JP4858917B2 - 温風暖房機 - Google Patents

Description

本発明は、室内の空気を給気口から吸引し、吸引された空気をバーナの燃焼排ガスと混合させて、温風を吹出口から室内に吹出す温風暖房機に関する。

従来、温風暖房機の背面やリモコンにＣＯ濃度検出手段を設けることにより、室内空気中のＣＯ濃度（室内ＣＯ濃度）を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、ＣＯ濃度検出手段が故障した場合には、室内ＣＯ濃度を正確に検出することができず、誤って検出された室内ＣＯ濃度に基づいて、温風暖房機が制御されてしまう虞がある。従って、ＣＯ濃度検出手段が正常に機能しているか否かを定期的に検査することが望まれる。

ここで、従来、給気口から吸引した室内空気とバーナの燃焼排ガスとを混合させた温風の通路内に設けられ温風中のＣＯ濃度を検出するＣＯセンサと、燃焼ファンの送風量を検出するための回転数センサとを備え、回転数センサの出力から求められる燃焼ファンの送風量とバーナの燃焼量とから過剰空気量を算出して温風中のＣＯ濃度を推定し、この推定された温風中のＣＯ濃度と実際にＣＯセンサにより検出された温風中のＣＯ濃度との差が許容範囲内でない場合には、ＣＯセンサが故障していると判断する温風暖房機が知られている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献２の技術では燃焼ファンの送風量とバーナの燃焼量からＣＯ濃度を推定するため、温風暖房機から吹出される温風中のＣＯ濃度を推定することはできても、室内ＣＯ濃度を推定することはできない。従って、特許文献１に記載された室内ＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出手段の故障を検知するために、特許文献２の技術を適用することはできない。
特開昭６４−７９５４４号公報 特開平７−８３４３３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、室内ＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出手段の故障を検知することができる温風暖房機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、室内の空気を給気口から吸引し、吸引された空気をバーナの燃焼排ガスと混合させて、温風を吹出口から室内に吹出す温風暖房機であって、室内温度を検出する室温検出手段と、室内ＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出手段とを備えるものにおいて、運転開始時から所定時間経過時の室内温度が運転開始時の室内温度から上昇している場合に、前記運転開始時から前記所定時間経過時の室内ＣＯ濃度が運転開始時の室内ＣＯ濃度以下となっている場合には、ＣＯ濃度検出手段が故障していると判定する故障判定手段を有することを特徴とする。

運転開始時から所定時間経過した時に室内温度が上昇していれば、その分だけバーナが燃焼し燃焼排ガスが室内に吹出されていることとなるため、室内ＣＯ濃度も上昇するはずである。

そこで、本発明においては、故障判定手段により、運転開始時から所定時間経過時に室内温度が上昇している場合に、前記所定時間経過時の室内ＣＯ濃度が運転開始時の室内ＣＯ濃度以下となっている場合には、ＣＯ濃度検出手段が故障していると判定している。これにより、室内ＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出手段の故障を確実に検知することができる。

また、温風暖房機の運転開始時においてＣＯ濃度検出手段が正常であっても、暖房運転中にＣＯ濃度検出手段が故障する場合も考えられる。ここで、室内温度がバーナの燃焼中に低下したときは、室内の換気が行われていると考えられる。更に、温風暖房機の使用者は、ある程度暖房運転を継続した場合には室内換気を行うものである。

そこで、故障判定手段を、バーナの燃焼中に室内温度が低下したときの室内ＣＯ濃度が、室内温度が低下する前の室内ＣＯ濃度以上である場合には、ＣＯ濃度検出手段が故障していると判定するように構成すれば、暖房運転中に発生したＣＯ濃度検出手段の故障を確実に検知することができる。

また、本発明は、室内の空気を給気口から吸引し、吸引された空気をバーナの燃焼排ガスと混合させて、温風を吹出口から室内に吹出す温風暖房機であって、バーナの火炎温度を検出する火炎温度検出手段と、室内ＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出手段とを備えるものにおいて、火炎温度が良好燃焼時の正規火炎温度であるときの室内ＣＯ濃度を基準濃度として記憶し、火炎温度が正規火炎温度より所定温度低下したときの室内ＣＯ濃度の基準濃度に対する増加量が所定量以下である場合には、ＣＯ濃度検出手段が故障していると判定する故障判定手段を有することを特徴とする。

火炎温度が正規火炎温度よりも低下する場合には、バーナに供給される酸素が減少して燃焼排ガス中のＣＯ濃度が増加し、室内空気中のＣＯ濃度も増加する。ここで、火炎温度が良好燃焼時の正規火炎温度より所定温度低下したときの室内ＣＯ濃度の基準濃度に対する増加量を実験等により予め求め、この増加量よりある程度低い値に前記所定量を設定しておけば、火炎温度が正規火炎温度より所定温度低下したときの室内ＣＯ濃度の基準濃度に対する増加量が所定量以下になる場合には、ＣＯ濃度検出手段が故障していると判断できる。従って、本発明によれば、ＣＯ濃度検出手段の故障を確実に検知することができる。

