JPH0545443U - ガスバーナの不完全燃焼検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ガスバーナの酸素不足による不完全燃焼を確
実に検出できる装置を得る。 【構成】 バーナ本体１の炎口上に炎を側方に偏向させ
る廂板６を設け、廂板６に炎口を横切るスリット８を設
け、廂板６に近接しスリットに対向する位置に熱電対９
を設置して炎の温度を検出する。空気中の酸素含有量の
減少すると、炎が伸びて低温となるため熱電対９の出力
が徐々に低下するが、酸素濃度１９％前後の実用域では
炎のリフト現象は廂板６によって抑えられて熱電対９の
加熱は続けられる。１７％前後の低酸素状態になると、
スリット８から出るガスが未燃状態になり、廂板６先端
から出る炎を押上げてリフト状にし、熱電対９の出力が
急減し、安全装置の作動が容易になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、湯沸器、風呂釜等のバーナの不完全燃焼を検出するための装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

ガスバーナ設置場所が換気不良等で酸欠状態になると、ＣＯ発生量が多くなる ため燃焼を停止する必要がある。しかし、酸素濃度が低下しても、濃度が１９％ 程度では実用上支障はないが、１７％程度になるとＣＯが急増するため、この１ ７％程度を停止の目安とすることが望まれる。

【０００３】 ガスバーナが酸欠状態になると、酸素濃度の低下に応じて炎口を出る炎が次第 に伸び、更に炎が炎口を離れるリフト現象も生じ、炎口上の定点の温度が次第に 低下するため、この点に熱電対を置いて酸欠を検出して燃焼を停止させる手段は 従来知られるている。しかしながら、この手段によっては、酸欠状態は検知でき るが、リフトし易いガスを用いたときの１９％と１７％の区別はむずかしい。す なわち、１９％程度でもリフト現象が生じてしまい安全装置が働く。

【０００４】 そこで、リフトし易いガスでも１９％位では燃焼が継続できるように、炎口の 上部に廂板を設けて炎のリフト現象を抑制した装置も知られている（実公昭６０ −１６８５７号）。しかし、この装置においても濃度１９％と１７％の区別はむ ずかしい。なぜならば、燃焼停止が望まれる１７％位のときにも廂板がリフト現 象を抑えるからである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、酸素濃度が１７％程度の低酸素状態を容易に検出できる手段を得る ことを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案における前記課題の解決手段は、炎口の上部に、炎の上昇を妨げる廂板 を設け、該廂板の先端側に対向して炎の温度を検出する熱電対を設け、低酸素時 の熱電対の出力で安全装置を作動させるようにした、ガスバーナの不完全燃焼検 出装置において、廂板に、炎口の上部を横切って熱電対側に開口したスリットを 設け、該廂板の先端より上方でスリットの開口に近接して熱電対を位置させたこ とを特徴とする。

【０００７】

【作用】

リフトし易いガスであっても、炎は廂板に抑えられて酸素濃度１９％位では熱 電対を加熱して充分な起電力が生じる。しかし酸素濃度が更に低下して１７％位 になると、スリットを通るガスの噴出速度は燃焼速度を上回り、スリットを通る ガスは未燃焼の状態で放出され、これが廂板先端から立上がって燃えている炎を 押し上げてリフト現象を生じさせる。このリフト化により熱電対の起電力が急激 に低下し、安全装置を確実に作動させることができる。

【０００８】

【実施例】

以下、図面に従って本考案の実施例を説明する。図１、２において１はバーナ ユニットで、台形の凹凸を連続して形成した２枚の波板と１枚の平板とを結合し てなるものであり、上端に幅Ｗが約３mmの多数の炎口２が２列に形成されている 。３は廂板等の基板で、両側の屈曲部４、４と爪片５をバーナユニット１の凹面 に係合して固定されるものであり、該基板３に本考案の廂板６が延設され、また 点火用の電極７が上向きに突設されている。該電極７は、図外の点火器との間で 点火用花火を発生する。廂板６は、炎口２から出る炎を上方で抑えるもので、中 央に炎口２の上部を横切って先端６ａに至るスリット８を有し、該スリット８の 開口に対向して熱電対９が設けられる。なお、１０はフレームロッドで、炎の導 電性を利用して着火を瞬間的に検出するものであり、並んだ二つの炎口２、２間 に設けられ、点火初期の炎がリフト気味のときでも炎の検出ができるようにした ものである。

