JPH10132274A - Incomplete combustion preventer - Google Patents

Incomplete combustion preventer

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JPH10132274A
JPH10132274A JP8305581A JP30558196A JPH10132274A JP H10132274 A JPH10132274 A JP H10132274A JP 8305581 A JP8305581 A JP 8305581A JP 30558196 A JP30558196 A JP 30558196A JP H10132274 A JPH10132274 A JP H10132274A
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combustion
air
gas
concentration
fuel ratio
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洋 神谷
Hirohisa Narita
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Paloma Kogyo KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To take a quick action for incomplete combustion attributed to rapid worsening of combustion by detecting the concentration of CO in a combustion exhaust gas at a specified interval during normal operation of a gas combustion apparatus to predict the incomplete combustion attributed to the clogging of fins and also by detecting another incomplete combustion attributed to rapid worsening of combustion when this situation occurs owing to a top pressure or the like during the detection interval of the concentration of CO. SOLUTION: The air/fuel ratio of a gas combustion apparatus is lowered once at a specified interval to predict probable incomplete combustion attributed to the clogging of fins or the like and also, the output value of the concentration of CO is detected by a CO sensor when the air/fuel ratio once lowered is returned to the original position during the interval of the prediction (S11). When the change Δx in the output value exceeds a specified range (S13: 'YES'), the air/fuel ratio is lowered again (S7) and the value is read in (S8) to monitor the generation of a sudden incomplete combustion (S9).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、強制給排気式(F
F式)のガス給湯器等のガス燃焼機器に適用される不完
全燃焼防止装置に関し、さらに詳しくは、ガス燃焼機器
の燃焼排ガス系に一酸化炭素(CO)濃度検知センサを
配設し、そのCO濃度検知センサからの検知信号によ
り、このガス燃焼機器の不完全燃焼の招来を予見するの
に好適な不完全燃焼防止装置に関するものである。
The present invention relates to a forced supply / exhaust type (F
More specifically, the present invention relates to a device for preventing incomplete combustion applied to gas-fired equipment such as a gas water heater of type F), and more specifically, a carbon monoxide (CO) concentration detection sensor is provided in a combustion exhaust gas system of gas-fired equipment. The present invention relates to a device for preventing incomplete combustion which is suitable for predicting the occurrence of incomplete combustion of a gas combustion device based on a detection signal from a CO concentration detection sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のガス燃焼機器では、熱交
換器のフィン詰まり等に起因する一酸化炭素中毒の事故
を回避するため燃焼排ガス中のCO濃度を検知するCO
センサをバーナ下流の排ガス筒に設け、COセンサの出
力に応じて警報を発したり、ガス燃焼を停止させたりす
る不完全燃焼防止のための安全装置が設けられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of gas combustion equipment detects CO concentration in flue gas to avoid an accident of carbon monoxide poisoning due to clogging of fins in a heat exchanger.
A safety device for preventing incomplete combustion such as issuing an alarm or stopping gas combustion according to the output of the CO sensor is provided with a sensor provided in the exhaust gas cylinder downstream of the burner.

【0003】例えば、特開平5−26440号公報に提
案されたガス燃焼器の安全装置は、COセンサにより燃
焼排ガス中のCO濃度を検出し、この濃度が第1基準濃
度を越えた時に警報を発し、さらに排ガス再循環等によ
りCO濃度がそのまま上昇して第2基準濃度を越えた場
合には、バーナへのガス供給流路を閉じて燃料ガス供給
を停止させるものである。
[0003] For example, a safety device for a gas combustor proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-26440 detects a CO concentration in flue gas by a CO sensor, and issues an alarm when this concentration exceeds a first reference concentration. When the CO concentration rises due to exhaust gas recirculation and exceeds the second reference concentration, the gas supply passage to the burner is closed to stop the supply of the fuel gas.

【0004】ところでこの燃焼排ガス中のCO濃度を検
知するCOセンサは、人体に危害を及ぼす虞れのあるC
O濃度300ppmレベルに検出感度があるものが望ま
しいが、燃焼排ガス系は高温度の環境にあるため、常温
では高い検出精度が得られるCOセンサでも燃焼時は低
いCO濃度を正確に検出することができず、基準値以下
のCO濃度でも誤判断して燃料ガス供給を停止したり、
逆に基準値以上のCO濃度でも基準値以下と誤判断して
しまうという問題があった。
A CO sensor for detecting the concentration of CO in the combustion exhaust gas is a C sensor that may harm the human body.
Although it is desirable to have a detection sensitivity at the O concentration level of 300 ppm, since the flue gas system is in a high temperature environment, even a CO sensor that can obtain high detection accuracy at room temperature can accurately detect a low CO concentration during combustion. It is not possible, and even if the CO concentration is lower than the reference value, the fuel
Conversely, there is a problem that even if the CO concentration is higher than the reference value, it is erroneously determined to be lower than the reference value.

