JP3494391B2 - ガス燃焼装置用coガス検知装置 - Google Patents

ガス燃焼装置用coガス検知装置

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JP3494391B2
JP3494391B2 JP19541995A JP19541995A JP3494391B2 JP 3494391 B2 JP3494391 B2 JP 3494391B2 JP 19541995 A JP19541995 A JP 19541995A JP 19541995 A JP19541995 A JP 19541995A JP 3494391 B2 JP3494391 B2 JP 3494391B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は給湯器などのガス燃
焼装置用COガス検知装置に係り、特に給湯器の排気中
の一酸化炭素濃度を測定して異常状態を検知し、所定の
安全装置を作動させるようにしたガス燃焼装置用COガ
ス検知装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、屋内設置型給湯器(FE型)
等のガス燃焼装置が知られており、この種のガス燃焼装
置においては、所謂接触燃焼式の検知素子を用いて排気
中の一酸化炭素等の可燃ガス濃度を測定し、所定の安全
装置を作動させるCOガス検知装置が設けられている。
【0003】例えば、AC100V電源を使用する上記
FE型給湯器には、その本体の排気口部分に配された接
触燃焼式の検知素子を有するCO検知器が設けられ、こ
のCO検知器で排気中に含まれる一酸化炭素濃度を測定
して異常状態を検知し、これにより、バーナへ通ずるガ
ス供給管を安全装置としての電磁弁で遮断するようにな
っている。
【0004】すなわち、図12に示したように、上記C
O検知器1は、排気と接触可能な排気口部分に配された
検知素子1aが図示しない温度補償用比較素子、固定抵
抗及び可動抵抗とブリッジ回路を構成するようになって
おり、上記検知素子1aが排気に触れることで排気中の
一酸化炭素濃度に応じて発熱し、その抵抗値が変化する
ことでブリッジ回路の平衡状態が崩れ、非平衡度に応じ
た大きさの電圧が検知出力Vsとして出力されるように
なっている。そして、この検知出力Vsが予め定められ
た設定値Vrを超えたら、排気中の一酸化炭素濃度が危
険状態になったと判断して、警報信号を出力してガス供
給源を遮断させ、室内に一酸化炭素が充満して中毒事故
が起こるのを防ぐようになっている。なお、検知素子
は、一般に、線径φ20〜30μmの白金線をコイル状
に成形し、このコイル上に貴金属触媒を担持したアルミ
ナをビード状に成形した検知素子とアルミナ担持のみを
成形した比較素子を組合せこれに保護用のキャップを取
付けた構成となっている。
【0005】この種のCOガス検知装置においては、上
記したように予め定められた固定的な警報レベルVrと
検知出力Vsとを比較するものなので、その前提とし
て、検知出力Vsが警報レベルVrを超えたかどうかの
判断の基準となる一酸化炭素を検知していない状態での
0点基準値の設定を確実に行う必要があり、従来は、予
め工場出荷段階等で、上記CO検知器1内の可変抵抗を
調整することにより、上記ブリッジ回路が平衡状態とな
るように調整して、上記0点基準値の設定を行ってい
た。
【0006】ところで、CO検知器1に含まれている検
知素子1aは給湯器の排気ガス流路中にある排気口部分
に配されているため、検知素子1aの表面には、排気ガ
ス中に含まれている各種の物質が吸着され、この素子吸
着物が検知素子1aのCOガスに対する検知感度を低下
させるようになる。そこで、給湯器の点火に連動する検
知器電源の投入時に素子吸着物の除去のため素子温度を
350〜400℃程度に短時間ヒートアップし、その後
素子温度を通常の使用状態の200℃近辺に加熱するよ
うにしている。
【0007】また、上記COガス検知装置における上記
CO検知器1の接触燃焼式の検知素子1aにおいては、
経年変化等により、一酸化炭素を検知していない状態で
の抵抗値が変化してしまうことがあり、このような場合
には、検知出力Vsが警報レベルVrを超えたかどうか
の判断の基準となる一酸化炭素を検知していない状態で
の0点基準値が狂ってしまい、これにより、重大な誤差
を含んだ検知出力Vsと予め定められた警報レベルVr
とが比較されるようになり、実際の一酸化炭素濃度は警
報レベルVrにあるのに検知装置側では警報レベルVr
に達していないと判断して、所定の安全装置が全く作動
しないという危険な状態になるおそれがあった。
【0008】そこで、実開平5−90148号公報によ
り提案されているように、給湯器が消火しているときの
CO検知器1の出力を0点基準値として記憶し、この記
憶した検知出力を基準として給湯器が点火されている時
の検知出力を監視し、この検知出力がCOガスの所定濃
度に対する予め定められた出力以上となった時に所定の
警報動作を行うようにしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した素子吸着物の
除去のためのヒートアップは、通常の使用条件下では十
分であると考えられる。しかし、給湯器を長期に放置し
たときに検知素子に油煙などが付着したり、使用中に一
時的に硫化物が付着することが考えられ、これらの油煙
やS(硫黄)系の物質は高温度でないと分解せず、検知
素子1aに吸着した場合には、検知素子の検知感度を低
下させたり、CO検知器1の0点基準値を変動させる、
所謂0点ドリフトが生じるようになる。この0点ドリフ
