(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機器の排気ガス中のＣＯ濃度をセンサにより検出するＣＯ濃度検出部と、燃焼機器の燃焼運転中に前記センサからのＣＯ検出信号を採用しない空白時間を計測する空白時間計測部と、この空白時間の間センサが検知できない低レベルの推定ＣＯ濃度の排気ガス雰囲気中に晒されたときに血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を推定算出するＣＯ濃度推定演算部と、燃焼運転中にセンサにより検出されるＣＯ濃度検出データにより検出ＣＯ濃度のＣＯガス雰囲気中に晒されたときに血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を算出し、その算出血中ヘモグロビンＣＯ濃度を前記ＣＯ濃度推定演算部によって求められる血中ヘモグロビンＣＯ推定濃度に積算するＣＯ濃度トータル演算部と、このＣＯ濃度トータル演算部によって求められる血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度が予め与えられた警報基準値を越えたときに警報信号を出力する警報出力部とを有する燃焼機器のＣＯ安全装置。
【請求項２】
燃焼機器の排気ガス中のＣＯ濃度をセンサにより検出するＣＯ濃度検出部と、燃焼機器の燃焼運転中に前記センサからのＣＯ検出信号を採用しない空白時間を計測する空白時間計測部と、この空白時間の間センサが検知できない低レベルの推定ＣＯ濃度の排気ガス雰囲気中に晒されたときに血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を推定算出するＣＯ濃度推定演算部と、燃焼運転中にセンサにより検出されるＣＯ濃度検出データにより検出ＣＯ濃度のＣＯガス雰囲気中に晒されたときに血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を算出し、その算出血中ヘモグロビンＣＯ濃度を前記ＣＯ濃度推定演算部によって求められる血中ヘモグロビンＣＯ推定濃度に積算するＣＯ濃度トータル演算部と、燃焼運転中にセンサからＣＯ検出信号が出力されないときに燃焼運転開始時からの燃焼運転時間が前記推定ＣＯ濃度の排気ガス雰囲気中に晒されたときに血中ヘモグロビンＣＯ濃度が危険濃度に達する危険時間以内の予め設定した燃焼限界時間に達したときに燃焼運転を停止する燃焼運転停止部とを有する燃焼機器のＣＯ安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、屋内設置型給湯器等の燃焼機器の一酸化炭素ガスに対する安全を図る燃焼機器のＣＯ安全装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５には燃焼機器として一般的に知られている給湯器の模式構造が示され、また、図６にはこの給湯器１を建物の室内に設置した使用態様が示されている。
【０００３】
この種の給湯器１の運転は、制御装置６によって制御されており、制御装置６は水栓９が開けられて給水管22に設けられている流量センサ21により給水水流が検知されたときに、ファン２の回転によってフィルタ３を介して室内の空気をバーナ４に送り込み、ガス弁20を開いてバーナ４に供給される燃焼ガスを燃焼して熱交換器５を加熱し、この熱交換器５を通る水を湯にし、熱交換器５の出側に接続される給湯管23を介して台所等の所望の場所に給湯を行うものである。
【０００４】
この給湯器１を屋内に設置するときには、給湯器１の排気出口筒部８に煙突10の根元を嵌合装着し、煙突10の先端側は建物の外に出し、室内の空気を取り入れて燃焼した排気ガスを建物の外に排出するようにしている。
【０００５】
この種の給湯器１を燃焼運転させるときに、煙突10の排気口に強風が吹き込む等すると不完全燃焼を起こし一酸化炭素ガス（以下ＣＯガスという）が発生する。排気ガスが煙突10を通って完全に外に排出される状態では、室内におけるＣＯガスの影響は生じないのであるが、煙突10の継ぎ目に隙間が生じたり、外れたりすると、その部分から室内にＣＯガスが逆流し、ＣＯガス中毒を起こすという危険がある。
【０００６】
