JP2922686B2 - 燃焼装置の異常検出装置 - Google Patents

燃焼装置の異常検出装置

Info

Publication number
JP2922686B2
JP2922686B2 JP3280239A JP28023991A JP2922686B2 JP 2922686 B2 JP2922686 B2 JP 2922686B2 JP 3280239 A JP3280239 A JP 3280239A JP 28023991 A JP28023991 A JP 28023991A JP 2922686 B2 JP2922686 B2 JP 2922686B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion
supply amount
oxygen concentration
value
fuel supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3280239A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05118542A (ja
Inventor
善克 石川
宏 神谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HAAMAN KK
OOSAKA GASU KK
Original Assignee
HAAMAN KK
OOSAKA GASU KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HAAMAN KK, OOSAKA GASU KK filed Critical HAAMAN KK
Priority to JP3280239A priority Critical patent/JP2922686B2/ja
Publication of JPH05118542A publication Critical patent/JPH05118542A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2922686B2 publication Critical patent/JP2922686B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2231/00Fail safe
    • F23N2231/10Fail safe for component failures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/003Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • F23N5/006Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/24Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements

Landscapes

  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バーナへの燃料供給量
の増減制御を実行すると共に、排気中の酸素濃度を検出
する検出手段の検出値に基づいて燃焼用の空気供給量の
増減制御とを実行する制御手段が設けられた燃焼装置の
異常検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】かかる酸素濃度の検出手段として、例え
ば、限界電流型酸素センサ(以下、単に酸素センサとい
う)が用いられる。これは、ディスク状の安定化ジルコ
ニアの両面に設けた電極間に直流電圧を印加したとき
に、酸素イオンをキャリアとして流れる電流が酸素濃度
によって変化することを利用して酸素濃度を検出するも
のである。
【0003】制御手段は、酸素センサの出力値に基づい
て、排気中の酸素濃度が適正値より低ければ燃焼用空気
が不足していると判断して空気供給量を増加させる。逆
に、適正値より高ければ燃焼用空気が過剰であると判断
して空気供給量を減少させる。又、バーナへの燃料供給
量は、例えば給湯器に用いられる燃焼装置の場合、設定
湯温と検出湯温との偏差を小さくするように増減制御さ
れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、空気供給量が
適正であるにもかかわらず、バーナの局部変形や局部詰
まり等に起因して燃焼性が悪くなり、排気中に未燃成分
(CO,H2 等)が多量に含まれることがある。そし
て、この未燃成分の影響で酸素センサの出力値(以下、
センサ出力という)が大きくなることがわかっている。
すると、制御手段は、空気供給量が過剰であると誤判断
し空気供給量を減少させるので、ますます不完全燃焼が
進み適切な風量制御ができなくなってしまう。
【0005】以上のように、酸素センサを用いて検出さ
