JPH1030817A - 燃焼機器およびそのｃｏ安全動作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼能力やファン風量の情報を用いて燃焼排
気ＣＯガスに対する安全動作を行う。 【解決手段】 ＣＯセンサ11により排気ガス中のＣＯ濃
度を検出する。燃焼時間計測手段13は燃焼開始時からの
時間を計測する。データメモリ12には排気ガスが室内に
洩れたと仮定したときに、室内ＣＯ濃度が危険濃度に達
する危険到達時間を求めるデータを燃焼能力やファン風
量の大きさごとに分けて与えておく。ＣＯ安全動作部14
は燃焼能力やファン風量の情報を得て、これらの燃焼能
力やファン風量に対応した危険到達時間を求めるデータ
をデータメモリ12のデータから選択する。そして、燃焼
開始時からＣＯセンサ11で検出される排気ＣＯ濃度に対
応する危険到達時間に達したときに室内のＣＯ濃度はＣ
Ｏ中毒の危険状態に達したものと判断して燃焼停止等の
ＣＯ安全動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内設置型給湯器
等の燃焼機器の一酸化炭素ガスに対する安全を図る燃焼
機器およびそのＣＯ安全動作方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８には燃焼機器として一般的に知られ
ている給湯器の模式構造が示され、また、図９にはこの
給湯器１を建物の室内に設置した使用態様が示されてい
る。

【０００３】この種の給湯器１は、ファン２の回転によ
ってフィルタ３を介して室内の空気をバーナ４に送り込
み、バーナ４に供給される燃料ガスを燃焼して給湯熱交
換器５を加熱し、この給湯熱交換器５を通る水を湯に
し、給湯熱交換器５の出側に接続される給湯管を介して
台所等の所望の場所に給湯を行うものである。この給湯
器の燃焼運転は制御装置６により行われ、この制御装置
６にはリモコン７が接続されている。

【０００４】この給湯器１を屋内に設置するときには、
給湯器１の排気出口筒部８に煙突10の根元を嵌合装着
し、煙突10の先端側は建物の外に出し、室内の空気を取
り入れて燃焼した排気ガスを建物の外に排出するように
している。この煙突10を外に出す場合、図９に示すよう
に、給湯器１の近傍に壁穴を開け、この壁穴から外に煙
突10の先端を突き出す施工方式を採る場合もあるが、建
物の構造によって、破線で示すように、煙突10の筒体を
つなぎ合わせて天井裏をはわせ、この天井裏から煙突10
の先端を建物の外に突き出す施工方式も採られている。

【０００５】この種の給湯器１を燃焼運転させるとき
に、煙突10の排気口に強風が吹き込む等すると不完全燃
焼を起こし一酸化炭素ガス（以下ＣＯガスという）が発
生する。排気ガスが煙突10を通って完全に外に排出され
る状態では、室内におけるＣＯガスの影響は生じないの
であるが、煙突10の継ぎ目に隙間が生じたり、外れたり
すると、その部分から（煙突10を天井裏に這わせたもの
にあっては天井裏の隙間を通して）室内にＣＯガスが逆
流し、ＣＯガス中毒を起こすという危険がある。

【０００６】このため、従来においては、図８に示すよ
うに、給湯器１の排気側にＣＯセンサ11を設置し、排気
ガスが室内に洩れたと仮定したときに、ＣＯ中毒の危険
状態に達する時間を各ＣＯ濃度に対応して予め与えてお
き、燃焼開始からの時間がＣＯセンサ11で検出されるＣ
Ｏ濃度に対応する時間に達したときに警報を出したり、
燃焼運転を停止する等の安全対策が講じられていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】給湯器等の燃焼運転
は、燃焼能力に見合うように、つまり、ガス供給量に見
合うようにファン２の風量を制御して燃焼運転が行われ
る。したがって、燃焼能力によって排気ガスの単位時間
当たりの排出量（単位時間当たりの排気容量）が異な
り、排気ガスが室内に洩れたときに、ＣＯセンサ11によ
り検出されるＣＯ濃度の値が同じであっても、室内のＣ
Ｏ汚染の程度が異なり、燃焼能力が大きい程室内のＣＯ
汚染は大きくなる。

【０００８】出願人の従来の試作装置では、ＣＯに対す
る危険度が最も大きい最大燃焼能力での燃焼運転を想定
して各ＣＯ濃度に対応する燃焼連続可能時間（ＣＯ中毒
の危険状態に達する時間）を設定している。

【０００９】しかしながら、燃焼機器の燃焼運転は最小
燃焼能力と最大燃焼能力の範囲内で能力が制御されて燃
焼運転されているものであり、例えば、最小燃焼能力に
近い能力で燃焼運転しているにもかかわらず、ＣＯセン
サ11で検出されるＣＯ濃度に対応する燃焼連続可能時間
は最大燃焼能力時のデータで設定されるために、ＣＯ中
毒の危険に達しないにもかかわらず室内がＣＯ中毒の危
険状態になったものと判断されて燃焼運転が停止されて
しまうという問題があった。

【００１０】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、燃焼機器の燃焼運転の状態
に応じて正確に室内のＣＯ中毒に対する危険性を予測
し、燃焼機器の燃焼運転状態に応じた適切なタイミング
でＣＯ中毒に対する危険性を正確に判断して精度の高い
ＣＯ安全動作を行うことが可能な燃焼機器およびそのＣ
Ｏ安全動作方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のような手段を講じている。すなわち、
燃焼機器のＣＯ安全動作方法の第１の発明は、燃焼機器
の排気側に排気ガス中のＣＯ濃度を検出するＣＯセンサ
を設け、このＣＯセンサによって検出されるＣＯ検出濃
度の情報に基づいてＣＯ安全動作を行う燃焼機器のＣＯ
安全動作方法において、排気ガスが室内に洩れたと仮定
したときに室内に居る人がＣＯ中毒の危険状態に達する
と推定される危険到達時間を排気ガスの各ＣＯ濃度に対
応させて燃焼能力ごとに分けて与えておき、燃焼開始後
前記ＣＯセンサによって検出されるＣＯ濃度に対応し、
かつ、燃焼能力に対応した危険到達時間に達したときに
ＣＯ安全動作を行うようにした構成をもって課題を解決
する手段としている。

