JP4668384B2 - Coガス検知装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はCOガス検知装置に係り、特に、ガス燃焼器が排出する排気中の不完全燃焼にともなって発生される一酸化炭素ガスの濃度を測定して異常状態を検知する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、ガス燃焼器の排出する不完全燃焼排ガスを検知するために、ガス燃焼器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検知器を備え、CO検知器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したものがある。
【0003】
上記CO検知器は、排気と接触可能な排気口部分に配された検知素子が図示しない温度補償用基準素子、固定抵抗及び可動抵抗とともに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を検知出力として出力するようになっている。
【0004】
そして、制御部がこの検知出力を入力し、検知出力が制御部内に予め定められた設定値を超えたら、排気中の一酸化炭素ガスの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鳴動手段であるブザーによって警報音を発生させたり、ガス供給源を遮断させ、室内に一酸化炭素ガス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。
【0005】
なお、CO検知器は、一般に、線径φ20〜50μmの白金線をコイル状に成形し、このコイル上に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基準素子と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おり、不完全燃焼排ガス中に含まれるCO、H2 と触媒との反応熱によって白金線の抵抗値が上昇する原理を利用して動作する。
【0006】
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と検知出力とを比較するものなので、その前提として、検知出力が警報レベルを超えたかどうかの判断の基準となる一酸化炭素ガス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る。従来は、燃焼器に組み込まれた工場出荷段階等で、上記CO検知器内の可変抵抗を予め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。
【0007】
しかし、上述のように設定された0点基準値は、組み込まれた燃焼器輸送時の振動衝撃で調整済みの可変抵抗が動いてしまって変動する可能性がある。また、排気ガス中に含まれている各種の物質が検知素子の表面に吸着されることによって、0点基準値変動が発生する場合もある。
【0008】
このように0点基準値に変動が生じたときには、検知出力が警報レベル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う。このような場合には、重大な誤差を含んだ検知出力と予め定められた警報レベルとが比較されるようになり、実際の一酸化炭素ガスの濃度は警報レベルにあるのに検知装置側では警報レベル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る。
【0009】
上述したガス燃焼器の例として、例えば、AC100V電源を使用する強制給排気(FF)式、強制排気(FE)式ガス給湯器が挙げられる。この種のガス給湯器では、ガス給湯器の燃焼制御部がこの検知出力を入力し、検知出力が燃焼制御部内に予め定められた設定値を超えたら、排気中の一酸化炭素ガスの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鳴動手段であるブザーによって警報音を発生させたり、ガス供給源を遮断させ、室内に一酸化炭素ガス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。
【0010】
そして、上述したガス給湯器の燃焼制御部は、ガス給湯器輸送時の振動衝撃によるのずれを補正するために、ガス給湯器の設置後ガス給湯器に電源が投入されても、直ちに燃焼を開始させずに、給湯器が消火していて一酸化炭素を発生していない状態にあるうちに、CO検知器1の出力を0点基準値として記憶する0点基準値の補正作業を行うように構成されていた。そして、その後の補正作業は、燃焼制御部が一酸化炭素ガスの発生のない状態、すなわち、燃焼終了後のポストパージ時を判断して一般に行われていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところが最近、燃焼終了後のポストパージが行われない自然排気(CF)式給湯器においても、排出する排気中の不完全燃焼にともなって発生される一酸化炭素ガスの濃度を測定して異常状態を検知するCOガス検知装置を組み込むことが考えられている。
【0012】
しかし、この種のガス給湯器は、給湯温度を制御する程度の燃焼制御部を備えるだけである。このため、燃焼制御部に、検知出力を入力し、検知出力が予め定められた設定値を超えたら、排気中の一酸化炭素ガスの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鳴動手段であるブザーによって警報音を発生させたり、ガス供給源を遮断させる機能を持たせることが難しい。
【0013】
そこで、この種の簡易型のガス給湯器に、COガス検知装置を新たに組み込むようにしても、従来のCOガス検知装置では、ガス給湯器が一酸化炭素ガスを発生していない状態にあるタイミングを見つけて0点基準値の補正動作を行うことができない。
【0014】
勿論、既存のガス給湯器の燃焼制御部を新たに作成し直したり作り直して、上述した0点基準値の補正動作を行えるようにすることも考えられるが、それにはガス給湯器自体の設計のし直しが伴い、大幅なコストアップを招くという問題が生じる。
【0015】
よって本発明は、既存のガス給湯器に手を加えず大幅なコストアップを招くことなく、ガス給湯器が一酸化炭素ガスを排出しない状態にあるタイミングを形成して0点基準値の補正動作を行えるようにしたCOガス検知装置を提供することを課題としている。
