JP3563164B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、COセンサを備えた燃焼装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ガスや石油を燃料とする給湯器、風呂釜、暖房機等の燃焼装置の排気トップ(燃焼室の排気側)には、燃焼室から出る排気ガス(燃焼排気ガス)中のCO濃度(COガス濃度)を検出するガス検出センサの一種であるCOセンサが設けられており、COセンサにより排気ガス中のCO濃度を検出して、CO検出濃度が所定の基準濃度を越えたときに警報を発したり、燃料供給遮断等の安全動作が行われるようになっている。
【0003】
この種のCOセンサの一例が図11および図12に示されている。これらの図において、センサ基台1の上面(表面側)には3対の端子ピン2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4と、COガスに感応する検出素子5と、温度検出素子12が設けられてCO検出機構部3が形成され、比較素子4と検出素子5は仕切り板6によって仕切られている。なお、比較素子4と検出素子5は図14に示すように、抵抗ブリッジ回路に組み込まれている。
【0004】
検出素子5は、図13に示すように、抵抗線として機能する白金線の中央部にコイル形状部分13を形成し、このコイル形状部分13を、例えば白金、パラジウム、ロジウム等の適宜の触媒を含有させたセラミック材料で覆ってボール状(球状)に形成したものであり、比較素子4は、同様に、白金線の中央部に形成したコイル形状部分13を触媒を含有しないセラミック材料により覆ってボール状に形成したものである。
【0005】
これら比較素子4と検出素子5の周りは、上下両端側が開口された筒状のグラスウール7に覆われ、さらに、その外側は、金属カバー21により覆われている。この金属カバー21の周壁内面には羽根状の板20が切り起こしにより形成されており、切り起こし開口11から排気ガスが内部に入り込むように形成されている。
【0006】
センサ基台1の裏面側には端子ピンの結線パターンが形成された基板が設けられ、この基板の導体結線パターンには燃焼装置のCO安全動作を行う回路等にセンサ信号を出力するためのリード線が接続されるが、これら基板の図示は省略されている。
【0007】
この種のCOセンサの使用時においては、比較素子4および検出素子5はリード線、端子ピン2を介しての通電により約200℃に加熱されており、この状態で検出素子5にCOガスが接触すると、触媒による接触燃焼反応が生じ、この反応により検出素子5の温度が上昇して電気抵抗が大きくなり、接触燃焼反応を起こさない比較素子4との抵抗バランスが崩れ、この抵抗バランスの崩れに応じてCOセンサの抵抗ブリッジ回路から取り出される電圧の変化が生じ、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12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正が行われる。
【0008】
図15は燃焼装置として一般的に知られている給湯器の排気側にCOセンサ9を設置したセンサ使用例を示したものである。COセンサ9は排気トップ8の隅部に形成された排気ガスの流速減速室17内に設置される。この種の給湯器には燃焼制御装置33が設けられており、この燃焼制御装置33の制御により、燃焼室29内のノズルホルダ24にガス管25から燃料ガスが供給され、一方、燃焼ファン23の回転により、空気が図の矢印Bに示すように吸気部30から装置内に入って図示されていないバーナ側に空気が送り込まれ、この空気と前記燃料ガスとによりバーナの燃焼が行われ、給水管26から熱交換器22に供給される水が熱交換器22を通ってバーナ燃焼により加熱され、湯となって、給湯管28から台所等の所望の場所に供給されるようになっている。