JP2004116952A

JP2004116952A - 燃焼装置のｃｏ濃度検出構造

Info

Publication number: JP2004116952A
Application number: JP2002283695A
Authority: JP
Inventors: Shuji Kameyama; 亀山　修司; Masaaki Matsuda; 松田　昌明
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】サンプリングされた燃焼排ガスの一部だけをＣＯ濃度センサに取り込むように構成して燃焼排ガスの一酸化炭素濃度の検出精度を高める。
【解決手段】排気集合筒５の内部に、一酸化炭素濃度を検出するＣＯ濃度センサ１３を内部に配置したセンサ室１０と、燃焼排ガスをサンプリングする為の捕集管１１と、捕集管１１でサンプリングされた燃焼排ガスを混合してセンサ室１０に導く混合室１２とを設け、センサ室１０と混合室１２との間に、混合室１２から流出した燃焼排ガスの大部分をセンサ室１０の外部へ導く為の開放口２８を設けた。
【選択図】　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼装置のＣＯ濃度検出構造に関し、特に、燃焼排ガスの一酸化炭素濃度の検出精度をより高めることが可能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、給湯器などの燃焼装置においては、バーナ等の燃焼部から排出される燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度（以下、ＣＯ濃度という）を検出することにより、燃焼装置の燃焼状態が判断されている。一般的には、燃焼部からの燃焼排ガスを外部へ排出する排気通路に設けられたＣＯ濃度センサにより、燃焼排ガス中のＣＯ濃度が検出される。
【０００３】
ここで、排気通路で燃焼排ガスが十分混合されず、排気通路内の燃焼排ガス中のＣＯ濃度が不均一な場合には、局所的なＣＯ濃度の燃焼排ガスがＣＯ濃度センサに取り込まれてしまう虞があり、その場合には、ＣＯ濃度センサによるＣＯ濃度の検出値が燃焼部で発生する燃焼排ガス全体の平均値からかなり離れた値となってしまい、燃焼排ガス中のＣＯ濃度を正しく検出できない。
【０００４】
そこで、本願出願人は、ＣＯ濃度センサの検出精度を高めることが可能な種々のＣＯ濃度検出構造を提案している。例えば、特許文献１に記載の燃焼排気排出装置は、燃焼部からの燃焼排ガスに旋回流を起こさせる一次排気室と、一次排気室から流入した燃焼排ガスを排気筒へ排出する二次排気室とを備え、二次排気室に設けられたＣＯ濃度センサに、一次排気室において旋回流が生じて混合された燃焼排ガスの一部を取り込んで、燃焼排ガスのＣＯ濃度を検出するように構成されている。
【０００５】
また、やはり本願出願人が提案した、特許公報２に記載のＣＯ濃度検出構造においては、燃焼部からの燃焼排ガスを外部へ排出する排気通路を構成する排気集合筒内に、ＣＯ濃度センサを有するセンサ室と、燃焼排ガスをサンプリングする為の複数の小径の穴を有しセンサ室に連通する捕集管とが設けられ、前記複数の穴から排気集合筒内の相互に離れた複数位置の燃焼排ガスをセンサ室に導入するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１９７４１５号公報（第３−５頁、図１、図２）
【特許文献２】特開２００１−２０８３４４号公報（第４−６頁、図１−８）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的なＣＯ濃度センサは、取り込んだ燃焼排ガス中の一酸化炭素を触媒等により燃焼させてＣＯ濃度を検出するように構成されているため、あまりにも多量の燃焼排ガスがＣＯ濃度センサに取り込まれると、ＣＯ濃度センサ内での燃焼排ガスの流速が速くなりすぎて、ＣＯ濃度を安定的に検出することができなくなり、検出精度が低下する。この点、前記特許文献１に記載の燃焼排気排出装置においては、二次排気室内において、旋回流が生じている燃焼排ガスが直接ＣＯ濃度センサに流入するようになっているが、その燃焼排ガスのＣＯ濃度センサへの流入量を制限するようには構成されておらず、ＣＯ濃度センサに燃焼排ガスが流入しすぎる虞がある。また、前記特許文献２に記載のＣＯ濃度検出構造においては、捕集管とセンサ室とが連通しているため、捕集管でサンプリングされた燃焼排ガスがすべてセンサ室に流入してしまい、やはり、ＣＯ濃度センサに燃焼排ガスが流入しすぎる虞がある。
