JPH11159747A

JPH11159747A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH11159747A
Application number: JP32421997A
Authority: JP
Inventors: Yoshikatsu Ishikawa; 善克石川
Original assignee: Harman Co Ltd
Current assignee: Harman Co Ltd
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 1999-06-15

Abstract

(57)【要約】【課題】未燃成分検出手段の劣化を抑制し得る燃焼装
置を提供する。【解決手段】検出用設定温度あるいはそれに近い温度
に設定された状態で、バーナ２の燃焼ガス中の未燃成分
の濃度を検出する接触燃焼式の未燃成分検出手段Ｓと、
その未燃成分検出手段Ｓの検出情報に基づいて、バーナ
２の不完全燃焼を判別する不完全燃焼判別手段１０２
と、未燃成分検出手段Ｓの温度を検出用設定温度よりも
高いクリーニング用設定温度に設定するヒートクリーニ
ング動作を実行する制御手段１０４が設けられた燃焼装
置において、未燃成分検出手段Ｓの検出情報の経時変化
を検出する経時変化検出手段１０３が設けられ、制御手
段１０４は、経時変化検出手段１０３の検出情報に基づ
いて、クリーニング用設定温度を変更設定するように構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検出用設定温度あ
るいはそれに近い温度に設定された状態で、バーナの燃
焼ガス中の未燃成分の濃度を検出する接触燃焼式の未燃
成分検出手段と、その未燃成分検出手段の検出情報に基
づいて、前記バーナの不完全燃焼を判別する不完全燃焼
判別手段と、前記未燃成分検出手段の温度を前記検出用
設定温度よりも高いクリーニング用設定温度に設定する
ヒートクリーニング動作を実行する制御手段が設けられ
た燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる燃焼装置においては、未燃成分検
出手段として例えばＣＯセンサを用い、未燃成分検出手
段をバーナの燃焼ガスと接触可能な箇所に設置して、未
燃成分検出手段を検出用設定温度あるいはそれに近い温
度に設定した状態で、燃焼ガス中の未燃成分の濃度を検
出するようにしている。そして、未燃成分検出手段の検
出情報に基づいて、不完全燃焼判別手段により不完全燃
焼を判別して、不完全燃焼を判別したときには、バーナ
の燃焼を停止させる等の安全処置をとるように構成して
ある。ところで、バーナの燃焼ガス中には硫化物等の異
物が含まれていて、このような異物が未燃成分検出手段
の表面に付着する場合があるが、異物が付着すると未燃
成分検出手段は検出精度が低下して性能が低下する。そ
こで、未燃成分検出手段の表面に付着した異物（以下、
付着物と略記する場合がある）を除去して性能を復帰さ
せるために、未燃成分検出手段の温度を検出用設定温度
よりも高いクリーニング用設定温度に設定して、ヒート
クリーニング動作を実行するようになっている。従来
は、クリーニング用設定温度を一義的に一定の温度に固
定設定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる燃焼
装置は様々な使用条件で使用されるが、使用条件に応じ
て、異物が未燃成分検出手段の表面に付着する状態（以
下、付着状態と略記する場合がある）が異なる。付着状
態には、付着量や付着強度等が含まれ、使用条件が厳し
くなるほど、付着量が多くなったり付着強度が強くなっ
たりして付着状態が厳しくなり、付着物を除去しにくく
なる。従って、クリーニング用設定温度を一義的に一定
の温度に決めていた従来技術では、下記のような問題が
あった。すなわち、厳しい使用条件で使用されて、未燃
成分検出手段の表面への異物の付着状態が設計時に想定
した付着状態よりも厳しいときは、ヒートクリーニング
動作を実行しても、性能が回復する程度にまで付着物を
充分に除去しきれず、その積み重ねで未燃成分検出手段
の劣化が速くなって、未燃成分検出手段を適正な性能範
囲内で使用できる期間（以下、使用可能期間と略記する
場合がある）が短くなる。このような不具合を防止する
ために、厳しい使用条件で使用されることを想定して、
クリーニング用設定温度を高めに一義的に設定すること
が考えられる。しかしながら、この場合は、一般的な使
用条件で使用される場合等のように、異物の付着量がク
リーニング用設定温度を決めるために想定した付着量よ
りも少ない場合は、異物は充分に除去できるものの、未
燃成分検出手段はより高温に加熱されることになり、そ
の分、未燃成分検出手段の劣化が速くなって、この場合
も未燃成分検出手段の使用可能期間が短くなる。

【０００４】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、未燃成分検出手段の劣化を抑制
し得る燃焼装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の特徴構
成によれば、経時変化検出手段は未燃成分検出手段の検
出情報の経時変化を検出し、制御手段は、経時変化検出
手段の検出情報に基づいて、クリーニング用設定温度を
変更設定する。つまり、未燃成分検出手段の検出情報
は、その性能の変化に応じて変化するので、クリーニン
グ用設定温度を未燃成分検出手段の性能の変化に応じて
変更設定することができる。従って、性能の変化に応じ
た適正な温度でヒートクリーニング動作が実行されるの
で、未燃成分検出手段の劣化を抑制し得る燃焼装置を提
供することができるようになった。その結果、未燃成分
検出手段の使用可能期間が長くなり、メンテナンスに対
する負担を軽減することができるようになった。

