JP6066175B2 - 気体検出装置及び燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼装置の排気中に含まれる所定の気体を検出するための気体検出装置に関するものである。また、そのような気体検出装置を備えた燃焼装置に関するものである。

給湯器等の燃焼装置では、バーナの不完全燃焼対策として、燃焼排気に含まれる有害性又は危険性を有する気体（以下単に有害気体とも称す）を検出し、検出した結果から燃焼状態が正常か否かを判断することがある。例えば、一酸化炭素や未燃焼の燃料ガス（所謂生ガス）といった有害気体を検出するセンサを備え、燃焼排気に含まれる有害気体の濃度が予め設定された基準値を上回ったとき、不完全燃焼が発生したものと判断して燃焼を停止する燃焼装置が知られている。

このような燃焼装置では、有害気体の検出を実施する前に燃焼排気が十分撹拌されていない場合、有害気体の濃度が正しく検出できないという問題がある。すなわち、燃焼排気全体における有害気体の濃度分布が不均一であるために、燃焼排気の一部に対して有害気体の濃度の検出を実施しても、燃焼排気全体における有害気体の濃度を正しく検出できないという問題である。

このような問題を解決するための一案として、本件出願人は、特許文献１に開示されたＣＯ濃度検出構造を提案している。特許文献１には、バーナ等を備えた燃焼部、熱交換器、排気集合筒、排気筒の順に燃焼排気が通過していく給湯器（燃焼装置）において、排気集合筒の内部で一酸化炭素濃度を検出するＣＯ濃度検出構造が開示されている。

このＣＯ濃度検出構造では、排気集合筒の内部にＣＯ濃度センサを配設するための小箱状のセンサ室を設けており、さらに燃焼排気をセンサ室内へ導入するための捕集管を設けている。そして、捕集管の下側に形成された穴から捕集管の内部空間に燃焼排気を導入し、捕集管の内部空間を介してセンサ室内へと燃焼排気を導入している。また、センサ室内を通過させた燃焼排気は、センサ室から排気筒の内部空間まで延びる排気路を介して排気筒内へと流出させている。

ここで、特許文献１に開示されたＣＯ濃度検出構造では、捕集管を２本設けており、所定の間隔を空けて並列させている。このように、離れた位置にそれぞれ捕集管を設けることにより、排気集合筒内の離れた複数の位置からセンサ室側へ燃焼排気を導入することができる。そのため、排気集合筒内の各部において燃焼排気の濃度が不均一であったとしても、センサ室内には、排気集合筒内で撹拌混合された場合の燃焼排気（濃度を均一化した燃焼排気）と略同等程度の濃度となる燃焼排気が導入されることとなる。

特許第３７０７３２９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたＣＯ濃度検出構造では、有害気体の濃度をより正確に検出するという観点から改良の余地があった。

そこで本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、有害気体の濃度をより正確に検出可能な気体検出装置を提供することを課題とする。また、そのような気体検出装置を備えた燃焼装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、燃料を燃焼するバーナを備えた燃焼部を有した燃焼装置において、前記燃焼部から排出される排出気体中に含まれる所定気体の有無及び／又は濃度を検出する気体検出手段を備えた気体検出装置であって、前記燃焼部側の各部から流入された気体を集合させ、集合させた気体を連通孔を介して排気部へ導入させるための排気集合室の内部に設けられるものであり、前記排気集合室内の一部から前記連通孔の近傍まで延びる内部側排気流路を形成する排気整流部と、前記排出気体の一部である検出用気体を捕集して前記気体検出手段に供給する排気捕集部とを有し、前記連通孔の下方に前記排気整流部が位置しており、前記連通孔を前記排気整流部に投影したときに前記連通孔の投影形状が前記排気整流部の内側に位置するものであって、前記排気整流部のうちで前記連通孔の下側に位置する部分では、周縁部分に沿って立壁部が形成され、前記排気捕集部は、内部に前記検出用気体を流入させるための排気捕集管と、前記気体検出手段の少なくとも一部を配するためのセンサ配置室とを備え、前記排気捕集管の排気流入口となる部分は、前記内部側排気流路の内部の下流側となる部分に位置しており、前記排気捕集管の前記検出用気体の流れ方向下流側には、前記検出用気体を撹拌混合するため撹拌混合部が設けられており、当該撹拌混合部で撹拌混合された前記検出用気体を前記センサ配置室へと流入させることを特徴とする気体検出装置である。

本発明の気体検出装置では、排気集合室の内部に形成された排気整流部によって、排気集合室の内部空間のうちの一部から排気部と連続する連通孔の近くまで延びる内部側排気流路が形成されている。また、排気集合室の内部には、排出気体の一部である検出用気体を捕集して気体検出手段に供給する排気捕集部が設けられている。そして、排気捕集部は、排気捕集部の内部に排出気体を流入させるための排気捕集管を有しており、排気捕集管の排気流入口が内部側排気流路の下流側に位置している。
このことにより、燃焼部から排出された排出気体は、内部側排気流路を通過した後に排気捕集部へと流入し、その後、気体検出手段が配されたセンサ配置室に流入することとなる。つまり、センサ配置室に至るまでの排気流路を長くすることができる。ここで、燃焼部からの排出気体は、排気流路を流れていく際にも少しずつ撹拌混合されながら流れていく。したがって、センサ配置室に至るまでの排気流路を長くすることで、燃焼部からの排出気体をさらに撹拌混合することができる。

さらに、本発明の気体検出装置では、排気捕集管の下流側に、検出用気体を撹拌混合するための撹拌混合部、つまり、排気捕集部の内部に流入した排出気体を排気捕集部の内部壁面に衝突させる等して乱流を形成する撹拌混合部が形成されている。そして、排出気体をこの撹拌混合部で十分に撹拌混合した後にセンサ配置室へと流入させている。このような構成によると、センサ配置室に流入する直前で検出用気体を撹拌混合し、十分に撹拌混合された検出用気体を確実にセンサ室へと導入することができる。
これらのことから、仮に排気集合室に流入した排出気体の濃度分布が不均一であったとしても、十分に撹拌混合された排出気体に対して有害気体の濃度の検出を実施できるので、検出誤差が発生することがない。

請求項２に記載の発明は、前記排気捕集部には、前記センサ配置室の前記検出用気体の流れ方向下流側に前記検出用気体を排出するための集合部側排出部が形成されており、当該集合部側排出部は前記連通孔の近傍に位置することを特徴とする請求項１に記載の気体検出装置である。

かかる構成では、排気捕集部の内部に形成される排気流路の下流端近傍に位置する集合部側排出部が、排気部へと連なる連通孔の近傍に位置している。つまり、排気流路の下流端の近傍に排気部が位置している。このような構造によると、排気捕集部の内部において排出気体が滞りなく流れることとなり、好ましい。

請求項３に記載の発明は、前記排気捕集管は、長手方向の片側端部側にのみ前記排気流入口となる部分が設けられており、他方端部側にのみ排気排出口となる部分が設けられるものであって、前記排気排出口から排出された前記検出用気体が前記撹拌混合部へ流入することを特徴とする請求項１又は２に記載の気体検出装置である。

かかる構成によると、排気捕集管に流入した燃焼部からの排出気体は、排気捕集管の長手方向に沿って流れることとなる。すなわち、排気集合室の内部に流入した燃焼部からの排出気体は、内部側排気流路を通過した後に排気捕集部へと流入し、さらに、排気捕集管の長手方向に沿って流れることとなる。このことにより、センサ配置室に至るまでの排気流路をさらに長くできるので、燃焼部からの排出気体をより十分に撹拌混合することができる。つまり、より十分に撹拌混合された排出気体に対して有害気体の濃度の検出を実施できるので、検出誤差の発生をより確実に防止できる。

ところで、燃焼装置の排気部は、排出気体を屋外へと排出するため、少なくとも一部が屋外に面した状態となることが一般的である。このため、寒冷地等で燃焼装置を使用する場合には、排気部が外気によって冷却されてしまうことがある。この場合、排出気体（燃焼ガス）中の水蒸気が低温となって液化し、ドレンが発生してしまうことがある。このドレンは、排出気体に晒されることで排出気体から窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）を取り込むので、酸性を呈することがある。
そして、このような酸性のドレンが排気部から滴下し、熱交換器等の燃焼装置の構成部材に付着してしまうと、腐食や損傷の原因となる可能性がある。

そこで、本発明では、前記連通孔の下方に前記排気整流部が位置しており、前記連通孔を前記排気整流部に投影したときに前記連通孔の投影形状が前記排気整流部の内側に位置するものであって、前記排気整流部のうちで前記連通孔の下側に位置する部分では、周縁部分に沿って立壁部が形成されている。

かかる構成によると、排気部と連なる連通孔の下方に排気整流部が位置しているので、仮にドレンが排気部から下方へと滴下したとしても、排気整流部が滴下したドレンを受け止める。さらに、排気整流部のうちで連通孔の下側に位置する部分では、周縁部分に沿って立壁部が形成されており、排気整流部で受け止めたドレンが排気整流部から下方へと流れ落ちることはない。そのため、排気整流部よりも下方側に位置する燃焼装置の構成部材にドレンが付着してしまうことがなく、このドレンの付着に起因する腐食や損傷を防止できる。

