JP2001124330A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価な検出手段を用いることなく、且つ、検
出性能が早期に劣化するおそれの少ない状態で、バーナ
の燃焼状態が適正燃焼状態にあるか否かを適正に判別す
ることが可能となる燃焼装置を提供する。 【解決手段】 火炎を保持するための炎孔が形成された
炎孔形成部材を備えるバーナ３と、バーナ３の燃焼状態
を制御する燃焼制御手段１００は、バーナ３の燃焼状態
が適正燃焼状態にあるか否かを判別する燃焼状態判別手
段１０１により、バーナ３の燃焼状態が適正燃焼状態に
ないことが判別されると、適正燃焼状態になるようにバ
ーナ３の燃焼状態を制御するように構成され、炎孔形成
部材の火炎形成箇所と異なる箇所における温度を検出す
る温度検出手段Ｓが備えられ、燃焼状態判別手段１０１
は、温度検出手段Ｓの検出情報に基づいて、バーナ３の
燃焼状態が適正燃焼状態にあるか否かを判別するように
構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の炎孔が形成
されて、火炎を保持して燃焼させる炎孔形成部材を備え
て構成されるバーナと、前記バーナの燃焼状態を制御す
る燃焼制御手段と、前記バーナの燃焼状態が適正燃焼状
態にあるか否かを判別する燃焼状態判別手段とを備えて
構成され、前記燃焼制御手段は、前記燃焼状態判別手段
により前記バーナの燃焼状態が適正燃焼状態にないこと
が判別されると、前記適正燃焼状態になるように前記バ
ーナの燃焼状態を制御するように構成されている燃焼装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記構成の燃焼装置において、従来で
は、前記バーナの燃焼により形成される火炎の温度を検
出することにより、その検出情報に基づいて、バーナの
燃焼状態が適正燃焼状態にあるか否かを判別する構成の
ものがあった。例えば、特公平３−７９６１１号公報に
示されるように、温度検出手段として熱電対を用いて前
記火炎の温度を直接検出する構成として、その検出情報
に基づいて、バーナの燃焼状態の一例として、バーナに
供給される燃料と燃焼用空気の混合比率（空燃比）が適
正範囲（適正燃焼状態）にあるか否かを判別し、適正範
囲になければ適正範囲になるように前記混合比率を制御
する構成のものがあった（第１の従来技術）。尚、この
第１の従来技術では、熱電対の具体構成については説明
はないが、汎用的な材質の一対の熱電材料を接合させた
一般的な構成の熱電対であると考えられる。

【０００３】又、実公平３−３０６９１号公報に示され
るように、炎孔が形成されるバーナ本体（炎孔形成部
材）の横側に設けられる保炎板に温度検出手段としての
熱電対が備えられて、火炎の温度をこの熱電対を用いて
検出して、その検出情報に基づいて、バーナの燃焼状態
の一例として、バーナの立ち消えや不完全燃焼が生じて
いるか否かを判別し、立ち消えや不完全燃焼が生じてい
ればバーナの燃焼を停止させるように構成したものもあ
った（第２の従来技術）。この第２の従来技術に示され
る熱電対は、火炎に対向する側に位置する熱電材料を板
状のステンレスにて構成し、火炎存在箇所と反対側に位
置する熱電材料として熱電対の材料として汎用的なコン
スタンタンを用いる構成としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来構成
のように、バーナの火炎の温度を直接検出する構成とし
た場合には、温度検出手段（熱電対）が高温状態の火炎
に晒されることから、その温度検出性能（熱起電力特
性）が早期に劣化する等、耐久性の面で問題があった。
例えば、第１の従来技術のように、温度検出手段として
一般的な構成の熱電対を直接、火炎の中に位置させる構
成とした場合には、高温の火炎に晒されることにより熱
電対の表面が腐食することに起因して温度検出性能（熱
起電力特性）が早期に劣化する問題があった。尚、熱電
対を構成する材料として汎用的に用いられるコンスタン
タン、クロメル、アルメル等は、上記したような高温で
使用した場合には耐食性が低いという不利な面がある。

【０００５】又、上記第２の従来技術では、熱電対を構
成する一対の材料のうち火炎に臨む側のものを耐食性の
高いステンレスにて構成して、他方のものは耐食性の低
い汎用的な材料（コンスタンタン）で構成して、耐食性
の低い材料が直接、火炎に晒されることがないようにす
る構成としているが、この場合でも、このような熱電対
が高温の火炎に繰り返し晒されることによる経年変化に
よって、内側に位置する材料が変形したり、熱起電力特
性が劣化したりする等のおそれがあった。

【０００６】特に、燃焼用空気が燃料ガスに全予混合状
態で混合された燃焼用気体を燃焼する全一次予混合型バ
ーナである場合には、前記燃焼用気体における燃料ガス
と燃焼用空気との混合比率、具体的には、燃料ガスに対
する燃焼用空気の比率が比較的低い値（つまり、空気の
割合が低い状態）に設定される場合が多いが、このよう
な場合には火炎の温度は千数百度の高温に達するので、
上記したような検出手段の早期劣化の問題が顕著に現れ
るものとなっていた。

【０００７】尚、上記したような不利を回避するため
に、耐熱温度の高い材質、例えば、白金や白金ロジウム
等を用いて検出手段を構成することも考えられるが、上
述したような高温に耐える材質を利用すると、検出手段
が高価なものとなってしまう不利がある。

