(57)【要約】【課題】燃焼機器からの排ガス中に含まれる一酸化炭素などの濃度を検出する排ガスセンサがパッキンを介して排ガス路に取り付けられている場合に、そのパッキン部から外部への排ガスの漏れを判定する。【解決手段】排ガス測定装置３が燃焼機器１からの排ガス路２に設けられたシステムに適用される。排ガス測定装置３は、排ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、酸素または窒素酸化物の濃度を検出する排ガスセンサ８がパッキン１０を介して取り付けられている。排ガスセンサ８は、排ガスの流速の変化により出力に影響を受けるセンサである。この特性を利用して、燃焼機器１の停止中における排ガスセンサ８の出力と、燃焼機器１のプレパージ中における排ガスセンサ８の出力とに基づき、パッキン１０の箇所から外部への排ガスの漏れを判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、酸素または窒素酸化物の濃度を検出する排ガスセンサの設置部にパッキンを有する排ガス測定装置を備え、この排ガス測定装置が燃焼機器からの排ガス路に設けられたシステムに適用され、前記パッキンの箇所から外部への排ガスの漏れを判定する方法であって、
前記排ガスセンサは、排ガスの流速の変化により出力に影響を受けるセンサであり、
前記燃焼機器の停止中における前記排ガスセンサの出力と、前記燃焼機器のプレパージ中における前記排ガスセンサの出力とに基づき、前記パッキンの箇所から外部への排ガスの漏れを判定する
ことを特徴とする排ガスセンサ設置部のパッキン漏れ判定方法。
【請求項２】
前記プレパージ中の前記排ガスセンサの出力として、前記プレパージの終盤における出力を用いる
ことを特徴とする請求項１に記載の排ガスセンサ設置部のパッキン漏れ判定方法。
【請求項３】
前記燃焼機器は、ボイラまたは給湯器であり、
前記排ガスセンサは、接触燃焼式のＣＯセンサである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排ガスセンサ設置部のパッキン漏れ判定方法。
【請求項４】
排ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、酸素または窒素酸化物の濃度を検出する排ガスセンサの設置部にパッキンを有する排ガス測定装置を備え、この排ガス測定装置が燃焼機器からの排ガス路に設けられたシステムに適用され、前記パッキンの箇所から外部への排ガスの漏れを判定するプログラムであって、
前記排ガスセンサは、排ガスの流速の変化により出力に影響を受けるセンサであり、
前記燃焼機器のプレパージ直前における前記排ガスセンサの出力を検出するステップと、
前記燃焼機器のプレパージ中における前記排ガスセンサの出力を検出するステップと、
前記各ステップで検出した前記排ガスセンサの出力の差に基づき、前記パッキンの箇所から外部への排ガスの漏れを判定するステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、燃焼機器からの排ガス中に含まれる一酸化炭素などの濃度を検出する排ガスセンサがパッキンを介して取り付けられている場合に、そのパッキン部から外部への排ガスの漏れを判定するための方法とプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に開示されるように、ボイラまたは給湯器などの燃焼機器には、排ガス中の一酸化炭素の濃度を検出するＣＯセンサなど、各種の排ガスセンサが設けられる。この種の排ガスセンサの中には、排ガスセンサ付近の排ガスの流速の変化により出力に影響を受けるものもある。
【０００３】
従って、パッキンを用いて排ガスセンサが設けられている状況で、パッキンの劣化などにより、パッキン部から排ガスが漏れる場合には、これを検知しなければ、正確な測定ができないことになる。つまり、パッキン部から排ガスが漏れる場合、パッキンが正常に機能している場合と比較して、排ガスの流れが変わるので、排ガスセンサにおける流速の違いにより、排ガスセンサの出力に誤差を生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、燃焼機器からの排ガス中に含まれる一酸化炭素などの濃度を検出する排ガスセンサの設置部にパッキンを有する場合に、そのパッキン部から外部への排ガスの漏れを判定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、排ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、酸素または窒素酸化物の濃度を検出する排ガスセンサの設置部にパッキンを有する排ガス測定装置を備え、この排ガス測定装置が燃焼機器からの排ガス路に設けられたシステムに適用され、前記パッキンの箇所から外部への排ガスの漏れを判定する方法であって、前記排ガスセンサは、排ガスの流速の変化により出力に影響を受けるセンサであり、前記燃焼機器の停止中における前記排ガスセンサの出力と、前記燃焼機器のプレパージ中における前記排ガスセンサの出力とに基づき、前記パッキンの箇所から外部への排ガスの漏れを判定することを特徴とする排ガスセンサ設置部のパッキン漏れ判定方法である。