【0016】
本発明はまた、既存のガス給湯器に手を加えず大幅なコストアップを招くことなく、ガス給湯器が一酸化炭素ガスを排出しない状態にあるタイミングを確実に見つけて0点基準値の補正動作を行えるようにしたCOガス検知装置を提供することを課題としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するためなされた請求項1記載の発明は、図1の基本構成図に示すように、検知温度に加熱されてCOガスを検知する接触燃焼式の検知素子1aと、該検知素子を前記検知温度に加熱する加熱手段1cとを有し、前記検知素子の検知したCOガスの濃度に応じた検知出力を出力するCO検知器1と、前記加熱手段による前記検知素子の加熱を制御する加熱制御手段2a−1と、前記CO検知器がCOガスを検知していないときに出力する検知出力を0点基準値として予め記憶する0点基準値記憶手段2c−1と、該0点基準値記憶手段に記憶している0点基準値を基準として、前記CO検知器の出力する検知出力がCOガスの所定濃度に対して予め定められた値以上となったことを判定したときに警報信号出力端子を介して警報信号を出力する判定手段2a−2とをガス燃焼器の燃焼制御部と別個に備えるCOガス検知装置において、自然排気式のガス給湯器への電源の投入により供給される電源電圧の立ち上がりを当該ガス給湯器の動作開始を示す動作開始信号として電源端子を介して入力する動作開始信号入力手段2a−3と、前記ガス給湯器の燃焼を禁止させる燃焼制御信号を信号線端子を介して出力する燃焼制御信号出力手段2a−4と、前記動作開始信号の入力に応じて前記加熱制御手段に前記加熱手段による前記検知素子の前記検知温度への加熱を制御させるとともに前記燃焼制御信号出力手段に前記燃焼制御信号を出力させ、前記加熱手段による前記検知素子の加熱と前記燃焼制御信号出力手段による前記燃焼制御信号の出力とにより形成された、前記検知素子が検知温度に加熱されかつ前記ガス給湯器が燃焼状態にない状態において、前記CO検知器の検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えて前記0点基準値記憶手段に記憶させて0点基準値の初期補正を行い、その後前記燃焼制御信号出力手段による前記燃焼制御信号の出力を終了させて前記ガス給湯器を燃焼可能な状態にする初期補正手段2a−6とを更に備え、前記検知素子、前記加熱素子、前記加熱制御手段、前記0点基準値記憶手段、前記判定手段、前記動作開始信号入力手段、前記燃焼制御信号出力手段及び前記初期補正手段からなる前記COガス検知装置が前記ガス給湯器の燃焼制御部とは別個に構成されていることを特徴とするCOガス検知装置に存する。
【0018】
請求項1記載の発明によれば、検知温度に加熱されてCOガスを検知する接触燃焼式の検知素子1aを加熱手段1cが検知温度に加熱し、検知素子の検知したCOガスの濃度に応じた検知信号をCO検知器1が出力する。加熱制御手段2a−1が、加熱手段による検知素子の加熱を制御する。判定手段2a−2は、0点基準値記憶手段2c−1に記憶している0点基準値を基準として、CO検知器の出力する検知信号がCOガスの所定濃度に対して予め定められた値以上となったことを判定したときに警報信号出力端子を介して警報信号を出力する。
【0019】
そして、初期補正手段2a−6は、動作開始信号入力手段2a−3に、自然排気式のガス給湯器への電源の投入により供給される電源電圧の立ち上がりを当該ガス給湯器の動作開始を示す動作開始信号として電源端子を介して入力することに応じてガス給湯器の動作開始を知り、加熱制御手段に加熱手段による検知素子の検知温度への加熱を制御させるとともに燃焼制御信号出力手段2a−4にガス給湯器の燃焼を禁止させる燃焼制御信号を信号線端子を介して出力させ、加熱手段1cによる検知素子1aの加熱と燃焼制御信号出力手段2a−4による燃焼制御信号の出力とにより形成された、検知素子1aが検知温度に加熱されかつガス給湯器が燃焼状態にない状態において、CO検知器の検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えて0点基準値記憶手段に記憶させて0点基準値の初期補正を行い、その後燃焼制御信号出力手段による燃焼制御信号の出力を終了させてガス給湯器を燃焼可能な状態にするので、ガス給湯器から動作開始信号を入力し、ガス給湯器に対して燃焼を禁止させる燃焼制御信号を出力するだけで、0点基準値の初期補正を行う状態を形成し、初期補正を行った後はガス給湯器を自動的に本来の動作可能な状態に戻すことができる。しかも、検知手段、加熱手段、加熱制御手段、0点基準値記憶手段、判定手段、動作開始信号入力手段、燃焼制御信号出力手段及び初期補正手段からなるCOガス検知装置がガス給湯器の燃焼制御部とは別個に構成されている。
【0020】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のCOガス検知装置において、前記ガス給湯器が燃焼状態にあることを示す燃焼信号を入力する燃焼信号入力手段2a−5を更に備え、前記加熱制御手段は、前記燃焼信号の入力に応じて前記加熱手段に前記検知素子を前記検知温度に加熱させ、前記燃焼信号の入力がなくなったとき前記加熱手段による前記検知素子の加熱を終了させることを特徴とするCOガス検知装置に存する。
【0021】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の作用に加え、加熱制御手段は、燃焼信号入力手段2a−5に燃焼信号が入力されたことに応じて加熱手段に検知素子を検知温度に加熱させ、燃焼信号の入力がなくなったとき加熱手段による検知素子の加熱を終了させるので、ガス給湯器から燃焼信号を入力するだけで、ガス給湯器の燃焼動作時だけCOガスの検知動作を行うようになる。
【0022】
請求項3記載の発明は、請求項2記載のCOガス検知装置において、前記初期補正手段による0点基準値の初期補正の終了後定期的に、前記燃焼信号の入力がないときに、前記加熱制御手段に前記加熱手段による前記検知素子の加熱を終了させず、前記ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなった時点で、前記CO検知器の検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えて前記0点基準値記憶手段に記憶させて0点基準値の経時補正を行う経時補正手段2a−7を更に備えることを特徴とするCOガス検知装置に存する。
