JP3029551B2

JP3029551B2 - 燃焼機器

Info

Publication number: JP3029551B2
Application number: JP7101829A
Authority: JP
Inventors: 和基次杉本; 雅昭中浦; 郁朗足立
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1995-04-26
Publication date: 2000-04-04
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: JPH0814557A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＯセンサを備えた燃
焼機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば給湯器においては、排気通路にＣ
Ｏセンサを設け、バーナの燃焼運転中に不完全燃焼等に
より発生したＣＯガスの濃度を、それに応じたレベルで
出力されるＣＯセンサの信号により検出し、該ＣＯセン
サの信号レベルが所定の基準値以上となったとき、すな
わち、発生したＣＯ濃度が所定の基準濃度以上となった
ときに、燃焼運転を停止せしめるようにしたものが知ら
れている。

【０００３】この種の燃焼機器においては、ＣＯガスの
発生に応じた燃焼運転の停止を的確に行うためには、Ｃ
Ｏセンサの信号レベルが実際に発生したＣＯ濃度に対応
したものとなっていることが前提となるが、本発明者等
の各種の検討によれば、ＣＯセンサは、油等の付着によ
り経時的に劣化していく。そして、このような劣化が進
行すると、ＣＯセンサ自体に故障が生じていなくとも、
ＣＯセンサの信号レベルは、実際のＣＯ濃度が同じであ
っても、初期に較べて小さくなる。従って、このように
ＣＯセンサの劣化が進行した状態では、実際に発生した
ＣＯ濃度が所定の基準濃度以上となっても、ＣＯセンサ
の信号レベルが、燃焼運転を停止させる基準値以上とな
らない場合が生じ、このような場合には、ＣＯ濃度が基
準濃度以上に多いにもかかわらず、燃焼運転が継続して
しまうという不都合を生じる。

【０００４】一方、この種の燃焼機器においては、例え
ば実開昭６３−４９１６６号公報に見られるように、Ｃ
Ｏセンサの故障の有無を把握し、ＣＯセンサの故障が生
じた場合に、燃焼運転の禁止等の異常処理を行うように
したものが知られている。同号公報に開示されているも
のでは、ＣＯセンサの正常状態での信号レベルが、燃焼
運転を停止している通電初期において、ＣＯセンサに付
着している水分等の雑ガスに起因して一旦、上昇し、そ
の後、安定したレベルに下降するという性質を利用し、
ＣＯセンサへの通電初期に、その信号レベルが一定時間
継続して所定の基準レベル以上に保持され、且つ、該一
定時間の経過後に所定の基準レベル以下となった場合に
のみ、ＣＯセンサが正常であると判断し、また、それ以
外の場合には、ＣＯセンサに故障が生じたものとして、
燃焼運転の禁止等の異常処理を行うようにしている。さ
らに、同号公報のものでは、バーナの点火時に、ＣＯガ
スがある程度発生することを利用し、該点火時にＣＯセ
ンサの信号レベルが所定の基準レベル以上とならない場
合に、ＣＯセンサに故障が生じたものとして、燃焼運転
の禁止等の異常処理を行うようにしている。

【０００５】従って、前述したようなＣＯセンサの劣化
が進行した場合の不都合を解消するためには、前記の公
報に見られるように、ＣＯセンサの通電初期と、バーナ
の点火時とで、ＣＯセンサの信号レベルを適当な基準レ
ベルと比較することにより、ＣＯセンサの劣化の有無を
把握し、ＣＯセンサの劣化が進行している場合に燃焼運
転を禁止する等の異常処理を行うことが考えられる。

【０００６】しかしながら、このようなものでは次のよ
うな不都合を生じる。

【０００７】すなわち、ＣＯセンサの通電初期におい
て、その信号レベルが上昇する程度は、ＣＯセンサの劣
化や故障がなくとも、水分等の雑ガスの付着度合により
常に同一となるとは限らず、不安定なものとなり易い。
このため、ＣＯセンサの通電初期において、ＣＯセンサ
の劣化の有無を判断するための一定の基準レベルを設定
しても、ＣＯセンサの劣化が進行しているにもかかわら
ず、基準レベルを越えてしまうような場合もあり、ＣＯ
センサの劣化の有無を確実に把握することが困難であ
る。

【０００８】また、点火時において、発生するＣＯガス
の濃度も種々の環境条件によって、ばらつきを生じやす
い。このため、通電初期の場合と同様に、バーナの点火
時において、ＣＯセンサの劣化の有無を判断するための
一定の基準レベルを設定しても、ＣＯセンサの劣化が進
行しているにもかかわらず、基準レベルを越えてしまう
ような場合もあり、ＣＯセンサの劣化の有無を確実に把
握することが困難である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような燃
焼機器の改良を目的とし、より詳細には、ＣＯセンサの
劣化を確実且つ簡単に把握することができ、それによる
適切な処理を行うことができる燃焼機器を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために、燃焼部の運転時に発生するＣＯ濃度に応
じたレベルの信号を出力するＣＯセンサと、該ＣＯセン
サの出力が所定の基準レベル以上となったとき、前記燃
焼部の運転を停止せしめる運転制御手段とを備えた燃焼
機器において、前記ＣＯセンサの出力があらかじめ設定
された所定の下限値以下となったとき、所定の異常処理
を行う異常処理手段を備え、前記下限値は、前記燃焼部
の非運転時又は正常燃焼時において前記ＣＯセンサがそ
の正常時に出力する定常状態での信号レベルを基準とし
て該定常状態での信号レベルよりも所定量だけ小さい値
に設定されていることを特徴とする。

【００１１】そして、前記異常処理手段は、前記ＣＯセ
ンサの出力が所定時間継続して前記下限値以下となった
ときに前記所定の異常処理を行うことを特徴とする。

【００１２】また、前記異常処理手段は、前記ＣＯセン
サの出力が前記所定の下限値以下となったとき、前記Ｃ
Ｏセンサを一時的に昇温・加熱する手段を備え、該ＣＯ
センサの昇温・加熱後に該ＣＯセンサの出力が再び前記
所定の下限値以下になったとき、前記所定の異常処理を
行うことを特徴とする。

