JPS5939647B2 - 燃焼安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は料燃立消え時はもちろん、特に部屋内の空気が
汚染されて、いわゆる酸欠状態となったときにも有効に
働く燃焼安全装置に関する。

従来例の構成とその問題点 第１図は従来量も一般的に使用されているサーモカップ
ル式燃焼安全装置を示すもので、すなわち、１は上端に
炎口２を、ノズル３を装着した他端周壁に１次空気口４
をそれぞれ形成した種火用などのバーナ本体、５はガス
供給パイプ、６はサーモカップルで、上記カス供給パイ
プ５の途中に設けた電磁弁（図示せず）と電気的に接続
しである。

上記装置で、カス供給パイプ５より入り、ノズル３を介
してバーナ本体１に噴出されたカスは、その噴出に伴な
うエゼクタ−作用で１次空気口４より１次空気を吸引し
、かつ混合するもので、さらに炎口２で２次空気を受け
て燃焼し、火炎７を形成するものである。

上記燃焼方式は一般にブンゼン方式といわれるもので、
内炎ａと外炎すとで火炎７を形づくるものである。

サーモカップル６はこの火炎で加熱されて電磁弁を開成
状態に維持し得る熱起電力を生じるもので、したがって
燃焼火炎７の風などによる立消え時にはもちろん、電磁
弁を閉成して安全動作を行うものである。

また火炎７は燃焼空気中の酸素濃度が低下したとき、い
わゆる酸欠状態にあっても吹き飛ぶもので、このためサ
ーモカップル６の熱起電力が低下して電磁弁を閉じる、
一種の酸欠安全動作を期待できるものである。

しかし、本来風などによる立消え対策を意図した上記装
置に完全な酸欠安全動作を期待することには次の点で大
きな問題があった。

すなわち、その第１点としては、火炎７の吹き飛びは２
次空気の流れかたのモードによって起り、上記吹き飛び
が生じる空気中の酸素濃度値、いわゆる“吹き飛び酸素
濃度値″に大きなばらつきを生じるところから、酸欠安
全対策として信頼性に欠ける点があげられる。

また第２点として火炎７が一旦状き飛んでも主バーナの
燃焼熱で容易に再着火するなど周囲条件の影響を受けや
すい問題があった。

さらに第３点としてカスの種類によっても前記吹き飛び
酸素濃度値にばらつきが生じる点があげられる。

すなわち、メタン系カス（天然カス）と水素系カス（都
市カス）とを比較した場合、前者ガスははるかに後者の
ガスよりも吹き飛びを起しやすく、また特に後者の水素
系カスでは１次炎が吹飛びを起こそうとしても２次炎が
炎口に残るため結果として低い酸素濃度まで安定して燃
焼している。

このようなことから両カスの吹飛び酸素濃度値は大キく
異ってくる。

そしてこれに加え、同じカス種類でも季節による成分変
動供給圧力変動に対しても吹飛ぶ酸素濃度は異ってくる
。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消するもので、外部の影
響を受けず、そして特に、水素系のカスに対して、更に
これらカスの成分変動が季節によってあっても酸欠の検
知ができるように火炎を吹き飛ばすことを目的とする。

発明の構成 本発明は一定の距離をおいて制限された２次空気により
燃焼する１次炎と２次炎を形成するごとくバーナを構成
するとともに、１次炎の加熱域にサーモカップルなどの
１次炎検知素子を設け、この１次炎検知素子と弁を連結
し、さらに１次炎口近傍の外筒に制御された２次空気を
供給する補助空気孔を設けたもので、空気中の酸素濃度
が低下した時に１次炎が吹飛び前記１次炎検知素子の出
力が変化し、燃料制御弁を閉成するという作用を有して
いる。

実施例の説明 以下本発明の一実施例を添附図面とともに説明する。

第２図において、１１は主バーナと近傍して設けられた
点火用などのバーナ本体で、内筒１２と外筒１３とから
構成しである。

上記外筒１３は上端に２次炎口１４を有し、また下部周
壁にはダンパー２９で開口度の制御がなされ、制限され
た２次空気を供給する補助空気口３０が、さらに下端開
口縁からは内方へのフランジ部１５がそれぞれ形成しで
ある。

