JPH10259912A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給湯器、暖房器等の燃焼装置が燃焼している
状態で、給気側に設けられたフィルタが目詰まりしたと
きに、使用者の勘に頼ることなく、これを自動的に検出
してフィルタの清掃報知および新鮮な空気の供給を行い
装置の安全運転を図る。 【解決手段】 給湯器の燃焼室の排気側に一酸化炭素ガ
スの濃度を検出するＣＯセンサ４を設け、ＣＯセンサ４
の検出信号によってフィルタ５が目詰まりしたと判断さ
れたときに、清掃報知手段１１によってフィルタ５の清
掃を促し、また、ファン７の回転速度を上げて、新鮮な
空気を供給する。さらに、フィルタ５の目詰まりが進行
してファン７の回転速度を上げた後、ＣＯセンサ４が、
危険濃度の一酸化炭素ガスの濃度を検出したときに、ガ
ス弁１６を遮断して燃焼を停止する安全手段１８を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば屋内設置型
暖房器や給湯器の燃焼装置にかかわり、特にフィルタの
目詰まり検出手段の検出信号に基づいて燃焼運転の安全
を図る燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は一般的なガス燃焼式給湯器の模式
図を示したもので、この種の給湯器１はガスバーナ６を
含む燃焼室８と、この燃焼室８の給気側に塵を取り除く
ために設けた固定式フィルタ５と、この燃焼室８の給排
気を行う燃焼ファン７と、熱交換器９と、燃焼運転を制
御する制御装置２とを有している。この制御装置２は給
水、燃焼、給湯等の動作を制御し、台所や浴室あるいは
洗面台等所望の場所に湯水を供給制御する。

【０００３】屋内設置型のこの種のガス燃焼式の給湯器
１では長期間運転を行うと、給気側に設けられたフィル
タ５は綿ぼこり等の塵が堆積して目詰まりを起こし、燃
焼室８への空気流入量が不足して不完全燃焼となり排気
中の一酸化炭素が異常増加し、これが室内に漏れる等し
て一酸化炭素事故の恐れもあって問題となる。そこで、
従来ではフィルタ５の目詰まりを避けるために使用者が
勘に頼ってフィルタ５の清掃を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、使用者
の勘に頼ってフィルタ５の清掃を行うと、フィルタ５の
目詰まり状態の検出が不正確であったり、フィルタ５の
清掃時期も正確につかむことができないので、目詰まり
過多の状態になったときに燃焼室８への空気流入量が不
足して不完全燃焼の危険があった。

【０００５】特に、フィルタ５の目詰まりがひどくなる
と、フィルタ５に詰まった綿ぼこり等の比較的大きい塵
が燃焼ファン７の吸引力によって燃焼室８に導かれ、そ
こで燃焼して排気通路等に煤となって付着し、排気通路
を狭めて燃焼状態がますます悪化するという問題が生じ
る。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、給湯器等の燃焼装置
を長期間連続運転したときにおいても、使用者の勘に頼
ることがなく確実にフィルタの目詰まり状態を検出で
き、この目詰まり検出信号を利用して安全な燃焼運転を
行うことができる燃焼装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、第
１の発明は、ファンの給気側にフィルタが設けられ、燃
焼室の排気側には一酸化炭素ガスの濃度を検出するＣＯ
センサが設けられている燃焼装置において、ＣＯ濃度に
よりフィルタの目詰まりを判断する第１の設定基準値と
燃焼の危険状態をフィルタの目詰まり判断よりも高いＣ
Ｏ濃度で判断する第２の設定基準値とが与えられＣＯセ
ンサが前記第１の設定基準値以上の一酸化炭素ガスの濃
度を検出したときに第１の動作信号を出力しＣＯセンサ
が前記第２の設定基準値以上の一酸化炭素ガスの濃度を
検出したときに第２の動作信号を出力する動作信号出力
部と、この動作信号出力部の第１の動作信号を受けてフ
ィルタの目詰まりを報知する報知手段と、前記動作信号
出力部の第１の動作信号に基づいてファンの回転速度を
上げるファン制御部と、このファン制御部によりファン
回転速度を上げる制御がされている時に前記動作信号出
力部の第２の動作信号を受けたときにはガス弁を遮断し
燃焼の停止を行う安全手段とを有することを特徴として
構成されている。

