JP2023071274A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

【課題】センサバーナに供給される混合ガス中の酸素濃度の低下の検出を早め得る技術を提供する。【解決手段】給湯器１は、燃焼用ガスと空気とを混合した混合ガスが噴出する第１炎孔２３及び第２炎孔２４を有する燃焼プレート２０と、燃焼プレート２０の下流側且つ上方側に設けられ、第１炎孔２３及び第２炎孔２４から噴出された混合ガスが通過する筒状部３０と、筒状部３０内に設けられ、筒状部３０内の温度を検出する熱電対４０と、を有するセンサバーナ１０を備える。第１炎孔２３から噴出する混合ガスの流速は、第２炎孔２４から噴出する混合ガスの流速よりも大きい。【選択図】図４

Description

本発明は、給湯器に関する。

特許文献１に開示される給湯器は、センサバーナ、及び制御装置を備える。この給湯器において、センサバーナは、バーナプレート、筒状部、及び熱電対を有する。バーナプレートには、燃料用のガスと空気の混合気が噴出する炎口が設けられている。筒状部は、炎口から混合気が噴出する上方側に延びている。熱電対は、筒状部を貫通して配置され、筒状部内に位置する先端部にて筒状部内の火炎の温度を検出する。制御装置は、熱電対によって検出される温度に基づいて、完全燃焼状態を維持するように、混合気の混合比調整等の制御を行う。

特開２００９－３０００４０号公報

特許文献１に開示される給湯器のようなものでは、センサバーナの筒状部に供給される混合気中の酸素濃度が低下した場合、火炎が上方側（下流側）に浮き上がる状態（リフト状態）が生じる。このようなリフト状態が生じると、熱電対で生じる起電力が変化する。この種の給湯器は、このような起電力の変化が生じた場合に、適切な制御（例えば、混合気の遮断等）を行うことで、不完全燃焼を未然に防ぐことができる。

しかしながら、特許文献１に開示されるセンサバーナを含め、従来のセンサバーナは、酸素濃度が低下するように変化したときに、火炎が上方側に浮き上がる反応が遅い又は浮き上がりにくい場合があり、その場合、酸素濃度が低下したことを検出するまでに時間がかかってしまう。

本開示は、給湯器内のセンサバーナに供給される混合ガス中の酸素濃度の低下をより迅速に検出し得る技術を提供することを一つの目的とする。

本開示の一つである給湯器は、
燃焼用ガスと空気とを混合した混合ガスが噴出する炎孔を有する燃焼プレートと、
前記燃焼プレートの下流側且つ上方側に設けられ、前記炎孔から噴出された混合ガスが通過する筒状部と、
前記筒状部内に配置され、前記筒状部内の温度を検出する熱電対と、
を有し、前記炎孔の上方で火炎を生じさせるセンサバーナを備える給湯器であって、
前記炎孔は、複数の第１炎孔を有する第１炎孔群と、前記第１炎孔とは異なる第２炎孔を複数有する第２炎孔群と、を含み、
前記第１炎孔から噴出する混合ガスの流速は、前記第２炎孔から噴出する混合ガスの流速よりも大きい。

本開示の一つである給湯器は、
燃焼用ガスと空気とを混合した混合ガスが噴出する炎孔を有する燃焼プレートと、
前記燃焼プレートの下流側且つ上方側に設けられ、前記炎孔から噴出された混合ガスが通過する筒状部と、
前記筒状部内に配置され、前記筒状部内の温度を検出する熱電対と、
を有するセンサバーナを備える給湯器であって、
前記炎孔は、複数の第１炎孔を有する第１炎孔群と、前記第１炎孔とは異なる第２炎孔を複数有する第２炎孔群と、を含み、
記第１炎孔の入口から出口までの長さは、前記第２炎孔の入口から出口までの長さよりも短い。

本開示に係る技術は、給湯器内のセンサバーナに供給される混合ガス中の酸素濃度の低下をより迅速に検出し得る。

図１は、実施例１の給湯器の概要を示す模式図である。 図２は、給湯器の電気的構成を例示するブロック図である。 図３は、センサバーナの燃焼プレートの斜視図である。 図４は、混合ガス中の酸素濃度が十分であるときのセンサバーナ及び火炎を概略的に示す説明図である。 図５は、第１炎孔からの火炎がリフトした状態のときのセンサバーナ及び火炎を概略的に示す説明図である。 図６は、従来構成のセンサバーナの燃焼プレートの斜視図である。 図７は、従来構成のセンサバーナにおいて第１炎孔からの火炎がリフトした状態のときのセンサバーナ及び火炎を概略的に示す説明図である。

