JP3722252B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナーの炎口に送り込む燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナーの炎口に送り込む燃焼装置では、給排気経路のうちバーナーよりも上流側に入口部を有するとともにバーナーよりも下流側に出口部を備えたバイパス通路を設け、当該通路内にその入口部と出口部の間に生じる差圧を検知するセンサを配置し、検知された差圧が所定値になるように燃焼ファンの風量を調整することで、空燃比を制御していた。
【０００３】
すなわち、バイパス通路を通る空気とバーナーに流れ込む空気との流量比を予め求めておき、当該流量比と検知された差圧から求めたバイパス通路を通る空気の流量とから、バーナー側に送り込まれている空気量を求める。そして、このようにして求めた空気量とガス量調整弁を通じて送り込んでいる燃焼ガスの供給量とから、空燃比を求め、この値が目標値になるように燃焼ファンの風量を制御していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バイパス通路を通る空気とバーナー側を通る空気の流量比は、バーナー炎口の目詰まりや、バーナー近傍を通る冷却空気等による外乱、さらにはバーナーの組入れ誤差などにより設計値からずれてしまうことがある。したがって、バイパス通路を流れる空気とバーナー側を通る空気の流量比が設計値の状態にあることを前提にする従来の技術では、空燃比を正確に制御することができないという問題があった。また、燃焼熱量の大小により炎口の加熱される度合いが違い（炎口の表面温度が異なる）、この加熱具合でバーナー側を通る空気の圧損が左右される為、バイパス側でバーナー側を通る空気比（分配比）を、その時の燃焼熱量によって補正しなければいけない等の制御も必要になってくるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、バーナーの目詰まり等の影響を受けることなく空燃比を的確に制御することのできる燃焼装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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。
［１］燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込む燃焼装置において、
燃焼ガスと空気の混合された混合気を前記バーナー（２０）の炎口（２２）に送り込むための混合気供給通路（２１）と、前記混合気供給通路（２１）内にその入口部（３１）および出口部（３２）の開口したバイパス通路（３０）と、前記バイパス通路（３０）の途中に配置された混合気量センサ（４０）とを備え、前記バイパス通路（３０）の出口部（３２）は前記入口部（３１）よりも前記バーナー（２０）の炎口（２２）寄りの下流側箇所に開口し、
前記混合気量センサ（４０）は、前記混合気供給通路（２１）に流れ込む混合気のうち前記バイパス通路（３０）側に分流した混合気の流量を計測するものであることを特徴とする燃焼装置。
【０００７】
［２］燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込む燃焼装置において、
燃焼ガスと空気の混合された混合気を前記バーナー（２０）の炎口（２２）に送り込むための混合気供給通路（２１）と、前記混合気を生成するために供給する燃焼ガスの流量を調整するガス量調整弁（６０）と、前記ガス量調整弁（６０）を通じて供給される燃焼ガスの流量を検知するガス量センサ（５２）と、前記混合気を生成するための空気を供給する燃焼ファン（１３）と、前記混合気供給通路（２１）内の所定箇所に開口した入口部（３１）と前記混合気供給通路（２１）内の前記入口部（３１）よりも前記バーナー（２０）の炎口（２２）寄りの下流側箇所に開口した出口部（３２）とを有するバイパス通路（３０）と、前記バイパス通路（３０）内を流れる混合気の流量を検知する混合気量センサ（４０）と、前記ガス量調整弁（６０）の開度および前記燃焼ファン（１３）の風量を制御する制御部（７０）とを備え、
前記制御部（７０）は、前記混合気量センサ（４０）によって検知された混合気の流量と前記ガス量センサ（５２）によって検知された燃焼ガスの流量とを基にして前記バーナー（２０）の炎口（２２）に所定の空燃比の混合気が目標量送り込まれるように前記ガス量調整弁（６０）の開度と前記燃焼ファン（１３）の風量とを制御することを特徴とする燃焼装置。
【０００８】
［３］燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込む燃焼装置において、
燃焼ガスと空気の混合された混合気を前記バーナー（２０）の炎口（２２）に送り込むための混合気供給通路（２１）と、前記混合気を生成するために供給する燃焼ガスの流量を調整するガス量調整弁（６０）であって入力された制御信号の値に応じた量の燃焼ガスをその入側におけるガス圧の影響を受けずに送り出すことのできるものと、前記混合気を生成するための空気を供給する燃焼ファン（１３）と、前記混合気供給通路（２１）内の所定箇所に開口した入口部（３１）と前記混合気供給通路（２１）内の前記入口部（３１）よりも前記バーナー（２０）の炎口（２２）寄りの下流側箇所に開口した出口部（３２）とを有するバイパス通路（３０）と、前記バイパス通路（３０）内を流れる混合気の流量を検知する混合気量センサ（４０）と、前記ガス量調整弁（６０）の開度および前記燃焼ファン（１３）の風量を制御する制御部（７０）とを備え、
前記制御部（７０）は、前記制御信号の値と前記混合気量センサ（４０）によって検知された混合気の流量とを基にして前記バーナー（２０）の炎口（２２）に所定の空燃比の混合気が目標量送り込まれるように前記ガス量調整弁（６０）の開度と前記燃焼ファン（１３）の風量とを制御することを特徴とする燃焼装置。
【０００９】
［４］前記混合気供給通路（２１）の途中に当該通路内を流れる混合気に圧損を与える抵抗体（２６）を設け、前記バイパス通路（３０）の入口部（３１）と出口部（３２）を前記抵抗体（２６）の上流側と下流側とに分けて配置したことを特徴とする［１］、［２］または［３］記載の燃焼装置。
【００１０】
［５］前記混合気供給通路（２１）は、前記ガス量調整弁（６０）を通じて供給される燃焼ガスの流入口（２３）と前記燃焼ファン（１３）によって供給される空気の流入口（２３）とを備え、これら流入口（２３）から流入する燃焼ガスと空気とをその通路内で混合して前記バーナー（２０）の炎口（２２）に送り込むものであり、前記バイパス通路（３０）の入口部（３１）は前記燃焼ガスと前記空気とがほぼ均一に混合された後の箇所に配置されていることを特徴とする［１］、［２］、［３］または［４］記載の燃焼装置。
【００１１】
