JP3403853B2 - ガス燃焼機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス燃焼機器に関し、詳
しくは燃焼炎の状態を検出して不完全燃焼を防止するガ
ス燃焼機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、不完全燃焼を生じる前にその
傾向を検出して空燃比制御を行なうガス燃焼機器が知ら
れている。一例として、空燃比制御装置を内蔵した給湯
器を図２を用いて説明する。給湯器は、燃料ガスと一次
空気との混合気を燃焼するバーナ１と、燃焼熱により水
を加熱する熱交換器２０と、熱交換器２０とバーナ１間
で燃焼空間を形成する燃焼室３１とバーナ１に二次空気
を供給する送風機３０を備える。

【０００３】バーナ１には、燃焼炎による電気伝導作用
と整流作用によって炎電流を流すフレームロッド２が設
けられ、炎電流の監視を行う燃焼コントローラ２６へ電
気的に接続される。燃焼コントローラ２６は、ガス流路
の開閉を行なう電磁弁２８とガス供給量を調節するガス
量調節器２７と空気を供給する送風機３０と電気的に接
続され、炎電流の低下が検出されれば電磁弁２８を閉じ
ガスの供給停止あるいはガス量調節器２７へ調節指令を
出してガス量調節を行なったり送風機３０の回転数を変
えて空気量の調節を行なう。

【０００４】フレームロッド２は、バーナ１の燃焼炎に
臨み、室内が燃焼排ガスにより酸欠雰囲気になったり、
または、燃焼室３１が熱交換器２０の詰りにより空気不
足になり、燃焼炎がリフティングを起こし始めると炎電
流が低下する。従って、燃焼コントローラ２６は、炎電
流値から、酸欠状態の検知、熱交換器２０の閉塞状態の
検知、不着火、燃焼炎の消失有無の判定を行ない、異常
と判定すれば直ちにガス供給停止あるいはガス量，空気
量の調節を行ない不完全燃焼を防止する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炎電流
の判定用しきい値は、種々のガス種，ガス圧，燃焼量等
の全ての条件に適応するように設定されているためフレ
ームロッドの取り付け位置やバーナの炎口寸法の僅かな
バラツキにより不完全燃焼が生じ始める空気不足状態に
なってもフレームロッドに流れる炎電流が所定値まで低
下せず、そのため燃焼異常と判断されず不完全燃焼が生
じてしまうことが有った。また、炎電流の判定用しきい
値を高い値に設定すれば、ある程度取り付け位置やバー
ナの炎口寸法のバラツキがあってもフレームロッドに流
れる炎電流を所定値より低下させることができるものの
今度は空気不足していないにもかかわらず空気不足と判
定してしまい誤動作するという問題が有った。

【０００６】そのために、フレームロッドの取り付け位
置やバーナの炎口寸法の作製に細心の注意を払い、例え
ば、各部品の精度を上げて、組み合せ寸法のばらつきを
小さくし、微妙な良好範囲内で作製しなければならなか
った。

【０００７】本発明のガス燃焼機器は上記課題を解決
し、空気不足を確実に検出することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１記載のガス燃焼機器は、送風機により二次
空気が周囲に流れるバーナを備え、上記バーナに配列さ
れた複数の炎口の一部を炎検出用炎口とすると共に、上
記炎検出用炎口に形成される炎の状態を検出する炎検出
センサーを設け、上記炎検出センサーの出力に応じて燃
焼を制御するガス燃焼機器において、上記炎検出センサ
ーを臨ませた上記炎検出用炎口に形成される炎に二次空
気の接触を妨げる邪魔板を炎に沿うように設けることに
より、空気不足時での上記炎検出用炎口に形成される火
炎のリフティングを促進することを要旨とする。

【０００９】また、請求項２記載のガス燃焼機器は、請
求項１記載の発明において、上記邪魔板は、先端部が上
記炎検出用炎口に形成される炎の側に折れ曲がっている
ことを要旨とする。

【００１０】

【作用】上記構成を有する本発明の請求項１記載のガス
燃焼機器では、邪魔板で炎検出センサーを臨ませた炎検
出用炎口に形成される炎の二次空気の接触を妨げたので
空気不足時の炎のリフティング状態が促進され炎検出セ
ンサーの検出値が大きく低下し、空気不足になったこと
の判断が正確かつ容易にできる。

