JP3322974B2 - 燃焼装置の制御方法および燃焼装置の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばガス燃焼式等
の給湯機や風呂釜といった燃焼装置の制御方法および燃
焼装置の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】安全装置を備える燃焼機器としては、実
開昭６０−１８９７５７号公報で開示されている。すな
わち、ＣＯセンサ等のガスセンサからの出力に基づいて
リレー接点等を作動することにより、燃焼機器の作動を
停止するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この種の従
来の燃焼機器の安全装置では、次のような問題がある。
ＣＯセンサ等のガスセンサユニットの電源としては乾電
池や商用電源を用いている。この乾電池は、センサユニ
ットに対して、ＣＯの検知のために常時通電をしてい
て、ＣＯの検知に必要な時期（燃焼時）以外の時期にお
いても通電していることになる。したがって、乾電池の
寿命が短い。

【０００４】また、上述したようにセンサユニットに対
して常時通電されているので、電源が商用電源であるか
乾電池であるかを問わず、センサユニット自体、特にセ
ンサユニットのＣＯ検出部の寿命が短い。

【０００５】さらに、燃焼機器においては、点火初期ま
たは能力変化時に一時的に高濃度のＣＯが発生すること
がある。この高濃度のＣＯにガスセンサユニットのＣＯ
検出部が反応してしまい、燃焼機器の作動が停止してし
まう。

【０００６】したがって、この高濃度のＣＯにガスセン
サユニットのＣＯ検出部が反応しないようにするには、
このガスセンサユニットにおけるＣＯの濃度の検出閾値
（判断値）を高目に設定しておかなければならなかっ
た。

【０００７】また、従来の燃焼機器では、センサーユニ
ットとそのセンサーユニットの制御部を一対で開発し
て、この制御部により、センサーユニットのＣＯ検出部
で検知したＣＯ濃度のデータカットやデータ補正等のデ
ータ処理をしている。

【０００８】このように、センサーユニットとそのセン
サーユニットの制御部を一対で開発する必要があったの
は、センサーユニットのＣＯ検出部単体では、燃焼機器
における点火時期や能力切替時期が判断できず、点火時
期や能力切替時期に一時的に多量のＣＯが発生する場合
には、制御部がこれらの一時的に多量に発生するＣＯを
判断しているからである。

【０００９】そこで、本発明は上記課題を解消するため
になされたものであり、たとえ乾電池を電源として用い
てもその寿命を長くすることができ、しかもガスセンサ
自体の寿命も延ばすことができ、さらには燃焼装置の誤
った作動停止を避けることができ、センサーとその制御
部を別個に開発することができる燃焼装置の制御方法お
よび燃焼装置の制御装置を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明にあっては、ガス検出手段に通電することにより上
記ガス検出手段によりガス検出する際に、温度検出手段
により上記ガス検出手段に関連する雰囲気の温度を検出
して、上記温度検出手段が予め定められた温度変化を検
出すると、上記ガス検出手段に通電してガス検出する燃
焼装置の制御方法により、達成される。請求項２の発明
にあっては、前記ガスは一酸化炭素ガスである。

【００１１】また、上記目的は、請求項３の発明にあっ
ては、ガス検出手段に通電することにより上記ガス検出
手段によりガス検出する際に、温度検出手段により上記
ガス検出手段に関連する雰囲気の温度を検出して、上記
温度検出手段が予め定められた温度変化を検出すると、
上記ガス検出手段に通電してガス検出し、上記ガス検出
手段から得られたガス濃度に関するデータを補正する燃
焼装置の制御方法により、達成される。請求項４の発明
にあっては、前記ガスは一酸化炭素ガスである。請求項
５の発明は、通電することによりガスを検出するための
ガス検出手段と、上記ガス検出手段に関連する雰囲気の
温度を検出して、予め定められた温度変化を検出する
と、上記ガス検出手段に通電して上記ガス検出手段によ
りガス検出させるための温度検出手段と、上記ガス検出
手段から得られたガス濃度に関するデータを補正する制
御部とを有することを特徴とする燃焼装置の制御装置で
ある。請求項６の発明は、請求項５において、前記ガス
は一酸化炭素ガスである。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、ガス検出手段に通電するこ
とによりガス検出手段によりガス検出する際に、温度検
出手段によりガス検出手段に関連する雰囲気の温度を検
出する。そして、温度検出手段が予め定められた温度変
化を検出すると、ガス検出手段に通電してＣＯのような
ガスを検出する。