以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。なお、以下で例示される〔１〕～〔６〕の特徴は、矛盾しない組み合わせでどのように組み合わされてもよい。

〔１〕燃焼用ガスと空気とを混合した混合ガスが噴出する炎孔を有する燃焼プレートと、
前記燃焼プレートの下流側且つ上方側に設けられ、前記炎孔から噴出された混合ガスが通過する筒状部と、
前記筒状部内に配置され、前記筒状部内の温度を検出する熱電対と、
を有し、前記炎孔の上方で火炎を生じさせるセンサバーナを備える給湯器であって、
前記炎孔は、複数の第１炎孔を有する第１炎孔群と、前記第１炎孔とは異なる第２炎孔を複数有する第２炎孔群と、を含み、
前記第１炎孔から噴出する混合ガスの流速は、前記第２炎孔から噴出する混合ガスの流速よりも大きい
給湯器。

〔１〕に記載の給湯器では、センサバーナに供給される混合ガス中の酸素濃度が低下した場合に、火炎が上方側（下流側）に浮き上がる状態（リフト状態）が生じ得る。そして、第１炎孔から噴出する混合ガスの流速が第２炎孔から噴出する混合ガスの流速よりも大きくなるように第１炎孔及び第２炎孔が構成されるため、混合ガス中の酸素濃度が低下することに応じて火炎が上方側（下流側）へ浮き上がろうと変化する際に、第１炎孔側により混合ガスが流れ込みやすく、第１炎孔側がより迅速に反応しやすい。従って、上記の酸素濃度が大きく低下するように変化した場合に、応答性良くリフト状態が促進される領域を部分的に生じさせ、熱電対によって検出される温度をより迅速に変化させることができる。

〔２〕前記第１炎孔の入口から出口までの長さは、前記第２炎孔の入口から出口までの長さよりも短い〔１〕に記載の給湯器。

〔２〕に記載の給湯器は、第１炎孔の入口から出口までの長さを相対的に短くするという簡易な構造を利用し、第１炎孔から噴出する混合ガスの流速を大きくすることができる。

〔３〕燃焼用ガスと空気とを混合した混合ガスが噴出する炎孔を有する燃焼プレートと、
前記燃焼プレートの下流側且つ上方側に設けられ、前記炎孔から噴出された混合ガスが通過する筒状部と、
前記筒状部内に配置され、前記筒状部内の温度を検出する熱電対と、
を有するセンサバーナを備える給湯器であって、
前記炎孔は、複数の第１炎孔を有する第１炎孔群と、前記第１炎孔とは異なる第２炎孔を複数有する第２炎孔群と、を含み、
記第１炎孔の入口から出口までの長さは、前記第２炎孔の入口から出口までの長さよりも短い
給湯器。

〔３〕に記載の給湯器は、センサバーナに供給される混合ガス中の酸素濃度が低下した場合に、火炎が上方側（下流側）に浮き上がる状態（リフト状態）が生じる。そして、第１炎孔における入口から出口までの長さが第２炎孔の入口から出口までの長さよりも短いため、第１炎孔の長さが第２炎孔の長さと同等である構成と比較して、第１炎孔での流速が高められる。従って、混合ガス中の酸素濃度が低下することに応じて火炎が上方側（下流側）へ浮き上がろうと変化する際に、第１炎孔に混合ガスが流れ込みやすく、第１炎孔側がより迅速に反応しやすい。ゆえに、上記の酸素濃度が大きく低下するように変化した場合に、応答性良くリフト状態が促進される領域を部分的に生じさせ、熱電対によって検出される温度をより迅速に変化させることができる。

〔４〕前記燃焼プレートの上面部は、前記第１炎孔群の出口が設けられる第１上面部と、前記第２炎孔群の出口が設けられる第２上面部と、を含み、
前記第１上面部が前記第２上面部よりも下方側に位置する段差が構成されている
〔１〕から〔３〕のいずれかに記載の給湯器。

〔４〕に記載の給湯器は、第１炎孔群の出口が設けられる第１上面部が、第２炎孔群の出口が設けられる第２上面部に対して下方側に位置するため、第１炎孔群からの火炎と第２炎孔群からの火炎とが連続することを遮りやすい。従って、この給湯器は、混合ガス中の酸素濃度が低下する変化が生じた場合に、第１炎孔群からの火炎がリフトしやすい。

