JP2012516986A - Flue gas analysis safety device - Google Patents
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Abstract
電気的接続と、燃焼ガス用の煙道(54)とを有するガス燃焼または重油燃焼のデバイス(30)のための煙道ガス分析安全装置(10)は、煙道ガスをモニタリングする煙道(54)中に配置される有害ガス検出要素(12)と、有害ガス検出要素(12)からの信号に基づいて煙道ガスのガスと空気の比を自動的に調整するコントローラ(14)とを備える。コントローラ(14)は、煙道ガスのガスと空気の比を所定の安全パラメータに包含されるように調整できない場合には、ガス燃焼または重油燃焼のデバイス(30)への電流を停止することができる。好ましくは、有害ガス検出要素(12)は無線送信機を含み、コントローラ(14)は無線受信機を含み、そのため、有害ガス検出要素(12)はコントローラ(14)と無線で連絡可能である。装置(10)を有するガス燃焼または重油燃焼のデバイスおよび方法も提供される。
【選択図】図1A flue gas analysis safety device (10) for a gas combustion or heavy oil combustion device (30) having an electrical connection and a flue for combustion gas (54) is a flue for monitoring flue gas ( 54) a noxious gas detection element (12) disposed in the controller and a controller (14) for automatically adjusting the gas to air ratio of the flue gas based on a signal from the noxious gas detection element (12) Prepare. If the controller (14) is unable to adjust the flue gas gas to air ratio to be included in the predetermined safety parameters, the controller (14) may stop the current to the gas or heavy oil combustion device (30). it can. Preferably, the noxious gas detection element (12) includes a wireless transmitter and the controller (14) includes a radio receiver so that the noxious gas detection element (12) is in wireless communication with the controller (14). Also provided are gas and heavy oil burning devices and methods having apparatus (10).
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、煙道ガス分析安全装置と、電気的接続を有し、前記装置を組み込んだガス燃焼または重油燃焼のボイラと、前記装置を用いて電気的接続を有する不良のガス燃焼または重油燃焼のボイラ・アセンブリからの一酸化炭素または他の有害ガスの露出を防止または制限する方法とに関する。 The present invention relates to a flue gas analysis safety device, a gas combustion or heavy oil combustion boiler having an electrical connection and incorporating the device, and a defective gas combustion or heavy oil combustion having an electrical connection using the device. And a method for preventing or limiting exposure of carbon monoxide or other harmful gases from a boiler assembly.
ひび割れ、損傷し、または不適切に設置された煙道からの一酸化炭素または二酸化炭素の漏出は、有害であり、死を招く虞がある。独立型の一酸化炭素警報装置は、広く入手可能であるが、警報領域に相当な漏出がすでに生じてからしか作動しない。非効率なボイラまたは損傷したボイラは、危険なレベルの一酸化炭素または他の有害ガスを生成する虞があり、それらのガスは、長期間、それどころか数年にわたって、気づかないまま煙道を介して出る。次いで、煙道が損傷するかまたは閉鎖されると、危険なレベルの一酸化炭素または他のガスを含む煙道ガスは、建物の内部に排出され、深刻な危機要因となる。 A leak of carbon monoxide or carbon dioxide from a crack, damaged or improperly installed flue is harmful and can cause death. Stand-alone carbon monoxide alarm devices are widely available, but only operate after substantial leakage has already occurred in the alarm area. Inefficient or damaged boilers can produce dangerous levels of carbon monoxide or other harmful gases that can remain unseen through the flue for extended periods of time or even years. Get out. If the flue is then damaged or closed, flue gases containing dangerous levels of carbon monoxide or other gases are exhausted into the building and become a serious crisis factor.
本発明は、これらの問題の解決策を提供しようとするものであり、その解決策より、建物内部への漏出が起きる前に、ボイラが生成する一酸化炭素または他の有害ガスをモニタリングおよび制御する。 The present invention seeks to provide a solution to these problems, which monitors and controls carbon monoxide or other harmful gases produced by the boiler before leaking into the building. To do.
