JPH0842842A - 熱電対の取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス燃焼機器において使用される燃料ガスの
種類が異なっても、その燃焼状態を検知する熱電対の起
電力値が一定の基準で判断できるようにすること。 【構成】 熱電対７８をガイシ製の熱電対ホルダ６７に
より絶縁状態で保持すると共に、その周囲をカバー部材
６９により囲繞した状態でケーシング６１に装着し、そ
のときに、火炎温度の高い燃料ガスが使用されるときに
は、このカバー部材６９と熱電対ホルダ６７の前端との
間にスペーサ部材７３を装着して熱電対７８を後退さ
せ、火炎温度の低い燃料ガスが使用されるときには、カ
バー部材６９と熱電対ホルダ６７の前端との間にスペー
サ部材７３を装着して熱電対７８を前進させる。これに
より、熱電対７８の一定基準の起電力値で燃焼状態が把
握されることとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス給湯器，ガス風呂
釜などのガス燃焼機器に関し、さらに詳しくは、これら
のガス燃焼機器において、ガスバーナの燃焼状態を熱電
対により検知し、その検知信号に基づいてガスバーナの
燃焼制御を行うのに用いられる熱電対の取付構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このようなガス燃焼機器において
は、一般に、ガスバーナの燃焼状態（燃焼ガスの温度）
を熱電対により検知し、その検知信号に基づいてガスバ
ーナのガス管路に設けられているガス比例弁の開度を調
節し、また、このガス比例弁の開度に応じて変化するガ
スバーナへのガス供給量に応じて、このガスバーナへ燃
焼用空気を供給する送風ファンの回転数を制御し、ガス
量と空気量との空燃比制御を行うようにしたものがすで
に知られている。

【０００３】このような場合のガスバーナの燃焼状態を
制御するのに用いられる熱電対の取付構造としては、例
えば、図７、あるいは、図８に示したものが知られてい
る。すなわち、図７に示したものは、ガスバーナのバー
ナプレート１０４面に面して熱電対１００を、そのガス
バーナを囲むケーシング１０１およびパッキン押え１０
２、プレートパッキン１０３等を介して装着したもので
ある。この場合、熱電対１００のコード１本は、ボディ
アースとして金属板製のケーシング１０１に接続してあ
る。

【０００４】一方、図８に示したものは、同じくガスバ
ーナのバーナプレート１１４面に面して熱電対１１０
を、ケーシング１１３およびガイシ１１１、パッキン１
１２等を介して装着したものである。この場合、熱電対
１１０とケーシング１１３とは、ガイシ１１１等によっ
て絶縁されている（アースされていない）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の図７および図８
に示したような構成の熱電対の取付構造によれば、熱電
対は、いったん、ケーシングに装着されると、その位置
は、もはや調整できないようになっている（固定的に取
付けられている）。ところが、熱電対の起電力は、その
取付位置によって異なってくる。例えば、熱電対を深く
差し込めば、起電力が上昇し、浅く差し込めば、起電力
は下降する。

【０００６】しかるに、上述した図７あるいは図８に示
したような構成の熱電対の取付構造のものでは、熱電対
の取付位置が固定されているため、得られる出力（起電
力）が異なってくる。したがって、燃焼制御が難しくな
る。また、図７に示した構造のように熱電対を金属製の
ケーシングにアースしたものでは、ガイシ等により絶縁
がなされていないので、熱電対の出力がノイズの影響を
受けやすい。そのために、別途にバーナコントローラで
の対策が必要となって、高価なものとなる問題も生じて
くる。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、使
用される燃料ガスの種類に応じて熱電対の取付位置を変
えることのできる構造を提供することにある。これによ
り、ガス給湯器などのガス燃焼機器において、ガスバー
ナの燃焼状態を熱電対により正確に検知し、これを燃焼
制御にフィードバックしようとするものである。

