JP2665136C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 本発明は、燃焼機器、特に給湯器におけるＣＯセンサを利用した不完全燃焼検
出装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】 従来、この種の装置においては、給湯器の燃焼室に接続される排気通路にＣＯ
センサが設けられ、ＣＯセンサの出力により燃焼室内に備えるバーナの不完全燃
焼を判定する不完全燃焼判定手段が設けられる。 【０００３】 また、ＣＯセンサは給湯器の電源コードが電源に接続されると同時にＣＯセン
サにも電源が投入される。これによりＣＯセンサは常に通電状態でＣＯ濃度の検
出が可能となっている。同時に、このときのＣＯセンサの出力により不完全燃焼
判定手段は常に不完全燃焼の判定動作を行っている。不完全燃焼判定手段はバー
ナの燃焼状態が不完全燃焼であると判断すると即座に給湯器の運転を停止させる
。なお、通常ＣＯセンサは内部にヒータを備えて該内部ヒータに通電されること
によりセンサ自身を４００℃程度に加熱し、この加熱状態でＣＯ濃度の検出が可
能となる。 【０００４】 このため、ＣＯセンサは常時通電され加熱されているので、通常、耐用年数は
３年程度であり、燃焼機器の使用が可能なうちにＣＯセンサが使用できなくなる
不都合がある。 【０００５】 そこで、給湯器の運転を開始してバーナが燃焼を行っている間にのみＣＯセン
サの通電を行うことが考えられる。ＣＯ濃度の検出が必要となるのはバーナが燃
焼を開始した時点からバーナが消火されるまでの間であるからである。これによ
り、ＣＯセンサの通電時間を短縮することができ、よってＣＯセンサの耐用年数
を延長することができる。 【０００６】 しかし、このように、給湯器の運転を開始してバーナが燃焼を行うときにＣＯ
センサへの通電を行うようにすると、バーナが燃焼を行う度に必ずＣＯセンサの
内部ヒータによる温度上昇期を経る。ＣＯセンサは通電直後の内部ヒータの温度
上昇期においては正確なＣＯ濃度の検出が困難となる。この状態で不完全燃焼判
定手段が不完全燃焼の判定動作を行うと、ＣＯセンサの不安定な出力により、不
完全燃焼の判定動作も不正確なものとなり、例えば、バーナが燃焼を開始した時
点でＣＯセンサから不正確なＣＯ検出信号が不完全燃焼判定手段に送られ、不完
全燃焼判定手段が不完全燃焼と誤判定して給湯器の運転が停止する等のように、
円滑な給湯器の運転を阻害するおそれがある。 【０００７】 また、前記ＣＯセンサは給湯器の運転によってその表面に煤や埃またはＣＯ等
が付着し、正確なＣＯ濃度の検出が困難となるだけでなく、ＣＯセンサの寿命を
短くする不都合がある。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】 本発明はかかる不都合を解消するためになされたものであり、ＣＯセンサの耐
用年数を長くすると共に、正確な不完全燃焼の判定を行うことができる不完全燃
焼検出装置を提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】 かかる目的を達成するために本発明は、燃焼室内に設けられたバーナと、該バ
ーナに燃料を供給する燃料供給手段と、前記バーナに着火する着火手段と、前記
燃焼室の下流側に設けられた排気通路とを備える燃焼機器に設けられ、前記排気
通路内に設けられたＣＯセンサと、該ＣＯセンサの出力により前記燃焼機器の不
完全燃焼を判定する不完全燃焼判定手段と、該不完全燃焼判定手段の判定に基づ
