JP3744618B2

JP3744618B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP3744618B2
Application number: JP25416096A
Authority: JP
Inventors: 直行竹下
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2016-09-26
Also published as: JPH10103659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯機や風呂釜等の燃焼装置に関し、さらに詳しくは、所定濃度以上の一酸化炭素ガス濃度を検出する一酸化炭素ガスセンサー（以下ＣＯセンサーという）を搭載したＦＦ式（強制給排気式）給湯機における安全検知手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、給湯機のような燃焼装置には、安全対策のための様々な安全装置が取り付けられている。当該安全装置には、例えば、バーナーの炎が消えたり、リフトした場合にフレームロッドにより瞬時に燃焼を停止する立ち消え安全装置、万一空だき状態になった場合や熱交換器がフィン詰まり状態になった場合等に、温度ヒューズによりガス電磁弁を閉じガスを遮断する過熱防止装置、熱交換器内の圧力が異常に上昇した場合にブローバルブを作動させ圧力を逃がす過圧逃がし装置等があり、また不完全燃焼により排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）濃度が設定値以上に達したことがＣＯセンサーにより検知された場合も、燃焼が停止されるなどの制御が行われる。
【０００３】
また、ＦＦ式給湯機といわれる給湯機には、不完全燃焼を起こさないようそのときの燃焼に応じた最適な風量を供給するように制御される燃焼ファンが給気通路又は排気通路に設けられている。さらに、上記のＣＯセンサーと組み合わせることにより、燃焼中に発生するＣＯ値を最小にするように燃焼ファンの回転を制御することできる。これにより、効率的な給排気が可能になり、不完全燃焼を最小限に抑えることができる。
【０００４】
このような燃焼により発生する排気ガスは、燃焼室から排気通路を通ってすべて室外に排出される。ところが、腐食や部品の破損や接続部のシール不良やはずれなどのような何らかの原因により、燃焼室の下流側の、例えば、器具内の排気通路に穴があいてしまった場合、排気ガスの一部は室外に排出される前に、当該排気通路の穴から燃焼装置内に漏れてしまう。燃焼装置内に漏れた排気ガスは、特に、燃焼装置が室内に設置されている場合、漏れた排気ガスがさらに室内に漏れてしまうので非常に危険である。
【０００５】
このような危険を未然に防ぐために、従来は、燃焼装置内に設置された温度ヒューズが使用されてきた。排気ガスは高温であるため、それが燃焼装置内に漏れたときは、燃焼室内の温度上昇を検知し、温度が所定温度以上に達すると燃焼を停止するなどの安全対策が講じられていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記温度ヒューズは、通常、燃焼室付近に設けられており、例えば排気通路付近の温度検知には適していない。また、燃焼室付近においても、穴の位置と温度ヒューズの位置との距離によって、その検知能力にばらつきが生じる可能性がある。
【０００７】
そこで、燃焼装置内に穴があいたことを正確に検知するための検知手段が必要であり、本発明の目的は当該手段を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は、バーナーと、該バーナーへの給気及び排気を行う燃焼ファンと、給気通路と、排気通路と、該排気通路に設けられた排気ガス中のＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出部とを備えた燃焼装置において、
前記給気通路に前記燃焼装置内の空気を吸引する穴を有する燃焼装置を提供することにより達成される。
【０００９】
即ち、給気通路は、一般的に、燃焼ファンの回転により室外からの空気のみを吸引しているが、燃焼室内の給気通路に穴をあけると、給気通路は前記室外の空気と共に燃焼室内の空気も吸引する。ここで、何らかの原因により燃焼室や排気通路内に穴があき、そこから排気ガスが燃焼装置内に漏れた場合、吸引される前記燃焼室内の空気には前記排気ガスが含まれる。
【００１０】
前記排気ガスを含んだ燃焼装置内の空気は、酸素濃度の低い排気ガスを含んでいるため前記室外の空気に比べ酸素濃度が低い。酸素濃度の低い空気により燃焼が行われると、ガスは不完全燃焼を起こし、ＣＯガスが発生する。
【００１１】
排気通路内には、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサーが設置されており、検知されたＣＯガスの濃度により、上述のように、燃焼ファンの回転を制御し、また、所定以上の濃度に達すると、燃焼が停止されるような制御が行われる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲がこの実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
図１は、本実施の形態にかかる給湯機１の構成を示す図である。図示されない給湯栓をひらくと、水は水量センサー１０を通り給湯熱交換器１６とバイパス通路１４に分岐される。給湯熱交換器１６で加熱された湯とバイパス通路１４を経た水は混合されて設定温度になり給湯栓に流れる。
【００１４】
まず、水量が一定以上に達すると水量センサー１０が流量を感知する。そして、給気通路５０から空気を吸引し、燃焼後の排気ガスを排気通路５２から排出する燃焼ファン２４が回転し、プリパージが開始する。本実施の形態では、燃焼ファン２４は排気通路５２内に設置されているが、これは、排気ガスを排気通路に均一に分散させ、後述するＣＯセンサーを正確に作動させるためである。