そして、このような燃焼動作により発生した燃焼排気ガスが前記のように排気トップ8に流れ、排気ガス中のCO濃度がCOセンサ9によって検出される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、燃焼運転中は排気ガスのCO濃度が継続的に検出され、COに対する安全が図られるが、燃焼運転中に、突風が排気ガスの出口に逆風となって吹き付けると、燃焼ファン23からバーナに供給される風量が低下し、一時的に排気ガス中のCO濃度が増加する。このことにより、給湯器の燃焼系の機構に異常がないにもかかわらず、突風によってCO濃度が一時的に増加して基準濃度を越える毎に、COの安全動作が働いて燃料供給遮断が行われ、バーナ燃焼が停止してしまうという不都合が起こることとなり、給湯器使用の使い勝手(利便性)が悪いものとなる。
【0010】
突風によるCO濃度の増大は継続的に続くものではなく、突風が止むと、燃焼ファン23から正常な風量が供給され、COが殆ど発生しないクリーンな燃焼に回復する。したがって、突風によるCO濃度の一時的な増加があっても、COに対する安全性に対しては殆ど問題がなく、燃焼運転をそのまま継続させて利便性を優先させることが望ましい。
【0011】
しかしながら、器具自身は、CO濃度の増大が突風によるものなのか、燃焼機構の異常によるものかの区別ができず、CO濃度が基準濃度を越えたときには一律的に燃焼運転を停止してCO安全動作を行わざるを得なかった。
【0012】
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、CO濃度が増大したときに、突風によるものなのか否かを判断するためのCO濃度測定場近傍の風速情報を得ることができる燃焼装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、次のように構成されている。すなわち、第1の発明は、燃焼を行なうバーナと、このバーナへ燃焼の空気を送る燃焼ファンと、排気径路に設けられて排気ガス中のCO濃度を検出素子と比較素子を有して構成されるCO検出機構部で検出するCOセンサと、このCOセンサのCO検出濃度が予め与えた基準濃度を越えたときにCO安全動作を行なう手段とを備えた燃焼装置において、前記COセンサには排気ガスの主流の流速を検出する熱線式の風速検出素子が前記CO検出機構部よりも排気ガスの流れの下流側位置に設けられ、この風速検出素子により検出される流速の減少変化に基いて排気ガスの出口に突風による逆風の吹き付けの発生を検出し、この突風による逆風の吹き付けが検出されたときに前記COセンサのCO検出濃度が前記基準濃度を越えてもCO安全動作を保留する構成としたことを特徴として構成されている。
【0014】
また、第2の発明は、前記第1の発明の構成において、燃焼ファンからバーナに供給される風量が目標風量となるように燃焼ファンの回転制御を行なう風量制御方式が採用されており、前記燃焼ファンからバーナに供給される風量はCOセンサに設けられた風速検出素子によって検出され、該風速検出素子は燃焼ファンからバーナに供給される風量の検出と、排気ガスの出口への突風による逆風の吹き付け発生の検出との兼用の検出素子として機能していることを特徴として構成されている。
【0015】
さらに第3の発明は、燃焼を行なうバーナと、このバーナへ燃焼の空気を送る燃焼ファンと、排気径路に設けられて排気ガス中のCO濃度を検出するCOセンサと、このCOセンサのCO検出濃度が予め与えた基準濃度を越えたときにCO安全動作を行なう手段とを備えた燃焼装置において、前記COセンサには排気ガスの主流の流速を検出する熱線式の風速検出素子が設けられ、この風速検出素子により検出される流速の減少変化に基いて排気ガスの出口に突風による逆風の吹き付けの発生を検出し、この突風による逆風の吹き付けが検出されたときに前記COセンサのCO検出濃度が前記基準濃度を越えてもCO安全動作を保留する構成と成し、前記COセンサは、センサ基台にCOガスの濃度を検出するCO検出機構部が形成され、このCO検出機構部がガス導入部をもつカバーによって覆われている構成と成し、前記カバー内部には、外部の排気ガスを減速して導入する減速導入室と、この減速導入室に導入されたガスを拡散する拡散室とが形成され、拡散室内にCO検出機構部が設けられ、減速導入室内に熱線式の風速検出素子が設けられていることを特徴として構成されている。