JP3873458B2 - Ｃｏセンサ付き燃焼器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼運転時に排出される排気ガス中のＣＯ濃度を検出する機能を持ったＣＯセンサ付き燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一酸化炭素中毒の原因となるガス給湯器等の燃焼器での不完全燃焼を防止するため、燃焼器の排気部にＣＯセンサを取り付け、該ＣＯセンサによって燃焼運転時に排気部における排気ガスのＣＯ濃度を検出できるようにしたタイプのＣＯセンサ付き燃焼器がある。
【０００３】
上記ＣＯセンサ付き燃焼器では、ＣＯセンサで検出した排気ガス中のＣＯ濃度の検出値に応じてファンの回転数を変更し、燃焼部に供給される燃焼用空気量を変化させて、これによって燃焼状態を改善したり、またＣＯ濃度が一定レベル以上になると、燃焼を停止したりできるようになっている。
上記ＣＯセンサ付き燃焼器におけるＣＯセンサは、一般に低濃度のＣＯ濃度においては誤作動、誤検出を起こしやすいため、燃焼器の排気部を通る排気ガス中のＣＯ濃度がある一定の基準を下回る比較的低濃度である場合にはこれを検出しないように構成され、ＣＯ濃度がある一定の基準を上回る比較的高濃度である場合においてのみＣＯ濃度を検出する構成となっていた。
【０００４】
図６は従来のＣＯセンサ付き燃焼器の運転時におけるファン回転数の増加に伴って排気部に設けられたＣＯセンサが検出するＣＯ濃度の変化を示すグラフ、図７は従来のＣＯセンサ付き燃焼器の排気部に設けられたＣＯセンサによるＣＯ濃度の検出に伴う制御動作を説明するためのフローチャートである。
ここで、図７のフローチャートについて図６を参照しながら説明すると、ＣＯ濃度が高濃度となる場合（図６の実線で示す）、燃焼運転により排出される排気ガス中のＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡに達すれば（ステップＳ６１にてイエス）、そしてファンの回転数を増加させる（ステップＳ６２）。ファンの回転数を増加させても、ＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡを超えている場合には（ステップＳ６３でイエス）、以降の検出ＣＯ濃度の積算値が予め定めた一定の積算値Ｓに達しているか否かについて判断する（ステップＳ６４）。そして一定の積算値Ｓに達すれば（ステップＳ６４でイエス）、燃焼器の運転を強制停止する（ステップＳ６５）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが図６の破線で示すように、排出されるＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡをわずかに下回る場合を継続するような場合には、コントローラは図７のフローチャートで示すような燃焼運転の強制停止を行わないため、燃焼継続に伴いＣＯの発生もそのまま継続されて室内に蓄積される結果となる。即ち従来のＣＯセンサ付き燃焼器では、排気部における排気ガス中のＣＯ濃度が、少なくとも、不完全燃焼レベル以上にならなければ燃焼運転の調整や強制停止等を行わないような構成になっているので、基準を下回る比較的低濃度の排出ＣＯが経時的に溜まって室内に充満することになる。その結果、該燃焼器から発生するＣＯ濃度が高くなくとも室内の汚染が進んでしまうといった不具合があった。
【０００６】
本発明は上記ＣＯセンサ付き燃焼器の有する問題に鑑みて発明されたものであって、ＣＯ濃度が不完全燃焼レベルを少し下回るようなＣＯ濃度の排気ガスが継続して排出された場合であっても、それによってＣＯによる室内の汚染が進んでしまうことなく、安全を確保することができるＣＯセンサ付き燃焼器を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明のＣＯセンサ付き燃焼器は、燃焼器本体の排気部に設けたＣＯセンサによって燃焼運転時に排出される排気ガス中のＣＯ濃度を検出し、該検出値に応じてファン回転数を変化させて燃焼状態の改善を図ることができるようにしたＣＯセンサ付き燃焼器であって、上記排気部に設けたＣＯセンサが検出するＣＯ濃度レベルとして、このレベル以上になるとファンの回転数を増加させて燃焼状態の改善を行なわせるための要燃焼改善レベルと、このレベル以上では不完全燃焼であるとする不完全燃焼レベルとを設定しておき、上記燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合には、逆にファン回転数を減少させることで上記不完全燃焼レベル以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたことを第１の特徴としている。
また本発明のＣＯセンサ付き燃焼器は、上記第１の特徴に加えて、燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合には、インプットダウンにより燃焼出力を低下させると共に、ファン回転数を減少させることで不完全燃焼レベル以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたことを第２の特徴としている。
また本発明のＣＯセンサ付き燃焼器は、上記第１又は第２の特徴に加えて、燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合において、ファン回転数を減少させてもＣＯ濃度が不完全燃焼レベル以上とならない場合であっても、ＣＯ濃度が要燃焼改善レベルと不完全燃焼レベルとの間にある場合には、上記ＣＯ濃度が不完全燃焼濃度レベル以上にあるものと見做し、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたことを第３の特徴としている。
さらに本発明のＣＯセンサ付き燃焼器は、上記第１〜３の何れかの特徴に加えて、燃焼運転を強制停止させる条件は、不完全燃焼レベル以上のＣＯ濃度検出値の積算値が一定以上となる場合か或いは不完全燃焼レベル以上のＣＯ濃度の検出を一定時間継続する場合とすることを第４の特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態例を示すＣＯセンサ付き燃焼器の構成図、図２は本発明の実施の形態例を示すＣＯセンサ付き燃焼器の運転時におけるファン回転数の増加に伴う燃焼器の排気部におけるＣＯ濃度の変化を示すグラフ、図３ないし図５はいずれも本発明の実施の形態例を示すＣＯセンサ付き燃焼器における動作シーケンスを説明するためのフローチャートである。
【０００９】
まず、本発明の実施の形態例を示すＣＯセンサ付き燃焼器の構成を図１を参照しながら説明する。
