JP2675516B2 - 燃焼機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯器等の燃焼機器、
特にＣＯセンサ等の未燃ガスセンサにより燃焼部の不完
全燃焼を検出する手段を具備した燃焼機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置においては、例えば
給湯器の燃焼室に接続される排気通路にＣＯ等の未燃ガ
スを検出する未燃ガスセンサを設け、該未燃ガスのガス
量に応じた未燃ガスセンサの出力により不完全燃焼状態
を検出し、これにより燃焼運転を停止するものが知られ
ており、この種のものでは、未燃ガスセンサの出力が所
定の判定レベルを越えた時に不完全燃焼状態が生じたと
判断し、これに応じて燃焼運転を停止せしめる。

【０００３】ところで、未燃ガスセンサの出力が所定の
判定レベルを越えるような不完全燃焼状態は、排気通路
や給気通路の閉塞、フィン詰まり等により生じる不完全
燃焼状態と、給湯器の燃焼室に強い風が吹き込まれて燃
焼室の給気が阻害されたりすることによる不完全燃焼状
態とがあり、前者の不完全燃焼状態は、排気通路や給気
通路の閉塞、フィン詰まり等の原因を排除しない限り、
解消することはないが、後者の不完全燃焼状態は、一般
には一時的なもので、自然に解消する。そして、前者の
不完全燃焼状態が生じたときには、燃焼運転を停止し、
また、排気通路の閉塞等の原因が解消されない限り燃焼
運転を再開することができないようにすることが望まし
く、後者の不完全燃焼状態が生じたときには、燃焼運転
を継続し、あるいは、燃焼運転を一旦停止するにしても
燃焼運転を再開することができるようにすることが望ま
しい。

【０００４】しかしながら、従来のものでは、排気通路
や給気通路の閉塞等による継続的な不完全燃焼状態と風
等による一時的な不完全燃焼状態とを区別することな
く、未燃ガスセンサの出力が所定の判定レベルを越えた
時に燃焼運転を停止するようにしていたため、次のよう
な不都合があった。

【０００５】すなわち、未燃ガスセンサの出力が所定の
判定レベルを越えた時に燃焼運転を停止すると、その停
止により燃焼運転を再開することができないようにした
場合には、風等による一時的な不完全燃焼状態により燃
焼運転が停止したときにも以後の燃焼運転を行うことが
できなくなってしまう。また、燃焼運転を再開すること
ができるようにすると、排気通路の閉塞等により生じた
不完全燃焼状態により燃焼運転を停止したときに、燃焼
運転が一時的にせよ再開されてしまう場合がある。

【０００６】さらに、従来のように未燃ガスセンサの出
力が所定の判定レベルを越えた時に燃焼運転を停止する
と、風等による一時的な不完全燃焼状態により頻繁に燃
焼運転が停止してしまう場合があり、使用者にとって使
用しづらいものとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑みてなされたものであり、不完全燃焼の発生の状況に
応じた適切な運転動作を行うことができ、また、風の影
響等による一時的な不完全燃焼状態による燃焼運転の誤
停止を排除できる燃焼機器を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、燃焼部に連通する排気通路に設けられ
た未燃ガスセンサと、該未燃ガスセンサの出力が所定の
不完全燃焼判定基準を満たしたとき、燃焼運転停止指令
を出力する不完全燃焼判定手段と、該不完全燃焼判定手
段の燃焼運転停止指令に応じて燃焼運転を停止せしめる
運転制御手段とを備えた燃焼機器において、前記運転制
御手段による燃焼運転の停止後に前記未燃ガスセンサの
出力の時間的低下率を検出するガス変化検出手段を備
え、前記運転制御手段は、該ガス変化検出手段により検
出された前記未燃ガスセンサの出力の時間的低下率があ
らかじめ定めた所定値以下であるとき前記燃焼機器の再
起動を不能とし、前記時間的低下率が前記所定値よりも
大きいとき所定の操作により前記燃焼機器の再起動を可
能とするように構成されていることを特徴とする。

【０００９】そして、前記不完全燃焼判定手段は、前記
未燃ガスセンサの出力が所定時間継続して所定の判定値
以上となったとき、前記燃焼運転停止指令を出力するこ
とを特徴とする。

