JP3715205B2

JP3715205B2 - Gas combustor monitoring device

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Publication number: JP3715205B2
Application number: JP2001014548A
Authority: JP
Inventors: 計望月; 裕正高島; 泉勝部
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2021-01-23
Also published as: JP2002221320A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯器等のガス燃焼器の不完全燃焼等を監視するガス燃焼器監視装置に関し、特に、燃焼信号を出力しないガス燃焼器の監視をするガス燃焼器監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
給湯器等のガス燃焼器の監視制御をするため、ガス排気中のＣＯ濃度を検出する検出素子として接触燃焼式センサを用いたガス燃焼器監視装置がある。この種の接触燃焼式センサは、細い白金コイルの上にＡｌ₂Ｏ₃を塗布し、更に乾燥及び焼成がおこなわれて形成されている。そして、このセンサは不完全燃焼ガスが存在すると、その中に含まれるＣＯ、Ｈ₂と触媒との反応熱で白金線コイルの抵抗値が上昇する現象を利用して、不完全燃焼ガスの検知を行う。そして不完全燃焼ガスを検知すると、この監視装置は不完全燃焼ガスを排気しているガス燃焼器の遮断制御等の異常処理を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ガス燃焼器の中には、この燃焼器が燃焼中であるか否かを示す燃焼信号を外部に出力する機能を特別に備えていないものが多く存在し、このようなガス燃焼器に対しては、ガス燃焼器監視装置側ではガス機器が燃焼状態であるかどうかを検知することができなかった。したがって、この種のガス燃焼器を監視するためには、ガス燃焼器監視装置側では、燃焼状態であるなしに関わらず、常にＣＯセンサに監視レベルの電流を流しっぱなしにしておく必要があった。このためＣＯセンサは常時加熱された状態にあり、寿命が非常に短くなってしまうという問題があった。また、常時、監視レベルの電流を流しておく必要があるので、電力消費も多くなってしまうという問題もあった。
【０００４】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、上記燃焼信号を外部に出力しないガス燃焼器に対しても、燃焼状態であるかどうかを確実に検出することができるようにして、ＣＯセンサに対して不要な電流供給を抑制することによってＣＯセンサの長寿命化及び低消費電力化を促進したガス燃焼器監視装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載のガス燃焼器監視装置は、図１（Ａ）の基本構成図に示すように、燃焼状態であることを示す燃焼信号を外部に出力する機能を持たないガス燃焼器８から排出される排気中のＣＯ濃度を接触燃焼式ＣＯセンサ２１にて検出し、前記ＣＯ濃度を示すＣＯ濃度情報信号に基づいて前記ガス燃焼器８の監視制御を行うガス燃焼器監視装置であって、前記ＣＯセンサ２１に定常的に待機電流を供給する待機電流供給手段１０１と、前記ＣＯセンサ２１の雰囲気温度の変化に対する前記ＣＯセンサ２１の両端電圧の変化に基づいて、前記ガス燃焼器８が燃焼状態であるかどうかを判定する燃焼状態判定手段１０２と、前記燃焼状態判定手段１０２にて燃焼状態であると判定された際には、前記ＣＯセンサ２１をＣＯ濃度監視に適した温度に維持するための駆動電流を前記ＣＯセンサ２１に供給するセンサ電源制御手段１０３とを有することを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、待機電流供給手段１０１はＣＯセンサ２１に定常的に待機電流を供給する。燃焼状態判定手段１０２は、ＣＯセンサ２１の雰囲気温度の変化に対するＣＯセンサ２１の両端電圧の変化に基づいて、ガス燃焼器８が燃焼状態であるかどうかを判定する。センサ電源制御手段１０３は燃焼状態判定手段１０２にて燃焼状態であると判定された際には、ＣＯセンサ２１をＣＯ濃度監視に適した温度に維持するための駆動電流をＣＯセンサ２１に供給する。このように、本来備えるＣＯセンサ２１の両端電圧の変化を利用することにより、燃焼信号を外部に出力する機能を持たないガス燃焼器８に対しても、確実に燃焼状態かどうかを判定することができるようになる。
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載のガス燃焼器監視装置は、図１（Ａ）の基本構成図に示すように、請求項１記載のガス燃焼器監視装置において、前記燃焼状態判定手段１０２は、前記ＣＯセンサ２１の両端電圧が、前記ガス燃焼器８が燃焼状態であると判断できる燃焼基準電圧以上であるかどうかを検知することによって、前記ガス燃焼器８が燃焼状態であるかどうかを判定することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、ガス燃焼器８が燃焼状態であるかどうかの判定を、ＣＯセンサ２１の両端電圧と燃焼基準電圧とを比較することにより行うようにしているので、燃焼基準電圧の設定や判定のための制御がよりシンプルで確実になる。この結果、請求項２記載の発明によれば、シンプルで、かつＣＯセンサ２１の長寿命化及び低消費電力化を促進したガス燃焼器監視装置が得られるようになる。
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載のガス燃焼器監視装置は、図１（Ｂ）の基本構成図に示すように、燃焼状態であることを示す燃焼信号を外部に出力する機能を持たないガス燃焼器８から排出される排気中のＣＯ濃度を接触燃焼式ＣＯセンサ２１にて検出し、前記ＣＯ濃度を示すＣＯ濃度情報信号に基づいて前記ガス燃焼器８の監視制御を行うガス燃焼器監視装置であって、前記ＣＯセンサ２１及びこのＣＯセンサ２１の温度補償素子２２を含むセンサ部２と、前記ＣＯセンサ２１及び前記補償素子２２に定常的に待機電流を供給する待機電流供給手段１０４と、前記ＣＯセンサ２１の雰囲気温度の変化に対する前記補償素子２２の両端電圧の変化に基づいて、前記ガス燃焼器８が燃焼状態であるかどうかを判定する燃焼状態判定手段１０５と、前記燃焼状態判定手段１０５にて燃焼状態であると判定された際には、前記ＣＯセンサ２１をＣＯ濃度監視に適した温度に維持するための駆動電流を前記ＣＯセンサ２１に供給するセンサ電源制御手段１０６とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、センサ部２はＣＯセンサ２１及びこのＣＯセンサ２１の温度補償素子２２を含んでいる。待機電流供給手段１０４は、ＣＯセンサ２１及び補償素子２２に定常的に待機電流を供給する。燃焼状態判定手段１０５はＣＯセンサ２１の雰囲気温度の変化に対する補償素子２２の両端電圧の変化に基づいて、ガス燃焼器８が燃焼状態であるかどうかを判定する。センサ電源制御手段１０６は燃焼状態判定手段１０５にて燃焼状態であると判定された際には、ＣＯセンサ２１をＣＯ濃度監視に適した温度に維持するための駆動電流を前記ＣＯセンサ２１に供給する。このように、多くのガス燃焼器監視装置が本来備えている補償素子２２の両端電圧の変化を利用することにより、燃焼信号を外部に出力する機能を持たないガス燃焼器８に対しても、確実に燃焼状態かどうかを判定することができるようになる。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載のガス燃焼器監視装置は、図１（Ｂ）の基本構成図に示すように、請求項３記載のガス燃焼器監視装置において、前記燃焼状態判定手段１０５は、前記補償素子２２の両端電圧の上昇量が、前記ガス燃焼器８が燃焼状態であると判断できる基準温度上昇量以上であるかどうかを検知することによって、前記ガス燃焼器８が燃焼状態であるかどうかを判定することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、ガス燃焼器８が燃焼状態であるかどうかの判定を、補償素子２２の両端電圧の上昇量に基づいて行うようにしているので、補償素子２２の端子電圧値の多少のバラツキは無視できるようになる（図７のＮｏ．１〜４参照）。
