JPH08170826A - ガス湯沸器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 湯沸器の様々な使用状態に応じて異なる排気
ガスの温度や排気ガスの成分の影響を受けることなく、
ガス湯沸器設置室内の一酸化炭素濃度を直接的に監視す
ることができるＣＯセンサを有するガス湯沸器を提供す
る。 【構成】 ガス湯沸器１の燃焼用空気給気口２９には空
気フィルター５１が取り付けられており、この空気フィ
ルター５１の内側にはＣＯセンサ５３が取り付けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＣＯセンサを備えた
ガス湯沸器に関し、特には、ＣＯセンサの機能を有効に
発揮させることができる室内配置用のガス湯沸器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】家庭用の開放型ガス湯沸器を例にとり従
来技術を説明する。図２は、従来の家庭用開放型ガス湯
沸器の内部構造を示す。

【０００３】この湯沸器１は、装置全体の外側を取り囲
むケース３と、装置内の上部に配置されている熱交換器
５と、熱交換器５の下方に配置されている複数のガスバ
ーナー７と、熱交換器５に供給される被加熱物である水
の流量を制御する水流量制御装置９と、ガスバーナー７
に供給するガス量を制御するガス流量制御装置１１と、
燃焼室内壁の開口部１２に設けられて、該開口部１２に
おける雰囲気温度を検知する燃焼室開口部温度センサー
１３と、パイロットバーナー２７から出ているパイロッ
ト火炎の温度を検知するパイロット火炎温度センサー１
５と、二つの温度センサー１３、１５が検知した温度信
号に基づいて水流量制御装置９とガス流量制御装置１１
の制御を行う制御部１７と、を備えている。

【０００４】このような湯沸器１は、一般家庭の台所そ
の他の室内に設置され、以下のように作動する。

【０００５】ガスバーナー７には、ガス流路１９及びガ
スチャンバー２１を経て、都市ガスが供給される。ガス
流路１９には、修理時などに用いられる手動のガス遮断
バルブ２３と、非常時にガス流路１９を自動的に遮断す
る自動ガス遮断バルブ２５とが配置されている。ガス流
路１９を流れるガスの流量は、ガス流量制御装置１１に
より適当な流量に制御されている。

【０００６】ガスバーナー７のガス吹き出し口の近傍に
は、該ガス吹き出し口に向かってパイロットバーナー２
７が配置されており、このパイロットバーナー２７から
発せられるパイロット火炎により、各ガスバーナー７か
ら噴出するガスが着火される。

【０００７】ケース３の底面には空気給気口２９が開口
しており、この空気給気口２９を通って装置内部に供給
される空気によって、ガスバーナー７で都市ガスが燃焼
する。

【０００８】ガスバーナー７の上方に配置されている熱
交換器５は、ガスバーナー７の上方においてＵ字状に蛇
行して配置されている伝熱管３１を備えており、この伝
熱管３１には、水管３３を通して、水道水が流されてい
る。水管３３に流される水道水の水量は、水流量制御装
置９により調節されている。なお、水管３３には手動の
水遮断バルブ３５が設けられており、必要時には、手動
で水遮断バルブ３５を閉じることにより、水管３３への
水道水の供給を停止させることができるようになってい
る。

【０００９】水管３３を流れる水道水は、各ガスバーナ
ー７から発せられる都市ガスの火炎による輻射熱や燃焼
ガスの熱により加熱され、温水として排出される。

【００１０】熱交換器５は、伝熱管３１の外側に形成さ
れている多数のフィン３７を備えている。このフィン３
７は、各ガスバーナー７から発せられる燃焼ガスの流路
と平行に延びており、各フィン３７の間の間隔は、例え
ば、約３ｍｍ程度である。このフィン３７は、一般的に
は鉛メッキ銅板製であり、水管３３に、火炎輻射熱や燃
焼ガスの顕熱を効率良く伝える機能を奏する。

