(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を供給すると共に、送風手段により空気を送風して燃焼を行う燃焼装置であって、
屋内に設けられた燃焼装置本体と、屋外に連通されており、前記燃焼装置にて燃焼した排ガスを屋外に排出する排気手段と、前記排気手段を通じて流入する外気を検出する外気逆流検出手段と、前記外気逆流検出手段が外気の侵入を検出したときには前記送風手段を作動させて外気の侵入を防止する送風制御手段と、を備えており、
前記送風制御手段により外気の侵入の防止動作をしたときには、その動作時から所定時間経過後に外気侵入の防止動作の効果を判別し、効果がないときには前記送風制御手段による送風が停止されるように構成されていることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
燃料を供給すると共に、送風手段により空気を送風して燃焼を行う燃焼装置であって、
屋内に設けられた燃焼装置本体と、屋外に連通されており、前記燃焼装置にて燃焼した排ガスを屋外に排出する排気手段と、前記排気手段を通じて流入する外気を検出する外気逆流検出手段と、前記外気逆流検出手段が外気の侵入を検出したときには前記送風手段を作動させて外気の侵入を防止する送風制御手段と、外気の温度を検出する外気温度センサと、燃焼装置内の温度を検出する装置内温度センサと、を備えており、
前記送風制御手段により外気の侵入の防止動作をしてから所定時間経過後には、前記外気温度センサと前記装置内温度センサとを比較して、前記送風制御手段による逆流防止の効果を判断し、効果がないときには送風制御手段による送風が停止されるように構成されていることを特徴とする燃焼装置。
【請求項３】
前記送風制御手段による外気逆流防止動作は、送風ファンを回転させてファンの回転数と電流値から送風路の流路抵抗を判別し、その流路抵抗の状態において少なくとも排気送風を確保するように制御する動作である、請求項１または２に記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼装置に関し、特に寒冷地で使用されたり、寒い時期に使用された場合であっても適切な使用が確保できる燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のものとしては、燃焼部等を有する本体を屋内に設け排気筒を屋外に連通して排気ガスを屋外に出すようにしたものがある。このような燃焼装置の場合、本体は暖かい屋内に設けるため凍結等の寒冷対策としては非常に有効である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のものでは、次のような問題が生じていた。器具本体は屋内に設置し排気筒のみが屋外に出されているため、屋内が屋外よりも負圧になったり、あるいは排気筒付近に強風が吹いた場合、外気が排気筒を通して逆流して燃焼不良等の問題を起こしていた。外気温がかなり低い場合には逆流外気のため、燃焼装置の内部が低温となってしまい着火不良が生じたり、またその冷気によって内部が凍結するおそれがあった。
【０００４】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、屋内設置型の燃焼装置の外気による凍結防止等を簡便に防止する燃焼装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、燃料を供給すると共に、送風手段により空気を送風して燃焼を行う燃焼装置であって、屋内に設けられた燃焼装置本体と、屋外に連通されており、前記燃焼装置にて燃焼した排ガスを屋外に排出する排気手段と、前記排気手段を通じて流入する外気を検出する外気逆流検出手段と、前記外気逆流検出手段が外気の侵入を検出したときには前記送風手段を作動させて外気の侵入を防止する送風制御手段と、を備えており、前記送風制御手段により外気の侵入の防止動作をしたときには、その動作時から所定時間経過後に外気侵入の防止動作の効果を判別し、効果がないときには前記送風制御手段による送風が停止されるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、燃料を供給すると共に、送風手段により空気を送風して燃焼を行う燃焼装置であって、屋内に設けられた燃焼装置本体と、屋外に連通されており、前記燃焼装置にて燃焼した排ガスを屋外に排出する排気手段と、前記排気手段を通じて流入する外気を検出する外気逆流検