【００１０】また、前記不完全燃焼判定手段は、前記未
燃ガスセンサの出力を所定時間内で積算してなる出力積
算値が所定の判定値以上となったとき、前記燃焼運転停
止指令を出力することを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明によれば、不完全燃焼により燃焼運転が
停止した場合に、その停止後の前記未燃ガスセンサの出
力の時間的低下率があらかじめ定めた所定値以下である
とき、換言すれば、燃焼運転の停止後の未燃ガス量がな
かなか低下していかないようなときに前記燃焼機器の再
起動を不能とするので、排気通路の閉塞等により不完全
燃焼が生じた場合に、燃焼運転が再開されてしまうよう
な事態を確実に回避する。また、燃焼運転の停止後の未
燃ガスセンサの出力の時間的低下率が前記所定値よりも
大きいとき、換言すれば、停止後の未燃ガス量が迅速に
低下してくようなときに前記燃焼機器の再起動を可能と
するので、風等により不完全燃焼が生じた場合には支障
なく燃焼運転を再開することが可能となる。

【００１２】そして、燃焼運転の停止に際しては、未燃
ガスセンサの出力が所定時間継続して所定の判定値以上
となったときに燃焼運転を停止し、あるいは、未燃ガス
センサの出力を所定時間内で積算してなる出力積算値が
所定の判定値以上となったときに燃焼運転を停止せしめ
ることにより、風等により一時的な不完全燃焼が生じた
場合には燃焼運転が継続することとなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図を参照して説明
する。図１は本実施例を設けた給湯器の説明的断面図、
図２は図１の要部のブロック構成図、図３及び図４は本
実施例の作動を説明するためのフローチャート図であ
る。

【００１４】図１に示すように、強制燃焼式ガス給湯器
Ａは、燃焼ハウジング１内に燃焼を行うガスバーナー２
（燃焼部）を配し、送風ファン３で燃焼ハウジング１に
ガスバーナー２の燃焼用空気Ｘを供給している。また、
給湯器Ａは、燃焼制御装置４によりガスバーナー２への
ガス供給、ガスバーナー２の点火、燃焼ファン３の制御
がなされる。

【００１５】燃焼ハウジング１は、下方に燃焼用空気Ｘ
の導入口（図示しない）を、上方に燃焼排ガスＺを外部
に排出する排出口６をそれぞれ設けている。また、燃焼
ハウジング１内のガスバーナー２の上方には熱交換器７
が配設されている。

【００１６】ガスバーナー２は、炎を形成するバーナー
群８と、バーナー群８の下方に位置し噴出口９を有する
ノズル管１０とからなる。また、このガスバーナー２に
はガス管１１を通して燃料ガスＹが供給される。送風フ
ァン３はターボ型の羽根を備える。

【００１７】燃焼制御装置４は、水量調整器１２、水量
センサ１３、サーミスター１４、元ガス電磁弁１５、主
電磁弁１６、ガバナ式ガス比例電磁弁１７、イグナイタ
１８、フレームロッド１９、ＣＯセンサ２０（未燃ガス
センサ）とこれらを制御するコントローラ２１とからな
る。コントローラ２１は、その機能的構成として図２に
示すように、燃焼制御手段２２（運転制御手段）、ＣＯ
センサ制御手段２３、不完全燃焼判定手段２４、及びガ
ス変化検出手段２５を備えるマイクロコンピュータであ
る。

【００１８】次に、燃焼制御装置４のコントローラ２１
の基本的作動を図３を参照して説明する。

【００１９】コントローラ２１は、図示しない運転スイ
ッチがＯＮされた状態で、給湯栓（図示せず。）が開か
れると、これを水量センサ１３により検知して燃焼制御
手段２２により、送風ファン３を駆動し、さらにイグナ
イタ１８を動作せしめると共に、元ガス電磁弁１５、主
電磁弁１６、比例電磁弁１７を開くように制御してガス
バーナー２に燃料ガスを供給させ、これによりガスバー
ナー２に着火して給湯器の燃焼運転を開始する。この
時、ガスバーナ２の着火に際しては、その着火をフレー
ムロッド１９により検知し、イグナイタ１８の動作によ
る着火が検知されない場合には、イグナイタ１８や元ガ
ス電磁弁１５等をＯＦＦして給湯器の運転を停止する。
そして、着火が検知された場合には、イグナイタ１８を
ＯＦＦした後に比例電磁弁１７によるガス量比例制御を
行い、さらにＣＯセンサ制御手段２３によりＣＯセンサ
２０に通電してこれを起動し、該ＣＯセンサ２０及び不
完全燃焼判定手段２４等により後述の不完全燃焼検出動
作を行う。前記ガス量比例制御と不完全燃焼検出動作と
は給湯栓が閉じられるまで継続的に行われる。

