JP2769586B2 - Combustion equipment - Google Patents

Combustion equipment

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JP2769586B2
JP2769586B2 JP3170610A JP17061091A JP2769586B2 JP 2769586 B2 JP2769586 B2 JP 2769586B2 JP 3170610 A JP3170610 A JP 3170610A JP 17061091 A JP17061091 A JP 17061091A JP 2769586 B2 JP2769586 B2 JP 2769586B2
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康人 橋詰
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株式会社ハーマン
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は予混合方式の燃焼装置
の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a premixing type combustion device.

【0002】[0002]

【従来の技術】空気吸引比が大きい希薄混合気が供給さ
れる炎孔部と空気吸引比が小さい濃混合気が供給される
炎孔部とを組み合わせた燃焼装置は公知である(例えば
特開平1−219406号公報参照)。図10はこのよ
うな装置の混合気生成部の構成を示す概略図である。A
は濃混合気を生成する混合部、Bは希薄混合気を生成す
る混合部、Cはガス供給源、Dは送風機、E1,E2はガ
ス調節弁、F1,F2は空気調節弁であり、各混合部A,
Bで所望の濃度の混合気が得られるように各弁により燃
料流量と空気流量が調節される。
2. Description of the Related Art There is known a combustion apparatus in which a flame port for supplying a lean air-fuel mixture having a large air suction ratio and a flame port for supplying a rich air-fuel mixture having a small air suction ratio are provided (for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. HEI 9 (1994)). 1-2-219406). FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of the air-fuel mixture generation unit of such an apparatus. A
Is a mixing section for generating a rich mixture, B is a mixing section for generating a lean mixture, C is a gas supply source, D is a blower, E 1 and E 2 are gas control valves, F 1 and F 2 are air control valves. And each mixing section A,
In B, the fuel flow rate and the air flow rate are adjusted by the respective valves so as to obtain a mixture having a desired concentration.

【0003】ところで、実際の燃焼装置では、火力を小
さくした場合にはそれに応じて空気供給量の総量も小さ
くした方が良好な燃焼には好都合であるが、耐外乱性、
特に耐風性が劣ったものとなりやすい。このため総燃料
供給量に比例して総空気供給量を小さくすることはでき
ず、一般に最小火力時の空気吸引比は最大火力時より大
きな値に選定される。このため、例えば最大火力時と最
小火力時とで排気量が同一となるように空気量が調節さ
れ、最大火力時のインプット量Ismaxと最小火力時のイ
ンプット量Isminの比が5/1であるとすると、最小火
力時の空気吸引比は最大火力時の5倍になってしまう。
[0003] In an actual combustion apparatus, when the thermal power is reduced, it is advantageous to reduce the total amount of air supply in accordance with the thermal power.
In particular, it tends to have poor wind resistance. For this reason, the total air supply amount cannot be reduced in proportion to the total fuel supply amount, and the air suction ratio at the time of the minimum heating power is generally selected to be larger than that at the time of the maximum heating power. Therefore, for example, the air amount is adjusted so that the exhaust amount is the same at the time of the maximum thermal power and at the time of the minimum thermal power, and the ratio of the input amount Ismax at the maximum thermal power and the input amount Ismin at the minimum thermal power is 5/1. Then, the air suction ratio at the time of the minimum heating power is five times that at the time of the maximum heating power.