【０００６】請求項２に記載の特徴構成によれば、制御
手段は、経時変化検出手段の検出情報に基づいて、未燃
成分検出手段の検出情報が減少する経時変化の場合と増
加する経時変化の場合とで、クリーニング用設定温度を
逆側に変更設定する。つまり、未燃成分検出手段は、そ
の劣化原因によって検出情報が減少する経時変化を起こ
す場合と、検出情報が増加する経時変化を起こす場合が
あり、性能を維持するためには、それらの経時変化に応
じて、ヒートクリーニング動作を高い温度で実行すべき
場合と、低い温度で実行すべき場合とがある。

【０００７】例えば、異物の付着によって性能が変化す
る場合は、一般には検出情報が減少する経時変化を起こ
し、その経時変化は異物の付着状態に応じたものとな
る。そこで、この場合は、検出情報が減少する側への経
時変化が大になるほど、クリーニング用設定温度を高く
なるように変更設定すればよい。従って、異物の付着状
態に応じた適切な温度でヒートクリーニング動作が実行
されるので、未燃成分検出手段の過熱を抑制しながら、
付着物を性能が回復するまで充分に除去できるようにヒ
ートクリーニングを行うことができる。一方、過熱によ
る劣化の場合は、検出情報が増加する経時変化を起こす
場合があり、その経時変化は、過熱の程度に応じたもの
となる。そこで、この場合は、検出情報が増加する側へ
の経時変化が大になるほど、クリーニング用設定温度を
低くなるように変更設定すればよい。従って、ヒートク
リーニングによって未燃成分検出手段が過熱傾向にある
ときは、低温でヒートクリーニングが実行されるので、
付着物を除去しながらも、過熱による劣化を抑制するこ
とができる。その結果、検出情報が減少する経時変化及
び増加する経時変化夫々に応じた適正な温度でヒートク
リーニングを行うことができるので、未燃成分検出手段
の劣化を一層抑制することができるようになった。

【０００８】請求項３に記載の特徴構成によれば、制御
手段は、経時変化検出手段の検出情報に基づいて、経時
変化が設定範囲内のときは、クリーニング用設定温度を
変更設定しないか又は低温側に変更設定する。従って、
性能が変化していないときや性能の変化の程度が小さい
ときは、未燃成分検出手段の不必要な過熱を防止するこ
とができるので、未燃成分検出手段の劣化を一層抑制す
ることができるようになった。

【０００９】請求項４に記載の特徴構成によれば、制御
手段が変更設定するクリーニング用設定温度に上限値又
は下限値が設定されているので、未燃成分検出手段の過
熱、及び、ヒートクリーニング効果が不足することによ
る付着物除去不足を防止することができる。従って、未
燃成分検出手段の劣化を一層抑制することができるよう
になった。

【００１０】請求項５に記載の特徴構成によれば、積算
手段は未燃成分が発生する状態に対応する値を積算し、
経時変化検出手段は、積算手段の積算情報に対応付ける
状態で、未燃成分検出手段の検出情報の経時変化を検出
する。つまり、未燃成分検出手段は、未燃成分が発生す
る状態の経過に伴って、及び、未燃成分が発生する状態
の程度（例えば、発生量の大小）に応じて、性能が変化
する。そこで、未燃成分検出手段の検出情報の経時変化
を、未燃成分が発生する状態に対応する値を積算した積
算情報に対応付けて検出することにより、性能の変化の
速さを的確に検出して、その速さに応じてクリーニング
用設定温度を変更設定することができる。例えば、未燃
成分が発生する状態に対応する値としてバーナの燃焼時
間を適用する場合は、積算燃焼時間が設定時間を経過す
る間の経時変化が大きいほど、性能の変化の速さが早
い、即ち、使用条件が厳しいと判断されて、クリーニン
グ用設定温度がその変更量が大になるように変更設定さ
れる。ちなみに、単なる時間経過に対応付けて未燃成分
検出手段の検出情報の経時変化を検出することができる
が、この場合は、経時変化を検出する時間経過の間に
は、未燃成分が発生しない状態が含まれる場合があり、
性能の変化の速さを的確に検出することができない。従
って、請求項５に記載の特徴構成によれば、使用条件に
応じたクリーニング用設定温度の設定精度が一層向上す
るので、未燃成分検出手段の劣化を一層抑制することが
できるようになった。

【００１１】請求項６に記載の特徴構成によれば、経時
変化検出手段は、未燃成分がゼロの状態と予想される状
態、即ち、バーナが燃焼していない状態のとき、具体的
には、例えば、装置への電源投入時あるいはバーナが消
火された後において、未燃成分検出手段の検出情報を読
み込んで経時変化を検出する。ちなみに、バーナが所定
の燃焼量で燃焼している状態に対応する未燃成分検出手
段の検出情報に基づいて、経時変化を検出することがで
きるが、バーナが所定の燃焼量で燃焼している状態であ
っても、バーナの燃焼状態（例えば、安定燃焼している
か否か）に応じて未燃成分の発生量が変化するので、経
時変化の検出精度が多少低くなる。従って、請求項６に
記載の特徴構成によれば、経時変化の検出精度が一層向
上するので、未燃成分検出手段の劣化を一層抑制するこ
とができるようになった。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基いて、本発明の実
施の形態を説明する。図１に本発明に係る燃焼装置の一
例としての給湯装置が示され、この給湯装置は、給湯器
Ｙと、給湯器Ｙの動作を制御する制御部Ｈと、リモコン
装置Ｒとから構成されている。給湯器Ｙは、燃焼室１
と、燃焼室１の内部に備えられているバーナ２と、水加
熱用の熱交換器３と、燃焼室１の上部に接続され、バー
ナ２の燃焼ガスを室外に排出する排気路５と、バーナ２
に燃焼用空気を通風し、且つ、バーナ２の燃焼ガスを排
気路５を通じて室外に排出するファン４と、熱交換器３
に加熱用の水を供給する給水路６と、熱交換器３におい
て加熱された湯を給湯栓（図示せず）に供給する給湯路
７と、バーナ２に対して燃料（ガス）を供給する燃料供
給路８とを備えて構成されている。

