開放型燃焼機器
【課題】構成の複雑化を招くことなく、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときに、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていると誤って判別してしまうのを抑制する。
【解決手段】バーナの不完全燃焼によりＣＯが発生している不完全燃焼ＣＯ発生状態であるか前記バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生している非不完全燃焼ＣＯ発生状態であるかを判別するＣＯ発生状態判別手段２０が設けられ、ＣＯ発生状態判別手段２０は、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前で検出ＣＯ濃度の上昇を検出すると、熱電対１２の出力値が低下傾向であるか否かを判別して、低下傾向であると不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、低下傾向でなければ非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別するように構成されている。
【解決手段】バーナの不完全燃焼によりＣＯが発生している不完全燃焼ＣＯ発生状態であるか前記バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生している非不完全燃焼ＣＯ発生状態であるかを判別するＣＯ発生状態判別手段２０が設けられ、ＣＯ発生状態判別手段２０は、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前で検出ＣＯ濃度の上昇を検出すると、熱電対１２の出力値が低下傾向であるか否かを判別して、低下傾向であると不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、低下傾向でなければ非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給される燃料を燃焼させるバーナと、吸気口を通して空気を吸い込み前記バーナの燃焼排ガスを吹き出し口から排気する送風手段と、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサと、前記ＣＯセンサにて検出した検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、前記バーナの燃焼を停止させるバーナ制御手段とが設けられている開放型燃焼機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
開放型燃焼機器として、例えば、吸気口を通して吸い込んだ空気をバーナの燃焼用空気として供給し、バーナの燃焼により加熱された空気を吹き出し口から吹き出すことにより、暖房対象空間を暖房する温風暖房機等がある。
このような開放型燃焼機器では、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高い状態となっていないかを監視し、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高い状態となっていると判別すると、バーナの燃焼を停止させている。
【０００３】
バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高い状態となっていると判別する構成として、例えば、第１従来構成では、バーナにて形成される火炎の温度が高いほど高い出力値を出力する熱電対を設け、その熱電対の出力値が異常用出力値以下となると、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高い状態となっていると判別している。
また、第２従来構成では、吹き出し口付近にＣＯ濃度を検出するＣＯセンサを設け、そのＣＯセンサにて検出した検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていると判別している（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記第１従来構成では、バーナが不完全燃焼となると熱電対が計測している箇所の火炎の温度が低下することから、その火炎の温度低下を熱電対にて捉えることにより、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていることを判別している。しかしながら、熱電対にてＣＯ濃度を直接検出しているわけではないので、熱電対の出力値とＣＯ濃度との関係等を予め設定しておかなければならず、構成の複雑化を招く虞がある。
【０００６】
上記第２従来構成では、ＣＯセンサにてＣＯ濃度を直接検出しているので、第１従来構成のような問題を生じることがない。しかしながら、例えば、タバコの煙等、ＣＯを含んだ空気が吸気口から吸い込まれたときでも、ＣＯセンサにてそのＣＯを検出することになる。よって、ＣＯセンサにて検出したＣＯは、バーナの不完全燃焼により発生したものであるのか、それ以外の要因によって生じたものであるのかを区別できず、事実区別していない。その為に、単に、ＣＯセンサの検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となるだけでは、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっているとは言えない。よって、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときでも、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていると誤って判別してしまうことがある。
【０００７】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、構成の複雑化を招くことなく、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときに、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていると誤って判別してしまうのを抑制できる開放型燃焼機器を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明に係る開放型燃焼機器の特徴構成は、供給される燃料を燃焼させるバーナと、吸気口を通して空気を吸い込み前記バーナの燃焼排ガスを吹き出し口から排気する送風手段と、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサと、前記ＣＯセンサにて検出した検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、前記バーナの燃焼を停止させるバーナ制御手段とが設けられている開放型燃焼機器において、
前記バーナにて形成される火炎の温度が高いほど高い出力値を出力する熱電対と、
前記バーナの不完全燃焼によりＣＯが発生している不完全燃焼ＣＯ発生状態であるか前記バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生している非不完全燃焼ＣＯ発生状態であるかを判別するＣＯ発生状態判別手段とが設けられ、
前記ＣＯ発生状態判別手段は、前記検出ＣＯ濃度が前記異常閾値に達する以前で前記検出ＣＯ濃度の上昇を検出すると、前記熱電対の出力値が低下傾向であるか否かを判別して、低下傾向であると前記不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、低下傾向でなければ前記非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別するように構成されている点にある。
【０００９】
バーナが不完全燃焼となると火炎の温度が低下して熱電対の出力値が低下傾向となるが、バーナが不完全燃焼となっていなければ火炎の温度が低下せず、熱電対の出力値は低下傾向とならない。よって、バーナの不完全燃焼の有無と熱電対の出力値の傾向とは一定の関係があると言える。
そこで、本特徴構成によれば、ＣＯ発生状態判別手段は、ＣＯセンサの検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前の状態まで上昇したときに、熱電対の出力値が低下傾向であるか否かを判別することにより、上述の不完全燃焼の有無と熱電対の出力値の傾向との一定の関係を利用して、熱電対の出力値が低下傾向であると不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、熱電対の出力値が低下傾向でなければ非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別している。
