図面 (/)

技術 燃焼異常検出装置およびこれを用いた燃焼装置

出願人 株式会社ガスター
発明者 須澤健太郎松本祥光梅澤潔勢山雄広和田達也赤松敦
出願日 1999年9月24日 (21年2ヶ月経過) 出願番号 1999-270396
公開日 2001年4月3日 (19年7ヶ月経過) 公開番号 2001-090943
状態 特許登録済
技術分野 燃焼システム
主要キーワード 基準上限値 吸排口 二次判定 ガンタイプバーナー 入水流路 一次判定 屋外設置型 排気筒内
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年4月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

ふろ給湯機などに通常搭載されるCOセンサを用いて冠水の有無を検知することのできる燃焼異常検出装置およびこれを具備した燃焼装置を提供する。

解決手段

異常有無判定手段111は、COセンサ25の検知する一酸化炭素濃度現在値に基づいて燃焼異常の有無を判定し、燃焼原因判定手段112は、排気中の一酸化炭素濃度が時間経過に伴って如何なるパターンで変化したかに基づいて燃焼異常の原因を判定する。具体的には、一酸化炭素濃度が緩やかに上昇している場合には、熱交換器フィン目詰まりなど長い時間をかけて給排気圧損が徐々に増加するものを異常原因とし、短時間で一酸化炭素濃度が上昇しかつその値が数秒の短い周期で大きく変動している場合には燃焼異常の原因を強風と判定し、短時間で一酸化炭素濃度が上昇しかつ変動していないときは冠水と判定する。

概要

背景

浴室内設置型のふろ給湯機は、通常、薄い縦型に構成され、浴槽の直ぐ脇に設置される。浴槽の設置される箇所の床面は、後置き型の浴槽の排水口から流出した水が洗い場の方へ流れないように、通常、浴室内の洗い場床面よりも一段低くなっている。また、この一段低くなった浴槽配置箇所の床面には、外部へ排水するための浴室排水口が設けて在る。

浴槽から多量の湯が排水されたり、シャワーなど洗い場で多量の湯が使われると、浴室排水口の排水能力を上回る水が一段低くなった落とし込み浴槽配置箇所に流れ込むので、次第にその部分に水が溜まる。特に、浴室排水口にゴミが詰まっていると、浴槽配置箇所に水が溜まりやすい。

ところで、浴室内設置型のふろ給湯機では、通常、バーナー部を底面近傍に配置しているので、浴室排水口にゴミが詰まるなどして浴槽配置箇所に多量の水が溜まると、バーナー部が冠水してしまう。そこで、従来のふろ給湯機は、フロートスイッチ等の機械的機構部や水位センサーなどを用いて冠水の有無を検知したり、バイメタルをバーナー部よりもさらに下方に設けて冠水の有無を検知し、冠水があった場合には、燃焼を停止して安全を確保するようになっていた。

一方、不完全燃焼による事故を防止等するために、ふろ給湯機は通常、排気中の一酸化炭素の濃度を検知するCOセンサを搭載している。従来のふろ給湯機では、このCOセンサが現時点で検知している一酸化炭素濃度に基づいて、熱交換器フィン詰まり換気不良などを検知し、燃焼量を下げたり、燃焼用空気供給量を多くするなどして燃焼状態を制御したり、一酸化炭素濃度が上限を越えた場合には、燃焼を停止したり異常表示を行なっていた。

概要

ふろ給湯機などに通常搭載されるCOセンサを用いて冠水の有無を検知することのできる燃焼異常検出装置およびこれを具備した燃焼装置を提供する。

異常有無判定手段111は、COセンサ25の検知する一酸化炭素濃度の現在値に基づいて燃焼異常の有無を判定し、燃焼原因判定手段112は、排気中の一酸化炭素濃度が時間経過に伴って如何なるパターンで変化したかに基づいて燃焼異常の原因を判定する。具体的には、一酸化炭素濃度が緩やかに上昇している場合には、熱交換器のフィン目詰まりなど長い時間をかけて給排気圧損が徐々に増加するものを異常原因とし、短時間で一酸化炭素濃度が上昇しかつその値が数秒の短い周期で大きく変動している場合には燃焼異常の原因を強風と判定し、短時間で一酸化炭素濃度が上昇しかつ変動していないときは冠水と判定する。

目的

本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、ふろ給湯機などに通常搭載されるCOセンサを用いて冠水の有無を検知できる燃焼異常検出装置およびこれを具備した燃焼装置を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

燃焼部での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置において、前記燃焼部から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサと、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段とを備え、前記異常原因判定手段は、前記センサの検知した一酸化炭素濃度が時間の経過に対して如何なるパターンで変化したかを識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因を判定するものであることを特徴とする燃焼異常検出装置。

請求項2

燃焼部での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置において、前記燃焼部から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサと、燃焼異常の有無を判定する異常有無判定手段と、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段とを備え、前記異常有無判定手段は、前記燃焼部の燃焼中に前記センサが検知した一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して前記燃焼部の燃焼状態が異常か否かを判定するものであり、前記異常原因判定手段は、前記センサの検知した一酸化炭素濃度が時間の経過に対して如何なるパターンで変化したかを識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因を判定するものであることを特徴とする燃焼異常検出装置。

請求項3

前記異常原因判定手段は、一酸化炭素濃度の増加率に基づいて燃焼異常の原因を判別するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の燃焼異常検出装置。

請求項4

前記異常原因判定手段は、一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているか否かに基づいて燃焼異常の原因を判別するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の燃焼異常検出装置。

