JPH0590148U - 可燃ガス検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】警報を発生するための０点基準値を適宜設定す
ることができ、可燃ガス濃度を高精度に監視することの
できる可燃ガス検知装置を提供するものである。 【構成】バーナ５が燃焼状態にない時のＣＯセンサ１の
出力を、警報を発生するための０点基準値として記憶す
る手段と、この記憶したセンサ出力を基準として、バー
ナが燃焼状態にある時のセンサ出力を監視し、このセン
サ出力が可燃ガスの所定濃度に対する予め定められた出
力以上となった時に所定の警報動作を行う判断手段とを
備えたものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は可燃ガス検知装置に係り、特に排気中の一酸化炭素濃度を測定して異 常状態を検知し、所定の安全装置を作動させるようにした可燃ガス検知装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、屋内設置型給湯器（ＦＥ型）等のガス燃焼装置が知られており、斯 かるガス燃焼装置においては、所謂接触燃焼式の検知素子を用いて排気中の一酸 化炭素等の可燃ガス濃度を測定し、所定の安全装置を作動させる可燃ガス検知装 置が設けられている。

【０００３】 例えば、ＡＣ１００Ｖ電源を使用する上記ＦＥ型給湯器には、その本体の排気 口部分に接触燃焼式の検知素子を有するＣＯセンサが配設されており、このＣＯ センサで排気中に含まれる一酸化炭素濃度を測定して異常状態を検知し、これに より、バーナへ通ずるガス供給管を電磁弁で遮断するようになっている。

【０００４】 即ち、図９に示したように、上記ＣＯセンサ１は、排気と接触可能な排気口部 分に配された検知素子２が図示しない温度補償用比較素子、固定抵抗及び可動抵 抗とブリッジ回路を構成するようになっており、上記検知素子２が排気に触れる ことで排気中の一酸化炭素濃度に応じて発熱し、その抵抗値が変化することでブ リッジ回路の平衡状態が崩れ、所定の電圧がセンサ出力Ｖｓとして出力されるよ うになっている。そして、このセンサ出力Ｖｓが予め定められた設定値Ｖｒを超 えたら、排気中の一酸化炭素濃度が危険状態になったと判断して、警報信号が出 力されてガス供給源が遮断され、室内に一酸化炭素が充満して中毒事故が起こる のを防ぐようになっている。

【０００５】 斯かる可燃ガス検知装置においては、上記したように予め定められた固定的な 警報レベルＶｒとセンサ出力Ｖｓとを比較するものなので、その前提として、セ ンサ出力Ｖｓが警報レベルＶｒを超えたかどうかの判断の基準となる一酸化炭素 を検知していない状態での０点基準値の設定を確実に行う必要があり、従来は、 予め工場出荷段階等で、上記ＣＯセンサ１の可動抵抗を調整することにより、上 記ブリッジ回路が平衡状態となるように調整して、上記０点基準値の設定を行っ ていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記従来の可燃ガス検知装置においては、上記給湯器の使用中に生ず る振動等により、上記ＣＯセンサ１の可動抵抗が工場での調整位置からずれてし まうことがあり、斯かる場合には、センサ出力Ｖｓが警報レベルＶｒを超えたか どうかの判断の基準となる一酸化炭素を検知していない状態での０点基準値が狂 ってしまい、これにより、重大な誤差を含んだセンサ出力Ｖｓと予め定められた 警報レベルＶｒとが比較されるようになり、実際の一酸化炭素濃度は警報レベル Ｖｒにあるのに検知装置側では警報レベルＶｒに達していないと判断して、所定 の安全装置が全く作動しないという危険な状態になるおそれがあった。

【０００７】 また、上記ＣＯセンサ１の接触式の検知素子２においては、経年変化等により 、一酸化炭素を検知していない状態での抵抗値が変化してしまうことがあり、斯 かる場合にも、上記した０点基準値が狂ってしまい、同様の不都合が生ずるおそ れがあった。

【０００８】 本考案は上記した点に鑑みてなされたもので、警報を発生するための０点基準 値を適宜設定することができ、可燃ガス濃度を高精度に監視することのできる安 全性、信頼性が極めて高い可燃ガス検知装置を提供することを目的とするもので ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案に係る可燃ガス検知装置は、バーナを有するガ ス燃焼装置から排出される排気中に含まれる可燃ガスを、接触燃焼式の検知素子 で検知するようにした可燃ガス検知装置において、上記バーナが燃焼状態にない 時のセンサ出力を、警報を発生するための０点基準値として記憶する記憶手段と 、この記憶したセンサ出力を基準として上記バーナが燃焼状態にある時のセンサ 出力を監視し、このセンサ出力が可燃ガスの所定濃度に対する予め定められた出 力以上となった時に所定の警報動作を行う判断手段とを備えてなることその特徴 とするものである。