【0004】しかし、このような燃料濃度では希薄過ぎ
るため濃混合気の燃焼による保炎が行われても燃焼を維
持できなくなる。また濃混合気側においても火力調整に
伴う空気吸引比の変化は同様に問題であり、この結果、
最大インプット量Ismaxと最小インプット量Isminの比
(TDR)をあまり大きくできず、火力調整範囲の広い燃
焼装置を得ることは困難であった。また、図示のように
4個の調節弁を用いて燃料と空気を個別に調節する必要
があり、構造が複雑になると共に制御が面倒であった。
[0004] However, such a fuel concentration is too lean, so that even if flame holding is performed by burning a rich mixture, the combustion cannot be maintained. Also on the rich mixture side, the change in the air suction ratio accompanying the thermal power adjustment is a problem as well, and as a result,
Ratio of maximum input amount Ismax and minimum input amount Ismin
(TDR) could not be increased so much, and it was difficult to obtain a combustion device having a wide range of thermal power adjustment. Further, as shown in the figure, it is necessary to individually adjust the fuel and the air using four control valves, which complicates the structure and complicates the control.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
点に着目し、火力調整範囲が広くて使いやすい燃焼装置
を比較的簡単な構成で得ることを課題としてなされたも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a combustion apparatus having a wide range of thermal power adjustment and easy to use with a relatively simple configuration.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の課題を達成するた
めに、この発明では、空気吸引比が大きい希薄混合気を
生成するように調整された希薄混合気生成部と、空気吸
引比が小さい濃混合気を生成するように調整された濃混
合気生成部と、総燃料供給量に応じて総空気供給量を調
節するように構成された空気供給部、とを備えており、
総燃料供給量があらかじめ設定された基準値以下の領域
では、希薄混合気生成部への燃料供給を停止して濃混合
気生成部から送り出される濃混合気と希薄混合気生成部
から送り出される空気による燃焼を行い、また総燃料供
給量が上記基準値を越える領域では、希薄混合気生成部
と濃混合気生成部からそれぞれ送り出される希薄混合気
と濃混合気により所定の総燃料供給量での燃焼を行うよ
うにしている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a lean air-fuel mixture generating section adjusted to generate a lean air-fuel mixture having a large air suction ratio, and a low air suction ratio. A rich mixture generation unit adjusted to generate a rich mixture, and an air supply unit configured to adjust the total air supply amount according to the total fuel supply amount,
In a region where the total fuel supply amount is equal to or less than a preset reference value, the fuel supply to the lean mixture generation unit is stopped, and the rich mixture sent from the rich mixture generation unit and the air sent from the lean mixture generation unit are stopped. In the region where the total fuel supply exceeds the reference value, the lean mixture and the rich mixture sent from the lean mixture generation unit and the rich mixture generation unit respectively perform the combustion at a predetermined total fuel supply amount. Combustion is performed.

【0007】総燃料供給量が基準値を越える領域での制
御のパターンとしては、希薄混合気生成部への燃料供給
量を一定とし、総燃料供給量の変化に応じて濃混合気生
成部への燃料供給量を変化させるもの、あるいは、希薄
混合気生成部と濃混合気生成部への燃料供給量を総燃料
供給量に応じてそれぞれ変化させるもの、更に、濃混合
気生成部への空気供給量を制限するもの、等が可能であ
る。なお、濃混合気の空気吸引比は総燃料供給量の調整
範囲全域で安定燃焼の可能な値となるように選定され、
希薄混合気の空気吸引比は濃混合気の燃焼炎による保炎
作用を受けて燃焼可能な値となるように選定される。
The control pattern in a region where the total fuel supply amount exceeds the reference value is such that the fuel supply amount to the lean mixture generation unit is fixed, and the rich mixture generation unit is controlled according to the change in the total fuel supply amount. Or the fuel supply amount to the lean mixture generation unit and the rich mixture generation unit according to the total fuel supply amount, and the air supply to the rich mixture generation unit It is possible to limit the supply amount. In addition, the air suction ratio of the rich mixture is selected to be a value that enables stable combustion over the entire adjustment range of the total fuel supply amount.
The air suction ratio of the lean air-fuel mixture is selected so that the lean air-fuel mixture can be burned by the flame holding action of the combustion flame of the rich air-fuel mixture.

【0008】また、総燃料供給量が増加して基準値を越
えた場合に、希薄混合気生成部への燃料供給開始の微小
時間後に濃混合気生成部への燃料供給量を減少させるよ
うに構成し、あるいは総燃料供給量が減少して基準値以
下になった場合に、希薄混合気生成部への燃料供給停止
の微小時間後に濃混合気生成部への燃料供給量を増加さ
せるように構成している。
Further, when the total fuel supply amount exceeds the reference value and increases, the fuel supply amount to the rich mixture generation unit is reduced after a short time from the start of fuel supply to the lean mixture generation unit. In the case where the total fuel supply amount is reduced to be equal to or less than the reference value, the fuel supply amount to the rich mixture generation unit is increased after a short time of stopping the fuel supply to the lean mixture generation unit. Make up.

【0009】[0009]

【作用】総燃料供給量が基準値以下の領域では、2次空
気が供給される通常の予混合燃焼となるので安定燃焼域
が広く、最小インプット量Isminを小さくすることは容
易である。また基準値を越えた領域では、希薄混合気生
成部への燃料供給の開始に伴って濃混合気生成部への燃
料供給量が減少して全体として所定の総燃料供給量が維
持され、希薄混合気は濃混合気の燃焼による保炎によっ
て支障なく燃焼するので、最大インプット量Ismaxを大
きくすることができる。
In the region where the total fuel supply amount is equal to or less than the reference value, normal premix combustion in which the secondary air is supplied is performed, so that the stable combustion region is wide, and it is easy to reduce the minimum input amount Ismin. Further, in the region exceeding the reference value, the fuel supply amount to the rich mixture generation unit decreases with the start of the fuel supply to the lean mixture generation unit, and a predetermined total fuel supply amount is maintained as a whole, Since the air-fuel mixture burns without hindrance by flame holding due to the combustion of the rich air-fuel mixture, the maximum input amount Ismax can be increased.