【0005】そこで本出願人は、人体に危害を及ぼす虞
れのあるCO濃度300ppmレベルには検出感度がな
いが燃焼排ガス中等の高温環境下でもCO濃度の検出精
度が高い1000ppmレベルに検出感度を持つCOセ
ンサを用いて不完全燃焼の招来を予見する燃焼装置を発
明し、既に出願している。
Therefore, the applicant of the present invention has no detection sensitivity at a CO concentration of 300 ppm which may cause harm to the human body, but has a detection sensitivity of 1000 ppm at which the detection accuracy of the CO concentration is high even in a high temperature environment such as in combustion exhaust gas. A combustion device that predicts the occurrence of incomplete combustion using a CO sensor having the same has been invented and has already been filed.

【0006】この先の出願に係る燃焼装置は、ガス燃焼
機器の燃焼排ガス系にその燃焼排ガス中のCO濃度を検
知するCOセンサを設け、定常運転時にガスバーナへ供
給する燃焼用空気の供給量を一時的に下げたり、あるい
は逆に空気量は変えずにガスバーナのガス供給量を上げ
たりして空燃比を下げ、その時のCOセンサからの検知
信号により検知される燃焼排ガス中のCO濃度が基準値
を越えなければ不完全燃焼の前兆はないと判断し、CO
濃度が基準値を越えれば熱交換器のフィン詰まり等によ
って不完全燃焼が起こりつつあることを予見しようとす
るものである。
In the combustion apparatus according to the earlier application, a CO sensor for detecting the CO concentration in the flue gas is provided in a flue gas system of a gas combustion device, and a supply amount of combustion air supplied to a gas burner during a steady operation is temporarily measured. Lower the air-fuel ratio by increasing the gas supply amount of the gas burner without changing the air amount, or conversely, the CO concentration in the combustion exhaust gas detected by the detection signal from the CO sensor at that time is the reference value If it does not exceed, it is judged that there is no sign of incomplete combustion, and CO
If the concentration exceeds the reference value, it is intended to predict that incomplete combustion is occurring due to clogging of the fins of the heat exchanger.

【0007】これにより高温環境下での検出感度の悪い
COセンサを用い無くとも正確に燃焼排ガス中のCO濃
度の上昇を把握して長期間の使用に伴う不完全燃焼の招
来を回避し、器具使用上の安全性を担保せんとするもの
である。
[0007] Thus, even without using a CO sensor having poor detection sensitivity in a high-temperature environment, the rise in the CO concentration in the combustion exhaust gas can be accurately grasped to avoid incomplete combustion associated with long-term use. The safety of use is not guaranteed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱交換
器のフィン詰まり等は、そんなに短時間に起きるもので
はない。したがって、COセンサにより燃焼排ガス中の
CO濃度を検知してから次のCO濃度検知までの時間
(インターバルタイム)は、1時間〜2時間見ておけば
よい。
However, fin clogging of the heat exchanger does not occur in such a short time. Therefore, the time (interval time) from the detection of the CO concentration in the combustion exhaust gas by the CO sensor to the detection of the next CO concentration may be one to two hours.

【0009】ところが、このCO濃度検出タイミングの
間(インターバル)にも給排気筒の屋外に出た先端の給
排気トップに突風等によってトップ圧が生じた時、ある
いはこのガス器具の給気口側に障害物等があって燃焼用
空気の吸い込みを妨げる等の事情が生じる等によりバー
ナに燃焼用空気を供給する送風ファンに負荷が掛かる等
して空燃比が低下し、バーナの燃焼を悪化させることが
ある。
However, also during the CO concentration detection timing (interval), when a top pressure is generated due to a gust of wind or the like at the tip of the supply / exhaust cylinder that is exposed outside, or at the supply port side of the gas appliance. The air-fuel ratio is reduced due to obstacles, etc., which impede the suction of combustion air, and the air-fuel ratio is reduced due to the load on the blower fan that supplies the combustion air to the burner. Sometimes.

【0010】例えば、図4(a)は先の特許出願に係る
不完全燃焼制御の燃焼経過時間とCO濃度出力値との関
係を示したタイミングチャートであるが、これによれば
室内負圧等により監視制御後に外乱が加わった時に、次
の監視制御までのインターバルの間、同図の二点鎖線で
示されるCO濃度特性では基準出力(1000ppm〜
2000ppm)を越えない限り通常燃焼してしまうた
め監視するインターバルを長くとることができない。
[0010] For example, FIG. 4A is a timing chart showing the relationship between the elapsed combustion time and the CO concentration output value in the incomplete combustion control according to the earlier patent application. When a disturbance is applied after the monitoring control, during the interval until the next monitoring control, the reference output (1000 ppm to 1000 ppm) in the CO concentration characteristic shown by the two-dot chain line in FIG.
Unless it exceeds 2000 ppm), it usually burns, so that the monitoring interval cannot be long.

【0011】そのような場合に通常のインターバルでの
CO濃度検出タイミングでは、不完全燃焼が起きている
ことを見逃し、バーナの燃焼を停止させる等の対応が遅
れる可能性があった。
In such a case, at the CO concentration detection timing at a normal interval, it is possible that the occurrence of incomplete combustion is overlooked, and the measures such as stopping the combustion of the burner may be delayed.

