JP3442908B2 - Ｃｏ検出センサ付燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一酸化炭素ガス（ＣＯ
ガス）の濃度を検出するＣＯ検出センサが設置されてい
るＣＯ検出センサ付燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３には、燃焼装置として一般的な給湯
器のシステム構成が示されている。同図において、熱交
換器２の入口側には給水管３が接続されており、この給
水管３には入水温を検出する入水サーミスタ10と、入水
量を検出する流量検出手段の流量センサ９とが設けられ
ている。熱交換器２の出口側には給湯管４が接続され、
この給湯管４の出口側には給湯栓１が設けられている。
さらに、給湯管４にはギヤモータによって開弁量が制御
される流量制御手段としての水量制御弁16と、出湯温を
検出する出湯サーミスタ11とが設けられている。

【０００３】熱交換器２の下方には燃焼加熱手段として
のバーナ７、バーナ７の点火を行うイグナイタ電極18、
着火を検知するフレームロッド電極19、および給排気を
行う燃焼ファン５が配設されており、バーナ７のガス導
入口にはガスノズル６が対向配置され、このガスノズル
６に通じるガス管８にはガス供給量を開弁量によって制
御するガス比例弁13と、管路の開閉を行うガス電磁弁12
とが介設されている。

【０００４】この種の給湯器には制御装置14が備えられ
ており、この制御装置14にはリモコン15が接続され、こ
のリモコン15には給湯運転を指令するボタンや給湯温度
を設定するボタンや給湯設定温度の表示部等が設けられ
ている。また、排気トップ側の壁面には排気ガス中のＣ
Ｏ濃度（一酸化炭素ガス濃度）を検出するＣＯ検出セン
サとしてのＣＯセンサ（一酸化炭素ガスセンサ）20が設
けられており、このＣＯセンサ20のＣＯ検出信号は制御
装置14に加えられている。

【０００５】ところで、上記のような燃焼装置に設けら
れているＣＯセンサ20の例として、接触燃焼式の接触燃
焼ＣＯセンサや半導体式のＣＯセンサ等があり、図４お
よび図５には、接触燃焼式のＣＯセンサの一例が示され
ている。これらの図において、基台31の上面には３対の
端子ピン32が突設され、各対の端子ピン間に、例えば直
径数10μｍの細い白金線を介して、ＣＯガスに感応しな
い比較素子34と、ＣＯガスに感応するＣＯ検出素子35
と、温度検出素子42が設けられ、比較素子34とＣＯ検出
素子35は仕切り板36によって仕切られている。

【０００６】これら比較素子34とＣＯ検出素子35の周り
は、上下両端側が開口された筒状のグラスウール37に覆
われ、さらに、その外側は、金属カバー29により覆われ
ている。この金属あるいは金属メッシュにより形成され
るカバー29の周壁内面には羽根状の板30が切り起こしに
より形成されており、切り起こし開口41から排気ガスが
内部に入り込むように形成されている。

【０００７】この種のＣＯセンサ20においては、比較素
子34およびＣＯ検出素子35は通電により約200 ℃に加熱
されており、この状態でＣＯ検出素子35にＣＯガスが接
触すると、ＣＯ検出素子35とＣＯガスとの接触反応（接
触燃焼反応）が生じ、この反応によりＣＯ検出素子35の
温度が上昇して電気抵抗が大きくなり、この抵抗変化に
よりＣＯセンサ20から取り出される電流の変化が生じ、
その変化に基づいてＣＯガス濃度が検出される。なお、
このとき、温度検出素子42により検出される温度情報に
基づいて、ＣＯセンサ出力の温度補償が行われるように
なっている。

【０００８】図３に示したような燃焼装置において、制
御装置14は、給湯燃焼運転を制御する回路と、ＣＯ安全
動作を行う回路とを備えており、給湯燃焼運転の制御回
路は、給湯器の給湯動作を次のように制御する。給湯栓
１が開けられると流量センサ９が入水量を検出して、そ
の入水量がある一定以上（最低作動流量以上）になった
ときに流量センサ９からの信号を受けて、制御装置14は
燃焼ファン５を回転させる。そして、燃焼ファン５の回
転が所定の回転領域に入ったときにガス電磁弁12および
ガス比例弁13を開けてバーナ７へガスの供給を行い、イ
グナイタ電極18による点火動作を行う。フレームロッド
電極19がガスの着火を検出すると、制御装置14は出湯温
度を設定温度にするようフィードフォワード制御を行
い、ガス比例弁13の開弁量を可変し、熱交換器２から出
る湯温を設定温度になるように燃焼制御を行い、湯温の
安定後は、フィードフォワード制御とフィードバック制
御の併用制御により燃焼制御が行われる。

【０００９】この燃焼制御に際し、制御装置14は、ＣＯ
センサ20の検出信号に基づいて制御を行うようになって
おり、ＣＯセンサ20から得られるＣＯ検出値（ＣＯ検出
濃度）が予め与えられる基準値を下回るときには、入水
温度を設定温度に高めるために必要な要求熱量に応じて
ガス比例弁13の開弁制御によりガス供給量を制御し、こ
れに合わせて、そのガス量に見合う空気量が得られるよ
うに燃焼ファン５の回転制御を行う。一方、ＣＯセンサ
20で検出されるＣＯ検出値が前記基準値を越えたときに
は、不完全燃焼状態を完全燃焼方向に燃焼改善するため
に、燃焼ファン５の回転数を所定量高めて燃焼の空気量
をアップし、排気ガス中のＣＯガス濃度を低下する方向
に燃焼制御を行う。なお、燃焼ファン５の回転数を高め
る代わりに、ガス比例弁13の開弁量を絞り、バーナ７へ
のガス供給量を低減してＣＯ発生濃度の低減を図ること
もある。

