JP2020051670A - 燃焼装置及び温水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バーナの出力が可変である場合にバーナの異常燃焼を検知することが可能な燃焼装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る燃焼装置は、熱交換器と、熱交換器に向かって火炎を形成するバーナと、第１フレームロッド及び第２フレームロッドと、制御部とを備える。熱交換器は、側壁を有している。第１フレームロッドは、第１先端を有し、第１先端は、熱交換器の内部に位置している。第２フレームロッドは、第２先端を有し、第２先端は、交換器の内部に位置している。制御部は、第１フレームロッド及び第２フレームロッドに接続されている。【選択図】図３

Description

本発明は、燃焼装置及び温水装置に関する。

実開昭５６−１４９２５１号公報（特許文献１）には、バーナと、第１検知素子と、第２検知素子と、制御装置とを有するガスバーナの安全装置が記載されている。バーナは、上方に向かって火炎を形成する。第１検知素子は、バーナの上方に配置されている。第２検知素子は、第１検知素子の上方に配置されている。

バーナが正常燃焼している場合、第１検知素子はバーナに形成されている火炎と接触しているが、第２検知素子はバーナに形成されている火炎と接触していない。バーナが異常燃焼（不完全燃焼）している場合には、バーナに形成されている火炎が伸長される。その結果、バーナに形成されている火炎と第２検知素子とが接触する。制御装置は、バーナに形成されている火炎と第２検知素子との接触を検知することにより、バーナの異常燃焼を検知する。

なお、異常燃焼の程度が大きいほど（酸素濃度が低いほど）、バーナに形成されている火炎は大きく伸長されることになる。

実開昭５６−１４９２５１号公報

バーナが正常燃焼している場合でも、バーナの出力を増加させることにより、バーナに形成されている火炎が伸長する。特許文献１に記載のガスバーナの安全装置の構成では、バーナの出力が増加することにより火炎が伸長した場合とバーナの異常燃焼により火炎が伸長した場合とを区別することができないので、バーナの出力が可変である場合に対応することが困難である。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、バーナの出力が可変である場合にバーナの異常燃焼を検知することが可能な燃焼装置を提供するものである。

（１）本発明の一態様に係る燃焼装置は、熱交換器と、熱交換器に向かって火炎を形成するバーナと、第１フレームロッド及び第２フレームロッドと、制御部とを備える。熱交換器は、側壁を有している。第１フレームロッドは、第１先端を有し、第１先端が熱交換器の内部に位置している。第２フレームロッドは、第２先端を有し、第２先端が熱交換器の内部に位置している。

バーナは、制御部により、第１出力状態と、第２出力状態とに制御されるように構成されている。第２出力状態は、第１出力状態よりも出力が大きい。第１先端は、バーナが第２出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナに形成されている火炎と接触するが、バーナが第１出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナに形成されている火炎と接触しない位置に配置されている。第２先端は、バーナが第１出力状態及び第２出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナに形成されている火炎と接触しない位置に配置されている。

第１先端とバーナとの距離及び第２先端とバーナとの距離は、互いに等しい。第２先端と側壁との距離は、第１先端と側壁との距離よりも小さい。制御部は、バーナが第１出力状態に制御されている状態で第１フレームロッドとバーナに形成されている火炎とが接触していることを検知した場合にバーナが異常燃焼していると判断するとともに、バーナが第２出力状態に制御されている状態で第２フレームロッドとバーナに形成されている火炎とが接触していることを検知した場合にバーナが異常燃焼していると判断するように構成されている。

上記（１）の燃焼装置は、第３先端を有し、第３先端が熱交換器の内部に位置している第３フレームロッドをさらに備えていてもよい。バーナは、制御部により、第１出力状態と、第２出力状態と、第２出力状態よりも出力が大きい第３出力状態とに制御されるように構成されていてもよい。第１先端及び第２先端は、バーナが第３出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナに形成されている火炎と接触する位置に配置されていてもよい。第３先端は、第１出力状態、第２出力状態及び第３出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナに形成されている火炎と接触しない位置に配置されていてもよい。第２先端とバーナとの距離及び第３先端とバーナとの距離は、互いに等しくてもよい。第３先端と側壁との距離は、第２先端と側壁との距離よりも小さくてもよい。制御部は、バーナが第３出力状態に制御されている状態で第３フレームロッドとバーナに形成されている火炎とが接触していることを検知した場合にバーナが異常燃焼していると判断するように構成されていてもよい。

上記（１）の燃焼装置において、第１フレームロッドの長さ、第２フレームロッドの長さ及び第３フレームロッドの長さは、互いに異なっていてもよい。

（２）本発明の他の態様に係る燃焼装置は、熱交換器と、熱交換器に向かって火炎を形成するバーナと、第１フレームロッド及び第２フレームロッドと、制御部とを備える。熱交換器は、側壁を有している。第１フレームロッドは、第１先端を有し、第１先端が熱交換器の内部に位置している。第２フレームロッドは、第２先端を有し、第２先端が熱交換器の内部に位置している。

バーナは、制御部により、第１出力状態と、第２出力状態とに制御されるように構成されている。第２出力状態は、第１出力状態よりも出力が大きい。第１先端は、バーナが第２出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナに形成されている火炎と接触するが、バーナが第１出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナに形成されている火炎と接触しない位置に配置されている。第２先端は、バーナが第１出力状態及び第２出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナに形成されている火炎と接触しない位置に配置されている。