【００１２】燃焼機器のＣＯ安全動作方法の第２の発明
は、燃焼機器の排気側に排気ガス中のＣＯ濃度を検出す
るＣＯセンサを設け、このＣＯセンサによって検出され
るＣＯ検出濃度の情報に基づいてＣＯ安全動作を行う燃
焼機器のＣＯ安全動作方法において、排気ガスが室内に
洩れたと仮定したときに室内に居る人がＣＯ中毒の危険
状態に達すると推定される危険到達時間を排気ガスの各
ＣＯ濃度に対応させて給排気のファン風量ごとに分けて
与えておき、燃焼開始後前記ＣＯセンサによって検出さ
れるＣＯ濃度に対応し、かつ、ファン風量に対応した危
険到達時間に達したときにＣＯ安全動作を行うようにし
た構成をもって課題を解決する手段としている。

【００１３】燃焼機器の第１の発明は、燃焼機器の排気
側に排気ガス中のＣＯ濃度を検出するＣＯセンサが設け
られ、このＣＯセンサによって検出されるＣＯ検出濃度
の情報に基づいてＣＯ安全動作を行う燃焼機器におい
て、排気ガスが室内に洩れたと仮定したときに室内に居
る人がＣＯ中毒の危険状態に達すると推定される危険到
達時間のデータが排気ガスの各ＣＯ濃度に対応させて燃
焼能力ごとに分けて作成されて格納されているデータメ
モリと、燃焼開始時からの燃焼時間を計測する燃焼時間
計測手段と、燃焼時間が前記ＣＯセンサによって検出さ
れるＣＯ濃度および燃焼能力に対応するデータメモリ格
納データの危険到達時間に達したときにＣＯ安全動作を
行うＣＯ安全動作部とを有する構成をもって課題を解決
する手段としている。

【００１４】燃焼機器の第２の発明は、燃焼機器の排気
側に排気ガス中のＣＯ濃度を検出するＣＯセンサが設け
られ、このＣＯセンサによって検出されるＣＯ検出濃度
の情報に基づいてＣＯ安全動作を行う燃焼機器におい
て、排気ガスが室内に洩れたと仮定したときに室内に居
る人がＣＯ中毒の危険状態に達すると推定される危険到
達時間のデータが排気ガスの各ＣＯ濃度に対応させて給
排気のファン風量ごとに分けて作成されて格納されてい
るデータメモリと、燃焼開始時からの燃焼時間を計測す
る燃焼時間計測手段と、燃焼時間が前記ＣＯセンサによ
って検出されるＣＯ濃度およびファン風量に対応するデ
ータメモリ格納データの危険到達時間に達したときにＣ
Ｏ安全動作を行うＣＯ安全動作部とを有する構成をもっ
て課題を解決する手段としている。

【００１５】燃焼機器の第３の発明は、燃焼機器の排気
側に排気ガス中のＣＯ濃度を検出するＣＯセンサが設け
られ、このＣＯセンサによって検出されるＣＯ検出濃度
の情報に基づいてＣＯ安全動作を行う燃焼機器におい
て、排気ガスが室内に洩れたと仮定したときに室内に居
る人がＣＯ中毒の危険状態に達すると推定される危険到
達時間のデータが排気ガスの各ＣＯ濃度に対応させて燃
焼能力ごとに分けて作成されて格納されているデータメ
モリと、燃焼開始後に予め与えられるサンプリング時間
ｔ_SPを単位として前記ＣＯセンサによって検出される排
気ガス中のＣＯ濃度を取り込む排気ガスＣＯ濃度サンプ
リング部と、この排気ガスＣＯ濃度サンプリング部によ
ってサンプリングされた排気ガスＣＯ濃度およびそのサ
ンプリング時間ｔ_SPの燃焼稼動能力に対応する危険到達
時間Ｔを前記データメモリの格納データにより求めてｔ
_SP／Ｔの値を各サンプリング毎に算出して各サンプリン
グ毎に求めたｔ_SP／Ｔの値を積算するｔ_SP／Ｔ算出積算
部と、このｔ_SP／Ｔ算出積算部によるｔ_SP／Ｔの積算値
が予め定めた設定値になったときにＣＯガスに対する安
全動作を行うＣＯ安全動作部とを有する構成をもって課
題を解決する手段としている。

【００１６】燃焼機器の第４の発明は、燃焼機器の排気
側に排気ガス中のＣＯ濃度を検出するＣＯセンサが設け
られ、このＣＯセンサによって検出されるＣＯ検出濃度
の情報に基づいてＣＯ安全動作を行う燃焼機器におい
て、排気ガスが室内に洩れたと仮定したときに室内に居
る人がＣＯ中毒の危険状態に達すると推定される危険到
達時間のデータが排気ガスの各ＣＯ濃度に対応させて給
排気のファン風量ごとに分けて作成されて格納されてい
るデータメモリと、燃焼開始後に予め与えられるサンプ
リング時間ｔ_SPを単位として前記ＣＯセンサによって検
出される排気ガス中のＣＯ濃度を取り込む排気ガスＣＯ
濃度サンプリング部と、この排気ガスＣＯ濃度サンプリ
ング部によってサンプリングされた排気ガスＣＯ濃度お
よびそのサンプリング時間ｔ_SPのファン風量に対応する
危険到達時間Ｔを前記データメモリの格納データにより
求めてｔ_SP／Ｔの値を各サンプリング毎に算出して各サ
ンプリング毎に求めたｔ_SP／Ｔの値を積算するｔ_SP／Ｔ
算出積算部と、このｔ_SP／Ｔ算出積算部によるｔ_SP／Ｔ
の積算値が予め定めた設定値になったときにＣＯガスに
対する安全動作を行うＣＯ安全動作部とを有する構成を
もって課題を解決する手段としている。

