JP3606487B2 - 燃焼安全装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯器等の燃焼器に、不完全燃焼を防止するために組み込まれる燃焼安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に従来の燃焼安全装置を示す。燃焼安全装置２０は、強制排気式ガス給湯器の燃焼室内でメインバーナに隣り合って設けられるもので、両端を開口した筒体２１と、この筒体の途中に装着され、複数の炎口２２，２２・・を中央部とその周辺部に形成するプレート２３とを備え、下方の開口部２４に設けたガスノズル２５からの燃料ガスの噴出によって、開口部２４から一次空気が導入され、混合室２６内で混合気となってプレート２３の炎口２２から噴出し、メインバーナから火移りしてプレート２３表面上で火炎Ｆを形成させる。又この筒体２１には、給湯器のコントローラに接続される熱電対２７が横方向から装着され、火炎Ｆを感知して熱起電力を得るものとなっている。
そして給湯器の給排気系不良或は排気の漏洩による室内酸欠状態によって不完全燃焼が生じると、プレート２３上の火炎Ｆがリフトして筒体２１の上部開口部に移り、熱起電力が低下することから、前記コントローラがその所定レベル以下を検知して、メインバーナのガス流路に設けた電磁弁を閉弁させて、ガスの供給を遮断する構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記筒体２１に設けられる熱電対２７に取り付け寸法誤差が生じると、同図６の矢印Ａ方向に前後移動して、先端の受熱部２８の位置にばらつきが生じることになる。
ところで図２（Ａ）は、上記燃焼安全装置２０の火炎Ｆによる温度分布を示す説明図、同図（Ｂ）は、その火炎Ｆ内の受熱部の位置に対する熱起電力の変化を示すグラフであるが、前記熱電対２７の取り付け位置のばらつきにより、受熱部２８は、９００℃〜１０００℃の幅広い高温部（受熱部２８を点線で示すａの位置）から、７００℃〜１０００℃までの等温線が密になっている部分（一点鎖線で示すｂの位置）、そして７００℃以下の低温部（二点鎖線で示すｃの位置）を移動することになるため、得られる熱起電力は同図２（Ｂ）の点線Ｖ_１ のように変化する。即ち、ａの位置では、幅広い高温部に対応して熱起電力の上昇区間が長く、ｂの位置では、等温線が密の部分に対応して熱起電力は上昇を続けて平滑化せず、そしてｃの位置では、低温部に対応して熱起電力は急激に下降するのである。
このように熱電対の取り付け位置のばらつきによって熱起電力は大きく変動するため、燃焼安全装置の作動の信頼性が低くなってしまう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、熱電対の取り付け位置のばらつきに影響されず、安定した熱起電力を得て高い信頼性で作動できる燃焼安全装置を提供するもので、その構成は、前記熱電対を、先端の受熱部が前記バーナの火炎における根元部分へ斜め上から挿入される傾斜姿勢で配置したことを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において１は、強制排気式ガス給湯器の燃焼室内でメインバーナに隣り合って設けられる燃焼安全装置で、両端を開口した筒体２及び複数の炎口３，３・・を形成するプレート４、そして下方の開口部５に設けたガスノズル６等によって、上記図４で説明したものと同様のセンサバーナ１ａを構成しており、ガスノズル６からの燃料ガスの噴出によって、開口部５から一次空気が導入されて混合室７で混合され、この混合気がプレート４の炎口３，３・・から噴出し、図示しないメインバーナから火移りしてプレート４の表面上で火炎Ｆを形成させるものである。
そして筒体２には熱電対８が装着され、火炎Ｆを感知して得られる熱起電力を図示しない給湯器のコントローラに監視させて、不完全燃焼による火炎Ｆのリフトが生じた場合には、メインバーナのガス流路に設けた電磁弁を閉弁させる構成が採用されているが、特にここでは、火炎Ｆにおける温度分布が先に示した図２（Ａ）と同様に、等温線の間隔は火炎Ｆの根元近くで最も広くなっていることから、熱電対８は、その等温域の広い部分へ先端の受熱部９が斜め上から挿入される傾斜姿勢で装着されている。従って寸法誤差によって熱電対８の取り付け位置にばらつきが生じた場合、受熱部９は、そのばらつきによって矢印Ｂの方向へ位置を前後に変化させることになるが、火炎Ｆの温度分布図に示すように、８００℃〜９００℃の狭い高温部（受熱部９を点線で示すａの位置）から、７００℃〜９００℃の等温線が疎になっている部分（一点鎖線で示すｂの位置）、そして７００℃以下の低温部（二点鎖線で示すｃの位置）を移動することになるため、図２（Ｂ）の実線Ｖ_２ で示すように、ａの位置では、狭い高温部に対応して熱起電力の上昇区間が短くなり、ｂの位置では、疎な等温線の部分を横切ることで熱起電力の上昇が抑えられて平滑化し、そしてｃの位置では、低温部に対応して熱起電力は下降する推移を示すことになる。この熱起電力が平滑化するｂの位置に受熱部９の最初の取付位置が設定されているのである。
