(57)【要約】【課題】  的確、かつ、安定的に燃焼状態を検知可能なセンサーバーナを提供する。【解決手段】  混合部１１Ｅ、取付部１１Ｇ及び保持部１１Ｋを一体成形してバーナ本体１１Ａを構成する。これにより、取付部１１Ｇに対する保持部１１Ｋの位置精度は、バーナ本体１１Ａを成形するための金型の寸法精度で決定されることとなる。そして、金型の寸法精度は、一般的に、溶接に比べて非常に高い寸法精度であるので、熱電対１１Ｃの位置精度を、溶接に比べて安定して高めることができる。したがって、本実施形態によれば、燃焼状態を的確、かつ、安定的に検知することができる。【選択図】図５
2009300040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインバーナの不完全燃焼を防止する不完全燃焼防止装置に用いられるセンサーバーナであって、
燃料用のガスと空気とを混合させる混合空間を形成する混合部と、
前記混合部にて混合された混合気が噴出する炎口が設けられたバーナプレートと、
前記炎口から噴出する混合気と略同一方向に延びる筒状の燃焼筒と、
前記バーナプレートを保持する保持部と、
前記燃焼筒をその径方向に貫通するとともに、前記燃焼筒内に位置する先端部にて前記燃焼筒内の火炎の温度を検出する火炎温度検出器と、
前記火炎温度検出器が固定された取付部とを備え、
前記混合部、前記取付部及び前記保持部が一体成形されてバーナ本体が形成されていることを特徴とするセンサーバーナ。
【請求項２】
前記燃焼筒及び前記バーナ本体のうち少なくとも一方には、他方を位置決めするための位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のセンサーバーナ。
【請求項３】
前記バーナ本体は、ダイカスト法にて製造されたアルミニウム材にて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサーバーナ。
【請求項４】
前記混合部に空気及びガスを導入する導入管を備えており、
前記導入管は、前記バーナ本体とともに一体成形されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のセンサーバーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メインバーナの不完全燃焼を防止する不完全燃焼防止装置に用いられるセンサーバーナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサーバーナは、メインバーナとは別に設けられた不完全燃焼検出用のバーナであり、不完全燃焼防止装置は、センサーバーナで発生している火炎の温度を検出し、この検出結果に基づいてメインバーナに供給するガス量や空気量を調節している。
【０００３】
そして、特許文献１に記載のセンサーバーナでは、熱電対等の火炎温度検出器にて火炎の温度を検出するとともに、火炎温度検出器を保持する保持部を燃焼筒に溶接固定している。
【特許文献１】特開２００２−１０６８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の不完全燃焼防止装置は、火炎の温度に基づいて燃焼状態を検知するものであるが、火炎の温度は、検出する部位によって非常に大きく変化するので、火炎に対する火炎温度検出器の位置が不適切であると、燃焼状態を的確に検知することができない。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、的確、かつ、安定的に燃焼状態を検知可能なセンサーバーナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、メインバーナ（３）の不完全燃焼を防止する不完全燃焼防止装置に用いられるセンサーバーナであって、燃料用のガスと空気とを混合させる混合空間（１１Ｄ）を形成する混合部（１１Ｅ）と、混合部（１１Ｅ）にて混合された混合気が噴出する炎口（１１Ｈ）が設けられたバーナプレート（１１Ｊ）と、炎口（１１Ｈ）から噴出する混合気と同一方向に延びる筒状の燃焼筒（１１Ｂ）と、バーナプレート（１１Ｊ）を保持する保持部（１１Ｋ）と、燃焼筒（１１Ｂ）をその径方向に貫通するとともに、燃焼筒（１１Ｂ）内に位置する先端部にて燃焼筒（１１Ｂ）内の火炎の温度を検出する火炎温度検出器（１１Ｃ）と、火炎温度検出器（１１Ｃ）が固定された取付部（１１Ｇ）とを備え、混合部（１１Ｅ）、取付部（１１Ｇ）及び保持部（１１Ｋ）が一体成形されてバーナ本体（１１Ｂ）が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、請求項１に記載の発明では、混合部（１１Ｅ）、取付部（１１Ｇ）及び保持部（１１Ｋ）が一体成形されてバーナ本体（１１Ｂ）が構成されているので、取付部（１１Ｇ）に対する保持部（１１Ｋ）の位置精度は、バーナ本体（１１Ｂ）を成形するための金型の寸法精度で決定されることとなる。
