KR0134136B1 - 연소기기의 불완전연소 검출장치 - Google Patents

Abstract

(목적) 더욱 정확하게 불완전연소를 검출할 수 있는 불완전연소 검출장치를 제공한다.

(구성) 연소기기(A)의 배기중에 CO농도를 검지하는 CO농도 검출수단(20)과, CO농도 검출수단(20)의 CO농도 출력과 실제의 CO농도와의 관계식 및 CO농도 출력의 제로점의 초기 설정치를 출력특성으로 기억하는 출력특성 기억수단(22)과, CO농도 출력과 상기 관계식으로부터 CO농도 판정치를 산출하는 CO농도 판정치 연산수단(23)과, CO농도 판정치로부터 불완전연소를 판정하는 불완전연소 판정수단(25)과, 판정수단(25)의 판정에 의하여 연소기기(A)를 정지하는 연소제어수단(26)을 구비한다. 연소기기(A)가 소정시간 연소하지 않을 때의 CO농도 출력으로부터 제로점의 보정치를 산출하는 보정치 연산수단(30)과, 그 보정치를 기억하는 보정치 기억수단(32)과, 그 보정치로부터 보정관계식을 산출하는 보정관계식 연산수단(34)을 설치한다. CO농도 판정치 연산수단(23)은 CO농도 출력과 보정관계식으로부터 CO농도 판정치를 산출한다.

Description

연소기기의 불완전연소 검출장치

제1도는 본 발명에 의한 불완전연소 검출장치를 설치한 급탕기의 설명적 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 불완전연소 검출장치의 일 실시예를 나타낸 블럭도.

제3도는 제2도에 나타낸 불완전연소 검출장치의 작동을 설명하는 플로우챠트.

제4도는 CO센서의 출력특성을 설명하는 그래프.

제5도는 종래의 불완전연소 검출장치의 구성예를 나타낸 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : CO농도 검출수단 22 : 출력특성 기억수단

23 : CO농도 판정치 연산수단 25 : 불완전연소 판정수단

26 : 연소제어수단 30 : 보정치 연산수단

32 : 보정치 기억수단 34 : 보정관계식 연산수단

A : 연소기기

본 발명은 연소기기의 불완전연소를 검출하는 불완전연소 검출장치에 관한 것이다.

종래, 이런 종류의 불완전연소 검출장치로서, 제1도에 나타낸 급탕기(A)의 배출구(6)에 CO센서(20)를 설치하고, CO센서(20)의 CO농도출력에 의하여 연소배기가스(Z)중의 CO농도를 산출하고, 그 CO농도가 소정의 기준치를 초과했을 때에 불완전연소라고 판정하여, 연소제어장치(4)에 의하여 상기 급탕기(A)의 연소를 정지하는 것이 알려져 있다.

급탕기(A)는 연소하우징(1)내에 연소를 행하는 가스버너(2)를 배치하고, 연소팬(3)으로 연소하우징(1)내에 가스버너(2)의 연소용공기(X)를 공급하여 연소를 행하도록 되어 있고, 연소제어장치(4)에 의하여 가스버너(2)에의 가스공급, 가스버너(2)의 점화, 연소팬(3)의 제어로 행해진다. 연소하우징(1)은 아래쪽에 연소용공기(X)의 도입구(5)를, 상방에 연소배기가스(Z)를 외부에 배출하는 배출구(6)를 각각 설치하고 연소하우징(1)내의 가스버너(2)의 상방에는 열교환기(7)가 설치되어 있다.

상기 불완전연소 검출장치는 CO센서(20)와 연소제어장치(4)를 제어하는 콘트롤러(21)로 이루어지고, 콘트롤러(21)는 제5도에 나타낸 바와 같이, CO센서(20)의 CO농도출력과 실제의 CO농도와의 관계식을 CO센서(20)의 출력특성으로 기억하는 출력특성 기억수단(22)과, CO센서(20)의 CO농도 출력과 출력특성 기억수단(22)에 기억되어 있는 상기 관계식으로부터 불완전연소의 판정에 사용되는 CO농도 판정치를 산출하는 CO농도 판정치 연산수단(23)과, 상기 CO농도 판정치를 미리 설정하여 기준치 ROM(24)에 기억되어 있는 기준치와 비교하여 급탕기(A)의 불완전연소를 판정하는 불완전연소 판정수단(25)과, 불완전연소 판정수단(25)에 의하여 불완전연소가 검출되었을 때에 급탕기(A)의 연소를 정지시키는 연소제어수단(26)을 구비하는 마이크로컴퓨터이다.

상기 CO센서(20)는 배출구(6)의 연소배기가스(Z)중의 CO농도를 검지하면, 고유의 출력특성에 따라, 그 CO농도를 전기신호로 변환하여 출력하는 것이고, 상기 전기신호는 상기 CO농도에 대응하는 강도로 되어 있다. 상기 출력특성은, 상기 CO센서(20)의 출력에 소정의 온도 보상을 행함으로써 제4도에 실선의 직선(M)으로 나타내는 바와 같이 실제의 CO농도의 1차 함수가 된다.

여기서, 상기 종래의 불완전연소 검출장치에서는, CO센서(20)의 출력특성으로 CO농도 출력과 실제의 CO농도와의 관계를 나타내는 직선(M)의 관계식을 초기설정치 기억수단(22)에 기억시키고, CO농도 판정치 연산수단(23)에서 CO센서(20)의 CO농도출력을 직선(M)의 관계식에 맞추어 그 CO농도 출력에 대응하는 실제의 CO농도를 산출한다. 예를 들면, 이 때의 CO센서(20)의 CO농도 출력을 X라 하면, 제4도의 직선(M)에서 CO농도 출력(X)에 대응하는 CM이 실제의 CO농도로서 산출된다. 상기 불완전연소 검출장치에서는 다음에, 그 CO농도(CM)를 상기 CO농도 판정치로 하고, 불완전연소 판정수단(25)에서 그 CO농도 판정치(CM)와 기준치 ROM(24)에 기억되어 있는 기준치와 비교하여, CO농도 판정치(CM)가 상기 기준치를 상회하고 있을 때에 불완전연소라고 판정한다.