【０００６】
従って上記燃焼安全装置１においては、寸法誤差により熱電対８の取り付け位置にばらつきが生じても、受熱部９を広い等温域に挿入しているから、この範囲内では安定した熱起電力を得ることができ、燃焼安全装置１が作動する熱起電力値のレベル設定がしやすくなる。特に受熱部９がこの位置ｂに対して斜め上から挿入される傾斜姿勢としているから、寸法誤差で受熱部９が火炎Ｆから外れる位置にあっても、受熱部９は火炎Ｆの上方近傍の高温域（９００〜１０００℃）内に位置することになるため、ここでも受熱部９は加熱されて熱起電力の確保が可能となるのである。
【０００７】
一方上記熱電対８の取付形態は、センサバーナによって燃焼安全装置を構成するものに限らず、給湯器等のメインバーナ側に設ける場合でも同様に適用できる。図３（Ａ）は、強制排気式ガス給湯器の燃焼室内のメインバーナ１１の火炎Ｆに対して熱電対１２を配置した燃焼安全装置１０を示すものであるが、ここでの火炎Ｆの温度分布は同図（Ｂ）のように現われ、等温線は火炎Ｆの根元近くで最も間隔が広くなっていることから、熱電対１２は前記図１と同様に、この広い等温域へ斜め上から受熱部１３を挿入する傾斜姿勢で装着され、熱電対１２の取付位置のばらつきに対して受熱部１３を矢印Ｃ方向へ前後移動させるものとしている。よって受熱部１３は、高温部（点線で示すａの位置）から、等温線が疎になっている部分（一点鎖線で示すｂの位置）、そして低温部（二点鎖線で示すｃの位置）を移動することになるため、図２（Ｂ）のグラフＶ_２ と同様に熱起電力の平滑部分はｂの位置で得られることになる。このｂの位置になるように受熱部１３の最初の取付位置を設定すれば、寸法誤差によるばらつきがあっても、広い等温域の範囲内では安定した熱起電力が期待できるのである。
【０００８】
尚傾斜姿勢は火炎との相対的な設定であるため、図４のようにセンサバーナ１ａ等が斜めに設けられる場合、熱電対８は水平姿勢となることもあるが、火炎Ｆに対して広い等温域へ先端の受熱部９が斜めに挿入される形態は同じである。
【０００９】
【発明の効果】
以上本発明によれば、熱電対を、先端の受熱部がバーナの火炎における根元部分へ斜め上から挿入される傾斜姿勢で配置したことで、寸法誤差により熱電対の取り付け位置にばらつきが生じても、得られる熱起電力の変動は少なく、安定したレベルを維持することができる。よって燃焼安全装置の作動設定に至便となる。特に、熱電対の姿勢を、受熱部が火炎の根元部分へ斜め上から挿入される傾斜姿勢としているから、等温域の広い部分をより長く効率的に使用でき、より安定したレベルを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃焼安全装置の説明図である。
【図２】（Ａ）火炎の温度分布を示す説明図である。
（Ｂ）火炎内での受熱部の位置に対する熱起電力の変化を示すグラフである。
【図３】（Ａ）メインバーナに構成した燃焼安全装置の説明図である。
（Ｂ）火炎の温度分布を示す説明図である。
【図４】燃焼安全装置の変更例を示す説明図である。
【図５】従来の燃焼安全装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１０・・燃焼安全装置、２・・筒体、３・・炎口、４・・プレート、６・・ガスノズル、８，１２・・熱電対、９，１３・・受熱部、１１・・メインバーナ。

Claims (1)

1. 燃焼器のバーナ近傍に直線状の熱電対を配置し、前記バーナの火炎を感知して得られる熱起電力に応じて、前記バーナの燃焼を制御する燃焼安全装置であって、
   前記熱電対を、先端の受熱部が前記バーナの火炎における根元部分へ斜め上から挿入される傾斜姿勢で配置したことを特徴とする燃焼安全装置。

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