このため、従来においては、図５に示すように、給湯器１の排気側にＣＯセンサ11を設置し、排気ガス中のＣＯガスの濃度が危険濃度に達したときに警報を出したり、燃焼運転を停止する等の安全対策が講じられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、排気ガス中に人が晒されたときに、そのＣＯガスの濃度が危険濃度以下であっても、血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度は徐々に増加し、血中ヘモグロビンＣＯ濃度が危険濃度に達してＣＯガス中毒にかかる虞がある。血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度は図４に示されるように、排気ガス中のＣＯ濃度によって血中ヘモグロビンＣＯ濃度の危険濃度（例えば、血中ヘモグロビンＣＯ濃度25％）に達する時間が異なり、排気ガス中のＣＯが低濃度、例えば、1000ppm であっても時間が経てば血中ヘモグロビンＣＯ濃度の危険濃度に達するので、図５のＣＯセンサ11による排気ガス中のＣＯ濃度の検出値による判断だけでは血中ヘモグロビンＣＯ濃度を全く考慮していないので、ＣＯガス中毒に対する安全性に大いに問題があった。
【０００８】
そこで出願人らは、図８に示されるように、例えば、排気ガス中のＣＯ濃度の初期検出時ｔ0 から、排気ガス中のＣＯを各サンプリング時間毎に検出し、その各検出されたＣＯ濃度の雰囲気中に人が晒されたときに、血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を時間ｔ毎に積算し、例えば、Ｄ1 ＋Ｄ2 ＋Ｄ3 ・・・・・Ｄn の如く積算して時間ｔn 時に血中ヘモグロビントータル濃度が予め与えられた血中ヘモグロビンＣＯ濃度の危険基準値としての斜線で示される面積Ｄの値に達したときに、その値を危険基準濃度と判断し、燃焼停止等の安全手段を講ずるよう提案している。
【０００９】
ところが、前記ＣＯセンサ11は図７に示されるように検出されるＣＯガス濃度が所定濃度（通常1000ppm ）に達しないとセンサ出力が安定せず、1000ppm 未満のＣＯ濃度の場合にはセンサ出力が不安定で使用できずＣＯ濃度を特定できなかった。このため、このＣＯ検出信号を使用できない（採用しない）ＣＯ濃度のときは、ＣＯ濃度が検出されない空白時間となる。そのため、給湯器等の燃焼運転を開始してから排気ガス中にＣＯガスが発生し、図８に示すようにＣＯ濃度が1000ppm に達するまでの空白時間ＴEMの間に血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度は検出することができなかった。
【００１０】
また、図９の（ａ）に示すように、燃焼運転中に、一時的にＣＯガス濃度が1000ppm を越えてＣＯガス濃度が検出される場合においても、その検出区間の前後の期間においては、ＣＯセンサ11により検出されない1000ppm 未満の低濃度のＣＯガスが発生している場合があり、この場合も、空白時間に発生するＣＯガスが考慮されないという問題が生じ、さらにまた、図10の（ａ）に示すように、燃焼運転中に、ＣＯセンサ11からＣＯ検出信号が一度も出力されない場合であっても、ＣＯセンサ11に検出されない低濃度のＣＯガスが発生している場合もあり、この低濃度のＣＯガスによって血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度も全く考慮されることがないこととなる。このように、提案例では前記空白時間の間に血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を全く考慮しないため、実際に血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度は危険基準濃度よりも空白時間中に血中に取り込まれた血中ヘモグロビンＣＯ濃度分だけ多くなり、危険基準濃度をオーバーすることになる。