【0023】
請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の発明の作用に加え、経時補正手段2a−7は、初期補正手段による0点基準値の初期補正の終了後定期的に、燃焼信号の入力がないときに、加熱制御手段に加熱手段による検知素子の加熱を終了させず、ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなった時点で、CO検知器の検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えて0点基準値記憶手段に記憶させて0点基準値の経時補正を行うので、ガス給湯器の燃焼動作の過程で燃焼信号のみを監視することによって、経時補正を定期的に実行することができる。
【0024】
請求項4記載の発明は、請求項3記載のCOガス検知装置において、前記経時補正手段は、前記燃焼信号の入力に応じて計数を行う計数手段2c−2を有し、該計数手段の計数値が所定値になる毎に定期的な前記経時補正を行うことを特徴とするCOガス検知装置に存する。
【0025】
請求項4記載の発明によれば、請求項3記載の発明の作用に加え、経時補正手段は、燃焼信号の入力に応じて計数を行う計数手段2c−2の計数値が所定値になる毎に定期的な経時補正を行うので、ガス給湯器から燃焼信号のみを入力することで、ガス給湯器の燃焼回数が所定回数となる毎に定期的に経時補正を実行することができる。
【0026】
請求項5記載の発明は、請求項3又は4記載のCOガス検知装置において、前記経時補正手段は、前記燃焼信号の入力がなくなってからの一定時間を計時する計時手段2c−3を有し、該計時手段が一定時間の計時を行ったとき、前記ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなったとして、前記経時補正を行うことを特徴とするCOガス検知装置に存する。
【0027】
請求項5記載の発明によれば、請求項3又は4記載の発明の作用に加え、経時補正手段は、燃焼信号の入力がなくなってからの一定時間を計時手段2c−3が計時したとき、ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなったとして経時補正を行うので、ガス給湯器の燃焼動作の過程で適時に経時補正を行うことができる。
【0028】
請求項6記載の発明は、請求項3又は4記載のCOガス検知装置において、前記経時補正手段は、前記燃焼信号の入力がなくなってから前記検知素子の抵抗値に基づいて前記検知素子の温度を検出する温度検出手段2a−8を有し、該温度検出手段により検出した温度が0点基準値の補正に影響ない温度となったとき、前記経時補正を行うことを特徴とするCOガス検知装置に存する。
【0029】
請求項6記載の発明によれば、請求項3又は4記載の発明の作用に加え、経時補正手段は、燃焼信号の入力がなくなってから検知素子の抵抗値に基づいて温度検出手段2a−8により検出した検知素子の温度が0点基準値の補正に影響ない温度となったとき経時補正を行うので、経時補正のためのタイミングを簡単にかつ的確に見つけることができる。
【0032】
請求項7記載の発明は、請求項2〜6の何れかに記載のCOガス検知装置において、前記燃焼信号入力手段は、ガス給湯器のフレームロットの発生する信号を燃焼信号として信号入力端子を介して入力することを特徴とするCOガス検知装置に存する。
【0033】
請求項7記載の発明によれば、請求項2〜6の何れかに記載の発明の作用に加え、燃焼信号入力手段は、ガス給湯器のフレームロットの発生する信号を燃焼信号として信号入力端子を介して入力するので、ガス給湯器において燃焼状態を監視するための信号がそのまま流用することができる。
【0034】
請求項8記載の発明は、請求項1〜7の何れかに記載のCOガス検知装置において、新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えて前記0点基準値記憶手段に記憶させるための前記CO検知器の検知出力が予め定めた範囲内にないとき前記検知素子に異常ありと判定して、異常信号出力端子を介して異常信号を出力する異常判定手段2a−9を更に備えることを特徴とするCOガス検知装置に存する。
【0035】
請求項8記載の発明によれば、請求項1〜7の何れかに記載の発明に加え、異常判定手段2a−9は、新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えて0点基準値記憶手段に記憶させるためのCO検知器の検知出力が予め定めた範囲内にないとき検知素子に異常ありと判定して、異常信号出力端子を介して異常信号を出力するので、0点基準値の補正動作の過程で検知素子或いはCO検知器の異常を検出することができる。
【0036】
【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は既存のガス給湯器に適用されるように構成された本発明によるCOガス検知装置の一実施の形態を示す回路ブロック図である。同図において、COガス検知装置は、図示しないガス給湯器の排出する不完全燃焼排ガスを検知するために、ガス給湯器の本体の排気口部分に配された接触燃焼式の検知素子1aを有するCO検知器1を備える。接触燃焼式の検知素子1aは、検知素子を検知温度に加熱する加熱手段である定電流印加回路1cとアース間に、温度補償用の基準素子1bと直列に接続されている。直列に接続された検知素子1a及び基準素子1bとともにブリッジ回路を構成する図示しない固定抵抗及び可動抵抗などは、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を検知出力として出力するCO検知器1の検知出力回路1dを形成している。
【0037】
COガス検知装置はまた、定電流印加回路1cによる検知素子1aの加熱を制御する加熱制御手段2a−1として機能する中央処理ユニット(CPU)2aを内蔵するマイクロコンピュータ(以下μCOMと略記する)2を有する。μCOM2は図示しない読み出し専用のメモリであるROM2b内蔵し、CPU2aがこのROM2b内に格納したプログラムに従って処理を行う。