【００１０】
以上のことから、熱電対の出力値とＣＯ濃度との関係等を予め設定しておく必要もないことから、構成の複雑化を招くことなく、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときに、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていると誤って判別してしまうのを抑制できる開放型燃焼機器を実現できる。
【００１１】
本発明に係る開放型燃焼機器の更なる特徴構成は、前記ＣＯ発生状態判別手段が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別したときには、前記ＣＯ発生状態判別手段が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別したときよりも、前記異常閾値を低い値に設定する異常閾値設定手段が設けられている点にある。
【００１２】
本特徴構成によれば、不完全燃焼ＣＯ発生状態であるときには、ＣＯセンサの検出ＣＯ濃度が非不完全燃焼ＣＯ発生状態のときよりも低い異常閾値に達することによりバーナの燃焼を停止することになる。これにより、バーナの不完全燃焼によりＣＯが発生しているときには、いち早くバーナの燃焼を停止して、さらにＣＯが発生するのを防止できる。
一方、例えば、煙草の煙等、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときには、バーナが不完全燃焼となっていないので、バーナの不完全燃焼のときのように直ぐにバーナの燃焼を停止させることが求められていない。よって、非不完全燃焼ＣＯ発生状態であるときには、ＣＯセンサの検出ＣＯ濃度が不完全燃焼ＣＯ発生状態のときよりも高い異常閾値に達することによりバーナの燃焼を停止する。これにより、バーナの燃焼を継続できるにもかかわらずバーナの燃焼を停止させてしまうことを防止して、使用者の使い勝手が悪化するのを抑制できる。
【００１３】
本発明に係る開放型燃焼機器の更なる特徴構成は、前記ＣＯ発生状態判別手段は、前記熱電対の出力値が低下傾向判別値以下になると、前記熱電対の出力値が低下傾向であると判別するように構成されている点にある。
【００１４】
本特徴構成によれば、バーナが不完全燃焼となったときに、熱電対の出力値が低下傾向判別値以下となるように実験等により低下傾向判別値を予め設定しておくことができる。これにより、ＣＯ発生状態判別手段は、単に、熱電対の出力値と低下傾向判別値とを比較することにより、熱電対の出力値が低下傾向であるか否かを判別することができる。よって、熱電対の出力値が低下傾向であるか否かの判別を的確に且つ容易に行うことができる。
【００１５】
本発明に係る開放型燃焼機器の更なる特徴構成は、前記ＣＯ発生状態判別手段は、前記熱電対の出力値の単位時間当たりの低下度合いが設定低下度合いよりも大きいと、前記熱電対の出力値が低下傾向であると判別するように構成されている点にある。
【００１６】
本特徴構成によれば、バーナが不完全燃焼となったときには、時間経過に伴って熱電対の出力値が低下していくことになるので、熱電対の出力値の単位時間当たりの低下度合いが設定低下度合いよりも大きくなっているか否かを監視しておくことにより、バーナの不完全燃焼を起因とする熱電対の出力値の変化を的確に捉えることができる。そして、バーナが不完全燃焼となったときに、熱電対の出力値の単位時間当たりの低下度合いよりも小さくなるように実験等により設定低下度合いを予め設定しておくことができる。これにより、バーナの不完全燃焼による熱電対の出力値の低下傾向を精度よく且つ容易に判別することができる。
【００１７】
本発明に係る開放型燃焼機器の更なる特徴構成は、前記ＣＯ発生状態判別手段が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、不完全燃焼用の報知作動を行い、前記ＣＯ発生状態判別手段が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、非不完全燃焼用の報知作動を行う報知手段が設けられている点にある。
【００１８】
本特徴構成によれば、報知手段が不完全燃焼用の報知作動を行うか非不完全燃焼用の報知作動を行うかによって、使用者は、ＣＯが発生している要因がバーナの不完全燃焼であるのかそれ以外の要因であるのかを区別することができる。よって、使用者は、バーナの不完全燃焼によりＣＯが発生している場合には換気を行う等の適切な処置を行うことができながら、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生している場合にもそれに対応した適切な処置を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ガスファンヒータの断面図
【図２】ガスファンヒータの制御ブロック図
【図３】ＣＯセンサの検出ＣＯ濃度及び熱電対の出力値の時間経過に伴う変化を示すグラフ
【図４】ガスファンヒータの制御動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る開放型燃焼機器の実施形態を図面に基づいて説明する。
この実施形態では、図１に示すように、吸気口１を通して吸い込んだ空気をバーナ２の燃焼用空気として供給し、バーナ２の燃焼により加熱された空気を吹き出し口３から吹き出すことにより、暖房対象空間を暖房するガスファンヒータにて開放型燃焼機器を構成している。
【００２１】
ガスファンヒータには、図１及び図２に示すように、供給されるガス燃料を燃焼させるバーナ２と、そのバーナ２を点火するイグナイタ４と、バーナ２へガス燃料を供給する燃料供給状態とバーナ２へのガス燃料の供給を停止する燃料供給停止状態とに切り換え自在な燃料断続手段５と、バーナ２に燃焼用空気を供給する送風ファン６（送風手段に相当する）と、ガスファンヒータの運転を制御する制御部７と、制御部７に各種の制御指令等を指令する操作部８とが備えられている。
【００２２】
バーナ２は、背面の上方側に吸気口１を備え且つ前面の下方側に吹出し口３を備えたケーシング９内に収納されている。ケーシング９内には、吸気口１を通して吸い込まれた空気の一部をバーナ２に燃焼用空気として供給し、残りの一部をバーナ２の燃焼ガスと混合させた状態で吹き出し口３に導くように、内部風路１０が形成されている。吸気口１には、エアフィルタ１１が設けられ、塵埃等のケーシング９内への侵入を抑制している。
【００２３】
送風ファン６は、吸気口１に対して吸い込み作用し、且つ、その吐出部を吹き出し口３に臨ませた状態で、内部風路１０の途中に設けられている。これにより、ガスファンヒータは、吸気口１を通して吸い込んだ暖房対象空間の空気にバーナ２の燃焼ガスを混合させて温風を生成し、その温風を吹き出し口３から暖房対象空間に吹き出して、暖房対象空間を暖房するように構成されている。
【００２４】
イグナイタ４は、バーナ２の炎口（図示省略）の上方に設けられ、バーナ２の着火を検出する熱電対１２も、バーナ２の炎口の上方に設けられている。熱電対１２は、バーナ２にて形成される火炎に対して接触するように設けられており、その火炎の温度が高いほど高い出力値を出力するように構成されている。
【００２５】
図１では図示を省略するが、バーナ２への燃料供給路１３には、その燃料供給路１３を開閉する電磁式の開閉弁１４、及び、バーナ２への燃料供給量を調整する電磁式の比例弁１５が設けられている。そして、燃料断続手段５が、開閉弁１４と比例弁１５とから構成されている。燃料供給路１３は、例えば、都市ガス（１３Ａ等、メタンガス（ＣＨ４）を主成分とするガス）が供給される都市ガス管（図示省略）に接続されており、都市ガスがバーナ２に供給されるように構成されている。
【００２６】
ガスファンヒータには、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサ１６が備えられている。ＣＯセンサ１６は、吸気口１を通して吸い込まれるケーシング９外の空気中のＣＯ濃度を検出するように、ケーシング９の背面部において吸気口１の近傍に設けられている。ＣＯセンサ１６としては、検知対象空気中のＣＯ濃度を検出できるものであればよく、半導体式、接触燃焼式、電気化学式等の各種形式のものを適応することができる。このような各種形式のＣＯセンサは、公知技術であるので、その具体的な構成については説明を省略する。
【００２７】
操作部８には、ガスファンヒータの運転開始及び運転停止を指令する運転スイッチ１７、異常等を報知する異常報知ブザー１８、暖房目標温度を設定する温度設定部１９、暖房目標温度、室内温度等の各種情報を表示する表示部（図示省略）等が備えられている。運転スイッチ１７は、押し操作が繰り返される毎に、運転開始と運転停止とが交互に指令されるように構成されている。
