JP3702043B2

JP3702043B2 - 燃焼機器の温度検出装置

Info

Publication number: JP3702043B2
Application number: JP15424296A
Authority: JP
Inventors: 秀和村田; 博巳藤生; 信一郎柳田; 浩敏佐藤; 英樹伊藤; 憲史門間; 雅人今
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2016-06-14
Also published as: JPH102552A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油給湯機、石油温水暖房熱源機等の燃焼機器に使用され、特に、安全装置として使用される温度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の燃焼機器において、例えば、特開平４−２７０８６１号公報に開示されているように、送風機と、この送風機により燃焼空気が供給されるガンタイプ石油バーナと、このバーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、水室、燃焼室、及びこの燃焼室に連なる複数本の煙管を有し、前記バーナの燃焼により水室内の水、或るいは温水暖房用循環水を加熱する熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えたものが知られている。そして、この燃焼機器を屋内に設置して、給排気筒を使用してバーナの給排気を屋外で行う場合や、屋外に設置してバーナの給排気を屋外で行う場合、積雪等による凍結が原因で給気通路が塞がれると、給気不足によりバーナの燃焼状態が悪化してススが発生し、そのススが熱交換器の煙管に付着して詰まることがある。その場合、給気通路の凍結解除後であっても、煙管へのススの付着による排気抵抗の増加が原因でバーナの不良燃焼が継続し、排気管等の排気部が最悪で約６００℃の異常高温となって赤熱する心配があった。
【０００３】
そこで、発明者らは、熱交換器からの燃焼排ガスが通過する消音装置の外表面にバイメタルサーモ等の温度検出器を取り付け、この温度検出器により消音装置の外表面温度が所定温度以上に上昇したときに、強制消火手段を働かせてバーナの燃焼を停止させることを試みたが、消音装置の内面にはセラミックファイバーやグラスファイバー等にて作られた吸音材が付設されているため、この吸音材が断熱材となり、温度検出器の応答性が悪いばかりでなく、消音装置の外表面温度は、通常燃焼時と異常燃焼時との差が少ないため、強制消火手段を作動させるための温度検出器の温度設定が難しい等の問題があった。
【０００４】
本発明は上述の実情に鑑みてなされたものであり、異常燃焼に対する温度検出器の応答性を高めつつ、排気集合部の内部温度を高精度で検出し得るようにすることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明では、バーナと、このバーナで加熱される水を貯留する缶体と、この缶体の上部に連設された排気集合部とを有する燃焼機器に使用され、この燃焼機器における排気集合部の内部温度を検出する温度検出装置であって、
前記排気集合部の内部に挿入される挿入部分を略直線状と成し、かつ、排気集合部の外部に配置される基部を偏平状と成した伝熱棒と、この伝熱棒の偏平状基部に熱伝導関係に取り付けられた温度検出器とから構成され、前記伝熱棒の偏平状基部をシール用のパッキンを介して排気集合部の外面に当接する構成としたことを特徴とする。
【０００６】
【０００７】
請求項２に記載の本発明では、請求項１に記載の燃焼機器の温度検出装置において、前記伝熱棒の挿入部分の表面には耐熱性保護膜が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の本発明では、請求項１に記載の燃焼機器の温度検出装置において、前記伝熱棒が銅、或るいは銅を主成分とする銅合金で作られていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態例について図１ないし図６に基づき説明する。図１は、本発明を適用した燃焼機器の一例を示す石油温水暖房熱源機の内部構成図であり、１は石油温水暖房熱源機であり、この石油温水暖房熱源機１は、着脱可能な天板２Ａを設けた箱体状の外装ケース２を有し、この外装ケース２内には、ガンタイプ石油バーナ３、このバーナ３に石油燃料を供給する燃料ポンプ４、バーナ３に燃焼空気を供給する送風機５、バーナ３の燃焼により加熱される缶体６（熱交換器）、この缶体６の上部に連設された消音装置７（排気集合部）、及び循環ポンプ８等が収容されている。
