JPS6091135A - ガス燃焼制御装置 - Google Patents

ガス燃焼制御装置

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JPS6091135A
JPS6091135A JP58199388A JP19938883A JPS6091135A JP S6091135 A JPS6091135 A JP S6091135A JP 58199388 A JP58199388 A JP 58199388A JP 19938883 A JP19938883 A JP 19938883A JP S6091135 A JPS6091135 A JP S6091135A
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JP
Japan
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gas
air
nozzle
combustion
primary air
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JP58199388A
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Hideo Uematsu
英夫 植松
Yoshio Yamamoto
山本 芳雄
Takeshi Natsumeda
棗田 武志
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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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燃焼性を改善で
きるようにしたガス燃焼制御装置に関す従来例の411
4成とその問題点 従来のこの種のガス燃焼制御装置として、第1図に示す
均圧弁方式(あるいはゼロガバナ方式)がよく知られて
いる。すなわち、送風機1により送られた空気は空気絞
り2を経て混合部3へ、ガスは均圧弁4とガス絞り5を
経て混合部3へ入り空気とガスとが混合され、この混合
ガスはティ7ユーザ6で圧力回復された後、バーナ7内
にある第1均圧板(図示せず)を通って炎孔(図示せず
)から噴出し燃焼する。一方、送風機1と空気絞り2の
間から分岐された2次空気は固定2次空気絞り8(通常
はバーナ7内に配設される)を通ってバーナ7の2次空
気噴出孔(図示せず)から噴出する8均圧弁4の背圧室
9には空気絞り2の上流の圧力が導びかれており、均圧
弁4は均圧弁出口の圧力を背圧室9の圧力と等しくなる
ように自動調節する。なお、1oはダイヤフラム、11
はダイヤフラム10のセンタ部と直結されて可動する弁
である。
ここで、空気絞り2の上流の圧力をPA1ガスガス絞の
」二流の圧力をPGとすれは、ガスと空気の混合比であ
る空燃比ば、PA=PGになるように均圧弁4で制御で
きれば、燃焼量を調節しても、はぼ一定の値になる。と
ころが、均圧弁4には、ダイヤフラムの剛性、有効受圧
面積の変化、等によりPA=PGになることをさまたげ
る制御誤差が発生し特に燃焼量を低下させた時に顕著に
表われ、ガス給湯機器等の家庭用燃焼機器に要求される
115 ないし1/1o程度の燃焼量の調節比の実現を
困難にしていた。さらに空気絞り2及びガス絞り5が固
定絞りであるため、1次空気比が一定であり、かつバー
ナ7内に配設される2欠字気昂:を調整する絞りが固定
2次空気絞り8であって、バーナの燃焼特性に応じて調
節できないために、ガス種によっては燃焼「1:を減少
させた場合に、イエローが発生したり、パンクしたりす
るのでバーナの安定燃焼域が狭くなってしまい、したが
って燃焼の調節範囲を広くとれないという問題点があっ
た。一方、近年均圧弁4のような機械的ゼロガバナ方式
にかわって、差圧センサを使った空燃比制御方式が開発
されている。この方式は制御精度に優れており、従来に
ないメリットが多い。
しかし、ガス積対応時にバーナの燃焼特性にもよるが、
1次空気比の設定、空気過剰率の設定等が複雑になると
いう問題点があった。
発明の1]的 本発明はかかる従来の問題点を解消するものて燃焼量、
の調節比を大きくシ、シかもガス種が変わっても簡単な
操作だけで調節比をほぼ一定に保つよう制御することを
「I的とするものである。
発明の構成 本発明は、調節型ガスノズルの上流と、1次?ど気絞り