【００２８】
以下、制御部７の制御動作について説明する。
制御部７は、送風ファン６、燃料断続手段５及びイグナイタ４等の作動を制御することにより、運転スイッチ１７による運転開始の指令によりバーナ２の燃焼を開始させ、運転スイッチ１７による運転停止の指令によりバーナ２の燃焼を停止させる。そして、制御部７は、バーナ２の燃焼中には、図外の温度センサ等により検出する温度が温度設定部１９にて設定された暖房目標温度となるように、比例弁１５の開度を調整している。また、制御部７は、バーナ２の燃焼中に、ＣＯセンサ１６にて検出する検出ＣＯ濃度を監視し、その検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、バーナ２の燃焼を停止させるように構成されている。これにより、ＣＯ濃度が異常閾値以上となっているにもかかわらず、バーナ２の燃焼が継続されることを防止して、さらにＣＯが発生するのを防止している。
【００２９】
本発明では、ＣＯセンサ１６の検出濃度が異常閾値以上となることによりバーナ２の燃焼を停止させるだけでなく、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が上昇すると、バーナ２の不完全燃焼によりＣＯが発生している不完全燃焼ＣＯ発生状態であるか、又は、バーナ２の不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生している非不完全燃焼ＣＯ発生状態であるかを判別するＣＯ発生状態判別手段２０が設けられている。ＣＯ発生状態判別手段２０は、制御部７に備えられている。
【００３０】
図３は、時間経過に伴うＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度の変化と熱電対１２の出力値の変化とを示したものである。図中、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度をＫ１にて示しており、熱電対１２の出力値をＫ２にて示している。
図３（ａ）は、バーナ２が不完全燃焼となった場合を示している。図３（ｂ）は、例えば、ガスファンヒータの近くでＣＯを発生させる等して、バーナ２が不完全燃焼となっていないときに吸気口１から吸い込まれた空気中にＣＯが含まれている場合を示している。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、バーナ２が不完全燃焼となった場合には、その不完全燃焼によりＣＯが発生することから、検出ＣＯ濃度Ｋ１は時間経過と共に上昇する。そして、バーナ２が不完全燃焼となると、バーナ２にて形成される火炎の温度が低下することから、熱電対１２の出力値Ｋ２は時間経過と共に低下する。
一方、図３（ｂ）に示す場合のように、バーナ２の不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときには、吸気口１から吸い込まれた空気中に含まれるＣＯをＣＯセンサ１６が検出するので、検出ＣＯ濃度Ｋ１は時間経過と共に上昇する。しかしながら、バーナ２の不完全燃焼が生じていないので、バーナ２にて形成される火炎の温度は大きく低下せず、熱電対の出力値Ｋ２は一定値に近い値を取る。
【００３２】
以上のことから、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が上昇したときに、熱電対１２の出力値が低下していれば、バーナ２が不完全燃焼していると言える。一方、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が上昇したときに、熱電対１２の出力値が低下していなければ、バーナ２は不完全燃焼を起こしておらず、バーナ２の不完全燃焼以外の要因によってＣＯが発生していると言える。このように、バーナの不完全燃焼の有無と熱電対の出力値の傾向とは一定の関係があると言える。
【００３３】
そこで、制御部７内に備えられるＣＯ発生状態判別手段２０は、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前で検出ＣＯ濃度の上昇を検出すると、熱電対１２の出力値が低下傾向であるか否かを判別して、熱電対１２の出力値が低下傾向であると不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、熱電対１２の出力値が低下傾向でなければ非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別する。
【００３４】
ここで、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前で検出ＣＯ濃度が上昇していることを検出するための構成としては、例えば、ＣＯ発生状態判別手段２０が、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が上昇判別値（異常閾値よりも小さい値に設定されている、例えば２０ｐｐｍ）以上となると、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前でＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が上昇していると判別するように構成されている。
また、例えば、ＣＯ発生状態判別手段２０は、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度の単位時間当たりの上昇度合い（単位時間当たりでの時間の変分に対する検出ＣＯ濃度の変分の傾き）が設定上昇度合いよりも大きいと、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前で検出ＣＯ濃度が上昇していると判別するように構成することもできる。
【００３５】
熱電対１２の出力値が低下傾向であるか否かを判別するための構成としては、ＣＯ発生状態判別手段２０が、熱電対１２の出力値が低下傾向判別値（例えば１５ｍＶ）以下になると、熱電対１２の出力値が低下傾向であると判別するように構成されている。ここで、低下傾向判別値については、バーナ２が不完全燃焼を起こしていないときの熱電対１２の出力値よりも低い値が設定されている。
また、例えば、不完全燃焼判別手段２０は、熱電対１２の出力値の単位時間当たりの低下度合い（単位時間当たりでの時間の変分に対する熱電対１２の出力値の変分の傾き）が設定低下度合いよりも大きいと、熱電対１２の出力値が低下傾向であると判別するように構成することもできる。
【００３６】
このようにして、ＣＯ発生状態判別手段２０が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、ＣＯセンサ１６が検出したＣＯは、バーナ２の不完全燃焼により発生したものであると認識することができる。一方、ＣＯ発生状態判別手段２０が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、ＣＯセンサ１６が検出したＣＯは、例えば、煙草の煙等、バーナ２の不完全燃焼以外の要因によって生じたものであると認識することができる。
【００３７】
しかも、ガスファンヒータには、ＣＯ発生状態判別手段２０に加えて、バーナ２の燃焼を停止させるか否かの基準となる異常閾値を設定する異常閾値設定手段２１と、ＣＯの発生を報知する報知手段２２とが設けられている。異常閾値設定手段２１は、制御部７に備えられており、報知手段２２は、制御部７に備えられて異常報知ブザー１８の作動を制御するブザー制御部２３と異常報知ブザー１８とを備えている。
【００３８】
異常閾値設定手段２１は、ＣＯ発生状態判別手段２０が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別したときには、ＣＯ発生状態判別手段２０が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別したときよりも、異常閾値を低い値に設定するように構成されている。例えば、異常閾値設定手段２１は、不完全燃焼ＣＯ発生状態であると、不完全燃焼用の異常閾値（例えば３０ｐｐｍ）を異常閾値に設定し（図３（ａ）中点線参照）、非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると、非不完全燃焼用の異常閾値（例えば１００ｐｐｍ）を異常閾値に設定する（図３（ｂ）中点線参照）。
このように異常閾値を設定することにより、バーナ２の不完全燃焼によりＣＯが発生しているときには、いち早くバーナ２の燃焼を停止して、さらにＣＯが発生するのを防止できる。しかも、例えば、煙草の煙等、バーナ２の不完全燃焼以外の一過性の要因によりＣＯが発生しているときには、バーナ２の燃焼を継続できるにもかかわらずバーナ２の燃焼を停止させてしまうことを防止して、使用者の使い勝手が悪化するのを抑制できる。