【０００８】本発明は、かかる点に着目してなされたも
のであり、その目的は、コスト高になる不利を回避しな
がら、且つ、検出性能が早期に劣化するおそれの少ない
状態で、バーナの燃焼状態が適正燃焼状態にあるか否か
を判別することが可能となる燃焼装置を提供する点にあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の特徴構
成によれば、火炎を保持するための炎孔が形成された炎
孔形成部材を備えて構成されるバーナと、前記バーナの
燃焼状態を制御する燃焼制御手段と、前記バーナの燃焼
状態が適正燃焼状態にあるか否かを判別する燃焼状態判
別手段とを備えて構成され、前記燃焼制御手段は、前記
燃焼状態判別手段により前記バーナの燃焼状態が適正燃
焼状態にないことが判別されると、前記適正燃焼状態に
なるように前記バーナの燃焼状態を制御するように構成
されている燃焼装置において、前記炎孔形成部材の火炎
形成箇所と異なる箇所における温度を検出する温度検出
手段が備えられ、前記燃焼状態判別手段は、前記温度検
出手段の検出情報に基づいて、前記バーナの燃焼状態が
適正燃焼状態にあるか否かを判別するように構成されて
いる。

【００１０】温度検出手段によって、火炎を保持するた
めの炎孔が形成された炎孔形成部材の火炎形成箇所と異
なる箇所における温度が検出され、燃焼状態判別手段
は、その温度検出手段の検出情報に基づいて、バーナの
燃焼状態が適正燃焼状態にあるか否かを判別するのであ
る。つまり、火炎の温度を直接、検出するのではなく、
その火炎からの輻射熱によって火炎の温度に対応して変
化することになる炎孔形成部材の温度を検出すること
で、その検出温度がバーナの燃焼状態に対応する情報と
して用いることができるのである。しかも、検出箇所は
火炎形成箇所と異なる箇所であることから、火炎の温度
に比べて低い温度であり、火炎の温度が高温となる場合
であっても、温度検出手段としては、耐熱温度が高い高
価な材料からなる検出手段を用いる必要がなく、低コス
トの検出手段を用いることができ、しかも、検出性能が
早期に劣化するおそれも少ないものとなる。

【００１１】又、炎孔形成部材は火炎からの輻射熱によ
り加熱されるのであるが、その温度は、火炎の温度の変
化に比べてゆっくりと変化することになる。つまり、火
炎の温度は、例えば、外気の風の流れが変動する等、短
時間の動的挙動に敏感に反応して変化しやすいものであ
るが、炎孔形成部材の温度は、このような短時間の動的
挙動に影響を受け難く、火炎の恒常的な燃焼状態に対応
して変化することになる。

【００１２】従って、高価な検出手段を用いる必要がな
いのでコスト高を招く不利がなく、検出性能が早期に劣
化するおそれの少ない状態で、しかも、上記したような
短時間の動的挙動に影響を受け難い状態で、バーナの燃
焼状態が適正燃焼状態にあるか否かを適正に判別するこ
とが可能となる燃焼装置を提供できるに至った。

【００１３】請求項２に記載の特徴構成によれば、請求
項１において、前記バーナが、燃焼用空気が燃料ガスに
全予混合状態で混合された燃焼用気体を燃焼する全一次
予混合型バーナにて構成されるとともに、前記炎孔形成
部材が複数の前記炎孔が分散配置状態に形成された板状
に構成され、前記温度検出手段は、前記炎孔形成部材の
火炎形成箇所と異なる箇所として、前記炎孔形成部材に
おける火炎を形成する側の板面とは反対側の裏面側箇所
の温度を検出するように構成されている。

【００１４】前記バーナは、燃焼用空気が燃料ガスに全
予混合状態で混合された状態で燃焼用気体が供給され、
その燃焼用気体を燃焼することになる。このような構成
の全一次予混合型バーナにおいては、前記燃焼用気体に
おける燃料ガスと燃焼用空気との混合比率、具体的に
は、燃料ガスに対する燃焼用空気の比率が比較的低く、
空気の割合が低い状態に設定される場合が多いが、この
場合、火炎の温度は千数百度の高温に達するが、複数の
炎孔が分散配置状態に形成された板状に構成される炎孔
形成部材において、高温の火炎を形成する側の板面とは
反対側の裏面側箇所の温度を検出する構成であることか
ら、温度検出手段は火炎の温度に比べて低い温度を検出
することになる。従って、火炎の温度が上記したような
高温であっても、温度検出手段としては、耐熱温度が高
く高価な材料からなる検出手段を用いる必要がなく、コ
スト高を招くことなく、検出性能が早期に劣化するおそ
れも少ないものとなる。

【００１５】請求項３に記載の特徴構成によれば、請求
項１又は２において、前記温度検出手段が、前記炎孔形
成部材とは別体の熱電対にて構成され、この熱電対が前
記炎孔形成部材の火炎形成箇所と異なる箇所に接する状
態で設けられている。

【００１６】前記熱電対としては、上述したように耐熱
温度が高く高価な材料を用いる必要がなく、低コストの
ものを利用することができ、このような低コストの熱電
対を用いて、バーナの燃焼状態が適正燃焼状態にあるか
否かを適正に判別することができる。