請求項5

前記異常原因判定手段は、一酸化炭素濃度の増加率と、一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているか否かとに基づいて燃焼異常の原因を判別するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の燃焼異常検出装置。

請求項6

前記異常原因判定手段は、一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているとき燃焼異常の原因が強風であると判定することを特徴とする請求項1、2、4または5に記載の燃焼異常検出装置。

請求項7

前記燃焼異常検出装置は、前記燃焼部が器具本体の底部近傍に配置された燃焼装置に取り付けられるものであって、前記異常原因判定手段は、一酸化炭素濃度の増加率が一定以上のとき、燃焼異常の原因が強風と前記燃焼部が水に漬かる冠水のいずれかであると判定することを特徴とする請求項1、2、3、5または6に記載の燃焼異常検出装置。

請求項8

燃焼部での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置であって前記燃焼部が器具本体の底部近傍に配置された燃焼装置に取り付けられるものにおいて、前記燃焼部から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサと、前記燃焼部の燃焼中に前記センサが検知した一酸化炭素濃度の履歴を記憶する履歴記憶手段と、前記燃焼部の燃焼状態に異常があるか否かを判定する異常有無判定手段と、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段とを有し、前記異常有無判定手段は、前記燃焼部の燃焼中に前記センサが検知した一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して前記燃焼部の燃焼状態が異常か否かを判定するものであり、前記異常原因判定手段は、燃焼異常の原因を、前記燃焼部が水に漬かる冠水と強風のうちのいずれかである第1種とこれら以外が原因である第2種とに大別する一次判定手段と、前記第1種の異常原因を冠水と強風とに細別する二次判定手段とを備え、前記一次判定手段は、前記異常有無判定手段によって前記燃焼部の燃焼状態に異常があると判定されたとき、前記履歴記憶手段の記憶内容を参照して前記排気中の一酸化炭素濃度が一定以上の増加率で上昇しているか否かを調べ、一定以上の増加率で上昇していたときは今回の燃焼異常の原因を前記第1種と判定し、一定以上の増加率で上昇していなかったときは今回の燃焼異常の原因を前記第2種と判定するものであり、前記二次判定手段は、前記一次判定手段によって燃焼異常の原因が前記第1種であると判定されたとき、前記センサの検出する一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているか否かを調べ、一定以上の変動幅で変動しているときは今回の燃焼異常の原因を強風と判定し、一定以上の変動幅で変動していないときは今回の燃焼異常の原因を冠水であると判定するものであることを特徴とする燃焼異常検出装置。

請求項9

請求項1、2、3、4、5、6、7または8に記載の燃焼異常検出装置を備えた燃焼装置において、燃焼異常が検出されたとき、その後、所定の解除条件成立するまで前記燃焼部での燃焼を停止させる異常対処手段を有し、前記異常対処手段は、前記異常原因判定手段の判定結果が示す燃焼異常の原因に応じて前記解除条件を変更するものであることを特徴とする燃焼装置。

技術分野

0001

本発明は、燃焼部での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置に関する。

背景技術

0002

浴室内設置型のふろ給湯機は、通常、薄い縦型に構成され、浴槽の直ぐ脇に設置される。浴槽の設置される箇所の床面は、後置き型の浴槽の排水口から流出した水が洗い場の方へ流れないように、通常、浴室内の洗い場床面よりも一段低くなっている。また、この一段低くなった浴槽配置箇所の床面には、外部へ排水するための浴室排水口が設けて在る。

0003

浴槽から多量の湯が排水されたり、シャワーなど洗い場で多量の湯が使われると、浴室排水口の排水能力を上回る水が一段低くなった落とし込み浴槽配置箇所に流れ込むので、次第にその部分に水が溜まる。特に、浴室排水口にゴミが詰まっていると、浴槽配置箇所に水が溜まりやすい。

0004

ところで、浴室内設置型のふろ給湯機では、通常、バーナー部を底面近傍に配置しているので、浴室排水口にゴミが詰まるなどして浴槽配置箇所に多量の水が溜まると、バーナー部が冠水してしまう。そこで、従来のふろ給湯機は、フロートスイッチ等の機械的機構部や水位センサーなどを用いて冠水の有無を検知したり、バイメタルをバーナー部よりもさらに下方に設けて冠水の有無を検知し、冠水があった場合には、燃焼を停止して安全を確保するようになっていた。

0005

一方、不完全燃焼による事故を防止等するために、ふろ給湯機は通常、排気中の一酸化炭素の濃度を検知するCOセンサを搭載している。従来のふろ給湯機では、このCOセンサが現時点で検知している一酸化炭素濃度に基づいて、熱交換器フィン詰まり換気不良などを検知し、燃焼量を下げたり、燃焼用空気供給量を多くするなどして燃焼状態を制御したり、一酸化炭素濃度が上限を越えた場合には、燃焼を停止したり異常表示を行なっていた。

発明が解決しようとする課題

0006

従来のふろ給湯機では、冠水を検知するために、それ専用のセンサ機構部分を設けていたので、その設置スペースが必要な分だけ装置が大型化するとともに、構造が複雑になり、ひいては装置の価格高騰にもつながるという問題があった。

0007

本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、ふろ給湯機などに通常搭載されるCOセンサを用いて冠水の有無を検知できる燃焼異常検出装置およびこれを具備した燃焼装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0008