【００３９】
報知手段２２は、ＣＯ発生状態判別手段２０が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、不完全燃焼用の報知作動を行い、ＣＯ発生状態判別手段２０が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、非不完全燃焼用の報知作動を行うように構成されている。そして、不完全燃焼用の報知作動及び非不完全燃焼用の報知作動では、いずれもブザー制御部２３が異常報知ブザー１８を作動させるのであるが、不完全燃焼用の報知作動と非不完全燃焼用の報知作動とで異なる警告音を発するようにブザー制御部２３が異常報知ブザー１８を作動させる。
【００４０】
図４のフローチャートに基づいて、制御部７の制御動作について説明する。
制御部７は、運転スイッチ１７にて運転開始が指令されると、バーナ２を点火する点火処理を行ってバーナ２の燃焼を開始し、図外の温度センサ等により検出する温度が暖房目標温度となるように比例弁１５の開度を調整して運転を開始する（ステップ＃１、＃２）。そして、制御部７のＣＯ発生状態判別手段２０は、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度を監視しており、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前で検出ＣＯ濃度が上昇していると判別すると、熱電対１２の出力値が低下傾向であるか否かを判別する（ステップ＃３、＃４）。
【００４１】
ＣＯ発生状態判別手段２０は、熱電対１２の出力値が低下傾向であると不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、異常閾値設定手段２１が不完全燃焼用の異常閾値を異常閾値に設定する（ステップ＃５、＃６）。一方、ＣＯ発生状態判別手段２０は、熱電対１２の出力値が低下傾向でなければ非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、異常閾値設定手段２１が非不完全燃焼用の異常閾値を異常閾値に設定する（ステップ＃７、＃８）。
【００４２】
制御部７は、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度を監視しており、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、開閉弁１４及び比例弁１５を閉弁させてバーナ２の燃焼を停止させる異常停止を行う（ステップ＃９、＃１０）。この異常燃焼停止では、バーナ２の燃焼を停止させてから設定時間が経過するまでは送風ファン６の作動を継続させる。また、ステップ＃９では、不完全燃焼ＣＯ発生状態であると検出ＣＯ濃度が不完全燃焼用の異常閾値以上であるか否かを判別し、非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると非不完全燃焼用の異常閾値以上であるか否かを判別することになる。
【００４３】
バーナ２の燃焼を停止させると、ブザー制御部２３は、ＣＯ発生状態判別手段２０が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別していると異常報知ブザー１８を作動させて不完全燃焼用の報知作動を行い、ＣＯ発生状態判別手段２０が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別していると異常報知ブザー１８を作動させて非不完全燃焼用の報知作動を行う異常報知を行う（ステップ＃１１）。
制御部７は、運転スイッチ１７により運転停止が指令されるまでは上述のような制御動作を行い、運転スイッチ１７により運転停止が指令されると、開閉弁１４及び比例弁１５を閉弁させてバーナ２の燃焼を停止させて運転を停止する（ステップ＃１２、＃１３）。
【００４４】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態において、熱電対１２の出力値が低下傾向であるか否かを判別するための構成として、例えば、熱電対１２の出力値が設定量以上低下することを設定回数以上連続して検出することにより、熱電対１２の出力値が低下傾向であると判別することもできる。この場合、設定量については、例えば、一定量を設定したり、設定量以上の低下を検出するたびに設定量が大きくなるように変更設定することもできる。
【００４５】
（２）上記実施形態において、異常閾値設定手段２１は、不完全燃焼ＣＯ発生状態であると、不完全燃焼用の異常閾値（例えば３０ｐｐｍ）を異常閾値に設定し、非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると、非不完全燃焼用の異常閾値（例えば１００ｐｐｍ）を異常閾値に設定しているが、例えば、不完全燃焼用の異常閾値及び非不完全燃焼用の異常閾値は、一定の値ではなく、検出ＣＯ濃度の単位時間当たりの上昇度合い等に基づいて変更設定することも可能である。
【００４６】
（３）本発明は、上記実施形態において例示したガスファンヒータ以外に、ガスストーブ、石油ファンヒータ、石油ストーブ、給湯装置等、種々の開放型燃焼機器に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、供給される燃料を燃焼させるバーナと、吸気口を通して空気を吸い込み前記バーナの燃焼排ガスを吹き出し口から排気する送風手段と、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサと、前記ＣＯセンサにて検出した検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、前記バーナの燃焼を停止させるバーナ制御手段とが設けられ、構成の複雑化を招くことなく、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときに、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていると誤って判別してしまうのを抑制できる各種の開放型燃焼機器に適応することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 吸気口
２ バーナ
３ 吹き出し口
６ 送風手段（送風ファン）
１２ 熱電対
１６ ＣＯセンサ
２０ ＣＯ発生状態判別手段
２１ 異常閾値設定手段
２２ 報知手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給される燃料を燃焼させるバーナと、吸気口を通して空気を吸い込み前記バーナの燃焼排ガスを吹き出し口から排気する送風手段と、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサと、前記ＣＯセンサにて検出した検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、前記バーナの燃焼を停止させるバーナ制御手段とが設けられている開放型燃焼機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
開放型燃焼機器として、例えば、吸気口を通して吸い込んだ空気をバーナの燃焼用空気として供給し、バーナの燃焼により加熱された空気を吹き出し口から吹き出すことにより、暖房対象空間を暖房する温風暖房機等がある。
このような開放型燃焼機器では、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高い状態となっていないかを監視し、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高い状態となっていると判別すると、バーナの燃焼を停止させている。
【０００３】
バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高い状態となっていると判別する構成として、例えば、第１従来構成では、バーナにて形成される火炎の温度が高いほど高い出力値を出力する熱電対を設け、その熱電対の出力値が異常用出力値以下となると、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高い状態となっていると判別している。
