JPS6349623A - 燃焼装置 - Google Patents
燃焼装置Info
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- JPS6349623A JPS6349623A JP61192322A JP19232286A JPS6349623A JP S6349623 A JPS6349623 A JP S6349623A JP 61192322 A JP61192322 A JP 61192322A JP 19232286 A JP19232286 A JP 19232286A JP S6349623 A JPS6349623 A JP S6349623A
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- Japan
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- combustion
- flame
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- air ratio
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
- F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/10—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples
- F23N5/102—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
- F23N5/123—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/16—Measuring temperature burner temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
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。
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
本発明は石油やガス等を使用した燃焼機器における空気
比の制御装置を搭載したバーナて関するものである。
比の制御装置を搭載したバーナて関するものである。
従来の技術
石油やガスを燃料として燃焼させる時、燃料と空気を最
適な比率にして供給することにより逆火や失火、ある贋
は不完全燃焼の発生を防ぎ安定な燃焼が維持できる。こ
の空気と燃料の比を空気比と呼び、従来より燃焼状態を
検知して常に最適な空気比を保つように燃料、あるいは
空気の供給量を制御する手段が考えられていた。
適な比率にして供給することにより逆火や失火、ある贋
は不完全燃焼の発生を防ぎ安定な燃焼が維持できる。こ
の空気と燃料の比を空気比と呼び、従来より燃焼状態を
検知して常に最適な空気比を保つように燃料、あるいは
空気の供給量を制御する手段が考えられていた。
例えば石油燃焼器における空気比制御の方式は、特開１
１８６１−２４９１７号公報に記載されている様なもの
がよく知られている。これは火炎に挿入したフレームロ
ンドにより火炎中のイオン電流を検出し、このイオン電
流が空気比により変化することを利用して空気比を最適
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。
１８６１−２４９１７号公報に記載されている様なもの
がよく知られている。これは火炎に挿入したフレームロ
ンドにより火炎中のイオン電流を検出し、このイオン電
流が空気比により変化することを利用して空気比を最適
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３図にイオン電流ＩＩの一例を示す。代表的な燃焼範
囲（３０００〜１０００ｋｃａｌ／ｈ）では、イオン電
流値Ｉ（はほぼ空気比λ＝０．８〜０．９でピークを持
つ分布を成している。そこでポンプ駆動周波数を調節し
て、イオン電流値Ｉ（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気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。
囲（３０００〜１０００ｋｃａｌ／ｈ）では、イオン電
流値Ｉ（はほぼ空気比λ＝０．８〜０．９でピークを持
つ分布を成している。そこでポンプ駆動周波数を調節し
て、イオン電流値Ｉ（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気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
しかしながら上記のような構成では、イオン電流値Ｉｉ
が最大値てなるように燃料供給量を制御するため、空気
比はλ＝０．８〜０．９近傍−に調節されてしまう。こ
の空気死人＝０．８〜０．９の範囲は最も燃焼速度の速
い領域であるため、火炎温度が最高値となシ燃焼排ガス
中の窒素酸化物（Ｎｏ：ｃ）の生成量が著しく多くなり
、極めて人体に有害であった。
が最大値てなるように燃料供給量を制御するため、空気
比はλ＝０．８〜０．９近傍−に調節されてしまう。こ
の空気死人＝０．８〜０．９の範囲は最も燃焼速度の速
い領域であるため、火炎温度が最高値となシ燃焼排ガス
中の窒素酸化物（Ｎｏ：ｃ）の生成量が著しく多くなり
