JP2002106838A - 遮炎装置付燃焼機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 燃焼室Ｒ２内には、メインバーナ２２と
パイロットバーナ２５とが設けられ、パイロットバーナ
２５の火炎状態を検知する熱電対２６が、正常燃焼時の
火炎と接触し、給気不足による燃焼悪化時の火炎とは接
触しない位置に設けられる。また、底板部１３には、小
孔２７ｂを形成したフレームアレスター２７と、パイロ
ットバーナ２５の真下部に位置しフレームアレスター２
７の小孔２７ｂより小さな幅の小開口３５ｂを形成した
パイロット給気板３５とが設けられる。粉塵によりパイ
ロット給気板３５がフレームアレスター２７より先に詰
まり、パイロットバーナ２５がメインバーナ２２に先駆
けて異常燃焼し、それを熱電対２６で検知してメインバ
ーナ２２の燃焼を停止する。

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。

【０００８】また、本発明の請求項３記載の遮炎装置付
給湯器は、上記請求項１または２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にルーバーを傾斜し
て設けたことを要旨とする。

【０００９】また、本発明の請求項４記載の遮炎装置付
給湯器は、上記請求項１〜３の何れかに記載の遮炎装置
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５記載の遮炎装置付
給湯器は、上記請求項４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。

【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。

【００１３】また、本発明の請求項３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。

【００１４】また、本発明の請求項４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５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１
１の外周および上面を覆う外側ケース３０と、給湯器１
０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２
２，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２
７ａ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３５
ａ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３
１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４
１ａ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（２
０ｍＶ、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２
２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２
２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２
６，２８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２
８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Ｖ
ｊ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２
５ｃ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２
５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３５
ｂ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２５
ｃ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。

【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。

【００４８】更に、本発明の請求項３記載の遮炎装置付
燃焼機器によれば、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。

【００４９】更に、本発明の請求項４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５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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K003 RA03 SA01 SB08 SC03 SC06 SC08 3K023 BA04 BA13 BA15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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。
2. 【請求項２】 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０．９〜１
   ｍ／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。
3. 【請求項３】 上記パイロット給気口にルーバーを傾斜
   して設け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。
4. 【請求項４】 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１〜３の何れ
   かに記載の遮炎装置付燃焼機器。
5. 【請求項５】 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４記載の遮炎装置付燃焼
   機器。