JPH01302025A - 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 本発明は石油やガス等を使用した燃焼機器における燃焼
制御装置を搭載したバーナに関するものである。

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
適な比率にして最適な量を供給することにより逆火や消
炎、あるいは吹き飛びによる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、特開昭
６１−２４９１７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ッド
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８図にイオン電流１ｆ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１ｆ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Ｉｆ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課題 しかしながら上記のような構成では、イオン電流値Ｉｆ
が最大値に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。した
がって燃焼安定領域にて完全燃焼はするが、燃焼器その
ものの燃焼安定領域が拡大するというものではなく、よ
って低燃焼量から高燃焼量まで広い範囲にわたって燃焼
量調節幅が拡大出来るというものではなかった。そのた
め燃焼量調節幅の拡大が要求される暖房器、調理器。

給湯機等への商品展開にはおのずと制限がなされていた
。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、燃焼量の
大きい強燃焼から、きわめて燃焼量の小さい弱燃焼に至
るまで、消炎域や吹き飛び城を最小限に押え、広い範囲
で燃焼量を調節できる燃焼装置を提供することを目的と
する。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の燃焼装置は、複数個
の炎孔を有したバーナと、このバーナの上流側に設けた
ヒータと、前記バーナの燃焼状態を検知する燃焼検知手
段と、前記バーナの燃焼状態を制御するコントローラか
ら成り、前記コントローラは前記燃焼検知手段により燃
焼状態を検出する検出部と、火炎が安定化するように前
記バーナ上流側に配設されたヒータへの入力を制御する
ガス温度制御部を有するものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、第２図に示すバーナの
燃焼特性概要図の燃焼安定領域の拡大を可能にし、従来
の一般的な燃焼機器に使われていた燃焼範囲（例えば、
図中に示すへ域あるいはＢ域）の拡大化を実現するもの
である。ここで、燃焼安定領域の拡大する理由について
以下に述べる。

燃焼安定領域とは火炎がバーナ炎孔で安定に保持される
領域であり、この火炎の安定化にはバーナ炎孔近傍の予
混合ガス速度と燃焼速度の分布が大いに寄与している。

即ち第３図に示すガス速度と燃焼速度のバランスがくず
れると吹き飛び、消炎、あるいは逆火という現象が生じ
る。よってガス速度と燃焼速度のバランスをとるべくバ
ーナ上流側の予混合ガスの温度を制御しバーナ炎孔近傍
での燃焼速度をコントロールすれば火炎の安定化がはか
れ、燃焼安定領域が拡大するのである。ちなみに、予混
合ガス温度と燃焼速度の関係を第４図に示す。すなわち
、吹き飛び、消炎域においてはガス速度が増大し、バー
ナ炎孔近傍において燃焼速度が低下するためつり合わな
くなる。よってバーナ上流側の予混合ガス温度を上昇さ
せることにより燃焼速度の低下が少な（なり、ガス速度
とバランスし火炎が安定し、燃焼安定領域が広がるので
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
。

第１図において、１は複数の炎孔２を有したバーナで、
セラミックより形成されている。このバーナ１は混合部
３にて保持され、この混合部３中、すなわちバーナ１の
上流側にはヒータ４が設けられている。また混合部３の
他端には空気供給口５が設置され、ここより燃料ノズル
６より噴出供給される燃料′とともに燃焼空気が供給さ
れる。供給された燃料と燃焼空気は混合部３にて混合さ
れバーナ１に送られ火炎７を形成する。８は燃焼検知手
段として用いたフレームロッドで火炎７の状態を火炎７
中の炎電流の値として検知する。フレームロッド８はコ
ントローラ９へ接続されており、ここでフレームロッド
８より送られる炎電流はコントローラ９の炎電流検出部
１０に伝えられる。

１１は炎電流検索部で、炎電流検出部１０の出力信号が
一定値以下の場合にガス温度制御部１２にヒータ４への
通電を指示する信号を出力する。ガス温度制御部１２は
炎電流検索部１１の出力信号によりスイッチ１３を制御
して予混合ガス温度を調節する。また、ヒータ４は空気
供給口５の上流側に設置しても良い。

上記構成において、燃料ノズル６、空気供給口５から噴
出供給された燃料と燃焼空気は混合部３の中で混合され
予混合ガスとなってバーナ１より流出し火炎７を形成す
る。この時フレームロッド８は火炎Ｔ中の炎電流を検知
する。ここで＠５図に高燃焼量の時の空気比と炎電流及
び吹き飛びの関係を示す。炎電流１ｆは空気比１．０よ
り少し小さいところでピーク値を示し吹き飛び域に至る
まで徐々に低下する。したがって吹き飛び域に近いとこ
ろでの炎電流の値、たとえば暑値をＩｆが示すとコント
ローラ９によりヒータ４が通電状態となり予混合ガス温
度が上昇し、それに従って燃焼速度の低下も抑制され火
炎７が吹き飛びにくくなり、燃焼安定域が広がる。また
、第６図に燃焼量と炎電流及び消炎の関係を示す。炎電
流Ｉｆは燃焼量が低下すると同様に低下傾向にある。よ
って消炎域に近いところでの値、たとえば−′値を１７
が示すとコントローラ９によりヒータ４が通電状態とな
り、予混合ガス温度が上昇し、それに従って煤焼速度の
低下も押えられ火炎７の消炎現象がおこりにくくなる。

よって第２図で表わした燃焼安定域も著しく拡大し、実
使用機器の燃焼範囲Ａ域゛、Ｂ域も大幅に広がる。本実
施例による燃焼安定域及び燃焼範囲Ａ域、Ｂ城を第７図
に示す。尚、破線によって示す領域は従来例によるもの
である。

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。

（１）バーナの燃焼安定域が大幅に拡大するため、高カ
ロリーから低カロリーまで幅広い燃焼量の調節が実現出
来る。

（２）吹き飛び、消炎が抑制されるため、バーナの高負
荷化が実現でき、機器のコンパクト化が可能となる。

（３）不完全燃焼のない極めて安全な燃焼器を提供出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における燃焼装置の構成図、
第２図は従来例の燃焼特性図、第３図は火炎状態とガス
速度、燃焼速度の関係図、第４図は予混ガス温度と燃焼
速度の関係図、第５図、第６図は炎電流特性図、第７図
は本実施例の燃焼特性図、第８図は従来の燃焼制御方式
の特性図である。 １・・・・・・バーナ、２・・・・・・炎孔、４・・・
・・・ヒータ、８・・・・・・フレームロッド、９・・
・・・・コントローラ、１０・・・・・・炎電流検出部
（検出部）、１１・・・・・・炎電流検索部、１２・・
・・・・炎孔温度制御部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ノー
バーナ ３−フレームローノド Ｉ３−　スイッチ 第１図 第　３　図　　　　バーナ先烏への火炎め村１第４図 、ｖＪＡｌＪとＸシ見遺し斐 第５図 ／、ｔＪ 空気比 第６図 廊麓量 第８図 空気比ｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の炎孔を有したバーナと、このバーナの上流側に
   設けたヒータと、前記バーナの燃焼状態を検知する燃焼
   検知手段と、前記バーナの燃焼状態を制御するコントロ
   ーラから成り、前記コントローラは前記燃焼検知手段に
   より燃焼状態を検出する検出部と、火炎が安定化するよ
   うに前記バーナ上流側に配設されたヒータへの入力を制
   御するガス温度制御部を有する燃焼装置。