本発明の第1の態様によれば、電気的接続と、燃焼ガス用の煙道とを有するガス燃焼または重油燃焼のデバイスのための煙道ガス分析安全装置であって、煙道ガスをモニタリングするために煙道に配置される有害ガス検出要素と、有害ガス検出要素からの信号に基づいて煙道ガスのガスと空気の比を自動的に調整するコントローラとを備え、煙道ガスのガスと空気の比を、所定の安全パラメータに包含されるように調整できない場合には、コントローラが、ガス燃焼または重油燃焼のデバイスへの電流を停止できる、煙道ガス分析安全装置が提供される。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a flue gas analysis safety device for a gas combustion or heavy oil combustion device having an electrical connection and a flue for combustion gas, the flue gas monitoring And a flue gas detection element disposed in the flue to control and a controller for automatically adjusting a flue gas gas to air ratio based on a signal from the noxious gas detection element. A flue gas analysis safety device is provided in which the controller can stop the current to the gas or heavy oil burning device if the ratio of to air cannot be adjusted to be included in the predetermined safety parameters.
本発明の第1の態様の好ましいかつ/または任意選択の特徴は、請求項2から14に包括的に記載されている。 Preferred and / or optional features of the first aspect of the invention are comprehensively set forth in claims 2-14.
本発明の第2の態様によれば、電気的接続を有するガス燃焼または重油燃焼のデバイスであって、そのデバイスが、本発明の第1の態様による煙道ガス分析安全装置の有害ガス検出要素が内部に設けられた燃焼ガス用の煙道を有し、煙道ガスのガスと空気の比およびデバイスの電気的接続が、有害ガス検出要素の出力に基づいてコントローラによって自動的に制御可能である、ガス燃焼または重油燃焼のデバイスが提供される。 According to a second aspect of the present invention, a gas combustion or heavy oil combustion device having an electrical connection, the device being a noxious gas detection element of a flue gas analysis safety device according to the first aspect of the present invention. Has a flue for combustion gas provided inside, the flue gas gas to air ratio and the electrical connection of the device can be automatically controlled by the controller based on the output of the harmful gas detection element Certain gas or heavy oil combustion devices are provided.
本発明の第3の態様によれば、本発明の第1の態様による煙道ガス分析安全装置を使用して、電気的接続を有する不良のガス燃焼または重油燃焼のデバイスからの有害ガスの露出を防止または制限する方法であって、a)ガス燃焼または重油燃焼のデバイスの煙道に有害ガス検出要素を設けるステップと、b)所定の安全パラメータに包含されるように、有害ガス検出要素からの信号に基づいて煙道ガスのガスと空気の比を自動的に調整し、ガス燃焼または重油燃焼のデバイスへの電気供給を停止し、それにより、所定の安全パラメータに到達できない場合に前記デバイスを運転停止するステップとを含む、方法が提供される。 According to a third aspect of the present invention, the use of the flue gas analysis safety device according to the first aspect of the present invention to expose harmful gases from a bad gas or heavy oil combustion device having an electrical connection. A) providing a noxious gas detection element in the flue of a gas-fired or heavy oil-fired device; and b) from the noxious gas detection element as encompassed by a predetermined safety parameter. Automatically adjusts the gas to air ratio of flue gas based on the And a step of shutting down.
次に、添付の図面を参照しながら、単なる例示によって本発明をより詳細に説明する。 The present invention will now be described in more detail by way of example only with reference to the accompanying drawings.