【００１７】請求項４に記載の特徴構成によれば、請求
項１又は２において、前記温度検出手段が、前記炎孔形
成部材を構成する材質が有する熱起電力特性とは異なる
熱起電力特性を有する材質からなる検出用部材を、前記
炎孔形成部材の火炎形成箇所と異なる箇所に接合して、
前記検出用部材と前記炎孔形成部材との間で発生する熱
起電力に基づいて前記温度を検出するように構成されて
いる。

【００１８】つまり、熱電対は一対の熱電材料を接合し
て構成されるが、炎孔形成部材を一対の熱電材料のうち
の一方の熱電材料として、又、検出用部材を一対の熱電
材料のうちの他方の熱電材料として利用して熱電対を構
成して、検出用部材と炎孔形成部材との間で発生する熱
起電力に基づいて炎孔形成部材の温度を検出することに
なる。その結果、炎孔形成部材とは別体の熱電対を設け
る構成であれば、炎孔形成部材と別体の熱電対とを接す
る状態で設ける場合に、それらの間での接合状態にバラ
ツキが生じて熱伝導性能（温度検出性能）に固体差が発
生するおそれがあるが、炎孔形成部材自体が熱電対の一
部を構成するので、このような温度検出性能の固体差を
少ないものにできる利点がある。しかも、温度検出対象
箇所と熱電対とが同じ部材であるから温度検出用の熱伝
導も効率よく行われ、温度検出性能が向上する利点もあ
る。

【００１９】請求項５に記載の特徴構成によれば、請求
項３において、燃焼用気体が通流する複数の通流孔が分
散状態で形成されて、前記炎孔形成部材の全体にわたっ
て前記燃焼用気体の通流量が均一化されて供給されるよ
うに前記燃焼用気体の通流を調整する通流量調整部材が
設けられ、前記通流量調整部材の一部が前記炎孔形成部
材に接当する状態で設けられるとともに、前記通流量調
整部材を構成する材質が有する熱起電力特性とは異なる
熱起電力特性を有する材質からなる検出用部材を、前記
炎孔形成部材に接当する接当作用箇所の近傍に接合し
て、前記検出用部材と前記通流量調整部材とによって前
記熱電対を構成するとともに、その熱電対にて発生する
熱起電力に基づいて前記温度を検出するように構成され
ている。

【００２０】通流量調整部材は、炎孔形成部材の全体に
わたって前記燃焼用気体の通流量が均一化されて供給さ
れるように前記燃焼用気体の通流を調整することにな
る。そして、この通流量調整部材の一部が炎孔形成部材
に接当する状態で設けられて、この通流量調整部材と検
出用部材とによって熱電対を構成して、炎孔形成部材の
温度を検出することになる。

【００２１】従って、通流量調整部材を、熱電対を構成
する一対の熱電材料のうち、炎孔形成部材に接当作用す
る側の一方の熱電部材として利用することで、熱電対を
構成する一対の熱電材料のうちの他方の熱電材料は、通
流量調整部材における炎孔形成部材が存在する側とは反
対側箇所に位置することになるから、温度上昇が少ない
ので、耐熱温度が高い高価な材料を用いなくても、検出
性能が早期に劣化するおそれが少ないものになる。ま
た、前記通流量調整部材の一部が前記炎孔形成部材に接
当する状態で設けられているので、前記通流量調整部材
と前記炎孔形成部材の距離を安定して保つことができる
ようになり、燃焼装置として、より信頼性の高い構造を
提供できるようになる。

【００２２】請求項６に記載の特徴構成によれば、請求
項１〜５のいずれかにおいて、前記バーナに、他の領域
よりも、前記炎孔を通流する燃焼用気体の流速が小さく
なる低流速領域が設けられ、前記温度検出手段が、前記
炎孔形成部材の火炎形成箇所と異なる箇所であって、且
つ、前記低流速領域に対応する箇所に設けられている。

【００２３】このように炎孔を通流する燃焼用気体の流
速が小さくなる低流速領域においては、燃焼用気体の流
速が小さいことから、他の領域に比べて、火炎と炎孔形
成部材との間の距離が近づいて火炎からの炎孔形成部材
に対する輻射熱が大となり、炎孔形成部材が高温になる
ことになる。つまり、バーナの燃焼状態の変化に対する
炎孔形成部材の温度変化が他の領域よりも大きいので、
他の領域で温度変化を計測するものに比べて、バーナの
燃焼状態が適正燃焼状態であるか否かを判別するときの
検出精度を向上することが可能となる。

【００２４】請求項７に記載の特徴構成によれば、請求
項１〜６のいずれかにおいて、前記燃焼状態判別手段
が、前記バーナの燃焼状態として、前記バーナに供給さ
れる燃料と燃焼用空気の混合比率が適正燃焼状態として
の適正混合比率にあるか否かを判別するように構成さ
れ、前記燃焼制御手段が、前記混合比率を制御するよう
に構成されている。