【００１７】燃焼機器の第５の発明は、前記第１又は第
３の発明の構成のもとで、排気ＣＯ濃度と燃焼能力に対
して与えられる危険到達時間Ｔは代表の燃焼能力に対し
て与えておき、他の燃焼能力に対する危険到達時間は代
表の危険到達時間に予め定めた補正係数を掛けて求める
ようにした構成をもって課題を解決する手段としてい
る。

【００１８】燃焼機器の第６の発明は、前記第２又は第
４の発明の構成のもとで、排気ＣＯ濃度とファン風量に
対して与えられる危険到達時間Ｔは代表のファン風量に
対して与えておき、他のファン風量に対する危険到達時
間は代表の危険到達時間に予め定めた補正係数を掛けて
求めるようにした構成をもって課題を解決する手段とし
ている。

【００１９】上記構成の発明において、燃焼機器の燃焼
運転が開始すると、排気側で、ＣＯセンサにより排気ガ
ス中のＣＯ濃度が検出される。そして、燃焼機器の燃焼
運転状態の燃焼能力あるいは風量が検出され、燃焼運転
時間がＣＯセンサによって検出されるＣＯ濃度と燃焼能
力に対応した危険到達時間に達したとき、あるいはＣＯ
センサによって検出されるＣＯ濃度とファン風量に対応
する危険到達時間に達したときに、ＣＯ安全動作により
燃焼運転停止等のＣＯ安全動作が行われる。

【００２０】このように、本発明では、排気ガスが室内
に洩れたと仮定したときに、室内に居る人がＣＯ中毒の
危険に達すると推定される危険到達時間をＣＯ濃度のみ
ではなく、ＣＯ濃度と燃焼能力やファン風量を考慮して
与えてＣＯ安全動作を行うので、ＣＯ濃度のみによって
燃焼連続可能時間を設定する場合に比べ、燃焼能力等の
燃焼機器の運転状態を考慮して正確にＣＯ中毒の危険に
達する時間を確定でき、これにより、精度の高いＣＯ安
全動作を行うことが可能となり、本発明の目的とする課
題解決が達成される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態例の
基本構成を示すブロック図であり、データメモリと、燃
焼時間計測手段13と、ＣＯ安全動作部14とを有して構成
されている。ＣＯ安全装置が搭載される燃焼機器は、前
記図８に示すような単機能の給湯器（給湯機能のみの給
湯器）、風呂釜、図３に示すような給湯・風呂複合器、
暖房機、冷房機、冷暖房機等の燃焼を行う屋内設置型の
燃焼機器を対象にしており、これらの燃焼機器の排気側
には排気側に排気ガス中のＣＯ濃度を検出するＣＯセン
サ11が設置される。

【００２２】なお、図３に示す給湯・風呂複合器は、給
湯熱交換器５を燃焼加熱する給湯側のバーナ４ａと追い
焚き熱交換器15を燃焼加熱する風呂側のバーナ４ｂとを
有するものであり、これらバーナ４ａ，４ｂにはファン
２から給排気の空気が供給される。追い焚き熱交換器15
に接続される往管16と戻り管17は図示されていない浴槽
に接続され、循環ポンプ18を駆動して浴槽湯水を循環さ
せ、この循環湯水をバーナ４ｂの燃焼火力でもって追い
焚き熱交換器15を通るときに加熱し、追い焚きを行うも
のである。また、給湯熱交換器５側の動作は従来例で示
した図８の給湯器の動作と同様であり、同一の構成部分
には同一の符号を付してある。

【００２３】これら、燃焼機器の排気ガスは煙突（ダク
ト）10を介して外（室外）に排出されるものであり、燃
焼空気は、室内の空気を取り入れるタイプのもの、ある
いは外の空気を空気吸入管を介して取り入れるタイプの
もの、あるいは排気管と外部空気の吸入管を二重筒状に
したタイプのもの等、様々な形態を採り得るものであ
り、本実施形態例は燃焼機器の種類や形式にはとらわれ
ず、屋内設置型の全てのタイプの燃焼機器に適用され
る。

【００２４】データメモリ12には図４に示すようなデー
タが与えられている。この図４のグラフデータの横軸は
排気ガスのＣＯ濃度を示しており、縦軸は排気ガスが室
内に洩れて室内のＣＯ濃度がＣＯ中毒の危険状態の判断
基準値である、危険判断基準値の300 ppm に達する危険
到達時間を示している。グラフ中の曲線Ａは燃焼機器の
燃焼能力が40000 Kcal／ｈの運転状態を示し、曲線Ｂは
燃焼能力が29500 Kcal／ｈ、曲線Ｃは燃焼能力が19500
Kcal／ｈの運転状態をそれぞれ示しており、曲線Ｄは図
３に示すような給湯・風呂複合器の燃焼機器におけるバ
ーナ４ｂの10000 Kcal／ｈの燃焼能力での燃焼状態を示
している。