、極めて人体に有害であった。
本発明はかかる従来の問題を解消するもので、空気比の
高い側、即ちλ＝１．５近傍にて空気比を調節し、窒素
酸化物（ＮＣ）ｃ）の生成量を抑制し、高燃焼量から低
燃焼量まで安定した燃焼状態を維持することを目的とす
る。
高い側、即ちλ＝１．５近傍にて空気比を調節し、窒素
酸化物（ＮＣ）ｃ）の生成量を抑制し、高燃焼量から低
燃焼量まで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装置は、複数
の小孔を有した整流筒の外周方向に整流空間を介して燃
焼金網を設けたバーナと、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空気供給手段と、
前記整流空間に測温接点を設けた熱電対と、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
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、
前記熱電対により整流空間の温度を検出する温度検出部
と、前記炎電流検出部の出力信号が設定値より大となる
領域にて前記温度検出部の出力信号が一定値となるよう
に、前記燃料供給手段あるいは空気供給手段の供給量を
制御する空気比制御部を有する構成としたものである。
の小孔を有した整流筒の外周方向に整流空間を介して燃
焼金網を設けたバーナと、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空気供給手段と、
前記整流空間に測温接点を設けた熱電対と、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
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、
前記熱電対により整流空間の温度を検出する温度検出部
と、前記炎電流検出部の出力信号が設定値より大となる
領域にて前記温度検出部の出力信号が一定値となるよう
に、前記燃料供給手段あるいは空気供給手段の供給量を
制御する空気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、温度検出部の出力信号
が一定値となるように空気比を調節してλ＝１，５近傍
で安定した燃焼状態を維持することＫｊシ、燃焼時の火
炎温度が低下し、ＮＯｘの生成量が低減されるため、人
体に害のない燃焼装置の提供が可能になるのである。
が一定値となるように空気比を調節してλ＝１，５近傍
で安定した燃焼状態を維持することＫｊシ、燃焼時の火
炎温度が低下し、ＮＯｘの生成量が低減されるため、人
体に害のない燃焼装置の提供が可能になるのである。
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（石油）７ンヒータ）を例にして説明していく
。
。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（石油）７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整流筒２の外周方向
に整流空間３を介して燃焼金網４を設けて成る。また燃
料は燃料タンク５から燃料ポンプ６により燃料ノズル７
を通って気化筒８に供給され、送風７アン９より空気口
１０を介して供給される燃焼空気とともに、気化筒８内
で気化、混合され、混合板１１を通って予混合ガスとし
てバーナ１に供給され燃焼火炎１２を形成する。１３は
フレームロッドでバーナ１の燃焼火炎１２に流れるイオ
ン電流Ｉｆを制御回路Ｎ’＝ １４の炎電流検出５１５
に伝える。１６は燃焼停止部で炎電流検出部１５の出力
信号が任意の設定値よυも小さい場合にはポンプ６の燃
料供給動作を停止する。さらに１７は熱電対で測温接点
１Ｂが整流空間３中に設けてあシ、この熱電対１７は空
気分岐路１９中を経由して制御回路部１４に接続されて
いる。空気分岐路１９には送風ファン９より燃焼空気が
一部流れてバーナ１に供給されている。ここで熱電対１
７における測温接点１８に生ずる起電力は制御回路部１
４の温度検出部２０に伝えられる。この温度検出部２０
には基準接点が内蔵されている。２１゜は温度検索部で
温度検出部２０の出力信号が一定値となるように空気比
制御部２２に燃焼量を変更する信号を出力する。空気比
制御部２２は温度検索部２１の出力信号によりポンブ６
を制御して燃料供給量を調節する。
に整流空間３を介して燃焼金網４を設けて成る。また燃
料は燃料タンク５から燃料ポンプ６により燃料ノズル７
を通って気化筒８に供給され、送風７アン９より空気口
１０を介して供給される燃焼空気とともに、気化筒８内
で気化、混合され、混合板１１を通って予混合ガスとし
てバーナ１に供給され燃焼火炎１２を形成する。１３は
フレームロッドでバーナ１の燃焼火炎１２に流れるイオ
ン電流Ｉｆを制御回路Ｎ’＝ １４の炎電流検出５１５
に伝える。１６は燃焼停止部で炎電流検出部１５の出力
信号が任意の設定値よυも小さい場合にはポンプ６の燃
料供給動作を停止する。さらに１７は熱電対で測温接点
１Ｂが整流空間３中に設けてあシ、この熱電対１７は空
気分岐路１９中を経由して制御回路部１４に接続されて
いる。空気分岐路１９には送風ファン９より燃焼空気が
一部流れてバーナ１に供給されている。ここで熱電対１
７における測温接点１８に生ずる起電力は制御回路部１
４の温度検出部２０に伝えられる。この温度検出部２０
には基準接点が内蔵されている。２１゜は温度検索部で
