特許 7154096 燃焼装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-06

(45)【発行日】2022-10-17

(54)【発明の名称】燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   F23N 5/24 20060101AFI20221007BHJP

【ＦＩ】

F23N5/24 107Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018194284

(22)【出願日】2018-10-15

(65)【公開番号】P2020063856

(43)【公開日】2020-04-23

【審査請求日】2021-07-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111970

【弁理士】

【氏名又は名称】三林 大介

(72)【発明者】

【氏名】長濱 智弘

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０５７０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０２６４４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｎ １／００－５／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料ガスをバーナで燃焼させる燃焼装置において、
前記バーナからの燃焼排ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を計測可能なＣＯセンサと、
前記バーナでの燃焼を制御し、前記ＣＯセンサの計測値が基準値を超えたことに基づき、前記バーナでの燃焼を停止させるエラー停止処理を実行可能な制御部と
を備え、
前記基準値として、第１基準値と、該第１基準値よりも高い第２基準値とが設定されており、
前記制御部は、
前記ＣＯセンサの計測値が前記第２基準値を超えた場合は元より、前記第１基準値を超えた場合も前記エラー停止処理を実行することを前提として、
前記バーナでの連続燃焼時間が所定時間を越えている場合には、前記第１基準値を無効とし、前記ＣＯセンサの計測値が該第１基準値を超えていても前記第２基準値を超えていなければ、前記バーナでの燃焼を継続させる
ことを特徴とする燃焼装置。

【請求項2】

請求項１に記載の燃焼装置において、
前記制御部は、
前記ＣＯセンサの計測値が前記第１基準値を超えて第１判定時間以上継続するか、前記ＣＯセンサの計測値が前記第２基準値を超えて前記第１判定時間と同等あるいは該第１判定時間よりも短い第２判定時間以上継続すると、前記エラー停止処理を実行することを前提として、
前記バーナでの連続燃焼時間が所定時間を越えている場合には、前記第１基準値を無効とし、前記ＣＯセンサの計測値が該第１基準値を超えて前記第１判定時間以上継続しても、前記バーナでの燃焼を継続させる
ことを特徴とする燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バーナからの燃焼排ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を計測可能なＣＯセンサを有する燃焼装置に関する。

【背景技術】

【0002】

給湯器や暖房機などに搭載され、燃料ガスをバーナで燃焼させる燃焼装置が知られている。燃焼装置では、ガス通路を通じて燃料ガスがバーナに供給されると共に、燃料ガスの供給量に応じて燃焼ファンを回転させることでバーナに向けて燃焼用空気が送られるようになっている。そして、バーナで生じた燃焼排ガスは、熱交換器などを通過した後、排気通路を通って外部に排出される。

【0003】

こうした燃焼装置では、バーナで不完全燃焼が起こると、燃焼排ガス中の一酸化炭素の濃度（以下、ＣＯ濃度）が高くなる。そこで、ＣＯ濃度を計測可能なＣＯセンサを排気通路などに設置しておくことが提案されている（例えば、特許文献１）。ＣＯセンサとしては、白金製のコイルに酸化アルミなどの触媒を担持した検知片と触媒を担持しない補償片とを対比する構成の接触燃焼式が一般的であり、燃焼排ガス中の一酸化炭素が触媒と反応すると、反応熱で検知片の抵抗値が上昇するため電位差が生じる。この電位差とＣＯ濃度との間には比例関係があり、電位差に基づいてＣＯ濃度を計測することが可能である。バーナで燃焼中はＣＯセンサでＣＯ濃度を監視し、ＣＯセンサの計測値が所定の基準値を超えたことに基づきバーナの不完全燃焼を検知すると、バーナでの燃焼を強制的に停止させる。また、特許文献１では、ＣＯ濃度の基準値として第１基準値と、第１基準値よりも高い第２基準値とが設定されており、ＣＯセンサの計測値が第２基準値を超えた場合だけでなく、第１基準値を超えた状態が所定時間にわたって継続した場合にも、バーナでの燃焼を停止させるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平５－２６４４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上述のようなＣＯセンサを備えた燃焼装置では、バーナでの燃焼中にＣＯセンサのゼロ点がずれていき、実際のＣＯ濃度よりもＣＯセンサの計測値が高くなるドリフト現象が起こることがあり、実際のＣＯ濃度は基準値に達していないのに、ドリフト現象の影響でＣＯセンサの計測値が基準値を超えたことに基づきバーナでの燃焼が強制的に停止されてしまうという問題があった。