【００１３】給水路６には、熱交換器３への給水量Ｑｉ
を検出する給水量センサ９が備えられ、給湯路７には、
給湯栓に対する給湯温度Ｔｘを検出する給湯温センサ１
０が備えられている。燃料供給路８は、一般家庭用のガ
ス供給管に接続され、この燃料供給路８には、バーナ２
への燃料供給量Ｉｐを調節する電磁比例弁１１と、燃料
の供給を断続する開閉弁１２とが備えられている。バー
ナ２の近くにはバーナ２に点火するイグナイタ１８、着
火したことを検出するフレームロッド１９が備えられて
いる。

【００１４】リモコン装置Ｒは、有線又は無線によって
制御部Ｈと接続され、給湯装置の運転及び停止を指示す
る運転スイッチ１３や、設定目標給湯温度Ｔｐを設定す
る温度設定スイッチ１４や、種々の情報を表示する表示
ランプ１５，１６，１７などが備えられている。尚、表
示ランプ１５は、給湯装置が運転されているか否かを表
示し、表示ランプ１６，１７は、後述するような異常状
態を表示するように構成されている。排気路５には、未
燃成分検出手段の一例としての接触燃焼式ＣＯセンサＳ
が、バーナ２の燃焼ガスに接触する状態で設けられてい
る。このＣＯセンサＳは、燃焼ガス中に含まれる未燃成
分としての一酸化炭素（ＣＯ）の濃度Ｄに応じた出力値
を出力するように構成されている。

【００１５】図２は、このＣＯセンサＳの構成を示した
ものである。ＣＯセンサＳは、ステンレス製の保護枠２
１の内側の台座２２にセンサ素子２３、温度補償用リフ
ァレンス素子２４、及び、ＣＯセンサＳの雰囲気温度Ｔ
ａを検出する温度センサ２５を装備している。このセン
サ素子２３、温度補償用リファレンス素子２４は夫々触
媒を担持した白金線で構成されており、又、センサ素子
２３、温度補償用リファレンス素子２４、及び、抵抗素
子２６，２７とは、図３に示すように、ブリッジ回路状
態に接続されている。そして、センサ素子２３、温度補
償用リファレンス素子２４は、電流が流れることで検出
用設定温度として約２５０°Ｃに加熱され、その表面に
接触する未燃成分が触媒作用によって燃焼する。このと
き、センサ素子２３に担持された触媒には、ＣＯに対す
る選択性があるため、センサ素子２３、温度補償用リフ
ァレンス素子２４夫々の素子温度に差が生じる。白金線
は、温度により抵抗値が変化するので、燃焼ガス中のＣ
Ｏ濃度が大になるほど、センサ素子２３と温度補償用リ
ファレンス素子２４の抵抗値の差が大となる。従って、
燃焼ガス中のＣＯ濃度に応じた出力値Ｖｓが、ブリッジ
回路における、センサ素子２３と温度補償用リファレン
ス素子２４との接続部、及び、抵抗素子２６と２７との
接続部から電圧値（単位；ボルト）として出力されるよ
うに構成されている。尚、図２中の２８は、制御部Ｈと
接続しているリード線とのコネクタ部である。

【００１６】ＣＯセンサＳの出力値Ｖｓは、ＣＯ濃度が
同じであっても雰囲気温度Ｔａに応じて変化するという
温度特性を有している。図４は、ＣＯ濃度Ｄがゼロの状
態と予測されるときにおける（以下、ゼロ濃度状態と略
記する場合がある）出力値Ｖｓの温度特性を示したもの
であり、図４中の実線Ｌ１は、ＣＯセンサＳが劣化して
いないとき（出荷時）のゼロ濃度状態における出力値Ｖ
ｓの温度特性を示している。又、ＣＯ濃度Ｄが大になる
ほど実線Ｌ１を出力値が大になる方向に平行移動した状
態で、ＣＯセンサＳの出力値Ｖｓは増加する。尚、図４
において、雰囲気温度Ｔａが７０〜２００°Ｃの範囲
は、概ねバーナ２が燃焼している領域に相当し、７０°
Ｃ以下の範囲は、概ねバーナ２の燃焼が停止している領
域に相当する。

【００１７】そして、雰囲気温度Ｔａを所定の温度に固
定した場合、ＣＯ濃度Ｄと出力値Ｖｓとの間には、Ｖｓ＝α×Ｄ＋β にて示される相関関係がある。但し、αはＣＯセンサＳ
の感度、βは雰囲気温度Ｔａが所定の温度のときのゼロ
濃度状態での出力値Ｖｓである。図５は、ＣＯ濃度Ｄと
出力値Ｖｓとの相関関係を示し、図５中の実線Ｍ１は、
ＣＯセンサＳが劣化していないとき（初期）の相関関係
を示す。

