JP3314636B2 - 蓄熱燃焼装置 - Google Patents

蓄熱燃焼装置

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JP3314636B2
JP3314636B2 JP29235296A JP29235296A JP3314636B2 JP 3314636 B2 JP3314636 B2 JP 3314636B2 JP 29235296 A JP29235296 A JP 29235296A JP 29235296 A JP29235296 A JP 29235296A JP 3314636 B2 JP3314636 B2 JP 3314636B2
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱燃焼装置に関
し、とくに空気比の制御にO2 センサを利用した蓄熱燃
焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、特開平4−270819号公報に
より、蓄熱燃焼用システムは知られている。そこでは、
高温の排気を蓄熱体を通して排出し、その時排気の熱を
蓄熱体に蓄熱し、ついで給排が切り替わって給気が蓄熱
体を通る時に、蓄熱していた熱を給気に解放して給気を
予熱し、それによって熱効率を大幅に向上させるように
なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の蓄熱燃
焼システムには、蓄熱体のつまり、給排気の切替機
構における給気の排気へのリーク、温度(体積流量の
変化を生じる)による圧力変動(圧力損失変化)、など
により、空気比が変化し、最適な空気比で燃焼を長時間
続行することが困難である、という問題があった。本発
明の目的は、最適かそれに近い、安定した空気比で操業
が可能な蓄熱燃焼装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の装置は、つぎの通りである。 (1) 蓄熱燃焼用バーナと、該蓄熱燃焼用バーナに設
置されたO2 センサと、からなり、前記蓄熱燃焼用バー
ナは蓄熱体と回転切替式の給排気の切替機構を有し、前
記O2 センサは前記蓄熱燃焼用バーナ内に、かつ、前記
蓄熱体と前記切替機構との間に設置されており、 前記O
2 センサが設置された前記蓄熱燃焼用バーナには、前記
蓄熱燃焼用バーナ内の給、排気の流路から引っ込んだ窪
みが形成されており、該窪みの中に前記O 2 センサが設
置されており、 前記蓄熱燃焼用バーナが整流機能を有す
る蓄熱体を有しており、給気と排気が交互に流れ給気は
乱流で排気が整流となって流れる前記給、排気の流路の
前記O 2 センサの設置部位近傍に前記蓄熱体からの排気
の流れを乱す部材が設けられている蓄熱燃焼装置。 (2) 前記O2 センサが車載用O2 センサである
(1)記載の蓄熱燃焼装置。 (3) さらに、自己診断手段を備えている(1)また
は(2)記載の蓄熱燃焼装置。(4) 前記自己診断手段は、前記O2 センサの設置部
位には給気が流れているかを判定する第1の手段(10
1)と、該第1の手段でNOと判定された場合に前記O
2 センサの出力電流が所定の値Bより大か否かを判定す
る第2の手段(102)と、該第2の手段が前記O2
ンサの出力電流が所定の値Bより大と判定した場合に給
気減量を指示する第3の手段(103)と、前記第2の
手段が前記O2 センサの出力電流が所定の値B以下と判
定した場合に給気増量を指示する第4の手段(104)
と、前記第4の手段が給気増量を指示した後に前記O2
センサの出力電流が前記所定の値Bより小の所定の値C
以下か否かを判定する第5の手段(105)と、前記第
5の手段が前記O2 センサの出力電流が前記所定の値C
以下と判定した場合はシステムダウンさせる第6の手段
(106)と、前記第1の手段でYESと判定された場
合に前記O2 センサの出力電流が前記所定の値Bより大
の所定の値Aより大か否かを判定する第7の手段(10
7)と、前記第7の手段が前記O2 センサの出力電流が
前記所定の値Aより大と判定した場合に運転の継続を指
示する第8の手段(108)と、前記第7の手段が前記