したがって、この方式では安全性の上でまだ不十分であり、その改良の余地があった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は燃焼運転中のＣＯ濃度が検出されない空白時間に、血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を考慮することにより、より実際の血中ヘモグロビンＣＯ濃度に近づけて危険濃度を判断し、燃焼機器から排出される排気ガス中のＣＯガス中毒による安全動作の信頼性を高めることができる燃焼機器のＣＯ安全装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、次のように構成されている。すなわち、第１の発明の燃焼機器のＣＯ安全装置は、燃焼機器の排気ガス中のＣＯ濃度をセンサにより検出するＣＯ濃度検出部と、燃焼機器の燃焼運転中に前記センサからのＣＯ検出信号を使用できない空白時間を計測する空白時間計測部と、この空白時間の間センサが検知できない低レベルの推定ＣＯ濃度の排気ガス雰囲気中に晒されたときに血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を推定算出するＣＯ濃度推定演算部と、燃焼運転中にセンサにより検出されるＣＯ濃度検出データにより検出ＣＯ濃度のＣＯガス雰囲気中に晒されたときに血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を算出し、その算出血中ヘモグロビンＣＯ濃度を前記ＣＯ濃度推定演算部によって求められる血中ヘモグロビンＣＯ推定濃度に積算するＣＯ濃度トータル演算部と、このＣＯ濃度トータル演算部によって求められる血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度が予め与えられた警報基準値を越えたときに警報信号を出力する警報出力部とを有することを特徴として構成されている。
【００１３】
また、第２の発明の燃焼機器のＣＯ安全装置は、燃焼機器の排気ガス中のＣＯ濃度をセンサにより検出するＣＯ濃度検出部と、燃焼機器の燃焼運転中に前記センサからのＣＯ検出信号が使用できない空白時間を計測する空白時間計測部と、この空白時間の間センサが検知できない低レベルの推定ＣＯ濃度の排気ガス雰囲気中に晒されたときに血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を推定算出するＣＯ濃度推定演算部と、燃焼運転中にセンサにより検出されるＣＯ濃度検出データにより検出ＣＯ濃度のＣＯガス雰囲気中に晒されたときに血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を算出し、その算出血中ヘモグロビンＣＯ濃度を前記ＣＯ濃度推定演算部によって求められる血中ヘモグロビンＣＯ推定濃度に積算するＣＯ濃度トータル演算部と、燃焼運転中にセンサからＣＯ検出信号が出力されないときに燃焼運転開始時からの燃焼運転時間が前記推定ＣＯ濃度の排気ガス雰囲気中に晒されたときに血中ヘモグロビンＣＯ濃度が危険濃度に達する危険時間以内の予め設定した燃焼限界時間に達したときに燃焼運転を停止する燃焼運転停止部とを有することを特徴として構成されている。
【００１４】
【作用】
上記構成の本発明において、例えば、燃焼運転が開始されると、センサからのＣＯ検出信号が使用できない空白時間が空白時間計測部により計測される。そして、ＣＯ濃度推定演算部により、前記空白時間の間、センサが検知できない低レベルの推定ＣＯ濃度のＣＯガスが発生しているものと想定し、この推定ＣＯ濃度の排気ガス雰囲気中に晒されたときに血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を推定算出する。その一方で、センサからＣＯ検出信号が出力されたときには、そのＣＯ検出濃度のＣＯガス雰囲気中に晒されたときに血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度が算出され、ＣＯ濃度トータル演算部により、この実測血中ヘモグロビンＣＯ濃度と前記血中ヘモグロビンＣＯ推定濃度とが積算（足算）され、この血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度が予め与えられた警報基準値を越えたときに警報出力部により警報信号が出力される。この警報信号を利用してＣＯガス漏れの警報や燃焼停止を行うことで、ＣＯガス中毒に対する安全が図られる。