〔５〕前記第１上面部は、前記燃焼プレートの前記上面部における中央側に設けられ、
前記第２上面部は、前記燃焼プレートの前記上面部における前記第１上面部を囲んで設けられ、
前記段差は、環状に構成されている
〔４〕に記載の給湯器。

〔５〕に記載の給湯器は、第１上面部を囲む第２上面部が第１上面部よりも上方側に位置するため、第１上面部周りの全周で、第１炎孔群からの火炎と第２炎孔群からの火炎とが連続することを遮りやすい。しかも、この給湯器は、「燃焼プレートの上面部の中央部分を凹ませる」という簡易な構成によって上記効果を生じさせることができる。

〔６〕前記熱電対は、前記燃焼プレートの板厚方向において前記第１炎孔と重なっている
〔１〕から〔５〕のいずれかに記載の給湯器。

〔６〕に記載の給湯器では、熱電対が第１炎孔に対して下流で重なる位置にあるため、第１炎孔からの火炎に当たり易い。従って、筒状部に供給される混合ガス中の酸素濃度が低下することに伴って火炎のリフトが生じた場合に、熱電対において温度変化が迅速に生じやすい。ゆえに、この給湯器は、混合ガス中の酸素濃度の低下をより迅速に検出しやすい。

＜第１実施形態＞
以下では、第１実施形態のセンサバーナ１０を備えた給湯器１等が説明される。

１．給湯器１の概要
給湯器１は、送風機にて混合気用の一次空気を供給する強制燃焼方式の燃焼装置である。具体的には、図１に示すように、給湯器１は、メインバーナ３、熱交換機５、流量調整弁７、送風機８、水量制御モータ９、センサバーナ１０、及び制御装置１３（図２参照）を備えている。メインバーナ３は、ガスを燃焼させることにより給湯用の水（ 以下、給湯水という。） を加熱する。熱交換機５は、メインバーナ３により加熱される給湯水が流通する。流量調整弁７は、メインバーナ３に供給するガスの量を制御する比例制御方式の調整弁である。送風機８は、混合気用の空気を供給する。水量制御モータ９は、熱交換機５に流通させる給湯水の量を調整するモータである。制御装置１３は、流量調整弁７、送風機８等を制御する装置である。

給湯器１は、図１に示すように、さらに、第１開閉弁７Ａ、第２開閉弁７Ｂ、及び第３開閉弁７Ｃを備えている。第１開閉弁７Ａは、給湯器１に供給されるガスの供給口を開閉する電磁弁である。第２開閉弁７Ｂは、流量調整弁７とメインバーナ３とを繋ぐガス通路を開閉する電磁弁である。これらの開閉弁７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、制御装置１３により制御される。なお、ここで例示される開閉弁の配置や数はあくまで例示である。例えば、第１開閉弁７Ａの下流側に２つの電磁弁（第２開閉弁７Ｂ及び第３開閉弁７Ｃ）が設けられているが、電磁弁の数は２つに限定されない。

センサバーナ１０は、メインバーナ３の燃焼状態を検出するために設けられたバーナである。センサバーナ１０では、混合ガス（ガス及び一次空気の一部）が供給されて燃焼が実行される。センサバーナ１０に供給される混合ガスの混合比は、メインバーナに供給される混合ガスの混合比とは異なる。センサバーナ１０は、後述する炎孔２３，２４の上方で火炎を生じさせる。本開示において、上下方向は、後述する燃焼プレート２０の軸Ａ１の軸方向（図３参照）、及び筒状部３０の軸の軸方向に相当する。燃焼プレート２０の外周面の大部分又は全部は、軸Ａ１を中心とする円筒面である。本構成では、筒状部３０の外周面の大部分又は全部は、所定の軸を中心とする円筒面であり、この軸の方向が上下方向である。なお、本構成では、各炎孔２３，２４が延びる方向が上下方向となっている。燃焼プレート２０に着目した場合、燃焼プレート２０における上方側は、上記上下方向において各出口２３Ｂ，２４Ｂが設けられる側である。燃焼プレート２０において上方側は、混合ガスの流れの下流側に相当する。燃焼プレート２０における下方側は、上記上下方向において各入口２３Ａ，２４Ａが設けられる側である。燃焼プレート２０における下方側は、混合ガスの流れの上流側に相当する。筒状部３０において、下方側は、筒状部３０に対して混合ガスが導入される側であり、図４の例では、燃焼プレート２０が配置された側である。筒状部３０において、上方側は、筒状部３０から燃焼後の排気が流出する側である。

