JPH0115768B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼加熱装置およびそのような燃焼加
熱装置のための制御装置に関するものである。更
に詳しくいえば、本発明は効率の高い吸出し通風
炉を製作するために炉およびその制御装置を構成
するための装置に関するものである。

通常のガス燃焼自然通風炉装置はおよそ75％の
定常状態効率で運転するのが普通である。そのよ
うな炉装置の季節平均効率は通常はかなり低くて
およそ60％である。加熱に用いられるガスその他
の燃料の価格が上昇するにつれて、およびそれら
の燃料の存在量が減少するにつれて、炉装置の前
記したような低い効率がますます受けいれられな
くなると考えられるから、炉装置の効率を高くす
る種々の方法が求められている。

これまでに、炉の効率を高くするいくつかの方
法が知られている。たとえば、炉サイクルのうち
燃焼器が運転を停止している期間中に煙道、通気
口または排出スタツクから熱が逃げるために、効
率を大幅に低下させる熱損失が起ることが知られ
ている。この熱は主として、燃焼サイクルに続い
て燃焼器の熱交換器からとり出される熱である。
この種の熱損失を防ぐ１つの方法は、燃焼サイク
ルのために必要がある時に通風させるが、燃焼器
が運転されていない時に通風流を制限する各種の
ダンパを設けることである。そのようなダンパの
例が米国特許第1743731号、第1773585号、第
2011754号、第2218930号、第2296410号、第
4017027号、第4108369号に示されている。それら
の米国特許に示されているように、燃焼室からの
排出通風流または燃焼室内へ入る空気流を制限す
るように、希望の効果を有するダンパを置くこと
ができる。

効率を低下させる第２の種類の熱損失は、空気
−燃料比（空−燃比）が適切でないために燃焼が
効率良く行われないために起るものである。全て
の燃料と全ての酸素を完全に燃焼させる化学量論
的な燃焼を起させる化学的に理想的な空−燃比に
できるだけ近く空−燃比を維持するために、燃料
の量と空気の量のうち少くとも一方を制御するた
めのいくつかの方法が知られている。そのような
方法の一例が米国特許第3280774号に示されてい
る。その方法では、予め選択された通風制限特性
を持ち、かつ予め選択された横断面を有するオリ
フイス板を通風ブロワに組合せるものである。ま
た、米国特許第2296410号には、空気供給量を燃
料供給量に関連して調整するために燃料調整器を
通風ダンパに機械的に連結するための装置が示さ
れている。

炉の効率を低下させる第３の種類の熱損失は熱
交換過程で起るものである。燃焼室で発生された
全ての熱を循環空気、循環水またはその他の伝熱
媒体へ伝えることは不可能であるから、ある量の
吸収されなかつた熱が熱交換器から排出スタツク
まで伝えられる。この種の熱損失を減少させる方
法の１つは、炉を低い燃焼率で運転させることで
ある。こうすることによつて、燃焼により発生さ
れた熱のより大きな部分を熱交換器で吸収させる
ことができる。低い燃焼率で運転させる燃焼器の
一例が米国特許第3869243号に開示されている。

しかし、低燃焼率で炉を運転することには、(1)
選択された室内調整温度に達するのに時間がかか
る、(2)選択された温度に達することがおそらくで
きないこと、(3)炉室の内壁または炉に関連する配
管類や弁などの内壁面に凝結する水分の量が増
し、それらの部分の腐食がはやくなること、(4)設
計最高燃焼率以下の燃焼率では空−燃比化学量論
的空−燃比とは異なるようになり、空気過剰状態
がしばしば生ずる、などの欠点がある。

本発明は、効率の高い吸込み通風炉を製作する
ための吸込み通風燃焼装置およびそれに関連する
制御装置を含むものである。本発明においては、
空気と燃焼生成物を燃焼室の中に入れ、燃焼室の
中を通し、燃焼室から出すために空気および燃焼
生成物を動かすために、排出スタツクまたは通気
管内に設置したブロワを用いる。排出スタツク内
でブロワに接近して設けた流れ制限オリフイスの
ために、そのオリフイスの上流側に高圧領域が存
在し、そのオリフイスの下流側に低圧領域が存在
することになる。したがつて、このオリフイスを
はさんで圧力差が生ずることになる。排ガスの体
積流量を表す排ガスの圧力差が検出され、その圧
力差は制御信号として調整ガス弁へ帰還される。
この調整ガス弁はその弁から出るガスの流量を排
出ガスの圧力差の大きさに比例するように制御す
る。ブロワの速度と排出ガスの体積流量とを選択
されたオリフイス寸法に関連づけて制御すること
により、炉の燃焼率を設計最高値から種々の低い
レベルまで選択できる。

本発明により、1979年７月12日付の本願出願人
が特許を受ける権利を譲受けた未決の米国特許出
願第57051号「吸込み通風炉と排出スタツク流量
検出を用いる炉制御（Furnace Control Using
Induced Draft Blower and Exhaust stack
Flow Rate Sensing）」と、同じく本願出願が特
許を受ける権利を譲受けた1980年５月５日付の未
決の米国特許出願第146885号「吸込み通風ブロワ
と、排ガス流量検出および密度補償を用いる炉制
御（Furnace Cotrol Using Induced Draft
Blower、Exhaust Gas Flow Rate Sensing
and Density Compensation）」に開示されてい
る装置を、燃料を流させるための最低排出ガス流
しきい値を定め、かつ燃料供給を停止させるため
のヒステリシスを持たせるための差圧検出フラツ
パ弁と、サーボ＝レギユレータ部を駆動して、検
出した差圧に従つて調整される圧力で燃料流を供
給させる差圧検出調整部とを含む、特に設計され
た調整ガス弁を用いて大幅に改良できる。

この弁をスタツク・ブロワおよびスタツク・オ
リフイスに関連して用いることにより、炉を種々
の燃焼率で運転させることができるとともに、
種々の燃焼率において空−燃比をほぼ一定に保つ
ことができる。また、通気オリフイスをはさむ圧
力差は、煙道がふさがれると零になるから、その
圧力差は燃焼空気流を示す確実な手段である。大
きな圧力差が生ずるまでフラツパ弁は燃料の流れ
を遅らせるから、炉の運転開始時には帰還用の配
管類と、関連する圧力検出室の中には燃焼生成物
を含まない空気が充される。本発明は、スタツ
ク・ブロワと流れ制限スタツク・オリフイスを用
いる装置の他の利点、すなわち、オフ・サイクル
時の熱損失が減少すると、下向通風に対する抵抗
および排ガス放出場所を設けるのに融通性がある
こと、も有する。また、本発明には、外部通路と
内部通路を有する多室導管で差圧帰還信号を伝え
るという別の特徴もある。こうすることにより、
その導管が外部から破壊されてもフエイル・セー
フ機能が働くことになる。この導管は電気配管と
しても機能する。

本発明の主な特徴は、排出スタツクを通る排ガ
スの流れをブロワを利用して可変制御し、これに
より燃焼室へ送り込まれる燃焼空気の流れも同時
に調整するようになし、排ガスの流れの大きさに
応じて燃焼器へ供給される燃料の量を制御するも
ので、その燃料の量の制御は排出スタツク中に設
けた流れ制限要素の一方の側と他方の側との間に
発生する圧力差に応じて行うがその際にヒステリ
シスをもたせるようにするものである。従つて、
空気の著しく過剰な燃焼状態が少くなつてオフサ
イクルでの熱損失が低くなり、全体としての熱交
率の向上が達成される。流れ制限要素により生じ
る圧力差は排出スタツクが詰まると零となつて燃
料の供給停止の方向へ炉を動作させるからフエイ
ルセーフの機能が得られる。また、炉の運転の各
サイクルのスタート時点では、ヒステリシス特性
により生じる空気過剰によつて炉内の清掃が行わ
れる効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

