JPH09329329A - 燃焼機器の破損検知方法及び破損検知装置 - Google Patents

燃焼機器の破損検知方法及び破損検知装置

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JPH09329329A
JPH09329329A JP16833596A JP16833596A JPH09329329A JP H09329329 A JPH09329329 A JP H09329329A JP 16833596 A JP16833596 A JP 16833596A JP 16833596 A JP16833596 A JP 16833596A JP H09329329 A JPH09329329 A JP H09329329A
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JP
Japan
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gas
combustion
gas sensor
fuel gas
solenoid valve
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Application number
JP16833596A
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English (en)
Inventor
Yoshikazu Yasukawa
佳和 安川
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Kurabe Industrial Co Ltd
Original Assignee
Kurabe Industrial Co Ltd
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  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼機器の熱交換器や燃焼室に生じた亀裂、
穴開き等の破損を確実に検知して、火災事故等の発生を
未然に防止することができる燃焼機器の破損検知方法
と、この方法を利用した破損検知装置を提供すること。 【解決手段】 燃焼機器の始動時または停止時に発生す
る未燃焼の燃料ガスをガスセンサで検知することにより
燃焼機器の破損を検知することを特徴とする燃焼機器の
破損検知方法。上記の検知方法を利用した検知装置であ
って、該検知装置は、ガスセンサと、ガスセンサが異常
信号を発したときに燃焼機器の燃焼を停止させる燃焼制
御手段、及び必要に応じて異常を報知する警報発生手段
と、これらを作動させるための回路とから構成されてい
ることを特徴とする燃焼機器の破損検知装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス給湯器、ファ
ンヒータ等の燃焼機器の熱交換器や燃焼室に生じた亀
裂、穴開き等の破損をガスセンサで検知する方法と、こ
の検知方法を利用した検知装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガス給湯器、ファンヒータ等の燃焼機器
においては、冷熱繰り返しによる熱疲労や腐食などが原
因となって熱交換器や燃焼室に亀裂、穴開き等が生じ、
該破損部から高温の炎や燃焼ガスが漏出して火災事故を
引き起こす恐れがあり危険である。このような問題に対
する対策として、例えば、特開平5−39921号公報
には、燃焼機器に温度検出手段や湿度検出手段を取り付
け、これらが火炎による温度上昇や燃焼ガス中の水分に
よる湿度上昇を検出して異常を表示する方法が提案され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃焼ガ
ス中の湿度を検出する方法の場合は、天候の変化(温湿
度の変動)による誤動作が懸念される。また、温度上昇
を検出する方法の場合は、極初期段階における破損を検
出することが困難である。つまり、熱交換器や燃焼室に
僅かな亀裂が生じ、該破損部から極少量の火炎や燃焼ガ
スしか漏出しない場合には、これを検知することが困難
である。更に、温度上昇を検出する方法の場合、充分な
検知性能を持たせるために、複数個の温度センサや温度
ヒューズを熱交換器や燃焼室の周囲に散在させたり、長
尺の線状温度ヒューズを熱交換器や燃焼室の周囲にまん