２．制御装置の構成
制御装置１３は、上述したように、流量調整弁７、各開閉弁７Ａ，７Ｂ，７Ｃ、及び送風機８等を制御する。この制御装置１３には、図２に示すように、センサバーナ１０から出力される火炎温度を示す信号（後述する熱電対４０の出力） が入力されるとともに、ユーザにより設定、操作される操作パネル１３Ａが接続されている。

制御装置１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータにて構成されたものである。この制御装置１３は、ＲＯＭに予め記憶されているプログラムに従って流量調整弁７等を制御する。

メインバーナ３に供給される一次空気や燃焼ガスの排出が滞ると、メインバーナ３の燃焼状態が変化し、これに連動してセンサバーナ１０の燃焼状態が不完全燃焼状態に遷移するため、熱電対４０から出力される信号（起電圧）が変化する。

制御装置１３は、熱電対４０から出力される信号により不完全燃焼状態を検出すると、センサバーナ１０が完全燃焼状態となるように流量調整弁７や送風機８を制御する。また、センサバーナ１０は、メインバーナ３より燃焼状態が大きく変化するように設定されているので、センサバーナ１０の燃焼状態を監視し、センサバーナ１０の燃焼状態を完全燃焼状態に維持することにより、メインバーナ３の不完全燃焼を未然に防止することができる。

３．センサバーナの構造
センサバーナ１０は、図３、図４に示すように、燃焼プレート２０、筒状部３０、及び熱電対４０を有している。

燃焼プレート２０は、図３に示すように、円板状の本体部２１を有している。燃焼プレート２０は、セラミックス等の耐火性及び断熱性に優れた材料等によって構成されている。燃焼プレート２０の少なくとも一部は、筒状部３０内に挿入されている。

本体部２１には、図３に示すように、溝部２２が設けられている。溝部２２は、本体部２１の一方面（燃焼プレート２０が筒状部３０に組み付けられた状態（図４参照）の下流側の面）から他方面（上流側の面）に向かって凹んでいる。溝部２２は、一方面（下流側の面）の中央（中心を含む部分）に設けられている。溝部２２は、平面視円形状である。溝部２２の軸は、例えば本体部２１の軸Ａ１と一致している。

本体部２１には、図３、図４に示すように、第１炎孔群２３Ｚ、及び第２炎孔群２４Ｚが設けられている。第１炎孔群２３Ｚは、複数の第１炎孔（主炎孔）２３を有している。第２炎孔群２４Ｚは、第１炎孔２３とは異なる第２炎孔（袖火炎孔）２４を複数有している。第１炎孔２３、及び第２炎孔２４は、本開示の「炎孔」の一例に相当する。第１炎孔２３は、相対的に大きな火炎を形成する孔であり、加熱に大きく寄与する主炎を生じさせるための炎孔である。第２炎孔２４は、袖火を生成して第１炎孔２３からの火炎を保炎する孔である。第１炎孔２３の径は、第２炎孔２４の径と同じである。第１炎孔２３及び第２炎孔２４は、本体部２１を板厚方向（上下方向）に貫通している。第１炎孔２３及び第２炎孔２４は、上下方向に延びる直線状である。第１炎孔２３の入口２３Ａ、及び第２炎孔２４の入口２４Ａは、本体部２１の下面部２１Ａに設けられている。第１炎孔２３の入口２３Ａ、及び第２炎孔２４の入口２４Ａは、後述する混合管（図示略）側に開放されている。第１炎孔２３、及び第２炎孔２４は、燃焼用ガスと空気とを混合した混合ガスを噴出する。

第１炎孔２３は、図３、図４に示すように、本体部２１の上面部２１Ｂにおける中央側に設けられている。第１炎孔２３は、上面部２１Ｂの第１上面部Ｐ１に設けられている。第１上面部Ｐ１は、溝部２２の底面部（上面部２１Ｂの中央側部分）である。第１炎孔２３の出口２３Ｂは、第１上面部Ｐ１に設けられている。複数の第１炎孔２３は、例えば、第１上面部Ｐ１において本体部２１の軸Ａ１を中心とした多層リング状に配列されている。

第２炎孔２４は、図３、図４に示すように、燃焼プレート２０の上面部２１Ｂにおける外縁部側に設けられている。第２炎孔２４は、上面部２１Ｂの第２上面部Ｐ２に設けられている。第２上面部Ｐ２は、上面部２１Ｂにおいて第１上面部Ｐ１を囲んで設けられている。第２炎孔２４の出口２４Ｂは、第２上面部Ｐ２に設けられている。複数の第２炎孔２４は、第２上面部Ｐ２において本体部２１の軸Ａ１を中心とする周方向に沿って等間隔に配列されている。