【０００８】
さらに、特許文献２に記載のＣＯ濃度検出構造では、複数の小径の穴から燃焼排ガスをサンプリングするため、サンプリングされる燃焼排ガスの総量が少なくなるし、それら複数の穴付近の燃焼排ガスの微少な圧力差などにより、排気集合筒の相互に離れた複数の位置から均等にサンプリングできない虞があり、その場合には、燃焼部で発生した燃焼排ガスのＣＯ濃度の平均値からずれた値がＣＯ濃度センサで検出されてしまう。
本発明の目的は、サンプリングされた燃焼排ガスの一部だけをＣＯ濃度センサに取り込むように構成すること、排気集合筒内の複数の位置から均等にサンプリングすること、等である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の燃焼装置のＣＯ濃度検出構造は燃焼排ガスを排気集合筒を介して外部へ排気する燃焼装置において、前記排気集合筒の内部に、一酸化炭素濃度を検出するＣＯ濃度センサを内部に配置したセンサ室と、燃焼排ガスをサンプリングする為の捕集通路と、捕集通路でサンプリングされた燃焼排ガスを混合してセンサ室に導く混合室とを設け、前記センサ室は、前記混合室からの燃焼排ガスの一部を導入する為の排気導入口を有し、前記センサ室と混合室との間に、混合室から流出した燃焼排ガスの大部分をセンサ室の外部へ導く為の開放口を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
燃焼装置の燃焼部で発生した燃焼排ガスが排気集合筒内に流入すると、この排気集合筒内において、燃焼排ガスの一部が捕集通路に流入してサンプリングされる。捕集通路にサンプリングされた燃焼排ガスは、混合室で混合されてからセンサ室に導かれ、センサ室の内部に配置されたＣＯ濃度センサにより燃焼排ガスのＣＯ濃度が検出される。ここで、捕集通路でサンプリングされた燃焼排ガスの全量が混合室からセンサ室に流入するわけではなく、その燃焼排ガスの大部分は開放口からセンサ室の外部へ流れて、サンプリングされなかった混合室外の燃焼排ガスとともに外部へ排出される。つまり、サンプリングされた燃焼排ガスの一部だけが、排気導入口を通ってセンサ室に流入することになるため、ＣＯ濃度センサに過度に燃焼排ガスが取り込まれることがない。
【００１１】
請求項２の燃焼装置のＣＯ濃度検出構造は、請求項１の発明において、前記センサ室は混合室の排ガス流出口に対向する制限壁部を有し、この制限壁部に前記排気導入口を形成したことを特徴とするものである。混合室から流出した燃焼排ガスは、混合室の排ガス流出口に対向する制限壁部に衝突してから、燃焼排ガスの一部が排気導入口からセンサ室に流入するため、制限壁部により燃焼排ガスのセンサ室への流入量が制限されるし、燃焼排ガスが制限壁部に衝突することによりさらなる混合効果も得られる。
【００１２】
請求項３の燃焼装置のＣＯ濃度検出構造は、請求項１又は２の発明において、前記排気導入口の開口面積が、前記開放口の開口面積よりも小さく形成されていることを特徴とするものである。従って、混合室から流出した燃焼排ガスがセンサ室に流入しにくくなり、センサ室への燃焼排ガスの流入量を制限することができる。
【００１３】
請求項４の燃焼装置のＣＯ濃度検出構造は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記燃焼装置は所定方向に並べて配設された複数の燃焼管を有し、前記捕集通路が前記所定方向に平行に延びるように配設されたことを特徴とするものである。従って、複数の燃焼管から夫々排出された燃焼排ガスを、捕集通路によりほぼ均等にサンプリングすることが可能になる。
【００１４】
請求項５の燃焼装置のＣＯ濃度検出構造は、請求項４の発明において、前記捕集通路の内部に、サンプリングした燃焼排ガスを混合室に導く複数の排ガス通路を形成し、これら複数の排ガス通路の排ガス入口を前記所定方向に並べて配置したことを特徴とするものである。従って、前記所定方向の複数の位置から複数の排ガス入口により燃焼排ガスをサンプリングすることができ、さらに、このように別々の位置からサンプリングした燃焼排ガスが互いの圧力差等の影響を受けないように、夫々の排ガス入口に対応する排ガス通路を介して混合室に円滑に燃焼排ガスを導くことができる。
