JPS63105318A - 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の燃料を用いる燃焼機器における
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とき、燃料と空気量
を最適な比率にして供給することにより逆火や失火、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、従来から燃焼
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、例えば、特
開昭６１−２４９１７号公報に記載されているものがあ
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
供給ポンプの駆動周波数を調節する構成である。第３図
に炎イオン電流値Ｉｆ　の−例を示す。横軸は一次空気
輿μでここでは空燃比を一次空気比μで説明する。

代表的なバーナへの入力範囲（３０００−１０００ｋｃ
ａｌ／ｈ）において、炎イオン電流値Ｉｆはほぼμ＝０
．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、炎イオン電流値工
ｆ　が最大値になるように燃料供給量を決めることによ
り空燃比制御を行い宏量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μ＝ｏ、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、
μ＝１．５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（以下、全−次燃焼バーナと記す）
もある。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（ＮＯｘ）が極め
て少ないという特長を有し、クリーン燃焼のためには効
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様な従来の空燃比制御手段は、炎イ
オン電流値１ｆが最大値になるように燃料供給量を決め
るので、μ＝０．８〜０．９に調節してしまい、μ＝１
．５付近での安定した燃焼状態の維持ができなく、かつ
、バーナへの入力が小さく燃焼量が少ないときは、Ｉｆ
値が小さくかつ変化量は更に少なく検出が困難であると
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、μ＝１，５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
料と空気を供給する手段と、前記供給手段に連結した加
熱手段を有する気化器と、前記供給手段に設けた温度検
知手段と、前記気化器に連通した燃焼部と、前記気化器
の温度を検出し前記加熱手段の加熱を制御する温度制御
手段と、前記加熱手段により加える熱量を検出する加熱
量検出手段を備え、前記温度検知手段と前記加熱量検出
手段の出力に応じて前記空気または前記燃料を供給する
手段の供給量を増減して調整する燃焼制御を有する構成
としたものである。

作用 本発明は、上記した構成によって、温度検知手段と加熱
量検出手段により気化器を通り燃焼に供する空気量を測
定できるため、この出力を予め設定した値に空気を供給
する手段の供給量を増減して調節することにより空燃比
を任意に設定でき、空燃比をμ＝１．５付近で安定した
燃焼状態を維持するものである。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとすいて説明する
。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）を例にして説明する。第１図
は本発明のシステムブロック図を示す。１は燃焼部で、
多数の小孔１ａを有するパンチング板からなる簡１ｂの
外側に金網１ｃで炎孔を形成した全−次燃焼バーナであ
り、燃料タンク２から燃料ボ／ブ３により供給された燃
料と送風機４により供給された空気を気化器５に供給さ
れる。気化器６には加熱ヒータｅと温度検出部７のコン
トロールによシ一定の高温に維持され前記供給燃料は気
化し空気と混合し燃焼部１に混合ガスとして供給し燃焼
部１で燃焼する。８は気化器５の先端部で燃焼部１に近
接しており、燃焼熱に加熱されて燃焼熱を気化器６に伝
熱する。９は気化器に設けた加熱ヒータ６の加熱量検出
子部であり、加熱ヒータ６の電流値と電圧値より入力ワ
ットを演算する。１０は温度検出する温度検知手段であ
り、熱電対またはサーミスタで構成し、送風器４より供
給される空気の温度を測定し温度検出部１１に出力する
。燃料ポンプ３により供給する燃料の量は、負荷に応じ
て設定されその供給量に応じた出力を燃焼量入力部１２
へ出力する。

１３は演算比較部であり、加熱量検出部９と温度検出部
１１と燃焼量入力部１２より入力した値に応じて予め比
較値を記憶している値と比較し空気量制御部１４に出力
する。空気量制御部１４は演算゛比較部１３からの入力
に応じて送風器４の回転数を制御し空気量を増減する。

第２図に全−次燃焼バーナにおいての加熱量検知部すな
わち気化器６の加熱ヒータ６の電気入力量（以後人力Ｗ
と記す）の特性を示す。入力Ｗは一次空気比μが増加す
るにしたがい、又燃焼量が増大するに従い多くなる。こ
れは燃焼量及び−次空気比μが増大すると気化器６内を
通過する燃料ガスの量が増大し加熱量が増加するためで
ある。

