JP3012954B2 - 燃焼機器 - Google Patents
燃焼機器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、限界電流式酸素センサ
を用いて空気供給量を制御しながら最適な空燃比で燃焼
を行う燃焼機器に関するものである。
を用いて空気供給量を制御しながら最適な空燃比で燃焼
を行う燃焼機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃焼機器は、完全燃焼が得られる
ように予め空気供給量と燃料供給量との比率（以下、空
燃比という）を計算しておき、その計算をもとにした空
気供給量または燃料供給量で燃焼させるものであった。
しかしながら、燃焼機器を様々な環境下で使用すると外
気温度の変動・気圧の変動、さらに燃料供給手段や空気
供給手段の耐久性にまつわる変動のため空燃比が当初の
設計値より変動することがある。例えば海抜２０００メ
ートルの酸素希薄環境の高地で空燃比が平地で求めた当
初の設計値のまま使用すると不完全燃焼が発生する場合
がある。
ように予め空気供給量と燃料供給量との比率（以下、空
燃比という）を計算しておき、その計算をもとにした空
気供給量または燃料供給量で燃焼させるものであった。
しかしながら、燃焼機器を様々な環境下で使用すると外
気温度の変動・気圧の変動、さらに燃料供給手段や空気
供給手段の耐久性にまつわる変動のため空燃比が当初の
設計値より変動することがある。例えば海抜２０００メ
ートルの酸素希薄環境の高地で空燃比が平地で求めた当
初の設計値のまま使用すると不完全燃焼が発生する場合
がある。
【０００３】このことを解決する手段として空燃比が燃
焼排ガス中の酸素濃度と相関があることに着目し、酸素
濃度を計測する限界電流式酸素センサを開発し、このセ
ンサを燃焼排ガス流路中に配置して最適な空燃比の制御
を行う燃焼機器の開発が試みられている。
焼排ガス中の酸素濃度と相関があることに着目し、酸素
濃度を計測する限界電流式酸素センサを開発し、このセ
ンサを燃焼排ガス流路中に配置して最適な空燃比の制御
を行う燃焼機器の開発が試みられている。
【０００４】図４に、従来の燃焼機器の例を示す。この
燃焼機器は、燃料供給手段４１で燃料を供給し、空気供
給手段４２で空気を供給しながら燃料を燃焼部４３で燃
焼させ、燃焼排ガスを限界電流式酸素センサ４４を配置
した排ガス流路４５を通して排気させる構成である。一
方、限界電流式酸素センサ４４は直列に直流電圧源４６
と限界電流検出手段４７を接続して閉回路を構成し、さ
らに限界電流検出手段４７の出力側を制御部４８に接続
して限界電流式酸素センサ４４からの酸素濃度信号を制
御部４８で検知するとともに、制御部４８と空気供給手
段４２および燃料供給手段４１を電気的に接続し、限界
電流式酸素センサ４４からの酸素濃度信号に基づいて供
給空気量または供給燃料量を制御部４８で制御する構成
としている。
燃焼機器は、燃料供給手段４１で燃料を供給し、空気供
給手段４２で空気を供給しながら燃料を燃焼部４３で燃
焼させ、燃焼排ガスを限界電流式酸素センサ４４を配置
した排ガス流路４５を通して排気させる構成である。一
方、限界電流式酸素センサ４４は直列に直流電圧源４６
と限界電流検出手段４７を接続して閉回路を構成し、さ
らに限界電流検出手段４７の出力側を制御部４８に接続
して限界電流式酸素センサ４４からの酸素濃度信号を制
御部４８で検知するとともに、制御部４８と空気供給手
段４２および燃料供給手段４１を電気的に接続し、限界
電流式酸素センサ４４からの酸素濃度信号に基づいて供
給空気量または供給燃料量を制御部４８で制御する構成
としている。
【０００５】そして図５において４９は酸素イオン伝導
性固体電解質板のＺｒＯ2 ・Ｙ2 ・Ｏ3 であり、対とな
る白金電極膜が両面に対で形成されている。この固体電
解質板４９の片側上部に白金電極膜でできているカソー
ド側電極膜５０を囲み、始端と終端がお互いに間隔を有