第１先端とバーナとの距離は、第２先端とバーナとの距離よりも小さい。第１先端と側壁との距離及び第２先端と側壁との距離は、互いに等しい。制御部は、バーナが第１出力状態に制御されている状態で第１フレームロッドとバーナに形成されている火炎とが接触していることを検知した場合にバーナが異常燃焼していると判断するとともに、バーナが第２出力状態に制御されている状態で第２フレームロッドとバーナに形成されている火炎とが接触していることを検知した場合にバーナが異常燃焼していると判断するように構成されている。

上記（２）の燃焼装置は、第３先端を有し、第３先端が熱交換器の内部に位置している第３フレームロッドをさらに備えていてもよい。バーナは、制御部により、第１出力状態と、第２出力状態と、第２出力状態よりも出力が大きい第３出力状態とに制御されるように構成されていてもよい。第１先端及び第２先端は、バーナが第３出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナに形成されている火炎と接触する位置に配置されていてもよい。第３先端は、第１出力状態、第２出力状態及び第３出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナに形成されている火炎と接触しない位置に配置されていてもよい。第２先端とバーナとの距離は第３先端とバーナとの距離よりも小さくてもよい。第３先端と側壁との距離及び第２先端と側壁との距離は、互いに等しくてもよい。制御部は、バーナが第３出力状態に制御されている状態で第３フレームロッドとバーナに形成されている火炎とが接触していることを検知した場合にバーナが異常燃焼していると判断するように構成されていてもよい。

上記（２）の燃焼装置において、第１フレームロッドの長さ、第２フレームロッドの長さ及び第３フレームロッドの長さは、互いに等しくてもよい。

上記（１）及び上記（２）の燃焼装置は、側壁に挿入された碍子部をさらに備えていてもよい。碍子部には、第１フレームロッド及び第２フレームロッドが挿入されていてもよい。

（３）本発明の一態様に係る温水装置は、燃焼装置を備える。燃焼装置は、上記（１）又は上記（２）の燃焼装置である。

本発明に係る燃焼装置及び温水装置によると、バーナの出力が可変である場合にバーナの異常燃焼を検知することが可能となる。

第１実施形態に係る温水装置１００の概略図である。 第１実施形態に係る燃焼装置２０の斜視図である。 第１実施形態に係る燃焼装置２０の上面図である。 第１実施形態に係る燃焼装置２０の断面図である。 第１実施形態に係る燃焼装置２０のブロック図である。 正常燃焼時におけるバーナ２１の出力と各フレームロッドの状態との関係を示す模式的なグラフである。 異常燃焼時におけるバーナ２１の出力と各フレームロッドの状態との関係を示す模式的なグラフである。 第２実施形態に係る燃焼装置２０の模式的な断面図である。 第２実施形態の変形例に係る燃焼装置２０の模式的な断面図である。

本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さない。

（第１実施形態）
以下に、第１実施形態を説明する。

＜第１実施形態に係る温水装置の概略構成＞
以下に、第１実施形態に係る温水装置１００の概略構成を説明する。

図１に示されるように、温水装置１００は、筐体１０と、燃焼装置２０と、配管４０ａ〜配管４０ｇと、バイパス配管４１ａ及びバイパス配管４１ｂと、バイパスサーボ４２とを有している。

燃焼装置２０は、バーナ２１と、点火プラグ２２と、第１フレームロッド２３ａ（図１中において図示せず）、第２フレームロッド２３ｂ（図１中において図示せず）、第３フレームロッド２３ｃ（図１中において図示せず）及び第４フレームロッド２３ｄ（図１中において図示せず）と、一次熱交換器２４とを有している。燃焼装置２０は、さらに、二次熱交換器２５と、チャンバ２６と、ファン２７と、ダクト２８と、ベンチュリ２９と、オリフィス３０と、ガスバルブ３１とを有している。

なお、バーナ２１、点火プラグ２２、第１フレームロッド２３ａ、第２フレームロッド２３ｂ、第３フレームロッド２３ｃ及び第４フレームロッド２３ｄ、一次熱交換器２４及び二次熱交換器２５、チャンバ２６、ファン２７、ダクト２８、ベンチュリ２９、オリフィス３０、ガスバルブ３１、配管４０ａ〜配管４０ｇ、バイパス配管４１ａ、バイパス配管４１ｂ並びにバイパスサーボ４２は、筐体１０内に配置されている。

バーナ２１は、チャンバ２６の下方に配置されている。一次熱交換器２４は、バーナ２１の下方に配置されている。点火プラグ２２は、バーナ２１の下方に配置されている。点火プラグ２２は、例えば一次熱交換器２４に取り付けられている。二次熱交換器２５は、一次熱交換器２４の下方に配置されている。

配管４０ａの一方端からは、燃料ガスが供給される。配管４０ａの他方端は、ガスバルブ３１に接続されている。配管４０ｂの一方端は、ガスバルブ３１に接続されている。配管４０ｂの他方端は、オリフィス３０に接続されている。配管４０ｃの一方端は、オリフィス３０に接続されている。配管４０ｃの他方端は、ベンチュリ２９に接続されている。

配管４０ｄの一方端は、ベンチュリ２９に接続されている。配管４０ｄの他方端は、ファン２７に接続されている。ファン２７は、チャンバ２６に接続されている。

配管４０ｅの一方端からは、水が供給される。配管４０ｅの他方端は、二次熱交換器２５に接続されている。配管４０ｆの一方端は、二次熱交換器２５に接続されている。配管４０ｆの他方端は、一次熱交換器２４に接続されている。配管４０ｇの一方端は、一次熱交換器２４に接続されている。配管４０ｇの他方端からは、出湯が行われる。

