JP5295676B2

JP5295676B2 - 排気システム

Info

Publication number: JP5295676B2
Application number: JP2008194925A
Authority: JP
Inventors: 裕正高島
Original assignee: Yazaki Energy System Corp
Current assignee: Yazaki Energy System Corp
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2028-07-29
Also published as: JP2010032123A

Description

本発明は、排気システムに係り、特に、燃焼室内でガスを燃焼するガス燃焼器と、前記燃焼室と外気とを連通する排気ダクトと、前記排気ダクトを通じて前記ガス燃焼器の燃焼排ガスを前記外気に排出するように動作する前記排気ダクト内に設けられた排気ファンと、を備えた排気システムに関するものである。

業務厨房用のガス燃焼器である食器洗い器、ゆで麺器、コンロなどから排出される二酸化炭素（ＣＯ₂）、水（Ｈ₂Ｏ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの燃焼排ガスは、排気ファンの動作によって排気ダクトを通じて外気に排出される（例えば特許文献１）。一般に、ガス燃焼器と排気ファンとの操作は消費者が手動で別々に行っている。

ところで、ガス燃焼器が経年変化で老朽化すると、燃焼排ガスにＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ、ＮＯｘの他に不完全燃焼ガス（例えば一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ））が含まれる状況になる。このような状況で、消費者がガス燃焼器の燃焼停止と同時に排気ファンの動作も停止させると、排気ダクト内に残った不完全燃焼ガスが室内に流入して不完全燃焼事故が発生する恐れがある。
特開平８−８６４３７号公報

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、不完全燃焼事故の発生を未然に防ぐことができる排気システムを提供することを課題とする。

請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、燃焼室内でガスを燃焼するガス燃焼器と、前記燃焼室と外気とを連通する排気ダクトと、前記排気ダクト内に設けられ且つ前記排気ダクトを通じて前記ガス燃焼器の燃焼排ガスを前記外気に排出するように動作する排気ファンと、を備えた排気システムにおいて、前記排気ダクト内に設けられ且つ前記排気ダクト内の前記燃焼排ガスに含まれる所定の不完全燃焼ガスを検出するガス検出手段と、前記ガス燃焼器の燃焼開始から前記ガス燃焼器の燃焼終了後に前記ガス検出手段によって前記所定の不完全燃焼ガスが検出されなくなるまでの間、前記排気ファンを動作させるファン制御手段と、前記ガス検出手段によって前記所定の不完全燃焼ガスが検出されていた時間を計測する検出時間計測手段と、前記ガス燃焼器によって前記ガスが燃焼されていた時間を計測する燃焼時間計測手段と、前記検出時間計測手段によって計測された前記所定の不完全燃焼ガスが検出されていた時間、及び、前記燃焼時間計測手段によって計測された前記ガスが燃焼されていた時間、の割合を算出し、該割合が所定の基準値を超えたとき、前記ガス燃焼器の異常を通知する異常通知手段と、を備えていることを特徴とする排気システムである。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記排気ダクト内の前記ガス検出手段より前記ガス燃焼器に近い箇所に設けられ且つ前記排気ダクト内の前記燃焼排ガスを攪拌する攪拌手段を備えていることを特徴とするものである。

以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、ガス燃焼器の燃焼終了後も、排気ダクト内の燃焼排ガスから所定の不完全燃焼ガスが検出されている間は排気ファンが動作されるので、ガス燃焼器の燃焼終了後に排気ダクト内に残留する不完全燃焼ガスを含む燃焼排ガスを確実に外気に排出することができ、そのため、不完全燃焼事故の発生を未然に防ぐことができる。また、排気ダクト内の燃焼排ガスから所定の不完全燃焼ガスが検出されていた時間と、ガス燃焼器によってガスが燃焼されていた時間と、を計測してそれら割合を算出し、この割合が所定の基準値を超えたときにガス燃焼器の異常を通知するので、つまり、所定の不完全燃焼ガスの発生時間及びガス燃焼器の燃焼時間の割合によってガス燃焼器の異常を判定してその異常を通知するので、異常が発生したガス燃焼器の使用を防ぐことができ、不完全燃焼事故の発生を未然に防ぐことができる。