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、燃焼機器の停止中における排ガスセンサの出力と、燃焼機器のプレパージ中における排ガスセンサの出力とに基づき、パッキン部から外部への排ガスの漏れを判定することができる。つまり、停止中もプレパージ中も、燃料の燃焼はなされていない状態であるから、排ガスセンサは外気と同様の環境にさらされ、排ガスセンサの出力は同等のはずであるところ、出力に設定以上の差が生じれば、パッキン部からの漏れによる流速変化の影響と判定することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記プレパージ中の前記排ガスセンサの出力として、前記プレパージの終盤における出力を用いることを特徴とする請求項１に記載の排ガスセンサ設置部のパッキン漏れ判定方法である。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、燃焼機器内に溜まっていたガスを外部へ放出するプレパージの終盤における出力を、プレパージ中の排ガスセンサの出力として採用することで、燃焼機器内に溜まっていたガスの影響を防止して、パッキン部からの漏れ判定を正確に行うことができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記燃焼機器は、ボイラまたは給湯器であり、前記排ガスセンサは、接触燃焼式のＣＯセンサであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排ガスセンサ設置部のパッキン漏れ判定方法である。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、ボイラまたは給湯器における接触燃焼式のＣＯセンサについても、そのセンサ設置部のパッキンからの排ガスの漏れを監視しつつ、正確に一酸化炭素濃度を測定することができる。
【００１２】
さらに、請求項４に記載の発明は、排ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、酸素または窒素酸化物の濃度を検出する排ガスセンサの設置部にパッキンを有する排ガス測定装置を備え、この排ガス測定装置が燃焼機器からの排ガス路に設けられたシステムに適用され、前記パッキンの箇所から外部への排ガスの漏れを判定するプログラムであって、前記排ガスセンサは、排ガスの流速の変化により出力に影響を受けるセンサであり、前記燃焼機器のプレパージ直前における前記排ガスセンサの出力を検出するステップと、前記燃焼機器のプレパージ中における前記排ガスセンサの出力を検出するステップと、前記各ステップで検出した前記排ガスセンサの出力の差に基づき、前記パッキンの箇所から外部への排ガスの漏れを判定するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、燃焼機器の停止中における排ガスセンサの出力と、燃焼機器のプレパージ中における排ガスセンサの出力とに基づき、パッキン部から外部への排ガスの漏れを判定することができる。つまり、停止中もプレパージ中も、燃料の燃焼はなされていない状態であるから、排ガスセンサは外気と同様の環境にさらされ、排ガスセンサの出力は同等のはずであるところ、出力に設定以上の差が生じれば、パッキン部からの漏れによる流速変化の影響と判定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、燃焼機器からの排ガス中に含まれる一酸化炭素などの濃度を検出する排ガスセンサの設置部にパッキンを有する場合に、そのパッキン部から外部への排ガスの漏れを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のパッキン漏れ判定方法が適用されるシステムの一実施例を示す概略図である。
【図２】図１のシステムにおける排ガス測定装置の基端部を拡大して示す斜視断面図である。
【図３】排ガスセンサの出力と経過時間との関係の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のパッキン漏れ判定方法が適用されるシステムの一実施例を示す概略図である。
【００１７】