CO센서(20)의 출력특성은 충격에 의하여 변동하기 쉽고, 변동이 생기면 출력특성은 제4도에 가상선으로 나타낸 직선(N)과 같이 되나, 직선(N)도 또 실제의 CO농도의 1차 함수로 나타낼 수가 있고, 또한 CO농도 출력에 대한 실제의 CO농도의 변화율은 직선(M)과 같은(직선 M에 평행) 것이므로, 직선(M)으로 CO센서(20)의 CO농도 출력(X)에 대응하는 CO농도 (M)와 직선(N)에서 CO센서(20)의 CO농도 출력(X)에 대응하는 농도(CM)와의 오차가 허용되는 범위이면, 다소의 변동이 있어도 CO농도 출력(X)에 대응하는 실제의 CO농도를 CM으로 해서 상기와 같이 하여 불완전연소의 판정을 행할 수가 있다.

그러나, 장기간 사용하는 중에 상기 변동이 누적되어, 직선(M)으로부터 산출되는 CO농도(CM)와, 참된 CO농도(CN)와의 오차가 확대되면, 불완전연소가 정확하게 검출되지 않는다는 문제가 있다. 또, 상기 CO센서는 출하 수송시나 설치할 때의 충격에 의하여 그 출력특성이 크게 변동하는 일이 있어, 이와 같은 경우에도 불완전연소가 정확하게 검출되지 않을 우려가 있다.

본 발명은, 그러한 문제를 해소하여, CO농도 검출수단의 출력특성이 변동해도 보다 정확하게 불완전연소를 검출할 수 있는 연소기기의 불완전연소 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 연소기기의 불완전연소 검출장치는 연소기기의 배기중의 CO농도를 검지하는 CO농도 검출수단과, 그 CO농도 검출수단의 CO농도 출력과 실제의 CO농도와의 관계식 및 그 관계식에 있어서 실제의 CO농도가 제로인 경우에 대응하는 상기 CO농도 검출수단의 CO농도 출력에서 표시되는 제로점의 초기 설정치를 그 CO농도 검출수단의 출력특성으로 기억하는 출력특성 기억수단과, 그 CO농도 검출수단의 CO농도 출력과 그 출력특성 기억수단에 기억되어 있는 상기 관계식으로부터 불완전연소의 판정에 사용되는 CO농도 판정치를 산출하는 CO농도 판정치 연산수단과, 그 CO농도 판정치를 미리 설정되어 있는 기준치와 비교하여 그 연소기기의 불완전연소를 판정하는 불완전연소 판정수단과, 그 판정수단의 판정에 의하여 그 연소기기의 연소를 정지시키는 연소제어수단을 구비한 연소기기의 불완전연소 검출장치에 있어서, 상기 연소기기의 연소하고 있지 않는 시간이 소정시간에 달했을 때의 상기 CO연소 검출수단의 CO농도 출력과 상기 출력특성 기억수단에 기억되어 있는 제로점의 초기 설정치와의 차이로부터 제로점의 보정치를 산출하는 보정치 연산수단과, 그 보정치 연산수단에 의하여 산출된 제로점의 보정치를 기억하는 보정치 기억수단과, 그 보정치 기억수단에 기억되어 있는 제로점의 보정치와 상기 출력특성 기억수단에 기억되어 있는 상기 관계식으로부터 보정 관계식을 산출하는 보정관계식 연산수단을 설치하고, 상기 CO농도 판정치 연산수단은 상기 CO농도 검추수단의 CO농도 출력과 그 보정관계식 연산수단에 의하여 산출되는 상기 보정 관계식으로부터 CO농도 판정치를 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 불완전연소 검출장치에서는 상기 보정치 연산수단이, 상기 연소기기가 연소를 중지한 후에 연소하고 있지 않은 시간이 소정시간에 달했을 때에, 상기 제로점의 보정치를 산출하는 것을 특징으로 한다. 또, 본 발명의 불완전연소 검출장치에서는 상기 보정치 연산수단이, 상기 연소기기가 통전이 개시된 후에 연소하지 않는 시간이 소정시간에 달했을 때에, 상기 제로점의 보정치를 산출하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 불완전연소 검출장치에서는 상기 보정치 기억수단으로서, 전기적으로 기입 또는 소거가 가능하고, 정전시등에 의하여 통전이 정지되었을 때에도 기억 유지할 수 있으므로 독출, 기입가능한 불휘발성 기억수단(EEPROM)이 적절히 사용된다.

상기 연소기기에서는 연소중에는 상기 CO농도 검출수단이 설치되어 있는 부분의 주위의 분위기중의 CO농도가 높아져 있으나, 연소하고 있지 않을 때에는 새로운 CO농도의 발생이 없기 때문에 상기 분위기가 점차 대기로 치환된다. 대기중에는 미량의 CO가 존재하나, 대기중의 미량의 CO농도에서는 인체에 CO중독을 일으키는 일은 없으므로, 이 CO농도를 제로에 근사시킬 수가 있다.

여기서, 본 발명의 불완전연소 검출장치에서는, 상기 CO농도 검출수단은 출력특성에 변동이 생기고 있다고 생각될 때에, 상기 연소기기는 연소하고 있지 않은 시간이 소정시간에 달하여, 상기 분위기가 충분히 대기로 치환되었을 때의 상기 CO농도 검출수단의 CO농도 출력을 검출함으로써, 대기중의 CO농도에 대한 상기 CO농도 검출수단의 출력이 확인된다.