【００１５】
請求項６の燃焼装置のＣＯ濃度検出構造は、請求項１〜５の発明において、前記混合室は、混合室を通らない燃焼排ガスがセンサ室内に流入しないように燃焼排ガスの一部を前記開放口の端部近傍に放出する放出口であって、前記排ガス流出口とは別の放出口を有することを特徴とするものである。開放口においては、混合室からの燃焼排ガスがセンサ室外へ流出するだけでなく、逆に、混合室で混合されていない混合室外の燃焼排ガスがセンサ室へ流入してくる虞もあるが、放出口から燃焼排ガスの一部を放出させることで、ＣＯ濃度が不均一な混合室外の燃焼排ガスが開放口を介してセンサ室内に流入するのを防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、燃焼装置である給湯器に本発明を適用した一例である。
図１に示すように、給湯器１の給湯器本体２の内部には、左右方向に並んで配設された複数の燃焼管３ａを有するバーナ３と、このバーナ３からの高温の燃焼排ガスにより給湯用の水を加温する熱交換器４と、燃焼排ガスを外部に排出する排気通路を形成する排気集合筒５とが下方から順に配設されている。排気集合筒５には、燃焼排ガスの一酸化炭素を検出する為のＣＯ濃度検出構造が組み込まれている。
【００１７】
図１〜図４に示すように、排気集合筒５は、例えばステンレス鋼板にて上端及び下端開放状且つ直方体状に形成された集合筒本体６と、集合筒本体６の上端に取り付けられ左右に偏平な排気筒７とを備えている。図１に示すように、バーナ３からの燃焼排ガスは、熱交換器へ流入して熱交換器４で給湯用の水を加温した後に排気集合筒５へ流れ、下方から上方へ集合筒本体６を通過して、排気筒７の前端部に形成された排気口７ａから外部へ排出される。
【００１８】
次に、図２〜図９を参照してＣＯ濃度検出構造について説明する。
集合筒本体６の内部には、ＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度センサ１３を内部に配置したセンサ室１０と、燃焼排ガスをサンプリングする為の捕集管１１（捕集通路）と、捕集管１１でサンプリングされた燃焼排ガスを混合してセンサ室１０に導く混合室１２とが設けられている。
【００１９】
また、集合筒本体６の上側から１／３の位置における内側部分には、集合筒本体６の内部を上下に仕切る仕切板１４が水平姿勢に固定されており、この仕切板１４の中央部には、熱交換器４から流入した燃焼排ガスが集合筒本体６の内部を下方から上方へ通過する円形の排ガス通過穴１４ａが形成されている。図４に示すように、仕切板１４の下面部には、熱交換器４から集合筒本体６内に流入した燃焼排ガスに旋回流を発生させて混合を促進する上方開放状且つ直方体状の混合促進部材１５が取り付けられている。この混合促進部材１５の側面部と底面部には、燃焼排ガスを混合促進部材１５内に導く為の開口１５ａ，１５ｂ，１５ｃが夫々形成されており、下方から直接に、あるいは、仕切板１４の下面に衝突してから、これら開口１５ａ，１５ｂ，１５ｃから混合促進部材１５の内部に流入する。混合促進部材１５内に流入した燃焼排ガスは、混合促進部材１５の内部に設けられた２つのフィン１５ｄに沿って流れ、その際に燃焼排ガスに旋回流が発生して混合が促進され、その状態で燃焼排ガスは排ガス通過穴１４ａを通ってさらに上方へ流れる。
【００２０】
まず、センサ室１０について説明する。集合筒本体６の内部の前端側部分のやや右側部分に、直方体状のセンサ室１０が設けられ、このセンサ室１０は、集合筒本体６の前面板６ａと仕切板１４とに固定されている。センサ室１０の内部の前端部にはＣＯ濃度センサ１３が配置され、このＣＯ濃度センサ１３は前面板６ａに取付部材１６（図４参照）を介して取り付けられている。ＣＯ濃度センサ１３からは給湯器１の制御を司る図示しないコントロールユニットと接続する為の接続線１７が延びている。
【００２１】
