JP2004257595A - 燃焼装置 - Google Patents

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JP2004257595A
JP2004257595A JP2003046333A JP2003046333A JP2004257595A JP 2004257595 A JP2004257595 A JP 2004257595A JP 2003046333 A JP2003046333 A JP 2003046333A JP 2003046333 A JP2003046333 A JP 2003046333A JP 2004257595 A JP2004257595 A JP 2004257595A
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flame
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Hideo Okamoto
英男 岡本
Hidesuke Kondo
秀介 近藤
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Rinnai Corp
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Rinnai Corp
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Abstract

【課題】窒素酸化物の排出量を少なくした燃焼装置では、一次炎口からの火炎を酸素不足状態で不安定燃焼させているので、火炎に臨ませて熱電対を配置すると、正常燃焼時に熱電対が所定温度まで加熱されず、正常燃焼時と酸欠時との間の検出温度の差が小さくなって酸欠状態を確実に判断できない。このため、熱電対が臨む一次炎口の両側上部に、この一次炎口からの火炎を整える熱電対カバーを設けていたので、コスト高を招く等の問題があった。
【解決手段】熱電対TCの先端部を、相互に隣接する一次炎口24間の炎口のない部分24aに炎口板23に接近させて配置し、この熱電対の近傍に位置する二次空気孔25aの孔径を他より大きくした。
【選択図】 図4