【００１８】図４において、破線Ｌ２，Ｌ３にて示すよ
うに、ＣＯセンサＳが使用されるに連れて、ゼロ濃度状
態での出力値Ｖｓは、実線Ｌ１を出力値が小になる方向
に平行移動した状態で低下する傾向を示す。従って、Ｃ
ＯセンサＳの使用中と初期との間における、ゼロ濃度状
態での出力値Ｖｓの偏差をΔＶとすると、ＣＯセンサＳ
が使用されるに連れて偏差ΔＶは大になる傾向を示す。
又、ＣＯセンサＳが使用されるに連れてＣＯセンサＳの
感度αも変化するが、感度αと偏差ΔＶとの間には、 α＝α_C×（１−Ｋ₁×ΔＶ）（但し、α_Cは初期
値）にて示される相関関係があることが、実験により求めら
れている。つまり、使用されるに連れて、ゼロ濃度状態
での出力値が低下すると共に、感度αも低い（傾斜が緩
い）ものになる。但し、Ｋ₁は所定の定数である。従っ
て、使用中におけるＣＯセンサＳのＣＯ濃度Ｄと出力値
Ｖｓとの相関関係は、Ｖｓ＝α×Ｄ＋β＝α_C×（１−Ｋ₁×ΔＶ）×Ｄ＋β で示される。尚、図４中において破線Ｌ２で示すよう
に、ゼロ濃度状態での出力値Ｖｓが低下した場合、ＣＯ
濃度Ｄと出力値Ｖｓとの相関関係は、図５中において破
線Ｍ２で示すようになり、同様に、図４中において破線
Ｌ３で示すように、ゼロ濃度状態での出力値Ｖｓが低下
した場合、ＣＯ濃度Ｄと出力値Ｖｓとの相関関係は、図
５中において破線Ｍ３で示すようになる。

【００１９】制御部Ｈは、マイクロコンピュータを備え
て構成され、図１に示すように、バーナ２の燃焼動作及
びファン４の動作を制御する燃焼制御手段１０１と、Ｃ
ＯセンサＳの出力値に基づいて不完全燃焼状態を判別す
る不完全燃焼判別手段１０２と、ＣＯセンサＳの検出情
報の経時変化を検出する経時変化検出手段１０３と、Ｃ
ＯセンサＳの温度を前記検出用設定温度やその検出用設
定温度よりも高いクリーニング用設定温度Ｔｃに設定す
るためのＣＯセンサＳへの通電動作及びＣＯセンサＳの
検出情報を制御するＣＯセンサ制御手段１０４と、未燃
成分が発生する状態に対応する値を積算する積算手段１
０５と、各種制御情報を記憶する記憶手段１０６の夫々
が設けられている。従って、ＣＯセンサ制御手段１０４
は、ＣＯセンサＳの温度を前記検出用設定温度よりも高
いクリーニング用設定温度Ｔｃに設定するヒートクリー
ニング動作を実行する制御手段に相当する。

【００２０】尚、制御部Ｈには、リモコン装置Ｒ、ファ
ン４、給水量センサ９、給湯温センサ１０、電磁比例弁
１１、断続弁１２、イグナイタ１８、フレームロッド１
９、ＣＯセンサＳ、温度センサ２５が接続されている。

【００２１】燃焼制御手段１０１は、給湯栓によって調
節され給水量センサ９により検出される給水量Ｑｉが設
定水量になると、バーナ２の点火制御を実行し、給湯温
度Ｔｘが設定目標給湯温度Ｔｐになるようにバーナ２の
燃料供給量Ｉｐを調節すると共に、ファン４の回転数が
燃料供給量Ｉｐに対して予め設定されている目標回転数
になるようにファン４の回転数を制御し、給水量Ｑｉが
設定水量未満になると、バーナ２の燃焼を停止させるよ
うに構成されている。

【００２２】記憶手段１０６は、ＣＯセンサＳが劣化し
ていないとき（出荷時等）のゼロ濃度状態での出力値を
初期基準値Ｖｏとして、及び、ＣＯセンサＳ使用中にお
けるゼロ濃度状態での出力値を経時変化基準値Ｖｍとし
て記憶すると共に、クリーニング用基準温度Ｔｍを記憶
する。上述したようにＣＯセンサＳは、ＣＯ濃度Ｄが同
じであっても雰囲気温度Ｔａに応じて変化するという温
度特性を有しているから、記憶手段１０６は、初期基準
値Ｖｏを雰囲気温度Ｔａに対応付けた状態で、つまり、
図４の実線Ｌ１に示される如き出力値データをマップデ
ータの形式で記憶するように構成されている。又、経時
変化基準値Ｖｍとしては、ゼロ濃度状態でのＣＯセンサ
Ｓの出力値Ｖｓを設定温度（例えば２５°Ｃ）に対応さ
せて補正した値を記憶するように構成されている。経時
変化基準値Ｖｍは、詳細は後述するが、バーナ２の燃焼
が停止されてポストパージが実行された後に、並びに、
ヒートクリーニング動作が実行された後に書き換えられ
る。尚、以下の説明においては、ＣＯセンサＳの出力値
を前記設定温度に対応させて補正することを、「温度補
正する」と略記する場合がある。又、クリーニング用基
準温度Ｔｍとしては、出荷時には初期値（例えば、３５
０°Ｃ）が記憶され、詳細は後述するが、ヒートクリー
ニング制御において変更設定されたクリーニング用設定
温度Ｔｃに書き換えられる。