【００１５】
また、燃焼運転中にセンサからのＣＯ検出信号が使用できない状況が続く場合であっても、燃焼運転開始時からの燃焼運転時間（空白時間）が計測され、推定ＣＯ濃度の排気ガス雰囲気中に晒されたときに血中ヘモグロビンＣＯ濃度が危険濃度に達する以前の燃焼限界時間に達したときに、燃焼運転停止部により燃焼運転が強制的に停止されることで、ＣＯガスに対する安全が図られる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の名称部分には同一符号を付し、その詳細な重複説明は省略する。本実施例は従来例と同様に給湯器や湯沸器等の室内設置型の燃焼機器におけるＣＯガス中毒に対する安全を行うもので、給湯器１の排気ガス中のＣＯガス濃度を検出するＣＯセンサ11が給湯器１の排気経路の所望位置に設けられている。
【００１７】
図１は本実施例の燃焼機器のＣＯ安全装置のブロック構成例を示したもので、本実施例のＣＯ安全装置は、ＣＯ濃度検出部12と、空白時間計測部13と、ＣＯ濃度推定演算部16と、ＣＯ濃度トータル演算部17と、警報出力部14と、燃焼運転停止部15とを有して構成されている。
【００１８】
ＣＯ濃度検出部12は、給湯器１の燃焼運転時に、単位検出時間ｔ毎にＣＯ濃度を検出する。例えば、単位検出時間ｔを10秒としたとき、１秒毎にＣＯセンサ11からのＣＯ検出値をサンプリングし、そのサンプリング値を平均した値をその単位検出時間ｔのＣＯ濃度検出値として空白時間計測部13とＣＯ濃度推定演算部16とＣＯ濃度トータル演算部17および警報出力部14に加える。
【００１９】
空白時間計測部13は、タイマ18を利用して、燃焼運転開始以降、燃焼運転中にＣＯ濃度検出部12からＣＯ濃度検出信号が加えられない空白時間（図８ではＴEM、図９ではＴEM1 ＋ＴEM2 、図10ではＴEM）を計測する。空白時間計測部13はその計測時間をＣＯ濃度推定演算部16に加える。
【００２０】
ＣＯ濃度推定演算部１６は、前記空白時間の値と、ＣＯセンサ１１から出力されるＣＯ検出濃度のデータに基づいて、空白時間の間低レベル推定ＣＯ濃度の排気ガス雰囲気中に人が晒されたと仮定したときに血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を後述のように演算して推定演算値ＥＲ０を算出し、ＣＯ濃度トータル演算部１７にその算出値を送る。
【００２１】
ＣＯ濃度トータル演算部１７は前記ＣＯ濃度推定演算部１６で空白時間の間の人の血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度の推定演算値に、時間ｔ毎に実測によって検出される排気ガス中の各検出ＣＯ濃度の雰囲気中に人が晒されたときに血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を算出し、推定演算値ＥＲ０に実測の血中ヘモグロビンＣＯ濃度を順次積算して血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度ＴＲを算出する。すなわち、各濃度のＣＯガス雰囲気中に人が晒されたときに人の血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度が警報基準値に達する時間をＴとすると、この警報基準値に達する時間Ｔは図４のシュミレーションカーブに示されるように排気ガス中のＣＯ濃度によって異なり、例えば、血中ヘモグロビンＣＯ濃度の警報基準値を２５％とすると、排気ガス中のＣＯ濃度が３０００ｐｐｍのときには時間ＴＡで到達し、２０００ｐｐｍのときは時間ＴＢで、１０００ｐｐｍのときは時間ＴＣで到達する。
【００２２】
これら血中ヘモグロビンＣＯ濃度の警報基準値到達時間ＴA ，ＴB ，ＴC と排気ガス中のＣＯ濃度との関係から、図３に示されるように排気ガス中の各ＣＯ濃度に対する血中ヘモグロビンＣＯ濃度の警報基準値に達する各時間Ｔとの関係が得られる。これにより、血中ヘモグロビンＣＯ濃度の警報濃度に到達する時間Ｔは、例えば、図３のＥカーブで表される。ここに、グラフの縦軸は排気ガス中のＣＯ濃度をppm 単位で表したものである。