れる排気中の酸素濃度に基づいて燃焼用の空気供給量の
増減制御を実行する場合、一旦不完全燃焼が発生すると
不安定になるおそれがあった。本発明は、かかる実情に
鑑みて為されたものであって、その目的は、不完全燃焼
による酸素センサの誤動作を検出し、燃焼装置の安全性
を高めることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の燃焼装置の異常
検出装置は、バーナへの燃料供給量の増減制御を実行す
ると共に、排気中の酸素濃度を検出する検出手段の検出
値に基づいて燃焼用の空気供給量の増減制御とを実行す
る制御手段が設けられたものであって、その特徴構成
は、前記制御手段が、前記燃料供給量又は前記空気供給
量の変化により前記検出手段の検出値が酸素濃度低下側
に変化することが予測されるときに、実際の検出値が酸
素濃度低下側に変化しなければ異常と判断するように構
成されている点にある。
【0007】
【作用】上記の特徴構成によれば、制御手段は、まず燃
料供給量又は前記空気供給量の変化により前記検出手段
の検出値が酸素濃度低下側に変化する場合を予測する。
例えば、給湯器に用いられる燃焼装置において、設定湯
温を上げたり出湯量を増加させた場合に燃料供給量が増
加し、酸素濃度が一時低下することが予測される。或い
は、逆風により空気供給量が低下すると、酸素濃度が一
時低下することが予測される。
【0008】実際に検出値の酸素濃度低下側への変化が
検出されると、制御手段は、酸素濃度を適正値に戻す方
向に空気供給量を増加させる。しかし、前述したような
理由で不完全燃焼が発生し、未燃成分の影響で酸素濃度
上昇側に変化したり、変化がない場合、即ち予測に反し
て酸素濃度低下側への変化が検出されない場合は異常で
あると判断し、例えば、燃焼停止等の適切な処理を行
う。
【0009】
【発明の効果】従って、本発明によれば、不完全燃焼に
よる酸素センサの誤動作を検出し、制御手段による誤制
御を防止できるので、燃焼装置をより安全なものとする
ことができるようになった。
【0010】
【実施例】以下、本発明を給湯器に適用した実施例を図
面に基づいて説明する。本実施例の給湯器は図1に示す
ように構成されている。筒状ケース1内にバーナ2を備
える燃焼部3とその高温排気により水を加熱するフィン
チューブ型の熱交換器4が設けられている。筒状ケース
1の下端には燃焼部3に燃焼用空気を供給する通風手段
としてのファン5の吐出側が接続され、筒状ケース1の
上端には排気路6が接続されている。
【0011】バーナ2への燃料供給路7には燃料供給量
を調節するためのガス比例弁8が設けられている。ガス
比例弁8は、マイクロコンピュータを利用した燃焼コン
トローラ9によって、その開度が制御される。つまり、
燃焼コントローラ9内の比例弁制御回路9aが、設定手
段Rによって設定された設定湯温と湯温検出手段Sによ
って検出される湯温との偏差を小さくするようにガス比
例弁8の励磁電流を制御し、もって燃料供給量を制御す
る。
【0012】湯温を制御するには、バーナ2への燃料供
給量のみならず、燃焼部3への燃焼用空気の供給量をも
適切に制御する必要がある。そこで、燃焼コントローラ
9は、ファン5の送風量、即ち回転数をも制御する。そ
して、燃焼部3への空気供給量が適正であるかどうかを
監視すべく、排気中の酸素濃度を検出する検出手段とし
ての限界電流型酸素センサ(以下、単に酸素センサとい
う)10が排気路6に設けられている。つまり、排気中
の酸素濃度が適正値より大きければ、空気供給量が過剰
気味であると判断し、適正値より小さければ空気供給量
が不足気味であると判断することができる。
【0013】酸素センサ10は、図2に示すように、セ
ンサエレメント11、端子12、端子台13、メッシュ
カバー14からなる。センサエレメント11は、図3に
示すように、ディスク状の安定化ジルコニア11aの両
側に白金電極11bを形成し、その片側に小孔11cが
設けられたキャップ11dを接合して構成されている。
両電極11b間に電圧を印加すると、ポンピング作用に
より酸素イオンをキャリアとする電流が流れる。
【0014】キャップ11d内への空気の流入が小孔1
1cによって制限されることから電圧の所定領域で電流
がほぼ一定(限界電流)になる。そして、この限界電流
は空気中の酸素濃度に比例して変化するので、一定電圧
(監視電圧)を両電極11b間に印加しておき、そのと
きの電流値から酸素濃度を検出することができる。又、
上記ポンピング作用は、高温(500℃程度)において
発生するするので、キャップ11d上部にヒータ11e
を一体に形成し、ヒータ11eへの通電によりセンサエ
レメント11を加熱するように構成している。
【0015】酸素センサ10の検出値(電流値)は燃焼
コントローラ9に入力され、燃焼コントローラ9は、そ
の検出値がバーナ2への燃料供給量に応じて定められた
適正値(酸素濃度目標値)に維持されるようにファン5
の回転数を制御し、燃焼部3への空気供給量を調節して
いる。この酸素濃度目標値と燃料供給量との関係は、予