2 センサの出力電流が前記所定の値A以下と判定した
場合にセンサー劣化アラームを出し必要に応じてシステ
ムダウンを指示する第9の手段(109)と、からなる
(3)記載の蓄熱燃焼装置。
【0005】上記(1)の蓄熱燃焼装置では、排気が炉
内を循環した後バーナに戻ってくることを利用し、バー
ナまたはその給排気経路にO2 センサを設けてO2 セン
サ設置部位でのO2 濃度を検出し、その出力電流値を基
準にして空気比制御を行う。これによって、最適かそれ
に近い、安定した空気比で制御することができる。ま
た、排気が蓄熱体を通過した後の部位にO2 センサを設
置するので、比較的低温であり、センサの耐久性が向上
する。また、給排気の切替機構の給気流れ方向下流にO
2 センサを設置するので、給気から排気へのリークの影
響を受けない。このため、空気比制御が高信頼なものと
なる。また、窪み内にO 2 センサを設けるので、O 2
ンサ部位に給気が流れている時に、大量の給気がO 2
ンサに当たって素子温度が過渡に下がることを防止する
ことができる。また、O 2 センサ部位に排気が流れてい
る時に、O 2 センサが排気の酸素濃度ムラを忠実にひろ
って出力電流値が過敏に振れ安定性がなくなる ことを防
止することができる。 また、窪み内にO 2 センサを設け
ると、乱流の給気は窪み内に容易に流入するが蓄熱体で
整流された排気は窪み内に流入しにくいので、O 2 セン
サの出力電流値は実際の炉内酸素濃度より高くなるが、
2 センサの設置部位近傍に前記蓄熱体からの排気の流
れを乱す部材が設けられているので、排気も容易に窪み
内に流入することができ、給気時に窪み内に溜まった給
気を掃気でき、O 2 センサは実際の炉内酸素濃度に等し
い出力電流値を出力することができるようになる。上記
)の蓄熱燃焼装置では、センサとして車載用O2
ンサを用いることにより、低コスト、コンパクトとなる
他、応答性が向上し応答信頼性が向上する。上記
(3)、(4)の蓄熱燃焼装置では、自己診断手段を有
しているので、センサの劣化、蓄熱体のつまり、切替機
構のリーク、ブロワ不全など、を自己診断することがで
きる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を説明す
る。図1は、本発明実施例の装置の一例を示している。
図1において、炉11には、蓄熱燃焼用バーナ13が設
けられており、蓄熱燃焼用バーナ13には、燃料(たと
えば、ガス状燃料)の供給系14と、給気経路15、排
気経路19とが接続されている。符号12は蓄熱燃焼用
バーナ13によって形成される火炎を示す。給気経路1
5には、蓄熱燃焼用バーナ13に燃焼用エアを送るため
のブロワ16が接続されており、ブロワ16と蓄熱燃焼
用バーナ13を結ぶ経路部分にはコントロールバルブ1
7を設けられており、コントロールバルブ17の開度は
制御ボックス18からの信号により制御される。蓄熱燃
焼用バーナ13または蓄熱燃焼用バーナ13の給、排気
経路15、19には、O2 濃度を検出するO2 センサ
(酸素センサ、検出子とも呼ばれる)20が設けられて
いる。O2 センサ20の出力(出力電流値)は、制御ボ
ックス18に送られ、制御ボックス18で、O2 センサ
20の出力に基づいて、燃料に対する必要給気量を算出
し、その信号をコントロールバルブ17のコントロール
モータ17aに送って、給気量が必要給気量になるよう
にコントロールバルブ17の開度を制御する。
【0007】蓄熱燃焼用バーナ13は、図8に示す給排
気交互切替機構40を備えたシングルバーナである。蓄
熱燃焼用バーナ13がシングルバーナからなる場合、図
8に示すように、蓄熱燃焼用バーナ13は、ケーシング
34と、ケーシング34内に配置された複数の円筒31
の各円筒内に納められた、多数の通路をもつ蓄熱体30
(ハニカムタイプのセラミック体、金属棒や耐熱材棒を
束ねたもの、などからなる)と、蓄熱体30の一側に設
けられたバーナタイル62と、蓄熱体30の他側に設け
られた給排気の切替機構40と、給排気の切替機構40
および蓄熱体30を貫通してバーナタイル62まで延び
る燃料噴射ノズル60と、からなる。61はパイロット
エア供給管である。
【0008】蓄熱体30は、排気を通すときにその熱を
