JP2600338Y2 - 火炎検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、例えばガス燃焼機器に
おいて、バーナの火炎を検出し安全装置や燃焼制御装置
等を働かせるのに利用される火炎検出装置である。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えばガス燃焼機器のバーナ
において火炎を検出する場合、図５及び図６に示す様
に、バーナ１２の炎口１５に形成される火炎Ｈｔの中に
横から直接熱電対１１を入れた構造とし、その熱電対１
１より発生する起電力の大きさ及び立ち上がり特性等に
より安全装置や燃焼制御装置を働かせていた。尚、熱電
対１１の一端は、バーナ１２と熱電対１１の相対的位置
を固定する為、例えばバーナ１２から延びたＬ字状の取
付板５４により支持される。又、一部のこんろバーナで
は、例えば図７及び図８に示す様に、熱電対３１を直接
火炎Ｉｔの中に入れないで火炎Ｉｔと火炎Ｉｔの間に配
置したタイプもある。 尚、前記の場合と同様に熱電対
３１は、バーナ３２から伸びたＬ字状の取付板７４によ
り支持される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】前者の場合、図５，６
に示す様にバーナ１２の火炎Ｈｔの中に直接熱電対１１
を入れている為、火炎Ｈｔの安定しない状態では、全体
としては正常な燃焼であるのに実際には熱電対１１の起
電力が大きく変化してしまい、安全装置や燃焼制御装置
等が正常に作動しない事があった。この理由について以
下説明する。燃料ガスは、一次空気とバーナ１２内で混
合され、その混合ガスは複数の炎口１５より大気中に噴
出される。その時に各炎口１５から火炎Ｈｔが形成され
る。その火炎Ｈｔの燃焼構造は、外炎Ｈｏの内部に内炎
Ｈｉが形成されている。外炎Ｈｏは大気に触れることに
より二次空気が供給されるので完全燃焼して高温になっ
ているが、内炎Ｈｉは二次空気の供給がないので不完全
燃焼して低温になっており、外炎Ｈｏと内炎Ｈｉとの温
度差は大きい。しかも燃料ガスの組成がわずかに変動し
た場合でも、火炎Ｈｔの燃焼速度が変化してしまい、外
炎Ｈｏと内炎Ｈｉの大きさの比率が変化する。又、バー
ナの点火時には、全体の炎が定常状態になるまでの間、
雰囲気温度の影響により（特に冷えている場合）火炎Ｈ
ｔの燃焼速度が変化してしまい、この場合も外炎Ｈｏと
内炎Ｈｉの大きさの比率が変化する。その為、上記の様
な場合には、熱電対１１に直接当たる火炎温度が大きく
変化する事になる。

【０００４】これを防ぐ為に、例えば図９に示す様に内
炎Ｈｉの影響を小さくする目的で、内炎Ｈｉより遠ざけ
た外炎Ｈｏの位置へ熱電対１１を配置すると、炎の形状
は上に行くに従って先細形状であるので、今度は炎の揺
れによる温度変化が大きくなってしまい、この場合も起
電力が安定しない。なぜなら大きく炎が揺れた場合に
は、熱電対１１の感熱部が炎と大気の境目になることも
あるからである。又、後者の場合（図７，８のこんろバ
ーナの例）では、内炎Ｉｉと外炎Ｉｏとの大きさの比率
変化の影響を受けにくいかわりに、今度は火炎Ｉｔの大
きさや揺れによる変化を受けやすく、この場合にも熱電
対３１付近の温度が大きく変化すると言う同じ問題があ
った。

【０００５】このように、熱電対の配置位置のみを工夫
してみても炎の安定に限界がある。起電力特性も安定し
なかった。つまり、点火の毎に又わずかなガス組成の変
化毎に起電力特性が変化してしまい、安全装置や燃焼制
御装置等を正常に働かせるのに苦労を強いられていた。
ガス燃焼機器等においては、点火時の一時的な火炎の変
化及びわずかなガス組成変化等による火炎の変化は正常
燃焼と判断すべきであるので、熱電対による火炎検出装
置にても、定常燃焼状態の起電力を安定して発生させる
ことが急務となっていた。本考案は上記課題を解決し、
作動の安定した火炎検出装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本考案の火炎検出装置は、燃料ガスを噴出して火炎を形
成する炎口と、上記火炎により加熱される熱電対とを備
え、 上記熱電対と上記炎口との間に、 上記熱電対を加熱
する炎口の巾より小さい巾の板状又は棒状で形成され
て、上記火炎の内炎を遮る邪魔板部材を設け、外炎のみ
で上記熱電対を加熱することを要旨とする。

【０００７】

【作用】上記構成を有する本考案の火炎検出装置によれ
ば、熱電対と炎口との間に、邪魔板部材が設けられる。
この邪魔板部材は、炎口の巾より小さい巾の板状又は棒
状で形成され、火炎の内炎を遮る。尚、この炎口とは１
つの炎口に限定されず、熱電対を加熱する一つの火炎が
複数の炎口から噴出する燃料ガスにより形成される場合
は複数の炎口をいう。 そして、邪魔板部材にて内炎が遮
られることにより、火炎の中央部に小さい乱流が生じ、
二次空気の混入が促進される。このため、熱電対を加熱
する火炎は、燃焼用空気が充分に供給されて完全燃焼す
る外炎のみとなり、非常に安定した温度領域を広範囲に
形成する。 従って、熱電対は、バーナの点火初期やガス
組成の変化が起きた場合にも、常に安定した起電力を発
生する。

【０００８】

【実施例】以上説明した本考案の構成・作用を一層明確
にするために、以下、本考案の火炎検出装置の好適な実
施例について説明する。図１は第１実施例としての火炎
検出装置の取り付け状態を示す側面図であり、図２はそ
の右正面図である。本実施例の火炎検出装置が設けられ
るバーナ１２は、二枚の薄板を重ね合わせて燃料ガスと
一次空気との混合ガスの通路を作り、混合ガスの出口部
分に複数個のスリット状の炎口１５を備えたいわゆるＴ
型ブンゼンバーナである。バーナ１２の炎口１５の中央
上部には、炎口１５よりやや小さい板状の邪魔板部材１
０（以下邪魔板１０と呼ぶ）の先端が配置され、火炎Ｆ
ｔの噴出方向に対して邪魔板１０の後方には、熱電対１
１が配置される。邪魔板１０と熱電対１１とは、バーナ
１２から延びたＬ字状の取付板１４により支持される。
燃料ガスと一次空気との混合ガスは、バーナ１２に形成
された複数の炎口１５より大気中ヘ放出される。そし
て、図示しない点火装置により混合ガスに点火して、炎
口１５に混合ガスの放出方向に向けて火炎Ｆｔが形成さ
れる。尚、火炎Ｆｔにおいて外炎Ｆｏの内側に内炎Ｆｉ
が形成されるが、邪魔板１０は内炎Ｆｉの中央部分に噴
出をさえぎる様に配置される。

【０００９】上記構成を有する本考案の火炎検出装置の
働きを明らかにするため従来装置と比較すると、特に火
炎Ｆｔの状態に顕著な差が見られる。従来装置では内炎
Ｈｉがほぼ円錐形状に形成されるのに対して、第１実施
例の内炎Ｆｉは邪魔板１０の働きにより燃料ガス噴出方
向に対して尾を引くように二分割され、その後方には外
炎Ｆｏが広く形成される。即ち、バーナ炎口１５の中央
部の内炎Ｆｉの噴出をさえぎり、熱電対１１に直接内炎
Ｆｉが当たるのを防止する。なおかつ、内炎Ｆｉを二分
割することにより乱流を生じさせ、それによって大気中
からの二次空気の供給を容易にして外炎Ｆｏの体積を増
やし、そのちょうど中央部分に熱電対１１を配置する
為、燃料ガスの流れがスムーズになり非常に火炎形状及
び燃焼状態が良好となるのである。その為、その範囲内
に熱電対１１が配置されていれば、バーナの点火初期や
ガス組成の変化が起きた場合の燃焼に対しても、常に安
定した起電力の発生が可能である。一方、従来装置によ
る火炎Ｈｔは、熱電対１１を配置しない通常部分の火炎
Ｈｔと基本的に大きな差がなく、前述したように外炎Ｈ
ｏと内炎Ｈｉの温度差の影響又は炎の揺れによる温度変
化の影響を受けやすい。

【００１０】次に第２実施例としてのこんろ用バーナに
適用した火炎検出装置を図３，図４を用いて説明する。
図３は火炎検出装置の取付状態を示す平面図で、図４は
その正面図である。こんろ用バーナは、筒状部材の全周
に下部から上部周囲へ放射状に燃料ガスと一次空気との
混合ガスの通路を作り、混合ガスの放射状出口部分には
複数個のスリット状の炎口３５を全周に備えたリングブ
ンゼンバーナ３２（以下バーナ３２と呼ぶ）である。炎
口３５の中央部側面には、少し距離をおいて炎口３５よ
りやや小さい板状の邪魔板部材３０（以下邪魔板３０と
呼ぶ）の先端が配置され、火炎Ｇｔの噴出方向に対して
邪魔板３０の後方には、熱電対３１が配置される。邪魔
板３０と熱電対３１とは、バーナ３２から延びたＬ字状
の取付板３４により支持される。燃料ガスと一次空気と
の混合ガスは、バーナ３２に形成された複数の炎孔３５
より大気中へ放出される。そして、図示しない点火装置
により混合ガスに点火して、炎孔３５に混合ガスの放出
方向に向けて火炎Ｇｔが形成される。尚、火炎Ｇｔにお
いて内炎Ｇｉと外炎Ｇｏが形成されるが、邪魔板３０は
内炎Ｇｉの中央部分に噴出をさえぎる様に配置される。

