JPH07103473A - 燃焼機器の不完全燃焼時の燃焼停止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】不完全燃焼状態のときに、強風等の一時的な不
完全燃焼状態と永続的不完全燃焼状態とを判別して燃焼
を停止することができる燃焼機器の不完全燃焼時の燃料
停止装置を提供する。 【構成】不完全燃焼検出手段２０の出力を演算手段２５
により所定時間積算し、不完全燃焼判定手段２４の比較
手段２６により判定値と比較し、判定値以上と判定した
ときには燃焼制御手段２２により燃焼機器の燃焼を停止
する。また、不完全燃焼検出手段２０の出力を不完全燃
焼判定手段２４の比較手段２６で常時判定値と比較し、
判定値以上の状態が一定時間継続したときに、燃焼制御
手段により燃焼機器の燃焼を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼機器の不完全燃焼
時の燃焼停止装置、特にガス給湯器におけるＣＯセンサ
を利用した不完全燃焼時の燃焼停止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置においてはガス給湯
器の燃焼室に接続される排気通路にＣＯセンサを設け、
ＣＯセンサの出力により不完全燃焼状態を検出し、これ
により燃焼を停止する。ガス給湯器の使用中に燃焼室に
強い風が吹き込まれたりすると、燃焼室内への給気が阻
害されて、一時的にＣＯ濃度が上昇して一時的な不完全
燃焼状態なる。しかし、このような一時的なＣＯ濃度の
上昇による不完全燃焼状態と、排気通路や給気通路の閉
塞のような危険な継続的な不完全燃焼状態とを区別する
ことなくＣＯセンサは同じように検出するため、本来、
燃焼を停止する必要がないときに燃焼が停止されること
がおこる不都合がある。

【０００３】また、燃焼室の燃焼量が使用状態により変
化するときには、燃焼量が大のときには不完全燃焼状態
であったのが、燃焼量が減少すると一時的に不完全燃焼
状態が解消されることがあり、このような場合、不完全
燃焼状態を適切に検出できず燃焼が継続される不都合が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消するためになされたものであり、風の影響等によ
る一時的な不完全燃焼状態による誤動作を排除でき、危
険な不完全燃焼状態のときに適切に動作する不完全燃焼
時の燃焼停止装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、本発明の第１の態様は、燃焼部の不完
全燃焼を検出する不完全燃焼検出手段と、該不完全燃焼
検出手段の出力により不完全燃焼状態を判定する判定手
段と、該判定手段の判定により燃焼部の燃焼を停止する
燃焼制御手段とを備えた燃焼機器において、前記検出手
段の出力を所定時間積算する演算手段を備え、前記判定
手段が該演算手段の積算値を所定判定値と比較して不完
全燃焼状態を判定することを特徴とする。なお、前記検
出手段の出力を積算することには、積分することも包含
される。

【０００６】また、本発明の第２の態様は、燃焼部の不
完全燃焼を検出する不完全燃焼検出手段と、該不完全燃
焼検出手段の出力により不完全燃焼状態を判定する判定
手段と、該判定手段の判定により燃焼部の燃焼を停止す
る燃焼制御手段とを備えた燃焼機器において、前記判定
手段が不完全燃焼状態を示す判定値と前記検出手段の出
力とを常時比較する比較手段を備え、該比較手段により
判定値以上の出力が所定時間継続したとき燃焼制御手段
が燃焼を停止することを特徴とする。

【０００７】更に、前記第２の態様において、前記不完
全燃焼検出手段の出力が判定値以上に一度なった以後
は、前記判定手段の判定値を燃焼部の燃焼量に応じて判
定値を変更する判定値変更手段を備えていることを特徴
とする。

【０００８】

【作用】本発明の第１の態様によれば、不完全燃焼検出
手段の出力を所定時間積算し、これを所定の判定値と比
較して不完全燃焼状態を判定する。所定時間は通常、一
時的に生じる強風の継続時間以上に設定し、これによ
り、強風などによる一時的な不完全燃焼のときには、燃
焼部が停止されないようにする。

【０００９】次に、本発明の第２の態様によれば、常
時、不完全燃焼検出手段の出力を判定手段の比較手段が
判定値以上か否かを比較し、判定値以上の状態が所定時
間継続したとき不完全燃焼状態であると判定する。所定
時間は通常、一時的に生じる強風の継続時間以上に設定
し、これにより、強風などによる一時的な不完全燃焼の
ときには、燃焼部が停止されないようにする。