回収して蓄熱し、燃焼用メインエアを通すときに蓄熱し
ていた熱を放出してメインエアを予熱する。蓄熱体30
におけるガスの流れ領域は、バーナ周方向に複数のセク
ションに区画されており、その一部のセクションに排気
が流れているとき、他のセクションには給気であるメイ
ンエアが流れる。蓄熱体30を通過する給排気は切替機
構40によって交互に切替えられる。バーナタイル62
は、セラミックスまたは耐熱金属からなり、給排気面6
3と、給排気面63に開口する複数の給排気孔66と、
給排気面63から突出する突出部64を有する。突出部
64の内面から先端にかけて燃料開放面65が形成され
ており、給排気面63のうち突出部64の外側の部分に
給排気孔66が開口している。給排気孔66と蓄熱体3
0のセクションはバーナ周方向に対応している。複数の
給排気孔66の一部に排気ガスが流れているとき残りの
給排気孔66にはメインエアが流れている。
【0009】給排気の切替機構40は、可動部材44
と、固定部材46とを有し、可動部材44は、給気と排
気とを仕切る仕切壁41を有する。固定部材46は、蓄
熱体30の複数のセクションに対応させた複数の貫通孔
47を有する。可動部材44は、仕切壁41の一側に設
けられた開口部42と仕切壁41の他側に設けられた開
口部43を有する。一方の開口部42は給気ポート51
に連通しており、他方の開口部43は排気ポート52に
連通している。可動部材44は駆動手段(モータ、シリ
ンダなど)45によって一方向にまたは往復的に回動さ
れて、それまで開口部42と合致していた貫通孔47
を、開口部43と一致させ、それまで開口部43と合致
していた貫通孔47を、開口部42と一致させることに
より、蓄熱体30および給排気孔66の給気、排気の流
れを切替える。
【0010】O2 センサ20は、蓄熱燃焼用バーナ13
がシングルバーナからなる場合、切替機構40(さらに
詳しくは切替機構40の固定部材46と可動部材44の
摺動面)と、蓄熱体30との間の部位に設置される。図
8の例では、固定部材46を厚くし固定部材46に形成
した貫通孔により形成された窪み48に、O2 センサ2
0の検知部を挿入した状態で、O2 センサ20を設置し
てある。O2 センサ20の設置部位は、排気流れ方向に
蓄熱体30より下流にあるので、排気の温度が蓄熱体3
0で脱熱されて約300°Cに下がっている部位であ
り、O2 センサ20が高温に曝されないためO2 センサ
20の耐久性が向上する。また、給気流れ方向には、切
替機構40の固定部材46と可動部材44の摺動面より
下流にある部位であり、固定部材46と可動部材44の
摺動面で給気から排気へのリークが生じたとしてもその
影響を受けない部位であり、真の排気のO2 濃度を測定
できる部位でもある。したがって、高精度のO2 濃度検
出ができ、それに基づいて空気比制御を行った場合、精
度の高いかつ信頼性の高い制御ができる。
【0011】望ましくは、図9〜図12に示すように、
2 センサ20が設置された蓄熱燃焼用バーナ13に
は、蓄熱燃焼用バーナ内の給、排気の流路から引っ込ん
だ窪み48が形成されており、この窪み48の中にO2
センサ20の検出部(素子)20aが設置されている。
検出部20aを給、排気の流路に突出させて設置する場
合も本発明に含まれるが、窪み48内に引っ込めるとさ
らによいということである。また、望ましくは、図9、
図10に示すように、蓄熱燃焼用バーナ13が整流機能
を有する蓄熱体30を有している場合、O2 センサ20
の設置部位近傍に蓄熱体30からの排気の流れを乱す部
材(たとえば、邪魔板)49が設けられている。部材4
9を設けない場合も本発明に含まれるが、部材49を設
けるとさらによいということである。
【0012】その理由はつぎの通りである。O2 センサ
20の検出部(素子)20aが給、排気の流路に突出さ
せて設けられると、O2 センサ20は排気の酸素濃度ム
ラを忠実に拾うため出力電流値が細かく振れ再現性、安
定性が薄れてくる。また、給気時には大量の空気が直接
2センサ20に当たり、素子温度が大きくさがってし
まうため、ヒータ電圧を高めにかける必要が出てくる。
2 センサ20の検出部(素子)20aを窪み48内に
