特許 6675280 パイロットバーナ、ガス燃焼装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6675280

(24)【登録日】2020年3月12日

(45)【発行日】2020年4月1日

(54)【発明の名称】パイロットバーナ、ガス燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   F23D 14/08 20060101AFI20200323BHJP

   F23Q 3/00 20060101ALI20200323BHJP

【ＦＩ】

   F23D14/08 C

   F23Q3/00 610A

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-133030(P2016-133030)

(22)【出願日】2016年7月5日

(65)【公開番号】特開2018-4187(P2018-4187A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2019年3月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000129231

【氏名又は名称】株式会社ガスター

(74)【代理人】

【識別番号】100121599

【弁理士】

【氏名又は名称】長石 富夫

(72)【発明者】

【氏名】上田 憲義

(72)【発明者】

【氏名】加藤 晴久

【審査官】 豊島 ひろみ

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５９−０４２４２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−１３３２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９９４０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｄ １４／００ − １４／８４

Ｆ２３Ｑ ３／００ − ７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスノズルが挿入され、前記ガスノズルからのガスと空気が流入する入口部と、
複数の炎口が配列された出口部と、
前記入口部から前記出口部に至るガス通路と、
前記出口部に配列された複数の炎口のうちの第１炎口の近傍に設けられ、イグナイタ電極からの放電を受けるターゲット電極と、
を有し、炎を検出するためのフレームロッド電極が、前記出口部に配列された複数の炎口のうちの第２炎口の近傍に設置されるパイロットバーナであって、
前記入口部から流入したガスが遠回りをして前記第１炎口に向かうように前記ガス通路の内部に仕切り壁を設けて、前記入口部から前記第１炎口までの通路長が前記入口部から前記第２炎口までの通路長より所定以上長くなるようにした、
ことを特徴とするパイロットバーナ。

【請求項2】

前記ガス通路内が全て空気の状態で前記ガスノズルからガスを送り込んだ場合に、点火下限ガス濃度の混合ガスが前記第１炎口に到達した時点で、前記第２炎口から出るガスのガス濃度がリフト下限ガス濃度以上になるように、前記入口部から前記第１炎口までの通路長と前記入口部から前記第２炎口までの通路長との差を設定した
ことを特徴とする請求項１に記載のパイロットバーナ。

【請求項3】

前記第２炎口は、前記出口部に配列された複数の炎口のうち前記入口部に最も近い炎口であり、
前記第１炎口は、前記第２炎口に隣接する炎口であり、
前記仕切り壁は、前記ガス通路内で前記第１炎口と前記第２炎口を仕切ると共に、前記入口部から流入したガスが前記第２炎口の反対側から前記第１炎口に至るように形成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のパイロットバーナ。

【請求項4】

メインバーナと、
前記メインバーナを点火するための請求項１乃至３のいずれか１つに記載のパイロットバーナと、
前記パイロットバーナを点火するためのイグナイタ電極と、
前記イグナイタ電極と前記ターゲット電極との間に高電圧を印加して放電を発生させるイグナイタ駆動回路と、
前記イグナイタ電極までの距離が前記イグナイタ電極と前記ターゲット電極との間の距離よりも長くなりかつ先端が前記第２炎口に生じる炎の中に位置するように配置されたフレームロッド電極と、
前記フレームロッド電極と前記パイロットバーナとの間に電圧を印加し、そのときの通電状況によって前記炎を検出する炎検出回路と、
を有する
ことを特徴とするガス燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パイロットバーナ、および該パイロットバーナとメインバーナを備えたガス燃焼装置に関する。

【背景技術】

【0002】

バーナを点火する場合、通常は、燃焼ガスの供給開始と同時に、あるいは燃焼ガスの供給開始よりも先に、イグナイタ電極からの放電を開始させる。これは、混合ガスが先行した場合に生じる爆発着火を防ぐためである。また、確実な着火を得るために、イグナイタ電極からの放電は着火後もある程度の時間継続される（ポストイグニッション）。

【0003】

バーナが正常に点火したか否かは、一般に、フレームロッド電極と炎検出回路を用いて確認する。フレームロッド電極は、その先端が検出対象の炎の中に位置するように配置される。炎検出回路は、フレームロッド電極とバーナとの間に電圧を印加し、そのとき検出される電流の状況によって炎の有無を検出する。その原理は、炎がないときはフレームロッド電極とバーナとの間には空気があって高抵抗であるが、着火すると炎の中にイオンが存在するため抵抗値が下がって電流が流れる、というものである。