【００１１】上記構成を有する本考案の火炎検出装置の
働きを明らかにするため第一実施例と同様に従来装置と
比較すると、特に火炎Ｇｔの状態に顕著な差が見られ
る。従来装置では内炎Ｇ１がほぼ円錐形状に形成される
のに対して、第２実施例の内炎Ｇｉは邪魔板３０の働き
によりガス噴出方向に対して尾を引くように二分割さ
れ、その後方には外炎Ｇｏが広く形成される。即ち、バ
ーナ炎口３５の中央部の内炎Ｇｉの噴出をさえぎり、熱
電対３１に直接内炎Ｇｉが当たるのを防止する。なおか
つ、内炎Ｇｉを二分割することにより乱流を生じさせ、
それによって大気中からの二次空気の供給を容易にして
外炎Ｇｏの体積を増やし、そのちょうど中央部分に熱電
対３１を配置する為、混合ガスの流れがスムーズになり
非常に火炎形状及び燃焼状態が良好となるのである。そ
の為、その範囲内に熱電対３１が配置されていれば、バ
ーナの点火初期やガス組成の変化が起きた場合の燃焼に
対しても、常に安定した起電力の発生が可能である。一
方、従来装置による火炎Ｉｔは（図７，８参照）、熱電
対３１を配置しない通常部分の火炎Ｉｔと基本的に大き
な差がなく、前述したように外炎Ｉｏと内炎Ｉｉの温度
差の影響又は炎の揺れによる温度変化の影響を受けやす
い。

【００１２】以上説明した様に、従来の技術では熱電対
の位置のみを工夫してみても、安定した起電力は得られ
ないので、その性能の差は明らかである。即ち、本実施
例の火炎検出装置によればバーナから噴出して内炎とな
っている不完全燃焼状態のガスの噴出をさえぎり、なお
かつ内炎を二分割して小さい乱流を起こすことにより、
二次空気の混入をよくして非常に安定した燃焼部分を広
範囲に作ることができる為、その範囲内に熱電対を配置
することで、バーナの点火初期やガス組成の変化が起き
た場合に対しても、常に安定した起電力の発生が可能で
ある。

【００１３】以上本考案の実施例を説明したが、本考案
はこうした実施例に何等限定されるものではなく、様々
な態様で実施し得ることは勿論であり、内炎が形成され
るいわゆるブンゼン式バーナであれば実施可能である。
例えばガス燃焼機器に限らず石油を気化して使用する燃
焼機器等において適用してもよい。

【００１４】

【考案の効果】 以上詳述したように本考案の火炎検出
装置は、火炎の内炎を遮って外炎のみで熱電対を加熱す
るため、熱電対の起電力が安定する。 その結果、バーナ
の点火初期やガス組成の変化が起きた場合に誤作動を無
くし、的確に火炎を検出できるという優れた効果を奏す
る。

【００１５】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例としての火炎検出装置の概略構成図
（側面図）である。

【図２】第１実施例としての火炎検出装置の概略構成図
（正面図）である。

【図３】第２実施例としての火炎検出装置の概略構成図
（平面図）である。

【図４】第２実施例としての火炎検出装置の概略構成図
（正面図）である。

【図５】従来の火炎検出装置の第１例（側面図）であ
る。

【図６】従来の火炎検出装置の第１例（正面図）であ
る。

【図７】従来の火炎検出装置の第２例（平面図）であ
る。

【図８】従来の火炎検出装置の第２例（正面図）であ
る。

【図９】従来の火炎検出装置の第３例（正面図）であ
る。

【符号の説明】

１０，３０…邪魔板、 １１，３１…熱電対、 １２，
３２…バーナ、Ｆｔ，Ｇｔ，Ｈｔ，Ｉｔ…火炎、 １
４，３４，５４，７４…取付板。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料ガスを噴出して火炎を形成する炎口
   と、 上記火炎により加熱される熱電対とを備え、 上記熱電対と上記炎口との間に、 上記熱電対を加熱する炎口の巾より小さい巾の板状又は
   棒状で形成されて、上記火炎の内炎を遮る邪魔板部材を
   設け、外炎のみで上記熱電対を加熱することを特徴とす
   る 火炎検出装置。