の上流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L74″
調節手段のいずれか一方を、捷たは両方を制御するよう
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1次空気絞りと2欠字気グンバ
で調節できるように構成して、/く−すの燃焼特性を改
善することで燃焼量調節範囲を拡大し、かつ、ガス種か
変−)でも燃焼」i)、調節比が変わらないよう(でし
たものである。
実施例の説Bl] 以下本発明の一実施例(でついて、第2図〜第4図にも
とついて説1f1する1、 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はガス圧力比例刺挿1弁等
のガスijl調節手段である。3は定格インプットを所
定の圧力で(γLす場合に、ガス種に応して交換する調
節型ガスノズルで、ガス種毎にノズル口径とノズル有効
長さを、−組の寸法として定めである。第3図の(イ)
及び(ロ)がこれらの関係を示している(詳細は後述す
る)。
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電子制仙j回路等からなる空
気111′調節手段、(他に送風機の回転数を一定にし
て、グンバーで送風量を制御する手段もある)、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、ベンチュ−リ−管形状入口円錐管内面々調節型
ガスノズルの先端外周とで構成した1次空気量を定める
1次空気絞りであり、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。壕だI CU−1:2次空気通W87に配設されて
、10aを軸にして上下に段階的に可動するように構成
され、ガス種に対応して2次空気量を調節する2次空気
ダンパ、11は調節型ガスノズル3の上流圧力PGと、
1次空気絞り8の上流圧力PAとの圧力差を検出する差
圧センサ、12は差圧センサ11の出力信号でガス量調
節手段2を駆0Jするだめの電気制御部である。
そして、13は燃焼用バーナ部、141″1:熱交換器
部である。さらに第3図において、(イ)はプロパンガ
スの場合、(ロ)は都市ガスの場合の寸法関係を示して
いる。同一定格点ではノズル[I径d1(d2、ノズル
有効外径けI) 1で同一にし、ノズル有効長さを11
〈12の関係にする。すなわちベンチュリー管形状入口
円錐管内面と調節型ガスノズル3の先端外周とで構成さ
れる1次空気絞す、8を変えている。また(ハ)は1次
空気絞り8をガス種に対応して変えるだめの第2実施例
の場合てあり、ノズルの有効長さ11を同一にして、ノ
ズル有効外径をDI(D2にすることで(ロ)と同じ仕
様になるように石16成しているものである。
上記構成において、既に、所定のガス種で、調節型ガス
ノズル31 1次空気絞り8.2欠字気ダンハ1oか、
燃焼用バーナ13の燃焼特性シて対応してそれぞれ設定
されて、燃焼しているものとする。
このような状態のとき、燃焼用バーナ13の負荷を変化
させると、たとえば燃焼量が増えるように変化させると
、空気量調節手段5が、空気量を増大させるように作動
する。したがって、差圧センダー11に1次空気絞り8
の上流圧力PAと調節型カスノズル3の十流圧力PGと
に圧力差ΔP”PA−PG> OKもとつく差圧出力が
発生する。そして、この差圧出力信すを電気[制御部1
2で処理して、ガス量調節手段2を、ガス量が増大する
ように調節し、PA=PGすなわち、圧力差が零になる
ように制御するものである。そして電気制御系を含む、
差圧センサ11に誤差がなければ燃焼量を調節しても空
燃比は一定に維持されるものである。
第4図はこの場合の空燃比制御特性を示した図である。
すなわち、横軸に空気’f3’、 OA%縦軸にガスi
j3:Q(Hをとると、調節型ガスノズル3で構成され
る1次空気絞り8、及び2次空気ダンパ10が一定であ
る限り、1次空気量と2次空気量を、合せた総空気量と
、ガス旬の比すなわち空燃比制御特性は、b’(標準)
という直線に沿った変化をする。
つまり、燃焼Jt)″が変っても空燃比は一定である。
又、この場合の1次空気量とガス量の関係は、b(標準
)の直線になる。
なお、a′・a′のそれぞれの直線は、総空気量が定格
インプットにおいて最小q と、最大qtMN に調節された場合の特性、祉たarcのそれぞれの直9
