JP5272312B2

JP5272312B2 - 異常検出機能を備えた暖房機

Info

Publication number: JP5272312B2
Application number: JP2007021539A
Authority: JP
Inventors: 治丹羽; 幸一渡辺; 明中島
Original assignee: 株式会社トヨトミ
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP2008185312A

Description

この発明は室内の火災による異常を検出して警報手段を作動する暖房機の制御装置に関する。

一般的な暖房機は、枠体内に熱源となるバーナを設け、このバーナの燃焼量制御を行う燃焼制御手段と、暖房機が設置された室内の温度を検出する室温検出手段と、使用者が所望の室温に設定する室温設定手段とを設け、室温検出手段によって検出された室内温度と室温設定手段で設定された設定温度とを比較して燃焼制御手段に出力し、燃焼制御手段は室内温度が設定温度より低い場合はバーナの燃焼量を増加させ、逆に室内温度が設定温度より高い場合はバーナの燃焼量を低下させ、室内温度を設定温度に近づけるように制御している。

また、最近は枠体に暖房機のまわりの人体の有無を検知する人体検出手段を設け、暖房機の運転中に人体検出手段が人体の存在を検知しなくなった場合は、温度設定手段にて設定された設定温度の数値を、使用者が予め設定した数値分を強制的に下げ、この減少した設定温度と室内温度との比較を燃焼制御手段によって行い、バーナの燃焼量を減少する方向に変化させて部屋に人がいない間は暖房機の燃焼消費量を低減するものがある（特許文献１参照）。
特開２００６−１８３８９０号公報

ところで、一般家庭において、たばこ等の火の不始末や電気機器の切り忘れや接触不良などによる異常加熱などが原因で火災を発生させることがあるが、就寝中などで火災の発生源の付近に人が不在のときは火災の発見が遅れて重大な事故につながる。このような火災事故を防ぐために一般家庭においても火災報知器の設置の必要があるが、火災報知器の設置には費用や手間がかかることから、一般家庭への普及が進んでいないのが現状である。
この発明は暖房機に備えた室温検出機能と人体検出機能を利用して暖房機の不使用時に室内の火災の発生を検出するものであり、簡易の火災報知機器の機能を備えた暖房機を提供することを目的とするものである。

この発明は上記の課題を解決するもので、枠体１内に備えたバーナ２と、バーナ２に燃焼の開始と停止を指示する運転スイッチ３と、室内の温度を設定する室温設定手段４と、室内の温度を検出する室温検出手段５と、暖房機の付近の人の存在を検出する人体検出手段６とを設け、前記運転スイッチ３の出力に基づいてバーナ２の燃焼の開始と停止を指示すると共に、前記室温設定手段４と室温検出手段５と人体検出手段６の出力に基づいてバーナ２の燃焼量制御を行う燃焼制御手段７を設けた暖房機において、暖房機の運転停止中に作動して火災による異常を検出する異常検出手段８と、該異常検出手段８の異常信号に基づいて作動する警報手段９とを設け、前記異常検出手段８は前記室温検出手段５が所定温度を検出したときに、前記警報手段９に異常信号を出力すると共に、前記人体検出手段６は、検知部である人体センサ６ａと、前記人体センサ６ａの検知信号に基づいて作動するタイマ手段１０と、該タイマ手段１０の作動時間を監視する判定手段１１とを備え、前記人体センサ６ａの検知信号によって前記タイマ手段１０のカウントを開始し、前記タイマ手段１０がカウント中に前記人体センサ６ａから検知信号が出力されたときは再度カウントを開始し、前記判定手段１１は前記タイマ手段１０の作動時間が設定時間に達したときに前記異常検出手段８に検出信号を出力し、前記異常検出手段８は前記警報手段９に異常信号を出力し、前記警報手段９が警報を出力することを特徴とする。

この構成により、暖房機の前方を人が通過するときのような一時的に人体センサ６ａが熱線の変化を検出したときは、判定手段１１は異常検出手段８に検知信号を出力しないから、警報手段９が誤作動を起こすことはなく使い勝手を向上できる。

また、判定手段１１は人体検出信号と火災検出信号を出力するための長短２つの設定時間を備え、前記タイマ手段１０の作動時間が第１の設定時間に達したときに人体検出信号を出力し、更に、第２の設定時間に達したときに火災検出信号を出力し、前記異常検出手段８は人体検出手段６から人体検出信号の出力があったときに人体検出用の異常信号を出力し、前記人体検出手段６から火災検出信号の出力があったとき、もしくは、前記室温検出手段５が所定温度を検出したときに火災検出用の異常信号を出力し、前記警報手段９は人体検出用と火災検出用とで異なる警報を出力する構成としたから、人体を検出したときに最初に人体検出用の警報を出力することで、火災検出時の警報を出力する前に使用者に異常検出手段が作動中であることを認識させることができる。