【００１０】前記制御装置14のＣＯ安全動作の回路は、
ＣＯセンサ20で検出されるＣＯ検出濃度が、予め与えら
れる危険濃度に達したときに燃焼停止を行ったり、ある
いは、所定のサンプリング時間毎にＣＯセンサ20のＣＯ
検出信号をサンプリングし、そのサンプリング時毎にＣ
Ｏ検出値を積算していき、その積算値が予め与えられる
危険判断設定値に達したときに、燃焼停止を行うという
如く、様々な信号処理態様で、ＣＯ安全動作を行う。

【００１１】上記のようなＣＯ検出センサ付燃焼装置に
よれば、前記ＣＯ検出濃度に基づいて行われる燃焼運転
制御動作およびＣＯ安全動作により、燃焼装置の燃焼運
転中に発生するＣＯガスによる一酸化炭素中毒等の危険
を回避することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃焼装置に
おいて最も危険なことの１つとして、上記のようなＣＯ
ガス発生過剰の他に、燃料ガスの生ガス洩れが挙げられ
る。燃料ガスの生ガス洩れは、例えば、ガス電磁弁12や
ガス比例弁13の故障等により、燃焼装置の燃焼停止以降
に燃料ガスが洩れること等により生じるものであるが、
生ガス洩れが生じているにもかかわらず、その状態で次
の燃焼運転が行われると、最悪の場合には爆発が生じて
しまうのである。そのため、装置自身で生ガス洩れを検
出し、かつ、その生ガス洩れに対応した安全対処を図れ
る燃焼装置の開発が望まれている。

【００１３】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、燃料ガスの生ガス洩れが生
じたときに、生ガス洩れを的確に判断し、的確な安全動
作を行うことができるＣＯ検出センサ付燃焼装置を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のように構成されている。すなわち、本
第１の発明は、ＣＯ検出素子を有し、該ＣＯ検出素子に
通電してＣＯ検出素子とＣＯガスとを接触反応させて排
気ガス中のＣＯ濃度を検出する接触燃焼式のＣＯ検出セ
ンサを備えたＣＯ検出センサ付燃焼装置において、前記
ＣＯ検出センサは前記ＣＯ検出素子に通電する通電量を
制御してＣＯ検出素子の温度をハイドロカーボン検出設
定温度とすることによってハイドロカーボン濃度検出可
能なハイドロカーボン・ＣＯ検出センサにより形成され
ており、燃焼運転動作の停止を判断する燃焼停止判断手
段と、該燃焼停止判断手段により燃焼運転動作の停止を
判断した以降に前記ＣＯ検出素子の温度を前記ハイドロ
カーボン検出設定温度にするセンサ温度調整手段と、前
記ＣＯ検出素子が前記ハイドロカーボン検出設定温度に
達した以降に前記ハイドロカーボン・ＣＯ検出センサに
よって検出される燃焼装置内のハイドロカーボン検出濃
度を取り込んで該ハイドロカーボンが検出されたときに
は燃焼装置の次回の燃焼運転動作の開始を阻止するハイ
ドロカーボン安全装置が設けられていることを特徴とし
て構成されている。

【００１５】また、本第２の発明は、ＣＯ検出素子を有
し、該ＣＯ検出素子に通電してＣＯ検出素子とＣＯガス
とを接触反応させて排気ガス中のＣＯ濃度を検出する接
触燃焼式のＣＯ検出センサを備えたＣＯ検出センサ付燃
焼装置において、前記ＣＯ検出センサは前記ＣＯ検出素
子に通電する通電量を制御してＣＯ検出素子の温度をハ
イドロカーボン検出設定温度とすることによってハイド
ロカーボン濃度検出可能なハイドロカーボン・ＣＯ検出
センサにより形成されており、燃焼運転動作の停止を判
断する燃焼停止判断手段と、該燃焼停止判断手段により
燃焼運転動作の停止を判断した以降に前記ＣＯ検出素子
の温度を前記ハイドロカーボン検出設定温度にするセン
サ温度調整手段と、前記ＣＯ検出素子が前記ハイドロカ
ーボン検出設定温度に達した以降に前記ハイドロカーボ
ン・ＣＯ検出センサによって検出される燃焼装置内のハ
イドロカーボン検出濃度を取り込んで該ハイドロカーボ
ン検出濃度が予め定めた燃焼阻止基準濃度に達したとき
には燃焼装置の次回の燃焼運転動作の開始を阻止するハ
イドロカーボン安全装置が設けられていることを特徴と
して構成されている。