【００１０】

【作用】

本考案によれば、図１の原理図に示したように、バーナが燃焼状態にない時の センサ出力を、警報を発生するための０点基準値として記憶手段に記憶し、この 記憶したセンサ出力を基準としてバーナが燃焼状態にある時のセンサ出力を判断 手段で監視し、上記センサ出力が可燃ガスの所定濃度に対する予め定められた出 力以上となった時に所定の警報動作を行うものである。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。 図２は本考案に係る可燃ガス検知装置を有するガス燃焼装置の一実施例を示し たもので、給湯器本体３の下端部には、バーナ５に必要な空気を供給するファン ４が設けられており、このファン４からの空気と、図示しないガス供給管からの ガスとが本体３内のバーナ５に送られて、ガスが燃焼するようになっている。そ して、このバーナ５の上方に配設された熱交換器６において、図示しない給水管 から送られる水が所定温度の湯に沸き上げられようになっている。また、上記本 体３の上端部には、排気口７が設けられており、上記バーナ５からの一酸化炭素 等の可燃ガスを含んだ燃焼ガスが排気されるようになっている。さらに、上記本 体３の上端部であって上記燃焼ガスが通過する位置には、従来と同様の構成をし たＣＯセンサ１の接触燃焼式の検知素子２が配設されている。

【００１２】 また、図３に示したように、上記ＣＯセンサ１には、ＣＯセンサ駆動回路１１ が接続されており、この駆動回路１１がマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）からな る給湯器制御回路１２に接続されている。さらに、上記給湯器制御回路１２には 、給水管に設けられたフローセンサ１３が接続されると共に、警報解除用のリセ ットスイッチ１４が接続されており、また、警報ブザー１５、ファン駆動回路１ ６、バーナ制御回路１７及びガス供給管に設けられた電磁弁１８が接続されてい る。なお、図中符号１９はＡＣ１００Ｖ電源供給ライン、２０は電源供給ライン 、２１は信号ラインである。

【００１３】 このような可燃ガス検知装置においては、図４に示したように、ＡＣ１００Ｖ 電源にコンセントを差し込んで給湯器本体３の電源をＯＮ状態にすると、上記給 湯器制御回路１２のＣＰＵが起動してＣＯセンサ駆動回路１１に電源を供給し（ ステップＳ１）、所定時間設定したタイマを開始させる（ステップＳ２）。そし て、タイマが所定時間計時した時、ＣＯセンサ１のブリッジ回路が安定したと判 断して（ステップＳ３）、その時のセンサ出力Ｖｓを読み込み（ステップＳ４） 、給湯器制御回路１２中のメモリ１２ａの例えばＲＡＭにこれを記憶することに より、警報を発生するための０点基準値Ｖ₀ が設定されるようになっている（ス テップＳ５）。これにより、バーナ５が燃焼状態になく、一酸化炭素が発生して いない状態で０点基準値の設定が行われるようになっている。

【００１４】 この状態で、フローセンサ１３からの信号により、使用者が給湯器本体３の図 示しない水栓を開けて水が流れたかどうかを判断し（ステップＳ６）、水が流れ ていると判断した時には、バーナ５を着火させる（ステップＳ７）と共にファン ４を回転させる（ステップＳ８）。これにより、ファン４からの空気と、ガス供 給管からのガスとがバーナ５で燃焼するようになり、このバーナ５の上方に配設 された熱交換器６において、給水管から送られる水が所定温度の湯に沸き上げら れようになっている。

【００１５】 その後、フローセンサ１３からの信号により、使用者が給湯器本体３の水栓を 閉めたと判断した（ステップＳ９）時には、バーナ５を消火させる（ステップＳ １０）と共にファン４を停止させる（ステップＳ１１）。また、フローセンサ１ ３からの信号により、使用者が水栓を閉めていないと判断した（ステップＳ９） 時には、ＣＯセンサ１からのセンサ出力Ｖｓにより一酸化炭素濃度を監視して、 所定濃度以上の異常状態時に警報を発すると共に、ガス供給管に設けられた電磁 弁１８を遮断してバーナ５を消火するようになっている（ステップＳ１２）。

