JP2008164202A - 燃焼装置の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になったことを検出し得る燃焼装置の異常検出装置を提供する。
【解決手段】バーナ２の燃焼ガス中の未燃成分濃度を検出する未燃成分検出手段Ｓと、その未燃成分検出手段Ｓにて検出される未燃成分濃度が予め設定された設定上限濃度よりも高いと濃度異常であると判別する濃度異常判別手段１０１とが設けられた燃焼装置の異常検出装置であって、バーナ２の燃焼中において未燃成分検出手段Ｓにて検出される未燃成分濃度が予め設定された設定下限濃度よりも低いと検出異常であると判別する検出異常判別手段１０２が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、バーナの燃焼ガス中の未燃成分濃度を検出する未燃成分検出手段と、その未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が予め設定された設定上限濃度よりも高いと濃度異常であると判別する濃度異常判別手段とが設けられた燃焼装置の異常検出装置に関する。

かかる燃焼装置の異常検出装置は、未燃成分検出手段によりバーナの燃焼ガス中の未燃成分濃度を検出させて、その検出された未燃成分濃度が予め設定された設定上限濃度よりも高いと、濃度異常判別手段により濃度異常であると判別させるようにして、バーナの不完全燃焼を判別させるようにしたものであり、濃度異常判別手段により濃度異常が判別されると、バーナの燃焼を停止させる等の処理を実行させるようにしてある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−１６２０３３号公報

ところで、濃度異常を適切に判別させるために、未燃成分検出手段は、例えば、バーナの燃焼ガスを通流させる排気路等において、燃焼ガス中の未燃成分濃度を適切に検出することができる位置に定めた設定位置に固定して設ける。そして、その未燃成分検出手段の設置構成は、取り外しや設置位置の変更を容易に行えないような構成としてある。
しかしながら、燃焼装置のメンテナンスの際などに、万が一にも、設定位置にて検出される未燃成分濃度よりも低い未燃成分濃度が検出される位置に未燃成分検出手段の設置位置が変更される等により、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になると、濃度異常を適切に判別することができなくなる虞がある。
しかしながら、従来の燃焼装置の異常検出装置では、万が一、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になったとしても、そのままの状態で使用されることになる。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になったことを検出し得る燃焼装置の異常検出装置を提供することにある。

本発明の燃焼装置の異常検出装置の第１特徴構成は、
バーナの燃焼ガス中の未燃成分濃度を検出する未燃成分検出手段と、その未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が予め設定された設定上限濃度よりも高いと濃度異常であると判別する濃度異常判別手段とが設けられたものであって、
前記バーナの燃焼中において前記未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が予め設定された設定下限濃度よりも低いと検出異常であると判別する検出異常判別手段が設けられている点を特徴とする。

即ち、検出異常判別手段は、バーナの燃焼中において未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が予め設定された設定下限濃度よりも低いと検出異常であると判別する。

つまり、設定位置にて検出される未燃成分濃度よりも低い未燃成分濃度が検出される位置に未燃成分検出手段の設置位置が変更される等により、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になっていることを判別可能なように、前記設定下限濃度を設定する。
例えば、実験等により、バーナが正常に燃焼し且つ未燃成分検出手段が設定位置に設置されている適正状態における燃焼ガス中の未燃成分濃度を求めて、その適正状態での未燃成分濃度よりも設定値低くする等により、前記設定下限濃度を設定する。

そして、バーナの燃焼中において未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度がそのように設定した設定下限濃度よりも低いと検出異常であると判別するようにすることにより、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になっていることを判別することが可能となる。
尚、このように検出異常判別手段により検出異常が判別されると、警報を発する、あるいは、バーナの燃焼を停止させる等の異常時処理を実行させるように構成することにより、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になったときの対策を講じることが可能となる。
従って、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になったことを検出し得る燃焼装置の異常検出装置を提供することができるようになった。

第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記設定下限濃度が、前記バーナの燃焼量が大きくなるほど高くなるように設定され、
前記検出異常判別手段が、前記バーナの現在の燃焼量に対応する設定下限濃度に基づいて前記検出異常を判別するように構成されている点を特徴とする。

即ち、設定下限濃度が、バーナの燃焼量が大きくなるほど高くなるように設定されており、検出異常判別手段は、バーナの現在の燃焼量に対応する設定下限濃度に基づいて検出異常を判別する。

