JPS62268916A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の分野］ 本発明は燃焼空気と燃料ガスとを所定の空燃比で燃焼す
る燃焼装置の着火性向上および安全性向上に係わり、主
に家庭用または営業用の瞬間ガス湯沸鳴の着火性向上お
よび安全性向上に係わる。

［従来の技術］ 常時、燃料ガスと空気とが与混合され、燃焼炎を生起す
る燃焼板の一部に他部より空気過剰率の小さい空燃比の
領域、つまり燃料ガスが他部より濃度の高い領域を形成
し、この領域で点火を行なう燃焼装置が存在する（例え
ば実公昭４６−２６０号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるに従来の燃焼装置はかかる領域を他の用途に積極
的に利用していなかった。

本発明は、燃焼板または該燃焼板近傍の一部に他部より
空気過剰率の小さい空燃比の領域をつくり、該領域では
酸素不足による異常燃焼が他の領域より早く発生するこ
とに着目し、この領域の着火性向上および安全性の向上
に利用する燃焼装置の提供にある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の燃焼装置は、上記目的を達成するために、燃料
ガスと空気とが混合され、燃焼炎を生起する燃焼板を有
する燃焼装置において、前記燃焼板または該燃焼板近傍
の一部に他部より空気過剰率の小さい空燃比の領域を形
成し、該領域に点火器および異常燃焼検知センサを取り
付けた構成を採用した。

［作用および発明の効果］ 本発明の燃焼装置は、燃焼板または該燃焼板近傍の一部
に他部より空気過剰率の小さい領域、つまり燃料ガスの
濃度が高い領域を形成し、該領域に点火器および異常燃
焼検知センサを取り付けているので、前記領域という小
さい範囲内で着火性の向上と安全性の向上とが達成でき
、前記領域で酸素不足による異常燃焼が早期発見できる
と共に良好に安定した着火を行うことができ、さらに安
定した燃焼を行うことができる。

［実施例］ 第１図は本発明の燃焼装置の一実施例を適用した瞬間ガ
ス湯沸機を示す。

この瞬間ガス湯沸）幾１は、ハウジング２内に一時空気
のみで完全に燃焼する強制送風式の全−次空気燃焼式ガ
ス燃焼装置（バーナ）３を取り付け、該バーナ３の燃焼
室６内に熱交換器を配設してなる。

ハウジング２は、外気導入口２１を形成し、またハウジ
ング２内には、前記熱交換器５へ水を供給する水供給管
５１および熱交換器５から熱交換後の水を例えば家庭用
湯沸器の場合風呂または台所等に供給する給湯管５２と
、バーナ３へ燃料ガスを供給するガス供給＠８０と、ガ
ス供給管８０に取り付けられた流量制御弁８１およびガ
ス漏れ時に自動的に燃料ガスの供給を遮断する安全か８
２等を含む電磁弁装置８とが設けられている。

バーナ３は、セラミック板に多数の不規則な小孔を形成
した燃焼板３１を燃焼面とする燃焼部３２を設けてなり
、燃焼板３１の下流に取り付けられた点火器である火花
ＩＩｉ電装置くスパーカ−）３３を含む点火装置、燃焼
炎の温度を検出してバーナ３の異常燃焼を検知する異常
燃焼検知センサである熱電対（サーモ・カップル）３４
、燃焼炎の温度を検出して、燃焼炎の酸素濃度（空燃比
）を検知する熱電対空燃比センサである熱電対（＋１−
モ・カップル）３５を含む安全装置７、電磁弁装置８か
らなる燃焼制御装置９に制御される。

バーナケース４は、断面略矩形の筒状を呈し内部が燃焼
室６とされた燃焼ケース４１と、その一端（図示下端）
に蓋肴され、側方にハウジング２に設けｔこ排気筒（図
示せず）に連絡する細長い矩形の排気口４２が設けられ
た排気パン４３と、燃焼ケース４１の他端（図示上端）
に道管され、内部が燃料ガスと燃焼空気との混合室４４
とされたバーナケーシング４５と、該バーブケーシング
４５の中央に形成された吸気口４６にその吹出口４７が
接続され、側面に空気吸入口４８ａおよび下面にガス吸
入口４８ｂが設けられ、燃焼室６内に燃焼空気を供給す
るよう図示矢印方向に回転するブロワ１１のスクロール
ケーシング４９とからなる。

スクロールケーシング４９は、ガス吸入口４８ｂにテー
パー状壁部４９ａを形成しており、該壁部４９ａにより
ガス吸入口４８ｂからの擾乱ガスと空気吸入口４８ａか
らの燃焼空気との混合を行う。

燃焼ケース４１の上端および下端には外周にフランジ部
４１ａおよび４１ｂが周設され、排気パン４℃の上端お
よびバーブケーシング４５の下端にはこれらに′ｇ応し
てフランジ部４３ａおよび４５ａが周設されており、各
フランジ部４１ａ１４１ｂ、４３ａおよび４５ａはそれ
ぞれ図示しない耐熱ガスケットを介して重ね合わされ、
ねじにより締結されている。