［６］前記制御部（７０）は、要求熱量を得るために必要な燃焼ガスの流量を求め、これと目標とする所定の空燃比とから前記バーナー（２０）の炎口（２２）に送り込むべき目標混合気量を求め、前記求めた流量の燃焼ガスが供給されるように前記ガス量調整弁（６０）の開度を調整し、前記バーナー（２０）の炎口（２２）に送り込まれる混合気量が前記目標混合気量になるように前記混合気量センサ（４０）によって検知された流量を基にして前記燃焼ファン（１３）の風量を制御することを特徴とする［２］、［３］、［４］または［５］記載の燃焼装置。
【００１２】
前記本発明は次のように作用する。
バイパス通路（３０）の入口部（３１）と出口部（３２）はともに、混合気をバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込む混合気供給通路（２１）内に開口しているので、バーナー（２０）に送り込まれる混合気の総流量とバイパス通路（３０）内を流れる混合気との流量比は、バーナー（２０）の目詰まり等に影響されることなく常に一定になる。
【００１３】
したがって、バイパス通路（３０）内を通る混合気の流量を混合気量センサ（４０）で検知することにより、バーナー（２０）に送り込まれる混合気の総流量を正確に求めることができる。
【００１４】
また、バーナー（２０）に送り込まれる混合気の総流量をバイパス通路（３０）に設けた混合気量センサ（４０）によって求めるとともに、混合気を生成するために供給された燃焼ガスの流量をガス量センサ（５２）によって検知する。
【００１５】
制御部（７０）は、混合気量センサ（４０）によって検知されたバイパス通路（３０）側の流量とガス量センサ（５２）によって検知された燃焼ガスの供給量とを基にして、目標とする空燃比の混合気が目標量だけバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込まれるようにガス量調整弁（６０）の開度と燃焼ファン（１３）の風量とを制御する。
【００１６】
バーナー（２０）への混合気の総流量と燃焼ガスの供給量とから空燃比を求めることができるので、これらの情報を基にして供給ガス量と燃焼ファン（１３）の風量とを調整することで、バーナー（２０）の炎口（２２）に目標とする空燃比の混合気を目標量だけ送り込むことができる。
【００１７】
また、入力される制御信号の値に応じた量の燃焼ガスを入側におけるガス圧の影響を受けずに送り出すことのできるガス量調整弁（６０）を用い、当該制御信号の値と混合気量センサ（４０）によって検知されたバイパス通路（３０）側を通る混合気の流量とを基にしてガス量調整弁（６０）の開度と燃焼ファン（１３）の風量とを制御するようにしてもよい。
【００１８】
供給されるガス圧の影響を受けないガス量調整弁を用いることにより、制御信号の値から供給されるガス量をほぼ的確に把握することができるので、ガス量センサ（５２）を別途設ける必要がなくなり、構造の簡略化と装置価格の低減を図ることができる。
【００１９】
さらに、混合気供給通路（２１）の途中に当該通路内を流れる混合気に圧損を与える抵抗体（２６）を配置し、バイパス通路（３０）の入口部（３１）と出口部（３２）とをこの抵抗体（２６）を挟んで配置する。これにより、バイパス通路（３０）側を流れる混合気の比率が高まり、混合気の流量をより的確に検知することができる。また、高感度の混合気量センサ（４０）を用いる必要がなくなり、装置価格をより一層低減することができる。
【００２０】
さらにガス量調整弁（６０）を通じて供給される燃焼ガスと燃焼ファン（１３）によって供給される空気の流入口（２３）を混合気供給通路（２１）に設け、流入口（２３）から流入する燃焼ガスと空気とを混合気供給通路（２１）内で混合してバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込む。このように混合気供給通路（２１）内で燃焼ガスと空気とを混合するので、別途、予混合室等を設ける必要がなく、装置の小型化を図ることができる。なお、バイパス通路（３０）の入口部（３１）を燃焼ガスと空気とが十分混合された後の箇所に設けるので、バーナー（２０）に供給される混合気の総量を的確に計測することができる。
【００２１】
制御部（７０）は、要求熱量を得るために必要な燃焼ガスの流量を求めるとともに、当該求めた燃焼ガスの流量と目標とする所定の空燃比とからバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込むべき目標混合気量を求める。そして、目標量の燃焼ガスが供給されるようにガス量調整弁（６０）の開度を調整し、次に、混合気量センサ（４０）の検知する流量を基にしてバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込まれる混合気量が、目標混合気量になるように燃焼ファン（１３）の風量を制御する。これによりバーナー（２０）の炎口（２２）に目標とする空燃比の混合気を目標量だけ送り込むことができる。
【００２２】
なお、要求熱量を得るために必要な燃焼ガスの流量は、ガス種、設定温度情報、熱交換器への入水温度情報、出湯温度情報、水量センサからの流量情報等から算出される。また空燃比はガス種に応じて最適な値が選択される。ガス種は予め設定しておくか、もしくはガス量センサ（５２）によって判別するようになっている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
図１から図４は本発明の一実施の形態を示している。
図１に示すように、本実施の形態にかかる燃焼装置１０は、燃焼室１１を備えており、その下部側にバーナー２０を、上部側に熱交換器１２を有している。ここでは、燃焼装置１０として、給水を熱交換器１２で加熱し出湯する給湯器を例に説明する。
【００２４】
燃焼室１１の底部には、バーナー２０に向けて空気を送り込むための燃焼ファン１３が設けてある。燃焼ファン１３から送り出される空気は、バーナー２０およびバーナー２０の周囲等に設けた冷却口１４を通じて、燃焼室１１の上部へと送られ、熱交換器１２を経由した後、排気口１５から排出されるようになっている。
【００２５】
バーナー２０は、燃焼ガスと空気とを混合する予混合室として機能するガス供給通路２１と、ガス供給通路２１の出口部に配置された炎口部２２とを備えた燃焼器である。炎口部２２は、図２に示すように多孔質のセラミックプレートから成る。ガス供給通路２１は、燃焼ガスと空気の双方を流入するための流入口２３と、流入口２３から流入した燃焼ガスと空気とを均一に混合するために比較的狭い通路で形成された混合部２４と、混合部２４を経たのち炎口部２２全体に混合気を均一に送り込むための整流部２５とから成る。
【００２６】
整流部２５の途中には、図２に示すように小さい穴が多数空いたパンチングメタル板から成る抵抗体２６が配置されている。またガス供給通路２１の整流部２５には、その入口部３１が抵抗体２６よりも混合部２４寄りの上流側箇所に開口し、出口部３２が抵抗体２６よりも炎口部２２寄りの下流側箇所に開口したバイパス通路３０が取り付けられている。またバイパス通路３０の途中には、当該バイパス通路３０内を流れる混合気の流量を検知するための混合気量センサ４０が設けてある。
【００２７】
