JP4877818B2

JP4877818B2 - 開放型温風暖房機

Info

Publication number: JP4877818B2
Application number: JP2007154827A
Authority: JP
Inventors: 和記西尾; 晃神田
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2027-06-12
Also published as: JP2008309346A

Description

本発明は、筐体の内部に燃焼用空気を取り入れてバーナを燃焼させ、その燃焼排気をファンにより筐体の外部から吸い込んだ希釈空気と混合させて強制的に筐体の外部に吹き出させることにより暖房用の温風を得る開放型温風暖房機に関する。

この種の開放型温風暖房機は、バーナの燃焼により得られる燃焼排気を暖房用の温風として部屋内に放出するため、部屋内の空気が汚染するおそれがある。そこで、空気が汚染した場合には、使用者に報知する、或いは強制的に燃焼を停止させる必要がある。

従来、この種の開放型温風暖房機においては、暖房機の筐体外壁やリモコンにＣＯセンサを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、部屋内におけるＣＯ等による空気の汚染濃度は一定ではないために、確実に空気の汚染を検出ことは困難である。

また、この種の開放型温風暖房機は、バーナの燃焼部に供給される燃焼用二次空気や燃焼排気に混合させる希釈空気を強制的に筐体内部に取り込み、且つ、希釈空気と混合した燃焼排気を強制的に部屋内に放出させるファンを備えている。そこで、開放型温風暖房機の筐体に設けられている燃焼用二次空気や希釈空気の取入口、或いは、希釈空気と混合した燃焼排気が温風として吹き出される吹出口にＣＯセンサ等の空気の汚染を検出するセンサを配置することが考えられる。燃焼用二次空気や希釈空気の取入口に前記センサを配置した場合には、部屋内を廻った空気がファンにより吸引されるときの空気流にセンサを接触させることができる。また、吹出口に前記センサを配置した場合には、燃焼排気の流れにセンサを接触させることができる。

しかし、ＣＯセンサ等の空気の汚染を検出するセンサは、接触する気流の速度が高いと汚染を検出する精度が低下することが知られている。このため、前記取入口や吹出口に前記センサを配置しても、高精度な汚染検出ができないおそれがある。また、比較的高温の雰囲気内に前記センサを配置する場合には、耐熱構造を有する高価なセンサを用いる必要があるため、コストが増加する不都合がある。
特開昭６４−７９５４４号公報

かかる不都合を解消して、本発明は、コスト増加を抑えて部屋内の空気の汚染を確実に精度良く検出することができる開放型温風暖房機を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、筐体の内部にバーナとファンとが収容され、筐体の外部から取り入れた燃焼用空気によりバーナを燃焼させ、その燃焼排気をファンにより筐体の外部から取り入れた希釈空気と混合させて温風吹出し用の開口部から強制的に吹き出させる開放型温風暖房機において、バーナは、火炎を形成して暖房用の燃焼排気を生成する燃焼部と、該燃焼部に供給される燃料ガスと燃焼用一次空気とを混合させる混合管部と、該混合管部の先端に形成されて燃料ガスを噴出させるノズルと対峙し、該ノズルから噴出する燃料ガスに伴って燃焼用一次空気を吸入する吸入口とを備え、筐体は、バーナの燃焼部を収容する燃焼室と、該燃焼室とは区画され、前記バーナの混合管部先端の吸入口を収容する一次空気室と、前記ファンにより前記燃焼室内に燃焼用二次空気及び希釈空気を取り入れる二次空気取入口と、該二次空気取入口から離間した位置に設けられて、一次空気室内に燃焼用一次空気を取り入れる一次空気取入口とを備え、筐体外部から一次空気取入口を経て一次空気室内の吸入口に向かう気流が前記ノズルからの燃料ガスの噴流に伴って形成される領域に、空気の汚染を検出するセンサを備えることを特徴とする。

本発明においては、前記筐体の内部が燃焼室と一次空気室とに区画されている。更に、一次空気室に燃焼用一次空気を取り入れる一次空気取入口は、燃焼室内に燃焼用二次空気及び希釈空気を取り入れる二次空気取入口から離間した位置に設けられている。これによって、燃焼室内においては、二次空気取入口から温風吹出し用の開口部に向かう気流がファンによって強制的に形成されていても、一次空気室においては、ファンによる気流に殆ど影響されずに、筐体外部から一次空気取入口を経て一次空気室内の吸入口に向かう気流が比較的緩やかに形成される。そして、この領域に前記センサを備えることにより、該センサに比較的緩やかな気流を接触させて空気の汚染を精度良く検出することができる。しかも、一次空気取入口から取り入れられる空気は必ず低温（室温）であるため、耐熱構造の高価なセンサを使用する必要はなく低コストとすることができ、更に、一次空気取入口から取り入れられる空気は部屋内を廻ってその汚染濃度が比較的安定したものであるため、センサによって部屋内の空気の汚染を確実に検出することができる。