つまり、バーナの燃焼ガス中の未燃成分濃度は、バーナの燃焼量が大きくなるほど高くなる傾向であるので、設定下限濃度をバーナの燃焼量が大きくなるほど高くなるように設定する。
そして、バーナの燃焼中において未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が、バーナの現在の燃焼量に対応する設定下限濃度よりも低いと検出異常であると判別するようにすることにより、バーナの燃焼開始後のできるだけ早い時期から検出異常か否かを判別することが可能となるので、検出異常を迅速に判別することが可能となる。
ちなみに、バーナの燃焼量調節範囲における１つの検出異常判別用の設定燃焼量に対応して設定下限濃度を設定することが想定されるが、この場合は、バーナの燃焼量が設定燃焼量になるまで、検出異常か否かを判別することができないことになり、検出異常の判別が遅くなる虞がある。
従って、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になったことを迅速に検出することができるようになった。

第３特徴構成は、
バーナの燃焼ガス中の未燃成分濃度を検出する未燃成分検出手段と、その未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が予め設定された設定上限濃度よりも高いと濃度異常であると判別する濃度異常判別手段とが設けられたものであって、
前記バーナの燃焼中においてその燃焼量が変更されたときに前記未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度の変化量が予め設定された設定下限変化量よりも小さいと検出異常であると判別する検出異常判別手段が設けられている点を特徴とする。

即ち、検出異常判別手段は、バーナの燃焼中においてその燃焼量が変更されたときに未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度の変化量が予め設定された設定下限変化量よりも小さいと検出異常であると判別する。

つまり、バーナの燃焼ガス中の未燃成分濃度は、バーナの燃焼量が大きくなるほど高くなる傾向である。
そして、設定位置にて検出される未燃成分濃度よりも低い未燃成分濃度が検出される位置に未燃成分検出手段の設置位置が変更される等により、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になると、バーナの燃焼量が変更されたときに未燃成分検出手段により検出される未燃成分濃度の変化量は、未燃成分検出手段が設定位置に設置されている状態におけるよりも小さくなる。

そこで、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になっていることを判別可能なように、前記設定下限変化量を設定する。
例えば、実験等により、バーナが正常に燃焼し且つ未燃成分検出手段が設定位置に設置されている適正状態において、バーナの燃焼量が変更されたときに、その変更に伴う燃焼ガス中の未燃成分濃度の変化量を求めて、その適正状態での未燃成分濃度の変化量よりも設定値小さくする等により、前記設定下限変化量を設定する。
そして、バーナの燃焼中においてその燃焼量が変更されたときに未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度の変化量が予め設定された設定下限変化量よりも小さいと検出異常であると判別するようにすることにより、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になっていることを判別することが可能となる。
尚、このように検出異常判別手段により検出異常が判別されると、上記の第１特徴構成について説明したのと同様に異常時処理を実行させるように構成することにより、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になったときの対策を講じることが可能となる。
従って、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になったことを検出し得る燃焼装置の異常検出装置を提供することができるようになった。

第４特徴構成は、
バーナの燃焼ガス中の未燃成分濃度を検出する未燃成分検出手段と、その未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が予め設定された設定上限濃度よりも高いと濃度異常であると判別する濃度異常判別手段とが設けられたものであって、
前記バーナの燃焼が停止されている状態から前記バーナが燃焼されたときに前記未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度の変化量が予め設定された設定下限変化量よりも小さいと検出異常であると判別する検出異常判別手段が設けられている点を特徴とする。

即ち、検出異常判別手段は、バーナの燃焼が停止されている状態からバーナが燃焼されたときに未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度の変化量が予め設定された設定下限変化量よりも小さいと検出異常であると判別する。

つまり、バーナの燃焼が停止されている状態においては、未燃成分検出手段が検出作用する空間には主として空気が存在して燃焼ガスは殆ど存在しない状態であるので、未燃成分検出手段が設定位置に設置されている状態においては、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度は、バーナの燃焼が停止されている状態からバーナが燃焼される状態になると高くなる。
そして、設定位置にて検出される未燃成分濃度よりも低い未燃成分濃度が検出される位置に未燃成分検出手段の設置位置が変更される等により、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になると、バーナの燃焼が停止されている状態からバーナが燃焼されたときに未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度の変化量は、未燃成分検出手段が設定位置に設置されている状態におけるよりも小さくなる。