また、第２従来構成では、吹き出し口付近にＣＯ濃度を検出するＣＯセンサを設け、そのＣＯセンサにて検出した検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていると判別している（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記第１従来構成では、バーナが不完全燃焼となると熱電対が計測している箇所の火炎の温度が低下することから、その火炎の温度低下を熱電対にて捉えることにより、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていることを判別している。しかしながら、熱電対にてＣＯ濃度を直接検出しているわけではないので、熱電対の出力値とＣＯ濃度との関係等を予め設定しておかなければならず、構成の複雑化を招く虞がある。
【０００６】
上記第２従来構成では、ＣＯセンサにてＣＯ濃度を直接検出しているので、第１従来構成のような問題を生じることがない。しかしながら、例えば、タバコの煙等、ＣＯを含んだ空気が吸気口から吸い込まれたときでも、ＣＯセンサにてそのＣＯを検出することになる。よって、ＣＯセンサにて検出したＣＯは、バーナの不完全燃焼により発生したものであるのか、それ以外の要因によって生じたものであるのかを区別できず、事実区別していない。その為に、単に、ＣＯセンサの検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となるだけでは、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっているとは言えない。よって、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときでも、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていると誤って判別してしまうことがある。
【０００７】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、構成の複雑化を招くことなく、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときに、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていると誤って判別してしまうのを抑制できる開放型燃焼機器を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明に係る開放型燃焼機器の特徴構成は、供給される燃料を燃焼させるバーナと、吸気口を通して空気を吸い込み前記バーナの燃焼排ガスを吹き出し口から排気する送風手段と、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサと、前記ＣＯセンサにて検出した検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、前記バーナの燃焼を停止させるバーナ制御手段とが設けられている開放型燃焼機器において、
前記バーナにて形成される火炎の温度が高いほど高い出力値を出力する熱電対と、
前記バーナの不完全燃焼によりＣＯが発生している不完全燃焼ＣＯ発生状態であるか前記バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生している非不完全燃焼ＣＯ発生状態であるかを判別するＣＯ発生状態判別手段とが設けられ、
前記ＣＯ発生状態判別手段は、前記検出ＣＯ濃度が前記異常閾値に達する以前で前記検出ＣＯ濃度の上昇を検出すると、前記熱電対の出力値が低下傾向であるか否かを判別して、低下傾向であると前記不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、低下傾向でなければ前記非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別するように構成されている点にある。
【０００９】
バーナが不完全燃焼となると火炎の温度が低下して熱電対の出力値が低下傾向となるが、バーナが不完全燃焼となっていなければ火炎の温度が低下せず、熱電対の出力値は低下傾向とならない。よって、バーナの不完全燃焼の有無と熱電対の出力値の傾向とは一定の関係があると言える。
そこで、本特徴構成によれば、ＣＯ発生状態判別手段は、ＣＯセンサの検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前の状態まで上昇したときに、熱電対の出力値が低下傾向であるか否かを判別することにより、上述の不完全燃焼の有無と熱電対の出力値の傾向との一定の関係を利用して、熱電対の出力値が低下傾向であると不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、熱電対の出力値が低下傾向でなければ非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別している。
【００１０】
以上のことから、熱電対の出力値とＣＯ濃度との関係等を予め設定しておく必要もないことから、構成の複雑化を招くことなく、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときに、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていると誤って判別してしまうのを抑制できる開放型燃焼機器を実現できる。
【００１１】
本発明に係る開放型燃焼機器の更なる特徴構成は、前記ＣＯ発生状態判別手段が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別したときには、前記ＣＯ発生状態判別手段が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別したときよりも、前記異常閾値を低い値に設定する異常閾値設定手段が設けられている点にある。
【００１２】
本特徴構成によれば、不完全燃焼ＣＯ発生状態であるときには、ＣＯセンサの検出ＣＯ濃度が非不完全燃焼ＣＯ発生状態のときよりも低い異常閾値に達することによりバーナの燃焼を停止することになる。これにより、バーナの不完全燃焼によりＣＯが発生しているときには、いち早くバーナの燃焼を停止して、さらにＣＯが発生するのを防止できる。
一方、例えば、煙草の煙等、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときには、バーナが不完全燃焼となっていないので、バーナの不完全燃焼のときのように直ぐにバーナの燃焼を停止させることが求められていない。よって、非不完全燃焼ＣＯ発生状態であるときには、ＣＯセンサの検出ＣＯ濃度が不完全燃焼ＣＯ発生状態のときよりも高い異常閾値に達することによりバーナの燃焼を停止する。これにより、バーナの燃焼を継続できるにもかかわらずバーナの燃焼を停止させてしまうことを防止して、使用者の使い勝手が悪化するのを抑制できる。
【００１３】
本発明に係る開放型燃焼機器の更なる特徴構成は、前記ＣＯ発生状態判別手段は、前記熱電対の出力値が低下傾向判別値以下になると、前記熱電対の出力値が低下傾向であると判別するように構成されている点にある。
【００１４】
本特徴構成によれば、バーナが不完全燃焼となったときに、熱電対の出力値が低下傾向判別値以下となるように実験等により低下傾向判別値を予め設定しておくことができる。これにより、ＣＯ発生状態判別手段は、単に、熱電対の出力値と低下傾向判別値とを比較することにより、熱電対の出力値が低下傾向であるか否かを判別することができる。よって、熱電対の出力値が低下傾向であるか否かの判別を的確に且つ容易に行うことができる。
【００１５】
本発明に係る開放型燃焼機器の更なる特徴構成は、前記ＣＯ発生状態判別手段は、前記熱電対の出力値の単位時間当たりの低下度合いが設定低下度合いよりも大きいと、前記熱電対の出力値が低下傾向であると判別するように構成されている点にある。
【００１６】
本特徴構成によれば、バーナが不完全燃焼となったときには、時間経過に伴って熱電対の出力値が低下していくことになるので、熱電対の出力値の単位時間当たりの低下度合いが設定低下度合いよりも大きくなっているか否かを監視しておくことにより、バーナの不完全燃焼を起因とする熱電対の出力値の変化を的確に捉えることができる。そして、バーナが不完全燃焼となったときに、熱電対の出力値の単位時間当たりの低下度合いよりも小さくなるように実験等により設定低下度合いを予め設定しておくことができる。これにより、バーナの不完全燃焼による熱電対の出力値の低下傾向を精度よく且つ容易に判別することができる。
【００１７】
本発明に係る開放型燃焼機器の更なる特徴構成は、前記ＣＯ発生状態判別手段が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、不完全燃焼用の報知作動を行い、前記ＣＯ発生状態判別手段が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、非不完全燃焼用の報知作動を行う報知手段が設けられている点にある。