【0012】本発明の解決しようとする課題は、ガス燃
焼機器の定常運転時に所定の間隔(インターバル)で燃
焼排ガス中のCO濃度を検知してフィン詰まり等に起因
した不完全燃焼を予見することができることはもとよ
り、そのCO濃度検出インターバルの間にもトップ圧等
による急激な燃焼悪化が生じた場合にそれによる不完全
燃焼を検知して速やかな対応が取れるようにした不完全
燃焼防止装置を提供することにある。
An object of the present invention is to detect incomplete combustion caused by fin clogging or the like by detecting the CO concentration in flue gas at predetermined intervals during a steady operation of gas combustion equipment. In addition to this, an incomplete combustion prevention device that detects incomplete combustion due to rapid combustion deterioration due to top pressure etc. even during the CO concentration detection interval and can take prompt action To provide.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、ガス燃焼機器の燃焼排ガス系に設けられて
その燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭
素濃度検出手段を備え、このガス燃焼機器のガスバーナ
へ供給するガス量と燃焼用空気の空燃比を所定の時間的
間隔を置いていったん下げることにより、そのときの前
記一酸化炭素濃度検出手段による検出信号に基づいて不
完全燃焼か否かを確認するようにした不完全燃焼防止装
置において、前記した空燃比を下げる時間的間隔の間に
もそのいったん下げた空燃比を元に戻したときの前記一
酸化炭素濃度検出手段による検出信号を検知し、その検
知された出力信号値の変化が所定の範囲を越えたときに
前記ガスバーナの燃焼の監視運転を制御する監視運転制
御手段を備えることを要旨とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION To solve this problem, the present invention provides a carbon monoxide concentration detecting means provided in a flue gas system of a gas combustion device for detecting the concentration of carbon monoxide in the flue gas. By reducing the gas amount supplied to the gas burner of the gas combustion device and the air-fuel ratio of the combustion air at predetermined time intervals, based on the detection signal from the carbon monoxide concentration detecting means at that time. In the incomplete combustion prevention device configured to check whether or not incomplete combustion has occurred, the carbon monoxide concentration when the air-fuel ratio once lowered is returned to the original value even during the time interval for lowering the air-fuel ratio. Monitoring operation control means for detecting a detection signal from the detection means and controlling a monitoring operation of combustion of the gas burner when a change in the detected output signal value exceeds a predetermined range; The one in which the subject matter of the present invention.

【0014】上記構成を有する本発明の不完全燃焼防止
装置によれば、ガス燃焼機器の定常運転時にガスバーナ
へ供給するガス量と燃焼用空気の空燃比を所定の時間的
間隔を置いていったん下げ、そのときの燃焼排ガス系に
設けられる一酸化炭素濃度検出手段による検出信号に基
づいて不完全燃焼か否かが確認されるものであるが、そ
の空燃比を下げる時間的間隔の間にもそのいったん下げ
た空燃比を元に戻したときの前記一酸化炭素濃度検出手
段による検出信号を検知し、その検知された出力信号値
の変化が所定の範囲を越えたときには前記ガスバーナの
燃焼状態が監視運転制御手段により監視される。これに
より通常のフィン詰まり等に起因する不完全燃焼が予見
されるのみならず、トップ圧等に起因する不完全燃焼も
回避されるものである。
According to the apparatus for preventing incomplete combustion of the present invention having the above-described structure, the amount of gas supplied to the gas burner and the air-fuel ratio of the combustion air during a steady operation of the gas-fired equipment are lowered at predetermined time intervals. It is checked whether or not the combustion is incomplete based on the detection signal of the carbon monoxide concentration detection means provided in the flue gas system at that time, but even during the time interval for lowering the air-fuel ratio. A detection signal is detected by the carbon monoxide concentration detecting means when the lowered air-fuel ratio is restored, and when the detected output signal value exceeds a predetermined range, the combustion state of the gas burner is monitored. It is monitored by the operation control means. This not only predicts incomplete combustion due to normal fin clogging and the like, but also avoids incomplete combustion due to top pressure and the like.

【0015】前記監視運転制御手段としては、空燃比を
下げて再度前記一酸化炭素濃度検出手段による一酸化炭
素濃度の検出を行い、その検出信号に基づいて不完全燃
焼か否かを判断するものであることが好適なものとして
挙げられる。そうすれば通常の不完全燃焼確認のルーチ
ン制御の中で突発的な不完全燃焼の発生も回避されるこ
とになる。
The monitoring operation control means includes means for lowering the air-fuel ratio, detecting the carbon monoxide concentration again by the carbon monoxide concentration detection means, and judging whether or not the combustion is incomplete based on the detection signal. Is preferable. In this way, sudden occurrence of incomplete combustion can be avoided during normal incomplete combustion confirmation routine control.