【００１６】さらに、前記ハイドロカーボン安全装置
は、ハイドロカーボン・ＣＯ検出センサによって検出さ
れる燃焼装置内のハイドロカーボン検出濃度が予め定め
た安全濃度を越え、かつ、燃焼阻止基準濃度未満の濃度
のときには燃焼装置の燃焼ファンを回転させてハイドロ
カーボンを燃焼装置から排出させて燃焼装置の次の燃焼
運転に備えるハイドロカーボン排出動作制御部を有して
いることも本第２の発明の特徴的な構成とされている。

【００１７】さらに、燃焼装置の燃料ガスのガス種切り
換え信号に連動してＣＯ検出素子の温度を前記燃料ガス
に含まれるハイドロカーボンの検出設定温度に切り換え
る素子温度切り換え手段が設けられていることも本第
１、第２の発明の特徴的な構成とされている。

【００１８】

【作用】上記構成の本発明において、燃焼停止判断手段
により燃焼運転動作の停止が判断された以降に、センサ
温度調整手段によってＣＯ検出素子への通電量が制御さ
れてＣＯ検出素子の温度がハイドロカーボン検出設定温
度に高められ、それにより、ＣＯ検出センサはハイドロ
カーボン濃度検出可能なハイドロカーボン・ＣＯ検出セ
ンサとして機能するようになる。

【００１９】そして、本第１の発明においては、このハ
イドロカーボン・ＣＯ検出センサによってハイドロカー
ボンが検出されたときに、ハイドロカーボン安全装置に
よって燃焼装置の次回の燃焼運転動作の開始が阻止され
る。また、本第２の発明においては、前記ハイドロカー
ボン・ＣＯ検出センサによって検出される燃焼装置内の
ハイドロカーボン検出濃度がハイドロカーボン安全装置
に取り込まれ、ハイドロカーボン検出濃度が予め定めた
燃焼阻止基準濃度に達したときに、ハイドロカーボン安
全装置によって、燃焼装置の次回の燃焼運転動作の開始
が阻止される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名
称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
本実施例のＣＯ検出センサ付燃焼装置は、従来例と同様
に、図３に示したシステム構成を有する給湯器を対象に
しており、本実施例が従来例と異なる特徴的なことは、
ＣＯセンサ20をハイドロカーボン（ＣｍＨｎ）濃度検出
可能なハイドロカーボン・ＣＯ検出センサ（ＣｍＨｎ・
ＣＯ検出センサ）により形成し、このセンサにより検出
されるＣｍＨｎ検出濃度に基づいて燃料ガスの生ガス洩
れに的確に対処する特有の回路を設けたことである。

【００２１】この特有の回路は、図１に示すように、セ
ンサ温度調整手段25、素子温度切り換え手段26、ガス種
確認・切り換え部27、燃焼停止判断手段24、ハイドロカ
ーボン安全装置（ＣｍＨｎ安全装置）38、燃焼運転制御
部21、警報・表示手段48を有して構成されており、Ｃｍ
Ｈｎ安全装置38は、比較判断部39、メモリ部40、危険燃
焼阻止部44、ＣｍＨｎ排出動作制御部45を有して構成さ
れている。また、この回路は、ＣＯセンサ20、ファン駆
動制御部46、燃焼ファン５に接続されている。

【００２２】本実施例の給湯器に設けられているＣＯセ
ンサ20は、従来例のＣＯセンサ20と同様に、図４，５に
示したような構成の接触燃焼式のＣＯ検出センサであ
り、比較素子34およびＣＯ検出素子35を通電により約20
0 ℃に加熱することにより、ＣＯガス濃度を検出するよ
うになっているが、本実施例のＣＯセンサ20は、このよ
うなＣＯ濃度検出機能に加えて、以下のようなハイドロ
カーボン濃度検出機能も有している。このハイドロカー
ボン濃度検出機能は、ＣＯ検出素子35に通電する通電量
を制御してＣＯ検出素子35の温度を、表１に示すような
ハイドロカーボン検出設定温度とすることによって、燃
料ガスに含まれるメタン、プロパン等のハイドロカーボ
ン濃度を感度良く検出可能とする機能である。

【００２３】

【表１】

【００２４】なお、ＣＯセンサ20は、給湯器の燃焼運転
中は、従来例と同様にＣＯ濃度を検出するＣＯ検出セン
サとして機能するために、本実施例でも、このＣＯセン
サ20によるＣＯ検出濃度に基づいて、燃焼運転制御部21
により、従来例と同様の燃焼運転制御動作が行われ、ま
た、図示されていないＣＯ安全動作の回路によるＣＯ安
全動作が行われる。

【００２５】燃焼停止判断手段24には、燃焼運転制御部
21からのシーケンス制御の信号が加えられるようになっ
ており、燃焼停止判断手段24は、給湯器の燃焼運転動作
が終了（停止）したときに、燃焼運転制御部21から加え
られる信号に基づいて燃焼運転動作の停止を判断する。
そして、燃焼停止判断手段24は、燃焼運転動作の停止を
判断したときには、燃焼停止判断信号をセンサ温度調整
手段25に加える。なお、燃焼運転動作の停止の判断は、
燃焼運転制御部21からの信号の代わりに、フレームロッ
ド電極19等の火炎検出手段による火炎検出信号によって
行ってもよい。