【００２５】このグラフのように、排気ガス中のＣＯ濃
度が同じであっても、室内のＣＯ濃度が危険判断基準値
である300 ppm に達するまでの時間は異なる。本実施形
態例では、室内のＣＯ濃度の危険判断基準値を300 ppm
とし、各ＣＯ濃度の排気ガスが室内に洩れたと仮定した
ときに室内のＣＯ濃度が危険判断基準値に達する危険到
達時間を燃焼機器の燃焼能力ごとに分けてデータメモリ
12に与えられている。なお、この排気ＣＯ濃度と危険到
達時間との関係を示すデータはグラフデータ以外に、表
データ、演算式データ等で与えることはもとより可能で
ある。

【００２６】ＣＯ安全動作部14はＣＯセンサ11から排気
ガスのＣＯ濃度の検出情報を取り込むと共に、燃焼能力
情報を取り込む。この燃焼能力情報は、制御装置６内の
燃焼制御部から取り込む。

【００２７】図６に示すように、バーナ４のガス通路20
にはガス通路の開閉を行う電磁弁21と開弁量によってガ
ス供給量を制御する比例弁22が介設されており、比例弁
22の開弁量は燃焼制御部23によって制御されている。す
なわち、燃焼制御部23は、例えば給湯器の燃焼運転に際
しては、給湯熱交換器５の出側の温度がリモコン７によ
り設定された設定温度となるように燃焼能力を演算によ
り求め、この燃焼能力が得られるように比例弁22に加え
る開弁駆動電流の大きさを制御する。つまり、燃焼制御
部23から比例弁22に加えられる開弁駆動電流の大きさは
比例弁22の開弁量の大きさ、換言すれば、ガス供給量の
大きさに相当し、これは燃焼制御部23が演算により求め
た燃焼能力に対応する。

【００２８】本実施形態例では燃焼能力情報として開弁
駆動電流の検出データを取り込む。この燃焼能力情報と
前記ＣＯセンサ11から取り込まれる排気ガス中のＣＯ濃
度の情報に基づき、データメモリ12に格納されている図
４に示すデータから、室内のＣＯ濃度が危険判断基準値
となる危険到達時間Ｔを読み取る。そして、燃焼時間計
測手段13からの燃焼開始時からの燃焼経過時間をモニタ
し、燃焼時間が危険到達時間Ｔになったときに室内のＣ
Ｏ濃度は危険判断基準値に達したものと判断して燃焼運
転停止等の安全動作を行う。

【００２９】この実施形態例によれば、図４に示すよう
に、排気ＣＯ濃度に対応する危険到達時間Ｔを各燃焼能
力ごとに分けて与え、燃焼能力の情報とＣＯセンサ11で
検出される排気ＣＯ濃度の情報に基づき危険到達時間Ｔ
を求めてＣＯ安全動作を行うようにしているので、各排
気ＣＯ濃度と燃焼能力に応じた適切な危険到達時間Ｔを
確定することができ、これにより、ＣＯ安全動作の精度
を格段に高めることが可能となり、室内のＣＯ濃度が危
険濃度に達しないにもかかわらず、燃焼停止がされてし
まうという誤動作を防止することができる。

【００３０】なお、この第１実施形態例では、燃焼能力
情報として、比例弁22への開弁駆動電流のデータを用い
たが、これに代えてガス供給量のデータや燃焼制御部23
で演算される燃焼能力の演算値のデータを用いた場合も
同様な結果を得ることができる。なお、燃焼能力情報の
データとしてガス供給量のデータを用いる場合には、ガ
ス供給通路20にガス流量センサ等を設け、このセンサに
よるガス供給量の検出信号をＣＯ安全動作部14に取り込
むようにする。

【００３１】次に本発明の第２実施形態例について説明
する。この第２実施形態例は、前記第１実施形態例にお
ける燃焼能力の代わりにファン風量のデータを用いてＣ
Ｏ安全動作を行うことを特徴とするものであり、それ以
外は第１実施形態例と同様である。燃焼運転は、燃焼能
力に見合うファン風量を供給して運転が行われることか
ら、燃焼能力とファン風量との間には相関関係があり、
この第２実施形態例では、燃焼能力の代わりにファン風
量のデータを用いている。そのために、図１に示される
データメモリ12には、図５に示す如く、排気ＣＯ濃度と
危険到達時間Ｔとの関係を、各ファン風量に区分して与
えている。

【００３２】図５に示される曲線Ｅはファン２の回転速
度が6000rpm の動作状態のデータであり、曲線Ｆはファ
ン回転速度が5500rpm の動作状態であり、曲線Ｇはファ
ン回転速度が5000rpm の動作状態をそれぞれ示してい
る。このように、排気ＣＯ濃度と危険到達時間Ｔとの関
係を示すデータを各ファン風量に分けて与え、このよう
なデータがグラフデータ、表データ、演算式データ等の
適宜の形態でデータメモリ12に格納される。

【００３３】ＣＯ安全動作部14には図１の破線で示すよ
うにファン風量情報が取り込まれる。このファン風量情
報は、例えば、図３および図８に示す如くファン２のフ
ァン回転を検出するホールＩＣ等のファン回転検出セン
サ24を設け、このファン回転検出センサ24のファン回転
検出情報を風量データとしてＣＯ安全動作部14に加える
ようにする。

【００３４】この第２実施形態例では、ＣＯ安全動作部
14はＣＯセンサ11から排気ガスのＣＯ濃度を取り込み、
ファン回転検出センサ24からファン風量の情報を取り込
み、データメモリ12に与えられている図５に示す如くデ
ータから、ファン風量と排気ガス中のＣＯ濃度に対応す
る危険到達時間Ｔを読み取り、燃焼時間計測手段13を利
用し、燃焼開始時から燃焼時間がこの危険到達時間Ｔに
達したときに燃焼運転停止等の安全動作を行うのであ
る。