【０００８】また、第２の発明は、ファンの給気側にフ
ィルタが設けられ、燃焼室の排気側には排気ガス中の酸
素濃度を検出するＯ₂センサが設けられている燃焼装置
において、酸素濃度によりフィルタの目詰まりを判断す
る第１の設定基準値と燃焼の危険状態をフィルタの目詰
まり判断よりも低い酸素濃度で判断する第２の設定基準
値とが与えられＯ₂センサが第１の設定基準値以下の酸
素濃度を検出したときに第１の動作信号を出力しＯ₂セ
ンサが前記第２の設定基準以下の酸素濃度を検出したと
きに第２の動作信号を出力する動作信号出力部と、この
動作信号出力部の第１の動作信号を受けてフィルタの目
詰まりを報知する報知手段と、前記動作信号出力部の第
１の動作信号に基づいてファンの回転速度を上げるファ
ン制御部と、このファン制御部によりファン回転速度を
上げる制御がされている時に前記動作信号出力部の第２
の動作信号を受けたときにはガス弁を遮断し燃焼の停止
を行う安全手段とを有することを特徴として構成されて
いる。

【０００９】燃焼装置が燃焼している状態でＣＯセンサ
がフィルタの目詰まりを判断する第１の設定基準値以上
の一酸化炭素ガスの濃度を検出したときに、動作信号出
力部はフィルタの清掃報知手段に動作信号を加えてフィ
ルタの清掃を促し、同時にその信号をファン制御部に加
えてファンの回転数を上げる。ファンの回転速度を上げ
た後、ＣＯセンサの一酸化炭素ガスの検出濃度が第２の
設定基準値に達したときにはガス弁を遮断して燃焼を停
止する。

【００１０】また、上記検出センサとしてＣＯセンサの
替わりにＯ₂センサを用いた発明にあっては、Ｏ₂センサ
が第１の設定基準値以下の酸素濃度を検出したときに動
作信号出力部はフィルタの清掃報知手段、ファン制御部
に動作信号を加えてフィルタの清掃を促し、同時にファ
ンの回転数を上げる。その後、Ｏ₂センサの酸素の検出
濃度が第２の設定基準値以下に達したときはガス弁を遮
断して燃焼を停止する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一の部分には同一符号を付し、その詳細
な重複説明は省略する。

【００１２】図１に本発明の一実施形態例の給湯器の模
式図が示されている。本実施形態例の給湯器１は給気口
側に取り外し可能に設けられたフィルタ５とフィルタの
目詰まりを報知する報知手段としての清掃報知用ランプ
１１と、ＣＯセンサ４と、ＣＯセンサ制御部３と、ガス
バーナ６に通じるガスの流通経路に設けられている電磁
弁等からなるガス弁１６（図３に図示）と、燃焼運転を
制御する制御装置２とを有している。図２は取り外し可
能なフィルタ部の拡大図で、例えば給湯器１のケース外
側にフィルタ挿入溝１３を設け、この溝１３にフィルタ
５を挿入して着脱自在方式としたものである。

【００１３】図３に本発明の一実施形態例の燃焼装置を
構成する制御装置の要部構成のブロック図が示されてい
る。本実施形態例の制御装置２は動作信号出力部１０
と、タイマ１９と、清掃報知手段１１と、ファン制御部
１７と、燃焼停止安全手段１８とを内蔵している。ＣＯ
センサ４は燃焼ガス中の一酸化炭素ガスの濃度を検出
し、その検出信号（例えば電圧信号）をＣＯセンサ制御
部３に送り続ける。ＣＯセンサ制御部３はＣＯセンサ４
を通電によりその動作状態を制御する一方において、一
酸化炭素ガス濃度（ＣＯ濃度）の検出信号を動作信号出
力部１０に送る。

