JP5265317B2 - 開放型燃焼機器 - Google Patents

Description

本発明は、供給される燃料を燃焼する燃焼部と、外気を給気口から取り入れて前記燃焼部を介して流出口へ送る送風部と、可燃性ガスと一酸化炭素ガスとのいずれか一方、又は両方に感応するガス検知部とを備えた開放型燃焼機器に関する。

燃料を燃焼部により燃焼させる開放型燃焼機器は、燃焼部や送風部等がケーシング内に収納されており、送風部により外気をケーシング内に取り込み、その取り込んだ外気を燃焼用空気として燃焼部で燃焼させ、燃焼部で燃焼させた燃焼ガスをケーシング外に排出するように構成されている。このような開放型燃焼機器としては、燃焼部で燃焼させた燃焼ガスとの熱交換により湯水を加熱しその湯水を給湯箇所等に供給する給湯器や、燃焼ガスを暖房用空気等としてそのまま暖房箇所等へ放出する暖房機等がある。従来の開放型燃焼機器では、安全性を確保するために、可燃性ガスが漏洩した場合等に当該可燃性ガスの漏れを検知したり、燃焼部における不完全燃焼等により生じる一酸化炭素ガスを検知したりするガス検知部を備えて構成されている。（特許文献１を参照）。

特開２００１−６５９８９号公報

上述した開放型燃焼機器では、例えば、ケーシング内に取り入れた外気を流動させる通路等にガス検知部を設け、ケーシング内に取り込んだ外気等の流体を検知対象とするように構成されている。

そこで、ケーシング内に外気を取り込む給気口等に、塵埃等の異物を除去するためのフィルターを設けることが考えられる。しかしながら、この場合には、ケーシング内に取り込んだ外気を燃焼用空気として利用しているので、燃焼に必要な量の外気流入を確保しなければならず、その為に、多数の開口部等を設けることになる。よって、この開口部等から塵埃等の異物がケーシング内に侵入することになり、ケーシング内への異物の侵入を完全に防止することができず、フィルターを設ける場合でも、ガス検知部に異物が付着する虞がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガス検知部に異物が付着することを抑制する開放型燃焼機器を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る開放型燃焼機器は、供給される燃料を燃焼する燃焼部と、外気を給気口から取り入れて前記燃焼部を介して流出口へ送る送風部と、可燃性ガスと一酸化炭素ガスとのいずれか一方、又は両方に感応するガス検知部とを備え、
その特徴構成は、前記ガス検知部は、カバー部により開閉自在な窓部を有する筐体の内部に収納され前記窓部を通して前記筐体の外部から前記筐体内に侵入する流体を検知対象として設けられ、前記燃焼部が燃焼状態である場合、前記カバー部を前記窓部を開く開位置に位置させ、前記燃焼部が非燃焼状態である場合、前記窓部を閉じて前記筐体の内部を前記筐体の外部から隔離する閉位置に前記カバー部を位置させて異物が前記ガス検知部へ付着することを抑制する異物付着抑制手段を備え、前記燃焼部が燃焼状態である場合、前記カバー部を前記開位置に維持するカバー固定手段が設けられている点にある。

上記特徴構成によれば、燃焼部が燃焼状態である場合、カバー部を開位置に位置させ、筐体外の流体を窓部を通して筐体内に取り入れてガス検知部により可燃性ガスや一酸化炭素ガスを検知可能にできると共に、燃焼部が非燃焼状態である場合、窓部を閉じて筐体の内部を筐体の外部から隔離する閉位置にカバー部を位置させ、異物を含む流体を筐体の内部に侵入させないようにし、ガス検知部に異物が付着することを抑制できる。
これにより、燃焼部が非燃焼状態である場合等で、ガス検知部がガス検知をする必要のない時には、ガス検知部を外部空間と隔離して、異物等がガス検知部に付着することを良好に抑制することができ、ガス検知部のガス検知の感度が鈍ることを抑制できる。
更に、カバー部を開位置に維持するカバー固定手段が設けられているので、例えば、燃焼部が燃焼状態であるときに、誤作動等によりカバー部を閉位置に位置変更させようとしても、カバー固定手段によりカバー部を開位置に維持させることができる。よって、燃焼部が燃焼状態であるときに、誤作動等が生じても、ガス検知部によるガス検知を継続でき、より適切に使用者の安全を確保することができる。