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
[1]燃焼部(22)での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置において、前記燃焼部(22)から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサ(25)と、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段(112)とを備え、前記異常原因判定手段(112)は、前記センサ(25)の検知した一酸化炭素濃度が時間の経過に対して如何なるパターンで変化したかを識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因を判定するものであることを特徴とする燃焼異常検出装置。

0009

[2]燃焼部(22)での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置において、前記燃焼部(22)から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサ(25)と、燃焼異常の有無を判定する異常有無判定手段(111)と、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段(112)とを備え、前記異常有無判定手段(111)は、前記燃焼部(22)の燃焼中に前記センサ(25)が検知した一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して前記燃焼部(22)の燃焼状態が異常か否かを判定するものであり、前記異常原因判定手段(112)は、前記センサ(25)の検知した一酸化炭素濃度が時間の経過に対して如何なるパターンで変化したかを識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因を判定するものであることを特徴とする燃焼異常検出装置。

0010

[3]前記異常原因判定手段(112)は、一酸化炭素濃度の増加率に基づいて燃焼異常の原因を判別するものであることを特徴とする[1]または[2]に記載の燃焼異常検出装置。

0011

[4]前記異常原因判定手段(112)は、一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているか否かに基づいて燃焼異常の原因を判別するものであることを特徴とする[1]または[2]に記載の燃焼異常検出装置。

0012

[5]前記異常原因判定手段(112)は、一酸化炭素濃度の増加率と、一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているか否かとに基づいて燃焼異常の原因を判別するものであることを特徴とする[1]または[2]に記載の燃焼異常検出装置。

0013

[6]前記異常原因判定手段(112)は、一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているとき燃焼異常の原因が強風であると判定することを特徴とする[1]、[2]、[4]または[5]に記載の燃焼異常検出装置。

0014

[7]前記燃焼異常検出装置は、前記燃焼部(22)が器具本体の底部近傍に配置された燃焼装置に取り付けられるものであって、前記異常原因判定手段(112)は、一酸化炭素濃度の増加率が一定以上のとき、燃焼異常の原因が強風と前記燃焼部(22)が水に漬かる冠水のいずれかであると判定することを特徴とする[1]、[2]、[3]、[5]または[6]に記載の燃焼異常検出装置。

0015

[8]燃焼部(22)での燃焼異常を検出する燃焼異常検出装置であって前記燃焼部(22)が器具本体の底部近傍に配置された燃焼装置に取り付けられるものにおいて、前記燃焼部(22)から出る排気中の一酸化炭素濃度を検出するセンサ(25)と、前記燃焼部(22)の燃焼中に前記センサ(25)が検知した一酸化炭素濃度の履歴を記憶する履歴記憶手段(151)と、前記燃焼部(22)の燃焼状態に異常があるか否かを判定する異常有無判定手段(111)と、燃焼異常の原因を判定する異常原因判定手段(112)とを有し、前記異常有無判定手段(111)は、前記燃焼部(22)の燃焼中に前記センサ(25)が検知した一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して前記燃焼部(22)の燃焼状態が異常か否かを判定するものであり、前記異常原因判定手段(112)は、燃焼異常の原因を、前記燃焼部(22)が水に漬かる冠水と強風のうちのいずれかである第1種とこれら以外が原因である第2種とに大別する一次判定手段(113)と、前記第1種の異常原因を冠水と強風とに細別する二次判定手段(114)とを備え、前記一次判定手段(113)は、前記異常有無判定手段(111)によって前記燃焼部(22)の燃焼状態に異常があると判定されたとき、前記履歴記憶手段(151)の記憶内容を参照して前記排気中の一酸化炭素濃度が一定以上の増加率で上昇しているか否かを調べ、一定以上の増加率で上昇していたときは今回の燃焼異常の原因を前記第1種と判定し、一定以上の増加率で上昇していなかったときは今回の燃焼異常の原因を前記第2種と判定するものであり、前記二次判定手段(114)は、前記一次判定手段(113)によって燃焼異常の原因が前記第1種であると判定されたとき、前記センサ(25)の検出する一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているか否かを調べ、一定以上の変動幅で変動しているときは今回の燃焼異常の原因を強風と判定し、一定以上の変動幅で変動していないときは今回の燃焼異常の原因を冠水であると判定するものであることを特徴とする燃焼異常検出装置。

0016

[9][1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]または[8]に記載の燃焼異常検出装置を備えた燃焼装置において、燃焼異常が検出されたとき、その後、所定の解除条件成立するまで前記燃焼部(22)での燃焼を停止させる異常対処手段(115)を有し、前記異常対処手段(115)は、前記異常原因判定手段(112)の判定結果が示す燃焼異常の原因に応じて前記解除条件を変更するものであることを特徴とする燃焼装置。

0017

前記本発明は次のように作用する。異常原因判定手段(112)は、センサ(25)の検知した排気中の一酸化炭素濃度が、時間の経過に対して如何なるパターンで変化したかを識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因を判定する。すなわち、従来は、COセンサ(25)が検知する現時点の一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して燃焼異常の有無を検知したり、一酸化炭素濃度の現在値空気比フィードバック制御に利用するだけであったが、本発明では、一酸化炭素濃度が時間の経過とともにどのような変化パターンで変化したかに基づいて燃焼異常の原因を判定している。より具体的には、一酸化炭素濃度が、急激に上昇したのが、緩やかに上昇したのか、また一酸化炭素濃度が短い周期で変動を繰り返し脈動しているのか、安定しているのか等を識別し、その識別結果に基づいて燃焼異常の原因を判別する。

