JP4262877B2 - Combustion equipment with flame shield - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は可燃蒸気を発生するガソリン,シンナー,ベンジン等の可燃物が置かれたガレージ,地下室,倉庫等に設置される遮炎装置付燃焼機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、遮炎装置付給湯器は、図7に示されるように、中空の円筒形本体1内の上下に貯湯室2と燃焼室3とを設け、燃焼室3は内部に空気を供給する給気口4を設けると共に貯湯室2の軸心位置を貫通して本体1上部に開口し燃焼室3内の燃焼ガスを外部に排出する排気通路5を設けており、更に給気口4にはフレームアレスター(遮炎装置)6を設けたものが知られている。
【0003】
この遮炎装置付給湯器は、燃焼室3内に設けたメインバーナ3aで燃焼した高温の燃焼排気が、排気通路5を通過する際に、貯湯室2内に供給された水との熱交換により水を加熱して所定温度の湯として貯蔵し、適宜外部に給湯されるようになっている。
こうした給湯器が、可燃蒸気を発生する可燃物の近くに設置される場合には、給湯器の給気口4に可燃蒸気が侵入し燃焼室3の火炎が伝播して可燃物へ引火するおそれがあるため、燃焼室3の火炎が給気口4外部へ漏出しないようにフレームアレスター6が設けられる。
【0004】
フレームアレスター6は、パンチングメタルやラス網のように、微小な開口を多数一様に設けた金属製の板状体である。可燃ガスにはそれぞれ、それ以下のギャップでは火炎が通路を伝播しないという消炎距離があり、フレームアレスター6は、これを利用するために、各開口の大きさをφ1.5〜3mm程度にしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フレームアレスター6の開口は、微小なために綿埃や砂塵といった粉塵によって目詰まりしやすい。このため、目詰まりすると、燃焼室3内の給気不足により不完全燃焼して、一酸化炭素中毒を起こすおそれがあった。
そこで、本発明の遮炎装置付燃焼機器は上記課題を解決し、給気通路の閉塞による不完全燃焼を防止することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項1記載の遮炎装置付給湯器は、
燃料ガスと燃焼用空気とを混合して燃焼するメインバーナと、該メインバーナが設けられる燃焼室へ燃焼用空気を供給する給気通路と、該給気通路を複数の開口に分割して火炎の通過を阻止する遮炎装置とを備えた遮炎装置付燃焼機器において、
上記遮炎装置とは別に、複数の開口に分割されたパイロット給気口を有し、該給気口から燃焼用空気を吸引して燃料ガスと混合して燃焼するパイロットバーナと、
上記パイロットバーナの燃焼状態に応じた検知信号を出力する炎検知素子と、
上記炎検知素子の信号から上記メインバーナの不完全燃焼を防止する不完全燃焼防止装置と
を設け、
上記パイロット給気口にルーバーを傾斜して設け、上記パイロット給気口の開口を上記遮炎装置の開口よりも目詰まりしやすい形状に形成したことを要旨とする。
【0007】
また、本発明の請求項2記載の遮炎装置付給湯器は、上記請求項1記載の遮炎装置付給湯器において、
上記パイロット給気口の開口総面積を調節することにより、ガス供給量に応じて空気を吸い込む上記パイロットバーナの該空気の吸引速度を0.9〜1m/秒の流速になり得るようにしたことを要旨とする。
【0009】
また、本発明の請求項記載の遮炎装置付給湯器は、上記請求項1または2に記載の遮炎装置付給湯器において、
上記パイロットバーナの炎口を略水平または斜め下方に向け、
上記炎検知素子を上記パイロットバーナの混合ガスの噴出方向に望ませたことを要旨とする。
【0010】
また、本発明の請求項記載の遮炎装置付給湯器は、上記請求項記載の遮炎装置付給湯器において、
上記炎検知素子を一次熱電対と二次熱電対とから構成し、該一次熱電対を上記パイロットバーナの混合ガスの噴出方向に望ませ、該二次熱電対を該パイロットバーナの炎口の上方に設け、
上記二次炎熱電対を上記一次熱電対と極性を逆にして接続したことを要旨とする。
【0011】
上記構成を有する本発明の請求項1記載の遮炎装置付燃焼機器では、給気通路に綿埃や砂塵等の粉塵が侵入しても、遮炎装置の目詰まりによりメインバーナが不完全燃焼を起こす前に、パイロット給気口が目詰まりしてパイロットバーナに給気不足が生じるため、炎検知素子がパイロットバーナの燃焼状態の悪化を検出し、不完全燃焼装置が作動する。加えて、本発明の請求項1記載の遮炎装置付燃焼機器では、パイロット給気口にルーバーを傾斜して設けるため、パイロット給気口の厚さを薄く抑えたまま気体通過距離を長くすることができ、しかも、粉塵は、斜めに形成されたパイロット給気口のルーバー面に衝突しながら通過するため、接触機会が増えてパイロット給気口に詰まりやすい。
【0012】
また、本発明の請求項2記載の遮炎装置付燃焼機器では、一般的に、粉塵には濾過媒体によって補集されやすい流速があり、パイロットバーナの流速を粉塵補集率の高い流速に合わせ、メインバーナの流速を粉塵補集率の低い流速に合わせることで、パイロット給気口を遮炎装置より先に詰まらせて、パイロットバーナの燃焼状態をメインバーナに先駆けて悪化させることができ、確実に不完全燃焼防止を行うことができる。
【0014】
また、本発明の請求項記載の遮炎装置付燃焼機器では、パイロットバーナの炎口が略水平または斜め下方に向いているため、正常燃焼時には、燃料と空気との混合気が略水平または斜め下方向へ噴出しその方向へ火炎を形成して炎検知素子をあぶる。従って、炎検知素子は、パイロットバーナの炎口から水平方向にある程度離して設けられても火炎によりあぶられて高い出力を発生する。
一方、パイロット給気口が粉塵により目詰まりしてパイロットバーナへの供給空気が不足すると、炎口からの噴出速度が遅くなり、水平成分の噴出速度も遅くなるため、火炎が鉛直上方向になびいて、炎検知素子をあぶらなくなる。これにより、炎検知素子の出力が低下して、炎検知素子がパイロットバーナの燃焼状態の悪化を鋭敏に検知でき、不完全燃焼を確実に防止できる。
また、炎検知素子をパイロットバーナの炎口から水平方向にある程度離して設けることによって、正常燃焼時と燃焼悪化時とにおいて、火炎の形成位置が大きく変化するため、炎検知素子の配置可能場所が広くなる。
【0015】
また、本発明の請求項記載の遮炎装置付燃焼機器では、二次熱電対は、一次熱電対と極性を逆にして接続されるため、その起電力が負として働き、一次熱電対との合成起電力を減少させる。
正常燃焼時には、パイロットバーナの火炎は、一次熱電対に接触し高い起電力を発生させるが、二次熱電対には接触しないため低い起電力を発生させるか、または発生しない。
一方、燃焼悪化時には、二次熱電対がパイロットバーナの火炎に接触して高い起電力を発生し、また、火炎が一次熱電対から遠ざかっていき起電力が低下するため、一次熱電対の起電力から二次熱電対の起電力を差し引いた合成起電力は、正常燃焼時から急激に減少する。
従って、二次熱電対を一次熱電対と極性を逆にして接続することにより、燃焼悪化時の起電力変化が急激になり、鋭敏に給気不足を検知できる。また、各熱電対の起電力がばらついても、この急な起電力変化のために給気不足の検知時期がばらつかない。
【0016】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の遮炎装置付燃焼機器の好適な実施形態について説明する。
《第1実施形態》
図3は、遮炎装置付給湯器(以下、単に給湯器と記す)の概略構成を示したものである。この給湯器10は、円筒形の上下端が閉鎖された鉄製で内表面がホーロー処理された容器である本体11と、本体11の外周および上面を覆う外側ケース30と、給湯器10の動作を制御するコントローラ41を設けている。
【0017】
給湯器10の本体11は、円筒部12と、下端を閉鎖する平板である底板部13と、上端を閉鎖する上方にわずかに膨らんだ球面状の上鏡板14とを設けており、底板部13に設けた脚部11aによって床面に立設されている。
本体11は、底板部13側の所定位置にて同軸的に配設されて本体11内を上下に仕切っている上方にわずかに膨らんだ球面状の下鏡板15を設けており、下鏡板15によって上側の貯湯室R1と、下側の燃焼室R2とに区分されている。
【0018】
上鏡板14および下鏡板15は、それぞれ軸心位置に開口部14a,15aを設けており、開口部14a,15aには、軸心位置にて軸方向に延び、開口部14a,15aを貫通した排気通路を形成する排気管16が固定されている。更に、排気管16内には、その下端からわずかに離れた上方位置と上端位置との間に、ネジレ板形状のバッフル板17が固定され、本体11の軸方向に沿って螺旋通路が形成されている。
【0019】