するように配置された硝子製の螺旋型スペーサ５１が配
置されている。そして螺旋型スペーサ５１の上部にシー
ル板５２が配置され、さらにシール板５２の上部に加熱
部５３が配置されセンサ素子を構成している。なお、拡
散律速体は、螺旋型スペーサ５１とシール板５２とから
なり、酸素拡散通路５３が螺旋型スペーサ５１の相対向
する隔壁と固体電解質板４９とシール板５２で囲まれる
螺旋型の空間で形成される。酸素は酸素拡散通路５４を
経由してカソード側電極膜５０へ拡散し限界電流特性を
示す。このセンサの動作温度は４５０℃である。このよ
うな構成の燃焼機器はその燃料供給量が使用形態に応じ
て常に変化しているためそれに対応する空気供給量も１
秒以下の迅速な応答が求められており、限界電流式酸素
センサを用いて空燃比制御を行う場合も１秒前後の迅速
なセンサ応答が求められる。しかしながら、４５０℃で
作動する限界電流式酸素センサは一般に応答が１０〜２
５秒と遅いため、応答を速くするには限界電流式酸素セ
ンサを７００℃に高温に昇温しなければならないが、セ
ンサを高温で使用するとセンサ劣化が生じ易くなり寿命
が短い問題が発生する。
性固体電解質板のＺｒＯ2 ・Ｙ2 ・Ｏ3 であり、対とな
る白金電極膜が両面に対で形成されている。この固体電
解質板４９の片側上部に白金電極膜でできているカソー
ド側電極膜５０を囲み、始端と終端がお互いに間隔を有
するように配置された硝子製の螺旋型スペーサ５１が配
置されている。そして螺旋型スペーサ５１の上部にシー
ル板５２が配置され、さらにシール板５２の上部に加熱
部５３が配置されセンサ素子を構成している。なお、拡
散律速体は、螺旋型スペーサ５１とシール板５２とから
なり、酸素拡散通路５３が螺旋型スペーサ５１の相対向
する隔壁と固体電解質板４９とシール板５２で囲まれる
螺旋型の空間で形成される。酸素は酸素拡散通路５４を
経由してカソード側電極膜５０へ拡散し限界電流特性を
示す。このセンサの動作温度は４５０℃である。このよ
うな構成の燃焼機器はその燃料供給量が使用形態に応じ
て常に変化しているためそれに対応する空気供給量も１
秒以下の迅速な応答が求められており、限界電流式酸素
センサを用いて空燃比制御を行う場合も１秒前後の迅速
なセンサ応答が求められる。しかしながら、４５０℃で
作動する限界電流式酸素センサは一般に応答が１０〜２
５秒と遅いため、応答を速くするには限界電流式酸素セ
ンサを７００℃に高温に昇温しなければならないが、セ
ンサを高温で使用するとセンサ劣化が生じ易くなり寿命
が短い問題が発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はセンサ温度を
高くすることなく４５０℃作動の従来の遅いセンサ応答
性でも迅速な応答を可能として従来の問題点を解決しセ
ンサ寿命が長くしかも最適空燃比で燃焼する高信頼性の
燃焼機器を提供することを目的とする。
高くすることなく４５０℃作動の従来の遅いセンサ応答
性でも迅速な応答を可能として従来の問題点を解決しセ
ンサ寿命が長くしかも最適空燃比で燃焼する高信頼性の
燃焼機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の燃焼機器は、排ガス流路内に配置した限界電流
式酸素センサからの酸素濃度信号に基づいて燃焼部に空
気を供給する空気供給手段を制御する制御部を有する燃
焼機器において、前記燃焼部に燃料を供給する燃料供給
手段からの燃料供給量を検知する燃料供給量検知手段
と、前記燃料供給量検知手段で検知される燃料供給量の
単位時間当たりの変化量を検知する燃料供給変化量検知
手段と、前記燃料供給変化量検知手段で検知した値が設
定値以上の場合に酸素濃度信号に基づく空気供給手段の
制御を設定時間だけ解除する制御解除手段と、前記制御
解除手段の作動時のみに前記空気供給手段で供給させる
空気供給量を前記燃料供給量検知手段で検知した燃料供
給量に対応し予め記憶させておいた所定量に設定する空