図３、図５に示すように、センサ室１０の後面部には、混合室１２の排ガス流出口２４ａに対向する鉛直姿勢の制限壁部１０ａが形成され、この制限壁部１０ａの四隅の近傍部には、混合室１２からの燃焼排ガスの一部を導入する４つの排気導入口１０ｂが形成されている。このように、排気導入口１０ｂを制限壁部１０ａの四隅の近傍部に設けることで、混合室１２から流出した燃焼排ガスが直接センサ室１０に入らないようにして、過度に燃焼排ガスがセンサ室１０に流入するのを防止している。さらに、センサ室１０の上面部の前端側部分の左右方向中央部には、センサ室１０内に導入された燃焼排ガスを外部に排出する為の排出口１０ｃも形成されている。
【００２２】
次に、捕集管１１について説明する。図２、図３、図６に示すように、捕集管１１は、左右方向（バーナ３の複数の燃焼管３ａが並ぶ方向）に延びる下方開放状の部材で構成され、捕集管１１は、排ガス通過穴１４ａを左右に跨ぐように仕切板１４の上側に配設されている。捕集管１１の左端は閉塞部材１８で閉塞され、図７に示すように、捕集管１１の右端部は混合室１２内に挿入されている。従って、下方から排ガス通過穴１４ａを通って上方に流れてきた燃焼排ガスの一部が捕集管１１に下方から流入し、このようにして捕集管１１にサンプリングされた燃焼排ガスは、捕集管１１の内部に形成された次述の排ガス通路２１，２２により混合室１２に導かれる。
【００２３】
図７〜図９に示すように、捕集管１１の内部には、混合室１２から捕集管１１の左右方向中央部まで延びる仕切部材２０により仕切られた２つの排ガス通路２１，２２が形成されている。一方の排ガス通路２１は、捕集管１１の左半部の内部と捕集管１１の右半部の内部の仕切部材２０よりも上側の部分とで構成され、この排ガス通路２１の排ガス入口２１ａは捕集管１１の左半部の下端に形成されている。一方、他方の排ガス通路２２は捕集管１１の右半部の内部の仕切部材２０よりも下側の部分で構成され、この排ガス通路２２の排ガス入口２２ａは捕集管１１の右半部の下端に形成されている。
【００２４】
つまり、これら２つの排ガス通路２１，２２の排ガス入口２１ａ，２２ａは、バーナ３の燃焼管３ａが並ぶ左右方向に並べて配置されている。従って、排ガス通過穴１４ａの左側部分を通過して上方へ流れてきた燃焼排ガスの一部は、左側の排ガス入口２１ａから捕集管１１内に流入して、排ガス通路２１を通って混合室１２に導かれる。一方、排ガス通過穴１４ａの右側部分を通過して上方へ流れてきた燃焼排ガスの一部は、右側の排ガス入口２２ａから捕集管１１内に流入して、排ガス通路２２を通って混合室１２に導かれる。
【００２５】
次に、混合室１２について説明する。図２、図３、図６、図７に示すように、混合室１２は平面視で略台形状に形成され、混合室１２は仕切板１４の上面部に固定されている。混合室１２の後端部の内部には、捕集管１１の右端部が挿入されて、捕集管１１はネジ２３で混合室１２に固定されている。混合室１２の前端側部分には、混合室１２の前方を塞ぐ閉塞板２４が２つのネジ２５で鉛直姿勢に取り付けられており、この閉塞板２４に混合室１２から前方へ燃焼排ガスを流出させる略矩形穴状の排ガス流出口２４ａが形成されている。混合室１２の左右両側の側壁板部２６，２７は、センサ室１０を左右両側から挟み込むように閉塞板２４よりも前方へ延びている。
【００２６】
ところで、捕集管１１内の排ガス通路２１，２２を通って左方から混合室１２内に流入した燃焼排ガスは、混合室１２内で混合されてから、混合室１２の前方へ流出することになるが、排ガス流出口２４ａは前方へ開口しているため、混合室内１２で、燃焼排ガスの流れる方向が左右方向から前後方向へ変わることになり、燃焼排ガスは必然的に混合室１２の内壁に衝突することになるため、混合室１２内での燃焼排ガスの混合が促進される。
【００２７】
図３、図６に示すように、センサ室１０と混合室１２との間には、混合室１２の排ガス流出口２４ａから流出した燃焼排ガスの大部分をセンサ室１０の外部へ導く為の開放口２８が設けられている。この開放口２８は、センサ室１０の制限壁部１０ａと、混合室１２の左右の側壁板部２６，２７と、閉塞板２４とに囲まれており、開放口２８は上方開放状に形成されている。
【００２８】
