JPH0330774B2 - - Google Patents

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JPH0330774B2
JPH0330774B2 JP59223888A JP22388884A JPH0330774B2 JP H0330774 B2 JPH0330774 B2 JP H0330774B2 JP 59223888 A JP59223888 A JP 59223888A JP 22388884 A JP22388884 A JP 22388884A JP H0330774 B2 JPH0330774 B2 JP H0330774B2
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blower
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    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23N5/003Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • F23N5/006Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23N2233/04Ventilators in stacks with variable speed
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    • F23N2237/02Controlling two or more burners

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  • 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)
  • Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は主バーナに全一次空気燃焼式バーナを
用いたガス器具の燃焼安全装置に関する。
(従来の技術) 従来、酸欠対策用の燃焼安全装置として、バー
ナに熱電対を臨ませてこの熱電対の出力によりガ
ス供給路に設けられた電磁弁を開弁保持させ、酸
欠時の炎のリフトによる熱電対からの炎の離脱に
伴う出力の低下で電磁弁を閉弁させて燃焼を停止
させるようにしたものは知られるが、全一次空気
燃焼式のバーナを用いるガス器具であつて、この
バーナに一次空気を強制的に供給する送風機を設
け、空気過剰率(供給空気量/理論空気量)を
1.0以上に設定して燃焼させるものでは、常に空
気過剰の状態で燃焼するため酸欠の状態となつて
いるにもかかわらず正常に燃焼し、バーナに熱電
対を臨ませても酸欠時にその出力はあまり低下せ
ず酸欠燃焼を検知することが困難であり、そこで
かかるガス器具では、酸欠時における炎の変化を
生じ易い例えばブンゼン式の副バーナを設け、こ
の副バーナに臨ませた熱電対の出力により電磁弁
を開閉制御するようにしている。この場合、熱電
対の出力の空気中の酸素濃度の変化に対する変化
特性は使用するガス種によつて異なり、更に同一
ガス種に属するガスであつても日本ガス器具検査
協会で各ガス種について規定する1ガス(赤火、
ススの発生及びCO濃度を測定するガス)、2ガス
(逆火性をテストするガス)、3ガス(リフト及び
ブローオフをテストするガス)のテストガスで異
なつた変化特性を示す。
第8図は13Aのガス種について規定される1
ガス(CH485%−c3H815%)、2ガス(H230%−
CH455%−c3H815%)、3ガス(CH498%−N22
%)の各テストにおける熱電対の出力の変化特性
を示し、線lが1ガス、線mが2ガス、線nが3
ガスである。尚理論空気量(空気量/ガス量)
は、1ガスが11.72、2ガスが9.533、3ガスが
9.364であり、単位体積当りの発熱量は3ガス<
2ガス<1ガスの順に大きくなり、これに対応し
て出力が3ガス<2ガス<1ガスの順に全体的に
レベルアツプする。
従つて、1ガス使用時に空気中の酸素濃度が例