請求項２記載の発明によれば、ガス検出手段の手前で燃焼排ガスを攪拌するので、ガス検出手段に均一に攪拌された燃焼排ガスを供給することができ、そのため、燃焼排ガスに含まれる不完全燃焼排ガスを正確に検出できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、排気システム１は、ガス燃焼器２と、排気ダクト３と、排気ファン４と、排気制御部５と、ガスセンサ８と、を備えている。ガス燃焼器２は、例えば食器洗い器、ゆで麺器、風呂などの温水機器６に温水を供給するためのガス給湯器である。ガス燃焼器２は、燃焼室２１と、ガスバーナ２２と、ガス供給管２３と、流量調整弁２４と、温水コイル２５と、給湯制御部２６と、を備えている。

ガスバーナ２２は、燃焼室２１内でガスを燃焼するための装置である。上記燃焼室２１は、箱型に形成されており、室内７に設置されている。燃焼室２１の下側には、ガスバーナ２２の燃焼に必要な酸素を取り込むための図示しない吸気口が設けられている。そして、燃焼室２１の上側には、ガスバーナ２２の燃焼により発生する燃焼排ガスを排出する排気口２７が設けられている。また、燃焼室２１内には、上記ガスバーナ２２の他に、後述するガス供給管２３、流量調整弁２４、温水コイル２５及び給湯制御部２６が収容されている。

上記ガス供給管２３は、図示しないガス供給源とガスバーナ２２との間に設けられていて、ガス供給源内のガスをガスバーナ２２に供給するための配管である。上記流量調整弁２４は、ガス供給管２３に設けられた電磁弁であり、ガス供給管２３を通じてガスバーナ２２に供給されるガス量を制御する。上記温水コイル２５は、水が流れる配管であり、配管入口から導入された冷水をガスバーナ２２により温めて温水として温水機器６に対して供給する。

上記給湯制御部２６は、温水機器６のＯＮ／ＯＦＦスイッチ６１と流量調整弁２４とに接続されている。給湯制御部２６は、例えばマイクロコンピュータなどから構成されている。給湯制御部２６は、ユーザにより温水機器６のＯＮ／ＯＦＦスイッチ６１がオン操作されると流量調整弁２４を制御してガスバーナ２２にガスを供給すると共に図示しない点火装置を点火させてガスバーナ２２による燃焼を開始させる。また、給湯制御部２６は、ユーザにより温水機器６のＯＮ／ＯＦＦスイッチ６１がオフ操作されると流量調整弁２４を制御してガスバーナ２２に対するガスの供給を遮断してガスバーナ２２による燃焼を停止させる。

上記排気ダクト３は、燃焼室２１に設けた排気口２７と外気とを連通する配管である。排気ファン４は、排気ダクト３内に設けられている。排気ファン４は、排気ダクト３を通じて燃焼室２１内の燃焼排ガスを外気に排出するように回転動作する。

ガスセンサ８は、排気ダクト３内の燃焼排ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）などの所定の不完全燃焼ガスと反応して、これら不完全燃焼ガスの濃度に応じてその出力を変化させる周知のセンサである。ガスセンサ８は排気制御部５に接続されている。ガスセンサ８は請求項中のガス検出手段に相当する。ガスセンサ８は、排気ダクト３内に設けられ、特に、燃焼排ガスを外気に排出する側の端部近傍に設けられることが望ましい。

排気制御部５は、温水機器６のＯＮ／ＯＦＦスイッチ６１と排気ファン４とガスセンサ８とに接続されている。排気制御部５は、例えばマイクロコンピュータなどから構成されている。排気制御部５は、ガスセンサ８の出力に基づいて燃焼排ガスに含まれる不完全燃焼ガスの濃度を算出し、予め定められた判定基準濃度と比較して、算出した不完全燃焼ガスの濃度がこの判定基準濃度を超えていたときに、燃焼排ガスから不完全燃焼ガスが検出されたものと判断する。排気制御部５は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６１のオン、オフ状態、及び、不完全燃焼ガスの検出状態、に応じて排気ファン４の回転動作を制御する。排気制御部５は請求項中のファン制御手段に相当する。

