JPH07103468A - 燃焼機器の不完全燃焼検出装置 - Google Patents

燃焼機器の不完全燃焼検出装置

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JPH07103468A
JPH07103468A JP5245177A JP24517793A JPH07103468A JP H07103468 A JPH07103468 A JP H07103468A JP 5245177 A JP5245177 A JP 5245177A JP 24517793 A JP24517793 A JP 24517793A JP H07103468 A JPH07103468 A JP H07103468A
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burner
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/003Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2900/00Special features of, or arrangements for controlling combustion
    • F23N2900/05001Measuring CO content in flue gas

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 COセンサの耐用年数を長くして燃焼機器の
耐用年数に近づけることができるようにした不完全燃焼
検出装置を提供する。 【構成】 燃焼機器Aの排気側にCOセンサ20を設け
る。COセンサ20の出力により燃焼機器Aの不完全燃
焼を判定する不完全燃焼判定手段24を設ける。不完全
燃焼判定手段24の判定に基づいて燃焼機器Aの燃焼状
態を制御する燃焼制御手段22を設ける。燃焼機器Aの
運転開始後にCOセンサ20の通電を開始し、燃焼機器
Aの運転が終了するまでにCOセンサ20への通電を停
止するCOセンサ制御手段23を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼機器、特にガス給
湯器におけるCOセンサを利用した不完全燃焼検出装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置においてはガス給湯
器の燃焼室に接続される排気通路にCOセンサを設け、
COセンサの出力により不完全燃焼状態を検出してい
る。COセンサは燃焼機器の電源コードが電源に接続さ
れると同時にCOセンサにも電源が投入される。COセ
ンサはセンサ中にこれを加熱するヒータを備え、CO濃
度を検出するために所定温度に加熱される。
【0003】このため、COセンサは常時加熱されてい
るので、通常、耐用年数は3年程度であり、燃焼機器の
耐用年数よりその寿命が短い。従って、燃焼機器の使用
が可能なうちにCOセンサが使用できなくなる不都合が
ある。
【0004】また、金属酸化物半導体(SnO2)やジルコ
ニアを使用したCOセンサは、COだけでなくH2 にも
高い感度を示し、燃料が都市ガス等である場合には、そ
の生ガス中に含まれるCOやH2 に反応してCOセンサ
に大電流が流れ、COセンサの寿命を大幅に短くするお
それがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消するためになされたものであり、COセンサの耐
用年数を長くするようにした不完全燃焼検出装置を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、燃焼室内に設けられたバーナーと、該バ
ーナーに燃料を供給する燃料供給手段と、前記バーナー
に着火する着火手段と、前記燃焼室の下流側に設けられ
た排気通路とを備える燃焼機器に設けられ、前記排気通
路内に設けられたCOセンサと、該COセンサの出力に
より前記燃焼機器の不完全燃焼を判定する不完全燃焼判
定手段と、該不完全燃焼判定手段の判定に基づいて前記
燃焼機器の燃焼状態を制御する燃焼制御手段とを備える
不完全燃焼検出装置において、前記燃焼機器の運転開始
後にCOセンサの通電を開始し、前記燃焼機器の運転が
終了するときにCOセンサへの通電を停止するCOセン
サ制御手段を設けたことを特徴とする。
【0007】また、前記COセンサ制御手段は前記バー
ナの着火時から所定時間経過後に前記COセンサに通電
を開始することを特徴とする。
【0008】更に、前記所定時間はバーナーの燃焼量が
小であるほど長く設定されるようにする。又は、前記所
定時間は、前記バーナーへの着火が完了した時までの時
間とする。
【0009】また、前記COセンサ制御手段は、前記所
定時間より長い第2の所定時間内にCOセンサに通電さ