そこで、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になっていることを判別可能なように、前記設定下限変化量を設定する。
例えば、実験等により、未燃成分検出手段が設定位置に設置されている適正状態において、バーナの燃焼が停止されている状態からバーナを正常に燃焼させたときに未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度の変化量を求めて、その適正状態での未燃成分濃度の変化量よりも設定値小さくする等により、前記設定下限変化量を設定する。
そして、バーナの燃焼が停止されている状態からバーナが燃焼されたときに未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度の変化量が予め設定された設定下限変化量よりも小さいと検出異常であると判別するようにすることにより、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になっていることを判別することが可能となる。
尚、このように検出異常判別手段により検出異常が判別されると、上記の第１特徴構成について説明したのと同様に異常時処理を実行させるように構成することにより、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になったときの対策を講じることが可能となる。
従って、未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が本来検出されるべき未燃成分濃度よりも低くなる状態になったことを検出し得る燃焼装置の異常検出装置を提供することができるようになった。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の燃焼装置の異常検出装置を燃焼装置の一例としての給湯装置に適用した場合の第１実施形態を説明する。
図１に示すように、この給湯装置は、給湯器Ｙと、給湯器Ｙの動作を制御する制御部Ｈと、遠隔操作式の操作部Ｒとから構成されている。
給湯器Ｙは、燃焼室１と、その燃焼室１の内部に備えられている水加熱用の熱交換器３と、燃焼室１の内部に備えられて熱交換器３を加熱するバーナ２と、燃焼室１の上部に接続されてバーナ２の燃焼ガスを排出する排気路５と、バーナ２に燃焼用空気を通風し且つバーナ２の燃焼ガスを排気路５を通じて排出するファン４と、熱交換器３に加熱用の水を供給する給水路６と、熱交換器３において加熱された湯を給湯栓（図示せず）に供給する給湯路７と、バーナ２にガス燃料を供給する燃料供給路８等を備えて構成されている。

前記給水路６には、熱交換器３への給水量を検出する給水量センサ９が備えられ、前記給湯路７には、給湯栓に対する給湯温度を検出する給湯温センサ１０が備えられている。
前記燃料供給路８は、一般家庭用のガス供給管に接続され、この燃料供給路８には、バーナ２へのガス燃料の供給量を調節する電磁比例弁１１と、ガス燃料の供給を断続する開閉弁１２とが備えられている。
前記バーナ２の近くにはバーナ２に点火するイグナイタ１３、着火したことを検出するフレームロッド１４が備えられている。

前記操作部Ｒは、有線又は無線によって前記制御部Ｈと接続され、給湯装置の運転及び停止を指令する運転スイッチ１５、目標給湯温度を設定する温度設定スイッチ１６、給湯装置が運転されているか否かを表示する運転ランプ１７、後述する燃焼異常が発生したことを報知する燃焼異常報知ランプ１８、後述する検出異常が発生したことを報知する検出異常報知ランプ１９などが備えられている。

未燃成分検出手段の一例としての接触燃焼式ＣＯセンサＳが、前記排気路５内において、燃焼ガス中に含まれる未燃成分としての一酸化炭素ガスの濃度（以下、ＣＯ濃度と記載する場合がある）を適切に検出することができる位置に定めた設定位置に、バーナ２の燃焼ガスに接触する状態で設けられている。このＣＯセンサＳは、ＣＯ濃度に応じた出力値を出力するように構成されている。

図２に示すように、このＣＯセンサＳは、センサ素子２１及び温度補償用リファレンス素子２２を備えて構成され、これらセンサ素子２１及び温度補償用リファレンス素子２２、並びに、２個の抵抗素子２３，２４がブリッジ回路状態に接続されている。
図示は省略するが、このＣＯセンサＳは、前記センサ素子２１及び前記温度補償用リファレンス素子２２が通気自在なケーシング内に収納されて構成されて、そのように構成されたＣＯセンサＳが、前記排気路５内における前記設定位置に設けられている。

前記センサ素子２１、前記温度補償用リファレンス素子２２は夫々触媒を担持した白金線で構成されており、後述するセンサ制御部１０４により通電されることで、センサ素子２１及び温度補償用リファレンス素子２２が検出用設定温度（例えば約２５０°Ｃ）に加熱され、その表面に接触する未燃成分が触媒作用によって燃焼する。
そして、センサ素子２１に担持された触媒には、一酸化炭素ガスに対する選択性があるため、センサ素子２１、温度補償用リファレンス素子２２夫々の素子温度に差が生じる。
白金線は、温度により抵抗値が変化するので、燃焼ガス中のＣＯ濃度が大になるほど、センサ素子２１と温度補償用リファレンス素子２２の抵抗値の差が大となる。
従って、燃焼ガス中のＣＯ濃度に応じた出力値Ｖｓが、ブリッジ回路におけるセンサ素子２１と温度補償用リファレンス素子２２との接続部、及び、抵抗素子２３と抵抗素子２４との接続部から電圧値（単位；ボルト）として出力されるように構成されている。

ＣＯセンサＳの出力値ＶｓとＣＯ濃度Ｄには、下記の式にて示す如き関係があり、図３に示すように、ＣＯ濃度Ｄが高くなるほど出力値Ｖｓが高くなる。
Ｖｓ＝α×Ｄ＋β
但し、αはＣＯセンサＳの感度、βはＣＯ濃度Ｄがゼロの状態での出力値Ｖｓである。

