JPS6262128A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、湯沸器やファンヒータ等の各種燃焼装置に関
し、詳しくは、バーナからの燃焼ガス中における可燃性
ガス成分の濃度上昇に伴い抵抗値が低下する不完全燃焼
検出用の導電性抵抗素子を設け、その導電性抵抗素子の
抵抗値が設定以下となったときに前記バーナへの燃料供
給を自動的に遮断する不完全燃焼防止手段を設け、不完
全燃焼の発生を種々ある発生形態にかかわらず可燃性ガ
ス成分の濃度監視により確実に検出して、その検出時点
でバーナへの燃料供給を自動的に遮断し、不完全燃焼運
転を気付かずに′ｍ続してしまうことを防止するように
した燃焼装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、上記の如き燃焼装置において、不完全燃焼検出用
センサーである導電性抵抗素子を介装した抵抗値検出用
回路においての断線トラブルに対処するための手段は何
ら装備されていなかった（文献を示すことができない）
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、装置の機械的振動や燃焼ガスとの接触に起因し
た熱劣化等、何らかの原因で導電性抵抗素子を介装した
抵抗値検出用回路（抵抗素子そのものも含む）が断線す
ると、燃焼ガス中における可燃性ガス成分の濃度上昇に
伴う抵抗素子の抵抗値低下を電気的に判定することが不
能となって不完全燃焼の検出が不能となるために不完全
燃焼防止手段が作動しなくなってしまい、そのために、
不完全燃焼状態の運転を不測に継続してしまう危険性が
あった。

殊に、使用者側においては不完全燃焼防止手段が装備さ
れているという安心感があることから、かえって上述危
険性が高く室内汚染等の重大事態を招く虞れがあった。

本発明の目的は、不完全燃焼に対する安全性を向上する
点にある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明による燃焼装置の特徴構成Ｃよ、バーナからの燃
焼ガス中における可燃性ガス成分の濃度上昇に伴い抵抗
値が低下する不完全燃焼検出用の導電性抵抗素子を介装
した抵抗値検出用回路の導電性の有無を判定する手段、
及び、その判定手段の判定結果に基づいて、前記抵抗値
検出用回路が非導電状態となったときに前記バーナの燃
焼運転を不能にする安全手段を設けたことにあり、その
作用・効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、不完全燃焼検出用センサーである導電性抵抗素
子を介装した抵抗値検出用回路の導電性が失われたとき
にはバーナの燃焼運転を不能にしてしまうから、抵抗値
検出用回路が何らかの原因でｔｔｆｒ　ｂ’Ａして非導
電状態となり、そのために、導電性抵抗素子の抵抗値低
下を電気的に判定することが不能となって不完全燃焼の
検出ができなくなったとしても、不完全燃焼運転の継続
は確実に回避される。

尚、蛇足ではあるが、抵抗値検出用回路がｌ折線してお
らず等電状態にあるときには、抵抗値低下判定に基づい
た不完全燃焼防止が本来の不完全燃焼防止手段により実
行され、抵抗素子の抵抗値が設定より大きいときにバー
ナの燃焼運転は許容され、かつ、抵抗値が設定以下とな
ったときに燃料供給が遮断されて燃焼運転が自動的に停
止される。

〔発明の効果〕

不完全燃焼に対する安全性を従前に比して大巾に向上で
き、使用者が安心して使用できる信頼性の高い燃焼装置
にできた。

〔第１実施例〕 次に本発明の第１実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は瞬間湯沸器の概略構成を示し、排気口（１八）
を形成したケーシング（１）に、水管型熱交換器（２）
、及び、それに対する加熱用メーンバーナ（３）を内装
し、熱交ｔ＃！器（２）から出湯管（４）を延設しであ
る。

熱交換器（２）に対する給水管路（５）に水栓（６）及
び水ガバナー（７）を、かつ、メージバーナ（３）に対
する燃料ガス供給路（８）に、セフティ−バルブ（９）
、ガス弁（１０）、水圧応動弁（１１）、並びに、ガス
ガバナ（１２）を夫々介装しである。

水栓（６）及びガス弁（１０）は、夫々ケーシング前面
に配設した水栓操作具、及び、点火消火操作具によって
人為開閉操作される。又、セフティ−バルブ（９）は、
スプリングによって常時閉じ付勢されており、点火消火
操作具による点火操作に連動して開き操作された後、適
正燃焼状態でのみ電磁的に開き保持される。