バイパス配管４１ａの一方端は、配管４０ｅに接続されている。バイパス配管４１ａの他方端は、バイパスサーボ４２に接続されている。バイパス配管４１ｂの一方端は、バイパスサーボ４２に接続されている。バイパス配管４１ｂの他方端は、配管４０ｇに接続されている。

ガスバルブ３１は、配管４０ａからの燃料ガスの供給及び停止を切り替える。これにより、ベンチュリ２９に供給される燃料ガスの圧力が調整される。

ベンチュリ２９は、筐体１０の外部から空気を取り入れるように構成されている。ベンチュリ２９は、筐体１０の外部から取り入れた空気と、配管４０ａ、配管４０ｂ、配管４０ｃ、オリフィス３０及びガスバルブ３１を介してベンチュリ２９に供給される燃料ガスとを混合する（空気と混合された燃料ガスを、以下において、混合ガスという）。

なお、燃焼装置２０からの排気は、ダクト２８を介して、筐体１０の外部に排出されるが、当該排気の一部が再びベンチュリ２９を介して取り込まれることにより、混合ガス中の酸素濃度が低下し、後述する異常燃焼（不完全燃焼）の原因となる。

ファン２７は、ファンケースと、ファンケース内に配置されている羽根車と、羽根車を回転駆動するモータとを有している。ファン２７は、モータが羽根車を回転駆動させることにより、配管４０ｃを介して、ベンチュリ２９で生成された混合ガスを吸入する。吸入された混合ガスは、チャンバ２６を介してバーナ２１へと供給される。

バーナ２１の下面に設けられた炎孔２１ａからは、下方に向かって混合ガスが噴出される。噴出された混合ガスは、点火プラグ２２により点火されて燃焼し、燃焼ガスとなる。燃焼ガスは、下方に向かって（すなわち、一次熱交換器２４に向かって）噴出する。

配管４０ｅを介して二次熱交換器２５に供給された水は、二次熱交換器２５において、燃焼ガスの潜熱と熱交換を行うことにより、温度が上昇する。二次熱交換器２５を通過した水は、配管４０ｆを介して一次熱交換器２４に供給される。一次熱交換器２４に供給された水は、一次熱交換器２４において、燃焼ガスの顕熱と熱交換を行うことにより、温度がさらに上昇する。一次熱交換器２４を通過した水は、配管４０ｇを流れる。

配管４０ｅを流れる水の一部は、バイパス配管４１ａへと流れる。バイパス配管４１ａからバイパス配管４１ｂへと流れる水の流量は、バイパスサーボ４２により制御される。バイパス配管４１ｂを流れる水は、配管４０ｇを流れる水と混合される。すなわち、配管４０ｇの他方端から出湯される水の温度は、バイパスサーボ４２がバイパス配管４１ａからバイパス配管４１ｂへと流れる水の流量を制御することにより、調整される。

一次熱交換器２４内において燃焼ガス中の水蒸気が凝縮することにより発生した水（以下においては、この水を、ドレンという）は、ダクト２８を通って筐体１０の外部へと排出される。

（第１実施形態に係る燃焼装置の詳細構成）
以下に、第１実施形態に係る燃焼装置２０の詳細構成を、図２、図３及び図４を参照して説明する。図２〜図４においては、二次熱交換器２５、ファン２７、ダクト２８、ベンチュリ２９、オリフィス３０及びガスバルブ３１の図示が省略されている。また、図３においては、燃焼装置２０の内部構造を明らかにするため、チャンバ２６の図示も省略されている。

一次熱交換器２４は、第１側壁２４ａと、第２側壁２４ｂと、第３側壁２４ｃと、第４側壁２４ｄとを有している。第１側壁２４ａ及び第２側壁２４ｂは、第１方向ＤＲ１において、互いに対向している。第３側壁２４ｃ及び第４側壁２４ｄは、第１方向ＤＲ１と交差する第２方向ＤＲ２において、互いに対向している。第３側壁２４ｃは、第１側壁２４ａ及び第２側壁２４ｂに連なっており、第４側壁２４ｄは、第１側壁２４ａ及び第２側壁２４ｂに連なっている。

一次熱交換器２４は、胴パイプ２４ｅａと、胴パイプ２４ｅｂと、胴パイプ２４ｅｃとを有している。胴パイプ２４ｅａ、胴パイプ２４ｅｂ及び胴パイプ２４ｅｃは、第１側壁２４ａ、第２側壁２４ｂ及び第３側壁２４ｃの内壁面に沿って取り付けられている。

第１側壁２４ａの内壁面とは、第１側壁２４ａの第２側壁２４ｂ側の面をいい、第２側壁２４ｂの内壁面とは、第２側壁２４ｂの第１側壁２４ａ側の面をいう。第３側壁２４ｃの内壁面とは、第３側壁２４ｃの第４側壁２４ｄ側の面をいい、第４側壁２４ｄの内壁面とは、第４側壁２４ｄの第３側壁２４ｃ側の面をいう。

胴パイプ２４ｅｂは、胴パイプ２４ｅａの下方に配置されている。胴パイプ２４ｅａ及び胴パイプ２４ｅｂは、上下方向において互いに間隔を置いて配置されている。胴パイプ２４ｅｃは、胴パイプ２４ｅｂの下方に配置されている。胴パイプ２４ｅｂ及び胴パイプ２４ｅｃは、上下方向において互いに間隔を置いて配置されている。