気供給量制御手段との４つの手段を少くとも備え、前記
燃料供給変化量検知手段で検知した値が前記設定値未満
の場合は酸素濃度信号に基づいて空気供給手段を前記制
御部が制御し、燃料供給変化量検知手段で検知した値が
前記設定値以上の場合には制御解除機構が作動して制御
部での制御を前記設定時間だけ解除し空気供給量制御手
段が作動して空気供給手段を制御し設定時間経過後に制
御部が再び制御する構成としたものである。
本発明の燃焼機器は、排ガス流路内に配置した限界電流
式酸素センサからの酸素濃度信号に基づいて燃焼部に空
気を供給する空気供給手段を制御する制御部を有する燃
焼機器において、前記燃焼部に燃料を供給する燃料供給
手段からの燃料供給量を検知する燃料供給量検知手段
と、前記燃料供給量検知手段で検知される燃料供給量の
単位時間当たりの変化量を検知する燃料供給変化量検知
手段と、前記燃料供給変化量検知手段で検知した値が設
定値以上の場合に酸素濃度信号に基づく空気供給手段の
制御を設定時間だけ解除する制御解除手段と、前記制御
解除手段の作動時のみに前記空気供給手段で供給させる
空気供給量を前記燃料供給量検知手段で検知した燃料供
給量に対応し予め記憶させておいた所定量に設定する空
気供給量制御手段との４つの手段を少くとも備え、前記
燃料供給変化量検知手段で検知した値が前記設定値未満
の場合は酸素濃度信号に基づいて空気供給手段を前記制
御部が制御し、燃料供給変化量検知手段で検知した値が
前記設定値以上の場合には制御解除機構が作動して制御
部での制御を前記設定時間だけ解除し空気供給量制御手
段が作動して空気供給手段を制御し設定時間経過後に制
御部が再び制御する構成としたものである。
【０００８】
【作用】上記構成により、燃料供給量が大きく変化する
場合は限界電流式酸素センサによる制御が一時的に解除
され、空気供給量は燃料供給量に対応しており予め記憶
させておいた所定量に設定される。そのため、空気供給
量は迅速に応答し、空燃比が概略制御される。その後、
限界電流式酸素センサによる制御が行われ、正確な空燃
比に制御される。したがって本発明は、従来の遅いセン
サ応答性でも迅速な応答が可能となり、その結果センサ
寿命が長くしかも最適空燃比で燃焼する高信頼性の燃焼
機器が提供される。
場合は限界電流式酸素センサによる制御が一時的に解除
され、空気供給量は燃料供給量に対応しており予め記憶
させておいた所定量に設定される。そのため、空気供給
量は迅速に応答し、空燃比が概略制御される。その後、
限界電流式酸素センサによる制御が行われ、正確な空燃
比に制御される。したがって本発明は、従来の遅いセン
サ応答性でも迅速な応答が可能となり、その結果センサ
寿命が長くしかも最適空燃比で燃焼する高信頼性の燃焼
機器が提供される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の１実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１０】図１において燃焼機器は、燃料供給手段１
で燃料を供給し、空気供給手段２で空気を供給しながら
燃料を燃焼部３で燃焼させ、燃焼排ガスを限界電流式酸
素センサ４を配置した排ガス流路５を通して排気させる
構成である。一方、限界電流式酸素センサ４は直列に直
流電圧源６と限界電流検出手段７を接続して閉回路を構
成し、さらに限界電流検出手段７の出力側を制御部８に
接続して限界電流式酸素センサ４からの酸素濃度信号を
制御部８で検知している。また、制御部８と燃料供給手
段１および空気供給手段２を電気的に接続し、限界電流
式酸素センサ４からの酸素濃度信号に基づいて供給空気
量を制御部８で制御する構成としている。
で燃料を供給し、空気供給手段２で空気を供給しながら
燃料を燃焼部３で燃焼させ、燃焼排ガスを限界電流式酸
素センサ４を配置した排ガス流路５を通して排気させる
構成である。一方、限界電流式酸素センサ４は直列に直