また、上鏡板14からは、貯湯室R1内に垂下した給水管18および給湯管19が設けられている。更に、上鏡板14には、貯湯室R1内に水を供給する給水管18の給水口18aおよび貯湯室R1内の湯を取り出す給湯口19aが設けられており、また、下鏡板15のわずか上部には、貯湯室R1内の湯を外部に排出する水抜栓19bが設けられている。
【0020】
燃焼室R2内においては、底板部13からわずかに離れて台板21が設けられており、台板21には、円形で外周の多数の場所を絞って炎口を形成したメインバーナ22が立設されている。メインバーナ22には本体11側壁を貫通したメインガス供給管23が接続されている。
メインバーナ22の側部には、先端部がメインバーナ22の方向に湾曲した常火タイプのパイロットバーナ25が設けられ、パイロットバーナ25の炎口25cが燃焼用空気の流れと直交する向きに、つまり、水平方向に向いて形成される。
更に、図1に示されるように、パイロットバーナ25の火炎の変化状態を検知する一次熱電対26(炎検知素子)が、パイロットバーナ25から水平方向に所定距離をあけて、パイロットバーナ25と共に、取り付け板24に固定されている。後で詳述するが、この一次熱電対26は、正常燃焼時に火炎と接触し、給気不足による燃焼悪化時に火炎と接触しない位置に設けられる。つまり、一次熱電対26の感熱部が、パイロットバーナ25の混合ガスの噴出方向の延長上にある。
また、メインバーナ22の炎口の下方近傍に、後述する起電力調整用の副熱電対28が設けられる。
【0021】
そして、底板部13には、メインバーナ22,パイロットバーナ25へ全ての燃焼用空気を供給するための大給気口13aが形成され、大給気口13aには、遮炎装置であるフレームアレスター27がビス36止めで固定されている。
フレームアレスター27には、パイロットバーナ25の真下部のみパイロット給気口27aが形成され、そのパイロット給気口27aを囲んで給気室を形成するパイロット給気板35が固定される。
フレームアレスター27は、図2に示すように、直径がφ1.6〜3mmの多数の小孔27bを有するパンチングメタルの板状体である。尚、底板部13に給気管を接続して、その給気管内にフレームアレスター27を介装するようにしてもよい。
【0022】
パイロット給気板35は、切り起こして斜めに形成したルーバー35c間の小開口35bを多数形成した金属製の板状体であり、この小開口35bの奥行は3〜10mmである。また、ルーバー35cを形成する斜面間の最短距離dは、フレームアレスター27の小孔27bの直径よりも小さい0.3〜1.5mmである。
パイロットバーナ25は、パイロット給気板35とはめあわせて空間を形成するパイロット給気口上板35aに接続したパイロット空気パイプ25bを介してパイロット給気板35と連通して一次空気供給路を形成している。また、パイロットバーナ25には、パイロットガス供給管25aが接続される。
メインバーナ22もパイロットバーナ25も、ガス供給管23,25aに接続される図示しないノズルから噴出されるガスにより一次空気を吸引している。
【0023】
本体11の外周部および上部は、図3に示されるように、外側ケース30によって保温材を介して覆われている。外側ケース30の円筒部分は、上端から下鏡板15の略上端位置までの間が、ポリウレタン樹脂製の保温材31になっており、その下側部分が樹脂にファイバーグラスを混合した材質によるグラスファイバー保温材32になっている。外側ケース30の上面部には、ポリウレタン樹脂部分に円環板状の上板33が埋設されており、更に、上面部から突出した排気管16の端部を覆うフード34が取り付けられている。
【0024】
外側ケース30の保温材31の下端外周位置には、コントローラ41が設けられている。コントローラ41の側部には、サーモスタット42が、保温材31および円筒部12を貫通して貯湯室R1内に突出して配設されている。また、パイロットバーナ25およびメインバーナ22への通路を開閉する元電磁弁がコントローラ41に内蔵されており、一次熱電対26と副熱電対28とが極性を逆にして直列にコントローラ41に接続されている。
更に、コントローラ41には、警報ブザー44が接続されている。コントローラ41には、サーモスタット42の検出温度が所定値T1以上になるとメインガス通路を閉じるサーモスタットバルブも内蔵されていて、メインバーナ22へのガス供給を停止し、検出温度が所定値T2(<T1)以下になるとサーモスタットバルブを開いてメインバーナ22へのガス供給を開始し、種火バーナを兼用するパイロットバーナ25から火移りさせてメインバーナ22の燃焼を開始させる。燃焼中は自然ドラフトにより空気が燃焼室R2へ供給される。
【0025】
更に、コントローラ41は、給気不足により一次熱電対26と副熱電対28との合成起電力が所定値より低下した時も、同様にメインガス供給管23へのガス通路を閉じてメインバーナ22へのガス供給を停止し、メインバーナ22の不完全燃焼を防止すると共に、警報ブザー44を鳴動するようになっている。
【0026】
次に、上述した構成の給湯器10の動作について説明する。
まず、コントローラ41の上部にある点火つまみ41aを下へ押し付けながらパイロットバーナ25に点火する。パイロットバーナ25の炎口25cから水平方向に形成される火炎により加熱された一次熱電対26に起電力が発生し、内蔵された元電磁弁が開いた状態で吸着保持される(この時点で一旦点火つまみ41aより手を離す)。更に、点火つまみ41aを左へ回動し、メインガス通路を開くと、パイロットバーナ25から火移りしてメインバーナ22が点火する。このような給湯器10の運転開始により、パイロットバーナ25の火炎の変化状態が一次熱電対26によって検知される。
【0027】
パイロット給気板35の小開口35bの目詰まりがなく、パイロットバーナ25への給気が十分に行われている状態では、図1に示すように、パイロットバーナ25の火炎が実線の状態になっており、図4に示すように、一次熱電対26の発生起電力Vは高い値(20mV、実線)で安定している。一方、副熱電対28は、メインバーナ22からの燃焼熱により加熱され若干起電力(4mV、破線)を発生する。従って、合成起電力(16mV、太い実線)は高く、異常燃焼の判定基準値Vj(3.9mV、一点鎖線)を越えている。
ここでは、貯湯室R1内の湯の温度がまだ低いので、コントローラ41に内蔵されたサーモスタットバルブは開いており、メインバーナ22によるガスの燃焼が開始される。
【0028】
燃焼による高温の燃焼排気が下鏡板15を加熱しながら排気管16を上昇し、燃焼排気がバッフル板17を通過することにより、貯湯室R1内の湯が加熱されて、その温度が上昇する。湯温がT1以上になると、サーモスタット42がこれを検知して、サーモスタットバルブを閉じ、メインバーナ22が消火する。
湯温が低下したり、或いは給湯管19を通して湯が排出され、それに伴い給水管18から給水により水が補充されて湯温がT2以下になると、サーモスタット42により温度低下が検知され、サーモスタットバルブが開くことによりメインガス通路が開放され、再びメインバーナ22による燃焼が開始され、貯湯室R1内の湯が加熱される。
【0029】
以上のようなメインバーナ22の燃焼による貯湯室R1内の湯の加熱を繰り返す間に、フレームアレスター27やパイロット給気板35が粉塵により目詰まりを起こし始めるが、この閉塞度はパイロット給気板35の方が大きい。その理由を以下に述べる。
1. パイロット給気板35の小開口35bは、その最短幅dがフレームアレスター27の小孔27bよりも小さい。
2. 小開口35bにルーバー35cが形成されているため、垂直に貫通している小孔27bよりも気体通過距離が長いことから粉塵が小開口35bの内壁に接触する機会が多い。
3. 小開口35bの断面が斜めに形成されているため、粉塵がルーバー35c斜面に衝突しながら通過し、接触機会が多い。
【0030】
このような理由により、パイロット給気板35は、フレームアレスター27よりも早く目詰まりする。例えば、パイロット給気板35が粉塵の詰まりにより全閉しても、フレームアレスター27は2割しか詰まっていない。
このようにして、パイロット給気板35が目詰まりを起こすと、パイロットバーナ25が給気不足の状態になり、パイロットバーナ25の炎口25cからの噴出速度(ここでは水平噴出速度)が遅くなるため、炎口25cから水平方向に形成されていた火炎は、そのドラフト力(浮力)によって図1の破線のように上方へなびいて、一次熱電対26に接触しなくなり、一次熱電対26の起電力Vも、図4の実線に示すように低下する。パイロット給気板35が詰まってもメインバーナ22の燃焼には殆ど影響しないので副熱電対28の起電力は一定である。従って、合成起電力に基づいた検出値は、判定基準値Vj以下となる。
【0031】
ここで、副熱電対28を設ける理由を説明する。
一次熱電対26を一つ設けただけでは、燃料ガスの種類によって発生する起電力が異なって、給気不足検知のタイミングがずれ、不完全燃焼を起こす可能性がある。
