JP2003262333A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品交換をすることなく、種別や濃度の異な
る多くのガスに対応可能な燃焼装置を提供する。 【解決手段】 供給源ガスとファン２０が供給する空気
をバーナ７０に供給して燃焼させる燃焼装置１におい
て、供給源ガスの種別、濃度を判別する熱伝導型ガスセ
ンサ６４と、供給源ガスの流量を調節するガス量調節手
段６５とを設け、熱伝導型ガスセンサ６４によって供給
源ガスの種別、濃度を判別し、判別結果に基づいてガス
量調節手段６５またはファン２０の少なくともいずれか
を調節制御して判別された供給源ガスの種別または濃度
に応じた量の供給源ガスおよび空気をバーナ７０に供給
して燃焼させる構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯器や暖房機な
どに好適に採用できる燃焼装置に係り、更に詳しくは、
種別や濃度の異なる多くの供給ガスに対応可能なものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、都市ガス（天然ガス：メタン系）
やプロパンガス（プロパン系：主にプロパンとブタンか
ら成る）、あるいは、ガスの供給企業が独自に製した
り、複数種のガスを独自に混合調整したガスなどの多種
のガスが地域毎に区分して供給されている。

【０００３】これらの供給ガスは、ガス供給企業が独自
に付したコードや、供給ガスの有するウォッベ指標（Wo
bbe index ：一定のオリフィスを持つガスバーナが放出
する熱量の指標）を表す数値にガスの主成分を示すコー
ドを付して呼称されるものが多い。例えば、メタン系ガ
スでは都市ガスに採用される６Ａ、１２Ａ、１３Ａなど
があり、その他に、Ｌ１（Ｃ６）などの複数のガスを混
合調整したガスもある。

【０００４】この様に、多種の供給ガスがあるため、燃
焼装置や暖房装置のメーカーでは、ガス器具毎に複数の
ガスに対応した仕様の異なる製品を製造したり、あるい
は、異なるガス噴射ノズルや空気供給部品などを用意し
て同一器具で複数のガスに対応している。

【０００５】また、熱量（ウォッベ指標）が近似した１
２Ａおよび１３Ａなどの２種の都市ガスに対応可能なガ
ス器具も開発されている。この様なガス器具は、供給ガ
スの種別をガスセンサによって自動判別し、判別したガ
スの種別に応じて、供給空気量を調節制御して燃焼させ
るものであり、ガス噴射ノズルなどを取り換えることな
く複数種のガスに対応可能である。

【０００６】一方、供給ガスにガス器具を対応させるの
ではなく、数多く普及している都市ガス用のガス器具に
適合したガスを供給する地域もある。例えば、都市ガス
（天然ガス：１３Ａ）と略同等の熱量をプロパンガス
（ＬＰＧ）で得るように、プロパンガスに予め空気を混
合して濃度を減少させた低濃度プロパンガス（以降、プ
ロパン１３Ａと記載）を供給する地域もある。このプロ
パン１３Ａは、プロパンガス６０容量％と空気４０容量
％とを予混合したもので、都市ガス仕様のガス器具をそ
のまま用いることができ、転居などに際してガス器具を
買い換えたり、改造する手間が不要である。

【０００７】この様に、供給ガスが多岐に渡ることに伴
う煩雑さを緩和するために、熱量の近似した供給ガスに
自動対応可能なガス器具が開発されたり、ガス器具を共
用できるように、熱量（ウォッベ指標）の等価なガスを
供給するなどの対策が講じられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、供給ガスの
熱量（ウォッベ指標）が大きく異なる場合には、前記し
たように、複数種のガスに対応可能なガス器具を製造す
ることが困難であった。特に、前記したプロパン１３Ａ
とプロパンガスについては、いずれもプロパン系のガス
にも拘わらず、これらの双方に対応したガス器具を製造
することが困難であった。これは、ガス器具のガス噴射
ノズル径をプロパン１３Ａ仕様に合わせると、プロパン
（濃度１００％）供給時にはガス供給量を略１／３に低
下させなければならず、ガス供給量を低い値に安定させ
るのが困難なうえに、ガス噴射ノズルから噴出するガス
圧力が極端に低下し、バーナへ安定してガス噴射を行え
ないことに起因していた。

【０００９】従って、製造メーカでは、熱量の大きく異
なるガスについては、ガス種別毎に仕様の異なるガス器
具を製造したり、部品交換をして対応せざるを得ず、製
品や部材管理に多大な労力を要していた。また、ガス器
具の売買の際にはガス種別を誤りなく確認しなければな
らず、煩わしいうえに間違いが生じる要因となってい
た。

【００１０】また昨今、燃焼装置の小型化や低ＮＯｘ化
が問われており、これに伴って、燃焼装置の燃焼室の高
さが抑えられて低容積となり、燃焼室内部における混合
ガス濃度が変動し易い構造となって来ている。このた
め、低ＮＯｘ化を実現するためには、ガスや空気の供給
量を精密に制御する必要がある。このため、前記したよ
うに、都市ガス（１３Ａ）に対応したガス器具をそのま
まプロパン１３Ａに使用した場合における有害ガスの排
出量の増大が問題視されている。

【００１１】一方、この様なガス種別の問題とは異な
り、燃焼装置や暖房装置を新設した場合の初回運転時に
は、敷設されたガス管内が供給ガスと置換されるまで繰
り返し運転スイッチを操作しなければならないという問
題があった。則ち、通常、燃焼装置には運転スイッチを
操作してから所定時間内に着火が確認されないときは、
ガス供給が行われていないものと判別してエラー処理を
行うものが多い。このため、ガス管内の空気が排出され
て供給ガスに置換されるまでは、運転スイッチを操作す
るたびにエラー処理によって繰り返し運転停止される不
具合があった。特に、集合棟などに多数の燃焼装置や暖
房装置を敷設した場合は、各住戸毎に繰り返し運転スイ
ッチを操作しなければならず、操作が面倒なうえに多大
な時間を要するため改善が望まれていた。

【００１２】また、前記した問題とは異なり、燃焼装置
や暖房装置では、通常、排気閉塞やガス流路あるいは空
気流路の閉塞などの要因で異常燃焼が生じても、異常を
検知して運転停止や異常回避制御の処理を行い、安全性
を向上させたものが多い。例えば、ファンの通電電流の
変動によって、排気閉塞や流路閉塞の発生を検知した
り、あるいは、ＣＯセンサ（一酸化炭素センサ）や火炎
センサなどを設けて不完全燃焼や立ち消えなどを監視す
るような構成が採られている。ところが、従来の検知方
法では、検知精度を向上させることができず、信頼性に
欠けるものであった。特に、前記したように、複数種の
ガスに対応したガス器具では、ガス種別に応じて異常と
判別すべき検知範囲が異なり、制御が複雑になる嫌いが
あった。

【００１３】本発明は、前記問題点に着目して提案され
るもので、部品交換などをすることなく、種別や濃度の
異なる多くのガスに対応可能で、ＮＯｘの排出を抑え安
全性、操作性に優れた燃焼装置を提供することを目的と
している。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に提案される請求項１に記載の本発明は、ガス管を介し
て供給される供給源ガスとファンから供給される空気を
バーナに供給して燃焼させる燃焼装置において、供給源
ガスの種別を判別するガス種別センサまたは供給源ガス
の濃度を判別するガス濃度センサの少なくともいずれか
のセンサをガス流路内に設けると共に、供給源ガスの流
量を調節するガス量調節手段を設けて構成され、ガス種
別センサまたはガス濃度センサによって供給源ガスの種
別または濃度を判別し、判別結果に基づいてガス量調節
手段またはファンの少なくともいずれかを調節制御しつ
つ判別された供給源ガスの種別または濃度に応じた量の
供給源ガスおよび空気をバーナに供給して燃焼させる燃
焼装置である。