【０００８】また、本発明は、熱電対をガイシ等の絶縁
対策により、ケーシングに装着するようにしてノイズの
影響を受けにくくし、これにより、熱電対による測定誤
差を少なくし、より高い燃焼制御を達成せんとするもの
でもある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため本発明は、ガスバーナのバーナプレート面に面し
てそのガスバーナを囲むケーシングに熱電対を装着した
ものであって、熱電対をガイシ製の熱電対ホルダにより
絶縁状態で保持すると共に、この熱電対ホルダにより保
持された熱電対の周囲をカバー部材により囲繞し、この
カバー部材と熱電対との相対的な進退位置が変更可能に
なるように、前記熱電対ホルダの前後端にスペーサ部材
が選択的に装着されている熱電対の取付構造を要旨とす
るものである。

【００１０】

【作用】このような構成の熱電対の取付構造によれば、
使用される燃焼ガスの種類によって、たとえば、都市ガ
スのような火炎温度の高いものでは、スペーサ部材を熱
電対ホルダーの前端にもってきた状態で熱電対をガスバ
ーナのケーシングに装着する。そうすれば、この熱電対
は、スペーサ部材の肉厚分だけ後退した状態でバーナプ
レート面に対向配置される。したがって、このガスバー
ナの燃焼状態において、熱電対で検知される熱起電力は
相対的に低くなり、その調整された熱起電力値により、
ガスバーナの燃焼制御が行われることとなる。

【００１１】一方、使用される燃焼ガスの種類によっ
て、たとえば、プロパンガスのような火炎温度の低いも
のでは、スペーサ部材を熱電対ホルダーの後端にもって
きた状態で熱電対をガスバーナのケーシングに装着す
る。そうすれば、この熱電対は、スペーサ部材の肉厚分
だけ前進した状態でバーナプレート面に対向配置され
る。したがって、このガスバーナの燃焼状態において、
熱電対で検知される熱起電力は相対的に高くなり、その
調整された熱起電力値により、ガスバーナの燃焼制御が
行われることとなる。

【００１２】また、この熱電対は、ガイシ製の熱電対ホ
ルダーにより絶縁状態で保持されているので、燃焼によ
るノイズの影響を受けず、検知される熱起電力のバラツ
キも起きないため、より精度良く燃焼制御が行われる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。初めに図１には、本発明が適用される強
制排気式（ＦＥ式）のガス給湯器の概略構成を示してい
る。図示されるようにこのガス給湯器１０は、ガスバー
ナ１２、熱交換器１４、給水管１６、流水センサ１８、
水温サーミスタ２０、給湯管２２、湯温サーミスタ２
４、給湯栓（蛇口）２６、ガス管２８、ガス元電磁弁３
０、ガス比例弁３２、送風ファン３４、コントローラ３
６等により構成されている。

【００１４】このガス給湯器１０では、給湯栓（蛇口）
２６を開くと給水管１６より給水され、流水センサ１８
からの検知信号がコントローラ３６へ伝えられ、送風フ
ァン３４が始動する。そして次にガス元電磁弁３０が開
いてガスバーナ１２にガスが供給されるので、図示しな
い点火プラグによりガスの点火が行なわれる。そして湯
温サーミスタ２４により検知される出湯温度と設定温度
とに差があれば、コントローラ３６からの指令信号によ
りガス比例弁３２の開度が調節され、さらにガス量の変
化に伴なって送風ファン３４へも指令信号が送られ、ガ
スバーナ１２へ供給される空気量が比例制御されるもの
である。

【００１５】図２は、このガス給湯器１０のガスバーナ
１２が配置される燃焼室４０内を上方から視た概略構成
図である。燃焼室４０内には、偏平な複数のメインバー
ナ４２が並設され、それらのスロート４４の先端に一次
空気量調節用のダンパ４６が設けられ、ノズル台４８に
設けられた各ガスノズル５０から燃料ガスが供給され
る。このノズル台４８へのガス流路に能力（燃焼量）を
調節するための前述のガス比例弁３２やガス流路を開閉
するガス元電磁弁３０が設けられる。また、燃焼室４０
の下部には送風ファン（シロッコファン）３４が設けら
れ、燃焼用空気を燃焼室４０に供給しメインバーナ４２
で燃焼し、この燃焼熱で熱交換器１４を加熱して出湯す
るように構成されている。