流電圧源６と限界電流検出手段７を接続して閉回路を構
成し、さらに限界電流検出手段７の出力側を制御部８に
接続して限界電流式酸素センサ４からの酸素濃度信号を
制御部８で検知している。また、制御部８と燃料供給手
段１および空気供給手段２を電気的に接続し、限界電流
式酸素センサ４からの酸素濃度信号に基づいて供給空気
量を制御部８で制御する構成としている。
【００１１】燃焼部３に燃料を供給する燃料供給手段１
からの燃料供給量を検知する燃料供給量検知手段９と、
燃料供給量検知手段９で検知される燃料供給量の単位時
間当たりの変化量を検知する燃料供給変化量検知手段１
０と、燃料供給変化量検知手段１０で検知した値が設定
値以上の場合に酸素濃度信号に基づく空気供給手段２の
制御を設定時間だけ解除する制御解除手段１１と、制御
解除手段１１の作動時のみに空気供給手段２で供給させ
る空気供給量を燃料供給量検知手段１で検知した燃料供
給量に対応し予め記憶させておいた所定量に設定する空
気供給量制御手段１２とが、制御部８に併設されて相互
に電気的に接続されている。
からの燃料供給量を検知する燃料供給量検知手段９と、
燃料供給量検知手段９で検知される燃料供給量の単位時
間当たりの変化量を検知する燃料供給変化量検知手段１
０と、燃料供給変化量検知手段１０で検知した値が設定
値以上の場合に酸素濃度信号に基づく空気供給手段２の
制御を設定時間だけ解除する制御解除手段１１と、制御
解除手段１１の作動時のみに空気供給手段２で供給させ
る空気供給量を燃料供給量検知手段１で検知した燃料供
給量に対応し予め記憶させておいた所定量に設定する空
気供給量制御手段１２とが、制御部８に併設されて相互
に電気的に接続されている。
【００１２】作動は次の通りである。燃料供給変化量検
知手段１０で検知した値が設定値未満の場合は酸素濃度
信号に基づいて空気供給手段２を制御部８が制御し、燃
料供給変化量検知手段１０で検知した値が設定値以上の
場合には制御解除機構１１が作動して制御部８での制御
を設定時間だけ解除し、空気供給量制御手段１２が作動
して空気供給手段２を制御し、上記設定時間経過後には
制御部８が再び制御する。
知手段１０で検知した値が設定値未満の場合は酸素濃度
信号に基づいて空気供給手段２を制御部８が制御し、燃
料供給変化量検知手段１０で検知した値が設定値以上の
場合には制御解除機構１１が作動して制御部８での制御
を設定時間だけ解除し、空気供給量制御手段１２が作動
して空気供給手段２を制御し、上記設定時間経過後には
制御部８が再び制御する。
【００１３】図２は本発明の１実施例である燃焼機器の
制御のフローチャートである。図２においてスタートボ
タンを押すとマイクロコンピュータのＲＡＭがクリアさ
れ、新しいデータの書き込みが可能となる。そして燃焼
が開始されると、燃料供給変化量検知手段１０が燃料供
給変化量±ΔＱｎ量の絶対量（以下ΔＱｎ量と記す）を
検知する。次に、予め記憶させた設定値ΔＱが呼び出さ
れΔＱｎとの比較が行われる。燃料供給変化量ΔＱｎが
ΔＱ量未満の場合は、酸素濃度信号に基づいて空気供給
手段２を制御部８が制御し、燃焼排ガス中の酸素濃度が
Ｂｎとして読み込まれる。そして、予め記憶させた設定
値Ｂが呼び出され、燃焼排ガス中の酸素濃度Ｂｎと予め
記憶させた設定値Ｂの比較が行われる。燃焼排ガス中の
酸素濃度Ｂｎが設定値Ｂより大きい値の場合、供給空気
量の減少を行い、再び燃焼排ガス中の酸素濃度がＢｎと
して読み込まれる。一方、燃焼排ガス中の酸素濃度Ｂｎ
が設定値Ｂより小さい値の場合、供給空気量の増加を行
い、再び燃焼排ガス中の酸素濃度がＢｎとして読み込ま
れる。以下、この繰り返しで最適な酸素濃度Ｂへの制御
が行われる。
制御のフローチャートである。図２においてスタートボ
タンを押すとマイクロコンピュータのＲＡＭがクリアさ
れ、新しいデータの書き込みが可能となる。そして燃焼
が開始されると、燃料供給変化量検知手段１０が燃料供
給変化量±ΔＱｎ量の絶対量（以下ΔＱｎ量と記す）を