バーナー２０の有する流入口２３の近傍には、ガス供給管５０の吐出口５１が配置されている。吐出口５１に連通するガス供給管５０の途中には、供給するガス量を調整するためのガス量調整弁６０が設けられ、さらにガス量調整弁６０の下流側には、供給されるガス量を検知するためのガス量センサ５２が配置されている。
【００２８】
燃焼装置１０は、バーナー２０に供給される混合気の流量や空燃比の制御等を行う制御部７０を備えており、制御部７０には、燃焼ファン１３、混合気量センサ４０、ガス量センサ５２、ガス量調整弁６０等が電気的に接続されている。
【００２９】
図３は、制御部７０およびその周辺回路の構成を示している。制御部７０は、混合気の流量および空燃費を統括制御する混合気制御部７１を備えており、混合気制御部７１には各種の回路部が接続されている。このうち演算部７２は、必要なガス量や混合気量等を演算により求める回路部分である。メモリ部７３はプログラムや各種固定的データを記憶するためのＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）と、プログラムの実行中に一時的に必要になるデータを格納するためのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から構成されている。
【００３０】
また、ガス量調整弁６０および燃焼ファン１３は、それぞれ、パワーアンプ７４、アクチュエータ７５を介して混合気制御部７１に接続されている。なお、混合気制御部７１、演算部７２は、ＣＰＵ（中央処理装置）を主要部とする回路で構成されている。
【００３１】
次に作用を説明する。
バーナー２０の有する流入口２３から流入した燃焼ガスおよび空気は、混合部２４を通過する際にほぼ均一に混合され混合気になる。混合部２４を抜けて整流部２５に出た混合気の一部は分流してバイパス通路３０内を通る。残りの混合気は、多数設けられた穴を通じて抵抗体２６を通過し整流された後、バイパス通路３０を通って出口部３２から出てきた混合気とともに、炎口部２２に向かって流れる。
【００３２】
ここで、バイパス通路３０の入口部３１および出口部３２がともにバーナー２０のガス供給通路２１内に開口しているので、炎口部２２に送り込まれる混合気のうちバイパス通路３０側に分流するものと抵抗体２６を通過するものとの比率は、炎口部２２の目詰まり等の影響を受けず、常に一定になる。このため、混合気量センサ４０によって検知される流量（バイパス通路を通る混合気の流量）に所定の比率を乗じることで、炎口部２２に送り込まれる混合気全体の流量を的確に把握することができる。
【００３３】
また、整流部２５内に抵抗体２６を配し、バイパス通路３０の入口部３１と出口部３２とを抵抗体２６を挟んで設けているので、整流部２５側を流れる混合気の圧損が増え、バイパス通路３０側へ分流する混合気の比率が高まる。その結果、混合気量センサ４０の検知する流量に対して検知誤差の占める比率が少なくなり、混合気量を精度よく検知することができる。また、流量の絶対量が増すので混合気量センサ４０として高感度のものを用いる必要がなくなり、装置価格を低減することができる。
【００３４】
図４は、制御部７０の行う動作の流れを示している。まず、制御部７０は、必要なガス量を演算により求める（ステップＳ１０１）。すなわち、ガス種、出湯すべき湯温である設定温度、図示しない入水サーミスタや出湯サーミスタによって検知された給水温度と出湯温度、さらにこれまた図示しない水量センサによって検知された給水の流量とから、設定温度の湯を要求量だけ出湯するために必要な燃焼ガスの供給量を求める。なお、ガス種は、仕向地ごとに出荷時に予め設定しておくか、もしくはガス量センサ５２を用いて自己判別するようになっている。
【００３５】
次に、ガス種と必要なガス供給量とを基にして、理想の空燃比の混合気を得るための風量を求め（ステップＳ１０２）、当該風量になるであろう初期値で燃焼ファン１３を駆動する（ステップＳ１０３）。その後、ガス量調整弁６０を開き、ガス量センサ５２で検知されるガス量が、先に求めたガス供給量と一致するようにガス量調整弁６０の開度を設定する（ステップＳ１０４）。
【００３６】
これにより、燃焼ガスと空気の混合した混合気がガス供給通路２１を通じてバーナー２０の炎口部２２に送り込まれるとともに、混合気の一部がバイパス通路３０に分流しその流量が混合気量センサ４０によって検知される。制御部７０の演算部７２は、混合気量センサ４０によって検知された混合気の流量と、ガス量センサ５２によって検知されたガス流量とから、目標とする理想の空燃比が得られているか否かを判定する（ステップＳ１０５、Ｓ１０６）。そして目標とする空燃比が得られていない場合には、燃焼ファン１３によって送り込む風量を、増減する（ステップＳ１０７）。
【００３７】
すなわち、制御部７０は、混合気量センサ４０の検知する流量に一定の比率を乗じることで炎口部２２に実際に送り込まれる混合気の総流量を求める。一方、ガス量センサ５２の検知するガス供給量と目標の空燃比とから、当該目標の空燃比になった場合における混合気の総流量を演算で求める。そして、演算で求めた混合気の総流量と、炎口部２２に実際に送り込まれる混合気の総流量とを比較し、これらが等しくなるように燃焼ファン１３の風量を制御する。
【００３８】
このように、炎口部２２に送り込まれる混合気のうちバイパス通路３０側に分流するものと抵抗体２６を通過するものとの比率が炎口部２２の目詰まり等の影響を受けず常に一定なので、混合気量センサ４０の検知する流量とガス量センサ５２の検知するガスの供給量とを基に燃焼ファン１３の風量を制御することで、理想の空燃比の混合気を必要な量だけ的確に送り込むことができる。
【００３９】
次に、燃焼ガスの供給量を、ガス量調整弁に与える制御信号の値から認識する場合について説明する。ガス供給管５０を通じて供給される燃焼ガスのガス圧は、各種の要因によって変動する。したがって、制御信号の値を基に燃焼ガスの供給量を認識するには、設定された弁の開度がガス圧によって変動しない機能を備えたガス量調整弁を用いる必要がある。ここでは、このような機能を備えたものとして図５に示す比例弁２００を用いる。
【００４０】
比例弁２００は、可動コイル２０１に比例弁電流を流すことで生じる力によって弁体２０２を移動させ、流路を開閉するようになっている。弁体２０２はダイヤフラム２０３によって支持されている。入側からのガス圧（矢印２０４）は、弁体２０２に対しては開度が大きくなる方向に作用するが、同じガス圧がダイヤフラム２０３に加わることによって、弁体２０２はその開度が小さくなる方向に引き戻される。したがって、弁体２０２に加わるガス圧とダイヤフラム２０３に加わるガス圧によって弁体２０２の移動量が相殺され、比例弁２００の開度は、制御信号である比例弁電流のみに依存し、ガス圧に影響されない。
【００４１】
比例弁電流の値によって燃焼ガスの供給量を認識する場合には、図１に示すガス量調整弁６０に代えて比例弁２００を用いるとともに、ガス量センサ５２を取り去ることができる。
【００４２】