【００１０】
前記缶体６は、水室９、燃焼室１０、及びこの燃焼室１０に連なり、かつ、前記水室９の上部を貫通した複数本の煙管１１、１１を有し、前記水室９で温度上昇した暖房用の循環水は、前記循環ポンプ８の作動により、水室９の上部に設けられた往き口１２から送り出されて床暖房放熱器等の放熱器（図示せず）に供給され、この放熱器で放熱後、前記水室９の下部に設けられた戻り口１３から水室９に戻される。また、前記缶体６には、水室９内の循環水の温度を検出するための温水温度検出器６Ｓが取り付けられている。
【００１１】
前記送風機５には、それの吸い込み口部分に給気ダクト１４の下端部が接続され、この給気ダクト１４の上端部には、図６に示すように、給気管１５の一端部が接続され、さらに、この給気管１５の他端部は、家屋の壁アを貫通して先端給排気部１６Ａを屋外に臨ませた給排気筒１６の室内側の接続部１６Ｂに接続されている。
【００１２】
前記消音装置７は、缶体６に着脱可能に接続されており、金属板製で円筒状の外筒１７と、前記外筒１７の上面開口部を覆い、かつ、略中央部に排ガス出口筒１８が設けられた着脱可能な天蓋１９と、前記外筒１７内の中間位置に配置され、かつ、中央部に燃焼排ガスの通過口筒２０が設けられた絞り板２１と、外筒１７の内周面に沿うように前記絞り板２１の外周部の上下にそれぞれ配置された円筒状の複数の吸音材２２、２３とから構成されている。前記吸音材２２、２３は、それぞれ筒状に形成されたグラスファイバーの成形品が用いられている。また、前記絞り板２１の上下両面には、前記通過口筒２０と所定の間隔を存して第１及び第２の邪魔板２４、２５が装着されている。また、前記天蓋１９の排ガス出口筒１８には、図６に示すように、接続筒２６を介して排気管２７の一端部が接続され、この排気管２７の他端部は前記給排気筒１６の室内側の接続部１６Ｂに接続されている。また、前記消音装置７には、この消音装置７の内部温度、即ち、消音装置７の内部を通過する燃焼排ガス温度を検出する温度検出装置３０を設けている。
【００１３】
次に本発明の温度検出装置３０について詳述する。２８は、前記消音装置７の外筒１７を貫通して先端部２８Ａが消音装置７の中心部近くに挿入された長さが約９０ｍｍの伝熱棒であり、この伝熱棒２８は挿入部分の径が約５ｍｍの銅棒が使用されるとともに、その挿入部分は直線状となされ、かつ、挿入部分の表面には、図３に示すように、ニッケルメッキ等の耐熱性保護膜イが形成されている。また、前記伝熱棒２８の基部２８Ｂは、消音装置７の外筒１７の外部に位置しており、そして、外筒１７の外部に位置した基部２８Ｂには、約１８０℃でオフするバイメタルサーモにてなる排ガス温度検出器２９が熱伝導関係に取り付けられている。また、この伝熱棒２８の基部２８Ｂは、排ガス温度検出器２９との接触面積を十分確保できるように偏平状となされている。３１は伝熱棒２８の外周に設けられたシール用のパッキンであり、図１及び図２に示すように、このパッキン３１を介して前記伝熱棒２８の偏平状の基部２８Ｂを消音装置７の外面に当接させている。
【００１４】
３２は、前記外装ケース２の前面上部に設けられた表示部兼用の操作部であり、この操作部３２は、図５に示すように、操作パネル３３上に、リセットスイッチを兼ねた電源スイッチ３４と、循環ポンプ８の試運転スイッチ３５と、電源が投入状態であるときに点灯する電源ランプ３６と、バーナ３が燃焼状態であるとき点灯する燃焼ランプ３７と、複数の７セグメントにて構成されたデシダル表示器３８とが設けられている。
【００１５】
