JPS637286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼安全装置に係り、特に燃焼装置の
使用によつて起る酸欠事故や一酸化炭素中毒事故
を未然に防止できるようにした燃焼安全装置に関
する。

近年住宅構造の密閉化が進むにつれて居室の換
気性が悪くなり、そのために開放形のガス湯沸器
や室内排気形の暖房機による酸欠事故や一酸化炭
素中毒事故が増加する傾向にある。このような一
酸化炭素中毒事故を防止するために、従来は、酸
素不足になつたときに燃焼機器の火炎がリフトア
ツプするという現象を利用してリフトアツプした
火炎を熱電対で検知し、その熱電対の起電力の変
化に応答して燃料供給弁を閉じ、燃料ガスの供給
をしや断することが行われている。この種の装置
は構造が簡単であつて、コスト的にも安価にでき
るという利点を有する反面、適用できるガスの種
類がプロパンガスや天然ガスに限られ、水素や一
酸化炭素などを多く含む都市ガスはリフトアツプ
が起り難く適用が困難であるという問題点を有し
ていた。

そこで、これを解決するために、近時は、酸素
濃度差により電圧を発生する固体電解質を火炎の
下流排ガス中に設置し、酸素欠乏時に火炎が伸び
て固体電解質を被うことにより酸欠状態を検知す
る方法が開発され利用されている。これはチユー
ブ形の固体電解質表面に白金電極を塗布したもの
を火炎の下流の排ガス流中に設置し、固体電解質
の内面側に酸素含有量の多い室内空気を、外面側
には酸素の希薄な燃焼排ガスを接触させ電圧を発
生させるようにしたものである。このような装置
によれば、酸素不足時に火炎が伸びて固体電解質
の外表面を被い外表面での酸素欠乏状態をさらに
増大させて発生電圧を高めるので、この発生電圧
を検知し、制御回路を駆動して安全弁を閉じるこ
とができる。しかしながら、この種の装置は酸欠
時に発生電圧がさらに増大する方向にあるため、
既存のガス安全弁と組合せるためには、電気的な
制御装置を新たに組込まなければならず、安全設
備に対する設置コストが大幅に増大するという問
題があつた。

そこで、本発明の目的は、酸素不足時にダクト
と燃焼センサ板を循環管路内のガス流の循環を活
発にして不完全燃焼によつて起る一酸化炭素中毒
を未然に防止できるようにした燃焼安全装置を提
供することにある。

以下本発明による燃焼安全装置の一実施例を図
面を参照して説明する。

第１図において、符号１は主バーナを示し、こ
の主バーナ１には燃料供給管路２が接続され、そ
の管路の先は図示を省略しているがガス供給源に
接続されている。上記燃料供給管路２の管路上に
は燃料供給弁３が組込まれており、この燃料供給
弁３は例えば電磁弁によつて開閉操作されるよう
になつている。上記主バーナ１はブンゼン式のバ
ーナであつて、ノズルから燃料ガスを噴出させる
ときの勢いで一次空気を吸引し、混合気としてか
ら炎口より噴出させ燃焼するようになつている。

また、符号４は種火バーナを示し、種火バーナ
４には燃料供給弁３から分岐した燃料供給支管５
が接続されている。上記種火バーナ４は中空管で
構成され、下方にはノズルピース６が組込まれ、
その上方には一次空気を吸入するための空気孔７
が穿設されている。

なお、上記種火バーナ４のバーナ口４ａの近傍
には点火装置８が配置されている。

しかして、上記種火バーナ４の側部上方には、
通路９の横断面が矩形状のダクト１０が水平方向
に穿設され、このダクト１０の図の左端は斜めに
切断されて下向きの開口１０ａを備えており、こ
の開口１０ａは種火バーナ４のバーナ口４ａの直
上に位置するように配置されている。

一方、上記ダクト１０の図の右端にはほゞ凹字
状の循環ダクト１１が接続され、この循環ダクト
１１は、入口ダクト１２と中間ダクト１３と出口
ダクト１４とから構成されている。

他方、上記ダクト１０の上壁１０ａ上には、複
数個の炎孔１５，１５，１５が開口し、さらにダ
クト１０の側壁には空気孔１６，１６が開口して
いる。

さらに、本発明によれば、上記ダクト１０の後
端部と入口ダクト１２との付け根の部分に放熱フ
イン１８が取付けられている。この放熱フイン１
８は熱伝達率の良好な矩形板の１枚または複数枚
を図示のように取付けてもよいし、あるいはダク
ト１０と循環管路１１の表面に沿つて複数枚の放
熱フインをタンデム状に取付けてもよい。

しかして、本発明によれば、上記出口ダクト１
４の種火バーナ４の側に燃焼センサ板２０が取付
けられ、この燃焼センサ板２０はジルコニア磁器
板の内外面に白金電極をコーテイングしたもので
あつて、その表面２０ａには酸素濃度の低い燃焼
排ガスが接し、一方背面２０ｂ側は酸素濃度の高
い室内空気が接し、酸素濃度差によつて酸素イオ
ンが移動し、両極間に起電力を生ずるようになつ
ている。