本発明に係る開放型燃焼機器の更なる特徴構成は、前記燃焼部及び前記送風部を収納するケーシングが設けられ、そのケーシングの外側面のうち、前記ケーシング外から前記燃料を供給するためのガス流通管を接続するガス接続口が設けられている面に、前記ガス検知部と前記異物付着抑制手段とが設けられている点にある。

ガス接続口にゴムホースやガス管等のガス流通管を接続して開放型燃焼機器を使用するので、例えば、ガス接続口に対するガス流通管の接続不良が生じると、ガス接続口から燃料等の可燃性ガスが漏洩する可能性がある。そこで、上記特徴構成によれば、ガス検知部と異物付着抑制手段とが、ケーシングの外側面のうち、ガス接続口が設けられている面に設けられるので、ガス接続口から漏洩した可燃性ガス等を漏洩の初期段階で比較的迅速に検出することができる。
更に、ガス検知部及び異物付着抑制手段を、ガス接続口に隣接して配置するようにすれば、可燃性ガスが漏洩する可能性が高いガス接続口からの漏洩をより迅速に検出することができる。

〔実施形態〕
本発明の実施形態として、開放型燃焼機器の一例であるガスファンヒータ１００の基本構成を、図１及び図２に基づいて説明する。
図１に示すように、ガスファンヒータ１００は、供給される燃料Ｇ（メタンを主成分とする都市ガス１３Ａ等）を燃焼する燃焼室１（燃焼部の一例）と、外気を給気口７から取り入れて吹き出し口９へ導くファン６（送風部の一例）と、可燃性ガス（例えば都市ガス）を検知するガスセンサ２０（ガス検知部の一例）と、ガスファンヒータ１００を操作する操作部Ｂと、その操作部Ｂ等からの信号に基づいてガスファンヒータ１００の運転を制御する制御装置１８とを備えて構成されている。

燃焼室１は、ファンヒータ１００の外壁面を形成するケーシング１３の内部に配置され、燃料Ｇを外部から導くガス供給管２と、その燃料Ｇと外気との混合気を燃焼させるバーナ３と、バーナ３を点火するイグナイタ４と、バーナ３における温度を検出する熱電対５とから構成されている。
ケーシング１３は、背面に給気口７を有すると共に前面に吹き出し口９（流出口の一例）を有しファンヒータ１００全体を外囲する形状に構成され、その内部には、外気（空気等）の一部を燃焼用空気として燃焼室１に導くと共に、その残部を燃焼室１から排出された燃焼ガスと混合して吹き出し口９から送り出すように、外気流通流路８が設けられている。給気口７には、異物等を除去するためのエアフィルタ１７が設けられている。

上記ファン６は、外気流通流路８の途中に配置され、給気口７から外気を吸引してその一部を燃焼室１を介して流通させると共に、その残部と燃焼室１から排出された燃焼ガスとを混合して吹き出し口９へ導くように機能する。

ガスセンサ２０は、可燃性ガスの漏洩を検出するセンサ部２０ａとそのセンサ部２０ａを制御するセンサ基板２０ｂとから成り、例えば、半導体式のものや赤外線吸収式のものが用いられている。

ガスセンサ２０は、後述する異物付着抑制手段Ａと共に、ケーシング１３の外側面のうち背面に沿って、その内部に埋め込まれる形態で設けられている。ケーシング１３の背面には、燃料Ｇを導くガス管１２の接続継手１１と接続するプラグ１０（ガス接続口の一例）が設けられており、ガスセンサ２０は、プラグ１０と同じケーシング１３の背面で、且つ、プラグ１０の設置箇所の上方に位置するように配置されている。このような配置により、ガスセンサ２０は、プラグ１０に対する接続継手１１の接続が不十分で可燃性ガスが漏洩した場合に、いち早く可燃性ガスの漏洩を検知する機能を発揮する。ガスセンサ２０は、可燃性ガスを検知して、その濃度が設定値以上であると判定した場合、異常検知信号を制御装置１８に送信する。制御装置１８は、ガスセンサ２０から異常検知信号を受信した場合、ガス供給管２に設けられている開閉弁を閉状態としてバーナ３の燃焼を停止させ、その後設定時間が経過するまでファン６の駆動を継続させると共に、後述する異常報知パネル１６にその異常検知信号を送信する。