【００２６】ガス種確認・切り換え部27は、給湯器の燃
料ガスのガス種を必要に応じて切り換えるものであり、
燃料ガスのガス種を切り換えたときには、ガス種切り換
え信号を燃焼運転制御部21と素子温度切り換え手段26と
に加える。なお、ガス種確認・切り換え部27からのガス
種切り換え信号が燃焼運転制御部21に加えられることに
より、燃焼運転制御部21によって、燃料ガスのガス種に
対応した燃焼運転制御が行なえるようになっている。

【００２７】素子温度切り換え手段26は、ガス種確認・
切り換え部27から加えられるガス種切り換え信号に連動
して、ＣＯセンサ20のＣＯ検出素子35の温度を燃料ガス
に含まれるハイドロカーボンの検出が可能なハイドロカ
ーボン検出設定温度に切り換えるものである。具体的に
は、前記表１に示したように、燃料ガスの種類によって
燃料ガス中に含まれるハイドロカーボンの種類等が異な
り、そのハイドロカーボンの検出が可能なハイドロカー
ボン検出設定温度も異なるために、例えば、燃料ガスの
ガス種が13ＡのときにはＣＯ検出素子35の温度を400 〜
450 ℃とするように、温度調整指令をセンサ温度調整手
段25に加え、燃料ガス種が13Ａから６Ａに切り換えられ
たときには、ＣＯ検出素子35の温度を約350 〜400 ℃の
範囲内の温度とするように温度調整指令をセンサ温度調
整手段25に加え、これらの温度調整指令により、センサ
温度調整手段25によって高めるＣＯセンサ20のＣＯ検出
素子35の温度を指定する。

【００２８】センサ温度調整手段25は、燃焼停止判断手
段24により燃焼運転動作の停止を判断した以降に、ＣＯ
センサ20のＣＯ検出素子35への通電量を制御してＣＯ検
出素子の温度を前記ハイドロカーボン検出設定温度まで
高めるものである。センサ温度調整手段25は、給湯器の
燃焼運転が行われているときにはＣＯ検出素子35および
比較素子34への通電量を予め与えられている通電量とし
てＣＯ検出素子35と比較素子34の温度を200 ℃に保つと
共に、燃焼停止判断手段24によって燃焼運転動作停止が
判断されたときには、ＣＯ検出素子35および比較素子34
への通電量を多く制御して、ＣＯ検出素子35および比較
素子34の温度を、前記素子温度切り換え手段26によって
切り換えられる指定の温度に高め、それにより、ＣＯ検
出素子35と比較素子34の温度を、給湯器に用いられる燃
料ガスのガス種に応じた（燃料ガスに含まれる）ハイド
ロカーボンの検出設定温度に高める。

【００２９】ハイドロカーボン安全装置（ＣｍＨｎ安全
装置）38は、ＣＯセンサ20のＣＯ検出素子35が前記ハイ
ドロカーボン検出設定温度に達した以降に、ＣｍＨｎ・
ＣＯ検出センサとしてのＣＯセンサ20によって検出され
る燃焼装置内のハイドロカーボン検出濃度（ＣｍＨｎ検
出濃度）を取り込んで、ＣｍＨｎ検出濃度に応じた安全
動作（ＣｍＨｎ安全動作）を以下のようにして行うもの
である。

【００３０】ＣｍＨｎ安全装置38のメモリ部40には、予
め定めた燃焼阻止基準濃度（例えばｂppm ）と、予め定
めた安全濃度（本実施例では０ppm ）が与えられてい
る。燃焼阻止基準濃度は、実験や計算等により求めて与
えられるものであり、例えば、燃焼ガスの爆発限界の約
１／10〜１／５の値が与えられる。

【００３１】比較判断部39は、燃焼停止判断手段24によ
って、装置の燃焼運転動作の停止が判断され、ＣＯセン
サ20のＣＯ検出素子35がＣｍＨｎ検出設定温度に達した
以降に、ＣＯセンサ20によって検出される燃焼装置内の
ＣｍＨｎ検出濃度を取り込んだときに、このＣｍＨｎ検
出濃度をメモリ部40に与えられている安全濃度および燃
焼阻止基準濃度と比較し、ＣｍＨｎ検出濃度が前記燃焼
阻止基準濃度（ｂppm）に達したときには、燃焼阻止動
作指令を危険燃焼阻止部44に加え、また、ＣｍＨｎ検出
濃度が前記燃焼可能基準濃度に達していないまでも、０
ppm を越えて少しでもＣｍＨｎ濃度が検出されたときに
は、ＣｍＨｎ排出動作指令をＣｍＨｎ排出動作制御部45
に加える。

【００３２】危険燃焼阻止部44は、比較判断部39から加
えられる燃焼阻止動作指令を受けて、燃焼運転制御部21
に燃焼運転停止信号を加え、それにより、燃焼装置の次
回の燃焼運転動作の開始を阻止させると共に、危険燃焼
阻止部44から警報・表示手段48に警報出力指令を加え、
警報・表示手段48によって、警報を出力したり異常表示
を行ったりする。