【0010】また、総燃料供給量が増加して基準値を越
え、希薄混合気の供給が開始される燃焼切り替え時に
は、濃混合気生成部への燃料供給量の減少を微小時間遅
らせることにより保炎作用が確実となり、希薄混合気の
燃焼が円滑に開始される。更に総燃料供給量が減少して
基準値以下になり、希薄混合気の供給が停止して濃混合
気の供給量が増加する燃焼切り替え時には、濃混合気生
成部への燃料供給量の増加を微小時間遅らせることによ
り燃焼不良の発生が防止される。
Further, at the time of combustion switching in which the supply of the lean mixture is started when the total fuel supply amount exceeds the reference value and increases, the decrease in the fuel supply amount to the rich mixture generation section is maintained by delaying for a short time. The flame action is ensured, and the combustion of the lean mixture is started smoothly. Further, at the time of combustion switching in which the total fuel supply amount decreases to become equal to or less than the reference value and the supply of the lean mixture is stopped to increase the supply amount of the rich mixture, the fuel supply amount to the rich mixture generation unit is increased. By delaying for a minute time, occurrence of poor combustion is prevented.

【0011】[0011]

【実施例】次に図示の実施例について説明する。図1は
請求項1の発明に対応する一実施例の構成を示す概略図
であり、図において1は濃混合気生成用のミキサ、2は
希薄混合気生成用のミキサ、3は燃料供給源、4は送風
機、5Rは燃料調節弁、5Sは燃料開閉弁、6は制御
部、7は火力調節部材、8はバーナ部である。
Next, an embodiment shown in the drawings will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment according to the first aspect of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a mixer for generating a rich mixture, 2 denotes a mixer for generating a lean mixture, and 3 denotes a fuel supply source. Reference numeral 4 denotes a blower, 5R denotes a fuel control valve, 5S denotes a fuel opening / closing valve, 6 denotes a control unit, 7 denotes a thermal power control member, and 8 denotes a burner unit.

【0012】ミキサ1には燃料調節弁5Rを経て、また
ミキサ2には燃料開閉弁5Sを経て例えばガス燃料がそ
れぞれ供給され、送風機4から送り込まれる空気と混合
されて所望の濃度の混合気が得られるように調整されて
おり、ミキサ1で得られる濃混合気の空気吸引比は例え
ば40〜100%、ミキサ2で得られる希薄混合気の空
気吸引比は例えば100%以上となるように構成されて
いる。各ミキサ1,2の混合気はバーナ部8に送られて
燃焼するが、バーナ部8は例えば濃混合気の炎孔部8a
と希薄混合気の炎孔部8bとが交互に配置された構造と
なっている。また、燃料供給量は火力調節部材7の操作
に応じて制御部6により燃料調節弁5Rが制御されて調
節され、空気供給量はこの燃料供給量に応じて制御部6
で制御されるように構成されている。
For example, gas fuel is supplied to the mixer 1 via a fuel control valve 5R and to the mixer 2 via a fuel opening / closing valve 5S, respectively, and is mixed with air supplied from the blower 4 to form a mixture of a desired concentration. The air suction ratio of the rich mixture obtained by the mixer 1 is, for example, 40 to 100%, and the air suction ratio of the lean mixture obtained by the mixer 2 is, for example, 100% or more. Have been. The air-fuel mixture of each of the mixers 1 and 2 is sent to the burner section 8 and burned.
And the flame holes 8b of the lean mixture are arranged alternately. Further, the fuel supply amount is adjusted by controlling the fuel control valve 5R by the control unit 6 according to the operation of the thermal power adjusting member 7, and the air supply amount is controlled by the control unit 6 according to the fuel supply amount.
It is configured to be controlled by.

【0013】次に図2により動作を説明する。横軸はイ
ンプット量Isで示してあり、Is1は濃混合気中の燃料
供給量、Is2は希薄混合気中の燃料供給量、Itotalは
総燃料供給量をそれぞれ示している。総燃料供給量(=
総インプット量)は火力調節部材7の操作に伴うインプ
ット量の調節に応じて図の(d)のように変化する。Iso
はあらかじめ適宜の値に設定された基準値であって、こ
の基準値Iso以下の領域では図の(b)(C)に示すように燃
料開閉弁5Sが閉じられてミキサ2には燃料は供給され
ず、燃料調節弁5Rで調節された燃料がミキサ1のみに
供給される。
Next, the operation will be described with reference to FIG. The abscissa indicates the input amount Is, Is1 indicates the fuel supply amount in the rich mixture, Is2 indicates the fuel supply amount in the lean mixture, and Itotal indicates the total fuel supply amount. Total fuel supply (=
(Total input amount) changes as shown in (d) of the figure according to the adjustment of the input amount accompanying the operation of the thermal power adjusting member 7. Iso
Is a reference value set in advance to an appropriate value. In a region equal to or less than the reference value Iso, the fuel on-off valve 5S is closed and fuel is supplied to the mixer 2 as shown in FIGS. Instead, the fuel adjusted by the fuel adjustment valve 5R is supplied only to the mixer 1.