【0004】

多数の炎口を備える通常のバーナの場合、イグナイタ電極はバーナの一端側に設けられ、すべての炎口に着火したことを確認するためにフレームロッド電極はバーナの他端側に設けられる。そのため、イグナイタ電極からの放電がフレームロッド電極に飛ぶことはない。

【0005】

パイロットバーナの場合、通常、炎口が少なく、イグナイタ電極とフレームロッド電極の距離は近くなる。しかし、イグナイタ電極からの放電がフレームロッド電極に飛ばないように、イグナイタ電極とフレームロッド電極との間の距離は、イグナイタ電極からパイロットバーナが有するターゲット電極（放電の到達位置）までの距離よりも長く設定される。

【0006】

図１２は、パイロットバーナ１１１とイグナイタ電極１１２とフレームロッド電極１１３の配置例を示している。パイロットバーナ１１１が有するターゲット電極１１４のほぼ真上にイグナイタ電極１１２の先端が位置し、フレームロッド電極１１３は、パイロットバーナ１１１で燃焼ガスが燃焼した際に生じる炎の中に先端が位置するように配置されている。イグナイタ電極１１２の先端からターゲット電極１１４までの距離Ｌ１（たとえば４ｍｍ）に比べて、イグナイタ電極１１２の先端からフレームロッド電極１１３までの距離Ｌ２（たとえば１２ｍｍ）は長く設定されている。

【0007】

パイロットバーナ１１１に点火するときにも、前述の爆発着火を防止して確実な着火を得るために、通常は、燃焼ガスの供給開始（ガスコック１１７を開く）と同時にあるいは燃焼ガスの供給開始よりも先にイグナイタ駆動回路１１５を駆動してイグナイタ電極１１２からの放電を開始させ、かつ、フレームロッド電極１１３と炎検出回路１１６によって炎を検出した後も、しばらく(たとえば、５〜７秒)の間、イグナイタ電極１１２からの放電を継続させてポストイグニッションを行う、といった流れで点火動作が行われる。前述したように、Ｌ２＞Ｌ１に設定されているので、イグナイタ電極１１２からの放電は、通常、パイロットバーナ１１１のターゲット電極１１４に向かい、フレームロッド電極１１３に飛ぶことはない。

【0008】

なお、下記特許文献１には、ミス着火が何度も生じた後の着火が爆発着火になることを防止するために、ミス着火のために未燃焼となっている生ガスの放出時間を積算し、該積算値が閾値を超えた場合は、所定の点火禁止時間が経過するまで点火動作を禁止するガス燃焼装置が開示されている。また、下記特許文献２には、ガスが炎口部へ均一に流れるように炎口部の下方に多数の開口を有する整流板を設けたバーナユニットが開示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１１−２４７５４０号公報

【特許文献2】特開昭６１−２１３４１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

パイロットバーナ１１１の燃焼を停止した後は、ガスコック１１７から先のガス管路１１８の中やパイロットバーナの内部にあった燃焼ガスが時間の経過に伴って次第に空気に置換される。そのため、燃焼停止から長い時間の経過後にパイロットバーナ１１１を点火するときは、ガスコック１１７を開いてからしばらくはパイロットバーナ１１１の炎口から出るガス濃度が非常に薄くなり、その後、過渡的に本来のガス濃度に至るように変化する。

【0011】

前述したようにパイロットバーナ１１を点火するときは、ガスの供給開始と同時にもしくはガスの供給開始に先立ってイグナイタ電極１１２からの放電を開始させるので、ガス濃度が薄い状態で点火して炎が現れることがある。ガス濃度が薄いときに生じる炎は、図１２に示すように、パイロットバーナ１１１の炎口から炎の根本が浮き上がった状態（リフティング状態）になる。

【0012】

このようなリフティングした炎が存在する状態で、確実な着火を得るためにイグナイタ電極１１２からの放電を継続させるポストイグニッションが行われると、炎口から浮き上がった部分は、イオンが存在する炎の中に比べて電気抵抗が大きいので、イグナイタ電極１１２とターゲット電極１１４との間の電気抵抗がイグナイタ電極１１２とフレームロッド電極１１３との間の電気抵抗より大きくなり、イグナイタ電極１１２からの放電がフレームロッド電極１１３に飛んでしまう。その結果、炎検出回路１１６に高電圧が加わって、内部の素子、特に、トランジスタ等が破壊されることがある。

