JPH0229934B2 - Nenshosochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は燃焼機器に関するもので、特に室内開
放型の燃焼装置の安全性とクリーン性に関するも
のである。

従来例の構成とその問題点 室内開放型燃焼装置においては、室内酸素濃度
が低下して酸素欠乏状態になつたり、燃焼用空気
口が目詰りを起こし不完全燃焼を生じ、これらを
検出する方法として、火炎のイオン電流やZrO₂、
SnO₂といつた酸素濃度センサを用いている。

しかしながら、これらの燃焼検知は、メインバ
ーナの空燃比設定のバラツキが大きいために酸素
欠乏時の酸素濃度が極端に低くなり生命が危険に
さらされたり、また、目詰まり等による不完全燃
焼時の空燃比が理論空燃比近傍になるとセンサ出
力が発生する過渡域に入り、センサ出力が出る前
においては悪い燃焼状態が継続され一酸化炭素が
多量に排出される等の欠点を有していた。このよ
うに、前者の酸素欠乏時の酸素濃度の検出バラツ
キが大きくなり、また、後者の不完全燃焼時もメ
インバーナ自体が理論空燃比になつて初めて酸素
センサが検出することになるため、メインバーナ
の燃焼量の燃焼全体が悪化し、室内の空気汚染が
促進されるものであつた。

発明の目的 本発明は、予混合表面燃焼を用いた燃焼装置に
おいて、ZrO₂などの酸素濃度センサを用いたも
ので、室内酸素欠乏や不完全燃焼を検出し、安全
性、クリーン性を高めることを目的とする。

発明の構成 本発明は、燃焼に必要な空気と燃料を全て予混
合させ表面燃焼を行なう構成とし、かつ燃焼筒を
主燃焼部と副燃焼部とに、副分割し、燃焼部の空
燃比を主燃焼部より低く設定し、前者の燃焼部の
近傍に酸素センサを設けたものであり、主燃焼部
よりも早く応答信号を得て、不完全燃焼や室内酸
素欠乏状態を確実に検出するものである。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、図面に基づ
いて説明する。

第１図において、１は有底状の気化筒でシーズ
ヒータ２を周囲に埋設し、有底状の一部を開口し
て送風通路３を設け間に調整バイパス弁４を介し
て燃焼フアン５を連結し、その途中より燃料タン
ク６から燃料ポンプ７を介して燃料細管８を挿入
しこれを気化筒１内に臨ませている。気化筒１の
上面には先絞り状の混合筒９を配し、その先端側
面より２次空気パイプ１０を接続し、他端を前記
調整バイパス弁４に連結している。混合筒９の上
方には多数の小穴を有する燃焼筒１１とその周囲
に燃焼金網１２を配し、燃焼筒１１の内部に仕切
り板１３を設け主燃焼部Ａと微小燃焼量で燃焼す
る副燃焼部Ｂに分割し、仕切り板１３の一部と前
記混合筒９の底面部を一部開口させて連通管１４
で接続している。副燃焼部Ｂの上面は閉塞天板１
５で覆い燃焼金網１２の周囲に排気ガス空間１６
を介してガラス等よりなる外筒１７を接合させ、
外筒１７の下部に支持部材１８で固定し排気口１
９を設けている。前記副燃焼部Ｂの近傍で閉塞天
板１５より排気ガス空間１６内にはZrO₂よりな
る酸素センサ２０を設けたものである。

上記構成における作用について説明する。

気化筒１内のシーズヒータ２を加熱し、送風通
路３の後方で調整バイパス弁４に接続した送風フ
アン５を駆動後、燃料タンク６からの燃料を燃料
ポンプ７により吸入し、燃料細管８より気化筒１
に噴出させ燃料を気化させ、送風フアンからの燃
焼用空気と混合させ、特に調整バイパス弁４によ
り所望の空気量に設定する。そして、大半の予混
合気は混合筒９の先絞り部より流出され、その時
に調整バイパス弁４より分岐した燃焼用空気の一
部は２次空気パイプ１０より先絞り部の混合筒９
に混入され、前記所望の空気量に上乗せした空気
量となつて主燃焼部Ａの燃焼筒１１内に導かれ小
穴を通つて燃焼金網１２面に導かれる。一方、前
記気化筒１内で混合された予混合気の一部は連通
管１４を通つて仕切り板１３で仕切られた副燃焼
部Ｂの燃焼筒１１と燃焼金網１２面に導かれる。
燃焼金網１２より出た予混合気は点火器（図示な
し）により着火し燃焼火炎を燃焼金網１２面に形
成し表面燃焼を行なう。燃焼後の排気ガスは外筒
１７により形成した排気ガス空間１６を通り、上
部の副燃焼部Ｂから主燃焼部Ａに向つて流れ支持
部材１８の排気口１９より排出される。副燃焼部
の近傍に酸素センサ２０を設置している。