まず図面の図1から図5を参照すると、第1の実施形態の煙道ガス分析安全装置10が示されており、その装置10は、好ましくは少なくとも一酸化炭素用のガス検出要素12と、コントローラ14と、遠隔型一酸化炭素検出装置16とを備える。この実施形態の検出要素12は、細長い可撓性のワンド18と、ワンド18の遠位端に設けられた、好ましくは少なくとも一酸化炭素のセンサ20と、ワンド18の近位端の薄いハウジング22とを備える。薄いハウジング22中に電池室および無線送信機が設けられる。好ましくは、センサ20および送信機に電力を供給するために電池が使用される。しかし、追加としてまたは代替として、検出要素12は電源供給装置に接続可能でよい。
Referring first to FIGS. 1-5 of the drawings, a flue gas
検出要素12は、ボイラの煙道に意図通りに配置するので耐液体性かつ耐熱性である。
Since the
コントローラ14は、検出要素12とは別個のものであり、そこから間隔をあけて配置され、典型的には成型プラスチックである、コントローラ・ハウジング24を備える。そのハウジング24は、一方の面にはボイラ30の電気プラグ28を受けるプラグ・ソケット26を、もう一方の面には壁掛け型の電気供給ソケット34と着脱可能に係合する電気プロング32を有する。コントローラ・ハウジング24内には、ボイラ30の電気プラグ28への電気の供給を制御する制御回路と共に、検出要素送信機からの信号を受信する無線受信機が設けられる。ガス燃焼または重油燃焼のデバイスのコントローラと連絡する無線送信機も設けられ、そのコントローラは、少なくとも、電子的に調節可能な空気調整バルブと、好ましくはやはり電子的に調節可能なガス調整バルブとを含む。コントローラ14の制御回路は、検出要素からのフィードバックに基づいて、コントローラおよびガス燃焼または重油燃焼のデバイスの1つまたは複数のバルブによって、煙道ガス中のガスと空気の比を自動的に制御し、その結果所定のパラメータに包含される安全比が得られる。
The
装置10のコントローラ14は、制御回路に電気接続された警告回路も含む。その警告回路は、この場合は音響式警告信号を出力するスピーカ38である出力デバイス36と、コントローラ・ハウジング24上に、視覚信号を出力する、LEDなどの発光要素40とを含む。
The
本明細書の場合は、警告回路の一部分として前記発光要素40が3つ設けられる。第1の発光要素42は、検出要素12の状態を示し、例えば、検出要素12への電気供給が機能しなくなると変化する。その場合は、スピーカ38も第1の音響式警告信号を発する。
In the present specification, three light emitting elements 40 are provided as part of the warning circuit. The first light emitting element 42 indicates the state of the
第2の発光要素44は、検出要素12が所定のレベルを超える一酸化炭素の存在を検出すると変化する。やはりスピーカ38も、好ましくは第1の音響式警告信号とは異なる、第2の音響式警告信号を発する。
The second light emitting element 44 changes when the detecting
第3の発光要素46は、遠隔型一酸化炭素検出装置16の状態を表示する。遠隔型検出装置16への電気供給が機能しなくなる場合か、または遠隔型検出装置16が所定のレベルを超える一酸化炭素を検出する場合に、表示の色が変化する。その場合は、スピーカ38も第3の音響式警告信号を発し、その信号は、好ましくは第1および第2の警告信号とは異なる。
The third light emitting element 46 displays the status of the remote
遠隔型一酸化炭素検出装置16は、典型的には成型プラスチックであるデバイス・ハウジング48を備え、そのハウジング48は、電池室、無線送信機および無線受信機、一酸化炭素センサ回路、ならびに警告回路を有する。送信機および受信機により、コントローラ14との無線連絡、および好ましくは検出要素12とも無線連絡が可能になる。警告回路は、好ましくは、部屋および/または建物の利用者に警報する音響式警告信号を出力するスピーカ50を含む。警告回路は、遠隔型検出装置16の状態を示す視覚信号を出力する、やはりLEDなどの発光要素52を含んでもよい。遠隔型検出装置16は好ましくは電池式であるが、追加としてまたは代替として電源供給装置に接続されてよい。
The remote
図2から図4を参照すると、無線遠隔型検出要素12は、使用時に、ガス燃焼または重油燃焼のボイラ30の煙道54中に摺動される。典型的には、煙道54は、外側58に排出する水平部分56を含む。出口は、通常、格子または網60でカバーされている。網60を取り外すことで、センサ20が出口から離れる方かつ上流に向くように、無線検出要素12を簡単に煙道54中に摺動させることができる。次いで、網60を再度配置する。
Referring to FIGS. 2-4, the wireless