이때, 상기 보정치 연산수단에서, 상기 대기중의 CO농도에 대한 CO농도 출력과 상기 출력특성 기억수단에 기억되어 있는 제로점의 초기 설정치와의 차이를 제로점의 보정치로서 산출함으로써 상기 출력특성의 변동의 크기가 인식된다. 그리고, 그 제로점의 보정치는 보정치 기억수단에 기억되어, 다음번 이후의 불완전연소의 판정에 사용된다.

다음번 이후의 불완전연소의 판정에서는 먼저 보정관계식 연산수단에 의하여 상기 출력특성 기억수단에 기억되어 있는 상기 CO농도 검출수단의 CO농도 출력과 실제의 CO농도와의 관계식이 상기 제로점의 보정치를 사용하여 보정되어 보정관계식이 유도된다. 이 보정된 관계식은 대기중의 CO농도를 제로점으로 하는 것이나, 상기한 바와 같이 대기중의 CO농도에서는 인체에 CO중독을 야기시키는 일은 없으므로, 이 농도를 실질적인 제로점으로서 사용해도 아무런 지장은 없다.

다음에, 상기 CO농도 판정치 연산수단에 의하여 상기 CO농도 검출수단의 CO농도 출력을 상기 보정된 관계식에 대입함으로써, 불완전연소의 판정에 사용되는 CO농도 판정치가 산출된다. 그리고, 상기 불완전연소 판정수단에 의하여, 그 CO농도 판정치를 소정의 기준치와 비교함으로써 불완전연소의 판정이 행해져, 불완전연소로 판정되었을 때에는 상기 연소제어수단에 의하여 상기 연소기기의 연소가 정지된다.

본 발명의 불완전연소 검출장치에 의하면, 상기와 같이 연소하고 있지 않은 시간이 소정시간에 달했을 때에, 상기 보정치 연산수단에서 상기 대기중의 CO농도에 대한 CO농도 출력과 상기 출력특성 기억수단에 기억되어 있는 제로점의 초기설정치와의 차이를 제로점의 보정치로 산출하므로, 상기 CO농도 검출수단의 출력특성을 나타내는 관계식이 대기중의 CO농도를 제로점으로 보정하여, 상기 출력특성에 변동이 생겨도, 상기 CO농도 검출수단의 CO농도출력으로부터 산출되는 CO농도 판정치와 실제의 CO농도와의 오차가 작아져, 보다 정확하게 불완전연소가 검출된다.

본 발명의 불완전연소 검출장치에서는, 상기 연소기기가 연소를 정지한 후에 연소하고 있지 않은 시간이 소정시간에 달했을 때에, 상기 보정치 연산수단에 의하여 상기 제로점의 보정치가 산출되도록 함으로써 장기간의 사용에 의한 출력특성의 변동의 누적이 방지되어, 더욱 정확하게 불완전연소가 검출된다.

또한, 상기 연소기기가 연소를 정지한 후, 상기 소정시간 이내에 다시 연소를 개시했을 때에는 상기 제로점의 보정치는 산출되지 않으나, 상기 연소기기에서는 연소가 무한정 연속하여 행해지는 일은 없고, 반드시 연소하고 있지 않은 시간이 소정시간에 달하는 정지(休止)기간이 있다. 따라서, 상기 보정치 연산수단은 그 정지기간을 포착하여 작동함으로써 확실하게 상기 제로점의 보정치를 산출할 수가 있어, 출력특성의 변동의 누적이 방지된다.

상기 CO농도 검출수단은, 수송중 또는 상기 연소기기 설치시의 충격에 의하여, 그 출력특성이 크게 변동하는 일이 있다. 상기 연소기기를 설치했을 때에는, 통전을 개시해도 그 직후에는 아직 연소가 개시되지 않은 일이 많으므로, 즉시 상기 보정 연산수단에 의하여 그때의 대기중의 CO농도에 맞추어 제로점의 보정치를 산출해도 좋다.

그러나, 상기 불완전연소 검출장치에서는 상기 연소기기의 설치 직후에 통전이 개시되었을 경우와, 인위적 또는 정전시등의 사고에 의하여 통전이 정지된 후에 복전(復電)되어 통전이 개시된 경우를 구별할 수 없으므로, 상기와 같이 통전을 개시한 직후에 상기 제로점의 보정치를 산출하도록 해두면, 통전의 정지에 의하여 연소가 중단되어 그 직후에 복전했을 때에는 연소의 돌연한 중지에 의하여 고농도로 되어 있는 상기 CO농도가 상기 제로점의 보정치로 되어버릴 염려가 있다.

그러므로, 본 발명의 불완전연소 검출장치에서는, 상기 연소기기에 통전이 개시된 후에 연소하고 있지 않은 시간이 소정시간에 달했을 때에, 상기 보정치 산출수단에 의하여 상기 제로점의 보정치가 산출되게 함으로써, 상기 CO농도 검출수단이 설치되어 있는 부분의 주위의 분위기가 대기로 치환된 후에 상기 제로점의 보정치가 산출되므로, 상기 연소기기의 설치후에 통전이 정지되어 복전된 후와 구별할 필요가 없어진다.

또, 상기와 같이 하여 제로점의 보정치를 보정함으로써, 설치직후의 경우에는 연소가 개시되었을 때에 수송중 ; 설치시의 충격에 의한 CO농도 검출수단의 출력특성의 변동이 보정되어, 더욱 정확하게 불완전연소가 검출된다. 또, 통전이 정지되어 복전된 후의 경우에는 제로점이 연소의 돌연한 중단에 의한 높은 CO농도로 보정되는 일 없어, 연소가 재개되었을 때에는 더 정확하게 불완전연소가 검출된다.