0018

たとえば、一酸化炭素濃度が緩やかに上昇している場合には、熱交換器のフィン目詰まり排気筒内汚れなど長い時間をかけて給排気圧損が徐々に増加するものが燃焼異常の原因と考えられる。一方、比較的短時間のうちに一酸化炭素濃度が上昇する場合は、冠水または強風が燃焼異常の原因であると判定できる。さらに、一酸化炭素濃度が短時間で上昇しかつその値が数秒の短い周期で大きな変動幅で変動している場合には、強風が燃焼異常の原因と推定できる。

0019

このように、通常装備されるCOセンサ(25)を用いて一酸化炭素濃度を検出し、その増加率や一酸化炭素濃度の変動幅などから変化パターンを識別し、これに基づいて燃焼異常の原因をフィン詰まり、冠水、強風等に判別するので、燃焼異常の原因ごとに専用のセンサ(25)等を別途設ける必要がなく、装置構成の簡略化を図ることができる。

0020

また異常有無判定手段(111)は、燃焼部(22)の燃焼中にCOセンサ(25)が検知した一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して燃焼部(22)の燃焼状態が異常か否かを判定する。このようにCOセンサ(25)の検出値に基づいて燃焼異常の有無を判定すれば、異常のあるときだけその原因を判定すればよく、処理の効率化を図ることができる。

0021

さらに具体的には、以下のようにして燃焼異常の原因が判定される。履歴記憶手段(151)は、燃焼部(22)の燃焼中にCOセンサ(25)が検知した一酸化炭素濃度の履歴を記憶する。異常有無判定手段(111)は、燃焼部(22)の燃焼中にCOセンサ(25)が検知した一酸化炭素濃度と所定の基準値とを比較して燃焼部(22)の燃焼状態が異常か否かを判定する。

0022

異常原因判定手段(112)は、燃焼異常の原因を、燃焼部(22)が水に漬かる冠水と強風のうちのいずれかである第1種とこれら以外が原因である第2種とに大別する一次判定手段(113)と、前記第1種の異常原因を冠水と強風とに細別する二次判定手段(114)とを備えている。

0023

このうち一次判定手段(113)は、異常有無判定手段(111)によって燃焼部(22)の燃焼状態に異常があると判定されたとき、履歴記憶手段(151)の記憶内容を参照して排気中の一酸化炭素濃度が一定以上の増加率で上昇しているか否かを調べる。そして一定以上の増加率で上昇していたときは今回の燃焼異常の原因を第1種と判定し、一定以上の増加率で上昇していなかったときは第2種と判定する。

0024

一次判定手段(113)によって燃焼異常の原因が前記第1種であると判定されたとき、二次判定手段(114)は、COセンサ(25)の検出する一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているか否かを調べる。二次判定手段(114)は、一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているときは今回の燃焼異常の原因を強風と判定し、一定以上の変動幅で変動していないときは今回の燃焼異常の原因を冠水であると判定する。

0025

また上述の燃焼異常検出装置を備えたふろ給湯機などの燃焼装置では、燃焼異常が検出されたとき、その後、所定の解除条件が成立するまで燃焼部(22)での燃焼を停止させる異常対処手段(115)を設ける。当該異常対処手段(115)は、異常原因判定手段(112)の判定結果が示す燃焼異常の原因に応じて解除条件を変更する。たとえば、強風であれば、通水停止エラー解除し、冠水であれば、一旦、運転スイッチがオフされなければ、エラーを解除しない等である。

発明を実施するための最良の形態

0026

以下、図面に基づき本発明の一実施の形態を説明する。各図は、本発明の一実施の形態を示している。本発明にかかる燃焼異常検出装置111、112、150、25を搭載した燃焼装置としての一水路型ふろ給湯機10は、水栓、シャワーおよび浴槽内に給湯する機能と、浴槽内の湯を追い焚きする機能とを備えたものである。一缶多水路型ふろ給湯機10は、浴室内に設置されるFF強制給排気)型のふろ給湯機であり、図2図3に示すように浴室の洗い場201よりも一段(十数センチ)低くなった浴槽配置箇所202に浴槽203とともに設置される。なお、図3は、一缶多水路型ふろ給湯機10の側板を外した状態であり、一缶多水路型ふろ給湯機10の内部を簡略図示したものである。

0027

浴槽配置箇所202の所定箇所には、浴槽配置箇所202内の水を外部に配置するための浴室排水口204が埋設されている。洗い場201は、浴槽配置箇所の側に向かって僅かに傾斜しており、洗い場側で使用された水や湯は、浴槽配置箇所202に流れ込み、その底面に埋設されている浴室排水口204から外部に排水される。また浴槽203の排水口205から排出された水は、一旦、浴槽配置箇所202に流れ落ちた後、浴室排水口204から外部に排出される。

0028

一缶多水路型ふろ給湯機10の上面に配置されている排気筒接続部11には、浴室外部に通じる排気筒(図3では、図示省略)が接続されており、排気は、浴室の外に排出される。また給気筒接続部12には、浴室外部に通じる給気筒(図3では、図示省略)が接続されており、浴室外部から燃焼に必要な空気を取り入れるようになっている。

0029

一缶多水路型ふろ給湯機10は、図4に示すように、燃焼室21を備えており、当該燃焼室21の下部には、燃焼部としてのバーナー22が、燃焼室21の上部には、バーナー22からの熱を給水等に伝える熱交換器23が配置されている。熱交換器23のさらに上方には、吸出し式の燃焼ファン24が配置されている。また燃焼ファン24の下流側の排気通路の途中には、排気中に含まれる一酸化炭素濃度を検出するCOセンサ25が配置されている。

