JP5349983B2

JP5349983B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP5349983B2
Application number: JP2009008846A
Authority: JP
Inventors: 忠幸平賀; 英男岡本
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2009-01-19
Filing date: 2009-01-19
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2029-01-19
Also published as: JP2010164279A

Description

本発明は、風呂給湯器等の燃焼装置に関する。

従来、風呂等に給湯する給湯器の燃焼装置として、ガスバーナを内蔵する燃焼部と、燃焼部の上方に設けられ燃焼部からの燃焼排気を混合する排気混合室と、排気混合室内の燃焼排気中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素検出手段と、排気混合室から燃焼排気を排出する排気筒とを備える燃焼装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかる燃焼装置によれば、燃焼排気が排気混合室で混合されて燃焼排気中の一酸化炭素濃度分布が均一化され、混合された後の燃焼排気中の一酸化炭素濃度が一酸化炭素検出手段で検出されるので、一酸化炭素濃度を的確に検出することができる。

特開２００６−２５８３８６号公報

上記のような燃焼装置の構造では、排気混合室内の燃焼排気中の一酸化炭素濃度分布を均一化するために燃焼排気を充分混合し得る混合流路が必要であると共に、排気混合室は燃焼排気が漏れないように気密性の高いものとする必要がある。

そこで、混合流路を長くすると、燃焼装置全体が大きくなってコスト上昇をもたらすと共に、設置スペースを大きくとることとなる。

また、排気混合室の気密性を高くするには、燃焼排気の温度が高いこと及び一酸化炭素検出器はシリコンと反応して劣化する傾向があることから、シリコンを含有するパッキンをシール材として使用することはできない。このため、排気混合室の気密のために上記の環境に耐えるアロンセラミック等のシール材を用いることになるが、生産性を低下させるという問題がある。

本発明は、以上の課題を解決するものとして、排気混合室を設けることなく一酸化炭素を的確に検出することができる燃焼装置を提供することを目的とする。

本発明の燃焼装置は、ガスバーナと、該ガスバーナにより加熱される熱交換器と、前記ガスバーナの燃焼排気が流れる方向の左右いずれかの側の一酸化炭素濃度が高くなるように、前記ガスバーナに供給される一次空気及び／又は二次空気の流量を調節する空気流量調節手段と、前記熱交換器における前記ガスバーナの燃焼排気流路の下流側で、前記空気流量調節手段の調節により一酸化炭素濃度が高くなる側に配置された一酸化炭素検出手段とを備え、前記ガスバーナは、前記左右いずれかの側のうち、前記空気流量調節手段により一酸化炭素濃度が高くなる側に配置された複数のバーナユニットからなる第１ガスバーナブロックと、他の側に配置された複数のバーナユニットからなる第２ガスバーナブロックとにより構成され、前記空気流量調節手段は、前記第１ガスバーナブロックの各バーナユニットに供給される一次空気の流量を、前記第２ガスバーナブロックの各バーナユニットに供給される一次空気の流量よりも少なくなるように調節し、前記第１ガスバーナブロックは前記ガスバーナの燃焼時に常に燃焼状態とされる常時燃焼部であり、前記第２ガスバーナブロックは、小能力設定時は消火状態とされ大能力設定時には燃焼状態とされることを特徴とする。

本発明によれば、空気流量調節手段の調節により一酸化炭素濃度が高くなる側に一酸化炭素検出手段が配置されているので、ガスバーナ全体では一酸化炭素濃度が低いときに一酸化炭素を検出するので、公知の排気混合室なしで一酸化炭素を、濃度が低い段階で早期に検出することができる。また、燃料排気を混合する排気混合室が不要であるから、燃焼装置全体をコンパクトに構成することができる。
さらに、ガスバーナの常時燃焼部の下流側に一酸化炭素センサが配置されるため、ガスバーナ全体で発生する一酸化炭素濃度が低い状態で一酸化炭素の発生を検出するので、排気混合室を設けることなく一酸化炭素を早期に検出することができる。

本発明の燃焼装置を適用した実施形態の給湯器を示す図である。実施形態の給湯器におけるガスバーナ部を示す図である。実施形態の給湯器における本体外面の操作パネルを示す図である。

