JPH018849Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は熱交換器のフイン詰りなどが原因す
る排気不良の異常を検知して燃料の供給を直ちに
停止して安全を確保する湯沸器等の燃焼器の安全
装置に関するものである。

ガス湯沸器において、熱交換器のフインなどが
ドレンやすす等の燃焼生成物の付着によつて目詰
りし、排気不良の状態になると酸素不足による不
完全燃焼となつて燃焼排気ガス中のCO値が増加
し、目詰りなどの程度によつてはガス中毒が発生
するなどの危険な状態となる。すなわち、ガス湯
沸器等の排気通路が閉塞されると燃焼排気ガスが
正常に器外へ放出されず、したがつて、燃焼反応
に必要な給気量が確保できなくなるためCOの発
生が多くなり燃焼異常が生ずる。このような現象
は特に室内で使用される小型湯沸器等で発生する
と人体に悪影響を及ぼし甚だ危険である。

一般にガス湯沸器は燃料ガス通路とガスを燃焼
させるメインバーナ、メインバーナを着火し熱電
対を加熱するパイロツトバーナ、パイロツトバー
ナの点火燃焼時に熱起電力を発生し該熱起電力に
よりガス通路を開に保つための電磁安全弁をオ
ン、オフさせる熱電対、メインバーナを囲うよう
に形成される内胴（燃焼筒）、内胴上部には水を
湯に変えるフイン付吸熱管を配設した熱交換器等
よりなつている。しかして、熱交換器のフイン間
にドレンやすす等の燃焼生成物が付着することに
より、いわゆる、フイン詰りが生じた場合あるい
は熱交換器上部に異物が落下し排気不良が生じた
場合などにCOの発生量が多くなつてCO／CO₂値
が大きくなる。このCO／CO₂値が略0.01になる
前に燃料ガスの供給停止、つまり、メインバーナ
の燃焼を停止することにより危険な状態での湯沸
器の使用をストツプさせるのが安全上好ましい。
そこで、フイン詰りによつて生ずる内胴内の圧力
の増加を利用して内胴内の燃焼排気ガスを熱電対
加熱用のパイロツトバーナの１次空気孔に導いた
り、該燃焼排気ガスを該パイロツトバーナの２次
空気として導くことによつてフイン詰りなどが原
因する排気不良の異常時にパイロツト炎をリフテ
イングあるいは消火させ熱電対の熱起電力を低下
させて電磁安全弁を閉止する手段等が提案されて
いる（例えば実開昭55−38156号公報、実開昭57
−19753号公報）。しかし、これらは内胴内の１カ
所から燃焼排気ガスをパイロツトバーナに導いて
いるので、該部における正常状態の場合（フイン
詰りのない場合）と異常状態の場合（フイン詰り
が生じてCOの発生量が多くなつた場合）との前
記導出部における圧力差が小さく、しかして、パ
イロツトバーナへ導出される燃焼排気ガスの流出
量の増加が小さく、而して見掛上の酸素濃度の低
下も少ないので排気不良の異常状態をすみやかに
検出することが困難であり、異常状態を検知しや
すくしようとすると正常状態でも作動してしまう
誤動作が生じたりするためその不安定さは未だ解
消されないものであつた。

この考案はかかる欠点の解消を目的としてなさ
れたものであつて、内胴内の熱交換器に近い排気
前流側部分とそれより下方部分とに開口する導管
を接続してこれらを１本にまとめて熱電対を加熱
するパイロツトバーナの火炎に近い位置へ開口さ
せて導いて正常状態での誤動作や異常状態での検
知遅れをなくして安全性を高めた燃焼器の安全装
置の考案に係るものである。

以下その一実施例を図面に基づき具体的に説明
すると、第１図において１は湯沸器の内胴で、そ
の上部に多数のフイン２ａを貫挿した吸熱管２ｂ
を配設した熱交換器２を備えている。３は内胴１
の熱交換器２に近い排気前流側位置Ａ（以下単に
Ａ点という）に一端開口３ａを臨ませた導管、４
は内胴１のＡ点よりも離間した下方位置のメイン
バーナ５に近い位置Ｂ（以下単にＢ点という）に
一端開口４ａを臨ませた導管で、両導管３，４は
導管６の開口端６ａに近い位置にて連通接続さ
れ、導管６の開口端６ａは電磁安全弁Ｖの熱電対
７を加熱するパイロツトバーナ８の炎に近い位置
Ｃ（以下単にＣ点という）に臨ませている。９は
給水チユーブである。