次に、コントローラ14が、ボイラ30に隣接して配置された壁ソケット34に差し込まれ、ボイラのプラグ28が、コントローラ・ハウジング24のソケット26に差し込まれる。コントローラ14は、好ましくは、電源式であるが、追加として電池式でもよい。
The
遠隔型検出装置16は、好ましくはボイラ30に隣接する面、すなわち壁または天井62に取り付けられる。
The
動作の際には、検出要素12は、ボイラ30から煙道54に沿って排出される燃焼ガス中の一酸化炭素および/または他の有害ガスのレベルを連続してモニタリングする。遠隔型検出装置16はまた、装置16が配置される空間中の一酸化炭素のレベルも連続してモニタリングする。
In operation, the
検出要素12が、所定の限度または比を超える一酸化炭素のレベルを感知する場合は、コントローラ14に信号を送る。警告回路は、視覚的警報を出力するように第2の発光要素44を変化させ、スピーカ38が作動して音響式警報を出力する。同時に、制御回路は、ボイラ30のコントローラを自動的に遠隔制御して、煙道ガスのガスと空気の比が所定の安全パラメータ内に戻るように調整する。コントローラ14に組み込まれたタイマ、および検出要素12からのフィードバックによって決められた所定の期間の後に、これが実現できない場合は、コントローラがハウジングソケット26への電流の流れを停止し、それにより、ボイラ30を遮断または使用不能にする。一酸化炭素のレベルが所定の限度未満に下がると、検出要素12から信号が出力され、それによりコントローラ14がリセットされる。その結果、点検および/または修理の後にボイラ30を再点火することができる。
A signal is sent to the
検出要素12によって出力された信号は、遠隔型検出装置16によっても受信可能であり、その遠隔型検出装置16は、警告信号を出力する。遠隔型検出装置16は、やはり、検出要素12が検出する一酸化炭素のレベルが下がった後でリセットされる。
The signal output by the
まず遠隔型検出装置16自体が所定の限度を超える一酸化炭素を感知する場合は、送信機を介してコントローラ14に音響式の警報および信号を出力して、煙道ガス中の空気とガスの比が安全なレベルまで自動的に調整され、そのように調整されない場合は、上記で説明したようにボイラ30を使用不能にする。その場合は、警告回路は、コントローラ・ハウジング24上の第3の発光要素46の視覚的な様相を変更する。
First, when the
図6を参照すると、第2の実施形態の煙道ガス分析安全装置10が示されている。同様の参照番号は、第1の実施形態の部品と同様の部品を指し、さらに詳細な説明は省略する。
Referring to FIG. 6, the flue gas
この実施形態では、検出要素12および遠隔型検出装置16は同一である。しかし、コントローラ14は着脱可能ではない。この場合は、コントローラ14は、電源供給装置に直接電気接続されている。ガス燃焼または重油燃焼のボイラ30は、コントローラ14に直接かつ着脱不能に電気接続されてもよく、第1の実施形態の場合と同様に差し込まれてもよい。
In this embodiment, the
他の特徴は、第1の実施形態で説明したものと同じである。 Other features are the same as those described in the first embodiment.
図7を参照すると、第3の実施形態の煙道ガス分析安全装置10が示されている。同様の参照番号は、第1の実施形態の部品と同様の部品を指し、さらに詳細な説明は省略する。
Referring to FIG. 7, a flue gas
この実施形態では、検出要素12および遠隔型検出装置16は、第1の実施形態で説明したものと同様である。しかし、コントローラ14は、組み込まれており、ガス燃焼または重油燃焼のボイラ30自体の一部として完全に一体になっており、そのため自動調整が単純になり、前の実施形態のようなコントローラの送信機を使用しなくなり必要なくなる。この場合は、コントローラ・ハウジング24は、ボイラハウジング64の一部を形成し、典型的には、制御回路および警告回路がボイラ30自体の電気回路の一部として設けられる。
In this embodiment, the
したがって、ボイラ30は、電気供給源に通常通りに差し込まれるかまたは接続されるが、所定の限度を超えた一酸化炭素および/または他の有害ガスを検出したときには、制御回路が、安全な比になるように自動的に調整し、調整されない場合は、ある期間の後にボイラ回路への電流を停止し、したがって、ボイラ30が遮断される。
Thus,
具体的にはガス燃焼または重油燃焼のボイラに適用可能であるが、煙道ガス分析安全装置は、場合によっては、火炎など、煙道を有するどんなガス燃焼または重油燃焼のデバイスにも適用することができる。 Although specifically applicable to gas fired or heavy oil fired boilers, the flue gas analysis safety device may be applied to any gas fired or heavy oil fired device with a flue, in some cases, such as a flame. Can do.