同図で示すＣＯセンサ付き燃焼器はガス給湯器への適用例であって、少なくとも入水管路１と、出湯管路２及び給湯管路３と、熱交換器５とバーナ機構６とファン７等からなる燃焼器本体４と、燃焼器本体４の排気部４ａと、入水管路１から燃焼器本体４を経由することなくダイレクトに給湯管路３へ至るバイパス管８及び該バイパス管８に配されたバイパス水量調整弁９と、上記入水管路１に設けられた入水温度センサ１０及び水量センサ１１と、上記出湯管路２に設けられた出湯温度センサ１２と、上記給湯器管路３に設けられた給湯温度センサ１３及び過流出防止調整弁１４と、バーナ機構６にガスを供給するためのガス管路１５とから構成されている。１６は上記ガス管路１５の途中に設けられた元ガス電磁弁、１７はガス比例弁である。また７ａは上記ファン７の回転数を検出するための回転数検出センサ、１８は炎検知器で、バーナ機構６を構成する燃焼管の一部に近接され、燃焼管からのバーナ炎の有無を検知するものであり、１９は点火プラグである。
そして２０が燃焼器本体４上部の排気部４ａに設けられたＣＯセンサである。
【００１０】
２１はコントローラであって、上記燃焼器の燃焼に係わるあらゆる制御をなしうるようなソフトウエアが内蔵されていることはいうまでもないが、ＣＯセンサ２０の動作を制御するため、次の▲１▼ないし▲３▼に記すような制御手段が内蔵されている。即ち、
▲１▼．ＣＯセンサ２０が検出する排気部４ａのＣＯ濃度として、ファン７の回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルＢと、そのレベル以上では不完全燃焼であるとする不完全燃焼レベルＡとの２つのＣＯ濃度レベルを設定し、運転中において上記燃状状態の改善を図るためにファン７の回転数が何度か増加せられた結果、回転数がファン能力の上限に達すれば、逆にファン回転数を減少させることで上記不完全燃焼レベルＡ以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて、燃焼を強制停止させるように制御する第１の制御手段。
▲２▼．ＣＯセンサ２０が検出する排気部４ａのＣＯ濃度として、ファン７の回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルＢと、そのレベル以上では不完全燃焼であるとされる不完全燃焼レベルＡとの２つのＣＯ濃度レベルを設定し、運転中において上記燃焼状態の改善を図るためにファン回転数が何度か増加せられた結果、回転数がファン能力の上限に達すれば、燃料供給におけるインプットダウンにより燃焼出力を低下させると共に、逆にファン回転数を減少させることで上記不完全燃焼レベルＡ以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて、燃焼を強制停止させるように制御する第２の制御手段。
▲３▼．ＣＯセンサ２０が検出する排気部４ａのＣＯ濃度として、ファン７の回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルＢと、そのレベル以上では不完全燃焼であるとされる不完全燃焼レベルＡとの２つのＣＯ濃度レベルを設定し、運転中において上記燃焼状態の改善を図るためにファン回転数が何度か増加せられた結果、回転数がファン能力の上限に達した場合に、ファン回転数を減少させても、検出ＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上とならずに要燃焼改善レベルＢと不完全燃焼レベルＡとの間の範囲に止まる場合には、上記ＣＯ濃度を不完全燃焼を検出するＣＯ濃度レベル以上にあるものと見做し、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて、燃焼を強制停止させるように制御する第３の制御手段。
上記において、燃焼運転を強制停止させる条件としては、検出ＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上を一定時間以上継続する場合、不完全燃焼レベルＡを超える検出ＣＯ濃度の積算値が一定の基準積算値Ｓに達した場合、燃焼開始後における検出ＣＯ濃度の積算値が一定の基準積算値Ｓに達した場合、その他の条件を予め実験により決めておくことができる。
【００１１】
しかして、上記構成にかかるＣＯセンサ付き燃焼器において、燃焼に伴う排気ガスは燃焼器本体４上部の排気部４ａから排出されていくが、このときの排気ガス中のＣＯ濃度はＣＯセンサ２０により検出される。ここで、上記ＣＯセンサ２０が検出するＣＯ濃度のレベルとして、予めファン７の回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせる必要のあるレベルとしての要燃焼改善レベルＢと、それ以上のレベルは不完全燃焼であるとする不完全燃焼レベルＡとが設定されており、運転中において検出ＣＯ濃度が要燃焼改善レベルＢ以上となる都度、ファン７の回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせる。そして前記回転数の増加が何度か繰り返されると、ファン７の回転数がやがてファン能力の上限に達する。
このとき第１の制御手段に従えば、コントローラ２１によって、今度は逆にファン回転数が減少せられる。すると上記不完全燃焼レベルＡ以上のＣＯが強制的に発生せられることになり、これによって燃焼状態が燃焼運転を強制停止させる条件に強制的に導びかれ、燃焼の強制停止が早急になされることになる。
また第２の制御手段によれば、コントローラ２１によって、燃料供給のインプットダウンによる燃焼出力の低下が行われ、且つファン回転数が減少せられる。すると上記不完全燃焼レベルＡ以上のＣＯが強制的に発生せられることになり、これによって燃焼状態が燃焼運転を強制停止させる条件に強制的に導びかれる、燃焼の強制停止が早急になされることになる。
加えて、上記インプットダウンにより燃焼出力が低下せられることで、燃焼運転の強制停止が行われるまでの間における室内等へのＣＯ排出（総）量が減少せられ、室内等でのＣＯ濃度の増加を抑制せられる。
さらに第３の制御手段に従えば、コントローラ２１によってファン回転数が減少せられても、検出ＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡを下回って要燃焼改善レベルＢとの間にある場合には、そのＣＯ濃度を不完全燃焼レベルＡ以上にあるものと見做されるので、不良な燃焼が引き続き長時間継続せられることがなく、速やかに強制停止条件に導びかれ、燃焼の強制停止が行われることになる。
このように第１〜３の制御手段に従って制御される場合においては、不完全燃焼レベルＡを下回る濃度レベルでＣＯの発生が長時間継続せられてしまうという不都合が解消され、室内等においてＣＯ蓄積による汚染が好ましくない状態にまで進むのを確実に防止し、安全を確保することができる。
【００１２】
次に、上記構成にかかるＣＯセンサ付き燃焼器の動作シーケンスについて図２ないし図５を参照しながら説明する。
まず、第１の制御手段に従った場合の動作シーケンスを図２、図３により説明する。
燃焼運転中、ＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度がファン回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルＢ以上となれば（ステップＳ１でイエス）、ファン回転数がファン能力の上限に達しているか否かを判断する（ステップＳ２）。そして上限に達していれば（ステップＳ２でイエス）、コントローラ２１はファン７の回転数を今度は逆に減少させる（ステップＳ３）。