【００２０】また、コントローラ２１は給湯栓が閉じら
れると、水量センサ１３によりこれを検知して、燃焼制
御手段２２により、元ガス電磁弁１５、主電磁弁１６、
比例電磁弁１７を閉じるように制御してガスバーナ２を
消火せしめ、さらに燃焼ファン３を駆動停止すると共
に、ＣＯセンサ２０をＯＦＦし、これにより給湯器の燃
焼運転を停止する。尚、ＣＯセンサ２０への通電開始
は、例えば、水量センサ１３からＯＮ信号が出力された
時点でも良く、適宜選択可能である。また、常時ＣＯセ
ンサ２０へ通電するようにしても良い。

【００２１】次に、前記不完全燃焼検出動作を図４を参
照して詳説する。

【００２２】この不完全燃焼検出動作においては、その
基本動作を説明すると、コントローラ２１は、ＣＯセン
サ２０の出力により検出されるＣＯ濃度（ＣＯ値）がガ
スバーナ２の不完全燃焼状態に対応して所定の判定値以
上となる状態が、所定のタイマ時間（検出タイマ時間）
継続した時に、燃焼運転を停止せしめる。

【００２３】さらに詳細には、燃焼運転が開始してＣＯ
センサ２０が起動されると、該ＣＯセンサ２０によりＣ
Ｏ値が検出される。この時、コントローラ２１の不完全
燃焼判定手段２４は、検出されたＣＯ値が不完全燃焼に
より所定の判定値（例えば２０００ｐｐｍのＣＯ濃度）
以上となると、該不完全燃焼判定手段２４に内蔵された
検出タイマ２４ａ（図２参照）をスタートさせる。

【００２４】そして、不完全燃焼判定手段２４は、上記
のようにＣＯ値が所定の判定値以上となると、その状態
が検出タイマ２４ａのタイマ時間、すなわち、該検出タ
イマ２４ａがスタートしてからタイムアップするまでの
時間継続するか否かを監視する。ＣＯ値が所定の判定値
以上となる状態が検出タイマ２４ａのタイマ時間継続す
ると、不完全燃焼判定手段２４は燃焼制御手段２２を動
作させ、元ガス電磁弁１５、主電磁弁１６、比例電磁弁
１７を閉じるように制御してガスバーナ２を消火せしめ
ると共に、燃焼ファン３を駆動停止せしめ、これにより
給湯器の燃焼運転を停止させる。尚、元ガス電磁弁１５
等のＯＦＦと燃焼ファン３のＯＦＦとは略同時に行われ
る。

【００２５】このように燃焼運転が停止した場合におい
て、コントローラ２１のガス変化検出手段２５は、ＣＯ
センサ２０により検出されるＣＯ値の時間的低下率を検
出する。この検出は、例えば燃焼運転の停止時と、該停
止時から所定時間経過した時とでＣＯセンサ２０により
ＣＯ値を検出し、これらの各時点におけるＣＯ値の変化
量を検出することにより行われる。そして、ガス変化検
出手段２５は、上記のように検出したＣＯ値の時間的低
下率があらかじめ定めた所定値よりも大きい場合、すな
わち、運転停止後のＣＯ値が迅速に低下していく場合に
は、“Ｆｌａｇ”の値を“０”とする。

【００２６】ここで、“Ｆｌａｇ”は、燃焼運転の再開
を可能とするか不能とするかの条件を定めるものであ
り、Ｆｌａｇ＝０は燃焼運転の再開を可能とする場合に
対応し、Ｆｌａｇ＝１は燃焼運転の再開を不能とする場
合に対応する。すなわち、図３を参照して、本実施例に
おいては、コントローラ２１の燃焼制御手段２２は、燃
焼運転の開始時に“Ｆｌａｇ”の値が“０”であるか
“１”であるかを判定するようにしており、Ｆｌａｇ＝
０の場合には前述したように燃焼運転が行われ、Ｆｌａ
ｇ＝１の場合には、運転スイッチ（図示しない）をＯＮ
し、給湯栓（図示しない）を開いても燃焼運転は開始し
ない。従って、前記ＣＯ値の時間的低下率があらかじめ
定めた所定値よりも大きい場合には、Ｆｌａｇ＝０とす
ることにより、例えば、運転スイッチを再度ＯＮし、さ
らに給湯栓を開くことにより燃焼運転が再開する。