【0013】

特許文献１の技術は、ミス着火を繰り返した後の爆発着火を防止するものであり、上記の問題に対応することはできない。また、特許文献２に開示の整流板は、ガスが均一に炎口に流れるようにするものであるから、リフティングが生じるような場合には、薄いガス濃度の混合ガスがパイロットバーナ１１１の炎口全体に均一に流れるように作用する。そのため、炎がリフティングするような状態で点火したときは、パイロットバーナ１１１の全体で炎のリフティングが生じてしまい、上記の問題は解決されない。

【0014】

本発明は、上記の問題を解決するために成されたものであり、イグナイタ電極からフレームロッド電極への誤放電を防止することのできるパイロットバーナおよびガス燃焼装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

【0016】

［１］ガスノズルが挿入され、前記ガスノズルからのガスと空気が流入する入口部と、
複数の炎口が配列された出口部と、
前記入口部から前記出口部に至るガス通路と、
前記出口部に配列された複数の炎口のうちの第１炎口の近傍に設けられ、イグナイタ電極からの放電を受けるターゲット電極と、
を有し、炎を検出するためのフレームロッド電極が、前記出口部に配列された複数の炎口のうちの第２炎口の近傍に設置されるパイロットバーナであって、
前記入口部から流入したガスが遠回りをして前記第１炎口に向かうように前記ガス通路の内部に仕切り壁を設けて、前記入口部から前記第１炎口までの通路長が前記入口部から前記第２炎口までの通路長より所定以上長くなるようにした、
ことを特徴とするパイロットバーナ。

【0017】

上記発明では、入口部から流入したガスが遠回りをしてターゲット電極の近傍の第１炎口に向かうようにガス通路の内部に仕切り壁を設けて、入口部から第１炎口までの通路長が入口部からフレームロッド電極の近傍の第２炎口６までの通路長より所定以上長くなるようにする。これにより、第１炎口で薄いガスが点火したとき、第２炎口には既に濃いガスが到達するようになり、第２炎口で炎がリフトせず、フレームロッド電極への誤放電が防止される。

【0018】

［２］前記ガス通路内が全て空気の状態で前記ガスノズルからガスを送り込んだ場合に、点火下限ガス濃度の混合ガスが前記第１炎口に到達した時点で、前記第２炎口から出るガスのガス濃度がリフト下限ガス濃度以上になるように、前記入口部から前記第１炎口までの通路長と前記入口部から前記第２炎口までの通路長との差を設定した
ことを特徴とする［１］に記載のパイロットバーナ。

【0019】

上記発明では、点火下限ガス濃度の混合ガスが第１炎口に到達した時点で、第２炎口から出るガスのガス濃度がリフト下限ガス濃度以上になるようにされる。

【0020】

［３］前記第２炎口は、前記出口部に配列された複数の炎口のうち前記入口部に最も近い炎口であり、
前記第１炎口は、前記第２炎口に隣接する炎口であり、
前記仕切り壁は、前記ガス通路内で前記第１炎口と前記第２炎口を仕切ると共に、前記入口部から流入したガスが前記第２炎口の反対側から前記第１炎口に至るように形成されている
ことを特徴とする［１］または［２］に記載のパイロットバーナ。

【0021】

上記発明では、第１炎口と第２炎口は隣接しているので火移りが容易でありながら、仕切り壁の存在により、入口部から第１炎口までの通路長を入口部から第２炎口までの通路長に比べて大幅に長くすることができる。

【0022】

［４］メインバーナと、
前記メインバーナを点火するための［１］乃至［３］のいずれか１つに記載のパイロットバーナと、
前記パイロットバーナを点火するためのイグナイタ電極と、
前記イグナイタ電極と前記ターゲット電極との間に高電圧を印加して放電を発生させるイグナイタ駆動回路と、
前記イグナイタ電極までの距離が前記イグナイタ電極と前記ターゲット電極との間の距離よりも長くなりかつ先端が前記第２炎口に生じる炎の中に位置するように配置されたフレームロッド電極と、
前記フレームロッド電極と前記パイロットバーナとの間に電圧を印加し、そのときの通電状況によって前記炎を検出する炎検出回路と、
を有する
ことを特徴とするガス燃焼装置。