또, 본 발명의 불완전연소 검출장치에서는, 상기 보정치 기억수단으로서 EEPROM을 사용함으로써 통전이 정지되어도 전회에 산출된 제로점의 보정치가 기억 유지되어 있으므로, 상기와 같이, 정전등의 사고에 의하여 또는 인위적으로 통전이 정지되어 복전된 후, 연소하고 있지 않은 시간이 소정시간에 달하지 않는 중에 연소가 재개되었을 때에 상기 보정치 기억수단에 기억되어 있는 제로점의 보정치가 소거되는 일이 없다. 따라서, 상기 복전후에는, 상기 EEPROM에 기억되어 있는 제로점의 보정치를 사용하여 상기 보정관계식을 산출함으로써, 연소가 재개되었을 때에, 더욱 정확하게 불완전연소가 검출된다.

다음에, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 연소기기의 불완전연소 검출장치에 대하여 상세히 설명한다.제1도는 본 발명의 불완전연소 검출장치를 설치한 급탕기의 설명적 단면도이고, 제2도는 본 실시예의 불완전연소 검출장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 제3도는 본 실시예의 불완전연소 검출장치의 작동을 설명하는 플로우챠트이고, 제4도는 본 실시예의 불완전연소 검출장치에 있어서의 CO센서의 출력특성을 설명하는 그래프이다.

제1도에 나타낸 바와 같이 강제연소식 가스급탕기(A)는, 연소하우징(1)내에 연소를 행하는 가스버너(2)를 배치하고, 연소팬(3)으로 연소하우징(1)내에 가스버너(2)의 연소용공기(X)를 공급하고 있다. 급탕기(A)는 연소제어장치(4)에 의하여 가스버너(2)에의 가스공급, 가스버너(2)의 점화, 연소팬(3)의 제어로 행해진다. 연소하우징(1)은 아래쪽에 연소용공기(X)의 도입구(5)를, 상방에 연소배기가스(Z)를 외부에 배출하는 배출구(6)를 각각 설치하고 있다. 또, 연소하우징(1)내의 가스버너(2)의 상방에는 열교환기(7)가 설치되어 있다. 가스버너(2)는 화염을 형성하는 버너군(8)과, 버너군(8)의 아래쪽에 위치하고 분출구(9)를 가지는 노즐관(10)으로 이루어진다. 또, 이 가스버너(2)에는, 가스관(11)을 통하여 연료가스(Y)가 공급된다. 연소팬(3)은 터어보형의 날개를 구비한다.

연소제어장치(4)는 물 거버너(12), 수량센서(13), 더미스터(14), 원 가스전자밸브(15), 주 전자밸브(16), 거버너식 가스비례 전자밸브(17), 이그나이터(18), 프레임로드(19)와, CO센서(20)와, 이들을 제어하는 콘트롤러(21)로 이루어진다. 본 실시예의 불완전연소 검출장치는 급탕기(A)의 배기중의 CO농도를 검출하는 CO센서(20)와, 콘트롤러(21)로 구성된다.

콘트롤러(21)는 제2도에 나타낸 바와 같이, CO센서(20)의 CO농도 출력과 실제의 CO농도와의 관계식 및 실제의 CO농도가 제로인 경우에 대응하는 CO센서(20)의 CO농도 출력에서 나타내는 제로점의 초기 설정치를 CO센서(20)의 출력특성으로 기억하는 출력특성 기억수단(22)과, CO센서(20)의 CO농도 출력과 출력특성 기억수단(22)에 기억되어 있는 상기 관계식으로부터 불완전연소의 판정에 사용되는 CO농도 판정치를 산출하는 CO농도 판정치 연산수단(23)과, 상기 CO농도 판정치를 미리 설정하여 기준치 ROM(24)에 기억되어 있는 기준치와 비교하여 그 연소기기의 불완전연소를 판정하는 불완전연소 판정수단(25)과, 불완전연소 판정수단(25)에 의하여 불완전연소가 검출되었을 때에 급탕기(A)의 연소를 정지시키는 연소제어수단(26)을 구비하는 마이크로컴퓨터이다. 콘트롤러(21)는 다시 연소제어수단(26)을 거쳐 급탕기(A)의 통전을 감시하는 통전감시부(27)와, 연소제어수단(26) 및 통전감시부(27)에 의하여 급탕기(A)가 연소하고 있지 않음이 검지되었을 때에 연소하고 있지 않은 시간을 계시하는 30분 타이머(28)와, 30분 타이머(28)가 타임업했을 때에 CO센서(20)의 CO농도 출력을 검출하는 CO농도 출력검출부(29)와, 상기 CO농도 출력과 출력특성 기억수단(22)에 기억되어 있는 제로점의 초기 설정치와의 차로부터 제로점의 보정치를 산출하는 보정치 연산수단(30)과, 상기 제로점의 보정치를 콘트롤러(21)의 외부에 설치된 EEPROM(31)에 기입하는 기입부(32)와, EEPROM(31)으로부터 상기 제로점의 보정치를 독출하는 독출부(33)와, 독출된 상기 제로점의 보정치와 출력특성 기억수단(22)에 기억되어 있는 상기 관계식으로부터 보정관계식을 산출하는 보정관계식 연산수단(34)이 설치되어 있다. 그리고, 상기 CO농도판정치 연산수단(23)은 CO센서(20)의 CO농도 출력과 보정관계식 연산수단(34)에 의하여 산출되는 상기 보정 관계식으로부터 CO농도 판정치를 산출한다.

다음에, 본 실시예의 불완전연소 검출장치의 기본적 작동에 대하여 제1도 및 제2도에 따라 설명한다.