【００３５】この第２実施形態例も、ＣＯセンサ11によ
る情報とファン風量の情報を取り込んでＣＯ安全動作を
行うので、第１実施形態例と同様に、燃焼機器の動作状
態に対応した適切な危険到達時間Ｔを確定するので、精
度の高いＣＯ安全動作が可能となり、前記第１実施形態
例と同様な効果を奏することができる。

【００３６】なお、この第２実施形態例では、ファン風
量のデータとして、ファン回転のデータを用いたが、吸
気側から排気側にかけての通風路に風量を直接的あるい
は間接的に検出する風量センサや風速センサを設けてお
き、これらの検出データをファン風量データとして用い
ることも可能である。またファン駆動電力をファン風量
データとして用いることもできる。

【００３７】図２には本発明の第３実施形態例のブロッ
ク構成が示されている。この図２に示す実施形態例のＣ
Ｏ安全装置は、排気ガスのＣＯ濃度サンプリング部25
と、ｔ_SP／Ｔ算出積算部27と、時計機構26と、データメ
モリ12と、ＣＯ安全動作部14とを有して構成されてい
る。ＣＯ濃度サンプリング部25は、予め与えられる所定
の単位サンプリング時間ｔ_SPを単位として燃焼開始後Ｃ
Ｏセンサ11からの排気ガス中のＣＯ濃度Ｃ_EXT をサンプ
リングする。具体的には、サンプリング時間を例えば10
秒に設定し、１秒毎にＣＯセンサ11の検出情報を取り込
み、その平均値を求めて単位サンプリング時間当たりの
排気ガス中のＣＯ濃度の値として確定する。なお、この
サンプリングのタイミングはタイマやクロック等によっ
て構成される時計機構26の信号に基づき行う。

【００３８】データメモリ12には前記第１実施形態例と
同様に図４に示すような燃焼能力ごとに分けた危険到達
時間Ｔと排気ガス中のＣＯ濃度Ｃ_EXT との関係データが
与えられている。

【００３９】ｔ_SP／Ｔ算出積算部27はまず、ＣＯ濃度サ
ンプリング部27から加えられる単位サンプリング時間ｔ
_SPを単位として検出された排気ガス中のＣＯ濃度の値を
取り込み、ｔ_SP／Ｔの値を算出する。ここで、危険到達
時間Ｔはデータメモリ12に格納されている図４に示すデ
ータを用いて求められるが、この図４に示されるような
各曲線のグラフデータのうちのどのデータを使用するか
は前記第１実施形態例と同様に取り込まれる燃焼能力情
報に基づいて選択される。例えば、燃焼能力情報が2950
0 Kcal／ｈを示している場合には、曲線Ｂのデータが選
択され、このデータに基づき危険到達時間Ｔが求められ
る。

【００４０】この危険到達時間Ｔは、前述した如く、Ｃ
Ｏセンサ11によって検出されるＣＯ濃度Ｃ_EXT の排気ガ
スが室内に洩れたと仮定したときに、室内のＣＯ濃度が
例えば300 ppm の危険判断基準値Ｃ_thに達する時間であ
り、サンプリング時間ｔ_SPをこの危険判断基準値に達す
る時間Ｔで割ることにより、その時間Ｔに対するサンプ
リング時間ｔ_SPの割合が求められる。このｔ_SP／Ｔの値
は、安全な時間Ｔのうちｔ_SP／Ｔの割合が費やされ、安
全な割合が（１−ｔ_SP／Ｔ）しか残されていないことを
意味する。換言すれば、室内のＣＯ濃度が危険判断基準
値に達する時間Ｔのうち、ｔ_SPが費やされたこととな
り、残りの安全の時間はＴ−ｔ_SPの時間しか残されてい
ないことを意味する。

【００４１】ｔ_SP／Ｔ算出積算部27は、まず最初のサン
プリング時間において、ｔ_SP／Ｔを求め、次のサンプリ
ング時間のときにも、排気ガス中のＣＯ濃度の検出デー
タによって求まるｔ_SP／Ｔを算出すると共に、この算出
値を前回のサンプリング時に求めたｔ_SP／Ｔに加算して
積算値を求める。このようにして、ｔ_SP／Ｔ算出積算部
27は各サンプリング時間ｔ_SPにおいて求められるｔ_SP／
Ｔの値を各サンプリング時間毎に次々に積算していく。
例えば、第１回目のサンプリング時に排気ＣＯ濃度Ｃ
_EXT1に対するＴ₁ により、ｔ_SP／Ｔ₁ が求められた場
合、次のサンプリング時間で排気ＣＯ濃度Ｃ_EXT2に対す
るＴ₂ により、ｔ_SP／Ｔ₂ が求められ、積算値としてｔ
_SP／Ｔ₁ ＋ｔ_SP／Ｔ₂ の値が求められる。また、第３回
目のサンプリング時間において排気ＣＯ濃度Ｃ_EXT3に対
するＴ₃ により、ｔ_SP／Ｔ₃ が求められたときには、積
算値はｔ_SP（１／Ｔ₁ ＋１／Ｔ₂ ＋１／Ｔ₃ ）となる。
このように、ｔ_SP／Ｔ算出積算部27は各サンプリング時
毎に求められるｔ_SP／Ｔの値を積算していき、その積算
結果をＣＯ安全動作部14に加える。

【００４２】ＣＯ安全動作部14はｔ_SP／Ｔ算出積算部27
から加えられる積算結果を監視し、その積算値が予め定
めた設定値の例えば1.0 に達したときに室内ＣＯ濃度Ｃ
_ROOMは予め設定した危険判断基準値Ｃ_thに達したものと
判断し、バーナ４へのガス遮断を行う等のＣＯ安全動作
を行う。

