JPS6026220A - 空燃比自動調節機構付燃焼装置 - 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】 本発明は、空燃比が自動的に調節されるように構成しで
ある燃焼装置に関する。

この種の空燃此自動調ＩｆＪ機構付燃焼装置け、従来、
次のように構成されていた。

即ち、第３図に示すように、燃料ガス供給ライン（ａ）
にガス流量調節用ガバナ（１〕）を介装すると共に、こ
のガバナ（ｂ）をローディングライン（ｃ）を介して燃
焼用空気供給ライン（ｄ）に連結して、燃焼用空気供給
圧の変動に応じて前記ガバナ（ｂ）を自動的に調節駆動
して空燃比を所望の一定値に調節するように構成されて
いる。　なお、（ｅ）はオリフィス、（ｆ）は開閉弁、
そして、（ｇ）は安全遮断弁であり、この安全遮断弁（
ｇ）は、例えば燃焼室ｆｈｌ内に設けられたフレームセ
ンサー（図示せず）が燃焼異常を検出したときに緊急遮
断されるように々つている。

しかしながら、上記従来構成の燃叉尤装置においては、
燃焼用空気供給圧をそのま壕ガス流量調節用ガバナ（ｂ
）に作用させてこれを駆ＴｕＪ調節するように構成しで
あるため、該ガバナ（ｂ）の特性（一般に、非線部性お
よびヒシテリシスがある）に起因して、常に正確な空燃
比調節を行なわせるのが極めて困難であった。　とりわ
け、燃焼負荷変１１ｉＩＪが激しい場合には空燃比を常
に正確に調節することは殆ど不可能であった。　更にま
た、空燃比調節の本来の意図は、燃料ガス量と燃焼用空
気に含まれる酸素（０２）にとの割合を所望の値に調節
することにあるのであるが、最近多用される傾向にある
燃焼用空気を予熱する型式の燃焼装置のように、燃焼用
空気の温度変化が激しい場合には、空燃比自体を一定に
調節することが極めて困難であるばかりでなく、たとえ
空燃比を所望の値に調節できたとしても、実際の酸素（
０□）量と燃料ガス量との比は空気温度によって一定し
ない、という不都合がある。

本発明は、上記従来実情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、ガス流＠：調節用ガバナの特性如何に拘
わらず、酸素量と燃料ガス量との比を常に正確に調節で
きるようにぜんとすることにある。

上記目的を達成するに、本発明による空燃比自動調節機
構付燃焼装置は、燃料ガス供給ラインにガス流量調節用
ガバナ全介装するさ共に、このガバナをローディングラ
インを介して燃焼用空気供給ラインに連結して、燃焼用
空気供給圧の変動に応じて前記ガバナを自動的に調節駆
動させるように構成しであるものにおいて、前記ローデ
ィングラインから空気逃がしラインを分岐導出すると共
に、その空気逃がしラインには、前記燃焼用空気供給ラ
インから供給されて燃料ガスと混合する空気に含まれる
実酸素量の変動を表わすパラメータの検出結果に基いて
自ｌｖＪ調節される流量調節弁を介装しである、七いう
特徴を備えている。

上記特徴構成故に発揮される作用および効果は下記の通
りである。

即ち、燃料ガスに実１祭に混合する酸素量の過不足を検
出して、これに基いてフィードバック制御によりガス流
量調節用ガバナに対するローディング圧を自！ｌ１ＩＪ
調節することにより空燃比をＤ１１＋１節するように構
成したから、ガバナの特性如何に拘わらず、また、たと
え燃焼負荷や燃焼用空気温度の変動が激しくても、実供
給酸素量と燃料ガスはとの比を常に所望の値に正確に維
持できるようになり、もって、常に良好な燃焼状ｆＭ　
ｋ保持できることによる省エネルギー効果および安全効
果の高いものにできたのである。

なお、実供給酸素量の過不足のｇ、１１ｉＩＪを表わす
パラメータとしては、種々のものが考えられるが、例え
ば燃焼室内における余剰酸素量の検出値をそのパラメー
タとして採用してもよいし、或いは、空気の体積と比例
する温度をそのパラメータとして採用してもよい。

以下、本発明による空燃比自動調節機構付燃焼装置の実
施例を図面（第１図および第２図）に基いて説明する。

第１図は第１実施例に係る全体概略回路構成を示すもの
である。

燃焼室（１）内底部に配設のバーナ（２）に燃料ガス供
給ライン（３）を導入接続すると共に、その燃料ガス供
給ライン（３）の前記バーナ（２）の近くには、プロワ
（４）によって燃焼用空気を圧送供給する燃焼用空気供
給ライン（５）を合流接続して、元混合式の燃焼装置を
構成しである。　なお、図中、（６）はオリフィスであ
り、（７）は電磁式安全遮断弁である。　この安全遮断
弁（７）ｌｄ、例えば燃焼室（１）内に設けられたフレ
ームセンサー（図示せず）やパイロットバーナ（図示せ
ず）の炎検出用熱電対（図示せず）等によって、燃焼異
常が検出されたときに、燃料ガスの流れを緊急遮断する
ものである。

（８）は、前記燃料ガス供給ライン（３）の途中であっ
て、前記安全遮断弁（７）よりも上流側に介装したガス
流量調節用ガバナであって、これはその駆動圧を前記燃
焼用空気の圧力から得るように、前記燃焼用空気供給ラ
イン（５）から分岐導出されたローディングライン（９
）に接続しである。　このローディングライン（９）に
は開閉弁（ｌＯ）が介装されている。

前記ローディングライン（９）の途中からは、空気逃が
しライン（Ｕ）が分岐導出され、その空気逃がしライン
（ｌｌ）には電磁式流量調節弁（１２）が介装されてお
り、前記ローディングライン（９）内の空気圧、つまり
、前記ガバナ（８）に対する駆動圧を変更調節できるよ
うに構成しである。

そして、前記流量調節弁（１２）は、下記のような構成
により、燃料ガスとそれに混合供給される燃焼用空気に
含まれる実酸素量との割合を所望の値に維持するように
、自動的に調節されるようになっている。

即ち、前記燃焼室（１）内に酸素濃度検出用センサーＯ
均を設けて、燃焼作用中においてその燃焼室ｆｌｌ内に
残存する余剰酸素量（これが実供給酸素量の過不足を表
わす直接的なパラメータに相当する）を検出するように
構成すると共に、そのセンサー（１３）による燃焼室ｔ
１）内余刺酸素量が一定値よりも多いと判定された場合
には、前記流量調節弁（１２）を開方向に駆動し、逆に
、前記余剰酸素量が一定値よりも少ないと判定された場
合には前記流量調節弁（１２）を閉方向に駆動するよう
に自動制御することによって、燃焼室（１）内余刺酸素
量を所望の一定量に自動的に維持させるべく、前記酸素
濃度検出用センサー（１３１と流量調節弁（１２）とを
、増幅器（１４）および変換器（１６）ｆ：介して接続
しである。　なお、この増幅器（１４）および変換器（
１５）をひとつの制御装置に構成しても差支えないこと
は言うまでも無い。

第２図は第２実施例に係る全体概略回路構成を示すもの
である。

符号ｔｌｌ　＋　＋２）　、　＋３しく４１　＋　（５
１Ｉ（７１＋　（８１＋　（９）　＋　（１０１＋ＨＩ
（ＩＪで示される各構成要素については、上記第１実施
例で説明したものと同様の構成であるので、その説明は
省略する。

（６′）は、前記オリフィス（６）の代りに設けられた
流量調節用ダンパーである。

（１６）は、前記燃焼用空気供給ライン（６）の途中に
介装された予熱用熱交換器であり、これによって燃焼用
空気を高温に加熱して燃焼性を向上させるように構成し
である。