【００１０】更に、本発明の第３の態様によれば、不完
全燃焼検出手段の出力が判定値以上に一度なった以後
は、前記判定手段の判定値を燃焼部の燃焼量に応じて変
更するので、燃焼部の一時的な燃焼量の減少により不完
全燃焼状態が解消されたことに起因して、燃焼が継続さ
れるようなことがなくなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図を参照して説明
する。図１は本実施例を設けた給湯器の説明的断面図で
あり、図２は本発明の第１の態様の実施例の制御手段の
説明図、図３及び図４は図１及び図２の作動を説明する
ためのフローチャート図、図５は判定状態の説明図、図
６は本発明の第２の態様の実施例の制御手段の説明図、
図７は図１及び図６の作動を説明するためのフローチャ
ート図、図８及び図９は判定状態の説明図である。

【００１２】図１に示すように、強制燃焼式ガス給湯器
Ａは、燃焼ハウジング１内に燃焼を行うガスバーナー２
を配し、送風ファン３で燃焼ハウジング１にガスバーナ
ー２の燃焼用空気Ｘを供給している。また、給湯器Ａ
は、燃焼制御装置４によりガスバーナー２へのガス供
給、ガスバーナー２の点火、送風ファン３の制御がなさ
れる。燃焼ハウジング１は、下方に燃焼用空気Ｘの導入
口（図示せず）を、上方に燃焼排ガスＺを外部に排出す
る排出口６をそれぞれ設けている。また、燃焼ハウジン
グ１内のガスバーナー２の上方には熱交換器７が配設さ
れている。ガスバーナー２は、炎を形成するバーナー群
８と、バーナー群８の下方に位置し噴出口９を有するノ
ズル管１０とからなる。また、このガスバーナー２には
ガス管１１を通して燃料ガスＹが供給される。送風ファ
ン３はターボ型の羽根を備える。燃焼制御装置４は、水
量調整器１２、水量センサ１３、サーミスター１４、元
ガス電磁弁１５、主電磁弁１６、ガバナ式ガス比例電磁
弁１７、点火器１８、フレームロッド１９、ＣＯセンサ
２０とこれらを制御するコントローラ２１とからなる。
本発明の不完全燃焼検出装置は、ＣＯセンサ２０とコン
トローラ２１とから構成される。コントローラ２１は、
燃焼制御手段２２、ＣＯセンサ制御手段２３、不完全燃
焼判定手段２４を備えるマイクロコンピュータである。
図２に示すように、不完全燃焼判定手段２４は、ＣＯセ
ンサ２０の出力値を積算する演算手段２５と、演算手段
２５の積算値を所定の基準値と比較する比較手段２６、
タイマ手段２７とを備える。

【００１３】次に、燃焼制御装置４のコントローラ２１
の基本的作動を説明する。コントローラ２１は、給湯栓
（図示せず。）の開状態を水量センサ１３により検知し
て、燃焼制御手段２２により、元ガス電磁弁１５、主電
磁弁１６、比例電磁弁１７を開くように制御し、ガスバ
ーナー２に燃料ガスを供給させ、送風ファン３を駆動
し、ガスバーナー２を点火し燃焼させる。また、コント
ローラ２１は給湯栓が閉状態になると、水量センサ１３
によりこれを検知して、燃焼制御手段２２により、元ガ
ス電磁弁１５、主電磁弁１６、比例電磁弁１７を閉じる
ように制御し、送風ファン３を駆動停止してガスバーナ
ー２を消火する。コントローラ２１は、ガスバーナー２
の点火が完了するとＣＯセンサ制御手段２３によりＣＯ
センサ２０の動作を開始させ、ガスバーナー２の燃焼中
にＣＯセンサ２０が所定の基準によりＣＯ濃度を検出し
たときには、不完全燃焼判定手段２４により燃焼制御手
段２２を動作させ、元ガス電磁弁１５、主電磁弁１６、
比例電磁弁１７を閉じるように制御し、送風ファン３を
駆動停止してガスバーナー２を消火し、ＣＯセンサ制御
手段２３によりＣＯセンサ２０の動作を停止する。な
お、ＣＯセンサ２０の動作の開始は、水量センサ１３か
らＯＮ信号が出力された時点でもよく、また、炎検知し
てから所定時間経過した時点でもよい。

