JP2014105973A - 気体検出装置及び燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】排気集合室7の内部に、排気筒の近傍まで延びる内部側排気流路87を形成する排気整流部16と、排出気体の一部を捕集して気体検出手段83に供給する排気捕集部17とを設ける。そして、排気捕集部17の内部に排出気体を流入させるための排気捕集管41を設け、排気捕集管41の排気流入口を内部側排気流路87の下流側に位置させる。さらに、排気捕集管41の下流側に排出気体を撹拌混合するための撹拌混合部を設ける。
【選択図】図2
Description
このことにより、燃焼部から排出された排出気体は、内部側排気流路を通過した後に排気捕集部へと流入し、その後、気体検出手段が配されたセンサ配置室に流入することとなる。つまり、センサ配置室に至るまでの排気流路を長くすることができる。ここで、燃焼部からの排出気体は、排気流路を流れていく際にも少しずつ撹拌混合されながら流れていく。したがって、センサ配置室に至るまでの排気流路を長くすることで、燃焼部からの排出気体をさらに撹拌混合することができる。
これらのことから、仮に排気集合室に流入した排出気体の濃度分布が不均一であったとしても、十分に撹拌混合された排出気体に対して有害気体の濃度の検出を実施できるので、検出誤差が発生することがない。
そして、このような酸性のドレンが排気部から滴下し、熱交換器等の燃焼装置の構成部材に付着してしまうと、腐食や損傷の原因となる可能性がある。
また、下流側に向かうにつれて排気流路の径が小さくなっていく構造によると、燃焼ガスをより十分に撹拌混合できる。
さらに、本発明の燃焼装置も同様に、排気集合室に流入した排出気体の濃度分布が不均一であることに起因する検出誤差を確実に防止できる。
なお、ここでいう燃焼ガスは、詳細には燃焼ガスと空気との混合気体である。以下の説明では、この混合気体を単に燃焼ガスと称す場合もある。
本発明の特徴的な構成部材である気体検出装置9について詳細に説明する。
また、この側壁部35の突出方向の長さ(上下方向の長さ)は、前壁部34及び後板部37の突出方向の長さよりも十分に長くなっている。
取付板部58bは、略長方形平板状の部分であって前側板部58と略垂直に交わっている。すなわち、取付板部58bは、後方へ突出する板体である。
さらにまた、図6で示されるように、下流側流路形成部50と排気筒連結部51とが防水板部48に形成された排気流通孔69を介して連続している。
なお、排気集合管7に流入した燃焼ガスの流速が低い場合、排気撹拌板15による燃焼ガスの撹拌混合はより顕著に実施されることとなる。別言すると、送風機5の送風量が低い場合において、排気撹拌板15による燃焼ガスの撹拌混合は、特に十分に行われることとなる。
このとき、捕集管部41の内部への流入口となる開口部分は、排気集合管7の後壁部22よりの位置であり、排気筒8の下方側に位置している。すなわち、排気集合管7の左右近傍をそれぞれ後方側へ向かって流れる燃焼ガス(図12参照)と、下方側から排気筒8が位置する上側へ向かって流れる燃焼ガス(図13参照)と、排気集合管7の後壁部22に前方側から衝突した後に折り返して前方側へと流れる燃焼ガス(図13参照)とが衝突し、乱流が形成される位置に捕集管部41の開口部分が位置している。このことから、捕集管部41の内部に形成される空間(第3排気流路88)へ流入する燃焼ガスは、撹拌混合された燃焼ガスとなる。別言すると、燃焼ガスを第3排気流路88へ流入させる前に十分に撹拌混合することができる。
付説すると、撹拌流路形成部45では、前側板部58(図15では図示せず、図5参照)に内側から衝突した燃焼ガスもまた、折り返して後方側へと流れ、撹拌流路形成空間45bの左右方向における中心部分に至る。すなわち、この前方側から流れる燃焼ガスもまた、撹拌流路形成空間45bの両端部のそれぞれから流入した燃焼ガスと衝突する。このこともまた、乱流が形成される要因となる。
つまり、本実施形態の気体検出装置9では、センサ配置部46への燃焼ガスの流入口となる切欠溝部60と隣接した位置であり、切欠溝部60の燃焼ガスの流れ方向上流側に隣接する位置で乱流が形成される構造となっている。そして、乱流が形成される部分の上方からセンサ配置部46へと燃焼ガスが流入する構造となっている。別言すると、燃焼ガスは、センサ配置部46に流入する直前に撹拌混合されることとなる。このため、センサ配置部46に流入させる燃焼ガスは、確実に撹拌混合されたものとなる。このことにより、十分に撹拌混合された燃焼ガスに対して一酸化炭素濃度の検出を実施できるので、検出誤差が発生することがない。