一次熱交換器２４は、胴パイプ２４ｅｄと、胴パイプ２４ｅｅとをさらに有している。胴パイプ２４ｅｄ及び胴パイプ２４ｅｅは、第４側壁２４ｄの外壁面に取り付けられている。なお、第４側壁２４ｄの外壁面とは、第４側壁２４ｄの第３側壁２４ｃとは反対側の面である。胴パイプ２４ｅｅは、胴パイプ２４ｅｄの下方に位置している。胴パイプ２４ｅｄ及び胴パイプ２４ｅｅは、上下方向において互いに間隔を置いて配置されている。

胴パイプ２４ｅｄの一方端は、胴パイプ２４ｅａの一方端に接続されている。なお、胴パイプ２４ｅａの他方端は、出水口２４ｈ側の胴パイプ２４ｅａの端である。胴パイプ２４ｅｄの他方端は、胴パイプ２４ｅｂの一方端に接続されている。胴パイプ２４ｅｅの一方端は、胴パイプ２４ｅｂの他方端に接続されている。胴パイプ２４ｅｅの他方端は、胴パイプ２４ｅｃの一方端に接続されている。

一次熱交換器２４は、配管２４ｆをさらに有している。配管２４ｆは、一方端において胴パイプ２４ｅｃの他方端に接続されており、他方端において入水口２４ｇに接続されている。配管２４ｆには、多数のフィンが取り付けられている。

一次熱交換器２４は、入水口２４ｇと、出水口２４ｈとをさらに有している。入水口２４ｇは、配管２４ｆの他方端に接続されている。出水口２４ｈは、配管４０ｇの一方端に接続されている。入水口２４ｇ及び出水口２４ｈは、胴パイプ２４ｅａ〜胴パイプ２４ｅｅ及び配管２４ｆにより、互いに接続されている。

チャンバ２６は、吸入口２６ａを有している。ファン２７から供給される混合ガスは、吸入口２６ａを介して、チャンバ２６の内部に供給される。チャンバ２６の下方には、バーナ２１が取り付けられている。

バーナ２１の下面には、上記のとおり、複数の炎孔２１ａが形成されている。炎孔２１ａからは、チャンバ２６の内部に供給された混合ガスが噴出する。第１方向ＤＲ１に沿う断面視（第２方向ＤＲ２に直交する断面視）において、バーナ２１の下面は、下に凸状に湾曲している。

上記のとおり、バーナ２１の下方には、点火プラグ２２が配置されている。点火プラグ２２は、第１電極２２ａと、第２電極２２ｂとにより構成されている。第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂの先端は、燃焼装置２０の内部に配置されており、第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂの他方端は、燃焼装置２０の外部に配置されている。

第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂの先端は、互いに対向している。第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂの先端は、バーナ２１の下面の下方に位置している。第１電極２２ａと第２電極２２ｂとの間に通電がなされることにより、第１電極２２ａの先端と第２電極２２ｂの先端との間にスパークが発生し、炎孔２１ａから噴出する混合ガスが点火される。

点火プラグ２２（第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂ）は、第１側壁２４ａに挿入されている。より具体的には、点火プラグ２２は、胴パイプ２４ｅａと胴パイプ２４ｅｂとの間にある第１側壁２４ａに挿入されている。

バーナ２１が正常燃焼しているとは、炎孔２１ａから噴出する燃料ガスに不完全燃焼が生じていないことをいう。他方で、バーナ２１が異常燃焼しているとは、炎孔２１ａから噴出する燃料ガスに不完全燃焼が生じていることをいう。ここで、不完全燃焼とは、燃焼装置からの排出ガス中の一酸化炭素濃度が人体に影響を及ぼす濃度以上となっていることをいう。

第１フレームロッド２３ａは、第１側壁２４ａに挿入されている。より具体的には、第１フレームロッド２３ａは、胴パイプ２４ｅａと胴パイプ２４ｅｂとの間にある第１側壁２４ａに挿入されている。第１フレームロッド２３ａの先端は、燃焼装置２０の内部に配置されており、第１フレームロッド２３ａの他方端は、燃焼装置２０の外部に配置されている。第１フレームロッド２３ａの他方端は、制御部５に電気的に接続されている。

バーナ２１は、制御部５によって、第１出力状態と、第１出力状態よりも出力状態よりも出力が大きい（第１出力状態よりもバーナ２１に形成される火炎が長い）第２出力状態と、第２出力状態よりも出力が大きい（第２出力状態よりもバーナ２１に形成される火炎が長い）第３出力状態とに制御される。なお、バーナ２１の出力状態の制御は、例えばバーナ２１に供給される混合ガスの流量を変化させることにより行われる。

第１フレームロッド２３ａの先端は、バーナ２１が第１出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナ２１に形成されている火炎と接触しないが、バーナ２１が第２出力状態及び第３出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナ２１に形成されている火炎に接触する位置に配置されている。

第１フレームロッド２３ａは、例えば、耐熱鋼で構成されている。炎孔２１ａに形成されている火炎中においては、燃料ガスを構成する分子が電離しているため、当該火炎は、導電性を呈する。そのため、第１フレームロッド２３ａが炎孔２１ａに形成されている火炎と接触している場合、第１フレームロッド２３ａとバーナ２１側に設けられた電極（図示せず）との間には、電流が流れる。この電流を検知することにより、第１フレームロッド２３ａと炎孔２１ａに形成されている火炎とが接触していることを検知することができる。