暖房機に備えた人体検出手段６は人体から発生する熱線の変化を検出するものであり、同じように熱線を発生させる炎についても人体検出手段６で検出可能であり、また、室温検出手段５は室内温度を検出可能であるから、この人体検出手段６と室温検出手段５を暖房機の運転停止中にも作動させることで、運転停止中の暖房機を火災による異常の発生を知らせる簡易の火災報知器として利用できるものとなり、安全性が向上できると共に、暖房機の利用範囲が広がり付加価値を高めることができた。
そしてこの構成では、室温検出手段５は火災発生後室内温度が上昇してから火災を検出するものであるが、人体検出手段６は炎が発生した時点で熱線を検出できるから、人体検出手段６の検出範囲内で発生した火災については室内温度の上昇を待つことなく早い段階で火災の検出が可能である。一方、人体検出手段６の検出範囲から外れた場所で発生した火災については人体検出手段６では検出することはできないが、この場合は室温検出手段５が異常温度上昇を検出して火災を検出できるので、２つの異なるセンサを利用して炎から発生する熱線と室温の異常上昇のいずれかを検出することで確実に火災の検出ができるものである。

また、人体検出手段６は検知部である人体センサ６ａの信号によって作動するタイマ手段１０と、このタイマ手段１０の作動時間を監視する判定手段１１を備えており、人体センサ６ａが熱線の変化を検知するとタイマ手段１０がカウントを開始し、タイマ手段１０のカウント中に人体センサ６ａが熱線の変化を検出するとタイマ手段１０が再度カウントを開始し、このタイマ手段１０の作動時間が設定時間に達すると異常検出手段８に検出信号を出力する構成である。
異常検出手段８の作動中に人体センサ６ａの検出範囲内を人が移動するなどして人体センサ６ａが一時的に熱線の変化を検出しても、人体検出手段６はすぐには検出信号を出力することはなく、その後人体センサ６ａが熱線の変化を検出することなくタイマ手段１０がカウントを終了したときは警報手段９が作動することはないものである。一方、実際に火災が発生したときは、炎の揺らぎや炎が大きくなるときに人体センサ６ａが熱線の変化を連続して検出するので、タイマ手段１０が設定時間作動を続けて火災の検出ができるものであり、人の移動による誤作動を防止して火災の発生を確実に知らせることができる。

また、判定手段１１には第１の設定時間と第２の設定時間の長短２つの設定時間を備えており、タイマ手段１０の作動時間が第１の設定時間に達したときは人体検出信号を出力して警報手段９が人体検出用の警報を出力し、更に第２の設定時間に達したときに火災検出信号を出力して警報手段９が火災検出用の警報を出力するようにしたから、異常検出手段８が作動中であることに気付かず、人体センサの検知範囲内を人が移動しているときは、最初に人体検出用の警報を出力することで異常検出手段８が作動中であることを認識させることができ、人体センサ６ａの検知範囲にいた人がいなくなれば火災の警報が出力されることはなく誤作動を防ぐことができる。
また、侵入者に対する警報手段としての役割も果たすことができる。

図に示す石油燃料を用いる暖房機の実施例によってこの発明を説明すると、１は暖房機
の枠体、２は枠体１内に配置したバーナ、１２は燃焼用空気が送られる風胴、１３は風胴
１２内に設置された有底筒形のポット、１３ａは風胴１２から燃焼用空気が供給できるようにポット１３の側壁に設けた多数の小径空気孔であり、バーナ２の本体は風胴１２とポ
ット１３によって構成される。１４はポット１３に燃焼用空気を供給するための燃焼用送
風機であり、燃焼用送風機１４によって風胴１２に送られた燃焼用空気は小径空気孔１３
ａからポット１３内に供給される。

１５はポット１３に供給する燃料を貯える燃料タンク、１６は燃料タンク１５の上面に取付けた電磁ポンプで構成する燃料ポンプ、１７はポット１３と燃料ポンプ１６の間に設
けた燃料パイプ、１８は燃料パイプ１７のポット１３内に伸ばした先端で構成する送油ノ
ズルであり、風胴１２とポット１３の側壁とを貫通するようにポット１３内部に伸ばした
送油ノズル１８から燃料がポット１３の底面に供給される。