【００１８】
本特徴構成によれば、報知手段が不完全燃焼用の報知作動を行うか非不完全燃焼用の報知作動を行うかによって、使用者は、ＣＯが発生している要因がバーナの不完全燃焼であるのかそれ以外の要因であるのかを区別することができる。よって、使用者は、バーナの不完全燃焼によりＣＯが発生している場合には換気を行う等の適切な処置を行うことができながら、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生している場合にもそれに対応した適切な処置を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ガスファンヒータの断面図
【図２】ガスファンヒータの制御ブロック図
【図３】ＣＯセンサの検出ＣＯ濃度及び熱電対の出力値の時間経過に伴う変化を示すグラフ
【図４】ガスファンヒータの制御動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る開放型燃焼機器の実施形態を図面に基づいて説明する。
この実施形態では、図１に示すように、吸気口１を通して吸い込んだ空気をバーナ２の燃焼用空気として供給し、バーナ２の燃焼により加熱された空気を吹き出し口３から吹き出すことにより、暖房対象空間を暖房するガスファンヒータにて開放型燃焼機器を構成している。
【００２１】
ガスファンヒータには、図１及び図２に示すように、供給されるガス燃料を燃焼させるバーナ２と、そのバーナ２を点火するイグナイタ４と、バーナ２へガス燃料を供給する燃料供給状態とバーナ２へのガス燃料の供給を停止する燃料供給停止状態とに切り換え自在な燃料断続手段５と、バーナ２に燃焼用空気を供給する送風ファン６（送風手段に相当する）と、ガスファンヒータの運転を制御する制御部７と、制御部７に各種の制御指令等を指令する操作部８とが備えられている。
【００２２】
バーナ２は、背面の上方側に吸気口１を備え且つ前面の下方側に吹出し口３を備えたケーシング９内に収納されている。ケーシング９内には、吸気口１を通して吸い込まれた空気の一部をバーナ２に燃焼用空気として供給し、残りの一部をバーナ２の燃焼ガスと混合させた状態で吹き出し口３に導くように、内部風路１０が形成されている。吸気口１には、エアフィルタ１１が設けられ、塵埃等のケーシング９内への侵入を抑制している。
【００２３】
送風ファン６は、吸気口１に対して吸い込み作用し、且つ、その吐出部を吹き出し口３に臨ませた状態で、内部風路１０の途中に設けられている。これにより、ガスファンヒータは、吸気口１を通して吸い込んだ暖房対象空間の空気にバーナ２の燃焼ガスを混合させて温風を生成し、その温風を吹き出し口３から暖房対象空間に吹き出して、暖房対象空間を暖房するように構成されている。
【００２４】
イグナイタ４は、バーナ２の炎口（図示省略）の上方に設けられ、バーナ２の着火を検出する熱電対１２も、バーナ２の炎口の上方に設けられている。熱電対１２は、バーナ２にて形成される火炎に対して接触するように設けられており、その火炎の温度が高いほど高い出力値を出力するように構成されている。
【００２５】
図１では図示を省略するが、バーナ２への燃料供給路１３には、その燃料供給路１３を開閉する電磁式の開閉弁１４、及び、バーナ２への燃料供給量を調整する電磁式の比例弁１５が設けられている。そして、燃料断続手段５が、開閉弁１４と比例弁１５とから構成されている。燃料供給路１３は、例えば、都市ガス（１３Ａ等、メタンガス（ＣＨ４）を主成分とするガス）が供給される都市ガス管（図示省略）に接続されており、都市ガスがバーナ２に供給されるように構成されている。
【００２６】
ガスファンヒータには、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサ１６が備えられている。ＣＯセンサ１６は、吸気口１を通して吸い込まれるケーシング９外の空気中のＣＯ濃度を検出するように、ケーシング９の背面部において吸気口１の近傍に設けられている。ＣＯセンサ１６としては、検知対象空気中のＣＯ濃度を検出できるものであればよく、半導体式、接触燃焼式、電気化学式等の各種形式のものを適応することができる。このような各種形式のＣＯセンサは、公知技術であるので、その具体的な構成については説明を省略する。
【００２７】
操作部８には、ガスファンヒータの運転開始及び運転停止を指令する運転スイッチ１７、異常等を報知する異常報知ブザー１８、暖房目標温度を設定する温度設定部１９、暖房目標温度、室内温度等の各種情報を表示する表示部（図示省略）等が備えられている。運転スイッチ１７は、押し操作が繰り返される毎に、運転開始と運転停止とが交互に指令されるように構成されている。
【００２８】
以下、制御部７の制御動作について説明する。
制御部７は、送風ファン６、燃料断続手段５及びイグナイタ４等の作動を制御することにより、運転スイッチ１７による運転開始の指令によりバーナ２の燃焼を開始させ、運転スイッチ１７による運転停止の指令によりバーナ２の燃焼を停止させる。そして、制御部７は、バーナ２の燃焼中には、図外の温度センサ等により検出する温度が温度設定部１９にて設定された暖房目標温度となるように、比例弁１５の開度を調整している。また、制御部７は、バーナ２の燃焼中に、ＣＯセンサ１６にて検出する検出ＣＯ濃度を監視し、その検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、バーナ２の燃焼を停止させるように構成されている。これにより、ＣＯ濃度が異常閾値以上となっているにもかかわらず、バーナ２の燃焼が継続されることを防止して、さらにＣＯが発生するのを防止している。
【００２９】
本発明では、ＣＯセンサ１６の検出濃度が異常閾値以上となることによりバーナ２の燃焼を停止させるだけでなく、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が上昇すると、バーナ２の不完全燃焼によりＣＯが発生している不完全燃焼ＣＯ発生状態であるか、又は、バーナ２の不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生している非不完全燃焼ＣＯ発生状態であるかを判別するＣＯ発生状態判別手段２０が設けられている。ＣＯ発生状態判別手段２０は、制御部７に備えられている。
【００３０】
図３は、時間経過に伴うＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度の変化と熱電対１２の出力値の変化とを示したものである。図中、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度をＫ１にて示しており、熱電対１２の出力値をＫ２にて示している。
図３（ａ）は、バーナ２が不完全燃焼となった場合を示している。図３（ｂ）は、例えば、ガスファンヒータの近くでＣＯを発生させる等して、バーナ２が不完全燃焼となっていないときに吸気口１から吸い込まれた空気中にＣＯが含まれている場合を示している。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、バーナ２が不完全燃焼となった場合には、その不完全燃焼によりＣＯが発生することから、検出ＣＯ濃度Ｋ１は時間経過と共に上昇する。そして、バーナ２が不完全燃焼となると、バーナ２にて形成される火炎の温度が低下することから、熱電対１２の出力値Ｋ２は時間経過と共に低下する。
一方、図３（ｂ）に示す場合のように、バーナ２の不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときには、吸気口１から吸い込まれた空気中に含まれるＣＯをＣＯセンサ１６が検出するので、検出ＣＯ濃度Ｋ１は時間経過と共に上昇する。しかしながら、バーナ２の不完全燃焼が生じていないので、バーナ２にて形成される火炎の温度は大きく低下せず、熱電対の出力値Ｋ２は一定値に近い値を取る。
【００３２】
以上のことから、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が上昇したときに、熱電対１２の出力値が低下していれば、バーナ２が不完全燃焼していると言える。一方、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が上昇したときに、熱電対１２の出力値が低下していなければ、バーナ２は不完全燃焼を起こしておらず、バーナ２の不完全燃焼以外の要因によってＣＯが発生していると言える。このように、バーナの不完全燃焼の有無と熱電対の出力値の傾向とは一定の関係があると言える。
【００３３】