【００１６】一方、このメインバーナ４２に近接してバ
ーナの燃焼状態を監視する燃焼安全装置６０が併設され
る。この燃焼安全装置６０は、モニタ用のバーナに上述
の共通のノズル台４８に設けられるガスノズル５２から
燃料ガスが供給される。そして、そのバーナプレート６
６面の燃焼状態をそのバーナプレート６６面に対向して
設けられる熱電対７８により検知するものである。

【００１７】図３の（ａ）および（ｂ）に、この熱電対
７８の取付構造のさらに詳細な構成を示す。図示のよう
に、この燃焼安全装置６０は、筒状のケーシング６１内
に多数の炎孔６２を有するバーナプレート６６が装着さ
れると共に、このバーナプレート６６の上流側には燃料
ガスと一次空気とを混合する混合管６３が配管され、こ
の混合管６３には、下部側面の導管６４より燃料ガスお
よび燃焼用空気が導入されるように構成されている。

【００１８】そして、図示のように、この熱電対７８
は、バーナプレート６６面に対向するようにケーシング
６１に横方向から装着されるものである。この熱電対７
８の感熱部７８ａ寄り部位と基部７８ｂ寄り部位とにそ
れぞれ設けられている二つのつば部７８ｃ，７８ｃの間
にガイシ製の熱電対ホルダ６７（半割体６７ａ，６７ｂ
から構成される）が介設されることにより、熱電対７８
は絶縁的に保護される。更に、その外側をカバー部材６
９と受け板７０とで囲い、カバー部材６９および受け板
７０をネジ７１止めにより一体的に結合した状態で、ケ
ーシング６１の外側に設けられる取付台７２（この取付
台７２は実際に前記した燃料ガスの導管６４に取付けら
れる）にネジ止めすることにより、固定的に取り付けて
あるものである。

【００１９】そして、このときに、熱電対７８の感熱部
７８ａには、その先端部が突出された状態で筒状のガイ
シ製の熱電対ホルダ６８が挿着され、この熱電対ホルダ
６８がケーシング６１の貫通壁面に貫挿されることによ
り、熱電対７８とケーシング６１との直接的な接触も回
避されるように構成されている。また、受け板７０の両
サイドの起立板７０ａ，７０ｂは、ケーシング６１の外
周面に当接され、溶接されている。

【００２０】このような構成の熱電対の取付構造におい
て、更に、熱電対７８がケーシング６１内に挿入される
度合（位置関係）を調整するためのスペーサ部材７３
が、熱電対ホルダ６７の前側か後側かに位置して、カバ
ー部材６９と熱電対ホルダ６７との間に選択的に介設さ
れるようになっている。

【００２１】すなわち、スペーサ部材７３には、熱電対
７８の感熱部７８ａ側に位置する前壁７４ａ寄り部位
と、熱電対７８の基部７８ｂ側に位置する後壁７４ｂ寄
り部位とに、それぞれ、係止孔６９ａ，６９ｂが設けら
れている。一方、スペーサ部材７３の一側縁には、その
係止孔６９ａ，６９ｂに差し込まれる係止片７３ａが設
けられている。このスペーサ部材７３に設けられている
係止片７３ａを、カバー部材６９の前側に設けられてい
る係止孔６９ａに差し込むか、後側に設けられている係
止孔６９ｂに差し込むかによって、その位置関係が調整
されるようになっている。

【００２２】尚、スペーサ部材７３は、熱電対７８のつ
ば部７８ｃとの接触を避けるため、つば部７８ｃの径寸
法よりも大きめの空間（スペース）を有する二股状に形
成されている。