【0016】前記空燃比はガス燃焼機器に設けられる送
風ファンの風量あるいはガス燃焼機器に設けられるガス
バーナのガス量を変化させることにより変えることがで
きる。送風ファンの風量をダウンさせるか、ガスバーナ
のガス量を増やせば空燃比は下がるし、逆に送風ファン
風量を増すかガスバーナのガス量をダウンさせれば空燃
比は上がる。
The air-fuel ratio can be changed by changing the air volume of a blower fan provided in the gas combustion device or the gas volume of a gas burner provided in the gas combustion device. The air-fuel ratio decreases when the air volume of the blower fan is decreased or the gas amount of the gas burner is increased, and conversely, the air-fuel ratio increases when the air volume of the blower fan is increased or the gas amount of the gas burner is decreased.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の一実
施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図1は本発
明の一実施の形態としてのガス燃焼機器の概略構成図で
ある。このガス燃焼機器は、強制給排気式給湯器であっ
て、燃焼室を形成するケース10と、ケース10の下部
に配設されたガスバーナ11と、ガスバーナ11に燃料
ガスを供給するガス供給路14と、ガス供給路14に配
置した比例電磁弁13と、元電磁弁12とが設けられ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas combustion device as one embodiment of the present invention. This gas combustion device is a forced-supply / exhaust water heater, which includes a case 10 forming a combustion chamber, a gas burner 11 disposed below the case 10, and a gas supply passage 14 for supplying fuel gas to the gas burner 11. , A proportional solenoid valve 13 disposed in the gas supply path 14, and the original solenoid valve 12.

【0018】元電磁弁12はガス流路の開閉のみを行う
弁であり、比例電磁弁13は制御信号に応じた開度に設
定されて所望のガス供給量に調整する制御弁である。ま
た、ケース10の底部にはファン15が設けられ、ガス
供給量に応じた量の燃焼用空気を燃焼室24内に供給す
る。
The original solenoid valve 12 is a valve that only opens and closes the gas flow path, and the proportional solenoid valve 13 is a control valve that is set to an opening degree according to a control signal and adjusts to a desired gas supply amount. Further, a fan 15 is provided at the bottom of the case 10 to supply combustion air into the combustion chamber 24 in an amount corresponding to the gas supply amount.

【0019】ガスバーナ11の上方には熱交換器16が
配設され、給水管17から通水された水をガスバーナ1
1での燃焼熱により加熱し、給湯管18に送り出す。熱
交換器16よりも上方のケース10の上部はフード19
を経て排気筒20に連結される。そして、この排気筒2
0にCO濃度を検出するCOセンサ21が装着される。
A heat exchanger 16 is provided above the gas burner 11, and the water passed through a water supply pipe 17 is supplied to the gas burner 1.
It is heated by the heat of combustion in 1 and sent out to the hot water supply pipe 18. The upper part of the case 10 above the heat exchanger 16 has a hood 19
Through the exhaust pipe 20. And this exhaust stack 2
A CO sensor 21 for detecting the CO concentration at 0 is mounted.

【0020】また、給湯器の本体内にはこれらの燃焼制
御等を司るコントローラ23が設けられる。コントロー
ラ23は、図示しない周知の算術論理演算回路を構成す
るCPU,RAM,ROMと、各種センサからの信号を
入力する入力インタフェースと、各種アクチュエータに
駆動信号を出力する出力インタフェース等から構成され
る。
A controller 23 for controlling the combustion and the like is provided in the main body of the water heater. The controller 23 includes a CPU, a RAM, and a ROM, which constitute a well-known arithmetic and logic operation circuit (not shown), an input interface for inputting signals from various sensors, an output interface for outputting drive signals to various actuators, and the like.

【0021】そして、COセンサ21からのCO濃度出
力値を示す信号に基づいて、電磁弁12,13の開閉を
行うだけでなく湯温制御や点火制御等をも併せて行うも
のであるが、本発明とは直接関係しないセンサや点火装
置等に関しては、その説明及び図示は省略する。また、
燃焼排ガスは排気筒25及び排気トップ26を経て屋外
へ排出される。
Based on the signal indicating the CO concentration output value from the CO sensor 21, not only the opening and closing of the solenoid valves 12, 13 but also the control of the hot water temperature, the ignition control and the like are performed. Descriptions and illustrations of sensors, ignition devices, and the like that are not directly related to the present invention are omitted. Also,
The combustion exhaust gas is discharged outside through the exhaust pipe 25 and the exhaust top 26.

【0022】図2は、図1に示したこの種のガス燃焼機
器の燃焼一般特性としての空燃比λと燃焼排ガス中のC
O濃度との関係を示した図である。ここに「空燃比」と
は、ガスの完全燃焼に必要な理論空気量に対する実際に
供給されている空気量の比をいう。
FIG. 2 shows the air-fuel ratio λ and the C in the combustion exhaust gas as general combustion characteristics of this type of gas-fired equipment shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship with an O concentration. Here, the "air-fuel ratio" refers to the ratio of the amount of air actually supplied to the stoichiometric amount of air required for complete combustion of gas.