【００１５】
続いて、点火プラグ１８が着火すると同時に元ガス電磁弁２８、ガス電磁弁３０が開き、ガス比例弁３２を通してガスが流れる。
【００１６】
次に、バーナー２２に点火されると、フレームロッド２０が炎を検知して燃焼が始まる。所定時間内に点火しない場合には、安全回路が作動し、元ガス電磁弁２８、ガス電磁弁３０を遮断し、放電も停止する。給湯使用中に出湯量、水量、水圧変化等により出湯温度が変化した場合には、入水サーミスタ３４、出湯サーミスタ３６、水量センサー１０が感知し、設定温度差を出湯温度、入水温度、水量で演算して、フィードバック制御等によりガス比例弁３２、水量制御弁３８を制御し、設定温度を保持する。
【００１７】
燃焼ファン２４には、ファンの回転数を検知するホールＩＣ２６が取り付けられており、燃焼ファン２４の回転はガスの供給量に応じて完全燃焼を生じさせるように最適な風量をバーナー２２に送り込むように制御されている。
【００１８】
また、排気通路内にはＣＯセンサー４０が設置されている。ＣＯセンサー４０は、一般的に、ＣＯガスと化学反応を起こす特定の触媒を周りに有する白金抵抗からなっており、触媒がＣＯガスと化学反応を引き起こすことにより、触媒の温度が上昇し、その温度変化に対応して変化する白金抵抗の抵抗値を比較素子と比較し、ＣＯ濃度に換算するものである。
【００１９】
ＣＯセンサー４０によりＣＯガス濃度が許容値以上検知されると、まず、燃焼ファン２４の回転数が増し、燃焼室内に送り込む風量を多くすることにより、完全燃焼が行われるように燃焼ファンの回転数が制御される。しかし、風量を増したにもかかわらず、ＣＯガス濃度が減少せず、所定濃度以上に達する場合は、燃焼が停止される。
【００２０】
本発明は、前記ＣＯセンサーを使用して燃焼室以後の器具内排気通路に穴があいたことを検知するものである。そのために、本実施の形態では、給気通路５０に適当な大きさの穴６０があけられる。穴は複数であってもよく、穴を複数あけることにより、排気通路中のどの位置に穴があいても漏れた排気ガスを給気することが可能となるが、耐久性を考えて特定位置に重点的にあけられることが好ましい。給気通路５０に穴６０があけられると、燃焼ファン２４の回転により、燃焼ファンの上流側にある給気通路５０は負圧であるため、給気通路５０は外部から空気を吸引することに加えて、あけられた穴６０からも燃焼装置１内の空気を吸引するようになる。
【００２１】
排気通路５２に穴があいていなければ、排気ガスは漏れないので、給気通路５０にあけられた穴から吸引される燃焼室内の空気は室外から吸引される空気と同じ成分の空気である。よって、室外の空気のみを吸引して給気する場合と同じ燃焼が行われる。しかし、例えば図中の穴６２のように排気通路５２に穴があいていると、そこから排気ガスが漏れ、その排気ガスは給気通路５０の穴から吸引されることになる。排気ガスは酸素濃度が通常の空気より低いので、給気通路５０にあけられた穴から排気ガスが吸引されると、外部からの空気のみが吸引される場合に比べて給気される空気の酸素濃度が低下する。
【００２２】
酸素濃度の低い空気により燃焼が行われると、不完全燃焼が引き起こされ、ＣＯガス濃度が増加する。増加したＣＯガスは排気通路に設けられたＣＯセンサーにより検知される。ＣＯガスがＣＯセンサーにより検知されると、上述したように、風量を増すために燃焼ファンの回転が増大するが、それでもＣＯガス濃度が減少しないこととなり、ＣＯ発生総量の少ないうちに、早期に燃焼が停止されることとなる。
【００２３】
図２は、本発明の別の実施の形態にかかる燃焼装置の構成を示す図である。本実施の形態においては、燃焼ファン２４は燃焼室４２より給気通路５０側に設置されている。この場合も上述同様に、燃焼ファン２４の位置より上流側の給気通路の一部に穴をあけることにより、燃焼室内の空気を吸引することができ、排気ガスが燃焼室内に漏れている場合は、それを吸引することにより、不完全燃焼を引き起こし、ＣＯセンサーを作動させることができる。
【００２４】
なお、本願発明の燃焼装置は、燃焼停止後排気ガスが必要十分に排気されるように燃焼ファン２４を制御する。これにより、給気通路５０に設けた穴より排気ガスが器具内に排出されることはない。
【００２５】
【発明の効果】
上述した通り、本発明は、給気通路に穴をあけ、排気通路の穴からもれた排気ガスを吸引することにより、不完全燃焼を引き起こし、発生するＣＯガスをＣＯセンサーで検出することによって、燃焼装置内に穴があいたことを検知する手段である。当該手段によれば、燃焼室内に漏れた排気ガスを給気通路内の負圧により吸引することで、穴のあいた場所が燃焼装置内のどの部分であるかを問わない。よって、燃焼装置内に穴があいたことを正確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる燃焼装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の別の実施の形態にかかる燃焼装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１燃焼装置
１２水量センサー
１４バイパス通路
１６給湯熱交換器
１８点火プラグ
２０フレームロッド
２２バーナー
２４燃焼ファン
２６ホールＩＣ
２８元ガス電磁弁
３０ガス電磁弁
３２ガス比例弁
３４入水サーミスタ
３６出湯サーミスタ
３８水量制御弁
４０ＣＯセンサー
４２燃焼室
５０給気通路
５２排気通路
６０穴
６２穴

Claims

燃焼室と、該燃焼室への給気及び該燃焼室からの排気を行う燃焼ファンとが装置内に設けられ、前記燃焼室と室外との間に設けられる給気通路と、前記燃焼室と室外との間に設けられる排気通路とを有し、室内に設置される燃焼装置において、
該排気通路に設けられ、排気ガス中のＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出部を有し、
さらに、前記燃焼装置内の給気通路に前記燃焼装置内の空気を吸引する穴を有することを特徴とする燃焼装置。