【００１３】また、ガス検出手段に通電することにより
ガス検出手段によりガス検出する際に、温度検出手段に
よりガス検出手段に関連する雰囲気の温度を検出する。
温度検出手段が予め定められた温度変化を検出すると、
ガス検出手段に通電してＣＯのようなガス検出し、ガス
検出手段から得られたガスの濃度に関するデータを補正
する。

【００１４】このように、温度検出手段が予め定められ
た温度変化を検出したあとに、ガス検出手段に通電する
ので、それまではガス検出手段には通電が不要であり、
省電力化が図れる。また、ガス検出手段自身から、温度
変化を知らせることができる。この温度変化は、たとえ
ば点火時や能力切替え時における一時的なガス濃度の上
昇に対応することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本
発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々
の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明
において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、こ
れらの態様に限られるものではない。

【００１６】図１は、本発明の燃焼装置の制御方法を実
施するための好ましい実施例の燃焼装置を示している。
図１の燃焼装置は一例としてガス給湯器１である。この
ガス給湯器１は、屋内に設置されており、そのケース２
の内部には、たとえば多数のブンゼン式バーナ３を収容
した燃焼室４と、この燃焼室４内のバーナ３により外部
から導入した水を加熱して温水とする熱交換器５を備え
ている。

【００１７】燃焼室４の下方にはファン６が設けられ、
ファン６は燃焼室４に燃焼用の空気を供給するようにな
っている。この空気は、給湯器１の外部から内部に導入
される。

【００１８】また、熱交換器５の上方には排気通路７が
設けられ、燃焼排気は、この排気通路７を通って煙突８
から外部へ排出されるようになっている。

【００１９】さらに、この煙突８は屋内において天井Ａ
を抜けて天井裏まで延びている。この天井裏において、
煙突８は水平に延びており、燃焼排気を屋外へ排出する
ようになっている。

【００２０】この給湯器１には制御基板９が内蔵されて
おり、この制御基板９からの制御により、たとえばリモ
コンにより設定した温度の温水を作れるようになってい
る。

【００２１】しかしながら、このような給湯器１では、
排気閉塞による酸素不足等の条件下においてバーナ３が
不完全燃焼を起こし、一酸化炭素（ＣＯ）を発生するこ
とがある。

【００２２】このＣＯは、排気通路７および煙突８を通
過して屋外へ排出される過程で、排気通路７と煙突８の
接続箇所の隙間、あるいは煙突８の中間の接続箇所の隙
間やこれら接続箇所が外れた箇所等から、屋内に排気が
漏れ、この屋内にいる人が中毒に関連した様々な異常な
症状を起こす。

【００２３】このため、本実施例では、既に屋内に設置
されている給湯器１に、安全装置２０を装着している。
この安全装置２０は、煙突８の途中に設けられている。
安全装置２０のチャンバには、好ましくはＣＯ検出用の
気体センサ２８が設定されている。この気体センサ２８
は制御基板９に接続されている。

【００２４】次に、図２を参照する。図２は、気体セン
サユニット７７およびその周辺の様子を示している。気
体センサユニット７７は、実施例では好ましくはＣＯセ
ンサユニットである。この気体センサユニット７７は、
図１に示した気体センサ２８と、制御部ともいう制御基
板９により構成されている。

【００２５】この制御基板９に対しては、電源３８とリ
レー３６が接続されている。制御基板９は電源３８から
電源が供給される。この電源３８としては、商用電源や
乾電池等を選択することができる。制御基板９は、リレ
ー３６をオン／オフすることができるようになってい
る。このリレー３６は、安全操作手段を操作して、たと
えば給湯器１のガス弁を閉じることができるようになっ
ている。

【００２６】次に、図３を参照する。図３に示す気体セ
ンサ２８は、接触燃焼型のセンサである。この気体セン
サ２８は、ベース１０２の上面に起立された仕切り板１
０３と、この仕切り板１０３によって仕切られた一方の
領域に設けられた感知素子１０６と、他方の領域に設け
られた比較素子１０５とを有している。

【００２７】この仕切り板１０３は、たとえばセラミッ
クス板であり、比較素子１０５と感知素子１０６の動き
を規制する遮蔽板である。気体センサ２８は、さらに温
度センサ１０７を有している。この温度センサ１０７
は、感知素子１０６と比較素子１０５の中間の領域にあ
る。

