JPH0215772B2 - - Google Patents

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JPH0215772B2
JPH0215772B2 JP58199387A JP19938783A JPH0215772B2 JP H0215772 B2 JPH0215772 B2 JP H0215772B2 JP 58199387 A JP58199387 A JP 58199387A JP 19938783 A JP19938783 A JP 19938783A JP H0215772 B2 JPH0215772 B2 JP H0215772B2
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JP
Japan
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gas
variable
air
damper
secondary air
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JP58199387A
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English (en)
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JPS6091134A (ja
Inventor
Hideo Uematsu
Yoshio Yamamoto
Takeshi Natsumeda
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP58199387A priority Critical patent/JPS6091134A/ja
Publication of JPS6091134A publication Critical patent/JPS6091134A/ja
Publication of JPH0215772B2 publication Critical patent/JPH0215772B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/02Air or combustion gas valves or dampers
    • F23N2235/06Air or combustion gas valves or dampers at the air intake
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/12Fuel valves
    • F23N2235/14Fuel valves electromagnetically operated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2237/00Controlling
    • F23N2237/16Controlling secondary air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明はバーナの燃焼特性に応じてその空燃比
制御特性を改善したガス燃焼制御装置に関する。 従来例の構成とその問題点 従来この種のガス燃焼制御装置として、ゼロガ
バナー方式が良く知られている。この方式は、機
械式ガバナーを使用しているために、弁部その他
の摩擦力、ヒステリシスが大きく発生し、そのた
めに特に燃焼量を低下させた時に制御誤差が大き
くなり燃焼の調節範囲を広くとれないという問題
があつた。 一方、機械式ガバナーにかわつて差圧センサ、
ガス圧力比例制御弁等を使つた制御精度の優れた
ガス燃焼制御装置がある。その例(公知ではな
い)を第1図に示すと、1Aは燃焼用空気を供給
する空気側通路、1Gは燃焼用ガスを導びくガス
側通路、2はガス圧力比例制御弁等のガス量調節
手段である。3は定格インプツトを所定の圧力で
流す場合に、ガス種に応じてその絞り開度を可変
調節できるように構成した調節型ガスノズル、4
は燃焼用に必要な空気を供給する送風機、5は送
風機4の回転数を可変制御するための空気量調節
手段、6は1次空気通路、7は2次空気通路、8
は定格インプツトにおいて、1次空気量を定める
可変1次空気絞り、9はガスと空気を低圧力損失
で混合するための、ベンチユリー管形状で構成し
た混合部である。 そして10は2次空気通路7に配設された2次
空気量調節用の可変2次空気ダンパーで10aの
回転軸を支点としてガス種に対応して調節され
る。11は調節型ガスノズルと可変1次空気絞り
との上流側の圧力差を検出する差圧センサ、12
は差圧センサ12の信号を受けてガス量調節手段
2を制御する電気制御部である。 また、13はバーナ、14は熱交換器である。 このような構成における空燃比制御の基本的負
荷に対応した送風機4の送風圧PA、(すなわち可
変1次空気絞り8の上流側の圧力)と、調節型ガ
スノズル3の上流側圧力PGとの圧力差が零にな