【００４３】なお、上記例では各サンプリング時間にお
いて燃焼能力は変化しない場合で説明したが、例えば、
第１回目のサンプリング時間での燃焼能力は図４の曲線
Ａの能力であり、第２回目のサンプリング時間のときに
は曲線Ｂの能力に変化し、さらに第３回目のサンプリン
グ時には曲線Ｃの燃焼能力に変化していたときには、第
１回目のサンプリング時には曲線Ａのデータを用いてｔ
_SP／Ｔの値を求め、第２回目のサンプリング時には曲線
Ｂを用いてｔ_SP／Ｔの値を求め、さらに、第３回目のサ
ンプリング時には曲線Ｃのデータを用いてｔ_SP／Ｔを求
め、これら燃焼運転の経過に伴い、燃焼能力が可変する
ときには、その燃焼能力の変化に応じた燃焼能力のデー
タを用いてｔ_SP／Ｔを求め、これら、各サンプリング時
に求めたｔ_SP／Ｔを積算し、その積算値が１になったと
きにＣＯ安全動作を行うことになる。

【００４４】この第３実施形態例によれば、燃焼機器の
燃焼運転状態の燃焼能力に対応する排気ＣＯ濃度と危険
到達時間Ｔの関係データが選択され、これら燃焼能力に
即したデータに基づき、ＣＯセンサ11で検出される排気
ガス中のＣＯ濃度の値に応じてｔ_SP／Ｔがサンプリング
時間ごとに演算されて次々に積算されていく構成として
いるので、燃焼運転の燃焼能力の変化を考慮して室内の
ＣＯ濃度が危険判断基準値に達する危険到達時間を正確
に確定することができ、これにより、ＣＯ安全動作の精
度をより一層高めることが可能となる。

【００４５】次に本発明の第４実施形態例について説明
する。この第４実施形態例は、図２のデータメモリ12に
前記第２実施形態例で示したように図５に示すようなフ
ァン風量によって区分けした、排気ＣＯ濃度と危険到達
時間Ｔとの相関関係データを格納し、ｔ_SP／Ｔ算出積算
部27には燃焼能力情報の代わりに前記第２実施形態例と
同様にファン風量情報を加えるようにしたことであり、
それ以外の構成は前記第３実施形態例と同様である。

【００４６】この第４実施形態例では、前記第３実施形
態例と同様にＣＯ濃度サンプリング部25によりＣＯセン
サ11からの排気ＣＯ濃度の検出値がサンプリングされ、
そのサンプリング値がｔ_SP／Ｔ算出積算部27により演算
処理されるが、このｔ_SP／Ｔ算出積算部27では、ファン
風量情報に基づいて図５に示す各種データのうち、入力
するファン風量情報に対応するデータを選択する。例え
ば、ファン風量情報が6000rpm であるときには曲線Ｅの
データが選択されて排気ＣＯ濃度に対応するＴが求めら
れ、前記第３実施形態例と同様にｔ_SP／Ｔの演算と、各
サンプリング時毎のｔ_SP／Ｔの値の積算が行われ、その
積算値が１に達したときにＣＯ安全動作がＣＯ安全動作
部14により行われる。

【００４７】この実施形態例によれば、ファン風量の変
化を考慮するので、前記第３実施形態例と同様に精度の
高いＣＯ安全動作を行うことが可能となる。

【００４８】前記の如く、燃焼能力とファン風量は相関
関係を有し、燃焼能力とファン風量のいずれか一方の情
報を用いてＣＯ安全動作を行うことにより、ＣＯ安全動
作の精度を格段に高めることが可能となる。つまり、排
気ガスのＣＯ濃度が同じ値であっても、燃焼能力やファ
ン風量が異なると単位時間当たりの排気流量が異なるこ
とになり、したがって、排気ガスが室内に洩れた場合に
は、燃焼能力やファン風量の大きさによって室内のＣＯ
ガスによる汚染度は異なる結果となり、これらの燃焼能
力やファン風量を無視してＣＯ安全動作を行う方式で
は、ＣＯ安全動作の精度を高めることができないことと
なるが、上記各実施形態例においては燃焼能力あるいは
ファン風量を考慮してＣＯ安全動作を行うようにしてい
るので、ＣＯ安全動作の精度を高めることができると共
に、ＣＯ安全動作の信頼性を高めることができるのであ
る。

【００４９】なお、本発明は上記各実施形態例に限定さ
れることはなく、様々な実施の形態を採り得る。例え
ば、上記各実施形態例ではバーナ４（４ａ，４ｂ）を単
面燃焼させる場合を想定して説明したが、図７に示すよ
うに、バーナ４の燃焼面を複数段燃焼式としたものでも
よい。この複数段燃焼式のバーナは、燃焼面を複数段
（図７では２段）に区分し、電磁弁21ａ，21ｂを切り替
えて要求燃焼能力に応じ、Ａ面を燃焼させたり、Ａ面と
Ｂ面を同時燃焼させたりするものである。このような複
数段燃焼式バーナを用いる場合には、ファン風量情報を
用いてＣＯ安全動作を行う方式は特に望ましい結果を得
る。

【００５０】すなわち、例えば、Ａ面のみが燃焼してい
る場合にも、ファン２からバーナ４のＢ面に対しても空
気が供給され続けられる状態となり、Ａ面の単独燃焼か
らＡ面とＢ面の同時燃焼へ燃焼面が切り替わったときに
おいても排気側の単位時間当たりの排気流量に大きな変
化がなく、このバーナ燃焼面切り替え時におけるＣＯ安
全動作に殆ど影響を受けることなくＣＯ安全装置のデー
タ処理を行わせることができることになる。もちろん、
燃焼能力を考慮したＣＯ安全装置においても、燃焼面切
り替え時に支障をきたすような大きな影響を受けること
はないので、特に問題はない。