먼저 콘트롤러(21)는, 도시하지 않은 급탕코크의 개방상태를 수량센서(13)에 의하여 검지하면, 연소제어수단(26)에 의하여, 원 가스전자밸브(15), 주 전자밸브(16), 비례 전자밸브(17)를 열어, 가스버너(2)에 연료가스(Y)를 공급한다. 이어서, 연소팬(3)을 구동하여, 가스버너(2)에 점화하여 연소를 행한다. 또, 이와 동시에 CO센서(20)에 통전한다.

또, 콘트롤러(21)는 상기 급탕코크가 폐쇄상태가 되면, 수량센서(13)에 의하여 이를 검지하여, 연소제어수단(26)에 의하여 원 가스전자밸브(15), 주 전자밸브(16), 비례 전자밸브(17)를 폐쇄하고, 연소팬(3)을 구동 정지하여 가스버너(2)를 소화한다.

콘트롤러(21)는 CO농도 판정치 연산수단(23)에 의하여, 상기 가스버너(2)의 연소중에 있어서의 CO센서(20)의 CO농도 출력과 출력특성 기억수단(22)에 기억되어 있는 CO센서(20)의 출력특성을 나타내는 관계식으로부터 연소배기가스(Z)중의 CO농도를 CO농도 판정치로서 산출하고, 이어서 불완전연소 판정수단(25)에 의하여 그 CO농도 판정치를 기준치 ROM(24)에 기억되어 있는 기준치와 비교한다. 그리고, 상기 CO농도 판정치가 상기 기준치를 초과할 때에는, 불완전연소 판정수단(25)은 불완전연소로 판정하고, 연소제어수단(26)을 작동시켜 원 가스전자밸브(15), 주 전자밸브(16), 비례 전자밸브(17)를 폐쇄하고, 연소팬(3)을 구동 정지하여 가스버너(2)를 소화함과 동시에, CO센서(20)에의 통전을 정지한다.

그러나, 상기 CO센서(20)의 출력특성은 충격에 의하여 변동하기 쉽고, 변동이 누적되면, CO센서(20)의 CO농도 출력 및 출력특성 기억수단(22)에 기억되어 있는 상기 관계식으로부터 산출되는 CO농도 판정치와 실제의 CO농도와의 오차가 확대되어, 불완전연소가 정확하게 검출되지 않는다. 그러므로, 본 실시예의 불완전연소 검출장치에서는 상기 구성에 의하여 급탕기(A)가 연소하고 있지 않는 시간이 소정시간에 달했을 때에, CO센서(20)의 출력특성을 나타내는 관계식을 대기중의 CO농도를 제로점으로 하여 보정함으로써, 상기 출력특성에 변동이 생겨도 CO센서(20)의 CO농도 출력으로부터 산출되는 CO농도 판정치와 실제 CO농도와의 오차를 작게하여, 더욱 정확하게 불완전연소를 검출할 수 있게 하고 있다.

다음에, 본 실시예의 불완전연소장치에 있어서의 CO센서(20)의 출력특성을 나타내는 관계식을 보정하는 동작에 대하여 제2도 내지 제4도에 따라 설명한다.

제3도에 나타낸 바와 같이, 급탕기(A)가 설치되어 전원이 투입되면(스텝 1), 콘트롤러(21)에 의하여 CO센서(20)에 통전이 개시된다(스텝 2). 상기 급탕기(A)의 상태는, 연소제어수단(26) 및 통전감시부(27)에 의하여 검출되고, 통전은 되고 있으나 연소가 개시되고 있지 않는 상태에서, 30분 타이머(28)가 작동하고(스텝 3), 스텝 4∼5에서 연소하지 않는 상태가 30분간에 달했음이 인식되면, 스텝 6에서 보정치 연산수단(30)에 의하여 제로점의 보정치가 산출된다. 스텝 6에 있어서의 제로점의 보정치의 산출은 다음과 같이 행해진다.

먼저, 출력특성 기억수단(22)에는 공장출하시에 설정된 CO센서(20)의 CO농도 출력과 실제의 CO농도와의 관계를 나타내는 관계식 및 그 관계식에 있어서 실제의 CO농도가 제로인 경우에 대응하는 상기 CO센서(20)의 CO농도 출력으로 표시되는 제로점의 초기 설정치가 CO센서(20)의 출력특성으로서 기억되어 있다. 상기 관계식은 제4도에 나타낸 실선(M)으로 표시되고, 상기 제로점의 초기 설정치는 직선(M)에 있어서 실제의 CO농도가 제로인 경우의 CO센서(20)의 CO농도 출력(m)으로 표시된다.

CO센서(20)의 출력특성에 변동이 생기면, 직선(M)이 평행 이동하여 직선(N)으로 표시되는 관계식이 된다.따라서, 변동후의 CO센서(20)의 CO농도 출력과 실제의 CO농도와의 관계는 직선(N)으로 표시되고, CO센서(20)의 CO농도 출력을 X라 하면 직선(M)의 관계식으로부터 산출되는 CO농도 판정치는 CM이나, 참된 CO농도는 직선(N)의 관계식으로 CO농도 출력(X)에 대응하는 CN이 된다.

이때, CO농도 출력검출부(29)에서 CO센서(20)의 CO농도 출력을 검출하면, 급탕기(A)는 설치 직후의 미사용 상태에서는 CO센서(20)가 설치되어 있는 부분의 주위의 분위기는 대기로 충만되어 있으므로, 직선(N)으로 표시되는 출력특성에 따라 대기중의 CO농도에 대한 CO농도 출력이 검출된다. 대기중의 CO농도는 극히 미량으로, 인체에 CO중독을 야기시키는 일은 없으므로, 이 CO농도 출력이 상기 CO농도 출력(n)의 근사치로서 사용된다.