このように、燃焼ガスの流れ方向下流側に向かうにつれて排気流路の流路面積が小さくなる構成によると、センサ配置部46に短時間に多量の燃焼ガスが流入してしまうことがない。このため、センサ配置部46に多量の燃焼ガスが流入することに起因する誤検出を防止することができる。
また、この一連の流路では、最も下流側に位置する第6排気流路91が排気筒8の直下にあり、排気筒8と隣接している。
このように、燃焼ガスが流れる流路において、上流側の部分よりも下流側の部分が十分に小さく、下流端の近傍に排気筒8が位置する構造によると、燃焼ガスが滞りなく流れることとなるので好ましい。
加えて、燃焼ガスが流れる流路を先細り構造とすると、燃焼ガスをより十分に撹拌混合できる。
詳細に説明すると、この構造では、検出用流路形成部17の左側を流れる気体が筒本体部75の開口部分に流入するためには、導入規制片部76を迂回する必要がある。これに対し、検出用流路形成部17の右側を流れる気体には、筒本体部75の開口部分へと向かう流れを規制するものがない状態となっている。このため、本実施形態では、2つの捕集管部41に検出用流路形成部17の左側を流れる気体のみが流入してしまうことのない構造となっている。
したがって、本実施形態では、燃焼ガスの体積濃度が低い気体が捕集管部41を経てセンサ配置部46へと流入してしまい、この気体中の一酸化炭素濃度を検出してしまうことで発生する検出誤差を防止することができる。
また、本実施形態では、図11で示されるように、排気筒連結部51の端部に位置する防水板部48が排気筒連結孔26の下方に位置しない状態となっている。そのため、防水板部48に形成される排気流通孔69(図10等参照)もまた、排気筒連結孔26の下方に位置しない状態となっている。別言すると、排気筒連結孔26を下方に投影した投影面の外側に排気流通孔69を位置させている。このことにより、落下したドレンが排気流通孔69に直接入り込むことがない。
これらのことから、防水板部48よりも前方に位置するセンサ配置部46へのドレンの流入を防止できる。そのため、ドレンが接触してしまうことに起因するCOセンサ83(図10では図示せず)の故障、誤検出を防止することができる。
例えば、排気筒8を垂直上方に延設した場合、ドレンが付着する排気筒8の内側側面もまた、上方へと延びることとなる。すなわち、排気筒8を鉛直方向上側へ延長すればするほど多くのドレンが発生するおそれがある。しかしながら、本実施形態の燃焼装置1では、排気筒8で発生したドレンを迂回流路形成部16の下板部33で受け止めることができるので、多くのドレンが発生しても熱交換器6が腐食してしまうことはない。そのため、排気筒8を上方に延設することが可能となり、排気筒8の延び方向を適宜変更できるので排気筒8の設計自由度を向上させることができる。
4 燃焼部
7 排気集合管(排気集合室)
8 排気筒(排気部)
9 気体検出装置
15 排気撹拌板
16 迂回流路形成部(排気整流部)
17 検出用流路形成部(排気捕集部)
26 排気筒連結孔(連通孔)
29 突出板部
34 前壁部(立壁部)
35 側壁部(立壁部)
37 後板部(立壁部)
41 捕集管部(排気捕集管)
43 仕切板部
45 撹拌流路形成部(撹拌混合室)
45b 撹拌流路形成空間(撹拌混合部)
46 センサ配置部(センサ配置室)
51 排気筒連結部(集合部側排出部)
60 切欠溝部(通気孔部)
61 排気導入孔(撹拌室流入口)
73 排水溝(排水手段)
76 導入規制片部(捕集方向規制板)
79 内側管体形成片(第1金属片)
79b 左方側壁部(長板部)
80 外側管体形成片(第2金属片)
80b 左方側壁部(長板部)
83 COセンサ(気体検出手段)
87 第2排気流路(内部側排気流路)
Claims (13)
- 燃料を燃焼するバーナを備えた燃焼部を有した燃焼装置において、前記燃焼部から排出される排出気体中に含まれる所定気体の有無及び/又は濃度を検出する気体検出手段を備えた気体検出装置であって、
前記燃焼部側の各部から流入された気体を集合させ、集合させた気体を連通孔を介して排気部へ導入させるための排気集合室の内部に設けられるものであり、
前記排気集合室内の一部から前記連通孔の近傍まで延びる内部側排気流路を形成する排気整流部と、前記排出気体の一部である検出用気体を捕集して前記気体検出手段に供給する排気捕集部とを有し、
前記排気捕集部は、内部に前記検出用気体を流入させるための排気捕集管と、前記気体検出手段の少なくとも一部を配するためのセンサ配置室とを備え、
前記排気捕集管の排気流入口となる部分は、前記内部側排気流路の内部の下流側となる部分に位置しており、