さらに、第4の発明は、燃焼を行なうバーナと、このバーナへ燃焼の空気を送る燃焼ファンと、排気径路に設けられて排気ガス中のCO濃度を検出するCOセンサと、このCOセンサのCO検出濃度が予め与えた基準濃度を越えたときにCO安全動作を行なう手段とを備えた燃焼装置において、前記COセンサには排気ガスの主流の流速を検出する熱線式の風速検出素子が設けられ、この風速検出素子により検出される流速の減少変化に基いて排気ガスの出口に突風による逆風の吹き付けの発生を検出し、この突風による逆風の吹き付けが検出されたときに前記COセンサのCO検出濃度が前記基準濃度を越えてもCO安全動作を保留する構成と成し、また、前記燃焼ファンからバーナに供給される風量が目標風量となるように燃焼ファンの回転制御を行なう風量制御方式が採用されており、前記燃焼ファンからバーナに供給される風量はCOセンサに設けられた風速検出素子によって検出され、該風速検出素子は燃焼ファンからバーナに供給される風量の検出と、排気ガスの出口への突風による逆風の吹き付け発生の検出との兼用の検出素子として機能しており、前記COセンサは、センサ基台にCOガスの濃度を検出するCO検出機構部が形成され、このCO検出機構部がガス導入部をもつカバーによって覆われている構成と成し、前記カバー内部には、外部の排気ガスを減速して導入する減速導入室と、この減速導入室に導入されたガスを拡散する拡散室とが形成され、拡散室内にCO検出機構部が設けられ、減速導入室内に熱線式の風速検出素子が設けられている構成としたことを特徴として構成されている。
【0016】
さらに第5の発明は、前記第3又は第4の発明の構成のもとで、カバーに設けられるガス導入部は、外部の排気ガスの流れの上流側となる位置に設けられる入口オリフィス孔と、下流側となる位置に設けられる出口オリフィス孔とによって構成され、この入口と出口のオリフィス孔の開口の大きさは前記カバーの外側の排気ガスの流速UOUTと入口から出口のオリフィス孔を通るカバー内部の流れの流速UINとの比UOUT:UINが(10〜20):1となるように設定されていることを特徴として構成されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃焼装置が装備するCOセンサの第1の実施形態例の構成説明図である。
【図2】本発明の燃焼装置が装備するCOセンサの第2の実施形態例の構成説明図である。
【図3】発明の燃焼装置が装備するCOセンサの第3の実施形態例を示す構成説明図である。
【図4】同実施形態例における区画壁40の各種構成例の説明図である。
【図5】本発明の燃焼装置が装備するCOセンサの第4の実施形態例を示す構成説明図である。
【図6】本発明の燃焼装置が装備するCOセンサの第5の実施形態例を示す構成説明図である。
【図7】本発明の燃焼装置が装備するCOセンサの第6の実施形態例を示す構成説明図である。
【図8】本発明の燃焼装置が装備するCOセンサの第7の実施形態例を示す構成説明図である。
【図9】本発明の燃焼装置が装備するCOセンサの第8の実施形態例を示す構成説明図である。
【図10】COセンサを構成するカバーの他の構成例を示す説明図である。
【図11】従来のCOセンサの構成説明図である。
【図12】図11に示したCOセンサの分解斜視図である。
【図13】比較素子および検出素子の構成説明図である。
【図14】COセンサの一般的な回路図である。
【図15】COセンサを装備した給湯器の説明図である。
【図16】COセンサの給湯器への他の取り付け例を示す説明図である。
【符号の説明】
3 CO検出機構部
12 温度検出素子
35,35a,35b カバー
36 入口オリフィス孔
37 出口オリフィス孔
38 減速導入室
41 拡散室
50 風速検出素子
51 遮熱壁
Claims (5)