【００２８】この温度センサ１０７は、感知素子１０６
と比較素子１０５に関連する近傍の周囲雰囲気の温度を
検出するためのものである。感知素子１０６と比較素子
１０５は、それぞれベース１０２上に起立された柱状の
一対の支持部材１０４，１０４，１０８，１０８の間で
白金線等により支持されている。また、温度センサ１０
７は、ベース１０２上でニッケッルの線材等で形成され
た支持部材１０９により、ベース１０２の上面からたと
えばプラス１０ないし２０ｍｍ位の位置にあり、ベース
１０２の熱容量にからむ影響を受けない位置に配置され
ている。

【００２９】このように、気体センサ２８の感知素子１
０６、比較素子１０５、および温度センサ１０７からな
るＣＯ検出部１３１は、ベース１０２の上面からたとえ
ばプラス１０ないし２０ｍｍ位の位置にあり、ベース１
０２の熱容量にからむ影響を受けない位置に設けられて
いる。

【００３０】この気体センサ２８に設けられているＣＯ
検出部１３１の感知素子１０６は、可燃性ガスであるＣ
Ｏガスを検出するために、図４に示すヒータ回路２００
により、所定温度たとえば２００°Ｃまで加熱される。

【００３１】この加熱された感知素子１０６に可燃性ガ
スであるＣＯが接触すると、接触燃焼反応が生じて、感
知素子１０６の温度がさらに上昇して感知素子１０６の
電気抵抗が変化する。この電気抵抗変化を電流変化とし
て取り出すことにより、ＣＯ濃度を検出するようになっ
ている。このように、可燃性ガスを検出するには、感知
素子１０６が、図４に示すヒータ回路２００により所定
温度まで加熱されていることが必要となる。

【００３２】しかし、感知素子１０６を予め所定温度ま
で加熱しても、その後検出しようとするＣＯの流速の変
化や、ＣＯ検出部１３１の周囲温度の変化等の影響を受
けるために、感知素子１０６を常に所定温度に保つこと
は困難である。

【００３３】そこで、感知素子１０６とほぼ同じ物性や
熱時定数を持つ比較素子１０５を感知素子１０６の近傍
に設けて、感知素子１０６と比較素子１０５が同時に可
燃性ガスの流速の変化や周囲温度の変化で影響を受けた
場合には、感知素子１０６の出力に影響が出ないように
なっている。このように感知素子１０６の出力に影響が
出ないようにするために、感知素子１０６と比較素子１
０５は、図示しない２つの抵抗体と共にブリッジ回路
（図示を省略する）を構成している。

【００３４】さらに、温度センサ１０７をこれら感知素
子１０６と比較素子１０５の近傍に配置することによ
り、感知素子１０６と比較素子１０５との間の僅かな物
性の相違に基づく影響を、温度センサ１０７により検出
される周囲雰囲気の温度に基づいて、補正することがで
きるようになっている。このようにして、気体センサ２
８は、正確にＣＯ濃度の検出結果を得るようになってい
る。

【００３５】次に、図４を参照する。図４は気体センサ
２８の構成要素と制御基板９の構成要素との電気的接続
関係を示すブロック図である。気体センサ２８は、上述
したように、感知素子１０５、比較素子１０６、温度セ
ンサ１０７およびヒータ回路２００を備えている。ヒー
タ回路２００は、上述したように感知素子１０６と比較
素子１０５を所定温度まで加熱できるようになってい
る。

【００３６】感知素子１０６と比較素子１０５は、制御
基板９のＣＯ濃度検出部２１０に接続されている。ま
た、温度センサ１０７は変換部２１２に接続されてい
る。ＣＯ濃度検出部２１０と変換部２１２は、データ保
持部２１６に接続されている。

【００３７】マイクロコンピュータ５００のタイマ２１
４は、このデータ保持部２１６、データ積算部２２２、
およびデータ減算部２２４に接続されている。このタイ
マ２１４は、データ保持部２１６とデータ積算部２２２
およびデータ減算部２２４において時間（秒数）をカウ
ントするためのものである。

【００３８】データ保持部２１６は、補正演算部２１８
と警報出力部２２０に接続されている。警報出力部２２
０はリレー３６およびデータ積算部２２２に接続されて
いる。データ積算部２２２はデータ減算部２２４に接続
されている。

【００３９】リレー３６は、安全操作手段３００を操作
するためのものである。すなわち警報出力部２２０から
の信号に基づいてリレー３６が作動して、ガス給湯器の
安全操作手段３００を操作できることになっている。