３９は、前記バーナ３の燃焼制御、循環ポンプ８の運転制御等を行う制御装置であり、この制御装置３９はマイコン４０を備え、このマイコン４０の入力側には、前記温水温度検出器６Ｓ、炎検出器４１、対震自動消火装置４２、電源スイッチ３４、試運転スイッチ３５、及び排ガス温度検出器２９等が接続され、一方、出力側には、石油バーナ３に点火する点火器４３、送風機５、燃料ポンプ４、循環ポンプ８、燃焼ランプ３７、電源ランプ３６、及びデシダル表示器３８等が接続されている。また、前記マイコン４０は、排ガス温度検出器２９のオフ信号がマイコン４０に入力されたときに、前記送風機５への通電を瞬時に停止し、送風機５をアフターパージさせずに燃料ポンプ４の作動を停止してバーナ３の燃焼を緊急停止させる異常時消火手段４３を内蔵している。
【００１６】
次に、石油温水暖房熱源機１の動作について説明する。まず、電源スイッチ３４をオンすると、電源ランプ３６が点灯するとともに、循環ポンプ８が運転を開始する。ここで、温水温度検出器６Ｓによる検出温度が所定温度（例えば。約６０℃）以下の場合、送風機５が作動し、この送風機５の作動により、燃焼空気としての屋外空気が、給排気筒１６、給気管１５、給気ダクト１４を介して送風機５に吸引され、バーナ３に供給される。そして、この送風機５のプレパージ時間経過後に、点火器４３が火花放電を開始し、燃料ポンプ４が作動して石油バーナ３の燃焼が開始される。このバーナ３の燃焼開始により、水室９内の循環水が温度上昇し、この温度上昇した循環水は、循環ポンプ８の運転によって往き口１２から送り出されて床暖房放熱器等の放熱器（図示せず）に供給され、この放熱器で放熱後、前記戻り口１３から水室９に戻される。
【００１７】
一方、バーナ３の燃焼排ガスは、燃焼室１０から煙管１１、１１を通って消音装置７内に流入し、この消音装置７内を通過する際に、伝熱棒２８を温度上昇させるとともに、燃焼音等が吸音材２２、２３にて吸音され、そして、消音装置７内を通過した燃焼排ガスは、排ガス出口筒１８、接続筒２６、及び排気管２７を介して、給排気筒１６から屋外に排出される。
【００１８】
ここで、温水温度検出器６Ｓによる検出温度が所定温度以上になったり、電源スイッチ３４をオフしたり、対震自動消火装置４２が作動すると、燃料ポンプ４の作動が停止され、バーナ３が燃焼を停止するが、これらの消火時には、送風機５はアフターパージ時間の経過後に通電が停止される。
【００１９】
また、前記伝熱棒２８の基部２８Ｂの温度が約１８０℃以上になって、排ガス温度検出器２９がオフすると、この排ガス温度検出器２９のオフ信号がマイコン４０に入力され、このマイコン４０に内蔵された異常時消火手段４３が、前記送風機５への通電を瞬時に停止し、送風機５をアフターパージさせずに燃料ポンプ４の作動を停止してバーナ３の燃焼を緊急停止させ、この時、デシダル表示器３８は、図４に示すように、エラー表示の記号である「Ｅ７」を表示して、石油バーナ３が異常時消火手段４３の作動により、燃焼を停止した旨を報知する。
【００２０】
本実施形態例によれば、消音装置７の内部温度を検出する温度検出装置３０は、先端部２８Ａが消音装置７の内部に挿入され、かつ、直線状となされたその挿入部分の基部２８Ｂが消音装置７の外部に配置された伝熱棒２８と、この伝熱棒２８の偏平状の基部２８Ｂに熱伝導関係に取り付けられたバイメタルサーモにてなる排ガス温度検出器２９にて構成されているので、消音装置７内を流れる燃焼排ガスの温度を伝熱棒２８で直接感知して排ガス温度検出器２９に伝えることができ、そのため、消音装置の表面温度を温度検出器で検出するようにした従来装置と比較し、排ガス温度検出器２９に伝わる燃焼排ガスの熱伝達速度を速めることが可能となり、バーナ３の異常燃焼に対する応答性を著しく高めることができるばかりでなく、消音装置７の内部温度を高精度で検出できる。しかも、排ガス温度検出器２９は、伝熱棒２８の熱伝導を利用して消音装置７の内部温度を検出する構成であるため、通常燃焼時と異常燃焼時とで検出温度に大きな差が生じることになり、バーナ３の異常燃焼時には、確実に異常時消火手段４３を働かせることができる。
【００２１】
また、前記伝熱棒２８は、消音装置７内部への挿入部分が直線状であるから、消音装置７の外筒１７の内周面に沿って配置された吸音材２２、２３への貫通が容易となり、取り付け作業性を良好となせるばかりでなく、先端部２８Ａが消音装置７内の奥部に到達し、燃焼排ガスとの接触も良好となる。さらに、伝熱棒２８の基部２８Ｂは、偏平状と成されているから、排ガス温度検出器２９との接触面積を十分確保でき、排ガス温度検出器２９を安定的に、しかも、伝熱性を低下させること無く、伝熱棒２８へ取り付けることが可能であり、しかも、この伝熱棒２８を消音装置７に安定的に固定することが可能となる。