なお、前記センサは、筐体外部から一次空気取入口を経て一次空気室内の吸入口に向かう気流が形成される領域に設けられていればよく、前記センサを設ける具体的な位置として、前記一次空気取入口に臨む筐体の外側位置、前記一次空気取入口に臨む筐体の内側位置、一次空気取入口と吸入口との間の一次空気室内の位置、或いは、一次空気室の内壁面の何れかの位置等を挙げることができる。

また、本発明において、前記バーナは燃料ガスにより燃焼するガスバーナであり、該バーナに燃料ガスを供給するガス供給管を前記筐体の内部に備えると共に、該ガス供給管の上流端に筐体の外部から燃料ガスを供給するガスホースを接続するガスホース接続口を備えるとき、前記ガスホース接続口を、前記一次空気取入口の下方位置に設けることが好ましい。

ガスホース接続口においては、ガスホースの接続が不十分である等によって燃料ガスが漏れると部屋内の空気が汚染されることが考えられる。そこで、本発明によれば、前記ガスホース接続口を、前記一次空気取入口の下方位置に設けることで、ガスホース接続口から漏れた燃料ガスを一次空気取入口から吸入口へ向かう気流に乗せることができ、この気流に乗った燃料ガスを前記センサにより確実に検出することができる。

なお、本発明において採用される空気の汚染を検出するセンサとしては、ＣＯ、ＣＯ2、及び燃料ガスに含まれるハイドロカーボン（ＣｍＨｎ）を検出する半導体センサ等を挙げることができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の開放型温風暖房機は所謂ガスファンヒータであって、図１に示す外観形状の筐体１を備えている。筐体１は、その前面側を覆う前面パネル３と、背面側を覆う背面パネル４とを備えている。前面パネル３には、温風吹出し用の開口部５が形成されている。

筐体１の内部は、前面パネル３を取り除いた状態で図２に示すように、燃焼室６と一次空気室７とは、燃焼室６の外壁６ａによって区画されている。燃焼室６の内部には、バーナ８の燃焼部９が収容されている。該バーナ８は燃料ガスにより燃焼させるガスバーナであり、燃焼部９は、火炎を形成して燃焼排気を生成する。更に、燃焼室６には温風吹出口１０が形成され、燃焼室６の内部にはファン１１が設けられている。該ファン１１はラインフローファンであり、その回転により、バーナ８の燃焼部９で生成された燃焼室６内の燃焼排気を希釈空気と混合させて、温風吹出口１０から強制的に送り出す。温風吹出口１０から送り出される燃焼排気と希釈空気との混合気は暖房用の温風として、図１に示した前面パネル３の開口部５から部屋内に吹き出される。また、図３に示すように、背面パネル４の燃焼室６に対応する位置には、燃焼部９の燃焼用二次空気及び希釈空気を燃焼室６に取り入れる二次空気取入口１２が形成されている。二次空気取入口１２からは、前記ファン１１による温風の吹き出しに伴い部屋内の空気が、燃焼用二次空気及び燃焼排気に混合させるための希釈空気として取り入れられる。

前記一次空気室７は、図２に示すように、燃焼室６の外壁６ａにより該燃焼室６と区画されており、一次空気室７の内部には、燃焼室６から延出するバーナ８の混合管部１３ａが収容されている。混合管部１３ａの先端には、吸入口１３ｂが形成されており、吸入口１３ｂには、バーナ８に燃料ガスを供給するガス供給管１４の下流端に取付けたノズル１５が対峙している。これにより、該ノズル１５から噴出する燃料ガス流に伴ってエジェクタ効果により吸入口１３ｂから燃焼用一次空気が吸入され、混合管部１３ａ内では燃料ガスと燃焼用一次空気とが混合される。

