JPS622648B2 - - Google Patents
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- JPS622648B2 JPS622648B2 JP55132092A JP13209280A JPS622648B2 JP S622648 B2 JPS622648 B2 JP S622648B2 JP 55132092 A JP55132092 A JP 55132092A JP 13209280 A JP13209280 A JP 13209280A JP S622648 B2 JPS622648 B2 JP S622648B2
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- combustion chamber
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Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガス、石油等を燃料とする燃焼装置
に関するもので、バーナ火炎後流の燃焼室内に配
設した酸素分圧センサーを用い、燃焼空気量を必
要最小限となるように制御することによつて、常
に高効率で運転できる燃焼装置を提供するもので
ある。
に関するもので、バーナ火炎後流の燃焼室内に配
設した酸素分圧センサーを用い、燃焼空気量を必
要最小限となるように制御することによつて、常
に高効率で運転できる燃焼装置を提供するもので
ある。
従来、遷移金属酸化物の焼結セラミツクによる
酸素分圧センサーは、車載用として空燃比制御に
用いること、また燃焼機器用として酸素欠乏等に
よる異常燃焼検知に用いることが考えられてい
た。車載用の空燃比制御は、主として理論空燃比
近傍の混合気をエンジンに送るように気化器を制
御し、多量の炭化水素、一酸化炭素CO等の中間
生成物を除去しようとしたもので、空燃比制御と
しては非常に荒いものであつた。一方、家庭用燃
焼機器は、最近安全を強く要求され、酸素分圧セ
ンサーを酸素欠乏等による異常燃焼検知に用いて
いた。そのような従来例を第１図に示す。
酸素分圧センサーは、車載用として空燃比制御に
用いること、また燃焼機器用として酸素欠乏等に
よる異常燃焼検知に用いることが考えられてい
た。車載用の空燃比制御は、主として理論空燃比
近傍の混合気をエンジンに送るように気化器を制
御し、多量の炭化水素、一酸化炭素CO等の中間
生成物を除去しようとしたもので、空燃比制御と
しては非常に荒いものであつた。一方、家庭用燃
焼機器は、最近安全を強く要求され、酸素分圧セ
ンサーを酸素欠乏等による異常燃焼検知に用いて
いた。そのような従来例を第１図に示す。
第１図において、ａはバーナであり、バーナで
燃焼した火炎Ｆは、燃焼室ｂの内部で火炎後流に
設けられた酸素分圧センサーｃによつて監視さ
れ、制御器ｄにより、異常が生じた場合安全弁ｅ
を閉止するようになつている。この際、空気過剰
率ｍ（燃焼機器における空燃比）は、第２図に示
されたＡのような範囲にある時、正常であると見
なしている。
燃焼した火炎Ｆは、燃焼室ｂの内部で火炎後流に
設けられた酸素分圧センサーｃによつて監視さ
れ、制御器ｄにより、異常が生じた場合安全弁ｅ
を閉止するようになつている。この際、空気過剰
率ｍ（燃焼機器における空燃比）は、第２図に示
されたＡのような範囲にある時、正常であると見
なしている。
一般的に燃焼機器は、燃料組成、供給圧、およ
び燃焼空気供給用フアンなどに印加される電圧等
の変動によるバラツキを考慮し、空気過剰率をｍ
＝1.4〜2.0に設定している。従つて、安全面から
はＡのような範囲の設定が要求されるが、省エネ
ルギーという観点から、高効率で運転するために
は、空気過剰率を可能な限り低い範囲で運転する
ことも同時に要求される。
び燃焼空気供給用フアンなどに印加される電圧等
の変動によるバラツキを考慮し、空気過剰率をｍ
＝1.4〜2.0に設定している。従つて、安全面から
はＡのような範囲の設定が要求されるが、省エネ
ルギーという観点から、高効率で運転するために
は、空気過剰率を可能な限り低い範囲で運転する
ことも同時に要求される。
本発明は、上述の要求に答えるためのものであ
り、遷移金属酸化物による酸素分圧センサーを用
いて、空気過剰率を可能な限り低い範囲で運転す
るように燃焼空気供給用フアンを制御するもので
ある。
り、遷移金属酸化物による酸素分圧センサーを用