【００１１】また、請求項２記載の燃焼装置は、邪魔板
の先端部を炎検出用炎口に形成される炎の側に折り曲げ
たので邪魔板の炎口側に燃焼炎が充満して圧力が高くな
り周りから２次空気が入り難くなり外乱の影響を受けな
い。従って、空気不足時に炎がふらついてセンサー検出
範囲内に入ったり出たりすることが無く安定したリフト
状態を保持する。この結果、センサーの検出が安定す
る。

【００１２】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明のガス燃焼器の好適な実施
例である給湯器について説明する。尚、本実施例のガス
燃焼器の特徴はフレームロッドを臨ませた炎検出用炎口
に形成される炎の二次空気の接触を妨げる邪魔板を設け
たことにあり、給湯器の基本的な構成については従来例
と同一であり、共通部分については、同一符号を付して
説明を省略する。

【００１３】一実施例としての給湯器に設けられた炎検
出センサーを図１を用いて説明する。（イ）は平面図、
（ロ）は正面図、（ハ）は側断面図を示している。バー
ナ１は、適当な間隔をあけて並列に複数設けられ、図示
しないバーナ固定板によって均等な間隔に保たれ一体に
固定され、そのバーナ１間を送風機３０による二次空気
が下方から上方に流れる。この最前列のバーナ１に、フ
レームロッド２を取り付けるベース板５がカシメおよび
溶接されて設けられる。フレームロッド２には挿通され
圧入または溶接によって一体に形成されるフレームロッ
ド２取付板８を設ける。このフレームロッド取付板８に
は位置決め孔１３が設けられ、ベース板５に設けた曲げ
部１２に嵌合し、フレームロッド２のフレームロッド取
付板８がベース板５にネジ１４で固定されることによっ
て、バーナの炎口１０とフレームロッド２との関係位置
が確保される。そして、フレームロッド２は横向きにな
って、この感炎部６を火炎に臨むようにして、最前列の
バーナ１の炎口１０の上部近傍に設置される。また、位
置決め孔１３は複数設けられ、その一つに曲げ部１２を
嵌合してフレームロッド２と炎口１０との上下位置間隔
をガス種に応じて適正に選択できるようにしている。

【００１４】また、フレームロッド２の下方に位置する
ベース板５には、フレームロッド２の感炎部６を臨ませ
た側の火炎面に沿うように邪魔板７が設けられる。邪魔
板７はその基部がＬ字状に曲折されて二次空気通路３を
塞ぐように固定される。また、邪魔板７の上端部は水平
方向に炎口面の中央付近まで曲折され先端曲げ部７ａを
形成する。この邪魔板７は、バーナ１間の二次空気通路
３を塞ぎ二次空気の流入と火炎の二次空気の接触を妨げ
る。

【００１５】図３はガス燃焼機器の空気比と炎電流，一
酸化炭素濃度の関係を従来のものと本実施例とを対比し
て表したものである。燃焼用空気が不足して空気比が低
下するとバーナ火炎がリフティングするため炎電流の値
は急激に下がり、燃焼排ガス中に含まれる一酸化炭素の
量は急激に増してくる。そこで、不完全燃焼を防止する
には、すなわち、燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度が許容
限界濃度を超えない時点でガスの供給を停止するために
は、少なくともその時点で炎電流が所定の判定用しきい
値以下まで低下することが必要である。図３に示す従来
のガス燃焼機器において炎電流が所定の判定用しきい値
に達した時の燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度は許容限界
濃度を超えていないが余裕は殆ど無く、僅かな特性の変
化で許容限界濃度を超えてしまうことがある。また、炎
電流の判定用しきい値を高い値に設定し早く作動させる
ことも考えられるが今度は空気不足していないにもかか
わらず空気不足と判定してしまい誤動作するという問題
が生じる。そこで、ガス燃焼機器の燃焼排ガス中の一酸
化炭素濃度が許容限界濃度を超えないために、器具の燃
焼性（燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度）に影響するガス
量や空気量のバラツキ及び炎電流低下に影響するフレー
ムロッド２の取り付け位置やバーナ１の炎口寸法のバラ
ツキを充分管理して製作する必要が有った。