なお、図６に示すように、遠心ファンである燃焼ファン２１０の中心部にガス供給管５０の吐出口５１を配置すれば、燃焼ガスと空気とを燃焼ファン２１０で攪拌し混合してバーナー２０に送り出すことができるので、図１に示す混合部２４を設ける必要がなく、装置の小型化を図ることができる。
【００４３】
以上説明した実施の形態では、バイパス通路３０の入口部３１と出口部３２とを抵抗体２６を挟んでその両側に配置したが、混合気の通る流路の断面積が比較的小さく、圧力差の生じやすい形状を成している場合には、抵抗体２６を必ずしも設ける必要はない。また高感度の混合気量センサ４０を用いる場合には、抵抗体２６を設けなくても混合気の流量を的確に計測することができる。
【００４４】
実施の形態では、炎口部２２に供給する混合気全体を１つのガス供給通路２１を通じて送り込む形式のバーナー２０を示したが、炎口部２２が複数に区分けされ、それぞれに個別の供給路を通じて混合気を送り込む形式のバーナーを用いる場合には、いずれか１つの供給路にバイパス通路３０および混合気量センサ４０を設けて空燃比等の制御を行うようにしてもよい。すなわち、複数のうちの１つあるいは２つの供給路において検知した混合気の流量を全体の代表値として用い、燃焼ファンの風量等を制御するようにしてもよい。
【００４５】
また、実施の形態では、混合気量センサ４０によって流量を直接検出するようにしたが、入口部３１と出口部３２との差圧を検知し、当該差圧とバイパス通路３０の形状によって定まる所定の値とから混合気の流量を求めるようにしてもよい。
【００４６】
なお、実施の形態では、燃焼装置として給湯器を例に説明したが、燃焼ガスと空気とを予め混合した混合気を炎口に送り込む燃焼器を備えたものであれば良く、給湯器に限るものではない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明にかかる燃焼装置によれば、混合気をバーナーの炎口に送り込む混合気供給通路内にバイパス通路の入口部と出口部の双方を開口させたので、バーナーに送り込まれる混合気の総流量とバイパス通路内を流れる混合気の流量比が常に一定になる。その結果、バーナーに送り込まれる混合気の総流量をバイパス流路内に設けた混合気量センサの検知する流量を基にして、バーナーの目詰まり等の影響を受けることなく的確に求めることができる。
【００４８】
さらに、混合気量センサによって検知したバイパス通路側の流量とガス量センサによって検知した燃焼ガスの供給量とを基にしてガス量調整弁の開度と燃焼ファンの風量とを制御することにより、バーナーの炎口に目標とする空燃比の混合気を目標量だけ的確に送り込むことができる。
【００４９】
また、制御信号の値に応じた量の燃焼ガスを供給されるガス圧の影響を受けずに送り出すことのできるガス量調整弁を用い、その制御信号の値によって供給されるガス量を認識するものでは、ガス量センサが不要になり、構造の簡略化と装置価格の低減を図ることができる。
【００５０】
さらに、バイパス通路の入口部と出口部とを抵抗体の上流側と下流側に分けて配置したものでは、抵抗体の圧損によりバイパス通路側に分流する混合気の比率が高まり、より正確に混合気の流量を検知することができるとともに高感度の混合気量センサを用いる必要がなくなり、装置価格をより一層低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の有する抵抗体等を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の有する制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の有する制御部が行う動作の流れを示す流れ図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の有する比例弁を示す断面図である。
【図６】燃焼装置の他の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…燃焼装置
１１…燃焼室
１３、２１０…燃焼ファン
２０…バーナー
２１…ガス供給通路部
２２…炎口部
２３…流入口
２４…混合部
２５…整流部
２６…抵抗体
３０…バイパス通路
３１…入口部
３２…出口部
４０…混合気量センサー
５０…ガス供給管
５１…吐出口
５２…ガス量センサ
６０…ガス量調整弁
７０…制御部
７１…混合気制御部
７２…演算部
７３…メモリ部
２００…比例弁
２０１…可動コイル
２０２…弁体
２０３…ダイヤフラム
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナーの炎口に送り込む燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナーの炎口に送り込む燃焼装置では、給排気経路のうちバーナーよりも上流側に入口部を有するとともにバーナーよりも下流側に出口部を備えたバイパス通路を設け、当該通路内にその入口部と出口部の間に生じる差圧を検知するセンサを配置し、検知された差圧が所定値になるように燃焼ファンの風量を調整することで、空燃比を制御していた。
【０００３】
すなわち、バイパス通路を通る空気とバーナーに流れ込む空気との流量比を予め求めておき、当該流量比と検知された差圧から求めたバイパス通路を通る空気の流量とから、バーナー側に送り込まれている空気量を求める。そして、このようにして求めた空気量とガス量調整弁を通じて送り込んでいる燃焼ガスの供給量とから、空燃比を求め、この値が目標値になるように燃焼ファンの風量を制御していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バイパス通路を通る空気とバーナー側を通る空気の流量比は、バーナー炎口の目詰まりや、バーナー近傍を通る冷却空気等による外乱、さらにはバーナーの組入れ誤差などにより設計値からずれてしまうことがある。したがって、バイパス通路を流れる空気とバーナー側を通る空気の流量比が設計値の状態にあることを前提にする従来の技術では、空燃比を正確に制御することができないという問題があった。また、燃焼熱量の大小により炎口の加熱される度合いが違い（炎口の表面温度が異なる）、この加熱具合でバーナー側を通る空気の圧損が左右される為、バイパス側でバーナー側を通る空気比（分配比）を、その時の燃焼熱量によって補正しなければいけない等の制御も必要になってくるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、バーナーの目詰まり等の影響を受けることなく空燃比を的確に制御することのできる燃焼装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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。
［１］燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込む燃焼装置において、
燃焼ガスと空気の混合された混合気を前記バーナー（２０）の炎口（２２）に送り込むための混合気供給通路（２１）と、前記混合気供給通路（２１）内にその入口部（３１）および出口部（３２）の開口したバイパス通路（３０）と、前記バイパス通路（３０）の途中に配置された混合気量センサ（４０）とを備え、前記バイパス通路（３０）の出口部（３２）は前記入口部（３１）よりも前記バーナー（２０）の炎口（２２）寄りの下流側箇所に開口し、
前記混合気量センサ（４０）は、前記混合気供給通路（２１）に流れ込む混合気のうち前記バイパス通路（３０）側に分流した混合気の流量を計測するものであることを特徴とする燃焼装置。
【０００７】
［２］燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込む燃焼装置において、
燃焼ガスと空気の混合された混合気を前記バーナー（２０）の炎口（２２）に送り込むための混合気供給通路（２１）と、前記混合気を生成するために供給する燃焼ガスの流量を調整するガス量調整弁（６０）と、前記ガス量調整弁（６０）を通じて供給される燃焼ガスの流量を検知するガス量センサ（５２）と、前記混合気を生成するための空気を供給する燃焼ファン（１３）と、前記混合気供給通路（２１）内の所定箇所に開口した入口部（３１）と前記混合気供給通路（２１）内の前記入口部（３１）よりも前記バーナー（２０）の炎口（２２）寄りの下流側箇所に開口した出口部（３２）とを有するバイパス通路（３０）と、前記バイパス通路（３０）内を流れる混合気の流量を検知する混合気量センサ（４０）と、前記ガス量調整弁（６０）の開度および前記燃焼ファン（１３）の風量を制御する制御部（７０）とを備え、
前記制御部（７０）は、前記混合気量センサ（４０）によって検知された混合気の流量と前記ガス量センサ（５２）によって検知された燃焼ガスの流量とを基にして前記バーナー（２０）の炎口（２２）に所定の空燃比の混合気が目標量送り込まれるように前記ガス量調整弁（６０）の開度と前記燃焼ファン（１３）の風量とを制御することを特徴とする燃焼装置。
【０００８】
［３］燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込む燃焼装置において、
燃焼ガスと空気の混合された混合気を前記バーナー（２０）の炎口（２２）に送り込むための混合気供給通路（２１）と、前記混合気を生成するために供給する燃焼ガスの流量を調整するガス量調整弁（６０）であって入力された制御信号の値に応じた量の燃焼ガスをその入側におけるガス圧の影響を受けずに送り出すことのできるものと、前記混合気を生成するための空気を供給する燃焼ファン（１３）と、前記混合気供給通路（２１）内の所定箇所に開口した入口部（３１）と前記混合気供給通路（２１）内の前記入口部（３１）よりも前記バーナー（２０）の炎口（２２）寄りの下流側箇所に開口した出口部（３２）とを有するバイパス通路（３０）と、前記バイパス通路（３０）内を流れる混合気の流量を検知する混合気量センサ（４０）と、前記ガス量調整弁（６０）の開度および前記燃焼ファン（１３）の風量を制御する制御部（７０）とを備え、
前記制御部（７０）は、前記制御信号の値と前記混合気量センサ（４０）によって検知された混合気の流量とを基にして前記バーナー（２０）の炎口（２２）に所定の空燃比の混合気が目標量送り込まれるように前記ガス量調整弁（６０）の開度と前記燃焼ファン（１３）の風量とを制御することを特徴とする燃焼装置。
【０００９】
［４］前記混合気供給通路（２１）の途中に当該通路内を流れる混合気に圧損を与える抵抗体（２６）を設け、前記バイパス通路（３０）の入口部（３１）と出口部（３２）を前記抵抗体（２６）の上流側と下流側とに分けて配置したことを特徴とする［１］、［２］または［３］記載の燃焼装置。
【００１０】
［５］前記混合気供給通路（２１）は、前記ガス量調整弁（６０）を通じて供給される燃焼ガスの流入口（２３）と前記燃焼ファン（１３）によって供給される空気の流入口（２３）とを備え、これら流入口（２３）から流入する燃焼ガスと空気とをその通路内で混合して前記バーナー（２０）の炎口（２２）に送り込むものであり、前記バイパス通路（３０）の入口部（３１）は前記燃焼ガスと前記空気とがほぼ均一に混合された後の箇所に配置されていることを特徴とする［１］、［２］、［３］または［４］記載の燃焼装置。
【００１１】
［６］前記制御部（７０）は、要求熱量を得るために必要な燃焼ガスの流量を求め、これと目標とする所定の空燃比とから前記バーナー（２０）の炎口（２２）に送り込むべき目標混合気量を求め、前記求めた流量の燃焼ガスが供給されるように前記ガス量調整弁（６０）の開度を調整し、前記バーナー（２０）の炎口（２２）に送り込まれる混合気量が前記目標混合気量になるように前記混合気量センサ（４０）によって検知された流量を基にして前記燃焼ファン（１３）の風量を制御することを特徴とする［２］、［３］、［４］または［５］記載の燃焼装置。
【００１２】
前記本発明は次のように作用する。
バイパス通路（３０）の入口部（３１）と出口部（３２）はともに、混合気をバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込む混合気供給通路（２１）内に開口しているので、バーナー（２０）に送り込まれる混合気の総流量とバイパス通路（３０）内を流れる混合気との流量比は、バーナー（２０）の目詰まり等に影響されることなく常に一定になる。
【００１３】
したがって、バイパス通路（３０）内を通る混合気の流量を混合気量センサ（４０）で検知することにより、バーナー（２０）に送り込まれる混合気の総流量を正確に求めることができる。
【００１４】
また、バーナー（２０）に送り込まれる混合気の総流量をバイパス通路（３０）に設けた混合気量センサ（４０）によって求めるとともに、混合気を生成するために供給された燃焼ガスの流量をガス量センサ（５２）によって検知する。
【００１５】
制御部（７０）は、混合気量センサ（４０）によって検知されたバイパス通路（３０）側の流量とガス量センサ（５２）によって検知された燃焼ガスの供給量とを基にして、目標とする空燃比の混合気が目標量だけバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込まれるようにガス量調整弁（６０）の開度と燃焼ファン（１３）の風量とを制御する。
【００１６】
バーナー（２０）への混合気の総流量と燃焼ガスの供給量とから空燃比を求めることができるので、これらの情報を基にして供給ガス量と燃焼ファン（１３）の風量とを調整することで、バーナー（２０）の炎口（２２）に目標とする空燃比の混合気を目標量だけ送り込むことができる。
【００１７】
また、入力される制御信号の値に応じた量の燃焼ガスを入側におけるガス圧の影響を受けずに送り出すことのできるガス量調整弁（６０）を用い、当該制御信号の値と混合気量センサ（４０）によって検知されたバイパス通路（３０）側を通る混合気の流量とを基にしてガス量調整弁（６０）の開度と燃焼ファン（１３）の風量とを制御するようにしてもよい。
【００１８】