【0014】また総燃料供給量が基準値Isoを越えた領
域では、燃料開閉弁5Sが開かれて図の(b)に示すよう
にミキサ2に一定の燃料が供給され、ミキサ1には総燃
料供給量からミキサ2に供給されている分を差し引いた
燃料が供給され、全体として総燃料供給量が所定の値に
保たれるように制御される。図の(a)に示すように総空
気供給量はインプット量の調節に応じて増減し、一定の
比率で分配されてミキサ1よりもミキサ2に多くの空気
が供給される。図中、A1は濃混合気中の空気供給量、
A2は希薄混合気中の空気供給量、Atotalは総空気供給
量をそれぞれ示している。
In a region where the total fuel supply amount exceeds the reference value Iso, the fuel on-off valve 5S is opened to supply a constant amount of fuel to the mixer 2 as shown in FIG. Fuel is supplied by subtracting the amount supplied to the mixer 2 from the fuel supply amount, and the total fuel supply amount is controlled so as to be kept at a predetermined value as a whole. As shown in (a) of the figure, the total air supply amount increases and decreases in accordance with the adjustment of the input amount, is distributed at a fixed ratio, and more air is supplied to the mixer 2 than the mixer 1. In the figure, A1 is the air supply amount in the rich mixture,
A2 indicates the air supply amount in the lean mixture, and Atotal indicates the total air supply amount.

【0015】すなわち、基準値Iso以下の領域では、ミ
キサ1からは濃混合気が、ミキサ2からは空気のみがバ
ーナ部8にそれぞれ供給され、2次空気が供給される通
常の予混合燃焼の状態で燃焼が行われる。また基準値I
soを越えた領域では、ミキサ1からの濃混合気とミキサ
2からの希薄混合気がバーナ部8に供給され、希薄混合
気は濃混合気の燃焼による保炎作用を受けながら燃焼す
る状態となる。このように、基準値Iso以下の領域では
安定燃焼域が広い通常の予混合燃焼であるため最小イン
プット量Isminを小さくすることは容易であり、また、
基準値Isoを越えた領域では希薄混合気と濃混合気の組
み合わせによる燃焼方式となるので、安定した燃焼状態
を保ちながら最大インプット量Ismaxを大きくすること
ができ、火力の調整範囲が広くて使いやすく、しかも燃
焼状態が適正に保たれてNOx等の排出量の少ない燃焼
装置が得られるのである。
That is, in the region equal to or lower than the reference value Iso, the rich air-fuel mixture is supplied from the mixer 1 and only the air is supplied from the mixer 2 to the burner section 8, and the secondary air is supplied to the normal premix combustion. Combustion is performed in the state. The reference value I
In the region beyond so, the rich mixture from the mixer 1 and the lean mixture from the mixer 2 are supplied to the burner unit 8, and the lean mixture burns while being subjected to the flame holding action by the combustion of the rich mixture. Become. As described above, in the region equal to or less than the reference value Iso, since the stable combustion region is normal premixed combustion, it is easy to reduce the minimum input amount Ismin.
In the region exceeding the reference value Iso, the combustion system is a combination of a lean mixture and a rich mixture, so that the maximum input amount Ismax can be increased while maintaining a stable combustion state, and the range of adjustment of the thermal power is wide. This makes it possible to obtain a combustion device that is easy to burn and that maintains a proper combustion state and emits a small amount of NOx and the like.

【0016】次に図3乃至図6により請求項2の発明に
対応する一実施例とその変形例を説明する。上述の実施
例は、ミキサ1,2を独立させて別々に燃料と空気を供
給するようにしており、空気は一定の比率で分配されて
基準値IS0を境界とする燃焼切り替え時に各ミキサ
1,2への空気供給量が変化しない。このため、基準値
IS0を越えた領域ではミキサ1への燃焼供給量が下が
って相対的に濃混合気の空気吸引比がかなり高くなり、
燃焼状態が大きく変化して燃焼が不安定になりやすい。
[0016] Next to the second aspect of the present invention with reference to FIG. 3 through FIG. 6
A corresponding embodiment and its modification will be described. In the above-described embodiment, the mixers 1 and 2 are independently supplied to supply the fuel and the air separately, and the air is distributed at a fixed ratio and the respective mixers 1 and 2 are switched at the time of combustion switching with the reference value IS0 as a boundary. The air supply to 2 does not change. For this reason, in a region exceeding the reference value IS0, the amount of combustion supplied to the mixer 1 decreases, and the air suction ratio of the rich mixture becomes relatively high.
The combustion state changes greatly and the combustion tends to be unstable.

【0017】図3及び図4はこれを改善したものであ
り、濃混合気生成用のミキサ1をベンチュリ管1aをミ
キサ2内に設けてこれにノズル1bを組み合わせた構造
のものとしている。従って、ベンチュリ管1aに吸い込
まれる空気量がノズル1bから噴射される燃料量の変化
に応じて変化し、燃料開閉弁5Sが開いてノズル1bか
ら噴射される燃料量が減少すると、図4の(a)に示す
ように濃混合気中の空気量A1も減少し、空気吸引比の
上昇が緩和されて燃焼状態の変化が抑えられるようにな
り、燃焼の不安定化が防止されるのである(請求項3
発明に対応)。この時には希薄混合気中の空気量A2は
若干増加する。
FIG. 3 and FIG. 4 show an improvement of this. The mixer 1 for producing a rich mixture has a structure in which a venturi tube 1a is provided in a mixer 2 and a nozzle 1b is combined therewith. Accordingly, when the amount of air sucked into the venturi pipe 1a changes in accordance with the change in the amount of fuel injected from the nozzle 1b, and the fuel opening / closing valve 5S is opened to reduce the amount of fuel injected from the nozzle 1b, (FIG. 4) As shown in a), the air amount A1 in the rich mixture is also reduced, the increase in the air suction ratio is moderated, the change in the combustion state is suppressed, and the combustion is prevented from becoming unstable. ( Corresponding to the invention of claim 3 ). At this time, the air amount A2 in the lean mixture slightly increases.

【0018】また、この実施例では燃料調節弁5Rを燃
料供給路の分岐箇所より上流側に配置しており、濃混合
気だけでなく希薄混合気中の燃料供給量もインプット量
の調節に応じて増減し、それぞれの混合気の空気吸引比
がインプット量によって変動することが抑えられ、濃混
合気中の燃料量の変化も緩やかになってこの点からも燃
焼の不安定化が防止されるのである(請求項2の発明に
対応)。なお、図5のように燃料調節弁5Rを分岐箇所
より下流のノズル1b側に配置することもでき、この場
合には図6に示すように希薄混合気中の燃料量は一定と
なり、基準値IS0を越えた領域では濃混合気中の空気
量A1が減少して空気吸引比が高くなることが防止され
る(請求項3の発明に対応)。このように、基準値IS
0を越えた領域での制御のパターンには数種類があり、
適宜の組み合わせが可能である。
Further, in this embodiment, the fuel control valve 5R is disposed upstream of the branch point of the fuel supply path, so that not only the rich mixture but also the fuel supply amount in the lean mixture is adjusted according to the adjustment of the input amount. The air suction ratio of each mixture is suppressed from fluctuating due to the input amount, and the change in the fuel amount in the rich mixture is also moderated, which also prevents combustion instability from this point. (Corresponding to the invention of claim 2 ). Note that the fuel control valve 5R can be disposed on the nozzle 1b side downstream of the branch point as shown in FIG. 5, in which case the fuel amount in the lean mixture becomes constant as shown in FIG. In the region exceeding IS0, the air amount A1 in the rich mixture is prevented from decreasing and the air suction ratio is prevented from increasing (corresponding to the invention of claim 3 ). Thus, the reference value IS
There are several types of control patterns in the region beyond 0,
Appropriate combinations are possible.

【0019】ところで、基準値Isoを境界とする燃焼切
り替え時に、濃混合気中の燃料量の増減と希薄混合気を
生成するための燃料供給の開始あるいは停止とを同時に
しかも瞬時に行うと、基準値以下から基準値を越える量
までインプット量を急に増加させた場合に、希薄混合気
が燃焼を始めないうちに濃混合気中の燃料量が急減する
ため濃混合気による保炎作用が不十分となり、希薄混合
気が円滑に燃焼を開始できずに不安定な燃焼状態を起こ
しやすい。また、逆にインプット量を基準値以下まで急
に減少させた場合には、希薄混合気が燃焼して排気され
ないうちに濃混合気が急増するために一時的に燃焼不良
を起こしやすい。図7はこのような場合の濃混合気と希
薄混合気中の燃料供給量Is1,Is2の変化状態を示した
ものである。
By the way, at the time of combustion switching with the reference value Iso as a boundary, if the increase and decrease of the fuel amount in the rich mixture and the start or stop of the fuel supply for generating the lean mixture are performed simultaneously and instantaneously, If the input amount is suddenly increased from the value below the standard value to the amount exceeding the reference value, the amount of fuel in the rich mixture sharply decreases before the lean mixture starts to burn, so the flame holding effect of the rich mixture is not sufficient. It becomes sufficient, and the lean air-fuel mixture cannot start combustion smoothly, and is likely to cause an unstable combustion state. On the other hand, when the input amount is suddenly decreased to the reference value or less, the rich mixture rapidly increases before the lean mixture is burned and exhausted. FIG. 7 shows a change state of the fuel supply amounts Is1, Is2 in the rich mixture and the lean mixture in such a case.