更に、水圧応動弁（１１）は、水ガバナー（７）に連動
されており、熱交換器（２）に対する給水圧が適切であ
るときにのみ開き状態となる。

図中（１３）は点火プラグであり、又、（１４）はパイ
ロットバーナである。

パイロットバーナ（１４）に対する燃料ガス供給は、ガ
ス弁（１０）によって断続される。

第２図に示すように、パイロットバーナ（１４）燃焼炎
との接触により加熱されて熱起電力を発生する熱電対（
１５）を設け、その起電力によってセフティ−バルブ（
９）を開き保持するように、セフティ−バルブ（９）に
おける弁聞き保持用の第１電磁コイル（９八）に対し、
その電源として熱電対（１５）を接続し、もって、パイ
口ソトバーナ（１４）が適正燃焼状態にある時に、セフ
ティ−バルブ（９）をその自己閉じ付勢力に抗して開き
保持するように構成しである。

図中（１６）は、点火直後において、熱電対（１５）の
起電力がセフティ−バルブ（９）を開き保持するに足り
る電力となるまでの間、第１電磁コイル（９Ａ）に対し
て、セフティ−バルブ開き保持用電力を助力的に供給す
るコンデンサーである。

又、（１７）は、コンデンサー（１６）を第１電磁コイ
ル（９Ａ）に接続した放電状態と乾電池（１８）に接続
した充電状態とに択一的に切換えるスイッチであり、点
火消火操作具による点火操作に連動して放電状態に切換
えられる。

第１図に示すように、排気口（ＩＡ）部に排気燃焼ガス
中における可燃性ガス成分を検出するセンサー（１９）
を付設し、そのセンサー（１９）の検出結果に基づいて
、可燃性ガス成分の濃度が設定以上となった時には不完
全燃焼であると判断させてセフティ−バルブ（９）を優
先的に遮断作動させるように構成しである。

つまり、可燃性ガス成分の濃度監視に基づいた不完全燃
焼検出によれば、酸欠や熱交換器詰まり等に起因した不
完全燃焼はもとより、メーンハーナ（３）の劣化やメー
ンバーナ（３）への−次空気供給不良等に起因した不完
全燃焼も検出できることから、上述の如く可燃性ガス成
分検出センサー（１９）を用いることより、種々ある不
完全燃焼の発生形態にかかわらず不完全燃焼運転の不測
の継続を確実に防止できるようにしである。

可燃性ガス成分検出センサー（１９）は、５ｎ０２等の
金属酸化物を材質とする導電性抵抗素子から成り、第３
図に示す如く、燃焼ガス中における可燃性ガス成分（本
例ではｃｏ、トＩ２）の濃度が大となるに伴い抵抗素子
（１９）の抵抗値が低下することを利用して不完全燃焼
検出を行わせる。

第４図は具体的センサー構成を示し、ケーシング排気口
（１八）部において、ステンレス製金網により形成され
た保護枠（１９＾）内にセラミック　　−ス製筒状体（
１９［１）が装備され、その筒状体（１９Ｂ）の外周面
に、膜状に形成された５ｎＯｔ燃焼体から成る抵抗素子
（１９）が貼設されると共に、その膜状抵抗素子（Ｉ９
）の両端部に抵抗値検出用の電極ｖＡ（１９Ｃ）が接続
されている。

又、（１９０）は、可燃性ガス成分に対する抵抗素子（
１９）の怒度を良好にするように抵抗素子（１９）の温
度を調整する電気ヒータであり、筒状体（１９Ｂ）に挿
通配置されている。

第２図に示すように、セフティ−バルブ（９）に対して
、第１電磁コイル（９Ａ）による形成磁界を打ち消すよ
うな磁界を形成する第２電磁コイル（９Ｂ）を付設する
と共に、前記電池（１８）により第２電磁コイル（９Ｂ
）に電力を付与する電源回路（１８＾）において、可燃
性ガス成分検出用抵抗素子（１９）を第２電磁コイル（
９Ｂ）に、それに対する付加電圧調整用の可変抵抗とし
て直列接続し、もって、可燃性ガス成分の濃度が設定値
よりも低い時には、抵抗素子（１９）の大きな抵抗値（
例えば数１００にΩ）をもって第２電磁コイル（９Ｂ）
による形成磁界を極めて弱いものとしておくことで、第
１電磁コイル（９Ａ）による、換言すれば、熱電対（１
５）の起電力によるセフティ−バルブ（９）の開き保持
を許し、かつ、可燃性ガス成分の濃度が設定値以上とな
った時には、それに伴い抵抗素子（１９）の抵抗値が設
定許容値（例えば数ｌＯΩ）よりも低下することをもっ
て第２電磁コイル（９Ｂ）による形成磁界を強くするこ
とで、第１電磁コイル（９八）による形成磁界を消去し
て自己閉し付勢力によりセフティ−バルブ（９）を遮断
作動させるように構成しである。