捕集管１１から混合室１２に導かれた燃焼排ガスは、混合室１２の内部で混合された後に、排ガス流出口２４ａから混合室１２の外部へ流出する。この流出した燃焼排ガスの一部が、排ガス流出口２４ａと対向する位置にある制限壁部１０ａに衝突して、燃焼排ガスがさらに混合される。そして、混合室１２から流出した燃焼排ガスの大部分は開放口２８から上方へ流れ出して、排気筒７から外部へ排出される。一方、混合室１２から流出した燃焼排ガスの一部だけが制限壁部１０ａに設けられた４つの排気導入口１０ｂからセンサ室１０に導かれる。ここで、４つの排気導入口１０ｂの総開口面積は、開放口２８の開口面積よりも小さく形成されており、混合室１２から流出した燃焼排ガスがセンサ室１０に導かれにくくなっている。
【００２９】
さらに、図６、図７に示すように、混合室１２において、閉塞板２４の左端と左側の側壁板部２６との間には、燃焼排ガスの一部を開放口２８の左端部近傍に放出する放出口２９が形成されており、この放出口２９から混合室１２内の燃焼排ガスの一部を放出させることで、混合室１２を通っておらず混合されていない混合室１２外の燃焼排ガスが開放口２８からセンサ室１０内に流入しないように構成してある。
【００３０】
次に、以上説明したＣＯ濃度検出構造の作用及び効果について説明する。
バーナ３の複数の燃焼管３ａで発生した高温の燃焼排ガスは、バーナ３の上方に位置する熱交換器４内で給湯用の水を加温した後、さらに上方へ流れて排気集合筒５内に流入する。この排気集合筒５内において、まず、燃焼排ガスは、図４に示す混合促進部材１５内に流入するが、この際に、燃焼排ガスは、下方から直接に開口１５ａ，１５ｂ，１５ｃから混合促進部材１５内に流入したり、あるいは、仕切板１４の下面に衝突した後に開口１５ａ，１５ｂ，１５ｃから混合促進部材１５内に流入する。このように、燃焼排ガスの一部が仕切板１４に衝突するために、燃焼排ガスの混合が促進される。さらに、混合促進部材１５内では、燃焼排ガスは、混合促進部材１５の内部に設けられた２つのフィン１５ｄに沿って流れるため、その際に燃焼排ガスに旋回流が発生して混合が促進されながら、燃焼排ガスは排ガス通過穴１４ａを通ってさらに上方へ流れる。
【００３１】
排ガス通過穴１４ａを通過して集合筒本体６の上部の内部に流入した燃焼排ガスの一部は、排ガス通過穴１４ａを左右に跨ぐように配設された捕集管１１に下方から流入して、捕集管１１にサンプリングされる。ここで、捕集管１１は、下方開放状に形成されているため、下方から流れてきた燃焼排ガスが捕集管１１に流入しやすくなっており、比較的多量の燃焼排ガスをサンプリングできるため、排気集合筒５内の燃焼排ガスのＣＯ濃度が多少ばらついていても、そのばらつきを吸収できる。さらに、捕集管１１は、燃焼管３ａが並ぶ方向である左右方向に延びるように配設されていており、複数の燃焼管３ａから発生した燃焼排ガスを夫々捕集管１１でサンプリングできるため、複数の燃焼管３ａから発生した燃焼排ガスのＣＯ濃度がばらついていたとしても、そのばらつきを吸収して均一な燃焼排ガスをサンプリングできる。
【００３２】
さらに、図７〜図９に示すように、捕集管１１の内部には、仕切部材２０により仕切られた２つの排ガス通路２１，２２が形成されており、２つの排ガス通路２１，２２の排ガス入口２１ａ，２２ａは、夫々左右方向に並んで配置されているため、排ガス通過穴１４ａの左半部を通過した燃焼排ガスの一部は、左側の排ガス入口２１ａから捕集管１１内に流入して排ガス通路２１を通って混合室１２に導かれ、一方、排ガス通過穴１４ａの右半部を通過した燃焼排ガスの一部は、右側の排ガス入口２２ａから捕集管１１内に流入して、排ガス通路２２を通って混合室１２に導かれる。
【００３３】
従って、左右に離れた位置の燃焼排ガスを夫々確実にサンプリングできるし、このようにして捕集管１１によりサンプリングされた燃焼排ガスが互いの圧力差等の影響を受けないように、夫々の排ガス入口２１ａ，２２ａに対応する排ガス通路２１，２２を介して混合室１２に円滑に燃焼排ガスを導くことができる。そのため、複数の燃焼管３ａから夫々発生した燃焼排ガスをほぼ均等にサンプリングすることができ、サンプリングされた燃焼排ガスのＣＯ濃度を、バーナ３から発生した燃焼排ガスのＣＯ濃度の平均値にさらに近づけることができる。
【００３４】
捕集管１１内の排ガス通路２１，２２を通って左方から混合室１２に流入した燃焼排ガスは、混合室１２内で混合された後、排ガス流出口２４ａから混合室１２の前方へ流出することになるが、その際、混合室１２内で燃焼排ガスの流れる方向が左右方向から前後方向へ変わることになり、燃焼排ガスは必然的に混合室１２の内壁に衝突することになるため、混合室１２内での燃焼排ガスの混合が促進される。
