、
前記二次判定手段は、前記一次判定手段によって燃焼異常の原因が前記第１種であると判定されたとき、前記センサの検出する一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているか否かを調べ、一定以上の変動幅で変動しているときは今回の燃焼異常の原因を強風と判定し、一定以上の変動幅で変動していないときは今回の燃焼異常の原因を冠水であると判定するものであることを特徴とする燃焼異常検出装置。
【請求項５】
前記器具本体は、運転状態等を表示する機能を備えたリモコンが接続されたものであり、
前記燃焼装置は異常対処手段を備え、該異常対処手段は、燃焼異常の原因が冠水であると判定されると、冠水によって燃焼異常が発生した旨を前記リモコンに表示させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の燃焼異常検出装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項に記載の燃焼異常検出装置を備えた燃焼装置において、
前記燃焼装置は異常対処手段を備え、
前記異常対処手段は、燃焼異常が検出されたとき、その後、所定の解除条件が成立するまで前記燃焼部での燃焼を停止させるものであり、前記異常原因判定手段の判定結果が示す燃焼異常の原因に応じて前記解除条件を変更するものであることを特徴とする燃焼装置。
【請求項７】
請求項５に記載の燃焼異常検出装置を備えた燃焼装置において、
前記異常対処手段は、燃焼異常が検出されたとき、その後、所定の解除条件が成立するまで前記燃焼部での燃焼を停止させるものであり、前記異常原因判定手段の判定結果が示す燃焼異常の原因に応じて前記解除条件を変更するものであることを特徴とする燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼部での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浴室内設置型のふろ給湯機は、通常、薄い縦型に構成され、浴槽の直ぐ脇に設置される。浴槽の設置される箇所の床面は、後置き型の浴槽の排水口から流出した水が洗い場の方へ流れないように、通常、浴室内の洗い場床面よりも一段低くなっている。また、この一段低くなった浴槽配置箇所の床面には、外部へ排水するための浴室排水口が設けて在る。
【０００３】
浴槽から多量の湯が排水されたり、シャワーなど洗い場で多量の湯が使われると、浴室排水口の排水能力を上回る水が一段低くなった落とし込み浴槽配置箇所に流れ込むので、次第にその部分に水が溜まる。特に、浴室排水口にゴミが詰まっていると、浴槽配置箇所に水が溜まりやすい。
【０００４】
ところで、浴室内設置型のふろ給湯機では、通常、バーナー部を底面近傍に配置しているので、浴室排水口にゴミが詰まるなどして浴槽配置箇所に多量の水が溜まると、バーナー部が冠水してしまう。そこで、従来のふろ給湯機は、フロートスイッチ等の機械的機構部や水位センサーなどを用いて冠水の有無を検知したり、バイメタルをバーナー部よりもさらに下方に設けて冠水の有無を検知し、冠水があった場合には、燃焼を停止して安全を確保するようになっていた。
【０００５】
一方、不完全燃焼による事故を防止等するために、ふろ給湯機は通常、排気中の一酸化炭素の濃度を検知するＣＯセンサを搭載している。従来のふろ給湯機では、このＣＯセンサが現時点で検知している一酸化炭素濃度に基づいて、熱交換器のフィン詰まりや換気不良などを検知し、燃焼量を下げたり、燃焼用空気の供給量を多くするなどして燃焼状態を制御したり、一酸化炭素濃度が上限を越えた場合には、燃焼を停止したり異常表示を行なっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のふろ給湯機では、冠水を検知するために、それ専用のセンサや機構部分を設けていたので、その設置スペースが必要な分だけ装置が大型化するとともに、構造が複雑になり、ひいては装置の価格高騰にもつながるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、ふろ給湯機などに通常搭載されるＣＯセンサを用いて冠水の有無を検知できる燃焼異常検出装置およびこれを具備した燃焼装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］燃焼部（２２）での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置であって、前記燃焼部（２２）が器具本体の底部近傍に配置された燃焼装置に取り付けられるものにおいて、
前記燃焼部（２２）から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサ（２５）と、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段（１１２）とを備え、