いて前記燃焼機器の燃焼状態を制御する燃焼制御手段とを備える不完全燃焼検出
装置において、前記燃焼機器の運転開始後にＣＯセンサの通電を開始してＣＯセ
ンサを動作可能な温度に加熱させ、前記燃焼機器の運転が終了するまでにＣＯセ
ンサへの通電を停止するＣＯセンサ制御手段を設け、該ＣＯセンサ制御手段は、
ＣＯセンサの通電を開始した後、ＣＯセンサが動作可能な温度に到達した後に、
更にＣＯセンサへの通電電圧を上昇させて該ＣＯセンサの温度を上昇させてＣＯ
センサのセルフクリーニングを行い、前記不完全燃焼判定手段は、前記セルフク
リーニングが終了した後に不完全燃焼の判定を開始することを特徴とする。 【００１０】 【００１１】 【作用】 本発明によれば、前記ＣＯセンサ制御手段により、前記燃焼機器の運転中にの
みＣＯセンサに通電する。そして、ＣＯセンサへの通電が開始されて該ＣＯセン サの温度が動作可能な温度に到達した後に、更にＣＯセンサへの通電電圧を上昇
させて該ＣＯセンサの温度を上昇させることによって、ＣＯセンサのセルフクリ
ーニングを行う。セルフクリーニングは、例えば、温度を５００℃程度に加熱し
て表面に付着する煤や埃またはＣＯ等を消滅させる。そして、このセルフクリー
ニングの完了後に前記不完全燃焼判定手段が判定を開始するので、正確に不完全
燃焼状態を判定することが可能となる。 【００１２】 【００１３】 【実施例】 以下、本発明の一実施例を図を参照して説明する。図１は本実施例を設けた給
湯器の説明的断面図、図２は本実施例の作動を説明するためのフローチャート図
、図３は図２の一部の作動を説明するためのフローチャート図である。 【００１４】 図１に示すように、強制燃焼式ガス給湯器Ａは、燃焼ハウジング１内に燃焼を
行うガスバーナー２を配し、燃焼ファン３で燃焼ハウジング１にガスバーナー２
の燃焼用空気Ｘを供給している。また、給湯器Ａは、燃焼制御装置４によりガス
バーナー２へのガス供給、ガスバーナー２の点火、燃焼ファン３の制御がなされ
る。燃焼ハウジング１は、下方に燃焼用空気Ｘの導入口（図示せず）を、上方に
燃焼排ガスＺを外部に排出する排出口６をそれぞれ設けている。また、燃焼ハウ
ジング１内のガスバーナー２の上方には熱交換器７が配設されている。ガスバー
ナー２は、炎を形成するバーナー群８と、バーナー群８の下方に位置し噴出口９
を有するノズル管１０とからなる。また、このガスバーナー２にはガス管１１を
通して燃料ガスＹが供給される。燃焼ファン３はターボ型の羽根を備える。 【００１５】 燃焼制御装置４は、水量調整器１２、水量センサ１３、湯温サーミスター１４
、元ガス電磁弁１５、主電磁弁１６、ガバナ式ガス比例電磁弁１７、イグナイタ
１８、フレームロッド１９、ＣＯセンサ２０とこれらを制御するコントローラ２
１とからなる。本発明の不完全燃焼検出装置は、ＣＯセンサ２０とコントローラ
２１とから構成される。コントローラ２１は、燃焼制御手段２２、ＣＯセンサ制 御手段２３、不完全燃焼判定手段２４を備えるマイクロコンピュータである。 【００１６】 次に、燃焼制御装置４のコントローラ２１の基本的作動を説明する。 【００１７】 コントローラ２１は、給湯栓（図示せず）の開状態を水量センサ１３により検
知して、燃焼制御手段２２により、元ガス電磁弁１５、主電磁弁１６、比例電磁
弁１７を開くように制御し、ガスバーナー２に燃料ガスを供給させ、燃焼ファン
３を駆動し、ガスバーナー２を燃焼させる。更に、フレームロッド１９により炎
が検出されるとＣＯセンサ制御手段２３によりＣＯセンサ２０に通電を開始する
。 【００１８】 尚、ＣＯセンサ２０への通電の開始は、推量センサ１３からＯＮ信号が出力さ