【００１３】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載のガス燃焼器監視装置は、図１（Ｂ）の基本構成図に示すように、請求項４記載のガス燃焼器監視装置において、前記駆動電流を前記ＣＯセンサ２１に供給した時間を積算する積算手段１０７と、前記積算手段１０７による積算時間がセンサ寿命の基準なる基準積算時間以上であるかどうかを判定するセンサ寿命判定手段１０８と、センサ寿命判定手段１０８にて前記積算時間が基準積算時間以上であると判定された場合には、前記ＣＯセンサ２１の交換が必要である旨を警報するセンサ交換警報手段１０９とを更に有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、ＣＯセンサ２１に駆動電流が供給された時間、すなわちＣＯセンサ２１の稼働時間が積算され、この積算時間に基づいて、ＣＯセンサ２１の交換が必要である旨を警報するようにしているので、センサの不具合によるＣＯ濃度検出精度の低下を未然に認識することができるようになる。そして、センサ交換等適切な処置を取ることができるようになり、安全性が高められる。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた請求項６記載のガス燃焼器監視装置は、図１（Ｂ）の基本構成図に示すように、請求項５記載のガス燃焼器監視装置において、前記センサ寿命判定手段１０８にて前記積算時間が前記基準積算時間以上であると判定された場合には、前記ガス燃焼器８を稼働停止させる停止制御手段１１０を更に有することを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明によれば、上記積算時間が基準積算時間以上であると判定された場合には、ガス燃焼器８を稼働停止させるようにしているので、請求項６記載の発明にに加えて更に安全性が高められる。
【００１７】
【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。
まず、図２及び図３を用いて、本実施形態のガス燃焼器監視装置に関わるハードウエア構成について説明する。図２は、本実施形態に関わる接触燃焼式センサを示す概略図である。図３は、本実施形態のガス燃焼器監視装置の概要を示すブロック図である。
【００１８】
本ガス燃焼器監視装置にはガス排気中のＣＯ濃度を検出する検出素子として例えば、接触燃焼式センサが用いられ、図２の概略図に示すように、２０〜５０μｍの細い白金線２１Ａをコイル状に形成し、その上に触媒２１Ｂ（Ａｌ₂Ｏ₃）を塗布し、更に乾燥及び焼成が行うことによって基本的に形成されている。そして、このセンサは不完全燃焼ガスが存在すると、その中に含まれるＣＯ、Ｈ₂と触媒との反応熱で白金線コイルの抵抗値が上昇する現象を利用して、不完全燃焼ガスの検知を行う。そして不完全燃焼ガスを検知すると、この監視装置は不完全燃焼ガスを排気しているガス燃焼器の遮断制御等の異常処理を行う。なお、上述の接触燃焼式センサの一例は、特開平９−２６４８６２号公報にも記載されている。
【００１９】
図３のブロック図に示すように、本ガス燃焼器監視装置は、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）１、センサ部２、センサ電源部３、濃度異常報知部４、センサ交換警報部５、ＥＥＰＲＯＭ６、及び電源スイッチ（ＳＷ）７を含んで構成される。このような構成のガス燃焼器監視装置は、監視されるべき給湯器８等のガス燃焼器に接続される。本ガス燃焼器監視装置は、給湯器８がオンされたことに応答して監視を開始し、監視中にＣＯ濃度異常を検出した際には図示しない遮断弁を閉じて給湯器８のガス供給を遮断制御するように接続されている。更に、本ガス燃焼器監視装置は給湯器８の排気ガスに含まれるＣＯガスの濃度を検出できるように、給湯器の排気口内部には上記センサ装置２の検出素子としてＣＯセンサ２１が配置されている。
【００２０】
上記ＭＰＵ１は、ＣＯセンサ２１又は補償素子２２の両端電圧を取得して、給湯器８の燃焼状態を判断する。後述の第１実施形態ではＣＯセンサ２１の両端電圧がそれに用いられ、第２実施形態では補償素子２２の両端電圧がそれに用いられる。そして、ＭＰＵ１は、給湯器８が燃焼状態にないと判断する時に、は、待機電流をセンサ部２に供給するようにセンサ電源部３を制御し、燃焼状態にあると判断する時は、待機電流より大きな駆動電流をセンサ部２に供給するようにセンサ電源部３を制御して、ＣＯセンサ２１にＣＯ濃度検出をさせる。
また、ＭＰＵ１は、内部に図示しない読み出し専用のメモリ（以下ＲＯＭと略記）、読み出し書き込み自在のメモリ（以下ＲＡＭと略記）、及び後述の燃焼時間積算のための時刻情報を出力するタイマを有している。ＲＯＭには本実施形態に関わるプログラムや固定データ等が予め格納されている。ＲＡＭは処理の過程で発生する各種のデータを格納する各種格納エリア等を有して構成されている。更にＭＰＵ１は、センサ部２から供給されるＣＯ濃度情報信号に基づき給湯器８がＣＯ濃度異常を検出し、これを検出した場合には濃度異常報知部８を制御して異常報知を行わせたり、給湯器８を停止制御させたりする。また更に、ＭＰＵ１は上記燃焼時間積算が所定基準積算時間以上であると判定すれば、センサ交換警報部５を制御して、センサ交換を促すための警報を出力させたり、安全のために給湯器８を停止制御させたりする。
これらの処理動作は、後述の図４及び図６を用いて再度説明する。
【００２１】
センサ部２は、検出素子としてのＣＯセンサ２１及びその補償素子２２を含んで構成される。このセンサ部２の構成は、例えば、上記特開平９−２６４８６２号公報にも記載されている。そこでは、これらＣＯセンサ２１及びその補償素子２２はブリッジ回路を構成し、排気中のＣＯガスによりＣＯセンサ２１の抵抗値が上昇することで、ブリッジ回路の平衡が崩れることにより生成する電流値、（図中、ＣＯ濃度情報信号と記載）を検出することによって、ＣＯ濃度値を検出するようになっている。また、補償素子２２は、雰囲気温度の変動によるＣＯセンサ２１の抵抗値の変動を相殺して、ＣＯセンサ２１のＣＯ濃度による抵抗値の上昇のみを取り出せるようにするためのものである。ＣＯセンサ２１は、例えば、図２で示した接触燃焼式ＣＯセンサである。給湯器８からの排気ガスは、給湯器８の排気ガス入口より流入し、前述のようにＣＯセンサ２１に接触することによりＣＯ濃度が検出されて、給湯器８のガス出口から流出する。これらＣＯセンサ２１及び補償素子２２の両端電圧は図に記載の温度情報信号として、ＭＰＵ１に供給される。
【００２２】
センサ電源部３は、ＭＰＵ１に制御されてＣＯセンサ２１に待機電流を供給したり、最適に駆動させたりするための電流を供給するてえ定電流回路の一種である。濃度異常報知部４は、ＣＯ濃度異常が判定された際、ＭＰＵ１に指令されて警報音を発生させたり、警報を表示させたりしてＣＯ濃度異常を報知する音声発生装置及び表示装置である。センサ交換警報部５は、上記燃焼時間積算に基づき、ＭＰＵ１に制御されてセンサ交換警報を出力するものであり、例えばランプである。また、これはブザーや、ランプ及びブザーの組み合わせでもよい。ＥＥＰＲＯＭ６は、センサ寿命を判定する上記基準積算時間を予め格納するものである。
【００２３】
このような構成の本ガス燃焼器監視装置の処理動作は、第１実施形態として図４を用いて、そして第２実施形態として図６を用いて説明される。
まず、図４及び図５を用いて本ガス燃焼器監視装置の第１実施形態について説明する。図４は本発明の第１実施形態のガス燃焼器監視装置に関わる処理動作を示すフローチャートである。図５は図４の実施形態に関わるセンサ雰囲気温度−ＣＯセンサ（補償素子）両端電圧特性を示すグラフである。
【００２４】
図４において、電源ＳＷ７がオンされた後、ステップＳ１においてＭＰＵ１はセンサ待機状態に制御する。すなわち、ここで、ＭＰＵ１はセンサ電源部３を制御してセンサ部に、例えば電流が定常的に３０ｍＡ流れるようにする。この電流は、請求項１の待機電流に相当し、センサの寿命に影響のない低レベルのものである。また、このステップＳ１及びそれに関わるハードウエアは、請求項１の待機電流供給手段に相当する。