そしてファン７の回転数をダウンさせた後、ＣＯセンサ２０で検出されるＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ４）。Ａレベル以上であれば（ステップＳ４でイエス）、さらに燃焼の強制停止のための条件として、ＣＯセンサ２０でのＣＯ濃度の積算値が一定の積算値Ｓ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ５）。積算値Ｓ以上であれば（ステップＳ５でイエス）、コントローラ２１は燃焼器の運転を強制停止させる（ステップＳ６）。
なおステップＳ４において、ＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上でなければ（ステップＳ４でノー）、検出したＣＯ濃度がファン回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルＢ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ７）。Ｂレベル以上であれば（ステップＳ７でイエス）、ステップＳ３に戻って同様のステップが繰り返される。またステップＳ７でＢレベルに達していなければ（ステップＳ７でノー）、ステップＳ１に戻る。
一方、ステップＳ２にてファン回転数がファン能力の上限に達していない場合には（ステップＳでノー）、ファン７の回転数を増加させ（ステップＳ８）、その後、ＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ９）。Ａレベル以上であれば（ステップＳ９でイエス）、燃焼運転の強制停止のための一定条件として、ＣＯセンサ２０が検出したＣＯ濃度の積算値が一定の積算値Ｓ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ１０）。そしてこのステップＳ１０にてイエスであれば、燃焼器の運転を停止する（ステップＳ１１）。前記ステップ１０で積算値Ｓに達していなければ（ステップＳ１０でノー）、ステップＳ２に戻る。
なお、ファン７の回転数を増加、減少させる程度、一定の積算値Ｓについては、予め実験等により適当な値を設定しておくことができる。また燃焼運転の強制停止のための一定条件としては、一定の積算値Ｓを採用する代わりに、不完全燃焼レベルＡ以上を一定時間継続することを条件としてもよい。
【００１３】
次に、第２の制御手段に従った場合の動作シーケンスを図４により説明する。この第２の制御手段に従った場合の動作シーケンスは基本的に第１の制御手段に従った場合の動作シーケンスとほとんど同様であるので、その相違点についてのみ説明する。
即ち、図３で示すステップＳ２とステップＳ３に対応するステップＳ２２とステップＳ２４の間にステップＳ２３を加え、このステップＳ２３にて燃焼器におけるインプットダウンによる燃焼出力の低下も行うようにしている。
燃料供給をインプットダウンさせることで、燃焼器に発生するＣＯ量そのものを減少させ（排気部４ａでのＣＯ濃度の大小とは必ずしも相関しない）、これによって室内等へ排出されるＣＯ（総）量を減じて、室内等でのＣＯ濃度の増加を制御することができる。
なお、その他の制御については図３のフローチャートと基本的に同様の制御構成であるので、説明は省略する。即ち、図３において説明したステップＳ１及びステップＳ４〜Ｓ１１は図４におけるステップＳ２１及びステップＳ２５〜Ｓ３２に対応している。
【００１４】
さらに、第３の制御手段に従った場合の動作シーケンスを図５により説明する。
この第３の制御手段に従った場合の動作シーケンスは基本的に第１の制御手段に従った場合の動作シーケンスにおけるステップＳ２に続くステップが相違するのみであるので、その相違点についてのみ説明する。
即ち、ＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度が要燃焼改善レベルＢ以上のとき（ステップＳ４１でイエス）、ファン回転数がファン能力の上限に達したか否かについて判断し（ステップＳ４２）、上限に達している場合は（ステップＳ４２でイエス）、さらにＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ４３）。Ａレベル以上であれば（ステップＳ４３でイエス）、ＣＯセンサ２０でのＣＯ濃度の積算値が一定の積算値Ｓ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ４４）。そして、積算値Ｓ以上であれば（ステップＳ４４でイエス）、燃焼器の運転を停止させる（ステップＳ４５）。
またステップＳ４３で、ＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上でなければ（ステップＳ４３でノー）、即ちＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度がＡレベルとＢレベルの間にあれば、この場合にはコントローラ２１はＣＯ濃度を上記不完全燃焼レベルＡ以上であると見做し（ステップＳ４６）、ＣＯセンサ２０での検出ＣＯ濃度の積算値が一定の積算値Ｓ以上であるか否かについて判断し（ステップＳ４４）、イエスであれば燃焼器の運転を停止させる（ステップＳ４５）。
ここでステップＳ４７〜Ｓ５０の制御は、図３のステップＳ８〜Ｓ１１と基本的に同様の制御構成であるので、説明は省略した。
【００１５】
しかして、上記のように構成したＣＯセンサ付き燃焼器によれば、燃焼状態の改善を図るためのファンの回転数がファン能力の上限に達した時点でファン回転数を減少させて、上記不完全燃焼レベルＡ以上のＣＯを強制的に発生させるようにしたので、不完全燃焼レベルＡを下回る濃度レベルのＣＯの発生が長らく継続されるというおそれがない。従って室内のＣＯによる汚染度が低く抑えられ、人体にとってより安全性の高い居住空間を確保することができる。また低濃度領域で誤作動の多いＣＯセンサを用いた場合においても、低ＣＯ濃度領域でのＣＯセンサの検出値をもっては重要な制御の判断材料とせずに、ＣＯセンサが正確な値を検出できる高ＣＯ濃度領域である不完全燃焼レベルＡ以上でのＣＯ検出に基づいて、燃焼器の燃焼運転の強制停止等の判断を行うようにしたので、ＣＯセンサ２０の誤作動、誤検出に基づいて運転が強制停止されたりすることがなく、燃焼器のＣＯ濃度に関する確実な制御を行うことができ、燃焼器を安全に停止させることができる。
また、インプットダウンにより燃焼能力を低下させる場合にはＣＯ発生量そのものが少なくなり、室内等へのＣＯの排出総量を減じて、該室内等でのＣＯ濃度の増加を抑えることができる。