請求項４に記載の発明は、前記排気捕集管と前記センサ配置室の間に撹拌混合室が設けられており、当該撹拌混合室に前記撹拌混合部が形成されるものであり、前記センサ配置室と前記撹拌混合室とは仕切板部で区画されており、前記仕切板部に形成された通気孔部を介して前記撹拌混合室から前記センサ配置室へ前記検出用気体が流入することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の気体検出装置である。

かかる構成では、センサ配置室と撹拌混合室とが区画された別空間となっており、撹拌混合部は、センサ配置室よりも排出気体の流れ方向上流側に位置する撹拌混合室に形成されている。そのため、排出気体が撹拌混合部を通過せずに気体検出手段たるセンサへと到達してしまうといった問題をより確実に防止可能となっている。

請求項５に記載の発明は、前記排気捕集管が複数設けられており、前記撹拌混合室には複数の前記排気捕集管からそれぞれ前記検出用気体が流入するものであって、前記撹拌混合室において前記検出用気体の流入口となる撹拌室流入口は、それぞれ間隔を空けて離れた位置に形成されており、前記通気孔部は、複数の前記撹拌室流入口の間に形成される、又は複数の前記撹拌室流入口の間から上下方向に離れた位置に形成されることを特徴とする請求項４に記載の気体検出装置である。

かかる構成によると、撹拌混合室にそれぞれ別部分から流入した気体同士が通気孔部の付近で衝突することとなり、通気孔部の付近でさらに確実に乱流が形成されることとなる。すなわち、排出気体をさらに確実且つ十分に撹拌混合することができる。

請求項６に記載の発明は、前記排気捕集部には、前記センサ配置室の前記検出用気体の流れ方向下流側に前記検出用気体を排出するための集合部側排出部が形成されており、前記集合部側排出部は、前記連通孔の下方側に位置するものであり、下方側へ液体を排出するための排水手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の気体検出装置である。

請求項６に記載の気体検出装置では、排気捕集部の内部に形成される排気流路の下流端近傍に位置する集合部側排出部が、排気部に連なる連通孔の下方側に位置している。つまり、排気流路の下流端部分が排気筒と非常に近接した状態となっている。このような構成によると、排気捕集部の内部において排出気体が滞りなく流れることとなり、好ましい。

しかしながら、上記したように排気部からドレンが滴下してしまった場合、ドレンが集合部側排出部に落下してしまうことが考えられる。

そこで、請求項６に記載の気体検出装置では、さらに集合部側排出部に排水手段を設けて下方側へ液体を排出する構成となっている。

このように、集合部側排出部に排水手段を設けてドレンを排出する構成によると、集合部側排出部よりも排気流路の上流側にドレンが流出してしまうことがない。ここで、気体検出手段たるセンサは、排気流路の上流側に配されている。したがって、このような構成によると、気体検出手段にドレンが予期せずに接触してしまうことがなく、ドレンの接触に起因する気体検出手段の故障、それに伴う有害気体の濃度の誤検出を防止できる。

請求項７に記載の発明は、前記排気捕集管は、共に断面形状が略コ字状となる第１金属片と第２金属片とを組み合わせて形成される角筒体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の気体検出装置である。

かかる構成によると、高価な角筒状の部材を用いることなく排気捕集管を形成することができるので、気体検出装置を安価に製造することができる。

ところで、燃焼部で燃焼動作を実施するとき、片側に位置するバーナでのみ燃焼動作を実施することがある。このような燃焼動作では、燃焼動作を実施するバーナと、燃焼動作を実施しないバーナとがあり、燃焼動作を実施したバーナからのみ燃焼ガス（排出気体）が排出されることとなる。したがって、排気集合室に流入する気体もまた、片側よりの部分から排気集合室に流入した気体が、他方よりの部分から排気集合室に流入した気体に比べて、気体全体における燃焼ガス（排出気体）の体積濃度が高くなることがある。すなわち、燃焼動作を実施したバーナの延長線上から排気集合室に流入する気体が、燃焼動作を実施しないバーナの延長線上から排気集合室に流入する気体よりも気体全体における燃焼ガス（排出気体）の体積濃度が高くなることがある。

そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項８に記載の発明は、前記排気捕集管は、前記排気流入口の近傍に捕集方向規制板が設けられ、所定の方向からの前記排出気体の前記排気流入口への流入を規制することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の気体検出装置である。

かかる構成によると、気体全体における排出気体の体積濃度が低い気体のみが排気捕集管へ流入するということがなく、この気体に対して有害気体の検出を実施してしまうことに起因する検出誤差を防止できる。

請求項９に記載の発明は、前記排気捕集管は、共に断面形状が略コ字状となる第１金属片と第２金属片とをスポット溶接により接合して形成される角筒体であり、前記第１金属片と前記第２金属片とは、いずれも離間対向する２つの長方形平板状の部分を有し、当該２つの長方形平板状の部分の一方は他方よりも長い長板部となっており、前記第１金属片と前記第２金属片のそれぞれの前記長板部を重ね合わせることで、所定の方向からの前記排出気体の前記排気流入口への流入を規制する捕集方向規制板が形成され、前記捕集方向規制板を形成する部分がスポット溶接における接合部となることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の気体検出装置である。

かかる構成によると、排気捕集管の製造作業が簡易化できるので好ましい。

請求項１０に記載の発明は、少なくとも前記内部側排気流路及び前記排気捕集管を含んで形成される一連の排気流路は、前記センサ配置室に至るまで下流側に向かうにつれて断面積が小さくなっていくことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の気体検出装置である。

かかる構成では、下流側に向かうにつれて排気流路の径が小さくなっていくことにより、排気流路の内圧を高くすることが可能となる。このことにより、組み立て時に形成される微細な隙間等からの排出気体の排気流路への浸入を阻止できる。
また、下流側に向かうにつれて排気流路の径が小さくなっていく構造によると、燃焼ガスをより十分に撹拌混合できる。

請求項１１に記載の発明は、前記内部側排気流路より前記排出気体の流れ方向の上流側に排気撹拌板が設けられており、前記排気撹拌板は、前記排出気体の流れ方向と交わる方向に突出する突出板部を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の気体検出装置である。

かかる構成によると、排気撹拌板の一部である突出板部に排出気体が衝突することにより、排出気体がさらに撹拌混合されることとなるため、好ましい。

請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の気体検出装置を備えていることを特徴とする燃焼装置である。

本発明の燃焼装置もまた、請求項１乃至１１のいずれかに記載の気体検出装置を備えているので、十分に撹拌混合された排出気体に対して有害気体の濃度の検出を実施できる。そのため、排気集合室に流入した排出気体の濃度分布が不均一であることに起因する検出誤差を確実に防止できる。

本発明の気体検出装置は、排気集合室内で気体検出手段が配されたセンサ配置室に至るまでの排気流路を長くすることが可能であり、センサ配置室に流入する直前で検出用気体を撹拌混合することができる。このため、十分に撹拌混合された検出用気体に対して有害気体の濃度の検出を実施可能となり、排気集合室に流入した排出気体の濃度分布が不均一であることに起因する検出誤差を確実に防止できる。
さらに、本発明の燃焼装置も同様に、排気集合室に流入した排出気体の濃度分布が不均一であることに起因する検出誤差を確実に防止できる。

本発明の実施形態に係る燃焼装置を示す構成図である。 図１の排気集合管の内部に形成される気体検出装置を示す斜視図であり、排気集合管を透過して示す。 図２の排気撹拌板を示す斜視図である。 図２の迂回流路形成部を示す斜視図である。 図２の検出用流路形成部を示す斜視図である。 図５の検出用流路形成部の前側板部を透過して示す斜視図である。 図２の検出用流路形成部を示す正面図であり、前側板部を省略して示す。 図２の検出用流路形成部を示す平面図であり、前側板部を透過、一部を拡大して示し、拡大部分においては前側板部を省略して示す。 図５の捕集管部を示す分解斜視図である。 図５の検出用流路形成部を示すＡ−Ａ断面図である。 図２の排気集合管及び気体検出装置を示す平面図であり、排気集合管を透過して示す。 図２の排気集合管の内部での燃焼ガスの流れを模式的に示す説明図である。 図２の排気集合管の内部での燃焼ガスの流れを模式的に示す断面図である。 図２の排気集合管の内部での燃焼ガスの流れを模式的に示す断面図であり、図１３とは異なる部分の断面を示す。 図７のセンサ配置部付近での燃焼ガスの流れを模式的に示す説明図である。

以下、本発明の実施形態にかかる燃焼装置１、気体検出装置９について詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。また以下の説明において、上下左右の位置関係については特に断りのない限り通常の設置状態を基準として説明する。

燃焼装置１は、図１に示すように、筺体２の内部に燃焼部４と、燃焼部４に燃焼用の空気を供給する送風機５と、燃焼ガスの熱で湯水を加熱するための熱交換器６とを備えている。
なお、ここでいう燃焼ガスは、詳細には燃焼ガスと空気との混合気体である。以下の説明では、この混合気体を単に燃焼ガスと称す場合もある。

燃焼部４は、ガスや灯油等の燃料を燃焼するバーナ（図示せず）を備えており、燃料を燃焼することで高温の燃焼ガスを発生させるものである。なお、燃焼部４では複数のバーナ（図示せず）が左右方向に並列した状態となっている。