えば18%以下になつたとき燃焼が停止されるよう
熱電対の出力に対する基準値Sを設定すると、2
ガス、3ガスでは空気中の酸素濃度が18%以上と
比較的高い状態であつても熱電対の出力が基準値
Sを下廻つて燃焼が不必要に停止されてしまう。
この場合、基準値を調整して同一酸素濃度で燃焼
を停止させることは可能であるが、実際に家庭に
供給されるガスの種類はこれらテストガスに対応
する成分差を含む比較的広い成分範囲で区別され
ており、使用者が同一ガス種での成分差による熱
電対の出力特性の変化に対応して基準値を調整す
ることは実際上不可能である。
ここで全一次空気燃焼式のバーナに臨ませた熱
電対の出力は上記の如く空気中の酸素濃度が変化
してもあまり変化せず、且つ3ガス<2ガス<1
ガスの順にレベルアツプされることが予想される
から、この出力を基準値として利用し、すなわち
主バーナに臨ませた第1熱電対の出力と、副バー
ナに臨ませた第2熱電対の出力とを比較器で比較
し、第2熱電対の出力が第1熱電対の出力を下廻
つた時電磁弁を閉じるようにして、何れのテスト
ガスでも同一酸素濃度で燃焼を停止し得るように
することが考えられる。
しかし、上記のように1ガス、2ガス、3ガス
で理論空気量が異なることから、送風機の回転数
を各テストガスに応じて変化させないと空気過剰
率が変化してしまい、主バーナの燃焼状態が不安
定になつたり、又第1熱電対の出力が各テストガ
スに応じて予定通りレベルアツプやレベルダウン
されなくなる問題がある。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上記問題点を解決すべく送風機の回転
数をガスの成分差に係わらず常に一定の空気過剰
率が得られるように自動的に増減制御し、主バー
ナに臨ませた熱電対その他のフレームセンサから
ガス成分差に応じたレベルの安定した出力が得ら
れるようにし、これを基準値に利用して、ガス成
分が変化しても常に一定の酸素濃度で燃焼を停止
し得るようにした装置を提供することをその目的
とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成すべく、ガス供給路に
設けられた電磁弁を介してガス供給される全一次
空気燃焼式の主バーナと、酸欠時における炎の変
化を生じ易い副バーナとを備え、該主バーナに熱
電対その他の第1フレームセンサを、該副バーナ
に熱電対その他の第2フレームセンサを夫々臨ま
せて、該両フレームセンサからの出力を比較する
比較器からの出力で該電磁弁を開閉制御するもの
において、該主バーナに一次空気を強制的に供給
する送風機を備え、ガス成分の異なるガスを燃焼
させるとき、それぞれ該第1フレームセンサに得
られる出力のうち、出力変化率の小さい点を結ん
だ特性線に従つて該送風機の回転数を増減制御す
ることを特徴とする。
(実施例) 以下本発明を図面により説明する。
第1図並びに第2図は本発明実施の1例であ
り、図中1は背面の吸入口1aと前面の温風吹出
口1bとを備える暖房器本体であつて、図示する
ものでは該本体1内に、全一次空気燃焼式の主バ
ーナ2と、酸欠時における炎の変化を生じ易いブ
ンゼン式バーナから成るバーナ3とを内蔵する燃
焼室4と、送風機5とを収容し、該送風機5の回
転により該吸入口1aから室内空気と、更に該燃
焼室4の上部の燃焼排気口4aから該主バーナ2
の燃焼空気とを吸引し、両者を混合させて該吹出
口1bから室内に吹出させるようにした。この場
合、該燃焼室4内には該送風機5の吸引力が作用
して、これが該主バーナ2の炎孔2aを介してそ
の内部に作用し、混合管2bから一次空気が強制
的に該主バーナ2内に吸引され、かくて一次空気
量は該送風機5の回転数に応じて増減される。
また図中6は主バーナ2の炎孔2a近傍に臨ま
せた熱電対から成る第1フレームセンサ、7は副
バーナ3の炎孔3a近傍に臨ませた熱電対から成
る第2フレームセンサ、8は該両フレームセンサ
6,7からの出力を夫々電流−電圧変換と増幅と
を行い比較する比較器であつて、該比較器8から
の出力でガス供給路9に設けられた電磁弁10を
開閉制御するようにした。
ここで本発明によればガス固定の異なるガスを
燃焼させるとき、それぞれ該第1フレームセンサ