いて、空気過剰率を可能な限り低い範囲で運転す
るように燃焼空気供給用フアンを制御するもので
ある。
まず、第２図により、遷移金属酸化物の焼結セ
ラミツクよりなる酸素分圧センサーを燃焼機器に
適用したときの特性について述べる。遷移金属酸
化物は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バ
ナジウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化ニツ
ケル、酸化鉄、酸化コバルト等であり、また半金
属酸化物である酸化スズ等も同様の特性を示すこ
とが知られている。
ラミツクよりなる酸素分圧センサーを燃焼機器に
適用したときの特性について述べる。遷移金属酸
化物は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バ
ナジウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化ニツ
ケル、酸化鉄、酸化コバルト等であり、また半金
属酸化物である酸化スズ等も同様の特性を示すこ
とが知られている。
遷移金属酸化物によるセンサーの離間した一対
の電極間の抵抗と空気過剰率との関係は、第２図
の曲線Ｒに示すように、空気過剰率が比較的高い
ところ、即ち従来燃焼機器を運転していた範囲Ａ
では、燃焼ガス中に酸素が充分存在しているた
め、温度に依存したサーミスタ特性のみを示し、
空気過剰率の低下とともに、抵抗が徐々に低下し
てくる。さらに、空気過剰率が低下しＢの範囲に
なれば、火炎が伸びてセンサーに近づき、酸素分
圧が低下するため、センサーの抵抗は急峻に低下
する。従つて、空気過剰率Ｂの範囲であるセンサ
ー抵抗、例えば500Ωを基準として、常にその抵
抗になるようにフアンを制御することにより、範
囲Ｂ、例えばｍ＝1.15〜1.2で高効率運転が可能
となる。
の電極間の抵抗と空気過剰率との関係は、第２図
の曲線Ｒに示すように、空気過剰率が比較的高い
ところ、即ち従来燃焼機器を運転していた範囲Ａ
では、燃焼ガス中に酸素が充分存在しているた
め、温度に依存したサーミスタ特性のみを示し、
空気過剰率の低下とともに、抵抗が徐々に低下し
てくる。さらに、空気過剰率が低下しＢの範囲に
なれば、火炎が伸びてセンサーに近づき、酸素分
圧が低下するため、センサーの抵抗は急峻に低下
する。従つて、空気過剰率Ｂの範囲であるセンサ
ー抵抗、例えば500Ωを基準として、常にその抵
抗になるようにフアンを制御することにより、範
囲Ｂ、例えばｍ＝1.15〜1.2で高効率運転が可能
となる。
次に本発明を湯沸器に適用した実施例を第３図
により説明する。
により説明する。
図において、１はバーナであり、このバーナに
より火炎Ｆが形成され、その火炎を囲んで燃焼室
２および熱交換フイン３があり、火炎Ｆの後流の
燃焼室内に、分離板２０を縦方向に設けて燃焼ガ
スの流れをE1とE2に分流する主流路２２とバイ
パス路２１を形成している。そしてバイパス路２
１内に酸素分圧センサー４が配設されている。ま
た、バイパス路２１内の空気過剰率は主流路２２
より多少低くしてある。このことにより主流路２
２にCOが発生する以前にバイパス路２１内で異
常を検知するものである。なお、ガス量はガスブ
ロツク５で設定され、ノズル６に送られてバーナ
１に供給される。水は水ブロツク７で設定され、
熱交換フイン３で熱交換されたのち、湯として供
給される。燃焼ガスは排気室８に集められたの
ち、フアンモーター９で駆動されているフアン１
０により排気筒１１に送られる。また、センサー
４の出力は制御器１２に入力され、制御器１２は
低空気過剰率でかつ一定の空気過剰率で運転でき
るようにモーター９を制御している。
より火炎Ｆが形成され、その火炎を囲んで燃焼室
２および熱交換フイン３があり、火炎Ｆの後流の
燃焼室内に、分離板２０を縦方向に設けて燃焼ガ
スの流れをE1とE2に分流する主流路２２とバイ
パス路２１を形成している。そしてバイパス路２
１内に酸素分圧センサー４が配設されている。ま
た、バイパス路２１内の空気過剰率は主流路２２
より多少低くしてある。このことにより主流路２
２にCOが発生する以前にバイパス路２１内で異
常を検知するものである。なお、ガス量はガスブ
ロツク５で設定され、ノズル６に送られてバーナ
１に供給される。水は水ブロツク７で設定され、
熱交換フイン３で熱交換されたのち、湯として供
給される。燃焼ガスは排気室８に集められたの
ち、フアンモーター９で駆動されているフアン１