ａ 炉と制御装置の全体的な構成 本発明の炉および炉制御装置１０は、第１図
に示すように、１つかそれ以上の燃焼室２０を
含む。各燃焼室２０の底近くには外壁３６でほ
ぼ囲まれた燃焼器４０が設けられる。ここで説
明している実施例では天然ガスまたは液化石油
ガスのようなガス燃料である燃料が、燃焼器４
０の口近くのガス出口２４から燃焼器４０の中
に送り込まれる。ガス出口２４の先端部と燃焼
器４０の口部との近くに設けられている空気取
入れ口２２から空気が燃焼器４０と燃焼室２０
の中に入る。燃焼器４０のすぐ近くに配置され
ている口火４１が燃料に点火する。

燃焼室２０は熱交換器３０により囲まれる。
この熱交換器３０の内壁は燃焼室２０の外壁３
６により構成され、熱交換器３０の外壁は壁３
５により形成される。このような構造により２
つの独立した流体通路が形成される。燃焼室の
流体通路はガス出口２４と空気取入れ口２２か
ら燃焼器４０を通り、煙道２５を通つて出てゆ
く。熱交換器３０の流体通路は燃焼室２０の外
壁３６をたどるもので、加熱される流体は燃焼
器４０の下側に入り、壁３５と外壁３６の間の
閉じられている領域の鉛直部分を昇り、燃焼室
２０の上に出る。ここで説明している実施例で
は空気が加熱される流体であるが、構造を少し
変えることにより水のような他の流体も使用で
きる。

従来の加熱装置と同様に、熱交換器３０の中
に入つてその中を流れる空気の動きは電動機３
８により駆動される循環フアンすなわちブロワ
３４である。低温の空気は低温空気戻りダクト
３２から熱交換器３０の中に吸い込まれ、空気
炉過器３３を通つてブロワ３４の中に入る。ブ
ロワ３４は空気を熱交換器３０の底壁にあけら
れている穴を通つて熱交換器３０の中に送り込
む。加熱された空気は高温空気ダクト３７を通
つて熱交換器３０から出てゆく。高温空気ダク
ト３７は熱交換器３０の頂部壁から上方へ延び
る。

煙道２５と、ガス出口２４の近くの燃焼空気
取入れ口２２とを除き、燃焼室２０は囲まれて
ほぼ気密状態に保たれる。したがつて、燃焼物
質の唯一の出口は煙道２５である。吸込んだ空
気を燃焼空気入口２２から燃焼室２０の中に入
れ、かつ燃焼ガスを燃焼室２０から出し、煙道
２５と排出スタツクすなわち通気口８０から放
出させるために、吸込み通風ブロワ６０が用い
られる。この吸込み通風ブロワ６０は電動機６
１およびフアン・ブレード６２とともに、煙道
２５と排出スタツク８０とに一直線上に配置さ
れる。電動機６１は商用電源から線１３を介し
て電力を受ける。

排出スタツク８０を通つて出てゆく排ガスの
流量を制限する要素が設けられる。「排ガス通
路内のダンパを調整することにより流量制御を
行うことができるが、ここで説明している実施
例では、ブロワ６０の電動機の回転数を制御す
ることにより排ガス流量の制御を行うことがで
きる。ブロワ６０を用いる制御装置の種類に応
じてブロワ６０は少くとも２種類の速さを有す
る。この制御装置には種々の仕様のブロワ６０
を用いることができるが、いまの場合にはブロ
ワ６０は２速であつて、120V交流電源から電
力を供給される。高速時には、ブロワ６０は約
232℃（450〓）において、水柱最低圧約2.54cm
（１インチ）（大気圧に対して）の流体を約1.42
立方メートル／秒（約50c.m.f.）送る。低速時
にはブロワ６０は約0.71立方メートル／秒（約
25c.m.f.）を送る。

差圧検出調整ガス弁すなわち燃料供給量を変
化させる要素１００の出口管１０４により、流
体燃料がガス出口２４から燃焼器４０へ供給さ
れる。調整ガス弁１００は燃料供給量制御装置
の主な素子として機能する。管圧に保たれてい
るガス供給源からのガスはガス入口管１０１か
ら調整ガス弁１００の中に入る。

次に第２ａ図も参照する。外側管９２と、こ
の外側管９２に中にそれと同軸状になつて入れ
られている内側管９３との２本の通路すなわち
２本の管で構成されている多室帰還導管９０が
スタツク信号すなわち排ガス差圧信号を調整ガ
ス弁１００へ帰還する。各管９２，９３は排出
スタツク８０の壁を貫いて排出スタツク８０に
連結される。内側管９３はオリフイス７０の下
流側で検出された圧力を伝え、外側管９２はオ
リフイス７０の上流側で検出した圧力を伝え
る。後で説明するように、導管９０により伝え
られる差圧帰還信号は、弁１００を通つて流れ
るガスを止めたり、流したり、出口ガス圧を調
整したりするため、したがつて燃料の流量を調
整したりするために用いられる。

第１図には、炉制御装置を構成する各種の部
品間の電気的相互接続も示されている。制御装
置の統制は恒温制御器３００により行われる。
この恒温制御器３００は各種の温度検出素子と
スイツチング素子を含む。それらの温度検出素
子とスイツチング素子はブロワ６０の動作を制
御し、ガス弁１００を開閉するための手段とし
て機能する。

恒温制御器３００へは商用電源から電線３０
１，３０２により電力が供給される。

恒温制御器３００はブロワ６０の電動機６１
へ導線１３により接続される。後で詳しく説明
するように、恒温制御器３００がブロワ電動機
６１を運転または停止させて、ブロワ６０を第
１の回転数と第２の回転数の間で切り換えるこ
とができるようにするのは、導線１３を介して
行われる電動機６１と恒温制御器３００との間
の接続である。

恒温制御器３００は導線１５を介してガス弁
１００へも接続される。希望した時だけガス弁
１００からガス出口管１０４と口火出口管１０
２へガスを恒温制御器が送ることができるよう
にするのは、導線１５によるガス弁１００と恒
温制御器３００との間の接続である。

熱交換器３０の中で空気を循還させるフアン
３４には導線１１，１２を介して電力が供給さ
れる。フアン電動機３８が導線１８によりフア
ン・リミツト・スイツチ５６に接続される。ス
イツチ５６はバイメタル・サーモスタツトのよ
うな温度検出素子５７により駆動される。熱交
換器３０内の空気温度が所定温度（フアン始動
設定点）以上に上昇すると、温度検出素子５７
は循還フアン電動機３８を始動させ、熱交換器
３０内の空気温度が所定温度（フアン停止設定
点）以下に下つた時に、温度検出素子５７はフ
アン電動機３８を停止させる。この目的のため
に適当な１つの温度検出スイツチとして米国ミ
ネソタ州ミネアポリス所在のハネウエル社
（Honneywell Inc.）により製作されている
L4064フアン用リミツト・スイツチがある。フ
アン・リミツト制御スイツチの１つの目的は、
熱交換器３０内の空気の温度がある所定温度ま
たはそれ以上になるまでフアンの始動を遅らせ
ることであるから、温度検出素子の代りに遅延
機構を用いることができる。その機構はブロワ
電動機６１と同時に作動させることができる
が、熱交換器３０内の空気温度が所定の値に達
するまでフアンの始動を遅らせる。