に得られる出力のうち、出力変化率の小さい点を
結んだ特性線に従つて前記送風機の回転数を増減
制御するもので、これを詳述するに、該第1フレ
ームセンサ6の出力に応じて例えば第3図にV線
で示す比例特性に従つた回転数指令信号を発生す
る回転数指令回路12と、送風機5の回転検知用
ピツクアツプコイル13からの出力により該送風
機52の実際の回転数に応じた信号を発生する回
転数検知回路14と、該両回路12,14の信号
を入力する差動増幅回路15とを設け、該差動増
幅回路15の出力により該送風機5の駆動モータ
5aの回転制御用のパワートランジスタ16を作
動させて、該両回路12,14からの位置の偏差
が零になるように該送風機5の回転数を増減さ
せ、かくて該第1フレームセンサ6の出力の変化
によれば送風機5の回転数が上記比例特性線Vに
沿つて増減制御されるようにした。
尚図中11はガス供給路9に設けられた開閉弁
を示す。
次に第3図について説明する。図示するものは
13Aガスの上述した3種のテストガスを用い、
インプツトを3000Kcal/hとして送風機5の回
転数を主バーナ2の良好燃焼範囲(空気過剰率で
略1.02ないし略1.5の範囲)内で変化させつつ第
1フレームセンサ6の出力を測定した結果であ
り、h1,h2,h3は1ガス、2ガス、3ガスのそれ
それの変化特性を示す。同図から明らかなように
ガスを良好に燃焼させるに必要な回転数は1ガ
ス、2ガス、3ガスの順に高い。そこで送風機5
の回転数を第1フレームセンサ6の出力に比例さ
れて増減制御するようにすれば、その比例特性
を、その特性線Vが各ガスの変化特性線h1,h2
h3とに夫々出力変化率の比較的小さな出力領域で
交わるように設定して、確実な制御を行うことが
可能となる。すなわち主バーナ2に供給されるガ
スが3ガスから1ガスに変つた時出力の上昇によ
り線Vに沿つて回転数が増加し線Vと線h1との交
点Y1の値になつたところで出力が安定し、逆に
1ガスから3ガスに変つた時出力の低下により、
回転数はY1の値から線Vに沿つて減少しY3で安
定して吹き消えや逆火等を生ずることが無い。
次に本発明装置による作動を上記した13Aの
3種のテストガスを用いて燃焼させた場合につい
て説明する。
1ガスを使用した場合は第3図示のように線V
と線h1との交点Y1で第1フレームセンサ6の出
力a1が安定し、かつ送風機5の回転数が安定して
良好な燃焼が継続される。この結果比較器8に入
力される第1フレームセンサ6側からの出力は、
第4図示の線A1のように空気中の酸素濃度に関
係なく略一定となる。
2ガスを使用した時は、線Vと線h2との交点で
第1フレームセンサ6の出力a2が安定すると共
に、送風機5の回転数も安定し、比較器8に入力
される第1フレームセンサ6側の出力は線A1
ら線A2にレベルダウンした状態で酸素濃度に関
係なく略一定となる。
3ガスにおいても同様に線Vと線h3との交点
Y3で第1フレームセンサ6の出力a3と、送風機
5の回転数が安定し、これに伴い比較器8に入力
される第1フレームセンサ6側の出力が線A3
如く線A2から更にレベルダウンした状態で略一
定となる。
一方、比較器8に入力される副バーナ3に臨ま
せた第2フレームセンサ7側からの出力の変化特
性は第4図示のように空気中の酸素濃度の減少に
伴い線B1(1ガス)、線B2(2ガス)線B3(3ガス)
の如く低下し、また各ガスにおける出力レベルは
前述の主バーナ2における第1フレームセンサ6
からの出力と同様に1ガス>2ガス>3ガスの順
に全体的にレベルダウンする。
そして第2フレームセンサ7側からの出力が第
1フレームセンサ6側からの出力より低くなつた
時比較器8からの信号により電磁弁10が閉弁さ
れる。
従つて電磁弁10が閉弁される酸素濃度は1ガ
スの場合はA1,B1両線の交点X1の濃度または2
ガスの場合はA2,B2両線の交点X2、3ガスの場
合はA3,B3両線の交点X3の濃度となり、この場
合B1,B2,B3の各線間のレベル差に応じて基準
値たるA1,A2,A3の各線のレベルが変化するた
め、交点X1の濃度と、交点X2およびX3の濃度と
は略等しく従つてガスの成分がことなつたとして
も略等しい酸素濃度で電磁弁10が閉弁される。
第1図並びに第2図に示す実施例では副バーナ