さらに、実際に検出したＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上である場合はいうまでもなく、上記ＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡに達していなくても、該ＣＯ濃度が要燃焼改善レベルＢと不完全燃焼レベルＡとの間にあれば、該ＣＯ濃度は不完全燃焼レベルＡ以上にあるものと見做して、燃焼運転を強制停止させる条件に達するように導くようにし、燃焼運転の強制停止が速やかに行われるようにしたので、ＣＯの発生が要燃焼改善レベルＢと不完全燃焼レベルＡとの間で長時間継続されるおそれがなく、燃焼器を安全に、速やかに停止させることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は以上の構成よりなり、請求項１に記載のＣＯセンサ付き燃焼器によれば、燃焼器本体の排気部に設けたＣＯセンサによって燃焼運転時に排出される排気ガス中のＣＯ濃度を検出し、該検出値に応じてファン回転数を変化させて燃焼状態の改善を図ることができるようにしたＣＯセンサ付き燃焼器であって、上記排気部に設けたＣＯセンサが検出するＣＯ濃度レベルとして、このレベル以上になるとファンの回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルと、このレベル以上では不完全燃焼であるとする不完全燃焼レベルとを設定しておき、上記燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合には、逆にファン回転数を減少させることで上記不完全燃焼レベル以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるように制御するコントローラを備えたので、
不完全燃焼レベルを下回る濃度レベルでのＣＯの発生が継続されるおそれを防止することができる。従って室内等のＣＯによる汚染度が低く抑えられ、人体にとってより安全性の高い居住空間を確保することができる。また、低濃度領域で誤検出、誤作動の多いＣＯセンサの使用に際して、高ＣＯ濃度領域にある不完全燃焼レベル以上のＣＯを検出するか否かをもって、重要な燃焼器の燃焼運転の停止に対する条件の１つとしたので、ＣＯセンサを用いた制御の確実性を図り、燃焼不良を確実に判定して、そのＣＯ濃度に関する燃焼運転における安全を図ることができる。
また請求項２に記載のＣＯセンサ付き燃焼器によれば、上記請求項１に記載の構成による効果に加えて、燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合には、インプットダウンにより燃焼出力を低下させると共に、ファン回転数を減少させることで不完全燃焼レベル以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたので、
インプットダウンにより燃焼能力を低下させることで、燃焼器におけるＣＯ発生量を減少させることができ、燃焼運転の強制停止に至るまでの間における室内等でのＣＯ濃度の増加を十分に抑制することができ、ＣＯ濃度の増加による不都合を十分に予防することができる。勿論、燃焼器側からみれば、室内等のＣＯ濃度が増加する前に、確実に燃焼器を強制停止に至らせることができる。
また請求項３に記載のＣＯセンサ付き燃焼器によれば、上記請求項１又は２に記載の構成による効果に加え、燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合において、ファン回転数を減少させてもＣＯ濃度が不完全燃焼レベル以上とならない場合であっても、ＣＯ濃度が要燃焼改善レベルと不完全燃焼レベルとの間にある場合には、上記ＣＯ濃度が不完全燃焼濃度レベル以上にあるものと見做し、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたので、
実際に検出したＣＯ濃度が不完全燃焼レベル以上である場合はいうまでもなく、例え実際のＣＯ濃度が不完全燃焼レベルになくても、該ＣＯ濃度が要燃焼改善レベルと不完全燃焼レベルとの間にある場合にはＣＯ濃度は不完全燃焼レベル以上にあるものと見做して、燃焼運転の強制停止への条件を満たすように導くことができ、これによって、表面上不完全燃焼に達していないような燃焼による好ましくないＣＯが長時間にわたって室内等に排出される不都合を確実に解消することができる。
また請求項４に記載のＣＯセンサ付き燃焼器によれば、上記請求項１〜３の何れかに記載の構成による効果に加え、燃焼運転を強制停止させる条件は、不完全燃焼レベル以上のＣＯ濃度検出値の積算値が一定以上となる場合か或いは不完全燃焼レベル以上のＣＯ濃度の検出を一定時間継続する場合としたので、
燃焼器の排気部におけるＣＯ濃度が不完全燃焼レベルを超える状態が確実に続くことを確認して、誤操作を確実に回避した状態で、燃焼運転の強制停止に至らしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示すＣＯセンサ付き燃焼器の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態例に係るＣＯセンサ付き燃焼器の運転時におけるファン回転数の増加に伴う燃焼器の排気部におけるＣＯ濃度の変化を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態例に係るＣＯセンサ付き燃焼器の動作シーケンスの第１例を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態例に係るＣＯセンサ付き燃焼器の動作シーケンスの第２例を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態例に係るＣＯセンサ付き燃焼器の動作シーケンスの第３例を説明するためのフローチャートである。
【図６】従来のＣＯセンサ付き燃焼器の運転時におけるファン回転数の増加に伴う燃焼器の排気部におけるＣＯ濃度の変化を示すグラフである。
【図７】従来のＣＯセンサ付き燃焼器のＣＯセンサによるＣＯ濃度の検出に伴う制御動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
４ 燃焼器本体
４ａ 排気部
５ 熱交換器
６ バーナ機構
７ ファン
７ａ 回転数検出センサ
２０ ＣＯセンサ
２１ コントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼運転時に排出される排気ガス中のＣＯ濃度を検出する機能を持ったＣＯセンサ付き燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一酸化炭素中毒の原因となるガス給湯器等の燃焼器での不完全燃焼を防止するため、燃焼器の排気部にＣＯセンサを取り付け、該ＣＯセンサによって燃焼運転時に排気部における排気ガスのＣＯ濃度を検出できるようにしたタイプのＣＯセンサ付き燃焼器がある。
【０００３】
上記ＣＯセンサ付き燃焼器では、ＣＯセンサで検出した排気ガス中のＣＯ濃度の検出値に応じてファンの回転数を変更し、燃焼部に供給される燃焼用空気量を変化させて、これによって燃焼状態を改善したり、またＣＯ濃度が一定レベル以上になると、燃焼を停止したりできるようになっている。