0030

燃焼ファン24を回転駆動することで、燃焼室21内の空気は排気筒を通じて浴室の外に排出される。これにより燃焼室21の中が負圧になり、給気筒および給気筒接続部12を通じて外気が燃焼室21の最下部にある給気口21aから燃焼室21の内部へ流入するようになっている。給気口21aと浴槽配置箇所202の床面までの距離は、略10cmであり、洗い場201と浴槽配置箇所202との落差よりも若干少なくなっている。

0031

バーナー22の近傍には、図4では図示していないイグナイタ26(図1参照)が設けてある。またバーナー22への燃焼ガスの供給有無、供給先燃焼面切り替え、供給量の調整は、それぞれ元ガス電磁弁27、切替電磁弁28、比例弁29によって行われる。

0032

熱交換器23には、給湯用水管である給湯流路40と、追い焚き用に浴槽内の水を循環させる追い焚き用流路50の双方が通っており、熱交換器23は、バーナー22からの熱をこれら双方の流路40、50に伝えて加熱する機能を備えた、いわゆる一缶二水路型になっている。

0033

給湯流路40は、熱交換器23で受熱する部分である給湯受熱管40aと、給湯受熱管40aの入側に通じる入水流路41と、給湯受熱管40aの出側から延びる出湯流路42とから構成されている。入水流路41と出湯流路42は、熱交換器23の近傍で固定バイパス路43によって接続されている。固定バイパス路43は、入水流路41から流入する給水の一部を出湯流路42に熱交換器23を迂回させて直接流す役割を果たし、バイパス比は一定に固定されている。

0034

入水流路41のうち固定バイパス路43よりも熱交換器23から離れた所定の分岐箇所44と、出湯流路42のうち固定バイパス路43よりも熱交換器23から離れた所定の合流箇所45との間は、その途中にバイパス水量制御弁32を備えたバイパス通路46で接続されている。入水流路41のうち、固定バイパス路43への分岐点とバイパス通路46への分岐箇所44との間には、給湯流路40内での通水の有無や通水量を検知する水量センサ33が設けてある。また出湯流路42のうち固定バイパス路43との合流点とバイパス通路46との合流箇所45との間には、通水量を制御するために開閉する水量制御弁31が取り付けてある。

0035

出湯流路42のうち合流箇所45よりも下流の所定箇所には、給湯の有無を検知するための給湯確認水量センサ34が設けてある。出湯流路42は給湯確認水量センサ34よりもさらに下流で分岐し、出湯栓13やシャワーホースを通じてシャワーヘッド14などに通じている。水量制御弁31およびバイパス水量制御弁32の開度を変えることにより、出湯栓13やシャワーヘッド14からの最大吐出量や、熱交換器23で加熱された水と給水との混合比を調整するようになっている。

0036

入水流路41のうち分岐箇所44よりやや上流(給水元)側には、給水温度を検出するための入水サーミスタ61が、出湯流路42のうち給湯受熱管40aの出側近傍箇所には、当該部分の水温を検知する熱交出口サーミスタ62が配置されている。さらに、合流箇所45よりもわずか下流には、バイパス通路46からの給水が合流した後の水温を検出するための出湯サーミスタ63が取り付けてある。

0037

追い焚き用流路50は、熱交換器23で受熱する部分であるふろ受熱管50aと、浴槽203の側壁に設けた吸排口206とふろ受熱管50aの入側との間を結ぶふろ戻り流路51と、ふろ受熱管50aの出側と吸排口206との間を結ぶふろ往流路52とから構成されている。ふろ戻り流路51の途中には循環ポンプ71と、ふろ戻り流路51内の通水の有無を検知する追い焚き流水スイッチ72が設けてある。また、追い焚き流水スイッチ72の近傍には、浴槽203から流入する湯の温度を検知するための風呂サーミスタ73が取り付けてある。

0038

ふろ戻り流路51のうち循環ポンプ71とふろ受熱管50aの入側との間の所定箇所と、出湯流路42のうち出湯サーミスタ63の配置箇所と給湯確認水量センサ34の間の所定箇所との間は、その途中に注湯電磁弁74を備えた注湯連絡管54で接続されている。注湯連絡管54の途中には、数個逆止弁75のほか、注湯電磁弁74と並列過圧逃し弁76が配置されている。注湯電磁弁74を開くことで、給湯受熱管40aを通じて熱交換器23で加熱された給水を追い焚き用流路50に流し浴槽203へ注湯することが可能になっている。この注湯動作以外では注湯電磁弁74は閉じた状態で保持される。

0039

このほか、一缶多水路型ふろ給湯機10は、器具の動作を統括制御するための電装部品を装備した電装基板100を有している。また器具の動作状態遠隔操作するためのリモコン160が接続されている。

0040

図1は、一缶多水路型ふろ給湯機10の回路構成を示したものである。一缶多水路型ふろ給湯機10の有する電装基板100は、各種制御の中枢的役割を果たすCPU(中央処理装置)110を備えている。CPU110には、データバスアドレスバスなどを介して各種の回路装置が接続されている。