例えば、電池が切れることによって検出要素12または遠隔型検出装置16の電源供給が中断または停止する場合に、検出要素12または遠隔型検出装置16によって出力される信号が停止し、したがって、コントローラ14の警告回路が、音響式警報を出力し、第1の発光要素42の視覚的様相を変更する。
For example, when the power supply of the
検出要素、遠隔型検出装置および/またはコントローラは全て、装置の周期的試験のための試験ボタンを含む試験機能を含んでよい。 The sensing element, remote sensing device, and / or controller may all include a test function that includes a test button for periodic testing of the device.
検出要素は、ワンド18を必要としない場合もある。しかし、ワンドは、好ましくは可撓的に調節可能であり、検出要素がボイラ本体の内部に落ちることなく、ボイラ本体から煙道の入口近傍にセンサ20を配置できるという利点がある。
The detection element may not require a
検出要素は、図では煙道の底面に配置されているが、クリップまたは他の手段を含んでよく、そのクリップまたは他の手段によって、検出要素を底面から間隔をあけて保持できて、復水との接触を防止する。 Although the sensing element is located on the bottom surface of the flue in the figure, it may include a clip or other means by which the sensing element can be held spaced from the bottom surface and condensate. To prevent contact.
コントローラ、検出要素、および遠隔型検出装置が互いに連絡するのを可能にするために、Wi−Fi、Bluetooth RTM、電波、またはマイクロ波など、任意の適切な無線データ・プロトコルまたは手段を利用することができる。 Utilize any suitable wireless data protocol or means such as Wi-Fi, Bluetooth RTM, radio waves, or microwaves to enable the controller, sensing element, and remote sensing device to communicate with each other Can do.
好ましくは無線であるが、コントローラ、検出要素、および遠隔型検出装置は、有線で互いに接続されてよい。 Although preferably wireless, the controller, sensing element, and remote sensing device may be connected to each other by wire.
警告回路の発光要素のうちの1つ、複数、または全てが、有害ガスの検出時、または煙道内のガスの比の変更時の予告警報を含んでよい。予告警報は、さらに異なる色および/または音を含んでよい。例えば、煙道ガスが所定の公差またはパラメータ内にあるときは、緑色の視覚信号が発せられ、音はない。予告警告信号は、例えば、橙色の視覚信号および中程度の音でよい。完全警報は、例えば、赤色の視覚的警報および連続音でよい。 One, more than one, or all of the light emitting elements of the warning circuit may include a warning alert upon detection of noxious gases or when the ratio of gases in the flue is changed. The warning alert may further include different colors and / or sounds. For example, when the flue gas is within a predetermined tolerance or parameter, a green visual signal is emitted and there is no sound. The warning warning signal may be, for example, an orange visual signal and a medium sound. A complete alarm may be, for example, a red visual alarm and a continuous tone.
遠隔型検出装置が好ましく、必要に応じてその装置を省いてよい。代替として、2以上の遠隔型検出装置を利用することができる。その場合は、遠隔型検出装置は、好ましくは、互いに、検出要素と、かつ/またはコントローラと連絡している。その遠隔型検出装置または各遠隔型検出装置は、ボイラと同じ空間内にあってもよく、寝室またはリビングなど、任意の適切な空間にあってもよい。 A remote detection device is preferred and may be omitted if desired. Alternatively, two or more remote detection devices can be used. In that case, the remote sensing devices are preferably in communication with each other, with the sensing elements and / or with the controller. The remote detection device or each remote detection device may be in the same space as the boiler, or in any suitable space such as a bedroom or living room.