上記ＣＯセンサ付き燃焼器におけるＣＯセンサは、一般に低濃度のＣＯ濃度においては誤作動、誤検出を起こしやすいため、燃焼器の排気部を通る排気ガス中のＣＯ濃度がある一定の基準を下回る比較的低濃度である場合にはこれを検出しないように構成され、ＣＯ濃度がある一定の基準を上回る比較的高濃度である場合においてのみＣＯ濃度を検出する構成となっていた。
【０００４】
図６は従来のＣＯセンサ付き燃焼器の運転時におけるファン回転数の増加に伴って排気部に設けられたＣＯセンサが検出するＣＯ濃度の変化を示すグラフ、図７は従来のＣＯセンサ付き燃焼器の排気部に設けられたＣＯセンサによるＣＯ濃度の検出に伴う制御動作を説明するためのフローチャートである。
ここで、図７のフローチャートについて図６を参照しながら説明すると、ＣＯ濃度が高濃度となる場合（図６の実線で示す）、燃焼運転により排出される排気ガス中のＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡに達すれば（ステップＳ６１にてイエス）、そしてファンの回転数を増加させる（ステップＳ６２）。ファンの回転数を増加させても、ＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡを超えている場合には（ステップＳ６３でイエス）、以降の検出ＣＯ濃度の積算値が予め定めた一定の積算値Ｓに達しているか否かについて判断する（ステップＳ６４）。そして一定の積算値Ｓに達すれば（ステップＳ６４でイエス）、燃焼器の運転を強制停止する（ステップＳ６５）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが図６の破線で示すように、排出されるＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡをわずかに下回る場合を継続するような場合には、コントローラは図７のフローチャートで示すような燃焼運転の強制停止を行わないため、燃焼継続に伴いＣＯの発生もそのまま継続されて室内に蓄積される結果となる。即ち従来のＣＯセンサ付き燃焼器では、排気部における排気ガス中のＣＯ濃度が、少なくとも、不完全燃焼レベル以上にならなければ燃焼運転の調整や強制停止等を行わないような構成になっているので、基準を下回る比較的低濃度の排出ＣＯが経時的に溜まって室内に充満することになる。その結果、該燃焼器から発生するＣＯ濃度が高くなくとも室内の汚染が進んでしまうといった不具合があった。
【０００６】
本発明は上記ＣＯセンサ付き燃焼器の有する問題に鑑みて発明されたものであって、ＣＯ濃度が不完全燃焼レベルを少し下回るようなＣＯ濃度の排気ガスが継続して排出された場合であっても、それによってＣＯによる室内の汚染が進んでしまうことなく、安全を確保することができるＣＯセンサ付き燃焼器を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明のＣＯセンサ付き燃焼器は、燃焼器本体の排気部に設けたＣＯセンサによって燃焼運転時に排出される排気ガス中のＣＯ濃度を検出し、該検出値に応じてファン回転数を変化させて燃焼状態の改善を図ることができるようにしたＣＯセンサ付き燃焼器であって、上記排気部に設けたＣＯセンサが検出するＣＯ濃度レベルとして、このレベル以上になるとファンの回転数を増加させて燃焼状態の改善を行なわせるための要燃焼改善レベルと、このレベル以上では不完全燃焼であるとする不完全燃焼レベルとを設定しておき、上記燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合には、逆にファン回転数を減少させることで上記不完全燃焼レベル以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたことを第１の特徴としている。
また本発明のＣＯセンサ付き燃焼器は、上記第１の特徴に加えて、燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合には、インプットダウンにより燃焼出力を低下させると共に、ファン回転数を減少させることで不完全燃焼レベル以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたことを第２の特徴としている。
また本発明のＣＯセンサ付き燃焼器は、上記第１又は第２の特徴に加えて、燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合において、ファン回転数を減少させてもＣＯ濃度が不完全燃焼レベル以上とならない場合であっても、ＣＯ濃度が要燃焼改善レベルと不完全燃焼レベルとの間にある場合には、上記ＣＯ濃度が不完全燃焼濃度レベル以上にあるものと見做し、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたことを第３の特徴としている。
さらに本発明のＣＯセンサ付き燃焼器は、上記第１〜３の何れかの特徴に加えて、燃焼運転を強制停止させる条件は、不完全燃焼レベル以上のＣＯ濃度検出値の積算値が一定以上となる場合か或いは不完全燃焼レベル以上のＣＯ濃度の検出を一定時間継続する場合とすることを第４の特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態例を示すＣＯセンサ付き燃焼器の構成図、図２は本発明の実施の形態例を示すＣＯセンサ付き燃焼器の運転時におけるファン回転数の増加に伴う燃焼器の排気部におけるＣＯ濃度の変化を示すグラフ、図３ないし図５はいずれも本発明の実施の形態例を示すＣＯセンサ付き燃焼器における動作シーケンスを説明するためのフローチャートである。
【０００９】
まず、本発明の実施の形態例を示すＣＯセンサ付き燃焼器の構成を図１を参照しながら説明する。
同図で示すＣＯセンサ付き燃焼器はガス給湯器への適用例であって、少なくとも入水管路１と、出湯管路２及び給湯管路３と、熱交換器５とバーナ機構６とファン７等からなる燃焼器本体４と、燃焼器本体４の排気部４ａと、入水管路１から燃焼器本体４を経由することなくダイレクトに給湯管路３へ至るバイパス管８及び該バイパス管８に配されたバイパス水量調整弁９と、上記入水管路１に設けられた入水温度センサ１０及び水量センサ１１と、上記出湯管路２に設けられた出湯温度センサ１２と、上記給湯器管路３に設けられた給湯温度センサ１３及び過流出防止調整弁１４と、バーナ機構６にガスを供給するためのガス管路１５とから構成されている。１６は上記ガス管路１５の途中に設けられた元ガス電磁弁、１７はガス比例弁である。また７ａは上記ファン７の回転数を検出するための回転数検出センサ、１８は炎検知器で、バーナ機構６を構成する燃焼管の一部に近接され、燃焼管からのバーナ炎の有無を検知するものであり、１９は点火プラグである。
そして２０が燃焼器本体４上部の排気部４ａに設けられたＣＯセンサである。
【００１０】
２１はコントローラであって、上記燃焼器の燃焼に係わるあらゆる制御をなしうるようなソフトウエアが内蔵されていることはいうまでもないが、ＣＯセンサ２０の動作を制御するため、次の▲１▼ないし▲３▼に記すような制御手段が内蔵されている。即ち、