前記異常原因判定手段（１１２）は、前記センサ（２５）の検知した一酸化炭素濃度が時間の経過に対して如何なるパターンで変化したかを識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因を判定するものであり、所定時間にわたる一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているときは燃焼異常の原因を強風と判定し、一定以上の変動幅で変動していないときは冠水であると判定することを特徴とする燃焼異常検出装置。
［２］燃焼部（２２）での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置であって、前記燃焼部（２２）が器具本体の底部近傍に配置された燃焼装置に取り付けられるものにおいて、
前記燃焼部（２２）から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサ（２５）と、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段（１１２）とを備え、
前記異常原因判定手段（１１２）は、前記センサ（２５）の検知した一酸化炭素濃度が時間の経過に対して如何なるパターンで変化したかを識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因が冠水であるか他のものであるかを判定するものであり、一酸化炭素濃度の増加率が一定以上のとき、燃焼異常の原因が強風と前記燃焼部（２２）が水に漬かる冠水とのいずれかであると判定し、さらに所定時間にわたる一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動していないときは冠水であると判定することを特徴とする燃焼異常検出装置。
【０００９】
［３］燃焼部（２２）での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置であって、前記燃焼部（２２）が器具本体の底部近傍に配置された燃焼装置に取り付けられるものにおいて、
前記燃焼部（２２）から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサ（２５）と、燃焼異常の有無を判定する異常有無判定手段（１１１）と、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段（１１２）とを備え、
前記異常有無判定手段（１１１）は、前記燃焼部（２２）の燃焼中に前記センサ（２５）が検知した一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して前記燃焼部（２２）の燃焼状態が異常か否かを判定するものであり、
前記異常原因判定手段（１１２）は、前記センサ（２５）の検知した一酸化炭素濃度が時間の経過に対して如何なるパターンで変化したかを識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因が冠水であるか他のものであるかを判定するものであり、一酸化炭素濃度の増加率が一定以上のとき、燃焼異常の原因が強風と前記燃焼部（２２）が水に漬かる冠水とのいずれかであると判定し、さらに所定時間にわたる一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動していないときは冠水であると判定することを特徴とする燃焼異常検出装置。
【００１５】
［４］燃焼部（２２）での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置であって、前記燃焼部（２２）が器具本体の底部近傍に配置された燃焼装置に取り付けられるものにおいて、
前記燃焼部（２２）から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサ（２５）と、前記燃焼部（２２）の燃焼中に前記センサ（２５）が検知した一酸化炭素濃度の履歴を記憶する履歴記憶手段（１５１）と、前記燃焼部（２２）の燃焼状態に異常があるか否かを判定する異常有無判定手段（１１１）と、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段（１１２）とを有し、
前記異常有無判定手段（１１１）は、前記燃焼部（２２）の燃焼中に前記センサ（２５）が検知した一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して前記燃焼部（２２）の燃焼状態が異常か否かを判定するものであり、
前記異常原因判定手段（１１２）は、燃焼異常の原因を、前記燃焼部（２２）が水に漬かる冠水と強風のうちのいずれかである第１種とこれら以外が原因である第２種とに大別する一次判定手段（１１３）と、前記第１種の異常原因を冠水と強風とに細別する二次判定手段（１１４）とを備え、