トに関しては、上述した公報において提案された方法を
用いることが考えられるが、この提案の方法は感度の補
正を行うものではない。
【0010】また、感度低下を防止する方法としては、
ヒートアップの際に素子温度を上げる方法が容易に考え
られるが、使用回数が多く、10万回程度の点火が見込
まれる給湯器の場合、点火に伴って行われるCO検知器
の電源投入毎に高い温度でヒートアップを行うと、この
際の熱及び電流が検知素子1aの寿命に悪影響を与える
ことが考えられ、また検知素子のヒートアップ毎の過渡
応答による不安定さが伴うため、この高温でのヒートア
ップを電源投入毎に行うと、COガス濃度を高精度に監
視し安全性、信頼性を高める上で問題があった。
【0011】よって本発明は、上記した点に鑑み、感度
低下や0点基準値の変動を生じさせる高温度で分解する
吸着物質を、感知素子の寿命に悪影響を与えたり、過渡
応答による不安定さを発生することを極力抑えつつ除去
できるようにして、COガス濃度を高精度に監視するこ
とのできる安全性、信頼性の極めて高いガス燃焼装置用
COガス検知装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明によりなされたガス燃焼装置用COガス検知装置
は、図1(a)の基本構成図に示すように、ガス燃焼装
置が燃焼状態にあるとき検知温度に加熱され、前記ガス
燃焼装置から排出される排気中に含まれるCOガスを検
知する接触燃焼式の検知素子1aを有するCO検知器1
と、該CO検知器を駆動するCO検知器駆動手段11
と、該CO検知器駆動手段を制御して、前記ガス燃焼装
置が燃焼状態になる毎に前記検知素子を前記検知温度よ
りも高い第1の温度に一定時間ヒートアップさせ、該一
定時間のヒートアップ後、前記ガス燃焼装置が燃焼状態
にある間前記検知素子を前記検知温度に加熱させ続ける
駆動制御手段12bと、警報を発生するための0点基準
値を記憶する記憶手段12aと、前記検知素子が前記検
知温度に加熱された状態にありかつ前記ガス燃焼装置が
燃焼状態にないときの前記CO検知器の検知出力を警報
を発生するための0点基準値として前記記憶手段に記憶
させて0点基準値を設定する設定手段12cと、該記憶
手段に記憶した0点基準値を基準として前記ガス燃焼装
置が燃焼状態にあるときの前記CO検知器の検知出力を
監視し、この検知出力がCOガスの所定濃度に対する予
め定められた値以上となったことを判定して警報を発生
させる判定手段12dとを備えるガス燃焼装置用COガ
ス検知装置において、前記ガス燃焼装置が燃焼状態から
非燃焼状態になる毎に前記CO検知器の検知出力と前記
0点基準値との差が所定値以上となったことを検出する
0点ドリフト検出手段12eを備え、前記駆動制御手段
が、前記0点ドリフト検出手段による検出に応じて前記
CO検知器駆動手段を制御し、前記第1の温度よりも高
く、油煙や硫化物などの高温で分解する付着物を除去す
るに十分高い第2の温度に前記検知素子を所定時間ヒー
トアップさせることを特徴としている。
【0013】図1(a)の構成において、CO検知器駆
動手段11は駆動制御手段12bにより制御されCO検
知器1を駆動する。CO検知器1が有する接触燃焼式の
検知素子1aは、ガス燃焼装置が燃焼状態にあるとき検
知温度に加熱され、前記ガス燃焼装置から排出される排
気中に含まれるCOガスを検知する。CO検知器駆動手
段11は、ガス燃焼装置が燃焼状態になる毎に検知素子
を検知温度よりも高い第1の温度に一定時間ヒートアッ
プさせ、該一定時間のヒートアップ後、ガス燃焼装置が
燃焼状態にある間検知素子を検知温度に加熱させ続け
る。記憶手段12aに記憶される警報を発生するための
0点基準値は設定手段12cにより設定され、検知素子
が検知温度に加熱された状態にありかつガス燃焼装置が
燃焼状態にないときのCO検知器の検知出力である。判
定手段12dは、記憶手段に記憶した0点基準値を基準
としてガス燃焼装置が燃焼状態にあるときのCO検知器
の検知出力を監視し、この検知出力がCOガスの所定濃
度に対する予め定められた値以上となったことを判定し
て警報を発生させる。
【0014】0点ドリフト検出手段12eが、ガス燃焼
装置が燃焼状態から非燃焼状態になる毎にCO検知器の
検知出力と0点基準値との差が所定値以上となったこと
を検出し、この検出に応じて駆動制御手段がCO検知器
駆動手段を制御し、第1の温度よりも高く、油煙や硫化
物などの高温で分解する付着物を除去するに十分高い第
2の温度に検知素子を所定時間ヒートアップさせる。従
って、ガス燃焼装置が燃焼状態になる毎に検知素子を検
知温度よりも高い第1の温度に一定時間ヒートアップさ
せても所定値以上の0点ドリフトが発生したときは、こ
の第1の温度よりも高い第2の温度のヒートアップによ
って、0点ドリフトの原因となる油煙や硫化物などの高
温で分解する付着物が除去されるようになり、感度の回
復と0点ドリフトの解消が行われる。
【0015】前記設定手段12cは、前記検知素子の前
記第2の温度の加熱直後に前記0点ドリフト検出手段に
よる検出があったとき、その後前記検知素子が前記検知
温度に加熱された状態にありかつ前記ガス燃焼装置が燃
焼状態にないときの前記CO検知器の検知出力を新しい
0点基準値として前記記憶手段に記憶させることを特徴
としている。
【0016】また、検知素子を第2の温度に加熱して0
点ドリフトの原因となる油煙や硫化物などの高温で分解
する付着物が除去されても、その直後に0点ドリフト検
出手段による検出があって依然0点ドリフトがあるとき
には、設定手段12cはその後検知素子が検知温度に加
熱された状態にありかつガス燃焼装置が燃焼状態にない
ときのCO検知器の検知出力を新しい0点基準値として
