JPS62245022A - 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 本発明はガスや石油等を使用し念燃焼機器における空燃
比の制御装置に関するものである。

従来の技術 ガスや石油を燃料として燃焼させる時、燃料と空気量を
最適な比率にして供給する事により逆火や失火、あるい
は不完全燃焼の発生を防ぎ安定な燃焼を維持できる。こ
の燃料と空気量の比を空燃比と呼び、従来より燃焼状態
を検知して常に最適な空燃比を保つように燃料、あるい
は空気量を制御する手段が考えられていた。

石油燃焼機器における空燃比制御の方式は１例えば特開
昭６１−２４９１７号公報に記載されているものがよく
考えられる。これは火炎に挿入したフレームロッドによ
り火炎の炎イオン電流を検出し、この炎イオン電流が空
燃比により変化することを利用して空燃比を最適にする
ように燃料供給用ポンプの駆動周波数を調節する構成で
ある。

第４図に炎イオン電流値１（の−例を示す。横軸は一次
空気力μでここでは空燃比を−次空気比μで説明する。

代表的な入力範囲（３０００〜１０００　ｋｃａｌ／ｈ
　）では、炎イオン電流値ｒｌはほぼμｍ０．８〜０．
９でピークを持つ分布をしている。

そこでポンプ駆動周波数を調節して、炎イオン電流値１
ｉ　が最大値になるように灯油供給量を決めることによ
り空燃比制御を行ない安定した燃焼状態を維持するもの
である。

発明が解決しようとする問題点 上記従来例ではμｍ０．８〜０．９で最も安定した燃焼
状態を維持できるように構成したバーナを使用したが、
μｍ１．５付近で最も安定した燃焼状態を維持できるよ
うに構成したバーナもある。（以下、全−次燃焼バーナ
と記す）全−次燃焼バーナは一般に、火炎温度が低く、
排ガス中の有害成分である窒素酸化物（Ｎｏ　　）が嘩
めて少ないという特長を有し、ＮＯｘ低減のためには効
果の大きいバーナ構成であることが知られている。

しかしながら上記のような従来の空燃比制御手段は、炎
イオン電流値■１が最大値になるように灯油供給量を決
めるので１μｍ０．８〜０．９に調節してしまい、μｍ
１．５付近での安定した燃焼状態の維持ができないとい
う問題点を有していた。

本発明はかかる従来の問題を解消するもので、全−次燃
焼バーナでμｍ１．５付近に調節し安定した燃焼状態を
維持することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の燃焼制御装置は、
燃料を燃焼するバーナと、前記バーナへ燃料を供給する
燃料供給手段と、燃焼空気を供給する送風機と、燃焼火
炎に挿入したフレームロッドと、前記バーナの燃焼制御
を行なう制御回路部を有し、前記制御回路部は前記フレ
ームロッドにより炎のイオン電流を検出する炎電流検出
部と、前記炎電流検出部の出力信号が最小値となるとこ
ろを検索する最小値検索部と、前記最小値検索部の出力
信号により予め定められた範囲内で前記送風機の供給空
気量又は前記燃料供給手段の供給燃料量の少なくとも一
方を制御する空燃比制御部を有する構成としたものであ
る。

作　　　用 本発明は上記した構成によって、炎電流検出部の出力信
号が最小値となるように空燃比を調節してμｍ１．５付
近で安定した燃焼状態を維持するのである。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。実施例では石油気化式バーナによる室内開放燃焼型温
風暖房器（ファンヒータ）を例にして説明していく。

第１図は本発明のシステムブロック図を示す。

１はバーナで多数の小孔を有するパンチング板の外側に
金網で炎口を形成した全−次燃焼バーナであり、燃料タ
ンク２から燃料ボンデ３により供給された燃料を送風機
４により供給された空気と気化混合器５により気化混合
されバーナ１で燃焼する。６はフレームロッドでバーナ
１の火炎に流れる炎電流１１　を制御回路部７の炎電流
検出部８に伝える。９は最小値検索部で炎電流検出部８
の出力信号が最小となるように空燃比制御部１０に空燃
比を変更する信号を出力する。空燃比制御部１０は最小
値検索部９の出力信号により、空燃比制御部１ｏの中の
空気量制御部１１が送風機４を調節して供給空気量を調
節することにより空燃比を制御する。

