(57)【要約】【課題】ＣＯ濃度が的確に検知出来るガスセンサを備えた燃焼装置を提供する。【解決手段】燃焼バーナ２の燃焼により発生した燃焼ガスと、熱交換器５で熱交換し、熱交換後の排ガスを排気経路８を介して排出するもので、前記排気経路８にはガスセンサ９が備えられ、このガスセンサ９は排気経路８途中に形成された検知箱１０内に収納され、前記検知箱１０は縦方向の中央を仕切り板１１で仕切られて上室の分離室１２と下室の検知室１３の２室で構成され、分離室１２の側壁中央には排ガスの流入口１４を開口し、更にこの分離室１２の天板と仕切り板１１の中央には、前記流入口１４より小さく且つ両方が同じ大きさの排気口１５と連通口１６とが形成され、更に検知室１３には前記ガスセンサ９が位置し、この検知室１３の底板にはガス抜き用小孔１７を設けたことにより、ＣＯ濃度の検知が的確に行われるものである。【選択図】図２
2010175135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼バーナの燃焼により発生した燃焼ガスを、熱交換器で熱交換し、熱交換後の排ガスを排気経路を介して排出するものに於いて、前記排気経路にはガスセンサが備えられ、このガスセンサは排気経路途中に形成された検知箱内に収納され、前記検知箱は縦方向の中央を仕切り板で仕切られて上室の分離室と下室の検知室の２室で構成され、分離室の側壁中央には排ガスの流入口を開口し、更にこの分離室の天板と仕切り板の中央には、前記流入口より小さく且つ両方が同じ大きさの排気口と連通口とが形成され、更に検知室には前記ガスセンサが位置し、この検知室の底板にはガス抜き用小孔を設けた事を特徴とする燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＣＯ等のガスセンサを備え不完全燃焼を検知して燃焼を停止する燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種のものでは、排気経路に攪拌ボックスを備え、この攪拌ボックスの側面にはＣＯセンサを内蔵したセンサボックスを設け、更にこのセンサボックスには、攪拌ボックスのほぼ中心部から排ガスを導入する導入管と流入口と、側面には排ガスを排出する流出口とが形成され、流速を抑えながらセンサボックス内でＣＯ濃度を効率的に精度良く検知するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでこの従来のものでは、一般的にはＣＯセンサはＣＯの検知を主目的として使用されるが、Ｈ２（水素）も同時に検知する。これはＣＯのみに反応するようにすると感度不足となる為、不完全燃焼時にＣＯと同時に発生するＨ２も検知することで感度不足を補うことが出来る。ガス・石油燃焼機器が不完全燃焼を起こした場合、排ガス中のＣＯとＨ２の比率がほぼ一定であると見なすことでＣＯとＨ２が混ざった排ガスでもＣＯ単独の濃度を推測することが出来る。しかし、実際には排ガス中のＣＯとＨ２の比率は安定して一定ではなく、火力や不完全燃焼の発生原因の違いなどによってＣＯとＨ２の比率が変化する為、誤検知が発生しＣＯ濃度が上昇していないのに停止したり、逆にＣＯ濃度が上昇しているのに停止しないなどの危険な不具合が発生するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は上記課題を解決する為に、特にその構成を、燃焼バーナの燃焼により発生した燃焼ガスを、熱交換器で熱交換し、熱交換後の排ガスを排気経路を介して排出するものに於いて、前記排気経路にはガスセンサが備えられ、このガスセンサは排気経路途中に形成された検知箱内に収納され、前記検知箱は縦方向の中央を仕切り板で仕切られて上室の分離室と下室の検知室の２室で構成され、分離室の側壁中央には排ガスの流入口を開口し、更にこの分離室の天板と仕切り板の中央には、前記流入口より小さく且つ両方が同じ大きさの排気口と連通口とが形成され、更に検知室には前記ガスセンサが位置し、この検知室の底板にはガス抜き用小孔を設けたものである。
【発明の効果】
【０００６】
以上のようにこの発明によれば、排ガス中のＣＯとＨ２をその比重の相違から容易に分離させて、ＣＯのみの濃度を誤検知することなく確実に検知出来、不完全燃焼を的確に察知して安全動作させるので、不完全燃焼が継続される危険性がなく、長期に渡って安心して使用出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】この発明の一実施形態を示す燃焼装置の要部構成図。
【図２】同検知箱の説明図。
【図３】同要部電気回路のブロック図。
【図４】同要部のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次にこの発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は燃焼装置としての給湯機本体で、上端にガンタイプ式の燃焼バーナ２と燃焼ファン３を下向きに取り付けた燃焼室４が備えられており、更にこの燃焼室４内及び外周には燃焼バーナ２の排ガスの熱を流水と熱交換する熱交換器５が備えられている。
【０００９】
６は燃焼室４の底部を一端に連通し燃焼音を消音するサイレンサで、他端には上部に放出口７を有する排気経路８が連通し、燃焼室４からの排ガスをサイレンサ６で、Ｕターンさせて排気経路８を介して放出口７から燃焼ファン３の送風力で排出するものである。