検知する。次に、予め記憶させた設定値ΔＱが呼び出さ
れΔＱｎとの比較が行われる。燃料供給変化量ΔＱｎが
ΔＱ量未満の場合は、酸素濃度信号に基づいて空気供給
手段２を制御部８が制御し、燃焼排ガス中の酸素濃度が
Ｂｎとして読み込まれる。そして、予め記憶させた設定
値Ｂが呼び出され、燃焼排ガス中の酸素濃度Ｂｎと予め
記憶させた設定値Ｂの比較が行われる。燃焼排ガス中の
酸素濃度Ｂｎが設定値Ｂより大きい値の場合、供給空気
量の減少を行い、再び燃焼排ガス中の酸素濃度がＢｎと
して読み込まれる。一方、燃焼排ガス中の酸素濃度Ｂｎ
が設定値Ｂより小さい値の場合、供給空気量の増加を行
い、再び燃焼排ガス中の酸素濃度がＢｎとして読み込ま
れる。以下、この繰り返しで最適な酸素濃度Ｂへの制御
が行われる。
【００１４】一方、燃料供給変化量ΔＱｎがΔＱ量以上
の場合は、制御解除機構１１が作動して制御部８での制
御をΔｔ時間だけ解除する。そして、燃料供給量検知手
段９で燃料供給量Ｑｎが検知され、この燃料供給量Ｑｎ
に対応し予め記憶させておいた所定量Ａｎになるように
空気供給量が空気供給量制御手段１２の作動で設定され
る。そして、Δｔ時間経過後には制御解除機構１１の作
動が解除され、制御部８が再び作動して燃焼排ガス中の
酸素濃度がＢｎとして読み込まれ、酸素濃度信号に基づ
いて空気供給手段２を制御する。
の場合は、制御解除機構１１が作動して制御部８での制
御をΔｔ時間だけ解除する。そして、燃料供給量検知手
段９で燃料供給量Ｑｎが検知され、この燃料供給量Ｑｎ
に対応し予め記憶させておいた所定量Ａｎになるように
空気供給量が空気供給量制御手段１２の作動で設定され
る。そして、Δｔ時間経過後には制御解除機構１１の作
動が解除され、制御部８が再び作動して燃焼排ガス中の
酸素濃度がＢｎとして読み込まれ、酸素濃度信号に基づ
いて空気供給手段２を制御する。
【００１５】また、燃料供給変化量検知手段１０で行わ
れる燃料供給変化量ΔＱｎ量の検知と、予め記憶させた
設定値ΔＱと検知Ｑｎとの比較は、前述の回路とは別に
所定時間ごとに常に行われている。その大小を比較する
ことで、制御解除機構１１が作動して制御部８での制御
をΔｔ時間だけ解除し燃料供給量Ｑｎに対応し予め記憶
させておいた所定量Ａｎになるように空気供給量が設定
される手段、最適な酸素濃度Ｉへの制御が行われる手段
のいずれかが選択され、燃焼機器は常に最適空燃比で燃
焼する。
れる燃料供給変化量ΔＱｎ量の検知と、予め記憶させた
設定値ΔＱと検知Ｑｎとの比較は、前述の回路とは別に
所定時間ごとに常に行われている。その大小を比較する
ことで、制御解除機構１１が作動して制御部８での制御
をΔｔ時間だけ解除し燃料供給量Ｑｎに対応し予め記憶
させておいた所定量Ａｎになるように空気供給量が設定
される手段、最適な酸素濃度Ｉへの制御が行われる手段
のいずれかが選択され、燃焼機器は常に最適空燃比で燃
焼する。
【００１６】本発明の効果を、図５の限界電流式酸素セ
ンサおよび図１の燃焼機器を用いて評価した。図１の燃
焼機器において最も応答が遅いのは限界電流式酸素セン
サであり、その応答性は９０％応答で２０秒である。一
方、空気供給量制御手段１２の作動で所定空気供給量に
なる応答性は速くその９０％応答性は１秒であり、他制
御手段は０．１秒以下で応答する。
ンサおよび図１の燃焼機器を用いて評価した。図１の燃
焼機器において最も応答が遅いのは限界電流式酸素セン
サであり、その応答性は９０％応答で２０秒である。一
方、空気供給量制御手段１２の作動で所定空気供給量に
なる応答性は速くその９０％応答性は１秒であり、他制
御手段は０．１秒以下で応答する。
【００１７】図３は、燃焼機器において酸素濃度つまり
空燃比を変化させた場合の限界電流式酸素センサから発
生する限界電流値、燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度を燃
焼が安定した状態で測定したものである。限界電流式酸
素センサから発生する限界電流値は、酸素濃度に概略比