【0006】

この発明は従来の技術における上述した課題に対応してなされたものであり、ＣＯセンサのドリフト現象に起因するバーナの燃焼停止を抑制することが可能な燃焼装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するために、本発明の燃焼装置は次の構成を採用した。すなわち、
燃料ガスをバーナで燃焼させる燃焼装置において、
前記バーナからの燃焼排ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を計測可能なＣＯセンサと、
前記バーナでの燃焼を制御し、前記ＣＯセンサの計測値が基準値を超えたことに基づき、前記バーナでの燃焼を停止させるエラー停止処理を実行可能な制御部と
を備え、
前記基準値として、第１基準値と、該第１基準値よりも高い第２基準値とが設定されており、
前記制御部は、
前記ＣＯセンサの計測値が前記第２基準値を超えた場合は元より、前記第１基準値を超えた場合も前記エラー停止処理を実行することを前提として、
前記バーナでの連続燃焼時間が所定時間を越えている場合には、前記第１基準値を無効とし、前記ＣＯセンサの計測値が該第１基準値を超えていても前記第２基準値を超えていなければ、前記バーナでの燃焼を継続させる
ことを特徴とする。

【0008】

このような本発明の燃焼装置では、ＣＯセンサの計測値が第１基準値を超えたことに基づき、主に燃焼用空気よりも燃料ガスが過多となるガスリッチなどのバーナでの燃焼状態に起因する不完全燃焼を検知し、バーナでの燃焼を停止させることが可能である。ただし、前述したようにＣＯセンサではバーナでの燃焼中にゼロ点がずれていくことでドリフト現象が起こることがあり、このドリフト現象の影響が疑われる所定条件が成立した場合は、ＣＯセンサの計測値が第１基準値を超えていても第２基準値を超えていなければ、バーナでの燃焼を継続させる（第１基準値を無効にする）ことによって、ＣＯセンサのドリフト現象に起因するバーナの燃焼停止を抑制することができる。

【0009】

また、主に排気通路の急激な閉塞や、火炎がバーナの内部に潜り込む逆火などに起因する突発的な不完全燃焼が起こって実際のＣＯ濃度が高まると、所定条件の成立の有無にかかわらず、ＣＯセンサの計測値が第１基準値よりも高い第２基準値を超えたことに基づき、バーナでの燃焼を停止させることによって、安全性を確保することができる。

【0011】

そして、バーナでの連続燃焼時間が長くなり所定時間にわたって燃焼を継続しているのであれば、バーナでの燃焼状態自体に問題はなく、むしろＣＯセンサのゼロ点校正を行う機会がないことからドリフト現象の影響でＣＯセンサの計測値が第１基準値を超えた疑いが強い。そのため、バーナで所定時間以上連続して燃焼中は、ＣＯセンサの計測値が第１基準値を超えていても第２基準値を超えていなければ、バーナでの燃焼を継続させることによって、ＣＯセンサのドリフト現象に起因するバーナの燃焼停止を抑制することができる。

【0012】

また、こうした本発明の燃焼装置では、次のようにしてもよい。まず、ＣＯセンサの計測値が第１基準値を超えて第１判定時間以上継続するか、ＣＯセンサの計測値が第２基準値を超えて第１判定時間と同等あるいは第１判定時間よりも短い第２判定時間以上継続すると、エラー停止処理を実行することを前提とする。そして、バーナでの連続燃焼時間が所定時間を越えている場合には、第１基準値を無効とし、ＣＯセンサの計測値が第１基準値を超えて第１判定時間以上継続しても、バーナでの燃焼を継続させる。

【0013】

このような本発明の燃焼装置では、ＣＯセンサの計測値が第１基準値を超えても第２基準値を超えていなければ、緊急性が低く、ドリフト現象の影響も疑われることから、第１判定時間を長く確保しておくことによってバーナの燃焼停止の判断を遅らせる（様子を見る）ことを可能としつつ、ＣＯセンサの計測値が第２基準値を越えた場合は、第２判定時間を第１判定時間以下としておくことによってバーナの燃焼停止を早めに判断することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施例の燃焼装置としての給湯器１０を複数搭載した給湯システム１の全体構成を示した説明図である。