【0020】これを解決するためには、図8及び図9の
ように濃混合気中の燃料供給量IS1の変化を微小時間
遅らせると効果がある(請求項4,5の発明に対応)。
図8は総燃料供給量が急増して基準値IS0を越えた場
合であり、(a)のように時刻toで燃焼切り替えが行
われ、希薄混合気中の燃料供給量IS2は直ちに供給が
開始される一方、濃混合気中の燃料供給量IS1は微小
時間Tだけ遅れて減少するのである。一般に、ミキサに
所定量の燃料の供給が開始されてもバーナ部に混合気が
到達するには若干の時間を要するので、上記の遅れ時間
Tはこの到達遅れなどを考慮して適切に設定すればよ
い。これにより濃混合気の燃焼炎による保炎作用が十分
行われ、希薄混合気の燃焼が円滑に開始されるようにな
る。
In order to solve this problem, it is effective to delay the change of the fuel supply amount IS1 in the rich mixture for a short time as shown in FIGS. 8 and 9 (corresponding to the inventions of claims 4 and 5 ).
FIG. 8 shows a case where the total fuel supply amount suddenly increases and exceeds the reference value IS0. As shown in FIG. 8A, the combustion is switched at time to, and the supply of the fuel supply amount IS2 in the lean mixture starts immediately. On the other hand, the fuel supply amount IS1 in the rich mixture decreases with a delay of the minute time T. In general, even when the supply of a predetermined amount of fuel to the mixer is started, it takes some time for the air-fuel mixture to reach the burner section. Therefore, the above-mentioned delay time T may be appropriately set in consideration of the arrival delay or the like. I just need. Thereby, the flame holding action by the combustion flame of the rich mixture is sufficiently performed, and the combustion of the lean mixture is started smoothly.

【0021】なお、時刻t0の直後に総燃料供給量It
otalは一時的に所定値を越えるが、短時間であるた
め熱出力への影響はほとんど無視できる程度に小さい。
しかし、図8の(b)のように例えば段階的に燃料供給
量Is1を減少させるようにすれば、総燃料供給量It
otalのピーク値が抑えられて熱出力の変動が小さく
なり、しかも保炎作用も確保できて円滑な燃焼切り替え
が可能となる。また、燃料供給量Is1を瞬間的に変化
させないで破線のように緩やかに変化させるようにして
もよい。
Immediately after time t0 , the total fuel supply amount It
Although the total temporarily exceeds a predetermined value, the effect on the heat output is so small that it is almost negligible because of a short time.
However, if the fuel supply amount Is1 is reduced stepwise, for example, as shown in FIG. 8B, the total fuel supply amount It1
The peak value of the total is suppressed, the fluctuation of the heat output is reduced, and the flame holding effect can be secured, so that the combustion can be switched smoothly. Further, the fuel supply amount Is1 may be changed gradually as shown by a broken line without being changed instantaneously.

【0022】図9は総燃料供給量が急減して基準値Iso
を下回る場合であり、燃焼切り替えは時刻t0´に行わ
れて燃料供給量Is2は直ちに零になるが、燃料供給量I
s1は微小時間T´だけ遅れて増加するのである。これに
より、希薄混合気が燃焼して排気されないうちに濃混合
気が供給されることによる燃焼不良の発生が防止され
る。遅れ時間T´は希薄混合気の燃焼と排気に要する時
間などを考慮して適切に設定すればよい。なお、以上の
各実施例は単独で、あるいは用途やユーザの希望等に応
じて適宜組み合わせて実施することができる。
FIG. 9 shows that the total fuel supply amount is rapidly reduced and the reference value Iso is increased.
The combustion switching is performed at time t 0 ′, and the fuel supply amount Is2 immediately becomes zero.
s1 increases with a delay of the minute time T '. This prevents the occurrence of poor combustion due to the supply of the rich mixture before the lean mixture is burned and exhausted. The delay time T 'may be appropriately set in consideration of the time required for combustion and exhaust of the lean mixture. Each of the above embodiments can be implemented alone or in combination as appropriate according to the application, the user's desire, and the like.

