不完全燃焼防止機能付き燃焼機器
【課題】 ガスセンサの寿命の到来を容易にかつ確実に把握してセンサ交換時期を確実に報知し得る不完全燃焼防止機能付き燃焼機器を提供する。
【解決手段】 製造段階Ｐ１でＣＯセンサに不揮発性メモリを組み込み製造時情報を書き込み(Ｓ１)、熱源機に組み付ける(Ｓ２)。熱源機の設置段階Ｐ２で電源ＯＮし(Ｓ３，Ｓ４)、カレンダを設定し(Ｓ５，Ｓ６)、不揮発性メモリ内の製造時情報、現在日時情報、設定寿命情報から残寿命を演算し(Ｓ７)、残り少なければ交換要の旨報知した上で(Ｓ８)、機器を強制停止する(Ｓ９)。所定以上あれば、熱源機の作動を許可する(Ｓ１０)。使用段階Ｐ３でカレンダタイマの時間進行に伴い残寿命を減算カウントし(Ｓ１１，Ｓ１２)、残り少なくなればリモコンからセンサ交換要の旨報知した上で、機器を強制停止する(Ｓ１３)。
【解決手段】 製造段階Ｐ１でＣＯセンサに不揮発性メモリを組み込み製造時情報を書き込み(Ｓ１)、熱源機に組み付ける(Ｓ２)。熱源機の設置段階Ｐ２で電源ＯＮし(Ｓ３，Ｓ４)、カレンダを設定し(Ｓ５，Ｓ６)、不揮発性メモリ内の製造時情報、現在日時情報、設定寿命情報から残寿命を演算し(Ｓ７)、残り少なければ交換要の旨報知した上で(Ｓ８)、機器を強制停止する(Ｓ９)。所定以上あれば、熱源機の作動を許可する(Ｓ１０)。使用段階Ｐ３でカレンダタイマの時間進行に伴い残寿命を減算カウントし(Ｓ１１，Ｓ１２)、残り少なくなればリモコンからセンサ交換要の旨報知した上で、機器を強制停止する(Ｓ１３)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不完全燃焼状態の発生を検出することにより燃焼改善対策を施して不完全燃焼状態が持続することを防止する機能が付設された不完全燃焼防止機能付き燃焼機器に関し、特に不完全燃焼状態の発生を、燃焼排ガス中の特定成分濃度をガスセンサで検出することで判定する場合に、そのガスセンサの寿命を的確に把握して交換時期を報知することにより確実な検出を図る技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、不完全燃焼防止機能付き燃焼機器として例えば給湯用熱源機の分野では、燃焼排ガス中の一酸化炭素(ＣＯ)濃度を検出することにより不完全燃焼状態の発生を判定・検出し、不完全燃焼状態の発生と判定されれば燃焼用空気量を増大する等の燃焼改善処理することが行われている。かかる給湯用熱源機ではＣＯ濃度の検出のために接触燃焼方式のＣＯセンサが通常用いられている。一方、ＣＯ等のガス濃度を検出するセンサとしては、電気化学式ガスセンサが室内等の雰囲気中のＣＯ濃度を検出するために用いられている。この場合、電気化学式ＣＯセンサはそれ単体で設置され所定の異常濃度を検出すれば警報を発するようにされている。
【０００３】
ガスセンサの内でも従来から言われていることとして、電気化学式ガスセンサは、作用極や対極等の複数の電極を個体電解質等の電解質で覆って電気的に接続し、電解質との界面で検出対象ガスの酸化・還元反応を起こさせて、その際に生じるセンサ電流値の如何によりガス濃度を検出するものであり、電解質が経時的に物性変化を起こしてセンサ感度の低下を招き、遂には寿命が到来するという特有の不都合を有するものである。このため、特許文献１や特許文献２で提案されているように、センサとしてガス検出のために使用中に、それとは別に複雑な処理を併行して行うことにより寿命を判定するということが行われている。すなわち、特許文献１では、検出対象ガス(ＣＯ)用のＣＯセンサに対し、雰囲気中に一定濃度で存在する基準ガス(Ｏ２)用のセンサを併設し、基準ガス用センサの濃度検出値が所定の範囲を外れたときに寿命告知のための信号を出力するようにしている。又、特許文献２では、ＣＯセンサのＣＯ濃度検出の劣化速度と、センサ設置場所の周囲の温度との関係を寿命判断データとして予め定めておき、ＣＯセンサの周囲温度を継続して検出して対応する寿命判断データをその都度積算してゆき、積算値が所定条件を満たすと寿命末期であると判定して報知するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１５３５６２号公報
【特許文献２】特開平８−２３３７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、給湯用熱源機等の燃焼機器において不完全燃焼状態を解消するために設置されているガスセンサについては、上記の電気化学式のものに限らず、時間経過と共に感度が劣化して寿命に至るものがある。しかも、その寿命は通電時間の経過、つまり使用時間の経過により進行するのではなくて、使用の有無(通電の有無)に拘わらず製造時点から単なる時間の経過によって進行するという特性を有するものがある。これに対し、かかるガスセンサを適用しようとする対象の給湯用熱源機等の燃焼機器は、製造段階と現実に設置されて使用が開始される段階との間に例えば在庫時間というような時間的な遅れを有するものであり、このため、その期間にも寿命は進行してしまうという不都合を有していると考えられる。特に、上記の電気化学式ガスセンサの場合には、使用の有無(通電の有無)に拘わらず製造時点から単なる時間の経過によって確実に進行して比較的早期(例えば５〜７年間)に寿命が到来するという不都合を、他の方式のガスセンサに比べ明確に有している。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガスセンサを不完全燃焼防止機能付き燃焼機器に適用するにあたり、そのガスセンサの寿命の到来を容易にかつ確実に把握してセンサ交換時期を確実に報知し得る不完全燃焼防止機能付き燃焼機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の発明では、燃焼バーナと、この燃焼バーナからの燃焼排ガス中に含まれる不完全燃焼状態の発生判定の指標となる特定成分濃度を検出するように組み付けられた特定成分検出手段と、この特定成分検出手段からの濃度検出値に基づいて不完全燃焼状態の発生を判定して燃焼改善処理を実行するコントローラとを備えた不完全燃焼防止機能付き燃焼機器を対象にして、次のような特定事項を備えることとした。すなわち、上記特定成分検出手段として、上記特定成分濃度を検出するガスセンサと、このガスセンサを製造した製造年月日に関する製造時情報が予め書き込まれて記録された不揮発性メモリとを含んで構成する。一方、上記コントローラとして、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、上記不揮発性メモリから読み出した製造時情報に基づいて上記ガスセンサの寿命情報を取得し、かつ、取得した寿命情報に基づいて交換時期を報知する報知信号を出力する寿命監視処理を実行する構成とする(請求項１)。
【０００８】
この請求項１に係る発明の場合、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、ガスセンサの寿命情報の把握を行うことが可能になる。このため、ガスセンサが製造された後、燃焼機器に組み込まれて燃焼機器が製造され、この製品としての燃焼機器が出荷されて現実の使用が開始されるまでの期間が経過していたとしても、使用開始前の時点でガスセンサに関する寿命情報を把握することが可能となる。このため、燃焼機器に用いられて不完全燃焼状態の発生を検出するための重要な要素であるガスセンサと、これから得られる特定成分濃度の検出値とに対し常に正確性及び信頼性を担保し得ることになる。そして、使用に伴い寿命が到来しても、交換時期の報知によりユーザに対しガスセンサの交換を促し得ることになる。
【０００９】
又、第２の発明では、燃焼バーナと、この燃焼バーナからの燃焼排ガス中に含まれる不完全燃焼状態の発生判定の指標となる特定成分濃度を検出するように組み付けられた特定成分検出手段と、この特定成分検出手段からの濃度検出値に基づいて不完全燃焼状態の発生を判定して燃焼改善処理を実行するコントローラとを備えた不完全燃焼防止機能付き燃焼機器を対象にして、次のような特定事項を備えることとした。すなわち、上記特定成分検出手段として、上記特定成分濃度を検出するガスセンサと、このガスセンサを製造した製造年月日に関する製造時情報が予め書き込まれて記録された不揮発性メモリとを含んで構成する。一方、上記コントローラとして、上記ガスセンサの残寿命を取得する残寿命取得処理部と、現在日時として年月日情報を含んで参照可能な計時部と、上記残寿命取得処理部により取得された残寿命に基づいて交換時期を報知する報知信号を出力する寿命監視処理部とを備えたものとする。そして、上記残寿命取得処理部として、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、上記不揮発性メモリから読み出した製造時情報と、計時部から読み込んだ現在日時情報との比較により設定寿命情報の内の既経過期間を演算して残寿命を取得する構成とする(請求項２)。