【００３３】ＣｍＨｎ排出動作制御部45は、ＣｍＨｎ・
ＣＯ検出センサとして機能しているＣＯセンサ20によっ
て検出される燃焼装置内のＣｍＨｎ検出濃度が、予め定
めた安全濃度を越え、かつ、燃焼阻止基準濃度未満の濃
度のときには、燃焼装置の燃焼ファン５を回転させてハ
イドロカーボンを燃焼装置から排出させて燃焼装置の次
の燃焼運転に備えるものであり、ＣｍＨｎ排出動作制御
部45は、比較判断部39によってＣｍＨｎ排出動作指令が
加えられたときには、ファン駆動制御部46にファン駆動
指令信号を加え、燃焼ファン５を、例えば予め定めた所
定の時間だけ回転させることにより、ハイドロカーボン
を給湯器から排出させて給湯器の次の燃焼運転に備える
ようにする。

【００３４】なお、ＣｍＨｎ排出動作制御部45には、図
示されていないタイマが設けられており、このタイマに
よって燃焼ファン５の回転時間を計測し、前記所定時間
だけ燃焼ファン５の回転を行うようにファン駆動制御部
46に指令を加える。

【００３５】本実施例は以上のように構成されており、
次に、その動作について、図２に示すフローチャートに
基づいて説明する。まず、ステップ101 で、給湯器の電
源が投入されると、ステップ102 で、この給湯器に用い
られている燃料ガスのガス種が、ガス種確認・切り換え
部27によって確認され、このガス種切り換え信号が燃焼
運転制御部21および素子温度切り換え手段26に加えられ
る。そして、ステップ103 では、素子温度切り換え手段
26により、前記ガス種確認・切り換え部27からのガス種
切り換え信号に連動して、ＣＯセンサ20のＣＯ検出素子
35の温度を、前記燃料ガスに含まれるハイドロカーボン
に対応したハイドロカーボン検出設定温度に切り換える
ための温度調整指令がセンサ温度調整手段25に加えら
れ、センサ温度調整手段25によって、ＣＯ検出素子35の
温度がＣｍＨｎ検出設定温度（図２のＨ）にヒートアッ
プされる。

【００３６】そして、ＣＯセンサ20のＣＯ検出素子35が
ＣｍＨｎ検出設定温度に達した以降は、ＣＯセンサ20は
ＣｍＨｎ・ＣＯ検出センサとして機能するようになり、
ステップ104 では、このＣｍＨｎ・ＣＯ検出センサによ
って検出される給湯器内のＣｍＨｎ検出濃度が燃焼阻止
基準濃度としてのｂppm 未満か否かが、ＣｍＨｎ安全装
置38の比較判断部39によって判断される。そして、Ｃｍ
Ｈｎ検出濃度がｂppm以上のときには、ステップ105
で、ＣｍＨｎ安全装置の危険燃焼阻止部44の指令によっ
て、燃焼装置の停止が行われると共に、警報・表示手段
48による警報出力および異常表示が行われる。

【００３７】一方、ステップ104 で、ＣｍＨｎ検出濃度
がｂppm 未満であったときには、ステップ106 で、Ｃｍ
Ｈｎが検出されたか否か、すなわち、ＣｍＨｎ検出濃度
が前記安全濃度としての０ppm を越えたか否かが判断さ
れる。そして、ＣｍＨｎが検出されなかったときに、ス
テップ110 で、給湯器の点火信号が確認されたときに
は、ステップ111 で、センサ温度調整手段25によって、
ＣＯセンサ20のＣＯ検出素子35の温度が通常のＣＯ検出
時の温度（図２のＬ，Ｌ＝200 ℃）にヒートアップさ
れ、ステップ112 で、燃焼ファン５を回転させることに
より、プリパージが0.5 秒行われる。

【００３８】また、ステップ106 で、ＣｍＨｎが検出さ
れたとき、すなわち、給湯器内のＣｍＨｎ検出濃度が安
全濃度である０ppm を越え、かつ、前記燃焼阻止基準濃
度としてのｂppm 未満のときに、ステップ107 で、給湯
器の点火信号が確認されたときには、ステップ108 で、
センサ温度調整手段25によって、ＣＯセンサ20のＣＯ検
出素子35の温度が通常のＣＯ検出時の温度（Ｌ＝200
℃）にヒートアップされた後、ステップ109 で、ＣｍＨ
ｎ排出動作制御部45によって、燃焼ファン５を30秒回転
させるプリパージ動作が行われ、ハイドロカーボンが給
湯器から排出されて給湯器の次の燃焼運転に備えられ
る。

【００３９】そして、ステップ109 又はステップ112 で
プリパージ動作が行われた後に、ステップ113 で、給湯
器の点火行為が行われたことが確認されたときには、ス
テップ114 で、ＣＯセンサ20による燃焼運転動作時のＣ
Ｏ濃度検出動作が行われる。このＣＯ濃度検出動作は、
従来例と同様に行われ、本実施例でも、このＣＯ濃度検
出動作によって検出されるＣＯ検出動作に基づいて、燃
焼運転制御部21による燃焼運転制御動作およびＣＯ安全
動作が行われることになる。なお、このＣＯ濃度検出動
作およびＣＯ検出濃度に基づく燃焼運転制御動作および
ＣＯ安全動作は、ステップ115 で、給湯器の燃焼運転動
作の停止が行われるまで続けて行われる。

