JPH0674842U - 火炎検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バーナの火炎を安定させた部位で火炎状態を検
出し、検出装置の誤作動をなくす。 【構成】バーナ１２の火炎Ｆｔの内部に挿入される邪魔
板１０とその後方に配置される熱電対１１とその両者を
バーナ１２に固定する取付板１４とからなり、バーナの
点火時や燃料ガスの組成変化時にも安定した起電力特性
が得られる。

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１１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、バーナ１２の通路途中で空気取り入れ口１３より一次空気が混入 された後、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Ｈｔ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、バーナの炎口から噴出する 火炎の内部に一部分が挿入される板状又は棒状の邪魔板部材と、火炎が噴出する 方向に対して上記邪魔板部材の後方に配置された熱電対とを備えてなる事を要旨 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、バーナから噴出する火炎の 中央部を邪魔板部材によりさえぎって小さい乱流が生じ、二次空気の混入が促進 される。この為、邪魔板部材の後方には、燃焼用空気が充分に供給され、完全燃 焼して非常に安定した温度領域が広範囲に形成される。 その為、熱電対をその範囲内に配置することで、バーナの点火初期やガス組成 の変化が起きた場合にも、常に安定した起電力の発生が可能である。

【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の通路を作り通路途中に空気取り入れ口１ ３を設け、燃料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１０（以下邪魔板１０と呼ぶ）の先端が配置され、火炎Ｆｔの噴出方向に対 して邪魔板１０の後方には、熱電対１１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。ガス通路途 中において空気取り入れ口１３より一次空気が混入された燃料ガスは、バーナ１ ２に形成された複数の炎口１５より大気中へ放出される。そして、図示しない点 火装置により燃料ガスに点火して、炎口１５に燃料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Ｆ ｉ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１ １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Ｈ ｔと基本的に大きな差がなく、前述したように外炎Ｈｏ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 に燃料ガスの通路を作り、通路途中に空気取り入れ口３３を設け、燃料ガスの放 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。ガス 通路途中において空気取り入れ口３３より一次空気が混入された燃料ガスは、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燃料ガスに点火して、炎孔３５に燃料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Ｇｉ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、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、正常燃焼における燃焼の微細な 変化を安定した火炎にして検出する為、安全装置や燃焼制御装置の誤作動を無く し確実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)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】バーナの炎口から噴出する火炎の内部に一
   部分が挿入される板状又は棒状の邪魔板部材と、火炎が
   噴出する方向に対して上記邪魔板部材の後方に配置され
   た熱電対とを備えてなる火炎検出装置。