【００１５】本発明では、ガス種別センサまたはガス濃
度センサのいずれかを設けた構成、または、ガス種別セ
ンサおよびガス濃度センサの双方を設けた構成を採るこ
とができる。ガス種別センサのみを設けた構成では、メ
タン系の天然ガス（１３Ａ）とプロパンガス（ＬＰＧ）
など、種別が異なる種々の供給源ガスを判別できる。そ
して、判別した供給源ガスの種別に応じて、バーナへの
ガス供給量または空気供給量のいずれか一方、あるい
は、これら双方の供給量を最適に調節した燃焼制御を行
う。

【００１６】ガス濃度センサのみを設けた構成では、プ
ロパンガス（濃度１００％）とプロパン１３Ａ（濃度６
０％）など、ガスの種別が同一である場合に限り、濃度
が異なる供給源ガスを判別することが可能であり、判別
結果に応じて前記したように最適な燃焼制御を行う。ま
た、ガス種別センサおよびガス濃度センサの双方を設け
た構成では、種別や濃度の異なる全ての供給源ガスを判
別することができ、判別結果に応じて前記したように最
適な燃焼制御を行う。

【００１７】ガス種別センサあるいはガス濃度センサ
は、燃焼装置のガス流路内の適宜の部位に設けることが
できる。例えば、ガス量調節手段の下流側近傍に設ける
こともでき、また、バーナのガス流路内に設けることも
可能である。

【００１８】ここで、ガス種別センサあるいはガス濃度
センサによる供給源ガスの種別あるいは濃度の判別は、
燃焼装置へ通電後の初回運転開始時だけ行っても良く、
運転開始毎に行っても良い。初回運転開始時だけ供給源
ガスの判別を行う構成では、燃焼装置の運転が停止され
ても燃焼装置が通電されている期間は判別結果（判別デ
ータ）を保持し、以降の運転の際には、保持された判別
結果に基づいて燃焼制御を行う構成を採ることができ
る。

【００１９】請求項２に記載の本発明は、ガス管を介し
て供給される供給源ガスとファンから供給される空気を
バーナに供給して燃焼させる燃焼装置において、供給源
ガスの種別を判別するガス種別センサまたは供給源ガス
の濃度を判別するガス濃度センサの少なくともいずれか
のセンサをガス流路内に設けると共に、供給源ガスに空
気を予混合して所定濃度の予混合ガスを生成するための
空気供給を行う空気供給手段または供給源ガスの流量を
調節するガス量調節手段の少なくともいずれかの手段を
設けて構成され、ガス種別センサまたはガス濃度センサ
によって供給源ガスの種別または濃度を判別し、判別結
果に基づいて空気供給手段またはガス量調節手段の少な
くともいずれかを調節制御しつつ判別された供給源ガス
の種別または濃度に応じた濃度の予混合ガスを生成し、
生成した予混合ガスとファンから供給される空気をバー
ナに供給して燃焼させる燃焼装置である。

【００２０】本発明においても、ガス種別センサまたは
ガス濃度センサのいずれかを設けた構成、または、ガス
種別センサおよびガス濃度センサの双方を設けた構成を
採ることができる。また、これらのセンサの構成に加え
て、空気供給手段またはガス量調節手段のいずれかを設
けた構成、または、空気供給手段およびガス量調節手段
の双方を設けた構成を組み合わせて採用可能である。

【００２１】ここで、燃焼装置を熱量（ウォッベ指標）
が大きく異なる複数の供給源ガスに対応させる場合、最
も熱量の小さい供給源ガスにガス噴射ノズル径を合わせ
る必要がある。ところが、熱量の大きい供給源ガスを供
給すると、ガス噴射ノズルから噴射するガス量を低減し
なければならず、充分な噴射圧力を確保することが困難
になる。

【００２２】本発明によれば、供給源ガスの種別または
濃度に応じた濃度の予混合ガスを新たに生成してバーナ
に供給する。則ち、供給量の低下したガスに空気を予混
合して圧力を増大した予混合ガスを生成し、この予混合
ガスをバーナに供給する。これにより、バーナへ安定し
て予混合ガスを供給することが可能となる。

【００２３】供給源ガスと空気供給手段から供給される
空気との予混合を行う構成としては種々の態様を採るこ
とができる。例えば、ガス噴射ノズルの周囲を囲むよう
に予混合室を設け、この予混合室のガス噴射ノズルの軸
方向近傍に開口を設けて、この予混合室に空気供給手段
から空気供給を行う構成を採用できる。この構成によれ
ば、ガス噴射ノズルから噴出するガス量が少なく、充分
なガス圧力が得られない場合でも、予混合室に供給され
る空気をガスと混合した混合ガスを高圧力で開口から噴
射することができ、バーナへ安定して混合ガスを噴射可
能となる。本発明においても、ガス種別センサあるいは
ガス濃度センサは、燃焼装置のガス流路内の適宜の部位
に設けることができる。

【００２４】請求項３に記載の本発明は、請求項２に記
載の燃焼装置において、空気供給手段は、バーナに向け
てガスを噴射するガス噴射ノズルよりも上流側に予混合
を行うための空気を供給する構成とされている。

【００２５】本発明は、請求項２に記載の構成を更に限
定したものである。本発明によれば、供給源ガスの種別
または濃度に応じて、ガス噴射ノズルよりも上流側に空
気供給が行われて予混合される。これにより、ガス噴射
ノズルに供給されるガス量が低下しても、予混合ガスの
圧力を増加させた状態でガス噴射ノズルから噴出させる
ことができ、予混合ガスをバーナへ安定して供給するこ
とが可能となる。

【００２６】請求項４に記載の本発明は、請求項１乃至
３のいずれか１項に記載の燃焼装置において、ガス濃度
センサを有し、該ガス濃度センサはバーナ内部のガス流
路に設けられ、燃焼中においてバーナ内部の混合ガスの
濃度が供給源ガスに応じて定められた所定濃度範囲から
外れたときは、ガス量調節手段または空気供給手段また
はファンの少なくともいずれかを調節制御して混合ガス
の濃度を所定濃度範囲に維持する構成とされている。

【００２７】ここで、バーナ内部の混合ガス濃度は供給
源ガスの種別に応じて異なり、更に、排気閉塞や熱交換
部のつまりなどの異常が生じた場合、異常に伴う混合ガ
スの濃度変動も供給源ガスの種別に応じて異なる。本発
明によれば、燃焼中におけるバーナ内部の混合ガス濃度
をガス濃度センサによって直接的に常時監視する。そし
て、混合ガスの濃度が供給源ガスに応じて定められた所
定の濃度範囲から外れると、排気閉塞や熱交換部のつま
りなどの異常発生と見なして、混合ガス濃度を適正値に
維持する制御を行うことができる。

【００２８】これにより、供給源ガスの種別（濃度）に
拘わらず、異常の発生を的確に判別することが可能とな
る。また、ガス濃度センサによりバーナ内部の混合ガス
濃度を直接的に監視することができるので、異常発生の
判別のみならず、定常燃焼中における混合ガス濃度を高
精度に制御でき、ＮＯｘの排出を低減可能である。ガス
濃度センサは、バーナ内部の混合ガス流路に設けるのが
良く、特に、ガスと空気が充分に混合された下流側が最
適である。尚、混合ガスの濃度変動を検知すると同時に
異常報知を行うことも可能である。

【００２９】請求項５に記載の本発明は、請求項１乃至
４のいずれか１項に記載の燃焼装置において、ガス種別
センサまたはガス濃度センサによって判別可能な供給源
ガスの種別毎および濃度毎に対応させて、ガス量調節手
段または空気供給手段またはファンの少なくともいずれ
かを調節制御するための制御テーブルを予め備えてお
り、供給源ガスの種別または濃度を判別した後は、制御
テーブルを参照して制御を行う構成とされている。

【００３０】複数の供給源ガスに対応した燃焼装置で
は、判別した供給源ガスの種別に応じてガス量調節手段
または空気供給手段またはファンを最適に制御しなけれ
ばならず、制御が極めて煩雑になる。本発明によれば、
供給源ガスの種別毎に区分して制御データを制御テーブ
ルに格納する。これにより、判別したガス種別の制御テ
ーブルを参照してガス量調節手段または空気供給手段ま
たはファンを制御することが可能となり、制御設計や制
御変更も容易である。