【００４０】そして、ステップ115 で、燃焼運転動作の
停止が確認されたときには、ステップ116 で、燃焼ファ
ン５を回転させるポストファン動作が例えば10秒程行わ
れ、その後、ＣＯセンサ20を落ち着かせるための所定の
時間（ｔ分）が経過した後に、ステップ118 で、ＣＯセ
ンサ20の零点補整が行われ、ステップ119 で、例えば５
分といった所定の時間が経過した後に、再びステップ10
2 に戻る。そして、ステップ102 からステップ112 まで
の動作を繰り返し行うことにより、給湯器の燃焼運転停
止以降のＣｍＨｎ安全動作を行ない、燃料ガスの生ガス
洩れの検出および生ガス洩れに対する対処が行われる。

【００４１】本実施例によれば、上記動作により、給湯
器の燃焼運転動作停止以降に、ＣＯセンサ20のＣＯ検出
素子35への通電量を多く制御することにより、ＣＯセン
サ20をＣｍＨｎ濃度検出可能なＣｍＨｎ・ＣＯ検出セン
サとして機能するようにし、このＣｍＨｎ・ＣＯ検出セ
ンサによって検出される給湯器内のＣｍＨｎ検出濃度を
検出し、このＣｍＨｎ検出濃度に対応させてＣｍＨｎ安
全動作を行うことができるために、たとえ給湯器の燃焼
停止以降に、燃料ガスの生ガス洩れが生じたとしても、
その生ガス洩れの程度を迅速、かつ、正確に判断し、安
全に対処することができる。

【００４２】そのため、本実施例によれば、燃料ガスの
生ガス洩れが生じているにもかかわらず、その状態で給
湯器の燃焼運転動作を開始させてしまうことにより爆
発、又は爆発まではいかないまでも燃焼運転開始時に過
剰の燃料ガスの燃焼が行われるといったような危険を防
ぐことが可能となり、燃焼運転終了以降の生ガス漏れに
よる危険のない非常に安全な燃焼装置とすることができ
る。

【００４３】また、本実施例によれば、給湯器の燃焼運
転動作中はＣＯセンサ20によってＣＯ濃度検出動作が行
われ、このＣＯセンサ20によって検出されるＣＯ検出濃
度に基づいて燃焼運転制御動作およびＣＯ安全動作が行
われるために、ＣＯガスの発生過剰による一酸化炭素中
毒等の危険も回避することが可能であり、このように、
本実施例では、ＣＯセンサ20を、燃焼運転動作中にはＣ
Ｏ濃度検出センサとして、一方、燃焼運転動作終了以降
にはＣｍＨｎ濃度検出センサとして有効に活用すること
により、非常に安全な燃焼装置とすることができる。

【００４４】さらに、本実施例によれば、給湯器の燃料
ガスのガス種の確認および切り換えを行うガス種確認・
切り換え部27を設け、このガス種確認・切り換え部27か
ら出力されるガス種切り換え信号に連動して、素子温度
切り換え手段26によって、ＣＯセンサ20のＣＯ検出素子
35の温度を燃料ガスに含まれるハイドロカーボンの検出
設定温度に切り換えるようにしたために、給湯器の燃料
ガスに応じてＣＯ検出素子35の温度を給湯器の燃焼運転
終了以降に適切なハイドロカーボン検出設定温度に高め
てＣｍＨｎ濃度の検出が行うことができる。そのため、
ＣｍＨｎ濃度検出動作を迅速、かつ、的確に行うことが
可能となり、このＣｍＨｎ濃度検出動作に基づいて行わ
れる前記ＣｍＨｎ安全動作を非常に的確に行うことがで
きる。

【００４５】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、ガス種確認・切り換え部27および素子温度
切り換え手段26を設け、給湯器の燃料ガスのガス種切り
換え信号に連動してＣＯセンサ20のＣＯ検出素子35の温
度を燃料ガスに含まれるハイドロカーボンの検出設定温
度に切り換えるようにしたが、ＣＯ検出素子の温度は必
ずしも燃料ガスのガス種切り換え信号に連動して切り換
えるようにするとは限らず、例えば、燃料ガスのガス種
に対応させて予め設定してもよい。なお、このようにす
るときには、素子温度切り換え手段26は省略される。

【００４６】また、上記実施例では、ＣｍＨｎ安全装置
38は、比較判断部39、メモリ部40、危険燃焼阻止部44、
ＣｍＨｎ排出動作制御部45を設けて構成したが、ＣｍＨ
ｎ安全装置38の構成は特に限定されるものではなく、Ｃ
ｍＨｎ安全装置38は、少なくともＣｍＨｎ検出濃度が燃
焼阻止基準濃度に達したときに燃焼装置の次回の燃焼運
転動作の開始を阻止する機能を有していればよく、例え
ば、ＣｍＨｎ排出動作制御部45を省略することもでき
る。

【００４７】さらに、上記実施例では、燃焼阻止基準濃
度を、燃焼ガスの爆発限界の約１／10〜１／５の濃度で
あるｂppm に設定し、安全濃度を０ppm に設定したが、
燃焼阻止基準濃度や安全濃度は特に限定されるものでは
なく、適宜設定されるものである。ただし、燃焼装置内
に少しでもハイドロカーボンが存在しているときには、
上記実施例のように燃焼ファン５を通常のプリパージ
（例えば0.5 秒）よりも長い時間回転させてハイドロカ
ーボンを燃焼装置から排出させて燃焼装置の次の燃焼運
転に備えることが望ましいため、安全濃度は０ppm とす
るこが好ましい。