【0023】[0023]

【発明の効果】上述の実施例から明らかなように、この
発明は、希薄混合気と濃混合気を組み合わせて燃焼させ
る燃焼装置において、総燃料供給量が基準値以下の領域
では濃混合気と空気による通常の予混合燃焼を行い、基
準値を越えた領域では濃混合気と希薄混合気をそれぞれ
燃焼させるようにしたものである。従って、最小インプ
ット量を小さくすると共に最大インプット量を大きくす
ることが容易で、火力調整範囲が広く、しかも燃焼が安
定して使いやすい燃焼装置を得ることができ、また、燃
料と空気の供給量を調節する調節弁の所要数が少なく構
造が簡単になると共に制御が容易になる等の効果があ
る。
As is apparent from the above embodiment, the present invention relates to a combustion apparatus for combusting a lean air-fuel mixture and a rich air-fuel mixture in a region where the total fuel supply amount is below a reference value. Normal premixed combustion with air is performed, and in a region exceeding the reference value, a rich mixture and a lean mixture are burned, respectively. Therefore, it is easy to reduce the minimum input amount and increase the maximum input amount, and it is possible to obtain a combustion device that has a wide thermal power adjustment range, is stable in combustion, and is easy to use. There is an effect that the required number of control valves for adjusting the pressure is small, the structure is simple and the control is easy.

【0024】また、基準値を越えた領域において、希薄
混合気中と濃混合気中の燃料供給量を総燃料供給量に応
じてそれぞれ変化させるようにし、あるいは濃混合気中
の空気供給量を制限することにより、より安定な燃焼状
態とすることができる。また、総燃料供給量が基準値を
越えて増加し、あるいは基準値以下に減少した場合に、
濃混合気への燃料供給量の減少や増加に微小時間の遅れ
を持たせるようにしたものでは、燃焼状態の切り替え時
に生じやすい不安定な状態を防止し、燃焼をより安定さ
せることが可能となる。
Further, in the region exceeding the reference value, the fuel supply amount in the lean mixture and the fuel supply amount in the rich mixture are respectively changed according to the total fuel supply amount, or the air supply amount in the rich mixture is changed. By limiting, a more stable combustion state can be achieved. Also, if the total fuel supply increases above the reference value or decreases below the reference value,
With a small time delay in decreasing or increasing the amount of fuel supplied to the rich mixture, it is possible to prevent unstable states that are likely to occur when switching the combustion state, and to stabilize combustion. Become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の発明の一実施例の構成を示す概略図であ
る。
1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the first invention.

【図2】同実施例の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the embodiment.

【図3】第2の発明の一実施例の構成を示す要部の概略
図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a main part showing a configuration of an embodiment of the second invention .

【図4】同実施例の動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the embodiment .

【図5】同実施例の別の変形例の構成を示す要部の概略
図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a main part showing a configuration of another modification of the embodiment.

【図6】同変形例の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the modification.

【図7】同実施例における濃混合気と希薄混合気中の燃
料供給量の変化状態を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a change state of a fuel supply amount in a rich mixture and a lean mixture in the embodiment.

【図8】別の一実施例の動作説明図である。FIG. 8 is an operation explanatory diagram of another embodiment.

【図9】同じく他の実施例の動作説明図である。FIG. 9 is an operation explanatory view of another embodiment.

【図10】従来例の要部の概略図である。FIG. 10 is a schematic view of a main part of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 ミキサ 3 燃料供給源 4 送風機 5R 燃料調節弁 5S 燃料開閉弁 6 制御部 7 火力調節部材 8 バーナ部 Iso 基準値 Is1 濃混合気中の燃料供給量 Is2 希薄混合気中の燃料供給量 Itotal 総燃料供給量 A1 濃混合気中の空気供給量 A2 希薄混合気中の空気供給量 Atotal 総空気供給量 1, 2 mixer 3 fuel supply source 4 blower 5R fuel control valve 5S fuel on-off valve 6 control unit 7 thermal power control member 8 burner unit Iso reference value Is1 fuel supply amount in rich mixture Is2 fuel supply amount in lean mixture Itotal Total fuel supply A1 Air supply in rich mixture A2 Air supply in lean mixture Atotal Total air supply