▲１▼．ＣＯセンサ２０が検出する排気部４ａのＣＯ濃度として、ファン７の回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルＢと、そのレベル以上では不完全燃焼であるとする不完全燃焼レベルＡとの２つのＣＯ濃度レベルを設定し、運転中において上記燃状状態の改善を図るためにファン７の回転数が何度か増加せられた結果、回転数がファン能力の上限に達すれば、逆にファン回転数を減少させることで上記不完全燃焼レベルＡ以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて、燃焼を強制停止させるように制御する第１の制御手段。
▲２▼．ＣＯセンサ２０が検出する排気部４ａのＣＯ濃度として、ファン７の回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルＢと、そのレベル以上では不完全燃焼であるとされる不完全燃焼レベルＡとの２つのＣＯ濃度レベルを設定し、運転中において上記燃焼状態の改善を図るためにファン回転数が何度か増加せられた結果、回転数がファン能力の上限に達すれば、燃料供給におけるインプットダウンにより燃焼出力を低下させると共に、逆にファン回転数を減少させることで上記不完全燃焼レベルＡ以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて、燃焼を強制停止させるように制御する第２の制御手段。
▲３▼．ＣＯセンサ２０が検出する排気部４ａのＣＯ濃度として、ファン７の回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルＢと、そのレベル以上では不完全燃焼であるとされる不完全燃焼レベルＡとの２つのＣＯ濃度レベルを設定し、運転中において上記燃焼状態の改善を図るためにファン回転数が何度か増加せられた結果、回転数がファン能力の上限に達した場合に、ファン回転数を減少させても、検出ＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上とならずに要燃焼改善レベルＢと不完全燃焼レベルＡとの間の範囲に止まる場合には、上記ＣＯ濃度を不完全燃焼を検出するＣＯ濃度レベル以上にあるものと見做し、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて、燃焼を強制停止させるように制御する第３の制御手段。
上記において、燃焼運転を強制停止させる条件としては、検出ＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上を一定時間以上継続する場合、不完全燃焼レベルＡを超える検出ＣＯ濃度の積算値が一定の基準積算値Ｓに達した場合、燃焼開始後における検出ＣＯ濃度の積算値が一定の基準積算値Ｓに達した場合、その他の条件を予め実験により決めておくことができる。
【００１１】
しかして、上記構成にかかるＣＯセンサ付き燃焼器において、燃焼に伴う排気ガスは燃焼器本体４上部の排気部４ａから排出されていくが、このときの排気ガス中のＣＯ濃度はＣＯセンサ２０により検出される。ここで、上記ＣＯセンサ２０が検出するＣＯ濃度のレベルとして、予めファン７の回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせる必要のあるレベルとしての要燃焼改善レベルＢと、それ以上のレベルは不完全燃焼であるとする不完全燃焼レベルＡとが設定されており、運転中において検出ＣＯ濃度が要燃焼改善レベルＢ以上となる都度、ファン７の回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせる。そして前記回転数の増加が何度か繰り返されると、ファン７の回転数がやがてファン能力の上限に達する。
このとき第１の制御手段に従えば、コントローラ２１によって、今度は逆にファン回転数が減少せられる。すると上記不完全燃焼レベルＡ以上のＣＯが強制的に発生せられることになり、これによって燃焼状態が燃焼運転を強制停止させる条件に強制的に導びかれ、燃焼の強制停止が早急になされることになる。
また第２の制御手段によれば、コントローラ２１によって、燃料供給のインプットダウンによる燃焼出力の低下が行われ、且つファン回転数が減少せられる。すると上記不完全燃焼レベルＡ以上のＣＯが強制的に発生せられることになり、これによって燃焼状態が燃焼運転を強制停止させる条件に強制的に導びかれる、燃焼の強制停止が早急になされることになる。
加えて、上記インプットダウンにより燃焼出力が低下せられることで、燃焼運転の強制停止が行われるまでの間における室内等へのＣＯ排出（総）量が減少せられ、室内等でのＣＯ濃度の増加を抑制せられる。
さらに第３の制御手段に従えば、コントローラ２１によってファン回転数が減少せられても、検出ＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡを下回って要燃焼改善レベルＢとの間にある場合には、そのＣＯ濃度を不完全燃焼レベルＡ以上にあるものと見做されるので、不良な燃焼が引き続き長時間継続せられることがなく、速やかに強制停止条件に導びかれ、燃焼の強制停止が行われることになる。
このように第１〜３の制御手段に従って制御される場合においては、不完全燃焼レベルＡを下回る濃度レベルでＣＯの発生が長時間継続せられてしまうという不都合が解消され、室内等においてＣＯ蓄積による汚染が好ましくない状態にまで進むのを確実に防止し、安全を確保することができる。
【００１２】
次に、上記構成にかかるＣＯセンサ付き燃焼器の動作シーケンスについて図２ないし図５を参照しながら説明する。
まず、第１の制御手段に従った場合の動作シーケンスを図２、図３により説明する。
燃焼運転中、ＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度がファン回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルＢ以上となれば（ステップＳ１でイエス）、ファン回転数がファン能力の上限に達しているか否かを判断する（ステップＳ２）。そして上限に達していれば（ステップＳ２でイエス）、コントローラ２１はファン７の回転数を今度は逆に減少させる（ステップＳ３）。
そしてファン７の回転数をダウンさせた後、ＣＯセンサ２０で検出されるＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ４）。Ａレベル以上であれば（ステップＳ４でイエス）、さらに燃焼の強制停止のための条件として、ＣＯセンサ２０でのＣＯ濃度の積算値が一定の積算値Ｓ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ５）。積算値Ｓ以上であれば（ステップＳ５でイエス）、コントローラ２１は燃焼器の運転を強制停止させる（ステップＳ６）。