熱交換器５は、両端が燃焼ケース４１の内壁面に溶接さ
れて多数のプレートフィン群５３が上下２段に取り付け
られ、これらプレートフィン群５３および燃焼ケース４
１の壁部を貫通して前記水供給管５１、給湯管５２が配
設されて構成される。

燃焼室６の内周壁６１には、燃焼ケース４１とバーナケ
ーシング４５のフランジ部４１ａ、４５ａ間に挟持され
た保炎枠保持枠６２、燃焼仮押え枠６３および多数の小
孔を形成した整流板６４が取り付けられ、該保持枠６２
および押え枠６３の間には電気絶縁性および耐熱性に優
れたセラミック製保炎枠６５が保持されている。該保炎
枠６５内には燃焼板３１が嵌め込まれており、さらに貫
通孔６６．６７にサーモ・カップル３・１．３５を挿通
すると共にスパーｆＪ−３３の先端を燃焼板３１の外周
縁部３６の下流に突設するように端子部である後端を埋
設している。

このようにスパーカ−３３は、燃焼板３１を嵌め込むた
めの電気絶縁性および耐熱性に優れたセラミック製保炎
枠６５に後端を埋設されているのでスパーカ−３３とバ
ーナケース４との絶縁のためにあらたにスパーカ−３３
に従来のように絶縁部材で被覆する必要がなく、またス
パーカ−３３の端子部である後端を燃焼炎より保護する
ために従来のように耐熱部材で被覆する必要がなくなる
。

またサーモ・カップル３４は、空燃比が他の部分の空燃
比より空気過剰率が小さい燃焼板３１の下流に設けられ
、この部分から生起する燃焼炎の温度を検出して、燃焼
炎の空気過剰率が所定の空燃比（例えば空気過剰率１．
２〜１．３）より外れるバーナ３の異常燃焼を検知した
時に異常燃焼信号を出力する。

流量制御弁８１の下流がわのガス供給管８０は、スクロ
ールケーシング４９のガス吸入口４８ｂへのガス供給管
８３と整流板６４の上流側面へのガス供給分岐管８４と
に分岐されている。分岐管８４は、本実施例では開口し
た先端８５が整流板６４に当接または近接されており、
この部分の混合室４４の整流板６４の下流は、ガス濃度
が高くなり、この部分の空燃比が他の部分の空燃比より
空気過剰率が小さくなる。

本実施例の瞬間ガス湯沸器の作動を説明する。

操作者が、図示しないメインスイッチをＯＮＬで、ブロ
ワ１１を通電してブ［１ワ１１を駆動すると共にガス供
給管８０（７）　電磁弁装置８も通電することにより、
燃料ガスは、流量制御弁８１により所定のガス流番を供
給するよう制御される。

該所定のガス流量の燃料ガスが、ガス供給管８３を通過
してガス吸入口４８ｂからスクロールケーシング４つ内
に燃焼空気と共に吸引され、さらにガス供給分岐管８４
を通過してバーナケース４内の混合室４４に設けられた
整流板６４に供給される。

ガス供給分岐管８４の先端８５から直接整流板６４に供
給された燃料ガスは、燃焼空気と与混合され、他部より
空気過剰率の小さい空燃比の混合気となる。該混合気は
、混合室４４の整流板６４の下流で、この部分の空燃比
が他の部分の空燃比（例えば空気過剰率１．３）より空
気過剰率が小さい所定の空燃比（例えば空気過剰率１．
２）になる。

そして燃焼板３１の外周縁部３６の小孔より噴出したガ
ス濃度が高い混合気は、スパーカ−３３が火花放電を発
生すると、速やかに着火され、燃焼板３１の外周縁部３
６の板表面で燃焼する。この燃焼炎は、燃焼板３１の全
表面に伝播する。

本実施例のバーナ３は、燃焼板３１の近ｊ力の一部に他
部より空気過剰率の小さい空燃比の領域である燃焼板３
１の外周縁部３６の下流では酸素不足による異常燃焼が
燃焼板３１の他の部分より、早く発生する点に着目して
、該燃焼板３１の外周縁部３６の下流にスパーカ−３３
およびづ−モ・ノＪツプル３４を取り付けて、バーナ３
の作動中は、サーモ・カップル３４により常時その領域
から生起する燃焼炎の温度を検出している。