【0038】
μCOM2はまた、CPU2aによる処理の過程で作業領域として使用されるワークエリアや各種のデータを一時的に記憶するメモリエリアをもった読み出し書き込み自在のRAM2cも内蔵している。そして、RAM2c内には、CO検知器がCOガスを検知していないときに出力する検知出力を0点基準値として予め記憶する0点基準値記憶手段2c−1として働く0点基準値記憶エリアが形成されており、CPU2aは0点基準値記憶エリアに記憶している0点基準値を基準として、CO検知器の出力する検知出力がCOガスの所定濃度に対して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2a−2としても機能している。このように判定手段2a−2としても機能しているCPU2aは、CO検知器の出力する検知出力がCOガスの所定濃度に対して予め定められた値以上となったことを判定したとき、図示しないブザーを鳴動させたり、図示しないインジケータを点灯させて、COガスが危険濃度になっていることを警告するための警報信号を、警報信号出力端子3dを介して出力する。
【0039】
COガス検知装置はまた、ガス給湯器の電源回路を介して電源供給を受ける電源端子3aを備え、μCOM2のCPU2aはこの電源端子3aの電源電圧の立ち上がりを監視し、ガス給湯器の動作開始を示す動作開始信号として入力する動作開始信号入力手段2a−3としても機能している。
【0040】
COガス検知装置はさらに、例えば、ガス給湯器の主弁を開閉する信号線が接続される信号線端子3bを備え、μCOM2のCPU2aはこの信号線端子3bをLレベルにすることによって、ガス給湯器へのガス供給を停止させてガス給湯器の燃焼を禁止させる燃焼制御信号として出力する燃焼制御信号出力手段2a−4としても機能している。なお、ガス給湯器の燃焼を禁止させる方法としては、具体的には、バーナにガスを供給する管路に設けられ弁開状態にある主弁を弁閉させて行うことが一般に考えられる。この燃焼制御信号出力手段2a−4として機能するCPU2aは、COガスの所定濃度に対して予め定められた値以上となったことを判定したとき、それ以上にCOガスの濃度が上がると人体に危険を及ぼすので、信号線端子3bをLレベルにして、ガス給湯器の燃焼を禁止させる燃焼制御信号として出力するようにすることが好ましい。
【0041】
COガス検知装置はさらにまた、ガス給湯器が燃焼中を検出するために有しているフレームロットからの信号を入力する信号入力端子3cを備え、μCOM2のCPU2aはこの信号入力端子3cの信号を監視し、ガス給湯器が燃焼状態にあることを示す燃焼信号として入力する燃焼信号入力手段2a−5としても機能している。
【0042】
また、COガス検知装置が備えるμCOM2のCPU2aは、上述したように電源端子3aの電源電圧の立ち上がりを動作開始信号として入力したことに応じて、定電流印加回路1cに検知素子1a及び基準素子1bを通じてアースに定電流を供給させる制御を行って、検知素子を検知温度に加熱させるとともに、信号線端子3bをLレベルにすることによって、弁開状態にある主弁を弁閉させてガス給湯器へのガス供給を停止させてガス給湯器の燃焼を禁止させる燃焼制御信号として出力させ、ガス給湯器が燃焼状態になくかつ検知素子1aが検知温度に加熱されている状態において、CO検知器1の検知出力回路1dが出力している検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えてRAM2c内に形成した0点基準値記憶手段2c−1に記憶させて0点基準値の初期補正を行い、その後燃焼制御信号の出力を終了させてガス給湯器を燃焼状態にする初期補正手段2a−6としても機能している。
【0043】
上述したように加熱制御手段2a−1として機能するμCOM2のCPU2aは、信号入力端子3cへの燃焼信号の入力に応じて定電流印加回路1cに検知素子1a及び基準素子1bを通じてアースに定電流を供給させ、燃焼信号の入力がなくなったとき定電流印加回路1cに検知素子1a及び基準素子1bを通じてアースに定電流を供給させるのを止めさせ検知素子1aの加熱を終了させる。
【0044】
μCOM2のCPU2aは、上述したように初期補正手段2a−6としてとして機能するμCOM2のCPU2aが0点基準値の初期補正を終了した後、定期的に、燃焼信号の入力がなくなっても定電流印加回路1cに検知素子1a及び基準素子1bを通じてアースに定電流を供給させるのを止めず、ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなった時点で、CO検知器の検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えてRAM2c内に形成した0点基準値記憶エリアに記憶させて0点基準値の経時補正を行う経時補正手段2a−7としても機能している。
【0045】
上述したように経時補正手段2a−7として機能するμCOM2のCPU2aは、燃焼信号の入力に応じて計数を行うためRAM2c内に形成した計数エリアを計数手段2c−2として有し、この計数エリアの計数値が所定値になる毎に、上述した定期的な経時補正を行う。
【0046】
上述したように経時補正手段2a−7として機能するμCOM2のCPU2aはまた、燃焼信号の入力がなくなってからの一定時間を経時するためRAM2c内に形成した経時エリアを経時手段2c−3として有し、この経時エリアが一定時間の経時を行ったとき、ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなったとして、上述した経時補正を行う。この経時補正の仕方は、燃焼信号の入力がなくなってからの時間を経時するだけでよいので、非常に簡便に実行することができる。
【0047】
なお、経時補正手段2a−7として機能するμCOM2のCPU2aは、経時エリアが一定時間の経時を行ったとき、ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなったとして経時補正を行う代わりに、燃焼信号の入力がなくなってから検知素子1aの抵抗値に基づいて温度を検出して温度に応じた大きさの温度信号を出力する温度検出回路1eからの温度信号を入力し、検知素子の温度を検出する温度検出手段2a−8としても機能し、この機能により検出した温度が0点基準値の補正に影響ない温度となったとき経時補正を行うようにしてもよい。このようにした場合、検知素子1aの実際の温度によって、非常に適時に経時補正が実行できるので、より正確な経時補正を短時間に行える。