操作部Ｂは、ファンヒータ１００を起動及び停止する運転起動信号及び運転停止信号を制御装置１８に送信する運転ボタン１４、目標温度に関する信号を制御装置１８に送信する温度設定ボタン１５、制御装置１８からファンヒータ１００の異常検知信号を受信して「ガス漏れ異常」等の情報を表示する異常報知パネル１６等を備えて構成されている。

制御装置１８は、例えば、運転ボタン１４から運転起動信号を受信した場合、ファン６を回転駆動させ、ガス供給管２に設けられている開閉弁（図示せず）を開状態として燃料Ｇをバーナ３に供給し、イグナイタ４を点火してバーナ３を燃焼させると共に、後述する異物付着抑制手段Ａに運転起動信号を送信する。一方、運転ボタン１４から運転停止信号を受信した場合、ファン６の回転駆動を停止させ、ガス供給管２に設けられている開閉弁を閉状態として燃料Ｇのバーナ３への供給を停止すると共に、後述する異物付着抑制手段Ａに運転停止信号を送信する。

次に、本発明の開放型燃焼機器としてのファンヒータ１００の特徴構成を、図３（ａ）及び図３（ｂ）に基づいて説明する。

ガスセンサ２０は、窓部２３を有する筐体２４の内部に収納され、窓部２３を通してその筐体２４の内部に侵入する外気を検知するように、そのセンサ部２０ａを窓部２３の側へ向けると共に、そのセンサ基板２０ｂを窓部２３の逆側へ向けて設けられている。

上記窓部２３には、その窓部２３を開いて筐体２４の内部に外部の外気を導くことができる開位置と、窓部２３を閉じて筐体２４の内部を外部と隔離する閉位置とに移動自在なカバー部２５が設けられている。筐体２４は、その窓部２３が設けられている面がファンヒータ１００のケーシング１３の外側面と同一面に位置するように設置されている。図３（ａ）は、カバー部２５が閉位置に位置する状態を示しており、図３（ｂ）は、カバー部２５が開位置に位置する状態を示している。

上記カバー部２５を開位置から閉位置の側へ付勢するバネ２６が設けられている。そして、カバー部２５は、側部にギア２１ａと噛み合う凹凸形状を有し、ギア２１ａの回転により開位置と閉位置との間を移動可能に構成されている。当該ギア２１ａは、制御装置１８からの制御信号により回転方向を切替可能なモータ２１ｂにより回転方向変更自在に構成され、カバー移動手段２１として機能する。
更に、カバー部２５は、磁力により固定可能な部材から成り、図３（ｂ）に示すように、窓部２３を開く開位置にある時に、電磁石２２（カバー固定手段の一例）の磁力により当該カバー部２５を開位置に維持可能に構成されている。当該電磁石２２は、カバー部２５が開位置に位置する状態で、当該カバー部２５と筐体２４との間に位置するように、筐体２４の外側面に設置されている。
そして、筐体２４、カバー部２５、及び窓部２３の三者は、燃焼室１のバーナ３が燃焼状態である場合、図３（ｂ）に示すように、カバー部２５を窓部２３を開く開位置に位置させると共に、燃焼室１のバーナ３が非燃焼状態である場合、図３（ａ）に示すように、カバー部２５を窓部２３を閉じる閉位置に位置させることで異物付着抑制手段Ａとして機能する。

上述したガスセンサ２０及び異物付着抑制手段Ａは、特に、ケーシング１３の外側面のうちプラグ１０が設けられている面に対して設けられることが好ましく、より好ましくは、プラグ１０が設けられている部位に隣接して設けられることが好ましい。このように配置することにより、ガスセンサ２０が、プラグ１０と接続継手１１との接続が不十分で、漏洩した可燃性ガスを良好に検知することができる。
尚、ファンヒータ１００の燃料Ｇである可燃性ガスとして都市ガス１３Ａを利用する場合、プラグ１０の設置部位よりも上方にガスセンサ２０及び異物付着抑制手段Ａを設けることで、空気よりも軽い可燃性ガスをより的確に検出する機能を発揮する。