そこで、制御部７内に備えられるＣＯ発生状態判別手段２０は、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前で検出ＣＯ濃度の上昇を検出すると、熱電対１２の出力値が低下傾向であるか否かを判別して、熱電対１２の出力値が低下傾向であると不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、熱電対１２の出力値が低下傾向でなければ非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別する。
【００３４】
ここで、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前で検出ＣＯ濃度が上昇していることを検出するための構成としては、例えば、ＣＯ発生状態判別手段２０が、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が上昇判別値（異常閾値よりも小さい値に設定されている、例えば２０ｐｐｍ）以上となると、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前でＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が上昇していると判別するように構成されている。
また、例えば、ＣＯ発生状態判別手段２０は、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度の単位時間当たりの上昇度合い（単位時間当たりでの時間の変分に対する検出ＣＯ濃度の変分の傾き）が設定上昇度合いよりも大きいと、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前で検出ＣＯ濃度が上昇していると判別するように構成することもできる。
【００３５】
熱電対１２の出力値が低下傾向であるか否かを判別するための構成としては、ＣＯ発生状態判別手段２０が、熱電対１２の出力値が低下傾向判別値（例えば１５ｍＶ）以下になると、熱電対１２の出力値が低下傾向であると判別するように構成されている。ここで、低下傾向判別値については、バーナ２が不完全燃焼を起こしていないときの熱電対１２の出力値よりも低い値が設定されている。
また、例えば、不完全燃焼判別手段２０は、熱電対１２の出力値の単位時間当たりの低下度合い（単位時間当たりでの時間の変分に対する熱電対１２の出力値の変分の傾き）が設定低下度合いよりも大きいと、熱電対１２の出力値が低下傾向であると判別するように構成することもできる。
【００３６】
このようにして、ＣＯ発生状態判別手段２０が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、ＣＯセンサ１６が検出したＣＯは、バーナ２の不完全燃焼により発生したものであると認識することができる。一方、ＣＯ発生状態判別手段２０が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、ＣＯセンサ１６が検出したＣＯは、例えば、煙草の煙等、バーナ２の不完全燃焼以外の要因によって生じたものであると認識することができる。
【００３７】
しかも、ガスファンヒータには、ＣＯ発生状態判別手段２０に加えて、バーナ２の燃焼を停止させるか否かの基準となる異常閾値を設定する異常閾値設定手段２１と、ＣＯの発生を報知する報知手段２２とが設けられている。異常閾値設定手段２１は、制御部７に備えられており、報知手段２２は、制御部７に備えられて異常報知ブザー１８の作動を制御するブザー制御部２３と異常報知ブザー１８とを備えている。
【００３８】
異常閾値設定手段２１は、ＣＯ発生状態判別手段２０が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別したときには、ＣＯ発生状態判別手段２０が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別したときよりも、異常閾値を低い値に設定するように構成されている。例えば、異常閾値設定手段２１は、不完全燃焼ＣＯ発生状態であると、不完全燃焼用の異常閾値（例えば３０ｐｐｍ）を異常閾値に設定し（図３（ａ）中点線参照）、非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると、非不完全燃焼用の異常閾値（例えば１００ｐｐｍ）を異常閾値に設定する（図３（ｂ）中点線参照）。
このように異常閾値を設定することにより、バーナ２の不完全燃焼によりＣＯが発生しているときには、いち早くバーナ２の燃焼を停止して、さらにＣＯが発生するのを防止できる。しかも、例えば、煙草の煙等、バーナ２の不完全燃焼以外の一過性の要因によりＣＯが発生しているときには、バーナ２の燃焼を継続できるにもかかわらずバーナ２の燃焼を停止させてしまうことを防止して、使用者の使い勝手が悪化するのを抑制できる。
【００３９】
報知手段２２は、ＣＯ発生状態判別手段２０が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、不完全燃焼用の報知作動を行い、ＣＯ発生状態判別手段２０が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、非不完全燃焼用の報知作動を行うように構成されている。そして、不完全燃焼用の報知作動及び非不完全燃焼用の報知作動では、いずれもブザー制御部２３が異常報知ブザー１８を作動させるのであるが、不完全燃焼用の報知作動と非不完全燃焼用の報知作動とで異なる警告音を発するようにブザー制御部２３が異常報知ブザー１８を作動させる。
【００４０】
図４のフローチャートに基づいて、制御部７の制御動作について説明する。
制御部７は、運転スイッチ１７にて運転開始が指令されると、バーナ２を点火する点火処理を行ってバーナ２の燃焼を開始し、図外の温度センサ等により検出する温度が暖房目標温度となるように比例弁１５の開度を調整して運転を開始する（ステップ＃１、＃２）。そして、制御部７のＣＯ発生状態判別手段２０は、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度を監視しており、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値に達する以前で検出ＣＯ濃度が上昇していると判別すると、熱電対１２の出力値が低下傾向であるか否かを判別する（ステップ＃３、＃４）。
【００４１】
ＣＯ発生状態判別手段２０は、熱電対１２の出力値が低下傾向であると不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、異常閾値設定手段２１が不完全燃焼用の異常閾値を異常閾値に設定する（ステップ＃５、＃６）。一方、ＣＯ発生状態判別手段２０は、熱電対１２の出力値が低下傾向でなければ非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、異常閾値設定手段２１が非不完全燃焼用の異常閾値を異常閾値に設定する（ステップ＃７、＃８）。
【００４２】
制御部７は、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度を監視しており、ＣＯセンサ１６の検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、開閉弁１４及び比例弁１５を閉弁させてバーナ２の燃焼を停止させる異常停止を行う（ステップ＃９、＃１０）。この異常燃焼停止では、バーナ２の燃焼を停止させてから設定時間が経過するまでは送風ファン６の作動を継続させる。また、ステップ＃９では、不完全燃焼ＣＯ発生状態であると検出ＣＯ濃度が不完全燃焼用の異常閾値以上であるか否かを判別し、非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると非不完全燃焼用の異常閾値以上であるか否かを判別することになる。
【００４３】
バーナ２の燃焼を停止させると、ブザー制御部２３は、ＣＯ発生状態判別手段２０が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別していると異常報知ブザー１８を作動させて不完全燃焼用の報知作動を行い、ＣＯ発生状態判別手段２０が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別していると異常報知ブザー１８を作動させて非不完全燃焼用の報知作動を行う異常報知を行う（ステップ＃１１）。
制御部７は、運転スイッチ１７により運転停止が指令されるまでは上述のような制御動作を行い、運転スイッチ１７により運転停止が指令されると、開閉弁１４及び比例弁１５を閉弁させてバーナ２の燃焼を停止させて運転を停止する（ステップ＃１２、＃１３）。