第２フレームロッド２３ｂは、第１側壁２４ａに挿入されている。より具体的には、第２フレームロッド２３ｂは、胴パイプ２４ｅａと胴パイプ２４ｅｂとの間にある第１側壁２４ａに挿入されている。第２フレームロッド２３ｂの先端は、燃焼装置２０の内部に配置されており、第２フレームロッド２３ｂの他方端は、燃焼装置２０の外部に配置されている。第２フレームロッド２３ｂの他方端は、制御部５に電気的に接続されている。

第２フレームロッド２３ｂの先端は、バーナ２１が第１出力状態及び第２出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナ２１に形成されている火炎と接触しないが、バーナ２１が第３出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナ２１に形成されている火炎に接触する位置に配置されている。

第２フレームロッド２３ｂは、例えば、耐熱鋼で構成されている。第２フレームロッド２３ｂが炎孔２１ａに形成されている火炎と接触している場合、第２フレームロッド２３ｂとバーナ２１側に設けられた電極（図示せず）との間には、電流が流れる。この電流を検知することにより、第２フレームロッド２３ｂと炎孔２１ａに形成されている火炎とが接触していることを検知することができる。

第３フレームロッド２３ｃは、第１側壁２４ａに挿入されている。より具体的には、第３フレームロッド２３ｃは、胴パイプ２４ｅａと胴パイプ２４ｅｂとの間にある第１側壁２４ａに挿入されている。第３フレームロッド２３ｃの先端は、燃焼装置２０の内部に配置されており、第３フレームロッド２３ｃの他方端は、燃焼装置２０の外部に配置されている。第３フレームロッド２３ｃの他方端は、制御部５に電気的に接続されている。

第３フレームロッド２３ｃの先端は、バーナ２１が第１出力状態、第２出力状態及び第３出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナ２１に形成されている火炎と接触しない位置に配置されている。

第３フレームロッド２３ｃは、例えば、耐熱鋼で構成されている。第３フレームロッド２３ｃが炎孔２１ａに形成されている火炎と接触している場合、第３フレームロッド２３ｃとバーナ２１側に設けられた電極（図示せず）との間には、電流が流れる。この電流を検知することにより、第３フレームロッド２３ｃと炎孔２１ａに形成されている火炎とが接触していることを検知することができる。

第１フレームロッド２３ａの先端とバーナ２１との間の距離（第１フレームロッド２３ａの先端とバーナ２１下面の最下点との間の距離）、第２フレームロッド２３ｂの先端とバーナ２１との間の距離（第２フレームロッド２３ｂの先端とバーナ２１下面の最下点との間の距離）及び第３フレームロッド２３ｃの先端とバーナ２１との間の距離（第３フレームロッド２３ｃの先端とバーナ２１下面の最下点との間の距離）は、互いに等しくなっていることが好ましい。すなわち、第１フレームロッド２３ａの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分、第２フレームロッド２３ｂの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分及び第３フレームロッド２３ｃの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分は、バーナ２１からの距離が互いに等しくなっていてもよい。なお、第１フレームロッド２３ａの先端とバーナ２１との間の距離、第２フレームロッド２３ｂの先端とバーナ２１との間の距離及び第３フレームロッド２３ｃの先端とバーナ２１との間の距離は、互いに異なっていてもよい。

第１フレームロッド２３ａの先端と第１側壁２４ａとの間の距離は、第２フレームロッド２３ｂの先端と第１側壁２４ａとの間の距離よりも大きい。第２フレームロッド２３ｂの先端と第１側壁２４ａとの間の距離は、第３フレームロッド２３ｃと第１側壁２４ａとの間の距離よりも大きい。すなわち、第１フレームロッド２３ａの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分が第２フレームロッド２３ｂの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分よりも第１側壁２４ａから離れた位置にあり、第２フレームロッド２３ｂの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分が第３フレームロッド２３ｃの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分よりも第１側壁２４ａから離れた位置にあればよい。

第１フレームロッド２３ａの長さ、第２フレームロッド２３ｂの長さ及び第３フレームロッド２３ｃの長さは、互いに異なっていてもよい。より具体的には、第１フレームロッド２３ａは第２フレームロッド２３ｂよりも長くてもよく、第２フレームロッド２３ｂは第３フレームロッド２３ｃよりも長くてもよい。

第４フレームロッド２３ｄは、チャンバ２６に挿入されている。第４フレームロッド２３ｄの先端は、燃焼装置２０の内部に配置されており、第４フレームロッド２３ｄの他方端は、燃焼装置２０の外部に配置されている。第４フレームロッド２３ｄの他方端は、制御部５に電気的に接続されている。

第４フレームロッド２３ｄの先端は、バーナ２１の下方に位置している。第４フレームロッド２３ｄの先端は、第１フレームロッド２３ａの先端、第２フレームロッド２３ｂの先端及び第３フレームロッド２３ｃの先端の上方に位置している（バーナ２１の下面に近い位置にある）。第４フレームロッド２３ｄの先端は、バーナ２１が第１出力状態、第２出力状態及び第３出力状態に制御されている場合に正常燃焼しているバーナ２１に形成されている火炎と接触する位置に配置されている。

燃焼装置２０は、さらに、碍子部６ａと、碍子部６ｂとを有していてもよい。碍子部６ａ及び碍子部６ｂは、絶縁性の材料で構成されている。碍子部６ａ及び碍子部６ｂは、第１側壁２４ａに取り付けられている。より具体的には、碍子部６ａ及び碍子部６ｂは、胴パイプ２４ｅａと胴パイプ２４ｅｂとの部分の間にある第１側壁２４ａに設けられた貫通穴に挿入されている。