ｂ 調整ガス弁 第３ａ，３ｂ図には圧力調整ガス弁１００の
一実施例の詳しい構成と、炉装置の他の部品と
の間の電気的相互接続とが示されている。ここ
で説明する実施例においては、差圧（d.p.）サ
ーボ調整器部と協働する。d.p.ガス調整器部に
組合されるd.p.フラツパ弁部を組込むために大
幅に改造された、前記ハネウエル社により製作
されたVR860型弁のような冗長調整ガス弁を
圧力調整ガス弁１００として用いる。第３ａ図
は「オフ」位置にあるガス弁１００を示す。通
常約17.8〜25.4cm水柱の管圧である燃料ガスが
ガス入口管１０１から弁１００に入り、圧力が
調整されたガスが弁１００を出てから出口管１
０４を通つて燃焼器４０に入る。ガス弁１００
はいくつかの部品で構成される。それらの部品
は第１の主弁１１０と、第２の主弁１３０と、
d.p.フラツパ弁部２００と、d.p.ガス調整部１
８０と、d.p.サーボ調整弁部１２０とに分ける
ことができる。第１の主弁１１０は、ソレノイ
ド機構１１２により作動させられる弁板１１１
により開閉させられる。この第１の主弁１１０
が開かれると（第３ｂ図）ガスが第２の主弁１
３０の上方の領域の中と、口火出口管１０２の
中に流れ込むことができるようになる。

ガス弁１００のつまみ１２１により操作され
る手動開閉弁１１９の下側に入口室１２２が設
けられる。ガスはほこり障壁１２３の下側を流
れ、それから第１の主弁１１０へ向つて上昇す
ることにより入口室１２２の中に入ることがで
きる。第１の主弁１１０を通つたガスは第２の
主弁室１３５に入る。この第２の主弁室１３５
の中では第２の主弁板１３１が軸１３４により
第２の主弁ばね１３２にとりつけられる。この
第２の主弁ばね１３２は第２の主弁１３０を閉
位置へ押す。軸１３４の下端部は主弁ダイアフ
ラム１４０に押しつけられる。

d.p.サーボ調整弁部１２０はオペレータ弁室
１５０を有する。このオペレータ弁室の中には
適当な電磁アクチユエータ１７１により作動さ
せられるシーソー状のオペレータ弁１７０が設
けられる。オペレータ弁室１５０の上方にはサ
ーボ圧調整室１６０が設けられる。このサーボ
圧調整室は調整ダイアフラム１６３により上部
１６１と下部１６２に分けられる。調整ダイア
フラム１６３はばね１６４により支持される。

調整弁部１２０はオペレータ弁室１５０と、
第２の主弁１３０の上方の第２の主弁室１３５
との間に作動ガス口１５２も含む。サーボ圧調
整室１６０の上部１６１は通気口１６６により
大気圧にさらされる。したがつて、サーボ圧調
整室１６０の上部１６１の中の圧力は常に大気
圧に等しいが、下部１６２の中の圧力は、通路
１６７の端部の開口部に対するダイアフラム１
６３の位置と、オペレータ弁室１５０中の圧力
とに従つて変化する。

d.p.調整弁部１２０の上方にはd.p.ガス調整
部１８０が設けられる。このd.p.ガス調整部１
８０はd.p.調整室を有する。このd.p.調整室は
ダイアフラム１８３により上部１８１と下部１
８２とに分割される。ダイアフラム１８３はば
ねにより直接につり合わされるのではなく、ダ
イアフラム自体の形状と弾性、および硬い棒１
８５によりばねで平衡されているダイアフラム
１６３への連結とを基にして静止位置をとる。
棒１８５の一端はダイアフラム１６３の中心部
にとりつけられる。棒１８５は、２つのダイア
フラム１６３，１８３およびダイアフラム１６
３に組合されているばね１６４の上昇運動と下
降運動とともに自由に上昇運動および下降運動
するように、運動を伝えるための小さくて柔軟
なダイアフラム２８５により動くことができる
ようにしてとりつけられる。

d.p.調整室の上部１８１と下部１８２の中の
圧力はそのd.p.調整室に連結されている４本の
導管１８６，１８７，１８８，１８９により制
御される。導管１８７の一端は帰還導管９０の
外側通路９２に連結され、他端部はd.p.ガス調
整部１８０の上部１８１に連結される。導管１
８６の一端はd.p.ガス調整部１８０の上部１８
１に連結され、他端は、フラツパ弁板２０６に
よりふさがれた時を除き、大気中に開かれてい
る。

導管１８８，１８９の一端はd.p.ガス調整部
１８０の下部１８２に連結される。導管１８９
の他端は帰還導管９０の内側通路９３に連結さ
れる。導管１８８の他端は、フラツパ弁板２０
６によりふさがれる時を除き、大気中に開かれ
る。導管１８７，１８９はそれらとd.p.ガス調
整部１８０との連結箇所近くに小さな流れ制限
オリフイス１９７，１９９をそれぞれ有する。

d.p.ガス調整部１８０の上方にはd.p.フラツ
パ弁部２００が設けられている。このd.p.フラ
ツパ弁部２００は差圧室を有し、この差圧室は
ばね２０４により支持されているダイアフラム
２０３により上部２０１と下部２０２とに分割
される。また、フラツパ弁部２００は硬い棒２
０５を含み、この棒の一端はダイアフラム２０
３に連結され、他端はフラツパ弁板２０６に連
結される。棒２０５は、ダイアフラム２０３と
ばね２０４の上昇運動および下降運動とともに
自由に上昇および下降するように、動きを伝え
るための小さくて柔軟なダイアフラム２８６に
より動くことができるようにしてとりつけられ
る。

d.p.フラツパ弁部２００の上部２０１と下部
２０２との中の圧力は、帰還導管９０の外側通
路９２と内側通路９３およびd.p.フラツパ弁部
１８０に連結されている導管２０７，２０９と
により制御される。外側通路９２は、d.p.フラ
ツパ弁部２００の上部２０１に連結され、内側
通路９３はd.p.フラツパ弁部２００の下部２０
２に連結される。導管２０７の一端はd.p.フラ
ツパ弁部２００の上部２０１に連結され、他端
は、フラツパ弁板２０６によりふさがれている
時を除いて、大気中に開かれている。導管２０
９の一端はフラツパ弁部２００の下部２０２に
連結され、他端は、フラツパ弁板２０６により
ふさがれている時を除き、大気中に開かれてい
る。フラツパ弁板２０８によりふさがれる時を
除いて大気中に開かれている導管２０７，２０
９は、フラツパ弁板２０６に近いそれぞれの端
部近くに小さな流れ制限オリフイス２１７，２
１９をそれぞれ有する。

ダイアフラム２０３がその平衡位置にある時
に、そのダイアフラムに圧力差が加えられない
と、フラツパ弁板２０６が導管１８６，１８
８，２０７，２０９の他端をふさがないで、そ
れらの導管から流れ出るガスの流れを大きく妨
げないように、棒２０５の長さとばね２０４の
寸法が選ばれる。所定の圧力差が存在する時
に、d.p.フラツパ弁部２００の上部２０１の中
の圧力が下部２０２の中の圧力より高くなる
と、ダイアフラム２０３が動かされ、フラツパ
弁板２０６が下方へ動かされて導管１８６，１
８８，２０７，２０９の他端をふさぐように、
ばね２０４のばね力は選択され、または適当な
調節ねじ（図示せず）により調節される。