다음에, 보정치 연산수단(30)에서 제4도에 나타낸 상기 대기중의 CO농도에 대한 CO농도 출력(≒n)과 상기 출력특성 기억수단(22)에 기억되어 있는 제로점의 초기 설정치(m)와의 차(△t)를 제로점의 보정치로 하여 산출함으로써 상기 출력특성의 변동의 크기가 인식된다. 이어서, 그 보정치(△t)가 기입부(32)에 의하여 EEPROM(31)에 기입되고, EEPROM(31)에 기억된다.

급탕기(A)의 설치 직후에는 상기 제로점의 보정치의 산출은 언제 행해도 좋으나, 상기와 같이 급탕기(A)가 연소되고 있지 않은 상태가 30분간에 달했을 때에는 상기 제로점의 보정치를 산출함으로써 스텝 2의 통전이 개시되 상태를 후기하는 통전 정지후의 복전과 구별할 필요가 없어져 안성 맞춤이다. 상기 제로점의 보정치의 산출이 종료되면, 콘트롤러(21)에 의하여 CO센서(20)의 통전이 정지되어, 급탕기(A)는 연소의 개시를 대기하는 상태가 된다(스텝 7).

다음에, 스텝 7에서 급탕기(A)의 연소가 개시되면, 콘트롤러(21)에 의하여 CO센서(20)에 통전이 개시되고(스텝 8), 스텝 9에서 불완전연소 판정수단(25)에 의하여 불완전연소의 검출이 행해진다. 스텝 9에 있어서의 불완전연소의 검출은 다음과 같이 행해진다.

먼저, 독출부(33)에 의하여 EEPROM(31)에 기억되어 있는 상기 제로점의 보정치(△t)가 독출되고, 보정관계식 연산수단(34)에 의하여 출력특성 기억수단(22)에 기억되어 있는 제4도에 표시된 직선(M)으로 표시되는 CO센서(20)의 출력특성을 나타내는 관계식이 제로점의 보정치(△t)를 사용하여 보정되어, 제4도의 직선(N)으로 표시되는 보정관계식이 유도된다. 다음에, CO농도 판정치 연산수단(23)에 의하여, CO센서(20)의 CO농도 출력을 제4도의 직선(N)으로 표시되는 보정관계식에 적용함으로써, 불완전연소의 판정에 사용되는 CO농도 판정치가 산출된다. 그리고, 불완전연소 판정수단(25)에 의하여, 상기 CO농도 판정치가 미리 설정되어 기준치 ROM(24)에 기억되어 있는 기준치와 비교되고, 상기 CO농도 판정치가 상기 기준치를 상회하고 있을 때에는 불완전연소가 검출된다.

스텝 9에서 불완전연소가 검출되지 않고 스텝 10에서 급탕기(A)의 연소가 정지되고, 통전감시부(27)에서 계속하여 급탕기(A)에 통전되고 있음이 검출되면, 상기 연소의 정지가 정전이나 인위적인 통전의 정지에 의한 것이 아님이 인식되어(스텝 11), 30분 타이머(28)가 작동한다(스텝 12). 그리고 스텝 13∼14에서 연소하고 있지 않은 상태가 30분간에 달했음이 인식되면, 스텝 15에서 스텝 6과 동일하게 제로점의 보정치(△t)가 산출된다.

급탕기(A)의 연소가 정지된 직후에는, CO센서(20)가 설치되어 있는 부분의 주위의 분위기는 CO농도가 높아져 있으나, 급탕기(A)가 연소하고 있지 않은 상태가 30분간 계속되면, CO센서(20)가 설치되어 있는 부분의 주위의 분위기는 충분히 대기로 치환된다. 따라서, 이때, CO농도 출력검출부(29)에서 CO센서(20)의 CO농도 출력을 검출하면 제4도의 직선(M)으로 표시되는 출력특성에 따라 대기중의 CO농도에 대한 CO농도 출력이 검출되고, 이 CO농도 출력이 실제의 CO농도가 제로의 경우에 대응하는 CO센서(20)의 CO농도 출력(m)의 근사치로서 사용된다.

이어서, 스텝 15에서는 제로점의 보정치(△t)가 기입부(31)에 의하여 EEPROM(32)에 기입된 후, 콘트롤러(21)에 의하여 CO센서(20)의 통전이 정지되나, 계속 통전되고 있을 때(스텝 16)에는 스텝 7에 리턴하여 스텝 7 이후의 동작이 반복된다. 또, 스텝 16에서 인위적으로 또는 정전에 의하여 통전이 정지되면, 설치 직후의 상태로 리턴한다.

CO센서(20)는 연속하여 통전한 채로 해두면 내구성이 저하하기 때문에 연소중에만 통전하는 것이 바람직하다. 그러나, CO센서(20)는 통전이 개시된 직후에는 출력이 안정되지 않으므로 급탕기(A)가 샤워 사용시와 같이 일단 연소를 정지해도 단시간중에 다시 연소가 개시되는 때에 상기와 같이 연소중에만 CO센서(20)에 통전하도록 해두면, 불완전연소의 검출을 행하는 것이 어렵다. 그러므로, 통상은 급탕기(A)의 연소가 단시간중에 재개되는 겨웅에 대비하여 연소정지후 즉시 CO센서(20)의 통전을 정지하지 않고, 어느 정도의 시간은 통전상태가 유지시키고 있다. 따라서, 이 통전상태가 유지되고 있는 시간을 상기 CO센서(20)가 설치되어 있는 부분의 주위의 분위기가 대기로 치환되는 시간에 맞추어 설정해 두면, 급탕기(A)의 연소가 재개되지 아니했을 때에 상기 제로점의 보정치(△t)가 산출되므로 상기 통전상태가 유지되고 있는 시간을 유효하게 이용할 수가 있어 대단히 편리하다.