【００２３】
上記のように、血中ヘモグロビンＣＯ濃度が警報基準濃度に達する各ＣＯガス濃度の雰囲気中に人が晒されている時間をｔとして、ｔとＴの比ｔ／ＴをＥＲとすると、例えば、排気ガスのＣＯガス雰囲気濃度が3000ppm のときには、この雰囲気中に単位検出時間ｔの間晒されているときの血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度の危険濃度に対する割合は、ＥＲ＝ｔ／ＴA となり、1000ppm のときは、ＥＲ＝ｔ／ＴC となる。すなわち、ＥＲは単位検出時間ｔ中に血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を危険濃度に対する割合の値で表している。この血中ヘモグロビンＣＯ濃度ＥＲを単位検出時間ｔ毎のＣＯガスの濃度検出値に基づいてＥＲを積算することにより、各ＣＯ濃度の雰囲気中に晒されたときのトータル血中ヘモグロビンＣＯ濃度が危険基準濃度に対する割合の値で求められる。
【００２４】
また、前記ＣＯ濃度推定演算部16は次のようにして空白時間中に血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度ＥＲ0 を推定演算する。本実施例では、燃焼運転中にＣＯセンサ11からＣＯ検出信号が出力されていないときにも、ＣＯセンサ11で検出されない低レベルのＣＯ濃度のＣＯガスが発生しているものと推定し、このＣＯガスの発生ＣＯ濃度をＣＯセンサ11の最低検出可能レベル以下の一定濃度、この実施例ではＣＯセンサ11の最低検出レベルＡ（この実施例では1000ppm ）のＣＯガスが発生しているものと推定し、この推定濃度ＡのＣＯガスの雰囲気中に晒されていたと仮定したとき、血中ヘモグロビンＣＯ濃度が危険基準濃度に達するまでの時間をＴ0 とし、例えば図８の場合には、空白時間中の血中ヘモグロビンＣＯ濃度はＥＲ0 ＝ＴEM／Ｔ0 として求められる。
【００２５】
同様に、図９に示す空白時間中に血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度はＥＲ0 ＝（ＴEM1 ＋ＴEM2 ）／Ｔ0 によって求められ、同様に図10に示す空白時間中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度は燃焼開始時からの経過時間ＴEMをＴ0 で割ったＥＲ0 ＝ＴEM／Ｔ0 として求められる。これにより、トータル血中ヘモグロビンＣＯ濃度ＴＲは、ＴＲ＝ＥＲ0 ＋ΣＥＲn で表され、ＴＲ＝１となったときに血中ヘモグロビンＣＯ濃度は危険基準濃度である25％になることを意味する。つまり、図８、図９の（ｂ）、図10の（ｂ）の斜線で示された部分の面積が１になったときに血中ヘモグロビンＣＯ濃度が危険基準濃度の25％に達する。
【００２６】
警報出力部１４は前記ＣＯ濃度トータル演算部１７によって求められる血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度ＴＲが予め与えられた警報基準値を（例えば血中ヘモグロビンＣＯ濃度２５％）を越えたときに第１のシグナルＡの警報信号を警報手段１９に加えると同時にその信号を燃焼運転停止部１５に加える。また、警報出力部１４には空白時間中に発生すると想定されるＣＯガスの推定ＣＯ濃度Ａ（この実施例では１０００ppm）のＣＯガスの雰囲気中に晒されたときに、血中ヘモグロビンＣＯ濃度が危険濃度の２５％になる時間Ｔ０又は安全を見込んだＴ０よりも短い時間が燃焼限界時間ＴＥＮＤの値として与えられており、警報出力部１４はＣＯ濃度検出部１２から燃焼運転開始時以降に一度もＣＯセンサ１１からＣＯ検出信号が得られないこと、つまり、ＣＯ濃度検出部１２からＣＯ濃度検出信号が出力されないことを確認したときに、前記燃焼停止時間ＴＥＮＤと前記空白時間計測部１３で計測された空白時間とを比較し、空白計測時間が前記燃焼停止時間ＴＥＮＤに達したときに第１のシグナルＡの警報信号を警報手段１９と燃焼運転停止部１５へ加える。
【００２７】