フラツパ弁板２０６のすぐ下に設けられてい
る小さな磁石２０８が、導管１８６，１８８，
２０７，２０９の開閉に履歴特性を持たせるた
めに用いられる。フラツパ弁板２０６自体は鉄
のような磁性材料で作られるが、導管１８６，
１８８，２０７，２０９の他端をよくふさぐこ
とができるように、その下側の部分はゴムまた
はその他の弾力のある材料の薄い層をなくべく
被覆する。磁石２０８の２つの磁極が互いに一
直線上に並び、かつ導管１８６，１８８，２０
７，２０９の他端と一直線上に並ぶように、磁
石２０８を設ける位置を選択する。そうする
と、フラツパ弁板２０６がそれらの導管の他端
部に接触すると、それと同時に磁石２０８にも
接触してその磁石により保持されることにな
る。磁石２０８の磁気吸引力を、圧力室がフラ
ツパ弁板２０６を導管の他端部へ向けて押さな
い時に、ダイアフラム２０３にとりつけられて
いるばね２０４の上向きの力より小さくなるよ
うに、磁石２０８の強さを選択せねばならな
い。

ｃ 制御装置 第４図は本発明に関連する制御装置の電気回
路図である。この回路図には恒温制御器３００
に含まれている部品と、モータ３８，６１とフ
アン制御スイツチのような、恒温制御器３００
に接続される部品が示されている。恒温制御器
３００はハネウエル社のT872F型サーモスタツ
トのようなサーモスタツト素子２５０，２５１
を有する。この恒温制御器３００へは線３０１
と３０２により電力が供給される。その電力は
循環フアン電動機３８と、２速通風電動機６１
と、R3リレー２７０のコイルとに供給される。
循環フアン電動機３８は導線１１，１２，１８
とフアン・リミツト制御スイツチの常開接点５
８とを介して電力を受ける。電動機３８には、
R3リレー２８０のコイルとR2リレー２７０に
より作動させられる常閉接点２７１との直列回
路が並列に接続される。ブロワ電動機６１が高
い速度で回転している時に炉がほぼその設計最
高燃焼率で運転するように、ブロワ６０の高速
度および低速度における実効流量を含めたパラ
メータが選ばれる。ブロワ電動機６１の低速度
は、炉の設計最高燃焼率より低い燃焼率を生ず
るように選ばれる。通常は低い燃焼率は設計最
高燃焼率の50〜70％程度である。

R4リレー２６０により作動させられる常開
リレー接点２６１はブロワ電動機６１と直列に
接続される。ブロワ６０の高速回路はR3リレ
ー２８０により作動させられる常閉接点２８１
により制御され、ブロワ６０低速回路はR3リ
レー２８０により作動される常閉接点２８２に
より制御される。接点２８１が開かれると接点
２８２は閉じられ、接点２８２が開かれると接
点２８１が閉じられる。この恒温制御器３００
の室内サーモスタツト部分のために適切な電
圧、ここで説明している実施例では交流24V、
がトランス２１０の２次側から供給される。

第４図からわかるように、トランス２１０の
２次側には温度により作動させられる２種類の
回路が並列に接続される。第１の回路はバイメ
タル水銀サーモスタツト素子２５０を含み、そ
の接点２５０ａがR4ブロワ制御リレー２６０
のコイルに直列接続される。R4リレー２６０
はソレノイド・アクチユエータ１１２に並列に
接続される。接点２６１はR4リレー２６０に
より駆動される。

トランス２１０の２次側に接続され、温度に
より作動させられる第２の回路は、接点２５１
ａを有する第２のバイメタル水銀サーモスタツ
ト素子２５１である。接点２５１ａはR2リレ
ー２７０のコイルに直列接続される。R2リレ
ー２７０のコイルは常閉接点２７１を駆動す
る。バイメタル素子２５１は他のバイメタル素
子の作動温度よりわずかに低い温度、たとえば
約1.1〜1.7C（２〜3C）、で接点を閉じるように
セツトされる。後で詳しく説明するように、温
度によつて作動させられるこの第２の回路の機
能は、ある状況の下で、R3リレー２８０のコ
イルへ供給される電力を制御することにより、
ブロワ電動機をその高い速度と低い速度の間で
切り換えることである。

制御器３００の他の素子はトランス２１０の
１次側に直列接続される常閉接点５９である。
この接点５９は、危険なほど高い熱交換器温度
に対応する所定温度（停止設定点）においてフ
アン・リミツト制御スイツチ５６により開かれ
る。

ｄ 別の実施例および諸特徴 第２ｂ図は、調整ガス弁１００へ帰還される
差圧信号を得て、その信号を伝えるための機構
の別の実施例を示すものである。第２ｂ図に示
すように、流れ制限オリフイス７０ｂはブロワ
の上流側に設けることができる。そのように配
置すると、第２ａ図に示されている実施例とは
異なり、オリフイス７０ｂの両側の圧力差は圧
力上昇作用により発生されるのではなく、吸込
み作用により発生される。弁１００は圧力差に
応答するから、高い圧力が導管９０の通路９２
により伝えられ、かつ低い圧力が通路９３によ
り伝えられる限りは、弁１００は吸込みを基に
した装置に改造することなしに使用できる。し
かし、この実施例では、以下に説明するフエイ
ルセーフ特徴の利点を利用するために、通路９
２を通路９３の中に入れるべきである。

導管９０については、先に述べた実施例で
は、一対の通路あるいは管９２，９３を含み、
一方の管が他方の管より細くて、細い方の管が
太い管の中に互いになるべく同軸状に入れられ
る構造であると説明したが、各管９２，９３の
中を流体が自由に流れることができるものであ
る限り、導管９０はもつとも簡単な構造にでき
る。

第５図に示されているように、導電線の管路
および差圧信号を伝える要素として特に適する
形を導管９０はとることもできる。導管２９０
の横断面図が示されている第５図からわかるよ
うに、導管２９０は２本の同軸管２９２，２９
３で作ることができる。内側管２９３の外側
は、互いにほぼ等しい間隔をおいて導管２９０
のほぼ全長にわたつて延びる４つのウエブ２９
５，２９６，２９７，２９８により外側管２９
２の外側に連結される。そのような横断面形状
はプラスチツクまたは金属の押出し加工により
作ることができる。

このような構造の導管２９０では、ブロワ電
動機６１の導線１３は４つのウエブ２９５，２
９６，２９７，２９８の間の３つの長手方向通
路の中に入れることができる。４番目の長手方
方向通路と内側管２９３は差圧信号を伝えるた
めに用いられる。ブロワ電動機６１に用いる導
線１３の数が図示のものより多いか、少い場合
には（単一速度ブロワ電動機では２本の導線で
よい）、ウエブの数をそれに応じて変えること
ができる。

第５図に示されている導管では、前記した２
通路導管と同様に、外側通路管９２または２９
２が上流側の排ガス圧力を伝えるために用いら
れる。第２ａ図に示されているような構造で
は、排ガスの上流側圧力は下流側圧力より高い
が、等しいのが普通である。（第２ｂ図に示さ
れているような構造においては、吸込み圧力が
発生されるから、下流側圧力は上流側圧力より
通常低いか、等しい。この場合には、外側通路
で下流側圧力を伝える。したがつて、第２ｂ図
においても第２ａ図に用いられている参照番号
を用いて比較できるようにしている。）その理
由は、導管９０の管が壊れたとすると、外側通
路内の圧力が大気圧に近づいて圧力差を急激に
小さくするからである。その結果、フラツパ弁
板２０６が管１８６，１８８，２０７，２０９
をふさがなくなり、そのためにガスの流れが断
たれて炉の運転が安全に停止されることにな
る。