【００１０】
この請求項２に係る発明の場合、請求項１に係る発明による作用を全て含んで、より具体的な作用が得られることになる。すなわち、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、残寿命取得処理部によってガスセンサの残寿命を得ることが可能になる。このため、ガスセンサが製造された後、燃焼機器に組み込まれて燃焼機器が製造され、この製品としての燃焼機器が出荷されて現実の使用が開始されるまでの期間が経過していたとしても、使用開始前の時点でガスセンサの残寿命がどの程度残っているかの把握が的確に可能となる。従って、例えば、あまりに長期に亘り在庫期間が経過したりして万一寿命が到来していたとしても、使用開始時点において交換時期についての情報をユーザ等に報知し得ることになる。又、使用後の時点であっても、残寿命に基づき寿命監視処理部による交換時期の報知処理によって、ユーザに対しガスセンサの交換を促し得ることになる。このため、燃焼機器に用いられて不完全燃焼状態の発生を検出するための重要な要素であるガスセンサと、これから得られる特定成分濃度の検出値とに対し常に正確性及び信頼性を担保し得ることになり、ガスセンサを不完全燃焼防止機能付き燃焼機器に適用することが不都合なく可能となる。
【００１１】
この不完全燃焼防止機能付き燃焼機器におけるコントローラとして、上記計時の日付及び時刻情報について自動的に基準時に同期設定する計時設定部をさらに備えるようにすることができる(請求項３)。このようにすることにより、計時部から参照される日付や時刻情報について高い正確性と信頼性が担保され、この日付や時刻情報との比較により取得される残寿命や、残寿命についての監視処理をより正確に行うことが可能となる。
【００１２】
以上の不完全燃焼防止機能付き燃焼機器におけるガスセンサとしては、電気化学式ガスセンサにより構成することができる(請求項４)。つまり、ガスセンサが電気化学式ガスセンサであり、この電気化学式ガスセンサの寿命を対象にして本発明を適用するのである。これにより、以上説明した本発明が最大の有用性を発揮することになって最大の作用・価値が得られることになる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、説明したように、請求項１又は請求項４の不完全燃焼防止機能付き燃焼機器によれば、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、ガスセンサの寿命情報の把握を行うことができ、このため、ガスセンサが製造された後、燃焼機器に組み込まれて燃焼機器が製造され、この製品としての燃焼機器が出荷されて現実の使用が開始されるまでの期間が経過していたとしても、使用開始前の時点でガスセンサに関する寿命情報を把握することができるようになる。そして、使用に伴い寿命が到来しても、交換時期の報知によりユーザに対しガスセンサの交換を促すことができるようになる。このため、燃焼機器に用いられて不完全燃焼状態の発生を検出するための重要な要素であるガスセンサと、これから得られる特定成分濃度の検出値とに対し常に正確性及び信頼性を担保することができることになる。
【００１４】
請求項２〜請求項４のいずれかの不完全燃焼防止機能付き燃焼機器によれば、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、残寿命取得処理部によってガスセンサの残寿命を得ることができ、このため、ガスセンサが製造された後、燃焼機器に組み込まれて燃焼機器が製造され、この製品としての燃焼機器が出荷されて現実の使用が開始されるまでの期間が経過していたとしても、使用開始前の時点でガスセンサの残寿命がどの程度残っているかの把握を的確に行うことができるようになる。従って、例えば、あまりに長期に亘り在庫期間が経過したりして万一寿命が到来していたとしても、使用開始時点において交換時期についての情報をユーザ等に報知することができるようになるし、使用後の時点であっても、残寿命に基づき寿命監視処理部による交換時期の報知処理によって、ユーザに対しガスセンサの交換を促すことができるようになる。このため、燃焼機器に用いられて不完全燃焼状態の発生を検出するための重要な要素であるガスセンサと、これから得られる特定成分濃度の検出値とに対し常に正確性及び信頼性を担保することができることになり、ガスセンサを不完全燃焼防止機能付き燃焼機器に適用することを不都合なく行うことができるようになる。
【００１５】
特に、請求項３によれば、計時部から参照される日付や時刻情報について高い正確性と信頼性を担保することができ、この日付や時刻情報との比較により取得される残寿命や、残寿命についての監視処理をより正確に行うことができるようになる。この結果、高い信頼性をもってガスセンサを不完全燃焼防止機能付き燃焼機器に適用することができるようになる。
【００１６】
又、請求項４によれば、電気化学式ガスセンサの寿命を対象にすることにより、本発明が最大の有用性を発揮することになり、以上の本発明による効果として最大の効果を得ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の不完全燃焼防止機能付き燃焼機器に係る実施形態として給湯用熱源機を示す。同図において、符号２は熱源機のハウジング（図示省略）内に配設された燃焼缶体であり、この燃焼缶体２には燃焼バーナ３と、この燃焼バーナ３の燃焼熱(顕熱)との熱交換により加熱される主熱交換器４と、燃焼排ガスの潜熱と熱交換する副熱交換器５とが内蔵されており、この熱源機は被加熱流体である水をまず副熱交換器５で予熱し、次に主熱交換器４で所定温度まで加熱してから給湯するようになっている。なお、実施形態として、副熱交換器５を備え潜熱回収による高熱効率化を図る高効率型の熱源機を示したが、これに限らず、他の形式の熱源機や、あるいは、熱交換器を備えない他の用途の燃焼機器であってもよい。
【００１９】
上記燃焼缶体２には燃焼バーナ３に対し燃焼用空気を供給する送風ファン６が一端に連結され、燃焼排ガスの排気通路を構成する排気筒２１が他端に形成されている。上記送風ファン６は後述のコントローラ９により所定の回転数に作動制御され、回転数を増加させれば空気供給量が増加し、回転数を減少させれば空気供給量が減少するようになっている。また、上記排気筒２１内には燃焼排ガス中に含まれる特定成分であるＣＯの濃度を検出する特定成分検出手段としてのＣＯセンサ７が配設され、このＣＯセンサ７はＣＯ濃度を検出して上記コントローラ９に出力するようになっている。
【００２０】
上記燃焼バーナ３は燃料ガス供給系８から供給される燃料ガスを上記送風ファン６からの空気と混合して燃焼させるようになっている。燃料ガス供給系８には燃料ガスの供給量を調整するガス比例弁８１が介装され、このガス比例弁８１が上記送風ファン６と共に後述のコントローラ９により作動制御されて上記燃焼バーナ３が所定の空燃比で燃焼されるようになっている。また、上記燃焼バーナ３にはバーナセンサ１０が配設され、このバーナセンサ１０は燃焼火炎の炎温度を検出して上記コントローラ９に出力するようになっている。
【００２１】
上記主熱交換器４は例えばフィンアンドチューブにより構成され、一端に副熱交換器５で予熱された状態の水が供給され、供給された水を燃焼バーナ３からの燃焼火炎の放射熱やフィン間を通過する燃焼ガスからの受熱により熱交換加熱し、熱交換加熱された湯水が他端から出湯管４２に出湯されて、図示省略の給湯先に給湯されるようになっている。又、副熱交換器５は、そのケースの一端から主熱交換器４を通過した燃焼排ガスが導入され、給水管４２から給水されて副熱交換器５を通過する水が燃焼排ガスの潜熱回収により予熱されるようになっており、潜熱回収により排気筒２１から機外に排出される燃焼排ガスの温度はほぼ１００℃又はそれ以下の温度まで降下することになる。なお、図１中の符号５１は副熱交換器５内で発生して底部に溜まった排ガスドレンを中和処理するために導出する導出管である。
【００２２】