【００４０】次に図５と図６を参照して、本発明の燃焼
機器の制御方法の好ましい実施例を説明する。図２に示
す制御基板９に対しては、電源３８として通常のたとえ
ば単三電池を接続してある。

【００４１】図２に示す給湯器２８０の電源がオンされ
たことを受けて（電源コンセントが入れられたことを受
けて）、図５のステップＳＴ１に示すように、図３の気
体センサ２８のＣＯ検出部１３１へ通電をする。なお、
他の好ましい実施例としては、給湯器２８０のリモコン
がオンされたことを受けて、図５のステップＳＴ１に示
すように、図３の気体センサ２８のＣＯ検出部１３１へ
通電をするようにしてもよい。このように制御基板９側
からＣＯ検出部１３１の感知素子１０６と比較素子１０
５および温度センサ１０７に対して通電することによ
り、図３に示す感知素子（検出素子ともいう）１０６と
比較素子１０５のヒートクリーニングを行う（ステップ
ＳＴ２）。

【００４２】このように感知素子１０６と比較素子１０
５のヒートクリーニングを行うのは、これらの素子のゼ
ロ点補正を正しく行うためと、感知素子１０５と比較素
子１０６に付着しているゴミ等の不純物を焼いてクリー
ニングするためである。

【００４３】次に、図５のステップＳＴ３において、検
出素子ともいう感知素子１０６と比較素子１０５の零点
補正を行う。つまり、まだＣＯが周囲に存在しない時の
感知素子１０６と比較素子１０５の零基準を決める。

【００４４】次に、図５のステップＳＴ４に示すよう
に、検出素子１０６と比較素子１０５への通電をストッ
プする。つまり、まだ燃焼を開始してＣＯの雰囲気にな
っていないので、省電力運転のためにいったん検出素子
１０６と比較素子１０５への通電をストップするのであ
る。検出素子１０６と比較素子１０５への通電のストッ
プは、ゼロ点補正から一定時間後に行う。

【００４５】しかし、図３の温度センサ１０７に対して
のみ通電している。この温度センサ１０７により、検出
素子１０６と比較素子１０５の周囲雰囲気の温度検出の
みを行う。

【００４６】次に、図５のステップＳＴ５において、予
め定められた温度変化ΔＴ（°Ｃ／秒）が生じて入るか
どうかを、温度センサ１０７から得られる温度に基づい
て、図４のデータ保持部２１６が演算して検出する。こ
のように温度変化ΔＴ（°Ｃ／秒）が生じているかどう
かをチェックするのは、燃焼をしているかどうかを確認
するためである。

【００４７】予め定められた温度変化ΔＴが発生してい
ると図４のデータ保持部２１６が判断した場合には、念
のために再度感知素子１０６と比較素子１０５のヒート
クリーニングを行う（ステップＳＴ６）。このように、
再度感知素子１０６と比較素子１０５のヒートクリーニ
ングを行うのは、できるだけ早くＣＯセンサを立ち上げ
たいためである。つまり、このようにヒートクリーニン
グを行うことで、速く感知素子１０６と比較素子１０５
の温度を上昇させる。

【００４８】このようにして感知素子１０６と比較素子
１０５のヒートクリーニングを行った後に、図５のステ
ップＳＴ７において、ＣＯ濃度の測定を開始する。そこ
で、このＣＯ濃度の測定を、図６に示すフローチャート
で詳しく説明する。図６のステップＳＴ２０において、
ＣＯ検出部１３１の感知素子１０６からＣＯ検出データ
を取り込む。これと同時にＣＯ検出部１３１の温度セン
サ１０７から温度データを取り込む。

【００４９】このようにして取り込まれたＣＯ濃度と温
度データの取り込み例を、図７に例示する。図６のステ
ップＳＴ２０におけるＣＯ濃度データの取り込みは、図
４に示す制御基板９のＣＯ濃度検出部２１０を介してデ
ータ保持部２１６に対して行い、温度データの取り込み
は、制御基板９の変換部２１２を介してデータ保持部２
１６に対して行う。このデータの取り込みタイミング
は、データ保持部２１６に対してタイマ２１４により設
定されていて、たとえば好ましくは１０秒ごとである。

【００５０】図７のデータ取り込み例を参照する。１回
目の取り込みでは、ＣＯ濃度が１０００ｐｐｍであり、
温度が１５０°Ｃである。これに対して、１回目のデー
タ取り込みから１０秒後の２回目のデータの取り込み例
では、ＣＯ濃度が７００ｐｐｍに下がっているが、温度
は２００°Ｃに上昇している。