べんなく巻き付ける必要があるが、この場合には部品点
数が増大するとともに、取り付け作業の作業性も低下す
るため、燃焼機器の製造コストが上昇してしまう。
【0004】本発明はこのような点に基づいてなされた
もので、燃焼機器の熱交換器や燃焼室に生じた亀裂、穴
開き等の破損を確実に検知して、火災事故等の発生を未
然に防止することができる燃焼機器の破損検知方法と、
この検知方法を利用した破損検知装置を提供することを
目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明者は、燃焼機器の熱交換器や燃焼室に生じた
破損をガスセンサで検知する方法について、燃焼ガスの
種類、ガスセンサの種類、ガスセンサの示す出力値など
を考慮しつつ鋭意検討を重ねた結果、燃焼機器の始動時
または停止時に発生する燃焼ガス中には、未燃焼の燃料
ガスが多量に含まれており、この未燃焼の燃料ガスに対
しては、従来公知のガスセンサがいずれも高い出力を示
すことを見い出した。本発明者は、この知見に基づいて
本発明を完成したのである。
【0006】即ち、本発明による燃焼機器の破損検知方
法は、燃焼機器の始動時または停止時に発生する未燃焼
の燃料ガスをガスセンサで検知することにより燃焼機器
の破損を検知することを特徴とするものである。この
際、ガスセンサとして、半導体式ガスセンサを使用する
ことが考えられる。
【0007】また、本発明による燃焼機器の破損検知装
置は、上記の検知方法を利用した検知装置であって、該
検知装置は、ガスセンサと、ガスセンサが異常信号を発
したときに燃焼機器の燃焼を停止させる燃焼制御手段、
及び必要に応じて異常を報知する警報発生手段と、これ
らを作動させるための回路とから構成されていることを
特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】ガスセンサとしては、半導体式ガ
スセンサ、接触燃焼式ガスセンサ、固体電解質方式ガス
センサなど従来公知の様々な構成のガスセンサを使用す
ることが可能であるが、安価でメンテナンスが容易な半
導体式ガスセンサを使用することが好ましい。
【0009】半導体式ガスセンサとしては、酸化スズ、
酸化インジウム、酸化タングステン等の金属酸化物半導
体を主成分とするガス感応体と、金、白金、パラジウ
ム、ルテニウム等の金属触媒とからなるもの(触媒増感
型半導体式ガスセンサ)などが公知であるので、それら
の中から、燃焼機器に使用されている燃料ガスに対して
高い出力を示す構成のものを適宜に選択する。例えば、
燃料ガスとして都市ガスを使用している燃焼機器の場合
は水素ガス、燃料ガスとしてLPGや灯油を使用してい
る燃焼機器の場合は炭化水素ガスに対して、それぞれ高
い出力を示す構成のものを選択すれば良い。水素ガスに
対して高い出力を示すガスセンサの一例としては、例え
ば、特開平3−259736号公報、特開平6−148
112号公報に開示されたものなどが挙げられる。
【0010】ガスセンサの設置場所は、燃焼機器の構造
などを考慮して適宜に選択すれば良く特に限定されな
い。燃焼機器がガス給湯器などである場合は、例えば、
熱交換器及び燃焼室を囲む保護ケースの内壁などに設置
することが考えられる。また、燃焼機器がファンヒータ
などである場合は、燃焼室を囲む保護ケースの内壁や、
室内への暖気導入経路中に設置することが考えられる。
ガスセンサをいずれの位置に設置した場合であっても、
熱交換器や燃焼室から漏出するガスは広範囲に拡散する
ため、ガスセンサはこれを確実に検知することができ
る。従って、従来のように複数個の検出手段(温度ヒュ
ーズ等の温度検出手段)を散在させたりする必要がなく
なる。
【0011】燃焼制御手段とは、上記構成のガスセンサ
が未燃焼の燃料ガスと接触して異常信号を発したとき
に、燃焼機器への燃料の供給を停止して燃焼を制御する
電磁弁などのことである。警報発生手段とは、上記構成
のガスセンサが未燃焼の燃料ガスと接触して異常信号を
発したときに、必要に応じて光や音により異常を報知す
る警報ランプ、警報ブザーなどのことである。回路は、
ガスセンサ、燃焼制御手段及び警報発生手段を作動制御
するための回路である。
【0012】本発明の破損検知方法及び破損検知装置
は、例えば、ガス給湯器、ファンヒータ等、熱交換器や
燃焼室を備えた各種の燃焼機器に適用することが可能で
ある。尚、熱交換器としては、ヒートパイプ型、二層管
型、積層型など種々のタイプのものがあるが、いずれに