第１上面部Ｐ１が第２上面部Ｐ２よりも下方側に位置する段差２５が構成されている。段差２５は、本体部２１の軸Ａ１を中心とする円環状に設けられている。

第１炎孔２３の入口２３Ａから出口２３Ｂまでの長さは、第２炎孔２４の入口２４Ａから出口２４Ｂまでの長さよりも短い。第１炎孔２３の入口２３Ａから出口２３Ｂまでの長さは、下面部２１Ａと第１上面部Ｐ１との間の距離（図４に示すＬ１）である。第２炎孔２４の入口２４Ａから出口２４Ｂまでの長さは、下面部２１Ａと第２上面部Ｐ２との間の距離（図４に示すＬ２）である。第１炎孔２３を通過する混合ガスの経路は、第２炎孔２４を通過する混合ガスの経路よりも短い。また、上述したように、第１炎孔２３の径は、第２炎孔２４の径と同じである。そのため、第１炎孔２３から噴出する混合ガスの流速は、第２炎孔２４から噴出する混合ガスの流速よりも大きくなる。

センサバーナ１０は、例えば図示しない混合管が設けられている。混合管は、燃焼用ガスと空気を混合した混合ガスを、燃焼プレート２０を介して筒状部３０内に供給する。混合管の内部には、燃焼用ガスと空気とを混合される混合空間が設けられている。混合管には、燃焼用ガス、及び空気が導入される。

筒状部３０は、図４に示すように、円筒状である。筒状部３０は、ステンレス等の耐食性に優れた金属材料等によって構成されている。筒状部３０の一部（図４に示す上端部分）は、燃焼プレート２０の下流側且つ上方側に設けられている。筒状部３０内には、燃焼プレート２０の一部（図４に示す上端側部分）が挿入されている。筒状部３０の軸方向は、燃焼プレート２０の本体部２１の軸Ａ１の軸方向と平行である。筒状部３０は、第１炎孔２３から生じる火炎、及び第２炎孔２４から生じる火炎を保護する。第１炎孔２３及び第２炎孔２４から噴出された混合ガスは、筒状部３０の内部空間を通過する。

熱電対４０は、図４に示すように、筒状部３０内に露出するように設けられている。熱電対４０は、筒状部３０内の温度を検出する。熱電対４０は、筒状部３０をその径方向に貫通する。熱電対４０は、筒状部３０内に位置する先端部にて筒状部３０内の火炎の温度を検出する。

熱電対４０は、図４に示すように、燃焼プレート２０の板厚方向（図３に示す軸Ａ１に沿う方向）において第１炎孔２３と重なっている。具体的には、熱電対４０の先端部は、軸Ａ１の軸方向から見て第１炎孔２３に対して下流側から重なっている。このように、熱電対４０が第１炎孔２３に対して重なる位置にあるため、第１炎孔２３からの火炎に当たり易い。そのため、酸素濃度の低下に基づく筒状部３０内の温度の変化を検出し易くなるため、筒状部３０に供給される混合ガス中の酸素濃度の低下をより早く検出することができる。

４．センサバーナの燃焼制御
センサバーナ１０の燃焼が実行されると、図４に示すように、第１炎孔２３から混合ガスが噴出して、第１炎孔２３からの火炎が生じる。また、第２炎孔２４から混合ガスが噴出して、第２炎孔２４からの火炎が生じる。熱電対４０は、筒状部３０内の温度（より具体的には第１炎孔２３からの火炎の温度）を検出する。

センサバーナ１０では、筒状部３０に供給される混合ガス中の酸素濃度が低下した場合、図５に示すように、第１炎孔２３からの火炎が下流側にリフトする（浮き上がる）現象がみられる。そこで、本開示のセンサバーナ１０では、第１炎孔２３から噴出する混合ガスの流速が第２炎孔２４から噴出する混合ガスの流速よりも大きくする構成としており、第１炎孔２３からの火炎の下流側へのリフト（浮き上がり）を第２炎孔２４からの火炎の下流側へのリフト（浮き上がり）に対して早めることができる。