引っ込めて設置すると、O2 センサ20の過敏反応と給
気時の素子温度の大幅な低下を防ぐことができる。
【0013】O2 センサ20の検出部(素子)20aを
窪み48内に引っ込めた場合、給気時の空気は窪み48
に問題なく入って検出部(素子)20aに当たる。しか
し、蓄熱体30を出た直後の排気は指向性(層流)をも
つため窪み48内に少量しか入らず、給気時に窪み48
に入って停滞している空気を完全には掃気することがで
きない。その結果、O2 センサ20の出力電流値は実際
の炉内酸素濃度よりも高くなり、空燃比制御で燃焼エア
(給気)を絞るため、空気不足となり、好ましくない。
しかし、排気の流れを乱す部材(たとえば、邪魔板)4
9を設けておくことにより、排気は部材49に当たって
流れを乱され、部材49の裏側に回り込んで窪み48内
に流入しO2 センサ20の検出部20aに当たる。そし
て、給気時に窪み48内に溜まった空気を速やかに掃気
してO2 センサ20まわりに排気が入り込み続ける。そ
の結果、O2 センサ20の出力電流は、ほぼ一定の値を
示し、その値は実際の炉内酸素濃度に対応するものに一
致する。また、窪み48の底の形状は、給排気の切替直
後における給気のスムースな掃気を得るために、平面形
状の他に、図11、図12に示すように、R状、テーパ
状としてもよい。
【0014】O2 センサ20は、たとえば出力電流値に
よりO2 濃度を検出するタイプのO2 センサーからな
り、その場合、図2に示す構造をとる。O2 センサ20
は、試験管型に成形したジルコニア固体電解質21と、
ジルコニア固体電解質21の内外表面に設けた白金電極
22、23と、外側電極23の外表面に施されたセラミ
ックコーティングからなる拡散律速層24と、素子(2
1、22、23、24から構成される部分)温度を65
0°C以上に保つヒータ(たとえばセラミックヒータ)
25と、素子の外側に設けられた保護カバー26と、を
有する。符号27はヒータリード線、符号28は内側電
極リード線、符号29は外側電極リード線を示してい
る。
【0015】出力電流値によりO2 濃度を検出するタイ
プのO2 センサ20のO2 濃度検出原理を、図3〜図6
を参照して説明する。ある一定値(たとえば、650°
C)以上の温度条件下でジルコニア固体電解質21に電
圧を印加し、強制的に電流を流すと、図5に示すよう
に、固体電解質21を通してO2-イオンの移動が起こ
る。このO2-イオン移動量は電流値として検出され印加
電圧の増加に伴って直線的に増加する。しかし、陰極側
に拡散律速層24を設けて、酸素分子の拡散を律速する
と、印加電圧を増加させても、出力電流値が一定値で飽
和する特性をもつ(図6参照)。そして、出力電流値が
飽和する領域において、印加電圧一定(V0 )の場合、
2 濃度と飽和出力電流値とはほぼリニアの関係にある
(図6参照)。
【0016】図2のようなO2 センサ20の出力特性
は、図5の素子と図6の関係と同じように、図3に示す
ようになる。印加電圧を変化させた場合、広い範囲の空
燃比において、安定した飽和電流特性が得られる。図4
は、素子温度が700°C、印加電圧0.7Vでの出力
電流特性であるが、エアリッチ燃焼雰囲気でほぼ直線的
な特性が得られている。
【0017】一般にバーナでの炉燃焼の場合、ガスリッ
チ雰囲気で燃焼させることはなく、エアリッチ雰囲気で
燃焼させる。その場合、O2 は少なくとも0.5%程度
から多くて21%程度の範囲の余剰をもって、燃焼させ
る。したがって、O2 センサ20の作動範囲にある。こ
の場合、O2 センサ20で検出された炉内O2 濃度から
コントロールバルブ17のコントロールモータ17aに
フィードバック制御することにより、未燃分発生限界O
2 濃度付近での低O2 燃焼が可能となる。
【0018】上記装置を用いて実施される燃焼制御方法
は、蓄熱燃焼用バーナ13またはその給、排気経路1
5、19に設けたO2 センサ20からの電流値信号によ
りO2濃度を検出する工程と、検出されたO2 濃度に基
づいて空気比(完全燃焼の場合に必要な理論空気量に対
する給気空気の比)を制御する工程と、からなる。この
燃焼制御では、用いられるO2 センサ20に、たとえば