【００１４】動作信号出力部１０にはフィルタ５の目詰
まりをＣＯ濃度で判断するための第１の設定基準値と、
この第１の設定基準値よりはＣＯ濃度の高い燃焼の危険
状態を判断する第２の設定基準値とが与えられており、
ＣＯセンサ４からの信号が第１の設定基準を越えたと
き、つまり、ＣＯセンサ４が第１の設定基準値以上の一
酸化炭素ガスの濃度を検出したときに、フィルタ５の目
詰まり状態と判断し、清掃報知手段１１に第１の動作信
号を出力する。この清掃報知手段１１はランプからな
り、外から見やすい給湯器１の適宜の位置に設けられて
いる。この清掃報知手段１１は前記動作信号を受けて、
例えば点灯又は点滅をしてフィルタ５の清掃を促す。

【００１５】また、ＣＯセンサ４が第１の設定基準値以
上の一酸化炭素ガスの濃度を検出したフィルタ５の目詰
まり状態のときに動作信号出力部１０はファン制御部１
７に第１の動作信号を出力し、燃焼ファン７の回転を上
げて、燃焼室８内に新鮮な空気を供給するようにする。

【００１６】さらに、動作信号出力部１０は前記ファン
制御部１７に動作信号を加えるときにタイマ１９に所定
時間のタイマ動作を指令し、タイマ１９からタイムアッ
プ信号を受けたときに、ＣＯセンサ４の一酸化炭素ガス
の検出濃度が前記第１の設定基準値以下に下がらず、Ｃ
Ｏ濃度が第２の設定基準値に達したときには燃焼停止安
全手段１８に第２の動作信号を加える。燃焼停止安全手
段１８はこの第２の動作信号を受けてガス弁１６を遮断
し、ガスバーナ６の燃焼を停止する。

【００１７】図６は一酸化炭素ガスの濃度に対応するＣ
Ｏセンサ４の出力電圧と設定基準値との関係を示したも
ので、例えばＣＯセンサ４の出力電圧Ｖ1 のとき、一酸
化炭素ガスの濃度を第１の設定基準値である第一の危険
濃度、出力電圧Ｖ2 のときを第２の設定基準値である第
２の危険濃度（限界濃度）と設定し、そのデータを動作
信号出力部１０に内蔵するメモリに記憶しておく。動作
信号出力部１０はＣＯセンサ４が出力電圧Ｖ1 を検出し
たときに清掃報知手段１１と、ファン制御部１７へ第１
の動作信号を加え、それぞれの動作を指令し、またＣＯ
センサ４の出力電圧がＶ2 のときには動作信号出力部１
０は燃焼停止安全手段１８に第２の動作信号を加えるよ
うにしている。

【００１８】次に図５のフローチャートに基づき本実施
形態例の制御動作の一例を説明する。ステップ１０１で
燃焼装置電源がオンされ、ステップ１０２でフレームロ
ッド電極（図示せず）がオンされて、ステップ１０３で
フレームロッド電極の炎検知信号で燃焼中が確認される
と、ステップ１０４でセンサ制御部３の電源がオンされ
てＣＯセンサ４に通電が開始され同センサ４は動作状態
となる。ステップ１０５でＣＯセンサの出力（出力電
圧）が図６に示す第１の設定基準値Ｖ1 を越えたとき、
すなわちＣＯセンサ４が第１の設定基準値以上の一酸化
炭素ガスの濃度を検出したときに動作信号出力部１０は
フィルタ５が目詰まり状態にあるものと判断し、第１の
動作信号をファン制御部１７に加え、ステップ１０６で
ファン７の回転速度を上げて燃焼室８内に新鮮な空気を
供給する。同時にステップ１０７で動作信号出力部１０
は第１の動作信号をフィルタ５の清掃報知手段１１に加
え、例えばＬＥＤランプの点灯または点滅によってフィ
ルタ５の清掃を促す。

【００１９】さらに動作信号出力部１０は前記ファン制
御部１７に第１の動作信号を加えるときにタイマ１９に
所定時間のタイム動作を指令し、ステップ１０８でタイ
マ１９からタイムアップ信号を受けたときに、ステップ
１０９でフィルタ５の清掃報知ランプ１１をオフする。