【0048】
さらに、COガス検知装置が備えるμCOM2のCPU2aは、新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えてRAM2c内に形成した0点基準値記憶エリアに記憶させるためのCO検知器1の検知出力が予め定めた範囲内にないとき検知素子1aに異常ありと判定する異常判定手段2a−9としても機能している。このように異常判定手段2a−9としても機能しているμCOM2のCPU2aが検知素子1aに異常ありと判定したときには、以後検知素子1a又はこの検知素子1aを有するCO検知器1を正常に機能させることができないので、図示しないブザーを鳴動させたり、図示しないインジケータを点灯させて、検知素子或いは検知器が異常状態になっていて素子又は検知器の交換が必要なことを警告するための異常信号を異常信号出力端子3eを介して出力する。
【0049】
図2を参照して構成を説明したCOガス検知装置の動作を以下説明する。図示のCOガス検知装置は、図示しないガス給湯器のコンセントをAC100V電源に差し込むと、ガス給湯器の電源回路を介して給湯器本体の各部に電源が供給される。この電源投入によってガス給湯器の制御回路が動作状態に入るが、ガス給湯器の電源回路からCO検知装置の電源端子3aにも電源が供給され、これに応じてμCOM2のCPU2aも動作を開始する。
【0050】
電源が投入されたμCOM2のCPU2aはこのことによってガス給湯器の動作開始を知り、ガス給湯器が燃焼動作を開始しないように、ガス給湯器に対して燃焼動作を禁止するため信号線端子3bをLレベルにする燃焼制御信号を出力する。信号線端子3bをLレベルにすることによって、弁開状態にある主弁を弁閉させてガス給湯器へのガス供給を停止させてガス給湯器の燃焼を禁止させる。
【0051】
その後、定電流印加回路1cに検知素子1a及び基準素子1bを通じてアースに定電流を供給させて、検知素子を検知温度に加熱させる。検知素子1aが検知温度に加熱させるため例えば一定時間の経過を待って、CO検知器1の検知出力回路1dが出力している検知出力を取り込み、この取り込んだ検知出力が予め定めた範囲内にあるかどうかを判定する。この判定の結果、範囲内にあるときには、この取り込んだ検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えてRAM2c内に形成した0点基準値記憶エリアに記憶させて0点基準値の初期補正を行う。その後燃焼制御信号の出力を終了させてガス給湯器を燃焼状態又は燃焼可能な状態にする。なお、検知出力が予め定めた範囲内にないときには、異常信号を出力して検知素子1a又はCO検知器1の交換を警報する。
【0052】
ガス給湯器が貯湯式の場合、ガス給湯器のコンセントをAC100V電源に差し込むことによって、自動的に燃焼状態に入るので、上述したように燃焼の禁止を解くことによって自動的に燃焼を開始して燃焼信号が入力されるようになるので、検知素子1aの検知温度への加熱状態は持続され、この期間0点基準値記憶エリアに記憶した0点基準値を基準として、CO検知器の出力する検知出力がCOガスの所定濃度に対して予め定められた値以上となるかどうかの判定が行われる。この判定の結果、所定濃度以上のCOガスを検知しないときには燃焼信号の入力がなくなるまでCO検知器の出力する検知出力を繰り返し取り込み、この検知出力がCOガスの所定濃度に対して予め定められた値以上となるかどうかの判定を繰り返す。所定濃度以上のCOガスの検知が行わたときには警報信号を出力して警報を行う。燃焼信号の入力がなくなったときには、検知素子1aを検知温度に加熱する動作を停止して、その後の燃焼信号の入力を待つ。
【0053】
ガス給湯器の燃焼が開始して2回目の燃焼信号が入力されると、RAM2cに形成した燃焼回数を計数する計数エリアのインクリメントし、その後定電流印加回路1cに検知素子1a及び基準素子1bを通じてアースに定電流を供給させて、検知素子を検知温度に加熱させ、検知素子1aが検知温度に加熱させるため例えば一定時間の経過を待って、CO検知器1の検知出力回路1dが出力している検知出力を取り込み、0点基準値記憶エリアに記憶した0点基準値を基準として、CO検知器の出力する検知出力がCOガスの所定濃度に対して予め定められた値以上となるかどうかの判定を行い、この判定の結果、所定濃度以上のCOガスを検知しないときには燃焼信号の入力がなくなるまでCO検知器の出力する検知出力を繰り返し取り込み、この検知出力がCOガスの所定濃度に対して予め定められた値以上となるかどうかの判定を繰り返す。所定濃度以上のCOガスの検知が行わたときには、上述したように警報信号を出力して警報を行う。
【0054】
ガス給湯器の燃焼動作が終了して燃焼信号の入力がなくなったときには、検知素子1aを検知温度に加熱する動作を終了し、続いて上記計数エリアの計数値が例えば500又は1000となっているか否かの判定し、500又は1000回の燃焼動作が行われたかどうかを判断する。計数値が500又は1000未満のときには、加熱を停止して次の燃焼信号の入力を待つ。計数値が500又は1000となったときには、燃焼信号の入力がなくなっても定電流印加回路1cに検知素子1a及び基準素子1bを通じてアースに定電流を供給させるのを止めず、ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなるのを待って、CO検知器の検知出力を取り込み、この取り込んだ検知出力が予め定めた範囲内にあるかどうかを判定する。この判定の結果、範囲内にあるときには、この取り込んだ検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えてRAM2c内に形成した0点基準値記憶エリアに記憶させて0点基準値の経時補正を行う。経時補正を行った後は、計数エリアをクリアしてから加熱を停止して次の燃焼信号の入力を待つ。検知出力が予め定めた範囲内にないときには、異常信号を出力して検知素子1a又はCO検知器1の交換を警報する。
【0055】
ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなったことを判断するためには、一定時間の計時を行うか、温度検出回路1eからの温度信号を利用することができるが、温度補償を行うために設けられた温度検出回路1eからの温度信号を用いるようにした方が、別個に何らの手段も設ける必要がなく、しかも補正精度も上がる。
【0056】
以上概略説明したCOガス検知装置の動作の詳細を、COガス検知装置が備えるμCOM2のCPU2aが予め定めたプログラムに従って行う処理を示す図及び図のフローチャートを参照して以下説明する。
【0057】
CPU2aは、ガス給湯器のコンセントがAC100V電源に差し込まれることによってガス給湯器の電源回路から電源電圧が電源端子3aに供給されることで動作を開始し、その最初のステップS1においてガス給湯器に対して燃焼制御信号を信号線端子3bから出力することによってガス給湯器の燃焼を禁止する。その後ステップS2に進んで定電流印加回路1cに検知素子1a及び基準素子1bを通じてアースに定電流を供給させて加熱を開始させ、ステップS3において検知素子1aがCOガスを検知するのに必要な例えば検知温度に加熱されステップS3の判定がYESになったところでステップS4に進み、ここでCO検知器1の検知出力を取り込む。
【0058】
その後ステップS5において取り込んだ検知出力が所定の範囲内にあるか否かを判定する。所定範囲内になくステップS6に進んで検知素子1a或いはCO検知器1に異常があることを警報するための警報信号を端子3eを介して出力する。検知出力が所定の範囲内にあってステップS5の判定がYESのときにはステップS7に進んで取り込んだ検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えてRAM2c内に形成した0点基準値記憶エリアに記憶させて0点基準値の初期補正を行う。この初期補正が終わったとき、同じステップS7において上記ステップS1において出力した燃焼制御信号をなくしてガス給湯器の燃焼禁止を解く。燃焼禁止を解かれたガス給湯器は給湯動作に応じて自動的に燃焼を開始し、貯湯式のガス給湯器にあっては貯湯の温度が所定温度に達するように燃焼と燃焼停止が自動的に繰り返される。
【0059】
その後端子3cにガス給湯器が燃焼状態にあることを示す燃焼信号が入力されているか否かを判定し、燃焼信号が入力されていないときにはCOガスの検知が必要ないのでステップS9に進んで定電流印加回路1cから検知素子1a及び基準素子1bを通じてアースに定電流を供給することを終わらせ、検知素子1aの加熱を停止させる。燃焼信号が入力されていてステップS8の判定がYESのときには、上記ステップS10においてCO検知器1の検知出力を繰り返し取り込んで検知出力が所定濃度に相当する値以上であるか否かを判定する。
【0060】
所定濃度以上に相当する値のときにはステップS11に進んで端子3dに警報信号を出力し、COガスが危険なレベルになっていることを図示しない警報手段に警報を発生させる。この警報信号はガス給湯器の主弁を弁閉してガス供給を遮断し、危険な燃焼を終わらせるためにも使用されうる。ステップS10の判定がNOのとき、すなわち、検知出力が所定濃度以上に相当しない値のときには、ステップS12に進んで燃焼信号が端子3cに入力されているか否かを判定する。燃焼信号が入力されていてステップS12の判定がYESのときにはガス給湯器のCOガスの監視が必要であるので、上記ステップS10に戻ってガス給湯器の排出するCOガスの濃度監視を継続して行い、判定がNOで燃焼信号の入力がなくなったときにはステップS9に進んで定電流印加回路1cから検知素子1a及び基準素子1bを通じてアースに定電流を供給することを終わらせ、検知素子1aの加熱を停止させる。ステップS9において検知素子1aの加熱を停止させた後は、ステップS13に進んでその後のガス給湯器の燃焼開始によって発生される燃焼信号の入力を待つ。
【0061】
燃焼信号の入力があってステップS13の判定がYESのときにはステップS14に進んでRAM2cの計数エリアをインクリメントして燃焼回数を計数してからステップS15〜S17に進む。ステップS15〜S17は上述したステップS2〜S4と同様に、定電流印加回路1cに検知素子1a及び基準素子1bを通じてアースに定電流を供給させて加熱を開始させ、検知素子1aがCOガスを検知するのに必要な例えば検知温度に加熱されるのを待ってCO検知器1の検知出力を取り込む。そして、次のステップS18においてCO検知器1の検知出力を繰り返し取り込んで検知出力が所定濃度に相当する値以上であるか否かを判定する。所定濃度以上に相当する値のときにはステップS19に進んで端子3dに警報信号を出力し、COガスが危険なレベルになっていることを図示しない警報手段に警報を発生させるとともにガス給湯器の主弁を弁閉してガス供給を遮断し、危険な燃焼を終わらせる。
【0062】
ステップS18の判定がNOのとき、すなわち、検知出力が所定濃度以上に相当しない値のときには、ステップS20に進んで燃焼信号が端子3cに入力されているか否かを判定し、燃焼信号が入力されていてステップS20の判定がYESのときにはガス給湯器のCOガスの監視が必要であるので、上記ステップS18に戻ってガス給湯器の排出するCOガスの濃度監視を継続して行い、判定がNOで燃焼信号の入力がなくなったときにはステップS21に進んで上記ステップS14において計数した燃焼回数が500又は1000となったか否かを判定する。ステップS21の判定がNOのときステップS22に進んで定電流印加回路1cから検知素子1a及び基準素子1bを通じてアースに定電流を供給することを終わらせ、検知素子1aの加熱を停止させてから上記ステップS13に戻る。
【0063】
上記ステップS21の判定がYESで燃焼回数が500又は1000以上になったときにはステップS23に進んで検知素子1aの温度が低下してガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなるのを待つ。ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなるほどに低下してステップS23の判定がYESとなったときには、ステップS24に進んで検知出力を取り込み、この取り込んだ検知出力を次のステップS25において所定範囲内のものであるか否かを判定する。範囲内になくステップS25の判定がNOのときには検知素子1aに異常ありと判断してステップS26に進んで異常信号を端子3eから出力する。範囲内にあってステップS25の判定がYESのときには、経時によって変動する0点基準値の補正を行うため、ステップS27に進んで取り込んだ検知出力に基づいて経時補正を行う。ステップS27において経時補正を行った後は、ステップS28において計数エリアの計数値をクリアし、続くステップS22において加熱を停止してから上記ステップS13に戻って上述した動作を繰り返し行う。