【０００９】 図２において、Ａ〜Ｇはテストに供した各種の廂板を示し、そのうちＡ、Ｂ、 Ｃは奥行が５mm、板厚分が１mmで先端６ａがバーナユニット１の側端１ａより略 １mm突出し、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは奥行が７mm、板厚分１mmで先端がバーナユニット １から略３mm突出した構成をもち、炎口２から２mm上方へ置かれる。。

【００１０】 前記廂板Ａ、Ｂ、Ｃは寸法が同一であるがＡにはスリットがなく、Ｂ、Ｃにス リットがある。図３（ａ）〜（ｃ）は廂板Ｂ、Ｃの詳細を示し、スリット８の長 さは共に４mmであり、スリット８の幅Ｓは、Ｂで０．７mm、Ｃで１．５mmである 。この廂板Ａ、Ｂ、Ｃを用いてリフト系のガス（１３Ａ−１）を燃焼させたとき のデータを図４に示す。図４で縦軸は熱電対９の起電力とＣＯ／ＣＯ₂、横軸は バーナユニット１に供給される空気の酸素濃度を示し、曲線（Ａ）（Ｂ）（Ｃ） は、それぞれ廂板Ａ、Ｂ、Ｃを使用したときのデータを示し、曲線（Ｐ）は排気 中のＣＯとＣＯ₂の比率を示し、各廂板につき略一定の比率であった。

【００１１】 図４において、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の各曲線は、Ｏ₂≒１７．５％を境として 起電力が急減するが、スリットのない曲線（Ａ）の減少率は低く、スリットのあ る曲線（Ｂ）（Ｃ）の減少率が大で、出力は約５ｍＶ以下になり、バーナの使用 を許容し得るＯ₂＝１９％のときの半分以下の値になる。これにより、リフト系 のガスであっても、酸素濃度１８％位までは充分な熱電対の出力が得られ、１７ ．５％位で出力が大きく低下することが判る。

【００１２】 次に、図５（ａ）〜（ｄ）は、前記図２のＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇに示す廂板６の詳細 を示し、この廂板６を用いた場合のデータを図６に曲線（Ｄ）〜（Ｇ）で示す。 図５（ａ）のスリットがないものを曲線（Ｄ）、図５（ｂ）に示すスリット８の 長さが１．５mm、幅２．０mmのものを曲線（Ｅ）、図５（ｃ）のスリット８の長 さ及び幅が２．０mmのものを曲線（Ｆ）、該図５（ｃ）のスリットに長さ４mm、 幅１mmのスリットを連設した図５（ｄ）のものを曲線（Ｇ）でそれぞれ表せば、 起電力は酸素濃度１６．７％付近で急減し、その中で曲線（Ｇ）のみが略５ｍＶ 以下に減少する。

【００１３】 以上のテスト結果から、曲線（Ｂ）（Ｃ）及び（Ｇ）で示される性能をもつ、 図２のＢ、Ｃ及びＧの構造のもの、すなわち廂板６に炎口２を横切るスリット８ を設けたものが、他に比べて起電力の低下が大きいことが判る。