【００２５】バーナの火炎の温度は、バーナに供給され
る燃料と燃焼用空気の混合比率と相関関係にあり、前記
炎孔形成部材の温度は火炎の温度に対応していることか
ら、前記炎孔形成部材の温度の検出情報に基づいて、前
記混合比率が適正混合比率にあるか否かを判別すること
ができ、前記混合比率を、前記適正混合比率になるよう
に制御することによりバーナを適正燃焼状態にすること
ができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明にかかる燃焼装置を給湯装
置に適応した例を図面に基づいて説明する。この給湯装
置は、図１に示すように、供給される水を加熱して図外
の出湯栓に給湯する給湯部Ｋ、この給湯部Ｋの動作を制
御する制御手段としての制御部Ｈ、この制御部Ｈに動作
情報を指令するリモコン操作部Ｒを備えて構成されてい
る。

【００２７】前記給湯部Ｋは、燃焼室１内に設けられた
水加熱用の熱交換器２、この熱交換器２を加熱するガス
燃焼式の全一次予混合型のバーナ３、このバーナ３の上
流側から燃焼用空気を通風路７を通して通風し、かつ、
その通風に伴って、供給される燃料ガスに燃焼用空気が
全予混合状態で混合された燃焼用気体をバーナに通気供
給する通気手段としてのファン４の夫々を備えて構成さ
れている。前記バーナ３の近くには、バーナ３に対する
点火動作を実行するイグナイタ１６と、バーナ３が着火
されているか否かを検出するフレームロッド１７とがそ
れぞれ備えられている。

【００２８】前記熱交換器２には、例えば家庭用の水道
などから水が供給される入水路５、加熱後の湯水を出湯
する出湯路６がそれぞれ接続され、前記入水路５には、
熱交換器２への通水量を検出する通水量センサ８、入水
路５を通して供給される水の温度を検出する入水温サー
ミスタ９が設けられている。また、出湯路６には、図外
の出湯栓から出湯される湯水の温度を検出する出湯温サ
ーミスタ１０が設けられている。

【００２９】通風路７に対して燃料を供給する燃料供給
路１１は、ファン４の通風作用により吸引力が作用する
ように通風路７に接続されている。つまり、ファン４の
通風量が大きくなるほど、通風路７に供給される燃料ガ
ス供給量が大きくなるようになっている。そして、この
燃料供給路１１には、燃料供給方向の上流側から、燃料
供給を断続する電磁操作式の安全弁１２およびメイン弁
１３、その設置箇所よりも下流側の燃料供給圧力を大気
圧に維持する圧力調整手段としてのゼロガバナ１４の夫
々が設けられている。吸引抵抗変更手段としての可動ダ
ンパー２４が、ゼロガバナ１４よりも燃料供給方向の下
流側で、かつ、通風路７に燃焼用空気を吸引する吸引部
２５を開閉するように設けられて、燃焼用空気の通過抵
抗の変更により通風路７への燃焼用空気量を調整するよ
うに構成されている。なお、燃料供給路１１に接続され
燃料ガスを吸引するガス孔２６が通風路７内に設けられ
ている。

【００３０】前記ゼロガバナ１４について説明を加える
と、図２に示すように、ガス通路の開度を調整する弁体
１４ａ、大気圧Ｐｔとゼロガバナ出口圧力Ｐ２の圧力差
を受けるダイヤフラム１４ｂ、弁体１４ａおよびダイヤ
フラム１４ｂを支えるスプリング１４ｃ、スプリング１
４ｃを調節する調節機構１４ｄなどから構成されてい
る。そして、例えば、ゼロガバナ入口圧力Ｐ１が上昇側
に圧力変動したときには、その圧力変動に伴ってゼロガ
バナ出口圧力Ｐ２も上昇側に圧力変動するが、ゼロガバ
ナ出口圧力Ｐ２の圧力変動に伴って、弁体１４ａが下方
移動し、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２を下降側に圧力変動さ
せて、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２が大気圧Ｐｔになるよう
に調整する。又、大気圧Ｐｔが上昇側に圧力変動したと
きには、その圧力変動に伴って弁体１４ａが上方移動
し、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２が上昇側に変動した大気圧
Ｐｔになるように調整する。このようにして、ゼロガバ
ナ１４への一次燃料供給圧力Ｐ１や大気圧Ｐｔが変動し
た場合においても、ゼロガバナ出口圧力Ｐ２が大気圧Ｐ
ｔになるように調整される。

【００３１】前記リモコン操作部Ｒは、給湯部Ｋの運転
の開始・停止を指令する運転スイッチ１８、目標給湯温
度を変更設定自在な温度設定スイッチ２０、出湯温度や
目標給湯温度などを表示する表示部２１、運転状態であ
ることを表示する運転ランプ２２、バーナ３が燃焼状態
であることを表示する燃焼ランプ２３などを備えて構成
されている。

【００３２】次に、前記バーナ３の構成について説明す
る。このバーナ３は、複数の炎孔３０が形成された炎孔
形成部材３１が設けられ、上述したように燃焼用空気が
燃料ガスに全予混合状態で混合された燃焼用気体として
の混合気がファン４により通気され、前記炎孔３０を通
過するように通気される燃焼用気体を燃焼させる全一次
予混合型バーナにて構成されている。又、このバーナ３
には、図３に示すように、炎孔形成部材３１の燃焼用気
体の流動方向上手側の近傍に位置させて、炎孔形成部材
３１の全体にわたって前記燃焼用気体の通流量が均一化
されて供給されるように前記燃焼用気体の通流を調整す
る通流量調整部材の一例としての通流量調整板３２が備
えられている。