め実験により求められたものであって、例えば図6に示
すようになる。尚、ファン5の回転数の制御は、燃焼コ
ントローラ9内のファン制御回路9bがファンモータへ
の印加電圧を変えることによって行っている。
【0016】次に、燃焼開始から停止までの燃焼コント
ローラ9による制御の概略について、図4及び図5の流
れ図に基づいて説明する。図4に示すように、給湯栓
(図示せず)が開かれ水流スイッチ15がオンになる
と、先ず、ファン5が駆動されプリパージが行われる。
しばらくして、ガス比例弁8等が開成されバーナ2が点
火される。
【0017】次に、燃焼制御・異常検出の処理が行われ
る。この処理については後述するが、異常検出の結果、
異常が検出された場合(異常フラグがセットされている
場合)には、設定手段Rに設けられた異常ランプ(燃焼
ランプと兼用)16を点滅させて燃焼を強制的に停止さ
せる。異常が検出されなかった場合は水流スイッチ15
がオフになるまで、燃焼制御・異常検出の処理が繰り返
される。つまり、給湯栓が閉じられ、水流スイッチ15
がオフになると、ガス比例弁8等を閉成して燃焼を停止
し、ファン5を数分間のポストパージの後に停止する。
【0018】燃焼制御・異常検出の処理は、例えば図5
に示すサブルーチンのようになる。先ず、設定手段Rに
よって設定された設定湯温と湯温検出手段Sによって検
出される検出湯温とを読み込む。そして、設定湯温と検
出湯温との偏差に基づいて燃料供給量(即ちガス比例弁
8の操作量)を決定する(処理(イ))。
【0019】この燃料供給量(操作量)は、燃焼コント
ローラ9内のメモリに記憶されると共に、前回値と比較
される。その結果、燃料供給量が増加している場合は、
それに応じて排気中の酸素濃度が低下することが予測さ
れるので、予想フラグをセットする。燃料供給量が減少
しているか変化がない場合は予想フラグをリセットす
る。この予想フラグは、後述する異常検出処理に用いら
れる。
【0020】上記燃料供給量(操作量)に応じた励磁電
流でガス比例弁8が駆動され、次に、前述した酸素濃度
目標値と燃料供給量との関係(図6参照)から酸素濃度
目標値が決定される(処理(ロ))。一方、酸素センサ
10の検出値が読み込まれ、排気中の実際の酸素濃度が
検出される。
【0021】そして、前述の予想フラグがセットされて
いるとき、即ち燃料供給量の変化より排気中の酸素濃度
の低下が予測されたときに実際の酸素センサ10の検出
値が低下(正確には、酸素濃度低下側に変化)している
かどうかをチェックする。検出値が低下していない場合
は不完全燃焼が発生して、未燃成分により酸素センサ1
0が誤動作していると考えられるので異常フラグをセッ
トして図4のメインルーチンに戻る。
【0022】酸素センサ10の検出値が低下している場
合は正常であるので、酸素濃度目標値と検出値との偏差
に基づいて空気供給量(ファン5の操作量)を決定す
る。そして、この空気供給量(操作量)に応じた電圧で
ファン5が駆動される。以上の処理が終了するとメイン
ルーチンに戻る。
【0023】尚、実際の処理においては、燃料供給量の
増加により排気中の酸素濃度が低下するまでの遅延時
間、及び空気供給量が増加するまでの制御遅れを考慮し
て、適切に酸素濃度の低下を検出できるように予想フラ
グのセット/リセットに関して遅延時間を設けている。
【0024】以下に別実施例について列記する。 上記実施例においては、異常検出に際し、燃焼制御
の中で無作為に発生する燃料供給量の変化から排気中の
酸素濃度の低下を予測したが、燃焼制御とは別に、定期
的に又は特定の操作によって燃料供給量を変化させて排
気中の酸素濃度の低下が予測される状態を一時的に発生
させ、酸素センサの誤動作チェックを行うように構成し
てもよい。
【0025】 排気中の酸素濃度の低下を予測できる
のは、燃料供給量が変化した場合に限らず、燃焼用空気
の供給量の変化から酸素濃度の低下を予測することもで
きる。例えば、燃料供給量が一定の時に不完全燃焼が発
生しない範囲でファンの駆動電圧を一時的に少し下げて
空気供給量を減らせば、当然排気中の酸素濃度の低下が
予測されるので、実際の酸素センサの検出値をチェック
して誤動作がないかどうかを判断することができる。
【0026】 又、少し複雑になるが、燃料供給量と
空気供給量の両方の変化より排気中の酸素濃度の低下を
予測することも可能である。
【0027】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る湯沸器の構成図
【図2】限界電流型酸素センサの断面図
【図3】センサユニットの断面図
【図4】燃焼コントローラ(制御手段)の処理を示す流
れ図
【図5】燃焼制御・異常検出の処理を示す流れ図
【図6】燃料供給量と酸素濃度目標値との関係を示すグ
ラフ
【符号の説明】
2 バーナ 9 制御手段 10 検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F23N 5/24 108 G01N 27/41

