(57)【要約】【課題】火炎検知用の半導体式光センサにより拡炎板の脱落も検知して、燃焼不良が継続するのを防止した燃焼装置を提供する。【解決手段】燃料噴霧用のノズル体１１より噴霧された燃料を燃焼させ旋回火炎から成るバーナ火炎として、前方の燃焼室３に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室３への吹き出し口３４に対向して拡炎板３３を備え、この拡炎板３３によって燃焼室３に吹き出されたバーナ火炎を該燃焼室３内に拡散させるようにした燃焼装置に於いて、前記バーナ火炎を検知する半導体式光センサ３７を設け、この半導体式光センサ３７によって前記拡炎板３３の脱落も検知するようにしたので、知らないうちに燃焼不良が継続することを防止出来る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴霧用のノズル体より噴霧された燃料を燃焼させ旋回火炎から成るバーナ火炎として、前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡炎板を備え、この拡炎板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を該燃焼室内に拡散させるようにした燃焼装置に於いて、前記バーナ火炎を検知する半導体式光センサを設け、この半導体式光センサによって前記拡炎板の脱落も検知するようにした事を特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
前記半導体式光センサによる拡炎板の脱落検知は、所定燃焼量での燃焼が所定時間以上継続したことを条件として消火時に自動的に検知する事を特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、石油給湯機等の熱源として使用されるガンタイプ式の燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種のものでは、バーナ部から吹き出されるバーナ火炎が、中央部分に集中することで、火足が長い火炎となり、下方に位置する給湯用熱交換器に火炎が接触することで、燃焼不良が発生することを阻止する為に、バーナ部の先端に吹き出されるバーナ火炎を横切る拡炎板を備えることで、バーナ火炎を拡散させて火足を短くして、燃焼不良を防止するものであった。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特許第３５８８９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでこの従来のものでは、拡炎板がバーナ部の先端で常にバーナ火炎中に晒されているので、長期間の使用で劣化して脱落する危険があり、脱落するとバーナ火炎の拡散がされず、火炎が延びて燃焼不良を防止することが出来なくなると共に、拡炎板の脱落自体を検知することが出来ず、燃焼不良が継続する危険を有するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決するため、特にその構成を、請求項１では、燃料噴霧用のノズル体より噴霧された燃料を燃焼させ旋回火炎から成るバーナ火炎として、前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡炎板を備え、この拡炎板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を該燃焼室内に拡散させるようにした燃焼装置に於いて、前記バーナ火炎を検知する半導体式光センサを設け、この半導体式光センサによって前記拡炎板の脱落も検知するようにしたものである。
【０００５】
又請求項２では、前記半導体式光センサによる拡炎板の脱落検知は、所定燃焼量での燃焼が所定時間以上継続したことを条件として消火時に自動的に検知するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明の請求項１によれば、拡炎板によってバーナ火炎の拡散が行え、燃焼不良を防止出来ることは勿論、この拡炎板の脱落をバーナ火炎検知の半導体式光センサで検知するので、確実に拡炎板の脱落を知って修理依頼等の行動を起こすことが出来、知らないで何時までも燃焼不良状態を継続する危険がなく、長期に渡り安心して使用出来るものである。