【図2】本実施例の給湯器１０の構成を示した説明図である。

【図3】本実施例のＣＯ濃度監視処理の一部を示すフローチャートである。

【図4】本実施例のＣＯ濃度監視処理の残りの部分を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１は、本実施例の燃焼装置としての給湯器１０を複数搭載した給湯システム１の全体構成を示した説明図である。図示した給湯システム１は、主に業務用としてホテルなどの屋内に設置され、２台の給湯器１０ａ，１０ｂを搭載していると共に、上水を給湯器１０ａ，１０ｂに供給する給水通路２や、給湯器１０ａ，１０ｂで生成された湯を導く出湯通路３や、燃料ガスを給湯器１０ａ，１０ｂに供給するガス通路４や、給湯器１０ａ，１０ｂで生じた燃焼排ガスを屋外に排出する排気通路５などを備えている。

【0016】

２台の給湯器１０ａ，１０ｂは、互いに並列に連結されている。すなわち、上水を供給する給水通路２は、２つに分岐して給湯器１０ａ，１０ｂの各々に接続されており、給湯器１０ａ，１０ｂの各々に接続された２つの出湯通路３は、１つに合流して湯を導く。また、燃料ガスを供給するガス通路４は、２つに分岐して給湯器１０ａ，１０ｂの各々に接続されており、給湯器１０ａ，１０ｂの各々から延設された２つの排気通路５は、１つにまとめられて燃焼排ガスを屋外に排出する。

【0017】

さらに、給湯システム１は、システム全体を制御するコントローラ７を備えており、２台の給湯器１０と電気的に接続されている。コントローラ７は、必要とされる給湯能力に応じて給湯器１０ａ，１０ｂにおける燃焼を制御すると共に、後述するように不完全燃焼を防止するために燃焼排ガス中の一酸化炭素の濃度（以下、ＣＯ濃度）を監視している。尚、２台の給湯器１０ａ，１０ｂは、基本的には同じ仕様であり、同様に動作するため、以下では、特に区別する必要がなければ、単に給湯器１０と表記することがある。

【0018】

図２は、本実施例の給湯器１０の構成を示した説明図である。図示されるように給湯器１０には、缶体１１内に収容されて燃料ガスを燃焼させる複数（本実施例では１６本）のバーナ１２が設置されている。燃料ガスを供給するガス通路４には、ガス通路４を開閉する元弁１３や、元弁１３の下流側でガス通路４を通過する燃料ガスの流量を調節する比例弁１４が設けられている。また、本実施例の給湯器１０では、複数（１６本）のバーナ１２が３つのバーナ群に分けられていることと対応して、比例弁１４の下流側でガス通路４が３つに分岐しており、３本のバーナ１２で構成される第１バーナ群に対応する分岐路を開閉する第１切換弁１５ａと、５本のバーナ１２で構成される第２バーナ群に対応する分岐路を開閉する第２切換弁１５ｂと、８本のバーナ１２で構成される第３バーナ群に対応する分岐路を開閉する第３切換弁１５ｃとを備えている。尚、元弁１３、比例弁１４、切換弁１５ａ～１５ｃはコントローラ７と電気的に接続されている。尚、本実施例のコントローラ７は、本発明の「制御部」に相当している。

【0019】

本実施例の給湯器１０では、３つの切換弁１５ａ～１５ｃの開閉を制御して燃料ガスを供給するバーナ群を選択すると共に、比例弁１４の開度を制御することによって、生成熱量（給湯能力）を変更することが可能である。例えば、必要とされる熱量が最小の場合は、３つの切換弁１５ａ～１５ｃのうち第１切換弁１５ａのみを開弁する。一方、必要とされる熱量が最大の場合は、３つの切換弁１５ａ～１５ｃの全てを開弁する。そして、その間の熱量が必要な場合は、３つの切換弁１５ａ～１５ｃの中から適宜に１つまたは２つを選択して開弁する。

【0020】

また、給湯器１０には、バーナ１２に向けて下方から燃焼用空気を送る燃焼ファン２０や、高電圧の放電によってバーナ１２に火花を飛ばす点火プラグ２１や、バーナ１２の火炎（着火）を検知するフレームロッド２２が設けられており、コントローラ７と電気的に接続されている。燃焼ファン２０の回転数を比例弁１４の開度（燃料ガスの供給量）に応じて制御することで、所定の空燃比に調節することが可能である。尚、給湯器１０の前面を覆う図示しない前板には、燃焼用空気を取り込む給気窓が設けられている。