【００１４】更に、不完全燃焼時における燃焼停止動作
を図３を参照して説明する。運転スイッチがＯＮされ、
給湯栓が開けられて燃焼ファン３が駆動されると、点火
器１８のＯＮ動作とともに、燃料ガスを供給する元ガス
電磁弁１５、主電磁弁１６、比例弁１７が開弁してバー
ナー群８が点火され、点火完了をフレームロッド１９に
より検知してから、点火器１８をＯＦＦし、燃焼を継続
し、その燃焼量を比例弁１７により制御する。このバー
ナー群８の点火完了後に、ＣＯセンサ制御手段２３によ
りＣＯセンサ２０がＯＮされ、燃焼状態を検出するよう
になる。その後、不完全燃焼判定手段２４が、後述する
ように、ＣＯセンサ２０の出力により不完全燃焼状態を
判定したときには、前記したように、燃焼制御手段２２
により燃焼停止動作を行う。

【００１５】次に、本発明の第１の態様の実施例におけ
る不完全燃焼の判定動作を図４を参照して説明する。Ｃ
Ｏセンサ２０がＯＮされると、タイマ手段２７がスター
トし、演算手段２５によりＣＯセンサ２０の出力が積算
され、その積算値が比較手段２６により所定判定値と比
較され、判定値以上であると判定されたときには、燃焼
制御手段２２により燃焼停止動作を行う。このとき、判
定値は、タイマ手段の動作時間と不完全燃焼を判別する
限界値（例えば、２０００ｐｐｍ）との積Ｓにより設定
されている。他方、タイマ手段２７の動作時間ｔ内に、
演算手段２５の積算値が判定値を越えないときには、演
算手段２５の積算値をクリアして、再度、タイマ手段２
７をスタートさせ、ＣＯセンサ２０の出力を積算し、前
述のような動作を繰り返す。

【００１６】図５のａに示すように、排気通路の閉塞な
どの場合に、継続して不完全燃焼状態となるときは、Ｃ
Ｏセンサ２０の出力の積算値は判定値Ｓ以上となる。他
方、図５のｂのように、強風などの影響により一時的に
ＣＯセンサ２０の出力値が限界値を上下するような場合
には、ＣＯセンサ２０の出力の積算値は判定値Ｓ以上と
なることはない。これにより、強風などの影響で一時的
に不完全燃焼状態となる場合に燃焼機器が停止されるこ
とを排除することができる。

【００１７】次に、本発明の第２の態様の実施例を図
１、図３、図６乃至図９を参照して説明する。本実施例
における燃焼機器Ａの構成は図１と同じであり、その基
本的燃焼制御は図３と同じであり、不完全燃焼状態にお
ける燃焼停止動作が異なるだけである。このため、図１
及び図３については、その説明を省略し、本実施例のコ
ントローラ２１の構成及び不完全燃焼の判定動作のみ説
明する。本実施例ではコントローラ２１は図６の構成を
備える。コントローラ２１は、燃焼制御手段２２、ＣＯ
センサ制御手段２３、不完全燃焼判定手段２４を備える
マイクロコンピュータである。不完全燃焼判定手段２４
は、ＣＯセンサ２０の出力値を所定の判定値と比較する
比較手段２６、検出タイマ手段２７、バーナー群８の燃
焼量に応じて判定値を変更する判定値変更手段２８とを
備える。

【００１８】次に、本発明の第２の態様の実施例におけ
る不完全燃焼の判定動作を図７を参照して説明する。Ｃ
Ｏセンサ２０がＯＮされると、その出力が判定値変更手
段２８により設定される初期判定値（レベル）と比較手
段２６により比較され、これが初期判定値（レベル）以
上であるときには、検出タイマ手段２７がスタートす
る。次に、燃焼制御手段２２の比例弁１７の電流値から
燃料ガスの供給量に応じた出力に従って、判定値変更手
段２８が判定値（レベル）を連続的に変更し、その判定
値（レベル）を比較手段２６に入力し、その後は、この
変化する判定値（レベル）を基準にＣＯセンサ２０の出
力が比較される。ＣＯセンサ２０の出力が判定値（レベ
ル）以上の状態が、検出タイマ手段２７のタイマ動作時
間ｔの終了まで継続したときには不完全燃焼状態である
として燃焼制御手段２２により燃焼停止動作を行う。そ
して、この燃焼停止が不完全燃焼によるものであること
を使用者に報知するため、エラー表示を行い、メンテナ
ンスの必要を理解させる。しかし、検出タイマ手段２７
の動作中に、ＣＯセンサ２０の出力が判定値（レベル）
以下となると、検出タイマ手段２７の動作を停止し、前
述した動作を繰り返す。