또한, 상기와 같이 급탕기(A)의 연소가 단시간중에 재개되었을 때에는 스텝 13에서 연소의 재개가 검출되고, 다시 스텝 9 이하의 동작이 행해진다. CO센서(20)는 1회의 충격에 의한 출력특성의 변동이 약간이고, 상기 변동이 누적하여 제4도에 나타낸 CO농도 판정치(CM)의 참된 CO농도(CN)와의 오차가 확대되었을 때에 비로서 불완전연소의 검출을 정확하게 행할 수 없게 될 우려가 생기므로, 상기 스텝 13이하의 동작에 의해서도 즉시 불완전연소가 잘못 검출되는 일은 없다. 급탕기(A)에서는 상기와 같이 단시간중에 연소가 재개되는 일이 몇회가 있었다 해도, 그 후에는 반드시 연소하지 않는 상태가 30분간에 달하는 일이 있으므로, 그 때에 스텝 15에서 상기 제로점의 보정치(△t)가 산출되게 됨으로써, 상기 제4도에 나타낸 CO농도 판정치(CM)와 참의 CO농도(CN)와의 오차가 허용되는 범위내에 유지된다.

상기 동작중, 급탕기(A)가 설치된 후, 스텝 4에서 30분 경과하지 않은 중에 연소가 개시되었을 때에는 스텝 17에서 콘트롤러(21)에 의하여 30분 타이머(28)가 정지되고, 불완전연소 판정수단(25)에 의하여 불완전연소의 검출이 행해진다(스텝 18). 이 때는 설치 직후이고 아직 제로점의 보정치가 산출되고 있지 않으므로, 불완전연소 판정수단(25)에서는 출력특성 기억수단(22)에 기억 유지되어 있는 관계식(제4도의 직선 M)을 그대로 사용하여 불완전연소의 검출이 행해진다.

그리고, 불완전연소가 검출되지 않고 급탕기(A)의 연소가 정지되면(스텝 19), 스텝 11 이후의 동작에 의하여, 통상의 정소가 정지했을 때와 동일하게 제로점의 보정치(△t)가 산출된다. 또한, CO센서(20)는 수송중이나 급탕기(A)의 설치시의 충격에 의하여 출력특성이 크게 변동되어 있는 일이 많으므로 설치 직후 30분은 가능한한 연소를 행하지 않고, 스텝 3∼6의 동작에 의하여 제로점의 보정치를 산출하는 것이 바람직하다.

또 급탕기(A)의 연소가 정지된 후, 스텝 11에서 통전감시부(27)에 의하여 급탕기(A)의 통전이 정지되었음이 검출되었을 때에는 상기 연소의 정지는 정전 혹은 인위적인 통전의 정지에 의한 것으로 간주된다. 이 때에는 급탕기(A) 자체의 통전이 정지되므로 자동적으로 CO센서(20)의 통전도 정지되고(스텝 20), 콘트롤러(21)는 복전을 대기하는 상태가 된다. 그리고, 복전되면(스텝 21), 콘트롤러(21)에는 급탕기(A)가 설치된 후에 전원이 투입된 경우와 마찬가지로 인식되므로 스텝 2에 리턴하여 스텝 2 이후의 동작이 반복된다.

이때, CO센서(20)가 설치되어 있는 부분의 주위의 분위기의 CO농도는 통전의 정지에 의하여 연소가 중단되어 고농도로 되어 있으나, 급탕기(A)가 연소하고 있지 않은 상태가 30분간 계속하면, 대기로 치환된다. 따라서, 스텝 4∼5에서 연소하지 않는 상태가 30분간 달한 것이 인식된 후, CO농도 출력검출부(29)에서 CO센서(20)의 CO농도 출력을 검출함으로써, 제4도의 직선(M)으로 표시되는 출력특성에 따라 대기중의 CO농도에 대한 CO농도 출력이 검출되고, 상기 연소중단 후의 높은 CO농도에 대한 CO센서(20)의 CO농도 출력이 검출되는 일이 피할 수 없다.

상기 정전 혹은 인위적인 통전의 정지후에 복전되었을 때에, 복전후 30분 경과하지 않은 후에 연소가 개시되었을 때(스텝 4)에는, 스텝 17에서 콘트롤러(21)에 의하여 30분 타이머(28)가 정지되고, 불완전연소 판정수단(25)에 의하여 불완전연소의 검출이 행해진다(스텝 18). 이 때, EEPROM(32)에는 전회의 연소정지시에 산출된 제로점의 보정치(△t)가 기억 유지되어 있으므로, CO센서(20)의 출력특성을 나타내는 관계식은 잠정적으로 그 제로점의 보정치(△t)를 사용하여 보정할 수가 있어, 제4도의 직선(N)으로 나타낸 바와 같은 보정관계식이 유도된다. 따라서, 불완전연소 판정수단(25)에서 그 보정관계식으로부터 산출되는 CO농도 판정치를 기준치 ROM(24)에 기억되어 있는 기준치와 비교함으로써 허용할 수 있는 오차 범위내에서 불완전연소를 검출할 수가 있다. 그리고, 연소가 정지된 후(스텝 19), 스텝 11 이후의 동작을 반복함으로써 다시 제로점의 보정치(△t)가 산출된다.

본 실시예에서는 급탕기(A)의 연소가 정지된 후의 제로점의 보정치(△t)의 산출은 스텝 10∼15와 같이 연소정지후에 연소하지 않는 상태가 30분간에 달할 때마다에 몇번 행하도록 하고 있으나, 상기와 같이 CO센서(20)는 1회의 충격에 의한 출력특성의 변동은 약간이고, 상기 변동이 누적하여 제4도의 CO농도 판정치(CM)와 참의 CO농도(CN)와의 오차가 확대되었을 때에 비로서 불완전연소의 검출을 정확하게 행할 수 없게 될 우려가 생기므로, 상기 변동이 누적되지 않는 중에 상기 제로점의 보정치(△t)의 산출을 행하게 하면 좋고, 예를 들면, 연소하지 않는 상태가 30분간에 달하는 일이 10회 있었을 때에 1회의 비율로 상기 제로점의 보정치(△t)의 산출을 행하도록 해도 좋다.