【００２３】次に、熱電対７８の取付構造の構成の分解
斜視図を図４および図５に示したので、これらの図に基
づいて、更に詳しく説明する。

【００２４】図４は、スペーサ部材７３の取付位置を熱
電対ホルダ６７の前端にする場合を示した分解斜視図で
ある。上述したように、熱電対の取付構造は、カバー部
材６９、熱電対ホルダ６７の上半割体６７ａ、熱電対７
８、熱電対ホルダ６７の下半割体６７ｂ、受け板７０、
スペーサ部材７３、ネジ７１により構成されている。熱
電対７８は、二つのつば部７８ｃ，７８ｃの間に上下か
ら一組の熱電対ホルダ６７が組み合わせられることによ
って、それらにガードされる。そして、スペーサ部材７
３は熱電対ホルダ６７の前端に配置される。その状態
で、更に、上下からカバー部材６９および受け板７０が
取り付けられる。この時、スペーサ部材７３の係止片７
３ａは、カバー部材６９に設けられた係止孔６９ａに挿
入される。その後、ネジ７１によりすべてが固定され
る。これにより、熱電対７８は、スペーサ部材７３の肉
厚分だけ後退した位置に配置される。

【００２５】また、図５は、スペーサ部材７３の取付位
置を熱電対ホルダ６７の後端にする場合を示した分解斜
視図である。図４と同様に、カバー部材６９、熱電対ホ
ルダ６７の上半割体６７ａ、熱電対７８、熱電対ホルダ
６７の下半割体６７ｂ、受け板７０、スペーサ部材７
３、ネジ７１により構成されている。熱電対７８は、二
つのつば部７８ｃ，７８ｃの間に上下から一組の熱電対
ホルダ６７が組み合わせられることによって、それらに
ガードされる。そして、スペーサ部材７３は熱電対ホル
ダ６７の後端に配置される。その状態で、更に、上下か
らカバー部材６９および受け板７０が取り付けられる。
この時、スペーサ部材７３の係止片７３ａは、カバー部
材６９に設けられた係止孔６９ｂに挿入される。その
後、ネジ７１によりすべてが固定される。これにより、
熱電対７８は、スペーサ部材７３の肉厚分だけ前進した
位置に配置される。

【００２６】ちなみに、熱電対７８の取付位置をバーナ
プレートに対して変化させた場合の実験結果を図６に示
す。この図６は、ファン回転数と熱電対出力との関係を
示したものである。横軸にファン回転数を、縦軸に熱電
対出力値を示している。この図では、都市ガス（１３Ａ
−１）を用いた例を示しており、燃料ガスのインプット
量としては５２８Ｋｃａｌ／ｈとしている。そして、熱
電対７８のケーシング６１内への差込み量（奥行き量）
を５ｍｍ，３ｍｍ，１ｍｍと変えた場合の比較で示して
いる。

【００２７】この図６よりわかるように、熱電対７８の
感熱部７８ａ（熱電対の取付位置）がバーナプレート６
６中心側に近くなる（奥行きが深くなる）につれて、熱
電対出力値が全体的に高くなることがわかる。すなわ
ち、熱電対７８をケーシング６１内へ５ｍｍ挿入した時
が熱電対７８の起電力値が最も高くなり、次いで３ｍ
ｍ、最も熱電対７８の起電力値が低いのが、熱電対７８
のケーシング６１内への挿入量が１ｍｍのときであっ
た。

【００２８】かくして、本発明では、都市ガス（１３Ａ
−１，６Ｃ−１）を使用する場合には、スペーサ部材７
３を熱電対ホルダ６７の前側に位置してカバー部材６９
と熱電対ホルダ６７との間に装着させる。そうすれば、
熱電対７８は、そのスペーサ部材７３の肉厚分だけ後退
した状態でケーシング６１内へ挿入されることとなる。

【００２９】また、プロパンガス（ＬＰガス）を使用す
る場合には、スペーサ部材７３を熱電対ホルダ６７の後
側に位置してカバー部材６９と熱電対ホルダ６７との間
に装着させる。そうすれば、熱電対７８は、そのスペー
サ部材７３の肉厚分だけ前進した状態でケーシング６１
内へ挿入されることとなる。次の表１は、実際に、スペ
ーサ部材７３を熱電対ホルダ６７の前側に設けた場合と
後側に設けた場合との熱起電力値を示したものである。