も本発明を適用することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明をガス給湯器に適用した場合の
例を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明にか
かる破損検知装置を組み込んだガス給湯器の構成を示す
図である。図1において、符号1はガス給湯器の燃焼室
であり、下部にはガスバーナー2、上部には熱交換器3
を備えている。符号4はこれらを囲む保護ケースであ
り、その内壁に半導体式ガスセンサ5が設置されてい
る。符号6は、ガスバーナー2への燃料ガスの供給を制
御する電磁弁(燃焼制御手段)、符号7は異常時にラン
プを点滅させる警報ランプ(警報発生手段)、符号8
は、半導体式ガスセンサ5、電磁弁6及び警報ランプ7
を作動制御するための回路である。
【0014】ガス給湯器の始動時(着火時)には、電磁
弁6が開いてガスバーナー2への燃料ガスの供給が開始
される。このとき、燃焼ガス中に含まれる未燃焼の燃料
ガスの濃度が高くなる。万一、燃焼室1または熱交換器
3に亀裂や穴開き等の破損が生じており、該破損部から
未燃焼の燃料ガスが保護ケース4側に漏出すると、半導
体式ガスセンサ5は未燃焼燃料ガスと接触して電気抵抗
値が変化する。このとき、半導体式ガスセンサ5の電気
抵抗値の変化(出力)が予め設定した値を超えると、回
路8が作動し、電磁弁6が閉じてガスバーナー2への燃
料ガスの供給が停止されるとともに、警報ランプ7が点
滅して異常を報知する。
【0015】ガス給湯器の停止時(消火時)には、電磁
弁6が閉じてガスバーナー2への燃料ガスの供給が停止
される。このとき、燃焼ガス中に含まれる未燃焼の燃料
ガスの濃度が高くなる。万一、燃焼室1または熱交換器
3に亀裂や穴開き等の破損が生じており、該破損部から
未燃焼の燃料ガスが保護ケース4側に漏出すると、半導
体式ガスセンサ5は未燃焼燃料ガスと接触して電気抵抗
値が変化する。このとき、半導体式ガスセンサ5の電気
抵抗値の変化(出力)が予め設定した値を超えると、回
路8が作動し、電磁弁6の閉じた状態は維持されたま
ま、警報ランプ7が点滅して異常を報知する。
【0016】図2は、燃焼室1に直径5mmの穴を開け
た状態でガス給湯器を作動させた場合の、半導体式ガス
センサ5の電気抵抗値の変化を示したグラフである。本
実施例では、半導体式ガスセンサ5として、酸化スズを
主成分とするガス感応体を備えた薄膜状の半導体式ガス
センサを使用した。また、燃料ガスとしてはLPGを使
用した。
【0017】このグラフからも明らかなように、ガスバ
ーナー2を燃焼させると、直ぐに半導体式ガスセンサ5
の電気抵抗値が150kΩから100kΩまで低下し
た。5分経過後、ガスバーナー2の燃焼を停止させる
と、電気抵抗値が140kΩから100kΩまで再び低
下した。つまり、この実施例で使用した半導体式ガスセ
ンサ5は、ガス給湯器の作動時に発生する燃焼ガス(二
酸化炭素ガス)に対してはほとんど出力を示さないもの
の、ガス給湯器の始動時または停止時に発生する未燃焼
の燃料ガス(炭化水素ガス)に対しては極めて高い出力
を示すことが判る。
【0018】図3は、半導体式ガスセンサの電気抵抗値
の変化を出力電圧として取り出すための検知回路図であ
る。図3において、符号Sは半導体式ガスセンサ、符号
Hはヒータ、符号Vcは回路電圧、符号Vrは負荷抵抗
である。半導体式ガスセンサSと負荷抵抗Vrは直列に
接続されており、この負荷抵抗Vrの両端の電位差が出
力電圧Voutとして取り出されている。半導体式ガス
センサSの抵抗値をRsとすると、出力電圧Voutは
次式で表すことができる。 Vout=Vc・Vr/(Rs+Vr)
【0019】図4は、図3に示した検知回路から取り出
される出力電圧Voutを用いた制御動作の一例を示す
フローチャートである。まず、燃焼機器の始動ボタンが
押されると、電磁弁が開いて燃料の供給が開始される。
このとき、出力電圧Voutと設定電圧Vsが比較さ
れ、出力電圧Voutが設定電圧Vsよりも大きい場合
は異常と判断して燃料の供給を停止するとともに、警報
を発生する。一方、出力電圧Voutが設定電圧Vs以
下であれば燃料の供給を継続しながら、上記比較を繰り
返す。
【0020】次に、燃焼機器の停止ボタンが押される
と、電磁弁が閉じて燃料の供給が停止される。このと
き、出力電圧Voutと設定電圧Vsとが比較され、出
力電圧Voutが設定電圧Vsよりも大きい場合は異常
と判断して燃料の供給停止状態が維持されるとともに、
警報を発生する。一方、出力電圧Voutが設定電圧V