例した特性を示しさらに空燃比にも概略比例した特性を
示す。一方、燃焼排ガス中の一酸化炭素は、空燃比１．
２〜２．０の場合に最も少ない特性を示す。
空燃比を変化させた場合の限界電流式酸素センサから発
生する限界電流値、燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度を燃
焼が安定した状態で測定したものである。限界電流式酸
素センサから発生する限界電流値は、酸素濃度に概略比
例した特性を示しさらに空燃比にも概略比例した特性を
示す。一方、燃焼排ガス中の一酸化炭素は、空燃比１．
２〜２．０の場合に最も少ない特性を示す。
【００１８】まず、着火について記す。燃焼機器に８０
０ｇ／時の灯油と１３．６８Ｎｍ3の空気を供給して着
火し燃焼を開始した。この場合、燃料供給変化量ΔＱｎ
が８００ｇ／時となり、設定値ΔＱの１００ｇ／時量よ
り大きいので制御解除機構１１が作動して制御部８での
制御が設定値Δｔの２秒だけ解除される。燃焼が開始さ
れると約２秒で空燃比は１．５、燃焼排ガス中酸素濃度
は６．９％となる。そして着火後２秒経つと、制御解除
機構１１の作動が解除され制御部８が酸素濃度信号に基
づいて空気供給手段２を、一酸化炭素の発生量が少ない
酸素濃度７．０％領域を燃焼目標とし、その時の限界電
流式酸素センサから発生する限界電流値が３７μＡとな
るように供給空気量を制御するようになり約１０秒もす
ると酸素濃度７．０％領域になる。
０ｇ／時の灯油と１３．６８Ｎｍ3の空気を供給して着
火し燃焼を開始した。この場合、燃料供給変化量ΔＱｎ
が８００ｇ／時となり、設定値ΔＱの１００ｇ／時量よ
り大きいので制御解除機構１１が作動して制御部８での
制御が設定値Δｔの２秒だけ解除される。燃焼が開始さ
れると約２秒で空燃比は１．５、燃焼排ガス中酸素濃度
は６．９％となる。そして着火後２秒経つと、制御解除
機構１１の作動が解除され制御部８が酸素濃度信号に基
づいて空気供給手段２を、一酸化炭素の発生量が少ない
酸素濃度７．０％領域を燃焼目標とし、その時の限界電
流式酸素センサから発生する限界電流値が３７μＡとな
るように供給空気量を制御するようになり約１０秒もす
ると酸素濃度７．０％領域になる。
【００１９】次に、燃焼機器に４００ｇ／時の灯油を供
給して燃焼量を変化させた。この場合、燃料供給量検知
手段１で燃料供給量Ｑｎの４００ｇ／時が検知され、燃
料供給変化量ΔＱｎが４００ｇ／時となり、設定値ΔＱ
の１００ｇ／時量より大きいので制御解除機構１１が作
動して制御部８での制御が設定値Δｔの２秒だけ解除さ
れる。そして、この燃料供給量Ｑｎ４００ｇ／時に対応
し予め記憶させておいた所定量Ａｎ６．８４Ｎｍ3 にな
るように空気供給量が空気供給量制御手段１２の作動で
設定される。６．８４Ｎｍ3 の空気が約１秒で供給され
ると約２秒後には空燃比は１．５、燃焼排ガス中酸素濃
度は６．９％となり、２秒経つと制御解除機構１１の作
動が解除され制御部８が酸素濃度信号に基づいて空気供
給手段２を、一酸化炭素の発生量が少ない酸素濃度７．
０％領域を燃焼目標とし、その時の限界電流式酸素セン
サから発生する限界電流値が３７μＡとなるように供給
空気量を制御するようになり約２０秒もすると酸素濃度
７．０％領域になる。
給して燃焼量を変化させた。この場合、燃料供給量検知
手段１で燃料供給量Ｑｎの４００ｇ／時が検知され、燃
料供給変化量ΔＱｎが４００ｇ／時となり、設定値ΔＱ
の１００ｇ／時量より大きいので制御解除機構１１が作
動して制御部８での制御が設定値Δｔの２秒だけ解除さ
れる。そして、この燃料供給量Ｑｎ４００ｇ／時に対応
し予め記憶させておいた所定量Ａｎ６．８４Ｎｍ3 にな
るように空気供給量が空気供給量制御手段１２の作動で
設定される。６．８４Ｎｍ3 の空気が約１秒で供給され
ると約２秒後には空燃比は１．５、燃焼排ガス中酸素濃
度は６．９％となり、２秒経つと制御解除機構１１の作