【００３０】

【表１】

【００３１】この表１に示されるように、スペーサ部材
７３を熱電対ホルダ６７の前側に設けた場合、都市ガス
の１３Ａ−１と６Ｃ−１は、熱起電力値がほぼ同じ値
（３０ｍＶと３３ｍＶ）を示し、プロパンガスは、これ
らの値よりもかなり低い値（２３ｍＶ）を示した。

【００３２】一方、スペーサ部材７３を熱電対ホルダ６
７の後側に設けた場合、都市ガスの１３Ａ−１と６Ｃ−
１およびプロパンガスは、それぞれ、熱起電力値が更に
高い値を示したことはもちろんであるが、プロパンガス
の起電力値が、熱電対ホルダ６７を前側に設けたときの
都市ガス（１３Ａ−１と６Ｃ−１）の熱起電力値とほぼ
同じ値（３１ｍＶ）を示した。

【００３３】これらの結果から言えることは、都市ガス
（１３Ａ−１と６Ｃ−１）のガス種を使用する場合に
は、スペーサ部材７３を熱電対ホルダ６７の前側に設
け、また、プロパンガスを使用する場合には、スペーサ
部材７３を熱電対ホルダ６７の後側に設けるようにすれ
ば、これらのガス種の違いによっても、ほぼ一定の熱起
電力値の基準をもって、このガス燃焼器具の燃焼状態を
把握することができるものである。

【００３４】尚、本発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変
が可能であることは言うまでもない。例えば、燃焼状態
を検知する熱電対は直接メインバーナに設ける等しても
本発明の目的は達成されるものである。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明は、ガス燃焼機器にその燃焼状態を検知するため、
ガスバーナのバーナプレート面に熱電対を装着するに際
し、その熱電対の取付構造として、使用される燃料ガス
の種類が地域によって、あるいは、家庭によって異なる
ときに、その燃料ガスの火力によって熱電対のバーナプ
レート上への挿入具合いを変えることによって一定の基
準で燃焼状態を判断できるものである。また、熱電対
は、ガイシ製の熱電対ホルダに覆われて絶縁されている
ため燃焼に伴うノイズの影響を回避できるものであるか
ら、安定した燃焼制御を行うことが可能となる。そして
また、このような熱電対の構造を備えたガス給湯器など
のガス燃焼機器を製造することは、仕様を変えずに製造
できるものであるから、その生産メリットも大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるガス給湯器の概略構成図で
ある。

【図２】図１に示したガス給湯器における燃焼状態を検
知するための熱電対の取付部位を示した図である。

【図３】本発明の熱電対の取付構造の（ａ）平面図、お
よび（ｂ）縦断面図である。

【図４】本発明の熱電対の取付構造の分解斜視図であ
る。

【図５】本発明の熱電対の取付構造の分解斜視図であ
る。

【図６】ファン回転数と熱電対出力の関係を示した図で
ある。

【図７】従来例の熱電対の取付構造を示した断面図であ
る。

【図８】従来例の熱電対の取付構造を示した断面図であ
る。

【符号の説明】

１２ ガスバーナ ６１ ケーシング ６６ バーナプレート ６７ 熱電対ホルダ ６９ カバー部材 ７３ スペーサ部材 ７８ 熱電対

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスバーナのバーナプレート面に面し
   てそのガスバーナを囲むケーシングに熱電対を装着した
   ものであって、熱電対をガイシ製の熱電対ホルダにより
   絶縁状態で保持すると共に、この熱電対ホルダにより保
   持された熱電対の周囲をカバー部材により囲繞し、この
   カバー部材と熱電対との相対的な進退位置が変更可能に
   なるように、前記熱電対ホルダの前後端にスペーサ部材
   が選択的に装着されていることを特徴とする熱電対の取
   付構造。