この給湯装置には、前記ＣＯセンサＳにて検出されるＣＯ濃度が予め設定された設定上限値よりも高いと濃度異常であると判別する濃度異常判別処理を実行する濃度異常判別手段としての濃度異常判別部１０１が設けられている。
更に、この第１実施形態においては、前記バーナ２の燃焼中において前記ＣＯセンサＳにて検出されるＣＯ濃度が予め設定された設定下限濃度よりも低いと検出異常であると判別する検出異常判別処理を実行する検出異常判別手段としての検出異常判別部１０２が設けられている。

前記制御部Ｈについて説明を加えると、この制御部Ｈは、マイクロコンピュータを備えて構成され、図１に示すように、この制御部Ｈを用いて、前記バーナ２の燃焼動作及び前記ファン４の動作を制御する燃焼制御部１０３が構成されている。
前記センサ制御部１０４、前記濃度異常判別部１０１及び前記検出異常判別部１０２も、この制御部Ｈを用いて構成されている。

前記燃焼制御部１０３は、給湯栓によって調節され給水量センサ９により検出される給水量が設定水量になると、電磁比例弁１１及び開閉弁１２を開弁し且つイグナイタ１３を作動させてバーナ２に点火する点火処理を実行し、フレームロッド１４によりバーナ２の着火が検出されると、前記給湯温センサ１０により検出される給湯温度が前記温度設定スイッチ１６にて設定された設定目標給湯温度になるように電磁比例弁１１を制御してバーナ２の燃料供給量（燃焼量に相当する）を調節し且つファン４の回転速度が燃料供給量に応じて予め設定されている目標回転速度になるようにファン４の回転速度を制御する燃焼量調節処理を実行し、給水量センサ９により検出される給水量が前記設定水量未満になると、電磁比例弁１１及び開閉弁１２を閉弁してバーナ２の燃焼を停止させ且つその燃焼停止後ポストパージ用設定時間（例えば５分間）が経過するとファン４を停止させる消火処理を実行するように構成されている。
つまり、バーナ２の燃焼が停止された後も、ポストパージ用設定時間の間、ファン４による通風が継続されてポストパージが実行されることにより、燃焼室１及び排気路５内の燃焼ガスが排出されて空気に置換されることになる。

又、前記燃焼制御部１０３は、前記点火処理の実行後、フレームロッド１４によりバーナ２の着火が検出されないときは、前記燃焼異常報知ランプ１８を点灯させるように構成されている。

前記濃度異常判別部１０１について説明を加える。
前記設定上限値Ｋｍａｘが例えば１０００ｐｐｍに設定されて、この給湯装置の出荷前に前記制御部Ｈの記憶部（図示省略）に記憶されている。
そして、濃度異常判別部１０１は、前記濃度異常判別処理では、前記ＣＯセンサＳにより検出されるＣＯ濃度Ｄが設定上限値Ｋｍａｘよりも高い状態が濃度異常判別用の設定時間（例えば２０秒間）継続すると濃度異常（即ち、不完全燃焼状態）であると判別するように構成されている。又、濃度異常判別部１０１は、濃度異常であると判別すると、前記消火処理を実行してバーナ２の燃焼を停止させ且つ前記燃焼異常報知ランプ１８を点灯させるように構成されている。
つまり、この燃焼異常報知表示ランプ１８は、不完全燃焼や上述したバーナ２の不着火の燃焼異常が発生したことを報知するものである。

尚、バーナ２の燃焼開始直後は、バーナ２の燃焼に過渡的な不完全燃焼状態が生じ、ＣＯ濃度Ｄが一時的に高くなるので、燃焼開始直後の過渡的な不完全燃焼状態を判別しないように、前記濃度異常判別部１０１は、燃焼開始後待機用の設定時間（例えば６０秒）が経過する間は、前記濃度異常判別処理を実行しないように構成されている。

前記検出異常判別部１０２について説明を加える。
図４に示すように、実験により、前記ＣＯセンサＳが前記設定位置に設けられ且つ前記バーナ２の燃焼状態が正常である状態において予測されるバーナ２の燃焼ガス中のＣＯ濃度の範囲が、バーナ２の燃焼量調節範囲の全範囲にわたって燃焼量Ｉに応じて求められて、基準濃度範囲Ｌとして設定される。
図４に示すように、バーナ２の燃焼ガス中のＣＯ濃度はバーナ２の燃焼量が大きくなるほど高くなる傾向がある。
そして、前記設定下限濃度Ｋｍｉｎが、基準濃度範囲Ｌにおける最小値である最小基準濃度Ｌｍｉｎよりもその最小基準濃度Ｌｍｉｎの設定比率（例えば５０％）分小さい値とする状態で燃焼量Ｉに応じて設定されて、この給湯装置の出荷前に前記制御部Ｈの記憶部に記憶されている。ちなみに、設定下限濃度Ｋｍｉｎは、例えばマップデータの形式で燃焼量Ｉに対応させた状態で前記記憶部に記憶される。あるいは、燃焼量Ｉと設定下限濃度Ｋｍｉｎとの関係として定めた演算式を前記記憶部に記憶させて、この演算式により、燃焼量Ｉに対応する設定下限濃度Ｋｍｉｎを求めるように構成しても良い。
つまり、設定下限濃度Ｋｍｉｎが、前記バーナ２の燃焼量Ｉが大きくなるほど高くなるように設定されている。

