JPH0135251B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は室内開放型の燃焼装置に関し、更に詳
細には燃焼状態を検知して燃焼装置の作動を制御
する室内開放型の燃焼装置に関する。

従来、この種の予混合燃焼装置は、その一例が
第１図に示されるように構成されていた。すなわ
ち、第１図は液体燃料の気化予混合方法による室
内開放型の燃焼装置を示し、符号１は送風機（図
示せず）より供給される空気の調節コツク、２は
気化室３への空気の供給管でありその先端部はノ
ズル状に形成されている。４は定油面器５より燃
料を気化室３即ち混合室へ供給する燃料供給管
で、その先端部は針状に形成され、６は前記空気
供給管２内の静圧を定油面器５に加圧する加圧管
である。これら符号１，２，４〜６で示される部
分で熱料および燃焼用空気の供給装置を構成す
る。また、７は燃焼器本体であり、壁中に予熱ヒ
ータ８が埋設されている。そして、火炎１０は炎
孔板９上に形成され、フレームロツド１１により
火炎中のイオン電流を検出する。１２は電流検出
用交流電源、１３は検出部である。

叙上のように構成された従来の室内開放型の予
混合燃焼装置によれば、予熱ヒータ８により燃焼
器本体７が所定の温度に加熱される。次に、図示
されていない送風機により送気される燃焼用空気
が調節コツク１を経由して空気供給管２より供給
されると、空気供給管２内の静圧が増大して、定
油面器５を介して燃料供給装置４より燃料が供給
される。この燃料は空気流のせん断力により微粒
化され、燃焼器本体の高温壁面上で瞬時に気化さ
れ、空気と充分に予混合されて、着火装置（図示
せず）により着火し、炎孔板９上に安定な火炎１
０を形成する。

このようにして火炎が形成されると、フレーム
ロツド１１にイオン電流が流れその整流特性によ
り火炎の存在を検知する。このような構成では、
万一吹消えや逆火が生じた場合には、イオン電流
値が検知限界以下になり、失火を確認し、制御装
置（図示せず）を介して瞬時に送風機を停止さ
せ、燃料供給を断つことができ、安全性の高い燃
焼装置を提供することができる。

ところが、このような燃焼装置を室内換気が不
充分な部屋で用いた場合の室内CO₂濃度とCO濃
度およびイオン電流の関係を第２図に示すと、当
該第２図から明らかなように、空気中のCO₂濃度
が増加すると、次第に火炎が不安定になり炎孔板
から離れる（リフトする）ようになり、イオン電
流が次第に減少して行き、ついに吹消えを起して
消炎する。この直前にイオン電流は急減するの
で、これを検知することにより、消炎時には燃焼
を停止させる安全性の高い燃焼装置を得ていた。

イオン電流の検知限界は、製品のバラツキ、室
温変化等の変動要因を考慮し、誤動作しない程度
に選ぶ必要があるため定常燃焼時の10％程度に設
定されている。しかし、着火性が良好で且つ信頼
性の大きい高安定バーナーでは、室内の酸素濃度
が低下しても、火炎が炎孔板よりリフトしにく
く、イオン電流の減少割合は小さい。従つて、イ
オン電流による火炎検知回路では吹消え等の消炎
を検知できる程度であり、室内換気が不充分で、
万一酸素不足になつた場合にわずかのイオン電流
減少を検知して燃焼を停止させることは困難であ
つた。

本発明は、前述の如き従来装置における安全
性、信頼性を一層高めるべくなされたもので、イ
オン電流回路に光検出素子を電気的に接続し、こ
の光検出素子を火炎に臨ませて配置することによ
り、イオン電流回路の検出感度が向上するよう作
用させ、室内の酸素が不足する前に燃焼を停止す
る室内開放型の燃焼装置を提供することを目的と
するものである。

以下、本発明をその好適な実施例につき図面を
参照して説明する。当該実施例を示す第３図は、
第１図に示された従来装置を改良した本発明に係
る室内開放型の予混合燃焼装置を示し、従つて、
図中第１図と同一部分又は相当部分は同一符号を
付してその説明を省略する。

本発明の前記実施例における室内開放型の予混
合燃焼装置は、炎孔板９の近傍即ち火炎を臨む位
置に光検出素子１４が配置されている。この実施
例においてこの光検出素子１４はCd_Sであり、こ
のCd_Sは、フレームロツド１１、電流検出用交流
電源１２、検出部１３およびこれらを電気的に接
続するイオン電流回路から成るイオン電流検出装
置のそのイオン電流回路に直列に接続され、その
Cd両端の電圧がイオン電流値と共に検出部１３
によつて検知される。そして、この検出部１３
は、送風機等の運転を制御する制御装置（図示せ
ず）に電気的に接続されている。