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーナ(2)への燃料供給量の増減制御
    を実行すると共に、排気中の酸素濃度を検出する検出手
    段(10)の検出値に基づいて燃焼用の空気供給量の増
    減制御を実行する制御手段(9)が設けられた燃焼装置
    の異常検出装置であって、前記制御手段(9)が、前記
    燃料供給量又は前記空気供給量の変化により前記検出手
    段(10)の検出値が酸素濃度低下側に変化することが
    予測されるときに、実際の検出値が酸素濃度低下側に変
    化しなければ異常と判断するように構成されている燃焼
    装置の異常検出装置。
JP3280239A 1991-10-28 1991-10-28 燃焼装置の異常検出装置 Expired - Fee Related JP2922686B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3280239A JP2922686B2 (ja) 1991-10-28 1991-10-28 燃焼装置の異常検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3280239A JP2922686B2 (ja) 1991-10-28 1991-10-28 燃焼装置の異常検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05118542A JPH05118542A (ja) 1993-05-14
JP2922686B2 true JP2922686B2 (ja) 1999-07-26

Family

ID=17622242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3280239A Expired - Fee Related JP2922686B2 (ja) 1991-10-28 1991-10-28 燃焼装置の異常検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2922686B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4428953C2 (de) * 1994-08-16 1999-06-24 Lamtec Mes Und Regeltechnik Fu Verfahren zur Regelung und Überwachung der Verbrennung einer Feuerungsanlage
CA2870918C (en) * 2013-11-12 2017-01-10 Syncrude Canada Ltd. In Trust For The Owners Of The Syncrude Project, As Such Owners Exist Now And In The Future Furnace combustion cross limit control with real-time diagnostic features

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05118542A (ja) 1993-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2922686B2 (ja) 燃焼装置の異常検出装置
JP3364506B2 (ja) 燃焼装置
JP2825212B2 (ja) 燃焼装置
JPH06242066A (ja) 酸素センサの劣化検出方法及び装置
JP2008164202A (ja) 燃焼装置の異常検出装置
JP2001215213A (ja) 燃焼排ガス検出装置
JP2968100B2 (ja) 燃焼装置
JPH06265140A (ja) 燃焼装置
JP2825211B2 (ja) 燃焼装置
JP3312052B2 (ja) 燃焼制御装置
JP3143259B2 (ja) 燃焼装置の異常検出装置
JPH09287737A (ja) 燃焼機器
JP2002071615A (ja) 気体濃度検出装置
JP2825213B2 (ja) 燃焼装置
JP3884873B2 (ja) 燃焼機器の不完全燃焼検出装置
JP3093209B2 (ja) 燃焼装置
JP2977656B2 (ja) ガス燃焼機器の空焚き防止装置
JPH0676861B2 (ja) 温風暖房機の制御装置
JP6851152B2 (ja) 暖房装置
JPS61225548A (ja) 温風暖房機
JP2896111B2 (ja) 燃焼制御装置
JPH08121754A (ja) 燃焼装置の未燃成分濃度検出装置
JPH05126790A (ja) 酸素濃度検出装置
JPH1137550A (ja) 循環加熱装置
JP2735465B2 (ja) 燃焼機器の不完全燃焼検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees