JPS636772B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は炎電流の検知構造を改良した拡散燃
焼式バーナに関する。

一般に温風暖房機等に用いられるバーナには、
燃焼管制機構が組込まれ、この機構により不着火
を検出したり、燃焼運転中に炎が所定より小さく
なつたり吹消えをおこした場合、或いは飛火（リ
フテイング）などの異常燃焼が生じた際に、それ
を検知して燃料の遮断をおこなうとか、燃焼運転
を停止して安全を期するようになつている。この
機構はバーナ本体内の火炎生成部に炎検知体とし
てのフレームロツドを挿入し、このフレームロツ
ドで炎電流を検知するもので、この検知に基づい
て炎が所定の状態に生成されているか否かを判断
し燃焼運転を制御するもので、その応答性の早い
ことから燃料の遮断で瞬時消火させる燃焼器の安
全装置として不着火時の未燃ガスの噴出防止や後
述する爆発異常着火防止などにおいて、重要なも
のである。

ところで、バーナプレートを有する予混合燃焼
方式のバーナにおいては、火力の強弱設定に関係
なく火炎がバーナプレートの板面のほぼ一定位置
に定まり、したがつてこのようなものにおいて
は、単一のフレームロツドで容易に炎電流を検知
することができる。これに対し、拡散燃焼方式の
バーナにあつては、火力の強弱設定によつて火炎
の位置が大きく移動し、このため単一のフレーム
ロツドではそれに対応することが困難で、複数の
フレームロツドを使用せざるをえないことにな
る。しかしながら、複数のフレームロツドを組込
むのでは、とくにこの種の拡散燃焼方式のもので
はバーナ本体内にフレームホルダや燃焼リングな
どの燃焼性能を向上しかつ安定化させる燃焼補助
部材が配設されている関係で、そのフレームロツ
ドの組込みが相当困難となり、また複数のフレー
ムロツドが乱立することから燃焼状態が悪化する
おそれがある。

一方、この種燃焼器の消火直後に燃料の供給が
再開され、その燃料が正規の点火機構とのタイミ
ングのずれなどにより不着火となり、この状態の
ままさらに燃料の供給が継続されると、その燃料
がバーナ本体の熱を受けて爆発や異常着火をひき
おこしてしまうこともある。このような場合、バ
ーナ本体にフレームロツドが配設されていれば、
それが燃料供給後の火炎の不存在を検知して直ち
に燃料の供給を遮断するから、爆発や異常着火を
確実に回避することができる。ところが前述のよ
うに、拡散燃焼方式のバーナには従来方式のフレ
ームロツドの組込みが困難であり、このため瞬時
消火形の拡散燃焼式バーナの実現化を阻んでいる
のが実情である。

この発明はこのような点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、バーナ本体内に
組込まれる既成の燃焼補助部材を利用して、炎の
移動に左右されることなく確実にかつ安価にその
炎電流を検知することができ、これにより瞬時消
火が容易に可能になる拡散燃焼式バーナを提供し
ようとするものである。

以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。第１図において１は温風暖房機の
機体で、この機体１の内部には中央にバーナ２
が、一側寄りにカートリツジ式の燃料タンク３
が、また他側寄りの下端に温風用フアン４が配設
されている。燃料タンク３は油受皿５に支持され
ていて、弁機構６を介して、内部の灯油等の液体
燃料を外部空気との置換作用によつて油受皿５内
に一定のレベルで順次流出させるものである。

バーナ２につき説明すると、７がバーナ本体
で、これは外筒８と内筒９とからなる。外筒８は
円筒状をなし、両端にフランジ１０，１１を有し
ている。内筒９は周面に多数の燃焼用空気孔１２
…を有する有底円筒状をなし、その開口外周縁に
フランジ１３が設けられている。そしてこの内筒
９は、外筒８内に同心状に挿入され、その外筒８
との間に空気通路１４を形成している。外筒８の
フランジ１０と内筒９のフランジ１３とはパツキ
ング１５を介しかつ複数のねじ１６…によつて接
合固着されている。１７は燃焼筒で、この端部に
はフランジ１８が形成され、このフランジ１８が
パツキング１９を介して内筒９のフランジ１３に
重ね合わされ、複数のねじ２０…によつて接合固
着されている。この燃焼筒１７は、燃焼開始時に
おけるバーナ本体７内での空気の急激な膨張を吸
収して爆発などの事故を防止し、また耐熱性の点
で該燃焼筒１７の壁面を燃焼時の炎から大きく離
間させるために、その内部の容積が大きい大型に
構成してある。そして内筒９内にはその開口側か
ら燃焼補助部材としてのフレームホルダ２１が同
心状に挿入されている。このフレームホルダ２１
は耐熱性でかつ導電性の金属材料によつて円錐台
傘形状に形成され、その開口面側を内筒９の底部
側奥方に向け、また他方側の端面に放射状に取付
脚２２…を有している。そして各取付脚２２…の
端部が内筒９のフランジ１３に突設されたスタツ
ド１３ａ…に、それぞれ磁器等の耐熱絶縁材から
なるビーズ２４ａ，２４ｂを介してナツト２５に
より締着され、これによりフレームホルダ２１が
内筒９と電気的に絶縁する状態で支持されてい
る。このように支持されたフレームホルダ２１に
は、さらにその開口面側から内筒９の底部奥方側
に向つて突出する支持体２３ａが設けられ、この
支持体２３ａを介してその先端にロツド２３が取
付けられ、燃焼補助部材として一体化されてい
る。２６は外周が耐熱絶縁材２７で被覆されたロ
ツドターミナルで、これは内外筒８，９のフラン
ジ１０，１３およびこの間のパツキング１５を貫
通して設けられ、一端がナツト２８により上記取
付脚２２の端部に電気的に接続する状態をもつて
結合され、また他端にはリード線２９が接続され
ている。内外筒８，９のフランジ１０，１３を結
合保持したねじ１６にはリード線３０が接続さ
れ、このリード線３０および上記ロツドターミナ
ル２６のリード線２９が炎電流検知回路の入力端
子に接続されている。なお、３１は内筒９の内周
沿いに設けられた燃焼リングである。

燃焼筒１７の反対側におけるバーナ本体７の端
部にはフアンケーシング３２が設けられ、さらに
このフアンケーシング３２を包むようにモータケ
ーシング３３が取付けられている。これらケーシ
ング３２，３３は周縁にそれぞれ一体にフランジ
３４，３５を有し、これらフランジ３４，３５が
パツキング３６を介して外筒８のフランジ１１に
重ね合わされ、複数のねじ３７…によつて接合固
着されている。モータケーシング３３は側面に吸
気口３８を有するとともに、内部にモータ３９を
収容保持し、またフアンケーシング３２は端面に
端板４０を有し、この端板４０の中央部が皿形状
に膨出し、その膨出端面が内筒９の端面に形成さ
れた開口部４１にパツキング４２を介して気密的
に接合し、また膨出周面には均等的に多数の通気
孔４３…が形成され、これら通気孔４３…により
フアンケーシング３７内がバーナ本体７の空気通
路１４に連通している。そして端板４０の内面側
には放射状に迂回フイン４４…が取付けられてい
る。フアンケーシング３７内には二段に遠心形の
フアン４５，４５が収容配置され、またモータ３
９の出力軸４６はフアンケーシング３７の中心を
挿通し、この出力軸４６の中間に上記フアン４
５，４５が取着されている。出力軸４６の先端は
端板４０を貫通して内筒９内に臨み、この端部に
回転カツプ４７が取付けられている。この回転カ
ツプ４７は有底円筒状をなし、この開口面をフア
ンケーシング３２側に向けているとともに、周面
には切起し加工により複数の開口４８…が形成さ
れている。回転カツプ４７は端板４０に取付けら
れた気化カツプ４９で被われ、この気化カツプ４
９はその開口面を燃焼筒１７側に向けているとと
もに、その周縁に鍔５０を有し、この鍔５０には
均等的に係合溝５１…が切欠形成されている。気
化カツプ４９の開口部にはカバー５２が設けら
れ、これはその周縁に上記係合溝５１…に対応す
る係合爪５３…を有し、これら係合爪５３…を介
して気化カツプ４９に取付けられている。この取
付けは、まず各係合爪５３…の先端縁を各係合溝
５１…を通して鍔５０の内面側に突出位置させ、
この状態でカバー５２を回動操作し各係合爪５３
…の先端縁を鍔５０の内面に係合させることによ
つて行う。カバー５２の内面には均等的に複数の
ダボ５４…が設けられ、これらダボ５４…が気化
カツプ４９の鍔５０に当接し、これによりカバー
５２と気化カツプ４９との間に１mm程度の隙間５
５が確保されている。

端板４０の内面には燃料受け５６が設けられ、
これは環状をなし、その内周に遮熱パイプ５７が
挿通し、この遮熱パイプ５７の内部を上記モータ
３９の出力軸４６が遊挿している。燃料受け５６
にはその上面部から垂直に受穴５８が穿設されて
いるとともに、側面からその受穴５８と連通する
導油管５９が水平に突設され、この導油管５９の
先端が回転カツプ４７内に臨んでいる。この吐出
パイプ５９の先端にはすり割溝６０が形成され、
このすり割溝６０に案内板６１が遊挿され垂下し
ている。上記受穴５８の上端開口には吐出パイプ
６２の一端が遊挿し、この吐出パイプ６２の他端
は継手６２ａを介して給油パイプ６３と接続し、
この給油パイプ６３は電磁ポンプ６４を経て油受
皿５内に導入されている。

６５は気化カツプ４９の隙間５５の直下に傾斜
して設けられた点火用燃料導入板で、この導入板
６５の傾斜下端側に着火シート６６が配設され、
さらにこの着火シート６６の直下に点火用ヒータ
６７が設けられている。また気化カツプ４９の直
下からドレンパイプ６８が導出されその導出端が
油受皿５内に挿入されている。

燃焼筒１７の開口下周縁部にはその縁部を下方
に膨出させることによつて水溜部６９が形成さ
れ、この水溜部６９内にロツドターミナル２６と
取付脚２２との接続部が臨んでいる。また燃焼筒
１７内にはクランク状に折曲するバツフル板７０
が配設され、このバツフル板７０によつて排ガス
の迂回路７１が形成され、この迂回路７１の一端
に接続口７２が設けられている。そして接続口７
２に熱交換器７３が接続し、この熱交換器７３は
蛇行状の排ガス路７４を有し、この排ガス路７４
が排気口７５を経て屋外に連通している。

上記迂回路７１の途中には、受熱口７６が形成
され、この受熱口７６に対応して燃焼筒１７の上
壁面に蒸発容器７７がパツキング７８を介して取
付けられ、この蒸発容器７７の底面が受熱口７６
に臨んで迂回路７１に直接面している。機体１の
背面には第１図中鎖線で示す水受皿７９が設けら
れ、この水受皿７９と上記蒸発容器７７とが導水
管８０を介して互いに連通し、また水受皿７９に
は水タンク８１が着脱自在に装着されている。こ
の水タンク８１は弁機構８２を介して、内部の水
を外部空気との置換作用によつて水受皿７９内に
一定のレベルで流出させるもので、これにより導
水管８０を通して蒸発容器７７内に常時一定レベ
ルの水が収容保持される。蒸発容器７７は側面に
空気導入口８３を有し、また上面は吹出グリル８
４を通して機体１の上方に開放している。

油受皿５内には垂直にガイド棒８５が設けら
れ、このガイド棒８５にフロート８６が上下動自
在に装着されている。このフロート８６は燃料タ
ンク３内の燃料の全量が流出し、油受皿５内の燃
料液面が下降した際に、その液面と一体に下降し
てその位置が給油パイプ６３の下端に達する直前
に電磁ポンプ６４の通電を断ち切り、それによつ
て電磁ポンプ６４の空吹込みを防止するものであ
る。なお、８７は温風用フアン４を駆動するモー
タである。