【0021】

バーナ１２の上方には、第１熱交換器２３が設けられており、第１熱交換器２３の上方には、第２熱交換器２４が設けられている。バーナ１２で生じた燃焼排ガスは、燃焼ファン２０の送風によって上方に送られ、第１熱交換器２３および第２熱交換器２４を通過する。このとき、第１熱交換器２３では、燃焼排ガスから顕熱を回収し、第２熱交換器２４では、燃焼排ガスから潜熱を回収する。

【0022】

そして、第１熱交換器２３および第２熱交換器２４を通過した燃焼排ガスは、缶体１１の上部に接続された排気通路５を通って屋外に排出される。排気通路５の接続部分には、ＣＯセンサ２５が設置されて、燃焼排ガス中のＣＯ濃度を計測可能になっており、このＣＯセンサ２５は、コントローラ７と電気的に接続されている。本実施例のＣＯセンサ２５には、一般的な接触燃焼式センサを採用しており、白金製のコイルに酸化アルミなどの触媒を担持した検知片と、触媒を担持しない補償片とを対比してブリッジ回路を構成している。ＣＯ濃度の低い正常な雰囲気でブリッジ回路が平衡状態となるように可変抵抗を調節しておけば、燃焼排ガス中の一酸化炭素が触媒と反応すると、その反応熱で検知片の抵抗値が上昇することによってブリッジ回路の平衡が崩れて電位差が生じる。この電位差とＣＯ濃度との間には比例関係があるため、電位差に基づいてＣＯ濃度を計測することが可能である。

【0023】

また、第２熱交換器２４で燃焼排ガスから潜熱を回収するのに伴い、燃焼排ガスに含まれる蒸気が凝縮してドレンが生じるため、第２熱交換器２４の下方には、ドレンを受けるドレン受け２６が設けられている。このドレン受け２６に溜まった酸性のドレンは、排液管２７を通じて中和器２８に送られ、中和された後、外部に排出される。

【0024】

上水を供給する給水通路２は、第２熱交換器２４の上流側に接続されており、この給水通路２には、給湯器１０に流入する上水の流量を計測する水量センサ３０や、上水の温度を計測する給水温度センサ３１が設けられている。第２熱交換器２４の下流側は、第１熱交換器２３の上流側と接続されており、第１熱交換器２３の下流側には出湯通路３が接続されている。給水通路２を通じて第２熱交換器２４に供給される上水は、第２熱交換器２４で予備加熱された後に第１熱交換器２３で加熱されて湯となり、出湯通路３に流出する。出湯通路３には、第１熱交換器２３から流出した直後の湯の温度を計測する缶体温度センサ３２が設けられている。

【0025】

また、本実施例の給湯器１０では、給水通路２と出湯通路３とがバイパス通路３３で接続されており、給湯器１０に流入した上水は、一部が第２熱交換器２４に供給されることなくバイパス通路３３を通り、残りが第２熱交換器２４に供給される。そして、第２熱交換器２４および第１熱交換器２３で加熱された湯は、バイパス通路３３を通った上水と混合されて給湯器１０から流出する。第１熱交換器２３で加熱された湯と、バイパス通路３３を通った上水との混合比は、バイパスサーボ３４によって変更することが可能である。

【0026】

バイパス通路３３の接続位置よりも出湯通路３の下流側には、給湯器１０から流出する湯の温度を計測する出湯温度センサ３５や、給湯器１０から流出する湯の流量を調節する湯量サーボ３６が設けられている。上述したようにバイパス通路３３を有することから、出湯温度センサ３５の計測温度は、缶体温度センサ３２の計測温度よりも低くなり、バイパスサーボ３４で混合比を調節することによって、給湯器１０から流出する湯の温度変動を抑制することができる。尚、本実施例の給湯器１０に設置された各種温度センサ３１，３２，３５には、温度の変化に応じて電気抵抗が変化するサーミスタを用いている。また、各種温度センサ３１，３２，３５、水量センサ３０、バイパスサーボ３４、湯量サーボ３６は、コントローラ７と電気的に接続されている。

【0027】

このような燃焼装置としての給湯器１０では、バーナ１２で不完全燃焼が起こると、燃焼排ガス中のＣＯ濃度が高くなる。不完全燃焼の原因としては、排気通路５の急激な閉塞や、火炎がバーナ１２の内部に潜り込む逆火や、空燃比が適切でなく燃料ガスが過多であるガスリッチなどが考えられる。そこで、不完全燃焼を検知するために、ＣＯセンサ２５を設置して燃焼排ガス中のＣＯ濃度を監視するようになっており、コントローラ７が以下のようなＣＯ濃度監視処理を実行している。