【００２２】
また、前記伝熱棒２８は、消音装置７内への挿入部分の表面にニッケルメッキ等の耐熱性保護膜イが形成されているので、熱伝導性に優れた銅を基材とした場合の伝熱棒２８の耐熱性を向上できる。
【００２３】
また、前記伝熱棒２８は、熱伝導性に優れた銅で作られているので、排気温度検出器２９により、消音装置７の内部温度を一層、精度良く検出できる。
【００２４】
尚、上述の一実施形態例においては、伝熱棒２８として銅棒が使用されているが、銅を主成分とする銅合金棒であっても良い。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明は、バーナと、このバーナで加熱される水を貯留する缶体と、この缶体の上部に連設された排気集合部とを有する燃焼機器に使用され、この燃焼機器における排気集合部の内部温度を検出する温度検出装置であって、前記排気集合部の内部に挿入される挿入部分を略直線状と成し、かつ、排気集合部の外部に配置される基部を偏平状と成した伝熱棒と、この伝熱棒の偏平状基部に熱伝導関係に取り付けられた温度検出器とから構成され、前記伝熱棒の偏平状基部をシール用のパッキンを介して排気集合部の外面に当接する構成としたから、排気集合部内を流れる燃焼排ガスの温度を、伝熱棒で直接感知して温度検出器に伝えることができ、そのため、温度検出器に伝わる燃焼排ガスの熱伝達速度が速まり、バーナの異常燃焼に対する応答性が高められるばかりでなく、温度検出精度も向上する。また、通常燃焼時と異常燃焼時とでは、温度検出器の検出温度に大きな差が生じるため、異常燃焼時には確実にバーナが消火し、安全性を向上できる。
【００２６】
また、前記伝熱棒は、それの挿入部分が略直線状であり、温度検出器を取り付ける基部が偏平状であるから、伝熱棒の取り付け作業性を良好となせるばかりでなく、先端部が排気集合部の奥部に到達し、燃焼排ガスとの接触も良好となるのはもちろんのこと、排ガス温度検出器との接触面積を十分確保でき、温度検出器を安定的に、伝熱性を低下させること無く、伝熱棒へ取り付けることができると共に、排気集合部に対しても安定的に固定可能である。
【００２７】
請求項２に記載の本発明では、前記伝熱棒は、それの挿入部分の表面に耐熱性保護膜が形成されているので、請求項１の作用効果に加えて、伝熱棒が熱伝導性に優れた材料で作られていても、耐熱・耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による温度検出装置を使用した燃焼機器としての石油温水暖房熱源機の内部構成図である。
【図２】同じく要部拡大断面図である。
【図３】同じく伝熱棒の断面図である。
【図４】同じく制御装置のブロック図である。
【図５】同じく操作部の正面図である。
【図６】同じく石油温水暖房熱源機の設置状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
６缶体
７消音装置（排気集合部）
２８伝熱棒
２８Ａ伝熱棒の先端部
２８Ｂ伝熱棒の基部
２９排ガス温度検出器（温度検出器）
３０温度検出装置
３１パッキン
イ耐熱性保護膜

Claims

バーナと、このバーナで加熱される水を貯留する缶体と、この缶体の上部に連設された排気集合部とを有する燃焼機器に使用され、この燃焼機器における排気集合部の内部温度を検出する温度検出装置であって、
前記排気集合部の内部に挿入される挿入部分を略直線状と成し、かつ、排気集合部の外部に配置される基部を偏平状と成した伝熱棒と、この伝熱棒の偏平状基部に熱伝導関係に取り付けられた温度検出器とから構成され、前記伝熱棒の偏平状基部をシール用のパッキンを介して排気集合部の外面に当接する構成としたことを特徴とする燃焼機器の温度検出装置。
前記伝熱棒の挿入部分の表面には耐熱性保護膜が形成されている特徴とする請求項１に記載の燃焼機器の温度検出装置。
前記伝熱棒が銅、或るいは銅を主成分とする銅合金で作られていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼機器の温度検出装置。