JP2019132561A - Flame detection device - Google Patents

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Abstract

To provide a flame detection device which detects a backfire entering from a flame generation part, and which can reduce a thermal effect which a flame detection part receives from the backfire.SOLUTION: A flame detection device 20 includes: a flame detection sensor 23 for detecting the flame in a burner element 15 of a burner 100; and a thermal expansion member 22 arranged between the flame detection sensor 23 and the burner element 15, and thermally expanding by a backfire R which has entered from the burner element 15.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、バーナの火炎を検出する火炎検出部を備えた火炎検出装置に関する。   The present invention relates to a flame detection apparatus including a flame detection unit that detects a flame of a burner.

ボイラをはじめとする燃焼機器に用いられるバーナは、例えば、火炎生成部で生成された火炎が発した光（例えば、紫外線）を、バーナに配置した火炎センサ（火炎検出部）によって検出し、光が検出されなくなった場合に、失火が発生したと判断することが一般的である。   A burner used in a combustion apparatus such as a boiler detects, for example, light (for example, ultraviolet rays) generated by a flame generated by a flame generation unit by a flame sensor (flame detection unit) disposed in the burner, It is common to determine that a misfire has occurred when no more are detected.

また、火炎生成部から進入した逆火は、バーナに配置した温度センサによって温度上昇を検出し、温度が所定温度以上に上昇した場合に逆火が発生したと判断することが一般的である。   In general, the backfire that has entered from the flame generator is detected by a temperature sensor disposed in the burner, and it is generally determined that the backfire has occurred when the temperature rises above a predetermined temperature.

一方、火炎生成部から逆火が進入すると、バーナ内の温度が高くなり火炎センサが過熱されることから、火炎センサが破損したり劣化して、火炎センサの寿命が短くなる可能性がある。   On the other hand, when a backfire enters from the flame generating unit, the temperature in the burner increases and the flame sensor is overheated, so that the flame sensor may be damaged or deteriorated, and the life of the flame sensor may be shortened.

そこで、劣化した火炎センサが疑似火炎を検出した際の異常を検出してボイラを停止する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、火炎センサが劣化等によって異常状態となった場合に、燃焼が継続されて空焚き等の不具合が発生するのを抑制するための技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。 Therefore, a technique is disclosed in which an abnormality is detected when a deteriorated flame sensor detects a pseudo flame and the boiler is stopped (see, for example, Patent Document 1).
In addition, a technique is disclosed for suppressing the occurrence of problems such as idling when the flame sensor is in an abnormal state due to deterioration or the like (see, for example, Patent Document 2). .

特開平６−２４９４３６号公報JP-A-6-249436 特開平１０−２６７２０９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-267209

しかしながら、特許文献１、特許文献２に記載の発明は、火炎センサ（火炎検出部）に劣化等が生じた場合を前提とするものであり、劣化等に起因して異常が発生した際には有効であるものの、火炎センサに破損や劣化が生じることを抑制することは困難である。   However, the inventions described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are based on the assumption that deterioration or the like occurs in the flame sensor (flame detection unit), and when an abnormality occurs due to deterioration or the like. Although effective, it is difficult to prevent the flame sensor from being damaged or deteriorated.

一方、今後のバーナの小型化や高性能化にともなって、バーナの供給路に逆火が進入した場合に、火炎検出部（火炎センサ）が逆火を検出するとともに、逆火による熱影響が軽減されて、火炎検出部に生じる破損や劣化を抑制することが望ましい。
また、バーナの小型化に対応するうえでは、火炎検出装置の構成を簡単にすることが好適であり、ひいてはバーナにおける複数の事象（例えば、失火と逆火）を検出可能であることが好適である。 On the other hand, as the burner becomes smaller and has higher performance in the future, when a backfire enters the burner supply path, the flame detector (flame sensor) detects the backfire, and the thermal effect of the backfire It is desirable to reduce the damage and deterioration that occurs in the flame detector.
Further, in order to cope with the downsizing of the burner, it is preferable to simplify the configuration of the flame detection device, and thus it is preferable to be able to detect a plurality of events (for example, misfire and flashback) in the burner. is there.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、火炎検出部が、逆火を検出するとともに、逆火による熱影響を低減することが可能な火炎検出装置を提供することを目的とする。   This invention is made in view of such a situation, Comprising: While a flame detection part detects a backfire and provides the flame detection apparatus which can reduce the thermal influence by a backfire. Objective.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、火炎検出装置であって、バーナの火炎生成部における火炎を検出する火炎検出部と、前記火炎検出部と前記火炎生成部との間に配置され、前記火炎生成部から進入した逆火により熱膨張する熱膨張性部材と、を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 is a flame detection device, which is arranged between a flame detection unit for detecting a flame in a flame generation unit of a burner, the flame detection unit and the flame generation unit, and the flame generation And a thermally expandable member that thermally expands by backfire that has entered from the section.

この発明に係る火炎検出装置によれば、バーナの火炎生成部における火炎を検出する火炎検出部と、火炎生成部との間に配置され熱膨張する熱膨張性部材とを備えているので、火炎生成部から逆火が進入した場合に、熱膨張性部材が熱膨張することで、逆火を検出するとともに、逆火による熱が火炎検出部に直接伝達されるのを抑制することができる。
その結果、バーナを安全に停止することが可能とされるとともに、火炎検出部が逆火から受ける熱影響を低減することができる。 According to the flame detection device of the present invention, the flame detection unit that detects the flame in the flame generation unit of the burner and the thermally expandable member that is disposed between the flame generation unit and thermally expands are provided. When backfire enters from the generation unit, the thermally expandable member thermally expands, so that backfire can be detected, and heat from backfire can be suppressed from being directly transmitted to the flame detection unit.
As a result, it is possible to stop the burner safely, and to reduce the thermal effect that the flame detector receives from backfire.

また、例えば、熱膨張性部材が熱膨張した場合に火炎検出部に到達する光が制限されるように構成することで、火炎生成部から到達する光の量を検出して閾値と比較することにより、バーナにおいて逆火が発生したことを検出することができる。   In addition, for example, when the thermally expandable member is thermally expanded, the light reaching the flame detection unit is limited so that the amount of light reaching the flame generation unit is detected and compared with a threshold value. Thus, it is possible to detect that a backfire has occurred in the burner.

この明細書で、火炎検出部とは、火炎生成部で生成された火炎が発した光を検出するものであり、火炎生成部で生成された火炎が発した光（例えば、紫外線、赤外線等）を検出するセンサなどをいう。   In this specification, the flame detection unit detects light emitted by the flame generated by the flame generation unit, and light emitted by the flame generated by the flame generation unit (for example, ultraviolet rays, infrared rays, etc.) A sensor for detecting

また、熱膨張性部材とは、火炎生成部から進入した逆火によって熱膨張する任意の部材を含んでおり、設置する前の状態がパテやペーストのように流動性を有するものを塗布した後に硬化させたもの、所定の形状に予め成形したもの、シート状に形成されたもの、複数の部材を組み合わせた（例えば、層状に形成して重ねあわせた）もの等、任意のものを適用してもよい。   In addition, the thermally expandable member includes any member that thermally expands by backfire that has entered from the flame generating unit, and after applying a fluid material such as putty or paste before installation. Apply any material such as cured, pre-shaped into a predetermined shape, formed into a sheet, or a combination of multiple members (eg, layered and stacked) Also good.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の火炎検出装置であって、前記熱膨張性部材は、前記火炎生成部からの逆火により熱膨張した状態において、前記火炎生成部からの逆火による前記火炎検出部への熱影響を緩和する位置に配置されていることを特徴とする。   Invention of Claim 2 is the flame detection apparatus of Claim 1, Comprising: In the state which the said thermally expansible member thermally expanded by the backfire from the said flame production | generation part, it is from the said flame production | generation part. It arrange | positions in the position which relieve | moderates the thermal influence to the said flame detection part by backfire.

この発明に係る火炎検出装置によれば、熱膨張性部材が火炎生成部からの逆火により熱膨張した状態において、火炎生成部からの逆火による火炎検出部への熱影響を緩和する位置に配置されているので、火炎検出部が逆火によって熱影響を受けることが緩和される。
その結果、火炎検出部が逆火の熱影響によって、劣化、破損するのを効率的に抑制することができる。 According to the flame detection device of the present invention, in a state where the thermally expandable member is thermally expanded by backfire from the flame generation unit, the thermal influence on the flame detection unit due to backfire from the flame generation unit is reduced. Since it is arrange | positioned, it is relieved that a flame detection part receives a thermal influence by backfire.
As a result, it is possible to efficiently suppress deterioration and breakage of the flame detection unit due to the thermal effect of backfire.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の火炎検出装置であって、前記火炎検出部は、燃焼用空気又は予混合気が流通する供給路に連結部を介して接続され、前記熱膨張性部材は、前記連結部の内壁に配置されていることを特徴とする。   Invention of Claim 3 is a flame detection apparatus of Claim 1 or 2, Comprising: The said flame detection part is connected to the supply path through which combustion air or premixed gas distribute | circulates via a connection part. The thermally expandable member is disposed on the inner wall of the connecting portion.

この発明に係る火炎検出装置によれば、火炎検出部が連結部を介して供給路に接続され、熱膨張性部材が連結部の内壁に配置されているので、熱膨張性部材が連結部内の空間（開口部）を効率的に閉塞し又は縮小して逆火の熱や火炎が発した光が火炎検出部に到達するのを制限することができる。
その結果、火炎検出部に対する逆火の熱影響を効率的かつ安定して緩和することができる。
また、火炎検出部に到達する火炎が発した光の量を制限することで逆火を効率的に検出することができる。 According to the flame detection apparatus according to the present invention, the flame detection unit is connected to the supply path via the connection part, and the thermally expandable member is disposed on the inner wall of the connection part. It is possible to effectively block or reduce the space (opening) to restrict the heat of flashback or the light emitted from the flame from reaching the flame detection unit.
As a result, the thermal effect of backfire on the flame detection unit can be efficiently and stably mitigated.
Moreover, backfire can be detected efficiently by limiting the amount of light emitted by the flame that reaches the flame detector.

本発明に係る火炎検出装置によれば、火炎生成部から逆火が進入した場合に、バーナを安全に停止することが可能とされるとともに、火炎検出部が逆火から受ける熱影響を低減することができる。   According to the flame detection device of the present invention, it is possible to safely stop the burner when a backfire enters from the flame generation unit, and to reduce the thermal effect that the flame detection unit receives from the backfire. be able to.

本発明の一実施形態に係るバーナの概略構成の一例を説明する図であり、（Ａ）は側面から見た縦断面図であり、（Ｂ）は背面から見た図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining an example of schematic structure of the burner which concerns on one Embodiment of this invention, (A) is the longitudinal cross-sectional view seen from the side surface, (B) is the figure seen from the back surface. 本発明の一実施形態に係る火炎検出装置の概略構成の一例を説明する図であり、（Ａ）は火炎検出装置をバーナエレメント側から見た図であり、（Ｂ）は（Ａ）に矢視IIＢ−IIＢで示す部分断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining an example of schematic structure of the flame detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (A) is the figure which looked at the flame detection apparatus from the burner element side, (B) is an arrow to (A). It is a fragmentary sectional view shown by view IIB-IIB. 本発明の一実施形態に係る火炎検出装置の作用を説明する概念図であり、（Ａ）は逆火が生じていない状態を、（Ｂ）は逆火により熱膨張性部材が熱膨張した状態を示す図である。It is a conceptual diagram explaining the effect | action of the flame detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (A) is the state in which no backfire has arisen, (B) is the state in which the thermally expansible member was thermally expanded by the backfire. FIG.

以下、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るバーナの概略構成を説明する図であり、図１（Ａ）はバーナを側面（図１（Ｂ）に示す矢視ＩＡ−ＩＡ）から見た縦断面図であり、図１（Ｂ）はバーナを背面から見た図である。図１〜図３において、符号１００はバーナを、符号１０はダクトを、符号１５はバーナエレメント（火炎生成部）を、符号２０は火炎検出装置を、符号２３は火炎検出センサ（火炎検出部）を、符号Ｇは予混合気を示している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of a burner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (A) is a longitudinal section of the burner as viewed from the side (arrow IA-IA shown in FIG. 1 (B)). FIG. 1B is a view of the burner as seen from the back. 1 to 3, reference numeral 100 denotes a burner, reference numeral 10 denotes a duct, reference numeral 15 denotes a burner element (flame generation unit), reference numeral 20 denotes a flame detection device, and reference numeral 23 denotes a flame detection sensor (flame detection unit). , G represents a premixed gas.

バーナ１００は、図１に示すように、例えば、ダクト１０と、バーナエレメント（火炎生成部）１５と、パイロットバーナ１８と、火炎検出装置２０とを備えている。
この実施形態において、バーナ１００は、例えば、燃料ガスと燃焼用空気とを混合して生成された予混合気を燃焼する予混合式ガスバーナとされている。 As shown in FIG. 1, the burner 100 includes, for example, a duct 10, a burner element (flame generation unit) 15, a pilot burner 18, and a flame detection device 20.
In this embodiment, the burner 100 is, for example, a premixed gas burner that burns a premixed gas generated by mixing fuel gas and combustion air.

ダクト１０は、例えば、略矩形断面を有する筒状体とされ、上流側が燃焼用空気を供給するブロア（不図示）に接続されるとともに、ブロアの下流側に燃料ガスを供給するガスノズル（不図示）が配置されている。
そして、ダクト１０の内方には、燃焼用空気と燃料ガスとが混合して生成された予混合気Ｇが流通する供給路１０Ｈが画成され、下流側端部Ｔ近傍には供給路１０Ｈに沿ってバーナエレメント１５が配置されている。 The duct 10 is, for example, a cylindrical body having a substantially rectangular cross section, and is connected to a blower (not shown) that supplies combustion air on the upstream side and a gas nozzle (not shown) that supplies fuel gas to the downstream side of the blower. ) Is arranged.
A supply passage 10H through which a premixed gas G generated by mixing combustion air and fuel gas flows is defined inside the duct 10, and a supply passage 10H is formed in the vicinity of the downstream end T. A burner element 15 is arranged along

また、ダクト１０のバーナエレメント１５と対応する部分は、側面から見たときに下流側端部Ｔに近づくにつれて幅狭なテーパ形状に形成されている。
また、ダクト１０は、バーナエレメント１５と対向する部分は、着脱可能な背板壁部１１を取付けることにより供給路１０Ｈを画成している。
また、背板壁部１１には火炎検出装置２０が配置されている。 Moreover, the part corresponding to the burner element 15 of the duct 10 is formed in the taper shape which becomes narrow as it approaches the downstream end T when it sees from the side.
Further, the duct 10 has a supply path 10 </ b> H defined by attaching a detachable back plate wall 11 at a portion facing the burner element 15.
A flame detection device 20 is disposed on the back plate wall 11.

バーナエレメント（火炎生成部）１５は、例えば、矩形平板状とされたエレメント本体に形成された一方側の面から他方側の面に貫通する多数のノズル孔（不図示）が開口された構成とされている。
そして、バーナエレメント１５は、供給路１０Ｈを通じて供給された予混合気Ｇを燃焼して火炎を生成するようになっている。 The burner element (flame generating part) 15 has, for example, a configuration in which a large number of nozzle holes (not shown) penetrating from one surface to the other surface formed in a rectangular flat plate main body are opened. Has been.
And the burner element 15 burns the premixed gas G supplied through the supply path 10H, and produces | generates a flame.

パイロットバーナ１８は、例えば、ダクト１０の後方からバーナエレメント１５側に挿通されていて、パイロットバーナ１８の先端部でパイロット用火炎を生成するようになっている。また、パイロット用火炎は、バーナエレメント１５の上部表面に達するように配置されている。   The pilot burner 18 is inserted, for example, from the rear of the duct 10 toward the burner element 15, and generates a pilot flame at the tip of the pilot burner 18. The pilot flame is arranged so as to reach the upper surface of the burner element 15.

次に、図２を参照して火炎検出装置の概略構成について説明する。
図２は、火炎検出装置２０の概略構成を説明する図であり、図２（Ａ）は火炎検出装置２０をバーナエレメント１５側から見た図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に矢視IIＢ−IIＢで示す部分断面図である。 Next, a schematic configuration of the flame detection apparatus will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a diagram for explaining a schematic configuration of the flame detection device 20, FIG. 2A is a view of the flame detection device 20 as viewed from the burner element 15, and FIG. 2B is a diagram of FIG. It is a fragmentary sectional view shown by arrow IIB-IIB in FIG.

火炎検出装置２０は、例えば、連結部２１と、熱膨張性部材２２と、火炎検出センサ２３とを備えている。   The flame detection device 20 includes, for example, a connecting portion 21, a thermally expandable member 22, and a flame detection sensor 23.

連結部２１は、例えば、ダクト１０においてバーナエレメント１５と対向する背板壁部１１に形成された連結孔に連結され、バーナエレメント１５とは反対側に向かって伸びる円筒によって構成されている。   The connecting portion 21 is formed of a cylinder that is connected to a connecting hole formed in the back plate wall portion 11 facing the burner element 15 in the duct 10 and extends toward the opposite side of the burner element 15, for example.

熱膨張性部材２２は、例えば、中央部に開口部２２Ｈが形成された略リング（円筒）形状に形成されている。
また、熱膨張性部材２２は、バーナエレメント１５からの逆火Ｒによって熱膨張した状態において、火炎検出センサ２３への逆火Ｒによる熱影響が緩和される位置に配置されている。具体的には、例えば、連結部２１の壁部内面（内壁）２１Ｓに配置されている。 The heat-expandable member 22 is formed, for example, in a substantially ring (cylindrical) shape with an opening 22H formed in the center.
Further, the thermally expandable member 22 is disposed at a position where the thermal influence due to the backfire R on the flame detection sensor 23 is reduced in a state where the heat expandable member 22 is thermally expanded by the backfire R from the burner element 15. Specifically, for example, it is arranged on the wall portion inner surface (inner wall) 21S of the connecting portion 21.

ここで、火炎検出センサ２３への逆火Ｒによる熱影響を緩和する位置とは、火炎検出センサ２３に到達する熱量が低減される位置をいう。   Here, the position where the thermal influence due to the backfire R on the flame detection sensor 23 is reduced refers to a position where the amount of heat reaching the flame detection sensor 23 is reduced.

また、この実施形態において、熱膨張性部材２２は、逆火Ｒの熱によって内周側に向かって熱膨張し、中心部に形成された開口部２２Ｈを閉塞するように構成されている。
また、熱膨張性部材２２は、構造的又は組成的に逆火Ｒの熱に対する耐熱性を有するとともに火炎検出センサ２３側への熱伝導が低くなるように構成されていることが好適である。 Moreover, in this embodiment, the thermally expansible member 22 is comprised so that it may thermally expand toward the inner peripheral side with the heat | fever of the backfire R, and obstruct | occlude the opening part 22H formed in the center part.
Further, it is preferable that the thermally expandable member 22 has a heat resistance to the heat of the flashback R structurally or compositionally and is configured to have low heat conduction to the flame detection sensor 23 side.

なお、熱膨張性部材２２は、逆火Ｒの熱によって熱膨張することで、連結部２１の開口部２２Ｈを閉塞し、又は開口部２２Ｈの開口面積を縮小する。
なお、熱膨張性部材２２が熱膨張していない状態における開口部２２Ｈの開口面積（Ｓ１）に対する逆火Ｒの熱によって熱膨張した状態における開口部２２Ｈの開口面積（Ｓ２）の比（Ｓ２／Ｓ１）は、使用状態に応じて適宜設定することが可能である。 The thermally expandable member 22 is thermally expanded by the heat of the flashback R, thereby closing the opening 22H of the connecting portion 21 or reducing the opening area of the opening 22H.
The ratio of the opening area (S2) of the opening 22H in the state of thermal expansion by the heat of the flashback R to the opening area (S1) of the opening 22H in the state where the thermally expandable member 22 is not thermally expanded (S2 / S1) can be appropriately set according to the state of use.

また、熱膨張性部材２２の具体的な構成としては、連結部２１の壁部内面２１Ｓにペースト状又はパテ状のものを塗布して硬化させたもの、連結部２１の壁部内面２１Ｓと対応するサイズに成形したもの、複数の層状部材を重ねたもの等、使用可能な範囲で任意に設定することができる。   Further, as a specific configuration of the thermally expandable member 22, a paste-like or putty-like material is applied to the wall inner surface 21S of the connecting portion 21 and cured, and the wall inner surface 21S of the connecting portion 21 corresponds. It can be arbitrarily set within a usable range, such as one formed into a size to be formed and one in which a plurality of layered members are stacked.

また、熱膨張性部材２２の組成は、熱膨張の程度等を考慮して任意に設定することが可能である。具体的には、例えば、ポリ塩化ビニル、変性シリコーン系ポリマー、クロロプレンゴム系ポリマー等の難燃性ポリマーに、熱膨張性黒鉛、含水ケイ酸ナトリウム、バーミキュライト等の熱膨張性材料を分散させて構成したものを適用することが可能である。   The composition of the thermally expandable member 22 can be arbitrarily set in consideration of the degree of thermal expansion and the like. Specifically, for example, a heat-expandable material such as heat-expandable graphite, hydrous sodium silicate, or vermiculite is dispersed in a flame-retardant polymer such as polyvinyl chloride, a modified silicone-based polymer, or a chloroprene rubber-based polymer. It is possible to apply.

また、熱膨張性黒鉛、ひる石、リン酸塩と炭化水素や糖等の有機物質又はそれらの混合物、硼素含有化合物、窒素含有有機化合物、加熱により発泡する発泡剤と無機化合物の混合物等の耐熱性を有する公知の熱膨張性材料と、バインダーとして、シリコーン樹脂、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリエステル等の樹脂、又はブチルゴム、ＮＢＲ、ＩＩＲ、ＮＲ等の合成ゴム及び天然ゴムの有機化合物を含有する構成のものを適宜適用してもよい。   In addition, heat-expandable graphite, perovskite, phosphates and organic substances such as hydrocarbons and sugars or mixtures thereof, boron-containing compounds, nitrogen-containing organic compounds, and mixtures of foaming agents and inorganic compounds that foam when heated. Known heat-expandable materials, and as binders, resins such as silicone resins, polyvinyl chloride, chlorinated polyvinyl chloride, polyester, or organic compounds of synthetic rubber and natural rubber such as butyl rubber, NBR, IIR, and NR You may apply suitably the thing of the structure containing this.

また、熱可塑性樹脂からなるマイクロカプセルに、炭化水素等の揮発性を有する熱膨張物質を封入して構成された熱膨張粒子を耐熱性材料等に分散して構成されたものを適用してもよい。   In addition, a microcapsule made of a thermoplastic resin may be used in which a thermal expansion particle formed by sealing a volatile thermal expansion material such as hydrocarbon is dispersed in a heat resistant material or the like. Good.

火炎検出センサ２３は、例えば、火炎が発する紫外線を検出する紫外線センサとされている。
また、火炎検出センサ２３は、ハウジング２３Ａの内方にバーナエレメント１５と対向可能に配置されている。 The flame detection sensor 23 is, for example, an ultraviolet sensor that detects ultraviolet rays emitted by a flame.
Further, the flame detection sensor 23 is disposed inside the housing 23 </ b> A so as to face the burner element 15.

以下、図３を参照して、火炎検出装置２０の作用について説明する。
図３は、火炎検出装置２０の作用を説明する概念図であり、図３（Ａ）は逆火が生じていない状態を、図３（Ｂ）は逆火により熱膨張性部材が熱膨張した状態を示す図である。図３において、符号Ｒは逆火を示している。 Hereinafter, the operation of the flame detection device 20 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the operation of the flame detection device 20. FIG. 3 (A) shows a state in which no backfire occurs, and FIG. It is a figure which shows a state. In FIG. 3, the symbol R indicates flashback.

＜定常状態＞
バーナ１００は、図３（Ａ）に示すように、定常状態において、供給路１０Ｈを通じて供給された予混合気Ｇがバーナエレメント１５で燃焼して火炎Ｆが生成される。定常状態においては、火炎Ｆは紫外線Ｌを発している。
このとき、火炎検出装置２０は、連結部２１に配置された熱膨張性部材２２は熱膨張しておらず、火炎検出センサ２３は、熱膨張していない熱膨張性部材２２１においては、火炎Ｆが発した紫外線Ｌを開口部２２Ｈを介して検出する。 <Steady state>
In the burner 100, as shown in FIG. 3A, in a steady state, the premixed gas G supplied through the supply passage 10H is burned by the burner element 15, and a flame F is generated. In the steady state, the flame F emits ultraviolet rays L.
At this time, in the flame detection device 20, the thermally expandable member 22 disposed in the connecting portion 21 is not thermally expanded, and the flame detection sensor 23 is not a flame F in the thermally expandable member 221 that is not thermally expanded. The ultraviolet ray L emitted by is detected through the opening 22H.

＜逆火発生時＞
バーナ１００は、バーナエレメント１５から逆火Ｒが進入した場合は、図３（Ｂ）に示すように、逆火Ｒの熱によって熱膨張性部材２２が内周側に向かって熱膨張することにより、開口部２２Ｈが閉塞された熱膨張性部材２２２が形成される。
その結果、熱膨張性部材２２２（２２）の開口部２２Ｈが閉塞されて、逆火Ｒの熱及びバーナエレメント１５で生成された火炎Ｆが発した紫外線Ｌの火炎検出センサ２３への到達が抑制される。 <When backfire occurs>
When the flashback R enters from the burner element 15, the burner 100 is caused by the thermal expansion of the thermally expandable member 22 toward the inner peripheral side due to the heat of the flashback R, as shown in FIG. The thermally expandable member 222 with the opening 22H closed is formed.
As a result, the opening 22H of the thermally expandable member 222 (22) is closed, and the arrival of the ultraviolet light L emitted from the heat of the backfire R and the flame F generated by the burner element 15 to the flame detection sensor 23 is suppressed. Is done.

制御部（不図示）は、この実施形態において、例えば、火炎検出センサ２３が紫外線Ｌを検出している場合は、バーナ１００が正常に燃焼していると判断し、火炎検出センサ２３が検出した紫外線Ｌの光量が設定した閾値以下（ゼロを含む）である場合には、逆火又は失火が生じたと判断するように構成されている。   In this embodiment, for example, when the flame detection sensor 23 detects the ultraviolet light L, the control unit (not shown) determines that the burner 100 is burning normally, and the flame detection sensor 23 detects it. When the light quantity of the ultraviolet ray L is equal to or less than a set threshold value (including zero), it is determined that backfire or misfire has occurred.

その結果、バーナ１００が失火して紫外線Ｌを発しなくなった場合、及び図３（Ｂ）に示すように、熱膨張性部材２２が熱膨張して火炎検出センサ２３が紫外線Ｌを検出しなくなった場合や、検出した紫外線Ｌの光量が閾値以下である場合は、バーナ１００において失火し又は逆火が発生したと判断する。   As a result, when the burner 100 misfires and does not emit the ultraviolet light L, and as shown in FIG. 3B, the thermal expansion member 22 is thermally expanded and the flame detection sensor 23 no longer detects the ultraviolet light L. If the detected light amount of the ultraviolet ray L is equal to or less than the threshold value, it is determined that the burner 100 has misfired or a backfire has occurred.

一実施形態に係る火炎検出装置２０によれば、バーナエレメント１５と火炎検出センサ２３の間に熱膨張性部材２２が配置されていて、バーナエレメント１５から逆火Ｒが進入した場合に、熱膨張性部材２２が熱膨張して、逆火を検出可能であるとともに、火炎検出センサ２３に伝達される熱の影響を軽減することができる。
その結果、バーナを安全に停止することが可能とされるとともに、火炎検出センサ２３が逆火Ｒから受ける熱影響を低減することができる。 According to the flame detection device 20 according to the embodiment, when the thermally expandable member 22 is disposed between the burner element 15 and the flame detection sensor 23 and the backfire R enters from the burner element 15, the thermal expansion is performed. The thermal member 22 is thermally expanded, so that backfire can be detected and the influence of heat transmitted to the flame detection sensor 23 can be reduced.
As a result, it is possible to stop the burner safely, and to reduce the thermal effect that the flame detection sensor 23 receives from the flashback R.

また、一実施形態に係る火炎検出装置２０によれば、熱膨張性部材２２が、バーナエレメント１５から逆火Ｒが進入して熱膨張性部材２２が熱膨張した状態において、火炎検出センサ２３への逆火Ｒの熱影響が緩和される位置に配置されているので、火炎検出センサ２３が逆火Ｒの熱影響によって、破損又は劣化するのを効率的に抑制することができる。   Further, according to the flame detection device 20 according to the embodiment, the thermally expandable member 22 is moved to the flame detection sensor 23 in a state where the backfire R enters the burner element 15 and the thermally expandable member 22 is thermally expanded. Therefore, the flame detection sensor 23 can be efficiently prevented from being damaged or deteriorated due to the thermal effect of the reverse fire R.

一実施形態に係る火炎検出装置２０によれば、火炎検出センサ２３が供給路１０Ｈに連結部２１を介して接続され、熱膨張性部材２２が連結部２１の壁部内面２１Ｓに配置されているので、熱膨張性部材２２によって開口部２２Ｈを効率的に閉塞し又は縮小することができる。
その結果、火炎検出センサ２３に対する逆火Ｒの熱影響を効率的に緩和することができる。
また、火炎検出センサ２３に到達する逆火の紫外線Ｌの光量を制限して、逆火Ｒを効率的に検出することができる。 According to the flame detection device 20 according to the embodiment, the flame detection sensor 23 is connected to the supply path 10 </ b> H via the connecting portion 21, and the thermally expandable member 22 is disposed on the wall portion inner surface 21 </ b> S of the connecting portion 21. Therefore, the opening 22H can be efficiently closed or reduced by the thermally expandable member 22.
As a result, the thermal effect of the flashback R on the flame detection sensor 23 can be efficiently reduced.
Further, the amount of the backfire ultraviolet light L reaching the flame detection sensor 23 is limited, and the backfire R can be detected efficiently.

一実施形態に係る火炎検出装置２０によれば、逆火Ｒと失火をともに検出することにより省スペース化が可能であるので、バーナ１００を効率的に小型化することができる。   According to the flame detection device 20 according to the embodiment, space saving can be achieved by detecting both the backfire R and the misfire, so that the burner 100 can be efficiently downsized.

なお、本発明は上述の実施形態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において種々の変更を加えることが可能である。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It is possible to add a various change in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

例えば、上記実施形態においては、熱膨張性部材２２が逆火Ｒによって熱膨張することで、バーナエレメント１５で生成された火炎Ｆが発した紫外線Ｌの火炎検出センサ２３への到達が抑制されて、逆火又は失火として検出する場合について説明したが、熱膨張性部材２２が熱膨張した場合に、逆火Ｒを検出することなく火炎検出センサ２３への逆火Ｒの熱影響を緩和することを目的としてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the thermal expansion member 22 is thermally expanded by the backfire R, so that the arrival of the ultraviolet light L emitted from the flame F generated by the burner element 15 to the flame detection sensor 23 is suppressed. Although the case of detecting as a backfire or misfire has been described, when the thermally expandable member 22 is thermally expanded, the thermal effect of the backfire R on the flame detection sensor 23 is reduced without detecting the backfire R. It may be aimed at.

また、上記実施形態においては、火炎検出部がバーナエレメント１５で生成された火炎Ｆが発した紫外線を検出する火炎検出センサ２３である場合について説明したが、火炎検出部の種類については任意に設定可能であり、例えば、赤外線のほか火炎が発する光を検出する種々のセンサを適用することが可能である。   Moreover, in the said embodiment, although the case where the flame detection part was the flame detection sensor 23 which detects the ultraviolet-ray which the flame F produced | generated by the burner element 15 emitted was demonstrated, about the kind of flame detection part, it sets arbitrarily. For example, it is possible to apply various sensors that detect light emitted from a flame in addition to infrared rays.

また、上記実施形態においては、火炎検出センサ２３が円筒状の連結部２１を介してバーナエレメント１５と対向する場合について説明したが、連結部２１を備えるかどうか、連結部２１の形状については任意に設定可能であり、例えば、連結部２１を用いずに、バーナエレメント１５から逆火Ｒが進入した際に、熱膨張性部材２２が火炎検出センサ２３の前方で拡大（例えば、ドーム状に）され、バーナエレメント１５と火炎検出センサ２３の間を遮るように構成としてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the case where the flame detection sensor 23 opposes the burner element 15 via the cylindrical connection part 21 was demonstrated, it is arbitrary about whether the connection part 21 is provided and the shape of the connection part 21 For example, when the flashback R enters from the burner element 15 without using the connecting portion 21, the thermally expandable member 22 expands in front of the flame detection sensor 23 (for example, in a dome shape). The burner element 15 and the flame detection sensor 23 may be shielded from each other.

また、上記実施形態においては、熱膨張性部材２２が円筒状に形成され中央部に開口部２２Ｈが形成されている場合について説明したが、熱膨張性部材２２の構造、組成については、火炎検出センサ２３への逆火Ｒの熱影響が低減される範囲で任意に設定することができる。   Moreover, in the said embodiment, although the case where the thermally expansible member 22 was formed in the cylindrical shape and the opening part 22H was formed in the center part was demonstrated, about the structure and composition of the thermally expansible member 22, flame detection It can be arbitrarily set within a range in which the thermal influence of the flashback R on the sensor 23 is reduced.

また、上記実施形態においては、火炎検出装置２０がダクト１０の供給路１０Ｈを介して予混合気Ｇが供給される予混合式ガスバーナに適用される場合について説明したが、例えば、供給路を介して燃焼用空気を供給するバーナに適用してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the case where the flame detection apparatus 20 was applied to the premixed gas burner to which the premixed gas G was supplied via the supply path 10H of the duct 10 was demonstrated, for example, via a supply path The present invention may be applied to a burner that supplies combustion air.

この発明に係る火炎検出装置によれば、火炎生成部から進入した逆火を検出するとともに、火炎検出部が逆火から受ける熱影響を低減することができるので、産業上利用可能である。   According to the flame detection device according to the present invention, it is possible to detect the backfire that has entered from the flame generation unit and reduce the thermal influence that the flame detection unit receives from the backfire.

Ｒ 逆火
Ｆ 火炎
Ｇ 予混合気
１００ バーナ
１０ ダクト
１０Ｈ 供給路
１５ バーナエレメント（火炎生成部）
２０ 火炎検出装置
２１ 連結部
２１Ｓ 壁部内面（内壁）
２２ 熱膨張性部材
２３ 火炎検出センサ（火炎検出部） R Backfire F Flame G Premixed gas 100 Burner 10 Duct 10H Supply path 15 Burner element (flame generation part)
20 Flame detecting device 21 Connecting portion 21S Wall inner surface (inner wall)
22 thermal expansion member 23 flame detection sensor (flame detection part)

Claims (3)

バーナの火炎生成部における火炎を検出する火炎検出部と、
前記火炎検出部と前記火炎生成部との間に配置され、前記火炎生成部から進入した逆火により熱膨張する熱膨張性部材と、を備えていることを特徴とする火炎検出装置。 A flame detection unit for detecting a flame in the flame generation unit of the burner;
A flame detection apparatus, comprising: a thermal expansion member that is disposed between the flame detection unit and the flame generation unit and thermally expands by backfire that has entered from the flame generation unit. 請求項１に記載の火炎検出装置であって、
前記熱膨張性部材は、前記火炎生成部からの逆火により熱膨張した状態において、前記火炎生成部からの逆火による前記火炎検出部への熱影響を緩和する位置に配置されていることを特徴とする火炎検出装置。 The flame detection device according to claim 1,
The thermally expansible member is arranged at a position to mitigate the thermal influence on the flame detection unit due to the backfire from the flame generation unit in a state where the thermal expansion is caused by the backfire from the flame generation unit. A flame detection device. 請求項１又は２に記載の火炎検出装置であって、
前記火炎検出部は、燃焼用空気又は予混合気が流通する供給路に連結部を介して接続され、
前記熱膨張性部材は、前記連結部の内壁に配置されていることを特徴とする火炎検出装置。 The flame detection device according to claim 1 or 2,
The flame detection unit is connected to a supply path through which combustion air or premixed gas flows through a coupling unit,
The flame expansion device according to claim 1, wherein the thermally expandable member is disposed on an inner wall of the connecting portion.
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