【００２０】また、動作信号出力部１０は次に、ステッ
プ１１０で、ＣＯセンサ４がファン７の回転を上昇させ
て新鮮な空気を送り込むにもかかわらず、フィルタの目
詰まりにより第１の設定基準値以上の一酸化炭素ガスの
濃度を検出し続け、さらにステップ１１１でＣＯセンサ
４が第２の設定基準値以上の一酸化炭素ガスの危険濃度
を検出したときには、動作信号出力部１０はステップ１
１２で燃焼停止安全手段１８に第２の動作信号を加え
る。燃焼停止安全手段１８はこの第２の動作信号を受け
てガス弁１６を遮断してガスバーナ６の燃焼を停止す
る。次いでステップ１１３でＣＯセンサ制御部３の電源
をオフし、ステップ１１４で燃焼装置の電源がオフされ
ているか否かを判断し、オフされていないときには前記
ステップ１０２以降の動作を繰り返す。

【００２１】本実施形態例によれば給気側のフィルタ５
が綿ぼこり等の塵の堆積によって目詰まりを起こしたと
きに、使用者の勘に頼ることなく清掃報知手段１１が正
確に目詰まり状態を報知してフィルタ５の清掃を促し、
同時にファンの回転速度を上げて燃焼室８内に新鮮な清
浄空気を供給し、さらに安全手段１８を設けているの
で、燃焼装置の正常運転を常時確保することができる。

【００２２】図４に本発明の実施形態例２の燃焼装置を
構成する制御装置の要部構成のブロック図が示されてい
る。本実施形態例２の給湯器１は実施形態例１のＣＯセ
ンサ４に替わり、燃焼ガス中の酸素濃度を検出するＯ₂
センサ１４を燃焼室８の排気側に設けるとともに、この
Ｏ₂センサ１４の動作状態を制御するＯ₂センサ制御部１
５を設けている。その他の制御機構および制御手段等は
実施形態例１とほぼ同一であり、同一部分の詳細な重複
説明は省略する。Ｏ₂センサ１４は燃焼ガス中の酸素濃
度を検出し、その検出信号をＯ₂センサ制御部１５に送
り続ける。Ｏ₂センサ制御部１５はＯ₂センサ１４の動作
状態を制御し、酸素濃度の検出信号を動作信号出力部１
０に送る。

【００２３】この動作信号出力部１０にはフィルタ５の
目詰まりを酸素濃度で判断する第１の設定基準値と、燃
焼の危険状態を前記フィルタの目詰まり判断の酸素濃度
よりも低い酸素濃度で判断する第２の設定基準値とが与
えられている。

【００２４】動作信号出力部１０はその検出信号を受け
て、その検出信号がフィルタ５の目詰まりを判断する第
１の設定基準値以下の酸素濃度を検出したときには、実
施形態例１の制御動作と同様に、フィルタ５の清掃報知
手段１１と、ファン制御部１７とに第１の動作信号を加
えて、それぞれの動作を指令し、フィルタ５の目詰まり
の清掃を促すとともに、ファンの回転数を上げて燃焼室
８内に新鮮な空気を供給する。また、ファンの回転数を
上げたにも拘わらずＯ₂センサ１４が燃焼の危険状態を
判断する第２の設定基準値以下の酸素濃度を検出したと
きには、動作信号出力部１０はその検出信号を受けて、
燃焼停止安全手段１８に第２の動作信号を加える。燃焼
停止安全手段１８はこの第２の動作信号を受けてガス弁
１６を遮断し、ガスバーナ６の燃焼を停止する。

【００２５】図７は酸素濃度に対応するＯ₂センサ１４
の出力電圧と設定基準値との関係を示したもので、例え
ばＯ₂センサ１４の出力電圧Ｖ3 のときをフィルタ５の
目詰まりを判断する第１の設定基準値の酸素濃度である
第１の危険濃度、出力電圧Ｖ4 のときを第２の設定基準
値の酸素濃度である第２の危険濃度（限界濃度）と設定
し、そのデータを動作信号出力部１０に内蔵するメモリ
に記憶しておく。動作信号出力部１０はＯ₂センサ１４
が出力電圧Ｖ3 を検出したときに清掃報知手段１１と、
ファン制御部１７へ第１の動作信号を加え、それぞれの
動作を指令し、またＯ₂センサ１４の出力電圧がＶ4 の
ときには動作信号出力部１０は燃焼停止安全手段１８に
第２の動作信号を加えるようにしている。