【００４４】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態において、熱電対１２の出力値が低下傾向であるか否かを判別するための構成として、例えば、熱電対１２の出力値が設定量以上低下することを設定回数以上連続して検出することにより、熱電対１２の出力値が低下傾向であると判別することもできる。この場合、設定量については、例えば、一定量を設定したり、設定量以上の低下を検出するたびに設定量が大きくなるように変更設定することもできる。
【００４５】
（２）上記実施形態において、異常閾値設定手段２１は、不完全燃焼ＣＯ発生状態であると、不完全燃焼用の異常閾値（例えば３０ｐｐｍ）を異常閾値に設定し、非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると、非不完全燃焼用の異常閾値（例えば１００ｐｐｍ）を異常閾値に設定しているが、例えば、不完全燃焼用の異常閾値及び非不完全燃焼用の異常閾値は、一定の値ではなく、検出ＣＯ濃度の単位時間当たりの上昇度合い等に基づいて変更設定することも可能である。
【００４６】
（３）本発明は、上記実施形態において例示したガスファンヒータ以外に、ガスストーブ、石油ファンヒータ、石油ストーブ、給湯装置等、種々の開放型燃焼機器に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、供給される燃料を燃焼させるバーナと、吸気口を通して空気を吸い込み前記バーナの燃焼排ガスを吹き出し口から排気する送風手段と、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサと、前記ＣＯセンサにて検出した検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、前記バーナの燃焼を停止させるバーナ制御手段とが設けられ、構成の複雑化を招くことなく、バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生しているときに、バーナの不完全燃焼によりＣＯ濃度が高くなっていると誤って判別してしまうのを抑制できる各種の開放型燃焼機器に適応することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 吸気口
２ バーナ
３ 吹き出し口
６ 送風手段（送風ファン）
１２ 熱電対
１６ ＣＯセンサ
２０ ＣＯ発生状態判別手段
２１ 異常閾値設定手段
２２ 報知手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される燃料を燃焼させるバーナと、
吸気口を通して空気を吸い込み前記バーナの燃焼排ガスを吹き出し口から排気する送風手段と、
ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサと、
前記ＣＯセンサにて検出した検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、前記バーナの燃焼を停止させるバーナ制御手段とが設けられている開放型燃焼機器であって、
前記バーナにて形成される火炎の温度が高いほど高い出力値を出力する熱電対と、
前記バーナの不完全燃焼によりＣＯが発生している不完全燃焼ＣＯ発生状態であるか前記バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生している非不完全燃焼ＣＯ発生状態であるかを判別するＣＯ発生状態判別手段とが設けられ、
前記ＣＯ発生状態判別手段は、前記検出ＣＯ濃度が前記異常閾値に達する以前で前記検出ＣＯ濃度の上昇を検出すると、前記熱電対の出力値が低下傾向であるか否かを判別して、低下傾向であると前記不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、低下傾向でなければ前記非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別するように構成されている開放型燃焼機器。
【請求項２】
前記ＣＯ発生状態判別手段が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別したときには、前記ＣＯ発生状態判別手段が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別したときよりも、前記異常閾値を低い値に設定する異常閾値設定手段が設けられている請求項１に記載の開放型燃焼機器。
【請求項３】
前記ＣＯ発生状態判別手段は、前記熱電対の出力値が低下傾向判別値以下になると、前記熱電対の出力値が低下傾向であると判別するように構成されている請求項１又は２に記載の開放型燃焼機器。
【請求項４】
前記ＣＯ発生状態判別手段は、前記熱電対の出力値の単位時間当たりの低下度合いが設定低下度合いよりも大きいと、前記熱電対の出力値が低下傾向であると判別するように構成されている請求項１又は２に記載の開放型燃焼機器。
【請求項５】
前記ＣＯ発生状態判別手段が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、不完全燃焼用の報知作動を行い、前記ＣＯ発生状態判別手段が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、非不完全燃焼用の報知作動を行う報知手段が設けられている請求項１〜４の何れか１項に記載の開放型燃焼機器。
【請求項１】
供給される燃料を燃焼させるバーナと、
吸気口を通して空気を吸い込み前記バーナの燃焼排ガスを吹き出し口から排気する送風手段と、
ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサと、
前記ＣＯセンサにて検出した検出ＣＯ濃度が異常閾値以上となると、前記バーナの燃焼を停止させるバーナ制御手段とが設けられている開放型燃焼機器であって、
前記バーナにて形成される火炎の温度が高いほど高い出力値を出力する熱電対と、
前記バーナの不完全燃焼によりＣＯが発生している不完全燃焼ＣＯ発生状態であるか前記バーナの不完全燃焼以外の要因によりＣＯが発生している非不完全燃焼ＣＯ発生状態であるかを判別するＣＯ発生状態判別手段とが設けられ、
前記ＣＯ発生状態判別手段は、前記検出ＣＯ濃度が前記異常閾値に達する以前で前記検出ＣＯ濃度の上昇を検出すると、前記熱電対の出力値が低下傾向であるか否かを判別して、低下傾向であると前記不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別し、低下傾向でなければ前記非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別するように構成されている開放型燃焼機器。
【請求項２】
前記ＣＯ発生状態判別手段が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別したときには、前記ＣＯ発生状態判別手段が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別したときよりも、前記異常閾値を低い値に設定する異常閾値設定手段が設けられている請求項１に記載の開放型燃焼機器。
【請求項３】
前記ＣＯ発生状態判別手段は、前記熱電対の出力値が低下傾向判別値以下になると、前記熱電対の出力値が低下傾向であると判別するように構成されている請求項１又は２に記載の開放型燃焼機器。
【請求項４】
前記ＣＯ発生状態判別手段は、前記熱電対の出力値の単位時間当たりの低下度合いが設定低下度合いよりも大きいと、前記熱電対の出力値が低下傾向であると判別するように構成されている請求項１又は２に記載の開放型燃焼機器。
【請求項５】
前記ＣＯ発生状態判別手段が不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、不完全燃焼用の報知作動を行い、前記ＣＯ発生状態判別手段が非不完全燃焼ＣＯ発生状態であると判別した場合には、非不完全燃焼用の報知作動を行う報知手段が設けられている請求項１〜４の何れか１項に記載の開放型燃焼機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１６４２１５（Ｐ２０１０−１６４２１５Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１４８（Ｐ２００９−５１４８）
【出願日】平成２１年１月１３日（２００９．１．１３）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１３日（２００９．１．１３）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
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