そして、前記検出異常判別部１０２は、前記検出異常判別処理では、前記ＣＯセンサＳにて検出されるＣＯ濃度Ｄが前記バーナ２の現在の燃焼量Ｉに対応する設定下限濃度Ｋｍｉｎよりも低い状態が検出異常判別用の設定時間（例えば３秒間程度）継続すると前記検出異常であると判別するように構成されている。又、前記検出異常判別部１０２は、検出異常であると判別すると、前記消火処理を実行してバーナ２の燃焼を停止させ且つ前記検出異常報知ランプ１９を点灯させるように構成されている。
つまり、検出異常判別部１０２が、前記バーナ２の現在の燃焼量Ｉに対応する設定下限濃度Ｋｍｉｎに基づいて前記検出異常を判別するように構成されている。

そして、この検出異常報知表示ランプ１９は、前記設定位置にて検出されるＣＯ濃度よりも低いＣＯ濃度が検出される位置に前記ＣＯセンサＳの設置位置が変更される等により、前記ＣＯセンサＳにて検出されるＣＯ濃度が本来検出されるべきＣＯ濃度よりも低くなる状態となり、メンテナンスが必要であることを報知するものである。

尚、バーナ２の燃焼量が変更された直後は、燃焼ガス中のＣＯ濃度が安定しないので、前記検出異常判別部１０２は、バーナ２の燃焼量の変更後、その燃焼量が維持される状態で燃焼量変更後待機用の設定時間（例えば３秒間程度）が経過した後に、前記検出異常判別処理を実行するように構成されている。

以下、図５に示すフローチャートに基づいて、制御部Ｈにおける制御動作を説明する。
前記運転スイッチ１５がオンされると、制御動作を開始して、前記ＣＯセンサＳへの通電を開始する（ステップ＃１）。
続いて、ステップ＃２において、前記給水量センサ９により検出される給水量が前記設定水量以上になることに基づいて燃焼開始が指令されると、前記点火処理を実行し、フレームロッド１４によりバーナ２の着火が検出されると前記燃焼量調節処理を実行し、続いて、前記給湯温センサ１０により検出される給湯温度が前記設定目標給湯温度になるようにするための電磁比例弁１１の制御情報（開度情報）に基づいて、前記バーナ２の現在の燃焼量Ｉを演算し、ＣＯセンサＳにて検出されるＣＯ濃度を読み込む（ステップ＃３〜７）。

続いて、ステップ＃８において、前記濃度異常判別処理を実行して濃度異常であるか否かを判別し、濃度異常でないときは、ステップ＃９において、前記検出異常判別処理を実行して検出異常であるか否かを判別し、検出異常でないときは、ステップ＃１０において、給湯栓が閉じられることに基づいて前記給水量センサ９により検出される給水量が前記設定水量を下回ることにより燃焼停止指令が指令されるか否かを判別する。

つまり、ステップ＃９の検出異常判別処理では、バーナ２の燃焼量が変更されてから前記燃焼量変更後待機用の設定時間が経過した後、燃焼量が変更されない間、前記ＣＯセンサＳにて検出されるＣＯ濃度Ｄがバーナ２の現在の燃焼量Ｉに対応する設定下限濃度Ｋｍｉｎよりも低い状態が前記検出異常判別用の設定時間継続するか否かを判別することにより、前記検出異常であるか否かを判別し、バーナ２の燃焼量が変更されると、前記燃焼量変更後待機用の設定時間が経過するのを待って、変更後の燃焼量に対応する設定下限濃度Ｋｍｉｎに基づいて記検出異常であるか否かを判別することになる。

そして、ステップ＃８において濃度異常でないと判別し、且つ、ステップ＃９において検出異常でないと判別し、且つ、ステップ＃１０において燃焼停止指令が指令されないと判別する間は、前記燃焼量調節処理を継続し、ステップ＃８において濃度異常でないと判別し、ステップ＃９において検出異常でないと判別し、ステップ＃１０において燃焼停止指令が指令されたと判別すると、前記消火処理を実行して、ステップ＃２に戻って、再び燃焼開始指令が指令されるか否かを判別する。
ステップ＃２において燃焼開始指令が指令されないときは、ステップ＃１２において前記運転スイッチ１７がオフされるか否かを判別し、その運転スイッチ１７がオフされると、前記ＣＯセンサＳへの通電を停止して、制御動作を終了する。