図中（Ｒ）は付加電圧調整用の固定抵抗、（２０）は、
放電・充電切換用スイッチ（１７）の放電状態側への切
換えとともに、点火消火操作具による点火操作に連動し
て閉成される第２電磁コイル用電源スイツチである。

又、（２１）は点火消火操作具による点火操作時点から
設定時間（例えば５秒間程）だけ点火プラグ（１３）を
動作させるタイマー回路である。

尚、点火プラグ（１３）は第２電磁コイル（９Ｂ）と同
様に乾電池（Ｉ８）を電源としている。

点火操作時点でタイマー回路（２１）を始動させるため
の構成としては、第２電磁コイル（９Ｂ）に電流が流れ
ているか否かを第２電磁コイル用電源回路（１８Ａ）に
おける電流を直接に検出することにより判定し、かつ、
その判定結果に基づいて、第２電磁コイノ喧９Ｂ）に電
流が流れている状態でのみタイマー回路（２１）に対し
電気信号を与える点火タイミング判定回路（２２）　（
本例ではトランジスタを適用している）を設け、もって
、点火操作に連動した第２電磁コイル用電源スイツチ（
２０）の閉成に伴い点火タイミング判定回路（２２）か
らタイマー回路（２１）に付与される電気信号を起動指
令としてタイマー回路（２１）を始動させ、それによっ
て、点火操作時点から設定１時間だけ点火プラグ（１３
）を動作させるように構成しである。

又、点火プラグ（１３）の始動を上述の如き構成で行わ
せることにより、第２電磁コイル用電源回路（１８Ａ）
における電流を直接に検出することで第２電磁コイル（
９Ｂ）に電流が流れているか否かを判定し、か一つ、そ
の判定結果に基づいて、第２電磁コイル（９Ｂ）に電流
が流れている状態でのみタイマー起動指令としての電気
信号を発信　　　　′して点火プラグ（１３）を動作さ
せる点火タイミング判定回路（２２）を、可燃性ガス成
分検出用抵抗素子（１９）を介装した第２電磁コイル用
電源回路（１８Ａ）の導電性の有無を判定する回路、並
びに、その判定結果に基づいて、第２電磁コイル用電源
回路（１８Ａ）が導電状態にあるときのみバーナ点火を
許す安全回路として機能させるようにしである。

つまり、可燃性ガス成分検出用の導電性抵抗素子（１９
）やそれに対する接続電極線（１９Ｃ）が湯沸器の機械
的振動や、燃焼ガスとの接触による熱劣化等、何らかの
原因で断線して、抵抗素子（１９）の抵抗値低下に基づ
いたセフティバルブ（９）の自動遮断作動が不能となっ
ている状態においでは、第２電磁コイル（９Ｂ）に電力
を供給するための回路であり、また、介装した抵抗素子
（１９）の抵抗値を検出するための回路でもある第２電
磁コイル用電源回路（１８Ａ）の導電性判定に基づき上
述の如き断線トラブルを検出して、バーナ点火そのもの
を不能とするようにしてあり、それによって、断線トラ
ブルに起因した、不完全燃焼運転の不測なｗＥ続をも確
実に回避するようにしである。

第２図において、（２３）は、乾電池（１８）の電圧が
第２電磁コイル（９Ｂ）によるセフティバルブ（９）遮
断に必要な設定下限電圧値よりも低くなったときに、タ
イマー回路（２１）の作動にかかわらず点火プラグ（１
３）の作動を阻止する回路であり、乾電池（１８）の電
圧降下でセフティ−バルブ自動遮断作動が不能となって
いる状態においてバーナ点火操作そのものを不能とする
ことにより、乾電池（１８）の電圧降下に起因した、不
完全燃焼運転の不測な継続を回避するものである。