一酸化炭素の検出が好ましいが、検出要素および(1つまたは複数の)遠隔型検出装置は、追加としてまたは代替として、別のガスまたは他のガス、好ましくは二酸化炭素などの有害なガスを検出してよい。煙道内の成分ガス比または比の変化は、代わりにまたは追加として、検出要素でモニタリングしてよい。 While detection of carbon monoxide is preferred, the detection element and remote detection device (s) additionally or alternatively detect other gases or other gases, preferably harmful gases such as carbon dioxide You can do it. The component gas ratio or ratio change in the flue may alternatively or additionally be monitored with a sensing element.
ワンドの遠位端は、その検出可能な煙道ガス用または各検出可能な煙道ガス用のフィルタ要素を含んでよい。この場合は、フィルタ要素は、典型的には点検中に、交換可能かつ/または取り替え可能でよい。 The distal end of the wand may include a filter element for its detectable flue gas or for each detectable flue gas. In this case, the filter element may be replaceable and / or replaceable, typically during inspection.
検出要素は好ましくは無線であるが、コントローラとワイヤ接続されてよい。 The detection element is preferably wireless, but may be wired with the controller.
したがって、煙道中の所定のレベルを超える一酸化炭素または他の有害ガスに対して、ガス燃焼または重油燃焼のデバイスの利用者またはユーザにすぐに警報する煙道ガス分析安全装置を提供することが可能である。安全パラメータに到達するように空気とガスの比を自動的に調整し、次いで、所定の期間にわたって所定のレベルを超える一酸化炭素または他の有害ガスが存在する際には、すぐにこれを停止するかまたはボイラを使用不能にする煙道ガス分析安全装置を提供することも可能である。その装置のコントローラは、現行のボイラに迅速かつ単純に後付けできるプラグイン・デバイス、ボイラから離れた永続的固定デバイス、またはボイラと一体形成された永続的固定デバイスとすることができる。センサは、好ましくは、コントローラと無線連絡しており、したがって、煙道中に簡単に配置され得る。 Accordingly, it is possible to provide a flue gas analysis safety device that immediately alerts a user or user of a gas or heavy oil combustion device for carbon monoxide or other harmful gases above a predetermined level in the flue. Is possible. Automatically adjust the air-to-gas ratio to reach safety parameters, then immediately stop if there is carbon monoxide or other harmful gases above a certain level for a certain period of time It is also possible to provide a flue gas analysis safety device that either disables or disables the boiler. The controller of the apparatus can be a plug-in device that can be quickly and simply retrofitted to an existing boiler, a permanent fastening device that is remote from the boiler, or a permanent fastening device that is integrally formed with the boiler. The sensor is preferably in wireless communication with the controller and can therefore be easily placed in the flue.
したがって、この装置により、長期間にわたって機能不良であるガス燃焼または重油燃焼のデバイスを有する可能性が低減され、したがって、場合によってはユーザの命を救うことになる。その装置はまた、潜在的な不具合を強調することによって、ガス燃焼または重油燃焼のデバイスの動作コストも低減し、さらに、機能不調のガス燃焼または重油燃焼のデバイスの環境への影響も軽減することができる。 Thus, this apparatus reduces the possibility of having a gas-burning or heavy-oil burning device that is malfunctioning for an extended period of time, and thus saves the user's life in some cases. The device also reduces the operating costs of gas or fuel oil burning devices by highlighting potential failures, and also reduces the environmental impact of malfunctioning gas or fuel oil burning devices. Can do.
上記で説明したいくつかの実施形態は、単なる例示として提供されており、添付の請求項によって定義されるように本発明の範囲から逸脱することのない様々な他の改変が当業者には明らかであろう。 The several embodiments described above are provided by way of illustration only, and various other modifications will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. Will.
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