上記ＣＯセンサ７としては、電気化学反応を利用してＣＯ濃度を検出する電気化学式ＣＯセンサを用いて構成されている。すなわち、上記ＣＯセンサ７は、図２に示すように、ＣＯ濃度検出部７１と、このＣＯ濃度検出部７１によるＣＯ濃度の検出及び検出したＣＯ濃度をコントローラ９の後述の給湯制御部９１への出力を行うセンサ出力回路７２と、予め書き込まれた製造時情報が記録された不揮発性メモリ７３とを備えて構成されている。上記ＣＯ濃度検出部７１は、絶縁基板上に配設した作用極と、対極と、参照極とを電解質(例えば固体電解質)で覆うことにより電気的に接続した周知の構造を備え、所定電圧の印加により電解質との界面においてＣＯ(検出対象ガス）が酸化・還元反応を起こし、かかる酸化・還元反応に伴い流れるセンサ電流値を測定することにより、ＣＯ濃度を検出するようになっている。なお、ＣＯ濃度検出部７１としては、上記の作用極と、対極と、参照極とを備えた３極式のものに限らず、作用極と、対極との２極式のもので構成してもよい。どのような構成であろうと電解質に起因する寿命を有する点では同じである。又、上記センサ出力回路７２は上記の電圧印加を行い、センサ電流値に基づき検出したＣＯ濃度に関する信号を給湯制御部９１に出力するようになっている。不揮発性メモリ(EEPROM)７３としては例えばフラッシュメモリが用いられ、この不揮発性メモリ７３には後述の如くＣＯセンサ７の製造時に予め製造時情報が書き込まれ、かかる製造時情報が記録・保持(好もしくは書換不能に記録)された状態で組み付けられている。上記の製造時情報とは、少なくとも製造年月日に関する情報を含むものであるが、製造年月日に加え製造時刻情報や、製造時に把握可能なＣＯ濃度検出部７１の個体感度情報も含ませるようにしてもよい。上記センサ出力回路７２と不揮発性メモリ７３とは例えば制御基板上に設けたものであり、かかる制御基板とＣＯ濃度検出部７１とが互いに組み合わされて、特定成分検出手段としてのＣＯセンサ７を構成している。
【００２３】
以上の熱源機はコントローラ９により給湯制御が行われ、その給湯制御中に燃焼バーナ３の不完全燃焼状態の発生を監視しつつ発生したら燃焼改善処理を実行するようになっている。加えて、不完全燃焼状態の発生を検知する主要機器であるＣＯセンサ７の残寿命を監視して交換時期や要交換の旨のアラームをユーザに報知する残寿命監視処理を実行するようになっている。以上の機能を果たすべく、コントローラ９は、給湯制御部９１と、燃焼改善処理部９２と、寿命監視処理部９３と、残寿命取得処理部９４と、計時部９５と、計時設定部９６とを備えており、このコントローラ９には報知手段を兼ねるリモコン９０が接続されている。
【００２４】
上記給湯制御部９１は、リモコン９０に入力設定された設定給湯温度になるように給水温度や量等に基づき燃焼バーナ３の燃焼号数を演算し、その燃焼号数を発揮するようにガス比例弁８１及び送風ファン６のモータの作動制御を行うようになっている。これにより、出湯管４２から図示省略の給湯先に対し上記の設定給湯温度の湯が供給されるように制御される。そして、上記燃焼改善処理部９２は、燃焼バーナ３の燃焼中にＣＯセンサ７からのＣＯ濃度検出値を監視し、このＣＯ濃度検出値が予め定めたＣＯ濃度設定値（例えば３００ppm）を超えると不完全燃焼状態が発生したと判定し、この判定に基づき燃焼改善処理として送風ファン６の回転数を例えば予め定めた設定量だけアップ補正するようになっている。
【００２５】
上記寿命監視処理部９３は、残寿命取得処理部９４が取得した残寿命情報の出力を受け、この残寿命情報に含まれる残寿命と、計時部９５から出力される現在日時情報とを対比して、時間の進行に合わせて残寿命を減算しつつ、減算結果の残寿命が予め設定した報知期間(例えば６ヶ月)より短くなればリモコン９０に対しＣＯセンサ７の交換が必要である旨を報知する報知信号を発するようになっている。併せて、寿命監視処理部９３は、特に燃焼機器の設置時(試運転時)において演算により得られた残寿命に基づき給湯制御部９１等による運転作動を許可したり、強制停止させたりする処理も行うようになっている。上記の報知期間は、ユーザにＣＯセンサ７が寿命に到達したことを報知するための期間のことであり、ユーザがリモコン９０の報知を認識した後、代理店等に交換を依頼してその交換に要する期間を考慮して定めれば良い。又、報知期間として例えば６ヶ月と２ヶ月というように複数段階のものを設定しておき、短い方の報知態様をユーザにより強く警告する形態にするように変化させてもよい。例えば６ヶ月の場合はリモコン９０の液晶表示部に文字情報で表示するのみに留め、そのまま残寿命が２ヶ月を切ればその表示に加え音声回路による音声案内を定期的に発するようにしたり、あるいは警告灯を点灯させるだけに止めていたのを点滅表示に切換えたりすればよい。
【００２６】
上記残寿命取得処理部９４での残寿命取得処理は次のように行われる。すなわち、不揮発性メモリ７３から読み出した製造時情報と、計時部９５から読み込んだ現在日時情報とを比較して既経過期間を演算により求め、この演算された既経過期間を、予め入力設定されているＣＯセンサ７(詳しくはＣＯ濃度検出部７１)の設定寿命情報（例えば５年間）から減じることで残寿命を求めるようになっている。例えば、製造時情報が「２００６年１月１日」、現在日時情報が「２００７年１月１日」であるとすると、演算される既経過期間は「１年間」であり、設定寿命情報が「５年間」であれば、残寿命は「４年間」ということになる。演算結果のデータとしては「日」を単位にして日数に換算してもよい。この場合には、既経過間は「３６５日間」であり、残寿命は「４×３６５＝１４６０日間」となる。
【００２７】
計時部９５はカレンダ機能を有するカレンダタイマであり、現在の日付(年月日)と時刻に関する情報を常に参照し得るようになっている。又、計時設定部９６は計時部９５の日付及び時刻情報を正確なものに設定しかつ自動的に正確な日付及び時刻に同期させる機能を備えたものである。本実施形態では、計時設定部９６として電波時計を用いて構成している。すなわち、電波時計により計時設定部９６の機能である自動同期を行わせるようになっている。つまり、日本国内の場合であると特定２地点から発せられる標準電波を定期的に受信して上記特定地点の原子時計の正確な日付及び時刻(基準時)に自動同期させるようになっている。
【００２８】
なお、計時設定部９６として、手動で正確な日付や時刻に合わせ得るように、手動設定入力部を付設するようにしてもよい。又、計時設定部９６による基準時への自動同期を上記の標準電波以外の手段によって行うようにしてもよい。例えばＧＰＳ受信機を計時設定部９６として用いて自動同期させるようにしてもよい。この場合は、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星からそれに搭載された原子時計の正確な時刻データを受信して、例えば通常のカレンダタイマにより構成した計時部９５をＧＰＳ衛星の原子時計と自動同期させるようにすればよい。又は、ＴＶ電波受信機を計時設定部９６として用いて自動同期させるようにしてもよい。この場合は、ＮＨＫ(日本放送協会)から発信される時報情報を利用して計時部９５であるカレンダタイマの日付及び時刻を自動同期させることも可能である。さらに、インターネットとの通信手段を計時設定部９６として用いて自動同期させるようにしてもよい。この場合は、その通信手段により定期的にインターネット上のインターネットタイムサーバ(インターネット時刻サーバ)に接続させて自動同期させるようにすればよい。以上、要するに、残寿命を取得したり管理したりする上で、計時部９５から参照する日付や時刻に関する情報の正確性を向上させるようにしているのである。
【００２９】
以下、図３のフローチャートを参照しつつ、特にＣＯセンサ７の寿命に関する処理について、ＣＯセンサ７の製造及び熱源機の製造段階Ｐ１、熱源機の現実の設置段階Ｐ２、熱源機の使用段階Ｐ３に分けて、説明する。
【００３０】
製造段階Ｐ１では、ＣＯセンサ７を製造したらその製造日を不揮発性メモリ７３に書き込んで記録する(ステップＳ１)。その上で、ＣＯセンサ７を熱源機に組み付けて、製品としての熱源機を完成させる(ステップＳ２)。完成された熱源機はストックヤードで保管されて出荷を待つ。
【００３１】