出手段と、前記外気逆流検出手段が外気の侵入を検出したときには前記送風手段を作動させて外気の侵入を防止する送風制御手段と、外気の温度を検出する外気温度センサと、燃焼装置内の温度を検出する装置内温度センサと、を備えており、前記送風制御手段により外気の侵入の防止動作をしてから所定時間経過後には、前記外気温度センサと前記装置内温度センサとを比較して、前記送風制御手段による逆流防止の効果を判断し、効果がないときには送風制御手段による送風が停止されるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記送風制御手段による外気逆流防止動作は、送風ファンを回転させてファンの回転数と電流値から送風路の流路抵抗を判別し、その流路抵抗の状態において少なくとも排気送風を確保するように制御する動作である。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、外気温度センサと装置内温度センサとによって、外気逆流時に送風制御手段により逆流を防止したにもかかわらず、その効果が検出されないときには送風手段による逆流防止動作を停止する。そして、請求項２記載の発明によれば、装置内外の温度センサでその温度の変化により外気逆流防止の効果を判断して効果がないと判断したときには、送風手段による逆流防止動作を停止する。請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明において行う外気逆流防止動作は、外気逆流の際に外気逆流に伴う流路抵抗を判断し、その流路抵抗に対応して逆流せずに排気送風が確保できるように逆流防止動作を行う。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１が本発明の燃焼装置の概略を示したものであり、図２がその動作を示したフローチャートである。
【００１２】
図１に示した燃焼装置は、入水した水を加熱して台所、浴室等の水栓に湯を供給する給湯器である。燃焼装置１の概略を説明すると、水が入水管２から入水され熱交換器４を通して出湯管３から出湯され、各々の場所に提供される。また、熱交換器４の下方には燃焼室５が形成されており、詳細な説明はしないが燃焼部６から燃料が噴出され、併せて送風ファン７から送風されて、燃焼室５にて燃焼させて熱交換器４を加熱するようになっている。そして、燃焼した排気ガスは排気筒８により屋外へ排出できるようになっている。
【００１３】
ここで、燃焼装置１の本体は屋内に設置され、排気筒８は燃焼室５の燃焼した後のガスを屋外に排出するように、壁を通して屋外に連通されている。この排気筒８が排気手段に相当する。このように燃焼装置１の本体を屋内に配置することは寒冷地や冬季に凍結等から防止するのに有効である。
【００１４】
また、排気筒８の屋内側には外気逆流検出手段９が設けられており、例えば排気筒８の排気口付近に強風が吹いたり、屋内の気圧が屋外に対して負圧になった場合に、外気が排気筒８を通して逆流してくるのを検出するための手段である。
【００１５】
そして、これら各種センサ、検出手段の検出内容は、制御部１０にて監視しており、その検出内容等の情報を基に燃焼部６、送風ファン７を制御しており、この制御部１０が燃焼部６を制御する燃焼制御手段、送風ファンを制御する送風制御手段３０等の各種制御手段を有している。
【００１６】
次に、本発明の動作について図２のフローチャートを用いて説明する。まず、燃焼動作中か否かを判断し（ステップＳ１）、燃焼動作中でなければ次に外気逆流検出手段９が屋外の冷気が逆流して来たか否かを判断する（ステップＳ２、Ｓ３）。そして、外気の逆流があれば制御部１０の送風制御手段３０が送風ファン１１を作動して、屋外の冷気が燃焼装置に侵入して来るのを防止すると共に、屋内の暖かい空気を燃焼装置１の本体及び排気筒８を通して、暖めるため内側の凍結を防止すると共に、一旦冷えきった内部を暖めるため、凍結や着火不良を有効に防止することができる（ステップＳ４）。
【００１７】
そして、送風ファンを作動してから所定時間経過してから（ステップＳ５）、送風ファンの動作による効果を判別する（ステップＳ６）。その効果の判別は、例えば室外の温度を検出する外気温度センサ２５の検出温度と燃焼装置内温度センサ２１あるいは室内の温度を検出する屋内温度センサ２６の検出温度とを比較することで、外気の逆流防止の効果を判別できる。また、装置内（あるいは排気筒内）に温度センサ２１、２５を設け、送風制御手段により送風ファンを作動させてそのときの温度変化の状態により外気の逆流防止の効果を判別する。すなわち、外気逆流の防止動作をしたにもかかわらず温度変化がなければその効果は少ないと判断できる。