碍子部６ａは、第１貫通穴と、第２貫通穴とを有している。第１貫通穴及び第２貫通穴には、第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂがそれぞれ挿入されている。碍子部６ｂは、第３貫通穴と、第４貫通穴と、第５貫通穴とを有している。第３貫通穴、第４貫通穴及び第５貫通穴には、第１フレームロッド２３ａ、第２フレームロッド２３ｂ及び第３フレームロッド２３ｃがそれぞれ挿入されている。

第１フレームロッド２３ａ、第２フレームロッド２３ｂ及び第３フレームロッド２３ｃは、平面視において胴パイプ２４ｅａと重なる部分が碍子部６ｂで覆われるように、碍子部６ｂに挿入されている。点火プラグ２２（第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂ）は、平面視において胴パイプ２４ｅａと重なる部分が碍子部６ａで覆われるように、碍子部６ａに挿入されている。

＜第１実施形態に係る燃焼装置の動作＞
以下に、第１実施形態に係る燃焼装置２０の動作を、図５、図６及び図７を参照しながら説明する。

図５に示されるように、ファン２７、第１フレームロッド２３ａ、第２フレームロッド２３ｂ、第３フレームロッド２３ｃ及び第４フレームロッド２３ｄは、制御部５に接続されている。制御部５は、例えば、マイクロコントローラで構成されている。

バーナ２１は、制御部５がファン２７を制御することにより、第１出力状態と、第２出力状態と、第３出力状態とに制御される。バーナ２１は、制御部５がファン２７を制御することにより、第１出力状態、第２出力状態及び第３出力状態とは異なる出力状態に制御されてもよい。

図６に示されるように、バーナ２１が制御部５により第１出力状態に制御されている場合には、バーナ２１が正常燃焼していれば、第１フレームロッド２３ａ、第２フレームロッド２３ｂ及び第３フレームロッド２３ｃは、バーナ２１に形成されている火炎と接触しない。

バーナ２１が制御部５により第２出力状態に制御されている場合、バーナ２１が正常燃焼していれば、第１フレームロッド２３ａはバーナ２１に形成されている火炎と接触するが、第２フレームロッド２３ｂ及び第３フレームロッド２３ｃはバーナ２１に形成されている火炎と接触しない。

バーナ２１が制御部５により第３出力状態に制御されている場合、バーナ２１が正常燃焼していれば、第１フレームロッド２３ａ及び第２フレームロッド２３ｂはバーナ２１に形成されている火炎と接触するが、第３フレームロッド２３ｃはバーナ２１に形成されている火炎と接触しない。

なお、図６中に図示されていないが、バーナ２１が正常燃焼していれば、第４フレームロッド２３ｄは、バーナ２１の出力状態に拠らず、バーナ２１に形成されている火炎に接触する。

図７に示されるように、バーナ２１が制御部５により第１出力状態に制御されていたとしても、バーナ２１が異常燃焼している場合、バーナ２１に形成されている火炎と第１フレームロッド２３ａとが接触する。そのため、制御部５は、バーナ２１を第１出力状態となるように制御しており、かつ第１フレームロッド２３ａがバーナ２１に形成されている火炎と接触していることを検知した（すなわち、第１フレームロッド２３ａに流れる電流を検知した）場合に、バーナ２１が異常燃焼していると判断する。

バーナ２１が制御部５により第２出力状態に制御されていたとしても、バーナ２１が異常燃焼している場合、バーナ２１に形成されている火炎と第１フレームロッド２３ａ及び第２フレームロッド２３ｂとが接触する。そのため、制御部５は、バーナ２１を第２出力状態となるように制御しており、かつ第１フレームロッド２３ａ及び第２フレームロッド２３ｂがバーナ２１に形成されている火炎と接触していることを検知した（すなわち、第１フレームロッド２３ａ及び第２フレームロッド２３ｂに流れる電流を検知した）場合、バーナ２１が異常燃焼していると判断する。

バーナ２１が制御部５により第３出力状態に制御されていたとしても、バーナ２１が異常燃焼している場合、バーナ２１に形成されている火炎と第１フレームロッド２３ａ〜第３フレームロッド２３ｃとが接触する。そのため、制御部５は、バーナ２１を第３出力状態となるように制御しており、かつ第１フレームロッド２３ａ〜第３フレームロッド２３ｃがバーナ２１に形成されている火炎と接触していることを検知した（すなわち、第１フレームロッド２３ａ〜第３フレームロッド２３ｃに流れる電流を検知した）場合に、バーナ２１が異常燃焼していると判断する。

バーナ２１が異常燃焼している場合、バーナ２１に形成されている火炎の基部がバーナ２１の下面から離間し、第４フレームロッド２３ｄがバーナ２１に形成されている火炎との接触を検知することができなくなる場合がある。そのため、制御部５は、第４フレームロッド２３ｄがバーナ２１に形成されている火炎と接触していないことを検知した（第４フレームロッド２３ｄに電流が流れていないことを検知した）場合に、バーナ２１が異常燃焼していると判断する。

＜第１実施形態に係る燃焼装置の効果＞
以下に、第１実施形態に係る燃焼装置２０の効果を説明する。

上記のとおり、燃焼装置２０において、制御部５は、どのフレームロッドがバーナ２１に形成されている火炎と接触しているのかと、バーナ２１に対する制御状態（第１出力状態にあるか、第２制御状態にあるか）とを考慮して、バーナ２１が異常燃焼しているか否かを判断する。