れない使用動作が所定回数以上繰り返されたときには、
COセンサに通電を開始することを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明によれば、前記COセンサ制御手段によ
りCOセンサへの通電開始及び終了時期を制御する。具
体的には、前記燃焼機器の運転中にのみCOセンサに通
電する。これにより、COセンサへの通電時間は従来に
比して短縮される。
【0011】また、燃焼機器の運転開始時においては、
COセンサへの通電開始をできるだけ遅くすることがC
Oセンサの寿命延長のためには好ましく、燃焼機器の運
転開始時から所定時間をおいてCOセンサに通電する。
【0012】この場合、燃焼機器の燃焼量が大きい程、
COセンサの検知開始は早くし、燃焼量が少ないときに
は遅く検知を開始してもよいので、所定時間を燃焼量に
応じて延長する。また、前記所定時間を点火完了後の時
間とすることにより、COセンサへの通電開始時を遅延
させると共に、燃料が都市ガス等である場合のように生
ガス中に含まれる多量のH2 によりCOセンサに異常電
流が流れるのを防止する。
【0013】更に、前記所定時間内の使用動作が所定回
数以上、第2の所定時間内に繰り返されたときには、即
座にCOセンサに通電する。これにより、所定時間内の
短時間の使用の繰り返しにより燃焼室のCO濃度が上昇
した場合も不完全燃焼状態を検出可能とする。
【0014】
【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で
あり、図2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。また、図3乃至図6は夫々他の実施例
の作動を説明するためのフローチャート図である。
【0015】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
を配し、燃焼ファン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。燃焼ハウジング1は、下方に燃焼用空気の導入口
(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。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。燃焼ファ
ン3はターボ型の羽根を備える。
【0016】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とこれらを
制御するコントローラ21とからなる。本発明の不完全
燃焼検出装置は、COセンサ20とコントローラ21と
から構成される。コントローラ21は、燃焼制御手段2
2、COセンサ制御手段23、不完全燃焼判定手段24
を備えるマイクロコンピュータである。
【0017】次に、燃焼制御装置4のコントローラ21
の基本的作動を説明する。
【0018】コントローラ21は給湯栓(図示せず。)
の開状態を、水量センサ13により検知して、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を開くように制御し、ガスバーナー2に燃
料ガスを供給させ、燃焼ファン3を駆動し、ガスバーナ
ー2を点火燃焼させる。更に、COセンサ制御手段23
によりCOセンサ20に通電を開始する。
【0019】また、コントローラ21は給湯栓が閉状態
になると、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1
6、比例電磁弁17を閉じるように制御し、燃焼ファン
3を駆動停止してガスバーナー2を消火する。
【0020】コントローラ21は、ガスバーナー2の燃
焼中にCOセンサ20が所定の基準によりCO濃度を検
出したときには、不完全燃焼判定手段24により燃焼制
御手段22を動作させ、元ガス電磁弁15、主電磁弁1
6、比例電磁弁17を閉じるように制御し、燃焼ファン
3を駆動停止してガスバーナー2は消火する。更に、C
Oセンサ制御手段23によりCOセンサ20への通電を
停止する。
【0021】COセンサ20は、給湯栓が開かれた後、
図2中a〜eの間のいずれかの時点でCOセンサ制御手
段23により通電が開始される。
【0022】また、COセンサ20は、給湯栓が閉じら
れた後、図2中f〜iの間のいずれかの時点でCOセン
サ制御手段23により通電が停止される。
【0023】本発明では、COセンサ20の通電開始を
できるだけ遅延させるために、バーナー2の点火時以後
に、所定の延長時間を設ける。その延長時間は一定時
間、例えば3分間であってもよいが、その燃焼量に応じ
て設定されるようにする。例えば、図3に示すように、
ガス量比例制御を行うまでCOセンサ20の通電を行わ
ず、更に、COセンサ制御手段23が、燃焼制御手段2
2による燃料ガス供給量を基に燃焼量(インプット)の