【００３１】請求項６に記載の本発明は、請求項１乃至
５のいずれか１項に記載の燃焼装置において、ガス濃度
センサおよびガス量調節手段を有し、ガス濃度センサが
所定のガス濃度を検知するまでの期間はガス量調節手段
を開成した状態を維持し、ガス濃度センサが所定のガス
濃度を検知した時点でガス量調節手段を調節制御して着
火処理に移行する構成とされている。

【００３２】本発明によれば、供給源ガスが燃焼装置に
達していない状態では着火処理を行わない。則ち、燃焼
装置の新設時における初回運転開始時に、燃焼装置に至
るガス管内に空気が残留している場合には、ガス管内に
残留する空気が排気されてガス濃度センサが所定のガス
濃度を検知するまでは着火処理に移行しない。これによ
り、運転スイッチを操作してから所定時間内に着火が確
認されないために、エラー処理によって運転停止される
ような不具合がなくなり、新設時における運転確認を効
率良く行うことができる。本発明は、燃焼装置の新設時
における初回運転開始時のみ、則ち、ガス管内に空気が
残留している可能性がある場合にのみ適用するのが良
い。

【００３３】請求項７に記載の本発明は、ガス管を介し
て供給されるガスと空気をバーナに供給して燃焼させる
燃焼装置において、ガス濃度を検知するガス濃度センサ
をガス流路内に設けると共に、ガスの流量を調節制御す
るガス量調節手段を設け、ガス濃度センサが所定のガス
濃度を検知するまでの期間はガス量調節手段を開成した
状態を維持し、ガス濃度センサが所定のガス濃度を検知
した時点でガス量調節手段を調節制御して着火処理に移
行する燃焼装置である。本発明は、請求項６に記載の燃
焼装置において請求項１から５に記載の構成を取り除い
たものと同一であり、燃焼装置の新設時における運転確
認を効率良く行うことが可能である。

【００３４】請求項８に記載の本発明は、請求項６また
は７に記載の燃焼装置において、ガス濃度センサが所定
のガス濃度を検知するまでの期間は、ガス量調節手段を
全開制御する構成とされている。本発明によれば、ガス
濃度センサが所定のガス濃度を検知するまでの期間、則
ち、燃焼装置に至るガス管内に空気が残留している間
は、ガス量調節手段を全開にして短時間に残留空気を排
出させる。これにより、燃焼装置に至るガス管が長い場
合でも、短時間で着火処理に移行することができ、燃焼
装置の新設時における運転確認を一層効率良く行うこと
が可能である。

【００３５】請求項９に記載の本発明は、請求項６乃至
８のいずれか１項に記載の燃焼装置において、ガス濃度
センサが所定のガス濃度を検知したときは、一旦、ガス
量調節手段を閉成して燃焼装置内部の掃気処理を行い、
この後に、ガス量調節手段を調節制御して着火処理に移
行する構成とされている。

【００３６】燃焼装置の新設時における初回運転開始時
に、燃焼装置に至るガス管内の残留空気が排出される過
程では、ガス管内のガス濃度が不均一になり易い。この
ため、ガス濃度センサが所定のガス濃度を検知してもバ
ーナから噴出する混合ガス濃度が安定せず、直ちに着火
処理に移行すると着火ミスが生じたり、逆に爆発的に着
火する虞が生じる。しかし、本発明によれば、ガス濃度
センサが所定のガス濃度を検知した時点で一旦、掃気処
理を行ってから着火処理に移行する。これにより、着火
時における混合ガスの濃度が適正となり、安定した着火
が可能である。

【００３７】請求項１０に記載の本発明は、請求項１乃
至９のいずれか１項に記載の燃焼装置において、ガス種
別センサおよびガス濃度センサは、ガス種別を判別する
機能とガス濃度を検知する機能とを兼ね備えた熱伝導型
ガスセンサである構成とされている。則ち、前記本発明
において、ガス種別センサまたはガス濃度センサのいず
れかを備えた構成では、これらのセンサを熱伝導型ガス
センサとすることができる。また、ガス種別センサおよ
びガス濃度センサの双方を備えた構成では、これらの２
つのセンサを１つの熱伝導型ガスセンサで構成すること
ができる。これにより、１つの熱伝導型ガスセンサを設
けるだけで種別や濃度の異なる全ての供給源ガスを判別
可能であり、部材点数も削減できる。

【００３８】ここで、熱伝導型ガスセンサは、通電され
た二つの金属線の一方をガス雰囲気中に晒し、他方の金
属線を標準ガス（空気）中に晒すと、ガスと標準ガスの
有する熱伝導率の差に伴って両金属線の温度に差が生
じ、この温度差に伴う抵抗値の差をブリッジ回路で検出
する原理を用いたものである。この熱伝導型ガスセンサ
は、ガスの濃度に応じて検知出力が変動すると共に、こ
の検知出力は、ガスの種別に応じた固有の値を取る性質
を有する。従って、供給源ガスに熱伝導型ガスセンサを
晒したときの検知出力を得ることにより、直ちに供給源
ガスの種別および濃度を求めることが可能である。

【００３９】また、請求項１１に記載の本発明は、請求
項１乃至１０のいずれか１項に記載の燃焼装置におい
て、バーナは、バーナの内部で低濃度の混合ガスと高濃
度の混合ガスとを生成し、低濃度の混合ガスを燃焼させ
た主炎に高濃度の混合ガスを燃焼させた補炎を隣接させ
る濃淡燃焼を行う構成としている。本発明によれば、濃
淡燃焼方式のバーナを採用することにより、混合ガスを
希薄濃度状態で燃焼させることができ、ＮＯｘの排出を
抑えた安定燃焼が可能である。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
好適な実施形態を説明する。

【００４１】（第１実施形態）第１実施形態の説明に際
して、まず、燃焼装置の基本構成を説明する。 （燃焼装置の基本構成）図１は本発明の第１実施形態に
係る燃焼装置１の断面図である。図２は燃焼装置１のバ
ーナケース部を示す斜視図である。図３（ａ）は燃焼装
置１に採用するバーナ（バーナ部材）を示す斜視図、図
３（ｂ）はその分解斜視図である。図４（ａ）は図３に
示すバーナ部材における淡ガス流路側の燃料ガスの流れ
を示す説明図、図４（ｂ）はそのバーナ部材における濃
ガス流路側の燃料ガスの流れを示す説明図である。図５
（ａ）は燃焼装置１に採用する熱伝導型ガスセンサの動
作原理を示す回路図、図５（ｂ）はそのセンサの特性を
示すグラフである。また、図６は燃焼装置１の制御動作
を示すフローチャートである。

【００４２】図１において、１は本発明の燃焼装置を示
す。本発明の燃焼装置１は、具体的には給湯器に内蔵さ
れるものであり、大きく分けて送風部２、バーナケース
部３、熱交換部４、排気部（排気筒）５、およびガス供
給部６で構成される。

【００４３】順次説明すると、送風部２は、シロッコフ
ァンやターボファンのような送風機（ファン）２０であ
り、モータ２１の回転によって内部の羽根２２が回転す
る構造である。送風機２０は、羽根２２の軸方向に給気
口２３があり、羽根２２の接線方向に送風口２４があ
る。送風機２０の送風口２４は、後述するバーナケース
３０の空気開口３１ａに直接的に取り付けられている。

【００４４】バーナケース部３は、箱体状のバーナケー
ス３０を持ち、その内部に複数のバーナ部材（バーナ）
７０を内蔵したものである。バーナケース３０は、四角
形状の箱であり、底板部３１と側面部３５が板によって
覆われ、上面側が開口した部材である。なお本実施形態
では、底板部３１は第１流路形成壁として機能するの
で、以下、この部材を第１流路形成壁３１と称する。