自動車で用いられるリーンミクスチャーセンサーかまた
はその改良型を用いることができ、大量生産品であるか
らコストも安く、かつコンパクトで炉内や煙道への設置
においてスペース上の問題を起こすことがなく、さらに
電流出力型であるので、応答性も高く、制御の応答信頼
性も向上する。
【0019】たとえば、ある一定温度を境としてHI−
LO−OFF燃焼が行われる場合(設定温度でHIとL
Oが切り替わり、設定温度+α(ただし、αは小さい正
の値)でLOとOFFが切り替わる場合)の制御方法の
一例を以下に示す。ただし、HIは高燃焼、LOは低燃
焼、OFFはメイン燃料カットを示す。 (1)冷炉立ち上げ時:HIまたはLO燃焼させる。コ
ントロールモータ17aは(コントロールバルブ17
を)全開とする。O2 センサ20はある一定温度または
時間まで作動させない。その後、O2 センサ20にて
(O2 センサ20の出力信号を制御ボックスに送り制御
ボックスでの演算信号をコントロールモータ17aに送
ることによりの意味、以下同じ)エア(給気)流量をコ
ントロールする。 (2)HIからLOへの切替え:コントロールモータ一
定のままLO燃焼に切替える(不完全燃焼によるCOを
出さないため)。その後、O2 センサ20にてエア(給
気)流量をコントロールする。 (3)LOからOFFへの切替え:メイン燃料を遮断す
る。コントロールモータで適量のエアを流し、パージす
る。 (4)OFFからLOへの切替え:コントロールモータ
全開後、LO燃焼を着火し、LO燃焼を行う(不完全燃
焼によるCOを出さないため)。その後、O2 センサ2
0にてエア(給気)流量をコントロールする。 (5)LOからHIへの切替え:コントロールモータ
(によりコントロールバルブを)全開後、HI燃焼を着
火し、HI燃焼を行う(不完全燃焼によるCOを出さな
いため)。その後、O2 センサ20にてエア(給気)流
量をコントロールする。上記燃焼によって、低O2 燃焼
と、COの大気への排出抑制がはかられる。
【0020】図7は、上記燃焼制御における空気比制御
工程において、さらに自己診断(O2 センサ20の劣化
や、燃焼装置の不全などの自己診断)を行うことができ
るようにした、燃焼制御装置を示している。図7の制御
ルーチンは制御ボックス18(たとえば、コンピュー
タ)に格納されている。
【0021】図7のルーチンには一定時間ΔT(ただ
し、ΔTは約30秒以下)間隔毎に割り込まれる。ステ
ップ101にて、O2 センサ20が設置されている部位
は給気が流れているか(または排気が流れているか)を
判定する。YESの場合は、O2 センサ設置部位はエア
リッチ(O2 濃度大)である。NOの場合は、O2 セン
サ設置部位はO2 濃度小である。
【0022】ステップ101でNOと判定された場合
は、ステップ102に進み、そこでO2 センサー20の
出力信号値が所定の値B(たとえば、3mA)より大
(O2 量多い)か否(O2 量少)かを判定する。大の場
合は、排気中の酸素量が多く給気量が多過ぎることを意
味しているので、ステップ103に進み、給気減量を指
示し、コントロールバルブを閉側に回転させ、その後E
NDステップに進む。また、少の場合は、給気量が少な
過ぎることを意味しているので、ステップ104に進
み、給気増量を指示し、コントロールバルブを開側に回
転させる。ついで、ステップ104からステップ105
に進み、そこでO2 センサ20の出力電流値が設定下限
値C(Bより小の値)以下かどうかを判定する。設定下
限値Cより大であればそのままENDステップに進む。
しかし、ステップ105でO2 センサ20の出力電流値
が設定下限値C以下の場合は、ステップ104で給気増
量を指示しても給気が設定下限値より増えないというこ
とであるから、給気システムに何らかの不全(たとえ
ば、蓄熱体30のつまり、給気から排気へのリークが
大、ブロワの故障など)が発生したことを意味してお
り、ステップ106に進んでシステムダウン(炉の燃焼
停止)する。すなわち、ステップ106のルートを通過
することはシステムに異常が発生したことを自己検知し
たことになり、自己診断したことになる。
【0023】また、ステップ101でYESの場合(O
2 センサ設置部位に給気が流れている場合)は、ステッ