【００５１】また、上記各実施形態例では室内に居る人
がＣＯ中毒の危険状態になる判断基準値を室内ＣＯ濃度
で規定したが、それ以外に、人の血中ヘモグロビンに取
り込まれるＣＯの量、つまり血中ヘモグロビンＣＯ濃度
の値によって規定してもよい。この場合は血中ヘモグロ
ビンＣＯ濃度が危険判断基準値（例えば10％）に達する
ときにＣＯ中毒の危険状態になるものと推定し、血中ヘ
モグロビンＣＯ濃度が危険判断基準値に達する時間を危
険到達時間Ｔとし、燃焼能力ごと、あるいはファン風量
ごとに区分して各排気ＣＯ濃度に対応する危険到達時間
Ｔの相関関係データを作成してデータメモリ12に与えれ
ばよい。

【００５２】さらに上記実施形態例では、燃焼能力を考
慮する場合には、図４に示すデータの如く、各燃焼能力
ごとに排気ＣＯ濃度と危険到達時間Ｔの相関関係データ
を与えたが、これとは異なり、代表的な１つの燃焼能力
についてのみ相関関係データを与えるようにしてもよ
い。この場合は、他の燃焼能力についての危険到達時間
Ｔは代表の相関関係を用いて求めた危険到達時間Ｔに予
め与えた補正係数を掛けることによって求めることがで
きる。なお、補正係数は代表の燃焼能力と実際の運転状
態の燃焼能力（入力される燃焼能力情報）との能力差に
対応する単位時間当たりの排気流量の差又は比に応じた
値として与えればよい。

【００５３】同様に、ファン風量を考慮する場合も、代
表的な１つのファン風量についてのみ排気ＣＯ濃度と危
険到達時間Ｔの相関関係データを与えておいてもよく、
この場合、他のファン風量の排気ＣＯ濃度に対する危険
到達時間Ｔは代表のファン風量の相関関係データに基づ
いて求めた危険到達時間Ｔに予め与えられる補正係数を
掛けて求めることができる。この補正係数も、代表のフ
ァン風量と実際の運転状態のファン風量（入力されるフ
ァン風量情報）の差に対応する単位時間当たりの排気流
量の差又は比に応じた値として与えればよい。

【００５４】

【発明の効果】本発明は排気ガスが室内に洩れたと仮定
したときに、室内に居る人がＣＯ中毒の危険状態に達す
る危険到達時間を求めるデータを１つ以上の燃焼能力や
ファン風量に分けて与えておき、実際にＣＯ安全動作を
行う際には、燃焼能力やファン風量の情報を取り込ん
で、これら燃焼能力やファン風量に対応する危険到達時
間を確定してＣＯ安全動作を行うように構成したもので
あるから、ＣＯ安全動作の精度が格段にアップし、室内
に居る人がＣＯ中毒の危険状態に達しないにもかかわら
ず、燃焼停止等の安全動作が行われてしまうという早切
れの問題がなくなり、ＣＯ安全動作の信頼性を大幅に高
めることができる。

【００５５】また、ＣＯ安全動作の精度がアップするの
で、ＣＯガスに対する安全性は万全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１および第２の実施形態例に対応す
るブロック構成図である。