このガス種による起電力差を無くすために、一次熱電対26と極性を逆にして接続する副熱電対28を設けて、ガス種によって一次熱電対26の起電力がずれた分だけ副熱電対28の起電力で相殺するように、副熱電対28の設置場所を調節する。こうして、二つの熱電対26,28の合成起電力の特性をガス種に関係なく揃えることができる。
従って、配置の自由度が高い副熱電対28の位置を調節するだけで、ガス種による検知時期の差を無くすことができる。
【0032】
この検出結果を受けてコントローラ41は、内蔵した元電磁弁をオフにし、メインバーナ22へのガスの供給を遮断すると共に、警報ブザー44を鳴動させる。
つまり、フレームアレスター27が目詰まりしてメインバーナ22が不完全燃焼を起こす前に、パイロットバーナ25の燃焼状態の悪化を検知してメインバーナ22の燃焼を停止させるので、メインバーナ22の不完全燃焼を防止できる。
【0033】
一次熱電対26は、正常燃焼時に火炎と接触し、給気不足による燃焼悪化時に火炎と接触しないため、発生起電力の差が非常に大きくなり、コントローラ41は、一次熱電対26に火炎が接触しているか否かによって、パイロットバーナ25の燃焼状態を鋭敏に検知でき、メインバーナ22の不完全燃焼を確実に防止できる。
【0034】
不完全燃焼防止動作時の警報ブザー44の鳴動を受けて、使用者が本体11からフレームアレスター27およびパイロット給気板35を取り外して目詰まりを除去し、再び本体11に設置することにより、正常なメインバーナ22の燃焼動作に戻すことができ、貯湯室R1内の湯を加熱することができる。
【0035】
パイロットバーナ25の炎口25cが水平に向いているため、一次熱電対26を炎口25cから水平方向にある程度離して設けることができ、しかも、火炎は、正常燃焼時には一次熱電対26をあぶり、燃焼悪化時にはあぶらないため、起電力の差が大きく取れてパイロットバーナ25の燃焼状態を鋭敏に検知できる。
【0036】
一般に、パイロットバーナの炎口が上向きに設けられるので、熱電対は、火炎の上下位置に基づいて検知するが、本実施形態では、パイロットバーナ25の炎口25cが水平に向いているため、火炎の形成状態が水平方向から鉛直方向へ大きく変化し、起電力も従来のパイロットバーナと比べて大きく変化する。
従って、本実施形態では、一次熱電対26の配置可能場所が広く、製品設計時にレイアウトしやすい。
また、ガス種に応じて副熱電対28の設置場所を調節することにより、合成起電力特性をガス種に関係なく等しくすることができるので、不完全燃焼の防止処理を行う時期がばらつきにくい。従って、コントローラ41側での判定基準値Vjの調整をする必要がなく、仕様決定が簡単になる。
【0037】
また、小開口35bにルーバー35cを斜めに形成しているため、気体通過距離を長く保ったまま、パイロット給気板35の高さ(厚さ)が小さく、コンパクトになる。しかも、ルーバー35cを傾斜することにより、ルーバー35cを形成する斜面間の最短距離dを小さくでき、つまり、個々の小開口35bの通過断面積を小さくでき、ルーバー35cを垂直に形成する場合よりも目詰まりしやすくなる。
また、目詰まり検知用パイロットバーナ25に点火バーナを兼用させることで、バーナの数を増やすことがなく、製造コストを低減できる。
【0038】
《第2実施形態》
次に、第2実施形態について図5,図6を用いて説明する。尚、第1実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分に関しては同一符号を付してその説明を省略する。第2実施形態は、メインバーナ22近傍に設けていた副熱電対28の代わりにパイロットバーナ25近傍に二次熱電対29を設ける点が第1実施形態と異なる。
【0039】
この第2実施形態では、図5に示されるように、二次熱電対29をパイロットバーナ25の炎口25cから上方へ所定距離あけた位置、つまり、正常燃焼時にはパイロットバーナ25の火炎に接触せず、燃焼悪化時にはその火炎に接触する位置に設ける。そして、一次熱電対26と二次熱電対29とは、互いの極性を逆にして直列に接続される。このため、両者の合成起電力は、図6に太い実線で示すように、一次熱電対26の起電力V(実線)から二次熱電対29の起電力V(破線)を差し引いたものとなる。
【0040】
正常燃焼時において、パイロットバーナ25の火炎は、炎口25cから水平方向に形成され、一次熱電対26に接触して一次熱電対に大きな起電力を発生させる一方で、二次熱電対29には接触していないのでわずかな起電力しか発生させない。
ところが、パイロット給気板35の小開口35bが粉塵により目詰まりしてくると、パイロットバーナ25に給気不足が生じ、一次熱電対26に接触していたパイロットバーナ25の火炎は、上方になびいて二次熱電対29に接触するようになり、一次熱電対26の発生起電力が低下し、逆に、二次熱電対29の発生起電力が増加する。
【0041】
従って、両熱電対26,29の合成起電力は、急激に減少して判定基準値Vj以下になる。
つまり、パイロットバーナ25の火炎状態を検出するために熱電対を2本用いることにより、二次熱電対29の起電力だけ検出値の感度が上がることになり、より正確に火炎状態を把握することができ、しかも、鋭敏に給気不足を検知できる。
【0042】
更に、ガス種に応じて二次熱電対29の配置を調節することにより、第1実施形態の副熱電対28と同様に、合成起電力の特性がガス種に影響されず一定となる。つまり、第1実施形態の副熱電対28を設ける必要がない。勿論、副熱電対28を備えてガス種毎に合成起電力の微調整を行ってもよい。
【0043】
また、各熱電対26,29の出力がばらついても(例えば、±10%)、合成起電力特性は、急激に低下し傾きが大きいため、一次熱電対26の起電力で検知する場合よりも判定基準値Vjに達する時の給気詰まり度合いがばらつきにくい。
従って、安定してパイロット給気板35の目詰まりによる給気不足を検知できる。
【0044】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば、パイロットバーナ25のガス供給量の範囲の中で、パイロット給気板35の小開口35bの開口総面積に対する空気通過量が粉塵補集率の高い0.9〜1m/sの流速になり得るように、小開口35bの数を調整してパイロット給気板35を詰まりやすくしてもよい。
一般的に、粉塵には濾過媒体によって補集されやすい流速があり、パイロットバーナ25の流速を粉塵補集率の高い流速に合わせ、メインバーナ22の流速を粉塵補集率の低い流速に合わせることで、パイロット給気板35の小開口35bをフレームアレスター27の小孔27bより先に詰まらせて、パイロットバーナ25の燃焼状態をメインバーナ22に先駆けて悪化させることができ、確実に不完全燃焼防止動作を行うことができる。
【0045】
また、パイロット給気板35の小開口35bの形状は、円形でもよいし、また、ルーバーを形成しなくてもよい。
また、パイロットバーナ25の炎口25cを若干上向きにしてもよいし、斜め下方に向けてもよい。
フレームアレスター27にラス網を用いてもよく、また、パンチングメタルやラス網を積層したものを用いてもよい。
【0046】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項1記載の遮炎装置付燃焼機器によれば、パイロット給気口の開口の方が遮炎装置の開口よりも目詰まりしやすいため、メインバーナに先駆けてパイロットバーナの燃焼状態が悪化し、その検出により不完全燃焼防止装置を作動させて、一酸化炭素中毒を防止でき安全である。更に、パイロット給気口にルーバーを形成したため、粉塵がパイロット給気口に接触する機会が増えて、パイロット給気口が詰まりやすくなり、パイロットバーナの燃焼状態をメインバーナより先に悪化させることができ、確実に不完全燃焼防止を行うことができる。
【0047】
更に、本発明の請求項2記載の遮炎装置付燃焼機器によれば、パイロット給気口のみ粉塵補集率の高い流速に合わせることにより、メインバーナより先にパイロットバーナの燃焼状態が悪化して、確実に不完全燃焼防止を行うことができる。
【0049】
更に、本発明の請求項記載の遮炎装置付燃焼機器によれば、パイロットバーナの炎口を略水平または下方に向けて、正常燃焼時と燃焼悪化時との火炎の形成位置を大きく変化させ、しかも、給気不足になるとパイロットバーナの火炎にあぶられなくなる位置に炎検知素子を配置するため、火炎の有無により鋭敏に給気不足を検知して不完全燃焼を確実に防止でき、しかも、炎検知素子の配置可能場所が増加して設計しやすい。
【0050】
更に、本発明の請求項記載の遮炎装置付燃焼機器によれば、二次熱電対を一次熱電対と極性を逆にして接続したため、鋭敏に給気不足を検知できる。
また、二次熱電対をパイロットバーナの炎口の上方に設けたため、給気不足による火炎の形状変化を敏感に捉えることができ、迅速に不完全燃焼防止を行うことができる。