【００２５】
そして、ステップＳ２において温度情報信号としてＣＯセンサ２１の両端電圧が取得され、ステップＳ３において上記両端電圧が１５０ｍＶ以上であるかどうかが判定される。この１５０ｍＶは給湯器８が燃焼状態であると判定できる基準であり、請求項２の燃焼基準電圧に相当する。このステップＳ３において、両端電圧が１５０ｍＶ以上と判定されない限り、給湯器８は燃焼状態でないと判断できるので、ステップＳ１にもどり給湯器８が燃焼状態になるのが待機される（ステップＳ３のＮ）。また、このステップＳ３において、両端電圧が１５０ｍＶ以上と判定されると、給湯器８は燃焼状態になった判断できるので、ステップＳ４以降のＣＯ濃度監視状態に移行する（ステップＳ３のＹ）。なお、上記ステップＳ２及びステップＳ３、並びにそれに関わるハードウエアは、請求項１の燃焼状態判定手段に相当する。
【００２６】
上記待機電流及び燃焼基準電圧について図５を用いて説明すると、図中、黒三角印で示すように待機電流が３０ｍＡの場合には、センサは雰囲気温度摂氏５０度迄は、センサ両端電圧は１３５ｍＶ程度迄であるが、給湯器８の燃焼が始まるとセンサの雰囲気温度は摂氏５０度以上になり、センサ両端電圧は１５０ｍＶ以上に上昇する。この特性を利用して、給湯器８の燃焼状態の開始を検知できる。なお、待機電流が１０ｍＡの場合（図中、黒菱形印）及び２０ｍＡの場合（図中、黒四角印）には、図に示すそれぞれの特性に応じた燃焼基準電圧を設定することにより、同様に、給湯器８の燃焼状態を検知することができる。ただし、本第１実施形態のように待機電流を３０ｍＡとすることにより、特性を示す一次直線の傾きがより急になるので、燃焼状態検知がより確実にできるようになる。いずれもこれら待機電流はセンサの寿命に影響のない低レベルのものである。
【００２７】
このように、ガス燃焼器８が燃焼状態であるかどうかの判定を、ＣＯセンサ２１の両端電圧と上記燃焼基準電圧とを比較することにより行うようにしているので、燃焼基準電圧の設定や判定のための制御がよりシンプルで確実になる。
【００２８】
上記ステップＳ３から移行したステップＳ４において、ＭＰＵ１はセンサ電源部３を制御してＣＯセンサ２１をオンする。すなわち、ＣＯセンサ２１はセンサ電源部３から、ＣＯ濃度検出をするのに適当な駆動電流、例えば、１７０ｍＡが供給される。なお、このステップＳ４及びそれに関わるハードウエアは、請求項１のセンサ電源供給手段に相当する。
【００２９】
次にステップＳ５においてＭＰＵ１はセンサ部２からＣＯ濃度情報信号を受信し、ステップＳ６において、受信したＣＯ濃度情報信号に基づきＣＯ濃度異常の判定を行う。すなわち、ここでは、ＣＯ濃度情報信号が示す濃度検出値を、ＣＯ濃度異常と判定される予め定められたしきいと比較して濃度判定を行い、ＣＯ濃度が正常であると判定される限り処理はステップＳ５に戻りＣＯ濃度監視が継続されるが（ステップＳ６のＮ）、ＣＯ濃度が異常であると判定されると異常処理を行うべく処理はステップＳ７に移行する（ステップＳ６のＹ）。
【００３０】
異常処理としては、ステップＳ７において濃度異常報知部４が制御されて警報音発生や警報表示等の異常報知が行われ、ステップＳ８において給湯器８の停止処理が行われる。なお、所定時間、この警報報知が継続した後、又は所定の警報停止トリガー等により、警報停止されると処理は再びステップＳ１に戻る。
【００３１】
以上のように、第１実施形態によれば、ＣＯセンサ２１の両端電圧の変化を利用することにより、燃焼信号を外部に出力する機能を持たないガス燃焼器８に対しても、確実に燃焼状態かどうかを判定することができるようになる。この結果、燃焼信号を外部に出力しないガス燃焼器８に対しても、ＣＯセンサ２１に対して不要な電流供給を抑制することによってＣＯセンサ２１の長寿命化及び低消費電力化を促進したガス燃焼器監視装置が得られるようになる。なお、上記燃焼状態を検知するために用いられるＣＯセンサ２１はこの種のガス燃焼器監視装置が本来必ず備えているものであるので、燃焼状態を検知するための特別な素子を新たに付加する必要がない。したがって、コストアップを抑制しつつ、上記の効果を有するガス燃焼器監視装置を得ることができるようになる。
【００３２】
次に、図６及び図７を用いて本ガス燃焼器監視装置の第２実施形態について説明する。図６は本発明の第２実施形態のガス燃焼器監視装置に関わる処理動作を示すフローチャートである。図７は図６の実施形態に関わるセンサ雰囲気温度−補償素子両端電圧特性を示すグラフである。
【００３３】
図６において、電源ＳＷ７がオンされた後、ステップＳ１０１においてＭＰＵ１はセンサ待機状態に制御する。すなわち、ここで、ＭＰＵ１はセンサ電源部３を制御してセンサ部に、例えば電流が１０〜３０ｍＡ定常的に流れるようにする。この電流は、請求項３の待機電流に相当し、センサの寿命に影響のない低レベルのものである。また、このステップＳ１０１及びそれに関わるハードウエアは、請求項３の待機電流供給手段に相当する。
【００３４】
そして、ステップＳ１０２において温度情報信号として補償素子２２の両端電圧が取得され、ステップＳ１０３において上記両端電圧の上昇量が４０ｍＶ以上であるかどうかが判定される。この４０ｍＶは給湯器８が燃焼状態であると判定できる基準であり、請求項４の基準温度上昇量に相当する。このステップＳ１０３において、両端電圧の上昇量が４０ｍＶ以上と判定されない限り、給湯器８は燃焼状態でないと判断できるので、ステップＳ１０１にもどり給湯器８が燃焼状態になるのが待機される（ステップＳ１０３のＮ）。また、このステップＳ１０３において、両端電圧の上昇量が４０ｍＶ以上と判定されると、給湯器８は燃焼状態になった判断できるので、ステップＳ１０４以降の処理に移行する（ステップＳ１０３のＹ）。なお、上記ステップＳ１０２及びステップＳ１０３、並びにそれに関わるハードウエアは、請求項３の燃焼状態判定手段に相当する。
【００３５】
上記両端電圧上昇量について図７を用いて説明すると、図中、ＮＯ．１〜ＮＯ．４の例に示すように、補償素子両端電圧は雰囲気温度が摂氏２５から５０度に変化すると約２０ｍＶ上昇し、雰囲気温度が摂氏２５から７５度に変化すると約４０ｍＶ上昇する。すなわち、自然状態では、雰囲気温度は５０度（７５度−２５度）も上昇することはないので、この５０度に相当する４０ｍＶの上昇量を検知することによって、給湯器８の燃焼状態の開始も検知できることになる。
【００３６】
このように、ガス燃焼器８が燃焼状態であるかどうかの判定を、補償素子２２の両端電圧の上昇量に基づいて行うようにしているので、補償素子２２の端子電圧値の多少のバラツキは無視できるようになる（図７のＮｏ．１〜４参照）。
【００３７】
そして、上記ステップＳ１０３から移行したステップＳ１０４において、ＭＰＵ１はセンサ電源部３を制御してＣＯセンサ２１をオンする。すなわち、ＣＯセンサ２１はセンサ電源部３から、ＣＯ濃度検出をするのに適当な駆動電流、例えば、１７０ｍＡが供給される。なお、このステップＳ１０４及びそれに関わるハードウエアは、請求項３のセンサ電源供給手段に相当する。
【００３８】
次にステップＳ１０５において、ＭＰＵ１はセンサ部２からＣＯ濃度情報信号を受信し、ステップＳ１０６及びステップＳ１０７を経て、ステップＳ１０８において、受信したＣＯ濃度情報信号に基づきＣＯ濃度異常の判定を行う。すなわち、ステップＳ１０８では、ＣＯ濃度情報信号が示す濃度検出値を、ＣＯ濃度異常と判定される予め定められたしきいと比較して濃度判定を行い、ＣＯ濃度が正常であると判定される限り処理はステップＳ１０５に戻りＣＯ濃度監視が継続されるが（ステップＳ１０８のＮ）、ＣＯ濃度が異常であると判定されると異常処理を行うべく処理はステップＳ１０９に移行する（ステップＳ１０８のＹ）。ただし、このＣＯ濃度監視ループの中で上記ステップＳ１０６及びステップＳ１０７によりセンサ寿命の判定が行われ、センサ寿命に到達したと判定された場合によっては上記ＣＯ濃度監視ループを抜けてステップＳ１１１及びステップＳ１１２によりセンサ寿命警報及び給湯器停止処理が行われる。このステップＳ１１１及びステップＳ１１２については後述する。
【００３９】
上記ステップＳ１０７から移行した異常処理としては、ステップＳ１０９において濃度異常報知部４が制御されて警報音発生や警報表示等の異常報知が行われ、ステップＳ１１０において給湯器８の停止処理が行われる。なお、所定時間、この警報報知が継続した後、又は所定の警報停止トリガー等により、警報停止されると処理は再びステップＳ１０１に戻る。