〔第２実施例〕 次に本発明の第２実施例を図面に基づいて説明する。

第５図に示すように、バーナ（３）からの燃焼ガス経路
に、燃焼ガス中における可燃性ガス成分の濃度上昇に伴
い抵抗値が低下する不完全燃焼検出用の導電性抵抗素子
（１９）を設け、その導電性抵抗素子（１９）を介装し
た抵抗値検出用回路（１８八）を、抵抗素子（１９）の
抵抗値が設定値以下となったか否かを判定する回路（２
４）に接続し、その判定回路（２４）の判定結果に基づ
いて、抵抗素子（１９）の抵抗値が設定値以下となった
ときに燃料供給遮断用バルブ（９）を遮断操作する実行
回路（２５）を設け、もって可燃性ガス成分の濃度が設
定以上となったときに不完全燃焼であると判定してバー
ナ（３）を自動消火する不完全燃焼防止機構を構成しで
ある。

前記抵抗素子（１９）の抵抗値変化に伴う抵抗値検出用
回路（１８Ａ）の全体抵抗値変化から見て、その全体抵
抗値変化＋４＋の上限値よりもかなり大きな値をＩＬＪ
ｒ線判定線色定値設定し、前記判定回路（２４）に対し
、抵抗値検出用回路（１８Ａ）の全体抵抗値が断線判定
値以上となったか否かを判定する副判定回路（２６）を
付加すると共に、その副判定回路（２６）の判定結果に
基づいて、抵抗値検出用回路（１８Ａ）の全体抵抗値が
遮断判定値以上゛　　となったときにも前記の実行回路
（２５）により燃料供給遮断用バルブ（９）が断線操作
されるように構成しである。

つまり、不完全燃焼検出用の導電性抵抗素子（１９）を
介装した抵抗値検出用回路（１８Ａ）の導電性の有無を
判定する回路として副判定回路（２６）を機能させ、抵
抗値検出用回路（１８Ａ）に何らからの原因で断線トラ
ブルが生じたときには、その断線に伴う抵抗値検出用回
路全体抵抗値の無限大化、換言すれば、抵抗値検出用回
路（１８Ａ）が非導電状態となったことを副判定回路（
２６）で検知させることにより断線を検出させ、その検
出結果に基づき、安全回路である実行回路（２５）に燃
料供給遮断を実行させてバーナ０）の燃焼運転を不能と
することにより、断線トラブルに起因した、不完全燃焼
運転の不測な′ｍ続を確実に回避するようにしである。

〔別実施例〕

次に本発明の別実施例を説明する。

不完全燃焼検出用の導電性抵抗素子（１９）としては、
可燃性ガス成分の濃度上昇に伴い抵抗値低下する特性を
有するものであれば種々の材質の導電性素子を適用でき
る。

導電性抵抗素子（１９）を介装した抵抗値検出用回路（
１８Ａ）の導電性の有無を判定する手段としては、回路
に流れる電流を検出する型式や、回路全体抵抗値を検出
する型式等、種々の判定型式を採用でき、又、その判定
手段の具体的構成も種々の改良が可能である。

上述判定手段の判定結果に基づいて、抵抗値検出用回路
の導電性が失われた時にバーナの燃焼運転を不能にする
に、点火プラグの作動を不能にしたり、点火操作具に対
する人為点火操作を不能にしたり、あるいは、バーナへ
の燃料供給を不能にしたりする等、バーナ燃焼運転を不
能にするための具体的方法は種々あり、いずれの方法を
採用しても良い。

又、バーナ燃焼運転の不能化を実行する安全手段の具体
構成も、上述採用方法に応じて各種の構成変更がなされ
る。

本発明は、湯沸器やファンヒータ等、各種の燃焼装置に
適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は全体概略構造図、第２図は電気回路図、第３図は可
燃性ガス成分の濃度と抵抗素子の抵抗値との相関を示す
グラフ、第４図はセンサー構成を示す一部破断斜視図で
ある。第５図は本発明の第２実施例を示す構成図である
。 （３）・・・・・・バーナ、（１８Ａ）・・・・・・抵
抗値検出用回路、（１９）・・・・・・導電性抵抗素子
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バーナ（３）からの燃焼ガス中における可燃性ガス成分
   の濃度上昇に伴い抵抗値が低下する不完全燃焼検出用の
   導電性抵抗素子（１９）を設け、その導電性抵抗素子（
   １９）の抵抗値が設定以下となったときに前記バーナ（
   ３）への燃料供給を自動的に遮断する不完全燃焼防止手
   段を設けた燃焼装置であって、前記導電性抵抗素子（１
   ９）を介装した抵抗値検出用回路（１８Ａ）の導電性の
   有無を判定する手段、及び、その判定手段の判定結果に
   基づいて、前記抵抗値検出用回路（１８Ａ）が非導電状
   態となったときに前記バーナ（３）の燃焼運転を不能に
   する安全手段を設けた燃焼装置。