【００３３】前記炎孔形成部材３１は、図５にも示すよ
うに、複数の炎孔３０が分散配置状態に形成された板状
に構成されており、この炎孔形成部材３１は、上方側に
位置する板面にて火炎Ｆが形成されてその火炎Ｆからの
輻射熱により高い温度に加熱されるので耐熱温度の高い
合金からなる金属材で構成されている。尚、板厚は、
０．５〜０．６ｍｍ程度の薄板構造としている。

【００３４】前記通流量調整板３２は、図６にも示すよ
うに、前記燃焼用気体が通過するための複数の通流孔３
３が分散配置される状態で形成された板状に構成されて
おり、この通流量調整板３２は、前記炎孔形成部材３１
のように高温になることはないが、耐食性に優れた金属
材、例えば、ステンレスを用いて構成されている。尚、
板厚は、０．５〜０．６ｍｍ程度の薄板構造としてい
る。この通流量調整板３２は、ファン４により通気供給
される前記燃焼用気体が、炎孔形成部材３１による火炎
形成領域、つまり、炎孔形成部材３１の板面の広い領域
にわたり、燃焼用気体の通気量の分布状態がほぼ均等に
なるように調整する機能を備えている。但し、図５、図
６に示すように、炎孔形成部材３１による火炎形成領域
のなかで、他の領域よりも、炎孔３０を通流する燃焼用
気体の流速が小さくなる低流速領域Ｑ１が形成されるよ
うに、この通流量調整板３２に、他の領域よりも通流孔
３３の大きさを小径にした小流量域Ｑ２が形成されてい
る。前記炎孔形成部材３１と前記通流量調整板３２との
間の間隔は、０．５〜１．５ｍｍ程度に設定されてい
る。

【００３５】そして、前記炎孔形成部材３１の火炎形成
箇所と異なる箇所であって、且つ、前記低流速領域Ｑ１
に対応する箇所における温度を検出する温度検出手段と
しての熱電対Ｓが設けられている。具体的には、この熱
電対Ｓは、一対の熱電材料が予め一体的に接合された構
成のものを利用しており、図５、図６に示すように、火
炎形成箇所と異なる箇所として、炎孔形成部材３１にお
ける火炎Ｆを形成する側の板面とは反対側の裏面側にお
ける前記低流速領域Ｑ１に対応する箇所（温度検出対象
箇所Ｘ）に、温度検出用の先端部を接触させる状態で設
けられている。尚、この熱電対Ｓは、通流量調整板３２
に形成した挿通孔３４を通して下方側から挿通させて先
端部が前記炎孔形成部材３１の前記裏面側に接当するよ
うに設けられている。そして、この熱電対Ｓは、前記温
度検出対象箇所の温度に対応する熱起電力を出力する
が、その出力は前記制御部Ｈに入力される構成となって
いる。

【００３６】前記制御部Ｈは、マイクロコンピュータを
備えて構成され、出湯中にリモコン操作部Ｒの操作指令
に基づいて出湯温度が目標給湯温度になるように、バー
ナ３の燃焼量を変更調節するように構成されるととも
に、前記熱電対の検出情報に基づいて、燃焼用空気の燃
料ガスと燃焼用空気との混合比率が適正範囲にあるか否
かを判別するように構成され、混合比率が適正範囲にな
ければ、適正範囲になるように、混合比率を変更調節す
べく制御するように構成されている。従って、制御部Ｈ
を利用して、バーナ３の燃焼状態を制御する燃焼制御手
段１００と、バーナ３の燃焼状態が適正燃焼状態にある
か否かを判別する燃焼状態判別手段１０１とが構成され
ることになる。

【００３７】図７の実線で示すグラフにより、前記温度
検出対象箇所Ｘにて計測した前記炎孔形成部材３１の温
度と、バーナ３に供給される燃料ガスと燃焼用空気の混
合比率、具体的には、燃料ガスの理論空気量に対する実
際に供給された燃焼用空気の比率（以下、空気比とい
う）との関係を示している。このように、上記温度と空
気比との間には特定の変化特性が存在し、上記温度を検
出することで、そのときの空気比を判別することができ
るのである。尚、図中、破線で示すグラフは、低流速領
域Ｑ１以外の他の領域、つまり、流速が早い領域にて計
測した前記炎孔形成部材３１の温度と前記空気比との関
係を示している。この特性から明らかなように、低流速
領域Ｑ１の方が他の領域に比べて空気比の変化に対する
温度の変化量が大きいので、この箇所で温度を計測する
ことで、他の領域にて計測する場合に比べて、バーナの
燃焼状態の変化に対する出力変化が大きくなり、Ｓ／Ｎ
比を高くとれることになるので、検出精度が向上するこ
とになる。