【００２６】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上
記実施形態例ではフィルタの清掃報知手段としてＬＥＤ
によるランプ１１の点灯、あるいは点滅方式を述べた
が、例えばブザーで報知する方式でもよい。さらに液晶
等での文字表示等の報知手段の方式でもよい。また、こ
れらの報知表示をリモコンの表示部に表示させてもよ
い。また、ランプの点灯方式とブザー、文字表示等の併
用方式でもよい。

【００２７】また、本発明の実施形態例では検出センサ
としてＣＯセンサとＯ₂センサを別々に用いて説明した
が、これを併用してもよい。

【００２８】また、上記各実施形態例では燃焼装置をガ
ス燃焼式の給湯器を例にして説明したが、本発明は石油
燃焼式の燃焼装置にも適用されるものである。

【００２９】

【発明の効果】本発明は燃焼装置の排気側に一酸化炭素
ガスの濃度を検出するＣＯセンサ又は酸素濃度を検出す
るＯ₂センサを設けているので、これらのセンサの検出
信号に基づき使用者の勘に頼ることなく、自動的にフィ
ルタの目詰まりを検出して清掃を促すようにできるの
で、燃焼の安全を図ることができる。

【００３０】また、同時にその検出信号によってファン
の回転数を上げ、給器側から強制的に空気を吸引するよ
うに構成した発明では、フィルタの目詰まりが検出され
たときには自動的に新鮮な空気を燃焼室に供給して正常
な燃焼運転を確保するので非常に安全である。

【００３１】さらに、ファンの回転数を上げた後でも、
例えばフィルタ目詰まりの清掃作業を怠った場合等によ
ってフィルタの目詰まりが進行して第２の危険濃度を示
す第２の設定基準値の濃度を検出したときに、燃焼停止
の安全手段によってガス弁を遮断して、燃焼を停止する
ように構成した発明にあっては、燃焼の停止により危険
状態の燃焼が進行するということがないので、燃焼運転
の安全が確保される。

【００３２】さらに、本発明においてはフィルタの目詰
まりをＣＯ濃度や酸素濃度で判断する第１の設定基準値
と、燃焼の危険状態を同じくＣＯ濃度や酸素濃度で判断
する第２の設定基準値とを別個に与えるようにしている
ので、燃焼運転の安全と、使い勝手を共に改善すること
が可能となる。

【００３３】すなわち、燃焼の危険状態を判断する第２
の設定基準値よりも十分に余裕を持った燃焼の安全側に
第１の設定基準値を与えることができ、これにより、燃
焼状態が第１の設定基準値に達したときには燃焼の危険
状態に至る十分に余裕を持った手前側（安全側）でフィ
ルタの清掃を促し、かつ、ファンの回転をアップして燃
焼改善を早めに行うことが可能となり、しかも、フィル
タの清掃を怠る等してフィルタの目詰まりがさらに進行
して燃焼状態が第２の設定基準値に達したときには直ち
に燃焼が停止されることととなるので燃焼運転の安全性
を格段に高めることができるのである。

【００３４】ところで、燃焼状態が第２の設定基準値に
達したときにフィルタの清掃を促し、かつ、ファンの回
転をアップして燃焼改善を行い、その燃焼改善を行った
にも拘わらず燃焼状態が第２の設定基準値に達したとき
に燃焼停止の安全動作を行うようにすると、ファンの回
転をアップして燃焼改善を行っても、その燃焼改善後の
燃焼状態から第２の設定基準値の燃焼状態に至るまでの
余裕度が小さく、フィルタの清掃を怠ると短い期間の装
置使用のうちにＣＯ濃度や酸素濃度が第２の設定基準値
に達してしまう事態となり、このような事態に達する
と、燃焼運転を行う毎にたびたび燃焼停止が行われると
いう不便が生じる。