【００４０】
一方、上記ステップＳ１０６においてＭＰＵ１は上記タイマを利用してＥＥＰＲＯＭ６に格納される燃焼積算時間を更新し、ステップＳ１０７においてこの燃焼積算時間を基準燃焼時間と比較する。ステップＳ１０７において、燃焼積算時間が基準燃焼時間以上であると判断されると処理はセンサ寿命警報を行うべくステップＳ１１１に移行し（ステップＳ１０７のＹ）、さもなければＣＯ濃度監視を継続すべくステップＳ１０８に移行する（ステップＳ１０７のＮ）。この基準燃焼時間は、平均的なこの種のＣＯセンサの寿命を考慮して決められたもので、例えば、９０００時間とする。なお、上記ステップＳ１０６及びそれに関わるハードウエアは請求項５の積算手段に相当し、上記ステップＳ１０７及びそれに関わるハードウエアは請求項５のセンサ寿命判定手段に相当する。
【００４１】
ステップＳ１１１において、ＭＰＵ１はセンサ交換警報部５を構成する警報ランプを点灯させて、センサの寿命により交換が必要であることを使用者に知らせる。このように、ＣＯセンサ２１に駆動電流が供給された時間、すなわちＣＯセンサ２１の稼働時間が積算され、この積算時間に基づいてＣＯセンサ２１の交換が必要である旨を警報するようにしているので、センサの不具合によるＣＯ濃度検出精度の低下を未然に認識することができるようになる。そして、センサ交換等適切な処置を取ることができるようになり、安全性が高まめられる。なお、このステップＳ１１１及びそれに関わるハードウエアは請求項５のセンサ交換警報手段に相当する。
【００４２】
また、ステップＳ１１２において、給湯器８の停止処理を行い、一連の処理を終了させる。このように、上記積算時間が基準積算時間以上であると判定された場合には、ガス燃焼器８を稼働停止させるようにしているので、更に安全性が高められる。なお、このステップＳ１１２及びそれに関わるハードウエアは請求項６の停止制御手段に相当する。
【００４３】
以上のように、第２実施形態によれば、多くの監視装置が元来備えている補償素子２２の両端電圧の変化を利用することにより、燃焼信号を外部に出力する機能を持たないガス燃焼器８に対しても、確実に燃焼状態かどうかを判定することができるようになる。この結果、燃焼信号を外部に出力しないガス燃焼器８に対しても、ＣＯセンサ２１に対して不要な電流供給を抑制することによってＣＯセンサ２１の長寿命化及び低消費電力化を促進したガス燃焼器監視装置が得られるようになる。
【００４４】
なお、上記第１及び第２実施形態において例示した待機電流値、燃焼基準電圧値、基準燃焼時間、両端電圧の上昇量等は、センサの性能やハードウエア構成によって若干変更してよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、ＣＯセンサ２１の両端電圧の変化を利用することにより、燃焼信号を外部に出力する機能を持たないガス燃焼器８に対しても、確実に燃焼状態かどうかを判定することができるようになる。この結果、請求項１記載の発明によれば燃焼信号を外部に出力しないガス燃焼器８に対しても、ＣＯセンサ２１に対して不要な電流供給を抑制することによってＣＯセンサ２１の長寿命化及び低消費電力化を促進したガス燃焼器監視装置が得られるようになる。なお、上記燃焼状態を検知するために用いられるＣＯセンサ２１はガス燃焼器監視装置が本来必ず備えているものであるので、燃焼状態を検知するための特別な素子を新たに付加する必要がない。したがって、コストアップを抑制しつつ、上記の効果を有するガス燃焼器監視装置を得ることができるようになる。
【００４６】
請求項２記載の発明によれば、ガス燃焼器８が燃焼状態であるかどうかの判定を、ＣＯセンサ２１の両端電圧と燃焼基準電圧とを比較することにより行うようにしているので、燃焼基準電圧の設定や判定のための制御がよりシンプルで確実になる。この結果、請求項２記載の発明によれば、シンプルで、かつＣＯセンサ２１の長寿命化及び低消費電力化を促進したガス燃焼器監視装置が得られるようになる。
【００４７】
請求項３記載の発明によれば、補償素子２２の両端電圧の変化を利用することにより、燃焼信号を外部に出力する機能を持たないガス燃焼器８に対しても、確実に燃焼状態かどうかを判定することができるようになる。この結果、請求項３記載の発明によれば燃焼信号を外部に出力しないガス燃焼器８に対しても、ＣＯセンサ２１に対して不要な電流供給を抑制することによってＣＯセンサ２１の長寿命化及び低消費電力化を促進したガス燃焼器監視装置が得られるようになる。なお、上記燃焼状態を検知するために用いられる補償素子２２は多くのガス燃焼器監視装置が本来備えているものであるので、多くの場合燃焼状態を検知するための特別な素子を新たに付加する必要がない。したがって、コストアップを抑制しつつ、上記の効果を有するガス燃焼器監視装置を得ることができるようになる。
【００４８】
請求項４記載の発明によれば、ガス燃焼器８が燃焼状態であるかどうかの判定を、補償素子２２の両端電圧の上昇量に基づいて行うようにしているので、補償素子２２の端子電圧値の多少のバラツキは無視できるようになる。すなわち、図７のＮｏ．１〜４に示すように、端子電圧値は多少バラツキがあっても、それらの上昇量は安定的なので、端子電圧値の多少のバラツキは、燃焼状態判定のためには無視できるようになる。この結果、請求項４記載の発明によれば、汎用性が高く、かつＣＯセンサ２１の長寿命化及び低消費電力化を促進したガス燃焼器監視装置が得られるようになる。
【００４９】
請求項５記載の発明によれば、ＣＯセンサ２１に駆動電流が供給された時間、すなわちＣＯセンサ２１の稼働時間が積算され、この積算時間に基づいて、ＣＯセンサ２１の交換が必要である旨を警報するようにしているので、センサの不具合によるＣＯ濃度検出精度の低下を未然に認識することができるようになる。そして、センサ交換等適切な処置を取ることができるようになり、安全性が高まる。この結果、請求項５記載の発明によれば、より安全性を高めつつ、ＣＯセンサ２１の長寿命化及び低消費電力化を促進したガス燃焼器監視装置が得られるようになる。
【００５０】
請求項６記載の発明によれば、上記積算時間が基準積算時間以上であると判定された場合には、ガス燃焼器８を稼働停止させるようにしているので、請求項５記載の発明にに加えて更に安全性が高められたガス燃焼器監視装置が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス燃焼器監視装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に関わる接触燃焼式センサを示す概略図である。
【図３】本実施形態のガス燃焼器監視装置の概要を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態のガス燃焼器監視装置に関わる処理動作を示すフローチャートである。
【図５】図４の実施形態に関わるセンサ雰囲気温度−センサ両端電圧特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態のガス燃焼器監視装置に関わる処理動作を示すフローチャートである。
【図７】図６の実施形態に関わるセンサ雰囲気温度−補償素子両端電圧特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ＭＰＵ
２センサ部
３センサ電源部
４濃度異常報知部
５センサ交換警報部
６ＥＥＰＲＯＭ
７電源ＳＷ
８給湯器（ガス燃焼器）
２１ＣＯセンサ
２２補償素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas combustor monitoring device that monitors incomplete combustion or the like of a gas combustor such as a water heater, and more particularly to a gas combustor monitoring device that monitors a gas combustor that does not output a combustion signal.