【００３８】前記制御部Ｈの制御動作について詳述する
と、制御部Ｈは、熱交換器２への通水が開始されるに伴
ってバーナ３の燃焼を開始して、熱交換器２への通水が
停止されるに伴ってバーナ３の燃焼を停止させるように
制御するとともに、熱交換器２への通水が検出されてい
るときには、出湯温度が目標給湯温度になるようにファ
ン４の通風量を調整する処理を実行する。具体的に説明
すると、運転スイッチ１８のＯＮ操作に伴って運転状態
に設定された後に、図外の出湯栓の開操作に伴って通水
量センサ８にて検出される通水量が設定水量を超える
と、ファン４による通風作動を開始し、かつ、安全弁１
２およびメイン弁１３を開弁させて点火用ガス量になる
ようにファン４の回転数を調整するとともに、イグナイ
タ１４によってバーナ３の点火動作を行い、フレームロ
ッド１７によってバーナ３の着火を確認する。その後、
入水温サーミスタ９、出湯温サーミスタ１０、通水量セ
ンサ８のそれぞれの検出情報、および、温度設定スイッ
チ２０にて設定されている目標給湯温度の情報に基づい
て、出湯温度を目標給湯温度にするために必要なガス量
になるようにファン４の通風量を調整するフィードフォ
ワード制御を実行するとともに、出湯温サーミスタ１０
の検出温度と目標給湯温度との偏差に応じてファン４の
通風量を微調整するフィードバック制御を実行する。こ
のようにして、入水路５からの水は、熱交換器２によっ
て加熱されて、図外の出湯栓から目標給湯温度の湯水が
出湯されることになる。

【００３９】そして、このように出湯温度を目標給湯温
度にするようにバーナ３の燃焼量を制御しているとき
に、前記熱電対Ｓの検出情報に基づいて、炎孔形成部材
３１の上記温度から判別されるそのときの混合比率（空
気比）が適正範囲から外れると、適正範囲になるよう
に、前記可動ダンパー２４を調節して混合比率を制御す
る構成となっている。

【００４０】制御部Ｈの制御動作について、図８のフロ
ーチャートに基づいて説明する。まず、リモコン操作部
Ｒの運転スイッチ１８がＯＮ操作されて、給湯装置が運
転状態に設定された状態において、図外の出湯栓の開操
作に伴って通水量センサ８にて検出される通水量が設定
水量を超えて通水が検知されると、バーナ３の点火処理
を行う（ステップ１〜３）。つまり、バーナ３の燃焼が
停止していると、ファン４による通風作動を開始し、か
つ、安全弁１２およびメイン弁１３を開弁させて点火用
ガス量になるようにファン４の回転数を調整するととも
に、イグナイタ１６によってバーナ３の点火動作を行
い、フレームロッド１７によってバーナ３の着火を確認
する。

【００４１】その後、入水温サーミスタ９、出湯温サー
ミスタ１０、通水量センサ８のそれぞれの検出情報、お
よび、温度設定スイッチ２０にて設定されている目標給
湯温度の情報に基づいて、出湯温度を目標給湯温度にす
るために必要なガス量になるようにファン４の通風量、
具体的にはファン回転数を調整する（ステップ４）。

【００４２】そして、熱電対Ｓから出力される検出値に
基づいて、通風路７における燃料ガスと燃焼用空気との
混合比率、具体的には上述したような空気比が予め設定
された適正範囲（例えば、１．３〜１．４の範囲）にあ
るか否かを判別する（ステップ５）。そして、適正範囲
になければ、適正範囲になるように可動ダンパー２４を
操作して通風路７への燃焼用空気の吸引量を変更調整す
る（ステップ６）。このようにして、通風路７における
燃料ガスと燃焼用空気との混合比率が適正範囲になるよ
うに調整される。

【００４３】ところで、この種の全一次予混合型バーナ
においては、上記空気比が比較的低い値に設定される場
合が多く、火炎Ｆの温度は千数百度の高温に達する。つ
まり、図４における炎孔形成部材３１の火炎形成側の板
面Ａでは、火炎Ｆからの輻射熱により上記したような高
温になることがある。しかし、前記熱電対が接触する炎
孔形成部材３１の裏面側Ｂでは、火炎Ｆによる輻射熱が
直接、伝わることはなく、熱が炎孔形成部材３１の内部
を伝わるとしても、火炎形成側に比べてが、その厚み分
に相当する温度低下があるので、図７に示すように低い
温度になっている。

【００４４】そして、上述の通風量の調整などの制御動
作が、熱交換器２への通水量が設定量未満になるか、運
転スイッチ１８がＯＦＦ操作されるまで実行される。つ
まり、熱交換器２への通水量が設定量未満になるか、運
転スイッチ１８がＯＦＦ操作されると、バーナ３が燃焼
中であると、安全弁１２とメイン弁１３を閉弁して、フ
ァン４の通風を停止させて、バーナ３の燃焼を停止させ
るバーナ燃焼停止処理を行う（ステップ７，８，９）。

【００４５】前記炎孔形成部材３１及び前記通流量調整
板３２の夫々の板厚及びそれらの隙間を示す数値は例示
であり、上記したよう数値に限定されるものではなく、
これとは異なる板厚や隙間にて実施してもよい。