次に、本発明の装置の動作を説明する。その
動作は、相互に関連する３つの動作について説
明することにより、最もよく理解できる。初め
の２つの動作は調整ガス弁１００の機能に関す
るものである。

このガス弁１００は、スタツク・オリフイス
７０または７０ｂの所で検出された差圧の大き
さに従つて変えられる出力圧を生ずるように作
られている。とくに、この弁１００はスタツク
８０のブロワ６０とオリフイス７０または７０
ｂの近くの傾域で検出された圧力差の大きさに
直線的に比例する出力ガス圧を生ずるように作
られる。第１，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ図に示
されているように、その圧力差は検出されてか
ら導管９０によりガス弁１００へ帰還される。
導管９０の通路９２の一端はスタツク・オリフ
イス７０，７０ｂのすぐ上流側に連結される。
導管９０の他の１つの通路９３の一端はスタツ
ク・オリフイス７０，７０ｂのすぐ下流側に連
結される。通路９２，９３の他端はd.p.ガス調
整部１８０とd.p.フラツパ弁部２００との２つ
の差圧室に連結される。

以上説明した実施例においては、出力ガス供給
圧力を制御するために圧力帰還信号を利用する制
御装置を用いているが、これは、燃料供給量を調
整し、化学量論的な空−燃比に近い空−燃比を得
るために使用できる１つの種類の帰還信号にすぎ
ないことに注意すべきである。化学量論的な燃焼
に望ましい燃料と酸素の分子比は質量比へ変える
ことができる。その質量比は、連続燃焼過程で動
く流体の場合には、質量流量比に一致する。与え
られた排ガス温度に対してオリフイス７０または
７０ｂの流れ制限形状・構造が与えられると、流
体の質量流量はそれらのオリフイスの近くで測定
された排ガス圧力に対応する。とくに、与えられ
た寸法の流れ制限オリフイスの両側の圧力差が大
きくなるので、そのオリフイスを通つて流れる流
体の質量流量が大きくなる。実際に、温度が一定
であると、質量流量は圧力差の平方根に比例す
る。このような理由から、適切な場所で検出した
圧力間の関係を、質量流量を直接測定する代りに
用いることが可能である。しかし、排ガスの流量
に対応する圧力以外の検出したパラメータにより
本発明を実施でき、かつ検出したパラメータを用
いてガス供給圧以外の燃料供給量パリメータを制
御することが明らかであるが、以下に行う動作の
説明は圧力を基にした制御器についてのものであ
る。

ａ 調整ガス弁−−フラツパ弁部の動作 第３ａ図に最もよく示されているように、d.
p.フラツパ弁部２００のダイアフラム２０３
に、スタツク・オリフイス７０の両側の圧力差
を伝える通路９２，９３により伝えられる圧力
が加えられる。（以下の説明においては、第２
ａ図に示す実施例を参照するが、その説明は必
要な変更を加えて、第２ｂ図に示す実施例にも
適用できる。）通路９２，９３によりd.p.フラ
ツパ弁部の上部２０１と下部２０２へ伝えられ
た圧力は導管２０７，２０９を通つて大気中へ
漏れることによりいくらか低くなるが、導管２
０７，２０９の端部の流れ制限オリフイス２１
７，２１９が小さいために、その圧力低下は小
さい。管９２，９３にそれぞれ連結されている
導管１８７，１８９の中でも小さな圧力低下は
起るが、それらの導管の出口近くに設けられて
いる小さなオリフイス１９７，１９９がその圧
力低下を鋭く小さくする。その結果、d.p.フラ
ツパ弁部２００内に生ずる圧力差はオリフイス
７０の両側の圧力差にほぼ等しく、オリフイス
７０を流れる排ガスの流量を示す。（これとは
対照的に、d.p.ガス調整部１８０の上部１８１
と下部１８２に伝えられる圧力差は、流れ制限
オリフイスを持たない導管１８６，１８８の中
で消費される。

炉の運転が停止されると、オリフイス７０の
両側の間の圧力差は零となる。ブロワ６０が始
動してオリフイス７０の中で空気を動かし始め
ると、d.p.フラツパ弁部２００の上部２０１の
中の圧力が上昇するにつれて、圧力差は零から
大きくなる。この圧力差のある大きさ（ここで
説明している実施例では水柱約2.54cm（1.0イ
ンチ）において、ダイアフラム２０３，２８６
と、棒２０５と、フラツパ弁板２０６とが下方
へ動かされて、フラツパ弁板２０６が導管１８
６，１８８，２０７，２０９の端部をふさぎ、
かつ磁石２０８の磁極に接触するように、ばね
２０４が縮められる。そのために、導管１８
６，１８８，２０７，２０９における全ての流
れが止められる。その結果、通路９２，９３に
より伝えられる差圧力は、導管１８７，１８９
にd.p.ガス調整部１８０に連結されているか
ら、d.p.ガス調整部１８０の上部と下部にそれ
ぞれ伝えられることになる。そのためにd.p.ガ
ス調整部１８０とサーボ調整部１６０が動作す
るようになる。

d.p.フラツパ弁部２００の動作は、ブロワ６
０が停止させられてオリフイス７０の両側の差
圧力が小さくなると、ばね２０４がダイアフラ
ム２０３を上方へ押す。この時点では、ダイア
フラム２０３に加えられている力は差圧および
ばね２０４の力ばかりでなく、フラツパ弁板２
０６を吸引する磁石２０８による磁力も含まれ
る。磁石２０８の磁気吸引力のために、フラツ
パ弁板２０６が導管１８６，１８８，２０７，
２０９の端部をふさがなくする差圧が、それら
の導管をふさがなくするためにばね２０４の力
に抗するのに必要な差圧力により小さくなる。
ここで説明している実施例では、この低い圧力
差は水柱約2.3cm（0.9インチ）である。フラツ
パ弁板２０６が導管１８６，１８８，２０７，
２０９の端部から離れると、d.p.調整部２００
内の差圧がすぐに低下する。この理由は、その
差圧が導管１８６，１８８を通つて大気中に逃
がされるからである。

ｂ 調整ガス弁−−調整部の動作 ガス弁１００がオフ位置にある状態を示す第
３ａ図に最も良く示されているように、正常な
動作においては、ガス弁１００を通るガスの流
れに影響を及ぼすいくつかの閉鎖点がある。第
１の主弁１１０がパイプ１０１と入口室１２２
を介して管圧状態の外部ガス供給源に連結さ
れ、ガス弁１００の他の部分にガスが流入する
ことを第１の主弁１１０が阻止する。したがつ
て、出口管１０４からガスを流出させるために
は第１の主弁１１０を開くことが不可欠であ
る。主弁１００の他の閉鎖点も出口ガスの流れ
を独立に阻止できるから、本発明に用いられる
弁の安全性は向上できる。このような特徴は
「冗長性」と呼ばれる。弁１００がガスを燃焼
器４０へ流せるようになるまでにはいくつかの
条件を満さなければならない。

第１の主弁１１０は口火ガス出口管１０２へ
のガスの供給も制御する。したがつて、燃焼器
４０は断続的な口火を有することになる。第１
の主弁１１０が開かれると、ガスは口火４１と
第２の主弁室１３５へ流れることができる。