【００１１】二つの温度センサー１３、１５は各々熱電
対からなっており、各々が検知した温度に対応する熱起
電力（電圧）を発生する。燃焼室開口部温度センサー１
３が検知した燃焼室開口部１２の温度、及び、パイロッ
ト火炎温度センサー１５が検知したパイロット火炎の温
度に各々対応して発生した熱起電力は、信号線３９、４
１を介して取り出される。この二つの信号線３９、４１
は、二つのセンサー１３、１５が発生する熱起電力の極
性を受ち消し合うような方向で直列に接続されている。
本ガス湯沸器１においては、制御部１７が二つのセンサ
ー１３、１５の熱起電力の差を検出し、その差に応じ
て、水流量制御装置９及びガス流量制御装置１１を制御
し、不完全燃焼の発生を防止している。

【００１２】ケース３の上面には排気口４３が設けられ
ており、この排気口４３に接続して排気ダクト４５が取
り付けられている。各ガスバーナー７から発生する燃焼
ガスは熱交換器５と熱交換した後、ケース３の排気口４
３から排気ダクト４５を経て、排気ガスとして本ガス湯
沸器１の外部に放出される。排気ダクト４５は、排気ガ
スの運動量を低下させるため、蛇行して形成されてい
る。すなわち、ケース３の排気口４３を出た排気ガスは
一旦左に曲がった後、上昇し、右に曲がり、再び上昇し
て、ケース３の外部に放出される。

【００１３】排気ガスが再び上昇を開始する位置にはＣ
Ｏセンサ４７が配置されている。このＣＯセンサ４７は
排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）ガスの濃度を検出し、
その濃度が予め定められたしきい値を超えた場合には、
その旨を知らせる信号をガス流量制御装置１１に発す
る。この信号を受信したガス流量制御装置１１は自動ガ
ス遮断バルブ２５を即座に閉じ、各ガスバーナー７にお
ける都市ガスの燃焼を停止させる。次いで、表示パネル
（図示せず）にその旨を表示し、使用者に注意を喚起す
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のガス湯沸器１におけるＣＯセンサ４７は、排気ダ
クト４５すなわち排気ガスの流路に取り付けられていた
ため、以下のような問題を有していた。

【００１５】（１）ＣＯセンサ４７は、一般に、耐熱性
はそれほど高くはなく、高温の下では、正確に一酸化炭
素ガスの濃度を検知できなくなることがある。図２に示
したようなＣＯセンサ４７の取り付け位置においては、
排気ガスの温度はかなり低下はしているものの、ガス湯
沸器１をその最大能力で長時間使用を続けていると、排
気ガスの温度はかなり高くなり、例えば、同位置の温度
は最大で約１００°Ｃに達する。このため、このような
場合には、ＣＯセンサ４７の検出精度が低下する恐れが
生じる。また、長期間高温に晒されることにより、ＣＯ
センサ４７の寿命も短くなるというおそれもあった。

【００１６】（２）当然のことながら、ＣＯセンサ４７
は、一酸化炭素ガスのみを検知するために、一酸化炭素
ガスに対する感度を高く、他のガスに対する感度を低く
設定することが必要である。ＣＯセンサ４７の感度は、
一般的には、ある特定成分を有している検定用ガスの濃
度を基準として設定される。しかしながら、一般に、湯
沸器は様々な燃焼モードを有しているが、その燃焼モー
ドによって排気ガスの成分（例えば、ＳＯｘや水蒸気な
ど）は大きく変わることが知られている。このため、排
気ガスの成分が上記の検定用ガスの成分と大きく異なる
と、場合によっては、ＣＯセンサ４７の一酸化炭素ガス
に対する感度も悪影響を受けることがある。

【００１７】元来、ＣＯセンサはガス湯沸器設置室内の
安全性を高めるためのものである。ガス湯沸器設置室内
における一酸化炭素濃度は部屋の大きさ又は換気の程度
に応じて大いに変化するので、図２に示したガス湯沸器
１のように、ＣＯセンサ４７を排気ガスの流路に取り付
けると、ＣＯセンサ４７の感度は排気ガスの成分によっ
て影響を受け、室内雰囲気における一酸化炭素ガスの濃
度検知というＣＯセンサの本来の目的を達成することが
極めて困難であった。