前記一次判定手段（１１３）は、前記異常有無判定手段（１１１）によって前記燃焼部（２２）の燃焼状態に異常があると判定されたとき、前記履歴記憶手段（１５１）の記憶内容を参照して前記排気中の一酸化炭素濃度が一定以上の増加率で上昇しているか否かを調べ、一定以上の増加率で上昇していたときは今回の燃焼異常の原因を前記第１種と判定し、一定以上の増加率で上昇していなかったときは今回の燃焼異常の原因を前記第２種と判定するものであり、
前記二次判定手段（１１４）は、前記一次判定手段（１１３）によって燃焼異常の原因が前記第１種であると判定されたとき、前記センサ（２５）の検出する一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているか否かを調べ、一定以上の変動幅で変動しているときは今回の燃焼異常の原因を強風と判定し、一定以上の変動幅で変動していないときは今回の燃焼異常の原因を冠水であると判定するものであることを特徴とする燃焼異常検出装置。
［５］前記器具本体は、運転状態等を表示する機能を備えたリモコン（１６０）が接続されたものであり、
前記燃焼装置は異常対処手段（１１５）を備え、該異常対処手段（１１５）は、燃焼異常の原因が冠水であると判定されると、冠水によって燃焼異常が発生した旨を前記リモコン（１６０）に表示させることを特徴とする［１］から［４］のいずれか一項に記載の燃焼異常検出装置。
【００１６】
［６］［１］から［４］のいずれか一項に記載の燃焼異常検出装置を備えた燃焼装置において、
前記燃焼装置は異常対処手段（１１５）を備え、
前記異常対処手段（１１５）は、燃焼異常が検出されたとき、その後、所定の解除条件が成立するまで前記燃焼部（２２）での燃焼を停止させるものであり、前記異常原因判定手段（１１２）の判定結果が示す燃焼異常の原因に応じて前記解除条件を変更するものであることを特徴とする燃焼装置。
［７］［５］に記載の燃焼異常検出装置を備えた燃焼装置において、
前記異常対処手段（１１５）は、燃焼異常が検出されたとき、その後、所定の解除条件が成立するまで前記燃焼部（２２）での燃焼を停止させるものであり、前記異常原因判定手段（１１２）の判定結果が示す燃焼異常の原因に応じて前記解除条件を変更するものであることを特徴とする燃焼装置。
【００１７】
前記本発明は次のように作用する。
異常原因判定手段（１１２）は、センサ（２５）の検知した排気中の一酸化炭素濃度が、時間の経過に対して如何なるパターンで変化したかを識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因を判定する。すなわち、従来は、ＣＯセンサ（２５）が検知する現時点の一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して燃焼異常の有無を検知したり、一酸化炭素濃度の現在値を空気比のフィードバック制御に利用するだけであったが、本発明では、一酸化炭素濃度が時間の経過とともにどのような変化パターンで変化したかに基づいて燃焼異常の原因を判定している。より具体的には、一酸化炭素濃度が、急激に上昇したのか、緩やかに上昇したのか、また一酸化炭素濃度が短い周期で変動を繰り返し脈動しているのか、安定しているのか等を識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因を判別する。
【００１８】
たとえば、一酸化炭素濃度が緩やかに上昇している場合には、熱交換器のフィンの目詰まりや排気筒内の汚れなど長い時間をかけて給排気の圧損が徐々に増加するものが燃焼異常の原因と考えられる。一方、比較的短時間のうちに一酸化炭素濃度が上昇する場合は、冠水または強風が燃焼異常の原因であると判定できる。さらに、一酸化炭素濃度が短時間で上昇しかつその値が数秒の短い周期で大きな変動幅で変動している場合には、強風が燃焼異常の原因と推定できる。
【００１９】
このように、通常装備されるＣＯセンサ（２５）を用いて一酸化炭素濃度を検出し、その増加率や一酸化炭素濃度の変動幅などから変化パターンを識別し、これに基づいて燃焼異常の原因をフィン詰まり、冠水、強風等に判別するので、燃焼異常の原因ごとに専用のセンサ（２５）等を別途設ける必要がなく、装置構成の簡略化を図ることができる。
【００２０】
また異常有無判定手段（１１１）は、燃焼部（２２）の燃焼中にＣＯセンサ（２５）が検知した一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して燃焼部（２２）の燃焼状態が異常か否かを判定する。このようにＣＯセンサ（２５）の検出値に基づいて燃焼異常の有無を判定すれば、異常のあるときだけその原因を判定すればよく、処理の効率化を図ることができる。
【００２１】
さらに具体的には、以下のようにして燃焼異常の原因が判定される。履歴記憶手段（１５１）は、燃焼部（２２）の燃焼中にＣＯセンサ（２５）が検知した一酸化炭素濃度の履歴を記憶する。異常有無判定手段（１１１）は、燃焼部（２２）の燃焼中にＣＯセンサ（２５）が検知した一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して燃焼部（２２）の燃焼状態が異常か否かを判定する。
【００２２】