【００４８】さらに、上記実施例では、ＣｍＨｎ排出動
作制御部45による燃焼ファン５の回転制御（プリパー
ジ）は、約30秒間行うようにしたが、ハイドロカーボン
を燃焼装置から排出させるための燃焼ファン５の回転の
時間や回転数等は特に限定されるものではなく、ハイド
ロカーボンを燃焼装置から排出できるだけの、できれば
余裕を持った値に適宜設置されるものである。

【００４９】さらに、上記実施例では、警報・表示手段
48を設け、燃焼運転停止以降にＣｍＨｎ検出濃度が燃焼
阻止基準濃度に達したときには警報出力および異常表示
を行うようにしたが、警報・表示手段48は省略すること
もできる。ただし、前記ＣｍＨｎ検出濃度が燃焼阻止基
準濃度に達したときに、警報や表示等により生ガス洩れ
を燃焼装置の利用者に知らせることにより、利用者に注
意を促すことが可能となるために、警報・表示手段48の
ような報知手段を設けることが好ましい。

【００５０】さらに、従来の給湯器等の燃焼装置におい
ては、表１に示したようなガス種の燃料ガスが主に用い
られているが、燃焼装置に用いられる燃料ガスのガス種
は特に限定されるものではなく、適宜設定されるもので
あり、本発明のＣＯ検出センサ付燃焼装置においては、
用いられる燃料ガスのガス種に応じて、その燃料ガスに
含まれるハイドロカーボンの検出設定温度までＣＯセン
サ20のＣＯ検出素子35および比較素子34の温度を高める
ことにより、燃料ガス中のハイドロカーボンを的確に検
出することが可能となり、それにより、燃料ガスの生ガ
ス洩れに対するＣｍＨｎ安全動作を的確に行うことがで
きる。

【００５１】さらに、上記実施例では、ＣＯセンサ20は
接触燃焼ＣＯセンサとしたが、ＣＯセンサは半導体式の
ＣＯ検出センサによって構成してもよい。

【００５２】さらに、図１に示したようなＣｍＨｎ安全
動作を行うための制御回路はその制御部を燃焼装置の制
御装置14側に設けても構わないし、リモコン15側に設け
ても構わない。

【００５３】さらに、上記実施例では、ＣｍＨｎ検出濃
度が予め定めた燃焼阻止基準濃度に達したときに、給湯
器（燃焼装置）の次回の燃焼運転動作開始を阻止するよ
うにしたが、その代わりに、ＣｍＨｎが少しでも検出さ
れたときには、燃焼装置の次回の燃焼運転動作の開始を
阻止するようにしてもよい。

【００５４】さらに、上記実施例では、燃焼装置として
給湯器を例にして説明したが、本発明のＣＯ検出センサ
付燃焼装置は、風呂釜、空調機、暖房機、冷房機、冷暖
房機、ファンヒータ等、様々な燃焼装置に適用されるも
のである。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、燃焼装置内にＣＯ検出
センサを設けて燃焼運転中のＣＯガス濃度を検出し、Ｃ
Ｏ検出濃度に基づいた燃焼運転制御およびＣＯ安全動作
を行うと共に、このＣＯ検出センサのＣＯ検出素子への
通電量を制御してＣＯ検出素子の温度をハイドロカーボ
ン検出設定温度まで高めることにより、このセンサによ
って燃焼運転停止以降の燃焼装置内のＣｍＨｎ濃度を検
出できるようにしたために、例えば、ＣｍＨｎが検出さ
れたときに、燃焼装置の次回の燃焼運転動作開始を阻止
することにより、爆発等の危険を防ぐことができる。

【００５６】また、検出されたＣｍＨｎ検出濃度に基づ
いて、例えば、前記ＣｍＨｎ検出濃度が予め定めた燃焼
阻止基準濃度に達したときには、燃焼装置の次回の燃焼
運転動作の開始を阻止することにより、爆発等の最悪の
事態を防ぐことが可能となり、また、前記ＣｍＨｎ検出
濃度が前記燃焼阻止基準濃度未満であっても安全濃度を
越えたときには、燃焼装置の燃焼ファンを回転させてハ
イドロカーボンを燃焼装置から排出させて燃焼装置の次
の燃焼運転に備えることにより、燃焼装置の燃焼開始時
に多量の燃料ガスの燃焼による危険も回避することがで
きる。

【００５７】さらに、燃焼装置の燃料ガスのガス種切り
換え信号に連動してＣＯ検出素子の温度を前記燃料ガス
に含まれるハイドロカーボンの検出設定温度に切り換え
る素子温度切り換え手段が設けられている本発明によれ
ば、燃焼装置の燃料ガスに対応してＣＯ検出センサのＣ
Ｏ検出素子の温度を燃料ガスに含まれるハイドロカーボ
ンの検出設定温度にすることにより、燃料ガスの生ガス
が洩れたときには、その燃料ガスに含まれるハイドロカ
ーボン濃度をＣＯセンサによって非常に正確に検出する
ことが可能となり、前記ＣｍＨｎ検出濃度に基づいて行
われるＣｍＨｎ安全動作をより一層的確に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＣＯ検出センサ付燃焼装置の一実
施例におけるＣｍＨｎ安全動作の制御部を示すブロック
図である。