[0002]
[Prior art]
In order to monitor and control a gas combustor such as a water heater, there is a gas combustor monitoring device using a contact combustion type sensor as a detection element for detecting the CO concentration in the gas exhaust. This type of catalytic combustion sensor is made of Al on a thin platinum coil. ₂ O _Three Is applied and further dried and baked. This sensor detects CO, H contained in the incomplete combustion gas. ₂ The incomplete combustion gas is detected by utilizing the phenomenon that the resistance value of the platinum wire coil increases due to the reaction heat between the catalyst and the catalyst. When the incomplete combustion gas is detected, the monitoring device performs an abnormal process such as shut-off control of the gas combustor that exhausts the incomplete combustion gas.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, many gas combustors do not have a special function to output a combustion signal indicating whether or not the combustor is in combustion. On the other hand, the gas combustor monitoring device cannot detect whether the gas equipment is in a combustion state. Therefore, in order to monitor this type of gas combustor, it is necessary for the gas combustor monitoring device side to always keep a monitoring level current flowing through the CO sensor regardless of whether or not it is in a combustion state. It was. For this reason, the CO sensor is in a state where it is constantly heated, and there is a problem that the lifetime is very short. In addition, since it is necessary to constantly flow a monitoring level current, there is a problem that power consumption increases.
[0004]
Therefore, in view of the present situation described above, the present invention can reliably detect whether or not the combustion state is in a gas combustor that does not output the combustion signal to the outside. It is an object of the present invention to provide a gas combustor monitoring device that promotes a long life and low power consumption of a CO sensor by suppressing unnecessary current supply.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The gas combustor monitoring device according to claim 1, which has been made to solve the above-described problems, has a function of outputting a combustion signal indicating a combustion state to the outside as shown in the basic configuration diagram of FIG. The CO concentration in the exhaust gas discharged from the gas combustor 8 having no gas is detected by the contact combustion type CO sensor 21, and monitoring control of the gas combustor 8 is performed based on the CO concentration information signal indicating the CO concentration. A gas combustor monitoring device, which is a standby current supply means 101 for constantly supplying a standby current to the CO sensor 21, and a change in the voltage across the CO sensor 21 with respect to a change in the ambient temperature of the CO sensor 21. The combustion state determination means 102 for determining whether or not the gas combustor 8 is in a combustion state, and when the combustion state determination means 102 determines that the combustion state is in a combustion state, the CO sensor And having a sensor power supply control unit 103 supplies a drive current to the CO sensor 21 to maintain a temperature suitable 1 to CO concentration monitoring.
[0006]
According to the first aspect of the present invention, the standby current supply unit 101 steadily supplies the standby current to the CO sensor 21. The combustion state determination unit 102 determines whether or not the gas combustor 8 is in a combustion state based on the change in the voltage across the CO sensor 21 with respect to the change in the atmospheric temperature of the CO sensor 21. When the combustion state determining unit 102 determines that the combustion state is in the combustion state, the sensor power source control unit 103 supplies the CO sensor 21 with a driving current for maintaining the CO sensor 21 at a temperature suitable for monitoring the CO concentration. . In this way, by using the change in the voltage across the CO sensor 21 provided originally, it is possible to reliably determine whether or not the gas combustor 8 has no function of outputting a combustion signal to the outside. Will be able to.
[0007]
The gas combustor monitoring device according to claim 2, which has been made to solve the above problem, is the gas combustor monitoring device according to claim 1, as shown in a basic configuration diagram of FIG. The determination means 102 detects whether or not the voltage across the CO sensor 21 is equal to or higher than a combustion reference voltage at which it can be determined that the gas combustor 8 is in a combustion state, whereby the gas combustor 8 is in a combustion state. It is characterized by determining whether it exists.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, whether or not the gas combustor 8 is in the combustion state is determined by comparing the voltage across the CO sensor 21 with the combustion reference voltage. Control for voltage setting and judgment is simpler and more reliable. As a result, according to the second aspect of the present invention, it is possible to obtain a gas combustor monitoring device that is simple and promotes the extension of the life of the CO sensor 21 and the reduction of power consumption.
[0009]
The gas combustor monitoring device according to claim 3, which has been made to solve the above-mentioned problems, has a function of outputting a combustion signal indicating the combustion state to the outside as shown in the basic configuration diagram of FIG. The CO concentration in the exhaust gas discharged from the gas combustor 8 having no gas is detected by the contact combustion type CO sensor 21, and monitoring control of the gas combustor 8 is performed based on the CO concentration information signal indicating the CO concentration. A gas combustor monitoring device, the sensor unit 2 including the CO sensor 21 and the temperature compensation element 22 of the CO sensor 21, and a standby current that constantly supplies a standby current to the CO sensor 21 and the compensation element 22 Combustion state for determining whether or not the gas combustor 8 is in a combustion state based on a change in the voltage across the compensation element 22 with respect to a change in the ambient temperature of the supply means 104 and the CO sensor 21 When it is determined by the determining means 105 and the combustion state determining means 105 that the combustion state is present, a driving current for maintaining the CO sensor 21 at a temperature suitable for CO concentration monitoring is supplied to the CO sensor 21. It has a sensor power supply control means 106 to supply.
[0010]
According to the third aspect of the present invention, the sensor unit 2 includes the CO sensor 21 and the temperature compensation element 22 of the CO sensor 21. The standby current supply unit 104 constantly supplies standby current to the CO sensor 21 and the compensation element 22. The combustion state determination means 105 determines whether or not the gas combustor 8 is in a combustion state based on the change in the voltage across the compensation element 22 with respect to the change in the ambient temperature of the CO sensor 21. When the combustion state determination unit 105 determines that the sensor power supply control unit 106 is in the combustion state, the sensor power source control unit 106 supplies a driving current for maintaining the CO sensor 21 at a temperature suitable for CO concentration monitoring to the CO sensor 21. To do. In this way, by utilizing the change in the voltage across the compensation element 22 that is inherently provided in many gas combustor monitoring devices, even for the gas combustor 8 that does not have a function of outputting a combustion signal to the outside, It is possible to reliably determine whether the combustion state is present.
[0011]
The gas combustor monitoring apparatus according to claim 4, which has been made to solve the above problems, is the gas combustor monitoring apparatus according to claim 3, as shown in a basic configuration diagram of FIG. The determination means 105 detects whether or not the amount of increase in the voltage across the compensation element 22 is greater than or equal to a reference temperature increase amount at which it can be determined that the gas combustor 8 is in the combustion state. It is characterized by determining whether or not is in a combustion state.
[0012]
According to the fourth aspect of the present invention, whether or not the gas combustor 8 is in the combustion state is determined based on the amount of increase in the voltage across the compensation element 22, so that the terminal voltage of the compensation element 22 Some variation in values can be ignored (see Nos. 1 to 4 in FIG. 7).
[0013]
The gas combustor monitoring apparatus according to claim 5, which has been made to solve the above-described problem, is the gas combustor monitoring apparatus according to claim 4, as shown in a basic configuration diagram of FIG. Integration means 107 that integrates the time when the CO sensor 21 is supplied, sensor life determination means 108 that determines whether or not the integration time by the integration means 107 is equal to or greater than a reference integration time that is a reference for sensor life, and sensor life It is further characterized by further comprising a sensor replacement warning means 109 that warns that the replacement of the CO sensor 21 is necessary when the determination means 108 determines that the integration time is equal to or more than a reference integration time. To do.