そのため、燃焼装置２０においては、バーナ２１の出力が大きいためにバーナ２１に形成されている火炎が各フレームロッドと接触しているのか、バーナ２１が異常燃焼しているためにバーナ２１に形成されている火炎が各フレームロッドと接触しているのかを区別することができる。このように、燃焼装置２０によると、バーナ２１の出力が可変である場合であっても、バーナ２１の異常燃焼を検知することが可能となる。

（第２実施形態）
以下に、第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

図８に示されるように、第２実施形態においては、第１フレームロッド２３ａの先端とバーナ２１との間の距離が第２フレームロッド２３ｂの先端とバーナ２１との間の距離よりも小さくなっており、第２フレームロッド２３ｂの先端とバーナ２１との間の距離が第３フレームロッド２３ｃとバーナ２１との間の距離よりも小さくなっている。すなわち、第１フレームロッド２３ａの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分が第２フレームロッド２３ｂの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分よりもバーナ２１に近い位置にあり、第２フレームロッド２３ｂの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分が第３フレームロッド２３ｃの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分よりもバーナ２１に近い位置にあればよい。

なお、図９に示されるように、第１フレームロッド２３ａを途中で上方に向かって屈曲させることにより、第１フレームロッド２３ａの先端が第２フレームロッド２３ｂの先端よりもバーナ２１の下面に近くなるようにしてもよい。同様に、第３フレームロッド２３ｃを途中で下方に向かって屈曲させることにより、第２フレームロッド２３ｂの先端が第３フレームロッド２３ｃの先端よりもバーナ２１の下面に近くなるようにしてもよい。

また、図８に示されるように、第２実施形態においては、第１フレームロッド２３ａと第１側壁２４ａとの間の距離、第２フレームロッド２３ｂと第１側壁２４ａとの間の距離及び第３フレームロッド２３ｃと第１側壁２４ａの距離は、互いに等しくてもよい。すなわち、第１フレームロッド２３ａの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分、第２フレームロッド２３ｂの第１側壁２４ａから最も離れた位置にある部分及び第３フレームロッド２３ｃの第１側壁２４ａから離れた位置にある部分は、第１側壁２４ａからの距離が互いに等しくなっていればよい。なお、第１フレームロッド２３ａと第１側壁２４ａとの間の距離、第２フレームロッド２３ｂと第１側壁２４ａとの間の距離及び第３フレームロッド２３ｃと第１側壁２４ａの距離は、互いに異なっていてもよい。第２実施形態においては、第１フレームロッド２３ａの長さ、第２フレームロッド２３ｂの長さ及び第３フレームロッド２３ｃの長さは、互いに等しくてもよい。

その他の燃焼装置２０の構成に関しては、第１実施形態と第２実施形態とで共通しているため、詳細な説明は省略する。また、燃焼装置２０の動作に関しても、第１実施形態と第２実施形態とで共通しているため、詳細な説明は省略する。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、制御部５は、どのフレームロッドがバーナ２１に形成されている火炎と接触しているのかとバーナ２１に対する制御状態（第１出力状態にあるか、第２制御状態にあるか）とを考慮して、バーナ２１が異常燃焼しているか否かを判断する。

そのため、第２実施形態においても、バーナ２１の出力が大きいためにバーナ２１に形成されている火炎が各フレームロッドと接触しているのか、バーナ２１が異常燃焼しているためにバーナ２１に形成されている火炎が各フレームロッドと接触しているのかを区別することができる。

以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。

上記の実施形態は、燃焼装置及び温水装置に特に有利に適用される。

５ 制御部、６ａ 碍子部、６ｂ 碍子部、１０ 筐体、２０ 燃焼装置、２１ バーナ、２１ａ 炎孔、２２ 点火プラグ、２２ａ 第１電極、２２ｂ 第２電極、２３ａ 第１フレームロッド、２３ｂ 第２フレームロッド、２３ｃ 第３フレームロッド、２３ｄ 第４フレームロッド、２４ 一次熱交換器、２４ａ 第１側壁、２４ｂ 第２側壁、２４ｃ 第３側壁、２４ｄ 第４側壁、２４ｅａ，２４ｅｂ，２４ｅｃ，２４ｅｄ，２４ｅｅ 胴パイプ、２４ｆ，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆ，４０ｇ 配管、２４ｇ 入水口、２４ｈ 出水口、２５ 二次熱交換器、２６ チャンバ、２６ａ 吸入口、２７ ファン、２８ ダクト、２９ ベンチュリ、３０ オリフィス、３１ ガスバルブ、１００ 温水装置、ＤＲ１ 第１方向、ＤＲ２ 第２方向、４１ａ，４１ｂ バイパス配管、４２ バイパスサーボ。

Claims (8)