このように、燃焼用空気を予熱する型式のものでは、そ
の予熱温度により燃焼用空気の膨張率が大きく異なる。

　つまり、予熱燃焼用空気中に含まれる酸素量は予熱温
度に逆比例して大きく増減する。　そこで、本実施例に
おいては、前述の第１実施例におけるように燃焼室（１
）内の残存余剰酸素量に基いて前記流量調節弁θ２）の
自動制御を行なうのでは無く、燃焼用空気の予熱温度に
基いてその自動制御を行なうように構成したものである
。

即ち、燃焼用空気供給ライン（５）の途中であって熱交
換器（１Ｇ）よりも下流側に介装した空気温度検出用セ
ンサー（１３うにより燃焼用空気温度（これが実供給酸
素量の過不足を表わす間接的な〕くラメータに相当する
）を検出するように構成すると共に、そのセンサー（１
３つによる検出温度が高いほど流量調節弁（Ｉ２）を開
方向に駆動するように、また、前記検出温度が低いほど
流量調節弁（１２）を閉方向に駆動するように自動制御
を行なうべく、前記空気温度検出用センサー（１３つと
流量調節弁（１２）とを、増幅器（１４つおよび変換器
（１５９を介して接続したものである。

なお、上記第２実施例に示したように燃焼用空気温度に
基いて流量調節弁（１２）を自動制御する手段は、予熱
用熱交換器（１６）を備えていない燃焼装置に対しても
適用８ｆ能である。　それは、例えば寒暖の差が激しい
箇所に設置される燃焼装置の場合に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発す１に係る空燃比自図は第２
実施例の全体概略回路構成図である。 また、第３図は従来構成の空燃比自動調節機構刊燃焼装
置を説明するための全体概略回路構成図である。 （１）・・・・燃焼室、（３）・・・燃料ガス供給ライ
ン、（５）・・・・燃焼用空気供給ライン、（８）・・
・・ガス１ｔ３ｖａ　節…ガバナ、（９）・・・・・・
ローティングライン、（１１）・・・・空気逃がしライ
ン、（１２）・・・・・・流量調節弁、（１３）・・・
・・余剰酸素量検出用センサー、（１３’）・・・・・
・空気温度検出用センサー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　燃料ガス供給ライン（３）にガス流量調節用ガバナ
   （８）を介装すると共に、このガバナ（８）金ローディ
   ングライン（９）を介して燃焼用空気供給ライン（５）
   に連結して、燃焼用空気供給圧の変動に応じて前記ガバ
   ナ（８）を自動的に調節駆動させるように構成しである
   空燃比自動調節機構付燃焼装置において、前記ローディ
   ングライン（９）から空気逃がしライン（川を分岐導出
   すると共に、その空気逃がしライン（ＩＩ）には、前記
   燃焼用空気供給ライン（５）から供給されて燃料ガスき
   混合する空気に含まれる実酸素量の変動を表わすパラメ
   ータの検出結果に基いて自１１１ＪθＭ節される流量調
   節弁０２）を介装しであることを特徴とする空燃比自動
   調節機構付燃焼装置。 ■　ＯｆＩ記空気逃がしライン（ＩＩ）における流量調
   節弁（１２）を、燃焼炉（１）内に設けた余剰酸素量検
   出用センサー０萄による検出結果に基いて自動的に調節
   する手段を設けであることを特徴とする特許請求の範囲
   第０項に記載の空燃比自動調節機構付燃焼装置。 ■　前記空気逃がしライン（１１）における流量調節弁
   （１２）を、前記燃焼用空気供給ライン（６）に設けた
   空気温度検出用センサー（１３つの検出結果に基いて自
   動的に調節する手段を設けであることを特徴とする特許
   請求の範囲第０項に記載の空燃比自動調節機構付燃焼装
   置。