【図２】本発明の第３および第４実施形態例に対応する
ブロック構成図である。

【図３】給湯・風呂複合器の燃焼機器を示す説明図であ
る。

【図４】排気ＣＯ濃度と、室内のＣＯ濃度がＣＯ中毒の
危険状態に達する危険到達時間との関係を燃焼能力ごと
に分けて与えたデータの説明図である。

【図５】排気ＣＯ濃度と、室内のＣＯ濃度がＣＯ中毒の
危険状態に達する危険到達時間との関係をファン風量ご
とに分けて与えたデータの説明図である。

【図６】燃焼制御部23により比例弁22に開弁駆動電流を
供給して燃焼能力を制御する構成説明図である。

【図７】複数段燃焼面切り替え方式のバーナの説明図で
ある。

【図８】燃焼機器として一般的に知られている屋内設置
型給湯器の構成説明図である。

【図９】燃焼機器の屋内設置例の説明図である。

【符号の説明】

11 ＣＯセンサ 12 データメモリ 13 燃焼時間計測手段 14 ＣＯ安全動作部 25 ＣＯ濃度サンプリング部 26 時計機構 27 ｔ_SP／Ｔ算出積算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 正登 神奈川県大和市深見台３丁目４番地 株式 会社ガスター内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼機器の排気側に排気ガス中のＣＯ濃
   度を検出するＣＯセンサを設け、このＣＯセンサによっ
   て検出されるＣＯ検出濃度の情報に基づいてＣＯ安全動
   作を行う燃焼機器のＣＯ安全動作方法において、排気ガ
   スが室内に洩れたと仮定したときに室内に居る人がＣＯ
   中毒の危険状態に達すると推定される危険到達時間を排
   気ガスの各ＣＯ濃度に対応させて燃焼能力ごとに分けて
   与えておき、燃焼開始後前記ＣＯセンサによって検出さ
   れるＣＯ濃度に対応し、かつ、燃焼能力に対応した危険
   到達時間に達したときにＣＯ安全動作を行うようにした
   燃焼機器のＣＯ安全動作方法。
2. 【請求項２】 燃焼機器の排気側に排気ガス中のＣＯ濃
   度を検出するＣＯセンサを設け、このＣＯセンサによっ
   て検出されるＣＯ検出濃度の情報に基づいてＣＯ安全動
   作を行う燃焼機器のＣＯ安全動作方法において、排気ガ
   スが室内に洩れたと仮定したときに室内に居る人がＣＯ
   中毒の危険状態に達すると推定される危険到達時間を排
   気ガスの各ＣＯ濃度に対応させて給排気のファン風量ご
   とに分けて与えておき、燃焼開始後前記ＣＯセンサによ
   って検出されるＣＯ濃度に対応し、かつ、ファン風量に
   対応した危険到達時間に達したときにＣＯ安全動作を行
   うようにした燃焼機器のＣＯ安全動作方法。
3. 【請求項３】 燃焼機器の排気側に排気ガス中のＣＯ濃
   度を検出するＣＯセンサが設けられ、このＣＯセンサに
   よって検出されるＣＯ検出濃度の情報に基づいてＣＯ安
   全動作を行う燃焼機器において、排気ガスが室内に洩れ
   たと仮定したときに室内に居る人がＣＯ中毒の危険状態
   に達すると推定される危険到達時間のデータが排気ガス
   の各ＣＯ濃度に対応させて燃焼能力ごとに分けて作成さ
   れて格納されているデータメモリと、燃焼開始時からの
   燃焼時間を計測する燃焼時間計測手段と、燃焼時間が前
   記ＣＯセンサによって検出されるＣＯ濃度および燃焼能
   力に対応するデータメモリ格納データの危険到達時間に
   達したときにＣＯ安全動作を行うＣＯ安全動作部とを有
   する燃焼機器。
4. 【請求項４】 燃焼機器の排気側に排気ガス中のＣＯ濃
   度を検出するＣＯセンサが設けられ、このＣＯセンサに
   よって検出されるＣＯ検出濃度の情報に基づいてＣＯ安
   全動作を行う燃焼機器において、排気ガスが室内に洩れ
   たと仮定したときに室内に居る人がＣＯ中毒の危険状態
   に達すると推定される危険到達時間のデータが排気ガス
   の各ＣＯ濃度に対応させて給排気のファン風量ごとに分
   けて作成されて格納されているデータメモリと、燃焼開
   始時からの燃焼時間を計測する燃焼時間計測手段と、燃
   焼時間が前記ＣＯセンサによって検出されるＣＯ濃度お
   よびファン風量に対応するデータメモリ格納データの危
   険到達時間に達したときにＣＯ安全動作を行うＣＯ安全
   動作部とを有する燃焼機器。
5. 【請求項５】 燃焼機器の排気側に排気ガス中のＣＯ濃
   度を検出するＣＯセンサが設けられ、このＣＯセンサに
   よって検出されるＣＯ検出濃度の情報に基づいてＣＯ安
   全動作を行う燃焼機器において、排気ガスが室内に洩れ
   たと仮定したときに室内に居る人がＣＯ中毒の危険状態
   に達すると推定される危険到達時間のデータが排気ガス
   の各ＣＯ濃度に対応させて燃焼能力ごとに分けて作成さ
   れて格納されているデータメモリと、燃焼開始後に予め
   与えられるサンプリング時間ｔ_SPを単位として前記ＣＯ
   センサによって検出される排気ガス中のＣＯ濃度を取り
   込む排気ガスＣＯ濃度サンプリング部と、この排気ガス
   ＣＯ濃度サンプリング部によってサンプリングされた排
   気ガスＣＯ濃度およびそのサンプリング時間ｔ_SPの燃焼
   稼動能力に対応する危険到達時間Ｔを前記データメモリ
   の格納データにより求めてｔ_SP／Ｔの値を各サンプリン
   グ毎に算出して各サンプリング毎に求めたｔ_SP／Ｔの値
   を積算するｔ_SP／Ｔ算出積算部と、このｔ_SP／Ｔ算出積
   算部によるｔ_SP／Ｔの積算値が予め定めた設定値になっ
   たときにＣＯガスに対する安全動作を行うＣＯ安全動作
   部とを有する燃焼機器。
6. 【請求項６】 燃焼機器の排気側に排気ガス中のＣＯ濃
   度を検出するＣＯセンサが設けられ、このＣＯセンサに
   よって検出されるＣＯ検出濃度の情報に基づいてＣＯ安
   全動作を行う燃焼機器において、排気ガスが室内に洩れ
   たと仮定したときに室内に居る人がＣＯ中毒の危険状態
   に達すると推定される危険到達時間のデータが排気ガス
   の各ＣＯ濃度に対応させて給排気のファン風量ごとに分
   けて作成されて格納されているデータメモリと、燃焼開
   始後に予め与えられるサンプリング時間ｔ_SPを単位とし
   て前記ＣＯセンサによって検出される排気ガス中のＣＯ
   濃度を取り込む排気ガスＣＯ濃度サンプリング部と、こ
   の排気ガスＣＯ濃度サンプリング部によってサンプリン
   グされた排気ガスＣＯ濃度およびそのサンプリング時間
   ｔ_SPのファン風量に対応する危険到達時間Ｔを前記デー
   タメモリの格納データにより求めてｔ_SP／Ｔの値を各サ
   ンプリング毎に算出して各サンプリング毎に求めたｔ_SP
   ／Ｔの値を積算するｔ_SP／Ｔ算出積算部と、このｔ_SP／
   Ｔ算出積算部によるｔ_SP／Ｔの積算値が予め定めた設定
   値になったときにＣＯガスに対する安全動作を行うＣＯ
   安全動作部とを有する燃焼機器。
7. 【請求項７】 排気ＣＯ濃度と燃焼能力に対して与えら
   れる危険到達時間Ｔは代表の燃焼能力に対して与えてお
   き、他の燃焼能力に対する危険到達時間は代表の危険到
   達時間に予め定めた補正係数を掛けて求めるようにした
   請求項３又は請求項５記載の燃焼機器。
8. 【請求項８】 排気ＣＯ濃度とファン風量に対して与え
   られる危険到達時間Ｔは代表のファン風量に対して与え
   ておき、他のファン風量に対する危険到達時間は代表の
   危険到達時間に予め定めた補正係数を掛けて求めるよう
   にした請求項４又は請求項６記載の燃焼機器。