本発明の実施形態の温風暖房機は、ガスファンヒータであり、図１に示す外観形状の筐体１を備える。筐体１は、その前面側を覆う前面パネル２と、背面側を覆う背面パネル３とを備えている。前面パネル２には、下方部に位置させて吹出口４が形成され、上面部に位置させて設定温度等を表示する液晶表示部２ａと運転操作部２ｂとが設けられている。

筐体１内には、図２に示すように、通風ケース５が配置され、通風ケース５の側方に空気室６が画成されている。図３に示すように、通風ケース５内の上方部には、ガスバーナ７を備える燃焼室８が配置されている。燃焼室８内にはガスバーナ７の火炎温度を検出する火炎温度検出手段としての熱電対７ａが設けられている。

図２に示すように、通風ケース５の前面下方部には、前面パネル２の吹出口４に連通する開口部９が形成されている。通風ケース５内の下方部には、燃焼室８の下方に位置させて温風ファン１０が設けられている。

図３に示すように、背面パネル３の通風ケース５に対応する位置には、通風ケース５内に室内空気を取り入れる給気口１１ａが形成されている。給気口１１ａからは、温風ファン１０の作動により室内空気が通風ケース５内に吸引され、吸引された空気の一部は二次空気として燃焼室８内に流れる。

ガスバーナ７の燃焼により発生する燃焼排ガスは、燃焼室８の上部に形成された開口から通風ケース５と燃焼室８との間の通風路に流れて、給気口１１ａから吸引された空気と混合され、温風として吹出口４から室内へ吹出される。

図２に示すように、背面パネル３の空気室６に対応する位置にも室内空気を取り入れる給気口１１ｂが形成されている。空気室６内には、通風ケース５の側壁５ａから露出するガスバーナ７の混合管部１２が配置されている。混合管部１２の先端には吸入口１２ａが形成されている。吸入口１２ａには、ガスバーナ７に燃料ガスを供給するガス供給管１３の下流端に取り付けられたノズル１３ａが隙間を存して内挿されている。吸入口１２ａには、ノズル１３ａから噴出する燃料ガス流によるエジェクタ効果によって、ノズル１３ａとの隙間から一次空気が吸入される。混合管部１２内では燃料ガスと一次空気とが混合される。

また、空気室６内には、ガス供給管１３に介設されたバルブユニット１４と、温風ファン１０及びバルブユニット１４を制御するコントローラ１５とが設けられている。

また、図4に示すように、室内空気が取り入れられる給気口１１ｂと混合管部１２の吸入口１２ａとの間には、室内温度を検出する室温検出手段としての室温センサ１６と室内ＣＯ濃度（室内空気中のＣＯ濃度）を検出するＣＯ濃度検出手段としてのＣＯセンサ１７とが配置されている。

熱電対７ａ、室温センサ１６、ＣＯセンサ１７からの信号はコントローラ１５に入力され、コントローラ１５は、これらの信号に基づいて温風ファン１０及びバルブユニット１４を制御する。即ち、コントローラ１５は、室温センサ１６で検出された室内温度と暖房設定温度との偏差に応じて温風ファン１０の回転数とガスバーナ７の燃焼量とを可変する温調制御と、熱電対７ａで検出される火炎温度に基づいてガスバーナ７が不完全燃焼状態であると判別されたときにガスバーナ７の燃焼を停止する制御と、ＣＯセンサ１７で検出された室内ＣＯ濃度が所定の許容値を上回ったときにガスバーナ７の燃焼を停止する制御とを行う。

なお、温調制御において、温風ファン１０の回転数とガスバーナ７の燃焼量は段階的に変化されるようになっており、良好燃焼しているときの火炎温度が正規火炎温度として各段階の燃焼量毎にコントローラ１５に記憶されている。そして、酸素不足による火炎リフトで熱電対７ａで検出される火炎温度が正規火炎温度を下回り、両者の差が所定の判定温度以上になったとき不完全燃焼状態であると判断して燃焼を停止する。

また、コントローラ１５はＣＯセンサ１７の故障を検知する処理も行う。この処理の詳細は図５に示す通りであり、以下これについて説明する。

なお、コントローラ１５は、室温センサ１６およびＣＯセンサ１７により検出された室内温度および室内ＣＯ濃度とを逐次記憶する。また、熱電対７ａにより検出されるバーナの火炎温度が正規火炎温度であるときには、そのときのＣＯセンサ１７により検出された室内ＣＯ濃度を基準濃度として逐次記憶・更新する。