【００４５】第１流路形成壁３１の端部寄りの位置に
は、四角形の空気開口３１ａが設けられている。そして
バーナケース３０の内部には仕切り板３２が設けられて
いる。仕切り板３２は、図１、図２に示すように、平面
部３２ａを有し、その端部が垂直に立ち上げられて第１
垂直壁部３２ｂが設けられている。また第１垂直壁部３
２ｂの端部は水平方向に折り曲げられ、更にその端部は
垂直に立ち上げられて第２垂直壁部３２ｃが設けられ、
これらによって段部が形成されている。仕切り板３２の
平面部３２ａは第２流路形成壁として機能するので、以
下この部位を第２流路形成壁３２ａと称する。

【００４６】仕切り板３２は、バーナケース３０内を二
段に仕切るものであり、仕切り板３２の第２流路形成壁
（平面部）３２ａは、バーナケース３０の第１流路形成
壁３１と平行に位置する。そのため第１流路形成壁３１
と第２流路形成壁３２ａとの間には空隙が形成され、当
該空隙は箱内空気流路３３として機能する。仕切り板３
２の第２垂直壁部３２ｃはバーナケース３０の側面部３
５の一部と接する。そのため仕切り板３２の段部の部位
には空隙部３４が形成される。また、仕切り板３２の第
１垂直壁部３２ｂには長孔状の空気取り入れ口３２ｄが
複数並べて設けられている。

【００４７】仕切り板３２の上にはバーナ部材７０が並
べて配置される。ここでバーナ部材７０は、図３（ａ）
に示すように、バーナ本体７１と炎孔部材７２によって
構成されている。バーナ本体７１は、図３（ｂ）に示す
ように、４枚の金属製板体を重ねて作られたものであ
り、板体同士の間によって空気又は燃料ガスの流路が形
成されている。則ち、バーナ本体７１は、中央の二枚の
板体７３ａ，７３ｂが組み合わされた主構成体７３と、
その両脇の板体７４ａ，７４ｂが組み合わされた補助構
成体７４によって構成されている。

【００４８】バーナ部材７０の外観を説明すると、下側
の端部に上下二つの開口７５，７６がある。その内の上
部の開口は燃料ガスが空気と共に導入されるガス導入口
７５である。一方、下部の開口７６は、空気だけが導入
される空気導入口７６である。

【００４９】本実施形態で採用するバーナ部材７０は、
濃淡燃焼方式のバーナであり、炎孔部材７２から希薄な
燃料ガスが放出され、その周囲から濃度の高い燃焼ガス
が放出される。則ち、バーナ部材７０の内部は、二系統
の燃料ガス流路がある。より具体的には、中央の主構成
体７３内に形成される流路と、主構成体７３の側面と両
脇の補助構成体７４によって形成される流路が存在す
る。

【００５０】そしてガス導入口７５から導入された燃料
ガスの多くは、図４（ａ）に示す流路を経て炎孔部材７
２から外部に放出される。この間、燃料ガスは、空気導
入口７６から導入された空気と混合され希薄化される。
則ち、図４（ａ）に示す流路７８は淡ガス流路７８とし
て機能する。一方、ガス導入口７５から導入された燃料
ガスの残りは、図４（ｂ）に示す流路を経て炎孔部材７
２の周囲から放出される。則ち、図４（ｂ）に示す流路
７９は濃ガス流路７９として機能する。

【００５１】上記したバーナ部材７０は、図１、図２の
様に、仕切り板３２の上に並べて配置され、バーナ部材
７０のガス導入口７５及び空気導入口７６は仕切り板３
２の空気取り入れ口３２ｄと一致する。従って、送風機
２０から送風される空気は、空気開口３１ａから箱内空
気流路３３を経て空隙部３４に至り、仕切り板３２の空
気取り入れ口３２ｄを介してバーナ部材７０のガス導入
口７５および空気導入口７６へ供給される。

【００５２】一方、図１、図２の様に、仕切り板３２の
段部に形成される空隙部３４を覆うバーナケース３０の
側面部３５には開口が設けられ、当該開口を覆うように
ガス供給部６の一部を構成するガス前管６２が取り付け
られている。ガス前管６２は箱形状であり、空隙部３４
側の側面には複数のガス噴射ノズル６１がバーナ部材７
０のガス導入口７５と中心軸を揃えて固定されている。
また、ガス前管６２の下面にはガス供給管６３が接続さ
れている。そして、ガス供給管６３を介して供給される
供給源ガスをガス前管６２によって各ガス噴射ノズル６
１へ分配してバーナ部材７０へ噴出させる。則ち、ガス
前管６２は供給源ガスを各ガス噴射ノズル６１へ分岐さ
せて噴出させる分岐配管（マニホルド）の機能を有す
る。

【００５３】ガス供給部６の一部であってガス前管６２
の上流側（ガス供給管６３の一部）にはガスセンサ（熱
伝導型ガスセンサ）６４が設けられ、該センサ６４の上
流側にはガス量調節弁（ガス量調節手段）６５が設けら
れている。熱伝導型ガスセンサ６４の詳細は後述する
が、該ガスセンサ６４によってガス種別およびガス濃度
の双方を検知可能である。また、ガス量調節弁６５は流
路断面積を調節可能な可変オリフィス構造を有し、ガス
前管６２へ供給する供給源ガスの供給量を電気的に調節
制御する。これらのガス前管６２、ガス供給管６３、ガ
スセンサ６４およびガス量調節弁６５によってガス供給
部６を構成している。

【００５４】次に熱交換部４について説明する。熱交換
部４は、燃焼ガスが通過する四角状の筒体である。そし
て、熱交換部４の筒体とバーナケース３０は連通してい
る。熱交換部４の内部には、多数のフィン４０ａが所定
間隔をおいて垂直に配列され、フィン４０ａを貫通する
ように、折曲された給湯パイプ４０ｂが取り付けられて
いる。そして、燃焼ガスが上昇する際に、燃焼ガスの熱
がフィン４０ａを介して給湯パイプ４０ｂへ熱交換さ
れ、熱交換された燃焼ガスは排気ガスとして下流側へ流
動する。

【００５５】熱交換部４の下流側には、排気筒５が設け
られている。この排気筒５は、排気外筒５０、内張部材
５１および水切偏向部材５２などを備えて構成される。
この排気筒５は、熱交換部４から上昇する排気ガスを、
流動方向を横向きに偏向させて排気口５３から排出させ
るものであり、下面と左方が開放された箱形状をしてい
る。

【００５６】次に、前記構成を有する本実施形態の燃焼
装置１に採用する熱伝導型ガスセンサの動作原理および
燃焼装置１の制御動作を順次説明する。 （熱伝導型ガスセンサの動作原理）燃焼装置１のガス供
給部６に設けられた熱伝導型ガスセンサ６４は、図５
（ａ）に示すように、直列接続した２本の金属線Ｓ１，
Ｓ２と、直列接続した２本の抵抗Ｒ１，Ｒ２の各々の両
端を接続して形成されるブリッジ回路を有する。このブ
リッジ回路の接続部Ｊ１，Ｊ２間に直流電圧を印加し、
接続部Ｊ３，Ｊ４間に生じる電圧を検知信号Ｖとして取
り出す回路構成である。

【００５７】金属線Ｓ２は標準ガス（空気）の封入され
た容器内に気密収容され、他方の金属線Ｓ１は測定対象
となる供給源ガスＧに直接晒される構造である。また、
金属線Ｓ１を空気に晒した状態で検知信号Ｖがゼロとな
るように、予め、金属線Ｓ１，Ｓ２および抵抗Ｒ１，Ｒ
２の抵抗値を設定している。また、金属線Ｓ１，Ｓ２お
よび抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値の温度係数は、正または負
の同一値を有する部材を用いている。