なおステップＳ４において、ＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上でなければ（ステップＳ４でノー）、検出したＣＯ濃度がファン回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルＢ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ７）。Ｂレベル以上であれば（ステップＳ７でイエス）、ステップＳ３に戻って同様のステップが繰り返される。またステップＳ７でＢレベルに達していなければ（ステップＳ７でノー）、ステップＳ１に戻る。
一方、ステップＳ２にてファン回転数がファン能力の上限に達していない場合には（ステップＳでノー）、ファン７の回転数を増加させ（ステップＳ８）、その後、ＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ９）。Ａレベル以上であれば（ステップＳ９でイエス）、燃焼運転の強制停止のための一定条件として、ＣＯセンサ２０が検出したＣＯ濃度の積算値が一定の積算値Ｓ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ１０）。そしてこのステップＳ１０にてイエスであれば、燃焼器の運転を停止する（ステップＳ１１）。前記ステップ１０で積算値Ｓに達していなければ（ステップＳ１０でノー）、ステップＳ２に戻る。
なお、ファン７の回転数を増加、減少させる程度、一定の積算値Ｓについては、予め実験等により適当な値を設定しておくことができる。また燃焼運転の強制停止のための一定条件としては、一定の積算値Ｓを採用する代わりに、不完全燃焼レベルＡ以上を一定時間継続することを条件としてもよい。
【００１３】
次に、第２の制御手段に従った場合の動作シーケンスを図４により説明する。この第２の制御手段に従った場合の動作シーケンスは基本的に第１の制御手段に従った場合の動作シーケンスとほとんど同様であるので、その相違点についてのみ説明する。
即ち、図３で示すステップＳ２とステップＳ３に対応するステップＳ２２とステップＳ２４の間にステップＳ２３を加え、このステップＳ２３にて燃焼器におけるインプットダウンによる燃焼出力の低下も行うようにしている。
燃料供給をインプットダウンさせることで、燃焼器に発生するＣＯ量そのものを減少させ（排気部４ａでのＣＯ濃度の大小とは必ずしも相関しない）、これによって室内等へ排出されるＣＯ（総）量を減じて、室内等でのＣＯ濃度の増加を制御することができる。
なお、その他の制御については図３のフローチャートと基本的に同様の制御構成であるので、説明は省略する。即ち、図３において説明したステップＳ１及びステップＳ４〜Ｓ１１は図４におけるステップＳ２１及びステップＳ２５〜Ｓ３２に対応している。
【００１４】
さらに、第３の制御手段に従った場合の動作シーケンスを図５により説明する。
この第３の制御手段に従った場合の動作シーケンスは基本的に第１の制御手段に従った場合の動作シーケンスにおけるステップＳ２に続くステップが相違するのみであるので、その相違点についてのみ説明する。
即ち、ＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度が要燃焼改善レベルＢ以上のとき（ステップＳ４１でイエス）、ファン回転数がファン能力の上限に達したか否かについて判断し（ステップＳ４２）、上限に達している場合は（ステップＳ４２でイエス）、さらにＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ４３）。Ａレベル以上であれば（ステップＳ４３でイエス）、ＣＯセンサ２０でのＣＯ濃度の積算値が一定の積算値Ｓ以上であるか否かについて判断する（ステップＳ４４）。そして、積算値Ｓ以上であれば（ステップＳ４４でイエス）、燃焼器の運転を停止させる（ステップＳ４５）。
またステップＳ４３で、ＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上でなければ（ステップＳ４３でノー）、即ちＣＯセンサ２０で検出したＣＯ濃度がＡレベルとＢレベルの間にあれば、この場合にはコントローラ２１はＣＯ濃度を上記不完全燃焼レベルＡ以上であると見做し（ステップＳ４６）、ＣＯセンサ２０での検出ＣＯ濃度の積算値が一定の積算値Ｓ以上であるか否かについて判断し（ステップＳ４４）、イエスであれば燃焼器の運転を停止させる（ステップＳ４５）。
ここでステップＳ４７〜Ｓ５０の制御は、図３のステップＳ８〜Ｓ１１と基本的に同様の制御構成であるので、説明は省略した。
【００１５】
しかして、上記のように構成したＣＯセンサ付き燃焼器によれば、燃焼状態の改善を図るためのファンの回転数がファン能力の上限に達した時点でファン回転数を減少させて、上記不完全燃焼レベルＡ以上のＣＯを強制的に発生させるようにしたので、不完全燃焼レベルＡを下回る濃度レベルのＣＯの発生が長らく継続されるというおそれがない。従って室内のＣＯによる汚染度が低く抑えられ、人体にとってより安全性の高い居住空間を確保することができる。また低濃度領域で誤作動の多いＣＯセンサを用いた場合においても、低ＣＯ濃度領域でのＣＯセンサの検出値をもっては重要な制御の判断材料とせずに、ＣＯセンサが正確な値を検出できる高ＣＯ濃度領域である不完全燃焼レベルＡ以上でのＣＯ検出に基づいて、燃焼器の燃焼運転の強制停止等の判断を行うようにしたので、ＣＯセンサ２０の誤作動、誤検出に基づいて運転が強制停止されたりすることがなく、燃焼器のＣＯ濃度に関する確実な制御を行うことができ、燃焼器を安全に停止させることができる。
また、インプットダウンにより燃焼能力を低下させる場合にはＣＯ発生量そのものが少なくなり、室内等へのＣＯの排出総量を減じて、該室内等でのＣＯ濃度の増加を抑えることができる。
さらに、実際に検出したＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡ以上である場合はいうまでもなく、上記ＣＯ濃度が不完全燃焼レベルＡに達していなくても、該ＣＯ濃度が要燃焼改善レベルＢと不完全燃焼レベルＡとの間にあれば、該ＣＯ濃度は不完全燃焼レベルＡ以上にあるものと見做して、燃焼運転を強制停止させる条件に達するように導くようにし、燃焼運転の強制停止が速やかに行われるようにしたので、ＣＯの発生が要燃焼改善レベルＢと不完全燃焼レベルＡとの間で長時間継続されるおそれがなく、燃焼器を安全に、速やかに停止させることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は以上の構成よりなり、請求項１に記載のＣＯセンサ付き燃焼器によれば、燃焼器本体の排気部に設けたＣＯセンサによって燃焼運転時に排出される排気ガス中のＣＯ濃度を検出し、該検出値に応じてファン回転数を変化させて燃焼状態の改善を図ることができるようにしたＣＯセンサ付き燃焼器であって、上記排気部に設けたＣＯセンサが検出するＣＯ濃度レベルとして、このレベル以上になるとファンの回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルと、このレベル以上では不完全燃焼であるとする不完全燃焼レベルとを設定しておき、上記燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合には、逆にファン回転数を減少させることで上記不完全燃焼レベル以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるように制御するコントローラを備えたので、