気化器Ｓ内での空気温度の上昇は、送られる空気量と気
化器の形状により決まる。同じ気化器の場合は、燃料の
蒸発、空気中の温度変化の影響は少なく空気量による空
気の気化器内での滞留時間と流れ分布と気化器表面の温
度低下のみにより決ま鳴 る。そのため、−次空気比μが大きい程、また燃焼量が
多い程供給される空気量が多く加熱ヒータ６による入力
Ｗが大きくなる。送風器４より供給する気化器５の温度
を温度検知手段１０により（以後入口温度と記す）を知
ることにより（気化器温度−人口温度）空気の温度上昇
が判る。気化器５からの熱は内部を流れる空気と気化器
５の外部に放熱し、外部に放熱する量は気化器５の温度
が一定であるため常に一定となる。そのため入力Ｗの増
加量は前記空気の変化量と相関する。入力Ｗは加熱量検
出部９で検出する。加熱ヒータを流れる電気の電流、電
圧を逐次測定する加熱量検出部９より演算比較部１３に
出力する。演算比較部１３には、予め燃焼量と一次空気
比μを変化させたときの（気化器温度−人口温度）と入
力Ｗの各位を記憶させである。燃焼量入力部１２より燃
焼量を、また、温度検出部１１と加熱量検出部９よシ入
力することにより、前記値と比較することにより一次空
気比μが判る。そして、設定した一次空気比μと比較し
、設定値の一次空気比μと異なる時は空気制御部１４よ
り送風器４の回転数を増減させて調整する。このため−
次空気比は自由に最適値設定が可能であるため一次空気
比μ＝１．６の様な全−次域においても設定できる。ま
た、炎イオン電流は、室内の酸素濃度、煙草等池のガス
の影響を受けるのに対し、供給空気の温度上昇による熱
量を測る本発明は、温度上昇が空気の質量流量と相関す
るため上記の影響を受けることがない。本実施例では、
全−次燃焼バーナについて述べたが部分予混合燃焼バー
ナの場合も同じ様に一次空気比μを検知制御でき、また
入力温度に室温等を代用してもよい。

上記構成に於て、設定した一次空気比μと燃焼量に応じ
た値と、第１の値が同じになるように送風機４を調節し
て供給空気量を制御するように作用して空気比を一定（
例えばμ＝１．５）に保ち良好な燃焼状態を維持できる
。本実施例では石油ファンヒータで説明パシたが、ファ
ンヒータ以外の燃焼機器やガス燃焼であっても同様の効
果が有シ、一定温度を保つ気化器の代わりに加熱器と加
熱温度を検知する手段を設けても同様である。また、本
実施例では、空気量を増減して一次空気比μを最適に調
整したが、燃料の供給量を増減して調整した場合も同様
である。

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）空燃比を最適点に自動設定できるため、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）燃焼量に応じて空燃比を設定できるため良好な燃
焼で可変でき燃焼量可変幅が拡大し、負荷に応じて燃焼
量をコントロールできる。

（ａ　μｍ１．４〜１．８で調整できるためＮＯｘの低
い全−次燃焼バーナでの燃焼制御に応用できる。

（４）炎イオン電流のように燃焼状態によらず、供給空
気の質量流量値に応じた温度で制御するため、室温度、
燃焼状態の影響を受けることなく、正確な空気比制御が
可能である。

（句　気化器の入力量に応じて供給空気手段を制御する
ため応答速度が早く、また空気フィルタがごみ等により
半閉塞の場合も空気比がずれても瞬時に調整できる。

【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図は一次空気比と気化器の加熱入力量の特性
図、第３図は従来の空燃比制御方式の特性図である。 １・・・・・・燃焼部、３・・・・・・燃料ポンプ、４
・・・・・・送風機、５・・・・・・気化器、６・・・
・・・加熱ヒータ、９・・・・・・加熱量検出部、１０
・・・・・・温度検知手段、１１・・・・・・温度検出
部、１２・・・・・・燃焼量入力部、１３・・・・・・
比較演算部、１４・・・・・・空気量制御部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名δ　
°−ターイヒ、、Ｉ、 ９・−ｙａ終量核出都 第２図 一次墾気尤　Ｃμ） 第３図 −よ！！凱尤（μ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料と空気を供給する手段と、前記供給手段に連結した
   加熱手段を有する気化器と、前記供給手段に設けた温度
   検知手段と、前記気化器に連通した燃焼部と、前記気化
   器の温度を検出し前記加熱手段の加熱を制御する温度制
   御手段と、前記加熱手段により加える熱量を検出する加
   熱量検出手段を備え、前記温度検知手段と前記加熱量検
   出手段の出力に応じて前記空気または前記燃料を供給す
   る手段の供給量を増減した燃焼制御装置。