【００２３】不完全燃焼判別手段１０２は、基本的に
は、ＣＯセンサＳの出力値Ｖｓに基づいて、Ｖｓ＝α×Ｄ＋β なる関係式にてＣＯ濃度Ｄを算出する。つまり、前記設
定温度に対応する初期基準値Ｖ_Oと経時変化基準値Ｖｍ
との偏差ΔＶに基づいて、αをα＝α_C×（１−Ｋ₁×
ΔＶ）なる関係式にて変更し、且つ、βを雰囲気温度Ｔ
ａと上記ΔＶの関数Ｆ（Ｔａ，ΔＶ）として設定して、
ＣＯ濃度Ｄを算出するように構成されている。尚、α_C
（初期値）は予め記憶されている。更に、不完全燃焼判
別手段１０２は、算出濃度が設定濃度（例えば、１００
０ｐｐｍ）以上となる状態が設定時間（例えば、２０秒
間）以上継続すると、不完全燃焼状態であると判別し
て、表示ランプ１７を点灯することにより不完全燃焼状
態であることを報知する。尚、バーナ２の燃焼開始直後
は、バーナ２の燃焼に過渡的な不完全燃焼状態が生じ、
ＣＯ濃度Ｄが一時的に非常に高くなるので、燃焼開始直
後の過渡的な不完全燃焼状態を判別しないように、燃焼
開始後設定時間（例えば６０秒）が経過する間は、不完
全燃焼判別作動を実行しないように構成されている。

【００２４】積算手段１０５は、未燃成分が発生する状
態に対応する値としてバーナ２が燃焼作動している時間
（以下、燃焼時間と略記する場合がある）を積算するよ
うに構成されている。

【００２５】経時変化検出手段１０３は、ゼロ濃度状態
でのＣＯセンサＳの出力値Ｖｓに基づいて、経時変化を
検出するとともに、その経時変化を積算手段１０５の積
算情報に対応付けた状態で検出するように構成されてい
る。

【００２６】ＣＯセンサ制御手段１０４は、温度センサ
２５の検出情報に基づいて、ＣＯセンサＳの温度が目標
温度になるようにＣＯセンサＳへの通電動作を制御する
ように構成されている。又、ＣＯセンサ制御手段１０４
は、経時変化検出手段１０３の検出情報に基づいて、ゼ
ロ濃度状態でのＣＯセンサＳの出力値Ｖｓが増加する経
時変化のときはクリーニング用設定温度Ｔｃを低温側に
変更設定し、ＣＯセンサＳの出力値Ｖｓが減少する経時
変化のときはクリーニング用設定温度Ｔｃを高温側に変
更設定するように構成されている。

【００２７】記憶手段１０６は、例えばＥＥＰＲＯＭ
（電気的に書き込み消去可能な不揮発性メモリ）等によ
り構成され、その他の上記各手段は、不揮発性メモリ等
に制御プログラム形式で備えられている。

【００２８】以下、制御部Ｈにおける制御作動を、図６
〜図８に示すフローチャートに基づいて説明する。給湯
が開始されて給水量センサ９により検出される給水量Ｑ
ｉが設定水量を越えることにより、燃焼開始が指令され
ると（ステップ＃１）、ＣＯセンサＳの電源をＯＮさせ
て素子温度を前記検出用設定温度に設定し（ステップ＃
２）、続いて、バーナ２の点火制御を実行する（ステッ
プ＃３）。つまり、電磁比例弁１１及び開閉弁１２を開
弁して燃料ガスをバーナ２に供給すると共に、イグナイ
タ１８による点火を行う。

【００２９】そして、フレームロッド１９により着火が
確認されると（ステップ＃４）、点火動作を停止して、
燃焼時間の積算を開始するとともに、燃焼制御を実行す
る（ステップ＃５〜＃６）。つまり、出湯温センサ１０
により検出される給湯温度Ｔｘが設定目標給湯温度Ｔｐ
になるように、電磁比例弁１１を調整制御してバーナ２
の燃料供給量Ｉｐを調節すると共に、ファン４の回転数
が燃料供給量Ｉｐに対して予め設定されている目標回転
数になるようにファン４の回転数を制御する。又、上述
したような燃焼制御と共に、後述するような不完全燃焼
判別制御を実行して、不完全燃焼を判別する（ステップ
＃７〜＃８）。

【００３０】ステップ＃１において燃焼開始が指令され
ず、給湯器側の装置電源スイッチがＯＦＦされると、制
御を終了する（ステップ＃９）。

【００３１】ステップ＃４において、着火が確認されな
いとき、又は、ステップ＃７〜＃８の判別制御におい
て、不完全燃焼と判別されたときは、電磁弁１１及び開
閉弁１２を閉弁してバーナ２の燃焼を停止させる燃焼停
止動作を実行して、表示ランプ１７を点灯させて、異常
を表示するとともに、ＣＯセンサＳの電源をＯＦＦし
て、装置電源スイッチのＯＦＦ／ＯＮ等のリセット動作
があるまで、バーナ２の燃焼作動を禁止する（ステップ
＃１０〜＃１３）。