記憶手段に記憶させているので、付着物以外の0点ドリ
フトの原因も除かれる。
【0017】上記目的を達成するため本発明によりなさ
れたガス燃焼装置用COガス検知装置は、図1(b)の
基本構成図に示すように、ガス燃焼装置が燃焼状態にあ
るとき検知温度に加熱され、前記ガス燃焼装置から排出
される排気中に含まれるCOガスを検知する接触燃焼式
の検知素子1aを有するCO検知器1と、該CO検知器
を駆動するCO検知器駆動手段11と、該CO検知器駆
動手段を制御して、前記ガス燃焼装置が燃焼状態になる
毎に前記検知素子を前記検知温度よりも高い第1の温度
に一定時間ヒートアップさせ、該一定時間のヒートアッ
プ後、前記ガス燃焼装置が燃焼状態にある間前記検知素
子を前記検知温度に加熱させ続ける駆動制御手段12b
と、警報を発生するための0点基準値を記憶する記憶手
段12aと、前記検知素子が前記検知温度に加熱された
状態にありかつ前記ガス燃焼装置が燃焼状態にないとき
の前記CO検知器の検知出力を警報を発生するための0
点基準値として前記記憶手段に記憶させて0点基準値を
設定する設定手段12cと、該記憶手段に記憶した0点
基準値を基準として前記ガス燃焼装置が燃焼状態にある
ときの前記CO検知器の検知出力を監視し、この検知出
力がCOガスの所定濃度に対する予め定められた値以上
となったことを判定して警報を発生させる判定手段12
dとを備えるガス燃焼装置用COガス検知装置におい
て、前記ガス燃焼装置が燃焼状態から非燃焼状態になる
毎に計数する計数手段12fを備え、前記駆動制御手段
が、前記計数手段による所定値以上の計数に応じて前記
CO検知器駆動手段を制御し、前記第1の温度よりも高
く、油煙や硫化物などの高温で分解する付着物を除去す
るに十分高い第2の温度に前記検知素子を所定時間ヒー
トアップさせることを特徴としている。
【0018】更に、図1(b)の構成において、計数手
段12fが、ガス燃焼装置が燃焼状態から非燃焼状態に
なる毎に計数し、この計数手段による所定値以上の計数
に応じ駆動制御手段がCO検知器駆動手段を制御し、第
1の温度よりも高く、油煙や硫化物などの高温で分解す
る付着物を除去するに十分高い第2の温度に検知素子を
所定時間ヒートアップさせている。従って、ガス燃焼装
置が燃焼状態になる回数が所定値以上になったとき、油
煙や硫化物などの高温で分解する付着物が付着して0点
ドリフトが発生していると想定し、第1の温度よりも高
い第2の温度のヒートアップによって、0点ドリフトの
原因となる油煙や硫化物などの高温で分解する付着物が
除去されるようになり、感度の回復と0点ドリフトの解
消が行われる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図2はガス給湯器のガス燃焼装置
に適用した本発明によるガス燃焼装置用COガス検知装
置の一実施の形態を示したもので、給湯器本体3の下端
部には、バーナ5に必要な空気を供給するファン4が設
けられており、このファン4からの空気と、図示しない
ガス供給管からのガスとが本体3内のバーナ5に送られ
て、ガスが燃焼するようになっている。そして、このバ
ーナ5の上方に配設された熱交換器6において、図示し
ない給水管から送られる水が所定温度の湯に沸き上げら
れようになっている。また、上記本体3の上端部には、
排気口7が設けられており、上記バーナ5からの一酸化
炭素等の可燃ガスを含んだ燃焼ガスが排気されるように
なっている。更に、上記本体3の上端部であって上記燃
焼ガスが通過する位置には、従来と同様の構成をしたC
O検知器1の接触燃焼式の検知素子1aが配設されてい
る。
【0020】また、図3に示したように、上記CO検知
器1には、CO検知器駆動回路11が接続されており、
この駆動回路11がメモリ12aを内蔵したマイクロコ
ンピュータ(CPU)からなる給湯器制御回路12に接
続されている。更に、上記給湯器制御回路12には、給
水管に設けられたフローセンサ13が接続されると共
に、警報解除用のリセットスイッチ14が接続されてお
り、また、警報ブザー15、ファン駆動回路16、バー
ナ制御回路17及びガス供給管に設けられた電磁弁18
を駆動する電磁弁駆動回路19が接続されている。な
お、図中符号20はAC100V電源供給ライン21を
介して供給されるAC100Vを安定化直流電圧に変換
して各部に供給する電源回路、22は電源供給制御ライ
ン、23は信号ラインである。
【0021】ところで、接触燃焼式の検知素子1aを有
するCO検知器1を、硫化物である例えばSO2 を50
ppm それぞれ含んだ大気中において連続的に使用試験し
たとき、CO検知器1の検知出力である0点出力とCO
3000ppm +H2 1500ppm の混合ガスに対する感度は経過
日数と共に図4(a)及び(b)に示すように変化す
る。図4から明らかなように、SOx (硫化物)試験に
より0点出力と感度が共に低下する傾向にあり、これを
0点ドリフト幅と感度変化率とを対比してグラフ化する
と図5のようになり、両者には密接な関係があることが
わかる。すなわち、0点ドリフト幅の増大に伴って感度
も低下することがわかる。
【0022】上述のように硫化物試験により感度を低下
したサンプルのCO検知器1において、従来のように検
知素子を350〜400℃の温度でヒートアップしたと
きには、図6(a)及び(b)に白丸で示すように、0
点出力及び感度は共に何ら改善されていない。これに対
し、本発明により検知素子を例えば550℃以上の温度
で3分間ヒートアップしたときには、図6(a)及
(b)に黒丸で示すように、0点及び感度が共に戻され
ることがわかる。以上のことから、従来のヒートアップ