【0028】

図３および図４は、本実施例のコントローラ７が実行するＣＯ濃度監視処理のフローチャートである。このＣＯ濃度監視処理は、給湯システム１の電源をＯＮにすると実行される。ＣＯ濃度監視処理を開始すると、まず、ＣＯセンサ２５のヒートアップ処理を行う（ＳＴＥＰ１）。ＣＯセンサ２５が有機物の付着などで汚れていると、ＣＯ濃度を正確に計測できないため、ヒートアップ処理では、ＣＯセンサ２５を加熱することで付着物を除去する。ＣＯセンサ２５には通常２Ｖの電圧を印加しているが、一時的に２．７４Ｖに印加電圧を上げることでＣＯセンサ２５を加熱する。

【0029】

ヒートアップ処理に続いて、ＣＯセンサ２５のゼロ点校正を行う（ＳＴＥＰ２）。このゼロ点校正は、バーナ１２で燃焼を開始する前のＣＯ濃度が低い正常な雰囲気（大気）に対して行われる。ゼロ点校正が終了すると、バーナ１２で燃焼を開始したか否かを判断し（ＳＴＥＰ３）、燃焼を開始していない場合は（ＳＴＥＰ３：ｎｏ）、燃焼を開始するまで待機状態となる。

【0030】

その後、バーナ１２で燃焼を開始した場合は（ＳＴＥＰ３：ｙｅｓ）、ＣＯセンサ２５の計測値に基づいて不完全燃焼を判定する条件（エラー判定条件）が成立したか否かを判断する（ＳＴＥＰ４）。本実施例では、エラー判定条件として、ＣＯ濃度の基準値や継続時間が異なる以下の４つが設定されている。
（１）ＣＯ濃度が２０００ｐｐｍ以上となって、５秒以上継続。
（２）ＣＯ濃度が１３００ｐｐｍ以上となって、２０秒以上継続。
（３）ＣＯ濃度が８００ｐｐｍ以上となって、４０秒以上継続。
（４）ＣＯ濃度が６００ｐｐｍ以上となって、２２５秒以上継続。

【0031】

尚、本実施例のエラー判定条件３，４におけるＣＯ濃度の基準値８００ｐｐｍ，６００ｐｐｍは、本発明の「第１基準値」に相当し、継続時間４０秒，２２５秒は、本発明の「第１判定時間」に相当している。また、本実施例のエラー判定条件１，２におけるＣＯ濃度の基準値２０００ｐｐｍ，１３００ｐｐｍは、本発明の「第２基準値」に相当し、継続時間５秒，２０秒は、本発明の「第２判断時間」に相当している。

【0032】

上記のエラー判定条件１～４のうち、ＣＯ濃度の基準値が比較的に高いエラー判定条件１，２は、主に排気通路５の急激な閉塞や、バーナ１２での逆火などに起因する突発的な不完全燃焼を検知するために設定されている。これに対して、ＣＯ濃度の基準値が比較的に低いエラー判定条件３，４は、主に空燃比がガスリッチであるなどバーナ１２での燃焼状態の不良に起因する不完全燃焼を検知するために設定されている。ＳＴＥＰ４では、エラー判定条件１～４の何れかが成立したか否かを判断する。

【0033】

何れのエラー判定条件も成立していない場合は（ＳＴＥＰ４：ｎｏ）、使用者の操作によってバーナ１２での燃焼を停止したか否かを判断する（ＳＴＥＰ５）。燃焼を停止していない場合は（ＳＴＥＰ５：ｎｏ）、ＳＴＥＰ４へと戻り、エラー判定条件１～４の何れかが成立したか否かの判断（ＳＴＥＰ４）、および燃焼を停止したか否かの判断（ＳＴＥＰ５）を繰り返す。