【0023】同図において、A点は正常燃焼が行われて
いる場合であり、空燃比λ=1.8,排出CO濃度は3
00ppm以下である。そして、正常燃焼が行われてい
る場合は空燃比λを減らしても(減らし幅Δλ)、排出
CO濃度はほとんど変わらずにB点で燃焼するが、不燃
傾向にあるC点(λ=1.45,排出CO濃度300p
pm)においては、空燃比λを減らす(Δλ)と排出C
O濃度は1000ppmのE点に達する。
In FIG. 3, point A is a case where normal combustion is performed, and the air-fuel ratio λ = 1.8 and the exhaust CO concentration is 3
It is not more than 00 ppm. When the normal combustion is performed, even if the air-fuel ratio λ is reduced (decrease width Δλ), the exhaust CO concentration hardly changes and the fuel burns at the point B, but the non-flammable point C (λ = 1. 45, emission CO concentration 300p
pm), reducing the air-fuel ratio λ (Δλ)
O concentration reaches point E of 1000 ppm.

【0024】更に、D点(λ=1.44,排出CO濃度
300ppm以上)においては、空燃比λを低減(Δ
λ)すると、排出CO濃度は1000ppmを越えてし
まう(F点)。すなわち、空燃比λが低いレベルにおい
ては排出CO濃度が急激に上昇する。これは空燃比λが
ある値より低くなると不完全燃焼を起こしCO濃度の上
昇が急峻になることに因る。だから、器具のCO排出を
300ppm以下で抑えたい場合においては、供給ガス
量に対する空気量の割合をΔλ分減らして1000pp
mを検出基準値にできる。
Further, at point D (λ = 1.44, CO concentration of 300 ppm or more), the air-fuel ratio λ is reduced (Δ
λ), the exhausted CO concentration exceeds 1000 ppm (point F). That is, at a low air-fuel ratio λ, the exhaust CO concentration sharply increases. This is because when the air-fuel ratio λ falls below a certain value, incomplete combustion occurs and the CO concentration rises sharply. Therefore, when it is desired to suppress the CO emission of the appliance to 300 ppm or less, the ratio of the air amount to the supply gas amount is reduced by Δλ to 1000 pp.
m can be a detection reference value.

【0025】そこで本発明はガス燃焼機器の定常運転時
にガスバーナ11へ供給するガス量と燃焼用空気の空燃
比λを所定のインターバルを置いていったん下げる。そ
して、そのときの燃焼排ガス系に設けられるCOセンサ
21によるCO濃度出力値に基づいて不完全燃焼か否か
を確認するものであるが、その空燃比λを下げるインタ
ーバルの間にもそのいったん下げた空燃比λを元に戻し
たときのCOセンサ21によるCO濃度出力値を検知
し、その検知されたCO濃度出力値の変化が所定の範囲
(Δx)を越えたときにはガスバーナ21の燃焼状態を
コントローラ23により監視するようにしたものであ
る。
Therefore, according to the present invention, the amount of gas supplied to the gas burner 11 and the air-fuel ratio λ of the combustion air during the steady operation of the gas combustion equipment are gradually reduced at predetermined intervals. Then, whether or not the combustion is incomplete is confirmed based on the CO concentration output value of the CO sensor 21 provided in the flue gas system at that time. The CO concentration output value of the CO sensor 21 when the air-fuel ratio λ is returned to the original value is detected, and when the detected change in the CO concentration output value exceeds a predetermined range (Δx), the combustion state of the gas burner 21 is determined. The monitoring is performed by the controller 23.

【0026】図3は本発明の一実施の形態に係る不完全
燃焼防止装置に適用される不完全燃焼防止制御ルーチン
を表すフローチャートである。このフローチャートでは
不完全燃焼の招来を予見するのにファン15の回転数を
変えることによって空燃比λを変える場合を示してい
る。
FIG. 3 is a flowchart showing an incomplete combustion prevention control routine applied to the incomplete combustion prevention device according to one embodiment of the present invention. This flowchart shows a case where the air-fuel ratio λ is changed by changing the rotation speed of the fan 15 in order to predict the occurrence of incomplete combustion.

【0027】定常燃焼中に不完全燃焼の招来が予見され
る場合には、初めに、強制給排気式給湯器において蛇口
が開かれると給湯器内部での点火動作の後、コントロー
ラ23ではガスバーナ21で炎が検知される(ステップ
1:「YES」、以下単に「S1」のように表記す
る)。そうするとイグナイターによる点火動作が終了し
(S2)、コントローラ23により、湯温制御(S3)
及びCOセンサ21により検知されるCO濃度出力値の
読み込み(S4)が開始される。このときのCO濃度は
例えば図4(b)に示される「監視」がなされる直前の
濃度である。
If it is predicted that incomplete combustion will occur during steady-state combustion, first, when the faucet is opened in the forced water supply / exhaust water heater, the ignition operation inside the water heater is performed, and then the controller 23 starts the gas burner 21. (Step 1: "YES", hereinafter simply referred to as "S1"). Then, the ignition operation by the igniter ends (S2), and the controller 23 controls the hot water temperature (S3).
And reading of the CO concentration output value detected by the CO sensor 21 (S4) is started. The CO concentration at this time is, for example, the concentration immediately before the “monitoring” shown in FIG.