動が解除され制御部８が酸素濃度信号に基づいて空気供
給手段２を、一酸化炭素の発生量が少ない酸素濃度７．
０％領域を燃焼目標とし、その時の限界電流式酸素セン
サから発生する限界電流値が３７μＡとなるように供給
空気量を制御するようになり約２０秒もすると酸素濃度
７．０％領域になる。
【００２０】いずれの場合も図３からわかるように空燃
比は、一酸化炭素の発生量が少ない領域に常にあり素早
い応答で良好な燃焼を行う空燃比制御ができている。一
方、燃焼機器を応答が遅い限界電流式酸素センサだけで
空燃比制御を行うと、燃焼量を変化させた場合に供給空
気量が最適値になるのが遅く、供給空気量が最適値にな
るまでの間の約２０秒は空燃比がずれて一酸化炭素が多
く発生する問題があった。
比は、一酸化炭素の発生量が少ない領域に常にあり素早
い応答で良好な燃焼を行う空燃比制御ができている。一
方、燃焼機器を応答が遅い限界電流式酸素センサだけで
空燃比制御を行うと、燃焼量を変化させた場合に供給空
気量が最適値になるのが遅く、供給空気量が最適値にな
るまでの間の約２０秒は空燃比がずれて一酸化炭素が多
く発生する問題があった。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明は、排ガス流路内に
配置した限界電流式酸素センサからの酸素濃度信号に基
づいて燃焼部に空気を供給する空気供給手段を制御する
制御部を有する燃焼機器において、燃料供給変化量検知
手段で検知した値が設定値未満の場合は酸素濃度信号に
基づいて空気供給手段を前記制御部が制御し、燃料供給
変化量検知手段で検知した値が設定値以上の場合には制
御解除機構が作動して制御部での制御を設定時間だけ解
除し空気供給量制御手段が作動して空気供給手段を制御
し上記設定時間経過後に制御部が再び制御する構成とし
ている。そのため、燃料供給量が大きく変化する場合は
限界電流式酸素センサによる制御が一時的に解除され、
空気供給量は燃料供給量に対応しており予め記憶させて
おいた所定量に設定され、空気供給量は迅速に応答し空
燃比が概略設定される。その後、限界電流式酸素センサ
による制御が行われ、正確な空燃比に制御される。した
がって本発明は、従来の遅いセンサ応答性でも迅速な応
答が可能となり、その結果最適空燃比で燃焼する高信頼
性の燃焼機器が提供される。
配置した限界電流式酸素センサからの酸素濃度信号に基
づいて燃焼部に空気を供給する空気供給手段を制御する
制御部を有する燃焼機器において、燃料供給変化量検知
手段で検知した値が設定値未満の場合は酸素濃度信号に
基づいて空気供給手段を前記制御部が制御し、燃料供給
変化量検知手段で検知した値が設定値以上の場合には制
御解除機構が作動して制御部での制御を設定時間だけ解
除し空気供給量制御手段が作動して空気供給手段を制御
し上記設定時間経過後に制御部が再び制御する構成とし
ている。そのため、燃料供給量が大きく変化する場合は
限界電流式酸素センサによる制御が一時的に解除され、
空気供給量は燃料供給量に対応しており予め記憶させて
おいた所定量に設定され、空気供給量は迅速に応答し空
燃比が概略設定される。その後、限界電流式酸素センサ
による制御が行われ、正確な空燃比に制御される。した
がって本発明は、従来の遅いセンサ応答性でも迅速な応
答が可能となり、その結果最適空燃比で燃焼する高信頼
性の燃焼機器が提供される。
【図１】本発明の１実施例の燃焼機器のブロック図
【図２】同センサ回路のフローチャート
【図３】同センサおよび燃焼機器の特性図
【図４】従来の燃焼機器のブロック図
【図５】同限界電流式酸素センサの断面斜視図
１ 燃料供給手段 ２ 空気供給手段 ３ 燃焼部 ４ 限界電流式酸素センサ ５ 排ガス流路 ６ 直流電圧源 ７ 限界電流検出手段 ８ 制御部 ９ 燃料供給量検知手段 １０ 燃料供給変化量検知手段 １１ 制御解除手段 １２ 空気供給量制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−6313（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23N 5/00 F23N 1/02 103