送風機５は、内部に図示しないモータと羽根車を内蔵し、燃焼部４のバーナの燃焼状態に応じて回転数を変化させ、送風量及び送風圧を調整可能となっている。

熱交換器６は、公知の気・液熱交換器であって、燃焼部４より燃焼ガスの流れ方向下流側に配置されている。この熱交換器６は、主要部分が銅製であり、内部に湯水が流れるフィンアンドチューブ式のものである。

この燃焼装置１を稼働すると、燃焼部４で発生した燃焼ガスが熱交換器６を経て排気集合管７（排気集合室）へと至る。そして、排気集合管７に流れ込んだ燃焼ガスは排気筒８（排気部）から外部へと放出される。その一方で、外部から供給されてきた湯水が熱交換器６に流入して加熱され、加熱された湯水が給湯栓等を介して外部に供給される。

ここで、本実施形態の燃焼装置１では、加熱する湯水の量等に応じて、燃焼部４での燃焼量を切替えることが可能となっている。すなわち、必要に応じて実際に燃焼動作を実施するバーナの数を変更することにより、燃焼量の変更が可能となっている。より具体的には、燃焼部４の右側よりに位置するバーナでのみ燃焼動作を実施する場合や、燃焼部４の左側よりに位置するバーナでのみ燃焼動作を実施する場合、燃焼部４の全てのバーナで燃焼動作を実施する場合等がある。

このとき、燃焼部４の右側よりに位置するバーナでのみ燃焼動作を実施する場合には、燃焼部４の左側よりに位置するバーナでは燃焼動作を実施しない。したがって、送風機５を稼働させると、熱交換器６の内部のうちで右側よりの部分には主に燃焼ガスが流れ、左側よりの部分には主に空気が流れる。つまり、熱交換器６の内部では、右側よりの部分で燃焼ガスの体積濃度が高くなっており、左側よりの部分で燃焼ガスの体積濃度が低くなっている。

対して、燃焼部４の左側よりに位置するバーナでのみ燃焼動作を実施する場合には、燃焼部４の右側よりに位置するバーナでは燃焼動作を実施しない。このため、熱交換器６の内部では、上記と同様の理由により、右側よりの部分で燃焼ガスの体積濃度が低くなっており、左側よりの部分で燃焼ガスの体積濃度が高くなっている。

つまり、燃焼部４において、左右方向における片側よりの部分に位置するバーナでのみ燃焼動作を実施すると、主に燃焼ガスによって構成される気体（燃焼ガスの体積濃度が高い気体）と、主に空気によって構成される気体（燃焼ガスの体積濃度が低い気体）とがそれぞれ排気集合管７へ流入することとなる。そして、これらの気体は、排気集合管７で合流し、排気筒８へと流れていくこととなる。

このように、燃焼ガスの体積濃度が異なる２つの気体がそれぞれ排気集合管７に流入する場合、排気集合管７の内部で燃焼ガスの濃度分布が不均一となってしまうことが考えられる。そして、排気集合管７の内部で燃焼ガスの濃度分布が不均一となってしまうと、燃焼ガス中の特定の気体（本実施形態では一酸化炭素）の濃度を正確に検出できないおそれがある。

すなわち、排気集合管７の内部で燃焼ガスの濃度分布が不均一である場合、排気集合管７の内部では、場所ごとに燃焼ガスの濃度が異なることとなる。このことにより、排気集合管７の内部のうち、いずれの部分で燃焼ガス中の一酸化炭素の濃度を検出したとしても、排気集合管７の内部を流れる燃焼ガス全体に対する一酸化炭素の濃度を検出することができなくなる可能性がある。

そこで、本実施形態の燃焼装置１では、排気集合管７の内部に流入した気体を十分に撹拌混合し、十分に撹拌混合した気体に対して一酸化炭素濃度の検出を実施するための気体検出装置９を設けている。そして、このことから、排気集合管７の内部を流れる燃焼ガス全体に対する一酸化炭素の濃度を正確に検出可能となっている。
本発明の特徴的な構成部材である気体検出装置９について詳細に説明する。

気体検出装置９は、図２で示されるように、排気集合管７の内部に形成されるものであり、排気撹拌板１５と、迂回流路形成部１６（排気整流部）と、検出用流路形成部１７（排気捕集部）から形成されている。

排気集合管７は、下方が開放された略直方体状の箱体となっており、略長方形平板状の天板部２０と、天板部２０の周縁部分のそれぞれから略垂直下方へ垂下される前壁部２１、後壁部２２、左側壁部２３、右側壁部２４をそれぞれ備えている。

天板部２０には、天板部２０を厚さ方向に貫通する排気筒連結孔２６（連通孔）が設けられている。また、前壁部２１には、前壁部２１を厚さ方向に貫通するＣＯセンサ取付孔（図示せず）が設けられている。

排気筒連結孔２６は、天板部２０の左右方向の中心近傍であり、前後方向の中心よりもやや後方よりの位置に形成された開口形状が円形の貫通孔である。つまり、排気筒連結孔２６は、天板部２０の長手方向の中心近傍であり、短手方向の中心よりもやや一方端よりの位置に形成されている。より詳しくは、短手方向の中心よりもやや右側よりの位置に形成されている。

この排気筒連結孔２６は、排気筒８を排気集合管７に一体に取り付けた状態（図１参照）では、排気筒８の内孔と連通した状態となる。このとき、排気筒連結孔２６の径と、排気筒８の内孔の径とは略同一となっており、排気筒連結孔２６と排気筒８の内孔とは上下方向で重なった状態となっている。より具体的には、排気筒連結孔２６の縁部分の全体が排気筒８の内孔の縁部分と重なった状態、又は、排気筒連結孔２６の縁部分の全体が排気筒８の内孔の縁部分の内側に位置する状態となっている。

排気撹拌板１５は、図３で示されるように、金属板の大部分を下方側へと屈曲させて形成される部材であり、略長方形平板状の取付板部２８と、取付板部２８の前端部から前側下方へ突出する突出板部２９とが一体となって形成される金具となっている。

迂回流路形成部１６は、図４で示されるように、金属板を適宜折り曲げて形成されており、下板部３３と、前壁部３４（立壁部）と、側壁部３５（立壁部）と、取付板部３６と、後板部３７（立壁部）とを有している。

下板部３３は、平面視が略台形となる平板状の部分であって、前端部分が後端部分に比べて長くなっている。そして、下板部３３は、前端から後端に向かうにつれて左右方向の長さが短くなっていくように形成されている。

前壁部３４は、下板部３３の前端部から上方にわずかに突出する部分であり、直立した略長方形平板状の部分である。

側壁部３５は、直立した略長方形平板状の部分であり、下板部３３の対となる側方端部のそれぞれから略垂直上方へ突出している。すなわち、側壁部３５は、迂回流路形成部１６の対となる側方端部にそれぞれ１つずつ設けられている。この２つの側壁部３５は、左右方向で対向しており、いずれも後方内側へと延びている。換言すると、２つの側壁部３５は、後方へと向かうにつれて互いに近づく方向へと延びている。
また、この側壁部３５の突出方向の長さ（上下方向の長さ）は、前壁部３４及び後板部３７の突出方向の長さよりも十分に長くなっている。

取付板部３６は、側壁部３５の上端部を内向きに折り曲げて形成される部分であり、２つの側壁部３５のそれぞれの上端部分に１つずつ形成されている。この取付板部３６は、いずれも側壁部３５と略垂直に交わる略長方形平板状の部分であり、後方内側へと延びるものであって、その略全ての部分が下板部３３と上下方向で離間対向した状態となっている。

後板部３７は、下板部３３の後端部から上方にわずかに突出する部分であり、直立した略長方形平板状の部分である。また、この後板部３７の突出方向の長さ（上下方向の長さ）は、前壁部３４の突出方向の長さと略同等の長さとなっている。

検出用流路形成部１７は、図５で示されるように、本体部４０と、この本体部４０に一体に取り付けられた複数の捕集管部４１（排気捕集管）によって形成されている。

本実施形態では、２つの捕集管部４１が設けられており、これらは左右方向に間隔を空けて並列している。なお、いずれの捕集管部４１も前後方向に沿って延びている。

本体部４０は、全体の外形が略直方体状であり、上側部分の形状が上方開放された有底箱状となる部分である。

より具体的に説明すると、図６で示されるように、本体部４０の前端近傍であって下端よりの部分には、略直方体状の空間が形成されており、この空間が仕切板部４３によって区画されることで撹拌流路形成部４５（撹拌混合室）と、センサ配置部４６（センサ配置室）とが形成されている。

さらに、撹拌流路形成部４５及びセンサ配置部４６の上側部分には、これらの上側部分から後方へ向かって延びる略有底箱状の空間が形成されている。そして、この略有底箱状の空間が防水板部４８によって区画されることで下流側流路形成部５０と、排気筒連結部５１（集合部側排出部）が形成されている。なお、この略有底箱状の空間のうち、前端から後端近傍までの大部分が下流側流路形成部５０となっており、後端近傍の一部が排気筒連結部５１となっている。

本体部４０では、これら撹拌流路形成部４５と、センサ配置部４６と、下流側流路形成部５０と、排気筒連結部５１とが順に連続し、一連の流路を形成した状態となっている。この本体部４０の各部分につき、さらに詳細に説明する。