１９はポット１３の側壁からポット１３の底面と間隔を介して取付けた予熱兼用の点火
ヒータ、２０はポット１３内に設置された助燃部材、２１はポット１３の上方に配置され
た燃焼室であり、ポット１３内に供給された燃料は点火ヒータ１９や燃焼熱で高温となっ
たポット１３の底面で気化し、初期燃焼を開始しながら小径空気孔１３ａから供給される
燃焼空気と助燃部材２０の働きで混合し、燃焼室２１内で完全燃焼するものである。

図２に示す暖房機はファンヒータと呼ばれる温風暖房機の実施例であり、２２は枠体１の前後を貫通して燃焼室２１を取り囲むように配置した送風経路、２３は送風経路２２の後方に配置した対流用送風機、２４は送風経路２２の前方に設置された吹出口であり、前記燃焼室２１は送風経路２２内に開口し、燃焼室２１で完全燃焼した燃焼ガスは送風経路２２に送られ、対流用送風機２３によって取り込まれた室内空気と燃焼ガスとが送風経路２２内で混合され、吹出口２４から温風となって室内に吹出すものである。

７は暖房機の運転を制御するマイクロコンピュータを内装した燃焼制御手段、３は暖房
機の運転・停止を指示する枠体１の操作部に配置した運転スイッチであり、運転スイッチ
３の運転操作を行うと燃焼制御手段７へ燃焼開始信号が送られ、運転スイッチ３の運転停
止操作を行うと燃焼制御手段７に消火信号が送られ、燃焼制御手段７はこの信号に基づいて燃焼用送風機１４・燃料ポンプ１６・点火ヒータ１９・対流用送風機２３の入／切を指
示して暖房機の運転を制御する。

５は枠体１の背面側に設置された温度センサで構成する室温検出手段、４は使用者が操作する枠体１の操作部に配置した室温設定手段であり、室温設定手段４で設定された温度データと、室温検出手段５で検出される現在の室内温度データを燃焼制御手段７で比較し、設定温度の方が低い場合は燃料ポンプ１６の流量と燃焼用送風機１４の回転数を増加することによってバーナ２の燃焼量を増加させ、室内温度の方が高い場合は燃料ポンプ１６の流量と燃焼用送風機１４の回転数を低下することによってバーナ２の燃焼量を低下させ、室内温度を設定温度に近づけるように制御を行っている。

６は枠体１の付近の人の存在を検出する人体検出手段、６ａは人体検出手段６の検知部を構成する人体センサであり、人体センサ６ａは枠体１の前面に取り付けて温風の吹出方向に向けて配置しており、人体センサ６ａは人体から発生する熱線の変化を検出する。人体検出手段６は人体センサ６ａが熱線の変化を検出すると燃焼制御手段７に人体検出信号を出力し、燃焼制御手段７は室温設定手段４で設定された温度データと現在の室温データとを比較して燃焼量を可変する通常の燃焼制御運転を行っている。一方、人体検出手段６から人体検出信号の出力がないときは、バーナ２の燃焼量を微小燃焼に変更したり、バーナ２に燃焼の停止を指示する信号を出力し、人体検出手段６から人体検出信号が出力されると、室温設定手段５で設定された温度に基づいて燃焼量を制御する通常の燃焼制御運転に復帰することで部屋に人がいないときの燃料消費量の低減を図っている。

ところで、暖房機に備えた室温検出手段５は暖房機を設置した室内の温度を検出するものであり、前記人体検出手段６の検知部である人体センサ６ａは人体から発生する熱線の変化を検出するだけでなく、炎から発生する熱線の変化も検出可能であるから、この室温検出手段５と人体検出手段６を暖房機の停止中にも作動して、火災発生時の室温の上昇と炎の熱線の変化を室温検出手段５と人体検出手段６によって検出することで、暖房機を簡易の火災報知器として利用できるようになる。

８は室温検出手段５と人体検出手段６の出力信号に基づいて室内の火災による異常を検出する異常検出手段であり、異常検出手段８は運転停止信号もしくは、運転停止中に専用のスイッチ類の信号によって作動を開始し、異常検出手段８は室温検出手段５と人体検出手段６から送られてくる検出信号の読み込みを開始する。
そして、異常検出手段８は火災の発生によって室内温度が異常上昇を続けて室温検出手段５が予め設定した所定温度を検出するか、もしくは、人体センサ６ａが炎から発生する熱線の変化を検出して人体検出手段６が人体検出信号を出力したときに火災の発生を検出して異常信号を出力する。