【0028】そして読み込まれたCO濃度出力値は、図
4(b)に示す1000ppm乃至2000ppm範囲
内の値に設定される基準出力Aを越えないと判断される
(S5:「YES」)と、CO検出タイミングがくるま
で燃焼制御はそのまま継続することになる(S6:「N
O」)。
When it is determined that the read CO concentration output value does not exceed the reference output A set to a value within the range of 1000 ppm to 2000 ppm shown in FIG. 4B (S5: "YES"), The combustion control is continued as it is until the CO detection timing comes (S6: "N
O ").

【0029】次いで、所定の時間が経過してコントロー
ラ23によりCO検出タイミングがきたと判断される
(S6:「YES」)と、コントローラ23はファン1
5の回転数を下げる制御を行い(S7)、空燃比λを所
定の割合あるいは変化量Δλで下げる。そうするとCO
濃度は図4(b)に示される「監視」のところから上昇
して、すぐ右側の凸部の値を示すようになる。そしてこ
の凸部の値は空燃比λを下げた状態におけるCOセンサ
21のCO濃度出力値としてコントローラ23により読
み込まれる(S8)。
Next, when it is determined by the controller 23 that the predetermined time has elapsed and the CO detection timing has come (S6: "YES"), the controller 23 sets the fan 1
The control for reducing the number of rotations of the motor 5 is performed (S7), and the air-fuel ratio λ is reduced at a predetermined ratio or the change amount Δλ. Then CO
The density rises from the “monitoring” shown in FIG. 4B, and shows the value of the convex portion on the right side. Then, the value of this convex portion is read by the controller 23 as the CO concentration output value of the CO sensor 21 in a state where the air-fuel ratio λ is lowered (S8).

【0030】次いで、CO濃度出力値は基準出力A以下
であるか否かがコントローラ23により再び判断される
が、通常は基準出力A以下であると判断される(S9:
「YES」)。ここで、この凸部(図4(b))のCO
濃度出力値はファン15の回転数を下げる制御により人
為的に空燃比を下げた状態の濃度であるから、この濃度
が基準出力Aを越えないと判断することでCO濃度が3
00ppm以下であるということが推認される。その
後、コントローラ23によりファン回転数が元に戻され
(S10)、これにより一時的に上昇したCO濃度出力
値及び空燃比は元に戻る。
Next, the controller 23 determines again whether or not the CO concentration output value is equal to or lower than the reference output A. Usually, it is determined that the CO concentration output value is equal to or lower than the reference output A (S9:
"YES"). Here, CO of this convex part (FIG. 4B)
Since the concentration output value is a concentration in a state where the air-fuel ratio is artificially lowered by controlling the rotation speed of the fan 15, the CO concentration is determined to be 3 by judging that this concentration does not exceed the reference output A.
It is inferred that it is not more than 00 ppm. Thereafter, the fan speed is returned to the original value by the controller 23 (S10), whereby the CO concentration output value and the air-fuel ratio which have temporarily increased are returned to the original values.

【0031】次いで、コントローラ23はCOセンサ2
1のCO濃度出力値(a)を読み込み(S11)、その
値を記憶した(S12)後、S4で読み込んだCOセン
サ出力値に対してCO濃度出力値(a)からの出力変化
がΔx以下であるか否かを判断する。外乱が無い場合
(図4(b)参照)には、出力変化はΔx以下であると
判断され(S13:「YES」)、以降、CO検出タイ
ミングになったと判断されるまで、S13乃至S13’
の処理が繰り返しなされることで(S13’:「N
O」)、燃焼動作中におけるCO濃度出力値(a)から
の出力変化がΔx以下であるか否かが常時監視されるこ
とになる。
Next, the controller 23 controls the CO sensor 2
After reading the CO concentration output value (a) of No. 1 (S11) and storing the value (S12), the output change from the CO concentration output value (a) with respect to the CO sensor output value read in S4 is not more than Δx. Is determined. If there is no disturbance (see FIG. 4B), it is determined that the output change is equal to or less than Δx (S13: “YES”), and thereafter, S13 to S13 ′ until it is determined that the CO detection timing has come.
(S13 ': "N
O)), whether or not the output change from the CO concentration output value (a) during the combustion operation is equal to or smaller than Δx is constantly monitored.

【0032】一方、燃焼制御が継続してなされている間
にフィン詰まり、トップ圧あるいはスズメ巣作り等が原
因で室内負荷が大きくなり、不完全燃焼の招来が予見さ
れるような状態があると、CO濃度出力値は例えば図4
(b)の二点鎖線で示される急峻な変化を示したりある
いは破線で示される変化を示すことがある。
On the other hand, if there is a state in which the fins are clogged while the combustion control is continuously performed, the indoor load increases due to the top pressure or the formation of a sparrow nest, and the incomplete combustion is foreseen. , CO concentration output value is shown in FIG.
(B) may show a steep change indicated by a two-dot chain line or a change indicated by a broken line.