次に、ファンヒータ１００が運転状態と停止状態との両状態をとる場合において、上記異物付着抑制手段Ａの動作について説明する。
上述したように、制御装置１８は、操作部Ｂの運転ボタン１４から運転起動信号を受信した場合、ファンヒータ１００の各部に運転起動信号を送信し、ファンヒータ１００を運転状態とするのに伴って、カバー移動手段２１のモータ２１ｂに対しても運転起動信号を送信する。運転起動信号を受信すると、モータ２１ｂは、カバー部２５を閉位置から開位置へ移動するようにギア２１ａを回転させ、バネ２６の付勢力に抗してカバー部２５を開状態へ移行する。これに伴って、制御装置１８は、電磁石２２に対しても運転起動信号を送信し、電磁石２２に磁力を発生させ、カバー部２５を開状態に維持する。
これにより、筐体２４の内部に設けられたガスセンサ２０の周囲には、筐体２４の外部の外気が導かれることとなるので、ガスセンサ２０は、筐体２４の外部の外気に可燃性ガスが含まれていることを良好に検知する機能を発揮できる。
一方、制御装置１８は、操作部Ｂの運転ボタン１４から運転停止信号を受信した場合、ファンヒータ１００の各部に運転停止信号を送信しファンヒータ１００を運転状態とするのに伴って、電磁石２２にも運転停止信号を送信し、電磁石２２による磁力の発生を停止し、カバー部２５を閉状態に維持する。さらに、制御装置１８は、カバー移動手段２１のモータ２１ｂに対して運転停止信号を送信する。モータ部２１ｂは、運転停止信号を受信するとカバー部２５を開位置から閉位置へ移動するようにギア２１ａを回転させ、カバー部２５を閉位置へ移動する。
これにより、ファンヒータ１００が停止状態である場合、即ち、燃焼室１のバーナ３が非燃焼状態であって可燃性ガスの漏洩の発生する可能性が極めて低い場合、異物付着抑制手段Ａは、筐体２４の内部に設置されたガスセンサ２０を、筐体２４の外側の外気から隔離して、ガスセンサ２０の周囲に異物が移動することを抑制し、ガスセンサ２０に異物が付着して感度が低下することを防ぐ機能を発揮する。
尚、本発明のファンヒータ１００は、夏季等で長期間利用されることがなく、ガスセンサ２０に対して塵埃が堆積しやすいような状況においても、上記カバー部２５を閉状態に維持することで、ガスセンサ２０に塵埃が堆積することを良好に防止する機能を発揮する。

〔参考形態〕
次に、本願の権利範囲に含まれるものではないが、その参考形態を図４に基づいて説明する。尚、上記実施形態と同一の構成については、同一の名称及び符号を付す事とし、その説明を割愛することがある。
当該参考形態では、ガスセンサ２０のセンサ部２０ａを外囲し検知対象の外気をセンサ部２０ａに導く案内部３１が設けられ、当該外気が導かれる方向において、案内部３１のうちセンサ部２０ａよりも上流側の部位に、外気に含まれる異物を吸着する帯電部３２が設けられている。当該帯電部３２は、静電気を帯電可能な部材から成り、静電気発生装置３０から静電気が供給されることで異物を吸着するように構成されている。
そして、案内部３１が、検知対象の外気をセンサ部２０ａへ導き、帯電状態の帯電部３２が、その外気から異物を吸着する形態で、センサ部２０ａに異物が付着することを抑制して、異物付着抑制手段Ａとして機能する。

上記案内部３１は、図４に示されているように、センサ部２０ａを外囲する管状筒体から構成し、外気を案内する方向において、その上流側の開口部が、下方に向けて開口する形状とすることが好ましい。これにより、大気よりも比重が小さく、上方へ移動するメタン等の可燃性ガスを良好にセンサ部２０ａに導くことができる。さらに、帯電部３２が帯電状態である時に吸着した異物は、帯電部３２が非帯電状態である時に自重落下させて、センサ部２０ａから遠ざけることができる。

次に、当該参考形態に係るファンヒータ１００を運転状態と停止状態とに切り替える場合の異物付着抑制手段Ａの動作を説明する。
制御装置１８が、操作部Ｂの運転ボタン１４から運転開始信号を受信した場合、ファンヒータ１００の各部に運転開始信号を送信して運転状態へ移行するに伴って、静電気発生装置３０にも運転開始信号を送信する。静電気発生装置３０は、生成した静電気を帯電部３２へ送る。これにより、センサ部２０ａへ導かれる検知対象の外気に含まれる異物は、帯電状態の帯電部３２により吸着されるので、異物がセンサ部２０ａの側へ移動することを抑制できる。当該参考形態によれば、特に、センサ部２０ａに対して検知対象の外気を導きながらも、センサ部２０ａの側へ移動する異物を的確に取り除くことができ、これにより、異物がセンサ部２０ａに付着することを抑制できる。
一方、制御装置１８が、操作部Ｂの運転ボタン１４から運転停止信号を受信した場合、制御装置１８は、ファンヒータ１００の各部に運転停止信号を送信して停止状態へ移行する。これに伴って、制御装置１８は、静電気発生装置３０に対して運転停止信号を送信する。静電気発生装置３０は、静電気の生成を停止し、帯電部３２に対して静電気を送ることを停止する。