検出値の積算を行い、積算値が所定値以上になるまでC
Oセンサに通電しない延長時間を設ける。燃焼制御手段
22は燃焼量に応じて比例電磁弁17の電流が変化する
ので、このとき流れた電流によって燃焼量(インプッ
ト)を検出する。これに代えて燃焼量に対応する燃焼フ
ァン3の回転数により燃焼量を検出してもよい。
【0024】従って、COセンサ制御手段23は、比例
電磁弁17の電流値により燃焼量(インプット)の積算
を行う。このときの積算値は経時的に増加する。そし
て、COセンサ制御手段23は、積算値が所定値以上に
なったときCOセンサ20に通電し、COセンサ20か
らの出力によって不完全燃焼判定手段24による不完全
燃焼の判定が行われる。
【0025】このときのCOセンサ制御手段23の作動
を更に詳しく説明すれば次の通りである。COセンサ制
御手段23は燃焼量(インプット)が不完全燃焼の判定
が必要となる量以上になるまではCOセンサ20に通電
しない。即ち、燃焼量が小であるときCOが発生しても
極めて微量であるため、不完全燃焼の判定は不要であ
る。しかし、燃焼量が小であっても長時間燃焼が継続さ
れることによりCOが蓄積されて濃度を増せば不完全燃
焼の判定が必要となる。また、燃焼量が大であるときに
は、短時間の燃焼であっても不完全燃焼の判定が必要と
なる。このように、不完全燃焼の判定が必要となる時期
は、燃焼量の大小によって左右されるので、不完全燃焼
の判定が不要である状態のときにはCOセンサ20に通
電せず、不完全燃焼の判定が必要となった状態のときに
COセンサ20に通電すれば、結果的にCOセンサ20
への通電時間を短縮することができ、COセンサ20の
寿命を延ばすことができる。
【0026】また、本発明では、前記の延長時間をバー
ナー2の点火時以後の着火完了時までとしてもよい。例
えば、図4に示すように、フレームロッド19によって
ガスバーナー2上の炎検知を行い、炎が検知された場合
には、燃焼制御手段22が、フレームロッド19の出力
により、燃焼制御手段の3秒タイマーをスタートさせ、
イグナイタ18をOFFし、比例電磁弁17によるガス
量比例制御を行う。そして3秒タイマーのタイムアップ
信号が燃焼制御手段22からCOセンサ制御手段23に
送られたとき、COセンサ制御手段23がCOセンサ2
0への通電を開始する。これは、バーナー群8に万遍な
く炎が形成されるまでは、燃焼ハウジング1内に生ガス
が残留することが考えられるため、ガスバーナー2への
着火開始後3秒経過した時点でCOセンサ20をONす
ることにより、生ガス中に多量のH2 が含まれている場
合におけるCOセンサの異常電流の発生を防止する。こ
れにより、COセンサ20が金属酸化物半導体(SnO2
やジルコニアを使用したものであっても生ガス残留時に
COセンサを保護することができると共に、COセンサ
への通電時間が結果的に短縮されるので、COセンサの
寿命を延ばすことができる。
【0027】更に、本発明では、COセンサ20の通電
開始をできるだけ遅延させるために、バーナー2の点火
時以後に、その燃焼量に応じて延長時間を設けるように
したが、このために、この延長時間内で、何度も点火動
作を行うと、不完全燃焼状態である場合には、CO濃度
が次第に上昇するので、このような場合には、延長時間
をおくことなくCOセンサ20を通電するようにする。
例えば、図5及び図6に示すように、給湯栓が開かれて
水量センサ13がこれを検出すると、その使用動作がC
Oセンサ制御手段23に設けられたカウント手段でカウ
ントされ、COセンサ制御手段23に設けられた1時間
のタイマ手段と3分のタイマ手段とがスタートする。次
いで燃焼ファン3が駆動され、イグナイタ18により点
火動作を開始し、ガス制御弁15,16,17が開かれ
てバーナ群8に着火され、炎が検知されて燃焼状態が比
例制御される。
【0028】図6に示すように、使用動作が所定回数以
下である時には、3分タイマ手段のタイマ時間が終了す
るまで給湯栓の開の状態が継続したとき、COセンサ2
0へ通電を開始し、前述したと同様にして不完全燃焼状
態の検出を行う。このときに、前記カウンタ手段のカウ
ント数をキャンセルする。しかし、3分タイマ手段のタ
イマ時間終了までに給湯栓が閉栓され、1時間タイマ手
段のタイマ時間が終了していない場合には、燃焼を停止
すると共にCOセンサ20への通電を行わない。この1
時間タイマ手段のタイマ時間中に所定回数以上の前記の
短時間の使用動作が行われた後には、3分タイマ手段の
3分のタイマ時間の経過の如何にかかわらずCOセンサ
20に通電を開始し、不完全燃焼状態を検出する。この
ようにすることにより、3分未満の使用動作が繰り返さ
れて燃焼室のCO濃度が上昇した場合にも、これを検出
できるようにする。但し、1時間タイマ手段のタイマ時
間内に前記の短時間の使用動作が所定回数以上に繰り返
されないときには、この短時間の使用動作では燃焼室の