【0064】
以上説明した実施の形態によれば、動作開始信号が入力されたことに応じて検知素子1aを検知温度に加熱するとともに燃焼制御信号を出力してガス給湯器の燃焼を禁止し、ガス給湯器が燃焼状態になくかつ検知素子1aが検知温度に加熱されている状態において、CO検知器1の検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えて記憶させて0点基準値の初期補正を行い、その後ガス給湯器を燃焼状態にするので、ガス給湯器から動作開始信号を入力し、ガス給湯器に対して燃焼制御信号を出力するだけで、0点基準値の初期補正を行う状態を形成し、初期補正を行った後はガス給湯器を自動的に本来の動作状態に戻すことができる。
【0065】
また、燃焼信号が入力されたことに応じて検知素子1aを検知温度に加熱させ、燃焼信号の入力がなくなったとき検知素子1aの加熱を終了させるので、ガス給湯器から燃焼信号を入力するだけで、ガス給湯器の燃焼動作時だけCOガスの検知動作を行うようになる。
【0066】
さらに、0点基準値の初期補正の終了後定期的に、燃焼信号の入力がなくなっても検知素子1aの加熱を終了させず、ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなった時点で、CO検知器の検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えて記憶させて0点基準値の経時補正を行うので、ガス給湯器の燃焼動作の過程で燃焼信号のみを監視することによって、経時補正を定期的に実行することができる。
【0067】
さらにまた、燃焼信号の入力に応じて計数を行い、計数値が所定値になる毎に定期的な経時補正を行うので、ガス給湯器から燃焼信号のみを入力することで、ガス給湯器の燃焼回数が所定回数となる毎に定期的に経時補正を実行することができる。
【0068】
また、燃焼信号の入力がなくなってからの一定時間を計時したとき、ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなったとして経時補正を行うので、ガス給湯器の燃焼動作の過程で適時に経時補正を行うことができる。
【0069】
また、燃焼信号の入力がなくなってから検知素子1aの抵抗値に基づいて検出したCO検知器の温度が0点基準値の補正に影響ない温度となったとき経時補正を行うので、経時補正のためのタイミングを簡単にかつ的確に見つけることのできる。
【0070】
また、ガス給湯器の電源電圧の立ち上がりを動作開始信号として入力するので、電源の供給をガス給湯器から受けるだけで、ガス給湯器の動作開始を知ることができる。
【0071】
また、ガス給湯器のフレームロットの発生する信号を燃焼信号として入力するので、ガス給湯器において燃焼状態を監視するための信号がそのまま流用することができる。
【0072】
また、新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えて記憶させるためのCO検知器の検知出力が予め定めた範囲内にないとき検知素子1aに異常ありと判定するので、0点基準値の補正動作の過程で検知素子或いはCO検知器の異常を検出することができる。
【0073】
【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、検知手段、加熱手段、加熱制御手段、0点基準値記憶手段、判定手段、動作開始信号入力手段、燃焼制御信号出力手段及び初期補正手段からなるCOガス検知装置がガス給湯器の燃焼制御部とは別個に構成され、自然排気式のガス給湯器への電源の投入により供給される電源電圧の立ち上がりを当該ガス給湯器の動作開始を示す動作開始信号として電源端子を介して入力し、ガス給湯器に対して燃焼を禁止させる燃焼制御信号を信号線端子を介して出力するだけで、0点基準値の初期補正を行う状態を的確に形成し、また初期補正を行った後はガス給湯器を自動的に本来の動作可能な状態に戻すことができるので、既存のガス給湯器に手を加えず大幅なコストアップを招くことなく、ガス給湯器が一酸化炭素ガスを排出しない状態にあるタイミングを形成して0点基準値の補正動作を行えるようにしたCOガス検知装置が得られる。
【0074】
請求項2記載の発明によれば、ガス給湯器から燃焼信号を入力するだけで、ガス給湯器の燃焼動作時だけCOガスの検知動作を行うようになるので、請求項1記載の効果に加え、既存のガス給湯器に手を加えず大幅なコストアップを招くことなく、検知素子にCOガスを検知するとき以外に無用の加熱をなくすることができるCOガス検知装置が得られる。
【0075】
請求項3記載の発明によれば、ガス給湯器の燃焼動作の過程で燃焼信号のみを監視することによって、経時補正を定期的に実行することができるので、請求項2記載の効果に加え、既存のガス給湯器に手を加えず大幅なコストアップを招くことなく、ガス給湯器が一酸化炭素ガスを排出しない状態にあるタイミングを確実に見つけて0点基準値の経時補正動作を行えるようにしたCOガス検知装置が得られる。
【0076】
請求項4記載の発明によれば、ガス給湯器から燃焼信号のみを入力することで、ガス給湯器の燃焼回数が所定回数となる毎に定期的に経時補正を実行することができるので、請求項3記載の発明の効果に加え、既存のガス給湯器に手を加えず大幅なコストアップを招くことなく、ガス給湯器の燃焼頻度に応じたタイミングで0点基準値の経時補正動作を的確に行えるようにしたCOガス検知装置が得られる。
【0077】
請求項5記載の発明によれば、ガス給湯器の燃焼動作の過程で適時に経時補正を行うことができるので、請求項3又は4記載の発明の効果に加え、経時補正のためのタイミングを簡単にかつ的確に見つけることのできるCOガス検知装置が得られる。
【0078】
請求項6記載の発明によれば、経時補正のためのタイミングを簡単にかつ的確に見つけることのできるので、請求項3又は4記載の発明の効果に加え、より精度良く0点基準値の経時補正を行うことができるCOガス検知装置が得られる。