燃焼運転停止部15は前記警報信号を受けてガス弁20を閉じて燃焼運転を停止する。警報手段19は、その警報信号を受けて、例えば、ランプ等の点滅表示を行ったり、ブザー等の音声を発したりし、危険を報知する。また、警報出力部14は血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度が危険濃度よりも低い、例えば、15％の血中ヘモグロビンＣＯ濃度に達したときには、予備警報基準値としての第２のシグナルＢの警報信号を出力し、警報手段19および燃焼停止部15は第２のシグナルＢに基づいてそれぞれの動作を行う。
【００２８】
本実施例は上記のように構成されており、次に図２のフローチャートに基づいて、本実施例のＣＯ安全装置の安全動作を説明する。まず、ステップ100 で給湯器の燃焼運転のスイッチがオンされたかどうかを判断し、オンのときにはステップ101 で前回の燃焼運転時に算出された血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度ＴＲが警報基準値（血中ヘモグロビンＣＯ濃度が25％となる警報危険濃度）1.0 よりも小さいか否かを判断し、警報基準値1.0 よりも小さいときにはステップ102 で流量センサ21が流量を検知したか否かを判断し、検知されたら、燃焼運転が開始されたものとしてステップ103 でタイマ18のカウントを開始する。ステップ104 ではＣＯセンサ11が排気ガス中のＣＯを安定的に検出したか否かを判断し、ＣＯ濃度の検出信号が出力されたら、ステップ105 でタイマカウント開始からＣＯ初期検出時までの空白時間ＴEMを計測する。ステップ106 では、空白時間の間の血中ヘモグロビンＣＯ濃度の推定演算値ＥＲ0 を、例えば、ＥＲ0 ＝ＴEM／Ｔ0 として演算する。
【００２９】
次いで、ステップ107 で、前記推定演算濃度ＥＲ0 に空白時間以降の血中ヘモグロビンＣＯ濃度ＥＲを時間ｔ毎に積算して血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度ＴＲを、ＴＲ＝ＥＲ0 ＋ΣＥＲn によって求める。
【００３０】
次いで、ステップ108 で、血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度ＴＲが危険濃度よりも低い予備警報設定値Ｂと比較判断し、設定値Ｂよりも小さい場合には次のステップ110 の動作を行う。このステップ110 では排気ガス中のＣＯ濃度がＣＯセンサ11に検出されないような低濃度のＣＯガス雰囲気中に人が晒されたときにも安全なものとして設定される所定の燃焼限界時間（例えば60分）と、燃焼運転開始時からの燃焼運転時間とを比較し、給湯器の燃焼時間に基づいて安全か否かの判断を行うものである。
【００３１】
つまり、ステップ110 では給湯開始からの燃焼運転時間が燃焼限界時間内か否かを判断し、燃焼限界時間内の場合には危険濃度に達するまでに余裕があるので燃焼運転を続行する。この燃焼運転続行中にステップ111 で水栓９が閉じられて、流量センサ21からオフ信号が出力されたら、ステップ112 で燃焼運転を停止する。次いで、ステップ113 で運転停止時間のカウントを開始する。一方、前記ステップ110 で、燃焼時間が燃焼限界時間に達したときには血中ヘモグロビンＣＯ濃度が危険濃度に達するものと想定されるので、ステップ112 で燃焼運転を停止する。
【００３２】
給湯器１の燃焼が停止されると、その燃焼停止期間中は室内のＣＯガスが僅かな隙間を通って外に漏れることとなり、室内のＣＯガス濃度は減少する。室内のＣＯガス濃度が減少すると血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度ＴＲはＣＯガスの減少量に対応して減衰する。そこで本実施例では、血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度ＴＲの減衰定数を求め、その減衰定数から血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度ＴＲの減衰補正をステップ113 で行う。ここで、減衰定数をＱとすると、減衰定数Ｑは、Ｑ＝ｅ-KtLで表され、Ｋは燃焼停止中１時間当たりの想定換気回数で、経験等により、例えば、気密性の高いマンションの場合0.2 の値で与えられる。また、ｔＬは燃焼停止時から再び燃焼運転を開始するまでの時間である。このように、燃焼停止したときに血中ヘモグロビントータル濃度ＴＲを減衰補正し、次の燃焼運転に備える。