条件では脱離できない吸着物でも、ヒートアップ時に素
子温度を上述した550℃以上の温度まで上げてやるこ
とによって、吸着物の脱離により感度が復帰されること
がわかる。
【0023】また、上述の高温ヒートアップを行うタイ
ミングは、ガス燃焼装置が燃焼状態になくかつCO検知
器1が検知温度に加熱されている状態での検知出力と0
点基準値との差である0点ドリフト電圧が、図5に示す
ように感度が30%低下する0.5Vとなる時点でよい。
【0024】図3のCOガス検知装置においては、AC
100V電源にコンセントを差し込むと、電源回路21
を介して給湯器本体3の各部に電源が供給される。この
電源投入によって上記給湯器制御回路12のCPUが起
動されてCO検知器駆動回路11に電源供給制御ライン
22を介して制御信号を印加し、これに応じてCO検知
器駆動回路11はCO検知器1に動作電源を供給して検
知素子1aを例えば約200℃の検知温度に加熱するた
めの加熱電流を流す。上記給湯器制御回路12のCPU
はまた、内蔵する所定時間を設定したタイマをスタート
させる。そして、タイマが所定時間を計時したとき、C
O検知器1のブリッジ回路が安定したと判断して、その
時信号ライン23を介して入力される検知出力Vsを読
み込み、これを給湯器制御回路12中のメモリ12aの
例えばRAMに記憶することにより、警報を発生するた
めの0点基準値V0 が設定されるようになっている。こ
のことにより、バーナ5が燃焼状態になく、一酸化炭素
が発生していない状態で0点基準値の設定が行われるよ
うになっている。上述のような0点基準値の設定が終了
した後は、給湯器制御回路12のCPUはCO検知器駆
動回路11に電源供給制御ライン22を介して制御信号
を印加し、これに応じてCO検知器駆動回路11はCO
検知器1への動作電源の供給と停止する。
【0025】この状態において、給湯器制御回路12
は、フローセンサ13からの信号により、使用者が給湯
器本体3の図示しない水栓を開けて水が流れたかどうか
を判断し、水が流れていると判断したときには、CO検
知器駆動回路11に電源供給制御ライン22を介して制
御信号を印加する。この制御信号の印加によって、CO
検知器駆動回路11は、図7に示すように、検知素子1
aを例えば約350〜400℃の第1の温度に所定時間
ヒートアップするヒートアップ電流を流した後、上記検
知温度約200度℃に加熱し続ける加熱電流を流す。こ
れに相前後して給湯器制御回路12は、バーナ制御回路
17に制御信号を印加してバーナ5を着火させると共
に、ファン駆動回路16に制御信号を印加してファン4
を回転させる。これにより、ファン4からの空気と、ガ
ス供給管からのガスとがバーナ5で燃焼するようにな
り、このバーナ5の上方に配設された熱交換器6におい
て、給水管から送られる水が所定温度の湯に沸き上げら
れようになっている。
【0026】その後、給湯器制御回路12は、フローセ
ンサ13からの信号により、使用者が給湯器本体3の水
栓を閉めたと判断したときには、バーナ制御回路17に
制御信号を印加してバーナ5を消火させると共に、ファ
ン駆動回路16に制御信号を印加してファン4を停止さ
せてからCO検知器1からの検知出力VS を読み取る。
その後給湯器制御回路12は、CO検知器駆動回路11
に電源供給制御ライン22を介して制御信号を印加し
て、CO検知器駆動回路11によるCO検知器1への電
源供給を停止させ、検知素子1aを約200度℃の検知
温度に加熱する動作を停止させる。次に、この読み込ん
だ検知出力VS と0点基準値V0 との差V S −V0 が例
えば0.5V以上であると判断したときには、給湯器制御
回路12は、CO検知器駆動回路11に電源供給制御ラ
イン22を介して制御信号を印加して、CO検知器駆動
回路11が検知素子1aを例えば約550℃の第2の温
度に所定時間ヒートアップするため、例えば120mA
のヒートアップ電流を例えば3分の一定時間流させる。
給湯器制御回路12により上記差VS −V0 が例えば0.
5V以上でないと判断されたときには、使用者が給湯器
本体3の水栓を再度開けるのを待つ。また、給湯器制御
回路12が、フローセンサ13からの信号により、使用
者が水栓を閉めていないと判断したときには、CO検知
器1からの検知出力Vsにより一酸化炭素濃度を監視し
て、所定濃度以上の異常状態時に警報を発すると共に、
ガス供給管に設けられた電磁弁18を遮断してバーナ5
を消火するようになっている。
【0027】すなわち、上記警報は、詳細には、CO検
知器1からの検知出力Vsを読み込み、この読み込んだ
検知出力Vsと上記0点基準値V0 との差Vs−V0
取り、その差Vs−V0 を、予め定められて例えば給湯
器制御回路12中のメモリ12aのRAMに格納されて
いる警報レベルVrと比較して、その大小を判断するよ
うになっている。そして、上記差Vs−V0 の方が大き
いときには、警報ブザー15を作動させると共に、ガス
供給管に設けた電磁弁18を遮断してバーナ5を消火す
るようになっている。
【0028】その後、警報解除用のリセットスイッチ1
4が操作されたと判断したときには、警報ブザー15の
作動を停止して、所定温度まで沸き上げられていない水
が流れ続けるようになり、リセットスイッチ14が操作
されていないと判断したときには、警報ブザー15が作
動し続けるようになっている。また、上記差Vs−V 0
の方が警報レベルVrより小さいと判断したときには、
バーナ5の燃焼が維持されるようになっている。
【0029】本実施の形態においては、バーナ5が燃焼
すると、その燃焼ガスが給湯器本体3に配設されたCO
検知器1の検知素子1aと触れるようになり、これによ
り、排気中の一酸化炭素濃度が監視されるようになって