[0014]
According to the fifth aspect of the present invention, the time when the drive current is supplied to the CO sensor 21, that is, the operating time of the CO sensor 21, is integrated, and it is necessary to replace the CO sensor 21 based on this integrated time. Therefore, it is possible to recognize in advance a decrease in CO concentration detection accuracy due to a sensor malfunction. And it becomes possible to take appropriate measures such as sensor replacement, and safety is improved.
[0015]
The gas combustor monitoring apparatus according to claim 6, which has been made to solve the above-mentioned problems, is the sensor combustor according to claim 5, as shown in a basic configuration diagram of FIG. When the determination unit 108 determines that the integrated time is equal to or longer than the reference integrated time, the apparatus further includes a stop control unit 110 that stops the operation of the gas combustor 8.
[0016]
According to the invention described in claim 6, when the integrated time is determined to be equal to or more than the reference integrated time, the operation of the gas combustor 8 is stopped. In addition, safety is further improved.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the hardware configuration related to the gas combustor monitoring device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a schematic view showing a catalytic combustion type sensor according to this embodiment. FIG. 3 is a block diagram showing an outline of the gas combustor monitoring device of the present embodiment.
[0018]
In this gas combustor monitoring device, for example, a contact combustion type sensor is used as a detection element for detecting the CO concentration in the gas exhaust, and a thin platinum wire 21A of 20 to 50 μm is coiled as shown in the schematic diagram of FIG. The catalyst 21B (Al ₂ O _Three ) Is applied, followed by drying and baking. This sensor detects CO, H contained in the incomplete combustion gas. ₂ The incomplete combustion gas is detected by utilizing the phenomenon that the resistance value of the platinum wire coil increases due to the reaction heat between the catalyst and the catalyst. When the incomplete combustion gas is detected, the monitoring device performs an abnormal process such as shut-off control of the gas combustor that exhausts the incomplete combustion gas. An example of the contact combustion type sensor described above is also described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-264862.
[0019]
As shown in the block diagram of FIG. 3, the gas combustor monitoring device includes a microprocessing unit (MPU) 1, a sensor unit 2, a sensor power supply unit 3, a concentration abnormality notification unit 4, a sensor replacement alarm unit 5, an EEPROM 6, and A power switch (SW) 7 is included. The gas combustor monitoring device having such a configuration is connected to a gas combustor such as the water heater 8 to be monitored. This gas combustor monitoring device starts monitoring in response to the hot water heater 8 being turned on, and when an abnormal CO concentration is detected during monitoring, the shutoff valve (not shown) is closed to supply the gas to the hot water heater 8. Is connected to control to shut off. Further, a CO sensor 21 is arranged as a detection element of the sensor device 2 inside the exhaust port of the water heater so that the gas combustor monitoring device can detect the concentration of CO gas contained in the exhaust gas of the water heater 8. ing.
[0020]
The MPU 1 acquires the voltage across the CO sensor 21 or the compensation element 22 and determines the combustion state of the water heater 8. In the first embodiment described later, the voltage across the CO sensor 21 is used for this, and in the second embodiment, the voltage across the compensation element 22 is used for it. When the MPU 1 determines that the water heater 8 is not in the combustion state, the MPU 1 controls the sensor power supply unit 3 to supply the standby current to the sensor unit 2. The sensor power supply unit 3 is controlled so as to supply a driving current larger than the current to the sensor unit 2 to cause the CO sensor 21 to detect the CO concentration.
The MPU 1 includes a read-only memory (hereinafter abbreviated as ROM), a readable / writable memory (hereinafter abbreviated as RAM), and a timer that outputs time information for combustion time integration described later. ing. The ROM stores programs and fixed data related to the present embodiment in advance. The RAM has various storage areas for storing various data generated in the course of processing. Further, in the MPU 1, the water heater 8 detects the CO concentration abnormality based on the CO concentration information signal supplied from the sensor unit 2, and when this is detected, the concentration abnormality notification unit 8 is controlled to notify the abnormality. The hot water heater 8 is controlled to stop. Furthermore, if the MPU 1 determines that the combustion time integration is equal to or greater than the predetermined reference integration time, the MPU 1 controls the sensor replacement alarm unit 5 to output an alarm for prompting sensor replacement, or for hot water heaters. 8 is controlled to stop.
These processing operations will be described again with reference to FIGS. 4 and 6 described later.
[0021]
The sensor unit 2 includes a CO sensor 21 as a detection element and its compensation element 22. The configuration of the sensor unit 2 is also described in, for example, the above Japanese Patent Laid-Open No. 9-264862. In this case, the CO sensor 21 and its compensation element 22 constitute a bridge circuit, and the resistance value of the CO sensor 21 is increased by the CO gas in the exhaust gas. The CO concentration value is detected by detecting (described as CO concentration information signal in the figure). In addition, the compensation element 22 is for canceling the resistance value variation of the CO sensor 21 due to the variation of the ambient temperature so that only the increase in resistance value due to the CO concentration of the CO sensor 21 can be taken out. The CO sensor 21 is, for example, the contact combustion type CO sensor shown in FIG. Exhaust gas from the water heater 8 flows in from the exhaust gas inlet of the water heater 8, and the CO concentration is detected by contacting the CO sensor 21 as described above, and flows out from the gas outlet of the water heater 8. The voltages across the CO sensor 21 and the compensation element 22 are supplied to the MPU 1 as temperature information signals shown in the figure.
[0022]
The sensor power supply unit 3 is a type of constant current circuit that is controlled by the MPU 1 to supply standby current to the CO sensor 21 or to supply current for optimal driving. The concentration abnormality notification unit 4 is a sound generation device and a display device that, when a CO concentration abnormality is determined, is instructed to the MPU 1 to generate an alarm sound or display an alarm to notify the CO concentration abnormality. The sensor replacement alarm unit 5 is controlled by the MPU 1 based on the combustion time integration and outputs a sensor replacement alarm, for example, a lamp. This may be a buzzer or a combination of a lamp and a buzzer. The EEPROM 6 stores the reference integrated time for determining the sensor life in advance.
[0023]
The processing operation of the gas combustor monitoring apparatus having such a configuration will be described with reference to FIG. 4 as the first embodiment and with reference to FIG. 6 as the second embodiment.
First, a first embodiment of the gas combustor monitoring device will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a flowchart showing a processing operation related to the gas combustor monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph showing a sensor ambient temperature-CO sensor (compensation element) both-ends voltage characteristic according to the embodiment of FIG.
[0024]
In FIG. 4, after the power SW7 is turned on, the MPU 1 controls the sensor standby state in step S1. That is, here, the MPU 1 controls the sensor power supply unit 3 so that, for example, a current of 30 mA constantly flows through the sensor unit. This current corresponds to the standby current of claim 1 and is at a low level that does not affect the life of the sensor. Further, this step S1 and the hardware related thereto correspond to the standby current supply means of claim 1.
[0025]
In step S2, the voltage across the CO sensor 21 is acquired as a temperature information signal. In step S3, it is determined whether the voltage across the sensor is 150 mV or higher. This 150 mV is a standard by which it can be determined that the water heater 8 is in a combustion state, and corresponds to the combustion reference voltage of claim 2. In step S3, it is possible to determine that the water heater 8 is not in the combustion state unless the both-ends voltage is determined to be 150 mV or higher, so the process returns to step S1 and waits for the water heater 8 to enter the combustion state (N in step S3). . Further, if it is determined in step S3 that the voltage between both ends is 150 mV or higher, the water heater 8 can determine that the combustion state has been reached, and therefore, the process proceeds to the CO concentration monitoring state in step S4 and subsequent steps (Y in step S3). The steps S2 and S3 and the hardware related thereto correspond to the combustion state determination means of claim 1.