０により排気筒１１に送られる。また、センサー
４の出力は制御器１２に入力され、制御器１２は
低空気過剰率でかつ一定の空気過剰率で運転でき
るようにモーター９を制御している。
制御器１２における制御回路の一例を第４図に
示す。交流電源はダイオードブリツヂ１３とツナ
ーダイオード１４により直流定電圧電源となる。
センサー４を含むブリツヂ１５によりセンサー抵
抗と基準抵抗とを比較し、差動アンプ１６に入力
を送る。センサー４の抵抗が基準値より小さい時
は、定電流回路１７の電流が大きくなり、基準値
より大きい時は小さくなる。定電流回路１７の電
流が大きくなれば、トリガ回路１８のトリガが早
く入り、双方向サイリスタ１９によりフアンモー
ター９を位相制御し、送風量を小さくするように
作動する。このような回路により、空気過剰率は
一定の値で運転することが出来る。
示す。交流電源はダイオードブリツヂ１３とツナ
ーダイオード１４により直流定電圧電源となる。
センサー４を含むブリツヂ１５によりセンサー抵
抗と基準抵抗とを比較し、差動アンプ１６に入力
を送る。センサー４の抵抗が基準値より小さい時
は、定電流回路１７の電流が大きくなり、基準値
より大きい時は小さくなる。定電流回路１７の電
流が大きくなれば、トリガ回路１８のトリガが早
く入り、双方向サイリスタ１９によりフアンモー
ター９を位相制御し、送風量を小さくするように
作動する。このような回路により、空気過剰率は
一定の値で運転することが出来る。
上述の制御による不安材料は、低空気過剰率で
運転してCO等の中間生成物が発生して安全性が
失われないかと言うことであるが、第３図におけ
るセンサー４の配設位置を燃焼室２の内にすれ
ば、第２図に示すようにセンサー抵抗が充分低下
したのちCO／CO2が立ち上る。というのは、燃
焼機器におけるCOは火炎Ｆが伸びて、熱交換フ
イン３等に接触することにより発生するものであ
るから、フイン３より上流にセンサー４を配設す
れば、火炎Ｆがフイン３に接触する以前に検知す
ることが可能になるのである。
運転してCO等の中間生成物が発生して安全性が
失われないかと言うことであるが、第３図におけ
るセンサー４の配設位置を燃焼室２の内にすれ
ば、第２図に示すようにセンサー抵抗が充分低下
したのちCO／CO2が立ち上る。というのは、燃
焼機器におけるCOは火炎Ｆが伸びて、熱交換フ
イン３等に接触することにより発生するものであ
るから、フイン３より上流にセンサー４を配設す
れば、火炎Ｆがフイン３に接触する以前に検知す
ることが可能になるのである。
また、センサーの経年変化、器具の製造バラツ
キ等があつても、主流路２２より空気過剰率が多
少低いバイパス路２１が先に異常（酸素濃度の低
下）を起すので、酸素分圧センサー４がこれを検
知して送風フアン１０を制御することもできる。
キ等があつても、主流路２２より空気過剰率が多
少低いバイパス路２１が先に異常（酸素濃度の低
下）を起すので、酸素分圧センサー４がこれを検
知して送風フアン１０を制御することもできる。
このように本発明によれば次のような作用効果
を期待できる。
を期待できる。
１ 送風フアンを制御してバーナ全体の空燃比を
調節し、必要最小限の空気量に制御するので、
常に高効率の燃焼を得ることができる。
調節し、必要最小限の空気量に制御するので、
常に高効率の燃焼を得ることができる。
２ 分離板により燃焼ガスの流れを二経路に分流
する主流路とバイパス路を形成し、このバイパ
ス路内の空気過剰率を主流路より低くして、こ
のバイパス路に酸素分圧センサを設けたので、
主バーナの燃焼が異常になる以前に送風フアン
を制御でき安全性の確実度を増すことができ
る。
する主流路とバイパス路を形成し、このバイパ
ス路内の空気過剰率を主流路より低くして、こ
のバイパス路に酸素分圧センサを設けたので、
主バーナの燃焼が異常になる以前に送風フアン
を制御でき安全性の確実度を増すことができ
る。
第１図は従来の燃焼装置の要部を欠截した正面
図、第２図は酸素分圧センサーの抵抗と空気過剰
率の関係を示す図、第３図は本発明の一実施例に
よる湯沸器の要部を欠截した正面図、第４図は同
制御回路図である。 １……バーナ、２……燃焼室、３……酸素分圧
センサー、１０……送風フアン、１２……制御
器、２０……分離板、２１……バイパス路、２２
……主流路。
図、第２図は酸素分圧センサーの抵抗と空気過剰
率の関係を示す図、第３図は本発明の一実施例に
よる湯沸器の要部を欠截した正面図、第４図は同
制御回路図である。 １……バーナ、２……燃焼室、３……酸素分圧