第２図に全−次燃焼バーナにおいての炎イオン電流１１
の特性を示す。μｍ０．９付近で火炎中のイオン濃度が
最も高くμが大きくなるに従いイオン濃度が低くなる。

全−次燃焼バーナではμｍ０．９付近では火炎はバーナ
に密着し、μが大きくなるに従い火炎が伸びてくる現象
を確認している。

火炎が伸びてくるに従い火炎中で最もイオン密度の高い
部分がフレームロッドに近づいてくる。従ってμ〉０．
９の領域で炎イオン電流Ｉ（はμが大きくなるに従い、
イオン濃度低下による減少の現象と、イオン密度の高い
部分がフレームロッドに近づくことによる増加の現象が
あり、双方の作用によりμ＝１．５〜１．６付近で最小
の極値をとる第２図に示す特性となることを確認してい
る。

次に最小値検索部９の動作の一例について第３図の流れ
図にもとづいて説明する。空燃比制御部１０の空気量制
御部１１は予め定めた空気量ＯＡを供給するように送風
機４を駆動する。その時の炎電流Ｉｆを炎電流検出部８
が検出する。最小値検索部９は炎電流ＩＩを最小値”ｆ
ｍｉｎとして記憶し、空気量をΔＱＡだけ増加するよう
空燃比制御部１０に信号出力する。その時の炎電流Ｉ（
と最小値！ｆｍｉｎと比較し、Ｉ（が小さければその１
（を新しく最小値！ｆｍｉｎとして記憶し更に空気量を
ΔＱＡだけ増加するよう空燃比制御部１０に信号出力す
る。逆にＩｇがＩｆｍｉｎより大きければΔＱＡだけ減
少するよう空燃比制御部１０に信号出力する。以後、Ｉ
ｆくＩｆｍｉｎの時はＩｌを新し”ｆｍｉｎに書き換え
て同じ方向に空気量をΔＱＡだけずらし、Ｉｆ＞Ｉｆｍ
ｉｎの時は逆の方向にΔＱＡだけずらす操作を繰シ返す
。この途中にＯＡが予め定めた範囲Ｑ　Ａｍ　ｉ　ｎ　
−Ｑ　Ａｍ　ａ　Ｘから出てしまうと異常と判断して燃
焼を停止する。

以上の操作により炎電流！ｆが最小となるところでの燃
焼を維持するように制御する。

Ｅ記構成において、炎イオン電流Ｉ（が最小となるよう
に送風機４を調節して供給空気量を制御するように作用
してμ＝１．５〜１．６付近で安定した燃焼状態を維持
できる。また燃料ポンプ３のばらつきに応じて送風機４
を制御するので、製品製造時に燃料ポンプ３を単体で検
査すれば製品の燃焼量は決定でき、製造工程を簡略化で
きる。尚、本実施例では石油ファンヒータで説明したが
、ファンヒータ以外の燃焼機器やガス燃料であっても同
様の効果が得られる。

発明の効果 以上のように本発明の燃焼制御装置によれば次の効果が
得られる。

（１）空燃比最適点に自動設定されるため１手動の調整
手段が不要で常に安定した燃焼状態を維持できる。

（２）　　μ＝１．５〜１．６付近に調整できるのでＮ
Ｏｘの低い全−法肩焼バーナでの燃焼制御に応用できる
。

（３）炎イオン電流の絶対値で制御するのでなく最小値
となるように制御するので、ロッド電極の距離やロッド
形状、印加電圧などの差があっても補正され、影響を受
けることなく正確な空燃比制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の燃焼制御装置の制御ブロッ
ク図、第２図は一次空気比と炎電流の特性図、第３図は
動作を説明する流れ図、第４図は従来の空燃比制御方式
の特性図である。 １・・・・・・バーナ、ａ・・・・・・燃料供給手段、
４・・・・・・送風機、６・・・・・・フレームロッド
、７・・・・・・制御回路部、８・・・・・・炎電流検
出部、９・・・・・・最小値検索部、１０・・・・・・
空燃比制御部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／−
−−バーナ ６−ｍ−フレームロッド 第２図 一次上気力０１−） 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料を燃焼するバーナと、前記バーナへ燃料を供
   給する燃料供給手段と、燃焼空気を供給する送風機と、
   燃焼火炎に挿入したフレームロッドと、前記バーナの燃
   焼制御を行なう制御回路部を有し、前記制御回路部は前
   記フレームロッドにより炎のイオン電流を検出する炎電
   流検出部と、前記炎電流検出部の出力信号が最小値とな
   るところを検索する最小値検索部と、前記最小値検索部
   の出力信号により予め定められた範囲内で前記送風機の
   供給空気量又は前記燃料供給手段の供給燃料量の少なく
   とも一方を制御する空燃比制御部を有する構成とした燃
   焼制御装置。
2. （２）空燃比制御部は空燃比を変化させるために送風機
   の供給空気量を変化させる空気量制御部を有する特許請
   求の範囲第１項記載の燃焼制御装置。