撹拌流路形成部４５は、図７で示されるように、仕切板部４３と、底板部５５と、側壁部５６と、後端側仕切板部５７と、前側板部５８（図５参照）とによって囲繞されて形成される空間であり、断面形状が略「凹」字状で前後方向に延びる空間となっている。すなわち、図６、図７で示されるように、撹拌流路形成部４５は、左右方向両端部にそれぞれ位置する略直方体状の空間である排気導入空間４５ａと、左右方向中央部であって下方部分に位置する略直方体状の撹拌流路形成空間４５ｂ（撹拌混合部）から形成されている。このとき、撹拌流路形成空間４５ｂは、排気導入空間４５ａよりも高さが低く（上下方向の長さが短く）横長（左右方向の長さが長い）の空間となっている。

仕切板部４３は、図７で示されるように、略長方形平板状の金属板を略逆ハット状となるように折り曲げられて形成されており、中央部分が下方に凸となるように屈曲している。すなわち、仕切板部４３は、左右方向で所定の間隔を空けて配された２つの上板部４３ａと、それぞれの上板部４３ａの内側端部から略垂直下方へと垂下された立板部４３ｂと、２つの立板部４３ｂの下端部間に形成される下板部４３ｃを有している。

下板部４３ｃには、前端部分のうち左右方向の中心近傍となる部分に、前方から後方に向かって延びる切欠溝部６０（通気孔部）が形成されている。この切欠溝部６０は、平面視が略長方形状であり下板部４３ｃを厚さ方向に貫通する切欠溝となっている。

後端側仕切板部５７には、図７で示されるように、後端側仕切板部５７を厚さ方向に貫通する開口形状が略円形の排気導入孔６１（撹拌室流入口）が形成されている。この排気導入孔６１は、左右方向の端部よりの部分にそれぞれ形成されており、いずれも上下方向の中心よりやや上方に位置している。つまり、この２つの排気導入孔６１は、それぞれ別の排気導入空間４５ａと連通した状態となっている。

前側板部５８は、図５で示されるように、直立した略長方形平板状の本体部５８ａと、この本体部５８ａの上端部分であって左右方向の両端近傍からそれぞれ突出する取付板部５８ｂとを有している。
取付板部５８ｂは、略長方形平板状の部分であって前側板部５８と略垂直に交わっている。すなわち、取付板部５８ｂは、後方へ突出する板体である。

ここで、本体部５８ａの左右方向の中心部分であって、上端部分よりやや下方側に位置する部分には、本体部５８ａを厚さ方向に貫通する開口形状が略円形のセンサ挿通用孔５８ｃが形成されている。このセンサ挿通用孔５８ｃは、センサ配置部４６の下方空間４６ａ（詳しくは後述する）と外部とを連通する孔である。

センサ配置部４６は、図７で示されるように、傘体形成部６２と、仕切板部４３と、後端側仕切板部５７と、前側板部５８（図５参照）とによって囲繞されて形成される空間である。より具体的には、センサ配置部４６は、略直方体状の空間である下方空間４６ａと、断面略三角形状で前後方向に延びる空間である上方空間４６ｂとが上下方向で連続して形成される空間となっている。そして、下方空間４６ａの後端部分は端側仕切板部５７によって閉塞されており、上方空間４６ｂの後端部分は下流側流路形成部５０（図６参照）に開放された状態となっている。ここで、上述したように、仕切板部４３の下板部４３ｃには、下板部４３ｃを厚さ方向に貫通する切欠溝部６０が形成されている。すなわち、センサ配置部４６は、下端側の一部と上方の後端側部分とが開放され、他の部分が閉塞された空間となっている。

傘体形成部６２は、平面視が略「凹」字状となる金属板を折り曲げて形成される板体であり、左右方向の中央部分が上方に凸となるように折り曲げられている。すなわち、傘体形成部６２は、図６で示されるように、左右方向の両端部分にそれぞれ位置する略長方形平板状の取付板部６２ａと、２つの取付板部６２ａのそれぞれの前端側部分の間に形成される突起状部６２ｂによって形成されている。この突起状部６２ｂでは、左右方向の中心部分が上側に凸となるように曲げ形成されており、断面形状が略逆「Ｖ」字状で前後方向に延びている。そして、この上側に凸となる部分では、左右方向の中心近傍が最も高くなっており、左右方向の端部に向かうにつれて高さが低くなっている。

下流側流路形成部５０は、図５で示されるように、上方側壁形成部６５と、上方底板形成部６６と、傘体形成部６２と、防水板部４８と、前側板部５８とによって囲繞されて形成される空間であり、上方が開放された略直方体状の空間となっている。

防水板部４８は、直立した長方形平板状の部分であり、左右方向に延びている。この防水板部４８の左右方向の中心部分の近傍であり、上下方向の中心部分の近傍には、防水板部４８を厚さ方向に貫通する排気流通孔６９が形成されている。つまり、この排気流通孔６９は、下流側流路形成部５０及び排気筒連結部５１の底面部分よりも上方に離れた位置に設けられている。

排気筒連結部５１は、図５で示されるように、上方側壁形成部６５と、溝底形成部７０（図８参照）と、防水板部４８と、上方後壁形成部７１とによって囲繞されて形成される空間であり、上方が開放された略直方体状の空間となっている。つまり、この排気筒連結部５１は、左右方向に延びる溝状の部分となっている。

ここで、図８で示されるように、排気筒連結部５１の左右方向の両端部分には、それぞれ平面視した形状が略長方形状となる排水溝７３（排水手段）が設けられている。この排水溝７３は、排気筒連結部５１と、排気筒連結部５１（検出用流路形成部１７）の下方側に位置する空間との間に介在し、これらを連通するものである。つまり、排気筒連結部５１の左右端それぞれの外側と近接する部分は、後方側から前方側へと切り欠かれたような状態となっている。したがって、排気筒連結部５１の底部分である溝底形成部７０の左右方向のそれぞれの端部は、排気筒連結部５１の左右方向の端部にそれぞれ位置する上方側壁形成部６５と離間した状態となっている。

捕集管部４１は、図５で示されるように、外形略角筒状で前後方向に延びた筒本体部７５と、筒本体部７５の後端における周縁部分の一辺からさらに後方へ突出する導入規制片部７６（捕集方向規制板）とを有している。

導入規制片部７６は、２枚の直立した板体が左右方向で重なって形成されている。そして、背面視したときに四角形状となる筒本体部７５の後端周縁部分のうち、左方に位置する辺から後方へと突出している。

なお、検出用流路形成部１７には２つの捕集管部４１が設けられているが、導入規制片部７６は、いずれの捕集管部４１においても左側に位置する辺から後方へ突出している。

そして、捕集管部４１は、図９で示されるように、いずれも正面視した形状が略「コ」字状となる内側管体形成片７９（第１金属片）と外側管体形成片８０（第２金属片）から形成されている。

内側管体形成片７９は、長方形平板状の天板部７９ａと、この天板部７９ａの左右方向両端部からそれぞれ下方へと垂下される左方側壁部７９ｂ（長板部）と右方側壁部７９ｃとを有している。

左方側壁部７９ｂと右方側壁部７９ｃは、いずれも直立した長方形平板状であり、天板部７９ａと略垂直に交わっている。そして、左方側壁部７９ｂと右方側壁部７９ｃとは、左右方向で対向した状態となっている。

ここで、天板部７９ａ、左方側壁部７９ｂ、右方側壁部７９ｃはいずれも前後方向に延びており、左方側壁部７９ｂが最も長く、天板部７９ａと右方側壁部７９ｃとが同一の長さとなっている。そして、天板部７９ａ、左方側壁部７９ｂ、右方側壁部７９ｃの前端部分は前後方向における位置が同一となっている。つまり、左方側壁部７９ｂの後端部分は、天板部７９ａと右方側壁部７９ｃのそれぞれの後端部分より後方に位置している。

外側管体形成片８０は、長方形平板状の底板部８０ａと、この底板部８０ａの左右方向両端部からそれぞれ上方へと突出する左方側壁部８０ｂ（長板部）と右方側壁部８０ｃとを有している。

左方側壁部８０ｂと右方側壁部８０ｃは、いずれも直立した長方形平板状であり、底板部８０ａと略垂直に交わっている。そして、左方側壁部８０ｂと右方側壁部８０ｃとは、左右方向で対向した状態となっている。

ここで、底板部８０ａ、左方側壁部８０ｂ、右方側壁部８０ｃはいずれも前後方向に延びており、左方側壁部８０ｂが最も長く、底板部８０ａと右方側壁部８０ｃとが同一の長さとなっている。そして、底板部８０ａ、左方側壁部８０ｂ、右方側壁部８０ｃのそれぞれ前端部分は前後方向における位置が同一となっている。つまり、左方側壁部８０ｂの後端部分は、底板部８０ａと右方側壁部８０ｃのそれぞれの後端部分より後方に位置している。

そして、内側管体形成片７９の天板部７９ａは、外側管体形成片８０の底板部８０ａよりも左右方向の長さが短くなっている。そのため、外側管体形成片８０の内側に内側管体形成片７９を配した状態とし、これらを一体に固定することで捕集管部４１（図５等参照）が形成される。

