JPS62258914A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、燃料と燃焼空気を混合して燃焼する全一次燃
焼バーナの燃焼検知手段に関する。

従来の技術 従来のこの種の燃焼装置は第３図に示すように溝１戊さ
れていた。ヒータ１が埋１父された気化筒２の上部開口
部にはバーナヘッド受けを兼ねた混合板３が配設され、
気化筒２の内部に気化室４を区画している。また混合板
３の上部には、多数の小孔５が開設された整流筒６とそ
の外ｆａｌｌに設けられた金ｙ４製の燃焼筒７とによっ
て構成されるバーナヘッド８が配置され、さらにバーナ
ヘッド８とその上端を尉塞するキャップ９とにより内部
に混合室１０が区画されている。また、燃焼筒７および
気化筒２の外側には排気通路１１をへだてて輻射熱を通
過するガラス筒１２および排気口１３を開口した排気筒
１４が設けられている。なお、排気通路１１の上端は排
気キャップ１５により閉塞されている。一方、気化筒２
の側壁には給気ノズル１６および給油ノズ／Ｌ’１７が
開口するとともに、それぞれのノズルは給気管１８およ
び給油管１９を介してファン２ｏおよびポンプ２１に接
続されている（例えば、特開昭８０−１８８７１８　　
号公報）。なお、２２は油槽、２３は燃焼状態を検知す
るフレームロッドである。

上記構成において、ヒータ１によって気化筒２が所定温
度まで加熱されると、ファン２０は給気管１８および給
気ノズ／ｖ１６を介して燃焼空気を気化室４内に供給し
、ポンプ２１は油槽２２より給油管１９および給油ノズ
／ｖ１７を介して燃料を気化室４に供給する。気化室４
に入った燃料は加熱された−（化筒内＋ｉ、Ｉにて気化
し、燃・β゛た空気と１昆合して空気過剰率１．０以上
の予混合気になる。予混合′ＡＣは混合板３を介して混
合室１０に流入し、ここでさらに均一に混合された後Ｋ
“１さ流部６の小孔５から噴出し、点火器（図示せず）
により点火されて燃焼筒７の表面で燃焼する。燃焼筒７
は比較的大面ｈ’ｔであるので、ここでの燃焼は低負荷
燃焼であるとともに、燃焼にともなう燃焼筒７の赤熱が
ガラス筒１２を介して放散されるので燃焼火炎温度が低
くなり、低Ｎ　Ｏｘ燃焼が行なわれる。燃焼てよって生
じた排ガヌは排気ｄ路１１を通って排気口１ａより排出
されるが、その際に気化筒２を加熱し熱回収が行なわれ
る。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、フレームロッド２
３による燃焼検知およびそれを用いた空燃比制御が困惰
であるという問題点を有していた。

つぎにその理由を説明する。上記構成においてフレーム
ロッド２ａに一定゛心圧を印加して予ｌ昆合気の空気過
剰率を変化させた場合のフレームロッド電流値の特性を
第１図に示す。図に示されるよって、フレームロッド電
流は混合気の空気過剰率λが１，０すなわち予混合気中
の燃焼空気量が理論空気量と等しくなる点で最大となる
。ここで、バーナとしては燃焼面に２次空気が供給され
ない全一次燃焼が行なわれているために、予混合気の空
気喝剰率λが１，０以下では空気不足による不完全燃焼
を起こしてしまう。さらに予混合気の空気過剰率λが１
．０以上であっても、１．０近傍では燃焼筒７の赤熱す
なわち温度が最も高くなるために燃焼筒７および整流筒
６が過熱し、逆火してしまう恐れがある。このため、上
記構成の燃焼装置においては、予混合気の空気過剰率λ
の実・改的な使用範囲は第　図中のＡ点以上になり、フ
レームロッドのイオン電流■ｆにおけるしきい値（図中
Ｏ〜σ線で示す）以上では、制御回路（図示せず）によ
、　　　　り！Ｅ：ｆｌｆＰｌ−ｔ、ｂｊ、！：Ｋｅ、
ｂ・しかしながら、混合気の空気過剰率λを図中のＢ点
に設定するとイオン電流１ｇはＩＢになるが、このＩＢ
という電流値は低空気過刺率叫のＢ′でも同様に発生し
てしまい、単なる電流値による判定では不完全燃＋３Ｚ
　ｆｌｌｌのＢ′という空気ｉ刺率を検出で　゛きない
ため電流値の空気過剰率に対する傾きも合せてＦｌ＋２
する必要があった。また、フレームロッドの電流値特性
が常に図中の実線で示すように変化しなければよいが、
経年変化やフレームロッドの取付バラツキ等の原因によ
シ、図中の破線で示すような特性になると空気過剰率の
全域でしきい値のＯ〜σ以下であり、逆火域や不完全燃
焼域を検出できない問題点があった。さらに、フレーム
ロッドへの電圧印加回路等の故障によシ、電圧が印加さ
れなかった場合には当然ながらフレームロッド電流値は
零となるが、電流値の判定部ではしきい値０〜０′以下
であるために正常と判定されてしまう恐れがあった。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために、本発明の燃焼装置はファ
ンから分割供給される燃焼空気の一力が供給されて、高
濃度の予混合気を生成する気化室と、気化室からの予混
合気と他方の燃焼空気を混合してバーナヘッドに送出す
る混合室と、気化室からｌ昆合室へのｒ昆合気通路に突
出するとともに気化室１１ｔｌ＋に向けて開口した予混
合気取出口から気化室にて生成した予混合気の一部を取
出して燃焼するパイロットバーナと、パイロットパーナ
ノ火炎中に挿入された燃焼検知手段を設けたものである
。