９はランプやブザー等の警報を出力する警報手段であり、警報手段９は異常検出手段８からの異常信号によって作動して警報を出力して使用者に火災の発生を知らせるものである。このとき出力される警報は、暖房機の運転中に出力される通常の警報とは種類や音の大きさを変更した専用の警報を使用して、使用者が就寝中であったり暖房機の付近にいないときでも確実に火災の発生を知らせることができるようにしている。

上記のような構成であれば人体検出手段６の検知部である人体センサ６ａの検知範囲内で発生する火災に対しては、室温検出手段５が所定温度を検出するよりも前に人体検出手段６が人体検出信号を異常検出手段８に出力するので、室内温度の上昇を待つことなく、早い段階で火災の発生を検出できる。一方、人体センサ６ａの検知範囲は枠体前方の一定の範囲に限られているため、人体センサ６ａの検知範囲を外れているときは人体検出手段６では火災を検出することはできないが、人体センサ６ａの検知範囲の外で発生する火災に対しては室温検出手段５によって室内温度の上昇を検出するものであるから、確実に火災の検出ができるものである。

また、人体検出手段６の検知部である人体センサ６ａは人体や炎に関係なく検知範囲内の熱線の変化を検出するため、異常検出手段８の作動中に人体センサ６ａの検知範囲内を人が通過したときでも熱線の変化を検出してしまうが、人体と炎を区別できれば、部屋を出入りする際や誤って人が移動したような場合に誤作動することがなく使い勝手が向上できる。

この発明の実施例において、１０は人体センサ６ａの検知信号によってカウントを開始する人体検出手段６に備えたタイマ手段であり、タイマ手段１０は人体センサ６ａが熱線の変化を検出するとカウントを開始し、タイマ手段１０がカウント中に人体センサ６ａが熱線の変化を検出したときは、タイマ手段１０が再度始めからカウントを開始し、人体センサ６ａが熱線の変化を検出している間はタイマ手段１０がカウントを繰り返す。また、タイマ手段１０がカウント中に人体センサ６ａが熱線の変化を検出することなく所定時間が経過するとタイマ手段１０はカウントを停止する。

１１はタイマ手段１０のカウント時間を監視する判定手段であり、判定手段１１はタイマ手段１０が作動している時間を計時するカウンタを備えている。図３は熱線の変化に対する人体検出手段の動作の状態を示したもので、タイマ手段１０の作動時間が設定時間に達する前に人体センサ６ａが熱線の変化を検出しなくなって、タイマ手段１０が停止したときは検出信号は出力せずカウンタをリセットする。一方、人体センサ６ａが熱線の変化を繰り返し検出して、タイマ手段１０がカウントを開始してからの作動時間が設定時間に達すると異常検出手段８に人体検出信号を出力する。

このように、人体センサ６ａが熱線の変化を検出してもすぐに人体検出信号を出力することはなく、その後人体センサ６ａが熱線の変化を連続して検出してタイマ手段１０が設定時間作動を続けるまでは検出信号を出力しない構成としたから、人体センサ６ａの検知範囲内を人が通過したときに、人体センサ６ａが熱線の変化を一時的に検出しても、その後すぐに熱線の変化を検出しなくなれば、タイマ手段１０は設定時間に達する前に作動を停止するから、人体検出手段６が検出信号を出力することなく警報手段９を作動させることはない。

一方、人体センサ６ａの検知範囲内で炎が発生した場合は、炎の揺らぎや炎が大きくなるときに熱線の変化が連続して発生するから、タイマ手段１０がカウントを停止することなく設定時間まで作動するものであり、このときに、人体検出手段６が検出信号を出力して異常検出手段８が異常信号を出力し、警報手段９が警報を出力するものであり、異常検出手段８の作動中に誤って人が移動したときや、部屋の出入りの際に警報手段９が誤作動を起こすことがなくなって使い勝手が向上でき、火災の発生を確実に知らせることができるものとなった。

また、図４はこの発明の人体検出手段の他の実施例であり、判定手段１１には長短二つの設定時間を備え、人体検出手段６はタイマ手段１０の作動時間が第１の設定時間に達したときに人体検出信号を出力し、この信号を受けて異常検出手段８は人体検出用の異常信号を出力し、警報手段９が人体検出の警報を出力する。そして、人体検出信号を出力後も人体センサ６ａが熱線の変化を続けて検出して、タイマ手段１０の作動時間が第２の設定時間に達したときは火災検出信号を出力し、この信号を受けて異常検出手段８は火災検出信号を出力し、警報手段９が火災検出用の警報を出力する。