【００１３】この場合、前記異常処理手段は、前記ＣＯ
センサの昇温・加熱後に該ＣＯセンサの出力が所定時間
継続して前記下限値以下となったときに前記所定の異常
処理を行うことを特徴とする。

【００１４】さらに、前記異常処理手段による異常処理
は、前記燃焼部の運転を禁止せしめる処理を含むことを
特徴とする。

【００１５】さらに、前記異常処理手段による異常処理
は、警報発生処理を含むことを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明によれば、前記ＣＯセンサが油等の付着
により劣化して、その信号レベルが当初の信号レベルに
対して低下し、前記下限値以下となると、前記異常処理
手段により所定の異常処理が行われる。このとき、該下
限値は、前記燃焼部の非運転時又は正常燃焼時において
前記ＣＯセンサがその正常時に出力する定常状態での信
号レベルを基準として該定常状態での信号レベルよりも
所定量だけ小さい値に設定されているので、前記ＣＯセ
ンサの劣化が進行すると、少なくとも燃焼部の非運転時
又は正常燃焼時での定常状態においては、確実にＣＯセ
ンサの信号レベルが前記下限値以下に低下し、従って、
ＣＯセンサの劣化の進行を確実に把握することが可能と
なる。そして、その把握に応じて前記異常処理が行われ
るので、ＣＯセンサの劣化に対する適切な処理を的確に
行うことが可能となる。

【００１７】そして、前記ＣＯセンサの出力が所定時間
継続して前記下限値以下となったときに前記所定の異常
処理を行うときには、ノイズ等によりＣＯセンサの信号
レベルが一時的に低下して前記異常処理が行われるよう
な事態が回避され、ＣＯセンサの劣化の進行の把握とそ
れに応じた処理とをより確実且つ的確に行うことが可能
となる。

【００１８】また、例えば前記燃焼部の燃焼量が比較的
低い状態においては、水蒸気を生じやすく、この水蒸気
がＣＯセンサに結露する場合がある。そして、このよう
な場合には、ＣＯセンサの出力は該ＣＯセンサの劣化の
場合と同様の低下を生じ、継続的に前記下限値以下とな
る場合がある。このような場合に、ＣＯセンサの劣化の
場合と同様に前記異常処理を行うようにしてもよいが、
この場合には、ＣＯセンサに結露した水蒸気を除去すれ
ば、ＣＯセンサの出力は正常に復帰し、通常の燃焼運転
等を支障なく行うことができる。

【００１９】そこで、前記ＣＯセンサの出力が前記下限
値以下となったとき、前記ＣＯセンサを一時的に昇温・
加熱し、その後に該ＣＯセンサの出力が再び前記下限値
以下になったとき、前記所定の異常処理を行うようにす
る。このようにすることで、ＣＯセンサへの水蒸気の結
露により該ＣＯセンサの出力が前記下限値以下に低下し
たときには、該ＣＯセンサが一時的に昇温・加熱され
て、結露した水蒸気が除去される。従って、ＣＯセンサ
の継続的な劣化が生じていない限り、該ＣＯセンサの出
力は前記下限値を上回るようになって、前記異常処理手
段による異常処理が行われなくなる。尚、ＣＯセンサの
劣化が生じておれば、該ＣＯセンサの昇温・加熱によっ
ても、その劣化状態は解消されないので、ＣＯセンサの
出力は前記下限値以下となり、前記異常処理手段による
異常処理が行われる。

【００２０】上記のようなＣＯセンサの一時的な昇温・
加熱を行った場合、一般に、その直後のＣＯセンサの出
力は、該ＣＯセンサが正常であっても一時的な出力低下
を生じやすく、前記下限値を一時的に下回る場合があ
る。そこで、ＣＯセンサの昇温・加熱後の前記異常処理
は、該昇温・加熱後のＣＯセンサの出力が所定時間継続
して前記下限値以下となったときに行う。このようにす
ることで、ＣＯセンサの昇温・加熱により該ＣＯセンサ
が正常に復帰した場合には、前記異常処理手段による異
常処理は確実に行われないようになる。

【００２１】前記異常処理手段による異常処理が、前記
燃焼部の運転を禁止せしめる処理を含むときには、ＣＯ
センサの劣化によりＣＯ濃度を正しく検出することがで
きない状態で燃焼機器が使用されるような事態が回避さ
れる。

【００２２】さらに、前記異常処理手段による異常処理
は、警報発生処理を含むときには、ＣＯセンサの劣化の
進行を使用者に報知して、該ＣＯセンサの交換・修理等
を促すことが可能となる。

【００２３】

【実施例】本発明の一例を図１乃至図４を参照して説明
する。図１は本実施例の燃焼機器としての給湯器のシス
テム構成図、図２は図１の給湯器の要部のブロック構成
図、図３は図１の給湯器の作動を説明するためのフロー
チャート、図４は図１の給湯器に用いるＣＯセンサの出
力を示す線図である。

【００２４】図１を参照して、１は給湯器本体、２は給
湯器本体１に設けられた熱交換器３を通って配設された
通水管、４は熱交換器３の上流側で通水管２に設けられ
た水量センサ、５は熱交換器３の下流側で通水管２に設
けられた出湯温センサ、６は給湯器本体１に設けられた
ガスバーナ７（燃焼部）に燃料ガスを供給するガス供給
管、８，９，１０はそれぞれガス供給管６にその上流側
から順次設けられた元電磁弁、主電磁弁及びガス比例
弁、１１はガスバーナ７に燃焼用の空気を供給する燃焼
ファン、１２はガスバーナ７の点火を行うイグナイタ、
１３はガスバーナ７の着火を検知するフレームロッド、
１４は給湯器本体１の排気口１５に近接させて給湯器本
体１に取付けられたＣＯセンサ、１６は給湯器の作動を
制御するためのコントローラ、１７は使用者が出湯温の
設定等を行うための操作部である。