【発明の効果】

【0023】

本発明に係るパイロットバーナおよびガス燃焼装置によれば、イグナイタ電極からフレームロッド電極への誤放電を防いで、炎検出回路の破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施の形態に係るガス燃焼装置の概略構成を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態に係るガス燃焼装置が備えるイグナイタ駆動回路の一例を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態に係るガス燃焼装置が備える炎検出回路の一例を示す図である。

【図4】本発明の実施の形態に係るパイロットバーナの外観を示す斜視図である。

【図5】本発明の実施の形態に係るパイロットバーナの分解斜視図である。

【図6】本発明の実施の形態に係るパイロットバーナの内部構造を示す図である。

【図7】従来のパイロットバーナの内部構造を示す図である。

【図8】従来のパイロットバーナの炎口から流出するガスの濃度の時間的変化を示す図である。

【図9】本発明の実施の形態に係るパイロットバーナの第１炎口、第２炎口におけるガス濃度の時間的変化を示す図である。

【図10】従来のターゲット電極およびパイロットバーナの分解斜視図である。

【図11】本発明の実施の形態で係るパイロットバーナにおいてターゲット電極および仕切り壁の機能を果たす金属片を示す分解斜視図である。

【図12】従来のパイロットバーナにおけるイグナイタ電極、フレームロッド電極の配置関係等を示す図である。

【図13】炎がリフティングした状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

【0026】

図１は、本発明の実施の形態に係るガス燃焼装置１０であってパイロットバーナ１１の点火に関連する部分を示す図である。ここでは、ガス燃焼装置１０は、バランス型風呂釜とする。ガス燃焼装置１０は、図示省略のメインバーナを備え、該メインバーナを点火するためのパイロットバーナ（口火バーナ）１１を有している。パイロットバーナ１１は、メインバーナの近傍に配置されている。

【0027】

パイロットバーナ１１は複数（少数）の炎口を備えており、略中央の炎口の部分から上方に突出するよういターゲット電極１４が設けてある。ターゲット電極１４の真上には、イグナイタ電極１２の先端が配置される。イグナイタ電極１２の先端は、イグナイタ電極１２の真下の炎口で燃焼ガスが燃焼した際に生じる炎の中に位置する高さにされている。

【0028】

また、パイロットバーナ１１の一方の端部の炎口の真上には、フレームロッド電極１３の先端が位置している。フレームロッド電極１３も、該フレームロッド電極１３の真下の炎口で燃焼ガスが燃焼した際に生じる炎の中に先端が位置するように配置されている。

【0029】

イグナイタ電極１２の先端からターゲット電極１４の先端までの距離Ｌ１に比べて、イグナイタ電極１２の先端からフレームロッド電極１３までの距離Ｌ２は長く設定されている。たとえば、Ｌ１は４ｍｍ、Ｌ２は１２ｍｍとされており、大きな差を有する。

【0030】

イグナイタ駆動回路１５は、イグナイタ電極１２とパイロットバーナ１１のターゲット電極１４との間に高電圧（たとえば、１２〜１５ＫＶ）を印加して、イグナイタ電極１２の先端からターゲット電極１４へ向かう放電を生じさせる機能を果たす。

【0031】

炎検出回路１６は、フレームロッド電極１３とパイロットバーナ１１との間に電圧（たとえば、１００〜２００Ｖ）を印加し、そのとき検出される電流の状況によって炎の有無を検出する。すなわち、未着火で炎がないときはフレームロッド電極１２とパイロットバーナ１１との間は空気があって高抵抗なので、炎検出回路１６によってフレームロッド電極１３とパイロットバーナ１１との間に電圧を印加してもその間に電流は流れない。一方、着火すると炎の中にイオンが存在するため、フレームロッド電極１２とパイロットバーナ１１との間の抵抗が下がり電流が流れる。炎検出回路１６は、電圧を印加した際の電流の状況に基づいてパイロットバーナ１１での炎の有無（着火しているか否か）を検出する。

【0032】

ガスコック１７の入側にはガス供給源から燃焼ガスが供給されている。ガスコック１７の出側にはガス管路１８の一端が接続されている。ガス管路１８の他端はガスノズル１９になっており、パイロットバーナ１１のガス流入口（入口部６１、図６参照）の中に挿入されている。ガスコック１７は、ガスコック１７より下流のパイロットバーナ１１側に、燃焼ガスを供給するか遮断するかを切り替える。