【００１９】図８は燃焼量が一定の状態、即ち、判定値
（レベル）が変更されない状態での不完全燃焼の判定動
作の説明図であり、ｃに示すように、排気通路が閉塞し
た場合のように、一度、ＣＯセンサ２０の出力が判定値
（レベル）を越え、その後、タイマ動作時間ｔが終了す
るまで、この状態が継続したときには不完全燃焼状態と
判定する。しかし、ｄのように、タイマ動作時間ｔの間
に、ＣＯセンサ２０の判定値（レベル）以下になったと
きには、一時的な不完全燃焼状態であるとして不完全燃
焼状態とは判定しない。これにより、強風などの影響で
一時的に不完全燃焼状態となった場合には燃焼が停止さ
れないこととなる。

【００２０】図９は燃焼量が燃焼中に変化する状態、即
ち、判定値（レベル）が途中で変更される場合の不完全
燃焼の判定動作の説明図であり、ｅに示すように、タイ
マ動作時間ｔ中に燃焼量が変化し、このために、一時的
に初期の判定値（レベル）以下になる状態が生じた場合
にも、判定値（レベル）が燃焼量に応じて変化するの
で、このような燃焼量の変化にかかわらず、不完全燃焼
状態を検出することができる。

【００２１】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変
更可能である。

【００２２】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、不完全燃焼状態の際に、燃焼機器の燃焼を停
止する場合、強風などの影響で一時的に生じる不完全燃
焼状態により不必要に燃焼が停止されることを防止する
ことができる。更に、燃焼量の減少により、本来は不完
全燃焼状態であるのにもかかわらず、完全燃焼状態と誤
判定して燃焼が継続されるようなことがなく、確実に燃
焼を停止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である不完全燃焼検出装置を設
けた給湯器の説明的断面図。

【図２】本発明の第１の態様の制御手段の説明図。

【図３】図１及び図２の作動を説明するための基本的フ
ローチャート図。

【図４】図１及び図２の作動を説明するためのフローチ
ャート図。

【図５】不完全燃焼状態の判定の説明図。

【図６】本発明の第２の態様の実施例の制御手段の説明
図。

【図７】図１及び図６の作動を説明するためのフローチ
ャート図。

【図８】不完全燃焼状態の判定の説明図。

【図９】不完全燃焼状態の判定の説明図。

【符号の説明】

８・・・燃焼部（バーナー群）、２０・・・不完全燃焼
検出手段（ＣＯセンサ） ２２・・燃焼制御手段、２４
・・不完全燃焼判定手段、２５・・演算手段、２６・・
比較手段、２８・・判定値変更手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼部の不完全燃焼を検出する不完全燃焼
   検出手段と、該不完全燃焼検出手段の出力により不完全
   燃焼状態を判定する判定手段と、該判定手段の判定によ
   り燃焼部の燃焼を停止する燃焼制御手段とを備えた燃焼
   機器において、前記検出手段の出力を所定時間積算する
   演算手段を備え、前記判定手段が該演算手段の積算値を
   所定判定値と比較して不完全燃焼状態を判定することを
   特徴とする燃焼機器の不完全燃焼時の燃焼停止装置。
2. 【請求項２】燃焼部の不完全燃焼を検出する不完全燃焼
   検出手段と、該不完全燃焼検出手段の出力により不完全
   燃焼状態を判定する判定手段と、該判定手段の判定によ
   り燃焼部の燃焼を停止する燃焼制御手段とを備えた燃焼
   機器において、前記判定手段が不完全燃焼状態を示す判
   定値と前記検出手段の出力とを常時比較する比較手段を
   備え、該比較手段により判定値以上の出力が所定時間継
   続したとき燃焼制御手段が燃焼を停止することを特徴と
   する燃焼機器の不完全燃焼時の燃焼停止装置。
3. 【請求項３】前記不完全燃焼検出手段の出力が判定値以
   上に一度なった以後は、前記判定手段の判定値を燃焼部
   の燃焼量に応じて判定値を変更する判定値変更手段を備
   えていることを特徴とする請求項２記載の燃焼機器の不
   完全燃焼時の燃焼停止装置。