【００５８】この熱伝導型ガスセンサ６４は次の原理で
検知信号を出力する。則ち、電圧Ｅを印加した熱伝導型
ガスセンサ６４を空気中に晒すと、金属線Ｓ１，Ｓ２は
通電されて発熱し、発生した熱は金属線Ｓ１，Ｓ２に接
する空気の熱伝導率に応じて放熱されつつ温度が安定す
る。この状態では、金属線Ｓ１，Ｓ２はいずれも空気に
晒されているので同一温度となり、金属線Ｓ１，Ｓ２の
抵抗値の変動量は同一となる。これにより、ブリッジ回
路は平衡して検知信号はゼロである。

【００５９】一方、電圧Ｅを印加した熱伝導型ガスセン
サ６４を、例えば都市ガス（天然ガス１３Ａ）の雰囲気
に晒すと、天然ガスの熱伝導率(3.02 ×10^-2W/m ・K)は
空気の熱伝導率(2.41 ×10^-2W/m ・K)よりも大きいた
め、金属線Ｓ１の温度が金属線Ｓ２の温度よりも低下す
る。この温度差によって金属線Ｓ１，Ｓ２の抵抗値の変
動量に差が生じ、この抵抗値変動に伴う電圧変動が検知
信号Ｖとして正または負の電圧で出力される。この熱伝
導型ガスセンサ６４は、前記したように、抵抗・温度係
数の等しい金属線Ｓ１，Ｓ２および抵抗Ｒ１，Ｒ２を用
いて構成される。これにより、センサ６４をバーナ部材
７０などの高温環境下に取り付けても、周囲温度による
影響を排除して正確な検知を行うことが可能である。

【００６０】この熱伝導型ガスセンサ６４の検知信号レ
ベルを、都市ガス（１３Ａ）、プロパンガス（濃度１０
０％）およびＬ１（６Ｃ：複数のガスを混合調整したガ
ス）の各供給源ガスについて測定し、横軸に濃度（容量
％）、縦軸に出力電圧（ｍＶ）を取って示すと図５
（ｂ）のグラフのようになる。グラフから分かるよう
に、熱伝導型ガスセンサ６４の検知信号Ｖはガスの濃度
に応じて変動する。しかし、この検知信号Ｖは、ガスの
種別に応じた固有の値を取る。則ち、図５（ｂ）におい
て、各々の供給源ガスの特性曲線は交差しない。これに
より、ガスセンサ６４の検知信号Ｖを参照すれば、供給
源ガスの種別および濃度を直ちに判別することが可能で
ある。

【００６１】（燃焼装置の制御動作）次に、図１〜図５
および図６のフローチャートを参照して、第１実施形態
における燃焼装置１の制御動作を説明する。尚、以下の
説明では、ガスセンサ６４の検知信号は制御回路（不図
示）によってデジタル信号処理されて必要な制御が行わ
れるものとする。また、制御回路はＲＡＭ、ＲＯＭの記
憶手段を有しており、制御に必要な制御テーブルなどの
データは予めＲＯＭに格納されているものとする。

【００６２】（燃焼装置の制御動作） 運転スイッチが操作され、熱交換部４の給湯パイプ４
０ｂの通水を水量センサ（不図示）が検知すると、制御
回路はガス量調節弁６５を開いてガス供給管６３に供給
源ガスを供給する（図６ステップ１００，１０１参
照）。 制御回路は熱伝導型ガスセンサ６４の検知信号Ｖを監
視する。そして、検知信号Ｖが正極性であり、電圧ｂ＜
検知信号Ｖ＜電圧ｃの範囲であれば、ＲＯＭを参照して
供給源ガスが都市ガス（１３Ａ）であると判別する（図
６ステップ１０２〜１０５参照）。また、検知信号Ｖが
正極性であり、検知信号Ｖ＞電圧ｃの範囲であれば、Ｒ
ＯＭを参照して供給源ガスがＬ１（６Ｃ）であると判別
する（図６ステップ１０２〜１０４，１１３参照）。

【００６３】一方、制御回路は、ステップ１０２にお
いて検知信号Ｖが負極性であり、検知信号Ｖ＞電圧ａの
範囲であれば、ＲＯＭを参照して供給源ガスがプロパン
１３Ａであると判別する（図６ステップ１０２，１０
８，１０９参照）。また、検知信号Ｖが負極性で、検知
信号Ｖ＜電圧ａの範囲であれば、ＲＯＭを参照して供給
源ガスがプロパンであると判別する（図６ステップ１０
２，１０８，１１１，１１２参照）。

【００６４】制御回路は、判別したガス種別に応じて
ＲＯＭに格納された制御テーブルを参照する。以降は、
制御テーブルのデータに従って、ガス量調節弁６５およ
び送風機２０を制御し、バーナ部材７０へ向けてガス噴
射ノズル６１から噴射するガス量および供給空気量を調
整して着火処理を行い、燃焼制御を開始する（図６ステ
ップ１０６，１１０，１１２，１１４，１０７参照）。

【００６５】この様に、本実施形態の燃焼装置１では、
ガスセンサ６４によって種別や濃度の異なる供給源ガス
を的確に判別し、判別した種別に応じた制御テーブルに
基づいて、供給源ガスに応じた量のガスおよび空気をバ
ーナ部材７０へ供給して安定した燃焼制御を行うことが
可能である。従って、敷設されたガス管に燃焼装置１の
ガス供給管６３を接続するだけで、ガス種別を問わず安
定した着火、燃焼制御を行うことが可能となる。

【００６６】（第２実施形態）次に、図７〜図１０を参
照して第２実施形態の燃焼装置の構成および制御動作を
説明する。尚、本実施形態の燃焼装置は、前記した第１
実施形態の燃焼装置１の構成を一部変更したものであ
り、同一構成部分には同一の符号を付して重複した説明
を省略する。

【００６７】ここで、前記第１実施形態の燃焼装置１
は、供給源ガスのガス種別に応じて、バーナ部材７０へ
供給するガス量および空気量を調節して安定燃焼を行わ
せるものであった。これに対して、本実施形態の燃焼装
置８０は、供給源ガスのガス種別に応じて供給源ガスに
空気供給を行い、濃度の異なる新たな混合ガスを生成し
てバーナ部材７０へ供給するものである。尚、以下の説
明では、供給源ガスとしてプロパン（濃度１００％）と
プロパン１３Ａ（プロパン６０％と空気４０％の混合ガ
ス）が供給されるものとして説明する。

【００６８】図７は、燃焼装置８０の要部を示した断面
図である。燃焼装置８０では、ガス前管６２を下方へ僅
かに延長し、延長した下部に送風機（空気供給手段）６
６の送風口を取り付けている。そして送風機６６の給気
口近傍に供給源ガスの中間ノズル９０を設け、中間ノズ
ル９０から供給源ガスを送風機６６の給気口に噴射す
る。また供給源ガスを送風機６６の給気口近傍に噴射す
るに至るガス供給部６の一部にはガスセンサ６４が設け
られ、該センサ６４の上流側にはガス量調節弁（ガス量
調節手段）６５が設けられている。

【００６９】送風機６６は送風機２０と同一構造であ
り、モータ６６ａの回転によって内部の羽根６６ｂが回
転する構造で、羽根６６ｂの軸方向に給気口６６ｃがあ
り、羽根６６ｂの接線方向に送風口がある。また、プロ
パン１３Ａに適合した径のガス噴射ノズル６１を用いて
いる。

【００７０】この燃焼装置８０では、次の制御が行われ
る。熱伝導型ガスセンサ６４の検知信号によって供給源
ガスをプロパン１３Ａと判別すると、制御回路はガス種
別に対応した制御テーブルを参照して、送風機６６を微
速で回転すると共に、ガス量調節弁６５および送風機２
０を調節制御する。そして中間ノズル９０から噴射され
た供給源ガスは微量の空気と共に送風機６６に吸い込ま
れてガス前管６２に送られる。そして、プロパン１３Ａ
に適合した量のガスおよび空気をバーナへ供給して着
火、燃焼制御を行う。