本実施例のパッキン漏れ判定方法は、燃焼機器１からの排ガス路（排気筒２）に排ガス測定装置３が設けられたシステムに適用される。燃焼機器１は、油やガスなどの燃料を燃焼させる機器であり、その種類を特に問わないが、典型的にはボイラ４または給湯器である。
【００１８】
図示例では、燃焼機器１はボイラ４とされ、このボイラ４は、缶体５、バーナ６および送風機７などを備える。バーナ６は、油またはガスなどの燃料と、送風機７からの燃焼用空気とが供給され、缶体５内で燃料の燃焼を図る。これにより、缶体５内の水は、加熱され蒸気化される。そして、その蒸気は、各種の蒸気使用設備へ送られる。缶体５内で燃焼後の排ガスは、排気筒２を介して外部へ排出される。なお、燃焼機器１が給湯器の場合、蒸気に代えて温水を得ようする点は異なるが、同様の構成といえる。
【００１９】
排ガス路は、典型的には排気筒２、つまり煙道または煙突から構成される。そして、排ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、酸素または窒素酸化物の濃度を検出するために、排気筒２には、排ガス測定装置３が取り付けられる。
【００２０】
排ガス測定装置３は、排ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、酸素または窒素酸化物の濃度を検出する排ガスセンサ８を備える。本発明のパッキン漏れ判定方法が有効に機能するのは、排ガスセンサ８が、たとえば接触燃焼式のＣＯセンサのように、排ガスセンサ８への排ガスの流速の変化により出力に影響を受けてしまうセンサである。
【００２１】
排ガスセンサ８は、排気筒２の周側壁やこれに設けられる測定口などに直接に設けてもよいが、本実施例では、排気筒２の周側壁に抽出パイプ９を介して設けられる。いずれにしても、排ガスセンサ８の設置部から外部へ排ガスが漏れ出ないように、排ガスセンサ８はパッキン１０を介して取り付けられる。
【００２２】
図示例の抽出パイプ９は、排気筒２の周側壁から離隔するに従って上方へ傾斜するよう設けられる。抽出パイプ９は、排気筒２を通る排ガスの一部を、取出し路１１を介して取り出し、この取出し路１１の端部で折り返して、戻し路１２を介して排気筒２へ戻す構成とされる。そして、戻し路１２に設けられた上方への凹部１３（図２）内に、排ガスセンサ８が下向きに設けられる。
【００２３】
図２は、排ガス測定装置３の基端部を拡大して示す斜視断面図である。図１および図２に示すように、本実施例の抽出パイプ９は、断面矩形の外パイプ１４と、この外パイプ１４の断面下半分にはめ込まれる断面矩形の内パイプ１５とから構成される。外パイプ１４は、基端部が端壁１６で閉塞される一方、先端部は開口されている。一方、内パイプ１５は、基端部が前記端壁１６と離隔して配置されることで、内パイプ１５の基端部と外パイプ１４の端壁１６との間に、折返し開口１７が形成される。また、内パイプ１５は、外パイプ１４の先端部よりも十分延出して設けられると共に、先端部が開口されている。
【００２４】
このような構成であるから、外パイプ１４および内パイプ１５の各先端部を排気筒２内に開口させれば、内パイプ１５内が前記取出し路１１、外パイプ１４内で且つ内パイプ１５外が前記戻し路１２として機能する。つまり、排気筒２の排ガスは、内パイプ１５の先端部から導入され、内パイプ１５の先端部から基端部へ移動し、折返し開口１７から内パイプ１５外で外パイプ１４内に導出され、外パイプ１４の基端部から先端部へ移動し、外パイプ１４の先端部から排気筒２内へ戻される。なお、図１では、外パイプ１４の先端部は、排気筒２の周側壁において開口され、内パイプ１５の先端部は、排気筒２内に突入された状態で開口されている。
【００２５】
抽出パイプ９には、センサ取付筒１８を介して排ガスセンサ８が設けられる。センサ取付筒１８は、円筒状または角筒状であり、軸方向両端部にフランジ（下方フランジ１９、上方フランジ２０）を備える。そして、センサ取付筒１８は、下方フランジ１９が、外パイプ１４の上壁２１に気密状態に固定される。なお、外パイプ１４の上壁２１には、センサ取付筒１８の中空穴と対応した位置に、予め穴が開けられている。このようにして、排ガスの戻し路１２には、上方への凹部１３が設けられる。
【００２６】
センサ取付筒１８の中空穴で構成される凹部１３には、排ガスセンサ８が設けられる。本実施例では、排ガスセンサ８は、円柱状の本体部２２の上端部に、フランジ２３が設けられてなる。従って、排ガスセンサ８は、本体部２２が、センサ取付筒１８の中空穴に上方から差し込まれ、フランジ２３が、センサ取付筒１８の上方フランジ２０にパッキン１０を介して重ね合わせてネジ２４で固定される。両フランジ２０，２３間にパッキン１０を挟み込むことで、両フランジ２０，２３間の隙間を封止し、センサ取付筒１８を介して外部へ排ガスが逃げることが防止される。
【００２７】