【０００７】
更に請求項２によれば、大きな燃焼量での燃焼が数分間継続したことを条件として、半導体式光センサによる脱落検知を行うので、脱落が起こりうる燃焼時には確実に脱落検知が行われ、無駄なく的確に検知することが出来、安心して使用出来ると言う効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次にこの発明の一実施形態を示す燃焼装置を図面に基づき説明する。
１は底部に給湯用熱交換器２を備えた給湯機の燃焼室３上方に下向きに設けられたガンタイプ式のバーナ部で、有底筒状で先端に向かって二段階に絞られたバーナ外筒４と、後端部には横向きに取り付けらた送風機５と、該送風機５からの燃焼空気を流入させる風胴６とから構成されている。
【０００９】
７は前記バーナ外筒４の内側に該バーナ外筒４との間に空気通路８を形成して備えられた整流筒で、内方には電磁ポンプ９及び油比例弁１０と連結した燃料噴射用のノズル体１１と、該ノズル体１１前方で流通して来る一次空気を集束させて中央穴１２から放出する擂り鉢状の集束体１３とが備えられており、更にこの集束体１３の前方には、中央穴１２より大径の開口１４を有し、中央穴１２部分で重合し周壁に形成された複数の二次空気孔１５から流入する二次空気を、開口１４周囲に切り起こしで形成した旋回羽根１６で旋回させて供給する一次スタビライザ１７が備えられている。
【００１０】
更に前記集束体１３と一次スタビライザ１７とが接触する中央穴１２周囲では、この２つの隙間からの二次空気が中央穴１２からの一次空気に全周から垂直にぶつかることで、一次空気が乱れて噴射燃料との混合不良が発生して良好な燃焼が得られなくなることを防止する為に、中央穴１２の周囲に一次スタビライザ１７と密着する段押し部１８を形成し、更に確実に二次空気の中央穴１２から放出される一次空気への干渉を阻止するように、中央穴１２端部には前方へ立ち上がった立設壁１９を設けているものである。
【００１１】
２０は前記整流筒７と同じく空気通路８を保持してバーナ外筒４の内側に備えられたバーナ内筒で、一次スタビライザ１７の先端に連結した小径燃焼筒２１と大径燃焼筒２２の二段状に形成され、小径燃焼筒２１及び大径燃焼筒２２の周壁には、上下二段に三次空気孔２３が複数個形成されており、又大径燃焼筒２２の底部で小径燃焼筒２１との連結部分の外周には、一次スタビライザ１７と同一方向に三次空気を旋回させる二次スタビライザ２４が形成され、更にこの二次スタビライザ２４と小径燃焼筒２１の先端連結部分との間には、複数のスリットから成る噴流噴出部２５が形成されて、三次空気を層流にして噴出するものである。
【００１２】
前記風胴６は、一側面を送風機５と、底面をバーナ外筒４とそれぞれ連通し他を閉塞した箱状に形成され、送風機５から供給される燃焼空気を一旦貯めるものであり、又風胴６のバーナ外筒４と連通するノズル体１１側には、燃焼空気と直交するように複数の一次整流孔２６を円を描くように配置した第一整流板２７が設けられると共に、この第一整流板２７の下流側には一次整流孔２６で描いた円とオーバーラップする径であって、一端開口では整流筒７端部を嵌合したコップ状の整流筒ガイド２８が設けられており、更に整流筒ガイド２８の燃焼空気の流れと平行になる周壁には複数の第二整流孔２９を形成して、強制的に押し込むのではなく、自然のながれとして燃焼空気が流入して一次空気となるものである。
【００１３】
３０は整流筒７底部で燃料噴射用のノズル体１１を固定すると共に、該整流筒７内に一次空気を流入させる為の第三整流板で、固定されたノズル体１１周囲に複数個の第三整流孔３１を設けており、整流筒ガイド２８に流入して来た一次空気を第三整流孔３１を通すことで、更に整流して整流筒７に供給するものである。
【００１４】
３２はバーナ外筒４先端とバーナ内筒２０先端とで形成された隙間から成る三次空気噴出口で、バーナ外で形成される火炎に三次空気を供給すると共に、火炎の広がりを抑制するものである。