【００２５】この場合、コントローラ１６は、マイクロ
コンピュータ等を含む電子回路により構成されており、
これを図示しない商用電源等に電源プラグを介して接続
することで給電・起動され、この時、該コントローラ１
６はＣＯセンサ１４に内蔵されたヒータ（図示しない）
に通電を開始する。そして、ＣＯセンサ１４は、そのヒ
ータにより２００°Ｃ程度に加熱された定常状態におい
て、ガスバーナ７の燃焼運転時に発生するＣＯガスの濃
度に応じたレベルの信号を出力する。

【００２６】また、操作部１７には、使用者が出湯温の
設定を行うための温度設定スイッチ１８や、運転スイッ
チ１９、エラー表示等を行うための表示器２０等が設け
られている。ここで、本実施例においては、運転スイッ
チ１９は非ロック式のものであり、該運転スイッチ１９
を押操作する毎に、給湯器の運転モードと運転停止モー
ドとが交互に切換えられるようになっている。

【００２７】図２を参照して、前記コントローラ１６
は、その主要な機能的構成として、ＣＯセンサ１４への
通電を制御する通電制御部２１と、ＣＯセンサ１４の出
力を監視するＣＯ監視部２２と、出湯温センサ５、水量
センサ４及びフレームロッド１３の検知信号や、ＣＯ監
視部２２及び操作部１７からの指示信号等に応じてイグ
ナイタ１２や元電磁弁８、主電磁弁９、ガス比例弁１
０、燃焼ファン１１を制御する運転制御部２３と、ＣＯ
監視部２２からの指示信号等に応じて操作部１７の表示
器２０にエラー表示等を行わしめる表示指令部２４とを
備えている。ここで、本発明に構成に対応して、ＣＯ監
視部２２及び運転制御部２３は運転制御手段２５を構成
し、ＣＯ監視部２２、運転制御部２３、表示指令部２４
及び表示器２０は異常処理手段２６を構成するものであ
る。

【００２８】次に、本実施例の給湯器の作動を説明す
る。

【００２９】図１乃至図３を参照して、コントローラ１
６が給電されると、前記通電制御部２１がＣＯセンサ１
４のヒータ（図示しない）への通電を開始し、ＣＯセン
サ１４を励起する（ＳＴＥＰ１）。この時、通電制御部
２１は、それに含まれているタイマＴ１（図２参照）を
スタートさせ、該タイマＴ１がタイムアップするまでの
時間（本実施例においては２０秒）の間、ＣＯセンサ１
４のセルフクリーニングを行う（ＳＴＥＰ２ａ〜２
ｃ）。このセルフクリーニングは、通電初期にＣＯセン
サ１４に付着している雑ガス等を積極的に排除するため
の処理であり、例えばＣＯセンサ１４を４００°Ｃ程度
に加熱するようにＣＯセンサ１４のヒータに通電するこ
とで行われる。そして、通電制御部２１は、このような
セルフクリーニングを行った後に、ＣＯセンサ１４によ
るＣＯ濃度の検出を行うために、ＣＯセンサ１４の加熱
温度が２００°Ｃ程度に保持されるように、ヒータへの
通電量を減少させる。

【００３０】このようなＣＯセンサ１４への通電が行わ
れると、ＣＯセンサ１４は、その新品状態においては、
正常な大気雰囲気中で例えば図４に実線で示すようなレ
ベルの信号を出力し、定常状態（加熱温度が２００°Ｃ
に保持された状態）では、一定の信号レベルＬ１に収束
する。本実施例においては、このような定常状態での信
号レベルＬ１がＣＯセンサ１４のオフセット値としてあ
らかじめ設定されている。

【００３１】尚、ＣＯセンサ１４は、前記セルフクリー
ニングにより、水分等の雑ガスを排除することはできる
が、油等が付着した場合には劣化が進行し、図４に仮想
線で示すように、信号レベルＬが当初の正常な場合に較
べて小さくなる。

【００３２】前記のセルフクリーニングが終了すると、
２０秒タイマがスタートし、該２０秒タイマがタイムア
ップすると（ＳＴＥＰ３，４）、次に、コントローラ１
６のＣＯ監視部２２がＣＯセンサ１４の信号レベルＬの
読み込みを開始し（ＳＴＥＰ５）、その信号レベルＬを
所定の下限レベルＬ２と比較する（ＳＴＥＰ６）。ここ
で、該下限レベルＬ２は、ＣＯセンサ１４の劣化の有無
を判断するためのレベルであり、図４に示すように、ガ
スバーナ７の非運転時（燃焼停止時）におけるＣＯセン
サ１４の正常な信号レベルＬ１を基準として、該レベル
Ｌ１よりも所定レベルだけ若干小さなレベルに設定され
ている。そして、ＣＯセンサ１４の劣化がある程度進行
している状態では、ＣＯセンサ１４の定常状態（一定に
安定した状態）での信号レベルＬ（ＳＴＥＰ４の後の信
号レベルＬ）は、下限レベルＬ２よりも小さくなる。

【００３３】ＳＴＥＰ６の比較において、ＣＯセンサ１
４の信号レベルＬが下限レベルＬ２よりも大きい場合に
は（ＳＴＥＰ６においてＮＯ）、すなわち、ＣＯセンサ
１４の劣化が進行していない場合には、後述のタイマＴ
２がリッセットされた後、コントローラ１６の運転制御
部２３により、前記操作部１７の運転スイッチ１９が押
操作されたか否かが判断され（ＳＴＥＰ７）、さらに、
フラグＦの値が“１”であるか“０”であるかが判断さ
れる（ＳＴＥＰ８ａ，８ｂ）。ここで、フラグＦは、本
実施例の給湯器の現在の作動状態が運転モードである
か、非運転モードであるかを示すものであり、初期状態
の非運転モードにおいてはＦ＝０とされている。従っ
て、例えば非運転モードにおいて、運転スイッチ１９が
押操作されると、この時、Ｆ＝０で（ＳＴＥＰ８ａにお
いてＮＯ）、この場合には、運転制御部２３は、ガスバ
ーナ７の点火処理（ＳＴＥＰ９）を行った後に、フラグ
Ｆを“１”にセットし（ＳＴＥＰ１０）、さらに、ガス
バーナ７の燃焼制御を行う（ＳＴＥＰ１１）。