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス温風暖房器などのガス器具に使用される燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
温風暖房器などのガス器具では、その設置場所が換気不良等で酸欠状態になるとCOが発生するので、燃焼装置の燃焼を停止する必要がある。この場合、酸素濃度が低下しても、その濃度が18%程度では実用上支障ないが、その濃度以下になるとCOが急激に増加するので、この濃度を目安に燃焼装置の作動を停止させる必要がある。燃焼装置が酸欠状態になると、酸素濃度の低下に応じて炎口からの火炎が次第に延び、炎口から離れるリフト現象が起こり、火炎温度が次第に低下する。このため、火炎に臨ませて熱電対を配置して火炎温度を検出すれば、正常燃焼時と酸欠時との間の熱電対の検出温度の差により酸欠状態を検知できる。
【0003】
ところで、従来の燃焼装置では、一次炎口を列設した炎口板を上面に有するバーナ本体と、上面に二次炎口を設けると共に下方を開口した二次空気カバーとを有し、一次炎口の周囲を囲うように、バーナ本体の外周に二次空気カバーの下端開口を嵌着して構成されている。そして、この二次空気カバー内に二次空気を取込む複数の二次空気孔を一次炎口の近傍に列設し、二次空気カバー内で完全燃焼には不足する二次空気を二次空気孔を介して取込んで一次炎口において酸素不足状態で一次燃焼させると共に、二次炎口において二次燃焼させて完全燃焼させることで、燃焼装置から排出される窒素酸化物の排出量が多くならないようにしている。
【0004】
酸欠状態を検知するための熱電対は、一次炎口からの火炎に臨ませて二次空気カバーに取付けられる。この場合、一次炎口からの火炎を酸素不足状態で不安定燃焼させているので、正常燃焼時に熱電対が所定温度まで加熱されなくなり、正常燃焼時と酸欠時との間の検出温度の差が小さくなって酸欠状態を正確に判断するのが困難になる。
【0005】
このため、従来の燃焼装置では、一次炎口の両側上部に、この一次炎口からの火炎を整形する熱電対カバーを設け、この熱電対カバーで一次炎口からの火炎を整形して安定させ、この火炎に熱電対を臨ませることで、正常燃焼時に所定温度まで熱電対が確実に加熱され、正常燃焼時と酸欠時との温度差を大きくして確実に酸欠状態を検知できるようにしている(特許文献1)。
【0006】
【特許文献1】
実公平6−24659号公報(例えば、実用新案請求の範囲の記載)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のものでは、熱電対カバーを用いるので、部品点数が増えてコスト高を招くという問題があった。また、このものでは、火炎の中に熱電対を臨ませているため、熱電対は高温に加熱され耐久性が悪くなるという不具合があると共に、熱電対を臨ませる火炎は熱電対カバーで整形したものであるため、正常燃焼時と酸欠時の温度差がばらつき易く、酸欠判断時が前後する場合がある。
【0008】
そこで、本発明は、上記点に鑑み、低コストで製造できると共に熱電対の耐久性に問題なく、その上、正確に酸欠状態を検知できる燃焼装置を提供することを課題とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の燃焼装置は、スリット状の一次炎口を列設した炎口板を上面に有するバーナ本体と、上面に二次炎口を設けると共に下方を開口した二次空気カバーとを備え、一次炎口の周囲を囲うように、バーナ本体の外周に二次空気カバーの下端開口を嵌着し、この二次空気カバー内に二次空気を取込む複数の二次空気孔を一次炎口の近傍に列設し、一次炎口において酸素不足状態で一次燃焼させると共に二次炎口において二次燃焼させて完全燃焼させ、この炎口板に対向して熱電対を配置した燃焼装置において、前記熱電対の先端部を、相互に隣接する一次炎口間の炎口のない部分に炎口板に接近させて配置し、この熱電対の近傍に位置する二次空気孔の孔径を他より大きくしたことを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、一次炎口間の炎口のない部分に配置された熱電対の近傍に位置する二次空気孔の孔径を他より大きくして熱電対両側の一次炎口に多量の二次空気を供給することで、正常燃焼時に、熱電対両側の一次炎口からの火炎は、この一次炎口間の還流域部分に二次空気が供給されて保炎され、安定燃焼する。このため、熱電対を炎口のない部分に対向して配置することで、火炎に臨ませて熱電対を配置するものに比べて熱電対は高温にならず、耐久性を向上できると共に、その両側の一次炎口からの安定した火炎によって、加熱する熱量のばらつきも少なくなって正常燃焼時の所定温度に熱電対を加熱できる。
【0011】
そして、酸素濃度が18%以下に低下すると、熱電対両側の一次炎口からの火炎へ供給される酸素が減少すると共に還流域部分の酸素も減少して保炎作用がなくなるため、火炎にリフト現象が生じて熱電対の上方で火炎が形成されるようになる。これにより、熱電対の検出温度は低下し、前記所定温度に対し大きな温度差を得ることができるため、酸欠状態を正確に検出できる。また、一次炎口からの火炎を整える熱電対カバー等の部品は必要ないので低コストにできる。
【0012】
この場合、一次炎口に沿って熱電対を挿入したとき、その先端を、挿入方向に沿った一次炎口の奥縁より突出させておけば、熱電対の挿入方向で位置が多少ずれても、その両側の一次炎口からの火炎で加熱される面積は変化しないので、炎口のない部分に配置したことによる熱電対が過熱されない効果と相俟って各製品間で熱電対の検出温度がばらつかない。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3を参照して、1は、本発明の燃焼装置である。この燃焼装置1は、バーナ本体2とバーナ本体2の上側の二次空気カバー3とから構成される。バーナ本体2は、ステンレス板金製であり、ガスノズル(図示せず)が臨む吸入口部21と、この吸入口部21に連通する混合管部22とが形成されている。
【0014】
バーナ本体2の上面には、長方形の炎口板23が設けられている。炎口板23の略中央部には、上方に突出させた凸部がバーナ本体2の長手方向に沿って形成され、この凸部上面の平坦面23aには、複数個のスリット状の一次炎口24が長手方向に沿って所定の間隔を置いて2列で設けられている。この場合、一次炎口24は、酸欠時に一次炎口24からの火炎に確実にリフト現象が生じるように、平坦面23aの外周縁部から所定の間隔を置いて形成されている。この炎口板23にはまた、一次炎口24の両外側に位置して二次空気カバー3内に燃焼に必要な二次空気を規制して取入れる複数個の二次空気孔25が長手方向に沿って設けられている。炎口板23の長手方向の両端には立上片26がそれぞれ形成されている。
【0015】
他方で、二次空気カバー3は、バーナ本体2と同様、ステンレス板金製であり、下面を開口した略箱状に形成したものである。二次空気カバー3の上面には二次炎口31が開設され、長手方向に沿った二次空気カバー3の両下端部には、外側に向かって延びるフランジ32が形成されている。この二次空気カバー3は、この下端開口を、長手方向に沿ったバーナ本体2の両外側に嵌着し、所定の位置で接合して装着される。