【0034】

そして、何れのエラー判定条件も成立することのないまま、バーナ１２での燃焼を停止した場合は（ＳＴＥＰ５：ｙｅｓ）、続いて、使用者の操作によってバーナ１２での燃焼を再開したか否かを判断し（ＳＴＥＰ６）、燃焼を再開していない場合は（ＳＴＥＰ６：ｎｏ）、バーナ１２の消火から所定の清浄時間（本実施例では３０分）が経過したか否かを判断する（ＳＴＥＰ７）。未だ消火から３０分が経過していない場合は（ＳＴＥＰ７：ｎｏ）、次に、給湯システム１の電源がＯＦＦにされたか否かを判断し（ＳＴＥＰ９）、電源がＯＦＦにされた場合は（ＳＴＥＰ９：ｙｅｓ）、図３および図４のＣＯ濃度監視処理を終了する。

【0035】

これに対して、給湯システム１の電源がＯＦＦにされていない場合は（ＳＴＥＰ９：ｎｏ）、ＳＴＥＰ６に戻って、バーナ１２で燃焼を再開したか否かを判断し、燃焼を再開した場合は（ＳＴＥＰ６：ｙｅｓ）、ＳＴＥＰ４へと戻り、エラー判定条件１～４の何れかが成立したか否かを再び判断する。

【0036】

一方、バーナ１２で燃焼を再開することなく（ＳＴＥＰ６：ｎｏ）、バーナ１２の消火から３０分（清浄時間）が経過した場合は（ＳＥＰ７：ｙｅｓ）、ＣＯセンサ２５のゼロ点校正を行う（ＳＴＥＰ８）。ＣＯセンサ２５は、バーナ１２での燃焼中にゼロ点がずれていき、実際のＣＯ濃度よりもＣＯセンサ２５の計測値が高くなるドリフト現象が起こることがある。また、本実施例の清浄時間には、缶体１１内の燃焼排ガスが排出されるのに十分な時間を設定しており、バーナ１２の消火から３０分が経過していれば、ＣＯセンサ２５の周囲では、バーナ１２で燃焼を開始する前と同等の雰囲気（大気）に戻り、温度も室温に戻っている。そこで、ＣＯセンサ２５のゼロ点校正を行うことにより、実際のＣＯ濃度とＣＯセンサ２５の計測値との乖離をなくして、ドリフト現象の影響を排除することができる。

【0037】

尚、バーナ１２の消火から３０分が経過するのを待つのではなく、燃焼ファン２０の送風で所定の掃気時間（例えば５分）にわたって燃焼排ガスを排出させる掃気処理を行うようにすれば、ＣＯセンサ２５のゼロ点校正の実行を早めることが可能である。ただし、何れのエラー判定条件も成立しないまま正常にバーナ１２での燃焼を停止すると、直ぐにバーナ１２での燃焼を再開することがあり、その場合には、掃気処理によってバーナ１２や熱交換器２３，２４が冷却されるので、熱効率が大きく低下してしまうことになる。そこで、本実施例では、バーナ１２での燃焼の再開に備えて、掃気処理は行わず、燃焼が再開されることなく３０分が経過してからＣＯセンサ２５のゼロ点校正を実行することとしている。

【0038】

こうしてＣＯセンサ２５のゼロ点校正を行った後、給湯システム１の電源がＯＦＦにされることなく（ＳＴＥＰ９：ｎｏ）、バーナ１２で燃焼を再開すると（ＳＴＥＰ６：ｙｅｓ）、エラー判定条件１～４の何れかが成立したか否かを再び判断することになる（ＳＴＥＰ４）。

【0039】

そして、処理を繰り返すうちに、エラー判定条件１～４の何れかが成立した場合は（ＳＴＥＰ４：ｙｅｓ）、エラー判定条件１～４のうち、ＣＯ濃度の基準値が比較的に低いエラー判定条件３，４の何れかであるか否かを判断する（図４のＳＴＥＰ１０）。このとき、成立したエラー判定条件が、ＣＯ濃度の基準値が比較的に高いエラー判定条件１，２の何れかであった場合は（ＳＴＥＰ１０：ｎｏ）、エラー停止処理を実行する（ＳＴＥＰ１１）。本実施例のエラー停止処理では、エラー判定条件が成立した給湯器１０の元弁１３を閉弁（燃料ガスの供給を遮断）してバーナ１２での燃焼を強制的に停止すると共に、湯量サーボ３６を閉じて給湯器１０からの湯の流出を停止する。

【0040】

また、エラー停止処理に続いて、バーナ１２で不完全燃焼が起きている旨のエラー報知を行うと（ＳＴＥＰ１２）、図３および図４のＣＯ濃度監視処理を終了する。本実施例の給湯システム１では、エラー報知を、図示しないリモコンの液晶画面に表示することで行うようになっているが、これに限らず、音声で報知するようにしてもよい。