1. 側壁を有する熱交換器と、
   前記熱交換器に向かって火炎を形成するバーナと、
   第１先端を有し、前記第１先端が前記熱交換器の内部に位置している第１フレームロッドと、
   第２先端を有し、前記第２先端が前記熱交換器の内部に位置している第２フレームロッドと、
   制御部とを備え、
   前記バーナは、前記制御部により、第１出力状態と、前記第１出力状態よりも出力が大きい第２出力状態とに制御されるように構成されており、
   前記第１先端は、前記バーナが前記第２出力状態に制御されている場合に正常燃焼している前記バーナに形成されている火炎と接触するが、前記バーナが前記第１出力状態に制御されている場合に正常燃焼している前記バーナに形成されている火炎と接触しない位置に配置されており、
   前記第２先端は、前記バーナが前記第１出力状態及び前記第２出力状態に制御されている場合に正常燃焼している前記バーナに形成されている火炎と接触しない位置に配置されており、
   前記第１先端と前記バーナとの距離及び前記第２先端と前記バーナとの距離は、互いに等しく、
   前記第２先端と前記側壁との距離は、前記第１先端と前記側壁との距離よりも小さく、
   前記制御部は、前記バーナが前記第１出力状態に制御されている状態で前記第１フレームロッドと前記バーナに形成されている火炎とが接触していることを検知した場合に前記バーナが異常燃焼していると判断するとともに、前記バーナが前記第２出力状態に制御されている状態で前記第２フレームロッドと前記バーナに形成されている火炎とが接触していることを検知した場合に前記バーナが異常燃焼していると判断するように構成されている、燃焼装置。
2. 第３先端を有し、前記第３先端が前記熱交換器の内部に位置している第３フレームロッドをさらに備え、
   前記バーナは、前記制御部により、前記第１出力状態と、前記第２出力状態と、前記第２出力状態よりも出力が大きい第３出力状態とに制御されるように構成されており、
   前記第１先端及び前記第２先端は、前記バーナが前記第３出力状態に制御されている場合に、正常燃焼している前記バーナに形成されている火炎と接触する位置に配置されており、
   前記第３先端は、前記第１出力状態、前記第２出力状態及び前記第３出力状態に制御されている場合に正常燃焼している前記バーナに形成されている火炎と接触しない位置に配置されており、
   前記第２先端と前記バーナとの距離及び前記第３先端と前記バーナとの距離は、互いに等しく、
   前記第３先端と前記側壁との距離は、前記第２先端と前記側壁との距離よりも小さく、
   前記制御部は、前記バーナが前記第３出力状態に制御されている状態で前記第３フレームロッドと前記バーナに形成されている火炎とが接触していることを検知した場合に、前記バーナが異常燃焼していると判断するように構成されている、請求項１に記載の燃焼装置。
3. 前記第１フレームロッドの長さ、前記第２フレームロッドの長さ及び前記第３フレームロッドの長さは、互いに異なる、請求項２に記載の燃焼装置。
4. 側壁を有する熱交換器と、
   前記熱交換器に向かって火炎を形成するバーナと、
   第１先端を有し、前記第１先端が前記熱交換器の内部に位置している第１フレームロッドと、
   第２先端を有し、前記第２先端が前記熱交換器の内部に位置している第２フレームロッドと、
   制御部とを備え、
   前記バーナは、前記制御部により、第１出力状態と、前記第１出力状態よりも出力が大きい第２出力状態とに制御されるように構成されており、
   前記第１先端は、前記バーナが前記第２出力状態に制御されている場合に正常燃焼している前記バーナに形成されている火炎と接触するが、前記バーナが前記第１出力状態に制御されている場合に正常燃焼している前記バーナに形成されている火炎と接触しない位置に配置されており、
   前記第２先端は、前記バーナが前記第１出力状態及び前記第２出力状態に制御されている場合に正常燃焼している前記バーナに形成されている火炎と接触しない位置に配置されており、
   前記第１先端と前記バーナとの距離は、前記第２先端と前記バーナとの距離よりも小さく、
   前記第１先端と前記側壁との距離及び前記第２先端と前記側壁との距離は、互いに等しく、
   前記制御部は、前記バーナが前記第１出力状態に制御されている状態で前記第１フレームロッドと前記バーナに形成されている火炎とが接触していることを検知した場合に前記バーナが異常燃焼していると判断するとともに、前記バーナが前記第２出力状態に制御されている状態で前記第２フレームロッドと前記バーナに形成されている火炎とが接触していることを検知した場合に前記バーナが異常燃焼していると判断するように構成されている、燃焼装置。
5. 第３先端を有し、前記第３先端が前記熱交換器の内部に位置している第３フレームロッドをさらに備え、
   前記バーナは、前記制御部により、前記第１出力状態と、前記第２出力状態と、前記第２出力状態よりも出力が大きい第３出力状態とに制御されるように構成されており、
   前記第１先端及び前記第２先端は、前記バーナが前記第３出力状態に制御されている場合に、正常燃焼している前記バーナに形成されている火炎と接触する位置に配置されており、
   前記第３先端は、前記第１出力状態、前記第２出力状態及び前記第３出力状態に制御されている場合に正常燃焼している前記バーナに形成されている火炎と接触しない位置に配置されており、
   前記第２先端と前記バーナとの距離は、前記第３先端と前記バーナとの距離よりも小さく、
   前記第３先端と前記側壁との距離及び前記第２先端と前記側壁との距離は、互いに等しく、
   前記制御部は、前記バーナが前記第３出力状態に制御されている状態で前記第３フレームロッドと前記バーナに形成されている火炎とが接触していることを検知した場合に、前記バーナが異常燃焼していると判断するように構成されている、請求項４に記載の燃焼装置。
6. 前記第１フレームロッドの長さ、前記第２フレームロッドの長さ及び前記第３フレームロッドの長さは、互いに等しい、請求項５に記載の燃焼装置。
7. 前記側壁に挿入された碍子部をさらに備え、
   前記碍子部には、前記第１フレームロッド及び前記第２フレームロッドが挿入されている、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の燃焼装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の前記燃焼装置を備える、温水装置。