ガス弁１００の中に入つたガスは入口室１２
２を通つてから固体障壁１２３の下を流れる。
この固体障壁１２３は外部粒子が弁の他の部分
の中へ入ることを阻止するように作られてい
る。入口室１２２の上方に設けられている手動
弁１１９に連結されているようなつまみ１２１
を用い、入口室１２２からのガスを流したり、
止めたりできる。この弁１１９は、正常な動作
中には起きない例外的な状況においてのみ閉じ
られる。固体障壁１２３の下を通つたガス流
は、第１の主弁１１０を経て、第２の主弁１３
０の上方の室１３５の中に入る。この室を出た
ガス流は口火ガス出口管１０２と、１つか２つ
の他の向きへも流れることができる。第２の主
弁１３０が開かれていると、ガスは主弁ダイア
フラム１４０の上の領域と出口ガス管１０４の
中に流れることができる。第２の主弁１３０が
開かれていなければ、ガスは作動ガス供給オリ
フイス１５２を通つてオペレータ弁室１５０へ
向つて流れる。このガス流は狭いオリフイス１
５２により大幅に制限される。このオリフイス
１５２の入口と出口の間には圧力の勾配が存在
する。しかし、オペレータ弁１７０がオリフイ
ス１５２を含んでいる導管をふさいでいる時に
は、ガスはオペレータ弁室１５０の中には全く
入らない。オペレータ弁１７０がその導管を開
いている時だけ（第３ｂ図）、ガスは室１３５
からオペレータ弁室１５０の中に入ることがで
き、そこからガスはサーボ圧調整室１６０へ向
つて上昇する。

調整ダイアフラム１６３が押し下げられない
で調整オリフイス１６７をふさがない時だけ、
ガスはサーボ圧調整室１６０の下部１６２の中
に入る。オリフイス１６７が閉じられると（第
３ｂ図）、細い導管１６８を通つて出口管１０
４から入ることを除いては、ガスはサーボ圧調
整器１６０の下部１６２の中に入ることはでき
ない。オリフイス１６７が開かれると、ガスは
サーボ圧調整室１６０の下部１６２とオペレー
タ弁室１５０の間を流れることができる。サー
ボ圧調整室１６０の下部１６２の中に入つたガ
スは、出口ガス管１０４に連結されている導管
１６８を通つたり、またはオペレータ弁室１５
０へ逆もどりする以外は、その下部１６２から
出ることはできない。導管１６８の下部は導管
１５３に連結される。この導管１５３は、オペ
レータ弁１７０が「オフ」位置にある時（第３
ａ図）に、オペレータ弁室１５０と出口ガス管
１０４とを連通させる。したがつて、オペレー
タ弁１７０が「オフ位置」にあると、ガスはオ
ペレータ弁室１５０と出口ガス管１０４の間を
直接流れることができる。しかし、オペレータ
弁１７０が「オン位置」にあると（第３ｂ図）、
ガスはオペレータ弁室１５０と出口ガス管１０
４の間を流れることはできない。もちろん、オ
ペレータ弁１７０の位置は、サーボ圧調整室１
６０の下部１６２と口ガス管１０４の間を導管
１６８を通じてガスが流れることを直接制限す
るものではない。その理由は、オペレータ弁１
７０は導管１５３の一端だけを閉じるからであ
る。

オペレータ弁室１５０の中に入つたガスは、
主弁ダイアフラム１４０の下側の領域に連結さ
れている導管１５４の中に流れ込むこともでき
る。第３ｂ図からわかるように、主弁ダイアフ
ラム１４０の下側の領域の中のガス圧のため
に、ダイアフラム１４０は第２の主弁ばねの力
に抗して押し上げられ、第２の主弁板１３１を
押し上げる。ダイアフラム１４０の表面積は比
較的広いから、ダイアフラム１４０の下の領域
内のガス圧は、表面積の狭い弁板１３１を有す
る第２の主弁１３０が閉じられている時は、室
１３５内の圧力に抗することができるという機
械的な利点を有する。

出口ガス圧が、d.p.ガス調整部１８０の上部
１８１と下部１８２へ導管１８７，１８９によ
り伝えられる差圧に比例するように出口ガス圧
を調整するために、第１，２ａ，３ａ，３ｂ図
に示されている種々の弁部品は以下に述べるよ
うに動作する。まず、燃焼器４０が少くとも短
時間運転を停止されており、第１の主弁１１０
とオペレータ弁１７０が閉じられており、種々
の閉鎖点の状態は第３ａ図に示されているよう
なものであると仮定する。その理由は、（大気
圧より）高い圧力が出口ガス管１０４、したが
つて第２の主弁１３０と調整ダイアフラム１６
３の下の領域から消費されるからである。更
に、オペレータ弁１７０が「オフ」位置にある
から、オペレータ弁室１５０の中と、主弁ダイ
アフラム１４０の下の領域の中との高い圧力も
消費される。したがつて同じ大気圧が主弁ダイ
アフラム１４０の上と下、弁オペレータ室１５
０の中、調整ダイアフラム１６３の下の領域１
６２の中に大気圧が存在することになる。した
がつて、第２の主弁１３０は、ばね１３２と、
室１３５の中に残ることがある高い圧力とによ
り閉じた位置に置かれる。

スタツク・ブロワ６０が停止されているか
ら、帰還管９２，９３と導管１８７，１８９
と、d.p.ガス調整部１８０の上部１８１および
下部１８２の中の圧力も大気圧に等しい。その
ために、ダイアフラム１８３と調整ダイアフラ
ム１６３はばね１６４の力により決定される静
止位置をとる。d.p.ガス調整部１８０の中の差
圧がd.p.サーボ調整部１６０の下部１６２の中
の圧力より、フラツパ弁板２０６がフラツパ弁
を閉じない差圧レベルより低いか、等しいある
所定の圧力、この実施例では水柱約0.51cm
（0.2インチ）、だけ高くなければならないよう
に、ばね１６４が選択（または適当な調整ねじ
（図示せず）により調整）されるから、調整ダ
イアフラム１６３が調整オリフイス１６７を閉
じる前に、調整ダイアフラム１６３は調整オリ
フイス１６７から押しやられる。

上記のような条件が満されたと仮定すると、
第１の主弁１１０が開かれて閉じられている第
２の主弁１３０の上方の室１３５の中にガスが
入れるようになると、オペレータ弁１７０が開
かれるまで、口火出口管１０２を除き、ガスは
それ以上流れることはできない。このような事
態が起るのは、オペレータ弁１７０のアクチユ
エータ１７１が、口火の炎が存在する結果とし
て、作動させられた時である。口火の検出は断
続口火装置の一部である通常のイオン化ガス回
路を行うことができる。オペレータ弁１７０が
開かれると、管圧のガスがオリフイス１５２を
通つてオペレータ弁室１５０と、調整室１６０
の中に流れ込む。そうすると、少量のガスが導
管１６８を通つて出口管１０４の中へ流れ込み
始める。ガスは、主弁ダイアフラム１４０の下
の領域に連結されている導管１５４の中へも流
れ込む。そうすると、ダイアフラム１４０の下
の領域の中の圧力が上昇しはじめ、そのために
主弁ダイアフラム１４０が押し上げられる。し
かし、そのガス圧は第２の主弁１３０を閉じた
状態に保つ力をあまり大きくはこえない。その
理由は、ばねの力と、室１３５の中のガスの高
い管圧と、オペレータ弁室１５０からサーボ圧
調整室１６０の下部１６２の中へ流れ込んで導
管１６８へ出るガスの流れとのためである。