より具体的に説明すると、捕集管部４１を形成する場合、外側管体形成片８０の左方側壁部８０ｂと、内側管体形成片７９の左方側壁部７９ｂとを左右方向で重ね合わせた状態とする。また、外側管体形成片８０の右方側壁部８０ｃと、内側管体形成片７９の右方側壁部７９ｃとを左右方向で重ね合わせた状態とする。そして、外側管体形成片８０と内側管体形成片７９のそれぞれの前端部分は、前後方向における位置が同一となる状態にする。これらの状態において、外側管体形成片８０と内側管体形成片７９とをスポット溶接等の適宜の手段で一体に固定することにより、捕集管部４１（図５等参照）が形成されることとなる。

なお、本実施形態の捕集管部４１では、導入規制片部７６となる部分、すなわち、後方に突出した部分をスポット溶接で固定している。別言すると、内側管体形成片７９の左方側壁部７９ｂの後端側部分と、外側管体形成片８０の左方側壁部８０ｂの後端側部分とをスポット溶接で固定している。

この捕集管部４１は、図１０で示されるように、下方側から本体部４０に一体に取り付けられている。そして、捕集管部４１の内孔部分は、排気導入空間４５ａの排気導入孔６１と連通した状態となっている。すなわち、捕集管部４１の前端側に位置する内孔の開口部分は、排気導入孔６１と前後方向で重なっており、捕集管部４１の内部空間と排気導入空間４５ａとが連続した状態となっている。

ここで、本実施形態の検出用流路形成部１７では、図６で示されるように、撹拌流路形成部４５とセンサ配置部４６とが仕切板部４３に形成された切欠溝部６０を介して連続している。

また、図６、図７で示されるように、センサ配置部４６の上部後端側部分、すなわち、傘体形成部６２の突起状部６２ｂの後端部分が外部に開放されており、センサ配置部４６と下流側流路形成部５０が連続した状態となっている。
さらにまた、図６で示されるように、下流側流路形成部５０と排気筒連結部５１とが防水板部４８に形成された排気流通孔６９を介して連続している。

以上のことから、本実施形態の検出用流路形成部１７では、捕集管部４１の内部空間、撹拌流路形成部４５、センサ配置部４６、下流側流路形成部５０、排気筒連結部５１が順に連続しており、一連の流路を形成した状態となっている。

続いて、気体検出装置９の組み立て構造について説明する。

本実施形態の気体検出装置９は、図２で示されるように、排気集合管７の内側に排気撹拌板１５と、迂回流路形成部１６と、検出用流路形成部１７とを一体に取り付けて形成されている。

排気撹拌板１５は、排気集合管７の天板部２０と一体に取り付けられた状態となっている。より詳細には、排気撹拌板１５の取付板部２８の上面と、排気集合管７の天板部２０の下面とが面接触した状態となっており、これらがネジ止めや溶接等の適宜な手段で一体に固定されている。

ここで排気撹拌板１５は、排気集合管７に複数取り付けられており、これらは、排気集合管７の前端部分からやや後方側であって、排気集合管７の左右方向の両端近傍にそれぞれ取付けられている。すなわち、本実施形態では、２つの排気撹拌板１５が排気集合管７に取り付けられている。

２つの排気撹拌板１５は、左右方向において大きく間隔を空けて取り付けられた状態となっている。そして、一方の排気撹拌板１５の外側端部は、排気集合管７の左側壁部２３の内側面とわずかに間隔を空けた状態で互いに密に近接した状態となっている。そして、他方の排気撹拌板１５の外側端部は、排気集合管７の右側壁部２４の内側面とわずかに間隔を空けた状態で互いに密に近接している。

迂回流路形成部１６は、排気集合管７の天板部２０と一体に取り付けられた状態となっている。より詳細には、迂回流路形成部１６の取付板部３６の上面と、排気集合管７の天板部２０の下面とが面接触した状態となっており、これらがネジ止めや溶接等の適宜な手段で一体に固定されている。

この迂回流路形成部１６は、排気集合管７の左右方向における中心近傍に取り付けられている。そして、迂回流路形成部１６の前端部分は、排気集合管７の前端部分よりもやや後方側に位置しており、迂回流路形成部１６の後端部分は、排気集合管７の後壁部２２の内側面と接触した状態となっている。

検出用流路形成部１７は、排気集合管７の前壁部２１及び天板部２０と一体に固定された状態となっている。より詳細には、検出用流路形成部１７の前側板部５８の前面と、排気集合管７の前壁部２１の内側面（後端面）とが面接触した状態となっており、これらがネジ止めや溶接等の適宜な手段で一体に固定されている。また、前側板部５８のうち取付板部５８ｂの上面と、排気集合管７の天板部２０の下面とが面接触した状態となっており、これらがネジ止めや溶接等の適宜な手段で一体に固定されている。

この検出用流路形成部１７は、排気集合管７の左右方向における中心近傍に取り付けられている。そして、前側板部５８のセンサ挿通用孔５８ｃ（図５参照）と、排気集合管７の前壁部２１に形成されたＣＯセンサ取付孔（図示せず）とが前後方向で重なった状態となっている。すなわち、排気集合管７の外部と、検出用流路形成部１７のセンサ配置部４６（図６、図７参照）とが連通された状態となっている。

このことから、本実施形態の気体検出装置９では、排気集合管７の外側からＣＯセンサ８３(気体検出手段)を取り付けることが可能となっている。

すなわち、排気集合管７の前壁部２１に形成されたＣＯセンサ取付孔（図示せず）にＣＯセンサ８３挿入し、ＣＯセンサ８３の大部分を排気集合管７の内側空間に位置させた状態とする。この状態で、ＣＯセンサ８３のうちで排気集合管７の外部に露出した部分と、前壁部２１とをネジ等で固定する。このことにより、ＣＯセンサ８３を排気集合管７に一体に取り付けることが可能となっている。

このようなＣＯセンサ８３の取り付け構造によると、排気集合管７、気体検出装置９を分解することなくＣＯセンサ８３の着脱が可能となる。すなわち、ＣＯセンサ８３を取り外すとき、排気集合管７の外側からネジ等を外すだけで、ＣＯセンサ８３を排気集合管７から取り外すことが可能となっている。

そして、このようにＣＯセンサ８３を取り付けると、ＣＯセンサ８３の大部分が検出用流路形成部１７のセンサ配置部４６（図６、図７参照）に配されることとなり、センサ配置部４６を流れる燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を検出可能となる。

なお本実施形態では、ＣＯセンサ８３として、所謂接触式と称されるセンサを使用している。この接触反応式センサとは、一部を一酸化炭素に反応して発熱する物質で形成したセンサである。すなわち、一酸化炭素が接触したとき発熱する部分と、一酸化炭素が接触しても発熱しない部分の温度差によって一酸化炭素を検出している。

また、本実施形態の気体検出装置９では、図１１で示されるように、２つの排気撹拌板１５におけるそれぞれの前端部分と、迂回流路形成部１６の前端部分とは前後方向における位置が略同一となっている。すなわち、２つの排気撹拌板１５の間に迂回流路形成部１６の前端近傍が位置しており、一方の排気撹拌板１５、迂回流路形成部１６の前端近傍、他方の排気撹拌板１５が左右方向の一方側から他方側へ向かって並列した状態となっている。別言すると、迂回流路形成部１６の前端近傍の部分では、この部分の左右方向の両外側にそれぞれ排気撹拌板１５が配された状態となっている。

さらに、本実施形態の気体検出装置９では、図２で示されるように、迂回流路形成部１６と、排気集合管７の天板部２０、後壁部２２とによって囲まれた略有底角筒状の排気流路（内部側排気流路であり、以下、第２排気流路８７とも称す）が形成されている。この排気流路は、断面略四角形状で前後方向に延びるものであり、後方に向かうにつれて断面積が小さくなっている。すなわち、後方側に向かうにつれて狭まっていく排気流路となっている。そして、この排気流路は、前端部分が排気集合管７の内部空間に開放され、後端部分が後壁部２２によって閉塞された状態となっている。

このとき、図２で示されるように、排気集合管７の天板部２０に形成された排気筒連結孔２６は、下板部３３から上方に離間した位置に配されている。すなわち、排気筒連結孔２６の下方側には下板部３３が位置している。より詳細には、図１１で示されるように、排気筒連結孔２６を下板部３３に投影したとき、その投影形状は下板部３３の周縁部分より内側に位置することとなる。別言すると、排気筒連結孔２６を上下方向に投影した投影形状と、下板部３３を上下方向に投影した投影形状とを重ねたとき、排気筒連結孔２６の投影形状は、下板部３３の投影形状の内側に位置することとなる。

また、本実施形態の気体検出装置９では、図１１で示されるように、検出用流路形成部１７の後方部分は、下板部３３から上方に離間した位置に配されている。すなわち、排気集合管７と迂回流路形成部１６によって囲まれた空間（第２排気流路８７）に、検出用流路形成部１７の後方部分が配された状態となっている。なお、このとき検出用流路形成部１７の左右方向の中心と、迂回流路形成部１６の左右方向の中心とは略同一となっている。したがって、検出用流路形成部１７は、排気集合管７と迂回流路形成部１６によって囲まれた空間（第２排気流路８７）の左右方向における中心付近に位置している