【００１８】本発明は従来のＣＯセンサの上記のような
問題点に鑑みてなされたものであり、ガス湯沸器の様々
な使用状態に応じて異なる排気ガスの温度あるいは排気
ガスの成分による影響を受けることなく、ガス湯沸器設
置室内の一酸化炭素濃度を直接的に監視することができ
るＣＯセンサを有するガス湯沸器を提供することを目的
とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るガス湯沸器は、燃焼装置と、該燃焼装
置で発生する燃焼ガスの熱量を被加熱物である水に伝え
る熱交換器とを有するガス湯沸器であって、前記ガス湯
沸器はＣＯセンサを具備し、該ＣＯセンサが燃焼用空気
を前記ガス湯沸器内に導入する空気給気口の近傍に配置
されていることを特徴とする。

【００２０】

【作用】本ガス湯沸器においては、ＣＯセンサは燃焼用
空気給気口の近くに配置される。この燃焼用空気給気口
は室内の空気が直接に通過するところであるので、排気
ガスのような高温ガスは通過しない。このため、ＣＯセ
ンサは、高温に晒されることなく、室温の下で作動する
こととなり、より正確なＣＯ濃度検出が可能になる。こ
れに加えて、長期間にわたる高温下での作動に起因する
寿命の低下を防止することも可能である。

【００２１】また、排気口から排出されるＳＯｘや水蒸
気などを含む排気ガスは室内雰囲気により希釈されるの
で、燃焼用空気給気口を通過する空気中におけるＳＯｘ
や水蒸気などの濃度は極めて低く、ＣＯセンサの感度が
影響を受けることは少ない。このため、ＣＯセンサがＳ
Ｏｘや水蒸気などの雑ガス成分の影響を受けることがな
くなり、一酸化炭素ガスに対する高感度を維持すること
ができる。また、ガス湯沸器設置室内の一酸化炭素濃度
を直接的に監視することにより、同室内の安全性を確保
するという、安全装置としての本来の目的を達成する。

【００２２】

【実施例】図１は本発明に係るガス湯沸器の第一の実施
例を示す。図１において、図２と同一の参照符号で示さ
れている部位は、図２の当該構成要素と同一又は類似の
構成要素を示すものである。

【００２３】本実施例に係るガス湯沸器１においては、
ケース３の底面に設けられている燃焼用空気給気口２９
に空気フィルター５１が取り付けられている。本ガス湯
沸器においては、この空気フィルター５１の内側におい
て、ＣＯセンサ５３が取り付けられている。なお、従来
例のガス湯沸器では、排気ダクト４５にＣＯセンサが設
けられていた。

【００２４】この空気フィルター５１は一般的に用いら
れているものであって、比較的大きな塵やゴミがガス湯
沸器１内部に侵入することを防止するためのものであ
る。

【００２５】ガス湯沸器１の内部へは、燃焼用空気給気
口２９から室内の空気が導入される。一般に、室温は最
高でも約３５°Ｃ程度であるので、室内の空気の温度も
最高でも約３５°Ｃである。これに対して、図２に示し
た排気ダクト４５の内部では、ガス湯沸器１の燃焼モー
ドによっては、最高で約１００°Ｃ程度の温度に達する
ことがある。このため、従来のガス湯沸器におけるＣＯ
センサ４７は高温の影響を受け、検出精度が低下するお
それがあったが、本実施例においては、ＣＯセンサ５３
は、最高でも室内空気と同温の約３５°Ｃ程度の温度の
下で作動することになる。このため、高温による悪影響
を受けることなく、より正確なＣＯ濃度検出が可能にな
る。

【００２６】加えて、ガス湯沸器設置室内の空気につい
ては、ガス湯沸器１から排出されるＳＯｘや水蒸気など
の雑ガス成分の濃度が希釈されているので、室内空気が
流入する燃焼用空気給気口２９の近傍に配置されている
ＣＯセンサ５３、は上記雑ガス成分の影響を受けること
なく作動することができる。また、ガス湯沸器設置室内
の一酸化炭素濃度を直接的に監視することができ、ＣＯ
センサ本来の目的（室内の安全確保）を達成する上でも
好ましい。

【００２７】なお、本実施例においては、ＣＯセンサ５
３は燃焼用空気給気口２９の近傍に配置されているが、
給気口２９とガスチャンバー２１との間の位置であれ
ば、各ガスバーナー７の燃焼による温度の影響を受ける
度合いが小さく、かつ、雑ガス成分の影響を受けること
がないので、任意の位置に配置することができる。例え
ば、ガス流量制御装置１１の外側やガスチャンバー２１
の底面に取り付けておくことも可能であり、ガス湯沸器
の設計の際のＣＯセンサ５３の取り付け位置の自由度を
増すことができる。