【００５１】図６のステップＳＴ２１で示すように、図
４のデータ保持部２１６において、取り込まれたＣＯ濃
度データと温度データは、たとえば好ましくは１０秒間
データ保持される。このようにして保持されているＣＯ
濃度データと温度データは、データ保持部において温度
変化ΔＴ（°Ｃ／秒）の演算を行う。

【００５２】この温度変化ΔＴ（°Ｃ／秒）の演算例を
図８で示す。図８の演算例は、図７におけるデータ取り
込み例を基にして計算している。すなわちデータ保持し
ている１０００ｐｐｍというＣＯ濃度データは、毎分３
００°Ｃ（なぜなら図７を参照すると、１０秒間で５０
°Ｃ上昇しているため、１分間では３００°Ｃに相当す
ることになる。）という変化の中で発生したものであ
る。したがって、通常の安定時における燃焼状態で１０
００ｐｐｍというＣＯ濃度が排出されているものではな
く、急激にＣＯ濃度が増加していることがわかる。

【００５３】このようなＣＯ濃度の急激な増加の現象
は、給湯器の点火時もしくは燃焼装置の能力変化時と考
えるのが妥当である。したがって、給湯器の点火時もし
くは能力変化時における急激な一時的なＣＯ濃度の増加
であるので、図４の安全操作手段３００を動作させて図
１の給湯器の動作を停止させるべきではない。このこと
から、このようなＣＯ濃度の急激な増加の現象状態で
は、図４に示す安全回路としてのリレー３６は作動せ
ず、給湯器の動作を停止させない。

【００５４】この温度変化３００°Ｃ／分という変化
は、予め定められた温度変化ΔＴより大きい場合であ
る。したがって、図６に示すようにステップＳＴ２３に
おけるデータ補正を行う（ステップＳＴ２３）。これに
対して、もし温度変化が、予め定められた温度変化ΔＴ
以下である場合には、そのままデータ出力をする（ステ
ップＳＴ２４）。

【００５５】このように、本発明の制御方法の実施例で
は、点火時期または能力変化時期においては、一時的に
急激にＣＯ濃度が増大したとしても、データカット、す
なわち、図４のデータ補正演算部２１８が図６のステッ
プＳＴ２３のデータ補正を行うことにより、図４のデー
タ保持部２１６における瞬間ＣＯ濃度値を判断するため
のＣＯ濃度の閾値を引き下げることができる。このよう
にするのは、次のような理由による。

【００５６】もし、一時的に急激に増えた瞬間ＣＯ濃度
値のみで、給湯器の停止を判断してしまうようになって
いると、上述したような点火初期または能力変化時にお
ける一時的にＣＯ濃度が増大した場合において、給湯器
が停止してしまわないように瞬間ＣＯ濃度値判断閾値を
かなり引き上げて高目に設定する必要がある。このよう
に瞬間ＣＯ濃度値判断閾値を高めに設定すると、実際の
初期点火または能力変化時以外の、通常燃焼時における
ＣＯ濃度値の判断値が高くなってしまい、通常燃焼時に
おけるＣＯ濃度値の検出精度が悪くなるからである。

【００５７】また、ＣＯ濃度値を積算してデータを得て
その積算データだけに基づいて、給湯器を停止する方式
だけを採ってしまうと、点火時初期または能力変化時に
おける一時的なＣＯ濃度発生には対応することができる
が、そのような場合に早期にデータを判断することがで
きない。

【００５８】したがって、本発明の実施例では、より正
確にしかも即座に判断するために、図６のステップＳＴ
２５からＳＴ２９に示すように、上述した瞬間ＣＯ濃度
値の判断と積算データの判断を併用する方式を採ってい
る。

【００５９】そこで、上述したように瞬間ＣＯ濃度値閾
値を判断することと、積算データにより判断することの
両方式を次に実施する。

【００６０】まず、瞬間ＣＯ濃度値閾値は、危険濃度と
してたとえば３０００ｐｐｍ（°Ｃ／分）に予め定めて
ある。図６において、コンピュータ５００が、ステップ
ＳＴ２５では、定常的にＣＯ濃度が瞬間ＣＯ濃度値閾値
３０００ｐｐｍ以下であるかどうかを判断する。このス
テップＳＴ２５では、点火時期や能力切替時期のおける
一時的はＣＯ濃度の上昇は判断しない。