【０００８】
そして、金型の寸法精度は、一般的に、溶接に比べて非常に高い寸法精度であるので、火炎温度検出器（１１Ｃ）の位置精度を、溶接に比べて安定して高めることができる。したがって、請求項１に記載の発明によれば、燃焼状態を的確、かつ、安定的に検知することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、燃焼筒（１１Ｂ）及びバーナ本体（１１Ｂ）のうち少なくとも一方には、他方を位置決めするための位置決め部（１１Ｓ）が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、請求項２に記載の発明では、燃焼筒（１１Ｂ）に対する火炎温度検出器（１１Ｃ）の位置精度を高めることができるので、火炎温度検出器（１１Ｃ）の先端部を確実に所定位置に配置固定することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、バーナ本体（１１Ｂ）は、ダイカスト法にて製造されたアルミニウム材にて構成されていることを特徴とする。
これにより、請求項３に記載の発明では、高い寸法精度でバーナ本体（１１Ｂ）を成形することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、混合部（１１Ｅ）に空気及びガスを導入する導入管（１１Ｆ）を備えており、導入管（１１Ｆ）は、バーナ本体（１１Ｂ）とともに一体成形されていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、請求項４に記載の発明では、導入管（１１Ｆ）をバーナ本体（１１Ｂ）にろう付けする場合に比べて、センサーバーナの製造工数（製造原価）を低減することができる。
【００１４】
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本実施形態は、給湯器用の不完全燃焼防止装置に用いられるセンサーバーナに本発明を適用したものであり、以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
１．図面の説明
図１は給湯器１の概要を示す模式図であり、図２は給湯器１の制御系を示すブロック図であり、図３はセンサーバーナ１１の正面図であり、図４はセンサーバーナ１１の上面図であり、図５は図４のＡ−Ａ断面図であり、図６（ａ）はバーナ本体１１Ａの正面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の右側面図であり、図７はバーナ本体１１Ａの上面図であり、図８は図７のＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
２．給湯器の概要（図１及び図２参照）
２．１．給湯器の構成
本実施形態に係る給湯器１は、送風機にて混合気用の一次空気を供給する強制燃焼方式の燃焼装置である。
【００１７】
具体的には、図１に示すように、ガスを燃焼させることにより給湯用の水（以下、給湯水という。）を加熱するメインバーナ３、メインバーナ３により加熱される給湯水が流通する熱交換機５、メインバーナ３に供給するガスの量を制御する比例制御方式の流量調整弁７、混合気用の一次空気を供給する送風機９、センサーバーナ１１、及び流量調整弁７や送風機９等を制御する制御装置１３（図２参照）等を有して構成されている。
【００１８】
なお、第１開閉弁７Ａは、給湯器１に供給されるガスの供給口を開閉する電磁弁であり、第２、３開閉弁７Ｂ、７Ｃは、流量調整弁７とメインバーナ３とを繋ぐガス通路を開閉する電磁弁であり、これらの開閉弁７Ａ〜７Ｃも制御装置１３により制御されている。
【００１９】
センサーバーナ１１は、メインバーナ３の燃焼状態を検出するために設けられたバーナであり、このセンサーバーナ１１では、メインバーナ３に供給されるガス及び一次空気の一部が供給されて燃焼が実行される。
【００２０】
２．２．制御装置
制御装置１３は、前述したように、流量調整弁７、第１〜３開閉弁７Ａ〜７Ｃ及び送風機９等を制御する制御手段であり、この制御装置１３には、図２に示すように、センサーバーナ１１から出力される火炎温度を示す信号（後述する熱電対１１Ｃの出力）が入力されるとともに、ユーザにより設定・操作される操作パネル１３Ａが接続されている。
【００２１】