【００２８】本実施例においても、図２に示したＣＯセ
ンサ４７と同様に、ＣＯセンサ５３を警報装置（図示せ
ず）に接続させ、一酸化炭素濃度が所定のしきい値を超
えた場合には、警報装置に危険信号を発し、警報装置か
ら警報を発するようにすることができる。

【００２９】あるいは、ＣＯセンサ５３を信号線５５を
介して制御部１７と接続させ、ＣＯセンサ５３が一酸化
炭素濃度を検知したときに、その濃度に応じたＣＯ濃度
信号を制御部１７に送信するように構成することもでき
る。

【００３０】ＣＯセンサ５３からのＣＯ濃度信号を受信
した制御部１７は、そのＣＯ濃度信号により表されたＣ
Ｏ濃度を予め定められたしきい値と比較する。ＣＯ濃度
信号により表されたＣＯ濃度が所定のしきい値よりも小
さければ、各ガスバーナー７において正常に燃焼が行わ
れているものと判断して、各ガスバーナー７における燃
焼をそのまま続行させる。

【００３１】一方、ＣＯ濃度信号により表されたＣＯ濃
度が所定のしきい値を超えた場合には、各ガスバーナー
７において不完全燃焼が起き、その不完全燃焼に起因し
て放出される一酸化炭素のため、室内におけるＣＯ濃度
が高くなっていると判断し、ガス流量制御装置１１にガ
ス流停止信号を送る。このガス流停止信号を受信したガ
ス流量制御装置１１は、自動ガス遮断バルブ２５を閉
じ、各ガスバーナー７の燃焼を停止させる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るガス湯沸器
においては、ＣＯセンサは室内の空気が通過する燃焼用
空気給気口の近くに配置されるため、排気ガスによる高
温に晒されることなく、室温の下で作動することとな
り、より正確なＣＯ濃度検出が可能になる。また、高温
下での長期間の作動に起因するＣＯセンサの寿命低下を
防止することもできる。

【００３３】加えて、燃焼用空気給気口から導入される
空気中においては、ＳＯｘや水蒸気などの雑ガス成分は
既に希釈された状態であるので、それらの濃度は極めて
低く、ＣＯセンサの感度に影響を与えることは少ない。
このため、ＣＯセンサはＳＯｘや水蒸気などの雑ガス成
分の影響を受けることが少ない。また、ガス湯沸器設置
室内の一酸化炭素濃度を直接的に監視するというＣＯセ
ンサ設置の本来の目的を達成する上でも好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の家庭用開放型ガス湯沸器の内部構造を示
す概略図である。

【図２】本発明の実施例に係る加熱装置を家庭用開放型
ガス湯沸器として例示した概略図である。

【符号の説明】

１ 湯沸器 ３ ケース ５ 熱交換器 ７ ガスバーナ
ー ９ 水流量制御装置 １１ ガス流量制
御装置 １２ 燃焼室内壁開口部 １３ 燃焼室開口部温度センサー １５ パイロッ
ト火炎温度センサー １７ 制御部 １９ ガス流路 ２１ ガスチャンバー ２３ ガス遮断
バルブ ２５ 自動ガス遮断バルブ ２７ パイロッ
トバーナー ２９ 燃焼用空気給気口 ３１ 伝熱管 ３３ 水管 ３５ 水流量制
御バルブ ３７ フィン ３９ 信号線 ４１ 信号線 ４３ 排気口 ４５ 排気ダクト ４７ ＣＯセン
サ ５１ 空気フィルター ５３ ＣＯセン
サ ５５ 信号線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼装置と、該燃焼装置で発生する燃焼
   ガスの熱量を被加熱物である水に伝える熱交換器と、を
   有するガス湯沸器であって、 前記ガス湯沸器はＣＯセンサを具備し、 該ＣＯセンサが、燃焼用空気を前記ガス湯沸器内に導入
   する給気口の近傍に配置されていることを特徴とするガ
   ス湯沸器。