【００６１】瞬間ＣＯ濃度値判断は、データ補正を行っ
て、あるいはそのままデータ補正を行わないで判断す
る。たとえば、データ補正をする場合には、１０００ｐ
ｐｍで温度変化Δｔが１℃／１分以上である場合には、
たとえばデータ補正として１／１０の係数値をかけて結
果的には１００ｐｐｍに補正したＣＯ濃度値を採用す
る。あるいは、たとえば、１０００ｐｐｍで温度変化Δ
ｔが３００℃／１分の時には、データ補正の係数値とし
て１０００／３００として、３０ｐｐｍの補正したＣＯ
濃度値を採用する。

【００６２】この場合、ＣＯ濃度が３０００ｐｐｍを超
えている場合には、危険な濃度であるので、即座にリレ
ー作動を出力して（ステップＳＴ２６）、給湯器１を停
止する。したがって、図４のデータ保持部２１６から警
報出力部２２０に信号が与えられて、警報出力部２２０
はリレー３６を操作して安全操作手段３００を操作する
ことにより、ガス弁を閉める。

【００６３】一方、図６のステップＳＴ２５において、
ＣＯ濃度が瞬間ＣＯ濃度値閾値３０００ｐｐｍ以下であ
ると、図４のデータ積算部２２２においてデータ積算
（ステップＳＴ２７）を開始する。

【００６４】このデータ積算部２２２におけるＣＯ濃度
のデータ積算は、次のようにして行う。このデータ積算
の方法は種々あるが、上述した補正前のＣＯ濃度データ
を積算することもできる。データ積算では、たとえば血
中ヘモグロビン濃度にて積算する方法を用いることがで
きる。すなわち、人が室内において一定の濃度のＣＯを
含む雰囲気中におかれた場合には、血中ヘモグロビンが
増加する現象を利用するものである。

【００６５】すなわち、空気中のＣＯ濃度が低くても血
中ＣＯヘモグロビンは増加し、その血中ＣＯヘモグロビ
ン濃度に応じて、室内の人はちょっとした頭痛等の軽い
症状から急速な死といった重いものまで種々の症状を呈
してしまう。ＣＯと結合したヘモグロビンが血中ヘモグ
ロビンの２５％を超えると危険な状態に至る。この危険
な状態に到る時間は雰囲気中のＣＯ濃度が高い場合には
短くなる。

【００６６】また、雰囲気中のＣＯ濃度が低い場合であ
っても、その雰囲気中に人が長持間晒されると、ＣＯと
結合した血中ヘモグロビン濃度は徐々に増加して一定時
間経過後に危険な状態となってしまう。

【００６７】そこで、給湯器の燃焼運転時に、単位検出
時間ごとにＣＯ濃度を検出する。たとえば単位時間を１
秒とした時に、１秒ごとにＣＯ濃度をサンプリングし
て、そのサンプリング値を、単純に平均した値、または
重み付けして平均した値を、その単位検出時間当たりの
ＣＯ濃度として、重み付け比率ＥＲとこの重み付け比率
ＥＲの積算値ＴＲを用いる。

【００６８】ここで、重み付け比率ＥＲおよび重み付け
比率ＥＲの積算値ＴＲは、給湯器１において燃焼排気中
のＣＯをＣＯセンサ２８により検出している時に、その
状態が人体に与える影響を考慮して、給湯器１の燃焼を
停止するためのタイミングをはかって、燃焼の停止もし
くは警報表示等のタイミングを得るためのものである。

【００６９】まず、重み付け比率ＥＲの算出に際して
は、単位時間Ｔ１ごとにＣＯ検出部１３１により排気中
のＣＯ濃度を検出し、その濃度中に人が晒された時に、
血中ヘモグロビン濃度が予め定められる危険基準濃度に
達する時間Ｔを予め与えられたデータから求める。単位
時間Ｔ１と危険基準濃度に達する時間Ｔとの比率Ｔ１／
Ｔが重み付け比率ＥＲである。

【００７０】この重み付け比率ＥＲは、検出ＣＯ濃度の
雰囲気中に晒された時、危険基準濃度となる時間Ｔのう
ち、Ｔ１の時間が既に費やされ、残りＴ−Ｔ１しか、そ
のＣＯ濃度に対して安全の余裕時間がないことを示して
いる。