そして、検出用流路形成部１７の本体部４０の後端側の一部と、２つの捕集管部４１の後側部分とが排気筒連結孔２６の下方に位置している。このため、排気集合管７を平面視すると、本体部４０の後端側に位置する排気筒連結部５１の一部と、２つの捕集管部４１とは排気筒連結孔２６を介して外部に露出することとなる。

より具体的には、検出用流路形成部１７の本体部４０は、排気筒連結部５１の一部のみが排気筒連結孔２６の下方側に位置しており、他の大部分は天板部２０によって上側部分を覆われた状態となっている。つまり、本体部４０のうち、下流側流路形成部５０は、その全域に亘って天板部２０によって覆われており、上部の開放部分が天板部２０によって閉塞されている。そして、排気筒連結部５１は、一部が天板部２０によって覆われており、他の一部が排気筒連結孔２６の下方に位置している。すなわち、排気筒連結部５１の上部の開放部分のうちの所定の一部分が天板部２０によって閉塞された状態となっている。

そして、捕集管部４１の一部である筒本体部７５の後端部分もまた、排気筒連結孔２６の下方に位置している。つまり、捕集管部４１の後端側の開放部分は、排気筒連結孔２６の下方に位置した状態となっている。

次に、本実施形態の気体検出装置９による一酸化炭素濃度の検出動作について、詳細に説明する。

排気集合管７に下方側から燃焼ガスが流入すると、図１２で示されるように、燃焼ガスは、排気集合管７の下端側の開放された部分から迂回流路形成部１６の前端までの空間（以下、第１排気流路８６とも称す）を経て、迂回流路形成部１６と排気集合管７によって囲まれた空間（第２排気流路８７）に流入する。そして、第２排気流路８７の後端側まで流れた燃焼ガスは、その大半が排気筒連結孔２６から排気筒８（図１参照）へと排出され、その一部が捕集管部４１の内部へと流入する。

続いて、図１３で示されるように、燃焼ガスは、捕集管部４１の内部に形成される空間、すなわち、筒本体部７５の内部に形成される空間（以下、第３排気流路８８とも称す）を前方へ向かって流れることとなる。捕集管部４１の前端まで流れた燃焼ガスは、排気導入孔６１を介して撹拌流路形成部４５へと流入する。

さらに、燃焼ガスは、撹拌流路形成部４５から切欠溝部６０を介してセンサ配置部４６へと流れ込み、センサ配置部４６の上側後方から下流側流路形成部５０へと流入する。

すなわち、燃焼ガスは、排気導入孔６１からセンサ配置部４６の上側後方までの間に形成される空間（以下第４排気流路８９とも称す）を経て、下流側流路形成部５０（以下第５排気流路９０とも称す）へ流入する。

そして、燃焼ガスは、下流側流路形成部５０（第５排気流路９０）を後方へ向かって流れることとなる。下流側流路形成部５０（第５排気流路９０）の後端まで流れた燃焼ガスは、排気流通孔６９を介して排気筒連結部５１（以下第６排気流路９１とも称す）へと流入する。そして、排気筒連結部５１の上方から排気筒８へと流入する。

その一方、ＣＯセンサ８３の大部分は、上記したように、第４排気流路８９の一部を形成するセンサ配置部４６に配されている。したがって、第１排気流路８６、第２排気流路８７、第３排気流路８８を順に通過した燃焼ガスは、第４排気流路８９を通過するときにＣＯセンサ８３の周囲を流れることとなり、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度の検出が行われる。そして、第４排気流路８９を通過した燃焼ガスは、第５排気流路９０、第６排気流路９１を順に通過し、排気筒８へと流れ込む。

ここで、本実施形態の気体検出装置９は、排気集合管７に流入した燃焼ガスをセンサ配置部４６に流入させるまでに十分に撹拌混合させることが可能となっている。このことにつき、以下で具体的に説明する。

排気集合管７の後方下側から流入した燃焼ガスは、図１２、図１４で示されるように、排気集合管７の天板部２０に衝突してその流れ方向を変え、前側へと向かって流れることとなる。ここで、本実施形態の気体検出装置９には、迂回流路形成部１６の側方に排気撹拌板１５が設けられている。そして、下方や後方から排気撹拌板１５に衝突した燃焼ガスは、排気撹拌板１５の下面に沿って流れることとなる。

このことから、この排気撹拌板１５の下面に沿って流れた燃焼ガスと、排気集合管７の前方下側から流入した燃焼ガスとが衝突し、乱流が形成され、燃焼ガスが撹拌混合されることとなる。つまり、迂回流路形成部１６の内部に形成される空間（第２排気流路８７）へ流入する燃焼ガスは、撹拌混合された燃焼ガスとなる。別言すると、燃焼ガスを第２排気流路８７へ流入させる前に十分に撹拌混合することができる。
なお、排気集合管７に流入した燃焼ガスの流速が低い場合、排気撹拌板１５による燃焼ガスの撹拌混合はより顕著に実施されることとなる。別言すると、送風機５の送風量が低い場合において、排気撹拌板１５による燃焼ガスの撹拌混合は、特に十分に行われることとなる。

さらにまた、本実施形態の気体検出装置９では、図１２、図１３で示されるように、捕集管部４１の後端近傍に燃焼ガスの流入口となる開口部分が設けられており、この開口部分から内部に流入した燃焼ガスが後方から前方へと流れる構造となっている。
このとき、捕集管部４１の内部への流入口となる開口部分は、排気集合管７の後壁部２２よりの位置であり、排気筒８の下方側に位置している。すなわち、排気集合管７の左右近傍をそれぞれ後方側へ向かって流れる燃焼ガス（図１２参照）と、下方側から排気筒８が位置する上側へ向かって流れる燃焼ガス（図１３参照）と、排気集合管７の後壁部２２に前方側から衝突した後に折り返して前方側へと流れる燃焼ガス（図１３参照）とが衝突し、乱流が形成される位置に捕集管部４１の開口部分が位置している。このことから、捕集管部４１の内部に形成される空間（第３排気流路８８）へ流入する燃焼ガスは、撹拌混合された燃焼ガスとなる。別言すると、燃焼ガスを第３排気流路８８へ流入させる前に十分に撹拌混合することができる。

また、２つの捕集管部４１のそれぞれから流入した燃焼ガスは（図１２参照）、図１５で示されるように、異なる部分からそれぞれ撹拌流路形成部４５へと流入する。すなわち、２つの捕集管部４１のうちの一方から流入した燃焼ガスは、左右方向の片側端部側に位置する排気導入空間４５ａへ流入する。対して、２つの捕集管部４１のうちの他方から流入した燃焼ガスは、左右方向の他方端部側に位置する排気導入空間４５ａへ流入する。そして、いずれの場合も排気導入空間４５ａを経て撹拌流路形成空間４５ｂへと流入する。すなわち、撹拌流路形成空間４５ｂには、左右方向の両外側からそれぞれ燃焼ガスが流入することとなる。別言すると、撹拌流路形成空間４５ｂには、対向する両端部のそれぞれから燃焼ガスが流入することとなる。

そして、撹拌流路形成空間４５ｂの両端部のそれぞれから流入した燃焼ガスは、撹拌流路形成空間４５ｂの左右方向における中心部分近傍で衝突する。このことにより、撹拌流路形成空間４５ｂの左右方向における中心部分近傍で乱流が形成されることとなる。
付説すると、撹拌流路形成部４５では、前側板部５８（図１５では図示せず、図５参照）に内側から衝突した燃焼ガスもまた、折り返して後方側へと流れ、撹拌流路形成空間４５ｂの左右方向における中心部分に至る。すなわち、この前方側から流れる燃焼ガスもまた、撹拌流路形成空間４５ｂの両端部のそれぞれから流入した燃焼ガスと衝突する。このこともまた、乱流が形成される要因となる。

ここで、撹拌流路形成空間４５ｂの左右方向における中心部分近傍の上方には、仕切板部４３の切欠溝部６０が位置している。そのため、撹拌流路形成空間４５ｂの左右方向における中心部分近傍から、センサ配置部４６側へと燃焼ガスが流れることとなる。
つまり、本実施形態の気体検出装置９では、センサ配置部４６への燃焼ガスの流入口となる切欠溝部６０と隣接した位置であり、切欠溝部６０の燃焼ガスの流れ方向上流側に隣接する位置で乱流が形成される構造となっている。そして、乱流が形成される部分の上方からセンサ配置部４６へと燃焼ガスが流入する構造となっている。別言すると、燃焼ガスは、センサ配置部４６に流入する直前に撹拌混合されることとなる。このため、センサ配置部４６に流入させる燃焼ガスは、確実に撹拌混合されたものとなる。このことにより、十分に撹拌混合された燃焼ガスに対して一酸化炭素濃度の検出を実施できるので、検出誤差が発生することがない。

なお、本実施形態では、仕切板部４３には切欠溝部６０が一つのみ設けられており、センサ配置部４６においてＣＯセンサ８３が配される位置（図１５のαで示される位置）の直下に切欠溝部６０が位置している。別言すると、ＣＯセンサ８３が配される位置（図１５のαで示される位置）に最も近接する位置に切欠溝部６０が設けられている。またさらに、切欠溝部６０の左右方向の長さは、ＣＯセンサ８３の左右方向の長さより短くなっている。このような構造によると、撹拌混合された気体がより確実にＣＯセンサ８３へと向かって流れるので、好ましい。