【００７１】一方、熱伝導型ガスセンサ６４の検知信号
によって供給源ガスをプロパン（濃度１００％）と判別
すると、制御回路はガス種別に対応した制御テーブルを
参照し、ガス量調節弁６５を調節制御して中間ノズル９
０から送風機６６へ供給するガス量を低減させると共に
送風機６６を前記よりも高速で駆動する。その結果、中
間ノズル９０から噴射された供給源ガスは先の場合より
も多量の空気と共に送風機６６に吸い込まれてる。

【００７２】こうしてガス前管６２へ供給源ガスである
プロパンおよび空気を供給して予混合を行う。

【００７３】これにより、ガス前管６２の内部でプロパ
ン１３Ａと等価な濃度および圧力を有する予混合ガスを
生成し、生成した予混合ガスをガス噴射ノズル６１から
バーナ部材７０へ向けて噴射する。一方、制御回路は制
御テーブルを参照して送風機２０を駆動し、バーナ部材
７０に空気供給を行う。これにより、バーナ部材７０
は、ガス噴射ノズル６１から噴射されるプロパン１３Ａ
と等価な混合ガスと送風機２０から供給される空気を受
けて着火、燃焼を行う。

【００７４】この様に、本実施形態の燃焼装置８０で
は、供給源ガスがプロパンの場合には、送風機６６やガ
ス前管６２の内部でプロパン１３Ａと等価な予混合ガス
を生成する動作を行う。これにより、プロパンの供給量
が低下しても送風機６６から供給され予混合される空気
によってガス噴射ノズル６１からは高圧力の予混合ガス
を噴射することが可能となる。

【００７５】尚、図７では、ガス前管６２を下方へ延長
した構成としているが、前記図１に示した形状の前管６
２の外方側面に送風機６６を設けても良い。また、上記
した実施形態では、ガス流路の一部に中間ノズル９０を
設け、当該中間ノズル９０から噴射した供給源ガスを送
風機６６に吸い込ませて前管６２側に供給した。しかし
本発明は、この構成に限定されるものではなく、空気流
路の一部に直接的に供給源ガスを供給してもよい。ただ
し空気流路を流れる空気の圧力が、供給源ガスのそれよ
りも高い場合は空気流路に供給源ガスが円滑に混合され
ない場合があるので注意すべきである。この様な事態を
解消する方策としては、たとえば供給源ガスの導入方向
を空気流路中の空気の流れに沿ったものとしたり、空気
流路に部分的に断面積の小さい部位を作り、当該部分に
供給源ガスの管を接続し、ベンチェリ効果によって供給
源ガスを空気流路側に吸い出す方策が考えられる。また
上記した例は、いずれも空気流路内に供給源ガスを混入
させるものとして説明したが、供給源ガスに混入すべき
空気量は予混合ガスの４０％程度であるから、逆に、供
給源ガスの流路内に空気を混入してもよい。

【００７６】次に、図８は、前記した燃焼装置８０（図
７参照）の構造の一部を変更した燃焼装置８１の要部を
示す断面図である。この燃焼装置８１は、ガス前管６２
の側面と送風機２０との間に空気供給管６８を設け、空
気供給管６８の途中に空気供給を断続制御する電磁弁６
７を設けた構成である。

【００７７】また供給源ガスの中間ノズル９０は一連の
空気流路内（電磁弁６７の下流）にあり、中間ノズル９
０は、空気流路内において空気の流れに沿う方向に開口
している。本実施形態においても先の実施形態と同様
に、ガス供給部６の一部にはガスセンサ６４が設けら
れ、該センサ６４の上流側にはガス量調節弁（ガス量調
節手段）６５が設けられている。

【００７８】則ち、前記した燃焼装置８０では、ガス前
管６２への空気供給手段として送風機６６を設けたのに
対して、燃焼装置８１では、ガス前管６２への空気供給
手段として既設の送風機２０を利用している。この燃焼
装置８１では、供給源ガスとしてプロパン１３Ａが供給
されたときは、電磁弁６７を閉成して空気供給管６８を
遮断する。一方、供給源ガスとしてプロパン（濃度１０
０％）が供給されたときは、電磁弁６７を開成して空気
供給管６８を介してガス前管６２へ空気供給を行い、プ
ロパン１３Ａと等価な予混合ガスを生成する。この燃焼
装置８１によれば、ガス前管６２へ空気供給を行う送風
機（空気供給手段）を別に設ける必要がなく、省コスト
化を図ることが可能である。

【００７９】図９は、前記した燃焼装置８１（図８参
照）の構造の一部を変更した燃焼装置８２の要部を示す
断面図である。この燃焼装置８２は、空気供給管６８の
空気供給源として送風機２０から送風される空気を直接
用いるのではなく、送風機２０のモータ２１によって連
動駆動される送風機２０ａを用いた構成である。この送
風機２０ａは、送風機２０と同様に羽根２０ｂおよび給
気口２０ｃを有する構造である。尚、燃焼装置８２の動
作は前記した燃焼装置８１と同一であるので省略する。

【００８０】図１０は、前記した燃焼装置８０（図７参
照）の構造の一部を変更した燃焼装置８３の要部を示す
断面図である。ここで、前記した燃焼装置８０では、ガ
ス噴射ノズル６１がバーナケース３０の空隙部３４に突
出するようにして、ガス前管６２をバーナケース３０の
側面部３５に取り付けたものであった。

【００８１】これに対して、燃焼装置８３では、ガス噴
射ノズル６１の先端がバーナケース３０の側面部３５か
ら僅かに離れる様にガス前管６２を側面部３５から遠ざ
けた位置に配し、ガス前管６２と側面部３５との間の上
面および側面に板材を取り付けて箱状の予混合室３８を
設けている。また、ガス噴射ノズル６１の先端部に近接
した側面部３５には円形の開口３５ａが開けられてお
り、予混合室３８の下部には送風機６６を設けている。
尚、ガス前管６２の上下方向の長さは、前記した燃焼装
置１（図１参照）と同一である。

【００８２】この燃焼装置８３では、次の制御が行われ
る。供給源ガスをプロパン１３Ａと判別すると、制御回
路はガス種別に対応した制御テーブルを参照して、送風
機６６を停止すると共にガス量調節弁６５および送風機
２０を調節制御する。これにより、プロパン１３Ａに適
合した量のガスがガス噴射ノズル６１から開口３５ａを
介してバーナ部材７０へ噴射されると共に、送風機２０
から送風される空気がバーナへ供給されて着火、燃焼制
御が行われる。

【００８３】一方、供給源ガスをプロパンと判別する
と、制御回路はガス種別に対応した制御テーブルを参照
し、ガス量調節弁６５を調節制御してガス前管６２へ供
給するガス量を低減させると共に送風機６６を駆動す
る。そして、送風機６６から予混合室３８に供給される
空気とガス噴射ノズル６１から噴射されるガスとをガス
噴射ノズル６１の近傍で混合しつつ開口３５ａから噴出
する。

【００８４】これにより、開口３５ａからはプロパン１
３Ａと等価な濃度および圧力を有する予混合ガスがバー
ナ部材７０へ向けて噴射される。一方、制御回路はガス
種別に対応した制御テーブルを参照して送風機２０を駆
動し、バーナ部材７０に空気供給を行う。これにより、
バーナ部材７０は、ガス噴射ノズル６１から噴射される
プロパン１３Ａと等価な混合ガスと送風機２０から供給
される空気を受けて着火、燃焼を行う。

【００８５】この様に、本実施形態の燃焼装置８３で
は、供給源ガスがプロパン（濃度１００％）の場合に
は、予混合室３８でプロパン１３Ａと等価な予混合ガス
を生成する動作を行う。これにより、プロパンの供給量
が低下してガス噴射ノズル６１の噴射圧力が低下して
も、供給される空気によって加圧して開口３５ａから噴
出することができ、バーナ部材７０へ予混合ガスを安定
して噴射することができる。

【００８６】尚、図１０に示す燃焼装置８３では送風機
６６を設けた構成で示したが、前記燃焼装置８１（図８
参照）に示したように、送風機２０の送風する空気を利
用して予混合室３８に空気供給を行う構成を採用するこ
ともできる。また、前記燃焼装置８２（図９参照）に示
したように、送風機２０のモータ２１を共用した別の送
風機を設けて空気供給を行う構成とすることも可能であ
る。