【0033】

ガス管路１８の先端のガスノズル１９から射出された燃焼ガスと、該ガスノズルの周囲から流入する空気（１次空気）は、パイロットバーナ１１内部のガス通路６３を流れる間に混合され、混合ガスとなって、パイロットバーナ１１の炎口から流出する。このとき、炎口の周囲の空気（２次空気）がさらに混合されて燃焼する（図６参照）。

【0034】

制御回路２１はイグナイタ駆動回路１５の駆動を制御したり、炎検出回路１６の検出値からパイロットバーナ１１の着火状況を判定したりする。制御回路２１、イグナイタ駆動回路１５、炎検出回路１６の電源は電池２５（ここでは３Ｖを給電する）である。電池２５から制御回路２１、イグナイタ駆動回路１５、炎検出回路１６への給電はガス燃焼装置１０の動作中だけ行われ、消火後は各部への給電が切断される。

【0035】

制御回路２１には、器具栓つまみ２４の位置に応じてオンオフする２個のスイッチ２２が接続されており、ユーザが器具栓つまみ２４を回して点火の操作を行った否か等を２個のスイッチ２２のオンオフ状態の組み合わせによって検出する。

【0036】

器具栓つまみ２４は、「止」、「口火」、「燃焼」の３つの位置に回動させることができる。「止」から「口火」の位置へ回すときは押し込みながら器具栓つまみ２４を回し、「口火」と「燃焼」の間および「口火」から「止」の位置へ回すときは、押し込まずに離した状態で器具栓つまみ２４を回すようになっている。

【0037】

ガス燃焼装置１０におけるパイロットバーナ１１の点火、メインバーナの燃焼、消火等の操作方法は以下の通りである。

【0038】

器具栓つまみ２４を押し込みながら「止」から「口火」の位置に回すと、手動ガスコック１７が開き、制御回路２１がイグナイタ駆動回路１５を駆動し、パイロットバーナ１１が点火する。パイロットバーナ１１が点火したことを制御回路２１が判定して「点火」のランプを点灯させる。使用者がランプの点灯を確認したら器具栓つまみ２４の押し込みを止める。器具栓つまみ２４を「口火」の位置にしておけば、そのままパイロットバーナ１１の口火が維持される。ガスコック１７は手動なので、使用者の意図で開閉され、制御回路２１は開閉に関与しない。

【0039】

器具栓つまみ２４を「口火」から「燃焼」の位置にまわすと、メインバーナに燃焼ガスが供給され、パイロットバーナ１１の口火から火移りしてメインバーナが点火する。器具栓つまみ２４を「燃焼」から「口火」の位置に戻すとメインバーナが消火する。器具栓つまみ２４を「口火」から「止」の位置に回すと、ガスコック１７が閉じてパイロットバーナ１１が消火する。

【0040】

なお、ガス燃焼装置１０は、浴室内に設置されるバランス型の風呂釜などであり、通常の給湯器のように、バーナに向けて送風する燃焼ファンを備えていない。バランス型風呂釜は、燃焼の熱によって発生する自然ドラフト力を利用して給排気を行う。バランス型風呂釜に接続される専用給排気筒は、給排気口を近接させ、給気側に風が当たった場合には排気口にも同じ力を受けることで給排気がバランスし、前記自然ドラフト力のわずかな差圧のみで給排気が行われる。すなわち、給排気用の送風ファンを持たなくても、燃焼が出来る構造になっている。浴室内に設置するので、感電防止のために商用100Ｖを使用せずに、乾電池２５の電力を使用している。

【0041】

図２は、イグナイタ駆動回路１５の詳細を示す回路図である。イグナイタ駆動回路１５は、電池２５から供給されるＤＣ３Ｖを、コンバータトランス３１でＡＣ１００〜２００Ｖに変換し、さらに、昇圧トランス３２で、１２〜１５ＫＶの昇圧し、該高電圧をイグナイタ電極１２とパイロットバーナ１１との間に印加する。イグナイタ駆動回路１５は、スイッチ３３が閉じて電池２５から給電されると放電動作を行い、スイッチ３３が開いて電池２５からの給電がとまると放電動作を止めるようになっている。制御回路２１は、スイッチ３３の開閉を制御することで、イグナイタ駆動回路１５を駆動するか否かを制御する。

【0042】

図３は、炎検出回路１６の詳細の一例を示す回路図である。炎検出回路１６は、電池２５から供給されるＤＣ３Ｖを、トランジスタ４１でスイッチングしかつトランス４２で１００〜２００Ｖに昇圧してフレームロッド電極１３とパイロットバーナ１１との間に印加する。さらに、フレームロッド電極１３とパイロットバーナ１１との間に流れる電流を電流検出回路４３で検出し、その検出結果を制御回路２１に出力する。