供給されるガス圧の影響を受けないガス量調整弁を用いることにより、制御信号の値から供給されるガス量をほぼ的確に把握することができるので、ガス量センサ（５２）を別途設ける必要がなくなり、構造の簡略化と装置価格の低減を図ることができる。
【００１９】
さらに、混合気供給通路（２１）の途中に当該通路内を流れる混合気に圧損を与える抵抗体（２６）を配置し、バイパス通路（３０）の入口部（３１）と出口部（３２）とをこの抵抗体（２６）を挟んで配置する。これにより、バイパス通路（３０）側を流れる混合気の比率が高まり、混合気の流量をより的確に検知することができる。また、高感度の混合気量センサ（４０）を用いる必要がなくなり、装置価格をより一層低減することができる。
【００２０】
さらにガス量調整弁（６０）を通じて供給される燃焼ガスと燃焼ファン（１３）によって供給される空気の流入口（２３）を混合気供給通路（２１）に設け、流入口（２３）から流入する燃焼ガスと空気とを混合気供給通路（２１）内で混合してバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込む。このように混合気供給通路（２１）内で燃焼ガスと空気とを混合するので、別途、予混合室等を設ける必要がなく、装置の小型化を図ることができる。なお、バイパス通路（３０）の入口部（３１）を燃焼ガスと空気とが十分混合された後の箇所に設けるので、バーナー（２０）に供給される混合気の総量を的確に計測することができる。
【００２１】
制御部（７０）は、要求熱量を得るために必要な燃焼ガスの流量を求めるとともに、当該求めた燃焼ガスの流量と目標とする所定の空燃比とからバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込むべき目標混合気量を求める。そして、目標量の燃焼ガスが供給されるようにガス量調整弁（６０）の開度を調整し、次に、混合気量センサ（４０）の検知する流量を基にしてバーナー（２０）の炎口（２２）に送り込まれる混合気量が、目標混合気量になるように燃焼ファン（１３）の風量を制御する。これによりバーナー（２０）の炎口（２２）に目標とする空燃比の混合気を目標量だけ送り込むことができる。
【００２２】
なお、要求熱量を得るために必要な燃焼ガスの流量は、ガス種、設定温度情報、熱交換器への入水温度情報、出湯温度情報、水量センサからの流量情報等から算出される。また空燃比はガス種に応じて最適な値が選択される。ガス種は予め設定しておくか、もしくはガス量センサ（５２）によって判別するようになっている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
図１から図４は本発明の一実施の形態を示している。
図１に示すように、本実施の形態にかかる燃焼装置１０は、燃焼室１１を備えており、その下部側にバーナー２０を、上部側に熱交換器１２を有している。ここでは、燃焼装置１０として、給水を熱交換器１２で加熱し出湯する給湯器を例に説明する。
【００２４】
燃焼室１１の底部には、バーナー２０に向けて空気を送り込むための燃焼ファン１３が設けてある。燃焼ファン１３から送り出される空気は、バーナー２０およびバーナー２０の周囲等に設けた冷却口１４を通じて、燃焼室１１の上部へと送られ、熱交換器１２を経由した後、排気口１５から排出されるようになっている。
【００２５】
バーナー２０は、燃焼ガスと空気とを混合する予混合室として機能するガス供給通路２１と、ガス供給通路２１の出口部に配置された炎口部２２とを備えた燃焼器である。炎口部２２は、図２に示すように多孔質のセラミックプレートから成る。ガス供給通路２１は、燃焼ガスと空気の双方を流入するための流入口２３と、流入口２３から流入した燃焼ガスと空気とを均一に混合するために比較的狭い通路で形成された混合部２４と、混合部２４を経たのち炎口部２２全体に混合気を均一に送り込むための整流部２５とから成る。
【００２６】
整流部２５の途中には、図２に示すように小さい穴が多数空いたパンチングメタル板から成る抵抗体２６が配置されている。またガス供給通路２１の整流部２５には、その入口部３１が抵抗体２６よりも混合部２４寄りの上流側箇所に開口し、出口部３２が抵抗体２６よりも炎口部２２寄りの下流側箇所に開口したバイパス通路３０が取り付けられている。またバイパス通路３０の途中には、当該バイパス通路３０内を流れる混合気の流量を検知するための混合気量センサ４０が設けてある。
【００２７】
バーナー２０の有する流入口２３の近傍には、ガス供給管５０の吐出口５１が配置されている。吐出口５１に連通するガス供給管５０の途中には、供給するガス量を調整するためのガス量調整弁６０が設けられ、さらにガス量調整弁６０の下流側には、供給されるガス量を検知するためのガス量センサ５２が配置されている。
【００２８】
燃焼装置１０は、バーナー２０に供給される混合気の流量や空燃比の制御等を行う制御部７０を備えており、制御部７０には、燃焼ファン１３、混合気量センサ４０、ガス量センサ５２、ガス量調整弁６０等が電気的に接続されている。
【００２９】
図３は、制御部７０およびその周辺回路の構成を示している。制御部７０は、混合気の流量および空燃費を統括制御する混合気制御部７１を備えており、混合気制御部７１には各種の回路部が接続されている。このうち演算部７２は、必要なガス量や混合気量等を演算により求める回路部分である。メモリ部７３はプログラムや各種固定的データを記憶するためのＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）と、プログラムの実行中に一時的に必要になるデータを格納するためのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から構成されている。
【００３０】
また、ガス量調整弁６０および燃焼ファン１３は、それぞれ、パワーアンプ７４、アクチュエータ７５を介して混合気制御部７１に接続されている。なお、混合気制御部７１、演算部７２は、ＣＰＵ（中央処理装置）を主要部とする回路で構成されている。
【００３１】
次に作用を説明する。
バーナー２０の有する流入口２３から流入した燃焼ガスおよび空気は、混合部２４を通過する際にほぼ均一に混合され混合気になる。混合部２４を抜けて整流部２５に出た混合気の一部は分流してバイパス通路３０内を通る。残りの混合気は、多数設けられた穴を通じて抵抗体２６を通過し整流された後、バイパス通路３０を通って出口部３２から出てきた混合気とともに、炎口部２２に向かって流れる。
【００３２】
ここで、バイパス通路３０の入口部３１および出口部３２がともにバーナー２０のガス供給通路２１内に開口しているので、炎口部２２に送り込まれる混合気のうちバイパス通路３０側に分流するものと抵抗体２６を通過するものとの比率は、炎口部２２の目詰まり等の影響を受けず、常に一定になる。このため、混合気量センサ４０によって検知される流量（バイパス通路を通る混合気の流量）に所定の比率を乗じることで、炎口部２２に送り込まれる混合気全体の流量を的確に把握することができる。
【００３３】
