JPS60164115A - ガス燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、ゼロガバナ一方
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、その為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
という問題があった。

一方、機械式ガバナーにかわって差圧センサ、ガス圧力
比例制御弁、等を使っ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は定格インプットを所定の
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は定格インプットにおいて
、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、ベンチュリー管形状
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１
１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は負荷に対応
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。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−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はほぼ一定に制御されるが
、−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次空気比と空気過
剰率ｍは一定には制御出来ず例えば、あるガス種によっ
ては第２図に示したように低燃焼域はど、１次空気比Ｐ
Ａ％が減少する一方、空気過剰率ｍは逆に上昇する傾向
にある。したがってバーナ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
ときにはそれに対応して２次空気通路面積を自動可変す
るように電磁駆動部を有する可変ダンパを）設けたもの
である。

この構成によって、燃焼量を調節した場合でもバーナが
良好な燃焼範囲に入いるように１次空気比と空気過剰率
を制御できる。

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図と同一の構成要素については同
一番号を付し説明は省略する。

１５は電磁駆動部１５ａで、上下に作動する可変ダンパ
であり、定格燃焼で最大に開いた状態に設定され、燃焼
量があらかじめ定められた燃焼量以下になると最小の開
度になるように調節される。

上記構成において、１次空気比ＰＡ％が低燃焼域はど低
下する現象を防止する手段としては、電気制御部１２に
電気的にＰＡ＝ＰＧ＋Ｓになるようなオフセット値Ｓを
与えておき、更に差圧センサ１１の出力が燃焼量を調節
しても常に零になるように電気制御部１２で圧力比例制
御弁等のガス量調節手段２を制御する。

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、最大燃焼から最
小燃焼の間の領域ではほぼ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
定になるように低燃焼域のＰＡ％を補正制御すると、空
気過剰率ｍが低燃焼域はど更に急増穴するようになる。

第４図におけるａ１〜ａ２　の曲線が低燃焼域でも、１
次空気比ＰＡ％が変らないように補正制御された状態を
示し、また、ｂ１〜ｂ２〜ｂ３　の曲線は１次空気比Ｐ
Ａ％を補正制御したため、これと連動して２次空気量が
低燃焼域はど急増穴した状態を示している。

ところで、低燃焼域はど、空気過剰率ｍが増大するよう
に制御されることは、耐風性能の観点からすると一般的
には好ましいことではあるが、バーナ１３の燃焼特性に
よっては、あまり増大しすぎると燃焼良好な範囲から逸
脱してしまうという問題がある。

したがって、２次空気通路７の入口部に配設された可変
ダンパ１６が、あらかじめ定められた燃焼量（第４図に
おけるｂ２点）以下になると、その通路面積を絞るよう
に作用するので、第４図のｂ１〜ｂ２〜ｂ４　という曲
線に沿った制御が可能になる。

故に、空気過剰率ｍは低燃焼域で、１次空気比ＰＡ％を
ほぼ一定に制御する目的で与えたオフセットのために急
増穴するのを防止できる。

なお、第４図において１点鎖線で示した（イ）及び（ロ
）の曲線は、第２図のＰＡ％及びｍの特性曲線を同一水
準で同時に図示したものである。

また、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、最大燃焼量における１次空気
比をＰＡＱ、任意の燃焼量における１次空気比をＰＡ、
オフセット値を８１ガスと１次空気が混合部９で混合し
、その共通圧力をＰＭとすれば、 で表わされる。（１）式から明らかのように、低燃焼量
はど、ＰＡ−ＰＭが急激に減少するからＰＡか増大する
ように作用し、したがってオフセットＳを適当な値に設
定すれば、燃焼量を調節してもほぼ一定値に制御できる
。

発明の効果 以上のように本発明のガス燃焼制御装置は、２次空気通
路入口部に燃焼量可変に応動する電磁駆動部により駆動
される可変ダンパを配設したことにより、燃焼量にかか
わらず常に良好な燃焼状態を維持するように空気過剰率
を制御でき、したがって、従来よりも燃焼量の調節範囲
を広くとれる。

【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４図は同装置の制御特性図である。 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、了
・・・・・・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・・・・・・可変ダンパ、
１５ａ・・・・・・電磁駆動部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
１！ｌ 第２１ 一煩ｌ 第３＠ ■ 著 ■ ■ 」 第４′１ｇ →燃洸量

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、この送風機の後流を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を合流して、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、燃焼量を可変さ
   せたとき、それに対応して動作する電磁駆動部により駆
   動される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. （２）電磁駆動部を有する可変ダンパを段階的に制御す
   るようにした特許請求の範囲第１項記載のガス燃焼制御
   装置。