しかも、各熱電対の出力がばらついても、急な出力変化のために給気不足の検知時期がばらつかず、安定して検知できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態としてのバーナを側面から見た断面図である。
【図2】第1実施形態としての底板部を下からみた概略図である。
【図3】第1実施形態としての遮炎装置付給湯器を正面からみた概略断面図である。
【図4】給気詰まりと起電力との関係を示した図である。
【図5】第2実施形態としてのバーナを側面から見た断面図である。
【図6】給気詰まりと起電力との関係を示した図である。
【図7】従来例としての遮炎装置付給湯器を正面からみた概略断面図である。
【符号の説明】
10…遮炎装置付給湯器、11…本体、13…底板部、27a…パイロット給気口、35…パイロット給気板、35b…小開口、22…メインバーナ、23…メインガス供給管、25…パイロットバーナ、26,28,29…熱電対、27…フレームアレスター、27b…小孔、41…コントローラ、R1…貯湯室、R2…燃焼室。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion apparatus with a flame shield device installed in a garage, a basement, a warehouse, or the like in which a combustible material such as gasoline, thinner, or benzine that generates combustible steam is placed.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 7, a water heater with a flame shield device is provided with a hot water storage chamber 2 and a combustion chamber 3 above and below in a hollow cylindrical main body 1, and the combustion chamber 3 supplies air to the inside. An air supply port 4 is provided, and an exhaust passage 5 is provided which passes through the axial center of the hot water storage chamber 2 and opens to the upper part of the main body 1 to discharge the combustion gas in the combustion chamber 3 to the outside. Is provided with a flame arrester (flame shielding device) 6.
[0003]
This hot water heater with a flame shield device exchanges heat with water supplied into the hot water storage chamber 2 when the high-temperature combustion exhaust gas combusted by the main burner 3 a provided in the combustion chamber 3 passes through the exhaust passage 5. Thus, the water is heated and stored as hot water at a predetermined temperature, and the hot water is appropriately supplied to the outside.
When such a water heater is installed near a combustible material that generates combustible steam, the combustible steam may enter the air inlet 4 of the water heater and the flame in the combustion chamber 3 may propagate to ignite the combustible material. Therefore, the flame arrester 6 is provided so that the flame of the combustion chamber 3 does not leak out of the air supply port 4.
[0004]
The frame arrester 6 is a metal plate-like body provided with a large number of minute openings uniformly, such as punching metal or a lath net. Each of the combustible gases has a flame extinguishing distance in which the flame does not propagate through the passage in a gap smaller than that, and the flame arrester 6 makes the size of each opening about φ1.5 to 3 mm in order to use this. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the opening of the frame arrester 6 is minute, it is easily clogged with dust such as cotton dust and sand dust. For this reason, when clogged, there was a risk of incomplete combustion due to insufficient supply of air in the combustion chamber 3 and carbon monoxide poisoning.
Then, the combustion apparatus with a flame shield apparatus of this invention aims at solving the said subject and preventing the incomplete combustion by obstruction | occlusion of an air supply path.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  A water heater with a flame shield device according to claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problems is provided.
  A main burner that mixes and burns fuel gas and combustion air, a supply passage that supplies combustion air to a combustion chamber in which the main burner is provided, and a flame that divides the supply passage into a plurality of openings In the combustion equipment with a flame shield device provided with a flame shield device for preventing the passage of
  A pilot burner that has a pilot air inlet divided into a plurality of openings separately from the flame shield device, sucks combustion air from the air inlet, mixes it with fuel gas, and burns.
