JPS596339B2 - 強制吸排気式燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は強制吸排気式燃焼装置の改良に係るものである
。

従来、第１図に示されるようなぞロガバナを用いた強制
吸排気式燃焼装置は燃焼量が変化しても、空焼比ｍは変
化せず、安定した燃焼が得られる利点があった。

その動作原理は、出口圧１００が混合部１０１０入口圧
１０２と常に同一になるように調圧されたゼロガバナ１
０３から、空気が流れる事によりエゼクタ１０４等で発
生した低圧部１０５にガスが吸引される。

発生する低圧（圧力差）は風量にしたがい、またガス量
は圧力差にしたがって吸引されるので、語法的にファン
の回転数を変化させて風量を変えても空燃比ｍは変わら
ない。

しかし、こたはゼロガバナ出口圧１００が常に混合部入
口圧１０２と同一である事が必要条件になるが、ゼロガ
バナ出口圧１００は調圧誤差。

ガスー次圧の変動などにより混合部入口圧１０２とずれ
を生じる。

その結果、空燃比ｍは変動するのであるが、その変動量
は燃焼量によって異なる。

すなわち、第２図に示すごとくゼロガバナ出口圧１００
が混合部入口圧１０２と同一の場合には燃焼量にかかわ
らず空燃比ｍは一定になるが、ここでゼロガバナ出口圧
１００が誤差によりｈｅ だけずれたとすると燃焼ｉＱ
１の時には、空気側ではｈ１Ｑ差圧を生ずるだけの流量
が流れているにもかかわらず、ガス側ではｈｌｈｅ の
差圧外しか流れない事になり空燃比ｍは変化し、その変
化度はｈｅ ／ ｈ １で計算される。

燃焼量がＱ２の時にはその変化度はｈｅ／ｈ２で計算さ
れるが、その値はＱｌ ＞Ｑ２ （＝ｈ１＞ｈ２）で
あるので大きくなる。

具体的には定常燃焼時Ｑ１ の時にり、＝２０ｍｍＡ
ｑ 半分の燃焼量時Ｑ２の時にｈ２−５ｍｍＡｑ’にな
り、誤差圧力ｈｅ ＝ ２ ｍｍＡｑ とすると、各
燃焼時の変化度は、 になり小燃焼量時の空燃比の変化は大きく、燃焼性に対
して悪影響を与え、著るしい場合には吹消えたりする可
能性がある。

小燃焼量時にも変化量が少ないようにｈ２ を大きくす
ると、必然的にＱｌ 時のｈｌ も大きくなり、その
結果通気抵抗が大きくなってしまう欠点があった。

本発明は燃焼量が変化した時に、ゼロガバナの調圧等に
よる誤差に起因する空燃比変動を除去すると共に、混合
部における圧力損失を小さくすることを目的とするもの
で、以下にその一実施例を第３図にもとづいて説明する
。

図において、１は吸排気用ファン、２はゼロガバナ、３
はバーナ、４は熱交換器、５はガスコック、６は電磁弁
、１は空気−ガス混合部である。

上記ファン１により、外部から吸引された空気はノズル
８の開口部９を通って、加速されて混合部γへ入り、可
燃ガスをガス接続口１０より吸引・混合し、前記バーナ
３に致る。

一方、パイロットバーナ燃焼用空気はファン１から別系
路１１によってノズル８の前から取り出され、混合部１
を通らずにバーナ３へ供給されている。

また、同じくノズル８の前からゼロガバナ２のダイアフ
ラム裏側の室１２へ、管路１３によりノズル前圧力（−
混合部入口圧）が導かれている。

ガスはガスコック５によって、パイロットバーナ用と主
バーナ用とに分枝し、パイロットバーナ用は管路１４ガ
スガバナ１５、管路１６を通ってパイロットバーナに至
っている。

一方、主バーナ用はゼロガバナ２、電磁弁６を通った後
に３方弁１１によって、管路１８または１９に選択的に
導びかれガスノズル２０または２１により適当な流量（
−燃焼量）が決定された後、ガス接続口１０へ流出する
。

また、混合部１の入口においては、ニードル２２がノズ
ル８の開口部９に挿入可能に配置されており、外部より
部材２３により操作される。

燃焼量が大の始は、ニードル２２は図中破線のごとく開
口部９から退き、燃焼量が小の時にはニードル２２は開
口部９に挿入されて、開口部面積を減小させる。

また、ニードル２２の動きに連動して３方弁１７は、ガ
スを管路１８または１９に選択的に流出させる。

上記構成において、ファン１により送°り出される燃焼
用空気はノズル８の開口部９より噴出して低圧部を作り
出すが、その低圧（ノズル前後差圧）は第４図に示すよ
うに、空気のノズル噴出速度によって決まり流量にはよ
らない。