温度検出部２０の出力信号が一定値となるように空気比
制御部２２に燃焼量を変更する信号を出力する。空気比
制御部２２は温度検索部２１の出力信号によりポンブ６
を制御して燃料供給量を調節する。
上記構成において、燃料ノズル７、空気口１０から噴出
した燃料と空気は加熱した気化筒８の中で予混合ガスと
なり混合板１１を通って整流筒２より流出し整流空間３
を経て燃焼金網４の表面で火炎１２を形成する。この時
熱電対１７の測温接点１８は整流空間３中にあるため、
温度の出力信号としては予混合ガスの温度を測定してい
ることとなる。ここで、この整流空間３内は、燃焼金網
４およびその表面に形成される火炎１２からの幅対熱を
直接受けるため熱電対１７からの出力信号は、燃焼空気
と燃料の比すなわち空気比によって第２図のように表わ
される。つまり空気比λ＝１．０近傍では燃焼速度が最
大となシ、燃焼金網４に火炎１２が近接するとともに火
炎１２の温度も上昇する。またこのため燃焼金網４の温
度も上昇する。
した燃料と空気は加熱した気化筒８の中で予混合ガスと
なり混合板１１を通って整流筒２より流出し整流空間３
を経て燃焼金網４の表面で火炎１２を形成する。この時
熱電対１７の測温接点１８は整流空間３中にあるため、
温度の出力信号としては予混合ガスの温度を測定してい
ることとなる。ここで、この整流空間３内は、燃焼金網
４およびその表面に形成される火炎１２からの幅対熱を
直接受けるため熱電対１７からの出力信号は、燃焼空気
と燃料の比すなわち空気比によって第２図のように表わ
される。つまり空気比λ＝１．０近傍では燃焼速度が最
大となシ、燃焼金網４に火炎１２が近接するとともに火
炎１２の温度も上昇する。またこのため燃焼金網４の温
度も上昇する。
よってこれらの影響を受は熱電対１７の起電力ＥＶ（実
線で示す。）も空気比λ＝１．０に高いピーク値を示す
。したがって起電力を適切な値、例えばＥｖ＝ａとなる
ような値に設定するように空気死人を調節することによ
ってλ＝１゜５近傍に空気比を制御することが可能とな
る。ここで、低空気比側、ス〈１．０の領域におｈても
Ｅｖ＝ａとなる場合が生じてくるが、この場合、イオン
電流の出力信号Ｉｉ（破線で示す。）が急激に減少し、
設定値１ｉ＝ｂよりも小となるため、燃焼は速やかに停
止するので問題はない。したがって、起電力Ｅｖが設定
値ａよｐも大の場合は、空気比が小であると認識し、空
気比を高い側に調節するべくポンプ６の燃料供給量が減
少する。また起電力Ｅｖが設定値ａよりも小の場合は空
気比が大であシ、空気比を低い側に調節すべくポンプ６
の燃料供給量は増加する。
線で示す。）も空気比λ＝１．０に高いピーク値を示す
。したがって起電力を適切な値、例えばＥｖ＝ａとなる
ような値に設定するように空気死人を調節することによ
ってλ＝１゜５近傍に空気比を制御することが可能とな
る。ここで、低空気比側、ス〈１．０の領域におｈても
Ｅｖ＝ａとなる場合が生じてくるが、この場合、イオン
電流の出力信号Ｉｉ（破線で示す。）が急激に減少し、
設定値１ｉ＝ｂよりも小となるため、燃焼は速やかに停
止するので問題はない。したがって、起電力Ｅｖが設定
値ａよｐも大の場合は、空気比が小であると認識し、空
気比を高い側に調節するべくポンプ６の燃料供給量が減
少する。また起電力Ｅｖが設定値ａよりも小の場合は空
気比が大であシ、空気比を低い側に調節すべくポンプ６
の燃料供給量は増加する。
この様にして常に起電力Ｅｖが一定値となる様に燃料供
給量が制御され、空気比が任意の設定値（例えばス＝１
．５近傍）に制御することができる。
給量が制御され、空気比が任意の設定値（例えばス＝１
．５近傍）に制御することができる。
さらに熱電対１７は測温接点１Ｂが整流空間３に存在す
るため、火炎１２の影響を受は易いとともに、それ自身
の熱容量が極めて小さいことにより、火炎形成状態に対
して応答性が著しく良い。このため空気比制御性が向上
するとともに、逆火、失火（リフト）現象の検知が瞬時
にできることにより有毒ガス発生等に対しての安全性が
向上する。
るため、火炎１２の影響を受は易いとともに、それ自身
の熱容量が極めて小さいことにより、火炎形成状態に対
して応答性が著しく良い。このため空気比制御性が向上
するとともに、逆火、失火（リフト）現象の検知が瞬時
にできることにより有毒ガス発生等に対しての安全性が
向上する。
また本実施例では空気比制御をポンプ６の調節によって
おこなったが、送風７アン９の空気供給量を調節するこ
とによっても空気比制御は同様にして出来る。
おこなったが、送風７アン９の空気供給量を調節するこ
とによっても空気比制御は同様にして出来る。
一方、本実施例においては、熱電対１７の経路を空気分
岐路１９中に設け、燃焼空気の経路と併用しているため
、バーナ１の上部の温度が燃焼空気によって冷却されバ
ーナ１上部が過度に加熱されにくくなり逆火現象が発生
しにくくなるとともに、空気分岐路１９中に圧力がかか
るため、予混合のもれが発生せず熱電対１７のバーナ１
内への押入による予混合気もれの危険性もなくなる。
岐路１９中に設け、燃焼空気の経路と併用しているため
、バーナ１の上部の温度が燃焼空気によって冷却されバ
ーナ１上部が過度に加熱されにくくなり逆火現象が発生
しにくくなるとともに、空気分岐路１９中に圧力がかか
るため、予混合のもれが発生せず熱電対１７のバーナ１
内への押入による予混合気もれの危険性もなくなる。
発明の効果
以上のように本発明の燃焼装置によれば次の効果が得ら
れる。
れる。
（１）空気比最適点に自動設定されるため、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。