  A flame detection element that outputs a detection signal corresponding to the combustion state of the pilot burner;
  An incomplete combustion prevention device for preventing incomplete combustion of the main burner from the signal of the flame detection element;
Provided,
  Inclining louvers at the pilot air inlet,The gist is that the opening of the pilot air supply port is formed in a shape that is more easily clogged than the opening of the flame shield device.
[0007]
Moreover, the water heater with a flame shield device according to claim 2 of the present invention is the water heater with a flame shield device according to claim 1,
By adjusting the total opening area of the pilot air inlet, the air suction speed of the pilot burner that sucks air in accordance with the gas supply amount can be a flow rate of 0.9 to 1 m / sec. Is the gist.
[0009]
  Further, the claims of the present invention3The hot water heater with a flame shield device according to claim 1 is the above claim 1.Or 2In the water heater with a flame shield device described in
  Direct the flame of the pilot burner approximately horizontally or diagonally downward,
  The gist of the invention is that the flame detection element is desired in the jet direction of the mixed gas of the pilot burner.
[0010]
  Further, the claims of the present invention4The hot water heater with a flame shield device according to claim3In the hot water heater with the described flame shield device,
  The flame detection element is composed of a primary thermocouple and a secondary thermocouple, the primary thermocouple is desired in the jet direction of the mixed gas of the pilot burner, and the secondary thermocouple is located above the pilot burner flame opening. Provided in
  The gist is that the secondary flame thermocouple is connected to the primary thermocouple with the polarity reversed.
[0011]
  In the combustion apparatus with a flame shield device according to claim 1 of the present invention having the above configuration, even if dust such as cotton dust or sand dust enters the air supply passage, the main burner burns incompletely due to clogging of the flame shield device Since the pilot air supply port is clogged and the pilot burner is insufficiently supplied before the combustion occurs, the flame detection element detects the deterioration of the combustion state of the pilot burner, and the incomplete combustion device operates.In addition, in the combustion apparatus with a flame shield device according to claim 1 of the present invention, since the louver is inclined and provided at the pilot air inlet, the gas passage distance is increased while keeping the thickness of the pilot air inlet thin. In addition, since dust passes while colliding with the louver surface of the pilot air inlet formed obliquely, the chance of contact increases and the pilot air inlet is likely to be clogged.
[0012]
Further, in the combustion equipment with a flame shield device according to claim 2 of the present invention, generally, dust has a flow rate that is easily collected by the filtration medium, and the flow rate of the pilot burner is adjusted to a flow rate having a high dust collection rate. By adjusting the flow rate of the main burner to the low flow rate of dust collection, the pilot air inlet can be clogged before the flame shield, and the combustion state of the pilot burner can be worsened ahead of the main burner. Incomplete combustion can be reliably prevented.
[0014]
  Further, the claims of the present invention3In the combustion equipment with a flame shield device described above, since the flame burner of the pilot burner is oriented substantially horizontally or obliquely downward, the mixture of fuel and air is ejected substantially horizontally or obliquely downward during normal combustion. A flame is formed and a flame detection element is blown. Therefore, even if the flame detection element is provided at a certain distance in the horizontal direction from the flame opening of the pilot burner, it is blown by the flame and generates a high output.
  On the other hand, if the pilot air supply port is clogged with dust and the supply air to the pilot burner is insufficient, the jet speed from the flame port will slow down and the horizontal component jet speed will also slow down, so the flame will flow vertically upward. And the flame detection element is no longer obscured. Thereby, the output of a flame detection element falls, the flame detection element can detect sharply the deterioration of the combustion state of a pilot burner, and can prevent incomplete combustion reliably.
  In addition, by providing the flame detection element at a certain distance in the horizontal direction from the flame outlet of the pilot burner, the flame formation position changes greatly between normal combustion and combustion deterioration. Become wider.
[0015]
  Further, the claims of the present invention4In the described combustion equipment with a flame shield device, the secondary thermocouple is connected to the primary thermocouple with the polarity reversed, so that the electromotive force acts as negative, and the combined electromotive force with the primary thermocouple is reduced.
  During normal combustion, the flame of the pilot burner contacts the primary thermocouple and generates a high electromotive force, but does not contact the secondary thermocouple and thus generates or does not generate a low electromotive force.
  On the other hand, when the combustion worsens, the secondary thermocouple contacts the flame of the pilot burner and generates a high electromotive force, and the flame moves away from the primary thermocouple and the electromotive force decreases, so the electromotive force of the primary thermocouple The combined electromotive force obtained by subtracting the electromotive force of the secondary thermocouple from the temperature rapidly decreases from the time of normal combustion.
  Therefore, when the secondary thermocouple is connected to the primary thermocouple with the polarity reversed, the electromotive force change at the time of deterioration of combustion becomes abrupt, and the lack of air supply can be detected sharply. Further, even if the electromotive force of each thermocouple varies, the detection timing of insufficient supply of air does not vary due to this sudden electromotive force change.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, a preferred embodiment of the combustion apparatus with a flame shield device of the present invention will be described below.
<< First Embodiment >>
FIG. 3 shows a schematic configuration of a water heater with a flame shield device (hereinafter simply referred to as a water heater). This water heater 10 is made of an iron case with a cylindrical upper and lower ends closed and an inner surface enameled, an outer case 30 covering the outer periphery and upper surface of the body 11, and the operation of the water heater 10. A controller 41 for control is provided.
[0017]
The main body 11 of the water heater 10 includes a cylindrical portion 12, a bottom plate portion 13 that is a flat plate that closes the lower end, and a spherical upper end plate 14 that slightly bulges upward to close the upper end. It is erected on the floor surface by leg portions 11a provided on the floor.
The main body 11 is provided with a spherical lower end plate 15 that is coaxially disposed at a predetermined position on the bottom plate 13 side and that swells slightly upward and divides the inside of the main body 11 up and down. It is divided into an upper hot water storage chamber R1 and a lower combustion chamber R2.
[0018]
The upper end plate 14 and the lower end plate 15 are provided with openings 14a and 15a at axial positions, respectively. The openings 14a and 15a extend in the axial direction at the axial positions and pass through the openings 14a and 15a. An exhaust pipe 16 that forms an exhaust passage is fixed. Further, in the exhaust pipe 16, a baffle plate 17 having a twisted plate shape is fixed between an upper position slightly separated from the lower end and an upper end position, and a spiral passage is formed along the axial direction of the main body 11. ing.
[0019]
A water supply pipe 18 and a hot water supply pipe 19 are provided from the upper end plate 14 so as to hang down into the hot water storage chamber R1. Further, the upper end plate 14 is provided with a water supply port 18a of a water supply pipe 18 for supplying water into the hot water storage chamber R1 and a hot water supply port 19a for taking out hot water in the hot water storage chamber R1. Is provided with a water drain plug 19b for discharging hot water in the hot water storage chamber R1 to the outside.
[0020]
In the combustion chamber R2, a base plate 21 is provided slightly apart from the bottom plate portion 13, and a main burner 22 is formed on the base plate 21. The main burner 22 is circular and squeezes a number of locations on the outer periphery. It is installed. A main gas supply pipe 23 penetrating the side wall of the main body 11 is connected to the main burner 22.
The side portion of the main burner 22 is provided with a normal-fire type pilot burner 25 whose tip is curved in the direction of the main burner 22, and the flame port 25c of the pilot burner 25 is oriented in a direction perpendicular to the flow of combustion air. That is, it is formed in the horizontal direction.