Claims (2)
- 【請求項１】排ガス流路内に配置した限界電流式酸素セ
ンサからの酸素濃度信号に基づいて燃焼部に空気を供給
する空気供給手段を制御する制御部を有する燃焼機器に
おいて、前記燃焼部に燃料を供給する燃料供給手段から
の燃料供給量を検知する燃料供給量検知手段と、前記燃
料供給量検知手段で検知される燃料供給量の単位時間当
たりの変化量を検知する燃料供給変化量検知手段と、前
記燃料供給変化量検知手段で検知した値が設定値以上の
場合に酸素濃度信号に基づく前記空気供給手段の制御を
設定時間だけ解除する制御解除手段と、前記制御解除手
段の作動時のみに前記空気供給手段で供給させる空気供
給量を前記燃料供給量検知手段で検知した燃料供給量に
対応し予め記憶させておいた所定量に設定する空気供給
量制御手段との４つの手段を少くとも備え、前記燃料供
給変化量検知手段で検知した値が前記設定値未満の場合
は酸素濃度信号に基づいて前記空気供給手段を前記制御
部が制御し、前記燃料供給変化量検知手段で検知した値
が前記設定値以上の場合には前記制御解除機構が作動し
て前記制御部での制御を設定時間だけ解除し前記空気供
給量制御手段が作動して前記空気供給手段を制御し前記
設定時間経過後に前記制御部が再び制御する燃焼機器。 - 【請求項２】燃焼部に燃料を供給する燃料供給手段から
の燃料供給量を検知する燃料供給量検知手段に接続され
た燃料供給変化量検知手段を、空気供給手段を制御する
空気供給量制御手段に接続された制御解除手段に接続
し、制御解除手段は制御部に接続した請求項１記載の燃
焼機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4180108A JP3012954B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 燃焼機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4180108A JP3012954B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 燃焼機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626639A JPH0626639A (ja) | 1994-02-04 |
| JP3012954B2 true JP3012954B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=16077567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4180108A Expired - Fee Related JP3012954B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 燃焼機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3012954B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100328951B1 (ko) * | 1999-07-15 | 2002-03-20 | 신현준 | 다단 연소설비의 산소농도 자동제어 방법 |
-
1992
- 1992-07-07 JP JP4180108A patent/JP3012954B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0626639A (ja) | 1994-02-04 |
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