作用 本発明は上記した構成によって、主バーナである全−次
燃焼バーナにおける燃焼状態を、高濃度の予混合気を燃
焼するパイロットバーナおよびフレームロッドによって
検知および１ｌＩＩＩ却することになり、燃焼範囲での
検知が容易になり不完全燃焼および逆火を防止できる。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図および第２図を用いて説
明する。なお、第１図において第３図に示す従来例と同
部品は同番号を付し説明を省略する。気化室４と混合室
１０との中間には、空気室本体２４と、仕切板２５とに
よって区画された空−（室２６が設けられ、空気室２６
と給気管１８とは送気管２７とによって接続されている
。まだ、空気室２６を貫通して気化室４から混合室１０
への混合二（ｄ路２８が配置されるとともに、空気室２
６の」二部で混合共通１洛２８との接続部には空気流出
［］２９が開［１している。−ツバ混合気別路２Ｂには
パイロットバーナ３ｏへの予混合気取出［１３１が、突
出し、かつ気化室４１１ＵＩに：赳に開口している。パ
イロットバーナ３０の上方にはフレームロッド２３の電
極が臨んでいる。３２は排気筒１４に開設した火移り口
である。

」二記構成において、ヒータ１により気化筒２が所定温
度まで加熱されるとファン２０とポンプ２１が作動し、
燃焼空気と燃料を気化室４に供給する。このどき、燃焼
空気は給気管１８から送気管２７によって空気室２６に
分割供給されるため、気化室４にて気化した燃料と給気
ノズル１６を介して気化室に供給された燃焼空気とによ
って気化室４内に形成される予？昆合気の空気過剰率λ
は、１．０以下に設定されている。気化室４にて形成さ
れた予混合気は、混合気通路２８を通る間に均一に混合
されて混合室１０ＫＩ’Ｊｔ出するとともに、送電管２
７からの燃焼空気が空気室２６および空気流出口２９を
経て混合室１０に流出する。混合室１０内に入つた気化
室４からの予混合気と空気室２６からの燃焼空気の一部
は混合室１０内にて混合し、空気過剰率λが１．０以上
の比較的希薄な混合気となり、全−次燃焼バーナヘッド
８に噴出する。一方、パイロットバーナ３０に気化室４
内にて形成された予混合気を導く予混合気取出口３２は
、混合気油：洛２８に突出するとともに気化室４側に向
けて開１」シているために、燃焼に十分な量で均一な予
混合気をパイロットバーナ３０に供給できる。パイロッ
トバーナ３０から噴出した高濃度の予混合気は点火器（
図示せず）により点火されて燃焼し、その際に主バーナ
である全−次燃焼バーナヘッド８への点火が、火移り口
３２を介したパイロットバーナ３０の火炎からの引火に
よって行なわれる。このパイロットバーナの火炎中にフ
レームロッド２３を挿入し電圧を印加することによって
得られるイオン電流は、パイロットバーナＦｌ’を体と
しては第２図Ａに示すような特性を示すことになる。第
２図Ａは縦軸にフレームロッドのイオン電流値、横軸に
パイロットバーナ３０に供給される予混合気すなわち気
化室４にて形成される予混合気の空気過倶１率λをとり
、イオン電流値す、ν性を示したもので、図からも判る
ように、空気過’ＩＩＩ率λが０．８〜０．９程度でイ
オン電流は最大値を示す。この特性を、パイロットバー
ナ３０に連動して変化する主バーナである全−次燃焼バ
ーナ８での空気過剰率λを横軸にとって示すと、第２図
Ｂの実線のようになる。この場合、主バーナにおいて低
空気過剰率側で逆火を生じない点（図中Ｂ点）および高
空気過剰率側でリフト失火を生じない点（図中り点）を
満足するようにイオン電流Ｉｆでのしきい値を設定する
と（図中１１＝Ｋ）それ以上のイオン電流を示す空気過
剰率＾の範囲（図中矢印で示す）では正常燃焼を保証さ
れることになる。すなわち、従来例で問題となった空−
（過剰率λが１，０以上の場合にも、フレーム口ッドの
イオン電流はしきい値以下になるために、異常燃焼を検