0041

このうち、ROM(リードオンリ・メモリ)120は、CPU110の実行するプログラムや各種の固定的データを記憶する読み出し専用メモリである。RAM(ランダムアクセス・メモリ)130は、プログラムを実行する上で、一時的に必要になるデータを記憶するための作業メモリである。不揮発性RAM150は、器具の電源が断となっても記憶内容が消失しない書き換え可能なメモリである。不揮発性RAM150は、COセンサ25によって検出した排気中の一酸化炭素濃度の変化の履歴を記憶する履歴記憶手段151としての機能を果たす。タイマー部140は、燃焼中の経過時間等を計測する機能を果たすものである。

0042

電装基板100のCPU110には、図示省略した入出力インターフェイス回路ドライバ回路を通じて各種の周辺部品が接続されている。具体的には、各種ガス電磁弁27〜29、イグナイタ26、燃焼ファン24、COセンサ25、水量センサ33、給湯確認水量センサ34、水量制御弁31、バイパス水量制御弁32、追い焚き流水スイッチ72、循環ポンプ71、注湯電磁弁74、追い焚き流水スイッチ72、風呂サーミスタ73、入水サーミスタ61、熱交出口サーミスタ62、出湯サーミスタ63等である。さらにCPU110には、各種の操作を受け付けたり、運転状態等を表示する機能を備えたリモコン160が接続されている。

0043

リモコン160には、器具を運転状態にするか休止状態にするかを切り替える運転スイッチ162や図示省略した湯温の設定スイッチなどを備えた操作部161と、現時点の設定温度保温中か追い焚き中かなどの運転状態を表示する表示部165を備えている。表示部165は、燃焼異常の発生やその内容を表示するエラー表示部166としての機能も備えている。

0044

CPU110は、給湯、注湯、追い焚きなどの各種の動作を制御する図示省略した燃焼制御手段等のほか、燃焼状態の異常の有無を判定する異常有無判定手段111と、燃焼異常の原因を判定する燃焼原因判定手段112と、異常対処手段115としての機能を果たすようになっている。これらの機能はROM120に格納されているプログラムを実行することで実現される。

0045

異常有無判定手段111は、COセンサ25が検知している現時点での排気中の一酸化炭素濃度に基づいて燃焼異常の有無を判定する機能を果たす。燃焼原因判定手段112は、燃焼異常の原因を二種類に大別する一次判定手段113と、一次判定手段113によって大別されたうちの一方をさらに二種類に細別する二次判定手段114の機能を果たす。

0046

一次判定手段113は、燃焼異常の原因を、燃焼室21の下部にある給気口21aが水に漬かる冠水と強風のうちのいずれかが原因である第1種と、これら以外が原因である第2種とに大別する機能を果たす。第2種は熱交換器23のフィンの目詰まりや排気筒内部の汚れなど給排気の圧損が長い時間をかけて徐々に増加したタイプの異常である。

0047

図5は、フィン詰まりが燃焼異常が原因の場合における一酸化炭素濃度の上昇特性を示している。また図6は、冠水が燃焼異常の原因である場合における一酸化炭素濃度の上昇特性を、図7は、強風が燃焼異常の原因である場合における一酸化炭素濃度の変化特性をそれぞれ示している。各グラフ縦軸は、一酸化炭素濃度、横軸は燃焼時間である。

0048

図5に示すように、フィン詰まり等が燃焼異常の原因である場合には、一酸化炭素濃度は比較的緩やかに長い時間をかけて徐々に上昇する。これに対して、冠水や強風の場合には、図6および図7に示すように比較的短時間のうちに一酸化炭素濃度が上昇する。また強風が燃焼異常の原因である場合には、風の強さが変動することに対応して、一酸化炭素濃度も比較的、大きな変動幅で増減を繰り返し脈動する。一方、冠水が燃焼異常の原因の場合には、一酸化炭素濃度は、単調増加し、大きな変動幅で増減変動することはない。

0049

これらに基づき、一次判定手段113は、異常有無判定手段111によって燃焼異常があると判定されたとき、履歴記憶手段151の記憶内容を参照して、排気中の一酸化炭素濃度が一定以上の増加率で上昇しているか否かを調べ、一定以上の増加率で上昇していたときは今回の燃焼異常の原因を第1種(冠水または強風)と判定し、一定以上の増加率で上昇していなかったときは今回の燃焼異常の原因を第2種(フィン詰まり等)と判定するようになっている。

0050

また二次判定手段114は、一次判定手段113により燃焼異常の原因が第1種(冠水または強風)であると判定されたとき、COセンサ25の検出する一酸化炭素濃度を数十秒間にわたって監視し、一酸化炭素濃度が一定以上の変動幅で変動しているか否かを調べる。そして、一定以上の変動幅で変動しているときは今回の燃焼異常の原因を強風と判定し、一定以上の変動幅で変動していないときは今回の燃焼異常の原因を冠水であると判定する機能を有している。

0051

異常対処手段115は、異常有無判定手段111によって燃焼異常が検出されたとき、その後、所定の解除条件が成立するまで給気筒接続部12の燃焼を停止させる機能を有している。また異常対処手段115は、燃焼原因判定手段112の判定結果が示す燃焼異常の原因に応じて先の解除条件を切り替えるようになっている。

0052

たとえば、強風のときは、風が止めば直ぐに燃焼を再開しても問題がないので、使用者が出湯栓を一旦閉じて、水量センサ33、給湯確認水量センサ34がオフになればエラーを解除する。冠水の場合には、浴室の排水口周り掃除するなどの対処が必要なので、器具の運転スイッチが一旦オフされるまで、燃焼停止状態を維持する。したがって、一旦運転スイッチ162をオフにしてから次に運転スイッチ162をオンにすればエラーは解除される。