【００８７】（第３実施形態）次に、第３実施形態の燃
焼装置を説明する。ここで、本実施形態の燃焼装置は、
前記図１〜図４に示した燃焼装置１において、バーナ部
材７０に熱伝導型ガスセンサを追加することにより、燃
焼中における異常の発生を検知して異常回避を行うもの
である。従って、前記図１〜図４、および、図１１、図
１２を参照して燃焼装置１の構造および動作を説明す
る。尚、図１１は図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図１
２は制御動作を示すフローチャートである。

【００８８】本実施形態の燃焼装置１は、図３（ａ）に
示すように、バーナ部材７０の下部に熱伝導型ガスセン
サ７７を追加している。則ち、図１１に示すように、熱
伝導型ガスセンサ７７の検知部は、副構成体７４を形成
する板体７４ｂおよび主構成体７３を形成する板体７３
ｂを貫通して淡ガス流路７８に達するように取り付けら
れている。これにより、ガスセンサ７７によって淡ガス
濃度を検知可能である。

【００８９】この燃焼装置１では、燃焼に至るまでの制
御処理は前記第１実施形態と同一である。一方、燃焼中
には次の異常回避の制御が行われる。制御回路は、燃焼
中はガスセンサ６４の検知信号を受けて、供給源ガスの
種別に応じた制御テーブルを参照する。そして、ガス種
別に応じた混合ガスの濃度の正常値範囲を求め、ガスセ
ンサの検知信号と比較する。比較の結果、混合ガスの濃
度が正常値範囲内であると判別すると再度ステップ１４
０に戻る（図１２ステップ１４０〜１４３参照）。一
方、ステップ１４３で混合ガス濃度が正常値範囲から外
れていると判別すると、供給源ガスの種別に応じた異常
回避用の制御テーブルを参照して、送風機２０の回転数
を所定値だけ増加または減少させる異常回避の制御を行
う。この後、再度ステップ１４０に戻って、混合ガス濃
度を監視する。

【００９０】この様に、本実施形態の燃焼装置１では、
バーナ部材７０にガスセンサ７７を設けて、混合ガス
（淡ガス）の濃度を直接検知するので検知精度が極めて
高く、異常燃焼を的確に判別することが可能である。ま
た、定常燃焼時と異常発生時にガスの種別に応じた制御
テーブルを参照して的確に異常回避の制御を行うことが
可能である。

【００９１】尚、本実施形態では、ガスセンサ７７をバ
ーナ部材７０の淡ガス流路７８に設けたが、図３（ａ）
および図１１の波線で示したように、バーナ部材７０の
濃ガス流路７９側に設けた構成を採ることも可能であ
る。また、前記したように、混合ガス濃度の検知精度が
高いので、異常回避の制御に限らず、定常燃焼中におけ
る混合ガス濃度を高精度に制御して安定した燃焼を行わ
せることも可能である。

【００９２】また、本実施形態では、図１に示したガス
センサ６４によって種別や濃度の異なるガス種別を判別
し、燃焼中の混合ガス濃度の検知をバーナ部材７０に設
けたガスセンサ７７で行うものであった。しかし、本発
明はこの様な構成に限られず、例えば、ガスセンサ６４
を取り除き、バーナ部材７０に設けたガスセンサ（熱伝
導型ガスセンサ）７７によって、ガス種別の判別と燃焼
中の混合ガス濃度の検知の双方を行わせる構成とするこ
とも可能である。更に、ガス種別の判別機能は持たず、
バーナ部材７０に設けたガスセンサ（熱伝導型ガスセン
サ）７７によって、燃焼中の混合ガス濃度の検知による
異常回避制御や燃焼制御を行う燃焼装置を構成すること
もできる。

【００９３】（第４実施形態）次に、第４実施形態の燃
焼装置を説明する。本実施形態の燃焼装置は、前記図１
〜図４に示した燃焼装置１と同一の構成において、燃焼
装置１の新設時における運転確認を効率良く行うための
制御を追加したものである。従って、前記図１〜図４お
よび図１３のフローチャートを参照して燃焼装置１の制
御動作を説明する。

【００９４】本実施形態の燃焼装置１は、燃焼装置１に
至るガス管内に空気が残留している間は、着火処理を行
わないようにして、燃焼装置１の新設時における運転の
確認を短時間に効率良く行うものである。以下に、図１
３を参照して制御動作を説明する。

【００９５】運転スイッチが操作され、熱交換部４の
給湯パイプ４０ｂの通水を水量センサ（不図示）が検知
すると、制御回路はガス量調節弁６５を全開状態にする
（図１３ステップ１２０，１２１参照）。 制御回路は、熱伝導型ガスセンサ６４の検知信号Ｖを
監視し、ガスセンサ６４の検知信号Ｖが所定レベルに達
すると、ガス濃度が所定濃度ａに到達したことを判別し
て、一旦、ガス量調節弁６５を閉じる（図１３ステップ
１２２〜１２４参照）。 制御回路は、送風機２０を所定時間駆動して燃焼装置
１の内部の掃気を行う。掃気処理が終了すると、制御回
路はガス量調節弁６５を着火状態に制御して着火処理に
移行する。そして、着火が確認された後は燃焼制御を開
始する（図１３ステップ１２５〜１２８参照）。

【００９６】この様に、本実施形態の燃焼装置１では、
ガスが燃焼装置に達していない状態では着火処理が行わ
れない。従って、運転スイッチを操作してから所定時間
内に着火しないためにエラー処理によって運転停止する
ことがなく、新設時における運転確認を効率良く行うこ
とができる。また、着火に際して掃気処理を行うので、
着火時における混合ガス濃度が安定し、安全に確実な着
火を行うことができる。

【００９７】図１４は、図１３に示した制御において掃
気処理を省略して簡略化した制御を示すフローチャート
である。この制御例では、ガス量調節弁６５を所定量だ
け開いてガスセンサ６４の検知信号の出力の有無を監視
し、検知信号の出力を確認するとガス量調節弁６５を着
火状態に制御して着火処理に移行するものである（図１
４ステップ１３０〜１３５参照）。

【００９８】尚、本実施形態では、熱伝導型ガスセンサ
６４をガス供給管６３に設けた構成としたが、本発明は
この構成に限られるものではない。則ち、ガス濃度セン
サ（熱伝導型ガスセンサ）６４は点火装置の近傍に設け
ても良く、着火に際しての混合ガス濃度を的確に検知す
ることが可能である。

【００９９】また、上記した制御は、燃焼装置１の新設
時における初回運転開始時のみ、則ち、ガス管内に空気
が残留している可能性がある場合にのみ行うのが良い。
これは、燃焼装置１の運転確認を行った後は、ガス管内
に空気が入る不具合が生じ難く、また、何らかの要因で
ガス供給が行われない場合は、エラー処理によってガス
供給の停止を積極的に報知する方が良いためである。

【０１００】尚、図１３、図１４に示したフローチャー
トには、初回運転開始時にのみ制御を行う手順を記載し
ていないが、例えば、書き込み可能な不揮発性メモリ
（ＥＥＰＲＯＭ）などを設けることにより実施可能であ
る。則ち、本実施形態の制御処理が実行されたときは不
揮発性メモリに運転確認フラグを書き込み、運転開始時
には運転確認フラグを参照して本実施形態の制御を実行
あるいは禁止することが可能である。

【０１０１】尚、以上説明した第１〜第４の実施形態で
は、濃淡燃焼方式を採用した燃焼装置として説明した
が、本発明はこの様な燃焼方式に限定されるものではな
く、他の燃焼方式にも適用可能である。