【００４６】〔別実施形態〕以下、別実施形態を説明す
る。

【００４７】（１）上記実施形態では、温度検出手段と
して、一対の熱電材料が予め一体的に接合される状態で
作製される構成の熱電対を利用するようにしたが、この
ような構成に限らず、次のように構成するものでもよ
い。 図９に示すように、前記炎孔形成部材３１を構成す
る材質が有する熱起電力特性とは異なる熱起電力特性を
有する材質からなる検出用部材の一例としてのＬ形板材
３５を、炎孔形成部材３１における火炎Ｆを形成する側
の板面Ａとは反対側の裏面側Ｂに接合して、Ｌ形板材３
５と炎孔形成部材３１との間で発生する熱起電力に基づ
いて温度を検出するように構成するものでもよい。尚、
Ｌ形板材３５は薄板構造のものを略Ｌ形に折り曲げて一
つの面を炎孔形成部材３１の前記裏面側にスポット溶接
にて接続する構成としている。従って、前記炎孔形成部
材３１と前記Ｌ形板材３５とが、夫々、一対の熱電材料
に対応する状態で、熱電対Ｓを構成して、それらの間で
発生する熱起電力に基づいて温度を検出するのである。
尚、検出用部材としては板材をＬ形に屈曲した構成に限
るものではなく、どのような形状であってもよい。 前記通流量調整板３２の一部が前記炎孔形成部材３
１に接当する状態で設けられるとともに、前記通流量調
整板３２を構成する材質が有する熱起電力特性とは異な
る熱起電力特性を有する材質からなる検出用部材の一例
としての棒状部材を、前記炎孔形成部材３１に接当する
接当作用箇所の近傍に接合して、前記棒状部材と前記通
流量調整板３２とによって前記熱電対を構成するととも
に、その熱電対にて発生する熱起電力に基づいて前記温
度を検出する構成としてもよい。

【００４８】つまり、図１０に示すように、前記通流量
調整板３２の一部を、前記炎孔形成部材３１側に向けて
突曲するように断面形状が略円弧状となる略ドーム型に
押し成形するとともに、その押し部３６に嵌まり合うよ
うに先端部が円弧状態に形成された前記棒状部材３７
を、前記押し部３６に差し込み挿入して、この棒状部材
３７の差し込み挿入側先端部と前記押し部３６とを溶接
にて接合し、前記押し部３６の上方側の外面が炎孔形成
部材３１の前記裏面に接当するように設けられている。
従って、前記通流量調整板３２と前記棒状部材３７と
が、夫々、一対の熱電材料に対応する状態で、熱電対を
構成して、それらの間で発生する熱起電力に基づいて温
度を検出するのである。尚、通流量調整板３２の押し形
状や棒状部材３７の形状等は、上記構成に限定されるも
のではなく、どのような形状でもよい。

【００４９】（２）上記実施形態では、前記温度検出手
段による温度検出対象である、前記炎孔形成部材の火炎
形成箇所と異なる箇所として、前記炎孔形成部材におけ
る火炎を形成する側の板面とは反対側の裏面側箇所の温
度を検出するように構成するものを例示したが、このよ
うな構成に限らず、次のように構成してもよい。つま
り、炎孔形成部材として、例えば、縦向きの板状部材を
間隔をあけて並列するとともに、それらの間に炎孔を形
成するような構成として、前記板状部材の横外面であっ
て火炎形成箇所である板状部材の上端縁から下方側に離
間した箇所を、温度検出対象箇所として設定するような
構成でもよい。

【００５０】（３）上記実施形態では、前記バーナに、
他の領域よりも、前記炎孔を通流する燃焼用気体の流速
が小さくなる低流速領域が設けられ、前記温度検出手段
が、前記炎孔形成部材３１の火炎形成箇所と異なる箇所
であって、且つ、前記低流速領域に対応する箇所におけ
る温度を検出する構成としたが、このような構成に限ら
ず、温度検出手段より、上述したような低流速領域以外
の他の領域において、温度を検出する構成としてもよ
い。尚、この場合には、前記バーナに上記低流速領域を
設けない構成であってもよい。

【００５１】（４）上記実施形態では、前記混合比率を
変更調節する場合、可動ダンパーを操作して通風路７へ
の燃焼用空気の吸引量を変更調整する構成としたが、こ
のような構成に限らず、例えば、前記燃料供給路１１に
おけるゼロガバナ１４よりも燃料供給方向の下流側箇所
に、燃料供給量を変更調節自在な燃料調整弁を備えて、
この燃料調整弁を調節操作して、混合比率を変更調節す
る構成としてもよい。

【００５２】又、前記混合比率を変更調節する場合、燃
焼用空気供給量又は燃料供給量のどちらか一方を調整す
る構成に限らず、燃料ガスと燃焼用空気との混合比率が
適正範囲になるように、燃料供給量および燃焼用空気供
給量の両方を調整するようにしてもよい。

【００５３】（５）上記実施形態では、燃料供給路１１
に圧力調整手段としてゼロガバナを設けるようにしてい
るが、ゼロガバナに限るものではなく、ガバナ付き比例
弁などの一般的なガスガバナでもよい。

【００５４】（６）上記実施形態では、前記バーナが、
燃焼用空気が燃料ガスに全予混合状態で混合された燃焼
用気体を燃焼する全一次予混合型バーナにて構成される
ものを例示したが、このような構成に限らず、燃焼用空
気として、一次空気と二次空気とを取り入れる構成のバ
ーナであってもよい。例えば、図１１に示すように、混
合気供給路３８の内部を通して、燃料ガスと一次空気と
が混合された状態で供給され、炎孔形成部材３１に形成
された炎孔３０にて混合気が燃焼するとともに、炎孔形
成部材３１の外方側から前記二次空気が供給される状態
で燃焼する、所謂、ブンゼン形式のバーナに適用して、
前記炎孔形成部材３１の火炎形成面と反対側の面の温度
を温度検出手段Ｓにて計測する構成としてもよい。