ここで、前述したように調整バイパス弁４によ
り、第２図に示すように例えば、気化筒１内より
連通管１４で副燃焼部Ｂに送られた予混合気の燃
焼時の空燃比λをＢの1.2に設定し、主燃焼部Ａ
には２次空気パイプ１０より空気量を増して空燃
比λをＡの1.3〜1.6程度の安定燃焼域である酸素
センサ２０の起電力が異常検知レベルＣ以下に設
定する。この状態で第３図に示すように室内の酸
素濃度が欠乏状態となり低下してくると、主燃焼
部Ａが異常検知レベルＣを突破する酸素濃度は16
％以下の斜線で示す領域となり空燃比λのバラツ
キ幅が大きい程低下し、第２図のλ1.3〜1.6では
約16％〜13％になるが、副燃焼部Ｂのλ1.2では酸
素濃度約18％で異常検知レベルＣを検出する。前
記調整バイパス弁４の送風通路３側と２次空気パ
イプ１０の圧損抵抗を２次空気パイプ１０側を少
なくすることにより、送風フアン５の変動バラツ
キは２次空気パイプ１０側が吸収し主燃焼部Ａの
空燃比λはばらつくが、副燃焼部Ｂの空燃比λは
安定状態を維持できる。また、通常燃焼部を本発
明のように分割しない場合には、酸素欠乏時や燃
焼空気の目詰りで空燃比λが理論空燃比1.0近傍
になるに従がい、火炎の燃焼速度は増し、予混合
気の噴出速度は遅くなつてくるのと、理論値にな
る程火炎形成面が燃焼金網１２面に密着し燃焼金
網１２が温度上昇するのと相まつて逆火現象を生
じ燃焼筒１１内部で燃焼することになり、例えば
異常燃焼検知レベルＣに達しない空燃比１近傍の
場合には、異常燃焼が継続することになるが、本
構成では微小燃焼量で燃焼するように仕切られた
副燃焼部の方が主燃焼部より空燃比が低いために
目詰り等で理論空燃比側に低下しても燃焼量が少
ないために金網面の温度上昇が少なく逆火は起ら
ず、目詰りが進行し空燃比λ1.0で所望の異常燃焼
検知が可能となる。このように、微小燃焼量の副
燃焼部が先に異常燃焼検知を検出できるために、
不完全燃焼や酸素欠乏時の一酸化炭素の発生量も
極わずかであり、その時の悪い排ガスは主燃焼部
側に流れるために残存酸素で若干排気ガス特性が
緩和されることにもなる。

発明の効果 本発明は主燃焼部と副燃焼部に分割し、副燃焼
部側の空燃比を主燃焼部側より低い状態に設定し
たので次の効果を奏する。

(1) 酸素欠乏時に所望の酸素濃度（例えば18％）
で異常燃焼検知が可能となる。

(2) 主燃焼部の燃焼特性が悪化することはなく安
全でクリーンな燃焼特性が得られる。

(3) 逆火による異常燃焼を防止できる。

(4) 副燃焼部での悪い排気ガスは主燃焼部での排
ガス中の残存酸素に反応し排ガス特性の良化向
上が図れる。

(5) 主燃焼部と副燃焼部の空燃比割合を自由に設
定でき、所望の燃焼状態を可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の燃焼装置の断面
図、第２図、第３図は本発明の特性図である。 Ａ……主燃焼部、Ｂ……副燃焼部、１６……排
気ガス空間、１７……外筒、１９……排気口、２
０……酸素センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主燃焼部と微小燃焼量で燃焼する副燃焼部に
   燃焼筒を分割し、主燃焼部より副燃焼部の方の空
   燃比設定を小さくし、副燃焼部近傍で外筒との間
   の排気ガス空間に酸素濃度センサを配し、主燃焼
   部後方に排気口を有してなる燃焼装置。 ２ 副燃焼部は酸素欠乏時に酸素濃度が18％付近
   で酸素濃度センサの検出信号が得られる空燃比設
   定にしてなる特許請求の範囲第１項記載の燃焼装
   置。