図１は、本発明に係る燃焼装置を適用した実施形態の給湯器を示す。給湯器本体１は箱状に形成されている。給湯器本体１内には、燃焼筐２が設けられており、燃焼筐２内の下部と上部とに夫々ガスバーナ３と給湯用の熱交換器４とを配置し、ガスバーナ３の燃焼熱によって熱交換器４が加熱されるようにしている。燃焼筐２の下端には、給気ファン５が接続されており、給湯器本体１に形成した空気取入れ口１ａからの空気を給気ファン５により燃焼用空気として燃焼筐２内に強制給気し、ガスバーナ３の燃焼排ガスを燃焼筐２の上端の排気口２ａから排出するように構成されている。

熱交換器４には、上流側の給水管６と下流側の給湯管７とが接続されている。また、給湯管７に熱交換器４をバイパスして給水管６を接続するバイパス管８が設けられている。従って、給湯管７の下流端に接続される出湯栓（図示省略）を開いたとき、給水管６からの水が熱交換器４に通水され、熱交換器４で加熱された温水にバイパス管８からの水が混合され、給湯管７を介して出湯栓から出湯される。給水管６には、水量調節機構たる流量調節弁９と、通水量を検出する流量センサ１０とが介設されている。流量調節弁９は、操作摘み９ａに連動する回転カム９ｂにより駆動される弁体９ｃを備えており、操作摘み９ａの手動操作に応じて通水量を可変するように構成されている。また、給湯管７のバイパス管８との合流部下流側には、給湯温度を検出する湯温センサ１１と、過圧逃し弁１２とが設けられている。

ガスバーナ３は、燃焼量の比較的小さい第１ガスバーナブロック３ａと、燃焼量の比較的大きい第２ガスバーナブロック３ｂとで構成されており、電磁開閉弁から成る元弁１３とガスガバナ１４とを介設したガス供給路１５の下流端の第１ガスバーナブロック３ａ用の分岐路と第２ガスバーナブロック３ｂ用の分岐路とに、夫々電磁開閉弁から成る第１、第２の能力切換弁１６ａ、１６ｂを介設している。そして、第１能力切換弁１６ａと第２能力切換弁１６ｂとで能力切換機構１６を構成し、熱交換器４の加熱能力を、第１能力切換弁１６ａを開弁して第１バーナブロック３ａのみを燃焼作動させたときの小能力と、第１と第２の両能力切換弁１６ａ，１６ｂを開弁して第１と第２の両ガスバーナブロック３ａ，３ｂを燃焼作動させたときの大能力との２段階に選択できるようにしている。尚、ガスバーナ３には、点火プラグ１７と、火炎検出のためのフレームロッド１８とが付設されている。

図２は、実施形態の給湯器のガスバーナ部を示す。本実施形態において、空気流量調節手段であるガスバーナ３に供給する一次空気の流量を一次空気ダンパ３ｃにより調節して、ガスバーナ３の燃焼排気が流れる方向の一酸化炭素濃度が高くなる左側で、熱交換器４におけるガスバーナ３の燃焼排気流路の下流側に一酸化炭素検出センサＳが配置されている。一次空気ダンパ３ｃは、ガスバーナ３に供給される一次空気の流量をガスバーナ３の左側に供給される一次空気がガスバーナ３の右側に供給される一次空気対して少なくなるように形成されている。

また、本実施形態において、一次空気ダンパ３ｃに代えて又はこれと共に、ガスバーナ３に供給される二次空気の流量を調節する空気導入路等の空気流量調節手段を用いることで、ガスバーナ３の燃焼排気が流れる方向の一酸化炭素濃度が高くなる左右いずれかの側に、一酸化炭素センサＳを配置するようにしてもよい。

また、第１ガスバーナブロック３ａは、ガスバーナ３において燃焼排気が流れる方向の左側に設けられた常時燃焼部である。そして、ガスバーナ３の常時燃焼側である第１ガスバーナブロック３ａの下流側に、一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素検出手段である一酸化炭素センサＳが配置されている。