【００３３】
また、ステップ108 で血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度ＴＲが予備警報設定値Ｂ以上と判断したら、ステップ109 でファン２を強制回転して燃焼性をアップする方向に持って行く。ステップ115 でＴＲが危険基準値1.0 よりも小さいか否かを再び判断し、小さい場合、すなわち、1.0 ＞ＴＲ＞Ｂの場合にはステップ116 で燃焼運転を停止し、ステップ117 で予備警報値に対応するシグナルＢを出力する。ステップ118 で停止時間をカウントし、所定時間経過したら、ステップ113 と同様にＴＲを減衰補正し、ステップ119 でリセット操作を行ってファン２の回転を通常回転の標準モードに戻し、シーケンスプログラムをリセットして次の燃焼運転に備える。
【００３４】
ところで、ステップ101 で前回燃焼運転時に算出された血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度ＴＲが警報基準濃度1.0 以上と判断したときには、ステップ120 で燃焼運転を直ちに停止し、ステップ121 でシグナルＡの警報信号を送り、例えば、ランプ等の点滅による表示を行う。ステップ122 では燃焼停止時間が、例えば、４時間を経過したか否かを判断し、経過していないと判断した場合には燃焼運転は行わない。４時間を経過したら室内のＣＯガスが隙間から外に漏れて室内のＣＯガスが完全に零になると想定し、ステップ123 で、血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度ＴＲの値を零にリセットし、かつ、シーケンスプログラムをリセットして次の燃焼運転に備える。
【００３５】
本実施例によれば、燃焼運転中ＣＯセンサ11によってＣＯ濃度が検出されない空白時間中に血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を推定し、この推定演算値ＥＲ0 に血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度ＥＲの実測値を積算する構成とし、この血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度ＴＲに基づいて、給湯器のＣＯ安全動作の制御を行うようにしたので、ＣＯ濃度に対する危険判断を的確、かつ、高精度に行うことができ、ＣＯガス中毒に対する安全性を格段に高めることができる。
【００３６】
また、本実施例では燃焼運転中に、ＣＯセンサ11からのＣＯ検出信号が使用できない空白時間においても、この空白時間内に、ＣＯセンサ11が検出できない低レベルのＣＯ濃度のＣＯガスが発生しているものと想定してそのＣＯ濃度を推定し、この推定ＣＯ濃度のＣＯガス雰囲気中に晒されたときに、危険濃度に達する時間内の安全な燃焼限界時間を設定し、燃焼時間がこの燃焼限界時間に達したときに燃焼運転を停止するようにしたので、ＣＯガスに対する安全は万全なものとなる。
【００３７】
なお、本発明は、上記実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施例では、ＣＯ濃度を検出するセンサとしてＣＯセンサ11を用いたが、Ｏ2 センサ等を用いて間接的にＣＯ濃度を測定してもよい。
【００３８】
また、上記実施例ではＣＯセンサを給湯器１の排気経路中に設けたが、これを給湯器等の燃焼機器が設置される室内に設けることもできる。
【００３９】
さらに、上記実施例では、血中ヘモグロビンＣＯ濃度の警報基準値を25％として設定したが、この警報基準値は安全面から、例えば、15％等その他異なる濃度の値に任意に設定することができる。また、ＥＲの求め方は演算を用いたりマトリックスを用いたり、いろいろな方法が考えられる。
【００４０】
さらにまた、上記実施例では、燃焼機器をガス燃焼式の給湯器を例にして説明したが、本考案はガス燃焼式以外の、例えば、石油燃焼式等の給湯器にも適用できるものである。また、給湯器以外の風呂釜、暖房機等のガスや石油を用いた様々な燃焼機器のＣＯ安全装置として適用されるものである。