【0033】そのような状態においてコントローラ23
によりCO検出タイミングになったと判断される(S1
3’:「YES」)と、上述と同様にしてS7乃至S1
2の処理がなされる他、CO濃度出力値(a)からの変
化がΔx以下ではないと判断される(S13:「N
O」)と、CO検出タイミングではなくても燃焼状態に
なんらかの変化があったものとしてS7乃至S13の処
理で示される間欠監視がなされる。
In such a state, the controller 23
Is determined to be the timing for detecting CO (S1).
3 ′: “YES”) and S7 to S1 in the same manner as described above.
2 and the change from the CO concentration output value (a) is determined to be not less than Δx (S13: “N
O)), the intermittent monitoring shown in the processing of S7 to S13 is performed assuming that there has been some change in the combustion state even at the CO detection timing.

【0034】この場合において、図4(b)の二点鎖線
で示される急峻な変化の場合には、S7乃至S13の処
理が繰り返しなされている間にCOセンサ21の出力値
は急激に上昇するためコントローラ23により基準出力
Aを越えると判断され(S9:「NO」)、燃焼制御が
停止されるかあるいは改善運転がなされる(S14)。
これにより不完全燃焼の招来に対して迅速な対応がなさ
れるようになっている。
In this case, in the case of a steep change indicated by the two-dot chain line in FIG. 4B, the output value of the CO sensor 21 sharply increases while the processes of S7 to S13 are repeated. Therefore, the controller 23 determines that the output exceeds the reference output A (S9: "NO"), and the combustion control is stopped or an improved operation is performed (S14).
As a result, a prompt response to the occurrence of incomplete combustion is made.

【0035】尚、点火制御において炎が検知されない場
合(S1:「NO」)や、点火制御は正常になされても
COセンサ21の出力値が基準出力Aをはじめから越え
た値の場合(S5:「NO」)には、元電磁弁12がオ
フされた(S15)後、異常が発生した旨を報知するた
めの異常表示がなされ(S16)、点火制御が終了する
(S17)。
When no flame is detected in the ignition control (S1: "NO") or when the output value of the CO sensor 21 exceeds the reference output A from the beginning even if the ignition control is performed normally (S5). : “NO”), after the original solenoid valve 12 is turned off (S15), an abnormality display for notifying that an abnormality has occurred is made (S16), and the ignition control ends (S17).

【0036】かくして上記の実施例によれば、ガス器具
の長期間の使用に伴なう熱交換器のフィン詰まり等に起
因する不完全燃焼は、このガス器具使用の都度行なわれ
る所定のインターバルでの空燃比を下げることによるC
O濃度出力値の検出(S6乃至S9)によって監視され
るが、それに加えて空燃比を元に戻したときのCO濃度
出力値の検出(S10乃至S13’)によって給排気口
のトップ圧等に起因する突発的な不完全燃焼も監視され
るものである。したがって不完全燃焼の回避は一層強化
されることになる。
Thus, according to the above-described embodiment, incomplete combustion due to clogging of the fins of the heat exchanger accompanying long-term use of the gas appliance occurs at predetermined intervals performed each time the gas appliance is used. C by lowering the air-fuel ratio of
It is monitored by the detection of the O concentration output value (S6 to S9). In addition, by detecting the CO concentration output value when the air-fuel ratio is restored (S10 to S13 '), the top pressure of the air supply / exhaust port is monitored. The resulting sudden incomplete combustion is also monitored. Therefore, avoidance of incomplete combustion is further enhanced.

【0037】本発明は上記した実施の形態に何等限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々の改変が可能である。例えば上記実施例では、ファン
回転数をダウンされることによって空燃比を一時的に下
げるようにしているが燃焼用ガス量を多くすることによ
って空燃比を一時的に下げるようにしてもよい。また、
間欠監視が繰り返しなされている状態においてはLED
表示を変化させる等して使用者にわかるようにしてもよ
い。そうすれば、室内の換気を良くする等の対策を行う
こともでき安全性がより担保されるものである。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the air-fuel ratio is temporarily reduced by reducing the fan rotation speed. However, the air-fuel ratio may be temporarily reduced by increasing the amount of combustion gas. Also,
LED when intermittent monitoring is repeated
The display may be changed so that the user can understand. Then, measures such as improving indoor ventilation can be taken, and safety is further ensured.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明に係る不完全燃焼防止装置によれ
ば、空燃比を下げる時間的間隔の間にもそのいったん下
げた空燃比を元に戻したときの一酸化炭素濃度検出手段
による検出信号を検知し、その検知された出力信号値の
変化が所定の範囲を越えたときには、ガスバーナの燃焼
状態が監視運転制御手段により監視される。これにより
通常のフィン詰まり等に起因する不完全燃焼が予見され
るのみならず、トップ圧等に起因する不完全燃焼を検知
して燃焼停止や改善運転等の速やかな対応をとることが
可能になる。これをガス燃焼機器に適用することはその
安全性を向上させるから産業上極めて有益なものであ
る。
According to the apparatus for preventing incomplete combustion according to the present invention, even when the air-fuel ratio is lowered during the time interval for lowering the air-fuel ratio, the detection by the carbon monoxide concentration detecting means can be performed. When the signal is detected and the change in the detected output signal value exceeds a predetermined range, the combustion state of the gas burner is monitored by the monitoring operation control means. As a result, not only incomplete combustion due to normal fin clogging and the like can be predicted, but also incomplete combustion due to top pressure and the like can be detected and prompt measures such as stopping combustion and improving operation can be taken. Become. Applying this to gas-fired equipment is extremely useful industrially because it improves its safety.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態としてのガス燃焼機器の
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas combustion device as one embodiment of the present invention.