【００１６】 即ち、上記ステップＳ１２においては、詳細には図５に示したように、ＣＯセ ンサ１からのセンサ出力Ｖｓを読み込み（ステップＳ１２ａ）、この読み込んだ センサ出力Ｖｓと上記０点基準値Ｖ₀ との差Ｖｓ−Ｖ₀ を取り（ステップＳ１２ ｂ）、その差Ｖｓ−Ｖ₀ を、予め定められ、例えば給湯器制御回路１２中のメモ リ１２ａのＲＡＭに格納されている警報レベルＶｒと比較して、その大小を判断 するようになっている（ステップＳ１２ｃ）。そして、上記差Ｖｓ−Ｖ₀ の方が 大きい時には、警報ブザー１５を作動させる（ステップＳ１２ｄ）と共に、ガス 供給管に設けた電磁弁１８を遮断してバーナ５を消火するようになっている（ス テップＳ１２ｅ）。

【００１７】 その後、警報解除用のリセットスイッチ１４が操作されたと判断した（ステッ プＳ１２ｆ）時には、警報ブザー１５の作動を停止して（ステップＳ１２ｇ）、 所定温度まで沸き上げられていない水が流れ続けるようになり、リセットスイッ チ１４が操作されていないと判断した（ステップＳ１２ｆ）時には、警報ブザー １５が作動し続けるようになっている。また、上記差Ｖｓ−Ｖ₀ の方が警報レベ ルＶｒより小さいと判断した（ステップＳ１２ｃ）時には、バーナ５の燃焼が維 持されるようになっている。

【００１８】 本実施例においては、バーナ５が燃焼すると、その燃焼ガスが給湯器本体３に 配設されたＣＯセンサ１の検知素子２と触れるようになり、これにより、排気中 の一酸化炭素濃度が監視されるようになっている。

【００１９】 従って、本実施例においては、給湯器本体３の使用中に生ずる振動等により、 ＣＯセンサ１の可動抵抗が工場での調整位置からずれてその０点基準値が狂って しまい、誤差を含んだセンサ出力Ｖｓしか出力されない場合でも、警報を発生す るための０点基準値Ｖ₀ が、給湯器本体３の電源をＯＮ状態にした時に設定され るようになっているので、上記した０点基準値の狂いを含んだ状態で新たな０点 基準値Ｖ₀ が設定されるようになっている。そして、センサ出力Ｖｓと新たな０ 点基準値Ｖ₀ との差Ｖｓ−Ｖ₀ を、予め定められた一酸化炭素の危険濃度に対応 した警報レベルＶｒと比較するようになっているので、一酸化炭素濃度を高精度 に監視することができ、ガス燃焼装置の安全性及び信頼性を格段に向上させるこ とができる。

【００２０】 また、経年変化等により、一酸化炭素を検知していない状態でのＣＯセンサ１ の接触式検知素子２の抵抗値が変化してしまい、その後は、斯かる検知素子２の 抵抗値が一酸化炭素濃度に応じて確実に変化するような場合でも、上記給湯器本 体３のコンセントを定期的に抜き差しして、その電源を定期的にＯＮ状態とする ことで、上記した一酸化炭素を検知していない状態での検知素子２の経年変化を 含んだ状態で新たな０点基準値Ｖ₀ が設定されるようになり、上記した検知素子 ２の経年変化に影響を受けることなく、一酸化炭素濃度を高精度に監視すること ができる。

【００２１】 図６乃至図８は、それぞれ本考案に係る可燃ガス検知装置の他の実施例を示し たもので、上記した新たな０点基準値Ｖ₀ の設定を、上記した給湯器本体３への 電源投入時以外の時に行うようにしたものである。

【００２２】 即ち、図６に示した場合は、給湯器本体３の電源をＯＮ状態にすると、給湯器 制御回路１２のＣＰＵが起動してＣＯセンサ駆動回路１１に電源を供給し（ステ ップＳ１）、所定時間（Ｔ分）設定したタイマを開始させる（ステップＳ２）。 そして、タイマが所定時間計時したと判断したら（ステップＳ３）、図４のステ ップＳ６からステップＳ１２と同様のバーナ５の着火から消火に到る一連の処理 が行われるようになっている（ステップＳ４）。

【００２３】 そして、上記した着火、消火処理において、バーナ５が燃焼状態にない（消火 状態にある）と判断したら（ステップＳ４）、再度タイマが開始し（ステップＳ ５）、バーナ５の消火を確認した後（ステップＳ６）、タイマが所定時間計時し てセンサ出力Ｖｓが安定したと判断したら（ステップＳ７）、その時の（バーナ ５が消火状態にある）センサ出力Ｖｓを読み込み（ステップＳ８）、これを給湯 器制御回路１２中のメモリ１２ａに記憶することにより、警報を発生するための ０点基準値Ｖ₀ が設定されるようになっている（ステップＳ９）。また、上記タ イマ開始（ステップＳ５）後に、バーナ５が着火していると判断したら（ステッ プＳ６）、上記着火消火処理（ステップＳ４）において再度水を止めたかが判断 され、その後の消火処理がなされるようになっている。