この構成では、異常検出手段８が作動中であることに気付かずに人体センサ６ａの検出範囲内を人が移動しているようなときには、火災警報を出力する前に人体検出警報を出力するので、検出範囲内にいる人に対して異常検出手段８が作動中であることを知らせることができる。そして、警報によって異常検出手段８の作動中であることに気付いて、人体センサ６ａの検出範囲の外へ人が移動すれば人体センサ６ａが熱線の変化を検出しなくなり、第２の設定時間に達する前にタイマ手段１０がカウントを停止し、警報手段９は火災の警報を出力することはなく作動を停止する。なお、人体検出用の警報は使用者に異常検出手段８が作動中であることを知らせればよいから、火災検出用と同じ警報を出力する必要はなく、通常の運転中の警報と同じ設定でよいから、火災の警報と区別しておけば急に火災の警報が出力されて慌てるようなことがない。

また、火災が発生した場合は、タイマ手段１０の作動時間が第１の設定時間を経過した後も人体センサ６ａが熱線の変化を検出してタイマ手段１０が作動を続けるから、タイマ手段１０の作動時間が第２の設定時間に達したときに人体検出手段６が火災検信号を出力し、この信号を受けて異常検出手段８は火災検出時の異常信号を出力し、警報手段９が火災検出用の警報を出力することで、火災の発生を知らせることができる。

また、異常検出手段８の作動中に人体センサ６ａの検出範囲内で人が移動を続けているときは、人体センサ６ａが検出信号を出力を続けて、タイマ手段１０の作動時間が第１の設定時間を超えて第２の設定時間に達したときに火災検出用の警報を出力するので留守中などの侵入者に対して警告を行う簡易の防犯装置としても利用できる。

この発明の実施例の暖房機の構成を示すブロック図である。この発明の実施例を示す暖房機の断面図である。この発明の実施例の人体検出手段の動作と熱線の変化の関係を示す説明図である。この発明の他の実施例の人体検出手段の動作と熱線の変化の関係を示す説明図である。

符号の説明

１枠体
２バーナ
３運転スイッチ
４室温設定手段
５室温検出手段
６人体検出手段
６ａ人体センサ
７燃焼制御手段
８異常検出手段
９警報手段
１０タイマ手段
１１判定手段

Claims

枠体１内に備えたバーナ２と、バーナ２に燃焼の開始と停止を指示する運転スイッチ３と、室内の温度を設定する室温設定手段４と、室内の温度を検出する室温検出手段５と、暖房機の付近の人の存在を検出する人体検出手段６とを設け、
前記運転スイッチ３の出力に基づいてバーナ２の燃焼の開始と停止を指示すると共に、
前記室温設定手段４と室温検出手段５と人体検出手段６の出力に基づいてバーナ２の燃焼量制御を行う燃焼制御手段７を設けた暖房機において、
暖房機の運転停止中に作動して火災による異常を検出する異常検出手段８と、該異常検出手段８の異常信号に基づいて作動する警報手段９とを設け、
前記異常検出手段８は前記室温検出手段５が所定温度を検出したときに、前記警報手段９に異常信号を出力すると共に、
前記人体検出手段６は、検知部である人体センサ６ａと、前記人体センサ６ａの検知信号に基づいて作動するタイマ手段１０と、該タイマ手段１０の作動時間を監視する判定手段１１とを備え、
前記人体センサ６ａの検知信号によって前記タイマ手段１０のカウントを開始し、前記タイマ手段１０がカウント中に前記人体センサ６ａから検知信号が出力されたときは再度カウントを開始し、
前記判定手段１１は前記タイマ手段１０の作動時間が設定時間に達したときに前記異常検出手段８に検出信号を出力し、
前記異常検出手段８は前記警報手段９に異常信号を出力し、前記警報手段９が警報を出力することを特徴とする異常検出機能を備えた暖房機。
前記判定手段１１は人体検出信号と火災検出信号を出力するための長短２つの設定時間を備え、
前記タイマ手段１０の作動時間が第１の設定時間に達したときに人体検出信号を出力し、更に、第２の設定時間に達したときに火災検出信号を出力し、
前記異常検出手段８は前記人体検出手段６から人体検出信号の出力があったときに人体検出用の異常信号を出力し、
前記人体検出手段６から火災検出信号の出力があったとき、もしくは、前記室温検出手段５が所定温度を検出したときに火災検出用の異常信号を出力し、
前記警報手段９は人体検出用と火災検出用とで異なる警報を出力することを特徴とする請求項１記載の異常検出機能を備えた暖房機。