【００１５】
３３はバーナ部１の大径燃焼筒２２先端の吹き出し口３４に対向し、形成されるバーナ火炎を横切るように設けられた帯状の拡炎板で、中央部には貫通孔３５を形成してバーナ火炎の吹き出し圧力を弱めるものであり、バーナ外筒４外方に沿ってフランジ部３６に固定されるようにＵ字状に折り曲げられている。
【００１６】
３７はバーナ火炎からの光を受けることで電流値が変化することで、火炎を検知するフォトＩＣダイオードから成る半導体式光センサで、整流筒７後方の第三整流板３０に検知穴３８を形成し、この検知穴３８から一次スタビライザ１７の中央穴１２を介して拡炎板３３の一部と火炎とを同時にみるものである。
【００１７】
３９は前記半導体式光センサ３７による火炎検知で変動する電流値を電圧値に変換する電流電圧変換回路で、検知した電圧値及びこの電圧値の継続時間は判定処理部４０へ入力させ、又この判定処理部４０には判定基準記憶部４１から予め記憶された基準電圧値及び基準継続時間が供給されて、検知された電圧値と該電圧値の継続時間とを比較して、その結果を燃焼を制御する燃焼制御部４２に出力するものであり、この電流電圧変換回路３９及び判定処理部４０及び判定基準記憶部４１及び燃焼制御部４２は１つのマイコン４３によって構成されている。
【００１８】
更に半導体式光センサ３７の検知電圧値は、火炎有りの場合は０〜１Ｖで、燃焼停止による消火時には、火炎の光がなくなることで０〜１Ｖ電圧値検知から徐々に電圧値が上昇し、拡炎板３３が脱落していない時は、火炎と同時に赤熱していた拡炎板３３の残光で、消火レベルである検知電圧値３Ｖに達するまで４秒かかるが、拡炎板３３が脱落していた時は、拡炎板３３の残光がなくなるので、消火レベルである検知電圧値３Ｖに達するまで２秒ですむので、この違いを前記判定処理部４０で判定して脱落を検知し、表示部４４に「燃焼不良が発生していますので、至急修理依頼下さい。」の文字表示をして、使用者に報知すると共に販売店への修理依頼が必要である報知で、燃焼不良状態を早期に改善するようにしたものである。
【００１９】
又上記の拡炎板３３の脱落検知は、残光の有無を判断基準とするものであるが、この残光の有無或いは強弱は燃焼量に大きく左右されるものであり、そこで、このバーナ部１の最大燃焼量ここでは３０，０００ｋｃａｌでの燃焼が５分以上継続したことを燃焼制御部４２が検知した時を条件として、燃焼停止した時には拡炎板３３の脱落検知を含む消火検知を行うようにしたものであり、これにより確実に拡炎板３３の脱落を検知出来ると共に、火力が強い最大燃焼で脱落の危険がある時には、必ず脱落検知が行え的確で安心して使用出来るものである。
【００２０】
４３はイグナイタ４４からの電力の供給を受けて先端部で火花放電を行う一対の点火電極で、ノズル体１１の側方から延ばした先端部を該ノズル体１１の前方に位置させるようにし、噴霧される燃油に確実に着火出来るようにしている。
【００２１】
次にこの発明の一実施形態の作動を説明する。
今燃焼制御部４２により送風機５及び電磁ポンプ９を駆動すれば、燃焼空気は先ず風胴６内に供給されここで一旦貯めて、回転力による方向性をなくした後、下方に向かう流れとし、この流れと直交するように配置された第一整流板２７の第一整流孔２６を通過させることで、全体的に流れ方向を一致させる整流を行い、そして空気通路８に流し流れ方向と平行な整流筒ガイド２８の第二整流孔２９から自然に整流されながら該整流筒ガイド２８内に流入させ、更に第三整流板３０の第三整流孔３１を通り最後の整流が行われ、完全な下方への一次空気の流となって整流筒７内へ供給されるものである。
【００２２】
そして整流筒７内に流入した一次空気は、擂り鉢状の集束体１３で集められて中央穴１２からノズル体１１の噴射燃料と共に、バーナ内筒２０内に放出され、この時点火電極４３の放電で着火されるものであり、又これと同時に一次スタビライザ１７からは、一次空気と燃料の混合気の外周に二次空気の旋回流を形成して二次空気の混合を良好にして、小径燃焼筒２１内で一次燃焼及び二次燃焼し、更に大径燃焼筒２２内では、上下の三次空気孔２３から新鮮な三次空気が供給されると共に、二次スタビライザ２４からは旋回した三次空気が供給されて、三次燃焼が行われ、そしてバーナ部１先端に形成される火炎は、このバーナ部１先端の吹き出し口３４を横切った帯状の拡炎板３３によって、中央に集中することなく外方に拡散され、下方に位置する給湯用熱交換器２に火炎が当たり燃焼不良を引き起こすことを防止している。