センサー、１０……送風フアン、１２……制御
器、２０……分離板、２１……バイパス路、２２
……主流路。
Claims (1)
- １ バーナと、このバーナを囲む燃焼室と、燃焼
室に燃焼空気を供給する送風フアンとを備えた燃
焼装置において、バーナを囲む燃焼室を一部分割
する分離板を設けて主流路とバイパス路を形成
し、このバイパス路内の空気／燃料混合比を主流
路以下とするとともに、バイパス路内の火炎後流
の燃焼室内に酸素分圧センサーを配設し、このセ
ンサーの離間した一対の電極間の抵抗が検知され
る雰囲気の空気／燃料混合比の変化により急峻に
変化することを利用し、燃焼空気を必要最小限の
み送風するように送風フアンを制御する制御部を
具備した燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13209280A JPS5755322A (en) | 1980-09-22 | 1980-09-22 | Combustor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13209280A JPS5755322A (en) | 1980-09-22 | 1980-09-22 | Combustor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5755322A JPS5755322A (en) | 1982-04-02 |
| JPS622648B2 true JPS622648B2 (ja) | 1987-01-21 |
Family
ID=15073294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13209280A Granted JPS5755322A (en) | 1980-09-22 | 1980-09-22 | Combustor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5755322A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180282098A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Seiko Epson Corporation | Recording apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51110734A (ja) * | 1975-03-24 | 1976-09-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nenshoseigyosochi |
| JPS51142732A (en) * | 1975-06-04 | 1976-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Safety device for gas burner |
-
1980
- 1980-09-22 JP JP13209280A patent/JPS5755322A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51110734A (ja) * | 1975-03-24 | 1976-09-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nenshoseigyosochi |
| JPS51142732A (en) * | 1975-06-04 | 1976-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Safety device for gas burner |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180282098A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Seiko Epson Corporation | Recording apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5755322A (en) | 1982-04-02 |
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