【0043】

イグナイタ駆動回路１５を駆動してイグナイタ電極１２から放電させているときに、炎がリフティングすると、イグナイタ電極１２からの放電がフレームロッド電極１３に飛ぶ現象が生じ得る。フレームロッド電極１３に侵入した放電エネルギーは、炎検出回路１６のトランス４２の二次側から一次側へ誘導される。トランス４２の一次側にはトランジスタ４１が接続されているので、侵入してきた放電エネルギーが該トランジスタ４１のコレクタ部分に電圧となって表れる。

【0044】

その際に発生する電圧は、トランジスタ４１の絶対最大定格電圧（たとえば５０Ｖ）を超える。イグナイタ電極１２からフレームロッド電極１３への放電により炎検出回路１６内に放電エネルギーが繰り返し侵入すると、そのたびにトランジスタ４１のコレクタに絶対最大定格を超える電圧が印加され、トランジスタ４１の劣化が進行し、やがてトランジスタ４１が破損し、炎の検知が出来なくなる。

【0045】

実際にパイロットバーナ１１にリフト気味の炎がある状態でイグナイタ駆動回路１５を駆動して放電させ、そのとき炎検出回路１６のトランジスタ４１のコレクタ部分に発生する電圧を測定したところ、約１００Ｖであった。これはトランジスタ４１の絶対最大定格電圧である５０Ｖの２倍であり、該電圧を確認した直後にトランジスタ４１は破損した。

【0046】

ところで、パイロットバーナ１１の炎口から炎がリフティングするかどうかは、炎口から出る混合ガスのガス濃度に依存する。

【0047】

たとえば、ガス燃焼装置１０を設置して最初に点火するときは、ガスコック１７から下流の部分はすべて空気になっている。また、前回の燃焼停止から長時間が経過すると、パイロットバーナ１１の内部およびガス管路１８内の燃焼ガスがほとんど空気に置換されてしまう。このような状態でガスコック１７を開くと、しばらくはパイロットバーナ１１の炎口から出る混合ガスの濃度が非常に薄くなり、その後、過渡的にガス濃度が増して、正常な燃焼が得られる本来のガス濃度に達する。そして、ガス濃度が薄い状態でイグナイタ電極１２から放電させると、点火した当初は炎がリフティングし、前述したようにトランジスタ４１の破損に繋がる。

【0048】

本発明のガス燃焼装置１０は、パイロットバーナ１１の内部構造に改良を加えることで上記の問題を解決した。以下その点について説明する。

【0049】

図４は、本発明の実施の形態に係るパイロットバーナ１１の外観を示す斜視図である。図５はパイロットバーナ１１の分解斜視図である。図６は、パイロットバーナ１１の内部構造を示す説明図である。

【0050】

図５に示すように、パイロットバーナ１１は、ガス通路や炎口になる部分をプレス加工で凹ませた２枚の金属板５１、５２を、凹部の内面が向き合うようにして、かつその間に、ターゲット電極１４および後述する仕切り壁６４の機能を果たす金属片５３を挟み込んで張り合わせて構成される。

【0051】

図６に示すように、パイロットバーナ１１は、ガスノズル１９が挿入され、ガスノズル１９からのガスと空気が流入する入口部６１と、複数の炎口が配列された出口部６２と、入口部６１から出口部６２に至るガス通路６３と、ターゲット電極１４と、ガス通路６３の内部を仕切る仕切り壁６４を備えて構成される。ターゲット電極１４は、出口部６２が有する複数の炎口のうちの第１炎口６５の近くに設けられている。また、出口部６２が有する複数の炎口のうちの第２炎口６６の真上にフレームロッド電極１３が配置される。

【0052】

第２炎口６６は、出口部６２に配列された複数の炎口のうち、入口部６１までの通路長が最も近い炎口である。第１炎口６５は、第２炎口６６に隣接する炎口である。仕切り壁６４は、ガス通路６３内で第１炎口６５と第２炎口６６を仕切ると共に、入口部６１から流入したガスが遠回りをして、第２炎口６６の反対側から第１炎口６５に到達するように形成される。具体的には、仕切り壁６４は、第２炎口６６と第１炎口６５との境界部から下方に少し延びた後、第２炎口６６と反対側に曲がって第１炎口６５下方を取り囲むように延設された略Ｌ字状の部材である。