【００３２】ステップ＃７〜＃８の判別制御において、
不完全燃焼が判別されなかったときは、ステップ＃１４
に進み、ステップ＃１４で、給湯栓が閉じられて給水量
センサ９により検出される給水量Ｑｉが設定水量を下回
ることに基づく燃焼停止命令が指令されるまで、ステッ
プ＃６〜＃８の制御を繰り返す。ステップ＃１４で、燃
焼停止命令が指令されると、燃焼停止動作を実行して、
続いて、バーナ２の燃焼が停止した後もポストパージ用
設定時間（５分間）だけファンによる通風（ポストパー
ジ）を実行する（ステップ＃１５〜＃１６）。

【００３３】ポストパージ終了後、所定時間（約５分
間）が経過した時点では、バーナ２が燃焼していず、Ｃ
Ｏ濃度Ｄがゼロと予測される状態であるから、ステップ
＃１７で、そのときのＣＯセンサＳの出力値Ｖｓを読み
込むとともに温度補正する。そして、ステップ＃１８
で、温度補正後の出力値Ｖｓが下限値Ｖ_Lから上限値Ｖ
_Hまでの許容範囲内に入っているか否かを判別し、前記
許容範囲内に入っているときは、ステップ＃１９で、積
算燃焼時間Ｈが設定燃焼時間Ｈｓに達しているか否かを
判別し、積算燃焼時間Ｈが設定燃焼時間Ｈｓに達してい
るときは後述するように、ヒートクリーニング制御を実
行してからステップ＃２１に進み、達していないときは
そのままステップ＃２１に進み、ステップ＃２１におい
て、記憶手段１０６に記憶されている経時変化基準値Ｖ
ｍの書き換えを行った後、ステップ＃２２で、ＣＯセン
サＳの電源をＯＦＦし、給湯運転待機状態となる。但
し、ステップ＃２１において、経時変化基準値Ｖｍは、
ヒートクリーニング制御を実行したときは、ヒートクリ
ーニング後のゼロ濃度状態でのＣＯセンサＳの出力値Ｖ
ｓに書き換えられ、ヒートクリーニング制御を実行しな
かったときは、ステップ＃１７で求めた温度補正後の出
力値Ｖｓに書き換えられる。

【００３４】ステップ＃１８で、前記温度補正後の出力
値Ｖｓが前記許容範囲内に入っていないときは、ＣＯセ
ンサＳの異常と考えられるので、表示ランプ１６を点灯
させてメンテナンスが必要であることを報知するととも
に、ＣＯセンサＳの電源をＯＦＦし、以後の装置の作動
を禁止するインターロックをかける（ステップ＃２３〜
＃２５）。ＣＯセンサＳを新しいものに交換するメンテ
ナンスを実施して、図示しないメンテナンススイッチを
操作すると、前記インターロックが解除されて、装置の
作動が可能となる。

【００３５】次に、図７に示すフローチャートに基づい
て、不完全燃焼判別制御について説明する。ステップ＃
３１で、ＣＯセンサＳの出力値Ｖｓを読み込む。続い
て、βをβ＝Ｆ（Ｔａ，ΔＶ）として設定するととも
に、αをα＝α_C×（１−Ｋ₁×ΔＶ）なる関係式にて
変更し、Ｖｓ＝α×Ｄ＋β、即ち、〔Ｖｓ＝α_C×（１
−Ｋ₁×ΔＶ）×Ｄ＋Ｆ（Ｔａ，ΔＶ）〕なる関係式に
てＣＯ濃度Ｄを算出する（ステップ＃３２〜＃３３）。
続いて、ＣＯ濃度Ｄが設定濃度（例えば、１０００ｐｐ
ｍ）より大のときは、カウンタをスタートさせて、ＣＯ
濃度Ｄが設定濃度より大の状態が設定時間（例えば、２
０秒）以上継続すると（ステップ＃３４〜＃３６）、不
完全燃焼状態であると判別してステップ＃１０に進み、
前述のように、燃焼停止動作を実行して、表示ランプ１
７を点灯させて、異常を表示するとともに、ＣＯセンサ
Ｓの電源をＯＦＦして、装置電源スイッチのＯＦＦ／Ｏ
Ｎ等のリセット動作があるまで、バーナ２の燃焼作動を
禁止する（ステップ＃１０〜＃１３）。

【００３６】ステップ＃３４においてＣＯ濃度Ｄが設定
濃度より小のときは、ステップ＃３７で、計時用のカウ
ンターをリセットしてステップ＃１４に進み、ステップ
＃３６において、ＣＯ濃度Ｄが設定濃度より大の状態が
前記設定時間以上継続していないときは、ステップ＃１
４に進み、燃焼停止指令があるまで、上記判別制御を繰
り返す。