なお、制御装置１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータにて構成されたもので、この制御装置１３は、ＲＯＭに予め記憶されているプログラムに従って流量調整弁７等を制御する。
【００２２】
すなわち、メインバーナ３に供給される一次空気や燃焼ガスの排出が滞ると、メインバーナ３の燃焼状態が変化し、これに連動してセンサーバーナ１１の燃焼状態が不完全燃焼状態に遷移するため、熱電対１１Ｃから出力される信号（起電圧）が変化する。
【００２３】
そこで、制御装置１３は、熱電対１１Ｃから出力される信号により不完全燃焼状態を検出すると、センサーバーナ１１が完全燃焼状態となるように流量調整弁７や送風機９を制御する。
【００２４】
なお、センサーバーナ１１は、メインバーナ３より燃焼状態が大きく変化するように設定されているので、センサーバーナ１１の燃焼状態を監視し、センサーバーナ１１の燃焼状態を完全燃焼状態に維持することにより、メインバーナ３の不完全燃焼を未然に防止することができる。
【００２５】
３．センサーバーナの構造（図３〜図８参照）
センサーバーナ１１は、図３に示すように、バーナ本体１１Ａ、燃焼筒１１Ｂ及びセンサーバーナ１１で燃焼する火炎の温度を検出する熱電対１１Ｃ等から構成されている。
【００２６】
そして、バーナ本体１１Ａは、図５に示すように、混合部１１Ｅ、導入管１１Ｆ、取付部１１Ｇ、及び保持部１１Ｋ等を有して構成されているとともに、これら混合部１１Ｅ等は、ダイカスト法にて製造されたアルミニウム材にて一体成形されている。
【００２７】
なお、混合部１１Ｅは、ガスと空気とを混合させる混合空間１１Ｄを形成する略円筒状のものであり、導入管１１Ｆは、混合部１１Ｅの下方側に設けられて混合部１１Ｅに空気及びガスを導入するためのものであり、この導入管１１Ｆには、空気中の塵埃を捕捉するための金属メッシュ状のフィルタ１１Ｘが圧入されている。
【００２８】
また、バーナプレート１１Ｊは、混合部１１Ｅの上端部に設けられた保持部１１Ｋに填め込まれた状態でバーナ本体１１Ａに配設されているとともに、混合部１１Ｅにて混合された混合気が噴出する炎口１１Ｈが設けられている。
【００２９】
なお、バーナプレート１１Ｊは、セラミックス等の耐火性及び断熱性に優れた材質にて構成されており、このセラミックス製のバーナプレート１１Ｊの下面と保持部１１との間には、混合気が炎口１１Ｈを迂回してバーナプレート１１Ｊと保持部１１Ｋとの隙間から上方に噴出することを防止するセラミックウール製のパッキン１１Ｌが配設されている。
【００３０】
また、燃焼筒１１Ｂは、炎口１１Ｈから上方側に噴出する混合気と略同一方向に延びる円筒状のものであり、この燃焼筒１１Ｂにより火炎が保護される。なお、燃焼筒１１Ｂはステンレス等の耐食性に優れた金属材にて構成されている。
【００３１】
そして、熱電対１１Ｃは、燃焼筒１１Ｂをその径方向に貫通するとともに、燃焼筒１１Ｂ内に位置する先端部にて燃焼筒１１Ｂ内の火炎の温度を検出する火炎温度検出器であり、この熱電対１１Ｃは、取付部１１Ｇを介してバーナ本体１１Ａに取付固定されている。
【００３２】
なお、取付部１１Ｇには、図６（ａ）及び図６（ｂ）示すように、断面が半円状に形成された溝部１１Ｍが設けられており、熱電対１１Ｃは、溝部１１Ｍに填め込まれてバーナ本体１１Ａ（保持部１１Ｋ）に対して位置決めされた後、図３に示すように、ビス１１Ｎにて取付部１１Ｇに固定されたプレート１１Ｐと取付部１１Ｇとにより挟持されて固定される。
【００３３】
また、燃焼筒１１Ｂの下端には、図５に示すように、保持部１１Ｋの上端側に形成された断付き部１１Ｑ（図８参照）に填り込むリング状の鍔部（フランジ部）１１Ｒが一体形成されており、この鍔部１１Ｒ及び断付き部１１Ｑには、図４及び図７に示すように、バーナ本体１１Ａ（保持部１１Ｋ）に対して燃焼筒１１Ｂを位置決めするための二面幅状の位置決め部１１Ｓが設けられている。
【００３４】
すなわち、保持部１１Ｋの断付き部１１Ｑは、図７に示すように、その外縁は、位置決め部１１Ｓを除いて円状に形成されている。一方、燃焼筒１１Ｂの鍔部１１Ｒも断付き部１１Ｑに対応するように、その外縁は、図４に示すように、位置決め部１１Ｓを除いて円状に形成されている。
【００３５】
このため、互いの位置決め部１１Ｓが嵌合するように、燃焼筒１１Ｂの鍔部１１Ｒを保持部１１Ｋの断付き部１１Ｑに填め込むことにより、バーナ本体１１Ａ（保持部１１Ｋ）に対する燃焼筒１１Ｂの位置が自動的に決定される。
【００３６】
なお、燃焼筒１１Ｂは、図４に示すように、ビス１１Ｔにてバーナ本体１１Ａに固定されたフランジプレート１１Ｗとバーナ本体１１Ａとにより鍔部１１Ｒが挟持されてバーナ本体１１Ａに固定される。
【００３７】