ステップ＃４においてバーナ２の着火が検出されなかったとき、ステップ＃８において濃度異常であると判別したとき、及び、ステップ＃９において検出異常であると判別したときの夫々においては、前記消火処理を実行し、異常報知処理を実行し、前記ＣＯセンサＳへの通電を停止し、運転スイッチ１５のＯＦＦ操作等のリセット動作があるまでバーナ２の燃焼作動を禁止する異常時処理を実行する（ステップ＃１４〜１７）。

尚、ステップ＃４においてバーナ２の着火が検出されなかったとき、及び、ステップ＃８において濃度異常であると判別したときは、ステップ＃１５の異常報知処理においては、前記燃焼異常報知ランプ１８を点灯し、ステップ＃９において検出異常であると判別したときは、ステップ＃１５の異常報知処理においては、前記検出異常報知ランプ１９を点灯する。

以下、本発明の第２及び第３の各実施形態を説明するが、これらの各実施形態は、本来検出されるべきＣＯ濃度よりも低いＣＯ濃度が検出される状態となったことを検出するための検出異常判別部１０２の別の実施形態を説明するものであるので、主として検出異常判別部１０２について説明して、上記の第１実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略する。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態を説明する。
この第２実施形態においては、前記バーナ２の燃焼中においてその燃焼量が変更されたときに前記ＣＯセンサＳにて検出されるＣＯ濃度の変化量が予め設定された設定下限変化量よりも小さいと検出異常であると判別する検出異常判別処理を実行する検出異常判別手段としての異常判別部１０２が設けられている。

前記検出異常判別部１０２について説明を加える。
上記の第１実施形態と同様に、図４に示すように、設定下限濃度Ｋｍｉｎが前記バーナ２の燃焼量Ｉが大きくなるほど高くなるように設定されて、給湯装置の出荷前に前記制御部Ｈの記憶部に記憶されている。
そして、検出異常判別部１０２は、バーナ２の燃焼中においてその燃焼量が変更されると、前記設定下限濃度の記憶情報に基づいて、変更前の燃焼量Ｉに対応する設定下限濃度Ｋｍｉｎと変更後の燃焼量Ｉに対応する設定下限濃度Ｋｍｉｎとの差の絶対値を燃焼量の変更量に応じた設定下限変化量として求めるように構成されている。

前記検出異常判別部１０２は、バーナ２の燃焼中においてその燃焼量が変更されると、前記検出異常判別処理を実行し、その検出異常判別処理では、バーナ２の燃焼量の変更前に前記ＣＯセンサＳにて検出されたＣＯ濃度と燃焼量の変更後に前記ＣＯセンサＳにて検出されたＣＯ濃度との差の絶対値を燃焼量の変更に伴うＣＯ濃度の変化量として求める共に、前述のように設定下限変化量を求め、求めたＣＯ濃度の変化量が求めた設定下限変化量よりも小さいと前記検出異常であると判別するように構成されている。

尚、バーナ２の燃焼量が変更された直後は、燃焼ガス中のＣＯ濃度が安定しないので、上記の第１実施形態と同様に、前記検出異常判別部１０２は、バーナ２の燃焼量の変更後、その燃焼量が維持される状態で燃焼量変更後待機用の設定時間（例えば３秒間程度）が経過した後に、前記検出異常判別処理を実行するように構成されている。

以下、図６に示すフローチャートに基づいて、制御部Ｈにおける制御動作を説明する。
尚、図６に示すフローチャートは、ステップ＃８とステップ＃９との間にステップ＃ａが追加されている点、及び、ステップ＃９における検出異常判別処理の制御動作が異なる以外は、上記の第１実施形態において説明した図５のフローチャートと同様であるので、第１実施形態と異なるステップについて説明して、第１実施形態と同様のステップについては説明を省略する。

即ち、ステップ＃ａにおいて、バーナ２の燃焼量が変更されたか否かを判別して、燃焼量が変更されたときは、ステップ＃９において検出異常か否かの検出異常判別処理を実行し、燃焼量が変更されなかったときは、検出異常判別処理を実行しない。
ステップ＃９の検出異常判別処理では、前述したように燃焼量の変更に伴うＣＯ濃度の変化量及び燃焼量の変更量に応じた設定下限変化量を求め、求めたＣＯ濃度の変化量が求めた設定下限変化量よりも小さいと前記検出異常であると判別し、小さくないときは前記検出異常ではないと判別する。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態を説明する。
この第３実施形態においては、前記バーナ２の燃焼が停止されている状態から前記バーナ２が燃焼されたときに前記ＣＯセンサＳにて検出されるＣＯ濃度の変化量が予め設定された設定下限変化量よりも小さいと検出異常であると判別する検出異常判別処理を実行する検出異常判別手段としての異常判別部１０２が設けられている。