【００５５】（７）上記実施形態では、前記炎孔形成部
材３１に形成される炎孔３０や前記通流量調整板３２に
形成される通過孔３３が円形に形成される場合を例示し
たが、円形に限らず、角孔にする等各種の形態で実施し
てもよい。

【００５６】（８）上記実施形態では、本発明にかかる
燃焼装置を給湯装置に適応した例を示しているが、暖房
装置などのその他各種の装置に適応可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の全体概略図

【図２】ゼロガバナの概略構成図

【図３】バーナの概略構成を示す切欠側面図

【図４】温度計測箇所を示すバーナの断面図

【図５】炎孔形成部材を示す平面図

【図６】通流量調整板を示す平面図

【図７】炎孔形成部材の温度と空気比との関係を示すグ
ラフ

【図８】制御動作を示すフローチャート

【図９】別実施形態における温度計測箇所を示すバーナ
の縦断側面図

【図１０】別実施形態における温度計測箇所を示すバー
ナの縦断側面図

【図１１】別実施形態におけるバーナの縦断側面図

【符号の説明】

３ バーナ ３１ 炎孔形成部材 ３２ 通流量調整板（通流量調整部材） ３５ Ｌ形板材（検出用部材） ３７ 棒状部材（検出用部材） １００ 燃焼制御手段 １０１ 燃焼状態判別手段 Ｓ 温度検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K003 EA02 FA01 FA02 FB03 GA03 3K005 AA00 AB01 AC02 AC05 CA06 EA02 TA01 TB03 TC02 TC04 3K017 AA01 AB01 AB07 AB08 AC01 AD01 AD09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の炎孔が形成されて、火炎を保持し
   て燃焼させる炎孔形成部材を備えて構成されるバーナ
   と、前記バーナの燃焼状態を制御する燃焼制御手段と、
   前記バーナの燃焼状態が適正燃焼状態にあるか否かを判
   別する燃焼状態判別手段とを備えて構成され、 前記燃焼制御手段は、前記燃焼状態判別手段により前記
   バーナの燃焼状態が適正燃焼状態にないことが判別され
   ると、前記適正燃焼状態になるように前記バーナの燃焼
   状態を制御するように構成されている燃焼装置であっ
   て、 前記炎孔形成部材の火炎形成箇所と異なる箇所における
   温度を検出する温度検出手段が備えられ、 前記燃焼状態判別手段は、前記温度検出手段の検出情報
   に基づいて、前記バーナの燃焼状態が適正燃焼状態にあ
   るか否かを判別するように構成されている燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記バーナが、燃焼用空気が燃料ガスに
   全予混合状態で混合された燃焼用気体を燃焼する全一次
   予混合型バーナにて構成されるとともに、前記炎孔形成
   部材が複数の前記炎孔が分散配置状態に形成された板状
   に構成され、 前記温度検出手段は、前記炎孔形成部材の火炎形成箇所
   と異なる箇所として、前記炎孔形成部材における火炎を
   形成する側の板面とは反対側の裏面側箇所の温度を検出
   するように構成されている請求項１記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】 前記温度検出手段が、前記炎孔形成部材
   とは別体の熱電対にて構成され、この熱電対が前記炎孔
   形成部材の火炎形成箇所と異なる箇所に接する状態で設
   けられている請求項１又は２記載の燃焼装置。
4. 【請求項４】 前記温度検出手段が、 前記炎孔形成部材を構成する材質が有する熱起電力特性
   とは異なる熱起電力特性を有する材質からなる検出用部
   材を、前記炎孔形成部材の火炎形成箇所と異なる箇所に
   接合して、前記検出用部材と前記炎孔形成部材との間で
   発生する熱起電力に基づいて前記温度を検出するように
   構成されている請求項１又は２記載の燃焼装置。
5. 【請求項５】 燃焼用気体が通流する複数の通流孔が分
   散状態で形成されて、前記炎孔形成部材の全体にわたっ
   て前記燃焼用気体の通流量が均一化されて供給されるよ
   うに前記燃焼用気体の通流を調整する通流量調整部材が
   設けられ、 前記通流量調整部材の一部が前記炎孔形成部材に接当す
   る状態で設けられるとともに、前記通流量調整部材を構
   成する材質が有する熱起電力特性とは異なる熱起電力特
   性を有する材質からなる検出用部材を、前記炎孔形成部
   材に接当する接当作用箇所の近傍に接合して、前記検出
   用部材と前記通流量調整部材とによって前記熱電対を構
   成するとともに、その熱電対にて発生する熱起電力に基
   づいて前記温度を検出するように構成されている請求項
   ３記載の燃焼装置。
6. 【請求項６】 前記バーナに、他の領域よりも、前記炎
   孔を通流する燃焼用気体の流速が小さくなる低流速領域
   が設けられ、 前記温度検出手段が、前記炎孔形成部材の火炎形成箇所
   と異なる箇所であって、且つ、前記低流速領域に対応す
   る箇所に設けられている請求項１〜５のいずれか１項に
   記載の燃焼装置。
7. 【請求項７】 前記燃焼状態判別手段が、前記バーナの
   燃焼状態として、前記バーナに供給される燃料と燃焼用
   空気の混合比率が適正燃焼状態としての適正混合比率に
   あるか否かを判別するように構成され、 前記燃焼制御手段が、前記混合比率を制御するように構
   成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃焼
   装置。