이상으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 불완전연소 검출장치에 의하면, 상기와 같이 연소하지 않는 시간이 소정시간에 달했을 때에, 상기 보정치 연산수단에서 상기 대기중의 CO농도에 대한 CO농도 출력과 상기 출력특성 기억수단에 기억되어 있는 초기 설정치와의 차를 제로점의 보정치로서 산출하므로, 상기 CO농도 검출수단의 출력특성을 나타내는 관계식이 대기중의 CO농도를 제로점으로 하여 보정되고, 상기 출력특성에 변동이 생겨도 상기 CO농도 검출수단의 CO농도 출력으로부터 산출되는 CO농도 판정치와 실제의 CO농도와의 오차가 작아져, 더욱 정확하게 불완전연소를 검출할 수가 있다.

본 발명의 불완전연소 검출장치에서는, 상기 연소기기가 연소를 정지한 후에 연소하지 않는 시간이 소정시간에 달했을 때에, 상기 보정치 연산수단에 의하여 상기 제로점의 보정치가 산출되도록 함으로써 장시간의 사용에 의한 출력특성의 변동의 누적을 방지할 수가 있어, 더욱 정확하게 불완전연소를 검출할 수가 있다.

또, 본 발명의 불완전연소 검출장치에서는 상기 연소기기에 통전이 개시된 후에 연소하지 않는 시간이 소정시간에 달했을때에, 상기 보정치 산출수단에 의하여 상기 제로점의 보정치가 산출되도록 함으로써, 상기 연소기기의 설치후와 통전이 정지되고 복전한 후를 구별할 필요가 없어진다. 상기와 같이 하여 제로점의 보정치를 수정함으로써 설치직후의 경우에는 연소가 개시되었을 때에 수송중·설치시의 충격에 의한 CO농도 검출수단의 출력특성의 변동을 보정할 수가 있어, 더욱 정확하게 불완전연소를 검출할 수가 있다. 또, 통전이 정지되어 복전한 후의 경우에는 제로점이 연소의 돌연한 중단에 의한 높은 CO농도로 보정되는 일 없이, 연소가 재개되었을 때에 더욱 정확하게 불완전연소를 검출할 수가 있다.

다시, 본 발명의 불완전연소 검출장치에서는, 상기 제로점의 보정기억수단으로서 EEPROM을 사용함으로써, 통전이 정지되어도 전회에 산출된 제로점의 보정치가 기억 유지되어 있으므로, 정전등의 사고에 의하여 혹은 인위적으로 통전이 정지되어 복전된 후, 연소하지 않는 시간이 소정시간에 달하지 않는 중에 연소가 재개되었을 때에는 상기 EEPROM에 기억되어 있는 제로점의 보정치를 사용하여 보정관계식을 산출할 수가 있어, 다음에 연소가 개시되었을 때에 더욱 정확하게 불완전연소를 검출할 수가 있다.

Claims (4)

1. 연소기기의 배기중의 CO농도를 검지하는 CO농도 검출수단과, 그 CO농도 검출수단의 CO농도 출력과 실제의 CO농도와의 관계식 및 그 관계식에 있어서 실제의 CO농도가 제로인 경우에 대응하는 상기 CO농도 검출수단의 CO농도 출력에서 표시되는 제로점의 초기 설정치를 그 CO농도 검출수단의 출력특성으로서 기억하는 출력특성 기억수단과, 그 CO농도 검출수단의 CO농도 출력과 그 출력특성 기억수단에 기억되어 있는 상기 관계식으로부터 불완전연소의 판정에 사용되는 CO농도 판정치를 산출하는 CO농도 판정치 연산수단과, 그 CO농도 판정치를 미리 설정되어 있는 설정치와 비교하여 그 연소기기의 불완전연소를 판정하는 불완전연소 판정수단과, 그 판정수단의 판정에 의하여 그 연소기기의 연소를 정지시키는 연소제어수단을 구비한 연소기기의 불완전연소 검출장치에 있어서, 상기 연소기기의 연소하고 있지 않는 시간이 소정시간에 달했을 때의 상기 CO연소 검출수단의 CO농도 출력과 상기 출력특성 기억수단에 기억되어 있는 제로점의 초기 설정치와의 차로부터 제로점의 보정치를 산출하는 보정치 연산수단과, 그 보정치 연산수단에 의하여 산출된 제로점의 보정치를 기억하는 보정치 기억수단과, 그 보정치 기억수단에 기억되어 있는 제로점의 보정치와 상기 출력특성 기억수단에 기억되어 있는 상기 관계식으로부터 보정관계식을 산출하는 보정관계식 연산수단을 설치하고, 상기 CO농도 판정치 연산수단은 상기 CO농도 검출수단의 CO농도 출력과 그 보정관계식 연산수단에 의하여 산출되는 상기 보정 관계식으로부터 CO농도 판정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 연소기기의 불완전연소 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 보정치 연산수단이, 상기 연소기기가 연소를 정지한 후에 연소하지 않는 시간이 소정시간에 달했을 때에, 상기 제로점의 보정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 연소기기의 불완전연소 검출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 보정치 연산수단이, 상기 연소기기가 통전이 개시된 후에 연소하고 있지 않은 시간이 소정시간에 달했을 때에, 상기 제로점의 보정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 연소기기의 불완전연소 검출장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 보정치 기억수단이 독출·기입가능한 불휘발성 기억수단(EEPROM)인 것을 특징으로 하는 연소기기의 불완전연소 검출장치.