【００３７】次に、図８に示すフローチャートに基づい
て、ヒートクリーニング制御について説明する。このヒ
ートクリーニング制御は、基本的には積算燃焼時間Ｈが
設定燃焼時間Ｈｓに達する毎に実行される。ステップ＃
１９で積算燃焼時間Ｈが設定燃焼時間Ｈｓに達している
ときは、ステップ＃１７で求めた温度補正後の出力値Ｖ
ｓが、記憶手段１０６に記憶されている初期基準値Ｖｏ
に対して温度変更限界値Ｌ以上増大変化しているか、初
期基準値Ｖｏに対して温度変更限界値Ｌ以上減少変化し
ているか、あるいは、そのいずれでもないか、即ち、Ｃ
ＯセンサＳの検出情報の経時変化が設定範囲内であるか
を判別する。温度変更限界値Ｌ以上増大変化していると
きは、クリーニング用設定温度Ｔｃを記憶手段１０６に
記憶されているクリーニング用基準温度Ｔｍから温度変
更値ΔＴ（例えば、５０°Ｃ）を減じた値に変更設定
し、温度変更限界値Ｌ以上減少変化しているときは、ク
リーニング用設定温度Ｔｃをクリーニング用基準温度Ｔ
ｍに温度変更値ΔＴを加えた値に変更設定し、続いて、
記憶手段１０６に記憶されているクリーニング用基準温
度Ｔｍを、変更設定したクリーニング用設定温度Ｔｃに
書き換え、前記設定範囲内のときはクリーニング用設定
温度Ｔｃは変更しない（ステップ＃４１〜＃４９）。但
し、クリーニング用設定温度Ｔｃの変更設定は、下限値
Ｔ_Lから上限値Ｔ_Hまでの範囲内で行われる。

【００３８】続いて、積算燃焼時間Ｈをゼロにリセット
し、温度センサ２５の検出情報に基づいて、ＣＯセンサ
Ｓの温度をクリーニング用設定温度Ｔｃに設定するよう
に通電動作を制御して、ヒートクリーニング動作を実行
する（ステップ＃５０〜＃５１）。続いて、ステップ＃
５２で、ＣＯセンサＳの出力値Ｖｓを読み込むととも
に、温度補正する。続いて、ステップ＃５３で、温度補
正後の出力値Ｖｓが下限値Ｖ_Lから上限値Ｖ_Hまでの許
容範囲内に入っているか否かを判別し、前記許容範囲内
に入っているときは、ステップ２１に進んで、経時変化
基準値Ｖｍをステップ＃５２で求めた温度補正後の出力
値Ｖｓに書き換え、前記許容範囲内に入っていないとき
は、ステップ＃２３に進んで、前述のようにＣＯセンサ
Ｓの異常処理を行う。

【００３９】〔別実施形態〕（イ）上記の実施形態においては、経時変化検出手段
１０３は、ゼロ濃度状態でのＣＯセンサＳの出力値Ｖｓ
に基づいて経時変化を検出するように構成する場合につ
いて例示したが、これに代えて、バーナ２が所定の設定
燃焼量で燃焼しているときのＣＯセンサＳの出力値Ｖｓ
に基づいて経時変化を検出するように構成してもよい。

【００４０】（ロ）上記の実施形態においては、ヒー
トクリーニング制御を積算燃焼時間Ｈが設定燃焼時間Ｈ
ｓに達する毎に実行する場合について例示したが、これ
に代えて、ポストパージを実行する毎に実行するように
構成してもよい。この場合、経時変化としては、単位燃
焼時間当たりのＣＯセンサＳの出力値Ｖｓの変化量を検
出する。

【００４１】（ハ）上記の実施形態において、ゼロ濃
度状態でのＣＯセンサＳの出力値Ｖｓの変化量に応じ
て、温度変更値ΔＴを変更設定するように構成してもよ
い。この場合は、クリーニング用設定温度Ｔｃを一層き
め細かく変更設定することができる。

【００４２】（ニ）上記の実施形態においては、温度
センサ２５の検出情報に基づいて、ＣＯセンサＳの温度
を目標温度（検出用設定温度やクリーニング用設定温度
Ｔｃ）に設定するように通電動作を制御する場合につい
て例示した。この場合、ＣＯセンサＳの温度設定を精度
良く行うことができる。これに代えて、ＣＯセンサＳに
印加する電力を目標温度毎に設定された値に調整するこ
とにより、ＣＯセンサＳの温度設定を行うように構成し
てもよい。この場合は、制御構成の簡略化を図ることが
できる。

【００４３】（ホ）積算手段１０５の積算対象とな
る、未燃成分が発生する状態に対応する値の具体例とし
ては、上記の実施形態において採用したバーナ２の燃焼
時間に限定されるものではない。例えば、バーナ２の点
火回数、あるいは消火回数を採用してもよい。この場合
は、特に、バーナ２の点消火時に生じる雰囲気（燃料ガ
ス、未燃成分等が多く含まれる）によって劣化し易い未
燃成分検出手段について、劣化を効果的に抑制すること
ができる。あるいは、バーナ２の燃焼量を採用してもよ
い。燃焼時間が同じであっても燃焼量が大になるほど燃
焼ガス中に含まれる硫化物等の異物の量が多くなる。そ
こで、未燃成分が発生する状態に対応する値の具体例と
してバーナ２の燃焼量を採用することにより、未燃成分
検出手段の性能の変化を一層的確に検出することができ
るようになり、劣化を一層効果的に抑制することができ
る。