いる。
【0030】従って、本実施の形態においては、給湯器
本体3の電源投入されたときに上記した0点基準値の狂
いを含んだ状態で新たな0点基準値V0 が設定され、そ
して検知出力Vsと新たな0点基準値V0 との差Vs−
0 を、予め定められた一酸化炭素の危険濃度に対応し
た警報レベルVrと比較するようになっているので、一
酸化炭素濃度を高精度に監視することができる。
【0031】勿論、経年変化等により、一酸化炭素を検
知していない状態でのCO検知器1の接触式検知素子1
aの抵抗値が変化してしまい、その後は、このような検
知素子1aの抵抗値が一酸化炭素濃度に応じて確実に変
化するような場合でも、上記給湯器本体3のコンセント
を定期的に抜き差しして、その電源を定期的にON状態
とすることで、上記した一酸化炭素を検知していない状
態での検知素子1aの経年変化を含んだ状態で新たな0
点基準値V0 が設定されるようになり、上記した検知素
子1aの経年変化に影響を受けることなく、一酸化炭素
濃度を高精度に監視することができる。
【0032】また、給湯器本体3の長期放置時に検知素
子1aに油煙等が付着したり、或いは、給湯器本体3の
使用中に検知素子1aに硫化物が一時的な付着した場
合、CO検知器1の感度が低下したり0点基準値が狂っ
てしまい、誤差を含んだ検知出力Vsが出力される。こ
のような場合でも、0点基準値V0 と検知出力Vsとの
差Vs−V0 が例えば0.5Vの所定値以上のときには、
高温のヒートアップによって付着油煙や硫化物が除去さ
れるようになって、COの検知感度が保持されると共
に、警報を発生するための0点基準値V0 が回復される
ので、一酸化炭素濃度を高精度に監視することができ、
ガス燃焼装置の安全性及び信頼性を格段に向上させるこ
とができる。
【0033】以上概略説明した可燃ガス検知装置の動作
の詳細を、給湯器制御回路12を構成するCPUが予め
定めたプログラムに従って行う処理を示す図8及び図9
のフローチャートを参照して以下説明する。
【0034】給湯器制御回路12を構成するCPUは、
AC100V電源にコンセントを差し込んで給湯器本体
3の電源がON状態にされると動作を開始し、その最初
のステップS1においてCO検知器駆動回路11に第1
の制御信号を出力する。この第1の制御信号の入力によ
り、CO検知器駆動回路11はCO検知器1に動作電源
を供給して検知素子1aを例えば約200℃の検知温度
に加熱するための加熱電流を流す。続いてステップS2
に進み、ここで所定時間を設定したタイマをスタートさ
せる。このタイマはメモリ12a内の所定エリアを使用
して構成され、所定エリアに単位時間毎にインクリメン
トされるデータが書き込まれる。
【0035】その後ステップS3に進んでデータが所定
値になったかどうかによりタイマ時間が経過したか否か
を判定し、この判定がYESになると、CO検知器1の
ブリッジ回路が安定したと判断して、次のステップS4
において検知出力Vsを読み込む。続いてステップS5
に進み、ここでステップS4において読み込んだ検知出
力Vsを、給湯器制御回路12中のメモリ12aの所定
エリアに記憶することにより、警報を発生するための0
点基準値V0 を設定する。0点基準値V0 の設定が終了
したらステップS6に進んでCO検知器駆動回路11に
第2の制御信号を出力する。この第2の制御信号の入力
により、CO検知器駆動回路11はCO検知器1に対す
る動作電源の供給を停止する。以上により、バーナ5が
燃焼状態になく、一酸化炭素が発生していない状態で0
点基準値の設定が行われるようになっている。
【0036】その後ステップS7に進み、ここでフロー
センサ13からの信号により、使用者が給湯器本体3の
図示しない水栓を開けて水が流れたか否かを判定し、こ
のステップS7の判定がYESのとき、すなわち、水が
流れているときには、ステップS8に進んでCO検知器
駆動回路11に第3の制御信号を出力する。この制御信
号の印加によって、CO検知器駆動回路11は検知素子
1aを例えば約350〜400℃の第1の温度に所定時
間ヒートアップするヒートアップ電流を流した後、上記
検知温度約200度℃に加熱し続ける加熱電流を流す。
次のステップS9においてバーナ5を着火させ、更にそ
の次のステップS1においてファン4を回転させる。以
上により、ファン4からの空気とガス供給管からのガス
とがバーナ5で燃焼するようになり、このバーナ5の上
方に配設された熱交換器6において、給水管から送られ
る水が所定温度の湯に沸き上げられようになっている。
【0037】次にステップS11に進み、ここでフロー
センサ13からの信号により、使用者が給湯器本体3の
水栓を閉めて水が止められたか否かを判定し、この判定
がYESのとき、すなわち、水が止まっているときに
は、次のステップS12においてバーナ5を消火させ、
更にその次のステップS13においてファン4を停止さ
せる。その後ステップS14に進み、ここでCO検知器
1の検知出力Vsを読み込む。その後ステップS15に
進み、ここでCO検知器駆動回路11に第2の制御信号
を出力して、CO検知器駆動回路11によるCO検知器
1への電源供給を停止させ、検知素子1aを約200度
℃の検知温度に加熱している動作を停止させる。次のス
テップS16においてこの読み込んだ検知出力Vsと上
記ステップS5において設定した0点基準値V0 との差
を算出する。
【0038】続いてステップS17に進み、ここで上記
ステップS16で算出した差Vs−V0 が、予め定めら
れメモリ12aの所定エリアに格納された例えば0.5V
の所定値以上であるか否かを判定する。このステップS
17の判定がYESのとき、すなわち、Vs−V0 >0.