【００３４】この場合、図１を参照して、前記点火処理
は、前記元電磁弁８及び主電磁弁９を開弁せしめて、ガ
スバーナ７に燃料ガスを供給すると共に、燃焼ファン１
０を駆動し、この状態でイグナイタ１２を駆動して、ガ
スバーナ７を点火せしめることにより行われる。

【００３５】また、前記燃焼制御は、ガスバーナ７の燃
焼時に通水管２を熱交換器３を介して流れる水の出湯温
や水量をそれぞれ出湯温センサ５及び水量センサ４を介
して検知しつつ、出湯温が操作部１７の温度設定スイッ
チ１８により設定された設定温度に合致するように、ガ
ス比例弁１０の開度や燃焼ファン１１の回転数を制御し
て、ガスバーナ７の燃焼量を制御することで行われる。

【００３６】このようにガスバーナ７の燃焼制御が開始
すると、コントローラ１６のＣＯ監視部２２は、ガスバ
ーナ７の運転時に生じるＣＯガスの濃度を示すＣＯセン
サ１４の信号レベルＬを所定の基準レベル（図４参照）
と比較する（ＳＴＥＰ１２）。そして、この比較におい
て、ＣＯセンサ１４の信号レベルＬが基準レベルを下回
っている場合には（ＳＴＥＰ１２においてＮＯ）、換言
すれば、ガスバーナ７が正常に燃焼している場合には、
ＳＴＥＰ６の比較に戻り、以下、基本的には、前記ＳＴ
ＥＰ１１の前記燃焼制御と、ＳＴＥＰ６，１２における
ＣＯセンサ１４の信号レベルの監視が継続的に行われ
る。そして、このような作動時に、運転スイッチ１９が
再び押操作されると（ＳＴＥＰ７においてＹＥＳ）、こ
の時フラグＦ＝１であるので（ＳＴＥＰ８ａにおいてＹ
ＥＳ）、コントローラ１６の運転制御部２３は、フラグ
Ｆを“０”にクリアした後（ＳＴＥＰ１３）、ガスバー
ナ７の燃焼運転を停止せしめる（ＳＴＥＰ１４）。この
燃焼運転の停止は、元電磁弁８及び主電磁弁９を閉弁せ
しめて、ガスバーナ７へのガス供給を遮断し、さらに、
燃焼ファン１１を停止させることで行われる。

【００３７】また、ＳＴＥＰ６におけるＣＯセンサ１４
の信号レベルの監視は、燃焼運転の停止後も、ＣＯセン
サ１４への通電が行われている限り、継続する。

【００３８】尚、本実施例においては、コントローラ１
６を電源に接続した状態では、常時ＣＯセンサ１４に通
電するようにしたが、運転時にのみＣＯセンサ１４に通
電するようにしてもよい。この場合において、運転が開
始される毎にセルフクリーニングを行うようにしてもよ
いが、このようにすると、シャワー等、短い時間間隔で
断続的な給湯が要求される際に速やかに給湯を行うこと
ができなくなるので、ＣＯセンサ１４への通電は、例え
ば運転の停止後も一定時間（例えば３０分）継続し、そ
の間に運転が再開された場合には、セルフクリーニング
を行わずに直ちにＣＯセンサ１４の出力の監視を行い、
燃焼運転を速やかに再開することが好ましい。

【００３９】以上説明した作動は、ＣＯセンサ１４が正
常で、また、ガスバーナ７の燃焼運転が不完全燃焼等を
生じることなく正常に行われる場合の作動であるが、例
えばガスバーナ７の燃焼中に不完全燃焼が生じてＣＯガ
スが発生し、そのＣＯ濃度が高くなると、そのＣＯ濃度
を示すＣＯセンサ１４の信号レベルは、前記基準レベル
以上となり（ＳＴＥＰ１２においてＹＥＳ）、この場合
には、コントローラ１６の運転制御部２３は、ＣＯ監視
部２２に指示に応じて、ガスバーナ７の燃焼運転を前述
の場合（ＳＴＥＰ１４の場合）と同様に停止せしめる
（ＳＴＥＰ１５）。さらに、この場合には、コントロー
ラ１６の表示指令部２４は、ＣＯ監視部２２からの指示
に応じて操作部１７の表示器２０に、不完全燃焼が生じ
た旨を示すエラー表示を行わしめ（ＳＴＥＰ１６）、そ
れを使用者に認識させる。

【００４０】また、ＣＯセンサ１４が油等の付着により
劣化し、その劣化がある程度進行すると、ＣＯセンサ１
４の信号レベルＬは、非運転状態あるいは、ＣＯガスの
発生が充分に小さい継続的で正常な燃焼運転状態におい
て、前記下限レベルＬ２以下となり、この場合には、コ
ントローラ１６のＣＯ監視部２２は、それに含まれてい
るタイマＴ２（図２参照）をスタートさせる（ＳＴＥＰ
１７，１８）。

【００４１】そして、タイマＴ２がタムアップするまで
の時間（本実施例では２０秒）内に、ＣＯセンサ１４の
信号レベルＬが下限レベルＬ２を上回らない場合、すな
わち、Ｌ≦Ｌ２の状態が２０秒間継続した場合には（Ｓ
ＴＥＰ１９においてＹＥＳ）、ＣＯ監視部２２は運転制
御部２３に対して燃焼運転を禁止するよう指示し（ＳＴ
ＥＰ２０）、さらに、表示指令部２４に所定の表示を表
示器２０に行わしめるように指示する。この場合、運転
制御部２３は、ガスバーナ７の燃焼運転中である場合に
は、ＳＴＥＰ１４の場合と同様に燃焼運転を停止せしめ
た後に、以後の運転を禁止する処置をとり、燃焼禁止処
理が行われる。また、表示指令部２４は、ＣＯセンサ１
４が劣化したことを示す所定の表示を表示器２０に行わ
せ（ＳＴＥＰ２１）、これにより、ＣＯセンサ１４の交
換の必要性を使用者に認識させるための警報発生処理が
行われる。