れた時であってもよく、そのタイミングは本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て適宜変更可能である。 【００１９】 また、コントローラ２１は給湯栓が閉状態になると、水量センサ１３によりこ
れを検知して、燃焼制御手段２２により、元ガス電磁弁１５、主電磁弁１６、比
例電磁弁１７を閉じるように制御し、燃焼ファン３を駆動停止してガスバーナー
２は消火する。 【００２０】 コントローラ２１は、ガスバーナー２の燃焼中にＣＯセンサ２０が所定の基準
によりＣＯ濃度を検出したときには、不完全燃焼判定手段２４により燃焼制御手
段２２を動作させ、元ガス電磁弁１５、主電磁弁１６、比例電磁弁１７を閉じる
ように制御し、燃焼ファン３を駆動停止してガスバーナー２は消火する。更に、
ＣＯセンサ制御手段２３によりＣＯセンサ２０への通電を停止する。 【００２１】 なお、本発明では、従来の技術に述べたようにＣＯセンサ２０の通電開始をで
きるだけ遅延させてＣＯセンサ２０の寿命を延ばすために、バーナー２に点火さ
れガス量比例制御を行った直後にＣＯセンサ２０への通電を開始する。 【００２２】 次いで、図２に示すように、前記不完全燃焼判定手段２４が３０秒タイマーを
スタートさせる。そして３０秒タイマーがタイムアップし、更に、前記ＣＯセン
サ制御手段２３が２０秒タイマーをスタートさせ、この時間の間にＣＯセンサ２
０への通電電圧を上昇させてセルフクリーニングを行わせる。そして、２０秒タ
イマーがタイムアップしたときに、前記不完全燃焼判定手段２４はその判定動作
を開始する。 【００２３】 即ち、不完全燃焼判定手段２４の不完全燃焼の判定は、まず、ＣＯセンサ２０
への通電開始から３０秒経過するまで遅延する。この遅延時間中においてＣＯセ
ンサ２０は、その内部ヒータ（図示せず）によって加熱が完了し、正確なＣＯ濃
度の検出が可能となる。そして、更に、その後に２０秒が経過するまでにセルフ
クリーニングを行い、不完全燃焼判定手段２４が確実に不完全燃焼を判定するこ
とができるようにする。ここで、本実施例においては前記遅延時間を３０秒とし
たが、例えば、温度上昇速度の早いＣＯセンサを使用する場合は、更に短い遅延
時間を設定してもよい。また、セルフクリーニングの時間もＣＯセンサ２０の特
性に応じて変更してもよい。 【００２４】 これにより、ＣＯセンサが正確なＣＯ濃度の検出を可能とする状態となった後
に不完全燃焼判定手段２４が不完全燃焼の判定を開始するので、正確に不完全燃
焼の判定を行うことができる。 【００２５】 このセルフクリーニングの動作を更に説明すると、図３に示すように、前記不
完全燃焼判定手段２４の３０秒タイマーがタイムアップした直後に、前記ＣＯセ
ンサ制御手段２３が２０秒タイマーをスタートさせ、２０秒タイマーがタイムア
ップするまでの間にＣＯセンサ２０のセルフクリーニングを行う。セルフクリー
ニングは、例えば、ＣＯセンサ２０の内部ヒータを利用してＣＯセンサ２０全体
を５００℃程度に加熱してＣＯセンサ２０の表面に付着する煤や埃またはＣＯ等
を蒸発或いは燃焼させて消滅させる。これにより、ＣＯセンサ２０は正確にＣＯ 濃度が検出される状態を維持することができ、しかも、ＣＯセンサ２０の寿命を
延長することができる。 【００２６】 なお、本実施例におけるＣＯセンサ２０のセルフクリーニングは、給湯器Ａの
運転毎に行うようにされている。このため、図２及び図３に示すように、セルフ
クリーニングを終了した時点で、セルフクリーニングを行ったことを判断するフ
ラグをＣＯセンサ制御手段２３に設けた。これにより、ガス量比例制御から不完