【００１８】
効果があると判断されるとステップＳ１に戻り、ステップＳ１からステップＳ７の動作を繰り返す。ステップＳ７において、効果なしと判断されると例えば逆流に対して送風ファンでは対応できないため、送風ファンを停止し他の凍結防止の動作あるいは指示する（ステップＳ８、Ｓ９）。例えば、定期的に燃焼させて装置内を暖めたり、使用しないときには排気筒の蓋をするように指示したりする。
【００１９】
次に、ステップＳ４における送風ファンの送風動作について説明する。図３が送風ファン７のファンモータ１１の電流、回転数、及び排気路の排気抵抗の特性図であり、図４が送風ファン７により送風を行うための送風制御手段３０の制御ブロック図である。まず、送風制御手段３０による送風制御の際、ファンモータ１１の電流（Ｉ）、回転数（Ｎ）、送風量（Ｑ）、排気路の流路抵抗（Φ）の関係は図３のように特定の関係にある。すなわち、ファンモータ５の回転数Ｎとファンモータ５を流れる電流Ｉとの関係は、図３に示すように、流路抵抗との関係のデータを予めメモリなどに保持しておくことにより、回転数Ｎと電流Ｉとから流路抵抗Φを決定できる。例えば、回転数ＮがＮ１のときに電流ＩがＩ０になり、あるいは回転数ＮがＮ２のときに電流ＩがＩ１になれば、流路抵抗ΦがΦ１であると判断でき、回転数ＮがＮ０のときに電流ＩがＩ０になれば、流路抵抗ΦがΦ０であると判断できる。流路抵抗がわかれば外気の逆流を防止するのに必要な送風量に対して適切なファンモータ１１の電流値（Ｉ）（あるいは回転数（Ｎ））がわかるのでそれに応じて送風制御を行えばよい。
【００２０】
なお、Φ０はΦ１よりも小さい。また、この流路抵抗Φは、ファンモータ５の回転数をＮ、ファンモータ５を流れる電流をＩとすれば、例えば実験的に下記数式１により求められる。ただし、ｇ（Ｎ）、ｆ（Ｎ）は回転数Ｎの関数である。あるいは、別の実験式として、下記数式２により求められる。
【数１】
0003843602.tif 000002
【００２１】
【数２】
0003843602.tif 000003
【００２２】
次に図４を用いて送風制御手段による送風制御を説明すると、ファンモータ１１を制御する送風制御手段３０では、回転数検出手段３１がファンの回転数（Ｎ）を電流検出手段３２がファンの駆動電流（Ｉ）を検出し、これらによって流路抵抗判別手段３３が排気路の流路抵抗（Φ）を判別する。そして、その流路抵抗下において外気逆流を防止し排気方向に送風を行うための最適回転数（あるいは最適電流値）を求めて、それに対応するようにモータ駆動部３５を駆動させて、送風ファンにより送風制御を行う。
【００２３】
なお上記実施形態において、外気逆流検出手段９と外気逆流防止動作を行った際の効果の判別手段（温度センサ２１、２５、２６）とを別々に設けるようにしているが、外気逆流検出手段を温度センサ２１、２５、２６で兼用するようにしてもよい。すなわち、装置内の温度が外気温度まで低下したり、装置内温度が屋内温度よりもある程度以上低ければ外気が逆流していると判断できる。また、逆に外気逆流検出手段９により逆流防止動作の効果を判別するようにしてもよいのはもちろんのことである。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の燃焼装置によれば、外気の逆流等の状況を把握し、その状況に応じて適切に送風ファンを回すことにより冷気の逆流を防止でき、凍結防止を行い得る。また、外気逆流防止動作をしたにもかかわらず効果が確認できないときには無駄な運転を防止して、低騒音、低ランニングコストを実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃焼装置の説明図である。
【図２】本発明の動作説明のフローチャートである。
【図３】送風制御の特性の説明図である。
【図４】送風制御手段のブロック図である。
【符号の説明】
１  燃焼装置
４  熱交換器
５  燃焼室
７  送風ファン
８  排気筒
９  外気逆流検出手段
１０  制御部
１１  ファンモータ
２２  ヒータ
２５  外気温度センサ
２６  屋内温度センサ
３０  送風制御手段
【図１】
0003843602.tif 000004
【図２】
0003843602.tif 000005
【図３】
0003843602.tif 000006
【図４】
0003843602.tif 000007