【００７１】そして、この単位時間ごとに換算されるＥ
Ｒ値を積算した結果が重み付け比率ＥＲの積算値ＴＲで
ある。給湯器１の安全装置においては、この重み付け比
率ＥＲの積算値ＴＲの値に基づいて、警報の表示や燃焼
の停止が行われるようになっている。

【００７２】これにより各単位検出時間ごとに血中に取
り込まれるＣＯの量を算出して、血中ＣＯヘモグロビン
濃度をより正確に判断して、ＣＯガス中毒に対する安全
精度を高めるようになっている。しかしながら、この血
中ヘモグロビン濃度による積算に限らず、他の方式を採
用することもできる。たとえば、コンデンサと抵抗（Ｃ
Ｒ回路）のコンデンサを用いて電気的換算することによ
り、データ積算をすることもできる。

【００７３】次に、得られた積算データが一定値を越え
ている場合には、危険であるとみなして図４のリレー３
８を作動して給湯器１の燃焼を停止する。そうでなく、
得られた積算データが一定値以下であると（ステップＳ
Ｔ２８）、次にデータ減算（ステップＳＴ２９）を行
う。このデータ減算は、次のような理由で行う。図１に
示すように給湯器１が設定されている屋内の換気率は、
その建物の構造によって異なるものであるが、その建物
の構造に応じてその減算率を設定する。

【００７４】しかしデータ減算は、屋内の換気率で減算
する以外に、たとえば上述したＣＲ回路における抵抗Ｒ
を用いて電気的に減算することもできる。

【００７５】次に、図５に戻って、ステップＳＴ７の測
定からＳＴ８に移る。ステップＳＴ８において、温度変
化ΔＴがあった場合には、例えば図８に示す絶対値の温
度判断を外し、−Δｔ°Ｃ／秒（たとえば毎分１００°
Ｃ以上下がっている場合）には、給湯器の燃焼が停止し
たものと判断し、比較素子１０５と感知素子１０６への
通電を停止する（ステップＳＴ９）。

【００７６】そして、燃焼開始カウントを１回カウント
アップして、これが２５６回カウントした（ステップＳ
Ｔ１０，１１）ならば、零点補正を行いカンウトをクリ
アする（ステップＳＴ１２）。零点補正は、たとえば５
０°Ｃ以下で１°Ｃ／秒以下の温度変化時において行
い、この時Δｔが急激に変化した場合には、給湯器の燃
焼が再開されたと判断して、零点補正の作業を中止し
て、前回の零点データをもとに、ステップＳＴ５にもど
るが、そうでない場合にはヒートクリーニングを行い零
点補正を行う。

【００７７】この零点補正を行う際に、たとえば零点異
常（零点が狂った状態）が続けて５回より少ないときに
は、感知素子１０６と比較素子１０５の経年変化が少な
く、まだ使用できる。これに対して、零点異常が５回異
常であるときには、ＣＯ検出部１３１が経年変化が激し
くて使用できないものとして、図４のリレー３８を作動
して給湯器を停止する（ステップＳＴ１３，１４）とと
もに、ＣＯセンサへの通電を停止する。

【００７８】以上説明したように、本発明の燃焼装置の
制御方法の実施例によれば、次のようなメリットがあ
る。燃焼機器の点火時期または能力切替え時における一
時的なＣＯ濃度の発生への対応するために、従来におい
てはＣＯ検出部とその一時的なＣＯ発生を判断する制御
装置を一対として開発しなければならなかった。

【００７９】しかし、本発明の実施例によれば、燃焼装
置の点火時期と能力切替え時の一時的なＣＯ濃度の上昇
は、ＣＯ検出部の温度センサ自体が自己感知するだけで
検出することができる。つまり、ＣＯ検出部の温度セン
サ自体がある決められた温度変化を起こすので、燃焼装
置の点火時期と能力切替え時に発生する一時的なＣＯ濃
度の上昇を検出できる。したがって、従来のようにＣＯ
検出部とその一時的なＣＯ発生を判断する制御装置を一
対として開発する必要がなく、ＣＯ検出部と制御装置を
別々に開発することができる。また、図３の感知素子１
０６と比較素子１０５に対して常時電源を供給する方式
ではないので、図２の電源３８が乾電池であったとして
も電池寿命を長寿命化することができる。