5であるときにはステップS18に進んでCO検知器駆
動回路11に第4の制御信号を出力して、CO検知器駆
動回路11によりCO検知器1の検知素子1aに120
mAの加熱電流を3分間流させ検知素子1aを550℃
に加熱する。このことによって、感度を低下させると共
に0点基準値V 0 を変化させている付着物の除去が行わ
れる。また、ステップS17の判定がΝOのとき、すな
わち、Vs−V0 >0.5でないときには、感度を低下さ
せると共に0点基準値V0 を変化さる付着物の除去がま
だ必要ないと判断して上記ステップS7に戻る。
【0039】また、上記ステップS11の判定がΝO
で、フローセンサ13からの信号により、使用者が水栓
を閉めていないと判断したときには、ステップS20に
進んでCO検知器1からの検知出力Vsにより一酸化炭
素濃度を監視して、所定濃度以上の異常状態時に警報を
発すると共に、ガス供給管に設けられた電磁弁18を遮
断してバーナ5を消火する警報処理を行う。
【0040】すなわち、ステップS20の警報処理にお
いては、図9のフローチャートに示すように、その最初
のステップS20aにおいてCO検知器1からの検知出
力Vsを読み込み、次のステップS20bにおいてこの
読み込んだセンサ出力Vsと上記ステップS5において
設定した0点基準値V0 との差Vs−V0 を算出する。
その後ステップS20cに進んでステップS20bで算
出した差Vs−V0 が、予め定められ、例えば給湯器制
御回路12中のメモリ12aの所定エリアに格納されて
いる警報レベルVrよりも大きいか否かを判定する。こ
の判定の結果がYESのとき、すなわち、差Vs−V0
の方が大きいときには、ステップS20dに進んで警報
ブザー15を作動させ、その後のステップS20eにお
いてガス供給管に設けた電磁弁18を遮断してバーナ5
を消火させる。
【0041】その後ステップS20fに進んで警報解除
用のリセットスイッチ14が操作されたか否かを判定
し、この判定がYESのときには、ステップS20gに
進んで警報ブザー15の作動を停止してから上記ステッ
プS7に戻る。また、ステップS20fの判定がΝOで
リセットスイッチ14が操作されていないときには、ス
テップS20dに戻ってステップS20gの判定がYE
SとなるまでステップS20d〜S20fが繰り返され
るので、警報ブザー15が作動し続けるようになってい
る。また、上記ステップS20cの判定がΝOのとき、
すなわち、差Vs−V0 の方が警報レベルVrより小さ
いときには上記ステップS11に戻り、バーナ5の燃焼
が維持されるようになっている。
【0042】本実施の形態においては、バーナ5が燃焼
すると、その燃焼ガスが給湯器本体3に配設されたCO
検知器1の検知素子1aと触れるようになり、これによ
り、排気中の一酸化炭素濃度が監視されるようになって
いる。
【0043】図8のフローチャートを参照して行った説
明から明らかなように、給湯器制御回路12を構成する
CPUは、ステップS1の処理により、CO検知器駆動
回路11を制御して、ガス燃焼装置が燃焼状態になる毎
に検知素子1aを検知温度よりも高い第1の温度に一定
時間ヒートアップさせ、該一定時間のヒートアップ後、
ガス燃焼装置が燃焼状態にある間検知素子を検知温度に
加熱させ続ける駆動制御手段12bとして働く。また、
CPUは、ステップS4及びS5の処理により、検知素
子1aが検知温度に加熱された状態にありかつガス燃焼
装置が燃焼状態にないときのCO検知器1の検知出力を
警報を発生するための0点基準値としてメモリ12aに
記憶させて0点基準値を設定する設定手段12cとして
も働く。更に、CPUは、ステップS20の処理によ
り、メモリ12aに記憶した0点基準値を基準としてガ
ス燃焼装置が燃焼状態にあるときのCO検知器1の検知
出力を監視し、この検知出力がCOガスの所定濃度に対
する予め定められた値以上となったことを判定して警報
を発生させる判定手段12dとして働く。
【0044】そして、給湯器制御回路12を構成するC
PUは、ステップS17の処理により、ガス燃焼装置が
燃焼状態から非燃焼状態になる毎にCO検知器1の検知
出力と0点基準値との差が所定値以上となったことを検
出する0点ドリフト検出手段12eとして働き、駆動制
御手段として働くCPUは、0点ドリフト検出手段によ
る検出に応じてCO検知器駆動回路11を制御し、第1
の温度よりも高く、油煙や硫化物などの高温で分解する
付着物を除去するに十分高い第2の温度に検知素子1a
を所定時間ヒートアップさせる。
【0045】図8の実施の形態では、CO検知器駆動回
路11により、CO検知器1の検知素子1aに120m
Aの加熱電流を3分間流させ検知素子1aを550℃に
加熱する条件として、ステップS17においてVs−V
0 >0.5Vであることを判定しているが、このような条
件を満たす状態は、検知素子1aへの油煙や硫化物の付
着によらず、CO検知器1内の調整用可変抵抗器などが
長期間の振動や衝撃によって0点基準値がズレたときに
も発生する。このようなことが発生した場合には、ステ
ップS18において高温ヒートアップを行って感度低下
を解消しても0点基準値の補正は行われないので、給湯
器の点火−消火毎にステップS18による高温ヒートア
ップが行われるようになり、高温ヒートアップ回数をで
きるだけ少なくするという効果が薄れる可能性がある。
【0046】図10は図8の実施の形態の一部分の変形
を示すフローチャートであり、ステップS17とS18
との間にフラグFが1であるか否かを判定するステップ
S21を挿入すると共に、ステップS18の後にフラグ
Fを1にセットするステップS22を挿入している。こ
のことによって、ステップS21の判定がΝOのときに
ステップS18に進み、このステップS21の判定がY
ESのときには、一度ステップS18において高温ヒー
トアップが行われているにもかかかわらず、ステップS
17の判定が依然YESとなっている原因が感度低下に
あるのでなく、0点基準値のズレにあると判断し、0点
基準値を新しいものに代えるため上記ステップS1に戻
るようにしている。そして、ステップS17の判定がΝ
OのなったときにはステップS23においてフラグFを
0にしてから上記ステップS7に戻るようにしている。
この一部分の変更によって、CO検知器1内の調整用可
変抵抗器などが長期間の振動や衝撃が原因で0点基準値
がズレたときのステップS18における高温ヒートアッ
プを最小回数で終了させることができるようになる。