【００３５】
排ガス流出口２４ａを通って混合室１２から排出された燃焼排ガスの一部は、排ガス流出口２４ａと対向する制限壁部１０ａに衝突し、この衝突により燃焼排ガスがさらに混合され、燃焼排ガスの大部分は開放口２８から排気筒７を介して外部へ排出される。一方、混合室１２から流出した燃焼排ガスの一部だけが制限壁部１０ａに設けられた４つの排気導入口１０ｂからセンサ室１０に導かれ、センサ室１０に導かれた燃焼排ガスの一部がＣＯ濃度センサ１３に取り込まれて燃焼排ガスのＣＯ濃度が検出される。ＣＯ濃度センサ１３に取り込まれなかった燃焼排ガスは、センサ室１０上部の排出口１０ｃから外部へ排出される。
【００３６】
ここで、４つの排気導入口１０ｂの総開口面積は、開放口２８の開口面積よりも小さく形成されており、混合室１２から流出した燃焼排ガスがセンサ室１０に導かれにくくなっている。さらに、この際、混合室１２からは放出口２９を介して燃焼排ガスの一部が開放口２８の左端部近傍に放出されるため、混合室１２を通らず混合されていない混合室１２外の燃焼排ガスが開放口２８からセンサ室１０内に流入するのを防止している。
【００３７】
このようにＣＯ濃度検出構造を構成したことで、捕集管１１から混合室１２に流入した比較的多量の燃焼排ガスは、混合室１２や制限壁部１０ａにより十分に混合された後に、その大部分が外部へ排出され、ＣＯ濃度センサ１３で安定してＣＯ濃度を検出できる程度の量の燃焼排ガスだけがセンサ室１０内に流入する。従って、均一な燃焼排ガスがサンプリングされて、そのサンプリングされた燃焼排ガスのＣＯ濃度がバーナ３で発生した燃焼排ガスのＣＯ濃度の平均値にほぼ等しくなるし、ＣＯ濃度センサ１３に取り込まれる燃焼排ガスの量が制限されて、ＣＯ濃度センサ１３で安定してＣＯ濃度を検出できるので、ＣＯ濃度センサ１３の検出精度をより一層高めることができる。
【００３８】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。
１］左右に延びる捕集管１１を前後方向に複数並べて設けて、前後方向に離れた複数の位置で燃焼排ガスをサンプリングするようにしてもよい。
２］捕集管１１周辺の燃焼排ガスのＣＯ濃度が十分に均一化されている場合には、仕切板１４の下側の混合促進部材１５を省略してもよい。この場合には、集合筒本体６の高さをその分だけ低くできるため、給湯器１の小型化につながる。
【００３９】
次に、本発明の別実施形態について説明する。
図１０、図１１に示すように、給湯器５０において、図示しないバーナの上側に熱交換器５１が設けられ、この熱交換器５１のさらに上側に排気集合筒５２が配設されている。排気集合筒５２は、熱交換器５１の上端に取り付けられた下方開放状の集合筒本体５３と、この集合筒本体５３の前面部に設けられバーナで発生した燃焼排ガスを外部へ排出する排出部５４とを備えている。この排気集合筒５２には、燃焼排ガスの一酸化炭素を検出する為のＣＯ濃度検出構造が組み込まれている。
【００４０】
集合筒本体５３の内部の下端側部分には後方ほど上り傾斜状の水切板６０が配設され、図１０に示すように、下方から集合筒本体５３内に流入した燃焼排ガスは、水切板６０の下面に衝突したりして混合され、その燃焼排ガスの大部分は、集合筒本体５３の内壁と水切板６０との間で形成される排気通路６１を通って排出部５４から外部へ排出される。
【００４１】
集合筒本体５３の上半部内側の前端側部分には、内部にＣＯ濃度センサ６２を配置した直方体状のセンサ室６３が設けられている。センサ室６３の後面部には、後述の混合室６４の出口に対向する制限壁部６３ａが形成され、図１２に示すように、この制限壁部６３ａの四隅の近傍部には、センサ室６３に燃焼排ガスを導入する為の４つの排気導入口６３ｂが設けられている。一方、センサ室６３の底面部には、センサ室６３内に導入された燃焼排ガスを外部に排出する為の排出口６３ｃが設けられている。
【００４２】