るようにPA及びPGの圧力差を差圧センサ11で
常時検出して、ガス量調節手段2を制御し燃焼量
を変化させた場合でも、その空燃比(空気過剰
率、以下空気過剰率mと呼ぶ)を一定に制御する
ものである。ところでこの場合、完全燃焼に必要
な空気量のすべてを一次空気として混合させる全
一次空気式バーナの場合には、燃焼量を可変して
も空気過剰率mはほぼ一定に制御されるが、一次
空気と二次空気を分離して供給するブンゼン式バ
ーナのような場合には必ずしもその1次空気比
PA%と空気過剰率mは一定には制御できず、例
えば、第2図に示したように低燃焼域ほど、1次
空気比PA%が減少する一方、空気過剰率mは逆
に上昇する傾向にあつた。したがつてバーナ13
の燃焼特性にもよるが、安定燃焼域(例えばプロ
パンガスではPA%が減少するとイエロー炎にな
り完全燃焼しにくくなる)がそれだけ制限される
ことになり、燃焼範囲を広くとれないという問題
点を有していた。 発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、
空燃比制御特性すなわち1次空気比及び空気過剰
率特性を改善して燃焼量の調節範囲の拡大を図る
ことを目的とする。 発明の構成 本発明は調節型ガスノズルの上流側と、可変1
次空気絞りの上流側との圧力差を検出する差圧セ
ンサを備え、この差圧センサ出力でガス量調節手
段、または空気量調節手段のいずれか一方を、ま
たは両方を電気制御部で制御するように構成し、
かつ、燃焼に必要な1次空気量と、2次空気量を
調節型ガスノズルと可変1次空気絞り、及び可変
2次空気ダンパで設定し、かつ燃焼量を可変させ
たときにそれに対応して2次空気通路面積を自動
可変する動圧可変ダンパを設けたものである。 この構成によつて、燃焼量を調節した場合でも
バーナの1次空気比と空気過剰率が一定になる。 実施例の説明 以下本発明の一実施例を第3図、第4図を用い
て説明する。 第3図において、第1図と同一構成要素につい
ては同一番号を付し説明は省略する。15は2次
空気流れの動圧で回転軸15aを支点にして傾動
する動圧可変ダンパであり、16は最大燃焼量か
ら最小燃焼量の領域で、空気過剰率mを一定にな
るように動圧可変ダンパ15の回転角度と対応さ
せながら実験的にもとめた固定2次空気絞り板で
ある。 上記構成において、1次空気比PA%が低燃焼
域ほど低下する現象を防止する手段としては、差
圧センサ11の電気制御部12に電気的にPA
PG+Sになるようなオフセツト値Sを与えてお
き更に、燃焼量を調節しても、すなわち第3図に
おいて、空気量調節手段5を調節しても、差圧セ
ンサ11の出力が零になるように電気制御部12
で圧力比例弁等のガス量調節手段2を制御する。 第3図の一実施例では空気量先導で、ガス量調
節手段2が差圧センサ11の出力で追従制御され
る場合を示しているが、逆にガス量先導で、空気
量調節手段5が差圧センサ11の出力で追従制御
されるように構成しても良い(図示せず)。 また、空気量先導で、差圧センサ11の出力に
よるガス量追従制御をしている場合に、ガス量が
供給ガス量不足等の異常原因により空気量に追従
しない場合が予測される時には、この同じ差圧セ
ンサ11の出力により、空気量調節手段5を空気
量が減少させるように制御する構成にしても良い
(図示せず)。このようにすると低燃焼域になるに
したがいPAとPGの比PA/PGは1より増大するの
で、1次空気量が増加し、したがつて最大燃焼か
ら最小燃焼の間の領域ではほゞ1次空気比PA%
を一定になるように制御できる。また一方、この
ように1次空気比PA%を一定になるように補正
制御すると、送風機4の送風圧PAが、相対的に
高くなるから空気過剰率mは、低燃焼域ほど更に
急増大するようになる。 したがつて、2次空気通路7の入口付近に動圧
可変ダンパ15と固定2次空気絞り板16を配設
すると燃焼量が大なるときは2次空気流れの動圧
で、動圧可変ダンパー15は大きく傾き、また、
燃焼量が小になるに従がい、その傾きは小さくな
る。すなわち2次空気通路断面積大から小にまた
換言すれば2次空気通路抵抗を小から大に自動的
に変えられることになる。 故に、空気過剰率mは燃焼量を調節してもほゞ
一定に制御できるという効果がある。 なお、1次空気比PA%と燃焼量の関係は、理
論的に次のような関係にある。 調節型ガスノズル上流側の圧力をPG、可変1
次空気絞り8の上流側圧力をPA、混合部9にお
ける燃焼ガスと1次空気の合流点の共通圧力を
PM、調節型ガスノズル3から噴出するガス量を
QG、可変1次空気絞り8から流れ込む1次空気
量をQAとすると、QG=K1GM、QA=K2
PA−PM、ただし、K1、K2は比例定数である。
又、理論空気量QA0はK3を定数としてQA0=K3
QG=K3・K1GMである。よつて1次空気比
PA%は
【式】然るに K4=K2/K3・K1とおき、また、PA=PG+Sだから で表わされる。(1)式から明らかなように、低燃焼
量ほど、PG−PMが急激に減少するから1次空気
比PA%が増大するように作用し、したがつてオ
フセツトSを適当な値に設定すれば、燃焼量を調