熱電対４０によって検出される温度は、火炎のリフト（浮き上がり）によって変化する。例えば、図４に示す火炎のリフト前の状態では、熱電対４０は、比較的温度の高い外炎Ｆ１に近く、比較的温度の低い内炎Ｆ２から遠い位置にある。これに対し、筒状部３０に供給される混合ガス中の酸素濃度が低下し始めると、図５の実線で示すような火炎のリフト状態が迅速に生じ、更に促進されると図５の二点鎖線のような一層のリフト状態に迅速に移行する。図５のようなリフト状態では、熱電対４０は、比較的温度の高い外炎Ｆ１から遠く、比較的温度の低い内炎Ｆ２に近い位置にある。ゆえに、熱電対４０に生じる起電力が低下することになる。

センサバーナ１０は、「第１炎孔２３から噴出する混合ガスの流速」が「第２炎孔２４から噴出する混合ガスの流速」よりも大きくなるように第１炎孔２３及び第２炎孔２４が構成されている。そのため、混合ガス中の酸素濃度が低下することに応じて火炎が上方側（下流側）へ浮き上がろうと変化する際には、第１炎孔２３側に、より混合ガスが流れ込みやすく、第１炎孔２３側がより迅速に反応しやすい。つまり、図５のような状態が迅速に発生しやすい。従って、上記の酸素濃度が大きく低下するように変化した場合に、応答性良くリフト状態が促進される領域を部分的に生じさせ、熱電対４０によって検出される温度をより迅速に変化させることができる。

例えば、制御装置１３は、熱電対４０によって検出される起電力の低下量が、予め設定された起電力の低下量となった場合に、混合ガスの供給を遮断する制御を行う。これにより、メインバーナ３の不完全燃焼を未然に防止することができる。なお、制御装置１３は、熱電対４０によって検出される起電力の値が、予め設定された所定の閾値を下回った場合に、混合ガスの供給を遮断する制御を行ってもよい。また、制御装置１３は、熱電対４０によって検出される起電力の低下率が、予め設定してある起電力の低下率となった場合に、混合ガスの供給を遮断する制御を行ってもよい。

図６、図７は、従来構成のセンサバーナ２１０の構成を説明する図である。図６、図７に示すように、従来構成の燃焼プレート２２０は、本開示の溝部２２に相当する構成が設けられていない。第１炎孔２２３の入口から出口までの長さは、第２炎孔２２４の入口から出口までの長さと同じである。そのため、第１炎孔２２３から噴出する混合ガスの流速は、第２炎孔２２４から噴出する混合ガスの流速と同程度となる。そのため、混合ガス中の酸素濃度が低下することに応じて火炎が上方側（下流側）へ浮き上がろうと変化する際に、第１炎孔２２３側に混合ガスが流れ込みやすくはならず、第１炎孔２２３側がより迅速に反応しやすくなることもない。つまり、第１炎孔２２３側と第２炎孔２２４側とでは混合ガスの流入速度に大きな差が生じにくく、火炎のリフトは局所的な偏りが抑えられた形で、図７の二点鎖線のように全体的に浮き上がる。従って、上記の酸素濃度が大きく低下するように変化した場合に、本開示のセンサバーナ１０のように応答性良くリフト状態が促進される領域を部分的に生じさせることができず、熱電対４０によって検出される温度をより迅速に変化させることが難しい。

本開示のセンサバーナ１０は、第２炎孔２４から噴出する混合ガスの流速が第１炎孔２３から噴出する混合ガスの流速よりも小さいため、第１炎孔２３からの火炎を第２炎孔２４からの火炎によって保炎しやすくなっている。このため、筒状部３０に供給される混合ガス中の酸素濃度の低下が小さい場合等に、熱電対４０の起電力の変化を抑制して、不用意に混合ガスの供給が遮断されることを抑制することができる。

本開示のセンサバーナ１０は、第１炎孔２３の出口２３Ｂが設けられる第１上面部Ｐ１と、第２炎孔２４の出口２４Ｂが設けられる第２上面部Ｐ２とによって段差２５が構成されているため、第１炎孔２３からの火炎と第２炎孔２４からの火炎との間の縁を切りやすくなっている。そのため、混合ガス中の酸素濃度に低下傾向が生じる場合に、迅速に第１炎孔２３からの火炎をリフトさせる（浮き上がらせる）ことができる。一方で、混合ガス中の酸素濃度の低下が許容範囲（検出を望まない程度の低下度合い）である場合には、燃焼プレート２０から離れた火炎が燃焼プレート２０の下流側で第２炎孔２４からの火炎によって保炎されるため、不用意な酸素濃度の低下の検出を抑制することができる。さらに、このように、燃焼プレート２０からわずかに離れた第１炎孔２３からの火炎は、燃焼プレート２０に近接して燃焼する場合に比べて酸素濃度の低下に対して影響を受け易い。そのため、酸素濃度がさらに低下して許容範囲を外れた場合には、火炎を迅速にリフトさせることができ、酸素濃度の低下を迅速に検出することができる。