１６は外筒１４に斜めに連設した取付筒である。

一方内筒１２は、外筒１３内に臨み、かつ上記２次炎口
１４より一定下方に位置する１次炎口１７を上端にもち
、さらに下部周壁には１次空気口１Ｂが形成しである。

そして上記内筒１２は、その途中に設けたフランジ１９
を外筒１３のフランジ部１５の上面に当接した後内筒１
２のねじ部２０に螺着するナツト２１をバンキング２２
を介してフランジ部１５の下面に圧接することで、前記
外筒１３に対して着脱自在に取付けられるものである。

２３は内筒１２の下部開口に装着したガスノズル、２４
は取付筒１６を介して１次炎口１７の近傍に配設した１
次炎検知素子（以下サーモカップルで代表する）で、ガ
ス供給路の電磁弁（図示せず）と電気的に接続しである
。

上記の構成において、ガスノズル２３より噴出されたガ
スと１次空気口１８より吸引された１次空気とは内筒１
２内で充分混合し、かつ補助空気口３０から流入する制
限された２次空気を得てその１次炎口１７で燃焼して内
炎Ａ′と外炎Ａ〃とからなる１火炎Ａを形成する。

さらにこの燃焼ガスは外筒１３の２火入口１４より噴出
するとともに周囲からの空気、すなわち２次空気を得て
燃焼し、２火炎Ｂを形成するものである。

サーモカップル２４は１火炎Ａの最も温度の高い炎表面
と接触または近傍して位置しており、したがって上記１
次炎Ａが形成されると、その加熱で電磁弁を開成保持し
得る熱起電力を発生するものである。

ところで、上記独立した１火炎Ａは２次空気量が規制さ
れているため不安定燃焼下にあって酸素濃度に非常に敏
感である。

したがって１次および補助空気口から流入する空気中の
酸素濃度が一定以下となると、１火炎Ａが吹き飛ぶため
、サーモカップル２４の熱起電力がなくなって電磁弁は
閉じ、その後のガス供給を断つものである。

この１火炎Ａは上述のように予混含炭であり酸素濃度変
化に対して敏感である内炎Ａ′と補助空気口３０により
任意に定めることができる拡散炎で火炎を安定にさせる
。

外炎Ａ〃とから構成されているため、ガスの成分が少々
変化しても通常燃焼時は安定して燃焼している。

そしてこの補助空気口３０の大きさと、１次空気口１８
の大きさを適宜設定することにより天然ガス、ＬＰガス
、水素系ガスなどのガス種の変更に対して酸欠時には同
じ酸素濃度で１次炎で吹飛ばすことが可能となる。

なおこのガス種変更に際しては通常一般に行なわれてい
るノズル径の変更、ガス圧の設定を同時に行なうことは
言うまでもない。

一方２次炎Ｂは１火炎Ａはど酸素濃度に敏感ではなく、
１火炎Ａが吹飛んだ後も２火炎Ｂが残るものである。

なお水素系のガスは他の系統のガスよりもかけ離れて燃
焼速度が大きいので、１次炎口１７に吹き飛びが生じや
すいような構成上の工夫を必要とする。

例えば第３図に示すように１次炎口１７をナイフェツジ
状にするとか、或いは第４図に示すようにオリイフイス
状とするものなどが考えられる。

次に、２次炎口１４に形成される２火炎Ｂは、１火炎Ａ
が吹き飛んだ後３０〜６０秒のきわめて短い時間残して
おくことが好ましい。

すなわち、上記２次炎Ｂの保持によって、１火炎Ａが吹
き飛んでサーモカップル２４が電磁弁を閉じるまでの間
にメインバーナよりガスが噴出されても、それは２火炎
Ｂで点火され、生ガスの流出による中毒、爆発を防止す
ることができるものである。

第５図はその目的のために２次炎口１４を段状とし、上
記段部で２火炎Ａの保持性を向上したものであり、また
第６図は外筒１３の内面に弾着する複数の弾性脚２５を
介して２次炎口１４に衝炎体２６を対設し、２火炎Ｂの
吹き飛びをおさえたものである。

さらに第７，８図はメインバーナの燃焼熱の影響によっ
て外筒１３内が過熱され、１火炎Ａの吹き飛び特性が低
下するのを防止すべく外筒１３に冷却手段を設けたもの
で、第７図は外筒１３の外側に風胴２７を設け、両者の
間隙ｔに対流空気を流すようにしたものであり、第８図
はメインバーナの燃焼熱が及ばない部分の外筒１３の外
側から放熱フィン２８を設けたものである。