不完全燃焼レベルを下回る濃度レベルでのＣＯの発生が継続されるおそれを防止することができる。従って室内等のＣＯによる汚染度が低く抑えられ、人体にとってより安全性の高い居住空間を確保することができる。また、低濃度領域で誤検出、誤作動の多いＣＯセンサの使用に際して、高ＣＯ濃度領域にある不完全燃焼レベル以上のＣＯを検出するか否かをもって、重要な燃焼器の燃焼運転の停止に対する条件の１つとしたので、ＣＯセンサを用いた制御の確実性を図り、燃焼不良を確実に判定して、そのＣＯ濃度に関する燃焼運転における安全を図ることができる。
また請求項２に記載のＣＯセンサ付き燃焼器によれば、上記請求項１に記載の構成による効果に加えて、燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合には、インプットダウンにより燃焼出力を低下させると共に、ファン回転数を減少させることで不完全燃焼レベル以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたので、
インプットダウンにより燃焼能力を低下させることで、燃焼器におけるＣＯ発生量を減少させることができ、燃焼運転の強制停止に至るまでの間における室内等でのＣＯ濃度の増加を十分に抑制することができ、ＣＯ濃度の増加による不都合を十分に予防することができる。勿論、燃焼器側からみれば、室内等のＣＯ濃度が増加する前に、確実に燃焼器を強制停止に至らせることができる。
また請求項３に記載のＣＯセンサ付き燃焼器によれば、上記請求項１又は２に記載の構成による効果に加え、燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合において、ファン回転数を減少させてもＣＯ濃度が不完全燃焼レベル以上とならない場合であっても、ＣＯ濃度が要燃焼改善レベルと不完全燃焼レベルとの間にある場合には、上記ＣＯ濃度が不完全燃焼濃度レベル以上にあるものと見做し、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたので、
実際に検出したＣＯ濃度が不完全燃焼レベル以上である場合はいうまでもなく、例え実際のＣＯ濃度が不完全燃焼レベルになくても、該ＣＯ濃度が要燃焼改善レベルと不完全燃焼レベルとの間にある場合にはＣＯ濃度は不完全燃焼レベル以上にあるものと見做して、燃焼運転の強制停止への条件を満たすように導くことができ、これによって、表面上不完全燃焼に達していないような燃焼による好ましくないＣＯが長時間にわたって室内等に排出される不都合を確実に解消することができる。
また請求項４に記載のＣＯセンサ付き燃焼器によれば、上記請求項１〜３の何れかに記載の構成による効果に加え、燃焼運転を強制停止させる条件は、不完全燃焼レベル以上のＣＯ濃度検出値の積算値が一定以上となる場合か或いは不完全燃焼レベル以上のＣＯ濃度の検出を一定時間継続する場合としたので、
燃焼器の排気部におけるＣＯ濃度が不完全燃焼レベルを超える状態が確実に続くことを確認して、誤操作を確実に回避した状態で、燃焼運転の強制停止に至らしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示すＣＯセンサ付き燃焼器の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態例に係るＣＯセンサ付き燃焼器の運転時におけるファン回転数の増加に伴う燃焼器の排気部におけるＣＯ濃度の変化を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態例に係るＣＯセンサ付き燃焼器の動作シーケンスの第１例を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態例に係るＣＯセンサ付き燃焼器の動作シーケンスの第２例を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態例に係るＣＯセンサ付き燃焼器の動作シーケンスの第３例を説明するためのフローチャートである。
【図６】従来のＣＯセンサ付き燃焼器の運転時におけるファン回転数の増加に伴う燃焼器の排気部におけるＣＯ濃度の変化を示すグラフである。
【図７】従来のＣＯセンサ付き燃焼器のＣＯセンサによるＣＯ濃度の検出に伴う制御動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
４ 燃焼器本体
４ａ 排気部
５ 熱交換器
６ バーナ機構
７ ファン
７ａ 回転数検出センサ
２０ ＣＯセンサ
２１ コントローラ
Claims (4)
- 燃焼器本体の排気部に設けたＣＯセンサによって燃焼運転時に排出される排気ガス中のＣＯ濃度を検出し、該検出値に応じてファン回転数を変化させて燃焼状態の改善を図ることができるようにしたＣＯセンサ付き燃焼器であって、
上記排気部に設けたＣＯセンサが検出するＣＯ濃度レベルとして、このレベル以上になるとファンの回転数を増加させて燃焼状態の改善を行わせるための要燃焼改善レベルと、このレベル以上では不完全燃焼であるとする不完全燃焼レベルとを設定しておき、上記燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合には、逆にファン回転数を減少させることで上記不完全燃焼レベル以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたことを特徴とするＣＯセンサ付き燃焼器。 - 燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合には、インプットダウンにより燃焼出力を低下させると共に、ファン回転数を減少させることで不完全燃焼レベル以上のＣＯを強制的に発生させ、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたことを特徴とする請求項１に記載のＣＯセンサ付き燃焼器。
- 燃焼状態の改善を図るために行ったファン回転数の増加によって当該ファンの回転数がファン能力の上限に達した場合において、ファン回転数を減少させてもＣＯ濃度が不完全燃焼レベル以上とならない場合であっても、ＣＯ濃度が要燃焼改善レベルと不完全燃焼レベルとの間にある場合には、上記ＣＯ濃度が不完全燃焼濃度レベル以上にあるものと見做し、これによって燃焼運転を強制停止させる条件に導いて燃焼を強制停止させるよう制御するコントローラを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＣＯセンサ付き燃焼器。
- 燃焼運転を強制停止させる条件は、不完全燃焼レベル以上のＣＯ濃度検出値の積算値が一定以上となる場合か或いは不完全燃焼レベル以上のＣＯ濃度の検出を一定時間継続する場合とすることを特徴する請求項１〜３の何れかに記載のＣＯセンサ付き燃焼器。
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