また、整流部２５内に抵抗体２６を配し、バイパス通路３０の入口部３１と出口部３２とを抵抗体２６を挟んで設けているので、整流部２５側を流れる混合気の圧損が増え、バイパス通路３０側へ分流する混合気の比率が高まる。その結果、混合気量センサ４０の検知する流量に対して検知誤差の占める比率が少なくなり、混合気量を精度よく検知することができる。また、流量の絶対量が増すので混合気量センサ４０として高感度のものを用いる必要がなくなり、装置価格を低減することができる。
【００３４】
図４は、制御部７０の行う動作の流れを示している。まず、制御部７０は、必要なガス量を演算により求める（ステップＳ１０１）。すなわち、ガス種、出湯すべき湯温である設定温度、図示しない入水サーミスタや出湯サーミスタによって検知された給水温度と出湯温度、さらにこれまた図示しない水量センサによって検知された給水の流量とから、設定温度の湯を要求量だけ出湯するために必要な燃焼ガスの供給量を求める。なお、ガス種は、仕向地ごとに出荷時に予め設定しておくか、もしくはガス量センサ５２を用いて自己判別するようになっている。
【００３５】
次に、ガス種と必要なガス供給量とを基にして、理想の空燃比の混合気を得るための風量を求め（ステップＳ１０２）、当該風量になるであろう初期値で燃焼ファン１３を駆動する（ステップＳ１０３）。その後、ガス量調整弁６０を開き、ガス量センサ５２で検知されるガス量が、先に求めたガス供給量と一致するようにガス量調整弁６０の開度を設定する（ステップＳ１０４）。
【００３６】
これにより、燃焼ガスと空気の混合した混合気がガス供給通路２１を通じてバーナー２０の炎口部２２に送り込まれるとともに、混合気の一部がバイパス通路３０に分流しその流量が混合気量センサ４０によって検知される。制御部７０の演算部７２は、混合気量センサ４０によって検知された混合気の流量と、ガス量センサ５２によって検知されたガス流量とから、目標とする理想の空燃比が得られているか否かを判定する（ステップＳ１０５、Ｓ１０６）。そして目標とする空燃比が得られていない場合には、燃焼ファン１３によって送り込む風量を、増減する（ステップＳ１０７）。
【００３７】
すなわち、制御部７０は、混合気量センサ４０の検知する流量に一定の比率を乗じることで炎口部２２に実際に送り込まれる混合気の総流量を求める。一方、ガス量センサ５２の検知するガス供給量と目標の空燃比とから、当該目標の空燃比になった場合における混合気の総流量を演算で求める。そして、演算で求めた混合気の総流量と、炎口部２２に実際に送り込まれる混合気の総流量とを比較し、これらが等しくなるように燃焼ファン１３の風量を制御する。
【００３８】
このように、炎口部２２に送り込まれる混合気のうちバイパス通路３０側に分流するものと抵抗体２６を通過するものとの比率が炎口部２２の目詰まり等の影響を受けず常に一定なので、混合気量センサ４０の検知する流量とガス量センサ５２の検知するガスの供給量とを基に燃焼ファン１３の風量を制御することで、理想の空燃比の混合気を必要な量だけ的確に送り込むことができる。
【００３９】
次に、燃焼ガスの供給量を、ガス量調整弁に与える制御信号の値から認識する場合について説明する。ガス供給管５０を通じて供給される燃焼ガスのガス圧は、各種の要因によって変動する。したがって、制御信号の値を基に燃焼ガスの供給量を認識するには、設定された弁の開度がガス圧によって変動しない機能を備えたガス量調整弁を用いる必要がある。ここでは、このような機能を備えたものとして図５に示す比例弁２００を用いる。
【００４０】
比例弁２００は、可動コイル２０１に比例弁電流を流すことで生じる力によって弁体２０２を移動させ、流路を開閉するようになっている。弁体２０２はダイヤフラム２０３によって支持されている。入側からのガス圧（矢印２０４）は、弁体２０２に対しては開度が大きくなる方向に作用するが、同じガス圧がダイヤフラム２０３に加わることによって、弁体２０２はその開度が小さくなる方向に引き戻される。したがって、弁体２０２に加わるガス圧とダイヤフラム２０３に加わるガス圧によって弁体２０２の移動量が相殺され、比例弁２００の開度は、制御信号である比例弁電流のみに依存し、ガス圧に影響されない。
【００４１】
比例弁電流の値によって燃焼ガスの供給量を認識する場合には、図１に示すガス量調整弁６０に代えて比例弁２００を用いるとともに、ガス量センサ５２を取り去ることができる。
【００４２】
なお、図６に示すように、遠心ファンである燃焼ファン２１０の中心部にガス供給管５０の吐出口５１を配置すれば、燃焼ガスと空気とを燃焼ファン２１０で攪拌し混合してバーナー２０に送り出すことができるので、図１に示す混合部２４を設ける必要がなく、装置の小型化を図ることができる。
【００４３】
以上説明した実施の形態では、バイパス通路３０の入口部３１と出口部３２とを抵抗体２６を挟んでその両側に配置したが、混合気の通る流路の断面積が比較的小さく、圧力差の生じやすい形状を成している場合には、抵抗体２６を必ずしも設ける必要はない。また高感度の混合気量センサ４０を用いる場合には、抵抗体２６を設けなくても混合気の流量を的確に計測することができる。
【００４４】
実施の形態では、炎口部２２に供給する混合気全体を１つのガス供給通路２１を通じて送り込む形式のバーナー２０を示したが、炎口部２２が複数に区分けされ、それぞれに個別の供給路を通じて混合気を送り込む形式のバーナーを用いる場合には、いずれか１つの供給路にバイパス通路３０および混合気量センサ４０を設けて空燃比等の制御を行うようにしてもよい。すなわち、複数のうちの１つあるいは２つの供給路において検知した混合気の流量を全体の代表値として用い、燃焼ファンの風量等を制御するようにしてもよい。
【００４５】
また、実施の形態では、混合気量センサ４０によって流量を直接検出するようにしたが、入口部３１と出口部３２との差圧を検知し、当該差圧とバイパス通路３０の形状によって定まる所定の値とから混合気の流量を求めるようにしてもよい。
【００４６】
なお、実施の形態では、燃焼装置として給湯器を例に説明したが、燃焼ガスと空気とを予め混合した混合気を炎口に送り込む燃焼器を備えたものであれば良く、給湯器に限るものではない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明にかかる燃焼装置によれば、混合気をバーナーの炎口に送り込む混合気供給通路内にバイパス通路の入口部と出口部の双方を開口させたので、バーナーに送り込まれる混合気の総流量とバイパス通路内を流れる混合気の流量比が常に一定になる。その結果、バーナーに送り込まれる混合気の総流量をバイパス流路内に設けた混合気量センサの検知する流量を基にして、バーナーの目詰まり等の影響を受けることなく的確に求めることができる。
【００４８】
さらに、混合気量センサによって検知したバイパス通路側の流量とガス量センサによって検知した燃焼ガスの供給量とを基にしてガス量調整弁の開度と燃焼ファンの風量とを制御することにより、バーナーの炎口に目標とする空燃比の混合気を目標量だけ的確に送り込むことができる。
【００４９】