４．本実施形態に係るセンサーバーナの特徴
本実施形態では、混合部１１Ｅ、取付部１１Ｇ及び保持部１１Ｋが一体成形されてバーナ本体１１Ａが構成されているので、取付部１１Ｇに対する保持部１１Ｋの位置精度は、バーナ本体１１Ａを成形するための金型の寸法精度で決定されることとなる。
【００３８】
そして、金型の寸法精度は、一般的に、溶接に比べて非常に高い寸法精度であるので、熱電対１１Ｃの位置精度を、溶接に比べて安定して高めることができる。したがって、本実施形態によれば、燃焼状態を的確、かつ、安定的に検知することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、燃焼筒１１Ｂをバーナ本体１１Ａに対して位置決めするための位置決め部１１Ｓが設けられているので、燃焼筒１１Ｂに対する熱電対１１Ｃの位置精度を高めることができ、熱電対１１Ｃの先端部を確実に所定位置に配置固定することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、バーナ本体１１Ａは、ダイカスト法にて製造されているので、高い寸法精度でバーナ本体１１Ａを成形することができる。
本実施形態では、導入管１１Ｆもバーナ本体１１Ａとともに一体成形されているので、導入管１１Ｆをバーナ本体１１Ａにろう付けする場合に比べて、センサーバーナの製造工数（製造原価）を低減することができる。
【００４１】
５．発明特定事項と実施形態との対応関係
本実施形態では、熱電対１１Ｃが特許請求の範囲に記載された火炎温度検出器に相当する。
【００４２】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、熱電対１１Ｃにて火炎温度検出器を構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばサーミスタにて火炎温度検出器を構成してもよい。
【００４３】
また、上述の実施形態では、バーナ本体１１Ａをダイカスト製法に一体成形したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばロストワックス製法や通常の重力鋳造であってもよい。
【００４４】
また、上述の実施形態では、バーナ本体１１Ａをアルミニウム製としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の金属又は耐熱性に優れた樹脂製としてもよい。なお、樹脂製とした場合には、インサート成形法等により少なくとも保持部１１Ｋは金属製とすることが望ましい。
【００４５】
また、上述の実施形態では、給湯器１に本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、その他の燃焼装置にも適用できる。
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係る給湯器１の概要を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る給湯器１の制御系を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るセンサーバーナ１１の正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るセンサーバーナ１１の上面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施形態に係るバーナ本体１１Ａの正面図であり、（ｂ）は図６（ａ）の右側面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るバーナ本体１１Ａの上面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…給湯器、３…メインバーナ、５…熱交換機、７…及び流量調整弁、
９…送風機、１１…センサーバーナ、１１Ａ…バーナ本体、１１Ｂ…燃焼筒、
１１Ｃ…熱電対、１１Ｄ…混合空間、１１Ｅ…混合部、１１Ｆ…導入管、
１１Ｇ…取付部、１１Ｈ…炎口、１１Ｊ…バーナプレート、１１Ｋ…保持部、
１１Ｌ…パッキン、１１Ｍ…溝部、１１Ｎ…ビス、１１Ｐ…プレート、
１１Ｑ…断付き部、１１Ｒ…鍔部、１１Ｓ…位置決め部、１１Ｔ…ビス、
１１Ｗ…フランジプレート、１１Ｘ…フィルタ、
１３…制御装置、１３Ａ…操作パネル。
【図１】
2009300040.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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