出し燃焼を停止することができる。なお、第２図Ｂ中の
破線は、従来例と同様に主バーナである全一次燃焼バー
ナの火炎中に、フレームロッドを挿入した場合のイオン
電流特性を概念的に示したものである。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の燃焼装置は燃
焼空気を分割し、一方の燃焼空気と気化燃料との濃い混
合気を形成する気化室と、他方の燃焼空気と気化室から
の濃い混合気とを混合してバーナヘッドに送出する混合
室と、気化室から混合室への混合気通路に突出するとと
もに気化室側に向けて開口した予混合気取出口からの予
混合気を燃焼するパイロットバーナと、パイロットバー
ナの燃焼状態を検知する検知手段を備えたために、パイ
ロットバーナに均一で十分な量の予混合気が供給され、
主バーナにおける空気過剰率をパイロットバーナにおけ
る空気過剰率によって容易に検知することが可能になり
、主バーナでの不完全燃焼や逆火あるいはリフト失火な
どの異常燃焼を防１にできる。また、全一次燃焼バーナ
への点火も、濃い混合／（を燃焼するパイロットパーナ
ヘ一旦点火し、さらにパイロットバーナの火炎によって
主バーナへの点火を行なえば極めて容易に行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す燃焼装置の縦断面図、
第２図Ａ、Ｂは同装置のパイロットバーナの火炎に挿入
されたフレームロッドのイオン電流特性を示す特性図、
第８図は従来の燃焼装置を示す縦断面図、第４図は従来
例におけるフレームロッドのイオン電流の特性を示す特
性図である。 ２・・・・・・気化筒、４・・・・・・気化室、８・・
・・・・全一次燃焼バーナヘッド、１０・・・・・混合
室、１８・・・・・・給気’ｆ７．２０・−・・ファン
、２３・・・・・・フレームロッド、２６・・・・・・
空気室、２７・・・・・・送気管、２８・・・・・混合
気通路、２９・・・・・・空気流出口、３０・・・・・
・パイロットバーナ、３１・・・・・・予混合気取出口
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 Ｄ　Ｊ５　　　　　　　　　　７．０　　　　　　　　
　　　　／、５ノマイローノトバーナｌ；お１１る！２
代過第１率入０、．５　　１．ＯＢ　　／、、ＳＬ 主バーナ電＝３＋７５た気過−索１−ＪＰ入第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）給気管を介して燃焼空気を供給するファンと、給
   気管に接続されて燃焼空気を分岐する送気管と、分割さ
   れた燃焼空気の一方と燃料を混合して予混合気を形成す
   る気化室と、送気管を介して供給される他方の燃焼空気
   と気化室からの予混合気を混合しバーナヘッドに送出す
   る混合室と、気化室にて形成された予混合気の一部が供
   給され燃焼するパイロットバーナと、パイロットバーナ
   の火炎中に挿入されて燃焼状態を検知する検知手段を備
   えるとともに、パイロットバーナへの予混合気取出口を
   気化室から混合室への混合気通路に突出しかつ気化室側
   に向けて開口した燃焼装置。
2. （２）有底円筒状の気化筒の内側に気化室を区画し、そ
   の上部に送気管が接続されるとともに混合室への空気流
   出口を開設した空気室と混合空を連接し、前記混合気通
   路を空気室を貫通して配設した特許請求の範囲第１項記
   載の燃焼装置。
3. （３）気化室にて形成される予混合気の空気過剰率を１
   ．０以下とするとともに、混合室にて形成される予混合
   気の空気過剰率を１．０以上とし、かつバーナヘッドを
   表面燃焼を行なう全一次燃焼バーナヘッドとした特許請
   求の範囲第１項記載の燃焼装置。
4. （４）検知手段を、フレームロッドとした特許請求の範
   囲第１項記載の燃焼装置。