プ107に進み、そこでO2 センサー20の出力信号が
所定値A(上記Bより大の値で、たとえば35mA)よ
り大か否かを判定する。O2 センサ20設置部位に給気
が流れている場合であるからO2 センサ設置部位はエア
リッチの状態にあり、O2 センサ20は正常であれば当
然に所定値A異常の値を出力するので、ステップ107
でAより大と判定された場合は、ステップ108に進み
運転を継続し、ENDステップへと進む。
【0024】しかし、ステップ107でA以下と判定さ
れた場合は、O2 センサ20設置部位がエアリッチの状
態にあるにかかわらず、O2 センサ20の出力信号がO
2 量に相応した大きな出力を出すことができないのであ
るから、O2 センサ20自体がセンサー劣化などにより
不全となっていることを意味する(O2 センサは劣化す
ると出力電流値が除々に小になる)。したがって、その
場合はステップ109に進み、センサー劣化アラーム
(警報など)を出し、また必要に応じてシステムダウン
(炉燃焼停止)をする。ただし、O2 センサが劣化して
もすぐにシステムダウンする必要は少ないので、センサ
ー劣化アラーム(警報など)が出た後、適宜の時間の経
過後にシステムダウンしてもよいし、あるいは炉運転を
継続したままO2 センサ20のみを取り替えるようにし
てもよい場合もある。何れにしても、ステップ109の
ルートを通過することは、O2 センサ20に異常が生じ
たことを意味し、O2 センサー20の劣化(または異
常)を自己診断している。
【0025】このような自己診断機能を持たすことによ
って、本発明実施例の蓄熱燃焼装置とその燃焼制御の信
頼性が高まる。また、異常が発生しても、システム側の
異常か、センサー側の異常かがわかり、適切な対策をと
ることができる。さらに、これらの自己診断は炉運転中
に常時行われるという利点がある。
【0026】
【発明の効果】請求項1の蓄熱燃焼装置では、バーナま
たはその給排気経路にO2 センサを設けてO2 濃度を検
出し、その出力電流値を基準にして空気比制御を行う。
これによって、空気比が安定する。また、排気が蓄熱体
を通過した後の部位にO2 センサを設置するので、比較
的低温であり、センサの耐久性が向上する。また、給排
気の切替機構の給気流れ方向下流にO2 センサを設置す
るので、給気から排気へのリークの影響を受けない。こ
のため、制御が高信頼なものとなる。また、窪み内にO
2 センサを設けるので、O 2 センサ部位に給気が流れて
いる時に大量の給気がO 2 センサに当たって素子温度が
過渡に下がることを防止することができ、また、O 2
ンサ部位に排気が流れている時にO 2 センサが排気の酸
素濃度ムラを忠実にひろって出力電流値が過敏に振れ安
定性がなくなることを防止することができる。 また、O
2 センサの設置部位近傍に蓄熱体からの排気の流れを乱
す部材が設けられるので、排気も容易に窪み内に流入す
ることができ、給気時に窪み内に溜まった給気を掃気で
き、O 2 センサが実際の炉内酸素濃度に等しい出力電流
値を出力することができるようにすることができる。
求項2の蓄熱燃焼装置では、センサとして車載用O2
ンサを用いることにより、低コスト、コンパクトとなる
他、応答性が向上し応答信頼性が向上する。請求項3、
の蓄熱燃焼装置では、自己診断手段を有しているの
で、センサの劣化、蓄熱体のつまり、切替機構のリー
ク、ブロワ不全など、を自己診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の蓄熱燃焼装置の概略断面図であ
る。
【図2】本発明実施例の燃焼制御方法で用いられるO2
センサの断面図である。
【図3】図2のO2 センサによる出力電流(mA)と印
加電圧(V)との関係を示すグラフである。
【図4】図2のO2 センサによる出力電流(mA)と空
燃比(空気/燃料)との関係を示すグラフである。
【図5】本発明実施例で用いられるO2 センサの酸素濃
度検出原理を示す固体電解質近傍の断面図である。
【図6】図5の検出子部分の出力電流/印加電圧および
出力電流/O2 濃度の関係を示すグラフである。
【図7】本発明実施例の自己診断機能をもつ装置の制御