設置段階Ｐ２では、現実の設置対象の住宅等まで輸送され、その住宅等の所定場所に取り付けられて給水や給湯のための配管や燃料ガス供給のための配管の敷設・接続等が行われて設置される(ステップＳ３)。そして、ユーザによる現実の使用開始前にサービスマンによる試運転が実施される。すなわち、全ての電源をＯＮにすると(ステップＳ４)、残寿命取得処理部９４の一つの機能によって、現在日時情報を得るための計時部９５が機能しているか否か、つまりカレンダ(日付や時刻)が設定されているか否かについて、リモコン９０の報知部に表示されて確認が求められる(ステップＳ５)。リモコン９０の操作釦を利用して未設定を意味する信号を入力すると、その設定を促す旨の表示が行われる(ステップ５でＮＯ，ステップＳ６)。これにより、サービスマンが手動設定するか、自動設定(自動同期設定)指令を入力するかして、設定が完了することになる。なお、この段階で設定が完了しなければ、以後の熱源機の作動が停止されることになる。リモコン９０から既に設定されていることを意味する信号を入力すると、次に、寿命判定処理が行われる(ステップＳ５でＹＥＳ，ステップＳ７)。ステップＳ７では、上述の如く、まず、残寿命取得処理部９４での残寿命の取得を行い、万一、この残寿命取得の段階で得られた残寿命が既に上記の報知期間よりも短くなっていれば、リモコン９０に対しＣＯセンサ７を交換する必要がある旨の報知信号を発し(ステップＳ７で「到達」、ステップＳ８)、報知期間の経過を待っても交換されない場合には熱源機の作動を強制停止させる(ステップＳ９)。通常の場合は、設置段階では残寿命が相当残っているため、給湯制御部９１や燃焼改善処理部９２等に対し熱源機の作動を許可する信号を出力する(ステップＳ７が「未到達」、ステップＳ１０)。
【００３２】
使用段階Ｐ３では、寿命監視処理部９３による処理として、計時部９５からの日付や時刻情報を読み込んでその時間の進行に伴い、ステップＳ７で得た残寿命を減算カウントしていく(ステップＳ１１)。この減算カウントを、減算カウント後の残寿命が所定値、つまり報知期間まで短くなるまでの期間、繰り返し行う(ステップＳ１２でＮＯ，ステップＳ１１)。そして、遂に、残寿命が報知期間まで短くなれば(ステップＳ１２でＹＥＳ)、センサ寿命処理として、まずリモコン９０を通してユーザに交換の必要がある旨の報知処理を行い、交換されないままさらに残寿命が短くなれば熱源機の作動を強制的に停止させるようにする(ステップＳ１３)。
【００３３】
以上の実施形態によれば、本実施形態で用いているＣＯセンサ７(ＣＯ濃度検出部７１)が、その寿命が使用時間(通電時間)の積算により進行するのではなくて、使用の有無(通電の有無)に拘わらず製造時点から単なる時間の経過によって進行するという電気化学式ガスセンサとして特有の特性を有し、かつ、かかるＣＯセンサ７を用いた製品である熱源機が製造段階と現実に設置されて使用が開始される段階との間に例えば在庫時間というような時間的な遅れを有するものであっても、ＣＯセンサ７の寿命到達を確実にユーザ等に報知することができ、その交換を促すことができる。これにより、ＣＯセンサ７によるＣＯ濃度検出を常に正確に把握して不完全燃焼状態が発生しているか否かの検出を正確に行うことができるようになり、燃焼改善処理部９２による不完全燃焼状態の解消・防止を確実に行うことができるようになる。以上により、従来、その寿命が単なる時間経過により進行するため、正確なガス検出を担保する上で複雑な対策処理を行うことが必要であった電気化学式ガスセンサであるＣＯセンサ７を、そのような複雑な対策処理を行うことなく、不完全燃焼防止機能付き燃焼機器におけるＣＯ濃度検出用のセンサとして安全にかつ容易に使用することができるようになる。
【００３４】
なお、上記の報知処理に基づきＣＯセンサ７が新しいものに交換された場合には、図３のステップＳ２に戻り、再度、設置段階Ｐ２及び使用段階Ｐ３の処理を繰り返すことになる。ここで、センサの交換とは、CO濃度検出部７１、センサ出力回路７２及び不揮発性メモリ７３が一体に組み付けられたＣＯセンサ７全体を交換することであり、交換された新しいＣＯセンサ７の不揮発性メモリ７３には新しいＣＯ濃度検出部７１の製造時情報が書き込まれているのである。
【００３５】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、残寿命取得処理部９４で残寿命を取得するようにし、以後、残寿命を用いて処理を行っているが、これに限らず、寿命到来日(何年何月何日という具体的日程)を用いて処理を行うようにしてもよい。この場合には、残寿命取得処理部９４に代えて寿命取得処理部とし、寿命取得処理部で製造時情報と設定寿命情報とから寿命到来日を演算 (製造時＋設定寿命＝寿命到来日) して求めるようにすればよい。そして、この場合には、寿命監視処理部で所定期間の進行毎に寿命到来日と計時部９５の現在日時情報とから寿命到来日までの残寿命を演算するようにしてもよいし、あるいは、寿命取得処理部での寿命到来日の取得時点での既経過期間に対し計時部９５の現在日時情報に基づいて期間の進行に伴いその期間(例えば日数)を加算カウントするようにしてもよい。つまり、図３のステップＳ１１で残寿命の減算カウントを行うのではなくて、既経過期間の加算カウントを行い、加算カウント後の既経過期間と寿命到来日との比較を行うようにする。
【００３６】
また、上記実施形態では、不完全燃焼状態の発生をＣＯ濃度により判定するようにして電気化学式ガスセンサとしてＣＯセンサ７を示したが、これに限らず、Ｏ２（酸素）濃度を用いて不完全燃焼状態の発生を判定するようにしてもよい。この場合は電気化学式ガスセンサであるＯ２センサを用いてＯ２濃度を検出するようにすればよく、この場合にも上記の実施形態の不揮発性メモリ７３を搭載して、その製造時情報を予め書き込んだＯ２センサを用いればよい。又、ＣＯセンサ７又はＣＯ濃度検出部７１として、電気化学式ガスセンサにより構成されたものを示したが、これに限らず、接触燃焼方式のガスセンサにより構成してもよい。かかる方式のものでも時間経過と共に寿命が進行すると考えられ、寿命に起因する不都合は電気化学式のものと同様に存するからである。これらの点は上記のＯ２センサにおいても同様であり、電気化学式に限らず他の方式のものでもよい
【００３７】
上記実施形態では、不完全燃焼発生を解消するための燃焼改善処理として、燃焼改善処理部９２により送風ファンの回転数増大補正する例を示したが、これに限らず、不完全燃焼状態を改善し得る処理であれば他の処理を行う構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る熱源機を示す模式図である。
【図２】コントローラのブロック構成図である。
【図３】特にＣＯセンサの寿命に係る処理についてまとめたフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
７ ＣＯセンサ(特定成分検出手段)
７１ ＣＯ濃度検出部(ガスセンサ、電気化学式ガスセンサ)
７３ 不揮発性メモリ
９２ 燃焼改善処理部
９３ 寿命監視処理部
９４ 残寿命取得処理部
９５ 計時部
９６ 計時設定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不完全燃焼状態の発生を検出することにより燃焼改善対策を施して不完全燃焼状態が持続することを防止する機能が付設された不完全燃焼防止機能付き燃焼機器に関し、特に不完全燃焼状態の発生を、燃焼排ガス中の特定成分濃度をガスセンサで検出することで判定する場合に、そのガスセンサの寿命を的確に把握して交換時期を報知することにより確実な検出を図る技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、不完全燃焼防止機能付き燃焼機器として例えば給湯用熱源機の分野では、燃焼排ガス中の一酸化炭素(ＣＯ)濃度を検出することにより不完全燃焼状態の発生を判定・検出し、不完全燃焼状態の発生と判定されれば燃焼用空気量を増大する等の燃焼改善処理することが行われている。かかる給湯用熱源機ではＣＯ濃度の検出のために接触燃焼方式のＣＯセンサが通常用いられている。一方、ＣＯ等のガス濃度を検出するセンサとしては、電気化学式ガスセンサが室内等の雰囲気中のＣＯ濃度を検出するために用いられている。この場合、電気化学式ＣＯセンサはそれ単体で設置され所定の異常濃度を検出すれば警報を発するようにされている。
【０００３】
ガスセンサの内でも従来から言われていることとして、電気化学式ガスセンサは、作用極や対極等の複数の電極を個体電解質等の電解質で覆って電気的に接続し、電解質との界面で検出対象ガスの酸化・還元反応を起こさせて、その際に生じるセンサ電流値の如何によりガス濃度を検出するものであり、電解質が経時的に物性変化を起こしてセンサ感度の低下を招き、遂には寿命が到来するという特有の不都合を有するものである。このため、特許文献１や特許文献２で提案されているように、センサとしてガス検出のために使用中に、それとは別に複雑な処理を併行して行うことにより寿命を判定するということが行われている。すなわち、特許文献１では、検出対象ガス(ＣＯ)用のＣＯセンサに対し、雰囲気中に一定濃度で存在する基準ガス(Ｏ２)用のセンサを併設し、基準ガス用センサの濃度検出値が所定の範囲を外れたときに寿命告知のための信号を出力するようにしている。又、特許文献２では、ＣＯセンサのＣＯ濃度検出の劣化速度と、センサ設置場所の周囲の温度との関係を寿命判断データとして予め定めておき、ＣＯセンサの周囲温度を継続して検出して対応する寿命判断データをその都度積算してゆき、積算値が所定条件を満たすと寿命末期であると判定して報知するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１５３５６２号公報