Further, as shown in FIG. 1, a primary thermocouple 26 (flame detection element) that detects a change state of the flame of the pilot burner 25 is spaced apart from the pilot burner 25 in a horizontal direction, along with the pilot burner 25. It is fixed to the mounting plate 24. As will be described in detail later, the primary thermocouple 26 is provided at a position where it comes into contact with the flame during normal combustion and does not come into contact with the flame when the combustion deteriorates due to insufficient supply air. That is, the heat sensitive part of the primary thermocouple 26 is on the extension of the mixed gas ejection direction of the pilot burner 25.
A sub thermocouple 28 for adjusting electromotive force, which will be described later, is provided in the vicinity of the lower portion of the flame burner of the main burner 22.
[0021]
The bottom plate 13 is formed with a large air supply port 13a for supplying all combustion air to the main burner 22 and the pilot burner 25. The large air supply port 13a has a flame arrester as a flame shield device. 27 is fixed with screws 36.
In the flame arrester 27, a pilot air supply port 27a is formed only under the pilot burner 25, and a pilot air supply plate 35 that surrounds the pilot air supply port 27a and forms an air supply chamber is fixed.
As shown in FIG. 2, the frame arrester 27 is a punched metal plate-like body having a large number of small holes 27b having a diameter of φ1.6 to 3 mm. Note that an air supply pipe may be connected to the bottom plate portion 13 and a frame arrester 27 may be interposed in the air supply pipe.
[0022]
The pilot air supply plate 35 is a metal plate-like body in which a large number of small openings 35b are formed between the louvers 35c cut and raised, and the depth of the small openings 35b is 3 to 10 mm. The shortest distance d between the slopes forming the louver 35c is 0.3 to 1.5 mm, which is smaller than the diameter of the small hole 27b of the frame arrester 27.
The pilot burner 25 communicates with the pilot air supply plate 35 through a pilot air pipe 25b connected to the pilot air supply upper plate 35a that forms a space by fitting with the pilot air supply plate 35 to form a primary air supply path. ing. In addition, a pilot gas supply pipe 25 a is connected to the pilot burner 25.
Both the main burner 22 and the pilot burner 25 suck the primary air by the gas ejected from a nozzle (not shown) connected to the gas supply pipes 23 and 25a.
[0023]
As shown in FIG. 3, the outer peripheral portion and the upper portion of the main body 11 are covered with an outer case 30 via a heat insulating material. The cylindrical portion of the outer case 30 is a heat insulating material 31 made of polyurethane resin from the upper end to the substantially upper end position of the lower end plate 15, and the lower portion is a glass fiber made of a material in which fiber glass is mixed with resin. The heat insulating material 32 is provided. On the upper surface portion of the outer case 30, an annular plate-shaped upper plate 33 is embedded in the polyurethane resin portion, and a hood 34 that covers the end of the exhaust pipe 16 protruding from the upper surface portion is attached.
[0024]
A controller 41 is provided at the outer peripheral position of the lower end of the heat insulating material 31 of the outer case 30. On the side of the controller 41, a thermostat 42 is disposed so as to protrude through the heat insulating material 31 and the cylindrical portion 12 and into the hot water storage chamber R1. In addition, an original solenoid valve for opening and closing the passages to the pilot burner 25 and the main burner 22 is built in the controller 41, and the primary thermocouple 26 and the sub thermocouple 28 are connected to the controller 41 in series with opposite polarities. ing.
Further, an alarm buzzer 44 is connected to the controller 41. The controller 41 also includes a thermostat valve that closes the main gas passage when the detected temperature of the thermostat 42 becomes equal to or higher than a predetermined value T1, stops the gas supply to the main burner 22, and the detected temperature reaches a predetermined value T2 (<T1 ) When the following occurs, the thermostat valve is opened to start the gas supply to the main burner 22, and the fire is transferred from the pilot burner 25 that also serves as the seed burner to start the combustion of the main burner 22. During combustion, air is supplied to the combustion chamber R2 by a natural draft.
[0025]
Further, the controller 41 similarly closes the gas passage to the main gas supply pipe 23 and closes the main burner 22 even when the combined electromotive force of the primary thermocouple 26 and the sub thermocouple 28 falls below a predetermined value due to insufficient supply of air. The gas supply to is stopped, incomplete combustion of the main burner 22 is prevented, and an alarm buzzer 44 is sounded.
[0026]
Next, the operation of the water heater 10 having the above-described configuration will be described.
First, the pilot burner 25 is ignited while pressing down the ignition knob 41a at the top of the controller 41. An electromotive force is generated in the primary thermocouple 26 heated by the flame formed in the horizontal direction from the flame port 25c of the pilot burner 25, and is adsorbed and held in a state where the built-in original solenoid valve is opened (at this time, once Release your hand from the ignition knob 41a). Further, when the ignition knob 41a is rotated to the left and the main gas passage is opened, the main burner 22 is ignited by transferring from the pilot burner 25. With such a start of operation of the water heater 10, the change state of the flame of the pilot burner 25 is detected by the primary thermocouple 26.
[0027]
In the state where the small opening 35b of the pilot air supply plate 35 is not clogged and the air supply to the pilot burner 25 is sufficiently performed, the flame of the pilot burner 25 becomes a solid line as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the generated electromotive force V of the primary thermocouple 26 is stable at a high value (20 mV, solid line). On the other hand, the sub thermocouple 28 is heated by the combustion heat from the main burner 22 and generates a slight electromotive force (4 mV, broken line). Therefore, the combined electromotive force (16 mV, thick solid line) is high and exceeds the abnormal combustion determination reference value Vj (3.9 mV, one-dot chain line).
Here, since the temperature of the hot water in the hot water storage chamber R1 is still low, the thermostat valve built in the controller 41 is opened, and the combustion of gas by the main burner 22 is started.
[0028]
High-temperature combustion exhaust due to combustion moves up the exhaust pipe 16 while heating the lower end plate 15, and the combustion exhaust passes through the baffle plate 17, whereby the hot water in the hot water storage chamber R1 is heated and its temperature rises. When the hot water temperature becomes T1 or higher, the thermostat 42 detects this, closes the thermostat valve, and the main burner 22 extinguishes.
When the hot water temperature drops or hot water is discharged through the hot water supply pipe 19 and the water is replenished by the water supply from the water supply pipe 18 and the hot water temperature falls below T2, the thermostat 42 detects the temperature drop and the thermostat valve By opening, the main gas passage is opened, combustion by the main burner 22 is started again, and the hot water in the hot water storage chamber R1 is heated.
[0029]
While the hot water in the hot water storage chamber R1 is repeatedly heated by the combustion of the main burner 22 as described above, the frame arrester 27 and the pilot air supply plate 35 start to be clogged with dust. 35 is larger. The reason is described below.
1. The shortest width d of the small opening 35 b of the pilot air supply plate 35 is smaller than the small hole 27 b of the frame arrester 27.
2. Since the louver 35c is formed in the small opening 35b, the gas passage distance is longer than that of the small hole 27b penetrating vertically, so there are many opportunities for dust to contact the inner wall of the small opening 35b.
3. Since the cross section of the small opening 35b is formed obliquely, the dust passes while colliding with the slope of the louver 35c, and there are many opportunities for contact.
[0030]
For this reason, the pilot air supply plate 35 is clogged earlier than the frame arrester 27. For example, even if the pilot air supply plate 35 is completely closed due to dust clogging, the frame arrester 27 is only clogged with 20%.