〔別実施形態〕
（イ）
本発明の開放型燃焼機器は、ファンヒータ１００に限定されるものではなく、給湯器等であってもよい。また、燃料は、天然ガス等の都市ガスの他に、灯油、及びプロパン等を用いることができる。

（ロ）
上記実施形態において、ファンヒータ１００を運転状態から停止状態へ切り替えるに際して、制御装置１８は、カバー部２５が開状態から閉状態へ移行するようにモータ２１ｂを回転させるように制御したが、単に回転を停止するように制御し、バネ２６の付勢力によりカバー部２５が開状態から閉状態へ移行させるように構成してもよい。
また、ガスセンサ２０は必ずしも筐体に収納される必要はなく、ファンヒータ１００に穴部２３を直接設ける形で構成してもよい。

（ハ）
上記参考形態において、ファンヒータ１００を停止している状態であっても、ガスセンサ２１への異物の移動を抑制するように機能させるようにしてもよい。例えば、操作部Ｂの異物付着抑制スイッチ（図示せず）を設け、この異物付着抑制スイッチがＯＮ状態である場合には、静電気発生装置３０が静電気を発生して、帯電部３２に供給し続けるように構成することができる。

（ニ）
上記実施形態において、ガスセンサ２０は、可燃性ガスの漏洩を検出するものとしたが、別に、一酸化炭素ガス等の他のガスを検出するものであってもよいし、可燃性ガスと一酸化炭素ガスとの双方を検出可能なものであってもよい。

本願発明の開放型燃焼機器は、ガス検知部に異物が付着することを抑制する開放型燃焼機器として、有効に利用可能である。

本発明の実施形態の概略構成図 本発明の実施形態に係る制御構成のブロック図 本発明の実施形態に係る異物付着抑制手段の概略構成図 本発明の参考形態に係る異物付着抑制手段の概略構成図

符号の説明

１ ：燃焼室
３ ：バーナ
４ ：イグナイタ
６ ：ファン
７ ：給気口
９ ：吹き出し口
１０ ：プラグ
１３ ：ケーシング
２０ ：ガスセンサ
２１ ：カバー移動手段
２２ ：電磁石
２３ ：窓部
２４ ：筐体
２５ ：カバー部
３１ ：案内部
Ａ ：異物付着抑制手段
１００：ファンヒーター

Claims (3)

1. 供給される燃料を燃焼する燃焼部と、
   外気を給気口から取り入れて前記燃焼部を介して流出口へ送る送風部と、
   可燃性ガスと一酸化炭素ガスとのいずれか一方、又は両方に感応するガス検知部とを備えた開放型燃焼機器であって、
   前記ガス検知部は、カバー部により開閉自在な窓部を有する筐体の内部に収納され前記窓部を通して前記筐体の外部から前記筐体内に侵入する流体を検知対象として設けられ、
   前記燃焼部が燃焼状態である場合、前記カバー部を前記窓部を開く開位置に位置させ、前記燃焼部が非燃焼状態である場合、前記窓部を閉じて前記筐体の内部を前記筐体の外部から隔離する閉位置に前記カバー部を位置させて異物が前記ガス検知部へ付着することを抑制する異物付着抑制手段を備え、
   前記燃焼部が燃焼状態である場合、前記カバー部を前記開位置に維持するカバー固定手段が設けられている開放型燃焼機器。
2. 前記燃焼部及び前記送風部を収納するケーシングが設けられ、そのケーシングの外側面のうち、前記ケーシング外から前記燃料を供給するためのガス流通管を接続するガス接続口が設けられている面に、前記ガス検知部と前記異物付着抑制手段とが設けられている請求項１に記載の開放型燃焼機器。
3. 前記ガス検知部及び前記異物付着抑制手段は、前記ガス接続口に隣接して配置されている請求項２に記載の開放型燃焼機器。

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