[0026]
The standby current and the combustion reference voltage will be described with reference to FIG. 5. When the standby current is 30 mA as shown by the black triangle in the figure, the sensor has an ambient temperature of up to 50 degrees Celsius and the voltage across the sensor is 135 mV. However, when combustion of the water heater 8 starts, the ambient temperature of the sensor becomes 50 degrees Celsius or higher, and the voltage across the sensor rises to 150 mV or higher. Using this characteristic, the start of the combustion state of the water heater 8 can be detected. In the case where the standby current is 10 mA (black diamond mark in the figure) and 20 mA (black square mark in the figure), the same is achieved by setting a combustion reference voltage corresponding to each characteristic shown in the figure. In addition, the combustion state of the water heater 8 can be detected. However, by setting the standby current to 30 mA as in the first embodiment, the slope of the primary straight line indicating the characteristics becomes steeper, so that the combustion state can be detected more reliably. In any case, these standby currents are at a low level that does not affect the life of the sensor.
[0027]
In this way, the determination as to whether or not the gas combustor 8 is in a combustion state is made by comparing the voltage across the CO sensor 21 with the combustion reference voltage, so the setting or determination of the combustion reference voltage is performed. Control for is simpler and more secure.
[0028]
In step S4 transferred from step S3, the MPU 1 controls the sensor power supply unit 3 to turn on the CO sensor 21. In other words, the CO sensor 21 is supplied from the sensor power supply unit 3 with a driving current suitable for detecting the CO concentration, for example, 170 mA. This step S4 and the hardware related thereto correspond to the sensor power supply means of claim 1.
[0029]
In step S5, the MPU 1 receives the CO concentration information signal from the sensor unit 2. In step S6, the MPU 1 determines whether the CO concentration is abnormal based on the received CO concentration information signal. That is, here, the concentration detection value indicated by the CO concentration information signal is compared with a predetermined threshold that is determined to be abnormal in CO concentration, the concentration determination is performed, and processing is performed as long as the CO concentration is determined to be normal. Returns to step S5, and the CO concentration monitoring is continued (N in step S6), but if it is determined that the CO concentration is abnormal, the process proceeds to step S7 to perform an abnormal process (Y in step S6).
[0030]
As the abnormality process, the concentration abnormality notification unit 4 is controlled in step S7 to perform abnormality notification such as generation of an alarm sound or alarm display, and in step S8, the hot water heater 8 is stopped. Note that after the alarm notification continues for a predetermined time, or when the alarm is stopped by a predetermined alarm stop trigger or the like, the process returns to step S1 again.
[0031]
As described above, according to the first embodiment, the combustion of the gas combustor 8 that does not have a function of outputting a combustion signal to the outside can be reliably burned by using the change in the voltage across the CO sensor 21. It becomes possible to determine whether or not it is in a state. As a result, even for the gas combustor 8 that does not output a combustion signal to the outside, by suppressing unnecessary current supply to the CO sensor 21, the gas that promotes the long life and low power consumption of the CO sensor 21. A combustor monitoring device is obtained. Since the CO sensor 21 used for detecting the combustion state is inherently provided in this type of gas combustor monitoring device, a special element for detecting the combustion state is newly added. There is no need. Therefore, it is possible to obtain a gas combustor monitoring device having the above effects while suppressing an increase in cost.
[0032]
Next, a second embodiment of the gas combustor monitoring device will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a flowchart showing a processing operation related to the gas combustor monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a graph showing the sensor ambient temperature-compensation element voltage characteristics relating to the embodiment of FIG.
[0033]
In FIG. 6, after the power SW7 is turned on, the MPU 1 controls the sensor standby state in step S101. In other words, the MPU 1 controls the sensor power supply unit 3 so that, for example, a current of 10 to 30 mA constantly flows through the sensor unit. This current corresponds to the standby current of claim 3 and is at a low level that does not affect the life of the sensor. Further, this step S101 and hardware related thereto correspond to a standby current supply means of claim 3.
[0034]
In step S102, the voltage across the compensation element 22 is acquired as a temperature information signal. In step S103, it is determined whether the amount of increase in the voltage across the compensation element is 40 mV or more. This 40 mV is a standard by which it can be determined that the water heater 8 is in a combustion state, and corresponds to the reference temperature increase amount of claim 4. In step S103, it is possible to determine that the water heater 8 is not in the combustion state unless it is determined that the increase in the voltage across the both ends is 40 mV or more, so the process returns to step S101 and waits for the water heater 8 to enter the combustion state (step S103). N). If it is determined in step S103 that the voltage increase across the both ends is 40 mV or more, the hot water heater 8 can be determined to be in a combustion state, and the process proceeds to step S104 and subsequent steps (Y in step S103). The steps S102 and S103 and the hardware related thereto correspond to the combustion state determination means of claim 3.
[0035]
The amount of voltage increase across the both ends will be described with reference to FIG. 1-NO. As shown in Example 4, the voltage across the compensation element increases by about 20 mV when the ambient temperature changes from 25 to 50 degrees Celsius, and increases by about 40 mV when the ambient temperature changes from 25 to 75 degrees Celsius. That is, in the natural state, the atmospheric temperature does not increase by 50 degrees (75 degrees to 25 degrees), so the start of the combustion state of the water heater 8 is detected by detecting an increase of 40 mV corresponding to 50 degrees. Can also be detected.
[0036]
As described above, since it is determined whether or not the gas combustor 8 is in the combustion state based on the amount of increase in the voltage across the compensation element 22, there is a slight variation in the terminal voltage value of the compensation element 22. It can be ignored (see Nos. 1 to 4 in FIG. 7).
[0037]
In step S104, which has shifted from step S103, the MPU 1 controls the sensor power supply unit 3 to turn on the CO sensor 21. In other words, the CO sensor 21 is supplied from the sensor power supply unit 3 with a driving current suitable for detecting the CO concentration, for example, 170 mA. This step S104 and the hardware related thereto correspond to the sensor power supply means of claim 3.
[0038]
Next, in step S105, the MPU 1 receives the CO concentration information signal from the sensor unit 2, and in steps S106 and S107, in step S108, the MPU 1 determines an abnormality in the CO concentration based on the received CO concentration information signal. That is, in step S108, concentration determination is performed by comparing the concentration detection value indicated by the CO concentration information signal with a predetermined threshold determined to be abnormal in CO concentration, so long as it is determined that the CO concentration is normal. The process returns to step S105 and the CO concentration monitoring is continued (N in step S108). However, if it is determined that the CO concentration is abnormal, the process proceeds to step S109 to perform the abnormal process (Y in step S108). . However, in this CO concentration monitoring loop, the sensor life is determined in steps S106 and S107. If it is determined that the sensor life has been reached, the CO concentration monitoring loop is exited and steps S111 and S112 are performed. Thus, a sensor life warning and a hot water supply stop process are performed. Steps S111 and S112 will be described later.
[0039]
As the abnormality process shifted from step S107, the concentration abnormality notification unit 4 is controlled in step S109 to perform abnormality notification such as alarm sound generation or alarm display, and in step S110, the hot water heater 8 is stopped. Note that after the alarm notification is continued for a predetermined time or when the alarm is stopped by a predetermined alarm stop trigger or the like, the process returns to step S101 again.
[0040]
On the other hand, in step S106, the MPU 1 updates the accumulated combustion time stored in the EEPROM 6 using the timer, and in step S107, compares the accumulated combustion time with the reference combustion time. If it is determined in step S107 that the accumulated combustion time is equal to or longer than the reference combustion time, the process proceeds to step S111 to give a sensor life alarm (Y in step S107), otherwise, the step is continued to monitor the CO concentration. The process proceeds to S108 (N in Step S107). This reference combustion time is determined in consideration of the average life of this type of CO sensor, and is set to 9000 hours, for example. The step S106 and the hardware related thereto correspond to the integrating means of claim 5, and the step S107 and the hardware related thereto correspond to the sensor life judging means of claim 5.
[0041]
In step S111, the MPU 1 turns on an alarm lamp constituting the sensor replacement alarm unit 5 to inform the user that replacement is necessary due to the life of the sensor. Thus, the time when the drive current is supplied to the CO sensor 21, that is, the operating time of the CO sensor 21, is integrated, and an alarm is given based on this integrated time that the CO sensor 21 needs to be replaced. Therefore, it is possible to recognize in advance a decrease in CO concentration detection accuracy due to a sensor failure. And it becomes possible to take appropriate measures such as sensor replacement, and safety is enhanced. This step S111 and the hardware related thereto correspond to the sensor replacement alarm means of claim 5.