５．効果の例
本開示の給湯器１では、センサバーナ１０に供給される混合ガス中の酸素濃度が低下した場合に、火炎が上方側（下流側）に浮き上がる状態（リフト状態）が生じ得る。そして、第１炎孔２３から噴出する混合ガスの流速が第２炎孔２４から噴出する混合ガスの流速よりも大きくなるように第１炎孔２３及び第２炎孔２４が構成されるため、混合ガス中の酸素濃度が低下することに応じて火炎が上方側（下流側）へ浮き上がろうと変化する際に、第１炎孔２３側により混合ガスが流れ込みやすく、第１炎孔２３側がより迅速に反応しやすい。従って、上記の酸素濃度が大きく低下するように変化した場合に、応答性良くリフト状態が促進される領域を部分的に生じさせ、熱電対４０によって検出される温度をより迅速に変化させることができる。

本開示の給湯器１は、「異なるガス成分を流入させる場合に、ガス成分毎にリフト状態の起こりやすさが異なる」という問題に対して対策することができる。
例えば、給湯器の分野では、プロパン系のガスよりも天然ガス系のガスを使用した時のほうが、リフトが発生しやすいという事情がある。この事情は、プロパン系のガスのほうが天然ガス系のガスよりも燃焼スピードが速いためリフトが発生しにくいということに起因する。そして、図７のような構造のものでは、プロパン系と天然ガス系のリフトの発生度合いの相違が顕著に表れる。このような事情があるため、同一構造の給湯器に対して異なるガス種が適用される場合にはリフトの発生を検出する難易度が高くなってしまう。このような問題に対し、本構成の給湯器１は、図３のように炎口群に段差２５を設けることにより、第１炎孔群２３Ｚの流速を相対的に高めることができ、中央側のリフトを促進することができる。よって、図５のような状態になりやすい。そして、図５の二点鎖線のような状態では、火炎部の火炎基部の流速は第１炎孔群２３Ｚの流速よりも小さくなる（遅くなる）ため、火炎が維持されやすい。このような状態が維持されるため、リフト発生がしやすくなり、プロパン系のガスを燃焼させる場合でも、リフトの発生しやすさは、天然ガス系のガスを燃焼させる場合に近くなる。

本開示の給湯器１では、第１炎孔２３の入口２３Ａから出口２３Ｂまでの長さは、第２炎孔２４の入口２４Ａから出口２４Ｂまでの長さよりも短い。これにより、第１炎孔２３の入口２３Ａから出口２３Ｂまでの長さを相対的に短くするという簡易な構造を利用し、第１炎孔２３から噴出する混合ガスの流速を大きくすることができる。

本開示の給湯器１では、第１炎孔２３の出口２３Ｂが設けられる第１上面部Ｐ１が、第２炎孔２４の出口２４Ｂが設けられる第２上面部Ｐ２に対して下方側に位置するため、第１炎孔２３からの火炎と第２炎孔２４からの火炎との間の縁を切りやすくなる。そのため、混合ガス中の酸素濃度に低下傾向が生じる際に、第１炎孔２３からの火炎をリフトさせやすくなる。

本開示の給湯器１では、第１上面部Ｐ１の外周に設けられる面部（第２上面部Ｐ２）が上方側に位置するため、第１上面部Ｐ１周りの全周で第１炎孔２３からの火炎と第２炎孔２４からの火炎との間の縁を切りやすくなる。また、燃焼プレート２０の上面部２１Ｂにおける中央部分を凹ませる簡易な構成によって、環状の段差２５を容易に形成することができる。

本開示の給湯器１では、熱電対４０が第１炎孔２３に対して下流で重なる位置にあるため、第１炎孔２３からの火炎に当たり易い。そのため、酸素濃度の低下に基づく筒状部３０内の温度の変化を検出し易くなるため、筒状部３０に供給される混合ガス中の酸素濃度の低下をより早く検出することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。さらに、上述された実施形態は、次のように変更されてもよい。