0053

燃焼異常の原因が第2種であった場合には、目詰まりした熱交換器23のフィンを掃除したり、熱交換器23自体を交換する等の対処が必要になるので、電装基板100に装備している図示省略したリセットスイッチを修理を終えたサービスマン等が押下することでエラーが解除されるようになっている。なお、本実施の形態では、異常有無判定手段111、燃焼原因判定手段112、不揮発性RAM150、COセンサ25が燃焼異常検出装置に相当している。

0054

次に作用を説明する。図8は、燃焼異常の検出動作等の流れを示している。給湯、注湯、追い焚きのいずれかの動作によってバーナー22でガスを燃焼させている間は、COセンサ25によって常時、一酸化炭素濃度を測定する。そして、通常状態では、その測定値を、たとえば1分毎に、履歴記憶手段151に記憶する(ステップS801)。ここでは履歴記憶手段151に燃焼時間のみの累積で現時点から過去4時間分のデータを記憶するようになっている。

0055

また異常有無判定手段111は、COセンサ25によって検知された一酸化炭素濃度と予め定めた基準上限値とを常時比較し、基準上限値未満の場合には(ステップS802;N)、燃焼異常がないものと判定し、上述のように一酸化炭素濃度の履歴を履歴記憶手段151に逐次記憶する動作を継続する。

0056

COセンサ25によって検知された一酸化炭素濃度が基準上限値以上の場合には(ステップS802;Y)、燃焼異常が発生していると判定する。こうして異常有無判定手段111によって燃焼異常が検出されると、燃焼原因判定手段112の一次判定手段113は、履歴記憶手段151から燃焼時間だけの累積で2時間前の一酸化炭素濃度の値(C1)を読み出す(ステップS803)。そして現時点の一酸化炭素濃度の値(C2)と2時間前の一酸化炭素濃度の値(C1)とを比較し、その差が200ppm未満か否かを判定する(ステップS804)。

0057

現時点の一酸化炭素濃度の値(C2)と2時間前の一酸化炭素濃度の値(C1)との差が200ppm未満の場合は(ステップS804;N)、一酸化炭素濃度が比較的長い時間をかけて徐々に上昇しているので、燃焼異常の原因をフィン詰まりなどの第2種であると判定する(ステップS805)。異常対処手段115は、燃焼異常の原因が一次判定手段113によって第2種(フィン詰まり等)であると判定されると、リモコン160のエラー表示部166にフィン詰まりエラーに相当するエラーコード等を表示する(ステップS806)。

0058

また即座に燃焼ガスの供給を停止し、フィン詰まり用のエラー解除条件を設定する(ステップS807)。具体的には、サービスマン等によって熱交換器23の掃除あるいは交換が行われて、電装基板100のリセットスイッチが押下されるまで、燃焼停止状態を維持し、リセットスイッチが押下された時点でエラーを解除する。

0059

現時点の一酸化炭素濃度の値(C2)と2時間前の一酸化炭素濃度の値(C1)との差が200ppm以上の場合は(ステップS804;Y)、一酸化炭素濃度が比較的短時間のうちに上昇しているので、燃焼異常の原因を第1種(冠水または強風)であると判定する(ステップS808)。第1種と判定されると、二次判定手段114は、以後の10秒間にわたってCOセンサ25の検出する一酸化炭素濃度の変化を監視し(ステップS809)、一酸化炭素濃度の変動幅が100ppm以下か否かを判定する(ステップS810)。

0060

変動幅が100ppm以下の場合は(ステップS810;Y)、比較的変動幅が小さいので、燃焼異常の原因が冠水であると判定する(ステップS811)。異常対処手段115は、燃焼異常の原因が二次判定手段114によって冠水であると判定されると、リモコン160のエラー表示部166に、冠水によって燃焼異常が発生した旨を表すエラーコード等を表示する(ステップS812)。

0061

また即座に燃焼ガスの供給を停止し、冠水用のエラー解除条件を設定する(ステップS813)。冠水の場合には、浴室排水口204の周りを掃除するなどの対処が必要なので、器具の運転スイッチ162が一旦オフされるまで、燃焼停止状態を維持する。したがって、一旦運転スイッチ162をオフにしてから次に運転スイッチ162をオンすることでエラーが解除される。

0062

一酸化炭素濃度の変動幅が100ppmを越える場合は(ステップS810;N)、変動幅が大きいので、燃焼異常の原因を強風であると判定する(ステップS814)。異常対処手段115は、燃焼異常の原因が二次判定手段114によって強風であると判定されると、リモコン160のエラー表示部166に強風により燃焼異常が発生した旨(排気不十分など)を示すエラーコード等を表示する(ステップS815)。

0063

また即座に燃焼ガスの供給を停止し、強風用のエラー解除条件を設定する(ステップS816)。強風のときは、風が止めば直ぐに燃焼を再開しても問題がないので、使用者が出湯栓を一旦閉じて、水量センサ33、給湯確認水量センサ34がオフになればエラーを解除する。また追い焚き動作中に強風による燃焼異常が生じた場合は、使用者によって再度、追い焚き開始の操作が成されたときにエラーを解除する。

0064

このように、COセンサ25を用いて燃焼異常の原因、特に、冠水か否かを判別するので、従来のように、冠水を検知するために専用のセンサを設ける必要がなく、装置構成の簡略化を図ることができる。