【図２】上記実施例のＣｍＨｎ安全動作を示すフローチ
ャートである。

【図３】燃焼装置として一般的な給湯器のシステム構成
図である。

【図４】ＣＯセンサの一例を示す説明図である。

【図５】図４に示したＣＯセンサの分解説明図である。

【符号の説明】

５ 燃焼ファン 20 ＣＯセンサ 24 燃焼停止判断手段 25 センサ温度調整手段 26 素子温度切り換え手段 35 ＣＯ検出素子 38 ＣｍＨｎ安全装置 45 ＣｍＨｎ排出動作制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 新悟 神奈川県大和市深見台３丁目４番地 株 式会社ガスター内 (72)発明者 重岡 卓二 神奈川県大和市深見台３丁目４番地 株 式会社ガスター内 (72)発明者 竹下 直行 神奈川県大和市深見台３丁目４番地 株 式会社ガスター内 (72)発明者 安形 和俊 静岡県天竜市二俣町南鹿島23番地 矢崎 計器株式会社内 (72)発明者 ▲荻▼野 薫 静岡県天竜市二俣町南鹿島23番地 矢崎 計器株式会社内 (72)発明者 大石 和広 静岡県天竜市二俣町南鹿島23番地 矢崎 計器株式会社内 (72)発明者 久保田 薫 神奈川県横浜市港北区箕輪町２丁目３− ２の403 (56)参考文献 特開 平７−103475（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−71717（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−269861（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−103472（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−233254（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/24 107 F24H 9/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＯ検出素子を有し、該ＣＯ検出素子に
   通電してＣＯ検出素子とＣＯガスとを接触反応させて排
   気ガス中のＣＯ濃度を検出する接触燃焼式のＣＯ検出セ
   ンサを備えたＣＯ検出センサ付燃焼装置において、前記
   ＣＯ検出センサは前記ＣＯ検出素子に通電する通電量を
   制御してＣＯ検出素子の温度をハイドロカーボン検出設
   定温度とすることによってハイドロカーボン濃度検出可
   能なハイドロカーボン・ＣＯ検出センサにより形成され
   ており、燃焼運転動作の停止を判断する燃焼停止判断手
   段と、該燃焼停止判断手段により燃焼運転動作の停止を
   判断した以降に前記ＣＯ検出素子の温度を前記ハイドロ
   カーボン検出設定温度にするセンサ温度調整手段と、前
   記ＣＯ検出素子が前記ハイドロカーボン検出設定温度に
   達した以降に前記ハイドロカーボン・ＣＯ検出センサに
   よって検出される燃焼装置内のハイドロカーボン検出濃
   度を取り込んで該ハイドロカーボンが検出されたときに
   は燃焼装置の次回の燃焼運転動作の開始を阻止するハイ
   ドロカーボン安全装置が設けられていることを特徴とす
   るＣＯ検出センサ付燃焼装置。
2. 【請求項２】 ＣＯ検出素子を有し、該ＣＯ検出素子に
   通電してＣＯ検出素子とＣＯガスとを接触反応させて排
   気ガス中のＣＯ濃度を検出する接触燃焼式のＣＯ検出セ
   ンサを備えたＣＯ検出センサ付燃焼装置において、前記
   ＣＯ検出センサは前記ＣＯ検出素子に通電する通電量を
   制御してＣＯ検出素子の温度をハイドロカーボン検出設
   定温度とすることによってハイドロカーボン濃度検出可
   能なハイドロカーボン・ＣＯ検出センサにより形成され
   ており、燃焼運転動作の停止を判断する燃焼停止判断手
   段と、該燃焼停止判断手段により燃焼運転動作の停止を
   判断した以降に前記ＣＯ検出素子の温度を前記ハイドロ
   カーボン検出設定温度にするセンサ温度調整手段と、前
   記ＣＯ検出素子が前記ハイドロカーボン検出設定温度に
   達した以降に前記ハイドロカーボン・ＣＯ検出センサに
   よって検出される燃焼装置内のハイドロカーボン検出濃
   度を取り込んで該ハイドロカーボン検出濃度が予め定め
   た燃焼阻止基準濃度に達したときには燃焼装置の次回の
   燃焼運転動作の開始を阻止するハイドロカーボン安全装
   置が設けられていることを特徴とするＣＯ検出センサ付
   燃焼装置。
3. 【請求項３】 ハイドロカーボン安全装置は、ハイドロ
   カーボン・ＣＯ検出センサによって検出される燃焼装置
   内のハイドロカーボン検出濃度が予め定めた安全濃度を
   越え、かつ、燃焼阻止基準濃度未満の濃度のときには燃
   焼装置の燃焼ファンを回転させてハイドロカーボンを燃
   焼装置から排出させて燃焼装置の次の燃焼運転に備える
   ハイドロカーボン排出動作制御部を有していることを特
   徴とする請求項２記載のＣＯ検出センサ付燃焼装置。
4. 【請求項４】 燃焼装置の燃料ガスのガス種切り換え信
   号に連動してＣＯ検出素子の温度を前記燃料ガスに含ま
   れるハイドロカーボンの検出設定温度に切り換える素子
   温度切り換え手段が設けられていることを特徴とする請
   求項１又は請求項２又は請求項３記載のＣＯ検出センサ
   付燃焼装置。