【００２７】これにより、前記排出口６等の詰まりがな
く、ある程度継続的な風等が原因で、前記タイマ時間継
続して不完全燃焼が生じ、燃焼運転が停止した場合に
は、燃焼運転を支障なく燃焼運転を再開することができ
る。

【００２８】また、前記ＣＯ値の時間的低下率が前記所
定値以下の場合、すなわち、運転停止後のＣＯ値が前記
排出口６の閉塞等によりなかなか低下していかないよう
な場合には、コントローラ２１のガス変化検出手段２５
は、“Ｆｌａｇ”の値を“１”とし、これを燃焼制御手
段２２に受け渡す。このため、燃焼運転の再開は禁止さ
れることとなる。

【００２９】これにより、前記排出口６の閉塞等により
継続的な不完全燃焼が生じて燃焼運転が停止した場合に
は、以後の燃焼運転は禁止され、このような状態で燃焼
運転が行われてしまうような事態を確実に回避すること
ができる。

【００３０】一方、図４を参照して、前記不完全燃焼検
出動作において、前記検出タイマ時間内（検出タイマ２
４ａがタイムアップする前）にＣＯ値が判定値よりも小
さくなった場合、すなわち、ＣＯ値が一旦判定値以上と
なったものの、検出タイマ時間内にＣＯ値が再び判定値
よりも小さくなった場合には、前記不完全燃焼判定手段
２４は、再びＣＯ値が判定値以上となるまで検出タイマ
２４ａを停止する。

【００３１】これにより、一時的な風等により一時的な
不完全燃焼状態が発生した場合には燃焼運転が継続され
る。

【００３２】次に、本発明の他の実施例を図５を参照し
て説明する。本実施例のものは、前述の実施例のものと
前記不完全燃焼検出動作の部分のみが異なり、他の構成
は同一であり、以下、同一構成のものについては詳細な
説明を省略する。

【００３３】図５を参照して、本実施例においては、前
述したように燃焼運転が開始し、ＣＯセンサ２０が起動
されると、まず、コントローラ２１の不完全燃焼判定手
段２４（図２参照）が内蔵する１分タイマ（図示せず）
がスタートされる。そして、不完全燃焼判定手段２４
は、この１分タイマがスタートしてからタイムアップす
るまでの間（１分が経過するまでの間）にＣＯセンサ２
０により逐次検出されるＣＯ値を積算（累積加算）して
いき、その積算値を逐次所定の判定値と比較する。ここ
で、該積算値は、１分タイマがスタートしてから発生し
たＣＯ等の未燃ガスの発生総量に対応するものであり、
前記判定値は、例えば不完全燃焼状態に対応する２００
０ｐｐｍの未燃ガスが１分間継続して発生した場合のガ
ス総量値（２０００ｐｐｍ×１分）が設定される。従っ
て、風等により一時的に不完全燃焼状態が発生してＣＯ
値が一時的に上昇するような場合には、前記積算値は一
般には、前記１分タイマのタイマ時間内に前記判定値を
越えるようなことはなく、一方、前記排出口６の閉塞等
により継続的に不完全燃焼状態が生じた場合には、前記
積算値は前記１分タイマのタイマ時間内に前記判定値を
越えるようになる。

【００３４】そして、不完全燃焼判定手段２４は、１分
タイマの作動中に前記積算値が前記判定値以上となる
と、前述の実施例の場合と全く同様に、燃焼制御手段２
２（図２参照）を動作させて燃焼運転を停止せしめる。
また、１分タイマの作動中に前記積算値が前記判定値に
達しない場合には、一旦積算値をクリアすると共に、１
分タイマを再スタートし、再び、ＣＯ値を積算してその
積算値が前記判定値以上となるか否かを繰り返し監視す
る。

【００３５】前記積算値が前記判定値以上となって、燃
焼運転が停止されると、前述の実施例の場合と全く同様
に、ガス変化検出手段２５により、ＣＯ値の時間的低下
率が検出される。そして、該時間的低下率が所定値より
も大きい場合、すなわち、継続的な風等によりある程度
継続した不完全燃焼が生じて燃焼運転が停止したような
場合には、燃焼運転の再開を可能とし（Ｆｌａｇ＝
０）、時間的低下率が所定値以下の場合、すなわち、前
記排出口６（図１参照）の閉塞等により継続的な不完全
燃焼が生じて燃焼運転が停止したような場合には、燃焼
運転の再開を不能とする（Ｆｌａｇ＝１）。