【００２３】
更にこの時、噴流噴出部２５から層流の三次空気が、一次スタビライザ１７による旋回流と、二次スタビライザ２４の旋回流間に供給されることで、二つの旋回流は大径燃焼筒２２内で直ぐには一体化せず、個々にきめ細かな拡散、混合作用した後に、大径燃焼筒２２先のバーナ外方で混合して良好な四次燃焼が得られるものであり、又このバーナ外方の四次燃焼には三次空気噴出口３２から火炎の外方への広がりを抑える三次空気が供給されて更に良好な燃焼が行えるものである。
【００２４】
更に集束体１３の中央穴１２部分では、段押し部１８と立設壁１９とで隙間が完全に塞がれるので、外周から流速の早い二次空気が供給されることがなく、一次空気の流速が乱れる心配もいらず、常に良好な燃焼を得ることが出来るものである。
【００２５】
更に一次空気、二次空気、三次空気として燃焼部に供給される燃焼空気を、入り口である風胴６及び整流筒ガイド２８で確実に整流し、流れ方向や量の片寄りのない燃焼空気として供給され、特に一次空気は第二、第三と３回に渡って整流が行われ、異常燃焼の原因になることなく、常に良好な燃焼が行われるものである。
【００２６】
又第一整流孔２６が燃焼空気の流れと直交し、全燃焼空気を強制的に整流することが出来、基本的な流れ方向の整流が確実に行われるものであり、又第二整流孔２９が燃焼空気の流れと平行し、一次空気を自然に流入させられるので、癖のないスムーズな燃焼が常に行えるものである。
【００２７】
次に図４のフローチャートに示す消火シーケンスでは、先ずステップ４５で送風機５と電磁ポンプ９の駆動を停止し、ステップ４６に進んで燃焼制御部４２に今回の燃焼中で３０，０００ｋｃａｌ燃焼が５分以上継続した記憶の有無を判断し、ＮＯでは拡炎板３３の残光が弱いので該拡炎板３３の脱落検知はキャンセルされて通常の消火検知のみが行われるもので、ステップ４７で半導体式光センサ３７の火炎検知電圧値３Ｖを検知するまでに４秒以上かかったかを、判定処理部４０で判定してＹＥＳでステップ４８に進んで消火を確認し、ＮＯではステップ４７を繰り返すものである。
【００２８】
そしてステップ４６でＹＥＳでは３０，０００ｋｃａｌ燃焼が５分以上継続したのであれば、拡炎板３３の残光は強いので該拡炎板３３の脱落検知を行うもので、ステップ４９に進んで半導体式光センサ３７の火炎検知電圧値３Ｖを検知するまでに２秒ですんだかを、判定処理部４０で判定してＹＥＳでステップ５０に進んで表示部４４に拡炎板３３の脱落を表示して修理依頼の注意喚起するものであり、ＮＯでは消火検知のみのステップ４７に進ものである。
【００２９】
このように、火炎検知用の半導体式光センサ３７を利用してバーナ部１先端の拡炎板３３の脱落検知も行われるので、知らない間に拡炎板３３が脱落していて燃焼不良を継続する危険がなく、長期に渡って安心して使用出来るものであり、又この脱落検知は最大燃焼量での燃焼が５分以上継続した時の消火時に自動的に行われるので、一番焼損しやすい燃焼時には必ず脱落検知が行われ安心して使用出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施形態を付した燃焼装置を備えた給湯機の要部断面図。
【図２】同燃焼装置の断面図。
【図３】同電気回路の要部ブロック図。
【図４】同燃焼装置の消火時の炎電圧特性図。
【図５】同消火シーケンスを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３１】
１  バーナ部
３  燃焼室
１１  ノズル体
３３  拡炎板
３４  吹き出し口
３７  半導体式光センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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