【００１６】本実施例の邪魔板７を取り付けたガス燃焼
機器においては、邪魔板７により炎検出用炎口１０の火
炎は空気不足が予め促進されているので先行してリフテ
ィングを生じ炎電流が低下するので、炎電流が判定用し
きい値に達した時の燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度は許
容限界濃度にたいして充分余裕がある。この為器具の燃
焼性（燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度）に影響するガス
量や空気量のバラツキ及び炎電流低下に影響するフレー
ムロッド２の取り付け位置やバーナ１の炎口寸法のバラ
ツキにも余裕ができて管理が容易になる。このように空
気不足が確実に検出されガス供給の停止が行なわれるの
で不完全燃焼は生じない。また、邪魔板７の先端部を炎
検出用炎口１０に形成される炎の側に折り曲げた（先端
曲げ部７ａ）ので邪魔板７の炎口側に燃焼炎が充満して
圧力が高くなり周りから２次空気が入り難くなり外乱の
影響を受けない。従って、空気不足時に炎がふらついて
センサー検出範囲内に入ったり出たりすることが無く安
定したリフト状態を保持する。この結果、センサーの出
力が安定する。また、通常の空気比においては二次空気
の影響は少なく明瞭な火炎が形成されるので炎電流の値
は判定用しきい値より充分高く、空気不足になっていな
いにもかかわらず誤判断してガス供給の停止が行なわれ
るといったことは起こらない。

【００１７】以上説明した実施例によれば、空気不足時
に炎検出センサーが検出する炎検出用炎口に形成される
火炎の酸欠リフティングが促進されガス燃焼機器が不完
全燃焼する前に炎電流の急激な低下が始まるので空気不
足の判断が精度良くおこなわれ、簡単な機構で確実に不
完全燃焼防止を図ることができるという優れた効果を奏
する。バーナに配設された複数の炎口の一部に邪魔板を
設けて炎検出用炎口としたので簡単な構成で安価に製作
できる。

【００１８】また、邪魔板７の上端部を炎検出用炎口に
形成される炎の側に折り曲げたことにより空気不足時に
炎がふらついてセンサー検出範囲内に入ったり出たりす
ることが無く安定したリフト状態が保持され、この結果
センサーの検出が安定するので検出感度はより一層あが
る。なお、折り曲げの無い邪魔板であっても空気不足時
に炎検出センサーが検出する炎検出用炎口に形成される
火炎の酸欠リフティングが促進されガス燃焼機器が不完
全燃焼する前に炎電流の低下が始まるので空気不足の判
断は良好におこなわれる。以上本発明の実施例について
説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定される
ものではなく、例えばファンヒーター、風呂釜等に適用
するもので有っても良く、検知センサーは熱電対でも良
い、本発明の要旨を逸脱しない範囲に於いて、種々なる
態様で実施し得る事は勿論である。また、実施例の空気
不足時にガスの供給を停止するもの以外に、燃焼排ガス
中の一酸化炭素濃度が許容限界濃度を超えない時点でガ
ス量や空気量の調整により空燃比制御を行ない燃焼性を
改善するものでも良い。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のガス燃焼
機器によれば、バーナに配設された複数の炎口の一部に
邪魔板を設けて炎検出用炎口とした簡単な機構で確実に
不完全燃焼防止を図ることができるという優れた効果を
奏する。また、邪魔板の先端を折り曲げたものでは、空
気不足時に炎がふらついてセンサー検出範囲内に入った
り出たりすることが無く安定したリフト状態が保持さ
れ、センサーの検出が安定し検出感度がより一層あがる
といった優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例としてのフレームロッドによる炎電流
検出部の概略構成図である。

【図２】空燃比制御装置を内蔵したガス燃焼機器の概略
図である。

【図３】炎電流と燃焼性の空気比に対する変化を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１…バーナ ２…フレームロッド ３…二次空気路 ６…感炎部 ７…邪魔板 ７ａ…先端曲げ部 ８…フレームロッド取付板 １０…炎口 ２６…燃焼コントローラ ２７…ガス量調節器 ３０…送風機

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風機により二次空気が周囲に流れるバ
   ーナを備え、上記バーナに配列された複数の炎口の一部
   を炎検出用炎口とすると共に、上記炎検出用炎口に形成
   される炎の状態を検出する炎検出センサーを設け、上記
   炎検出センサーの出力に応じて燃焼を制御するガス燃焼
   機器において、 上記炎検出センサーを臨ませた上記炎検出用炎口に形成
   される炎に二次空気の接触を妨げる邪魔板を炎に沿うよ
   うに設けることにより、空気不足時での上記炎検出用炎
   口に形成される火炎のリフティングを促進することを特
   徴とするガス燃焼機器。
2. 【請求項２】 上記邪魔板は、先端部が上記炎検出用炎
   口に形成される炎の側に折れ曲がっていることを特徴と
   する請求項１記載のガス燃焼機器。