前記検出異常判別部１０２について説明を加える。
上記の第１実施形態と同様に、図４に示すように、設定下限濃度Ｋｍｉｎが前記バーナ２の燃焼量Ｉが大きくなるほど高くなるように設定されて、給湯装置の出荷前に前記制御部Ｈの記憶部に記憶されている。
更に、前記バーナ２の燃焼が停止されている状態において、前記ＣＯセンサＳにて検出されると想定される設定燃焼停止時濃度Ｋｏｆｆが設定されて、給湯装置の出荷前に前記制御部Ｈの記憶部に記憶されている。
ちなみに、前記バーナ２の燃焼が停止されている状態では、前記ポストパージの実行により、前記排気路５中の燃焼ガスが空気に置換されているので、前記設定燃焼停止時濃度Ｋｏｆｆは、前記バーナ２の燃焼量調節範囲における最小燃焼量に対応する設定下限濃度Ｋｍｉｎよりも小さい値、例えば０又は０に近い値に設定される。

そして、検出異常判別部１０２は、バーナ２の燃焼が開始されると、前記設定下限濃度の記憶情報に基づいて、現在のバーナ２の燃焼量Ｉに対応する設定下限濃度Ｋｍｉｎを求めると共に、その求めた設定下限濃度Ｋｍｉｎから前記設定燃焼停止時濃度Ｋｏｆｆを減じた値を設定下限変化量として求めるように構成されている。

前記検出異常判別部１０２は、バーナ２の燃焼が開始されると、前記検出異常判別処理を実行し、その検出異常判別処理では、バーナ２の燃焼開始後に前記ＣＯセンサＳにて検出されたＣＯ濃度から、燃焼の開始前に前記ＣＯセンサＳにて検出されたＣＯ濃度を減じた値をＣＯ濃度の変化量として求め、並びに、前述のように現在のバーナ２の燃焼量Ｉに対応する設定下限濃度Ｋｍｉｎから前記設定燃焼停止時濃度Ｋｏｆｆを減じた値を設定下限変化量として求めて、求めたＣＯ濃度の変化量が求めた設定下限変化量よりも小さいと前記検出異常であると判別するように構成されている。

尚、バーナ２の燃焼開始後、燃焼量が変更された場合は、その変更直後は、燃焼ガス中のＣＯ濃度が安定しないので、上記の第１実施形態と同様に、前記検出異常判別部１０２は、バーナ２の燃焼量の変更後、その燃焼量が維持される状態で燃焼量変更後待機用の設定時間（例えば３秒間程度）が経過した後に、検出異常判別処理を実行するように構成されている。

以下、図７に示すフローチャートに基づいて、制御部Ｈにおける制御動作を説明する。
尚、図７に示すフローチャートは、ステップ＃１とステップ＃２との間にステップ＃ｂが追加されている点、及び、ステップ＃９における検出異常判別処理の制御動作が異なる以外は、上記の第１実施形態において説明した図５のフローチャートと同様であるので、第１実施形態と異なるステップについて説明して、第１実施形態と同様のステップについては説明を省略する。

即ち、ステップ＃ｂでは、バーナ２の燃焼が停止されている状態において前記ＣＯセンサＳにて検出されたＣＯ濃度を読み込む。
ステップ＃９においては、前述したようにＣＯ濃度の変化量及び設定下限変化量を求め、求めたＣＯ濃度の変化量が求めた設定下限変化量よりも小さいと前記検出異常であると判別し、小さくないときは前記検出異常ではないと判別する。

〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） 上記の第１実施形態において、設定下限濃度Ｋｍｉｎの設定形態は、設定下限濃度Ｋｍｉｎをバーナ２の燃焼量Ｉが大きくなるほど高くなるように設定する形態に限定されるものではない。
例えば、バーナ２の燃焼量の調節範囲における１つの検出異常判別用の設定燃焼量に対応して設定下限濃度を設定しても良い。この場合は、バーナ２の燃焼量が前記設定燃焼量に調節されたときに、検出異常判別処理を実行することになる。
又、バーナ２の燃焼量調節範囲における最大燃焼量に対応して設定下限濃度を設定して、その設定下限濃度を用いて、バーナの燃焼量調節範囲における全域において検出異常判別処理を実行するように構成しても良い。但し、この場合は、過度に検出異常を検出する虞がある。