【００４４】（ヘ）上記の実施形態においては、ＣＯ
センサＳの検出情報の経時変化が設定範囲内のときは、
クリーニング用設定温度Ｔｃは変更しないように構成す
る場合について例示したが、これに代えて、クリーニン
グ用設定温度Ｔｃを低温側に変更設定するように構成し
てもよい。この場合の制御例の一例のフローチャートを
図９に示す。図９に示すフローチャートでは、ＣＯセン
サＳの検出情報の経時変化が設定範囲内であると判別さ
れる状態が連続する回数Ｎが、設定回数Ｎｓに達するま
では、クリーニング用設定温度Ｔｃを変更せず、設定回
数Ｎｓに達すると、クリーニング用設定温度Ｔｃを低温
側に変更設定する（ステップ＃６１〜＃７２）。尚、設
定回数Ｎｓは適宜設定することができる。あるいは、Ｃ
ＯセンサＳの検出情報の経時変化が設定範囲内であると
判別される毎に、クリーニング用設定温度Ｔｃを低温側
に変更設定してもよい。

【００４５】（ト）上記の実施形態、及び、図９に示
す別実施形態においては、経時変化検出手段１０３は、
初期基準値Ｖｏを基準にして経時変化を検出するように
構成する場合について例示したが、これに代えて、前回
のヒートクリーニング後のゼロ濃度状態でのＣＯセンサ
Ｓの出力値Ｖｓを基準にして経時変化を検出するように
構成してもよい。この場合は、記憶手段１０６に、ヒー
トクリーニング後のゼロ濃度状態でのＣＯセンサＳの出
力値Ｖｓ（温度補正後）をヒートクリーニング用基準値
Ｖｃとして記憶するとともに、そのヒートクリーニング
用基準値Ｖｃをヒートクリーニング毎に更新するように
する。そして、ヒートクリーニング制御においては、ス
テップ＃１７で求めた温度補正後の出力値Ｖｓが、記憶
手段１０６に記憶されているヒートクリーニング用基準
値Ｖｃに対して温度変更限界値Ｌ以上増大変化している
か、温度変更限界値Ｌ以上減少変化しているか、あるい
は、そのいずれでもないかを判別して、その判別結果に
基づいて、上記の実施形態や図９に示す別実施形態に示
すように、クリーニング用設定温度Ｔｃを変更設定す
る。

【００４６】（チ）上記の実施形態では、未燃成分濃
度検出手段の一例として、ＣＯセンサＳを適用する場合
について例示したが、未燃成分濃度検出手段としては、
この他にも、例えば、酸素を検出する酸素センサ、水素
を検出する水素センサを適用することができる。（リ）上記の実施の形態のように、ランプを点灯させ
て異常を報知する構成に代えて、ブザーにより異常を報
知する構成や、ランプとブザーを併用する構成等、各種
の異常報知方法を用いることができる。（ヌ）本発明は、給湯装置に限らず、ファンヒータ等
その他の燃焼装置であっても適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の概略構成図

【図２】ＣＯセンサの断面図

【図３】ＣＯセンサの回路構成図

【図４】ＣＯ濃度Ｄがゼロと予想される状態でのＣＯセ
ンサの出力値

【図５】ＣＯ濃度Ｄに対するＣＯセンサの出力値を示す
図

【図６】制御動作のフローチャートを示す図

【図７】制御動作のフローチャートを示す図

【図８】制御動作のフローチャートを示す図

【図９】別実施形態における制御動作のフローチャート
を示す図

【符号の説明】

２バーナ１０２不完全燃焼判別手段１０３経時変化検出手段１０４制御手段１０５積算手段Ｓ未燃成分検出手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検出用設定温度あるいはそれに近い温度
に設定された状態で、バーナの燃焼ガス中の未燃成分の
濃度を検出する接触燃焼式の未燃成分検出手段と、その未燃成分検出手段の検出情報に基づいて、前記バー
ナの不完全燃焼を判別する不完全燃焼判別手段と、前記未燃成分検出手段の温度を前記検出用設定温度より
も高いクリーニング用設定温度に設定するヒートクリー
ニング動作を実行する制御手段が設けられた燃焼装置で
あって、前記未燃成分検出手段の検出情報の経時変化を検出する
経時変化検出手段が設けられ、前記制御手段は、前記経時変化検出手段の検出情報に基
づいて、前記クリーニング用設定温度を変更設定するよ
うに構成されている燃焼装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記経時変化検出手段
の検出情報に基づいて、前記未燃成分検出手段の検出情
報が減少する経時変化の場合と増加する経時変化の場合
とで、前記クリーニング用設定温度を逆側に変更設定す
るように構成されている請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記経時変化検出手段
の検出情報に基づいて、前記経時変化が設定範囲内のと
きは、前記クリーニング用設定温度を変更設定しないか
又は低温側に変更設定するように構成されている請求項
１又は２記載の燃焼装置。
【請求項４】前記制御手段が変更設定する前記クリー
ニング用設定温度に、上限値又は下限値が設定されてい
る請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼装置。
【請求項５】前記未燃成分が発生する状態に対応する
値を積算する積算手段が設けられ、前記経時変化検出手段は、前記積算手段の積算情報に対
応付ける状態で、前記未燃成分検出手段の検出情報の経
時変化を検出するように構成されている請求項１〜４の
いずれか１項に記載の燃焼装置。
【請求項６】前記経時変化検出手段は、前記未燃成分
がゼロの状態と予想される状態に対応する前記未燃成分
検出手段の検出情報に基づいて、経時変化を検出するよ
うに構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載
の燃焼装置。