【００１４】 炎口上に廂板を設けないものは、前記のとおりリフト系のガスを使用したとき 濃度１９％でもリフトし勝ちで熱電対の出力が低下し、電磁安全弁を閉じてしま う。また炎口上にスリットのない廂板Ａ、Ｄ又はスリットがあっても炎口２を横 切らないスリットをもつ廂板Ｅ、Ｆを設けると、炎は図３（ｂ）にｆ₁で示すよ うに１９％でのリフト現象は抑えられて燃焼は継続されるが、燃焼を停止したい １７．５％位でも該廂板によってリフト化が抑制されて、炎は図３（ｂ）にｆ₂ で示すように廂板の先端で保炎されて熱電対を加熱し、図４の曲線（Ａ）、図６ の曲線（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）のように大きな出力低下は見られない。

【００１５】 しかし、スリット８が炎口を横切る廂板Ｂ、Ｃ、Ｇでは、炎が図３（ｂ）にｆ ₃ で示すようにスリット部で炎がリフトして熱電対に対する加熱力が減じ、図４ の曲線（Ｂ）（Ｃ）、図６の曲線（Ｇ）のように大きく出力が低下する。この理 由は、スリットを通るガスの噴出速度が燃焼速度を上回って未燃焼で放出され、 廂板の前端で根部が僅かに保持されていた炎を、スリット８の開口部において未 燃焼のガスがはがして浮上がらせ、炎の根部中央を熱電対から離すことによるも のと解される。

【００１６】 前記廂板６は、図２のＢ、Ｃ、Ｇのものに限らず、図７、８に示す構成にして もよい。図７（ａ）の廂板６は、半円形の頂部と先広がりの開口を有するスリッ ト８をもち、図７（ｂ）では逆Ｕ字状のスリット８をもつ。また、図８に示す廂 板１１は、スリット８のある部分１１ａとスリットのない部分１１ｂを備える。 この廂板１１は、リフト性のガスのときは、熱電対９をスリット８に対向させて 取付け、リフト性でないガスでは、熱電対をスリットのない部分１１ｂに対向さ せて取付ける。

【００１７】 なお、前記実施例でスリット８は熱電対側のみに開口されているが、双対側に まで達していてもよい。

【００１８】 このようにして得られる起電力の低下を直接利用するか、又はバーナ本体１を 内装した熱交換器の目詰まりを温度変化に置換して検出する別の熱電対による５ ｍＶ程度の逆起電力により、前記の低下後の起電力を打消して、電磁安全弁を閉 じるようにしてもよい。また、この実施例では主バーナの炎口上に設けるものと して説明したが、不完全燃焼検出用のバーナに設けてもよい。

【００１９】

【考案の効果】

以上のように本考案は、炎口の上部を横切って熱電対側を向くスリットを設け 、該廂板の先端より上方でスリットの開口に近接して熱電対を位置させたから、 酸素濃度がある程低下していても廂板によりリフトを抑えて燃焼を継続すること ができ、酸素濃が更に低下して１７％位になるとスリットを通る未燃ガスによっ てスリット部において廂先端の炎を押上げてリフト状にし、熱電対に対する加熱 量を低下させるから、熱電対の出力を減少させて確実に燃焼を停止させることが できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の実施例を示す斜面図

【図２】 テスト例を示す平面図

【図３】 テスト例の一部の構成説明図

【図４】 同例のテスト結果を示す線図

【図５】 他のテスト例の構成説明図

【図６】 同例のテスト結果を示す線図

【図７】 他の実施例の平面図

【図８】 更に他の実施例の平面図

【符号の説明】

２ 炎口 ６ 廂板 ８ スリット ９ 熱
電対

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 炎口の上部に、炎の上昇を妨げる廂板を
   設け、該廂板の先端側に対向して炎の温度を検出する熱
   電対を設け、低酸素時の熱電対の出力で安全装置を作動
   させるようにした、ガスバーナの不完全燃焼検出装置に
   おいて、廂板に、炎口の上部を横切って熱電対側に開口
   したスリットを設け、該廂板の先端より上方でスリット
   の開口に近接して熱電対を位置させたことを特徴とす
   る、ガスバーナの不完全燃焼検出装置。