s以下であれば警報を発生せず、上記比較を繰り返す。
【0021】燃焼機器の始動時と停止時において、燃焼
機器の燃焼室や熱交換器に生じた破損部から未燃焼の燃
料ガスが漏出していた場合には、半導体式ガスセンサS
の電気抵抗値Rsは著しく低下し、それに伴って出力電
圧Voutは大きな値となる。従って、温湿度の変化に
伴って変動する出力電圧の値との区別がし易く、設定電
圧Vsの書き換えを行うことなく、上述のような簡単で
安価な回路で異常を判定することができる。
【0022】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、燃
焼機器の始動時または停止時に発生する燃焼ガス中に含
まれる未燃焼の燃料ガスをガスセンサで検知するように
構成したことにより、従来のように温湿度の変動による
影響を受けることなく、熱交換器や燃焼室のいずれの位
置に極僅かな破損が生じた場合にも確実にこれを検知し
て、即座に燃焼機器の燃焼を停止させるとともに、必要
に応じて異常を報知することができる。よって、火災事
故等の発生を未然に防止することができ、極めて安全で
ある。更に、使用する部品点数が少ないとともに、燃焼
機器への取り付け作業も簡単容易に行うことができるた
め、製造コストも低減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す図で、破損検知装置を
組み込んだガス給湯器の構成を示す図である。
【図2】本発明の一実施例を示す図で、半導体式ガスセ
ンサの電気抵抗値の変化を示すグラフである。
【図3】本発明の一実施例を示す図で、半導体式ガスセ
ンサの電気抵抗値の変化を出力電圧として取り出すため
の検知回路図である。
【図4】本発明の一実施例を示す図で、図3に示した検
知回路から取り出される出力電圧Voutを用いた制御
動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…燃焼室 2…ガスバーナー 3…熱交換器 4…保護ケース 5…半導体式ガスセンサ 6…電磁弁(燃焼制御手段) 7…警報ランプ(警報発生手段) 8…回路 S…半導体式ガスセンサ Rs…ガスセンサの抵抗値 H…ヒータ Vc…回路電圧 Vr…負荷抵抗 Vout…出力電圧 Vs…設定電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 27/12 G01N 27/12 A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼機器の始動時または停止時に発生す
    る未燃焼の燃料ガスをガスセンサで検知することにより
    燃焼機器の破損を検知することを特徴とする燃焼機器の
    破損検知方法。
  2. 【請求項2】 ガスセンサが、半導体式ガスセンサから
    なることを特徴とする請求項1記載の燃焼機器の破損検
    知方法。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2記載の検知方法を
    利用した検知装置であって、該検知装置は、ガスセンサ
    と、ガスセンサが異常信号を発したときに燃焼機器の燃
    焼を停止させる燃焼制御手段、及び必要に応じて異常を
    報知する警報発生手段と、これらを作動させるための回
    路とから構成されていることを特徴とする燃焼機器の破
    損検知装置。
JP16833596A 1996-06-06 1996-06-06 燃焼機器の破損検知方法及び破損検知装置 Pending JPH09329329A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003228778A (ja) * 2001-11-28 2003-08-15 Osaka Gas Co Ltd 油脂火災防止用ガス検知器及び油脂火災防止用ガス検知方法
CN113223207A (zh) * 2021-05-13 2021-08-06 中南大学 热气球安全飞行智能监测系统及方法

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JP2003228778A (ja) * 2001-11-28 2003-08-15 Osaka Gas Co Ltd 油脂火災防止用ガス検知器及び油脂火災防止用ガス検知方法
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