 (r2、定格インプットにおいて1次空気量が最小q
INと最大QIMに調節された場合の特性である。
1欠字気沿とガス岸″の関係1は、第3図(イ)と(ロ
)から明らかのように例えば(イ)のプロパンカス仕様
の調節型ガスノズル3を(ロ)の都市ガス仕様の調節型
ガスノズル3に変更すれば、これに対6i?して、第4
図における例えばbという局外からaという特性に変え
られることを意味している。換言すれば、プロハシガス
仕様より、都市ガス仕様の方を、1欠字気j11を少な
くして制徒1させるに(は、ノズル有効長さeを増大(
11から12へ)させて、1次空気絞り8の抵抗を増加
きせる。
また、総欠字4.H+の調節は、1次空気量の設定の場
合と同様に、燃焼用バーナ13のガス種毎に異なる燃焼
特性に合せて、2次至気グンバー10であらかじめ決め
られた調節点に設定される。したがって、ある種のガス
(はa′、また別のガス種はb′という空燃比制御腸性
9てなるように任意の設定か可能である。
発す−1の幼果 (1) ガス燃焼機器、特に高負荷バーナ燃焼機器にお
ける空燃比制御精度が向」二し、燃焼量の調節範囲を従
来よりも大きくとれる。
(2)バーナの燃焼特性は勿論送風機の圧力流量特性、
燃焼騒音、空燃比制御精度等ガス燃焼機器としての総合
的見地から判断して任意に調節できる。
(3)バーナの燃焼特性に応じて、安定燃焼域が拡大す
るように調節できる。
(4) ガス種を転換させた場合ても、燃焼量の調節範
囲を一定にすることができる。
(5) ガス種転換に際しては調節型ガスノズルを変え
るだけで1次空気絞りをも同時に変更てきるので作業が
簡単になる。
【図面の簡単な説明】
第1図(は従来のガス燃焼制御装置の構成図、第2図は
末完Fl19のガス燃焼制御装置の一実施例を示す構成
図、第3図(イ)、(ロ)は本発明一実施例におけるガ
ス種対応の説明図、第3因()・)は第2実施例の同説
明図、第4図は同装置の空燃比制御特性図である。 1A・・・・・空気側通路、I G ”””ガス側通路
、2・・・・・・ガス量調節手段、3・・・・・・調節
型ガスノズル、4・・・・・・送風機、5・・・・・・
空気[1調節手段、6・・・・1次空気通路、7・・・
・2欠字気Jjn路、計・・・・1次空気絞り、9・・
・・・・混合部、1o・・・・・2次空気ダンパ、11
・・・・・差圧セシサ、12・・・・・・電気制御部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 47//ρ 第 2 @ 5 第 3 図 ζイl uノ 第4図

Claims (6)

    【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、
    前記調節型ガスノズルの外形寸法で段階的に調節する1
    次空気絞りと、この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
    を配設すると共(て、:jij記2次空気通路には、連
    続的に可変てきる2次空気ダンパを配設し、前記調節型
    ガスノズルの上流圧力と前記1次空気絞りの」二流圧力
    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)1次空気絞りの一部と混合部を一体とし、がっ、
    ベンチュリー管形状とした特許請求の範囲第1項記載の
    ガス燃焼制御装置。
  3. (3)1次空気絞りをベンチュリー管形状入口円錐管内
    面と調節型ガスノズルの先端外周とで+114成した特
    許請求の範囲第1項記載のガス燃焼制御装置。
  4. (4)調ff11型ガスノズルのノズル[1径とノズル
    有効長さを、−組の寸法として定め、ガス種転換対応と
    して、「]q記寸法を段階的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1″′j。
  5. (5) 調節型ガスノズルのノズル口径とノズル先AY
    j円錐部外周直径を、−組の寸法として定め、ガス種転
    換対応として、1jfJ記寸法を段階的に構成した特許
    請求の範囲第1項記載のガス燃焼制御装置。
  6. (6)2次空気絞りを段階的に調節できる構成とした特
    許請求の範囲第1項記載のガス燃焼制御装置。
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