一酸化炭素センサＳで検出された一酸化炭素濃度が所定の基準を超えたとき、不完全燃焼状態になったと判断してガスバーナ３の燃焼を停止するようにしている。

図３は、実施形態における給湯器本体の外面の操作パネルを示す。給湯器本体１の外面の操作パネル１ｂには、右側の水量調節部に位置させて上記した流量調節弁９の操作摘み９ａが配置され、左側の温度調節部に位置させて手動操作式の能力設定手段たる高低２つの押しボタン１９Ｈ，１９Ｌが配置され、中間部に運転スイッチ２０が配置されている。また、温度調節部には、加熱能力の２段切換に対応させて発光ダイオードから成る「１」「２」の２個の表示ランプ２１が設けられている。

給湯器本体１にはコントローラ２２が内蔵されており、押しボタン１９Ｈ，１９Ｌの操作に応じてコントローラ２２により前記第１と第２の能力切換弁１６ａ、１６ｂが開閉制御されると共に、表示ランプ２１が点灯制御される。即ち、加熱能力が小能力に設定されているときは、「１」の表示ランプ２１が点灯されると共に、第１能力切換弁１６ａが開弁される。この状態で押しボタン１９Ｈを１回押すと、「１」の表示ランプ２１に加えて「２」の表示ランプ２１が点灯されると共に、第１と第２の両能力切換弁１６ａ，１６ｂが開弁されて、加熱能力が大能力に設定変更される。また、加熱能力が大能力に設定されている状態で押しボタン１９Ｌを１回押すと、上記した小能力の状態に変化する。

以上、本発明の実施形態によれば、空気流量調節手段である一次空気の流量を調節する一次空気ダンパ３ｃ及び／又は二次空気の流量を調節する空気導入量等により一酸化炭素濃度が高くなる側に一酸化炭素センサＳが配置されるため、ガスバーナ３全体では一酸化炭素濃度が低い状態で一酸化炭素の発生を検出するので、従来の排気混合室を設けることなく一酸化炭素の発生を早期に検出することができる。

また、熱交換器４におけるガスバーナ３の常時燃焼部の下流側に一酸化炭素センサＳが配置されるため、ガスバーナ３全体で発生する一酸化炭素濃度が低い状態で一酸化炭素の発生を検出するので、排気混合室を設けることなく一酸化炭素を早期に検出することができる。

１…給湯器本体、１ａ…空気取入れ口、１ｂ…操作パネル、２…燃焼筐、２ａ…排気口、３…ガスバーナ、３ａ…第１ガスバーナブロック、３ｂ…第２ガスバーナブロック、３ｃ…一次空気ダンパ、４…熱交換器、５…給気ファン、６…給水管、７…給湯管、８…バイパス管、９…流量調節弁、９ａ…操作摘み、９ｂ…回転カム、９ｃ…弁体、１０…流量センサ、１１…湯温センサ、１２…過圧逃し弁、１３…元弁、１４…ガスガバナ、１５…ガス供給路、１６ａ…第１能力切換弁、１６ｂ…第２能力切換弁、１７…点火プラグ、１８…フレームロッド、１９Ｈ，１９Ｌ…押しボタン、２０…運転スイッチ、２１…表示ランプ、２２…コントローラ、Ｓ…一酸化炭素センサ。

Claims

ガスバーナと、
該ガスバーナにより加熱される熱交換器と、
前記ガスバーナの燃焼排気が流れる方向の左右いずれかの側の一酸化炭素濃度が高くなるように、前記ガスバーナに供給される一次空気及び／又は二次空気の流量を調節する空気流量調節手段と、
前記熱交換器における前記ガスバーナの燃焼排気流路の下流側で、前記空気流量調節手段の調節により一酸化炭素濃度が高くなる側に配置された一酸化炭素検出手段とを備え、
前記ガスバーナは、前記左右いずれかの側のうち、前記空気流量調節手段により一酸化炭素濃度が高くなる側に配置された複数のバーナユニットからなる第１ガスバーナブロックと、他の側に配置された複数のバーナユニットからなる第２ガスバーナブロックとにより構成され、
前記空気流量調節手段は、前記第１ガスバーナブロックの各バーナユニットに供給される一次空気の流量を、前記第２ガスバーナブロックの各バーナユニットに供給される一次空気の流量よりも少なくなるように調節し、
前記第１ガスバーナブロックは前記ガスバーナの燃焼時に常に燃焼状態とされる常時燃焼部であり、前記第２ガスバーナブロックは、小能力設定時は消火状態とされ大能力設定時には燃焼状態とされることを特徴とする燃焼装置。