つぎに作用につき説明する。モータ３９の起動
によりフアン４５，４５および回転カツプ４７が
高速で回転する。フアン４５，４５の回転に伴つ
て給気口３８からフアンケーシング３２内に空気
が吸込まれ、これがさらに各通気孔４３…、空気
通路１４を経て各燃焼用空気孔１２…から内筒９
内に噴出する。また、電磁ポンプ６４により油受
皿５内の燃料が給油パイプ６３、吐出パイプ６２
を通して受穴５８内に供給され、さらにこの燃料
が導油管５９からすり割溝６０を経、案内板６１
を伝わつて回転カツプ４７内に滴下する。滴下し
た燃料は回転カツプ４７の回転遠心力で気化カツ
プ４９内に飛散霧化される。ところがこの時点に
おいては、気化カツプ４９が低温であるため、霧
化された燃料は再び凝縮するとともに、隙間５５
から導入板６５に流下する。そしてこの燃料は導
入板６５を伝わつて着火シート６６の配設側に流
動して一部がその着火シート６６に浸透し、他の
余剰分がドレンパイプ６８を通して油受皿５内に
返送される。着火シート６６に浸透した燃料は、
予め赤熱待機している点火用ヒータ６７によつて
点火され、着火シート６６に着火炎を形成する。
この着火炎は徐々に火勢を強め、気化カツプ４９
を加熱するが、この間上述のフレームホルダー２
１と一体化されたロツド２３でその着火が検出さ
れる。これに伴い気化カツプ４９内の燃料は徐々
に気化をし、その気化ガスが隙間５５の全周から
均一的に流出する。そしてこの気化ガスが燃焼用
空気孔１２…から噴出する空気と混合するととも
に、上記着火炎を得て燃焼し、さらに燃焼用空気
孔１２…からの空気と混合してその燃焼は徐々に
拡大して定常燃焼に移行するが、フレームホルダ
ー２１によつてこの間の燃焼炎は連続検出され
る。しかしてこの時点においては上記燃焼による
輻射熱によつて気化カツプ４９が充分に加熱され
るから、回転カツプ４７から飛散霧化される燃料
のすべてが瞬時に気化して隙間５５から流出し、
これによつて定常燃焼が継続される。

燃焼による排ガスは、燃焼筒１７から迂回路７
１を経て熱交換器７３の排ガス路７４に流入する
とともに、この排ガス路７４を流通して排気口７
５から屋外に排出される。また温風用フアン４の
回転により室内の空気が熱交換器７３の周囲を通
過するように循環送風される。そしてその空気が
熱交換器７３の周囲を通過する際にそれとの熱交
換により温風となり、この温風により室内の暖房
が図られる。燃焼筒１７の迂回路７１の途中には
蒸発容器７７の底面が直接面しており、したがつ
てその内部の水が排ガスによつて効率よく加熱さ
れて沸騰し蒸気を発生する。この蒸気は温風用フ
アン４の回転により空気導入口８３から蒸発容器
７９内に送風される空気とともに、勢いよく吹出
グリル８４から室内に噴出し、これにより室内が
適度に加湿される。

ところで、電磁ポンプ６４を制御して回転カツ
プ４７への燃料供給量を調整し、かつモータ３８
を制御して内筒９内への空気供給量を調整する
と、直ちに燃焼火力が変化し、また燃料の供給を
停止すると瞬時に消火する。そしていま、燃料供
給量および空気供給量を大にして強火力に設定し
た場合にはその主燃焼炎は、フレームホルダ２１
の周縁と内筒９の開口周縁との間を中心にして形
成され、また燃料供給量を絞り弱火力に設定した
場合にはその主燃焼炎は、バーナ本体７の軸方向
沿に後退して内筒９の奥方に移行する。フレーム
ホルダ２１と内筒９との間には炎電流検出回路に
より予め一定の電圧が印加されており、これによ
り各設定時における燃焼状態の良否が連続的に判
断される。すなわち強火力設定時に上述の所定の
位置に燃焼炎が定まつている場合には、その燃焼
炎の整流作用によりフレームホルダ２１の周縁か
ら内筒９の開口周縁（両者が最も近接する部位）
に炎電流が流れ、つまり炎電流が検知され、この
検知に基づいて正常燃焼であることが判断され
る。また、弱火力設定時に燃焼炎が所定の状態で
後退し所定位置に定まつた場合においても、その
燃焼炎の整流作用によりフレームホルダー２１に
一体化されたロツド２３から内筒９に炎電流が流
れて正常の燃焼であることが判断される。