【0080】
請求項7記載の発明によれば、ガス給湯器において燃焼状態を監視するための信号がそのまま流用することができるので、請求項2〜6の何れかに記載の発明の効果に加え、ガス給湯器の燃焼に的確に同期して動作可能なCOガス検知装置が得られる。
【0081】
請求項8記載の発明によれば、0点基準値の補正動作の過程で検知素子或いはCO検知器の異常を検出することができるので、請求項1〜7の何れかに記載の効果に加え、検知素子或いはCO検知器の異常を別個に検出することを必要なくした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CO検知装置の一実施の形態を示すブロック構成図である。
【図3】図2中のμCOM内のCPUが行う処理の一部を示すフローチャートである。
【図4】図2中のμCOM内のCPUが行う処理の他の一部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 CO検知器
1a 検知素子
1c 加熱手段(定電流印加回路)
2a−1 加熱制御手段(CPU)
2a−2 判定手段(CPU)
2a−3 動作開始信号入力手段(CPU)
2a−4 燃焼制御信号出力手段(CPU)
2a−5 燃焼信号入力手段(CPU)
2a−6 初期補正手段(CPU)
2a−7 経時補正手段(CPU)
2a−8 温度検出手段(CPU)
2a−9 異常判定手段(CPU)
2c−1 0点基準値記憶手段(RAM)
2c−2 計数手段(RAM)
2c−3 計時手段(RAM)
Claims (8)
- 検知温度に加熱されてCOガスを検知する接触燃焼式の検知素子と、該検知素子を前記検知温度に加熱する加熱手段とを有し、前記検知素子の検知したCOガスの濃度に応じた検知出力を出力するCO検知器と、前記加熱手段による前記検知素子の加熱を制御する加熱制御手段と、前記CO検知器がCOガスを検知していないときに出力する検知出力を0点基準値として予め記憶する0点基準値記憶手段と、該0点基準値記憶手段に記憶している0点基準値を基準として、前記CO検知器の出力する検知出力がCOガスの所定濃度に対して予め定められた値以上となったことを判定したときに警報信号出力端子を介して警報信号を出力する判定手段とを備えるCOガス検知装置において、
自然排気式のガス給湯器への電源の投入により供給される電源電圧の立ち上がりを当該ガス給湯器の動作開始を示す動作開始信号として電源端子を介して入力する動作開始信号入力手段と、
前記ガス給湯器の燃焼を禁止させる燃焼制御信号を信号線端子を介して出力する燃焼制御信号出力手段と、
前記動作開始信号の入力に応じて前記加熱制御手段に前記加熱手段による前記検知素子の前記検知温度への加熱を制御させるとともに前記燃焼制御信号出力手段に前記燃焼制御信号を出力させ、前記加熱手段による前記検知素子の加熱と前記燃焼制御信号出力手段による前記燃焼制御信号の出力とにより形成された、前記検知素子が検知温度に加熱されかつ前記ガス給湯器が燃焼状態にない状態において、前記CO検知器の検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えて前記0点基準値記憶手段に記憶させて0点基準値の初期補正を行い、その後前記燃焼制御信号出力手段による前記燃焼制御信号の出力を終了させて前記ガス給湯器を燃焼可能な状態にする初期補正手段とを更に備え、
前記検知素子、前記加熱手段、前記加熱制御手段、前記0点基準値記憶手段、前記判定手段、前記動作開始信号入力手段、前記燃焼制御信号出力手段及び前記初期補正手段からなる前記COガス検知装置が前記ガス給湯器の燃焼制御部とは別個に構成されている
ことを特徴とするCOガス検知装置。 - 前記ガス給湯器が燃焼状態にあることを示す燃焼信号を入力する燃焼信号入力手段を更に備え、
前記加熱制御手段は、前記燃焼信号の入力に応じて前記加熱手段に前記検知素子を前記検知温度に加熱させ、前記燃焼信号の入力がなくなったとき前記加熱手段による前記検知素子の加熱を終了させる
ことを特徴とする請求項1記載のCOガス検知装置。 - 前記初期補正手段による0点基準値の初期補正の終了後定期的に、前記燃焼信号の入力がないときに、前記加熱制御手段に前記加熱手段による前記検知素子の加熱を終了させず、前記ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなった時点で、前記CO検知器の検知出力を新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えて前記0点基準値記憶手段に記憶させて0点基準値の経時補正を行う経時補正手段を更に備える
ことを特徴とする請求項2記載のCOガス検知装置。 - 前記経時補正手段は、前記燃焼信号の入力に応じて計数を行う計数手段を有し、該計数手段の計数値が所定値になる毎に定期的な前記経時補正を行う
ことを特徴とする請求項3記載のCOガス検知装置。 - 前記経時補正手段は、前記燃焼信号の入力がなくなってからの一定時間を経時する経時手段を有し、該経時手段が一定時間の経時を行ったとき、前記ガス給湯器の燃焼終了後燃焼による温度が0点基準値の補正に影響がなくなったとして、前記経時補正を行う
ことを特徴とする請求項3又は4記載のCOガス検知装置。 - 前記経時補正手段は、前記燃焼信号の入力がなくなってから前記検知素子の抵抗値に基づいて前記検知素子の温度を検出する温度検出手段を有し、該温度検出手段により検出した温度が0点基準値の補正に影響ない温度となったとき、前記経時補正を行う
ことを特徴とする請求項3又は4記載のCOガス検知装置。 - 前記燃焼信号入力手段は、前記ガス給湯器のフレームロットの発生する信号を燃焼信号として信号入力端子を介して入力する
ことを特徴とする請求項2〜6の何れかに記載のCOガス検知装置。 - 新しい0点基準値としてそれ以前の0点基準値に代えて前記0点基準値記憶手段に記憶させるための前記CO検知器の検知出力が予め定めた範囲内にないとき前記検知素子に異常ありと判定して、異常信号出力端子を介して異常信号を出力する異常判定手段を更に備える
ことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のCOガス検知装置。
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