【0041】

これに対して、エラー判定条件３，４の何れかが成立した場合は（ＳＴＥＰ１０：ｙｅｓ）、エラー判定条件の成立時にバーナ１２で所定時間（本実施例では３時間）以上連続して燃焼中であったか否かを判断する（ＳＴＥＰ１３）。前述したようにＣＯセンサ２５は、バーナ１２での燃焼中にゼロ点がずれていき、３時間以上の長時間にわたってバーナ１２で燃焼を継続していると、図３のＳＴＥＰ８でＣＯセンサ２５のゼロ点校正を行う機会がないことから、ドリフト現象の影響が疑われる。特にＣＯ濃度の基準値が比較的に低いエラー判定条件３，４が成立した場合は、実際のＣＯ濃度は基準値に達していなくても、ドリフト現象によってＣＯセンサ２５の計測値が基準値以上になってしまうことがある。また、前述したようにエラー判定条件３，４は、主にガスリッチなどのバーナ１２での燃焼状態に起因する不完全燃焼を検知するために設定されている。仮にバーナ１２での燃焼状態に問題がある場合は、燃焼開始から３時間が経過する前にエラー判定条件３，４が成立するはずであり、バーナ１２で燃焼を３時間以上継続しているのであれば、バーナ１２での燃焼状態自体に問題はないと考えられる。

【0042】

そのため、本実施例では、バーナ１２での連続燃焼時間が３時間未満であった場合は（ＳＴＥＰ１３：ｎｏ）、ドリフト現象の影響は小さく、実際のＣＯ濃度が基準値に達していると判断して、エラー停止処理を行った後（ＳＴＥＰ１１）、エラー報知を行うと（ＳＴＥＰ１２）、図３および図４のＣＯ濃度監視処理を終了する。尚、本実施例では、バーナ１２での連続燃焼時間をコントローラ７で計時することが可能になっている。また、コントローラ７は、バーナ１２での燃焼を停止しても、計時した連続燃焼時間を直ぐにはリセットしないようにしてもよい。すなわち、バーナ１２での燃焼を一旦停止しても、直ぐに（例えば、バーナ１２の温度が所定温度以下に冷める前に）燃焼を再開した場合には、燃焼の停止前と一連の連続燃焼時間として計時することとしてもよい。

【0043】

これに対して、バーナ１２での連続燃焼時間が３時間以上であった場合は（ＳＴＥＰ１３：ｙｅｓ）、ドリフト現象の影響があると判断して、例外的にエラー判定条件３，４の成立を無効とし、エラー停止処理を行うことなく、バーナ１２での燃焼を継続したまま（ＳＴＥＰ１４）、図３のＳＴＥＰ４へと戻り、エラー判定条件１～４の何れかが成立したか否かを再び判断する。

【0044】

以上に説明したように本実施例の燃焼装置としての給湯器１０では、ＣＯ濃度の基準値や継続時間が異なるエラー判定条件１～４が設けられており、このうちＣＯ濃度の基準値が比較的に低いエラー判定条件３，４の成立によって、主にガスリッチなどのバーナ１２での燃焼状態に起因する不完全燃焼を検知し、バーナ１２での燃焼を停止させることが可能である。ただし、バーナ１２で３時間以上の長時間にわたって燃焼を継続していれば、バーナ１２での燃焼状態自体に問題はなく、むしろＣＯセンサ２５のゼロ点校正を行う機会がないことからドリフト現象の影響でエラー判定条件３，４が成立した疑いが強い。そのため、バーナ１２で３時間以上連続して燃焼中は、エラー判定条件３，４が成立しても、バーナ１２での燃焼を継続する（エラー判定条件３，４の成立を無効にする）ことによって、ＣＯセンサ２５のドリフト現象に起因するバーナ１２の燃焼停止を抑制することができる。

【0045】

また、主に排気通路５の急激な閉塞や、バーナ１２での逆火などに起因する突発的な不完全燃焼で実際のＣＯ濃度が高まると、バーナ１２での連続燃焼時間にかかわらず、ＣＯ濃度の基準値が比較的に高いエラー判定条件１，２の成立によってバーナ１２での燃焼を停止させるので、安全性を確保することができる。

【0046】

以上、本実施例の給湯システム１について説明したが、本発明は上記の実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