なお、図中符号２１は燃焼制御装置を示してお
り、その入力側には上記燃焼センサ板２０の内外
面の電極に導通する信号ライン２２を通して検知
出力が印加され、その出力側と上記燃料供給弁３
の電磁弁とは出力信号ライン２３によつて接続さ
れている。

次に上述のように構成された本発明による燃焼
安全装置の作動について説明する。

燃焼の開始に際して、燃料供給弁３を操作して
燃料供給支管５を通して種火バーナ４に種火ガス
を供給する。そして点火装置８を着火操作し種火
バーナ４のバーナ口４ａから放出されるガスに着
火する。すると、種火バーナ４に形成された火炎
は、その一部が上方に拡がつて燃焼センサ板２０
の表面２０ａを通り、残部は開口１０ａを通して
ダクト１０の通路９内に侵入する。ダクト１０内
に侵入した火炎は、空気孔１６，１６，１６から
流入する空気と混合して前から２つの炎孔１５，
１５の上に火炎を形成する。加熱された燃焼セン
サ板２０の表面２０ａは火炎にさらされるが、背
面２０ｂは循環管路１１と連通し、酸素の濃度差
が生ずるために起電力を発生し、制御回路２１か
らの信号により種火バーナ４へのガス供給を維持
すると共に、燃料供給主管２を通して主バーナ１
へガスを供給し、着火燃焼される。

この間に室内空気の酸素濃度が正常な場合に
は、ダクト１０内に侵入した火炎は空気孔１６よ
り流入する空気により２番目までの炎孔１５，１
５上に火炎を形成し燃焼を完結し、そのために燃
焼排ガスは入口ダクト１２の入口に達しない。こ
の間燃焼センサ板２０の表面２０ａは火炎によつ
て加熱されるから、燃焼センサ板２０の背面２０
ｂ内のガスが上昇してドラフト効果により対流を
生じ、ダクト１０の後方領域の空気孔１６からの
空気がダクト１２および１３を介して吸引される
が、燃焼センサ板２０の表面２０ａと背面２０ｂ
との酸素濃度差に変化はなく出力の変化は少なく
燃料供給弁３の開度は保持される。

ところが室内の酸素濃度が低下してきた場合に
は、ダクト１０の通路９内に開口１０ａを通して
侵入した火炎は空気孔１６から流入する空気中の
酸素だけでは燃焼を完結できず、火炎は循環管路
１１内へ向つて伸びる。ダクト１０内より循環管
路１１内へ向う火炎および排ガスは途中で放熱フ
イン１８によつて冷却される。

一方、燃焼センサ板２０の表面２０ａは、火炎
によつて加熱されて高温となつているのに対して
燃焼センサ板２０の背面２０ｂは放熱フイン１８
によつて冷却された低温の排ガスが出口ダクト１
４内に導れるため、循環ダクト１１内の排ガスの
循環が活発に行われ、ダクト１０からの酸素濃度
の低いガスが燃焼センサ板２０の背面２０ｂに導
れてセンサ板２０の表面２０ａと背面２０ｂとの
酸素濃度差が小さくなり、燃焼センサ板２０の起
電力は小さくなる。そのために、制御回路２１か
らの出力信号は燃料供給弁３を閉じ主バーナ１お
よび種火バーナ４へのガスの供給を停止する。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、種火バーナの火炎を導入するダクトの先に循
環ダクトを接続し、この循環ダクトの出口側に燃
焼センサ板を設け、その表面を種火バーナの火炎
からの排ガス中にのぞませたから、酸欠時に循環
ダクトのドラフト効果と相俟つて燃焼センサ板の
背面側に確実に排気ガスを導入してセンサ起電力
を低下させることができ、燃料供給弁を閉じて、
酸欠事故や一酸化炭素中毒を未然に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による燃焼安全装置の一実施例を示
した正断面図である。 １……主バーナ、３……燃料供給弁、４……種
火バーナ、１０……ダクト、１１……循環ダク
ト、１２……入口ダクト、１４……出口ダクト、
１５……炎孔、１６……空気孔、２０……燃焼セ
ンサ板、２０ａ……表面、２０ｂ……背面、２１
……燃焼制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 種火バーナのバーナ口上に一端開口がのぞむ
   ようにしたダクトをほゞ水平に配設し、このダク
   トの他端を循環ダクトに接続し、この循環ダクト
   の出口側に表面と裏面との間の酸素濃度差によつ
   て起電力を発生する燃焼センサ板を取付け、この
   燃焼センサ板の表面を種火バーナの火炎上に位置
   させ、上記ダクトの上壁に炎孔を設けると共に側
   壁に空気孔を設けたことを特徴とする燃焼安全装
   置。