前記排気捕集管の前記検出用気体の流れ方向下流側には、前記検出用気体を撹拌混合するため撹拌混合部が設けられており、当該撹拌混合部で撹拌混合された前記検出用気体を前記センサ配置室へと流入させることを特徴とする気体検出装置。 - 前記排気捕集部には、前記センサ配置室の前記検出用気体の流れ方向下流側に前記検出用気体を排出するための集合部側排出部が形成されており、当該集合部側排出部は前記連通孔の近傍に位置することを特徴とする請求項1に記載の気体検出装置。
- 前記排気捕集管は、長手方向の片側端部側にのみ前記排気流入口となる部分が設けられており、他方端部側にのみ排気排出口となる部分が設けられるものであって、
前記排気排出口から排出された前記検出用気体が前記撹拌混合部へ流入することを特徴とする請求項1又は2に記載の気体検出装置。 - 前記連通孔の下方に前記排気整流部が位置しており、前記連通孔を前記排気整流部に投影したときに前記連通孔の投影形状が前記排気整流部の内側に位置するものであって、
前記排気整流部のうちで前記連通孔の下側に位置する部分では、周縁部分に沿って立壁部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の気体検出装置。 - 前記排気捕集管と前記センサ配置室の間に撹拌混合室が設けられており、当該撹拌混合室に前記撹拌混合部が形成されるものであり、
前記センサ配置室と前記撹拌混合室とは仕切板部で区画されており、前記仕切板部に形成された通気孔部を介して前記撹拌混合室から前記センサ配置室へ前記検出用気体が流入することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の気体検出装置。 - 前記排気捕集管が複数設けられており、前記撹拌混合室には複数の前記排気捕集管からそれぞれ前記検出用気体が流入するものであって、
前記撹拌混合室において前記検出用気体の流入口となる撹拌室流入口は、それぞれ間隔を空けて離れた位置に形成されており、
前記通気孔部は、複数の前記撹拌室流入口の間に形成される、又は複数の前記撹拌室流入口の間から上下方向に離れた位置に形成されることを特徴とする請求項5に記載の気体検出装置。 - 前記排気捕集部には、前記センサ配置室の前記検出用気体の流れ方向下流側に前記検出用気体を排出するための集合部側排出部が形成されており、
前記集合部側排出部は、前記連通孔の下方側に位置するものであり、下方側へ液体を排出するための排水手段が設けられていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の気体検出装置。 - 前記排気捕集管は、共に断面形状が略コ字状となる第1金属片と第2金属片とを組み合わせて形成される角筒体であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の気体検出装置。
- 前記排気捕集管は、前期排気流入口の近傍に捕集方向規制板が設けられ、所定の方向からの前記排出気体の前記排気流入口への流入を規制することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の気体検出装置。
- 前記排気捕集管は、共に断面形状が略コ字状となる第1金属片と第2金属片とをスポット溶接により接合して形成される角筒体であり、
前記第1金属片と前記第2金属片とは、いずれも離間対向する2つの長方形平板状の部分を有し、当該2つの長方形平板状の部分の一方は他方よりも長い長板部となっており、
前記第1金属片と前記第2金属片のそれぞれの前記長板部を重ね合わせることで、所定の方向からの前記排出気体の前記排気流入口への流入を規制する捕集方向規制板が形成され、
前記捕集方向規制板を形成する部分がスポット溶接における接合部となることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の気体検出装置。 - 少なくとも前記内部側排気流路及び前記排気捕集管を含んで形成される一連の排気流路は、前記センサ配置室に至るまで下流側に向かうにつれて径が小さくなっていくことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の気体検出装置。
- 前記内部側排気流路より前記排出気体の流れ方向の上流側に排気撹拌板が設けられており、
前記排気撹拌板は、前記排出気体の流れ方向と交わる方向に突出する突出板部を備えていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の気体検出装置。 - 請求項1乃至12のいずれかに記載の気体検出装置を備えていることを特徴とする燃焼装置。
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