ブロワ６０が動作させられたと仮定すると、
ブロワ６０の速度が最高になつて、オリフイス
７０の中を通るガスの流量が増大すると、帰還
差圧がオリフイス７０の両側の間に生ずる。そ
うするとフラツパ弁板２０６が導管１８６，１
８８，２０７，２０９の端部をふさいで、圧力
差を管９２，９３と導管１８７，１８９を通つ
てd.p.ガス調整室１８０へ帰還させる。この帰
還差圧が調整ダイアフラム１６３の下側の部分
の圧力より所定のしきい値Pt、この実施例で
は水柱約0.51cm（0.2インチ）、だけこえると、
オリフイス１６７がダイアフラム１６３により
閉じられる。（圧力を水柱約0.51cm（0.2イン
チ）だけ高くするという要求は、フラツパ弁板
２０６が導管をふさいだことにより既に示され
ているブロワの動作を示すためのものである。）
オリフイス１６７が閉じられると、導管１６８
へのガス流が断たれ、オペレータ室１５０の中
の圧力が高くされ、主弁ダイアフラム１４０の
下側の部分の圧力を増大させる。そうすると主
弁ダイアフラム１４０が上昇させられて第２の
主弁１３０が開かせられる（第３ｂ図）。その
ために出口管１０４の中の圧力が上昇させられ
る。その上昇圧力は導管１５３，１６８を介し
て調整室１６０の下部１６２へ伝えられる。こ
の伝えられた圧力はばね１６４により上昇させ
られて、最終的には、棒１８５を介してダイア
フラム１６３に加えられている差圧より高くな
つて、調整オリフイス１６７を再び開く。その
ために、オペレータ弁室１５０と主弁ダイアフ
ラム１４０の下側の領域とにおける圧力が低く
されるから、第２の主弁１３０が閉じられて、
出口ガスの圧力と調整ダイアフラム１６３の下
側の部分の圧力が低下させられる。調整ダイア
フラム１６３の下側の部分の圧力が、そのダイ
アフラム１６３に加えられている差圧の水柱約
0.51cm（0.2インチ）以内で上昇すると、ばね
１６４の力が帰還差圧による力より大きくな
り、帰還差圧がダイアフラム１６３の下の圧力
より水柱約0.51cm（0.2インチ）だけ高くなる
と、帰還圧力がばね１６４の力より大きくな
り、出口ガス圧Poが帰還差圧P_fより水柱約0.51
cm（0.2インチ）（しきい値Pt）だけ低い値にほ
ぼ等しいように出口ガス圧Pfが調整される。
したがつて、Po＝Pf−0.51＝Pf−Ptである。
この式で全ての圧力は大気圧に対するもので、
単位はcm水柱である。

ｃ 恒温制御器の動作 次に、第４図を参照して、第３の重要な動作
である２段恒温制御器の電気部品の動作につい
て説明する。

加温されている部屋の温度が、高い設定点に
セツトされているサーモスタツト素子２５０の
設定点以下に下ると、接点２５０ａが閉じて
R4リレー２６０のコイルが励磁されるから、
接点２６１が閉じられる。この時にはR3リレ
ー２８０は作動させられていないから（フア
ン・リミツト制御スイツチ５６の主接点が開か
れている）、R3リレー２８０の接点２８１は閉
じられたままで、２速ブロワ電動機６１が高速
で回転する。これは炉の高い燃焼率に対応す
る。そうすると、排出スタツク８０のオリフイ
ス７０の両側に差圧が生じ始め、それと同時に
R4リレー２６０が作動させられるから、リレ
ー２６０に並列接続されている第１の主弁のソ
レノイド１１２が励磁される。これは調整ガス
弁１００を動作状態にする第１の段階である。
排出スタツク８０内の上流側の圧力が下流側の
圧力と所定の値だけ異ると、フラツパ弁板２０
６が導管１８６，１８８，２０７，２０９の端
部をふさいでd.p.ガス調整部１８０を作動させ
る。したがつて、ガス弁１００について先に説
明した動作が始まる。そのために、口火４１に
ガスが供給されてガスが点火される。そうする
とd.p.ガス調整部１８０とサーボ調整室１６０
が、出口ガスの圧力が帰還差圧に比例するよう
に出口ガス圧の調整を始める（Po＝Pf−
0.51）。

燃焼器４０の中でガスの燃焼が始まり、燃焼
室２０と熱交換器３０の中の温度が上昇する
と、その温度はフアン・リミツト制御スイツチ
５６の温度センサ５７（第１図）により検出さ
れる。このセンサのフアン始動設定点に達する
と、その時に閉じられた接点５８を介してフア
ン電動機３８へ電力が供給される。また、この
時にR3リレー２８も附勢されて接点２８１を
開き、接点２８２を閉じる。そうするとブロワ
電動機が低速へ切り換えられる。これは炉の低
い燃焼率に対応するもので、ここで説明してい
る実施例では、これは高い燃焼率の50〜70％で
ある。加温されている部屋の温度がサーモスタ
ツト素子２５０の設定点まで上昇すると、サー
モスタツト素子２５０の接点が開いてブロワ電
動機６１とソレノイド１１２がともに動作を停
止させられる。そして、フアン・リミツト制御
スイツチ５６のバイメタル・センサ５７がその
フアン停止設定点に達して主接点５８が開かれ
ると、フアン電動機３８が停止させられる。

加温されている部屋の温度がサーモスタツト
素子２５１の設定点以下に下つたとすると、接
点２５１ａが閉じられてR2リレー２７０が附
勢される。そして、R3リレー２８０が附勢さ
れている（接点２８２が閉じられて、炉が低い
燃焼率で運転している）時にこれが起ると、
R3リレー２８０は動作を停止させられる（接
点２８１が閉じ、炉は高い燃焼率で運転する）。
すなわち、ブロワ電動機６１が低速回転してい
るとすると、サーモスタツト素子２５１の作動
で電動機６１は高速回転へ切り換えられる。ま
た、R3リレー２８０が附勢されていない時に
R2リレー２７０が附勢されたとすると、ブロ
ワ回転速度は変化しない。サーモスタツト素子
２５０，２５１が作動させられている時に燃焼
が開始されたとすると、R2リレー２７０が附
勢されるが、フアン電動機３８が始動されても
装置は低い燃焼率へ切り換えられない。そし
て、設定点の低いサーモスタツト素子２５１が
作動させられた時だけ、装置は低い燃焼率へ切
り換えられる。

２段恒温制御器により制御されて、本発明の
装置は２速吸込み通風ブロワおよび帰還制御さ
れる燃料ガス圧で動作して、高い燃焼率と低い
燃焼率を有する炉を構成する。大きな吸込み流
を可能にするブロワ６０とオリフイス７０を排
出スタツク８０に設けることによりオフサイク
ル損失が減少させられ、熱損失は燃焼中にのみ
生ずることになる。また、この装置は始動後に
低い燃焼率へ切り換えられるから、燃焼過程の
大きな部分を低い燃焼率にすることができる。
しかし、この装置は高い燃焼率で常に始動し、
熱交換器３０が所定温度（通常は露点温度また
はそれより少し上）に達するまでその高い燃焼
率を保つから、炉の寿命を短くすることがある
水分凝結が大幅に増大することはない。また、
この２段制御器により、大きな熱負荷の下で希
望の温度にしたり、夜間におけるように温度低
下期間からの復帰を速める必要がある時は、高
い燃焼率を維持させることができる。