手段が不要で常に安定した燃焼状態を維持できる。
（２）空気死人＝１．５近傍に調整できるので、ＮＯｘ
の低い全−火燃焼バーナの燃焼制御ができる。
の低い全−火燃焼バーナの燃焼制御ができる。
（３）熱電対の起電力の空気比に対する勾配が高めため
、空気比のばらつきが少なく制御できることにより、高
燃焼量から低燃焼量まで精度良くコントロール可能とな
り燃焼１可変幅が拡大する。
、空気比のばらつきが少なく制御できることにより、高
燃焼量から低燃焼量まで精度良くコントロール可能とな
り燃焼１可変幅が拡大する。
４）空気比制御の応答性が良く、また逆火、失火現象の
検知が瞬時に出来るため、安全性が著しく向上する。
検知が瞬時に出来るため、安全性が著しく向上する。
第１図は本発明の一実施例における燃焼装置の制御ブロ
ック図、第２図は空気比と熱電対起電力、イオン電流の
特性図、第３図は従来の空気比制御方式の特性図である
。 １・・・・・・バーナ、２・・・・・・整流筒、３・・
・・・・整流空間、４・・・・・・燃焼金網、１３・・
・・・・フレームロツ）’、１４・・・・・・制御回路
部、１５・・・・・・炎電流検出部、１７・・・・・熱
電対、１８・・・・・測温接点、２０・・・・・・温度
検比部、２２・・・・・・空気比制御部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ノー
ンゝ；−’ｉ とエ −ゴ；て＆％づシじ濶幻テ１ ノ３−２レムＵ−ｐト ノ４−廟〒１１１Ｍ１Ｑ］ト晴ｉ５ 第 ３ 図 密気ｒ乙入 一次蚕気Ｌｌ：、（、ｇ）
ック図、第２図は空気比と熱電対起電力、イオン電流の
特性図、第３図は従来の空気比制御方式の特性図である
。 １・・・・・・バーナ、２・・・・・・整流筒、３・・
・・・・整流空間、４・・・・・・燃焼金網、１３・・
・・・・フレームロツ）’、１４・・・・・・制御回路
部、１５・・・・・・炎電流検出部、１７・・・・・熱
電対、１８・・・・・測温接点、２０・・・・・・温度
検比部、２２・・・・・・空気比制御部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ノー
ンゝ；−’ｉ とエ −ゴ；て＆％づシじ濶幻テ１ ノ３−２レムＵ−ｐト ノ４−廟〒１１１Ｍ１Ｑ］ト晴ｉ５ 第 ３ 図 密気ｒ乙入 一次蚕気Ｌｌ：、（、ｇ）
Claims (1)
- 複数の小孔を有した整流筒の外周方向に整流空間を介
して燃焼金網を設けたバーナと、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空気供給手
段と、前記整流空間に測温接点を設けた熱電対と、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、前記熱電対により整流空間の温度を検出する温度
検出部と、前記炎電流検出部の出力信号が設定値より大
となる領域にて前記温度検出部の出力信号が一定値とな
るように、前記燃料供給手段あるいは空気供給手段の供
給量を制御する空気比制御部を有する燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192322A JPS6349623A (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192322A JPS6349623A (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6349623A true JPS6349623A (ja) | 1988-03-02 |
Family
ID=16289353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61192322A Pending JPS6349623A (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6349623A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0674444A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-03-15 | Rinnai Corp | ガス器具の燃焼制御方法 |
| US5924859A (en) * | 1995-10-25 | 1999-07-20 | Stiebel Eltron Gmbh & Co.Kg | Process and circuit for controlling a gas burner |
-
1986
- 1986-08-18 JP JP61192322A patent/JPS6349623A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0674444A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-03-15 | Rinnai Corp | ガス器具の燃焼制御方法 |
| US5924859A (en) * | 1995-10-25 | 1999-07-20 | Stiebel Eltron Gmbh & Co.Kg | Process and circuit for controlling a gas burner |
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