【特許文献２】特開平８−２３３７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、給湯用熱源機等の燃焼機器において不完全燃焼状態を解消するために設置されているガスセンサについては、上記の電気化学式のものに限らず、時間経過と共に感度が劣化して寿命に至るものがある。しかも、その寿命は通電時間の経過、つまり使用時間の経過により進行するのではなくて、使用の有無(通電の有無)に拘わらず製造時点から単なる時間の経過によって進行するという特性を有するものがある。これに対し、かかるガスセンサを適用しようとする対象の給湯用熱源機等の燃焼機器は、製造段階と現実に設置されて使用が開始される段階との間に例えば在庫時間というような時間的な遅れを有するものであり、このため、その期間にも寿命は進行してしまうという不都合を有していると考えられる。特に、上記の電気化学式ガスセンサの場合には、使用の有無(通電の有無)に拘わらず製造時点から単なる時間の経過によって確実に進行して比較的早期(例えば５〜７年間)に寿命が到来するという不都合を、他の方式のガスセンサに比べ明確に有している。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガスセンサを不完全燃焼防止機能付き燃焼機器に適用するにあたり、そのガスセンサの寿命の到来を容易にかつ確実に把握してセンサ交換時期を確実に報知し得る不完全燃焼防止機能付き燃焼機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の発明では、燃焼バーナと、この燃焼バーナからの燃焼排ガス中に含まれる不完全燃焼状態の発生判定の指標となる特定成分濃度を検出するように組み付けられた特定成分検出手段と、この特定成分検出手段からの濃度検出値に基づいて不完全燃焼状態の発生を判定して燃焼改善処理を実行するコントローラとを備えた不完全燃焼防止機能付き燃焼機器を対象にして、次のような特定事項を備えることとした。すなわち、上記特定成分検出手段として、上記特定成分濃度を検出するガスセンサと、このガスセンサを製造した製造年月日に関する製造時情報が予め書き込まれて記録された不揮発性メモリとを含んで構成する。一方、上記コントローラとして、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、上記不揮発性メモリから読み出した製造時情報に基づいて上記ガスセンサの寿命情報を取得し、かつ、取得した寿命情報に基づいて交換時期を報知する報知信号を出力する寿命監視処理を実行する構成とする(請求項１)。
【０００８】
この請求項１に係る発明の場合、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、ガスセンサの寿命情報の把握を行うことが可能になる。このため、ガスセンサが製造された後、燃焼機器に組み込まれて燃焼機器が製造され、この製品としての燃焼機器が出荷されて現実の使用が開始されるまでの期間が経過していたとしても、使用開始前の時点でガスセンサに関する寿命情報を把握することが可能となる。このため、燃焼機器に用いられて不完全燃焼状態の発生を検出するための重要な要素であるガスセンサと、これから得られる特定成分濃度の検出値とに対し常に正確性及び信頼性を担保し得ることになる。そして、使用に伴い寿命が到来しても、交換時期の報知によりユーザに対しガスセンサの交換を促し得ることになる。
【０００９】
又、第２の発明では、燃焼バーナと、この燃焼バーナからの燃焼排ガス中に含まれる不完全燃焼状態の発生判定の指標となる特定成分濃度を検出するように組み付けられた特定成分検出手段と、この特定成分検出手段からの濃度検出値に基づいて不完全燃焼状態の発生を判定して燃焼改善処理を実行するコントローラとを備えた不完全燃焼防止機能付き燃焼機器を対象にして、次のような特定事項を備えることとした。すなわち、上記特定成分検出手段として、上記特定成分濃度を検出するガスセンサと、このガスセンサを製造した製造年月日に関する製造時情報が予め書き込まれて記録された不揮発性メモリとを含んで構成する。一方、上記コントローラとして、上記ガスセンサの残寿命を取得する残寿命取得処理部と、現在日時として年月日情報を含んで参照可能な計時部と、上記残寿命取得処理部により取得された残寿命に基づいて交換時期を報知する報知信号を出力する寿命監視処理部とを備えたものとする。そして、上記残寿命取得処理部として、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、上記不揮発性メモリから読み出した製造時情報と、計時部から読み込んだ現在日時情報との比較により設定寿命情報の内の既経過期間を演算して残寿命を取得する構成とする(請求項２)。
【００１０】
この請求項２に係る発明の場合、請求項１に係る発明による作用を全て含んで、より具体的な作用が得られることになる。すなわち、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、残寿命取得処理部によってガスセンサの残寿命を得ることが可能になる。このため、ガスセンサが製造された後、燃焼機器に組み込まれて燃焼機器が製造され、この製品としての燃焼機器が出荷されて現実の使用が開始されるまでの期間が経過していたとしても、使用開始前の時点でガスセンサの残寿命がどの程度残っているかの把握が的確に可能となる。従って、例えば、あまりに長期に亘り在庫期間が経過したりして万一寿命が到来していたとしても、使用開始時点において交換時期についての情報をユーザ等に報知し得ることになる。又、使用後の時点であっても、残寿命に基づき寿命監視処理部による交換時期の報知処理によって、ユーザに対しガスセンサの交換を促し得ることになる。このため、燃焼機器に用いられて不完全燃焼状態の発生を検出するための重要な要素であるガスセンサと、これから得られる特定成分濃度の検出値とに対し常に正確性及び信頼性を担保し得ることになり、ガスセンサを不完全燃焼防止機能付き燃焼機器に適用することが不都合なく可能となる。
【００１１】
この不完全燃焼防止機能付き燃焼機器におけるコントローラとして、上記計時の日付及び時刻情報について自動的に基準時に同期設定する計時設定部をさらに備えるようにすることができる(請求項３)。このようにすることにより、計時部から参照される日付や時刻情報について高い正確性と信頼性が担保され、この日付や時刻情報との比較により取得される残寿命や、残寿命についての監視処理をより正確に行うことが可能となる。
【００１２】
以上の不完全燃焼防止機能付き燃焼機器におけるガスセンサとしては、電気化学式ガスセンサにより構成することができる(請求項４)。つまり、ガスセンサが電気化学式ガスセンサであり、この電気化学式ガスセンサの寿命を対象にして本発明を適用するのである。これにより、以上説明した本発明が最大の有用性を発揮することになって最大の作用・価値が得られることになる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、説明したように、請求項１又は請求項４の不完全燃焼防止機能付き燃焼機器によれば、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、ガスセンサの寿命情報の把握を行うことができ、このため、ガスセンサが製造された後、燃焼機器に組み込まれて燃焼機器が製造され、この製品としての燃焼機器が出荷されて現実の使用が開始されるまでの期間が経過していたとしても、使用開始前の時点でガスセンサに関する寿命情報を把握することができるようになる。そして、使用に伴い寿命が到来しても、交換時期の報知によりユーザに対しガスセンサの交換を促すことができるようになる。このため、燃焼機器に用いられて不完全燃焼状態の発生を検出するための重要な要素であるガスセンサと、これから得られる特定成分濃度の検出値とに対し常に正確性及び信頼性を担保することができることになる。
【００１４】