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 空気吸引比が大きい希薄混合気を生成す
るように調整された希薄混合気生成部と、空気吸引比が
小さい濃混合気を生成するように調整された濃混合気生
成部と、総燃料供給量に応じて総空気供給量を調節する
ように構成された空気供給部、とを備えており、総燃料
供給量があらかじめ設定された基準値以下の領域では、
希薄混合気生成部への燃料供給を停止して濃混合気生成
部から送り出される濃混合気と希薄混合気生成部から送
り出される空気による燃焼を行い、総燃料供給量が上記
基準値を越える領域では、希薄混合気生成部と濃混合気
生成部からそれぞれ送り出される希薄混合気と濃混合気
により所定の総燃料供給量での燃焼を行う燃焼装置であ
って、 総燃料供給量が基準値を越える領域では、希薄混合気生
成部への燃料供給量を一定とし、総燃料供給量の変化に
応じて濃混合気生成部への燃料供給量を変化させるよう
に構成された ことを特徴とする燃焼装置。
1. A lean air-fuel mixture generation unit adjusted to generate a lean air-fuel mixture with a large air suction ratio, and a rich air-fuel mixture generation unit adjusted to generate a rich air-fuel mixture with a small air suction ratio. An air supply unit configured to adjust the total air supply amount according to the total fuel supply amount, and in an area where the total fuel supply amount is equal to or less than a preset reference value,
A region in which the fuel supply to the lean mixture generation unit is stopped and combustion is performed by the rich mixture sent from the rich mixture generation unit and the air sent from the lean mixture generation unit, and the total fuel supply amount exceeds the reference value. Is a combustion device that performs combustion at a predetermined total fuel supply amount with a lean mixture and a rich mixture sent from a lean mixture generation unit and a rich mixture generation unit, respectively.
Therefore, in the region where the total fuel supply exceeds the reference value,
Keeping the fuel supply to Naribe constant, and changing the total fuel supply
Fuel supply to the rich mixture generator
Combustion apparatus characterized by configured.
【請求項2】 空気吸引比が大きい希薄混合気を生成す
るように調整された希薄混合気生成部と、空気吸引比が
小さい濃混合気を生成するように調整された濃混合気生
成部と、総燃料供給量に応じて総空気供給量を調節する
ように構成された空気供給部、とを備えており、総燃料
供給量があらかじめ設定された基準値以下の領域では、
希薄混合気生成部への燃料供給を停止して濃混合気生成
部から送り出される濃混合気と希薄混合気生成部から送
り出される空気による燃焼を行い、総燃料供給量が上記
基準値を越える領域では、希薄混合気生成部と濃混合気
生成部からそれぞれ送り出される希薄混合気と濃混合気
により所定の総燃料供給量での燃焼を行う燃焼装置であ
って、 総燃料供給量が基準値を越える領域では、希薄混合気生
成部と濃混合気生成部への燃料供給量を総燃料供給量
応じてそれぞれ変化させるように構成されたことを特徴
とする燃焼装置。
2. A lean air-fuel mixture having a large air suction ratio is generated.
And the air suction ratio
A rich mixture conditioned to produce a small rich mixture
Adjust the total air supply according to the component and the total fuel supply
An air supply configured so that the total fuel
In the area where the supply amount is below the preset reference value,
Stop fuel supply to the lean mixture generation section to generate a rich mixture
From the rich / lean mixture generation section
Combustion is performed by the discharged air, and the total fuel supply
In the region exceeding the reference value, the lean mixture generation section and the rich mixture
Lean and rich mixtures sent from the generator
Combustion device that performs combustion with a predetermined total fuel supply amount
Therefore, in a region where the total fuel supply amount exceeds the reference value, the fuel supply amount to the lean mixture generation unit and the rich mixture generation unit is calculated as the total fuel supply amount .
Characteristically configured to change according to each
And combustion equipment.
【請求項3】 総燃料供給量が基準値を越える領域で
は、濃混合気生成部への空気供給量を制限するように構
成された請求項1又は2記載の燃焼装置。
3. In a region where the total fuel supply exceeds a reference value.
The combustion device according to claim 1 or 2 , wherein the combustion device is configured to limit an amount of air supplied to the rich mixture generation unit.
【請求項4】 総燃料供給量が増加して基準値を越えた
場合に、希薄混合気生成部への燃料供給開始の微小時間
後に濃混合気生成部への燃料供給量を減 少させるように
構成された請求項1乃至3のいずれかに記載の燃焼装
置。
4. The total fuel supply increases and exceeds a reference value.
In the case, the minute time of the start of fuel supply to the lean mixture generation unit
Combustion device according to any one after the amount of fuel supplied to the dense mixture generator configured to cause reduced little of the claims 1 to 3.
【請求項5】 総燃料供給量が減少して基準値以下にな
った場合に、希薄混合気生成部への燃料供給停止の微小
時間後に濃混合気生成部への燃料供給量を増加させるよ
うに構成された請求項1乃至4のいずれかに記載の燃焼
装置。
5. The total fuel supply amount decreases to a value below a reference value.
When Tsu, combustion apparatus according to any one of claims 1 to 4 which is configured to increase the amount of fuel supplied to the dense mixture generator after short time of stopping fuel supply to the lean generator .
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