【図2】図1に示したこの種のガス燃焼機器の燃焼一般
特性としての空燃比λと燃焼排ガス中のCO濃度の関係
を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an air-fuel ratio λ and a CO concentration in combustion exhaust gas as general combustion characteristics of the gas combustion device of this type shown in FIG.

【図3】本発明の一実施例としての不完全燃焼防止制御
ルーチンを表すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an incomplete combustion prevention control routine as one embodiment of the present invention.

【図4】(a)は、本発明の制御ルーチンが適用される
前の不完全燃焼防止制御ルーチンに基づいた燃焼経過時
間とCO濃度出力値との関係を示したタイミングチャー
ト、(b)は、本発明の制御ルーチンが適用されたこと
による不完全燃焼防止制御ルーチンに基づいた燃焼経過
時間とCO濃度出力値との関係を示したタイミングチャ
ートである。
FIG. 4A is a timing chart showing the relationship between the elapsed combustion time and the CO concentration output value based on the incomplete combustion prevention control routine before the control routine of the present invention is applied, and FIG. 4 is a timing chart showing the relationship between the elapsed combustion time and the CO concentration output value based on the incomplete combustion prevention control routine resulting from the application of the control routine of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ケース 11 ガスバーナ 12 元電磁弁 13 比例電磁弁 14 ガス供給路 20 排気筒 21 COセンサ 23 コントローラ 24 燃焼室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Case 11 Gas burner 12 Primary solenoid valve 13 Proportional solenoid valve 14 Gas supply path 20 Exhaust cylinder 21 CO sensor 23 Controller 24 Combustion chamber

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガス燃焼機器の燃焼排ガス系に設けられ
てその燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化
炭素濃度検出手段を備え、このガス燃焼機器のガスバー
ナへ供給するガス量と燃焼用空気の空燃比を所定の時間
的間隔を置いていったん下げることにより、そのときの
前記一酸化炭素濃度検出手段による検出信号に基づいて
不完全燃焼か否かを確認するようにした不完全燃焼防止
装置において、 前記した空燃比を下げる時間的間隔の間にもそのいった
ん下げた空燃比を元に戻したときの前記一酸化炭素濃度
検出手段による検出信号を検知し、その検知された出力
信号値の変化が所定の範囲を越えたときに前記ガスバー
ナの燃焼の監視運転を制御する監視運転制御手段を備え
ることを特徴とする不完全燃焼防止装置。
1. A method for detecting the concentration of carbon monoxide in a flue gas system of a gas-fired device, comprising: means for detecting the concentration of carbon monoxide in the flue gas. The air-fuel ratio of the working air is gradually lowered at predetermined time intervals, thereby confirming whether or not the combustion is incomplete based on the detection signal from the carbon monoxide concentration detecting means at that time. In the prevention device, the detection signal by the carbon monoxide concentration detecting means when the lowered air-fuel ratio is returned to the original value even during the time interval for lowering the air-fuel ratio is detected, and the detected output signal is detected. An incomplete combustion prevention device comprising monitoring operation control means for controlling a monitoring operation of combustion of the gas burner when a change in the value exceeds a predetermined range.
【請求項2】 前記監視運転制御手段は、空燃比を下げ
て再度前記一酸化炭素濃度検出手段による一酸化炭素濃
度の検出を行い、その検出信号に基づいて不完全燃焼か
否かを判断するものであることを特徴とする請求項1に
記載の不完全燃焼防止装置。
2. The monitoring operation control means lowers the air-fuel ratio, detects the carbon monoxide concentration again by the carbon monoxide concentration detection means, and determines whether or not the combustion is incomplete based on the detection signal. The incomplete combustion prevention device according to claim 1, wherein the device is a device for preventing incomplete combustion.
【請求項3】 前記空燃比はガス燃焼機器に設けられる
送風ファンの風量を変化させることにより変化させるも
のであることを特徴とする請求項1又は2に記載の不完
全燃焼防止装置。
3. The incomplete combustion prevention device according to claim 1, wherein the air-fuel ratio is changed by changing a flow rate of a blower fan provided in the gas combustion device.
【請求項4】 前記空燃比はガス燃焼機器に設けられる
ガスバーナのガス量を変化させることにより変化させる
ものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の不
完全燃焼防止装置。
4. The incomplete combustion prevention device according to claim 1, wherein the air-fuel ratio is changed by changing a gas amount of a gas burner provided in the gas combustion device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021068702A1 (en) * 2019-10-11 2021-04-15 珠海格力电器股份有限公司 Carbon monoxide detection linkage control system and control method

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