- 燃焼を行なうバーナと、このバーナへ燃焼の空気を送る燃焼ファンと、排気径路に設けられて排気ガス中のCO濃度を検出素子と比較素子を有して構成されるCO検出機構部で検出するCOセンサと、このCOセンサのCO検出濃度が予め与えた基準濃度を越えたときにCO安全動作を行なう手段とを備えた燃焼装置において、前記COセンサには排気ガスの主流の流速を検出する熱線式の風速検出素子が前記CO検出機構部よりも排気ガスの流れの下流側位置に設けられ、この風速検出素子により検出される流速の減少変化に基いて排気ガスの出口に突風による逆風の吹き付けの発生を検出し、この突風による逆風の吹き付けが検出されたときに前記COセンサのCO検出濃度が前記基準濃度を越えてもCO安全動作を保留する構成としたことを特徴とする燃焼装置。
- 燃焼ファンからバーナに供給される風量が目標風量となるように燃焼ファンの回転制御を行なう風量制御方式が採用されており、前記燃焼ファンからバーナに供給される風量はCOセンサに設けられた風速検出素子によって検出され、該風速検出素子は燃焼ファンからバーナに供給される風量の検出と、排気ガスの出口への突風による逆風の吹き付け発生の検出との兼用の検出素子として機能していることを特徴とする請求項1記載の燃焼装置。
- 燃焼を行なうバーナと、このバーナへ燃焼の空気を送る燃焼ファンと、排気径路に設けられて排気ガス中のCO濃度を検出するCOセンサと、このCOセンサのCO検出濃度が予め与えた基準濃度を越えたときにCO安全動作を行なう手段とを備えた燃焼装置において、前記COセンサには排気ガスの主流の流速を検出する熱線式の風速検出素子が設けられ、この風速検出素子により検出される流速の減少変化に基いて排気ガスの出口に突風による逆風の吹き付けの発生を検出し、この突風による逆風の吹き付けが検出されたときに前記COセンサのCO検出濃度が前記基準濃度を越えてもCO安全動作を保留する構成と成し、前記COセンサは、センサ基台にCOガスの濃度を検出するCO検出機構部が形成され、このCO検出機構部がガス導入部をもつカバーによって覆われている構成と成し、前記カバー内部には、外部の排気ガスを減速して導入する減速導入室と、この減速導入室に導入されたガスを拡散する拡散室とが形成され、拡散室内にCO検出機構部が設けられ、減速導入室内に熱線式の風速検出素子が設けられている燃焼装置。
- 燃焼を行なうバーナと、このバーナへ燃焼の空気を送る燃焼ファンと、排気径路に設けられて排気ガス中のCO濃度を検出するCOセンサと、このCOセンサのCO検出濃度が予め与えた基準濃度を越えたときにCO安全動作を行なう手段とを備えた燃焼装置において、前記COセンサには排気ガスの主流の流速を検出する熱線式の風速検出素子が設けられ、この風速検出素子により検出される流速の減少変化に基いて排気ガスの出口に突風による逆風の吹き付けの発生を検出し、この突風による逆風の吹き付けが検出されたときに前記COセンサのCO検出濃度が前記基準濃度を越えてもCO安全動作を保留する構成と成し、また、前記燃焼ファンからバーナに供給される風量が目標風量となるように燃焼ファンの回転制御を行なう風量制御方式が採用されており、前記燃焼ファンからバーナに供給される風量はCOセンサに設けられた風速検出素子によって検出され、該風速検出素子は燃焼ファンからバーナに供給される風量の検出と、排気ガスの出口への突風による逆風の吹き付け発生の検出との兼用の検出素子として機能しており、前記COセンサは、センサ基台にCOガスの濃度を検出するCO検出機構部が形成され、このCO検出機構部がガス導入部をもつカバーによって覆われている構成と成し、前記カバー内部には、外部の排気ガスを減速して導入する減速導入室と、この減速導入室に導入されたガスを拡散する拡散室とが形成され、拡散室内にCO検出機構部が設けられ、減速導入室内に熱線式の風速検出素子が設けられている燃焼装置。
- カバーに設けられるガス導入部は、外部の排気ガスの流れの上流側となる位置に設けられる入口オリフィス孔と、下流側となる位置に設けられる出口オリフィス孔とによって構成され、この入口と出口のオリフィス孔の開口の大きさは前記カバーの外側の排気ガスの流速UOUTと入口から出口のオリフィス孔を通るカバー内部の流れの流速UINとの比UOUT:UINが(10〜20):1となるように設定されていることを特徴とする請求項3又は請求項4記載の燃焼装置。
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