【0053】

仕切り壁６４は、入口部６１から流入したガスが遠回りをして第１炎口６５に向かうようにガスを案内し、入口部６１から第１炎口６５までの通路長（ガスの移動距離）を、入口部１１から第２炎口６６までの通路長より増加させて所定以上長くする役割を果たす。パイロットバーナ１１では、入口部６１から第２炎口６６までの通路長は最短のＬ３であり、入口部６１から第１炎口６５までの通路長は、仕切り壁６４の存在によりガスが遠回りをするため、最長のＬ４となっている。Ｌ４は、入口部６１から直線距離で最も遠い第３炎口６７までの通路長Ｌ５よりも長くなっている。

【0054】

ここで、本発明の実施の形態に係るパイロットバーナ１１における仕切り壁６４の作用を、仕切り壁６４を備えていない従来のパイロットバーナと対比して説明する。

【0055】

図７は、仕切り壁６４を備えていない従来のパイロットバーナ１３１の一例を示している。パイロットバーナ１３１は、本実施の形態に係るパイロットバーナ１１から仕切り壁６４を取り去ったものであり、その他の構成は本実施の形態に係るパイロットバーナ１１と同一である。図７では、本実施の形態に係るパイロットバーナ１１と同一箇所に同一の符号を付してある。

【0056】

図８は、従来のパイロットバーナ１３１を点火する際の第１炎口６５におけるガス濃度の変化を示している。縦軸はガス濃度、横軸はガスノズル１９からガスが流入し始めてからの時間である。初期状態は、パイロットバーナ１３１の内部がすべて空気で満たされているものとする。

【0057】

ガスノズル１９から入口部６１内へガスを送り込み始めると、第１炎口６５でのガス濃度は時間の経過とともに次第に上昇する。当初は、第１炎口６５におけるガス濃度が点火下限ガス濃度より低いため、イグナイタ電極１２から放電があっても点火しない。この期間を不点火ゾーンとする。

【0058】

やがて、第１炎口６５におけるガス濃度が点火下限ガス濃度を超えると着火するが、そのときのガス濃度はまだ低いため、炎のリフティングが生じる。点火からしばらくすると、第１炎口６５におけるガス濃度がリフト下限ガス濃度を超えるようになり、炎のリフティングが生じなくなる。ガス濃度が点火下限ガス濃度を超えてからリフト下限ガス濃度未満にある期間をリフト火炎ゾーン、ガス濃度がリフト下限ガス濃度以上になった後を安全火炎ゾーンとする。

【0059】

従来のパイロットバーナ１３１では、入口部６１から第２炎口６６までの通路長Ｌ３と、入口部６１から第１炎口６５までの通路長Ｌ６（図７参照）の差がほとんどないので、第２炎口６６におけるガス濃度の変化は、図８に示した第１炎口６５におけるガス濃度の変化とほぼ同じになる。そのため、イグナイタ電極１２からの放電を受けて第１炎口６５でガスが点火したら、すぐに第２炎口６６から出るガスに火移りし、第１炎口６５の炎と第２炎口６６の炎が共にリフティングした状態になる。このような状態になる結果、点火後も継続されるポストイグニッション中に、イグナイタ電極１２からの放電がフレームロッド電極１３に飛んでしまい、炎検出回路１６の素子（特に、図３のトランジスタ４１）がダメージを受けてしまう。

【0060】

図９は、仕切り壁６４を有する本実施の形態に係るパイロットバーナ１１におけるガス濃度の変化を示している。縦軸はガス濃度、横軸はガスノズル１９からガスが流入し始めてからの時間である。初期状態は、パイロットバーナ１１の内部がすべて空気で満たされているものとする。図中の実線のグラフは第２炎口６６でのガス濃度の変化を示し、一点破線のグラフは第１炎口６５でのガス濃度の変化を示している。

【0061】

本実施の形態に係るパイロットバーナ１１では、入口部６１から第１炎口６５に至るガスは、仕切り壁６４の存在により遠回りをするので、従来のパイロットバーナ１３１に比べて点火のタイミングが遅れる。そのため、第１炎口６５から出るガスの濃度が火下限ガス濃度を超えて第１炎口６５でガスが点火した時には、第２炎口６６から出るガスの濃度が既にリフト下限濃度を超えた状態になる。よって、イグナイタ電極１２からの放電を受けて第１炎口６５でガスが点火したとき、第１炎口６５の炎はリフティングするが、この炎から火移りして直ぐに燃え始める第２炎口６６の炎はリフティングしない。その結果、ポストイグニッションによるイグナイタ電極１２からの放電は、炎を通じて第２炎口６６の近くのパイロットバーナ１１の金属部分に飛ぶようになり、フレームロッド電極１３に飛ぶ事態が回避される。