これに対し、各設定時にその燃焼炎が所定位置
に定まらなかつた場合、すなわち、炎が小さすぎ
たり、或いは吹き消えなどを起したような場合に
は炎電流を検知することができず、これにより炎
電流検知回路を通じて電磁ポンプ６４やその他の
電気機器の通電が断ち切られ、燃料の供給が停止
され、安全が図られる。

ところでいま、燃焼運転継続中において蒸発容
器７７の底面に穴があいたとする。すると蒸発容
器７７内の水は迂回路７１内に漏出し、さらにそ
の迂回路７１から燃焼筒１７の内底面を経て水溜
部６９に流入し、この水溜部６９内に貯留する。
このためフレームホルダ２１の取付脚２２の端部
は水中に没し、その水を介して内筒９と電気的に
短絡し、この結果フレームホルダ２１およびフレ
ームロツド２３はいずれも炎電流の検知が不能と
なる。したがつて異常燃焼や吹き消えの場合と同
様に炎電流検知回路を通じて直ちに燃焼運転が停
止される。

このように漏水の原因で燃焼運転が停止した場
合には、バーナ本体７から燃焼筒１７を分解して
水溜部６９内の水を廃棄するか、或いは予め水溜
部６９の水抜栓を設けておき、その水抜栓を介し
て廃棄する。

なお炎電流を検出する部材として本実施例で
は、一部が燃焼補助部材として機能するフレーム
ホルダー２１に支持体２３ａを介して着火検出用
のロツド２３を一体化したものを図示説明してき
たが、これは、点火の確認を早めるために気化カ
ツプ４９下に対向配設される点火用ヒーター６７
と着火シート６６によつて形成される着火炎を検
出する手段として敢えてロツド２３を一方向に延
出形成しているが、これをリング状としたもので
あつてもよく、また図示の燃焼リング３１を用い
るものであつてもよい。

この場合もバーナ本体すなわち、円筒９と電気
的に絶縁した状態でその開口端側から底部内方に
配設される燃焼補助部材として一体化されている
なら、火炎の移動によつてもこの間の炎電流は燃
焼補助部材と内筒９間の最短距離から連続移動し
て流れるので上記実施例同様安定した検出が可能
である。

以上説明したようにこの発明によれば、バーナ
本体内にその開口側から底部内方に向つて配設し
た燃焼補助部材をバーナ本体と電気的に絶縁する
状態で支持するとともに、燃焼補助部材およびバ
ーナ本体を炎電流検知回路に接続したから、設定
操作に伴う炎の移動はもとより、着火から安定燃
焼に向う炎の移動に左右されることなく、確実に
その炎電流を連続して検知することができ、した
がつて瞬時消火形のバーナの実現が容易に可能と
なる。そして、設定操作に応じる少なくとも一方
の炎電流の検知を既成の燃焼補助部材を利用して
行なえるから、燃焼性能を悪化させることもない
し、また製作コストを抑えることができる。さら
にこの燃焼補助部材をフレームロツドとして兼用
使用しているため、燃焼補助部材の組込みと同時
にその組込みを果せ、したがつて組立工数が減少
し能率的な組立を達成することができる。長期使
用等により燃焼補助部材が熱変形等を起してバー
ナ本体に接触した場合には、それがバーナ本体と
電気的に短絡して炎電流の検知が不能となるか
ら、これによりその変形を察知でき、異常のまま
使用が継続されてしまうことがない利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は全
体の断面図、第２図はバーナ本体の分解状態の斜
視図、第３図は回転カツプの配設部の分解状態の
斜視図である。 ７……バーナ本体、２１……フレームホルダ、
２３……ロツド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ バーナ本体内にその開口端側から底部内方に
   向つて配設されるフレームホルダなどの燃焼補助
   部材をバーナ本体と電気的に絶縁する状態で支持
   するとともに、この燃焼補助部材およびバーナ本
   体を炎電流検知回路に接続し、火力の強弱設定に
   よつてバーナ本体の軸方向沿いに移動する火炎の
   炎電流を燃焼補助部材で連続検知するようにした
   ことを特徴とする拡散燃焼式バーナ。