上述の実施形態において、第１上面部Ｐ１と第２上面部Ｐ２とによって段差２５が構成されていたが、第１上面部Ｐ１が第２上面部Ｐ２よりも上流側に位置する構成であれば、その他の構成であってもよい。例えば、燃焼プレート２０は、溝部２２の代わりにすり鉢状（上流側に凸となる湾曲形状）の凹部が設けられており、凹部における底部（第１上面部Ｐ１に相当する上面部）に第１炎孔が設けられ、凹部における外周側の上面部（第２上面部Ｐ２に相当する上面部）に第２炎孔が設けられていてもよい。このような構成によっても、第１炎孔を介して噴出する混合ガスの経路の長さが、第２炎孔を介して噴出する混合ガスの経路の長さよりも短くなる。

上述の実施形態の説明では、第１炎孔２３の径が第２炎孔２４の径と同じであったが、異なっていてもよい。

上述の実施形態において、第１炎孔２３の数及び第２炎孔２４の数は、特に限定されない。また、第１炎孔２３の出口２３Ｂ及び第２炎孔２４の出口２４Ｂは、それぞれ第１上面部Ｐ１及び第２上面部Ｐ２に設けられる構成であれば、配列の仕方等の配置構成は特に限定されない。

上述の実施形態において、熱電対４０が燃焼プレート２０の板厚方向（軸Ａ１に沿う方向）において第１炎孔２３と重なる構成を例示したが、熱電対４０が第１炎孔２３に重ならずに第１上面部Ｐ１に重なる構成であってもよい。

なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示された範囲内又は特許請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１…給湯器
３…メインバーナ
５…熱交換機
７…流量調整弁
７Ａ…第１開閉弁
７Ｂ…第２開閉弁
７Ｃ…第３開閉弁
８…送風機
９…水量制御モータ
１０…センサバーナ
１３…制御装置
１３Ａ…操作パネル
２０…燃焼プレート
２１…本体部
２１Ａ…上面部
２１Ｂ…下面部
２２…溝部
２３…第１炎孔（炎孔）
２３Ａ…入口
２３Ｂ…出口
２３Ｚ…第１炎孔群
２４…第２炎孔（炎孔）
２４Ａ…入口
２４Ｂ…出口
２４Ｚ…第２炎孔群
２５…段差
２６…第１流路
２７…第２流路
３０…筒状部
４０…熱電対
Ａ１…軸
Ｆ１…外炎
Ｆ２…内炎
Ｐ１…第１上面部
Ｐ２…第２上面部

Claims (6)

1. 燃焼用ガスと空気とを混合した混合ガスが噴出する炎孔を有する燃焼プレートと、
   前記燃焼プレートの下流側且つ上方側に設けられ、前記炎孔から噴出された混合ガスが通過する筒状部と、
   前記筒状部内に配置され、前記筒状部内の温度を検出する熱電対と、
   を有し、前記炎孔の上方で火炎を生じさせるセンサバーナを備える給湯器であって、
   前記炎孔は、複数の第１炎孔を有する第１炎孔群と、前記第１炎孔とは異なる第２炎孔を複数有する第２炎孔群と、を含み、
   前記第１炎孔から噴出する混合ガスの流速は、前記第２炎孔から噴出する混合ガスの流速よりも大きい
   給湯器。
2. 前記第１炎孔の入口から出口までの長さは、前記第２炎孔の入口から出口までの長さよりも短い
   請求項１に記載の給湯器。
3. 燃焼用ガスと空気とを混合した混合ガスが噴出する炎孔を有する燃焼プレートと、
   前記燃焼プレートの下流側かつ上方側に設けられ、前記炎孔から噴出された混合ガスが通過する筒状部と、
   前記筒状部内に配置され、前記筒状部内の温度を検出する熱電対と、
   を有する前記炎孔の上方で火炎を生じさせるセンサバーナを備える給湯器であって、
   前記炎孔は、複数の第１炎孔を有する第１炎孔群と、前記第１炎孔とは異なる第２炎孔を複数有する第２炎孔群と、を含み、
   前記第１炎孔の入口から出口までの長さは、前記第２炎孔の入口から出口までの長さよりも短い
   給湯器。
4. 前記燃焼プレートの上面部は、前記第１炎孔群の出口が設けられる第１上面部と、前記第２炎孔群の出口が設けられる第２上面部と、を含み、前記第１上面部が前記第２上面部よりも下方側に位置する段差が構成されている
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の給湯器。
5. 前記第１上面部は、前記燃焼プレートの前記上面部における中央側に設けられ、
   前記第２上面部は、前記燃焼プレートの前記上面部における前記第１上面部を囲んで設けられ、
   前記段差は、環状に構成されている
   請求項４に記載の給湯器。
6. 前記熱電対は、前記燃焼プレートの板厚方向において前記第１炎孔と重なっている
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の給湯器。

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