【００４２】また、タイマＴ２がタイムアップする前
に、ＣＯセンサ１４の信号レベルＬが前記下限レベルＬ
２を再び上回った場合には（ＳＴＥＰ６においてＮ
Ｏ）、燃焼運転の禁止等の異常処理を行うことなく、タ
イマＴ２がリセットされ（ＳＴＥＰ２２）、前述の通常
的な作動が行われる。

【００４３】尚、ガスバーナ７の燃焼運転時において、
点火ミスや、失火が生じた場合には、これが前記フレー
ムロッド１３を介してコントローラ１６により検知さ
れ、この場合には、コントローラ１６は、ＳＴＥＰ１
５，１６と同様の処理を行う。

【００４４】このように本実施例の装置においては、Ｃ
Ｏセンサ１４の劣化がある程度進行し、ＣＯ濃度を正確
に検出することができない状態となると、ガスバーナ７
の燃焼運転が禁止され、また、表示器２０による警報発
生が行われるので、ＣＯ濃度を正確に検出することがで
きない状態で、ガスバーナ７の燃焼運転が繰り返される
ような事態が回避される。そして、この場合、ＣＯセン
サ１４の劣化を判断するための前記下限レベルＬ２は、
ＣＯセンサ１４の定常状態における正常な信号レベルＬ
１を基準として、該レベルＬ１よりも所定レベルだけ若
干小さなレベルに設定されているので、ＣＯセンサ１４
の劣化がある程度進行しておれば、少なくともＣＯセン
サ１４の信号レベルＬがほぼ一定に安定するような非運
転状態あるいは、ＣＯガスの発生が充分に小さい継続的
で正常な燃焼運転状態においては、確実にＣＯセンサ１
４の信号レベルＬが下限レベルＬ２以下となり、従っ
て、ＣＯセンサ１４の劣化の把握を確実に行うことがで
きる。また、ＣＯセンサ１４の信号レベルＬが一定時間
（２０秒）継続して下限レベルＬ２以下となった時に、
ＣＯセンサ１４の劣化が進行したと判断するので、ノイ
ズ等により一時的に信号レベルＬが低下したような場合
を排除することができ、ＣＯセンサ１４の劣化を的確に
把握することができる。また、ＣＯセンサ１４が故障し
て信号が出力されなくなったような場合にも、ＣＯセン
サ１４の信号レベルＬが下限レベルＬ２を継続的に下回
る状態となるので、燃焼運転の禁止処理や警報処理が行
われ、そのような故障状態でガスバーナ７の燃焼運転が
行われるような事態が回避される。

【００４５】次に、本発明の他の例を図５及び図６を参
照して説明する。図５は本実施例の燃焼機器である給湯
器の作動を説明するためのフローチャート、図６は本実
施例におけるＣＯセンサの出力を示す線図である。

【００４６】尚、本実施例のもの（給湯器）は、前述の
実施例のものと同一構成で、作動のみが相違するもので
あるので、以下、図１及び図２に示した参照符号と同一
の参照符号を用いて本実施例の給湯器の構成の説明を省
略し、作動のみを説明する。

【００４７】また、本実施例の作動についても、前記図
３の処理と同一の処理については、同一のステップ番号
を付して詳細な説明を省略する。

【００４８】図５を参照して、本実施例の給湯器におい
ては、前述の実施例のものと全く同様に、前記ＣＯセン
サ１４への通電開始後、セルフクリーニング等が行われ
（図３のＳＴＥＰ１〜４を参照）、その後に前記コント
ローラ１６のＣＯ監視部２２によるＣＯセンサ１４の信
号レベルＬの読み込みが開始される（ＳＴＥＰ５）。

【００４９】このようにＣＯセンサ１４の信号レベルＬ
の読み込みが開始されると、コントローラ１６のＣＯ監
視部２２は、所定のフラグＦａ及びＦｂの値が“１”に
セットされているか否かを順次判断した後（ＳＴＥＰ２
２，２３）、ＣＯセンサ１４の信号レベルＬを前記下限
レベルＬ２（図６参照）と比較する（ＳＴＥＰ２４）。
尚、前記フラグＦａは、それぞれ後述のセルフクリーニ
ングが行われているか否かを示すフラグ、フラグＦｂは
該セルフクリーニングの直後の状態であるか否かを把握
するためのフラグであり、通常はぞれぞれ“０”にセッ
トされている。

【００５０】ＳＴＥＰ２４の比較において、Ｌ＞Ｌ２で
ある場合、すなわち、ＣＯセンサ１４が正常である場合
には（ＳＴＥＰ２４においてＮＯ）、前述の実施例のも
のと同様に、コントローラ１６は、ＳＴＥＰ７〜ＳＴＥ
Ｐ１６の処理を行う。すなわち、運転スイッチ１９の操
作に応じた運転の開始や停止、点火処理、燃焼制御、Ｃ
Ｏセンサ１４の信号レベルＬに応じた運転の停止等の作
動が行われる。

【００５１】一方、ＳＴＥＰ２４の比較において、Ｌ≦
Ｌ２である場合、すなわち、ＣＯセンサ１４の信号レベ
ルＬが正常な場合の信号レベルＬ１に対して所定量以上
低下した場合には（ＳＴＥＰ２４においてＹＥＳ）、コ
ントローラ１６は、前記通電制御部２１のタイマＴ１
（２０秒タイマ）をスタートすると共に、前記フラグＦ
ａの値を“１”にセットし（ＳＴＥＰ２５，２６）、さ
らに、タイマＴ１がタイムアップするまで通電制御部２
１によりＣＯセンサ１４のセルフクリーニングを行わし
める（ＳＴＥＰ２７，２８及びＳＴＥＰ２２）。このセ
ルフクリーニングは、ＣＯセンサ１４の前述した通電開
始直後のセルフクリーニングと基本的には同一の処理で
あり、タイマＴ１の時間内で通電制御部２１からＣＯセ
ンサ１４のヒータ（図示しない）への通電量を増加して
ＣＯセンサ１４を例えば４００°Ｃ程度に昇温・加熱す
ることにより行われる。尚、通電制御部２１は、ＣＯセ
ンサ１４の昇温・加熱後には、ＣＯ濃度を検出するため
の元の加熱温度（２００°Ｃ）に降温してその温度を保
持するようにＣＯセンサ１４のヒータに通電する。