異常原因判定手段（１１２）は、燃焼異常の原因を、燃焼部（２２）が水に漬かる冠水と強風のうちのいずれかである第１種とこれら以外が原因である第２種とに大別する一次判定手段（１１３）と、前記第１種の異常原因を冠水と強風とに細別する二次判定手段（１１４）とを備えている。
【００２３】
このうち一次判定手段（１１３）は、異常有無判定手段（１１１）によって燃焼部（２２）の燃焼状態に異常があると判定されたとき、履歴記憶手段（１５１）の記憶内容を参照して排気中の一酸化炭素濃度が一定以上の増加率で上昇しているか否かを調べる。そして一定以上の増加率で上昇していたときは今回の燃焼異常の原因を第１種と判定し、一定以上の増加率で上昇していなかったときは第２種と判定する。
【００２４】
一次判定手段（１１３）によって燃焼異常の原因が前記第１種であると判定されたとき、二次判定手段（１１４）は、ＣＯセンサ（２５）の検出する一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているか否かを調べる。二次判定手段（１１４）は、一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているときは今回の燃焼異常の原因を強風と判定し、一定以上の変動幅で変動していないときは今回の燃焼異常の原因を冠水であると判定する。
【００２５】
また上述の燃焼異常検出装置を備えたふろ給湯機などの燃焼装置では、燃焼異常が検出されたとき、その後、所定の解除条件が成立するまで燃焼部（２２）での燃焼を停止させる異常対処手段（１１５）を設ける。当該異常対処手段（１１５）は、異常原因判定手段（１１２）の判定結果が示す燃焼異常の原因に応じて解除条件を変更する。たとえば、強風であれば、通水停止でエラーを解除し、冠水であれば、一旦、運転スイッチがオフされなければ、エラーを解除しない等である。また冠水であるときは、冠水によって燃焼異常が発生した旨をリモコン（１６０）に表示させる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施の形態を説明する。
各図は、本発明の一実施の形態を示している。
本発明にかかる燃焼異常検出装置１１１、１１２、１５０、２５を搭載した燃焼装置としての一缶多水路型ふろ給湯機１０は、水栓、シャワーおよび浴槽内に給湯する機能と、浴槽内の湯を追い焚きする機能とを備えたものである。一缶多水路型ふろ給湯機１０は、浴室内に設置されるＦＦ（強制給排気）型のふろ給湯機であり、図２、図３に示すように浴室の洗い場２０１よりも一段（十数センチ）低くなった浴槽配置箇所２０２に浴槽２０３とともに設置される。なお、図３は、一缶多水路型ふろ給湯機１０の側板を外した状態であり、一缶多水路型ふろ給湯機１０の内部を簡略図示したものである。
【００２７】
浴槽配置箇所２０２の所定箇所には、浴槽配置箇所２０２内の水を外部に排水するための浴室排水口２０４が埋設されている。洗い場２０１は、浴槽配置箇所２０２の側に向かって僅かに傾斜しており、洗い場側で使用された水や湯は、浴槽配置箇所２０２に流れ込み、その底面に埋設されている浴室排水口２０４から外部に排水される。また浴槽２０３の排水口２０５から排出された水は、一旦、浴槽配置箇所２０２に流れ落ちた後、浴室排水口２０４から外部に排出される。
【００２８】
一缶多水路型ふろ給湯機１０の上面に配置されている排気筒接続部１１には、浴室外部に通じる排気筒（図３では、図示省略）が接続されており、排気は、浴室の外に排出される。また給気筒接続部１２には、浴室外部に通じる給気筒（図３では、図示省略）が接続されており、浴室外部から燃焼に必要な空気を取り入れるようになっている。
【００２９】
一缶多水路型ふろ給湯機１０は、図４に示すように、燃焼室２１を備えており、当該燃焼室２１の下部には、燃焼部としてのバーナー２２が、燃焼室２１の上部には、バーナー２２からの熱を給水等に伝える熱交換器２３が配置されている。熱交換器２３のさらに上方には、吸出し式の燃焼ファン２４が配置されている。また燃焼ファン２４の下流側の排気通路の途中には、排気中に含まれる一酸化炭素濃度を検出するＣＯセンサ２５が配置されている。
【００３０】
燃焼ファン２４を回転駆動することで、燃焼室２１内の空気は排気筒を通じて浴室の外に排出される。これにより燃焼室２１の中が負圧になり、給気筒および給気筒接続部１２を通じて外気が燃焼室２１の最下部にある給気口２１ａから燃焼室２１の内部へ流入するようになっている。給気口２１ａと浴槽配置箇所２０２の床面までの距離は、略１０ｃｍであり、洗い場２０１と浴槽配置箇所２０２との落差よりも若干少なくなっている。
【００３１】
バーナー２２の近傍には、図４では図示していないイグナイタ２６（図１参照）が設けてある。またバーナー２２への燃焼ガスの供給有無、供給先の燃焼面切り替え、供給量の調整は、それぞれ元ガス電磁弁２７、切替電磁弁２８、比例弁２９によって行われる。
【００３２】
熱交換器２３には、給湯用の水管である給湯流路４０と、追い焚き用に浴槽内の水を循環させる追い焚き用流路５０の双方が通っており、熱交換器２３は、バーナー２２からの熱をこれら双方の流路４０、５０に伝えて加熱する機能を備えた、いわゆる一缶二水路型になっている。