ところで、本実施形態の気体検出装置９では、図１３で示されるように、第１排気流路８６では燃焼ガスが主に前方へ向かって流れ、第２排気流路８７では燃焼ガスが後方に向かって流れている。そして、第３排気流路８８では、燃焼ガスが前方へ向かって流れている。すなわち、燃焼ガスは、後方から前方、前方から後方、後方から前方といった具合に、前後方向において相反する方向へ交互に流れつつセンサ配置部４６へ向かう構造となっている。換言すると、燃焼ガスの流れ方向は、水平方向成分のうちの一方向において一方側から他方側へ向かう方向と、他方側から一方側へ向かう方向とで交互に切り替わる構造となっている。

このように、水平方向で相反する方向へ交互に流れつつセンサ配置部４６へ向かう構造によると、排気集合管７を縦方向（上下方向）に大きくすることなく、センサ配置部４６に至るまでの排気流路を長くすることができる。ここで、排気流路が長くなると、燃焼ガスが他の気体と共に流れる距離が長くなり、撹拌混合が促進されることとなる。つまり、本実施形態の気体検出装置９では、排気集合管７を大きくすることなく、燃焼ガスの十分な撹拌混合を実施することができる。

さらにまた、本実施形態の気体検出装置９では、迂回流路形成部１６と排気集合管７によって形成される第２排気流路８７が、燃焼ガスの流れ方向の下流側（後方側）に向かうにつれて断面積（流路面積）が小さくなっている。さらに、捕集管部４１によって形成される第３排気流路８８の断面積（流路面積）が、第２排気流路８７の断面積（流路面積）のうち最も小さい部分よりもさらに小さくなっている。加えて、図１０で示されるように、撹拌流路形成部４５の燃焼ガスの流入口となる排気導入孔６１の開口面積は、第３排気流路８８の断面積よりも小さくなっている。
このように、燃焼ガスの流れ方向下流側に向かうにつれて排気流路の流路面積が小さくなる構成によると、センサ配置部４６に短時間に多量の燃焼ガスが流入してしまうことがない。このため、センサ配置部４６に多量の燃焼ガスが流入することに起因する誤検出を防止することができる。

ここで、図１２、図１３で示されるように、第１排気流路８６、第２排気流路８７、第３排気流路８８、第４排気流路８９、第５排気流路９０、第６排気流路９１によって形成される一連の流路では、第１排気流路８６、第２排気流路８７、第３排気流路８８、第４排気流路８９と下流側に向かうにつれて流路面積が小さくなっている。そして、最も上流側に位置する第１排気流路８６に比べて最も下流側に位置する第６排気流路９１の流路面積が十分に小さくなっている。
また、この一連の流路では、最も下流側に位置する第６排気流路９１が排気筒８の直下にあり、排気筒８と隣接している。
このように、燃焼ガスが流れる流路において、上流側の部分よりも下流側の部分が十分に小さく、下流端の近傍に排気筒８が位置する構造によると、燃焼ガスが滞りなく流れることとなるので好ましい。

さらにまた、燃焼ガスが流れる流路を下流側に向かうにつれて流路径が小さくなる先細り構造とすることにより、流路の内圧を高くすることが可能となる。このことにより、迂回流路形成部１６の排気集合管７への取り付け時に形成される微細な隙間や、検出用流路形成部１７の組み立て時に形成される微細な隙間からの排気の流入を防止できる。つまり、第２排気流路８７や第３排気流路８８の内部に意図しない部分から排気が流入してしまうことがない。
加えて、燃焼ガスが流れる流路を先細り構造とすると、燃焼ガスをより十分に撹拌混合できる。

ところで、本実施形態の燃焼装置１では、上記したように、燃焼部４の右側よりに位置するバーナでのみ燃焼動作を実施する場合と、燃焼部４の左側よりに位置するバーナでのみ燃焼動作を実施する場合とがあり、これらを切替えつつ運用が可能となっている。そして、本実施形態の燃焼装置１では、右側よりに位置するバーナでのみ燃焼動作を実施する場合が多く、排気集合管７の右側から流入する気体（燃焼ガスを含む気体）が左側から流入する気体に比べて、燃焼ガスの体積濃度が高くなる傾向がある。

そのため、本実施形態の捕集管部４１では、図１１等で示されるように、筒本体部７５の後端部分に後端近傍に燃焼ガスの流入口となる開口部分を形成し、この開口部分の周縁のうちで左方に位置する部分からのみ導入規制片部７６を後方へ突出させている。このため、本実施形態では、検出用流路形成部１７の左側を流れる気体が捕集管部４１の内部に流入し難く、検出用流路形成部１７の右側を流れる気体が捕集管部４１の内部に流入し易い構造となっている。
詳細に説明すると、この構造では、検出用流路形成部１７の左側を流れる気体が筒本体部７５の開口部分に流入するためには、導入規制片部７６を迂回する必要がある。これに対し、検出用流路形成部１７の右側を流れる気体には、筒本体部７５の開口部分へと向かう流れを規制するものがない状態となっている。このため、本実施形態では、２つの捕集管部４１に検出用流路形成部１７の左側を流れる気体のみが流入してしまうことのない構造となっている。
したがって、本実施形態では、燃焼ガスの体積濃度が低い気体が捕集管部４１を経てセンサ配置部４６へと流入してしまい、この気体中の一酸化炭素濃度を検出してしまうことで発生する検出誤差を防止することができる。

本実施形態の捕集管部４１は、上記したように、内側管体形成片７９と外側管体形成片８０とがスポット溶接等の適宜の手段で一体に固定されて形成されている（図１１参照）。すなわち、断面形状が略「コ」字となるように折り曲げた金属板を組み合わせ、捕集管部４１を形成している。そのため、高価な角筒状の部材を加工する場合に比べ、安価に捕集管部４１を形成することができる。

本実施形態の気体検出装置９では、図６で示されるように、センサ配置部４６の上端に傘体形成部６２が位置している。そのため、図１２で示されるように、ＣＯセンサ８３の上端に傘体形成部６２が位置することとなる。このような構成によると、排気集合管７の天板部２０の内側面から結露水等が滴下してしまった場合であっても、ＣＯセンサ８３にこの結露水等が接触してしまうことがない。そのため、結露水等が接触してしまうことに起因するＣＯセンサ８３の故障、誤検出を防止することができる。

ところで、燃焼装置１の排気筒８は、燃焼による排気（燃焼ガス）を屋外へと排出するため、屋外まで延びた状態となっている（図１等では燃焼装置１側の一部だけを図示し、屋外まで延びる部分については図示を省略する）。このため、寒冷地等で燃焼装置１を使用する場合には、排気筒８が外気によって冷却されてしまうことがある。この場合、燃焼ガス中の水蒸気が低温となって液化し、ドレンが発生してしまうことがある。すなわち、排気筒８の内周面にドレンが付着してしまうことがある。そして、このドレンは、燃焼ガスに晒されることで燃焼ガスから窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）を取り込むので、酸性を呈することがある。

本実施形態の気体検出装置９では、排気筒８の内部で発生したドレンが落下しても、熱交換器６やＣＯセンサ８３へのドレンの接触を防止可能な構造となっている。このことにつき、以下で詳細に説明する。

本実施形態の気体検出装置９では、図１１、図１２で示されるように、排気筒連結孔２６の下方に、迂回流路形成部１６の下板部３３、捕集管部４１、排気筒連結部５１が位置している。そのため、排気筒８からドレンが落下すると、ドレンは、これら迂回流路形成部１６の下板部３３、捕集管部４１、排気筒連結部５１のいずれかに落下する構成となっている。

ここで、捕集管部４１に落下したドレンは、迂回流路形成部１６の内側空間（第２排気流路８７）に流入した燃焼ガスの流れの影響等により、さらに下方側に位置する迂回流路形成部１６の下板部３３に落下することとなる。

排気筒連結部５１に落下したドレンは、排気筒連結部５１に溜まっていくこととなる。ここで、図１０等で示されるように、排気筒連結部５１の前方部分に位置する防水板部４８に形成された排気流通孔６９は、排気筒連結部５１の底面を形成する溝底形成部７０よりも上方に離れた位置にある。このため、排気筒連結部５１に溜まったドレンが防水板部４８よりも前方へと流れない構造となっている。
また、本実施形態では、図１１で示されるように、排気筒連結部５１の端部に位置する防水板部４８が排気筒連結孔２６の下方に位置しない状態となっている。そのため、防水板部４８に形成される排気流通孔６９（図１０等参照）もまた、排気筒連結孔２６の下方に位置しない状態となっている。別言すると、排気筒連結孔２６を下方に投影した投影面の外側に排気流通孔６９を位置させている。このことにより、落下したドレンが排気流通孔６９に直接入り込むことがない。
これらのことから、防水板部４８よりも前方に位置するセンサ配置部４６へのドレンの流入を防止できる。そのため、ドレンが接触してしまうことに起因するＣＯセンサ８３（図１０では図示せず）の故障、誤検出を防止することができる。

ここで、図８で示されるように、排気筒連結部５１の長手方向の両端部分には、排気筒連結部５１の内側の空間と、排気筒連結部５１の下方側の空間とを連続する排水溝７３が設けられている。そのため、排気筒連結部５１に所定量以上のドレンが溜まってしまうことはなく、排気筒連結部５１に落下したドレンは、この排水溝７３を介して下方側に位置する迂回流路形成部１６の下板部３３に落下することとなる。