【００４１】
さらにまた、上記実施例では、ＣＯ濃度の単位検出時間ｔを10秒で行っているが、この時間は任意に設定できるものであり、また、上記実施例では、１秒毎にサンプリングされるＣＯセンサの検出値を平均化し、その平均値をＣＯ濃度としているが、必ずしも実施例の態様に限定されるものではない。
【００４２】
さらに、上記実施例では、空白時間中に発生するＣＯ濃度を、ＣＯセンサ11が検出可能な最低レベルの濃度Ａ（一般のＣＯセンサでは1000ppm ）として推定したが、この空白時間中に発生するＣＯ濃度の推定値は、必ずしもこれに限定されることはなく、センサ11の検出可能レベルよりも低い値で設定してもよく、また、本実施例では空白時間中、一定の濃度でＣＯガスが発生するものと推定したが、時間によって変化する様々なグラフパターンの時間関数濃度のＣＯガスが発生するものと推定してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、燃焼機器の燃焼運転中にＣＯ濃度が検出されない空白時間の間に血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を推定演算によって求め、この推定演算値に、センサによって実際に検出されるＣＯ検出濃度の雰囲気中で血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度を積算する構成とし、この積算した血中ヘモグロビントータルＣＯ濃度に基づいて、燃焼機器のＣＯ安全動作の制御を行うようにしたので、ＣＯ濃度に対する危険判断を的確、かつ、高精度の下で行うことができ、ＣＯガス中毒に対する安全性を格段に高めることができる。
【００４４】
また、本発明では、燃焼運転開始後、センサによりＣＯ濃度が一度も検出されない場合であっても、このＣＯ濃度が検出されない空白時間中に、センサによって検出できない低レベルのＣＯガスが発生しているものと想定し、この発生ＣＯガスの濃度を推定し、この推定ＣＯ濃度の雰囲気中に人が晒されたときに血中ヘモグロビンＣＯ濃度が危険濃度に達する時間の範囲内において燃焼限界時間を設定し、燃焼時間がこの燃焼限界時間に達したときに燃焼運転を停止するようにしたものであるから、センサによって検出されない低レベルのＣＯガスが発生している場合にもＣＯガスに対する安全が効果的に行われることとなり、ＣＯガスに対する安全対策は万全なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる燃焼機器のＣＯ安全装置の一実施例を示すブロック説明図である。
【図２】同実施例の安全動作を示すフローチャートである。
【図３】ＣＯ濃度と血中ヘモグロビンＣＯ濃度が危険濃度に達するまでの時間との関係を示す説明図である。
【図４】所定濃度のＣＯガスに晒されたときに血中ヘモグロビンＣＯ濃度が危険基準濃度になる時間Ｔを求めるシュミレーショングラフである。
【図５】燃焼機器としての一般的な給湯器の模式構成図である。
【図６】燃焼機器の屋内設置状態の説明図である。
【図７】ＣＯセンサのセンサ出力の立ち上がり状態を示す説明図である。
【図８】血中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度の積算例を示す説明図である。
【図９】燃焼運転の途中で一時的にセンサによりＣＯガスの発生濃度が検出される場合の空白時間の発生状態と、このときの血中ヘモグロビンＣＯ濃度の算出例の説明図である。
【図10】燃焼運転中に一度もセンサによりＣＯガスの発生濃度が検出されないときの空白時間と、この空白時間中に取り込まれる血中ヘモグロビンＣＯ濃度の算出例の説明図である。
【符号の説明】
６  制御装置
11  ＣＯセンサ
12  ＣＯ濃度検出部
13  空白時間計測部
14  警報出力部
16  ＣＯ濃度推定演算部
17  ＣＯ濃度トータル演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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