【００３５】この点、本発明においては、第２の設定基
準値に対して十分安全側に余裕を持った第１の設定基準
値の燃焼状態に達したときにフィルタの清掃が促され、
かつ、ファン回転アップによる燃焼改善が行われるの
で、たとえフィルタの清掃を怠ったとしても燃焼状態が
第２の設定基準値に達するまでに十分の期間があり、そ
の期間中はフィルタ清掃を促す報知が燃焼運転が行われ
る毎に繰り返し行われるので、使用者もそのことに気づ
き、フィルタの清掃が行われることになるので、燃焼運
転を行う毎に燃焼状態が第２の設定基準値に達してたび
たび燃焼停止が行われるという事態の発生が回避され、
装置の使い勝手がより優れたものとなるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例の給湯器の機械的構造の
模式図である。

【図２】本実施形態例のフィルタ部分の拡大図である。

【図３】本発明の実施形態例１を構成する制御装置の要
部部分のブロック図である。

【図４】本発明の実施形態例２を構成する制御装置の要
部部分のブロック図である。

【図５】本実施形態例のフィルタ清掃報知およびファン
制御の制御動作の一例を示すフローチャートである。

【図６】実施形態例１における一酸化炭素ガスの濃度と
ＣＯセンサの出力との関係データを示す相関図である。

【図７】実施形態例２における酸素濃度とＯ₂センサの
出力との関係データを示す相関図である。

【図８】給湯器の一般的な機械的構造の模式図である。

【符号の説明】

１ 給湯器 ２ 制御装置 ３ ＣＯセンサ制御部 ４ ＣＯセンサ ５ フィルタ ７ 燃焼ファン １０ 動作信号出力部 １１ 清掃報知手段 １４ Ｏ₂センサ １５ Ｏ₂センサ制御部 １７ ファン制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファンの給気側にフィルタが設けられ、
   燃焼室の排気側には一酸化炭素ガスの濃度を検出するＣ
   Ｏセンサが設けられている燃焼装置において、ＣＯ濃度
   によりフィルタの目詰まりを判断する第１の設定基準値
   と燃焼の危険状態をフィルタの目詰まり判断よりも高い
   ＣＯ濃度で判断する第２の設定基準値とが与えられＣＯ
   センサが前記第１の設定基準値以上の一酸化炭素ガスの
   濃度を検出したときに第１の動作信号を出力しＣＯセン
   サが前記第２の設定基準値以上の一酸化炭素ガスの濃度
   を検出したときに第２の動作信号を出力する動作信号出
   力部と、この動作信号出力部の第１の動作信号を受けて
   フィルタの目詰まりを報知する報知手段と、前記動作信
   号出力部の第１の動作信号に基づいてファンの回転速度
   を上げるファン制御部と、このファン制御部によりファ
   ン回転速度を上げる制御がされている時に前記動作信号
   出力部の第２の動作信号を受けたときにはガス弁を遮断
   し燃焼の停止を行う安全手段とを有する燃焼装置。
2. 【請求項２】 ファンの給気側にフィルタが設けられ、
   燃焼室の排気側には排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ
   ₂センサが設けられている燃焼装置において、酸素濃度
   によりフィルタの目詰まりを判断する第１の設定基準値
   と燃焼の危険状態をフィルタの目詰まり判断よりも低い
   酸素濃度で判断する第２の設定基準値とが与えられＯ₂
   センサが第１の設定基準値以下の酸素濃度を検出したと
   きに第１の動作信号を出力しＯ₂センサが前記第２の設
   定基準以下の酸素濃度を検出したときに第２の動作信号
   を出力する動作信号出力部と、この動作信号出力部の第
   １の動作信号を受けてフィルタの目詰まりを報知する報
   知手段と、前記動作信号出力部の第１の動作信号に基づ
   いてファンの回転速度を上げるファン制御部と、このフ
   ァン制御部によりファン回転速度を上げる制御がされて
   いる時に前記動作信号出力部の第２の動作信号を受けた
   ときにはガス弁を遮断し燃焼の停止を行う安全手段とを
   有する燃焼装置。