コントローラ１５は、暖房運転が開始されると、ＳＴＥＰ１で室温センサ１６により検出される室内温度を初期室温として記憶すると共に、ＳＴＥＰ２でＣＯセンサ１７により検出される室内ＣＯ濃度を初期濃度として記憶する。

そして、ＳＴＥＰ３に進み、温風ファン１０を作動させると共に、バルブユニット１４を開としてガスバーナ７に燃料ガスを供給し点火させる。

そして、ＳＴＥＰ４に進み、ガスバーナ７の点火時から所定時間経過したか否かをチェックする。ここで、所定時間は、室内温度が上昇するのに十分な時間を予め実験等により求めて設定される。また、実施形態のガスファンヒータにおいては、運転開始時をガスバーナ７の点火時としている。

ＳＴＥＰ４で所定時間が経過したら、ＳＴＥＰ５に進み、コントローラ１５は、室温センサ１６により検出される室内温度とコントローラ１５に記憶された初期室温とを比較し、室内温度が上昇したか否か、具体的には室内温度が初期温度から所定温度以上上昇したか否かをチェックする。室内温度が上昇していない場合にはＳＴＥＰ４に戻る。

ＳＴＥＰ５で室内温度が上昇している場合には、ＳＴＥＰ６に進み、コントローラ１５は、ＣＯセンサ１７により検出される室内ＣＯ濃度とコントローラ１５に記憶された初期濃度とを比較して、室内ＣＯ濃度が上昇しているか否かをチェックする。

室内温度が上昇している場合には、その分だけ温風が室内に吹出されているため室内ＣＯ濃度も上昇する。従って、コントローラ１５は、ＣＯセンサ１７により検出される室内ＣＯ濃度が初期濃度以下となっている場合には、ＣＯセンサが故障していると判定する。そして、ＳＴＥＰ７に進み、バルブユニット１４を閉としてガスバーナ７の燃焼を停止すると共に、ＳＴＥＰ８で、液晶表示部１ａにＣＯセンサ１７が故障していることを示すエラーコードを表示し、更に図示省略したスピーカから警告音を出力させる報知処理を実行し、暖房運転を終了する。なお、報知処理は所定のリセット操作によりリセット可能としてもよいし、コンセントを外さなければリセットされない電源リセットとしてもよい。

ＳＴＥＰ６で室内ＣＯ濃度が上昇している場合には、ＳＴＥＰ９に進み、コントローラ１５は、室温センサ１６により検出される室内温度が低下しているか否か、具体的には所定時間前に検出記憶された室内温度より現時点で検出された室内温度が所定温度以上低下したか否かをチェックする。室内温度が低下している場合には、ＳＴＥＰ１０に進み、コントローラ１５は、室内温度低下時にＣＯセンサ１７により検出される室内ＣＯ濃度が、室内温度が低下する前に検出記憶された室内ＣＯ濃度よりも増加しているか否かをチェックする。

室内温度が低下したときは室内換気が行われていると考えられる。この場合、ＣＯセンサ１７により検出される室内ＣＯ濃度も低下するはずである。そこで、コントローラ１５は、室内温度低下時にＣＯセンサ１７により検出される室内ＣＯ濃度が、室内温度が低下する前にコントローラ１５に検出記憶された前回の室内ＣＯ濃度以上である場合には、ＣＯセンサ１７が故障していると判定する。そして、ＳＴＥＰ７に進み、ガスバーナ７の燃焼を強制終了すると共にＳＴＥＰ８で報知処理を実行し、暖房運転を終了させる。

ＳＴＥＰ９で室内温度が低下していない場合、またはＳＴＥＰ１０で室内ＣＯ濃度が低下している場合には、ＳＴＥＰ１１に進み、コントローラ１５は熱電対７ａにより検出されるガスバーナ７の火炎温度が正規火炎温度よりも所定温度低下したか否かをチェックする。ここで所定温度は上述した不完全燃焼の判定のための判定温度より小さく設定される。

検出された火炎温度が正規火炎温度より所定温度低下している場合には、ガスバーナ７に供給される酸素量が減少して、燃焼排ガス中のＣＯ濃度が増加する。従って、ＣＯセンサにより検出される室内ＣＯ濃度は正規火炎温度時の室内ＣＯ濃度である基準濃度よりも増加するはずである。

そこで、ＳＴＥＰ１１で火炎温度が正規火炎温度よりも所定温度低下している場合には、ＳＴＥＰ１２に進み、室内ＣＯ濃度の増加量が所定量以下であるか否かをチェックする。所定量は、熱電対７ａにより検出される火炎温度が正規火炎温度よりも所定温度低下しているときの室内ＣＯ濃度の増加量を予め実験により求めておき、火炎温度の検出誤差を考慮して、求められた増加量よりもある程度低い量に設定される。ＣＯ濃度増加量が所定量以下である場合には、ＣＯセンサ１７が故障していると判定する。そして、ＳＴＥＰ７に進み、ガスバーナ７の燃焼を強制終了すると共に、ＳＴＥＰ８で報知処理を実行して暖房運転を終了する。