上述した構成の排気システム１の動作について図２のフローチャートを参照して以下説明する。ユーザがＯＮ／ＯＦＦスイッチ６１をオン操作すると、給湯制御部２６は、流量調整弁２４を制御してガスバーナ２２にガスを供給させると共に図示しない点火装置を点火させてガスバーナ２２による燃焼を開始させる。ガスバーナ２２による燃焼を開始させると、燃焼室２１に燃焼排ガスが発生する。また、このＯＮ／ＯＦＦスイッチ６１のオン操作に応じて（ステップＳ１でＹ）、排気制御部５は、排気ファン４を回転動作させる（ステップＳ２）。この排気ファン４の回転動作によって燃焼室２１内に発生した燃焼排ガスが排気ダクト３を通じて外気に排出される。

その後、ユーザがＯＮ／ＯＦＦスイッチ６１をオフ操作すると、給湯制御部２６は、流量調整弁２４を制御してガスバーナ２２に対するガスの供給を遮断してガスバーナ２２による燃焼を停止させる。ガスバーナ２２の燃焼が停止した直後は、排気ダクト３内には燃焼排ガスが残ったままである。排気制御部５は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６１をオフ操作しても（ステップＳ３でＹ）、すぐには排気ファン４の回転動作を停止させずに、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６１がオフしてから、排気ダクト３内の燃焼排ガスから所定の不完全燃焼ガスが検出されなくなるのを待って（ステップＳ４でＹ）、排気ファン４の回転動作を停止させた後に（ステップＳ５）、ステップ１に戻る。このような動作により、不完全燃焼ガスが検出されなくなるまで排気ファン４が回転動作されるので、排気ダクト３内に残った不完全燃焼ガスを含む燃焼排ガスが全て外気に排出される。

以上より、本発明によれば、ガス燃焼器２の燃焼終了後も、排気ダクト３内の燃焼排ガスから所定の不完全燃焼ガスが検出されている間は排気ファン４が動作されるので、ガス燃焼器２の燃焼終了後に排気ダクト３内に残留する不完全燃焼ガスを含む燃焼排ガスを確実に外気に排出することができ、そのため、不完全燃焼事故の発生を未然に防ぐことができる。

なお、上述した実施形態では、ガス燃焼器２の燃焼排ガスは、排気ファン４の動作によって排気ダクト３に沿ってそのまま外気に排出されるが、本発明はこれに限ったものではない。たとえば、排気ダクト３において、排気口２７に接続された端部とガスセンサ８との間（即ち、排気ダクト３内のガスセンサ８よりガス燃焼器２に近い箇所）に、排気ダクト３の軸方向に沿う軸流ファン３１（図３）や、排気ダクト３の向かい合う壁部から交互に突出した複数の流動障壁３２（図４）などの燃焼排ガスを均一に攪拌する攪拌手段を設けても良い。このような攪拌手段を設けることにより、排気ダクト３に設置されたガスセンサ８の手前で燃焼排ガスが攪拌されるので、ガスセンサ８に均一に攪拌された燃焼排ガスを供給することができ、そのため、燃焼排ガスに含まれる不完全燃焼排ガスを正確に検出できる。また、排気ファン４を、排気口２７に接続された端部とガスセンサ８との間に設けて、燃焼排ガスを排出するとともに攪拌手段として機能させても良い。

また、上述した実施形態では、燃焼排ガスに所定の不完全燃焼ガスが含まれることを検出して、排気ファン４による燃焼排ガスの排出を制御するものであり、例えば、ガス燃焼器２の老朽化などにより不完全燃焼ガスの排出が増大して危険が増した場合に、このような危険を検知できるものではなかった。

ガス燃焼器は、一般的に老朽化の度合いに応じて不完全燃焼ガスの発生が多くなる。つまり、経年変化で老朽化が進むにつれて、ガスを燃焼させた時間に対する不完全燃焼ガスが発生していた時間の割合が多くなる。