更に、一次空気室７内には、ガス供給管１４に接続されたバルブユニット１６と、暖房運転の制御用の電子ユニット１７と、前記ファン１１を回転駆動するファンモータ１８とが収容されている。バルブユニット１６は詳しくは図示しないが、ガス供給管１４への燃料ガスの供給と遮断とを行なう弁装置であり、図３に示すように、背面パネル４の外側に露出するガスホース接続口１９を備えている。該ガスホース接続口１９には、外部から燃料ガスを供給するガスホース２０が接続される。

また、図３に示すように、背面パネル４の一次空気室７に対応する位置には、吸入口１３ｂから吸入する燃焼用一次空気が取り入れられる一次空気取入口２１が形成されている。該一次空気取入口２１は前記二次空気取入口１２から離間した位置に形成され、これによって、二次空気取入口１２から取り入れられる燃焼用二次空気や希釈空気の流れと、一次空気取入口２１から取り入れられる燃焼用一次空気の流れとの干渉が防止されている。これにより、一次空気取入口２１からは、前記吸入口１３ｂからエジェクタ効果で吸引される分だけで、部屋内の空気が比較的緩やかな流れを形成した状態で燃焼用一次空気として取り入れられる。更に、一次空気取入口２１は前記ガスホース接続口１９の上方に位置している。これにより、ガスホース接続口１９へのガスホース２０の接続が不十分である等によって燃料ガスが漏れた場合には、漏れた燃料ガスが部屋内の空気と共に一次空気取入口２１から一次空気室７内に取り入れられる。

また、図２及び図４に示すように、一次空気取入口２１とバーナ８の吸入口１３ｂとの間には、空気の汚染を検出するセンサ２２が配置されている。センサ２２は、ＣＯ、ＣＯ2、及び燃料ガスに含まれるハイドロカーボン（ＣｍＨｎ）等を部屋内の空気の汚染として検出する。センサ２２は、図４に示すように、筐体１の外部から一次空気取入口２１を経て一次空気室７内の吸入口１３ｂに向かう気流ａが形成される領域Ａに設けられ、本実施形態においては、一次空気室７内に収容された前記電子ユニット１７に設けられている。なお、センサ２２は、電子ユニット１７との電気的な接続が維持されていればよく、例えば、図示しないが、センサ２２単体で、一次空気取入口２１を臨む筐体１の内側或いは筐体１の外側に取付けてもよい。

次に、以上のように構成された開放型温風暖房機の作動を説明する。図２及び図３を参照して、開放型温風暖房機の暖房運転に伴い、二次空気取入口１２から燃焼室６内に燃焼用二次空気と希釈空気とが取り入れられ、一次空気取入口２１から一次空気室７内に燃焼用一次空気が取り入れられる。燃焼室６においては、前記ファン１１の作動により強制的に希釈空気と混合された燃焼排気が吹き出されるので、これに伴い、二次空気取入口１２からは比較的速い流速で燃焼用二次空気と希釈空気とが取り入れられる。これにより、バーナ８の燃焼部９では十分な燃焼用二次空気により確実に燃焼し、希釈空気と混合された燃焼排気が暖房用の温風として効率よく生成される。

一方、一次空気室７においては、一次空気取入口２１から取り入れられた燃焼用一次空気が吸入口１３ｂから吸入される。吸入口１３ｂから吸入される燃焼用一次空気の流れは、前記ノズル１５からの燃料ガスの噴流に伴ってエジェクタ効果により形成されるものであるので、前記ファン１１によって強制的に二次空気取入口１２から取り入れられる燃焼用二次空気や希釈空気の流れに比べて弱い流れである。従って、筐体１の外部から一次空気取入口２１を経て一次空気室７の内部に向かう空気の流れは比較的緩やかに形成される。そして、一次空気取入口２１から取り入れられる空気は部屋内を廻ったものであるので、この空気が汚染されていれば、その汚染を前記センサ２２により確実に検出することができる。