【0047】図10のフローチャートを参照して行った
説明から明らかなように、給湯器制御回路12を構成す
る設定手段12cとして働くCPUは、ステップS21
〜S23の処理により、検知素子1aの第2の温度の加
熱直後に0点ドリフト検出手段12eによる検出があっ
たとき、その後検知素子1aが検知温度に加熱された状
態にありかつガス燃焼装置が燃焼状態にないときのCO
検知器1の検知出力を新しい0点基準値としてメモリ1
2aに記憶させる。
【0048】図11は第2の実施の形態のフローチャー
トであり、高温ヒートアップをVs−V0 >0.5である
ことを条件により行うのでなく、給湯器の点火−消火の
繰り返し回数が所定値以上となったときに行うようにし
たものである。同図のフローチャートは、図8のフロー
チャート中のステップS5とステップS6との間に、メ
モリ12aの所定エリアに構成したAカウンタの計数値
を0にするステップS25を挿入している。また、図8
のフローチャート中のステップS14に代えてAカウン
タをインクリメントするステップS26を実行し、かつ
図8のフローチャート中のステップS16及びS17に
代えてAカウンタの計数値が5000になったか否かを
判定するステップS27を実行するようにしている。そ
して、Aカウンタの計数値が5000になったときに初
めてステップS18においてCO検知器駆動回路11に
第4の制御信号を出力して、CO検知器駆動回路11に
よりCO検知器1の検知素子1aに120mAの加熱電
流を3分間流させ検知素子1aを550℃に加熱する。
このことによって、感度を低下させると共に0点基準値
0 を変化させている付着物の除去が行われる。また、
ステップS27の判定がΝOのとき、すなわち、Aカウ
ンタの計数値が5000未満のときには、感度を低下さ
せると共に0点基準値V0 を変化さる付着物の除去がま
だ必要ないと判断して上記ステップS7に戻る。
【0049】図11のフローチャートを参照して行った
説明から明らかなように、給湯器制御回路12を構成す
るCPUは、ステップS25〜S17の処理により、ガ
ス燃焼装置が燃焼状態から非燃焼状態になる毎に計数す
る計数手段12fとして働き、かつ給湯器制御回路12
を構成する設定手段12cとして働くCPUは、ステッ
プS18の処理により、計数手段12fによる所定値以
上の計数に応じてCO検知器駆動回路11を制御し、第
1の温度よりも高く、油煙や硫化物などの高温で分解す
る付着物を除去するに十分高い第2の温度に検知素子を
所定時間ヒートアップさせる。
【0050】なお、上述の実施の形態では、上記した新
たな0点基準値V0 の設定を、上記した給湯器本体3へ
の電源投入時に行っているが、これ以外のときに行うよ
うにしてもよく、要するに、検知素子が検知温度に加熱
された状態にありかつバーナが燃焼状態にないときのC
O検知器の検知出力を記憶するようにすればよい。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、0
点基準値を基準としてガス燃焼装置が燃焼状態にあると
きのCO検知器の検知出力を監視し、この検知出力がC
Oガスの所定濃度に対する予め定められた値以上となっ
たことを判定して警報を発生させることができると共
に、ガス燃焼装置が燃焼状態から非燃焼状態になる毎に
CO検知器の検知出力と0点基準値との差が所定値以上
となったことを検出するとこれに応じて第1の温度より
も高く、油煙や硫化物などの高温で分解する付着物を除
去するに十分高い第2の温度に検知素子を所定時間ヒー
トアップさせるので、検知素子を検知温度よりも高い第
1の温度に一定時間ヒートアップさせても所定値以上の
0点ドリフトが発生したときは、この第1の温度よりも
高い第2の温度のヒートアップによって、0点ドリフト
の原因となる油煙や硫化物などの高温で分解する付着物
が除去されるようになり、感度の回復と0点ドリフトの
解消が行われ、感度低下や0点基準値の変動を生じさせ
る高温度で分解する吸着物質を、感知素子の寿命に悪影
響を与えたり、過渡応答による不安定さを発生すること
を極力抑えつつ除去できるようにして、COガス濃度を
高精度に監視することのできる安全性、信頼性の極めて
高いガス燃焼装置用COガス検知装置が得られる。
【0052】また、検知素子を第2の温度に加熱して0
点ドリフトの原因となる油煙や硫化物などの高温で分解
する付着物が除去されても、依然0点ドリフトがあると
きには、検知素子が検知温度に加熱された状態にありか
つガス燃焼装置が燃焼状態にないときのCO検知器の検
知出力を新しい0点基準値として記憶しているので、付
着物以外の0点ドリフトの原因も除くことができ、より
一層安全性、信頼性の高いガス燃焼装置用COガス検知
装置が得られる。
【0053】更に、ガス燃焼装置が燃焼状態になる回数
が所定値以上になったとき、油煙や硫化物などの高温で
分解する付着物が付着して0点ドリフトが発生している
と想定し、第1の温度よりも高い第2の温度のヒートア
ップによって、0点ドリフトの原因となる油煙や硫化物
などの高温で分解する付着物が除去されるようになり、
感度の回復と0点ドリフトの解消が行われるので、感度
低下や0点基準値の変動を生じさせる高温度で分解する
吸着物質を、感知素子の寿命に悪影響を与えたり、過渡
応答による不安定さを発生することを極力抑えつつ除去
できるようにして、COガス濃度を高精度に監視するこ
とのできる安全性、信頼性の極めて高いガス燃焼装置用
COガス検知装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるガス燃焼装置用COガス検知装置
の基本構成を示すブロック図である。
【図2】本発明によるガス燃焼装置用CO検知装置を有
する給湯器の概略構成図である。
【図3】上記給湯器に設けられた本発明によるガス燃焼
装置用CO検知装置の構成を示すブロック図である。
【図4】CO検知器のSO2 試験例を示すグラフであ
る。
【図5】SO2 試験したCO検知器の0点ドリフト幅と
感度変化率の関係を示すグラフである
【図6】SO2 試験したCO検知器についての本発明に
よる効果を従来のヒートアップの場合と対比して示すグ
ラフである。
【図7】ガス燃焼装置の燃焼開始毎に通常行うCO検知
器のヒートアップの波形を示す波形図である。
【図8】図3中の給湯器制御回路を構成するCPUが行
う処理の一実施の形態を示すフローチャートである。