3を主2とは別個に設けたが、これに限るもので
はなく、例えば第5図並びに第6図に示す如く主
バーナ2のバーナプレート17の表面の一部Cに
凹窪18を設け、この凹窪18によりこの一部C
の炎孔3aの長さを他の部分Dの炎孔2aの長さ
に比べて短かくし、これによつて一部Cの炎孔3
aの通路抵抗を減じて炎孔負荷を大きくし、この
凹窪18の周囲に炎孔3aのない部分19を設け
て一部Cの炎孔を他の部分Dから独立させて設
け、これを酸欠時における炎の変化を生じ易い副
バーナ3となし、この炎孔3aの上方に第2フレ
ームセンサ7を臨ませても良い。
尚前述の負荷の大きな炎孔は、この部分の炎孔
3aの径を他の部分Dのそれに比して稍かに大き
くすることによつて形成することも出来る。
また第7図に示す如く主バーナ2内の一部に例
えば8mmの副バーナ用ガス供給管20を主バーナ
2のバーナプレート17の下面に例えば5mm程度
の間隔を空けて設け、これによつて該供給管20
の径より若干広がつてガスリツチ部となつたバー
ナプレート17の一部分を酸欠時における炎の変
化を生じ易い副バーナ3となし、この炎孔3aの
上方に第2フレームセンサ7を臨ませたものであ
つても良い。
従つて第5図ないし第7図における副バーナ3
の作動効果は第1図並びに第2図実施例のものと
何ら変らない。
(発明の効果) このように本発明によるときは、ガス成分が変
化した際主バーナに臨ませた第1フレームセンサ
からの出力のレベルアツプ或いはレベルダウンを
とらえ、それら出力のうち、出力変化率の小さい
点を結んだ特性線に従つて送風機の回転数を自動
的に増減制御して常に空気過剰率を一定の良好燃
焼範囲に維持し、該第1フレームセンサからのガ
ス成分に応じたレベルの安定した出力が得られる
ようにしたもので、副バーナに臨ませた第2フレ
ームセンサからの出力のガス成分差に基くレベル
差が該第1フレームセンサからの出力のガス成分
差に応じたレベル差により相殺されて、ガス成分
が変化しても常に一定の酸素濃度で燃焼が停止さ
れ、装置の信頼性が向上される効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施の1例を示す截断側面図、
第2図は第1図の−線截断面正面図に回路構
成を付加した線図、第3図は第1フレームセンサ
の出力と送風機の回転数との変化特性を示す線
図、第4図は空気中の酸素濃度に対する出力変化
を示す線図、第5図はバーナ部分の変形例の要部
の拡大截断正面図、第6図はその平面図、第7図
はバーナ部分のもう一つの変形例の截断正面図、
第8図は従来例の空気中の酸素濃度に対する出力
変化を示す線図である。 2……主バーナ、3……副バーナ、5……送風
機、6……第1フレームセンサ、7……第2フレ
ームセンサ、8……比較器、9……ガス供給路、
10……電磁弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ガス供給路に設けられた電磁弁を介してガス
    供給される全一次空気燃焼式の主バーナと、酸欠
    時における炎の変化を生じ易い副バーナとを備
    え、該主バーナに熱電対その他の第1フレームセ
    ンサを、該副バーナに熱電対その他の第2フレー
    ムセンサを夫々臨ませて、該両フレームセンサか
    らの出力を比較する比較器からの出力で該電磁弁
    を開閉制御するものにおいて、該主バーナに一次
    空気を強制的に供給する送風機を備え、ガス成分
    の異なるガスを燃焼させるとき、それぞれ該第1
    フレームセンサに得られる出力のうち、出力変化
    率の小さい点を結んだ特性線に従つて該送風機の
    回転数を増減制御することを特徴とするガス器具
    の燃焼安全装置。
JP59223888A 1984-10-26 1984-10-26 ガス器具の燃焼安全装置 Granted JPS61105023A (ja)

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JPS61105023A (ja) 1986-05-23
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