ルーチンのフローチャートである。
【図8】本発明実施例の蓄熱燃焼装置で用いられるシン
グルバーナの断面図である。
【図9】本発明実施例の蓄熱燃焼装置のO2 センサ設置
部位近傍の断面図である。
【図10】図9の装置部分の平面図である。
【図11】図9の装置部分で窪み底面をR状にした場合
の断面図である。
【図12】図9の装置部分で窪み底面をテーパ状にした
場合の断面図である。
【符号の説明】
11 炉 12 火炎 13 蓄熱燃焼用バーナ 14 燃料系 15 給気系 16 ブロワ 17 コントロールバルブ 18 制御ボックス 19 排気系 20 O2 センサ 48 窪み 49 流れを乱す部材(たとえば、邪魔板)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−280259(JP,A) 特開 昭62−29018(JP,A) 特開 平1−181013(JP,A) 実開 昭59−3362(JP,U) 国際公開94/15149(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23L 15/02 F23N 5/00 F23D 14/66 F23D 14/12 F23C 3/00 301

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓄熱燃焼用バーナと、 該蓄熱燃焼用バーナに設置されたO2 センサと、 からなり、 前記蓄熱燃焼用バーナは蓄熱体と回転切替式の給排気の
    切替機構を有し、前記O2 センサは前記蓄熱燃焼用バー
    ナ内に、かつ、前記蓄熱体と前記切替機構との間に設置
    されており、 前記O 2 センサが設置された前記蓄熱燃焼用バーナに
    は、前記蓄熱燃焼用バーナ内の給、排気の流路から引っ
    込んだ窪みが形成されており、該窪みの中に前記O 2
    ンサが設置されており、 前記蓄熱燃焼用バーナが整流機能を有する蓄熱体を有し
    ており、給気と排気が交互に流れ給気は乱流で排気が整
    流となって流れる前記給、排気の流路の前記O 2 センサ
    の設置部位近傍に前記蓄熱体からの排気の流れを乱す部
    材が設けられている 蓄熱燃焼装置。
  2. 【請求項2】 前記O2 センサが車載用O2 センサであ
    る請求項1記載の蓄熱燃焼装置。
  3. 【請求項3】 さらに、自己診断手段を備えている請求
    項1または請求項2記載の蓄熱燃焼装置。
  4. 【請求項4】 前記自己診断手段は、 前記O2 センサの設置部位には給気が流れているかを判
    定する第1の手段(101)と、 該第1の手段でNOと判定された場合に前記O2 センサ
    の出力電流が所定の値Bより大か否かを判定する第2の
    手段(102)と、 該第2の手段が前記O2 センサの出力電流が所定の値B
    より大と判定した場合に給気減量を指示する第3の手段
    (103)と、 前記第2の手段が前記O2 センサの出力電流が所定の値
    B以下と判定した場合に給気増量を指示する第4の手段
    (104)と、 前記第4の手段が給気増量を指示した後に前記O2 セン
    サの出力電流が前記所定の値Bより小の所定の値C以下
    か否かを判定する第5の手段(105)と、 前記第5の手段が前記O2 センサの出力電流が前記所定
    の値C以下と判定した場合はシステムダウンさせる第6
    の手段(106)と、 前記第1の手段でYESと判定された場合に前記O2
    ンサの出力電流が前記所定の値Bより大の所定の値Aよ
    り大か否かを判定する第7の手段(107)と、 前記第7の手段が前記O2 センサの出力電流が前記所定
    の値Aより大と判定した場合に運転の継続を指示する第
    8の手段(108)と、 前記第7の手段が前記O2 センサの出力電流が前記所定
    の値A以下と判定した場合にセンサー劣化アラームを出
    し必要に応じてシステムダウンを指示する第9の手段
    (109)と、 からなる請求項3記載の蓄熱燃焼装置。
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