（ロ） バーナ２の燃焼量の変更量が小さいときは、ＣＯセンサＳにて検出されるＣＯ濃度の変化量が小さくて、検出異常の判別を的確に行えない虞があるので、上記の第２実施形態においては、バーナ２の燃焼量が設定変化量よりも大きく変更されたときに、検出異常判別処理を実行するように構成しても良い。

（ハ） バーナ２の燃焼開始後の燃焼量が小さいときは、バーナ２の燃焼が停止されている状態からバーナ２が燃焼されたときにＣＯセンサＳにて検出されるＣＯ濃度の変化量が小さくて、検出異常の判別を的確に行えない虞があるので、上記の第３実施形態においては、バーナ２の燃焼開始後、バーナ２の燃焼量が設定燃焼量よりも大きく調節されたときに、検出異常判別処理を実行するように構成しても良い。

（ニ） 上記の各実施形態においては、バーナ２の燃焼中においてその燃焼量が変更されたときは、燃焼量変更後待機用の設定時間が経過した後に、前記検出異常判別処理を実行するように構成する場合について例示したが、バーナ２の燃焼中においてその燃焼量が変更されても、前記燃焼量変更後待機用の設定時間が経過するのを待つことなく前記検出異常判別処理を実行するように構成しても良い。

（ホ） 上記の各実施形態では、未燃成分検出手段の一例として、燃焼ガス中の未燃成分濃度としてＣＯ濃度を検出するＣＯセンサＳを適用する場合について例示したが、未燃成分検出センサとしては、この他にも、例えば、燃焼ガス中の未燃成分濃度として水素濃度を検出する水素センサを適用することができる。
又、ＣＯセンサＳとしては、上記の各実施形態において例示した接触燃焼式以外に、半導体式、固体電解質式等、種々の方式のセンサを用いることができる。

（ヘ） 本発明の燃焼装置の異常検出装置は、上記の実施形態において例示した如き燃焼装置の一例としての給湯装置に限らず、種々の燃焼装置に適用することができる。
例えば、上記の実施形態のように給湯装置に適用する場合、その給湯装置としては、床暖房装置や浴室暖房乾燥装置に熱媒を加熱して循環供給するよう構成した給湯装置にも適用することができる。又、ファンヒータにも適用することができる。

燃焼装置の異常検出装置を備えた給湯装置の全体構成を示すブロック図 ＣＯセンサの構成を示すブロック図 ＣＯセンサの出力値とＣＯ濃度との相関関係を示す図 設定下限濃度の設定形態を説明する図 第１実施形態にかかる給湯装置の制御動作のフローチャートを示す図 第２実施形態にかかる給湯装置の制御動作のフローチャートを示す図 第３実施形態にかかる給湯装置の制御動作のフローチャートを示す図

符号の説明

２ バーナ
１０１ 濃度異常判別手段
１０２ 検出異常判別手段
Ｓ 未燃成分検出手段

Claims (4)

1. バーナの燃焼ガス中の未燃成分濃度を検出する未燃成分検出手段と、その未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が予め設定された設定上限濃度よりも高いと濃度異常であると判別する濃度異常判別手段とが設けられた燃焼装置の異常検出装置であって、
   前記バーナの燃焼中において前記未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が予め設定された設定下限濃度よりも低いと検出異常であると判別する検出異常判別手段が設けられている燃焼装置の異常検出装置。
2. 前記設定下限濃度が、前記バーナの燃焼量が大きくなるほど高くなるように設定され、
   前記検出異常判別手段が、前記バーナの現在の燃焼量に対応する設定下限濃度に基づいて前記検出異常を判別するように構成されている請求項１記載の燃焼装置の異常検出装置。
3. バーナの燃焼ガス中の未燃成分濃度を検出する未燃成分検出手段と、その未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が予め設定された設定上限濃度よりも高いと濃度異常であると判別する濃度異常判別手段とが設けられた燃焼装置の異常検出装置であって、
   前記バーナの燃焼中においてその燃焼量が変更されたときに前記未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度の変化量が予め設定された設定下限変化量よりも小さいと検出異常であると判別する検出異常判別手段が設けられている燃焼装置の異常検出装置。
4. バーナの燃焼ガス中の未燃成分濃度を検出する未燃成分検出手段と、その未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度が予め設定された設定上限濃度よりも高いと濃度異常であると判別する濃度異常判別手段とが設けられた燃焼装置の異常検出装置であって、
   前記バーナの燃焼が停止されている状態から前記バーナが燃焼されたときに前記未燃成分検出手段にて検出される未燃成分濃度の変化量が予め設定された設定下限変化量よりも小さいと検出異常であると判別する検出異常判別手段が設けられている燃焼装置の異常検出装置。

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