そこで、例えば、図５に示すように、排気制御部５においてガスセンサ８が所定の不完全燃焼ガスを検出している時間（以下、「検出時間」という）を計測し、給湯制御部２６においてガス燃焼器２がガスを燃焼している時間（以下、「燃焼時間」という）を計測し、そして、これら検出時間及び燃焼時間の割合を算出して予め定められた基準値と比較し、この算出した割合が基準値を超えていたとき、室内７にガス燃焼器２の異常を示す警報を出力し、又は、遠隔地にある集中監視センタにガス燃焼器２に異常を示す通報を行う（即ち、ガス燃焼器２の異常を通知する）燃焼監視部９を設ける。燃焼監視部９は、例えばマイクロコンピュータなどから構成されている。なお、排気制御部５が請求項中の検出時間計測手段に相当し、給湯制御部２６が請求項中の燃焼時間計測手段に相当し、燃焼監視部９が請求項中の異常通知手段に相当する。

このようにすることで、所定の不完全燃焼ガスの発生時間（検出時間）及びガス燃焼器２の燃焼時間の割合によってガス燃焼器２の異常を判定してその異常を通知（警報）するので、異常が発生したガス燃焼器の使用を防ぐことができ、不完全燃焼事故の発生を未然に防ぐことができる。また、この異常の発生を、例えば、網制御装置、電話回線などを介して、集中監視センタに通報し、この通報に基づいて点検員に訪問点検の指示を出すこともできる。

また、上述した実施形態では、箱型の燃焼室内でガスバーナを燃焼させたガス燃焼器の一例として説明していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えばコンロのようにガスバーナが露出されているガス燃焼器であってもよい。この場合、室内７が燃焼室に相当し、排気ダクト３は室内と外気とを連通するように設けられている。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の排気システムの一実施形態を示す概略図である。図１に示す排気システムを構成する排気制御部の処理手順を示すフローチャートである。図１に示す排気システムの排気ダクトに軸流ファンを設けた場合を示す概略図である。図１に示す排気システムの排気ダクトに流動障壁を設けた場合を示す概略図である。本発明の排気システムの他の実施形態を示す概略図である。

符号の説明

１排気システム
２ガス燃焼器
３排気ダクト
４排気ファン
５排気制御部（ファン制御手段、検出時間計測手段）
８ガスセンサ（ガス検出手段）
９燃焼監視部（異常通知手段）
２６給湯制御部（燃焼時間計測手段）
３１軸流ファン（攪拌手段）
３２流動障壁（攪拌手段）

Claims

燃焼室内でガスを燃焼するガス燃焼器と、前記燃焼室と外気とを連通する排気ダクトと、前記排気ダクト内に設けられ且つ前記排気ダクトを通じて前記ガス燃焼器の燃焼排ガスを前記外気に排出するように動作する排気ファンと、を備えた排気システムにおいて、
前記排気ダクト内に設けられ且つ前記排気ダクト内の前記燃焼排ガスに含まれる所定の不完全燃焼ガスを検出するガス検出手段と、
前記ガス燃焼器の燃焼開始から前記ガス燃焼器の燃焼終了後に前記ガス検出手段によって前記所定の不完全燃焼ガスが検出されなくなるまでの間、前記排気ファンを動作させるファン制御手段と、
前記ガス検出手段によって前記所定の不完全燃焼ガスが検出されていた時間を計測する検出時間計測手段と、
前記ガス燃焼器によって前記ガスが燃焼されていた時間を計測する燃焼時間計測手段と、
前記検出時間計測手段によって計測された前記所定の不完全燃焼ガスが検出されていた時間、及び、前記燃焼時間計測手段によって計測された前記ガスが燃焼されていた時間、の割合を算出し、該割合が所定の基準値を超えたとき、前記ガス燃焼器の異常を通知する異常通知手段と、
を備えていることを特徴とする排気システム。
前記排気ダクト内の前記ガス検出手段より前記ガス燃焼器に近い箇所に設けられ且つ前記排気ダクト内の前記燃焼排ガスを攪拌する攪拌手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。