【００５２】このようなＣＯセンサ１４の昇温・加熱を
行うことで、例えばＣＯセンサ１４に水蒸気が結露する
ことにより、ＣＯセンサ１４の劣化の場合と同様にＣＯ
センサ１４の信号レベルＬが下限レベルＬ２以下に低下
した場合には、ＣＯセンサ１４に結露した水蒸気が蒸発
することで、ＣＯセンサ１４は正常にＣＯ濃度を検出し
得るようになる。但し、ＣＯセンサ１４が劣化している
場合には、その劣化状態が解消することはない。

【００５３】また、上記のセルフクリーニングを行っ
て、ＣＯセンサ１４が昇温・加熱されている際には、Ｃ
Ｏセンサ１４の信号レベルＬは図６に参照符号Ａを付し
た部分に示すように増加し、その後、通電制御部２１に
より通電量が減少されて元の加熱温度（２００°Ｃ）に
降温されることにより、ＣＯセンサ１４の信号レベルＬ
は低下する。そして、ＣＯセンサ１４が正常である場合
（結露した水蒸気が除去された場合を含む）には、最終
的に前記定常状態のレベルＬ１に復帰する。この場合、
ＣＯセンサ１４の信号レベルＬの低下の際には、一般
に、図６に参照符号Ｂを付した部分に示すように、ＣＯ
センサ１４の出力レベルＬは一時的な過剰低下を生じ易
く、レベルＬ１や前記下限レベルＬ２よりも低下した
後、最終的に前記定常状態のレベルＬ１に復帰する。但
し、ＣＯセンサ１４の劣化が進行している場合には、Ｃ
Ｏセンサ１４の出力レベルＬは継続的に下限レベルＬ２
以下に低下する。

【００５４】尚、上記のようなセルフクリーニングを行
っている際には、ＣＯ濃度を正しく検出することはでき
ないので、コントローラ１６は、ＣＯ濃度を監視するた
めの前記ＳＴＥＰ１２の判断を行わない。すなわち、本
実施例では、図５のＳＴＥＰ１１と１２との間に前記フ
ラグＦａの値を判断するＳＴＥＰ１２ａを備えており、
上記セルフクリーニング中は、Ｆａ＝１であるので、Ｃ
Ｏセンサ１４の信号レベルＬを前記基準レベル（図６参
照）と比較するＳＴＥＰ１２の判断は行われない。

【００５５】上記のセルフクリーニングを終了すると
（ＳＴＥＰ２８においてＹＥＳ）、次に、コントローラ
１６は、ＣＯ監視部２２のタイマＴ２（２０秒タイマ）
をスタートさせ（ＳＴＥＰ２９）、さらに、前記フラグ
Ｆａを“０”にクリアすると共にフラグＦｂを“１”に
セットする（ＳＴＥＰ３０）。尚、コントローラ１６の
通電制御部２１は、ＣＯセンサ１４の加熱温度が昇温・
加熱前の元の温度（２００°Ｃ）に戻すようにＣＯセン
サ１４に通電する。

【００５６】このとき、図５のＳＴＥＰ２３においてＹ
ＥＳとなり、コントローラ１６はＣＯ監視部２２によ
り、ＣＯセンサ１４の信号レベルＬを前記下限レベルＬ
２と比較する（ＳＴＥＰ３１）。

【００５７】この比較においてＬ＞Ｌ２である場合には
（ＳＴＥＰ３１においてＮＯ）、コントローラ１６のＣ
Ｏ監視部２２は、後述のフラグＦｃの値を確認しつつ
（ＳＴＥＰ３２）、前記タイマＴ２がタイムアップする
まで、Ｌ＞Ｌ２の状態が維持されているか否かを監視す
る。すなわち、ＣＯセンサ１４のセルフクリーリングの
後、ＣＯセンサ１４の信号レベルＬが前記下限レベルＬ
２よりも大きい状態に維持されている場合には、ＳＴＥ
Ｐ２３，３１，３３の処理が繰り返され、この状態でタ
イマＴ２がタイムアップすると（ＳＴＥＰ３３において
ＹＥＳ）、コントローラ１６は、フラグＦｂ，Ｆｃの値
を“０”にクリアした後（ＳＴＥＰ３４）、前記ＳＴＥ
Ｐ２３からの通常的な処理（ＳＴＥＰ９，１１等の処
理）を行う。

【００５８】一方、ＣＯセンサ１４のセルフクリーリン
グの後、ＣＯセンサ１４の信号レベルＬが下限レベルＬ
２以下となった場合には（ＳＴＥＰ２３においてＹＥ
Ｓ）、後述のフラグＦｃの値を確認した後（ＳＴＥＰ３
５）、前記タイマＴ２を再スタートさせ（ＳＴＥＰ３
６）、さらに、フラグＦｃの値を“１”にセットする
（ＳＴＥＰ３７）。このフラグＦｃは、ＣＯセンサ１４
のセルフクリーリングの後、ＣＯセンサ１４の信号レベ
ルＬが下限レベルＬ２以下まで低下した時に“１”にセ
ットされるものであり、通常時は“０”にクリアされて
いる。