【0047】

例えば、前述した実施例のＣＯ濃度監視処理（図３および図４）では、エラー判定条件３，４の何れかが成立した場合に（ＳＴＥＰ４：ｙｅｓ，ＳＴＥＰ１０：ｙｅｓ）、バーナ１２での連続燃焼時間を確認して３時間以上であると（ＳＴＥＰ１３：ｙｅｓ）、バーナ１２での燃焼を継続する（エラー判定条件３，４の成立を無効にする）ようになっていた。しかし、ＳＴＥＰ４の前にバーナ１２での連続燃焼時間を確認することとして、３時間以上であった場合は、ＳＴＥＰ４でエラー判定条件３，４を除外するようにしてもよい。

【0048】

また、前述した実施例では、バーナ１２での連続燃焼時間が所定時間（３時間）を超えている場合に、エラー判定条件３，４が成立しても、バーナ１２での燃焼を継続する（エラー判定条件３，４の成立を無効にする）ようになっていた。しかし、エラー判定条件３，４が成立しても、バーナ１２での燃焼を継続する所定条件としては、これに限られず、ドリフト現象の影響が疑われるような条件であればよい。前述したようにドリフト現象は、バーナ１２での燃焼中にＣＯセンサ２５のゼロ点がずれていくことで起こり、例えば、バーナ１２での燃焼と停止とを繰り返して累積燃焼時間が所定時間を越えている場合や、前回のゼロ点校正から所定時間以上経過している場合や、バーナ１２からの燃焼排ガスで加熱されるＣＯセンサ２５の温度が所定温度以上である状態が所定時間以上継続している場合などにもドリフト現象の影響が疑われることから、エラー判定条件３，４が成立しても、バーナ１２での燃焼を継続するようにしてもよい。

【0049】

また、前述した実施例では、エラー判定条件（１～４）毎にＣＯ濃度の基準値が異なると共に、各基準値に対応する継続時間（判定時間）が異なっていた。しかし、継続時間は、必ずしも異なっていなければならないわけではなく、異なる基準値に対して同じ継続時間が設定されていてもよい。加えて、エラー判定条件として継続時間の設定は必須ではなく、ＣＯ濃度の基準値を設定しておくだけでもよい。尚、前述した実施例のようにエラー判定条件として継続時間を設定しておけば、エラー判定条件３，４では、エラー判定条件１，２に比べて緊急性が低く、ドリフト現象の影響も疑われることから、継続時間を長く確保しておくことによってバーナ１２の燃焼停止の判断を遅らせる（様子を見る）ことを可能としつつ、エラー判定条件１，２では、エラー判定条件３，４よりも継続時間を短く設定しておくことによって、バーナ１２の燃焼停止を早めに判断することができる。

【0050】

また、前述した実施例では、２台の給湯器１０を並列に連結した給湯システム１について説明したが、給湯器１０の単体にも本発明を好適に適用することができる。また、３台以上の給湯器１０を連結してもよい。複数台の給湯器１０を搭載した業務用の給湯システム１では、バーナ１２での連続燃焼時間が長くなる傾向にあり、ＣＯセンサ２５のゼロ点校正を行う機会を確保し難いため、ドリフト現象が影響することが多く、本発明を好適に適用することができる。

【0051】

また、前述した実施例では、燃焼装置として給湯器１０を例に説明したが、本発明の燃焼装置の適用は給湯器１０に限られず、加熱した熱媒を循環させて暖房に用いる暖房機などにも適用可能である。

【符号の説明】

【0052】

１…給湯システム、 ２…給水通路、 ３…出湯通路、
４…ガス通路、 ５…排気通路、 ７…コントローラ、
１０…給湯器、 １１…缶体、 １２…バーナ、
１３…元弁、 １４…比例弁、 １５ａ…第１切換弁、
１５ｂ…第２切換弁、 １５ｃ…第３切換弁、 ２０…燃焼ファン、
２１…点火プラグ、 ２２…フレームロッド、 ２３…第１熱交換器、
２４…第２熱交換器、 ２５…ＣＯセンサ、 ２６…ドレン受け、
２７…排液管、 ２８…中和器、 ３０…水量センサ、
３１…給水温度センサ、 ３２…缶体温度センサ、 ３３…バイパス通路、
３４…バイパスサーボ、 ３５…出湯温度センサ、 ３６…湯量サーボ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】