次にファンの特性と負荷の関係を第５図に示す。

図中曲線Ａはファン特性を示し、曲線Ｂ及びＣは負荷曲
線である。

図中にも示されているように負荷がＢからＣへ増加する
と、風量はＱＢからＱＣへと減小し、ファン出口圧力は
ＰＢからＰＣへと増加する。

ここで燃焼量が大の時、すなわち、第３図においてニー
ドル２２が破線のごとき位置にある時の通風負荷が第５
図における８曲線とし、燃焼量が小の時すなわちニード
ル２２が実線の位置にある時の負荷は、ノズル８の開口
部９の面積が減小するので抵抗が増加し負荷曲線Ｃにな
るとすると、それぞれ風量ＱＢ 、ＱＣが流れる。

ここで、大風量ＱＢが流れる時よりも小風量ＱＣが流れ
る時のほうがファン出口圧力は高くなるために、小風量
時のほうがノズル噴出速度が大きくなり、ノズル前後差
圧も大きくなる。

ここでゼロガバナ２のガス出口圧はダイアプラム裏側の
室１２に導かれる圧力と同一になるように調圧されてお
り、この導かれる圧力は混合部入口圧（＝ファン出口圧
）であるが、この圧力はニードル２２がノズル８に挿入
されて負荷が変わると、第５図におけるようにＰＢから
ＰＣへと増加する。

ここで第１図の従来例のようにゼロガバナから混合部の
低圧部までを単一の管路で接続すると、小風量時に発生
する低圧は大風量時よりも大きいので、大風量時よりも
多くのガス量が流ね、空燃比ｍが低下してしまう。

そのため、本発明においてはゼロガバナの後に３方弁１
γを設けて管路１８，１９に分枝し、ニードル２２の動
きに連動して３方弁１γが管路１８または１９に選択的
にガスが流れるようにしである。

各管路中には、ノズル部より噴出する風量に応じて必要
なガス量を調節するためのがスノズル２０または２１が
設けられてあり、その口径を適当に選択することにより
ノズル８から噴出する風量が多い時でも少ない時でも、
空燃比を一定にすることができる。

なお、本実施例においては、管路１Ｂ、１９の切り替え
は３方弁１１によって行っているが、第６図に示すよう
に電磁弁２４，２５．２６を用いてもよい。

またニードル２２０代りに第１図に示すような可変絞り
体２１を用いてもよく、ノズル８部の空気絞り量を無段
階に絞るとともに、これに連動してガス供給量を無段階
に変化させるようにしてもよい。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、下記
の顕著な効果を示し、その工業的価値はきわめて大であ
る。

ａ）燃焼量の大酋い時でも小さいときでも、空燃比は一
定であるため、高効率で安定な燃焼が得られる。

ｂ）ゼロガバナの動作圧力（ゼロガバナ出ロ圧〜エゼク
タ低圧部圧力）が、燃焼量が変化しても低下する事がな
いため、ゼロガバナの調圧等による誤差はほとんど無視
しても支障がなく、燃焼量の変化による空燃比変化がな
い。

Ｃ）大きな空気量が流れる時には開口面積が大きくなる
ため、通気抵抗が小さくなり、大きなファンが不用であ
る。

ｄ）ファンは常に定格運転をしており、入力電圧変動に
よるファン能力変化が少なく、起動特性もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の構成説明図、第２図は上記従来例にお
けるゼロガバナ動作説明図、第３図は本発明の一実施例
における強制吸排気式燃焼装置の構成説明図、第４図は
ノズル吹出風速とノズル前後差との関係図、第５図はフ
ァン特性と負荷の関係図、第６図は本発明における他の
実施例の構成説明図、第１図は空気−ガス混合部の空気
絞り部の他の実施例で、ａは断面図、ｂ図はａ図のＡ−
Ａ断面図を示す。 １・・・・・吸排気用ファン、３・・・・・・バーナ、
γ・・・・・・空気−ガス混合部、８・・・空気絞り部
〔ノズル〕、１０・・・・・・ガス供給部〔ガス接続口
〕、１２，１３・・・・・管路、２２・−・・・・可動
絞り部材〔ニードル〕、２１・・・・・・可変絞り体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼用空気を供給する吸排気用ファンと、エゼクタ
   作用を発生する空気絞り部を有し燃料供給部より燃料を
   吸引しかつ前記燃焼用空気と燃料を混合する混合部と、
   前記混合部で混合した混合気を燃焼させるバーナとを備
   え、前記空気絞り部の開口面積と燃料供給部における燃
   料供給通路面積とを連動して変化さ７せる構成とした強
   制吸排気式２ 空気絞り部に可動絞り部材の出し入れに
   より空気絞り部の開口面積を変化させるとともに、これ
   に連動して管路の切替により燃料供給通路面積を変化さ
   せた特許請求の範囲第１項記載の強制吸排気式燃焼装置
   。 ３ 可変絞り体により空気絞り部の絞り径を変えて空気
   絞り部の開口面積を変化させた特許請求の範囲第１項記
   載の強制吸排気式燃焼装置。