【０１０２】

【発明の効果】請求項１〜３に記載の本発明の燃焼装置
によれば、種別や濃度の異なる供給源ガスに対応可能と
なり、ガス種別毎に仕様の異なる装置を製造したり部品
交換をする手間を削減することが可能となる。請求項４
に記載の本発明によれば、異常燃焼状態を的確に判別し
て最適な状態で燃焼を行うことができ、ＮＯｘの排出を
抑え安全性を向上させた燃焼装置を提供できる。請求項
５に記載の本発明によれば、種別や濃度の異なる供給源
ガスに対応可能な燃焼装置を効率良く設計、製造するこ
とが可能となる。請求項６〜９に記載の本発明の燃焼装
置によれば、燃焼装置の新設時の運転確認を効率良く行
うことが可能となる。請求項１０に記載の本発明によれ
ば、種別や濃度の異なる供給源ガスを正確に検知するこ
とができ、複数の供給源ガスに対応可能な燃焼装置を容
易に製造可能となる。また、請求項１１に記載の本発明
によれば、ＮＯｘの排出を抑え、小型で安定した燃焼を
行う燃焼装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る燃焼装置の断面図
である。

【図２】図１の燃焼装置のバーナケース部を示す斜視図
である。

【図３】（ａ）は、図１の燃焼装置に採用するバーナ部
材を示す斜視図、（ｂ）は、そのバーナ部材の分解斜視
図である。

【図４】（ａ）は、図３のバーナ部材の淡ガス流路を示
す説明図、（ｂ）は、図３のバーナ部材の濃ガス流路を
示す説明図である。

【図５】（ａ）は、図１の燃焼装置に採用する熱伝導型
ガスセンサの動作原理を示す回路図、（ｂ）はその特性
曲線を示すグラフである。

【図６】図１の燃焼装置の制御動作を示すフローチャー
トである。

【図７】本発明の第２実施形態に係る燃焼装置の要部断
面図である。

【図８】図７に示す燃焼装置の変形例の要部断面図であ
る。

【図９】図７に示す燃焼装置の別の変形例の要部断面図
である。

【図１０】図７に示す燃焼装置の別の変形例の要部断面
図である。

【図１１】図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図１２】本発明の第３実施形態に係る燃焼装置の制御
動作を示すフローチャートである。

【図１３】本発明の第４実施形態に係る燃焼装置の制御
動作を示すフローチャートである。

【図１４】本発明の第４実施形態に係る燃焼装置の制御
を簡略化した制御動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１，８０，８１，８２，８３ 燃焼装置 ２０ ファン（送風機） ６１ ガス噴射ノズル ６４ ガス種別センサ、ガス濃度センサ（熱伝導型ガス
センサ） ６５ ガス量調節手段（ガス量調節弁） ６６，２０，２０ａ 空気供給手段（送風機） ７０ バーナ（バーナ部材） ７８ ガス流路（淡ガス流路） ７９ ガス流路（濃ガス流路）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三木 俊一 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 Ｆターム(参考） 2G060 AA02 AB15 AE19 AF07 BA05 BB02 BC02 BD02 HC13 3K003 AA03 AB02 AB06 AC01 BA06 CA03 CA05 CB03 CC03 DA03 3K065 TA01 TC02 TC05 TD05 TE01 TF02 TH04 TN04 TN10

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス管を介して供給される供給源ガスと
   ファンから供給される空気をバーナに供給して燃焼させ
   る燃焼装置において、 供給源ガスの種別を判別するガス種別センサまたは供給
   源ガスの濃度を判別するガス濃度センサの少なくともい
   ずれかのセンサをガス流路内に設けると共に、供給源ガ
   スの流量を調節するガス量調節手段を設け、 前記ガス種別センサまたはガス濃度センサによって供給
   源ガスの種別または濃度を判別し、判別結果に基づいて
   ガス量調節手段またはファンの少なくともいずれかを調
   節制御しつつ判別された供給源ガスの種別または濃度に
   応じた量の供給源ガスおよび空気をバーナに供給して燃
   焼させることを特徴とする燃焼装置。
2. 【請求項２】 ガス管を介して供給される供給源ガスと
   ファンから供給される空気をバーナに供給して燃焼させ
   る燃焼装置において、 供給源ガスの種別を判別するガス種別センサまたは供給
   源ガスの濃度を判別するガス濃度センサの少なくともい
   ずれかのセンサをガス流路内に設けると共に、供給源ガ
   スに空気を予混合して所定濃度の予混合ガスを生成する
   ための空気供給を行う空気供給手段または供給源ガスの
   流量を調節するガス量調節手段の少なくともいずれかの
   手段を設け、 前記ガス種別センサまたはガス濃度センサによって供給
   源ガスの種別または濃度を判別し、判別結果に基づいて
   空気供給手段またはガス量調節手段の少なくともいずれ
   かを調節制御しつつ判別された供給源ガスの種別または
   濃度に応じた濃度の予混合ガスを生成し、生成した予混
   合ガスとファンから供給される空気をバーナに供給して
   燃焼させることを特徴とする燃焼装置。
3. 【請求項３】 前記空気供給手段は、前記バーナに向け
   てガスを噴射するガス噴射ノズルよりも上流側に予混合
   を行うための空気を供給することを特徴とする請求項２
   に記載の燃焼装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   燃焼装置において、前記ガス濃度センサを有し、該ガス
   濃度センサはバーナ内部のガス流路に設けられ、燃焼中
   においてバーナ内部の混合ガスの濃度が供給源ガスに応
   じて定められた所定濃度範囲から外れたときは、ガス量
   調節手段または空気供給手段またはファンの少なくとも
   いずれかを調節制御して混合ガスの濃度を所定濃度範囲
   に維持することを特徴とする燃焼装置。
5. 【請求項５】 前記ガス種別センサまたは前記ガス濃度
   センサによって判別可能な供給源ガスの種別毎および濃
   度毎に対応させて、前記ガス量調節手段または空気供給
   手段またはファンの少なくともいずれかを調節制御する
   ための制御テーブルを予め備えており、供給源ガスの種
   別または濃度を判別した後は、当該制御テーブルを参照
   して制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れか１項に記載の燃焼装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   燃焼装置において、前記ガス濃度センサおよび前記ガス
   量調節手段を有し、該ガス濃度センサが所定のガス濃度
   を検知するまでの期間はガス量調節手段を開成した状態
   を維持し、ガス濃度センサが所定のガス濃度を検知した
   時点でガス量調節手段を調節制御して着火処理に移行す
   ることを特徴とする燃焼装置。
7. 【請求項７】 ガス管を介して供給されるガスと空気を
   バーナに供給して燃焼させる燃焼装置において、ガス濃
   度を検知するガス濃度センサをガス流路内に設けると共
   に、ガスの流量を調節制御するガス量調節手段を設け、
   ガス濃度センサが所定のガス濃度を検知するまでの期間
   はガス量調節手段を開成した状態を維持し、ガス濃度セ
   ンサが所定のガス濃度を検知した時点でガス量調節手段
   を調節制御して着火処理に移行することを特徴とする燃
   焼装置。
8. 【請求項８】 前記ガス濃度センサが所定のガス濃度を
   検知するまでの期間は、前記ガス量調節手段を全開制御
   することを特徴とする請求項６または７に記載の燃焼装
   置。
9. 【請求項９】 前記ガス濃度センサが所定のガス濃度を
   検知したときは、一旦、ガス量調節手段を閉成して燃焼
   装置内部の掃気処理を行い、この後に、ガス量調節手段
   を調節制御して着火処理に移行することを特徴とする請
   求項６乃至８のいずれか１項に記載の燃焼装置。
10. 【請求項１０】 前記ガス種別センサおよびガス濃度セ
    ンサは、ガス種別を判別する機能とガス濃度を検知する
    機能とを兼ね備えた熱伝導型ガスセンサであることを特
    徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の燃焼装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれか１項に記
    載の燃焼装置において、前記バーナは、バーナの内部で
    低濃度の混合ガスと高濃度の混合ガスとを生成し、低濃
    度の混合ガスを燃焼させた主炎に高濃度の混合ガスを燃
    焼させた補炎を隣接させる濃淡燃焼を行うことを特徴と
    する燃焼装置。