集合筒本体５３の内部の上端側部分には、前方ほど左右の幅が狭く形成され左右の側壁部６５ａ，６５ｂを有する仕切板６５がセンサ室６３から後方に所定間隔離隔して設けられており、集合筒本体５３の上端部の内側部分と仕切板６５とにより、燃焼排ガスをサンプリングする為の捕集通路６６と、捕集通路６６でサンプリングされた燃焼排ガスを混合してセンサ室６３に導く混合室６４が形成されている。捕集通路６６の左右方向の幅は、集合筒本体５３の幅とほぼ等しく構成されている。混合室６４は、仕切板６５の左右の側壁部６５ａ，６５ｂにより左右両側を囲われており、捕集通路６６と混合室６４は連通している。センサ室６３と混合室６４との間には、混合室６４から流出した燃焼排ガスの大部分をセンサ室６３の外部へ導く為の開放口６７が形成されている。
【００４３】
以上説明したＣＯ濃度検出構造の作用を説明する。熱交換器５１から集合筒本体５３内に流入した燃焼排ガスは、排気通路６１内で水切板６０に衝突するなどして混合され、その燃焼排ガスの一部が捕集通路６６に流入してサンプリングされる。ここで捕集通路６６の左右方向の幅は、集合筒本体５３の幅とほぼ等しいため、捕集通路６６により比較的多量の燃焼排ガスがサンプリングされる。
【００４４】
捕集通路６６でサンプリングされた燃焼排ガスは、混合室６４に流入して混合されるが、ここで、図１０に示すように、混合室６４の流路面積は前方ほど小さく形成されているため、混合室６４内で前方ほど燃焼排ガスの流速が速くなり、燃焼排ガスの混合が促進される。混合室６４から流出した燃焼排ガスは、混合室６４の出口に対向する制限壁部６３ａに衝突するなどしてさらに混合され、燃焼排ガスの大部分は開放口６７から排出部５４へ流れて外部へ排出される。一方、混合室６４から流出した燃焼排ガスの一部は、４つの排気導入口６３ｂからセンサ室６３へ流入し、さらにその一部がＣＯ濃度センサ６２に取り込まれて、燃焼排ガスのＣＯ濃度が検出される。
【００４５】
この別実施形態においては、捕集通路６６から混合室６４に流入した比較的多量の燃焼排ガスは、混合室６４や制限壁部６３ａにより十分に混合された後に、その大部分が外部へ排出され、ＣＯ濃度センサ６２で安定してＣＯ濃度を検出できる程度の量の燃焼排ガスだけがセンサ室６３内に流入するため、前記実施形態と同様に、均一な燃焼排ガスがサンプリングされて、そのサンプリングされた燃焼排ガスのＣＯ濃度がバーナで発生した燃焼排ガスのＣＯ濃度の平均値にほぼ等しくなるし、ＣＯ濃度センサ６２で安定してＣＯ濃度を検出でき、ＣＯ濃度センサ６２の検出精度を高めることができる
【００４６】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、捕集通路でサンプリングされた燃焼排ガスは、混合室で混合された後に、その大部分は開放口からセンサ室の外部へ流れ、燃焼排ガスの一部だけが排気導入口を通ってセンサ室に流入するため、できる限り均一なＣＯ濃度の燃焼排ガスをＣＯ濃度センサに導くために、捕集通路で多くの燃焼排ガスをサンプリングした場合でも、混合室で混合されてからＣＯ濃度センサに取り込まれる燃焼排ガスの量は少なくなり、ＣＯ濃度センサで安定的にＣＯ濃度を検出できるため、ＣＯ濃度センサの検出精度を高めることができる。
【００４７】
請求項２の発明によれば、センサ室が混合室の排ガス流出口に対向する制限壁部を有し、この制限壁部に排気導入口が形成されたので、混合室から流出した燃焼排ガスは、混合室の排ガス流出口に対向する制限壁部に衝突してから、燃焼排ガスの一部が排気導入口からセンサ室に流入するため、制限壁部により燃焼排ガスのセンサ室への流入量が制限されるし、燃焼排ガスが制限壁部に衝突することによりさらなる混合効果も得られるので、ＣＯ濃度センサの検出精度をさらに高めることができる。
【００４８】
請求項３の発明によれば、排気導入口の開口面積が、前記開放口の開口面積よりも小さく形成されているため、混合室から流出した燃焼排ガスがセンサ室に流入しにくくなり、センサ室への燃焼排ガスの流入量を制限することができる。
【００４９】
請求項４の発明によれば、燃焼装置は所定方向に並べて配設された複数の燃焼管を有し、捕集通路が前記所定方向に平行に延びるように配設されたので、複数の燃焼管から夫々排出された燃焼排ガスを、捕集通路によりほぼ均等にサンプリングして、ＣＯ濃度検出センサに取り込まれる燃焼排ガスのＣＯ濃度を極力均一化することができる。
【００５０】