また第９図のように外筒１３を磁器などの断熱材で形成
することも考えられるものである。

なお、上記実施例ではサーモカップルを１次炎検知に用
いたが、そのほか、フレームロッドのようなイオン電流
素子、サーミスタのような温度−抵抗素子、バイメタル
素子、液膨式の感熱素子などの熱的応動素子、あるいは
ｃｄｓ素子なでの炎より発生する光と応答する感光素子
酸化スズなどのような酸素センサを採用しても何等の効
果が期待できるものである。

更に上記実施例では、内筒１２を円筒状にして、下部に
１次空気口１８を内筒１２に直角に開口し、ガスノズル
２３を臨ませであるが、１次炎を予混含炭と少しの補助
空気を得て燃焼する拡散炎を有する火炎となるように２
次空気を制限し得る外筒１３を持つ構成であれば、上記
実施例のみならず、所定の１次空気を予混合させる一般
的な混合管を持つバーナ構成にしてもよく、そしてパイ
ロットバーナとしてだけではなくメインバーナとして構
成させても同様の効果が得られるものである。

発明の詳細 な説明したように、本発明は１次炎口を有する内筒と、
前記１次炎口より分離して２次炎口を形成した外筒とか
らなるバーナ本体と、前記１次炎口に形成される１次炎
に制限された２次空気を供給する補助空気口を前記１次
炎口近傍の外筒に設けることにより、火炎を１次炎と２
次炎に分離形成させ、不安定下にある１次炎を検知して
安全動作を行なうようにしたもので次のような効果を有
する。

（１）燃焼立消え時はもちろん、空気中の酸素温度が低
下した状態、いわゆる酸欠状態にも正確な安全動作を行
なわしめる。

（２）１次炎に制御された２次空気を供給しているため
、秀節変動などからくるガス成分のバラツキによる燃料
ガスの燃焼速度の変化に対しても安定して燃焼し、かつ
、異常時には、１次炎の吹き飛びを検知し得るものであ
り、工業的価値はきわめて犬なるものである。

（３）１火炎は外筒で覆われており、本発明をパイロッ
トバーナとして使用するときに、メインバーナの熱的影
響を受けない。

（４）内筒の着脱を自在にすることにより多くのガス種
に対して容易にガス転換をし得る。

（５）更に１火炎口の形状を鋭角状に、あるいは絞り状
に形成することにより、酸素濃度の低下時に、より早期
に１火炎を吹飛ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃焼安全装置の一部欠截正面図、第２図
は本発明の一実施例を示す燃焼安全装置の断面図、第３
図および第４図は内筒の他実施例を示す一次欠截正面図
、第５図および第６図は外筒の実施例を示す一部欠截正
面図、第７図は外筒のさらに他の実施例を示す断面図、
第８図および第９図は外筒のさらにまた他の実施例を示
す正面図である。 １１・・・・・・バーナ本体、１２・・・・・・内筒、
１３・・・・・・外筒、１４・・・・・・２火炎口、１
７・・・・・・１火炎口、１８・・・・・・１次空気口
、２３・・・・・・ガスノズル、２４・・・・・・１次
炎検知素子（サーモカップル）、２６・・・・・・遮炎
体、２８・・・・・・放熱フィン、３０・・・・・・補
助空気口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方に１火炎口を、他方にはカスノズルを臨ませる
   とともに、１次空気口を有する内筒と、前記１火炎口よ
   り分離して２火炎口を形成した外筒とから成るバーナ本
   体と、前記１火炎口近傍の外筒に形成されかつ、制御さ
   れた２次空気を供給する補助空気孔と、前記１火炎口に
   形成される１火炎を検知する１次炎検知素子と前記１次
   炎検知素子によりガスノズルに供給する燃料を制御する
   弁とから成る燃焼安全装置。 ２ 内筒を着脱自在に構成した特許請求の範囲第１項記
   載の燃焼安全装置。 ３１火炎口の口縁を鋭角状とした特許請求の範囲第１項
   記載の燃焼安全装置。 ４１火炎口を絞り状に形成した特許請求の範囲第１項記
   載の燃焼安全装置。 ５ 外筒を断熱材で形成した特許請求の範囲第１項記載
   の燃焼安全装置。