つまり、捕集管部４１や排気筒連結部５１に落下したドレンは、いずれも迂回流路形成部１６の下板部３３に落下する構造となっている。別言すると、排気筒８から落下したドレンは、迂回流路形成部１６の下板部３３に落下する構造となっている。ここで、迂回流路形成部１６の下板部３３には、図４で示されるように、その周縁部分にそれぞれ直立した長方形平板状の立壁部（前壁部３４、側壁部３５、後板部３７）が設けられており、これらが略容器状の形状を成している。別言すると、下板部３３の周縁部分に沿って立壁部（前壁部３４、側壁部３５、後板部３７）が形成されており、これらが環状に連続（又は僅かな隙間を許容して連続）した状態となっている。このことにより、ドレンが下板部３３からさらに下方へと流れ落ち難い構造となっている。

ここで、上記したように、排気集合管７には下方側から高温の燃焼ガスが流入することとなる（図１３、図１４等参照）。このため、迂回流路形成部１６は、高温の燃焼ガスに晒されることとなる。そして、迂回流路形成部１６の下板部３３の上側にドレンが溜まった状態で、迂回流路形成部１６が高温の燃焼ガスに晒されると、溜まったドレンが乾燥、蒸発することなる。つまり、迂回流路形成部１６の下板部３３上側に一定量以上のドレンが溜まってしまうことはなく、ドレンが迂回流路形成部１６から溢れて下方側へと落下してしまうことのない構造となっている。

つまり、本実施形態の気体検出装置９では、排気筒８で発生したドレンを受け止め、乾燥させることが可能となっており、ドレンが迂回流路形成部１６から下側に流れ落ちない構造となっている。そのため、迂回流路形成部１６のさらに下方側に位置する熱交換器６へドレンが落下することはなく、酸性のドレンが接触することによる熱交換器６の腐食を防止できる。

また、このように、排気筒８で発生したドレンが排気集合管７より下方に落下しない構造によると、排気筒８の設計自由度を向上させることができる。
例えば、排気筒８を垂直上方に延設した場合、ドレンが付着する排気筒８の内側側面もまた、上方へと延びることとなる。すなわち、排気筒８を鉛直方向上側へ延長すればするほど多くのドレンが発生するおそれがある。しかしながら、本実施形態の燃焼装置１では、排気筒８で発生したドレンを迂回流路形成部１６の下板部３３で受け止めることができるので、多くのドレンが発生しても熱交換器６が腐食してしまうことはない。そのため、排気筒８を上方に延設することが可能となり、排気筒８の延び方向を適宜変更できるので排気筒８の設計自由度を向上させることができる。

上記した実施形態では、気体検出装置９のセンサ配置部４６にＣＯセンサ８３を配し、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を検出する例を示したが、本発明はこれに限るものではない。ＣＯセンサ８３とは異なるセンサを設け、燃焼ガスに含まれる他の気体を検出する構成であってもよい。

上記した実施形態では、排水手段として排水溝７３を形成する例を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、溝底形成部７０（図８等参照）に貫通孔を形成し、排水手段としてもよい。より詳しくは、溝底形成部７０の短手方向で並列した貫通孔の列を形成し、排水手段としてもよい。

１ 燃焼装置
４ 燃焼部
７ 排気集合管(排気集合室)
８ 排気筒(排気部)
９ 気体検出装置
１５ 排気撹拌板
１６ 迂回流路形成部(排気整流部)
１７ 検出用流路形成部(排気捕集部)
２６ 排気筒連結孔(連通孔)
２９ 突出板部
３４ 前壁部（立壁部）
３５ 側壁部（立壁部）
３７ 後板部（立壁部）
４１ 捕集管部(排気捕集管)
４３ 仕切板部
４５ 撹拌流路形成部（撹拌混合室）
４５ｂ 撹拌流路形成空間（撹拌混合部）
４６ センサ配置部(センサ配置室)
５１ 排気筒連結部（集合部側排出部）
６０ 切欠溝部（通気孔部）
６１ 排気導入孔（撹拌室流入口）
７３ 排水溝（排水手段）
７６ 導入規制片部（捕集方向規制板）
７９ 内側管体形成片（第１金属片）
７９ｂ 左方側壁部（長板部）
８０ 外側管体形成片（第２金属片）
８０ｂ 左方側壁部（長板部）
８３ ＣＯセンサ(気体検出手段)
８７ 第２排気流路(内部側排気流路)

Claims (12)

1. 燃料を燃焼するバーナを備えた燃焼部を有した燃焼装置において、前記燃焼部から排出される排出気体中に含まれる所定気体の有無及び／又は濃度を検出する気体検出手段を備えた気体検出装置であって、
   前記燃焼部側の各部から流入された気体を集合させ、集合させた気体を連通孔を介して排気部へ導入させるための排気集合室の内部に設けられるものであり、
   前記排気集合室内の一部から前記連通孔の近傍まで延びる内部側排気流路を形成する排気整流部と、前記排出気体の一部である検出用気体を捕集して前記気体検出手段に供給する排気捕集部とを有し、
   前記連通孔の下方に前記排気整流部が位置しており、前記連通孔を前記排気整流部に投影したときに前記連通孔の投影形状が前記排気整流部の内側に位置するものであって、
   前記排気整流部のうちで前記連通孔の下側に位置する部分では、周縁部分に沿って立壁部が形成され、
   前記排気捕集部は、内部に前記検出用気体を流入させるための排気捕集管と、前記気体検出手段の少なくとも一部を配するためのセンサ配置室とを備え、
   前記排気捕集管の排気流入口となる部分は、前記内部側排気流路の内部の下流側となる部分に位置しており、
   前記排気捕集管の前記検出用気体の流れ方向下流側には、前記検出用気体を撹拌混合するため撹拌混合部が設けられており、当該撹拌混合部で撹拌混合された前記検出用気体を前記センサ配置室へと流入させることを特徴とする気体検出装置。
2. 前記排気捕集部には、前記センサ配置室の前記検出用気体の流れ方向下流側に前記検出用気体を排出するための集合部側排出部が形成されており、当該集合部側排出部は前記連通孔の近傍に位置することを特徴とする請求項１に記載の気体検出装置。
3. 前記排気捕集管は、長手方向の片側端部側にのみ前記排気流入口となる部分が設けられており、他方端部側にのみ排気排出口となる部分が設けられるものであって、
   前記排気排出口から排出された前記検出用気体が前記撹拌混合部へ流入することを特徴とする請求項１又は２に記載の気体検出装置。
4. 前記排気捕集管と前記センサ配置室の間に撹拌混合室が設けられており、当該撹拌混合室に前記撹拌混合部が形成されるものであり、
   前記センサ配置室と前記撹拌混合室とは仕切板部で区画されており、前記仕切板部に形成された通気孔部を介して前記撹拌混合室から前記センサ配置室へ前記検出用気体が流入することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の気体検出装置。
5. 前記排気捕集管が複数設けられており、前記撹拌混合室には複数の前記排気捕集管からそれぞれ前記検出用気体が流入するものであって、
   前記撹拌混合室において前記検出用気体の流入口となる撹拌室流入口は、それぞれ間隔を空けて離れた位置に形成されており、
   前記通気孔部は、複数の前記撹拌室流入口の間に形成される、又は複数の前記撹拌室流入口の間から上下方向に離れた位置に形成されることを特徴とする請求項４に記載の気体検出装置。
6. 前記排気捕集部には、前記センサ配置室の前記検出用気体の流れ方向下流側に前記検出用気体を排出するための集合部側排出部が形成されており、
   前記集合部側排出部は、前記連通孔の下方側に位置するものであり、下方側へ液体を排出するための排水手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の気体検出装置。
7. 前記排気捕集管は、共に断面形状が略コ字状となる第１金属片と第２金属片とを組み合わせて形成される角筒体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の気体検出装置。
8. 前記排気捕集管は、前記排気流入口の近傍に捕集方向規制板が設けられ、所定の方向からの前記排出気体の前記排気流入口への流入を規制することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の気体検出装置。
9. 前記排気捕集管は、共に断面形状が略コ字状となる第１金属片と第２金属片とをスポット溶接により接合して形成される角筒体であり、
   前記第１金属片と前記第２金属片とは、いずれも離間対向する２つの長方形平板状の部分を有し、当該２つの長方形平板状の部分の一方は他方よりも長い長板部となっており、
   前記第１金属片と前記第２金属片のそれぞれの前記長板部を重ね合わせることで、所定の方向からの前記排出気体の前記排気流入口への流入を規制する捕集方向規制板が形成され、
   前記捕集方向規制板を形成する部分がスポット溶接における接合部となることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の気体検出装置。
10. 少なくとも前記内部側排気流路及び前記排気捕集管を含んで形成される一連の排気流路は、前記センサ配置室に至るまで下流側に向かうにつれて断面積が小さくなっていくことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の気体検出装置。
11. 前記内部側排気流路より前記排出気体の流れ方向の上流側に排気撹拌板が設けられており、
    前記排気撹拌板は、前記排出気体の流れ方向と交わる方向に突出する突出板部を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の気体検出装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の気体検出装置を備えていることを特徴とする燃焼装置。

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