[0042]
In step S112, the hot water heater 8 is stopped and a series of processes is terminated. As described above, when it is determined that the accumulated time is equal to or longer than the reference accumulated time, the operation of the gas combustor 8 is stopped, and thus the safety is further improved. This step S112 and hardware related thereto correspond to stop control means of claim 6.
[0043]
As described above, according to the second embodiment, gas combustion that does not have a function of outputting a combustion signal to the outside by using a change in the voltage across the compensation element 22 originally provided in many monitoring devices. It is possible to reliably determine whether or not the combustion chamber 8 is in a combustion state. As a result, even for the gas combustor 8 that does not output a combustion signal to the outside, by suppressing unnecessary current supply to the CO sensor 21, the gas that promotes the long life and low power consumption of the CO sensor 21. A combustor monitoring device is obtained.
[0044]
Note that the standby current value, the combustion reference voltage value, the reference combustion time, the amount of increase in both-end voltage, and the like exemplified in the first and second embodiments may be slightly changed depending on the performance of the sensor and the hardware configuration.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the gas combustor 8 that does not have a function of outputting a combustion signal to the outside by using the change in the voltage across the CO sensor 21 can be used. It is possible to reliably determine whether the combustion state is present. As a result, according to the first aspect of the present invention, it is possible to extend the life of the CO sensor 21 by suppressing unnecessary current supply to the CO sensor 21 even for the gas combustor 8 that does not output a combustion signal to the outside. In addition, a gas combustor monitoring device that promotes low power consumption can be obtained. Since the CO sensor 21 used for detecting the combustion state is inherently provided in the gas combustor monitoring device, it is not necessary to add a special element for detecting the combustion state. . Therefore, it is possible to obtain a gas combustor monitoring device having the above effects while suppressing an increase in cost.
[0046]
According to the second aspect of the present invention, whether or not the gas combustor 8 is in the combustion state is determined by comparing the voltage across the CO sensor 21 with the combustion reference voltage. Control for voltage setting and judgment is simpler and more reliable. As a result, according to the second aspect of the present invention, it is possible to obtain a gas combustor monitoring device that is simple and promotes the extension of the life of the CO sensor 21 and the reduction of power consumption.
[0047]
According to the third aspect of the present invention, whether or not the combustion state of the gas combustor 8 that does not have the function of outputting the combustion signal to the outside is reliably ensured by utilizing the change in the voltage across the compensation element 22. Can be determined. As a result, according to the third aspect of the present invention, the life of the CO sensor 21 is extended by suppressing unnecessary current supply to the CO sensor 21 even for the gas combustor 8 that does not output a combustion signal to the outside. In addition, a gas combustor monitoring device that promotes low power consumption can be obtained. Since the compensation element 22 used for detecting the combustion state is originally provided in many gas combustor monitoring devices, a special element for detecting the combustion state is often newly added in many cases. There is no need to do. Therefore, it is possible to obtain a gas combustor monitoring device having the above effects while suppressing an increase in cost.
[0048]
According to the fourth aspect of the present invention, whether or not the gas combustor 8 is in the combustion state is determined based on the amount of increase in the voltage across the compensation element 22, so that the terminal voltage of the compensation element 22 Some variation in values can be ignored. That is, in FIG. As shown in 1-4, even if the terminal voltage value varies somewhat, the amount of increase thereof is stable. Therefore, the slight variation of the terminal voltage value can be ignored for determining the combustion state. As a result, according to the fourth aspect of the present invention, a gas combustor monitoring device that has high versatility and that promotes the long life and low power consumption of the CO sensor 21 can be obtained.
[0049]
According to the fifth aspect of the present invention, the time when the drive current is supplied to the CO sensor 21, that is, the operating time of the CO sensor 21, is integrated, and it is necessary to replace the CO sensor 21 based on this integrated time. This makes it possible to recognize in advance a decrease in CO concentration detection accuracy due to a sensor malfunction. And it becomes possible to take appropriate measures such as sensor replacement, and safety is improved. As a result, according to the fifth aspect of the present invention, it is possible to obtain a gas combustor monitoring device that promotes longer life and lower power consumption of the CO sensor 21 while improving safety.
[0050]
According to the invention described in claim 6, the operation of the gas combustor 8 is stopped when it is determined that the integrated time is equal to or more than the reference integrated time. In addition, a gas combustor monitoring device with further improved safety can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a gas combustor monitoring apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a catalytic combustion type sensor according to the present embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing an outline of the gas combustor monitoring device of the present embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing operation related to the gas combustor monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
5 is a graph showing a sensor ambient temperature-sensor both-end voltage characteristic according to the embodiment of FIG. 4;
FIG. 6 is a flowchart showing a processing operation related to the gas combustor monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
7 is a graph showing a sensor ambient temperature-compensation element voltage characteristic according to the embodiment of FIG.
[Explanation of symbols]
1 MPU
2 Sensor part
3 Sensor power supply
4 Concentration abnormality notification section
5 Sensor replacement alarm section
6 EEPROM
7 Power switch
8 Water heater (gas combustor)
21 CO sensor
22 Compensating element

Claims

A CO concentration information signal indicating the CO concentration by detecting the CO concentration in the exhaust gas discharged from the gas combustor that does not have a function of outputting a combustion signal indicating that it is in a combustion state to the outside by a contact combustion type CO sensor. A gas combustor monitoring device for monitoring and controlling the gas combustor based on
Standby current supply means for constantly supplying standby current to the CO sensor;
Combustion state determination means for determining whether or not the gas combustor is in a combustion state based on a change in the voltage across the CO sensor with respect to a change in the ambient temperature of the CO sensor;
Sensor power supply control means for supplying a drive current to the CO sensor for maintaining the CO sensor at a temperature suitable for CO concentration monitoring when the combustion state determination means determines that the combustion state is present;
A gas combustor monitoring device comprising:

The gas combustor monitoring device according to claim 1, wherein
The combustion state determination means detects whether or not the voltage across the CO sensor is equal to or higher than a combustion reference voltage at which it can be determined that the gas combustor is in a combustion state, so that the gas combustor is in a combustion state. A gas combustor monitoring device characterized by determining whether or not.

A CO concentration information signal indicating the CO concentration by detecting the CO concentration in the exhaust gas discharged from the gas combustor that does not have a function of outputting a combustion signal indicating that it is in a combustion state to the outside by a contact combustion type CO sensor. A gas combustor monitoring device for monitoring and controlling the gas combustor based on
A sensor unit including the CO sensor and a temperature compensation element of the CO sensor;
Standby current supply means for constantly supplying standby current to the CO sensor and the compensation element;
Combustion state determination means for determining whether or not the gas combustor is in a combustion state based on a change in voltage across the compensation element with respect to a change in the ambient temperature of the CO sensor;
Sensor power supply control means for supplying a drive current to the CO sensor for maintaining the CO sensor at a temperature suitable for CO concentration monitoring when the combustion state determination means determines that the combustion state is present;
A gas combustor monitoring device comprising:

The gas combustor monitoring device according to claim 3, wherein
The combustion state determination means detects whether or not the increase amount of the voltage across the compensation element is equal to or greater than a reference temperature increase amount at which it can be determined that the gas combustor is in a combustion state. A gas combustor monitoring device that determines whether or not a combustion state exists.

The gas combustor monitoring device according to claim 4, wherein
Integrating means for integrating the time during which the drive current is supplied to the CO sensor;
Sensor life determination means for determining whether the integration time by the integration means is equal to or greater than a reference integration time as a reference for sensor life;
A sensor replacement warning means for warning that the replacement of the CO sensor is necessary when the sensor life determination means determines that the cumulative time is equal to or greater than a reference cumulative time;
A gas combustor monitoring device further comprising:

The gas combustor monitoring device according to claim 5, wherein
A gas combustor monitoring device further comprising stop control means for stopping the operation of the gas combustor when the sensor life determining means determines that the integrated time is equal to or greater than the reference integrated time. .