このように構成された本発明の実施例装置の作
動について説明すると、火炎の形成は第１図に示
された従来装置と同様に行なわれる。しかし、万
一酸欠状態になり排ガスが再循環された場合、混
合気中の酸素濃度が減少し、第４図に示されるよ
うに火炎が黄炎になり多量の光を放出する。その
ため、Cd_Sの抵抗が大幅に減少する。従つて、イ
オン電流が僅かの減少しか示さない場合でもCd_S
両端電圧は大幅に低下するので高安定バーナーで
も確実に酸欠を検出できる。

第５図には、本発明の室内開放型の予混合燃焼
装置における初期一次空気μ（供給空気量／理論
空気量）0.7〜0.9の場合のCO₂（％）とCd_S両端電
圧との関係が示されている。これによると、黄炎
が生じるCO₂（％）に達すると、Cd_S抵抗が大幅に
低下するので燃焼状態の検知がし易いことが判
る。また、初期一次空気率μが大きい場合（μ
1.0）など、CO₂（％）が増大しても黄炎になりに
くい領域では火炎がリフトし易すく、低CO₂（％）
領域で吹消えが生じるので、Cd_S両端電圧はやは
り大幅に変わり、著しい酸素不足になる前に燃焼
を停止することができる。

更に、本発明の前記実施例では、光量によつて
抵抗の変化するCd_Sを用いた例を示したが、叙上
の説明からも判るように、酸素不足時には予混合
炎は黄炎となり、多量の光を放出するので、これ
を検出できるもの、例えばホトトランジスタ、ホ
トダイオード、太陽電池等を用いる組合わせでも
同一効果が得られることは明らかである。この場
合、例えば、光量に応じた起電力を発生する太陽
電池では、イオン電流検知回路にその起電力に反
比例した電圧を印加したり、或いはホトトランジ
スタなどの電流制御素子ではイオン電流と逆方向
に電流が流れるように構成すれば、酸欠時の黄炎
発生に応じて、イオン電流値を実質的に低下させ
ることができる。

尚、第３図に示された実施例では、空気圧をか
けて燃料を供給する方式について説明したが、燃
料供給を重力やポンプを利用する方式、或いは気
体燃料を用いた燃焼装置であつても制御装置との
連動によつて電磁弁又はその他の手段により燃料
供給を停止することにより本発明の構成を適用す
ることができる。

以上説明したように本発明によれば、火炎に臨
ませて配置された光検出素子をイオン電流回路に
電気的に接続しているのでイオン電流検出装置の
検出感度を向上し、イオン電流回路とCd_Sなどに
よる光検出装置を単に併用してそのいずれか一つ
の検出装置で燃焼を停止させるものと全く異な
り、燃焼停止に対する安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の室内開放型予混合燃焼装置を部
分的に切断して示す概略的な構成図、第２図は第
１図に示された従来の予混合燃焼装置によるCO₂
（％）とCO濃度およびイオン電流値の関係を示す
グラフ、第３図は本発明の室内開放型予混合装置
の一実施例を第１図と同様にして示す概略的な構
成図、第４図はCO₂（％）と火炎からの光量の関
係を示すグラフ、第５図は本発明に係る第３図に
示された本発明に係る予混合燃焼装置において
CO₂（％）とCd_S両端電圧（Cd_S抵抗×イオン電流）
値の関係を示すグラフである。 １は空気調節コツク、２は空気供給管、４は燃
料供給装置、５は定油面器、６は加圧管、７は燃
焼器本体、１０は火炎、１１はフレームロツド、
１２は電流検出用交流電源、１３は検出部、１４
は光検出素子。なお、図中同一参照符号は同一部
分又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 火炎中に生じるイオン電流を検出するイオン
   電流回路を備え、このイオン電流回路の電流値変
   化により、燃焼器本体への燃料供給を制御するも
   のにおいて、前記イオン電流回路に光検出素子を
   電気的に接続し、この光検出素子を火炎に臨ませ
   て配置したことを特徴とする室内開放型の燃焼装
   置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の燃焼装置にお
   いて、前記光検出素子としてCd_S用い、このCd_S
   を前記イオン電流回路に直列に接続したことを特
   徴とする室内開放型の燃焼装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の燃焼装置にお
   いて、前記光検出素子として太陽電池等の光量に
   応じた起電力を発生する素子を用い、前記イオン
   電流回路へ起電力に反比例した電圧を印加するこ
   とを特徴とする室内開放型の燃焼装置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の燃焼装置にお
   いて、前記光検出素子としてホトトランジスタ等
   の光量に応じた電流を流す素子を用い、この電流
   が前記イオン電流回路に流れるイオン電流と逆方
   向に流れるようにしたことを特徴とする室内開放
   型の燃焼装置。