【0016】
ところで、後述の熱電対を二次空気カバー3に取付ける場合、正常燃焼時の検出温度が各製品間でばらつかないように炎口板23から熱電対までの高さを各製品間でほぼ一定にする必要がある。このため、本実施の形態では、長手方向に沿った炎口板23の両縁部に下垂壁23bをそれぞれ形成し、この両下垂壁23bに、フランジ32と上下方向で接触して二次空気カバー3を水平に保持する保持部27を所定の間隔を置いて両側に2箇所設けた。そして、この保持部27上に二次空気カバー3を載置した後、第1フランジ32に対して保持部27の先端部を屈曲させて上下方向からかしめ固定して二次空気カバー3をバーナ本体2に接合した(図3(a)参照)。
【0017】
ここで、この燃焼装置1はガス温風暖房器などのガス器具に設けられる。このガス器具の設置場所が換気不良等で酸欠状態になるとCOが発生するので燃焼装置1の燃焼を停止する必要がある。燃焼装置1が酸欠状態になると、酸素濃度の低下に応じて一次炎口24からの火炎が次第に延び、一次炎口24から離れるリフト現象が起こり、火炎温度が次第に低下する。このため、一次炎口24からの火炎に臨ませて熱電対を配置して火炎温度を検出すれば、正常燃焼時と酸欠燃焼時との間の熱電対の検出温度の差により酸欠状態を検知できるが、正常燃焼時と酸欠時の温度差がばらつき易く、酸欠判断時が前後する場合がある。
【0018】
熱電対は、例えば一次炎口24からの火炎で加熱される場合に生じる起電力でバーナ本体2に通じるガス供給管に設けた電磁弁(図示せず)を開弁保持し、酸欠状態になって熱電対の検出温度が低下して起電力が低下したときにこの電磁弁を閉弁するように制御する。
【0019】
本実施の形態では、図4に示すように、熱電対TCの先端部が、相互に隣接する一次炎口24間の炎口のない部分24aで平坦部23aに接近させて配置されるように二次空気カバー3の所定の位置に取付部33を設け、この取付部33を貫通させて熱電対TCが取付けられる。そして、二次空気孔25のうち、熱電対TCの近傍に位置する二次空気孔25aの孔径を他より大きくした。
【0020】
この場合、図5に示すように、一次炎口24間の炎口のない部分24aに配置された熱電対TCの近傍に位置する二次空気孔25aの孔径のみを他より大きくして熱電対TC両側の一次炎口24bに多量の二次空気を供給することで、正常燃焼時に、酸素不足状態で不安定燃焼する一次炎口24からの火炎f1とは異なり、一次炎口24bからの火炎f2は、一次炎口24b間の還流域部分に二次空気が供給されて保炎され、安定燃焼する。このため、熱電対TCを炎口のない部分24aに対向して配置することで、火炎に臨ませて熱電対TCを配置するものに比べて熱電対は高温にならず、耐久性を向上できると共に、両側の一次炎口24bからの安定した火炎によって、加熱する熱量のばらつきも少なくなって正常燃焼時と酸欠時との温度差を確実に得るための所定温度に熱電対TCを加熱できる。
【0021】
そして、酸素濃度が18%以下に低下すると、熱電対TC両側の一次炎口24bからの火炎f2へ供給される酸素が減少すると共に還流域部分の酸素も減少して保炎作用がなくなるため、火炎f2にリフト現象が生じて熱電対TCの上方で火炎が形成されるようになる。これにより、熱電対TCの検出温度は低下し、所定温度に対して大きな温度差を得ることができるため、酸欠状態を正確に検出できる。また、一次炎口24からの火炎を整える熱電対カバー等の部品は必要なく、低コストにできる。
【0022】
また、一次炎口24bに沿って炎口板23の縁部から熱電対TCを挿入したとき、その先端が、挿入方向に沿った一次炎口24bの奥縁、即ち、平坦部23aの中央の炎口のない領域まで突出させておけば、熱電対TCの挿入方向で多少位置がずれても、両側の一次炎口24bからの火炎f2で加熱される面積が変化しないので、炎口のない部分24aに配置したことによる熱電対TCが過熱されない効果と相俟って各製品間で熱電対TCの正常燃焼時の検出温度がばらつくのが防止される。
【0023】
尚、二次空気孔25aの孔径は、使用する燃料ガスのガス種に応じて変更するのがよい。即ち、例えば熱電対TCが温度上昇し易いLPガスを使用する場合、二次空気孔25aの孔径をあまり大きくせず、他方で、熱電対TCが温度上昇し難い天然ガスを使用する場合は、LPガスを使用する場合と比較して大きな径とする。これにより、ガス種に応じて熱電対TCの位置を変更する必要がなく、熱電対TCの取付ミスを防止できると共に熱電対TCの位置を変更するための部品が不用になってコストを低くできる。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の燃焼装置では、低コストで製造できると共に熱電対の耐久性に問題なく、その上、正確に酸欠状態を検知できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃焼装置の側面図
【図2】本発明の燃焼装置の分解斜視図
【図3】(a)は、図1のIーI線に沿った断面図
(b)は、図1のIIーII線に沿った断面図
【図4】熱電対の配置位置を説明する燃焼装置の上面図
【図5】正常燃焼時の一次炎口からの火炎を説明する図
【符号の説明】
1 燃焼装置
2 バーナ本体
23 炎口板
24、24b 一次炎口
24a 炎口のない部分
25、25a 二次空気孔
TC 熱電対

Claims (2)

  1. スリット状の一次炎口を列設した炎口板を上面に有するバーナ本体と、上面に二次炎口を設けると共に下方を開口した二次空気カバーとを備え、一次炎口の周囲を囲うように、バーナ本体の外周に二次空気カバーの下端開口を嵌着し、この二次空気カバー内に二次空気を取込む複数の二次空気孔を一次炎口の近傍に列設し、一次炎口において酸素不足状態で一次燃焼させると共に二次炎口において二次燃焼させて完全燃焼させ、この炎口板に対向して熱電対を配置した燃焼装置において、
    前記熱電対の先端部を、相互に隣接する一次炎口間の炎口のない部分に炎口板に接近させて配置し、この熱電対の近傍に位置する二次空気孔の孔径を他より大きくしたことを特徴とする燃焼装置。
  2. 前記一次炎口に沿って熱電対を挿入した場合に、この熱電対の先端が、挿入方向に沿った一次炎口の奥縁より突出するように熱電対を配置したことを特徴とする請求項1記載の燃焼装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013231524A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Noritz Corp 燃焼装置
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CN108775579A (zh) * 2018-07-11 2018-11-09 苏州金洋环保科技有限公司 一种循环硫化床锅炉

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