請求項２〜請求項４のいずれかの不完全燃焼防止機能付き燃焼機器によれば、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、残寿命取得処理部によってガスセンサの残寿命を得ることができ、このため、ガスセンサが製造された後、燃焼機器に組み込まれて燃焼機器が製造され、この製品としての燃焼機器が出荷されて現実の使用が開始されるまでの期間が経過していたとしても、使用開始前の時点でガスセンサの残寿命がどの程度残っているかの把握を的確に行うことができるようになる。従って、例えば、あまりに長期に亘り在庫期間が経過したりして万一寿命が到来していたとしても、使用開始時点において交換時期についての情報をユーザ等に報知することができるようになるし、使用後の時点であっても、残寿命に基づき寿命監視処理部による交換時期の報知処理によって、ユーザに対しガスセンサの交換を促すことができるようになる。このため、燃焼機器に用いられて不完全燃焼状態の発生を検出するための重要な要素であるガスセンサと、これから得られる特定成分濃度の検出値とに対し常に正確性及び信頼性を担保することができることになり、ガスセンサを不完全燃焼防止機能付き燃焼機器に適用することを不都合なく行うことができるようになる。
【００１５】
特に、請求項３によれば、計時部から参照される日付や時刻情報について高い正確性と信頼性を担保することができ、この日付や時刻情報との比較により取得される残寿命や、残寿命についての監視処理をより正確に行うことができるようになる。この結果、高い信頼性をもってガスセンサを不完全燃焼防止機能付き燃焼機器に適用することができるようになる。
【００１６】
又、請求項４によれば、電気化学式ガスセンサの寿命を対象にすることにより、本発明が最大の有用性を発揮することになり、以上の本発明による効果として最大の効果を得ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の不完全燃焼防止機能付き燃焼機器に係る実施形態として給湯用熱源機を示す。同図において、符号２は熱源機のハウジング（図示省略）内に配設された燃焼缶体であり、この燃焼缶体２には燃焼バーナ３と、この燃焼バーナ３の燃焼熱(顕熱)との熱交換により加熱される主熱交換器４と、燃焼排ガスの潜熱と熱交換する副熱交換器５とが内蔵されており、この熱源機は被加熱流体である水をまず副熱交換器５で予熱し、次に主熱交換器４で所定温度まで加熱してから給湯するようになっている。なお、実施形態として、副熱交換器５を備え潜熱回収による高熱効率化を図る高効率型の熱源機を示したが、これに限らず、他の形式の熱源機や、あるいは、熱交換器を備えない他の用途の燃焼機器であってもよい。
【００１９】
上記燃焼缶体２には燃焼バーナ３に対し燃焼用空気を供給する送風ファン６が一端に連結され、燃焼排ガスの排気通路を構成する排気筒２１が他端に形成されている。上記送風ファン６は後述のコントローラ９により所定の回転数に作動制御され、回転数を増加させれば空気供給量が増加し、回転数を減少させれば空気供給量が減少するようになっている。また、上記排気筒２１内には燃焼排ガス中に含まれる特定成分であるＣＯの濃度を検出する特定成分検出手段としてのＣＯセンサ７が配設され、このＣＯセンサ７はＣＯ濃度を検出して上記コントローラ９に出力するようになっている。
【００２０】
上記燃焼バーナ３は燃料ガス供給系８から供給される燃料ガスを上記送風ファン６からの空気と混合して燃焼させるようになっている。燃料ガス供給系８には燃料ガスの供給量を調整するガス比例弁８１が介装され、このガス比例弁８１が上記送風ファン６と共に後述のコントローラ９により作動制御されて上記燃焼バーナ３が所定の空燃比で燃焼されるようになっている。また、上記燃焼バーナ３にはバーナセンサ１０が配設され、このバーナセンサ１０は燃焼火炎の炎温度を検出して上記コントローラ９に出力するようになっている。
【００２１】
上記主熱交換器４は例えばフィンアンドチューブにより構成され、一端に副熱交換器５で予熱された状態の水が供給され、供給された水を燃焼バーナ３からの燃焼火炎の放射熱やフィン間を通過する燃焼ガスからの受熱により熱交換加熱し、熱交換加熱された湯水が他端から出湯管４２に出湯されて、図示省略の給湯先に給湯されるようになっている。又、副熱交換器５は、そのケースの一端から主熱交換器４を通過した燃焼排ガスが導入され、給水管４２から給水されて副熱交換器５を通過する水が燃焼排ガスの潜熱回収により予熱されるようになっており、潜熱回収により排気筒２１から機外に排出される燃焼排ガスの温度はほぼ１００℃又はそれ以下の温度まで降下することになる。なお、図１中の符号５１は副熱交換器５内で発生して底部に溜まった排ガスドレンを中和処理するために導出する導出管である。
【００２２】
上記ＣＯセンサ７としては、電気化学反応を利用してＣＯ濃度を検出する電気化学式ＣＯセンサを用いて構成されている。すなわち、上記ＣＯセンサ７は、図２に示すように、ＣＯ濃度検出部７１と、このＣＯ濃度検出部７１によるＣＯ濃度の検出及び検出したＣＯ濃度をコントローラ９の後述の給湯制御部９１への出力を行うセンサ出力回路７２と、予め書き込まれた製造時情報が記録された不揮発性メモリ７３とを備えて構成されている。上記ＣＯ濃度検出部７１は、絶縁基板上に配設した作用極と、対極と、参照極とを電解質(例えば固体電解質)で覆うことにより電気的に接続した周知の構造を備え、所定電圧の印加により電解質との界面においてＣＯ(検出対象ガス）が酸化・還元反応を起こし、かかる酸化・還元反応に伴い流れるセンサ電流値を測定することにより、ＣＯ濃度を検出するようになっている。なお、ＣＯ濃度検出部７１としては、上記の作用極と、対極と、参照極とを備えた３極式のものに限らず、作用極と、対極との２極式のもので構成してもよい。どのような構成であろうと電解質に起因する寿命を有する点では同じである。又、上記センサ出力回路７２は上記の電圧印加を行い、センサ電流値に基づき検出したＣＯ濃度に関する信号を給湯制御部９１に出力するようになっている。不揮発性メモリ(EEPROM)７３としては例えばフラッシュメモリが用いられ、この不揮発性メモリ７３には後述の如くＣＯセンサ７の製造時に予め製造時情報が書き込まれ、かかる製造時情報が記録・保持(好もしくは書換不能に記録)された状態で組み付けられている。上記の製造時情報とは、少なくとも製造年月日に関する情報を含むものであるが、製造年月日に加え製造時刻情報や、製造時に把握可能なＣＯ濃度検出部７１の個体感度情報も含ませるようにしてもよい。上記センサ出力回路７２と不揮発性メモリ７３とは例えば制御基板上に設けたものであり、かかる制御基板とＣＯ濃度検出部７１とが互いに組み合わされて、特定成分検出手段としてのＣＯセンサ７を構成している。
【００２３】
以上の熱源機はコントローラ９により給湯制御が行われ、その給湯制御中に燃焼バーナ３の不完全燃焼状態の発生を監視しつつ発生したら燃焼改善処理を実行するようになっている。加えて、不完全燃焼状態の発生を検知する主要機器であるＣＯセンサ７の残寿命を監視して交換時期や要交換の旨のアラームをユーザに報知する残寿命監視処理を実行するようになっている。以上の機能を果たすべく、コントローラ９は、給湯制御部９１と、燃焼改善処理部９２と、寿命監視処理部９３と、残寿命取得処理部９４と、計時部９５と、計時設定部９６とを備えており、このコントローラ９には報知手段を兼ねるリモコン９０が接続されている。
【００２４】
上記給湯制御部９１は、リモコン９０に入力設定された設定給湯温度になるように給水温度や量等に基づき燃焼バーナ３の燃焼号数を演算し、その燃焼号数を発揮するようにガス比例弁８１及び送風ファン６のモータの作動制御を行うようになっている。これにより、出湯管４２から図示省略の給湯先に対し上記の設定給湯温度の湯が供給されるように制御される。そして、上記燃焼改善処理部９２は、燃焼バーナ３の燃焼中にＣＯセンサ７からのＣＯ濃度検出値を監視し、このＣＯ濃度検出値が予め定めたＣＯ濃度設定値（例えば３００ppm）を超えると不完全燃焼状態が発生したと判定し、この判定に基づき燃焼改善処理として送風ファン６の回転数を例えば予め定めた設定量だけアップ補正するようになっている。
【００２５】
上記寿命監視処理部９３は、残寿命取得処理部９４が取得した残寿命情報の出力を受け、この残寿命情報に含まれる残寿命と、計時部９５から出力される現在日時情報とを対比して、時間の進行に合わせて残寿命を減算しつつ、減算結果の残寿命が予め設定した報知期間(例えば６ヶ月)より短くなればリモコン９０に対しＣＯセンサ７の交換が必要である旨を報知する報知信号を発するようになっている。併せて、寿命監視処理部９３は、特に燃焼機器の設置時(試運転時)において演算により得られた残寿命に基づき給湯制御部９１等による運転作動を許可したり、強制停止させたりする処理も行うようになっている。上記の報知期間は、ユーザにＣＯセンサ７が寿命に到達したことを報知するための期間のことであり、ユーザがリモコン９０の報知を認識した後、代理店等に交換を依頼してその交換に要する期間を考慮して定めれば良い。又、報知期間として例えば６ヶ月と２ヶ月というように複数段階のものを設定しておき、短い方の報知態様をユーザにより強く警告する形態にするように変化させてもよい。例えば６ヶ月の場合はリモコン９０の液晶表示部に文字情報で表示するのみに留め、そのまま残寿命が２ヶ月を切ればその表示に加え音声回路による音声案内を定期的に発するようにしたり、あるいは警告灯を点灯させるだけに止めていたのを点滅表示に切換えたりすればよい。