【００２４】 また、上記０点基準値Ｖ₀ の設定後であって、スッテップＳ３におけるタイマ 時間Ｔ分が経過する前に、フローセンサ１３からの信号により水が流れたと判断 した時には（ステップＳ１０）、上記着火消火処理（スッテップＳ４）の着火以 降の処理がなされるようになっている。

【００２５】 従って、本実施例においては、所定時間Ｔ分毎に、バーナ５が燃焼状態にない 時のセンサ出力Ｖｓが新たな０点基準値Ｖ₀ として設定され、斯かる値Ｖ₀ を基 準に上記したようにバーナ５が燃焼状態にある時の一酸化炭素濃度に応じたセン サ出力Ｖｓが監視されるようになっているので、上記した振動、経年変化等の影 響を受けることなく一酸化炭素濃度を高精度に監視することができる。

【００２６】 また、図７に示した場合は、給湯器本体３の電源をＯＮ状態にすると、給湯器 制御回路１２のＣＰＵが起動してＣＯセンサ駆動回路１１に電源を供給し（ステ ップＳ１）、その後、図４のステップＳ６からステップＳ１０及びステップＳ１ ２と同様のバーナ５の着火から消火に到る一連の処理が行われるようになってい る（ステップＳ２）。

【００２７】 そして、本実施例の場合は、バーナ５が消火したら、給湯器本体３の冷却等の ためにポストファン動作が行われるようになっており、ポストファンのためのタ イマが開始し（ステップＳ３）、バーナ５の消火を再度確認した後（ステップＳ ４）、タイマが所定時間計時してポストファン時間が経過すると共に、センサ出 力Ｖｓが安定したと判断したら（ステップＳ５）、その時の（バーナ５が消火状 態にある）センサ出力Ｖｓを読み込み（ステップＳ６）、これを給湯器制御回路 １２中のメモリ１２ａに記憶することにより、警報を発生するための０点基準値 Ｖ₀ が設定され（ステップＳ７）、その後ファン４が停止するようになっている （ステップＳ８）。また、上記タイマ開始（ステップＳ３）後に、バーナ５が着 火していると判断したら（ステップＳ４）、上記着火消火処理（ステップＳ２） において再度水を止めたかが判断され、その後の消火処理がなされるようになっ ている。

【００２８】 従って、本実施例においても、バーナ５消火後のポストファン動作中に、新た な０点基準値Ｖ₀ が設定され、斯かる値Ｖ₀ を基準にセンサ出力Ｖｓが監視され るようになっているので、上記した振動、経年変化等の影響を受けることなく一 酸化炭素濃度を高精度に監視することができる。

【００２９】 なお、本実施例の場合、給湯器設置後の最初の使用にあたっては、上記した０ 点基準値Ｖ₀ の設定動作が行われないが、工場出荷段階で予め所定の０点基準値 が設定されているので問題はない。

【００３０】 さらに、図８に示した場合は、図７で説明したポストファン動作の終了後に上 記した０点基準値Ｖ₀ の設定動作が行われるようになっている。

【００３１】 即ち、給湯器本体３の電源をＯＮ状態にすると、給湯器制御回路１２のＣＰＵ が起動してＣＯセンサ駆動回路１１に電源を供給し（ステップＳ１）、その後、 図４のステップＳ６からステップＳ１０及びステップＳ１２と同様のバーナ５の 着火から消火に到る一連の処理が行われるようになっている（ステップＳ２）。 その後、ポストファンのためのタイマが開始し（ステップＳ３）、タイマが所定 時間計時してポストファン時間が経過したと判断したら（ステップＳ４）、ファ ン４が停止するようになっている（ステップＳ５）。

【００３２】 またその後、再度タイマが開始し（ステップＳ６）、バーナ５の消火を再度確 認した後（ステップＳ７）、タイマが所定時間計時してセンサ出力Ｖｓが安定し たと判断したら（ステップＳ８）、その時の（バーナ５が消火状態にある）セン サ出力Ｖｓを読み込み（ステップＳ９）、これを給湯器制御回路１２中のメモリ １２ａに記憶することにより、警報を発生するための０点基準値Ｖ₀ が設定され るようになっている（ステップＳ１０）。また、上記タイマ開始（ステップＳ６ ）後に、バーナ５が着火していると判断したら（ステップＳ７）、上記着火消火 処理（ステップＳ２）において再度水を止めたかが判断され、その後の消火処理 がなされるようになっている。