When the pilot air supply plate 35 is clogged in this way, the pilot burner 25 is in a state of insufficient air supply, and the jet speed (here, horizontal jet speed) from the flame port 25c of the pilot burner 25 becomes slow. Therefore, the flame formed in the horizontal direction from the flame opening 25c flows upward as indicated by the broken line in FIG. 1 due to the draft force (buoyancy), and does not contact the primary thermocouple 26. The power V also decreases as shown by the solid line in FIG. Even if the pilot air supply plate 35 is clogged, it hardly affects the combustion of the main burner 22, so the electromotive force of the auxiliary thermocouple 28 is constant. Therefore, the detection value based on the combined electromotive force is equal to or less than the determination reference value Vj.
[0031]
Here, the reason why the auxiliary thermocouple 28 is provided will be described.
If only one primary thermocouple 26 is provided, the electromotive force generated differs depending on the type of fuel gas, and the timing of detection of insufficient supply of air may be shifted and incomplete combustion may occur.
In order to eliminate the difference in electromotive force due to the gas type, a sub thermocouple 28 connected to the primary thermocouple 26 with the polarity reversed is provided, and the sub thermocouple is shifted by the amount of deviation of the electromotive force of the primary thermocouple 26 depending on the gas type. The installation location of the sub thermocouple 28 is adjusted so as to cancel out with the electromotive force of 28. In this way, the characteristics of the combined electromotive force of the two thermocouples 26 and 28 can be made uniform regardless of the gas type.
Therefore, it is possible to eliminate the difference in detection timing due to the gas type only by adjusting the position of the auxiliary thermocouple 28 having a high degree of freedom in arrangement.
[0032]
In response to this detection result, the controller 41 turns off the built-in original solenoid valve, shuts off the supply of gas to the main burner 22, and sounds the alarm buzzer 44.
That is, before the flame arrester 27 is clogged and the main burner 22 causes incomplete combustion, the deterioration of the combustion state of the pilot burner 25 is detected and the combustion of the main burner 22 is stopped. Combustion can be prevented.
[0033]
The primary thermocouple 26 comes into contact with the flame during normal combustion, and does not come into contact with the flame when the combustion deteriorates due to insufficient supply air. Therefore, the difference in generated electromotive force becomes very large, and the controller 41 makes contact with the primary thermocouple 26 with flame. The combustion state of the pilot burner 25 can be detected sensitively depending on whether or not it is performed, and incomplete combustion of the main burner 22 can be reliably prevented.
[0034]
In response to the ringing of the alarm buzzer 44 at the time of incomplete combustion prevention operation, the user removes the clogging by removing the frame arrester 27 and the pilot air supply plate 35 from the main body 11, and is installed in the main body 11 again. The combustion operation of the main burner 22 can be returned to, and the hot water in the hot water storage chamber R1 can be heated.
[0035]
Since the flame outlet 25c of the pilot burner 25 is oriented horizontally, the primary thermocouple 26 can be provided at a certain distance in the horizontal direction from the flame opening 25c, and the flame blows the primary thermocouple 26 during normal combustion. Since it does not play when the combustion deteriorates, a large difference in electromotive force can be obtained and the combustion state of the pilot burner 25 can be detected sensitively.
[0036]
In general, since the pilot burner's flame port is provided upward, the thermocouple detects the flame based on the vertical position of the flame. In this embodiment, however, the flame port 25c of the pilot burner 25 is oriented horizontally. The formation state of the battery changes greatly from the horizontal direction to the vertical direction, and the electromotive force also changes significantly compared to the conventional pilot burner.
Therefore, in this embodiment, the place where the primary thermocouple 26 can be arranged is wide, and it is easy to lay out at the time of product design.
Further, by adjusting the installation location of the auxiliary thermocouple 28 according to the gas type, the composite electromotive force characteristics can be made equal regardless of the gas type, and therefore the timing for performing the incomplete combustion prevention process is unlikely to vary. Therefore, it is not necessary to adjust the determination reference value Vj on the controller 41 side, and the specification determination is simplified.
[0037]
Further, since the louver 35c is formed obliquely in the small opening 35b, the height (thickness) of the pilot air supply plate 35 is small and compact while keeping the gas passage distance long. In addition, by tilting the louver 35c, the shortest distance d between the slopes forming the louver 35c can be reduced, that is, the cross sectional area of each small opening 35b can be reduced, so that the louver 35c is formed vertically. It becomes easy to clog.
Further, by making the pilot burner 25 for detecting clogging also serve as an ignition burner, the number of burners is not increased, and the manufacturing cost can be reduced.
[0038]
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, a different part from 1st Embodiment is demonstrated, the same code | symbol is attached | subjected about the overlapping part, and the description is abbreviate | omitted. The second embodiment is different from the first embodiment in that a secondary thermocouple 29 is provided in the vicinity of the pilot burner 25 instead of the sub thermocouple 28 provided in the vicinity of the main burner 22.
[0039]
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the secondary thermocouple 29 is brought into contact with the flame of the pilot burner 25 at a position spaced apart from the flame outlet 25c of the pilot burner 25 by a predetermined distance, that is, during normal combustion. First, it is provided at a position where it comes into contact with the flame when the combustion deteriorates. The primary thermocouple 26 and the secondary thermocouple 29 are connected in series with their polarities reversed. Therefore, the combined electromotive force of both is obtained by subtracting the electromotive force V (broken line) of the secondary thermocouple 29 from the electromotive force V (solid line) of the primary thermocouple 26, as shown by a thick solid line in FIG. .
[0040]
During normal combustion, the flame of the pilot burner 25 is formed in the horizontal direction from the flame opening 25c and contacts the primary thermocouple 26 to generate a large electromotive force in the primary thermocouple, while the secondary thermocouple 29 has Since there is no contact, only a small electromotive force is generated.
However, when the small opening 35b of the pilot air supply plate 35 is clogged with dust, the pilot burner 25 is short of air supply, and the flame of the pilot burner 25 that has been in contact with the primary thermocouple 26 flows upward. Thus, the secondary thermocouple 29 comes into contact, and the electromotive force generated by the primary thermocouple 26 decreases, and conversely, the generated electromotive force of the secondary thermocouple 29 increases.
[0041]
Therefore, the combined electromotive force of both the thermocouples 26 and 29 decreases rapidly and becomes equal to or less than the determination reference value Vj.
That is, by using two thermocouples to detect the flame state of the pilot burner 25, the sensitivity of the detection value is increased by the electromotive force of the secondary thermocouple 29, and the flame state can be grasped more accurately. In addition, the lack of air supply can be detected sharply.
[0042]
Furthermore, by adjusting the arrangement of the secondary thermocouple 29 according to the gas type, the characteristic of the synthetic electromotive force becomes constant without being influenced by the gas type, similarly to the sub thermocouple 28 of the first embodiment. That is, it is not necessary to provide the auxiliary thermocouple 28 of the first embodiment. Of course, the auxiliary thermocouple 28 may be provided to finely adjust the synthetic electromotive force for each gas type.
[0043]
Even if the outputs of the thermocouples 26 and 29 vary (for example, ± 10%), the composite electromotive force characteristic rapidly decreases and the inclination is large, so that the detection is based on the electromotive force of the primary thermocouple 26. The degree of air supply clogging when reaching the determination reference value Vj is unlikely to vary.
Accordingly, it is possible to stably detect an insufficient supply of air due to clogging of the pilot supply plate 35.