節しても1次空気比PA%は、第2図に示した従
来例のように、低燃焼域ほど低下することなく
ほゞ一定値に制御できる。 次に本発明の他の実施例を第5図を用いて説明
する。第5図イにおいて前記実施例と相違する点
は動圧可変ダンパ15をガス種対応の可変2次空
気ダンパ10の後流に配設したことである。 ロはガス種対応の可変2次空気ダンパ10の
ほゞ中央を2次空気が通り抜けるように穴を設け
て更にその先端に動圧可変ダンパ15の回転軸1
5aを配設して、前記穴を通過した2次空気の動
圧によつて傾動するように構成したもの、 ハはガス種対応の可変2次空気ダンパ10の先
端に動圧可変ダンパ15の回転軸15aを配設し
たことはロの場合と同様であるが、うず巻バネ1
7を回転軸15aに配設してこのバネ力と2次空
気の動圧がバランスするように構成したもの、 ニはガス種対応の可変2次空気ダンパ10と動
圧可変ダンパ15を1板のダンパで構成し、した
がつてその回転軸10a,15aを同一にし、更
にうず巻バネ17を配設して、このバネ力と2次
空気の動圧がバランスするように構成したもので
ある。なお、ガス種対応時には、可変2次空気ダ
ンパ10、うず巻バネ17等をセツトにして全体
を調節するように構成した(図示せず)ものであ
る。 これらの構成によつても前記実施例と同様に、
空気過剰率mを燃焼量を調節してもほゞ一定に自
動的に制御できる。 発明の効果 本発明によれば、2次空気通路内に2次空気の
流れ速度すなわちその動圧によつて傾動し2次空
気通路抵抗を自動的に調節する動圧可変ダンパを
配設することにより、燃焼量を調節しても空気過
剰率をほぼ一定に制御できる。すなわち動圧可変
ダンパーの取付位置、形状等を適当に選択すれ
ば、燃焼量と空気過剰率の特性を任意に定めら
れ、かつ、バーナの安定燃焼限界内に入るよう設
定でき、したがつて、従来よりも燃焼量の調節範
囲の広い燃焼機器の実現を可能にし、さらに、構
成がきわめてシンプルにできるので安価に実現で
きるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のガス燃焼制御装置の一部断面を
含む構成図、第2図は従来の同装置の制御特性
図、第3図は本発明のガス燃焼制御装置の一部断
面を含む構成図、第4図は同装置の制御特性図、
第5図イ,ロ,ハ,ニは同装置の他の実施例の要
部断面図である。 1G……ガス側通路、1A……空気側通路、2
……ガス量調節手段、3……調節型ガスノズル、
4……送風機、5……空気量調節手段、6……1
次空気通路、7……2次空気通路、8……可変1
次空気絞り、9……混合部、10……可変2次空
気ダンパ、11……差圧センサ、12……電気制
御部、15……動圧可変ダンパ、17……バネ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガス側通路には、ガス量調節手段と調節型ガ
    スノズルを、空気側通路には、燃焼用空気を供給
    する送風機と空気量調節手段を設け、この送風機
    の下流を1次空気通路と2次空気通路に分岐し、
    前記1次空気通路には、可変1次空気絞りと、こ
    の可変1次空気絞りと前記調節型ガスノズルとの
    下流で合流して、ガスと空気を混合する混合部と
    を配設するとともに、前記2次空気通路には、ガ
    ス種対応の可変2次空気ダンパと、2次空気流れ
    の動圧で傾動する動圧可変ダンパを配設し、前記
    調節型ガスノズルの上流圧力と前記可変1次空気
    絞りの上流圧力との圧力差に対応した電気信号を
    出力する差圧センサを具備して、この差圧センサ
    の出力信号で前記ガス量調節手段、空気量調節手
    段の少なくとも一方を制御する電気制御部からな
    るガス燃焼制御装置。 2 ガス種対応の可変2次空気ダンパの先端に垂
    設、傾動するよう設けられた動圧可変ダンパを有
    する特許請求の範囲第1項記載のガス燃焼制御装
    置。 3 ガス種対応の可変2次空気ダンパの先端で2
    次空気流れの動圧とバランスして傾動させ、かつ
    バネを併設した動圧可変ダンパーを有する特許請
    求の範囲第1項記載のガス燃焼制御装置。 4 バネを併設して可変2次空気ダンパと動圧可
    変ダンパーを一体に構成した特許請求の範囲第1
    項記載のガス燃焼制御装置。
JP58199387A 1983-10-25 1983-10-25 ガス燃焼制御装置 Granted JPS6091134A (ja)

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JP58199387A JPS6091134A (ja) 1983-10-25 1983-10-25 ガス燃焼制御装置

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JPS6091134A JPS6091134A (ja) 1985-05-22
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