請求項５の発明によれば、捕集通路の内部に、サンプリングした燃焼排ガスを混合室に導く複数の排ガス通路を形成し、これら複数の排ガス通路の排ガス入口を前記所定方向に並べて配置したので、前記所定方向に互いに離れた複数の位置から複数の排ガス入口により燃焼排ガスを夫々サンプリングすることができ、さらに、このように複数の位置からサンプリングした燃焼排ガスが互いの圧力差等の影響を受けないように、夫々の排ガス入口に対応する排ガス通路を介して混合室に円滑に燃焼排ガスを導くことができる。そのため、複数の燃焼管から夫々排出された燃焼排ガスをほぼ均等にサンプリングして、ＣＯ濃度検出センサに導入される燃焼排ガスのＣＯ濃度のさらなる均一化を図ることができる。
【００５１】
請求項６の発明によれば、混合室は、前記排ガス流出口とは別に、混合室を通らない燃焼排ガスがセンサ室内に流入しないように燃焼排ガスの一部を前記開放口の端部近傍に放出する放出口を有するので、この放出口から燃焼排ガスの一部を放出させることで、ＣＯ濃度が不均一な混合室外の燃焼排ガスが開放口を介してセンサ室内に流入するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る給湯器の一部正面図である。
【図２】ＣＯ濃度検出構造の斜視図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】集合筒本体と混合促進部材の下方からの斜視図である。
【図５】センサ室の斜視図である。
【図６】捕集管及び混合室の上方からの斜視図である。
【図７】図６の下方からの斜視図である。
【図８】捕集管の一部断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ　線断面図である。
【図１０】別実施形態の給湯器上部の一部切欠側面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ　線断面図である。
【図１２】別実施形態のセンサ室の斜視図である。
【符号の説明】
１　　　　　給湯器
３ａ　　燃焼管
５　　　　　排気集合筒
１０　　　センサ室
１０ａ　制限壁部
１０ｂ　排気導入口
１１　　　捕集管
１２　　　混合室
１３　　　ＣＯ濃度センサ
２１，２２　　排ガス通路
２１ａ，２２ａ　　　　排ガス入口
２４ａ　　排ガス流出口
２８　　　　開放口
２９　　　　放出口
５０　　　　給湯器
５２　　　　排気集合筒
６２　　　　ＣＯ濃度センサ
６３　　　　センサ室
６３ａ　　制限壁部
６３ｂ　　排気導入口
６４　　　　混合室
６６　　　　捕集通路
６７　　　　開放口

Claims

燃焼排ガスを排気集合筒を介して外部へ排気する燃焼装置において、
前記排気集合筒の内部に、一酸化炭素濃度を検出するＣＯ濃度センサを内部に配置したセンサ室と、燃焼排ガスをサンプリングする為の捕集通路と、捕集通路でサンプリングされた燃焼排ガスを混合してセンサ室に導く混合室とを設け、
前記センサ室は、前記混合室からの燃焼排ガスの一部を導入する為の排気導入口を有し、
前記センサ室と混合室との間に、混合室から流出した燃焼排ガスの大部分をセンサ室の外部へ導く為の開放口を設けたことを特徴とする燃焼装置のＣＯ濃度検出構造。
前記センサ室は混合室の排ガス流出口に対向する制限壁部を有し、この制限壁部に前記排気導入口を形成したことを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置のＣＯ濃度検出構造。
前記排気導入口の開口面積が、前記開放口の開口面積よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置のＣＯ濃度検出構造。
前記燃焼装置は所定方向に並べて配設された複数の燃焼管を有し、前記捕集通路が前記所定方向に平行に延びるように配設されたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の燃焼装置のＣＯ濃度検出構造。
前記捕集通路の内部に、サンプリングした燃焼排ガスを混合室に導く複数の排ガス通路を形成し、これら複数の排ガス通路の排ガス入口を前記所定方向に並べて配置したことを特徴とする請求項４に記載の燃焼装置のＣＯ濃度検出構造。
前記混合室は、混合室を通らない燃焼排ガスがセンサ室内に流入しないように燃焼排ガスの一部を前記開放口の端部近傍に放出する放出口であって、前記排ガス流出口とは別の放出口を有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の燃焼装置のＣＯ濃度検出構造。