全燃焼検出動作までのループ内で既にセルフクリーニングを行ったことが確認さ
れたとき、ＣＯセンサ制御手段２３はセルフクリーニングをキャンセルする。そ
して、給湯栓が閉状態になったとき、水量センサ１３によりそれを検知した燃焼
制御手段２２がＣＯセンサ制御手段２３に信号を送り、ＣＯセンサ制御手段２３
はフラグを初期状態に復帰させる。従って、再度給湯栓が開けられたときにはＣ
Ｏセンサ制御手段２３はＣＯセンサ２０のセルフクリーニングを行う。また、図
示しないが、給湯器の運転後に所定時間毎（例えば１０分毎）にセルフクリーニ
ングを行うようにＣＯセンサ制御手段２３によってＣＯセンサ２０を制御しても
よい。このときＣＯセンサ２０のセルフクリーニング中には、不完全燃焼判定手
段２４による不完全燃焼検出動作を休止する。これにより、セルフクリーニング
中のＣＯセンサ２０による不安定な出力による不完全燃焼の誤判定を防止する。 【００２７】 【発明の効果】 以上のことから明らかなように、本発明は、ＣＯセンサに通電が開始されてＣ
Ｏセンサの温度が動作可能な温度に到達した後に、更にＣＯセンサへの通電電圧
を上昇させてＣＯセンサの温度を上昇させることによって、該ＣＯセンサのセル
フクリーニングを行う。その後、前記不完全燃焼判定手段が不完全燃焼の判定を
開始する。これにより、ＣＯセンサのセルフクリーニングを容易に行うことがで
き、しかも、ＣＯセンサへの通電直後の不安定な出力を排除して、毎回の燃焼機
器の運転時に正確に不完全燃焼を判定することができると共に、ＣＯセンサの寿
命を延長することができる。従って、本発明によれば、ＣＯセンサの耐用年数の
向上と、正確な不完全燃焼の判定が可能な不完全燃焼検出装置を提供することが できる。 【００２８】

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の実施例を設けた給湯器の説明的断面図。 【図２】 本実施例の作動を説明するためのフローチャート図。 【図３】 図２の一部の作動を説明するためのフローチャート図。 【符号の説明】 Ａ…給湯器（燃焼機器）、１…燃焼ハウジング（燃焼室）、２…ガスバーナー
（バーナー）、１７…比例電磁弁（燃料供給手段）、１８…イグナイタ（着火手
段）、２０…ＣＯセンサ、２２…燃焼制御手段、２３…ＣＯセンサ制御手段、２
４…不完全燃焼判定手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃焼室内に設けられたバーナと、該バーナに燃料を供給する燃料供給手段と、
   前記バーナに着火する着火手段と、前記燃焼室の下流側に設けられた排気通路と
   を備える燃焼機器に設けられ、前記排気通路内に設けられたＣＯセンサと、該Ｃ
   Ｏセンサの出力により前記燃焼機器の不完全燃焼を判定する不完全燃焼判定手段
   と、該不完全燃焼判定手段の判定に基づいて前記燃焼機器の燃焼状態を制御する
   燃焼制御手段とを備える不完全燃焼検出装置において、 前記燃焼機器の運転開始後にＣＯセンサの通電を開始してＣＯセンサを動作可
   能な温度に加熱させ、前記燃焼機器の運転が終了するまでにＣＯセンサへの通電
   を停止するＣＯセンサ制御手段を設け、 該ＣＯセンサ制御手段は、ＣＯセンサの通電を開始した後、ＣＯセンサが動作
   可能な温度に到達した後に、更にＣＯセンサへの通電電圧を上昇させて該ＣＯセ
   ンサの温度を上昇させてＣＯセンサのセルフクリーニングを行い、 前記不完全燃焼判定手段は、前記セルフクリーニングが終了した後に不完全燃
   焼の判定を開始することを特徴とする燃焼機器の不完全燃焼検出装置。