【0062】

パイロットバーナ１１では、仕切り壁６４を設けたことで、パイロットバーナ１１のガス通路６３内が全て空気の状態でガスノズル１９からガスを送り込んだ場合に、第１炎口６５から出るガスのガス濃度が点火下限ガス濃度に到達した時点で、第２炎口６６から出るガスのガス濃度が既にリフト下限ガス濃度以上になるように、入口部６１から第１炎口６５までの通路長Ｌ３と入口部１１から第２炎口６６までの通路長Ｌ４との差が生じている。

【0063】

なお、パイロットバーナ１１が有する仕切り壁６４は、入口部６１から第１炎口６５に至るガスを遠回りさせて、入口部６１から第１炎口６５までの通路長を拡大するものであり、ガスの流れが均一になるように、ガスの流れに抵抗を与えて整流するものではない。

【0064】

仕切り壁６４の形成方法を例示する。従来のパイロットバーナ１３１においては、ターゲット電極を形成するために図１０（ａ）に示すような金属片５６を、同図（ｂ）に示すように、ガス通路や炎口になる部分をプレス加工で凹ませた２枚の金属板５１、５２の間に挟み込んでいた。

【0065】

そこで、この金属片５６を、図５に示す金属片５３に置き換えれば、仕切り壁６４をパイロットバーナ１１の中に取り付けることができる。図１１は、ターゲット電極１４と仕切り壁６４の機能を備えた金属片５３の構成例を示す。仕切り壁６４を形成すべき範囲に対応して従来の金属片５６の下部を拡張したベース板５３ａの両側に、仕切り壁６４の形状を成した金属製の縁片５３ｂをそれぞれ接合して金属片５３を形成する。この金属片５３を、ガス通路や炎口になる部分をプレス加工で凹ませた２枚の金属板５１、５２の間に挟み込むと、縁片５３ｂの部分が、２枚の金属板５１、５２の内側に当接してガス通路６３を仕切る仕切り壁６４となる。

【0066】

上記のような方法で仕切り壁６４を設ければ、従来のパイロットバーナ１３１と同様の金属板５１、５２を流用して本実施の形態に係るパイロットバーナ１１を製作することができ、ガス通路６３や炎口になる部分にさらに仕切り壁６４になる部分をプレス加工で凹ませた金属板を新たに製作する必要がなく、改良のための費用を少なく抑えることができる。

【0067】

このように実施の形態に係るパイロットバーナ１１およびガス燃焼装置１０によれば、パイロットバーナ１１の内部構造を改良することで、ポストイグニッション中に炎のリフティングが生じて、イグナイタ電極１２からの放電がフレームロッド電極１３に飛んで炎検出回路１６を損傷する現象を回避することができる。

【0068】

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0069】

実施の形態では、ガス燃焼装置１０は、バランス型の風呂釜として説明したが、これに限定されない。パイロットバーナ１１を有するガス燃焼装置であればよい。また、パイロットバーナ１１の形状や仕切り壁６４の形状は、実施の形態で例示したものに限定されない。たとえば、入口部６１から第１炎口６５に向かうガスが、ジグザグに進んで遠回りするような仕切り壁を設けてもかまわない。

【符号の説明】

【0070】

１０…ガス燃焼装置
１１…パイロットバーナ
１２…イグナイタ電極
１３…フレームロッド電極
１４…ターゲット電極
１５…イグナイタ駆動回路
１６…炎検出回路
１７…ガスコック
１８…ガス管路
１９…ガスノズル
２１…制御回路
２２…スイッチ
２４…器具栓つまみ
２５…電池
３１…コンバータトランス
３２…昇圧トランス
３３…スイッチ
４１…トランジスタ
４２…トランス
４３…電流検出回路
５３…金属片
５３ａ…ベース板
５３ｂ…縁片
５６…金属片
６１…入口部
６２…出口部
６３…ガス通路
６４…仕切り壁
６５…第１炎口
６６…第２炎口
１３１…従来のパイロットバーナ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】