【図9】図8のフローチャート中の一部分の詳細を示す
フローチャートである。
【図10】図8のフローチャート中の一部分の変形を示
す図である。
【図11】図3中の給湯器制御回路を構成するCPUが
行う処理の他の実施の形態を示すフローチャートであ
る。
【図12】一般的なCO検知器の概略構成図である。
【符号の説明】
1 CO検知器 1a 検知素子 11 CO検知器駆動手段(CO検知器駆動回
路) 12a 記憶手段(メモリ) 12b 駆動制御手段(CPU) 12c 設定手段(CPU) 12d 判定手段(CPU) 12e 0点ドリフト検出手段(CPU) 12f 計数手段(CPU)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 301066992 株式会社ハーマンプロ 大阪府大阪市此花区春日出南三丁目2番 10号 (74)上記1名の代理人 100107308 弁理士 北村 修一郎 (72)発明者 荻野 薫 静岡県天竜市二俣町南鹿島23 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 矢崎計器 株式会社内 (72)発明者 二田 穂積 静岡県天竜市二俣町南鹿島23 矢崎計器 株式会社内 (72)発明者 毛笠 明志 大阪府大阪市中央区平野町4丁目1番2 号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 守家 浩二 大阪府大阪市中央区平野町4丁目1番2 号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 石川 善克 大阪府東大阪市岩田町6丁目2番35号 株式会社ハーマン内 (56)参考文献 特開 平3−123844(JP,A) 特開 昭58−92846(JP,A) 特開 平7−158850(JP,A) 実開 平5−90148(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/00 - 27/24

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス燃焼装置が燃焼状態にあるとき検知
    温度に加熱され、前記ガス燃焼装置から排出される排気
    中に含まれるCOガスを検知する接触燃焼式の検知素子
    を有するCO検知器と、該CO検知器を駆動するCO検
    知器駆動手段と、該CO検知器駆動手段を制御して、前
    記ガス燃焼装置が燃焼状態になる毎に前記検知素子を前
    記検知温度よりも高い第1の温度に一定時間ヒートアッ
    プさせ、該一定時間のヒートアップ後、前記ガス燃焼装
    置が燃焼状態にある間前記検知素子を前記検知温度に加
    熱させ続ける駆動制御手段と、警報を発生するための0
    点基準値を記憶する記憶手段と、前記検知素子が前記検
    知温度に加熱された状態にありかつ前記ガス燃焼装置が
    燃焼状態にないときの前記CO検知器の検知出力を前記
    0点基準値として前記記憶手段に記憶させ0点基準値を
    設定する設定手段と、前記記憶手段に記憶した0点基準
    値を基準として前記ガス燃焼装置が燃焼状態にあるとき
    の前記CO検知器の検知出力を監視し、この検知出力が
    COガスの所定濃度に対する予め定められた値以上とな
    ったことを判定する判定手段とを備えるガス燃焼装置用
    COガス検知装置において、 前記ガス燃焼装置が燃焼状態から非燃焼状態になる毎に
    前記CO検知器の検知出力と前記0点基準値との差が所
    定値以上となったことを検出する0点ドリフト検出手段
    を備え、 前記駆動制御手段が、前記0点ドリフト検出手段による
    検出に応じて前記CO検知器駆動手段を制御し、前記第
    1の温度よりも高く、油煙や硫化物などの高温で分解す
    る付着物を除去するに十分高い第2の温度に前記検知素
    子を所定時間ヒートアップさせることを特徴とするガス
    燃焼装置用COガス検知装置。
  2. 【請求項2】 前記設定手段は、前記検知素子の前記第
    2の温度の加熱直後に前記0点ドリフト検出手段による
    検出があったとき、その後前記検知素子が前記検知温度
    に加熱された状態にありかつ前記ガス燃焼装置が燃焼状
    態にないときの前記CO検知器の検知出力を新しい0点
    基準値として前記記憶手段に記憶させることを特徴とす
    る請求項1記載のガス燃焼装置用COガス検知装置。
  3. 【請求項3】 ガス燃焼装置が燃焼状態にあるとき検知
    温度に加熱され、前記ガス燃焼装置から排出される排気
    中に含まれるCOガスを検知する接触燃焼式の検知素子
    を有するCO検知器と、該CO検知器を駆動するCO検
    知器駆動手段と、該CO検知器駆動手段を制御して、前
    記ガス燃焼装置が燃焼状態になる毎に前記検知素子を前
    記検知温度よりも高い第1の温度に一定時間ヒートアッ
    プさせ、該一定時間のヒートアップ後、前記ガス燃焼装
    置が燃焼状態にある間前記検知素子を前記検知温度に加
    熱させ続ける駆動制御手段と、警報を発生するための0
    点基準値を記憶する記憶手段と、前記検知素子が前記検
    知温度に加熱された状態にありかつ前記ガス燃焼装置が
    燃焼状態にないときの前記CO検知器の検知出力を前記
    0点基準値として前記記憶手段に記憶させ0点基準値を
    設定する設定手段と、前記記憶手段に記憶した0点基準
    値を基準として前記ガス燃焼装置が燃焼状態にあるとき
    の前記CO検知器の検知出力を監視し、この検知出力が
    COガスの所定濃度に対する予め定められた値以上とな
    ったことを判定する判定手段とを備えるガス燃焼装置用
    COガス検知装置において、 前記ガス燃焼装置が燃焼状態から非燃焼状態になる毎に
    計数する計数手段を備え、 前記駆動制御手段が、前記計数手段による所定値以上の
    計数に応じて前記CO検知器駆動手段を制御し、前記第
    1の温度よりも高く、油煙や硫化物などの高温で分解す
    る付着物を除去するに十分高い第2の温度に前記検知素
    子を所定時間ヒートアップさせることを特徴とするガス
    燃焼装置用COガス検知装置。
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