このとき、図２に示すように、筐体１の内部において燃焼室６と一次空気室７とが燃焼室６の外壁６ｂにより区画され、図３に示すように、一次空気取入口２１は、二次空気取入口１２から離間した位置に設けられているので、一次空気室７の内部に向かって生じる空気（燃焼用一次空気）の流れは、二次空気取入口１２における高い流速の空気（燃焼用二次空気及び希釈空気）の流れに影響されることなく、比較的緩やかな状態に維持される。ここで、前記センサ２２は、例えば二次空気取入口１２から取り入れられる空気のように速度の高い流れに接した場合には検出精度が低下するおそれがある。しかし、本実施形態においては、前記センサ２２が、一次空気室７の内部に向かって生じる比較的緩やかな流れに接するので、高い検出精度を得ることができる。また、例えば、二次空気取入口１２の近傍に前記センサ２２を設けた場合には、停電等によりファン１１が停止して燃焼排気が逆流し、高温の燃焼排気にセンサ２２が接触するおそれがある。それに対し、本実施形態においては、前記センサ２２が、筐体１の外部から一次空気取入口２１を経て一次空気室７内の吸入口１３ｂに向かう気流ａが形成される領域Ａに設けられているので、燃焼排気が逆流しても、高温の燃焼排気にセンサ２２が接触することはない。そして、部屋内を廻って一次空気取入口２１から取り入れられる空気は必ず低温（室温）であり、その温度変化も極めて少ないので、センサ２２に耐熱構造を不要として低コストとすることができると共に、センサ２２の温度特性を考慮する必要がなくバラツキのない安定した検出精度を得ることができる。

更に、一次空気取入口２１は、図３に示すように、ガスホース接続口１９の上方に位置するので、万一、ガスホース接続口１９とガスホース２０との接続部分から燃料ガス漏れが生じても、漏れた燃料ガスを確実に一次空気取入口２１から一次空気室７に取り入れることができる。これにより、一次空気室７に取り入れられた漏れによる燃料ガスを、前記センサ２２によって空気の汚染として検出させることができる。

このように、本実施形態の開放型温風暖房機によれば、図４に示すように、筐体１の外部から一次空気取入口２１を経て一次空気室７の吸入口１３ｂに向かう気流ａが形成される領域Ａに前記センサ２２を設けたので、部屋内の空気の汚染を確実に精度良く検出することができ、空気が汚染したことがセンサ２２によって検出された場合には、例えば、使用者に報知したり、或いは強制的に燃焼を停止させるといった所定の制御を迅速且つ確実に行なうことが可能となる。

なお、本実施形態においては、開放型温風暖房機としてガスファンヒータについて説明したが、本発明の開放型温風暖房機はこれに限るものではなく、例えば石油を気化した燃料ガスを燃焼させる方式の石油ファンヒータであっても採用可能である。

本発明の一実施形態の開放型温風暖房機の外観を示す説明的斜視図。図１の開放型温風暖房機の筐体内部の説明的正面図。図１の開放型温風暖房機の背面側を示す説明図。一次空気室を側面視して示す説明図。

符号の説明

１…筐体、６…燃焼室、７…一次空気室、８…バーナ、９…燃焼部、１０…開口部、１１…ファン、１２…二次空気取入口、１３ａ…混合管部、１３ｂ…吸入口、１４…ガス供給管、１５…ノズル、１９…ガスホース接続口、２０…ガスホース、２１…一次空気取入口、２２…センサ。

Claims

筐体の内部にバーナとファンとが収容され、筐体の外部から取り入れた燃焼用空気によりバーナを燃焼させ、その燃焼排気をファンにより筐体の外部から取り入れた希釈空気と混合させて温風吹出し用の開口部から強制的に吹き出させる開放型温風暖房機において、
バーナは、火炎を形成して暖房用の燃焼排気を生成する燃焼部と、該燃焼部に供給される燃料ガスと燃焼用一次空気とを混合させる混合管部と、該混合管部の先端に形成されて燃料ガスを噴出させるノズルと対峙し、該ノズルから噴出する燃料ガスに伴って燃焼用一次空気を吸入する吸入口とを備え、
筐体は、バーナの燃焼部を収容する燃焼室と、該燃焼室とは区画され、前記バーナの混合管部先端の吸入口を収容する一次空気室と、前記ファンにより前記燃焼室内に燃焼用二次空気及び希釈空気を取り入れる二次空気取入口と、該二次空気取入口から離間した位置に設けられて、一次空気室内に燃焼用一次空気を取り入れる一次空気取入口とを備え、
筐体外部から一次空気取入口を経て一次空気室内の吸入口に向かう気流が前記ノズルからの燃料ガスの噴流に伴って形成される領域に、空気の汚染を検出するセンサを備えることを特徴とする開放型温風暖房機。
前記バーナは燃料ガスにより燃焼するガスバーナであり、該バーナに燃料ガスを供給するガス供給管を前記筐体の内部に備えると共に、該ガス供給管の上流端に筐体の外部から燃料ガスを供給するガスホースを接続するガスホース接続口を備えるとき、
前記ガスホース接続口を、前記一次空気取入口の下方位置に設けたことを特徴とする請求項１記載の開放型温風暖房機。