もし、 ａ）このバーナ３が燃焼中、室内の換気不足による室内
空気の酸素濃度が低下した時、ｂ）ブロワ１１が故障し
て燃焼空気を所定最燃焼至６内に供給できない時、 Ｃ）排気パン４３または排気管（図示せｆ）などにゴミ
が詰まり、燃焼空気を所定量燃焼室６内に供給できない
時、 ｄ）燃焼板３１または整流板ら４の小孔にゴミが諸まり
、燃焼空気を所定量燃焼室６内に供給できない時、 ｅ）ガス供給管８０内の電磁弁装置８等に異常が生じて
、所定のガス流ｉより増大し、燃焼室６内の混合気の酸
素濃度が低下した時、 このような酸素の不足による異常燃焼が生じた場合には
、燃焼板３１の外周縁部３６の下流が空気過剰率の小さ
い空燃比の領域であるため、酸素不足による異常燃焼が
伯の燃焼板３１の部分より早く検知できるため、この領
域に取り付けられたサーモ・カップル３４により、燃焼
制御装置９へ異常燃焼信号を速やかに発し、該信号を入
力した燃焼ｉｉ制御装置９は、電磁弁装置８を安全側に
作動させるように出力する。例えば燃焼制御装置９は、
流量制御弁８１により燃料ガスの流量を制御して所定の
空燃比となるように出力するか、あるいは安全弁８２に
よりガスの供給を遮断するように出力する。

このため、本発明の燃焼装置を適用した瞬間ガス潟沸閤
１は、燃焼板３１近傍の一部に他部より空気過剰率の小
さい空冷比の領域という１つの小さな領域を着火性の向
上および安全性の向上に利用でき、この燃焼板３１近傍
の一部に曲部より空気過剰率の小さい空燃比の領域で酸
素不足等による異常燃焼が早期発見できると共に燃料ガ
スの濃度が高いため良好に安定した着火を行うことがで
き、さらに安定した燃焼が行えるという効果を同時に達
成できた。

第２図は本発明の燃焼装置の他の実施例を示す。

（第１図のものと同−機能物は同番号をイ１１す）本実
施例の整流板６４は、ガス供給分岐管８４の間口した先
端８５が挿通する挿通穴６８を形成すると共に、該挿通
穴６８の縁部に面記燃焼板３１方向に突出したフランジ
６９を形成している。このため燃料ガスが整流板６４の
小孔を介さずに直接燃焼１反３１に供給され、燃焼板３
１の下流の混合室４４では第１実施例よりも増してこの
部分の空燃比が他の部分の空燃比より空気過剰率が小さ
くなり、着火性の向上と酸素不足による異常燃焼がより
早く検出できるので安全性の向上とが）ヱ成できる。　
燃焼板または燃焼板３ｆｆ傍の一部に他部より空気過剰
率の小さい空燃比の領域の設定方法は、この他に燃焼ケ
ース４１の壁をガス供給分岐管８４が貫通して整流板６
４の下流に直接先端間口を配置する方法もある。

本実施例では、異常燃焼検知センタとして燃焼炎の温度
を検出するサーモ・カップル３４を設けたが、異常燃焼
検知センタとしてリーミスタ、バイメタルなどの接触形
温度センザを設けても良い。

またこれらづ−ミスタやバイメタルをセラミック裂保炎
枠Ｇ５内に埋設しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃焼装置の一実施例を適用した瞬間ガ
ス揚洲改の断面図、第２図は本発明の燃焼装置の他の実
施例を適用した瞬間ガス湯沸握の要部拡大断面図である
。 図中 １・・・瞬間ガス）易沸）幾２・・・ハウジング　３・
・・ガス燃焼装置（バーナ）　　４・・・バーナケース
　５・・・熱交換器　６・・・燃焼室　８・・・電磁弁
装置　９・・・燃焼制御装置　１１・・・ブロワ　３２
・・・燃焼板　３３・・・火花放電装置（スパーカ−）
３４．３５・・・熱電対（サーモ・カップル）６２・・
・保炎枠保持枠　６３・・・燃焼仮押え枠　６５・・・
保炎枠　８０・・・ガス供給管　８１・・・流量制御弁
　８２・・・安全弁　８３・・・ガス供給管　８４・・
・ガス供給分岐管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）燃料ガスと空気とが混合され、燃焼炎を生起する燃
   焼板を有する燃焼装置において、 前記燃焼板または該燃焼板近傍の一部に他部より空気過
   剰率の小さい空燃比の領域を形成し、該領域に点火器お
   よび異常燃焼検知センサを取り付けたことを特徴とする
   燃焼装置。 ２）前記異常燃焼検知センサは、燃焼室内壁に設けられ
   たセラミック製保炎枠に保持された燃焼炎の熱電対であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃焼装
   置。 ３）前記燃焼板の上流には、燃焼空気と燃料ガスとを所
   定の空燃比の混合気とする多数の小孔を形成した整流板
   が設けられており、前記燃料ガスの供給は、流量制御弁
   を含む電磁弁装置を設けると共に、該流量制御弁の下流
   に燃焼空気供給用のブロワ吸い込み口への供給管、およ
   び前記整流板へのガス供給分岐管を設けたガス供給管に
   より行われることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の燃焼装置。 ４）前記ガス供給分岐管の開口した先端は、前記整流板
   に当接または近接していることを特徴とする特許請求の
   範囲第３項記載の燃焼装置。 ５）前記整流板は、前記ガス供給分岐管の開口した先端
   を挿通する挿通穴を形成すると共に、該挿通穴の縁部に
   前記燃焼板方向に突出したフランジを形成していること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の燃焼装置。