ＳＴＥＰ１１で火炎温度が低下していない場合、または、ＳＴＥＰ１２で室内ＣＯ濃度の増加量が所定量を超える場合には、ＳＴＥＰ１３に進み、コントローラ１５は、運転操作部１ｂにより運転停止操作が行われたか否かをチェックする。運転停止操作が行われている場合には、ＳＴＥＰ１４に進み、コントローラ１５は、バルブユニット１４を閉としてガスバーナ７の燃焼を停止させ、暖房運転を終了させる。

ＳＴＥＰ１３で、運転停止操作が行われていない場合には、ＳＴＥＰ９に戻り、コントローラ１５は、室内温度が低下したか否かをチェックする。実施形態では、コントローラ１５が故障判定手段に該当する。

実施形態のガスファンヒータ１によれば、コントローラ１５により、ガスバーナ７の点火時（運転開始時）から所定時間経過時に室内温度が上昇しているときに、前記所定時間経過時にＣＯセンサ１７により検出された室内ＣＯ濃度（室内空気中のＣＯ濃度）が初期濃度以下となっている場合には、ＣＯセンサ１７が故障していると判定している。これにより、室内ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサ１７の故障を確実に検知することができる。

また、コントローラ１５は、室温センサ１６により検出される室内温度がバーナの燃焼中に低下したとき、室内温度が低下したときにＣＯセンサ１７により検出される室内ＣＯ濃度が、室内温度が低下する前にＣＯセンサ１７により検出された室内ＣＯ濃度以上である場合には、ＣＯセンサ１７が故障していると判定するため、暖房運転中に発生したＣＯセンサ１７の故障を確実に検知することができる。

また、コントローラ１５は、熱電対７ａにより検出される火炎温度が良好燃焼時の正規火炎温度より所定温度低下したときに、ＣＯセンサ１７により検出される室内ＣＯ濃度の基準濃度に対する増加量が、実験等により予め求められた室内ＣＯ濃度の増加量未満に設定される所定量以下である場合には、ＣＯセンサ１７が故障している判定するため、室内ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサ１７の故障を確実に検知することができる。

また、ＣＯセンサ１７が故障していると判定された場合には、報知処理が実行され、ガスバーナ７の燃焼が強制的に停止され、使用者にＣＯセンサ１７が故障していることを液晶表示部２ａおよび図示省略したスピーカにより報知するため、安全性をより向上させることができる。

本発明の温風暖房機の実施形態を示す斜視図。 実施形態の温風暖房機の内部を示す正面図。 実施形態の温風暖房機の通風ケース内を示す断面図。 実施形態の温風暖房機の空気室内を示す断面図。 実施形態の温風暖房機の制御処理を示すフローチャート。

符号の説明

４…吹出口、 ７…ガスバーナ、 ７ａ…熱電対（火炎温度検出手段）、 １１ａ，１１ｂ…給気口、 １５…コントローラ（故障判定手段）、 １６…室温センサ（室温検出手段）、 １７…ＣＯセンサ（ＣＯ濃度検出手段）。

Claims (3)

1. 室内の空気を給気口から吸引し、吸引された空気をバーナの燃焼排ガスと混合させて、温風を吹出口から室内に吹出す温風暖房機であって、室内温度を検出する室温検出手段と、室内ＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出手段とを備えるものにおいて、
   運転開始時から所定時間経過時の室内温度が運転開始時の室内温度から上昇している場合に、前記運転開始時から前記所定時間経過時の室内ＣＯ濃度が運転開始時の室内ＣＯ濃度以下となっている場合には、ＣＯ濃度検出手段が故障していると判定する故障判定手段を有することを特徴とする温風暖房機。
2. 前記故障判定手段は、前記バーナの燃焼中に室内温度が低下したときの室内ＣＯ濃度が、室内温度が低下する前の室内ＣＯ濃度以上である場合には、前記ＣＯ濃度検出手段が故障していると判定することを特徴とする請求項１記載の温風暖房機。
3. 室内の空気を給気口から吸引し、吸引された空気をバーナの燃焼排ガスと混合させて、温風を吹出口から室内に吹出す温風暖房機であって、バーナの火炎温度を検出する火炎温度検出手段と、室内ＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出手段とを備えるものにおいて、
   火炎温度が良好燃焼時の正規火炎温度であるときの室内ＣＯ濃度を基準濃度として記憶し、火炎温度が正規火炎温度より所定温度低下したときの室内ＣＯ濃度の基準濃度に対する増加量が所定量以下である場合には、ＣＯ濃度検出手段が故障していると判定する故障判定手段を有することを特徴とする温風暖房機。