【００３６】従って、本実施例においても、排出口６の
閉塞等により継続的な不完全燃焼が生じて燃焼運転が停
止した場合には、以後の燃焼運転は禁止され、このよう
な状態で燃焼運転が行われてしまうような事態を確実に
回避することができる。

【００３７】また、前記排出口６等の詰まりがなく、あ
る程度継続的な風等が原因で、継続的な不完全燃焼が生
じ、燃焼運転が停止した場合には、燃焼運転を支障なく
燃焼運転を再開することができ、また、一時的な風等に
より一時的な不完全燃焼が生じた場合には、燃焼運転は
停止することなく継続する。

【００３８】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変
更可能である。例えば、本実施例においては、燃焼機器
として給湯器を例にとって説明したが、ファンヒータ等
の燃焼機器においても本発明を適用することができるこ
とはもちろんである。

【００３９】また、以上説明した実施例においては、燃
焼運転を停止する場合に、ＣＯ値が所定のタイマ時間継
続して所定の判定値以上となった時や、ＣＯ値の所定時
間内における積算値が所定の判定値以上となった時に燃
焼運転を停止するようにしたが、ＣＯ値が不完全燃焼に
対応する所定の判定値以上となった時に燃焼運転を停止
するような場合についても本発明を適用することが可能
であることはもちろんである。

【００４０】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、不完全燃焼の際の燃焼運転の停止後に未燃ガ
スセンサの出力の時間的低下率をガス変化検出手段によ
り検出し、その時間的低下率があらかじめ定めた所定値
以下であるとき燃焼機器の再起動を不能とし、前記時間
的低下率が前記所定値よりも大きいとき所定の操作によ
り前記燃焼機器の再起動を可能とするように構成したこ
とによって、排気通路の閉塞等による不完全燃焼が生じ
た場合には、そのような状態で燃焼運転が行われてしま
うような事態を確実に回避することができ、また、風等
により不完全燃焼が生じた場合には、支障なく燃焼運転
を再開することができ、従って、不完全燃焼の発生の状
況に応じた適切な運転動作を行うことができる燃焼機器
を提供することができる。

【００４１】燃焼運転の停止に際しては、未燃ガスセン
サの出力が所定時間継続して所定の判定値以上となった
ときに燃焼運転を停止し、あるいは、未燃ガスセンサの
出力を所定時間内で積算してなる出力積算値が所定の判
定値以上となったときに燃焼運転を停止せしめることに
より、風等により一時的な不完全燃焼が生じた場合の誤
停止を防止して燃焼運転を継続することができ、使用性
に優れた燃焼機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を適用した給湯器の説明的断
面図。

【図２】図１の要部のブロック構成図。

【図３】図１の給湯器の作動を説明するためのフローチ
ャート図。

【図４】図１の給湯器の作動を説明するためのフローチ
ャート図。

【図５】本発明の他の実施例の作動を説明するためのフ
ローチャート図。

【符号の説明】

２０…ＣＯセンサ（未燃ガスセンサ）、２２…燃焼制御
手段（運転制御手段）、２４…不完全燃焼判定手段、２
５…ガス変化検出手段。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼部に連通する排気通路に設けられた未
   燃ガスセンサと、該未燃ガスセンサの出力が所定の不完
   全燃焼判定基準を満たしたとき、燃焼運転停止指令を出
   力する不完全燃焼判定手段と、該不完全燃焼判定手段の
   燃焼運転停止指令に応じて燃焼運転を停止せしめる運転
   制御手段とを備えた燃焼機器において、前記運転制御手
   段による燃焼運転の停止後に前記未燃ガスセンサの出力
   の時間的低下率を検出するガス変化検出手段を備え、前
   記運転制御手段は、該ガス変化検出手段により検出され
   た前記未燃ガスセンサの出力の時間的低下率があらかじ
   め定めた所定値以下であるとき前記燃焼機器の再起動を
   不能とし、前記時間的低下率が前記所定値よりも大きい
   とき所定の操作により前記燃焼機器の再起動を可能とす
   るように構成されていることを特徴とする燃焼機器。
2. 【請求項２】前記不完全燃焼判定手段は、前記未燃ガス
   センサの出力が所定時間継続して所定の判定値以上とな
   ったとき、前記燃焼運転停止指令を出力することを特徴
   とする請求項１記載の燃焼機器。
3. 【請求項３】前記不完全燃焼判定手段は、前記未燃ガス
   センサの出力を所定時間内で積算してなる出力積算値が
   所定の判定値以上となったとき、前記燃焼運転停止指令
   を出力することを特徴とする請求項１記載の燃焼機器。