ブロワ６０とオリフイス７０を通る排ガスの
質量流量は排ガスの絶対温度により変るから、
定常燃焼状態での排ガス温度と比較して排ガス
温度が比較的低い時に始動すると、燃焼室２０
へ流入する燃焼空気の流量は大である。そのた
めに始動中は空気が過剰とされる。過剰な空気
の場合には燃焼生成物の露点が低くなるから、
これは望ましい条件である。その結果、炉の温
度が上昇する時に熱交換器３０の表面に水分が
凝結することが少くなる。この装置が低い燃焼
率で定常運転しており、したがつて排ガス温度
が低い時にも、非常に過剰な空気の条件につい
て注意されたい。そのような状況の下において
は、熱交換器３０の表面に現れることがある低
温部分への水分凝結を減少させるために過剰の
空気状態は望ましいものである。

以上説明した動作により、制御器の種々のチユ
ーブ、導管およびダイアフラム室の壁面における
排ガス凝結を非常に少くするという望ましい効果
も得られる。サーモスタツト２５０と２５１のう
ちの少くとも一方から熱を求めるという始動状態
は、ブロワ電動機６１が直ちに始動させられると
いうような状態である。差圧の上昇には有限の時
間を要するから、その時間中はフラツパ弁板２０
６は導管の端部をふさがないから、排出スタツク
８０からの圧力を伝える種々の導管は大気中に開
かれている。前記時間中は調整ガス弁はまだ開か
れないから、種々の導管の中に入る排出スタツク
８０内の排ガスは燃焼生成物や、部品を腐食させ
る高濃度の水分を含まない。これとは対照的に、
燃焼サイクル中は、フラツパ弁板２０６が導管１
８６，１８８，２０７，２０９の端部をふさぐ
と、それらの導管にはガス流は生じない。したが
つて、排ガス生成物にさらされる種々の通路は、
各炉サイクルのスタート段階で清掃される。

本発明の別の利点は、排出スタツクが詰つた場
合に運転を自動停止することである。排出スタツ
クが詰つたとすると、オリフイス７０または７０
ｂの両側の差圧が零になる。そのためにフラツパ
弁板２０６が導管の端部をふさがなくなつて、ガ
ス弁１００が閉じられる。

本発明の装置は別に安全特性を持たせることが
できる。たとえば、温度センサ５７に第３の危険
状態設定点を含ませることができる。この設定点
はフアン３４を始動または停止させる設定点より
高い。また、この安定特性を持たせるために、セ
ンサ５７により作動させられて、トランス２１０
の１次側に直列接続される第２の常閉接雑５９も
用いられる。前記危険状態設定点は、熱交換器温
度が異常に高くなつたことを検出できるような値
が選ばれる。そのような温度が検出されると、第
２の常閉接点５９が開かれてトランス２１０の１
次側への電力供給を断つから、この装置は運転を
停止させられる。これにより、異常に高い熱交換
器温度で燃焼を続けることによりひき起される危
険が避けられる。

本発明の装置に付加できる第２の安全特性は、
燃焼器４０において異常燃焼をひき起す原因とな
ることが時にある低いガス出口圧を検出する圧力
センサである。この低いガス圧センサはガス出口
管１０４の中の圧力を検出し、異常燃焼が生じた
時にのみ動作するから、始動を妨げることはな
い。この低いガス圧センサが動作すると、排出ス
タツクの詰りの時に用いられる機構に類似する機
構によりガスの供給が断たれて、装置の他の部分
の動作が停止される。

以上説明した実施例は、本発明の要旨を変更す
ることなしにいくつか改変できることが当業者に
は明らかであろう。たとえば、ある種のバイメタ
ル・サーモスタツト素子および接点、リレーなど
の代りに固体センサおよびスイツチング素子を用
いることができる。また、排ガス流量を表す帰還
差圧信号を、機械的または電気的な他の手段で送
ることができること、および排ガスの流量と希望
の対応性を有する圧力以外のデータを帰還ループ
に使用できることも明らかである。更に、吸込み
通風ブロワと排ガス流帰還の技術は、他の燃焼を
使用しており、かつ燃焼率の低下、燃焼材料の供
給質量流量の調整により装置の効率が影響される
ような他の各種の加熱装置にも適用できる。更
に、自然通風炉を含めた既存の炉の改造のための
設計として、または新規な炉の設計として本発明
を使用できることもわかるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸込み通風ブロワの下流側のオリフイ
スと差圧帰還信号を用いる本発明の炉および基本
的な制御装置の略図、第２ａ図は吸込み通風ブロ
ワの下流側に排出スタツクが設けられている実施
例における吸込み通風ブロワと、排出スタツクお
よびスタツク・オリフイスと、差圧信号を調整ガ
ス弁へ伝えるために用いられる多室導管との詳細
図、第２ｂ図は排出スタツク・オリフイスが吸込
み通風ブロワの上流側に設けられている実施例に
おける第２ａ図と同様な図、第３ａ図は本発明に
用いられる差圧検出調整ガス弁の「オフ」位置に
ある状態を示す概略線図、第３ｂ図は第３ａ図に
示す差圧検出調整ガス弁が「オン」位置にある状
態を示す概略線図、第４図は本発明に用いられる
２段サーモスタツト制御装置の電気回路図、第５
図は本発明において差圧信号の伝達と電線管とし
て用いられる多室導管の別の実施例の横断面図で
ある。 ２０……燃焼室、２２……空気取入れ口、４０
……燃焼器、５６……フアン・リミツト制御スイ
ツチ、６０……吸込み通風ブロワ、６１……ブロ
ワ電動機、８０……排出スタツク、９０……導
管、１００……調整ガス弁、１１０，１３０……
主弁部、１５０……オペレータ弁室、１６３……
調整ダイアフラム、１７０……オペレータ弁、１
８０……差圧ガス調整部、３００……恒温制御
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料燃焼器を有する燃焼室２０と、燃焼空気
   取入口２２と、燃焼室からの排ガスの排出スタツ
   ク８０とを備える加熱装置において、 排出スタツクを通じて排ガスの流れを吸出する
   ため、および燃焼空気を燃焼室の中に吸込むため
   に排出スタツクに連結されるブロワ６０と； 排出スタツクを通る排ガスの流れと燃焼室に送
   り込まれる燃焼空気の流れが同時に調整されるよ
   うにして排ガスの流れを可変制御するための要素
   ３００と； 排出スタツクの中のブロワの一方の側に装置さ
   れる流れ制限要素７０であつて、その一方の側に
   おける排ガス圧力とその他方の側における排ガス
   圧力との間に圧力差をブロワと協働して生じさせ
   るための流れ制限要素と； 前記燃料燃焼器への燃料供給量を前記圧力差に
   ほぼ比例するように可変制御するための調整手段
   １２０，１８０と； 前記圧力差にヒステリシスをもつて応動し、 前記調整手段に動作状態または不動作状態をと
   らせるヒステリシス付与手段２００であつて、前
   記圧力差が増大して所定の第１の値を越えると不
   動作状態から動作状態へと切替え、かつ前記圧力
   差が減少して前記第１の値より低い所定の第２の
   値を下回ると動作状態から不動作状態へと切替え
   るようにするヒステリシス付与手段と； このヒステリシス付与手段および前記調整手段
   に、前記圧力差を表わす制御信号を伝える手段９
   ０とを備えることを特徴とする加熱装置。