【００８０】また上述したように感知素子１０６と比較
素子１０５に常時通電する必要がないので、両センサの
寿命を長寿命化することができる。また点火時期と能力
切替え時における一時的なＣＯ濃度の発生においては、
図３に示す温度センサ１０７が自己検知させてその検知
に基づいて制御基板側で処理するようにしているので、
ＣＯ濃度の判断閾値を高くしなくても誤動作することが
ない。もし、このＣＯ濃度の判断閾値を従来のように高
く引き上げなければならないと、点火初期における着火
おくれや、さらにもっと多量にＣＯが発生することを考
慮すると、死亡事故にも繋がってしまう。

【００８１】本発明の実施例では、図４に示すセンサ検
出部の制御基板９に対して、燃焼開始や能力変化を出力
するような特別な装置を燃焼装置側に持たなくても、点
火時期や能力変化をＣＯ検出部自体が捕らえることがで
きる。このため、一時的なＣＯ発生により燃焼装置を停
止してしまうことがない。したがって、ＣＯ検出部自体
に対して、外部から点火時期または能力切替え時期を知
らせる信号を入力しなくても済む。これにより、ＣＯ検
出部のみの開発が可能であり、そのＣＯ検出部を燃焼機
器の安全回路の一部として直ちに取り付けることができ
る。

【００８２】ところで本発明は上記実施例に限定されな
い。上述した本発明の実施例では、燃焼装置として給湯
器を例にして説明している。しかしこれに限らず、たと
えばガスや石油、風呂釜や暖房機等に使用することがで
きる。一例として、石油ファンヒータ等に本発明は適用
できる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、た
とえ乾電池を電源として用いてもその寿命を長くするこ
とができ、しかもガスセンサ自体の寿命も延ばすことが
でき、さらには燃焼装置の誤った作動停止を避けること
ができ、センサーとその制御部を別個に開発することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃焼機器の制御方法の好ましい実施例
が適用される給湯器の一例を示す図。

【図２】この燃焼機器の煙突に装着されるＣＯ検出部と
制御基板およびその周辺要素を示す図。

【図３】図２のＣＯ検出部の内部要素を示す斜視図。

【図４】ＣＯ検出部と制御基板の構成要素を示す図。

【図５】本発明の燃焼機器の制御方法の一例を示すフロ
ー図。

【図６】図５に示すフロー図における測定段階を詳しく
示すフロー図。

【図７】図６のＣＯ検出部からのデータ取り込み（ステ
ップＳＴ２０）における取り込み例を示す図。

【図８】図６のステップＳＴ２２における温度変化ΔＴ
の演算例を示す図。

【符号の説明】

１ 給湯器 ８ 煙突 ９ 制御基板 ２０ 安全装置 ２８ 気体センサ（ＣＯセンサ、ＣＯ検出部、ガス検
出手段） １０５ 感知素子（検出素子、） １０６ 比較素子 １０７ 温度センサ（温度検出手段） ２１４ タイマ ２１６ データ保持部 ５００ コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/24 107 F23N 5/02 350 G01N 27/16

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス検出手段に通電することにより上記
   ガス検出手段によりガス検出する際に、温度検出手段に
   より上記ガス検出手段に関連する雰囲気の温度を検出し
   て、 上記温度検出手段が予め定められた温度変化を検出する
   と、上記ガス検出手段に通電してガス検出することを特
   徴とする燃焼装置の制御方法。
2. 【請求項２】 前記ガスは一酸化炭素ガスである請求項
   １に記載の燃焼装置の制御方法。
3. 【請求項３】 ガス検出手段に通電することにより上記
   ガス検出手段によりガス検出する際に、温度検出手段に
   より上記ガス検出手段に関連する雰囲気の温度を検出し
   て、 上記温度検出手段が予め定められた温度変化を検出する
   と、上記ガス検出手段に通電してガス検出し、 上記ガス検出手段から得られたガス濃度に関するデータ
   を補正することを特徴とする燃焼装置の制御方法。
4. 【請求項４】 前記ガスは一酸化炭素ガスである請求項
   ３に記載の燃焼装置の制御方法。
5. 【請求項５】 通電することによりガスを検出するため
   のガス検出手段と、 上記ガス検出手段に関連する雰囲気の温度を検出して、
   予め定められた温度変化を検出すると、上記ガス検出手
   段に通電して上記ガス検出手段によりガス検出させるた
   めの温度検出手段と、 上記ガス検出手段から得られたガス濃度に関するデータ
   を補正する制御部とを有することを特徴とする燃焼装置
   の制御装置。
6. 【請求項６】 前記ガスは一酸化炭素ガスである請求項
   ５に記載の燃焼装置の制御装置。