前記構成においてその作用を次に説明する。

まず、フイン詰りとCO／CO₂値の関係は第２
図イに示したようにフイン詰りが多くなればなる
ほどCOの発生量が多くなり、あるフイン詰りの
ところから急激にCOも多くなつてくる。したが
つて、メインバーナ５の燃焼を停止させるのは
CO／CO₂値のカーブｄが立ち上がる直前で、し
かも、CO／CO₂値が略0.01以下のときが望まし
いのである。つまり、フイン詰りが○イの状態に達
したとき検知作動させるのが好ましい。そこで、
フイン詰りと内胴１内のＡ点およびＢ点における
圧力との関係と内胴１内の燃焼排気ガスのＣ点へ
の流出量について考案すると、第２図ロに示した
ように燃焼排気ガス導入口をＡ点のみとした従来
の場合は直線ａで示すように正常の場合でも圧力
P₁がかかり、P₁に関連する燃焼排気ガスの流出
量があり、したがつて、僅かながらＣ点から燃焼
排気ガスが流出している。そして、検知作動させ
たい状態○イに達したときP₁よりも高い圧力P₂に
上昇してＣ点からパイロツトバーナへの燃焼排気
ガスの流出量（以下これを単に流出量という）は
正常なときより多くなるが圧力P₁とP₂との差に
関連する流出量が得られる。

この考案では熱交換器２に近いＡ点のほかにそ
れより下方位置のメインバーナ５に近いＢ点にも
う１つの開口４ａを設け、これらを導管３，４を
通じてパイロツトバーナ８の炎に近いＣ点の近く
で合流させて導管６に導いてＣ点にて開口６ａさ
せたので、フイン詰りとＢ点における内胴１内の
圧力との関係は図示の直線ｂで示すように正常時
はメインバーナ５の火炎によるドラフト力にて大
きな負圧となり、あるフイン詰りのときに大気圧
となり、それ以上詰ると正圧となつてくる特性が
ある。したがつて、曲線ｃで示すようにＢ点の圧
力が大気圧になるまでの間はＡ点から導入される
燃焼排気ガスはＢ点から再び内胴１内のＢ点部に
吸引されるためＣ点は若干負圧か大気圧に近い圧
力であり、Ｃ点からの燃焼排気ガスの流出はない
（第１図の矢印ｅ参照）。しかしながら、フイン詰
りが○イの状態に達すると、Ｂ点では大気圧と等し
いか大きくなるため、Ｃ点付近での導管６内の燃
焼排気ガスの通過抵抗は無視できるのでＢ点が閉
塞されたのと同じような結果となつてＡ点から導
入される燃焼排気ガスはＢ点へは殆んど流れなく
なり、ｃ点のみに流れるようになり（第１図矢印
ｆ参照）流出量Ｇが得られ、後記するように大き
な変化でパイロツトバーナ８をリフテイングある
いは消失させて熱電対７の熱起電力を急激に減少
させる。このことは、Ｃ点への燃焼排気ガスの流
出量が正常状態ではなかつたのにフイン詰りが○イ
の状態に達したときには前記流出量Ｇの大きさと
なる状態変化が生じ、フイン詰りの検出が非常り
的確となることを示し誤動作もなくなるものであ
る。そこで、このときのＣ点におけるO₂濃度に
ついて見ると、第２図ハに示したようにフイン詰
りが○イの状態に達すると急激にＣ点から燃焼排気
ガスの流出が開始されるのに応じて曲線ｃで示す
ように、正常時から○イの状態に至るまではO₂濃
度は略21％が確保されているが、状態○イからはＡ
点におけるO₂濃度（直線ａにて示す）に急激に
近づきO₂濃度の変化もＨと大きくパイロツトバ
ーナ８のリフテイングが顕著となり、熱電対７の
起電力が急激に低下して電磁安全弁Ｖを確実に閉
止させることができる。なお、燃焼排気ガス導入
口をＡ点のみとした従来の場合には直線ａにて示
すようにO₂濃度変化はH′でこの考案により得ら
れるＨよりはるかに小さく電磁安全弁Ｖを的確に
作動し得ない。

この考案は以上説明したように、熱交換器のフ
イン詰りなどが原因する排気不良の異常が危険値
に達すると燃焼排気ガスをパイロツトバーナへ流
出せしめ、正常燃焼時にパイロツトバーナの火炎
に吸引力を働かせて、それぞれの排気の流出の有
無の大きな圧力変化を利用して熱電対加熱用パイ
ロツト炎をリフテイングあるいは消火させて熱電
対の熱起電力を急激に減少させ燃料ガスの元栓で
ある電磁安全弁をすみやかに閉じ、メインバーナ
等への燃料ガスの供給を断つので酸素不足による
不完全燃焼が原因で多量のCOが発生するのを未
然に、且つ的確に防ぎ安全性を高める効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す断面図、第
２図イ，ロ，ハはその諸特性を示したグラフであ
る。 １……内胴、２……熱交換器、３，４，６……
導管、５……メインバーナ、Ｖ……電磁安全弁、
７……熱電対、８……パイロツトバーナ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内胴内の熱交換器に近い部分と、それより離間
   した下方部分にそれぞれ開口する導管と、熱電対
   を加熱するパイロツトバーナに近い部分に開口す
   る導管とを連通接続したことを特徴とする燃焼器
   の安全装置。