また、制御信号の値に応じた量の燃焼ガスを供給されるガス圧の影響を受けずに送り出すことのできるガス量調整弁を用い、その制御信号の値によって供給されるガス量を認識するものでは、ガス量センサが不要になり、構造の簡略化と装置価格の低減を図ることができる。
【００５０】
さらに、バイパス通路の入口部と出口部とを抵抗体の上流側と下流側に分けて配置したものでは、抵抗体の圧損によりバイパス通路側に分流する混合気の比率が高まり、より正確に混合気の流量を検知することができるとともに高感度の混合気量センサを用いる必要がなくなり、装置価格をより一層低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の有する抵抗体等を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の有する制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の有する制御部が行う動作の流れを示す流れ図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る燃焼装置の有する比例弁を示す断面図である。
【図６】燃焼装置の他の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…燃焼装置
１１…燃焼室
１３、２１０…燃焼ファン
２０…バーナー
２１…ガス供給通路部
２２…炎口部
２３…流入口
２４…混合部
２５…整流部
２６…抵抗体
３０…バイパス通路
３１…入口部
３２…出口部
４０…混合気量センサー
５０…ガス供給管
５１…吐出口
５２…ガス量センサ
６０…ガス量調整弁
７０…制御部
７１…混合気制御部
７２…演算部
７３…メモリ部
２００…比例弁
２０１…可動コイル
２０２…弁体
２０３…ダイヤフラム
Claims (6)
- 燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナーの炎口に送り込む燃焼装置において、
燃焼ガスと空気の混合された混合気を前記バーナーの炎口に送り込むための混合気供給通路と、前記混合気供給通路内にその入口部および出口部の開口したバイパス通路と、前記バイパス通路の途中に配置された混合気量センサとを備え、前記バイパス通路の出口部は前記入口部よりも前記バーナーの炎口寄りの下流側箇所に開口し、
前記混合気量センサは、前記混合気供給通路に流れ込む混合気のうち前記バイパス通路側に分流した混合気の流量を計測するものであることを特徴とする燃焼装置。 - 燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナーの炎口に送り込む燃焼装置において、
燃焼ガスと空気の混合された混合気を前記バーナーの炎口に送り込むための混合気供給通路と、前記混合気を生成するために供給する燃焼ガスの流量を調整するガス量調整弁と、前記ガス量調整弁を通じて供給される燃焼ガスの流量を検知するガス量センサと、前記混合気を生成するための空気を供給する燃焼ファンと、前記混合気供給通路内の所定箇所に開口した入口部と前記混合気供給通路内の前記入口部よりも前記バーナーの炎口寄りの下流側箇所に開口した出口部とを有するバイパス通路と、前記バイパス通路内を流れる混合気の流量を検知する混合気量センサと、前記ガス量調整弁の開度および前記燃焼ファンの風量を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記混合気量センサによって検知された混合気の流量と前記ガス量センサによって検知された燃焼ガスの流量とを基にして前記バーナーの炎口に所定の空燃比の混合気が目標量送り込まれるように前記ガス量調整弁の開度と前記燃焼ファンの風量とを制御することを特徴とする燃焼装置。 - 燃焼ガスと空気とを予め混合してバーナーの炎口に送り込む燃焼装置において、
燃焼ガスと空気の混合された混合気を前記バーナーの炎口に送り込むための混合気供給通路と、前記混合気を生成するために供給する燃焼ガスの流量を調整するガス量調整弁であって入力された制御信号の値に応じた量の燃焼ガスをその入側におけるガス圧の影響を受けずに送り出すことのできるものと、前記混合気を生成するための空気を供給する燃焼ファンと、前記混合気供給通路内の所定箇所に開口した入口部と前記混合気供給通路内の前記入口部よりも前記バーナーの炎口寄りの下流側箇所に開口した出口部とを有するバイパス通路と、前記バイパス通路内を流れる混合気の流量を検知する混合気量センサと、前記ガス量調整弁の開度および前記燃焼ファンの風量を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記制御信号の値と前記混合気量センサによって検知された混合気の流量とを基にして前記バーナーの炎口に所定の空燃比の混合気が目標量送り込まれるように前記ガス量調整弁の開度と前記燃焼ファンの風量とを制御することを特徴とする燃焼装置。 - 前記混合気供給通路の途中に当該通路内を流れる混合気に圧損を与える抵抗体を設け、前記バイパス通路の入口部と出口部を前記抵抗体の上流側と下流側とに分けて配置したことを特徴とする請求項１、２または３記載の燃焼装置。
- 前記混合気供給通路は、前記ガス量調整弁を通じて供給される燃焼ガスの流入口と前記燃焼ファンによって供給される空気の流入口とを備え、これら流入口から流入する燃焼ガスと空気とをその通路内で混合して前記バーナーの炎口に送り込むものであり、前記バイパス通路の入口部は前記燃焼ガスと前記空気とがほぼ均一に混合された後の箇所に配置されていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の燃焼装置。
- 前記制御部は、要求熱量を得るために必要な燃焼ガスの流量を求め、これと目標とする所定の空燃比とから前記バーナーの炎口に送り込むべき目標混合気量を求め、前記求めた流量の燃焼ガスが供給されるように前記ガス量調整弁の開度を調整し、前記バーナーの炎口に送り込まれる混合気量が前記目標混合気量になるように前記混合気量センサによって検知された流量を基にして前記燃焼ファンの風量を制御することを特徴とする請求項２、３、４または５記載の燃焼装置。
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| JP32581997A JP3722252B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 燃焼装置 |
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| JP32581997A JP3722252B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 燃焼装置 |
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| JPH11159745A (ja) | 1999-06-15 |
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