【００３３】 従って、本実施例においても、バーナ５消火後のポストファン動作終了後に、 新たな０点基準値Ｖ₀ が設定され、斯かる値Ｖ₀ を基準にセンサ出力Ｖｓが監視 されるようになっているので、上記した振動、経年変化等の影響を受けることな く一酸化炭素濃度を高精度に監視することができる。

【００３４】 なお、上記実施例では、上記ＣＯセンサ１を従来と同様の、接触燃焼式検知素 子２、温度補償用比較素子、固定抵抗及び可動抵抗からなるブリッジ回路で構成 したが、上記可動抵抗を固定抵抗に代えて、接触燃焼式検知素子２、温度補償用 比較素子及び２つの固定抵抗からなるブリッジ回路で構成してもよく、このよう にすれば、給湯器使用中の振動等に起因する可動抵抗の工場での調整位置からの ずれを防ぐことができ、より好ましいものとすることができる。

【００３５】 また、上記実施例では、センサ出力Ｖｓと新たな０点基準値Ｖ₀ との差Ｖｓ− Ｖ₀ を、予め定められた一酸化炭素の危険濃度に対応した警報レベルＶｒと比較 するようにしているが、斯かる差Ｖｓ−Ｖ₀ を取らずに、新たな０点基準値Ｖ₀ の設定に応じて、工場段階等で予め定められた絶対警報レベルとしての設定値Ｖ ｒを可変とするようにしても、同様の作用効果を得ることができる。

【００３６】 さらに、上記実施例では、排気中の一酸化炭素濃度を検知するようにしている が、可燃ガスであれば如何なるものでも検知できる。

【００３７】

【考案の効果】

以上述べたように本考案に係る可燃ガス検知装置は、バーナが燃焼状態にない 時のセンサ出力を、警報を発生するための０点基準値として記憶する記憶手段と 、この記憶したセンサ出力を基準としてバーナが燃焼状態にある時のセンサ出力 を監視し、このセンサ出力が可燃ガスの所定濃度に対する予め定められた出力以 上となった時に所定の警報動作を行う判断手段とを備えてなるので、警報を発生 するための０点基準値を適宜設定することができ、これにより、ガス燃焼装置使 用時の振動や検知素子の経年変化等に起因するセンサ出力の性能低下を防いで、 可燃ガス濃度を高精度に監視することができ、安全性及び信頼性を極めて高める ことができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る可燃ガス検知装置の原理図であ
る。

【図２】本考案に係る可燃ガス検知装置を有するガス燃
焼装置の概略構成図である。

【図３】上記ガス燃焼装置に設けられた可燃ガス検知装
置を示すブロック図である。

【図４】上記可燃ガス検知装置の一実施例の動作を説明
するフローチャートである。

【図５】図４中の警報処理を説明するフローチャートで
ある。

【図６】上記可燃ガス検知装置の他の実施例の動作を説
明するフローチャートである。

【図７】上記可燃ガス検知装置の更に他の実施例の動作
を説明するフローチャートである。

【図８】上記可燃ガス検知装置の更に他の実施例の動作
を説明するフローチャートである。

【図９】ＣＯセンサの概略構成図である。

【符号の説明】

１ ＣＯセンサ ２ 検知素子 ３ 給湯器本体 ４ ファン ５ バーナ １２ 給湯器制御回路（ＣＰＵ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 近藤 正登 神奈川県大和市深見台３−４ (72)考案者 田部井 敏明 埼玉県浦和市元町２−25−24

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナを有するガス燃焼装置から排出さ
   れる排気中に含まれる可燃ガスを、接触燃焼式の検知素
   子で検知するようにした可燃ガス検知装置において、 上記バーナが燃焼状態にない時のセンサ出力を、警報を
   発生するための０点基準値として記憶する記憶手段と、
   この記憶したセンサ出力を基準として上記バーナが燃焼
   状態にある時のセンサ出力を監視し、このセンサ出力が
   可燃ガスの所定濃度に対する予め定められた出力以上と
   なった時に所定の警報動作を行う判断手段とを備えてな
   ることを特徴とする可燃ガス検知装置。
2. 【請求項２】上記ガス燃焼装置の電源投入に応じて、０
   点基準値としてのセンサ出力が上記記憶手段に格納され
   るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の可燃ガ
   ス検知装置。
3. 【請求項３】上記バーナの消火に応じて、０点基準値と
   してのセンサ出力が上記記憶手段に格納されるようにし
   たことを特徴とする請求項１に記載の可燃ガス検知装
   置。