CO濃度の上昇は僅かであるので、1時間タイマ手段の
タイマ時間の経過後、使用動作のカウントをキャンセル
して、再度、使用動作のカウントを開始すると共に、1
時間タイマ手段をリセットする。
【0029】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
は、前記COセンサ制御手段により燃焼機器の運転中に
のみCOセンサに通電するので、COセンサへの通電時
間は従来に比して短縮され、COセンサの寿命を延長す
ることができる。
【0030】また、前記COセンサ制御手段により、前
記バーナーへの着火開始後の所定時間COセンサへの通
電を遅延させることにより、更に、COセンサの寿命を
延長することができる。この延長時間を燃焼量が小であ
るほど長く設定されるようにすることにより、燃焼量に
応じてCOセンサへの通電開始を遅延させることができ
る。また、この延長時間をバーナーの着火完了時までと
することにより、バーナーへの着火が完了するまでに燃
焼室内に残留する生ガス中の多量のH2 によってCOセ
ンサに異常電流が流れるのを回避してCOセンサの寿命
を延長することができる。
【0031】更に、延長時間内に点火動作が繰り返され
て燃焼室内のCO濃度が上昇するような場合には、延長
時間をキャンセルしてCOセンサに通電するので、この
ような場合にも、確実に不完全燃焼状態を検出すること
ができる。
【0032】従って、本発明によれば、COセンサの耐
用年数を長くして燃焼機器の耐用年数に近づけることが
できるようにした不完全燃焼検出装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の本実施例を設けた給湯器の説明的断面
図。
【図2】本実施例の作動を説明するためのフローチャー
ト図。
【図3】他の実施例の作動を説明するためのフローチャ
ート図。
【図4】他の実施例の作動を説明するためのフローチャ
ート図。
【図5】他の実施例の作動を説明するためのフローチャ
ート図。
【図6】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】
A…給湯器(燃焼機器)、1…燃焼ハウジング(燃焼
室)、2…ガスバーナー(バーナー)、17…比例電磁
弁(燃料供給手段)、18…イグナイタ(着火手段)、
20…COセンサ、22…燃焼制御手段、23…COセ
ンサ制御手段、24…不完全燃焼判定手段。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼室内に設けられたバーナーと、該バー
    ナーに燃料を供給する燃料供給手段と、前記バーナーに
    着火する着火手段と、前記燃焼室の下流側に設けられた
    排気通路とを備える燃焼機器に設けられ、 前記排気通路内に設けられたCOセンサと、該COセン
    サの出力により前記燃焼機器の不完全燃焼を判定する不
    完全燃焼判定手段と、該不完全燃焼判定手段の判定に基
    づいて前記燃焼機器の燃焼状態を制御する燃焼制御手段
    とを備える不完全燃焼検出装置において、 前記燃焼機器の運転開始後にCOセンサの通電を開始
    し、前記燃焼機器の運転が終了するときにCOセンサへ
    の通電を停止するCOセンサ制御手段を設けたことを特
    徴とする燃焼機器の不完全燃焼検出装置。
  2. 【請求項2】前記COセンサ制御手段は前記バーナの着
    火時から所定時間経過後に前記COセンサに通電を開始
    することを特徴とする請求項1記載の燃焼機器の不完全
    燃焼検出装置。
  3. 【請求項3】前記所定時間はバーナーの燃焼量が小であ
    るほど長く設定されることを特徴とする請求項2記載の
    燃焼機器の不完全燃焼検出装置。
  4. 【請求項4】前記所定時間は、前記バーナーへの着火が
    完了した時までの時間であることを特徴とする請求項2
    記載の燃焼機器の不完全燃焼検出装置。
  5. 【請求項5】前記COセンサ制御手段は、前記所定時間
    より長い第2の所定時間内にCOセンサに通電されない
    使用動作が所定回数以上繰り返されたときには、COセ
    ンサに通電を開始することを特徴とする請求項2記載の
    燃焼機器の不完全燃焼検出装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62729A (ja) * 1985-06-26 1987-01-06 Rinnai Corp 燃焼器の安全装置
JPS6380447U (ja) * 1986-11-13 1988-05-27
JPH0526439A (ja) * 1991-07-19 1993-02-02 Paloma Ind Ltd 燃焼機器の不完全燃焼防止装置

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