【００５９】そして、コントローラ１６のＣＯ監視部２
２は、ＣＯセンサ１４の信号レベルＬが下限レベルＬ２
以下となった状態が、上記のように再スタートされたタ
イマＴ２がタイムアップするまでの間継続して維持され
た場合（ＳＴＥＰ３８においてＹＥＳ）、すなわち、Ｃ
Ｏセンサ１４のセルフクリーニングによって解消しない
劣化が生じている場合には、前記運転制御部２３に対し
て燃焼運転を禁止するよう指示し（ＳＴＥＰ３９）、さ
らに、表示指令部２４に所定の表示を表示機２０に行わ
しめるように指示する。このとき、運転制御部２３は、
前述の実施例の場合と同様に、ガスバーナ７の燃焼運転
中である場合には、燃焼運転を停止せしめた後に、以後
の運転を禁止する処置をとり、燃焼禁止処理が行われ
る。また、表示指令部２４は、ＣＯセンサ１４の劣化を
示す所定の表示を表示器２０に行わせ（ＳＴＥＰ４
０）、これにより、ＣＯセンサ１４の交換の必要性を使
用者に認識させるための警報発生処理が行われる。

【００６０】また、コントローラ１６のＣＯ監視部２２
は、セルフクリーニングの後にＣＯセンサ１４の信号レ
ベルＬが下限レベルＬ２以下に一旦低下しても、その時
再スタートされたタイマＴ２がタイムアップする前に信
号レベルＬが下限レベルＬ２よりも大きくなった場合
（ＳＴＥＰ３１においてＮＯ且つＳＴＥＰ３２において
ＹＥＳ）、すなわち、前述したようにセルフクリーニン
グによりＣＯセンサ１４が正常に復帰したにもかかわら
ず、該セルフクリーニング後のＣＯセンサ１４の降温に
より、一時的にＣＯセンサ１４の信号レベルＬが下限レ
ベルＬ２以下に低下した場合（図６参照）には、ＳＴＥ
Ｐ３４においてフラグＦｂ，Ｆｃの値を“０”にクリア
する。そして、その後はコントローラ１６により、前記
ＳＴＥＰ２３からの通常的な処理（ＳＴＥＰ９，１１等
の処理）が行われる。

【００６１】このように本実施例によれば、前述の実施
例の場合と同様に、ＣＯセンサ１４の劣化が進行し、Ｃ
Ｏ濃度を正確に検出することができない状態となると、
ガスバーナ７の燃焼運転が禁止され、また、表示器２０
による警報発生が行われるので、ＣＯ濃度を正確に検出
することができない状態で、ガスバーナ７の燃焼運転が
繰り返されるような事態が回避される。

【００６２】そして、ＣＯセンサ１４が劣化しているか
否かの判断は、ＣＯセンサ１４の信号レベルＬが下限レ
ベルＬ２以下に低下した時に、一旦、ＣＯセンサ１４を
昇温・加熱（セルフクリーニング）し、その後にＣＯセ
ンサ１４の信号レベルＬが下限レベルＬ２以下に継続的
に維持されるか否かを監視することで行われるので、Ｃ
Ｏセンサ１４への水蒸気の結露の場合等、ＣＯセンサ１
４の昇温・加熱により解消するようなＣＯセンサ１４の
出力低下の場合には、ＣＯセンサ１４の信号レベルＬが
下限レベルＬ２以上に復帰するようになって、ガスバー
ナ７の燃焼運転等を支障なく継続することができる。

【００６３】しかも、ＣＯセンサ１４の昇温・加熱後
に、前記タイマＴ２のタイマ時間（２０秒）継続してＣ
Ｏセンサ１４の信号レベルＬが下限レベルＬ２以下に維
持された場合にのみ、運転の禁止処理や警報発生処理等
の異常処理を行うので、ＣＯセンサ１４の劣化の場合に
は、上記異常処理を確実に行うことができると共に、水
蒸気の結露等によるＣＯセンサ１４の出力低下の場合
に、ＣＯセンサ１４が昇温・加熱により正常状態に復帰
した後の降温によって、ＣＯセンサ１４の信号レベルＬ
が一時的に下限レベルＬ２以下に低下したようなときに
は、異常処理を行うことなく、通常的な運転を継続して
行うことができる。従って、ＣＯセンサ１４の昇温・加
熱によりＣＯセンサ１４が正常状態に復帰するような場
合には、確実に通常的な運転を継続して行うことがで
き、給湯器の使い勝手を良好なものとすることができ
る。

【００６４】尚、本実施例では、ＣＯセンサ１４の昇温
・加熱後に、タイマＴ２のタイマ時間（２０秒）継続し
てＣＯセンサ１４の信号レベルＬが下限レベルＬ２以下
に維持された場合に運転の禁止処理や警報発生処理等の
異常処理を行うようにしたが、例えばＣＯセンサ１４の
昇温・加熱後の降温によるＣＯセンサ１４の一時的な出
力低下を考慮して下限レベルＬ２を比較的低めに設定し
ておけば、ＣＯセンサ１４の昇温・加熱後に、ＣＯセン
サ１４の信号レベルＬが下限レベルＬ２以下に低下した
時点で前記異常処理を行うようにしてもよい。

【００６５】また、以上説明した各実施例においては、
ＣＯセンサ１４の劣化の場合の警報発生処理を表示器２
０の表示で行うようにしたが、ブザー等により警報を発
するようにしてもよい。

【００６６】また、前記各実施例においては、ガスバー
ナ７の燃焼が行われていない正常な大気雰囲気中でのＣ
Ｏセンサ１４の定常状態における信号レベルＬ１を基準
として前記下限レベルＬ２を設定したが、ＣＯガスの発
生が充分に小さい正常な燃焼運転状態（例えば正常な弱
燃焼状態）におけるＣＯセンサ１４の定常的な信号レベ
ルを基準として下限レベルを設定するようにしてもよ
い。

【００６７】また、前記各実施例では、ガスバーナ７の
燃焼時にＣＯセンサ１４の信号レベルが所定の基準レベ
ル以上となった時に、燃焼運転を停止するようにした
が、ＣＯセンサ１４の信号レベルが一定時間継続して所
定の基準レベル以上となったときに燃焼運転を停止する
ようにしてもよい。この場合において、ＣＯセンサ１４
の出力が基準レベル以上の時に計時する上記一定時間
と、ＣＯセンサ１４の出力が下限値以下の時に計時する
前記タイマＴ２のタイマ時間は同じ時間であってもよ
く、この場合には、タイマＴ２を共用することができ
る。