【００３３】
給湯流路４０は、熱交換器２３で受熱する部分である給湯受熱管４０ａと、給湯受熱管４０ａの入側に通じる入水流路４１と、給湯受熱管４０ａの出側から延びる出湯流路４２とから構成されている。入水流路４１と出湯流路４２は、熱交換器２３の近傍で固定バイパス路４３によって接続されている。固定バイパス路４３は、入水流路４１から流入する給水の一部を出湯流路４２に熱交換器２３を迂回させて直接流す役割を果たし、バイパス比は一定に固定されている。
【００３４】
入水流路４１のうち固定バイパス路４３よりも熱交換器２３から離れた所定の分岐箇所４４と、出湯流路４２のうち固定バイパス路４３よりも熱交換器２３から離れた所定の合流箇所４５との間は、その途中にバイパス水量制御弁３２を備えたバイパス通路４６で接続されている。入水流路４１のうち、固定バイパス路４３への分岐点とバイパス通路４６への分岐箇所４４との間には、給湯流路４０内での通水の有無や通水量を検知する水量センサ３３が設けてある。また出湯流路４２のうち固定バイパス路４３との合流点とバイパス通路４６との合流箇所４５との間には、通水量を制御するために開閉する水量制御弁３１が取り付けてある。
【００３５】
出湯流路４２のうち合流箇所４５よりも下流の所定箇所には、給湯の有無を検知するための給湯確認水量センサ３４が設けてある。出湯流路４２は給湯確認水量センサ３４よりもさらに下流で分岐し、出湯栓１３やシャワーホースを通じてシャワーヘッド１４などに通じている。水量制御弁３１およびバイパス水量制御弁３２の開度を変えることにより、出湯栓１３やシャワーヘッド１４からの最大吐出量や、熱交換器２３で加熱された水と給水との混合比を調整するようになっている。
【００３６】
入水流路４１のうち分岐箇所４４よりやや上流（給水元）側には、給水温度を検出するための入水サーミスタ６１が、出湯流路４２のうち給湯受熱管４０ａの出側近傍箇所には、当該部分の水温を検知する熱交出口サーミスタ６２が配置されている。さらに、合流箇所４５よりもわずか下流には、バイパス通路４６からの給水が合流した後の水温を検出するための出湯サーミスタ６３が取り付けてある。
【００３７】
追い焚き用流路５０は、熱交換器２３で受熱する部分であるふろ受熱管５０ａと、浴槽２０３の側壁に設けた吸排口２０６とふろ受熱管５０ａの入側との間を結ぶふろ戻り流路５１と、ふろ受熱管５０ａの出側と吸排口２０６との間を結ぶふろ往流路５２とから構成されている。ふろ戻り流路５１の途中には循環ポンプ７１と、ふろ戻り流路５１内の通水の有無を検知する追い焚き流水スイッチ７２が設けてある。また、追い焚き流水スイッチ７２の近傍には、浴槽２０３から流入する湯の温度を検知するための風呂サーミスタ７３が取り付けてある。
【００３８】
ふろ戻り流路５１のうち循環ポンプ７１とふろ受熱管５０ａの入側との間の所定箇所と、出湯流路４２のうち出湯サーミスタ６３の配置箇所と給湯確認水量センサ３４の間の所定箇所との間は、その途中に注湯電磁弁７４を備えた注湯連絡管５４で接続されている。注湯連絡管５４の途中には、数個の逆止弁７５のほか、注湯電磁弁７４と並列に過圧逃し弁７６が配置されている。注湯電磁弁７４を開くことで、給湯受熱管４０ａを通じて熱交換器２３で加熱された給水を追い焚き用流路５０に流し浴槽２０３へ注湯することが可能になっている。この注湯動作以外では注湯電磁弁７４は閉じた状態で保持される。
【００３９】
このほか、一缶多水路型ふろ給湯機１０は、器具の動作を統括制御するための電装部品を装備した電装基板１００を有している。また器具の動作状態を遠隔操作するためのリモコン１６０が接続されている。
【００４０】
図１は、一缶多水路型ふろ給湯機１０の回路構成を示したものである。一缶多水路型ふろ給湯機１０の有する電装基板１００は、各種制御の中枢的役割を果たすＣＰＵ（中央処理装置）１１０を備えている。ＣＰＵ１１０には、データバスやアドレスバスなどを介して各種の回路装置が接続されている。
【００４１】
このうち、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）１２０は、ＣＰＵ１１０の実行するプログラムや各種の固定的データを記憶する読み出し専用メモリである。ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１３０は、プログラムを実行する上で、一時的に必要になるデータを記憶するための作業メモリである。不揮発性ＲＡＭ１５０は、器具の電源が断となっても記憶内容が消失しない書き換え可能なメモリである。不揮発性ＲＡＭ１５０は、ＣＯセンサ２５によって検出した排気中の一酸化炭素濃度の変化の履歴を記憶する履歴記憶手段１５１としての機能を果たす。タイマー部１４０は、燃焼中の経過時間等を計測する機能を果たすものである。
【００４２】
電装基板１００のＣＰＵ１１０には、図示省略した入出力インターフェイス回路やドライバ回路を通じて各種の周辺部品が接続されている。具体的には、各種ガス電磁弁２７〜２９、イグナイタ２６、燃焼ファン２４、ＣＯセンサ２５、水量センサ３３、給湯確認水量センサ３４、水量制御弁３１、バイパス水量制御弁３２、追い焚き流水スイッチ７２、循環ポンプ７１、注湯電磁弁７４、追い焚き流水スイッチ７２、風呂サーミスタ７３、入水サーミスタ６１、熱交出口サーミスタ６２、出湯サーミスタ６３等である。さらにＣＰＵ１１０には、各種の操作を受け付けたり、運転状態等を表示する機能を備えたリモコン１６０が接続されている。
【００４３】
リモコン１６０には、器具を運転状態にするか休止状態にするかを切り替える運転スイッチ１６２や図示省略した湯温の設定スイッチなどを備えた操作部１６１と、現時点の設定温度や保温中か追い焚き中かなどの運転状態を表示する表示部１６５を備えている。表示部１６５は、燃焼異常の発生やその内容を表示するエラー表示部１６６としての機能も備えている。
【００４４】
ＣＰＵ１１０は、給湯、注湯、追い焚きなどの各種の動作を制御する図示省略した燃焼制御手段等のほか、燃焼状態の異常の有無を判定する異常有無判定手段１１１と、燃焼異常の原因を判定する燃焼原因判定手段１１２と、異常対処手段１１５としての機能を果たすようになっている。これらの機能はＲＯＭ１２０に格納されているプログラムを実行することで実現される。
【００４５】
異常有無判定手段１１１は、ＣＯセンサ２５が検知している現時点での排気中の一酸化炭素濃度に基づいて燃焼異常の有無を判定する機能を果たす。燃焼原因判定手段１１２は、燃焼異常の原因を二種類に大別する一次判定手段１１３と、一次判定手段１１３によって大別されたうちの一方をさらに二種類に細別する二次判定手段１１４の機能を果たす。
【００４６】
一次判定手段１１３は、燃焼異常の原因を、燃焼室２１の下部にある給気口２１ａが水に漬かる冠水と強風のうちのいずれかが原因である第１種と、これら以外が原因である第２種とに大別する機能を果たす。第２種は熱交換器２３のフィンの目詰まりや排気筒内部の汚れなど給排気の圧損が長い時間をかけて徐々に増加したタイプの異常である。
【００４７】
図５は、フィン詰まりが燃焼異常の原因である場合における一酸化炭素濃度の上昇特性を示している。また図６は、冠水が燃焼異常の原因である場合における一酸化炭素濃度の上昇特性を、図７は、強風が燃焼異常の原因である場合における一酸化炭素濃度の変化特性をそれぞれ示している。各グラフの縦軸は、一酸化炭素濃度、横軸は燃焼時間である。
【００４８】
図５に示すように、フィン詰まり等が燃焼異常の原因である場合には、一酸化炭素濃度は比較的緩やかに長い時間をかけて徐々に上昇する。これに対して、冠水や強風の場合には、図６および図７に示すように比較的短時間のうちに一酸化炭素濃度が上昇する。また強風が燃焼異常の原因である場合には、風の強さが変動することに対応して、一酸化炭素濃度も比較的、大きな変動幅で増減を繰り返し脈動する。一方、冠水が燃焼異常の原因である場合には、一酸化炭素濃度は、単調増加し、大きな変動幅で増減変動することはない。
【００４９】
これらに基づき、一次判定手段１１３は、異常有無判定手段１１１によって燃焼異常があると判定されたとき、履歴記憶手段１５１の記憶内容を参照して、排気中の一酸化炭素濃度が一定以上の増加率で上昇しているか否かを調べ、一定以上の増加率で上昇していたときは今回の燃焼異常の原因を第１種（冠水または強風）と判定し、一定以上の増加率で上昇していなかったときは今回の燃焼異常の原因を第２種（フィン詰まり等）と判定するようになっている。
【００５０】
また二次判定手段１１４は、一次判定手段１１３により燃焼異常の原因が第１種（冠水または強風）であると判定されたとき、ＣＯセンサ２５の検出する一酸化炭素濃度を数十秒間にわたって監視し、一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているか否かを調べる。そして、一定以上の変動幅で変動しているときは今回の燃焼異常の原因を強風と判定し、一定以上の変動幅で変動していないときは今回の燃焼異常の原因を冠水であると判定する機能を有している。
【００５１】
異常対処手段１１５は、異常有無判定手段１１１によって燃焼異常が検出されたとき、その後、所定の解除条件が成立するまで給気筒接続部１２の燃焼を停止させる機能を有している。また異常対処手段１１５は、燃焼原因判定手段１１２の判定結果が示す燃焼異常の原因に応じて先の解除条件を切り替えるようになっている。
【００５２】
たとえば、強風のときは、風が止めば直ぐに燃焼を再開しても問題がないので、使用者が出湯栓を一旦閉じて、水量センサ３３、給湯確認水量センサ３４がオフになればエラーを解除する。冠水の場合には、浴室の排水口周りを掃除するなどの対処が必要なので、器具の運転スイッチが一旦オフされるまで、燃焼停止状態を維持する。したがって、一旦運転スイッチ１６２をオフにしてから次に運転スイッチ１６２をオンにすればエラーは解除される。
【００５３】
燃焼異常の原因が第２種であった場合には、目詰まりした熱交換器２３のフィンを掃除したり、熱交換器２３自体を交換する等の対処が必要になるので、電装基板１００に装備している図示省略したリセットスイッチを修理を終えたサービスマン等が押下することでエラーが解除されるようになっている。なお、本実施の形態では、異常有無判定手段１１１、燃焼原因判定手段１１２、不揮発性ＲＡＭ１５０、ＣＯセンサ２５が燃焼異常検出装置に相当している。
【００５４】
次に作用を説明する。
図８は、燃焼異常の検出動作等の流れを示している。給湯、注湯、追い焚きのいずれかの動作によってバーナー２２でガスを燃焼させている間は、ＣＯセンサ２５によって常時、一酸化炭素濃度を測定する。そして、通常状態では、その測定値を、たとえば１分毎に、履歴記憶手段１５１に記憶する（ステップＳ８０１）。ここでは履歴記憶手段１５１に燃焼時間のみの累積で現時点から過去４時間分のデータを記憶するようになっている。
【００５５】
また異常有無判定手段１１１は、ＣＯセンサ２５によって検知された一酸化炭素濃度と予め定めた基準上限値とを常時比較し、基準上限値未満の場合には（ステップＳ８０２；Ｎ）、燃焼異常がないものと判定し、上述のように一酸化炭素濃度の履歴を履歴記憶手段１５１に逐次記憶する動作を継続する。
【００５６】
ＣＯセンサ２５によって検知された一酸化炭素濃度が基準上限値以上の場合には（ステップＳ８０２；Ｙ）、燃焼異常が発生していると判定する。こうして異常有無判定手段１１１によって燃焼異常が検出されると、燃焼原因判定手段１１２の一次判定手段１１３は、履歴記憶手段１５１から燃焼時間だけの累積で２時間前の一酸化炭素濃度の値（Ｃ１）を読み出す（ステップＳ８０３）。そして現時点の一酸化炭素濃度の値（Ｃ２）と２時間前の一酸化炭素濃度の値（Ｃ１）とを比較し、その差が２００ｐｐｍ未満か否かを判定する（ステップＳ８０４）。
【００５７】
現時点の一酸化炭素濃度の値（Ｃ２）と２時間前の一酸化炭素濃度の値（Ｃ１）との差が２００ｐｐｍ未満の場合は（ステップＳ８０４；Ｙ）、一酸化炭素濃度が比較的長い時間をかけて徐々に上昇しているので、燃焼異常の原因をフィン詰まりなどの第２種であると判定する（ステップＳ８０５）。異常対処手段１１５は、燃焼異常の原因が一次判定手段１１３によって第２種（フィン詰まり等）であると判定されると、リモコン１６０のエラー表示部１６６にフィン詰まりエラーに相当するエラーコード等を表示する（ステップＳ８０６）。
【００５８】
また即座に燃焼ガスの供給を停止し、フィン詰まり用のエラー解除条件を設定する（ステップＳ８０７）。具体的には、サービスマン等によって熱交換器２３の掃除あるいは交換が行われて、電装基板１００のリセットスイッチが押下されるまで、燃焼停止状態を維持し、リセットスイッチが押下された時点でエラーを解除する。
【００５９】
現時点の一酸化炭素濃度の値（Ｃ２）と２時間前の一酸化炭素濃度の値（Ｃ１）との差が２００ｐｐｍ以上の場合は（ステップＳ８０４；Ｎ）、一酸化炭素濃度が比較的短時間のうちに上昇しているので、燃焼異常の原因を第１種（冠水または強風）であると判定する（ステップＳ８０８）。第１種と判定されると、二次判定手段１１４は、以後の１０秒間にわたってＣＯセンサ２５の検出する一酸化炭素濃度の変化を監視し（ステップＳ８０９）、一酸化炭素濃度の変動幅が１００ｐｐｍ以下か否かを判定する（ステップＳ８１０）。
【００６０】
変動幅が１００ｐｐｍ以下の場合は（ステップＳ８１０；Ｙ）、比較的変動幅が小さいので、燃焼異常の原因が冠水であると判定する（ステップＳ８１１）。異常対処手段１１５は、燃焼異常の原因が二次判定手段１１４によって冠水であると判定されると、リモコン１６０のエラー表示部１６６に、冠水によって燃焼異常が発生した旨を表すエラーコード等を表示する（ステップＳ８１２）。
【００６１】
また即座に燃焼ガスの供給を停止し、冠水用のエラー解除条件を設定する（ステップＳ８１３）。冠水の場合には、浴室排水口２０４の周りを掃除するなどの対処が必要なので、器具の運転スイッチ１６２が一旦オフされるまで、燃焼停止状態を維持する。したがって、一旦運転スイッチ１６２をオフにしてから次に運転スイッチ１６２をオンすることでエラーが解除される。
【００６２】
一酸化炭素濃度の変動幅が１００ｐｐｍを越える場合は（ステップＳ８１０；Ｎ）、変動幅が大きいので、燃焼異常の原因を強風であると判定する（ステップＳ８１４）。異常対処手段１１５は、燃焼異常の原因が二次判定手段１１４によって強風であると判定されると、リモコン１６０のエラー表示部１６６に強風により燃焼異常が発生した旨（排気不十分など）を示すエラーコード等を表示する（ステップＳ８１５）。
【００６３】
また即座に燃焼ガスの供給を停止し、強風用のエラー解除条件を設定する（ステップＳ８１６）。強風のときは、風が止めば直ぐに燃焼を再開しても問題がないので、使用者が出湯栓を一旦閉じて、水量センサ３３、給湯確認水量センサ３４がオフになればエラーを解除する。また追い焚き動作中に強風による燃焼異常が生じた場合は、使用者によって再度、追い焚き開始の操作が成されたときにエラーを解除する。
【００６４】
このように、ＣＯセンサ２５を用いて燃焼異常の原因、特に、冠水か否かを判別するので、従来のように、冠水を検知するために専用のセンサを設ける必要がなく、装置構成の簡略化を図ることができる。
【００６５】
以上説明した実施の形態では、現時点の一酸化炭素濃度（Ｃ２）と２時間前の一酸化炭素濃度（Ｃ１）とを比較し、その差の大きさに基づいて燃焼異常の原因を第１種と第２種に判別したが、比較対象は２時間前の一酸化炭素濃度に限定されるものではない。たとえば、１時間前あるいは３時間前等であってもよい。また判定基準の一酸化炭素濃度差は２００ｐｐｍに限定されるものではなく、器具の特定等に応じて適宜変更される。強風か冠水かの判定基準の変動幅や監視時間についても実施の形態で例示したものに限定されない。
【００６６】
このほか、実施の形態では、一缶二水路型の給湯と追い焚きの例を示したが、一缶一水路型や二缶二水路型などであってもよく燃焼装置の種別は問わない。もちろん浴室内に設置されるふろ給湯機以外の燃焼装置に本発明にかかる燃焼異常検出装置を適用してもよい。たとえば、屋外設置型のものでも、設置場所によっては冠水の恐れがあるので本発明にかかる燃焼異常検出装置を搭載することが有効である。
【００６７】
さらにバーナーへ供給する燃料はガス以外に石油等であってもかまわない。石油等ではガンタイプバーナーのようなバーナーレスタイプなどでもよい。
【００６８】
【発明の効果】
本発明にかかる燃焼異常検出装置によれば、通常装備されるＣＯセンサを用いて一酸化炭素濃度を検出し、その増加率や一酸化炭素濃度の変動幅などから変化パターンを識別し、これに基づいて燃焼異常の原因をフィン詰まり、冠水、強風等に判別する。このため、燃焼異常の原因ごとに専用のセンサ等を設ける必要がなく、装置の小型化や装置の価格低減を図ることができる。
【００６９】
上述の燃焼異常検出装置を備えたふろ給湯機などの燃焼装置では、燃焼異常検出装置によって判定された燃焼異常の原因ごとにエラーの解除条件を切り替え変更するので、燃焼異常原因に応じた適切な対処をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る一缶多水路型ふろ給湯機の回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る一缶多水路型ふろ給湯機の設置された浴室内を上方から見た様子を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る一缶多水路型ふろ給湯機の設置された浴室の有する床面の段差および一缶多水路型ふろ給湯機内部の概略構成を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る燃焼異常検出装置を搭載した燃焼装置である一缶多水路型ふろ給湯機の構成を示すブロック図である。
【図５】燃焼異常の原因がフィン詰まり等の場合における一酸化炭素濃度の上昇特性を示す説明図である。
【図６】燃焼異常の原因が冠水の場合における一酸化炭素濃度の上昇特性を示す説明図である。
【図７】燃焼異常の原因が強風の場合における一酸化炭素濃度の上昇特性を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る一缶多水路型ふろ給湯機が燃焼異常の検出しその原因判別して対処までの動作を示す流れ図である。
【符号の説明】
１０…一缶多水路型ふろ給湯機
１１…排気筒接続部
１２…給気筒接続部
１３…出湯栓
１４…シャワーヘッド
２１…燃焼室
２１ａ…給気口
２２…バーナー
２３…熱交換器
２４…燃焼ファン
２５…ＣＯセンサ
２６…イグナイタ
３１…水量制御弁
３２…バイパス水量制御弁
３３…水量センサ
３４…給湯確認水量センサ
４０…給湯流路
４０ａ…給湯受熱管
４１…入水流路
４２…出湯流路
４３…固定バイパス路
４４…分岐箇所
４５…合流箇所
４６…バイパス通路
５０…追い焚き用流路
５０ａ…ふろ受熱管
５１…ふろ戻り流路
５２…ふろ往流路
５４…注湯連絡管
６１…入水サーミスタ
６２…熱交出口サーミスタ
６３…出湯サーミスタ
７１…循環ポンプ
７２…追い焚き流水スイッチ
７３…風呂サーミスタ
７４…注湯電磁弁
７５…逆止弁
７６…過圧逃し弁
１００…電装基板
１１０…ＣＰＵ
１１１…異常有無判定手段
１１２…燃焼原因判定手段
１１３…一次判定手段
１１４…二次判定手段
１１５…異常対処手段
１２０…ＲＯＭ
１３０…ＲＡＭ
１４０…タイマー部
１５０…不揮発性ＲＡＭ
１５１…履歴記憶手段
１６０…リモコン
１６１…操作部
１６２…運転スイッチ
１６５…表示部
１６６…エラー表示部
２０１…洗い場
２０２…浴槽配置箇所
２０３…浴槽
２０４…浴室排水口
２０５…排水口
２０６…吸排口
【図１】
0004143233.tif 000002
【図２】
0004143233.tif 000003
【図３】
0004143233.tif 000004
【図４】
0004143233.tif 000005
【図５】
0004143233.tif 000006
【図６】
0004143233.tif 000007
【図７】
0004143233.tif 000008
【図８】
0004143233.tif 000009