【００２６】
上記残寿命取得処理部９４での残寿命取得処理は次のように行われる。すなわち、不揮発性メモリ７３から読み出した製造時情報と、計時部９５から読み込んだ現在日時情報とを比較して既経過期間を演算により求め、この演算された既経過期間を、予め入力設定されているＣＯセンサ７(詳しくはＣＯ濃度検出部７１)の設定寿命情報（例えば５年間）から減じることで残寿命を求めるようになっている。例えば、製造時情報が「２００６年１月１日」、現在日時情報が「２００７年１月１日」であるとすると、演算される既経過期間は「１年間」であり、設定寿命情報が「５年間」であれば、残寿命は「４年間」ということになる。演算結果のデータとしては「日」を単位にして日数に換算してもよい。この場合には、既経過間は「３６５日間」であり、残寿命は「４×３６５＝１４６０日間」となる。
【００２７】
計時部９５はカレンダ機能を有するカレンダタイマであり、現在の日付(年月日)と時刻に関する情報を常に参照し得るようになっている。又、計時設定部９６は計時部９５の日付及び時刻情報を正確なものに設定しかつ自動的に正確な日付及び時刻に同期させる機能を備えたものである。本実施形態では、計時設定部９６として電波時計を用いて構成している。すなわち、電波時計により計時設定部９６の機能である自動同期を行わせるようになっている。つまり、日本国内の場合であると特定２地点から発せられる標準電波を定期的に受信して上記特定地点の原子時計の正確な日付及び時刻(基準時)に自動同期させるようになっている。
【００２８】
なお、計時設定部９６として、手動で正確な日付や時刻に合わせ得るように、手動設定入力部を付設するようにしてもよい。又、計時設定部９６による基準時への自動同期を上記の標準電波以外の手段によって行うようにしてもよい。例えばＧＰＳ受信機を計時設定部９６として用いて自動同期させるようにしてもよい。この場合は、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星からそれに搭載された原子時計の正確な時刻データを受信して、例えば通常のカレンダタイマにより構成した計時部９５をＧＰＳ衛星の原子時計と自動同期させるようにすればよい。又は、ＴＶ電波受信機を計時設定部９６として用いて自動同期させるようにしてもよい。この場合は、ＮＨＫ(日本放送協会)から発信される時報情報を利用して計時部９５であるカレンダタイマの日付及び時刻を自動同期させることも可能である。さらに、インターネットとの通信手段を計時設定部９６として用いて自動同期させるようにしてもよい。この場合は、その通信手段により定期的にインターネット上のインターネットタイムサーバ(インターネット時刻サーバ)に接続させて自動同期させるようにすればよい。以上、要するに、残寿命を取得したり管理したりする上で、計時部９５から参照する日付や時刻に関する情報の正確性を向上させるようにしているのである。
【００２９】
以下、図３のフローチャートを参照しつつ、特にＣＯセンサ７の寿命に関する処理について、ＣＯセンサ７の製造及び熱源機の製造段階Ｐ１、熱源機の現実の設置段階Ｐ２、熱源機の使用段階Ｐ３に分けて、説明する。
【００３０】
製造段階Ｐ１では、ＣＯセンサ７を製造したらその製造日を不揮発性メモリ７３に書き込んで記録する(ステップＳ１)。その上で、ＣＯセンサ７を熱源機に組み付けて、製品としての熱源機を完成させる(ステップＳ２)。完成された熱源機はストックヤードで保管されて出荷を待つ。
【００３１】
設置段階Ｐ２では、現実の設置対象の住宅等まで輸送され、その住宅等の所定場所に取り付けられて給水や給湯のための配管や燃料ガス供給のための配管の敷設・接続等が行われて設置される(ステップＳ３)。そして、ユーザによる現実の使用開始前にサービスマンによる試運転が実施される。すなわち、全ての電源をＯＮにすると(ステップＳ４)、残寿命取得処理部９４の一つの機能によって、現在日時情報を得るための計時部９５が機能しているか否か、つまりカレンダ(日付や時刻)が設定されているか否かについて、リモコン９０の報知部に表示されて確認が求められる(ステップＳ５)。リモコン９０の操作釦を利用して未設定を意味する信号を入力すると、その設定を促す旨の表示が行われる(ステップ５でＮＯ，ステップＳ６)。これにより、サービスマンが手動設定するか、自動設定(自動同期設定)指令を入力するかして、設定が完了することになる。なお、この段階で設定が完了しなければ、以後の熱源機の作動が停止されることになる。リモコン９０から既に設定されていることを意味する信号を入力すると、次に、寿命判定処理が行われる(ステップＳ５でＹＥＳ，ステップＳ７)。ステップＳ７では、上述の如く、まず、残寿命取得処理部９４での残寿命の取得を行い、万一、この残寿命取得の段階で得られた残寿命が既に上記の報知期間よりも短くなっていれば、リモコン９０に対しＣＯセンサ７を交換する必要がある旨の報知信号を発し(ステップＳ７で「到達」、ステップＳ８)、報知期間の経過を待っても交換されない場合には熱源機の作動を強制停止させる(ステップＳ９)。通常の場合は、設置段階では残寿命が相当残っているため、給湯制御部９１や燃焼改善処理部９２等に対し熱源機の作動を許可する信号を出力する(ステップＳ７が「未到達」、ステップＳ１０)。
【００３２】
使用段階Ｐ３では、寿命監視処理部９３による処理として、計時部９５からの日付や時刻情報を読み込んでその時間の進行に伴い、ステップＳ７で得た残寿命を減算カウントしていく(ステップＳ１１)。この減算カウントを、減算カウント後の残寿命が所定値、つまり報知期間まで短くなるまでの期間、繰り返し行う(ステップＳ１２でＮＯ，ステップＳ１１)。そして、遂に、残寿命が報知期間まで短くなれば(ステップＳ１２でＹＥＳ)、センサ寿命処理として、まずリモコン９０を通してユーザに交換の必要がある旨の報知処理を行い、交換されないままさらに残寿命が短くなれば熱源機の作動を強制的に停止させるようにする(ステップＳ１３)。
【００３３】
以上の実施形態によれば、本実施形態で用いているＣＯセンサ７(ＣＯ濃度検出部７１)が、その寿命が使用時間(通電時間)の積算により進行するのではなくて、使用の有無(通電の有無)に拘わらず製造時点から単なる時間の経過によって進行するという電気化学式ガスセンサとして特有の特性を有し、かつ、かかるＣＯセンサ７を用いた製品である熱源機が製造段階と現実に設置されて使用が開始される段階との間に例えば在庫時間というような時間的な遅れを有するものであっても、ＣＯセンサ７の寿命到達を確実にユーザ等に報知することができ、その交換を促すことができる。これにより、ＣＯセンサ７によるＣＯ濃度検出を常に正確に把握して不完全燃焼状態が発生しているか否かの検出を正確に行うことができるようになり、燃焼改善処理部９２による不完全燃焼状態の解消・防止を確実に行うことができるようになる。以上により、従来、その寿命が単なる時間経過により進行するため、正確なガス検出を担保する上で複雑な対策処理を行うことが必要であった電気化学式ガスセンサであるＣＯセンサ７を、そのような複雑な対策処理を行うことなく、不完全燃焼防止機能付き燃焼機器におけるＣＯ濃度検出用のセンサとして安全にかつ容易に使用することができるようになる。
【００３４】
なお、上記の報知処理に基づきＣＯセンサ７が新しいものに交換された場合には、図３のステップＳ２に戻り、再度、設置段階Ｐ２及び使用段階Ｐ３の処理を繰り返すことになる。ここで、センサの交換とは、CO濃度検出部７１、センサ出力回路７２及び不揮発性メモリ７３が一体に組み付けられたＣＯセンサ７全体を交換することであり、交換された新しいＣＯセンサ７の不揮発性メモリ７３には新しいＣＯ濃度検出部７１の製造時情報が書き込まれているのである。