0065

以上説明した実施の形態では、現時点の一酸化炭素濃度(C2)と2時間前の一酸化炭素濃度(C1)とを比較し、その差の大きさに基づいて燃焼異常の原因を第1種と第2種に判別したが、比較対象は2時間前の一酸化炭素濃度に限定されるものではない。たとえば、1時間前あるいは3時間前等であってもよい。また判定基準の一酸化炭素濃度差は200ppmに限定されるものではなく、器具の特定等に応じて適宜変更される。強風か冠水かの判定基準の変動幅や監視時間についても実施の形態で例示したものに限定されない。

0066

このほか、実施の形態では、一缶二水路型の給湯と追い焚きの例を示したが、一缶一水路型や二缶二水路型などであってもよく燃焼装置の種別は問わない。もちろん浴室内に設置されるふろ給湯機以外の燃焼装置に本発明にかかる燃焼異常検出装置を適用してもよい。たとえば、屋外設置型のものでも、設置場所によっては冠水の恐れがあるので本発明にかかる燃焼異常検出装置を搭載することが有効である。

0067

さらにバーナーへ供給する燃料はガス以外に石油等であってもかまわない。石油等ではガンタイプバーナーのようなバーナーレスタイプなどでもよい。

発明の効果

0068

本発明にかかる燃焼異常検出装置によれば、通常装備されるCOセンサを用いて一酸化炭素濃度を検出し、その増加率や一酸化炭素濃度の変動幅などから変化パターンを識別し、これに基づいて燃焼異常の原因をフィン詰まり、冠水、強風等に判別する。このため、燃焼異常の原因ごとに専用のセンサ等を設ける必要がなく、装置の小型化や装置の価格低減を図ることができる。

0069

上述の燃焼異常検出装置を備えたふろ給湯機などの燃焼装置では、燃焼異常検出装置によって判定された燃焼異常の原因ごとにエラーの解除条件を切り替え変更するので、燃焼異常原因に応じた適切な対処をとることができる。

図面の簡単な説明

0070

図1本発明の一実施の形態に係る一缶多水路型ふろ給湯機の回路構成を示すブロック図である。
図2本発明の一実施の形態に係る一缶多水路型ふろ給湯機の設置された浴室内を上方から見た様子を示す説明図である。
図3本発明の一実施の形態に係る一缶多水路型ふろ給湯機の設置された浴室の有する床面の段差および一缶多水路型ふろ給湯機内部の概略構成を示す説明図である。
図4本発明の一実施の形態に係る燃焼異常検出装置を搭載した燃焼装置である一缶多水路型ふろ給湯機の構成を示すブロック図である。
図5燃焼異常の原因がフィン詰まり等の場合における一酸化炭素濃度の上昇特性を示す説明図である。
図6燃焼異常の原因が冠水の場合における一酸化炭素濃度の上昇特性を示す説明図である。
図7燃焼異常の原因が強風の場合における一酸化炭素濃度の上昇特性を示す説明図である。
図8本発明の一実施の形態に係る一缶多水路型ふろ給湯機が燃焼異常の検出しその原因判別して対処までの動作を示す流れ図である。

--

0071

10…一缶多水路型ふろ給湯機
11…排気筒接続部
12…給気筒接続部
13…出湯栓
14…シャワーヘッド
21…燃焼室
21a…給気口
22…バーナー
23…熱交換器
24…燃焼ファン
25…COセンサ
26…イグナイタ
31…水量制御弁
32…バイパス水量制御弁
33…水量センサ
34…給湯確認水量センサ
40…給湯流路
40a…給湯受熱管
41…入水流路
42…出湯流路
43…固定バイパス路
44…分岐箇所
45…合流箇所
46…バイパス通路
50…追い焚き用流路
50a…ふろ受熱管
51…ふろ戻り流路
52…ふろ往流路
54…注湯連絡管
61…入水サーミスタ
62…熱交出口サーミスタ
63…出湯サーミスタ
71…循環ポンプ
72…追い焚き流水スイッチ
73…風呂サーミスタ
74…注湯電磁弁
75…逆止弁
76…過圧逃し弁
100…電装基板
110…CPU
111…異常有無判定手段
112…燃焼原因判定手段
113…一次判定手段
114…二次判定手段
115…異常対処手段
120…ROM
130…RAM
140…タイマー部
150…不揮発性RAM
151…履歴記憶手段
160…リモコン
161…操作部
162…運転スイッチ
165…表示部
166…エラー表示部
201…洗い場
202…浴槽配置箇所
203…浴槽
204…浴室排水口
205…排水口
206…吸排口

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • リンナイ株式会社の「 スイッチング電源装置、燃焼装置」が 公開されました。( 2020/09/17)

    【課題】低電圧側の負荷で消費される電流が少ない場合でも、高電圧側の負荷を安定して駆動可能なスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】スイッチ素子SW1をON/OFFさせることによって入力コイル102... 詳細

  • 大阪瓦斯株式会社の「 コンロ」が 公開されました。( 2020/09/17)

    【課題】点火動作の過程において異物を検出した場合でも、その異物への着火を防止できる安全なコンロを提供する。【解決手段】CPUは、センサの受光部が受光した反射光に基づき、天板から異物までの距離を測定する... 詳細

  • JFEスチール株式会社の「 連続式鋼材加熱炉及び連続式鋼材加熱炉の空気比制御方法」が 公開されました。( 2020/09/17)

    【課題】少なくとも1つの燃焼制御帯に蓄熱式切替燃焼バーナを設けた連続式鋼材加熱炉において、排ガス中の酸素濃度が適正な値となるように燃焼制御帯毎の空気比を高い精度で適正空気比に制御することができる、連続... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