排ガスセンサ８は、制御器（図示省略）に接続され、制御器では、所定のプログラムに従い、排ガスセンサ８の出力に基づき、排ガスセンサ８の設置部のパッキン１０の箇所から外部への排ガスの漏れを検知する。以下、このパッキン漏れ判定方法について説明する。
【００２８】
図３は、排ガスセンサ（たとえば接触燃焼式ＣＯセンサ）８の出力と経過時間との関係の一例を示す概略図である。この図に示すように、通常、燃焼機器１は、停止状態（待機中）Ｓ１からプレパージ工程Ｓ２を介して燃焼工程Ｓ３へ移行する。
【００２９】
燃焼機器の停止Ｓ１中、バーナ６および送風機７は停止している。一方、プレパージ工程Ｓ２では、バーナ６を停止した状態で、送風機７を作動させる。つまり、バーナ６による燃料の燃焼は停止した状態で、送風機７から缶体５内へ空気を送り込んで排気筒２から放出することで、缶体５内および排気筒２内の換気が図られる。その後、バーナ６を作動させて、バーナ６からの燃料に着火し、バーナ６からの燃料を燃焼させる燃焼工程Ｓ３へ移行する。燃焼工程Ｓ３では、適宜、燃焼量を調整してもよい。
【００３０】
燃焼機器１の停止Ｓ１中もプレパージ工程Ｓ２中も、燃料の燃焼はなされていない状態である。従って、排ガスセンサ８は、外気と同様の環境にさらされ、排ガスセンサ８の出力は同等のはずである。理想的には、図３において線Ａで示すように、プレパージ工程Ｓ２中の排ガスセンサ８の出力は、停止Ｓ１中の排ガスセンサ８の出力と変わらない。
【００３１】
ところが、もし、パッキン１０の劣化などにより、パッキン１０の箇所から排ガスが外部へ漏れ出るとする。この場合、排ガスは、排ガスセンサ８を介して外部へ漏れ出るので、排ガスセンサ８の出力は、流速の影響を受けた出力となる。たとえば、図３において線Ｂまたは線Ｃで示すように、前述した理想状態（線Ａ）とはずれた出力となる。
【００３２】
そこで、燃焼機器１の停止Ｓ１中における排ガスセンサ８の出力と、燃焼機器１のプレパージ工程Ｓ２中における排ガスセンサ８の出力とに基づき、パッキン１０の箇所から外部への排ガスの漏れを判定することができる。具体的には、制御器は、停止Ｓ１中の排ガスセンサ８の出力と、プレパージ工程Ｓ２中の排ガスセンサ８の出力とを得て、両者に設定以上の差が生じれば、パッキン部１０からの漏れがあると判定する。そして、漏れがあると判定した場合には、その旨の警報を発し、メンテナンスを要求すればよい。
【００３３】
ところで、プレパージ工程Ｓ２の初期には、缶体５内に残っていたガスの影響を受ける可能性があるので、プレパージ工程Ｓ２の終盤（たとえば図３における時間Ｔ２）における出力と、停止中（たとえばプレパージ直前の時間Ｔ１）の出力とを比較するのが好ましい。
【００３４】
前述したように、制御器は、パッキン１０の箇所から外部への排ガスの漏れを判定するプログラムを備え、このプログラムで上述のとおり、パッキン漏れの判定が可能とされる。つまり、燃焼機器１の停止中（たとえばプレパージ直前の時間Ｔ１）における排ガスセンサ８の出力を検出するステップと、燃焼機器１のプレパージ工程Ｓ２中（たとえばプレパージ終盤の時間Ｔ２）における排ガスセンサ８の出力を検出するステップと、前記各ステップで検出した排ガスセンサ８の出力の差に基づき、パッキン１０の箇所から外部への排ガスの漏れを判定するステップとを含んでいる。
【００３５】
本実施例のパッキン漏れ判定方法およびそのプログラムによれば、排ガスセンサ８の設置部におけるパッキン１０から外部への排ガスの漏れを、簡易に判定することができる。しかも、排ガスセンサ８の出力は、排ガスセンサ８への気体の流速だけでなく温度などにも影響するが、燃焼機器１のプレパージ工程Ｓ２中とその直前の出力とを比較することで、温度などの影響も受けない構成となる。
【００３６】
本発明の排ガスセンサ設置部のパッキン漏れ判定方法およびそのプログラムは、上記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。特に、燃焼機器１からの排ガス路に排ガスセンサ８を設ける構成、たとえば抽出パイプ９やそれへの排ガスセンサ８の取付構造については適宜に変更可能である。要は、排ガスの流速の変化により出力に影響を受ける排ガスセンサ８の設置部にパッキン１０を備えるシステムであれば、燃焼機器１や排ガス測定装置３の構成は適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  燃焼機器
２  排気筒（排ガス路）
３  排ガス測定装置
４  ボイラ
８  排ガスセンサ
９  抽出パイプ
１０  パッキン
Ｓ１  燃焼機器の停止中
Ｓ２  プレパージ工程
Ｓ３  燃焼工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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