【００６８】また、前記各実施例では、ＣＯセンサ１４
への通電開始直後のセルフクリーニングの終了後、所定
時間（２０秒）経過してからＣＯセンサ１４の信号レベ
ルＬの読み込みを開始するようにしたが、セルフクリー
ニングの終了後、直ちにＣＯセンサ１４の信号レベルＬ
の読み込みを開始するようにしてもよい。

【００６９】また、前記各実施例では給湯器を例にとっ
て説明したが、ファンヒータ等の他の燃焼機器において
も本発明を適用することができることはもちろんであ
る。

【００７０】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、ＣＯセンサの出力があらかじめ設定された所
定の下限値以下となったとき、所定の異常処理を行い、
前記下限値を、燃焼部の非運転時又は正常燃焼時におい
て前記ＣＯセンサがその正常時に出力する定常状態での
信号レベルを基準として該定常状態での信号レベルより
も所定量だけ小さい値に設定したことによって、ＣＯセ
ンサの劣化を確実且つ簡単に把握することができ、それ
に応じた異常処理を的確に行うことができる。そして、
ＣＯセンサの出力が所定時間継続して前記下限値以下と
なったときに異常処理を行うことによって、ノイズ等に
よりＣＯセンサの信号レベルが一時的に低下して前記異
常処理が行われるような事態を回避することができ、Ｃ
Ｏセンサの劣化の進行の把握とそれに応じた異常処理と
をより確実且つ的確に行うことができる。

【００７１】また、ＣＯセンサの出力が前記下限値以下
となったとき、ＣＯセンサを一時的に昇温・加熱し、そ
の後にＣＯセンサの出力が再び前記下限値以下になった
とき、前記異常処理を行うことによって、ＣＯセンサの
出力低下を解消することができない劣化の場合には、そ
れに応じた異常処理を行うことができる一方、ＣＯセン
サへの水蒸気の結露によるＣＯセンサの出力低下の場合
等、ＣＯセンサの昇温・加熱によって該ＣＯセンサが正
常状態に復帰するような場合には、異常処理を行うこと
なくＣＯセンサを正常状態に復帰させて通常の運転を行
うことができ、通常的な運転を可能な限り支障なく行い
つつ、必要且つ的確な条件下で異常処理を行うことがで
きる。

【００７２】この場合、さらに、ＣＯセンサの昇温・加
熱後に該ＣＯセンサの出力が所定時間継続して前記下限
値以下となったときに前記異常処理を行うことによっ
て、ＣＯセンサがその昇温・加熱により正常状態に復帰
した場合には、確実に異常処理を行うことなく通常的な
運転を行うことができると共に、ＣＯセンサがその昇温
・加熱によっても正常状態に復帰しない劣化の場合に
は、それに応じた異常処理を確実に行うことができる。

【００７３】また、前記異常処理として、燃焼部の運転
を禁止せしめる処理を含めたことによって、ＣＯセンサ
によるＣＯ濃度の検出が正確に行われないような状態で
燃焼部の運転が行われるような事態を回避することがで
き、ＣＯセンサの劣化に応じた適切な異常処理を的確に
行うことができる。

【００７４】また、前記異常処理として、警報発生処理
を含めたことによって、ＣＯセンサの劣化の進行を使用
者に的確に認識させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃焼機器の一例である給湯器のシステ
ム構成図。

【図２】図１の給湯器の要部のブロック構成図。

【図３】図１の給湯器の作動を説明するためのフローチ
ャート。

【図４】図１の給湯器に用いたＣＯセンサの信号を示す
線図。

【図５】本発明の燃焼機器の他の例である給湯器の作動
を説明するためのフローチャート。

【図６】本発明の燃焼機器の他の例の作動を説明するた
めのＣＯセンサの信号を示す線図。

【符号の説明】

７…ガスバーナ（燃焼部）、１４…ＣＯセンサ、２５…
運転制御手段、２６…異常処理手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−295425（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−67526（ＪＰ，Ａ) 特開平６−323537（ＪＰ，Ａ) 特開平６−323538（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−192063（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−69656（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/24 107 F23N 5/24 113 F23N 5/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼部の運転時に発生するＣＯ濃度に応じ
たレベルの信号を出力するＣＯセンサと、該ＣＯセンサ
の出力が所定の基準レベル以上となったとき、前記燃焼
部の運転を停止せしめる運転制御手段とを備えた燃焼機
器において、前記ＣＯセンサの出力があらかじめ設定さ
れた所定の下限値以下となったとき、所定の異常処理を
行う異常処理手段を備え、前記下限値は、前記燃焼部の
非運転時又は正常燃焼時において前記ＣＯセンサがその
正常時に出力する定常状態での信号レベルを基準として
該定常状態での信号レベルよりも所定量だけ小さい値に
設定されていることを特徴とする燃焼機器。
【請求項２】前記異常処理手段は、前記ＣＯセンサの出
力が所定時間継続して前記下限値以下となったときに前
記所定の異常処理を行うことを特徴とする請求項１記載
の燃焼機器。
【請求項３】前記異常処理手段は、前記ＣＯセンサの出
力が前記所定の下限値以下となったとき、前記ＣＯセン
サを一時的に昇温・加熱する手段を備え、該ＣＯセンサ
の昇温・加熱後に該ＣＯセンサの出力が再び前記所定の
下限値以下になったとき、前記所定の異常処理を行うこ
とを特徴とする請求項１記載の燃焼機器。
【請求項４】前記異常処理手段は、前記ＣＯセンサの昇
温・加熱後に該ＣＯセンサの出力が所定時間継続して前
記下限値以下となったときに前記所定の異常処理を行う
ことを特徴とする請求項３記載の燃焼機器。
【請求項５】前記異常処理手段による異常処理は、前記
燃焼部の運転を禁止せしめる処理を含むことを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼機器。
【請求項６】前記異常処理手段による異常処理は、警報
発生処理を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいず
れかに記載の燃焼機器。