[0044]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, Of course, it can implement in a various aspect in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the range of the gas supply amount of the pilot burner 25, the air passage amount with respect to the total opening area of the small openings 35b of the pilot air supply plate 35 becomes a flow velocity of 0.9 to 1 m / s with a high dust collection rate. The pilot air supply plate 35 may be easily clogged by adjusting the number of small openings 35b so as to be obtained.
Generally, dust has a flow rate that is easily collected by the filtration medium. The flow rate of the pilot burner 25 is adjusted to a flow rate with a high dust collection rate, and the flow rate of the main burner 22 is adjusted to a flow rate with a low dust collection rate. Thus, the small opening 35b of the pilot air supply plate 35 is blocked before the small hole 27b of the frame arrester 27, so that the combustion state of the pilot burner 25 can be deteriorated prior to the main burner 22, and incomplete combustion is surely performed. A prevention operation can be performed.
[0045]
Further, the shape of the small opening 35b of the pilot air supply plate 35 may be circular, or a louver need not be formed.
Further, the flame outlet 25c of the pilot burner 25 may be slightly upward or may be directed obliquely downward.
A lath net may be used for the frame arrester 27, or a laminate of punching metal or a lath net may be used.
[0046]
【The invention's effect】
  As described above in detail, according to the combustion apparatus with a flame shield device according to claim 1 of the present invention, the opening of the pilot air inlet is more easily clogged than the aperture of the flame shield device. The combustion state of the pilot burner has deteriorated for the first time, and by detecting this, the incomplete combustion prevention device is operated to prevent carbon monoxide poisoning and is safe.Furthermore, because the louver is formed at the pilot air inlet, the chance of dust coming into contact with the pilot air inlet is increased, the pilot air inlet is likely to be clogged, and the combustion state of the pilot burner is deteriorated before the main burner. It is possible to reliably prevent incomplete combustion.
[0047]
Furthermore, according to the combustion apparatus with a flame shield device according to claim 2 of the present invention, the combustion state of the pilot burner is deteriorated prior to the main burner by adjusting only the pilot air inlet to a flow velocity with a high dust collection rate. Thus, it is possible to reliably prevent incomplete combustion.
[0049]
  Further claims of the present invention3According to the described combustion equipment with a flame shield device, the flame formation position at the time of normal combustion and at the time of deterioration of combustion is greatly changed with the flame burner of the pilot burner directed substantially horizontally or downward, and the supply of air is insufficient. Since the flame detection element is placed at a position where it will not be hit by the flame of the pilot burner, incomplete combustion can be reliably detected by detecting the lack of air supply sensitively depending on the presence or absence of a flame, and where the flame detection element can be placed Easy to design with increased.
[0050]
  Further claims of the present invention4According to the described combustion apparatus with a flame shield device, since the secondary thermocouple is connected to the primary thermocouple with the polarity reversed, it is possible to detect the lack of air supply with high sensitivity.
  Further, since the secondary thermocouple is provided above the flame burner of the pilot burner, it is possible to sensitively detect a change in the shape of the flame due to insufficient supply of air, and incomplete combustion can be prevented quickly.
  Moreover, even if the output of each thermocouple varies, the detection timing of insufficient supply of air does not vary due to a sudden change in output, and can be detected stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a burner as a first embodiment as viewed from the side.
FIG. 2 is a schematic view of a bottom plate portion as a first embodiment viewed from below.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the water heater with a flame shield device as the first embodiment as seen from the front.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between supply air clogging and electromotive force.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a burner as a second embodiment as viewed from the side.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between supply air clogging and electromotive force.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a conventional water heater with a flame shield device as viewed from the front.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hot water heater with a flame shield device, 11 ... Main body, 13 ... Bottom plate part, 27a ... Pilot air supply port, 35 ... Pilot air supply plate, 35b ... Small opening, 22 ... Main burner, 23 ... Main gas supply pipe, 25 ... pilot burner, 26, 28, 29 ... thermocouple, 27 ... flame arrester, 27b ... small hole, 41 ... controller, R1 ... hot water storage room, R2 ... combustion chamber.

Claims (4)

燃料ガスと燃焼用空気とを混合して燃焼するメインバーナと、該メインバーナが設けられる燃焼室へ燃焼用空気を供給する給気通路と、該給気通路を複数の開口に分割して火炎の通過を阻止する遮炎装置とを備えた遮炎装置付燃焼機器において、
上記遮炎装置とは別に、複数の開口に分割されたパイロット給気口を有し、該給気口から燃焼用空気を吸引して燃料ガスと混合して燃焼するパイロットバーナと、
上記パイロットバーナの燃焼状態に応じた検知信号を出力する炎検知素子と、
上記炎検知素子の信号から上記メインバーナの不完全燃焼を防止する不完全燃焼防止装置と
を設け、
上記パイロット給気口にルーバーを傾斜して設け、上記パイロット給気口の開口を上記遮炎装置の開口よりも目詰まりしやすい形状に形成したことを特徴とする遮炎装置付燃焼機器。
A main burner that mixes and burns fuel gas and combustion air, a supply passage that supplies combustion air to a combustion chamber in which the main burner is provided, and a flame that divides the supply passage into a plurality of openings In the combustion equipment with a flame shield device provided with a flame shield device for preventing the passage of
A pilot burner that has a pilot air inlet divided into a plurality of openings separately from the flame shield device, sucks combustion air from the air inlet, mixes it with fuel gas, and burns.
A flame detection element that outputs a detection signal corresponding to the combustion state of the pilot burner;
An incomplete combustion prevention device for preventing incomplete combustion of the main burner from the signal of the flame detection element;
A combustion apparatus with a flame shield device, characterized in that a louver is provided at an inclination in the pilot inlet port, and the opening of the pilot inlet port is formed in a shape that is more easily clogged than the opening of the flame shield device.
上記パイロット給気口の開口総面積を調節することにより、ガス供給量に応じて空気を吸い込む上記パイロットバーナの該空気の吸引速度を0.9〜1m/秒の流速になり得るようにしたことを特徴とする請求項1記載の遮炎装置付燃焼機器。  By adjusting the total opening area of the pilot air inlet, the air suction speed of the pilot burner that sucks air according to the gas supply amount can be a flow rate of 0.9 to 1 m / sec. The combustion apparatus with a flame shield device according to claim 1. 上記パイロットバーナの炎口を略水平または斜め下方に向け、
上記炎検知素子を上記パイロットバーナの混合ガスの噴出方向に望ませたことを特徴とする請求項1または2記載の遮炎装置付燃焼機器。
Direct the flame of the pilot burner approximately horizontally or diagonally downward,
The combustion apparatus with a flame shield device according to claim 1 or 2, wherein the flame detecting element is desired in a jet direction of the mixed gas of the pilot burner .
上記炎検知素子を一次熱電対と二次熱電対とから構成し、該一次熱電対を上記パイロットバーナの混合ガスの噴出方向に望ませ、該二次熱電対を該パイロットバーナの炎口の上方に設け、
上記二次炎熱電対を上記一次熱電対と極性を逆にして接続したことを特徴とする請求項3記載の遮炎装置付燃焼機器。
The flame detection element is composed of a primary thermocouple and a secondary thermocouple, the primary thermocouple is desired in the jet direction of the mixed gas of the pilot burner, and the secondary thermocouple is located above the pilot burner flame opening. Provided in
4. The combustion apparatus with a flame shield device according to claim 3, wherein the secondary flame thermocouple is connected to the primary thermocouple with the polarity reversed .
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