【００３５】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、残寿命取得処理部９４で残寿命を取得するようにし、以後、残寿命を用いて処理を行っているが、これに限らず、寿命到来日(何年何月何日という具体的日程)を用いて処理を行うようにしてもよい。この場合には、残寿命取得処理部９４に代えて寿命取得処理部とし、寿命取得処理部で製造時情報と設定寿命情報とから寿命到来日を演算 (製造時＋設定寿命＝寿命到来日) して求めるようにすればよい。そして、この場合には、寿命監視処理部で所定期間の進行毎に寿命到来日と計時部９５の現在日時情報とから寿命到来日までの残寿命を演算するようにしてもよいし、あるいは、寿命取得処理部での寿命到来日の取得時点での既経過期間に対し計時部９５の現在日時情報に基づいて期間の進行に伴いその期間(例えば日数)を加算カウントするようにしてもよい。つまり、図３のステップＳ１１で残寿命の減算カウントを行うのではなくて、既経過期間の加算カウントを行い、加算カウント後の既経過期間と寿命到来日との比較を行うようにする。
【００３６】
また、上記実施形態では、不完全燃焼状態の発生をＣＯ濃度により判定するようにして電気化学式ガスセンサとしてＣＯセンサ７を示したが、これに限らず、Ｏ２（酸素）濃度を用いて不完全燃焼状態の発生を判定するようにしてもよい。この場合は電気化学式ガスセンサであるＯ２センサを用いてＯ２濃度を検出するようにすればよく、この場合にも上記の実施形態の不揮発性メモリ７３を搭載して、その製造時情報を予め書き込んだＯ２センサを用いればよい。又、ＣＯセンサ７又はＣＯ濃度検出部７１として、電気化学式ガスセンサにより構成されたものを示したが、これに限らず、接触燃焼方式のガスセンサにより構成してもよい。かかる方式のものでも時間経過と共に寿命が進行すると考えられ、寿命に起因する不都合は電気化学式のものと同様に存するからである。これらの点は上記のＯ２センサにおいても同様であり、電気化学式に限らず他の方式のものでもよい
【００３７】
上記実施形態では、不完全燃焼発生を解消するための燃焼改善処理として、燃焼改善処理部９２により送風ファンの回転数増大補正する例を示したが、これに限らず、不完全燃焼状態を改善し得る処理であれば他の処理を行う構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る熱源機を示す模式図である。
【図２】コントローラのブロック構成図である。
【図３】特にＣＯセンサの寿命に係る処理についてまとめたフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
７ ＣＯセンサ(特定成分検出手段)
７１ ＣＯ濃度検出部(ガスセンサ、電気化学式ガスセンサ)
７３ 不揮発性メモリ
９２ 燃焼改善処理部
９３ 寿命監視処理部
９４ 残寿命取得処理部
９５ 計時部
９６ 計時設定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼バーナと、この燃焼バーナからの燃焼排ガス中に含まれる不完全燃焼状態の発生判定の指標となる特定成分濃度を検出するように組み付けられた特定成分検出手段と、この特定成分検出手段からの濃度検出値に基づいて不完全燃焼状態の発生を判定して燃焼改善処理を実行するコントローラとを備えた不完全燃焼防止機能付き燃焼機器において、
上記特定成分検出手段は、上記特定成分濃度を検出するガスセンサと、このガスセンサを製造した製造年月日に関する製造時情報が予め書き込まれて記録された不揮発性メモリとを含んで構成される一方、
上記コントローラは、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、上記不揮発性メモリから読み出した製造時情報に基づいて上記ガスセンサの寿命情報を取得し、かつ、取得した寿命情報に基づいて交換時期を報知する報知信号を出力する寿命監視処理を実行するように構成されている
ことを特徴とする不完全燃焼防止機能付き燃焼機器。
【請求項２】
燃焼バーナと、この燃焼バーナからの燃焼排ガス中に含まれる不完全燃焼状態の発生判定の指標となる特定成分濃度を検出するように組み付けられた特定成分検出手段と、この特定成分検出手段からの濃度検出値に基づいて不完全燃焼状態の発生を判定して燃焼改善処理を実行するコントローラとを備えた不完全燃焼防止機能付き燃焼機器において、
上記特定成分検出手段は、上記特定成分濃度を検出するガスセンサと、このガスセンサを製造した製造年月日に関する製造時情報が予め書き込まれて記録された不揮発性メモリとを含んで構成される一方、
上記コントローラは、上記ガスセンサの残寿命を取得する残寿命取得処理部と、現在日時として年月日情報を含んで参照可能な計時部と、上記残寿命取得処理部により取得された残寿命に基づいて交換時期を報知する報知信号を出力する寿命監視処理部とを備え、
上記残寿命取得処理部は、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、上記不揮発性メモリから読み出した製造時情報と、計時部から読み込んだ現在日時情報との比較により設定寿命情報の内の既経過期間を演算して残寿命を取得するように構成されている
ことを特徴とする不完全燃焼防止機能付き燃焼機器。
【請求項３】
請求項２に記載の不完全燃焼防止機能付き燃焼機器であって、
上記コントローラは、上記計時の日付及び時刻情報について自動的に基準時に同期設定する計時設定部をさらに備えている、不完全燃焼防止機能付き燃焼機器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の不完全燃焼防止機能付き燃焼機器であって、
上記ガスセンサは、電気化学式ガスセンサにより構成されている、不完全燃焼防止機能付き燃焼機器。
【請求項１】
燃焼バーナと、この燃焼バーナからの燃焼排ガス中に含まれる不完全燃焼状態の発生判定の指標となる特定成分濃度を検出するように組み付けられた特定成分検出手段と、この特定成分検出手段からの濃度検出値に基づいて不完全燃焼状態の発生を判定して燃焼改善処理を実行するコントローラとを備えた不完全燃焼防止機能付き燃焼機器において、
上記特定成分検出手段は、上記特定成分濃度を検出するガスセンサと、このガスセンサを製造した製造年月日に関する製造時情報が予め書き込まれて記録された不揮発性メモリとを含んで構成される一方、
上記コントローラは、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、上記不揮発性メモリから読み出した製造時情報に基づいて上記ガスセンサの寿命情報を取得し、かつ、取得した寿命情報に基づいて交換時期を報知する報知信号を出力する寿命監視処理を実行するように構成されている
ことを特徴とする不完全燃焼防止機能付き燃焼機器。
【請求項２】
燃焼バーナと、この燃焼バーナからの燃焼排ガス中に含まれる不完全燃焼状態の発生判定の指標となる特定成分濃度を検出するように組み付けられた特定成分検出手段と、この特定成分検出手段からの濃度検出値に基づいて不完全燃焼状態の発生を判定して燃焼改善処理を実行するコントローラとを備えた不完全燃焼防止機能付き燃焼機器において、
上記特定成分検出手段は、上記特定成分濃度を検出するガスセンサと、このガスセンサを製造した製造年月日に関する製造時情報が予め書き込まれて記録された不揮発性メモリとを含んで構成される一方、
上記コントローラは、上記ガスセンサの残寿命を取得する残寿命取得処理部と、現在日時として年月日情報を含んで参照可能な計時部と、上記残寿命取得処理部により取得された残寿命に基づいて交換時期を報知する報知信号を出力する寿命監視処理部とを備え、
上記残寿命取得処理部は、燃焼機器設置後であって燃焼機器使用開始前において、上記不揮発性メモリから読み出した製造時情報と、計時部から読み込んだ現在日時情報との比較により設定寿命情報の内の既経過期間を演算して残寿命を取得するように構成されている
ことを特徴とする不完全燃焼防止機能付き燃焼機器。
【請求項３】
請求項２に記載の不完全燃焼防止機能付き燃焼機器であって、
上記コントローラは、上記計時の日付及び時刻情報について自動的に基準時に同期設定する計時設定部をさらに備えている、不完全燃焼防止機能付き燃焼機器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の不完全燃焼防止機能付き燃焼機器であって、
上記ガスセンサは、電気化学式ガスセンサにより構成されている、不完全燃焼防止機能付き燃焼機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−５８１４８（Ｐ２００９−５８１４８Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２４３２８（Ｐ２００７−２２４３２８）
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
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