【００１０】
９は前記排気経路８に備えられ排ガス中のＣＯ濃度を検知して不完全燃焼を防止する接触燃焼式のガスセンサで、このガスセンサ９は排気経路８途中に形成された検知箱１０内に収納されている。
【００１１】
前記検知箱１０は、縦方向の中央を仕切り板１１で仕切り、上下に同じ大きさの２室を造り、上室を分離室１２とし下室を検知室１３としているもので、分離室１２の排気経路８側の側壁中央には排ガスの流入口１４を１つ穴で開口し、更に分離室１２の天板と仕切り板１１の中央部には、前記流入口１４より小さく且つ両方が同じ大きさの排気口１５と連通口１６とが１つ穴で形成され、又検知室１３内には前記ガスセンサ９が一側壁を形成する排気経路８の壁面に取り付けられており、その底板にはガス抜き用小孔１７が形成されている。
【００１２】
次に図３に示す電気回路のブロック図で説明すれば、給湯機本体１のマイコンからなる給湯制御回路１８内に異常判定部１９と計時用のタイマ２０を設け、この異常判定部１９にガスセンサ９を接続することで、通電時は常時異常判定部１９からガスセンサ９に電圧が加えられると、ガスセンサ９は出力を異常判定部１９に返すので、該異常判定部１９ではこの出力を取り込み、予め設定記憶されている基準値と比較しこの基準値を越えている場合、タイマ２０がカウントを開始して、１０秒以上継続したことを条件として異常燃焼と判断し、異常判定部１９から燃焼制御部２１に信号が出力され、燃焼バーナ２の燃焼が停止されるものである。
【００１３】
次にこの一実施形態の作動について図４に示すフローチャートに従って説明すれば、今蛇口が開かれて流水が発生し燃焼制御部２１が通電されると、燃焼バーナ２が燃焼を開始する（ステップ２２）。
そしてこの燃焼室４での燃焼により熱交換器５が加熱されて、この熱交換器５内を流通する流水が温水となって適宜給湯されるものである。
【００１４】
一方ガスセンサ９ではＣＯ濃度の検知が開始されるが、一般に排ガスの成分は、主にＮ２（分子量２８）、ＣＯ２（分子量４４）、Ｏ２（分子量３２）、これらの体積比で９０％以上を占め、ＣＯやＨ２はごく微量であり、正常燃焼中であれば０．０１％未満であり、ＣＯの分子量は２８で排ガス中の大半の成分であるＮ２とほぼ同重量であるので、ＣＯは排ガス中にほぼ均一に分散している。しかし、Ｈ２の分子量は２であり、他のガス成分と比較してはるかに軽いため上昇しやすく、流れのない空間に存在すればＨ２は空間上方に集まることになる。この習性を利用して分離室１２でＣＯとＨ２を分離し、Ｈ２の影響を最小限にすることが出来る。
【００１５】
そこでステップ２３でＣＯ濃度の検知が開始され、検知箱１０の流入口１４からは排ガスが分離室１２に流入するが、この分離室１２は流入口１４より排気口１５が小さいため、静圧で分離室１２に流入した排ガスは一方的な流れにはならず、分離室１２内で拡散しながら排気口１５と流入口１４にも逆流し排気経路８戻って行く、又排ガスは連通口１６を通り検知室１３にも拡散してガスセンサ９と反応する。この時、分離室１２内で拡散された排ガス中のＨ２は他の排ガス成分に比べて軽量なため、多くは排気口１５より出て行き、検知室１３に流入するＨ２は常に少量で安定し、排ガス中のＣＯとＨ２の比率が大きく変動した場合でもガスセンサ９と反応するＨ２の量を減衰させることが出来、Ｈ２濃度変動の影響を受けにくく、ＣＯ濃度に依存した不完全燃焼防止装置を構築出来るものである。
【００１６】
又分離室１２に流入した排ガス中の比較的重いガス成分のＮ２（分子量２８）、ＣＯ２（分子量４４）、Ｏ２（分子量３２）は、そのまま連通口１６を介して検知室１３内にその重みで落下するが、検知室１３の底板のガス抜き用小孔１７から排気経路８に抜けるので、検知室１３内は重いガス成分によるよどみがなく、常にクリーンで良好な状態を維持することが出来るものである。
【００１７】
次にステップ２４に進んでガスセンサ９で検知のＣＯ濃度値Ｘが基準値Ａここでは１０００ｐｐｍ以上かを判断し、ＮＯでは異常がないのでステップ２５に進み燃焼停止状態かを判断し、ＹＥＳではステップ２６で燃焼終了状態をそのまま維持させるもので、ＮＯでは燃焼継続状態なのでステップ２３に戻り再びＣＯ濃度を検知するものであり、又ステップ２４でＣＯ濃度値Ｘが１０００ｐｐｍ以上でＹＥＳの場合は、ステップ２７に進みタイマ２０がカウントを開始し、異常検知時間がここでは１０秒のＴ以上継続するかを判断し、ＮＯではステップ２３に戻り、ＹＥＳでは危険状態なのでステップ２８に進んで機器ロックアウトで燃焼を停止すると共に、この不完全燃焼状態での異常状態を報知するものである。
【００１８】
従って、ガス成分の比重差を利用し、排ガス中のＣＯ濃度を的確に検知して、不完全燃焼による危険を確実に防止することが出来、又この強制的な燃焼停止状態を不完全燃焼の原因が究明され修理が完了するまでロックするようにすれば安全性が更に向上するものである。
【符号の説明】
【００１９】
２  燃焼バーナ
５  熱交換器
８  排気経路
９  ガスセンサ
１０  検知箱
１１  仕切り板
１２  分離室
１３  検知室
１４  流入口
１５  排気口
１６  連通口
１７  ガス抜き用小孔
【図１】
2010175135.tif 000003
【図２】
2010175135.tif 000004
【図３】
2010175135.tif 000005
【図４】
2010175135.tif 000006