JPH0435646B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0435646B2 JPH0435646B2 JP60190132A JP19013285A JPH0435646B2 JP H0435646 B2 JPH0435646 B2 JP H0435646B2 JP 60190132 A JP60190132 A JP 60190132A JP 19013285 A JP19013285 A JP 19013285A JP H0435646 B2 JPH0435646 B2 JP H0435646B2
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- JP
- Japan
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- combustion
- air
- fuel
- fuel ratio
- amount
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-
- 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
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/30—Pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2239/00—Fuels
- F23N2239/06—Liquid fuels
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は灯油等の液体燃料の気化ガスと空気
とを予め混合させるようにした予混合形の液体燃
料燃焼装置に関するものである。
とを予め混合させるようにした予混合形の液体燃
料燃焼装置に関するものである。
従来よりポンプ等で供給した灯油等の液体燃料
の気化ガスと、空気とを予混合させるようにし、
その後において青炎燃焼させる予混合形液体燃料
燃焼装置が開発されてきた。この種のバーナには
ガス燃料と同じようにブンゼン炎を形成され、煤
を追放し一酸化炭素等の有害成分が少ないという
特徴を持つため最近暖房機等において広く用いら
れるようになつてきた。
の気化ガスと、空気とを予混合させるようにし、
その後において青炎燃焼させる予混合形液体燃料
燃焼装置が開発されてきた。この種のバーナには
ガス燃料と同じようにブンゼン炎を形成され、煤
を追放し一酸化炭素等の有害成分が少ないという
特徴を持つため最近暖房機等において広く用いら
れるようになつてきた。
ところでポンプによる燃料油供給を送風機によ
る燃焼用空気の供給と独立して行われるため、塵
づまり等による風路内の圧力損失の変化や、ポン
プによる燃料油供給量の経時変化に対処するため
火炎中のイオン電流を検出し、イオン電流値が極
大値をとるよう、ポンプ駆動回路や送風機回転数
にフイードバツク制御を行なつている。
る燃焼用空気の供給と独立して行われるため、塵
づまり等による風路内の圧力損失の変化や、ポン
プによる燃料油供給量の経時変化に対処するため
火炎中のイオン電流を検出し、イオン電流値が極
大値をとるよう、ポンプ駆動回路や送風機回転数
にフイードバツク制御を行なつている。
第１図は上記した一般的な液体燃料燃焼装置に
おけるバーナ構成を示す説明図であり、図におい
て１は燃焼用空気供給孔で送風機（図示せず）に
より供給された燃焼用空気を高速で噴出させるよ
うになつている。２は灯油等の液体燃料供給管で
あり、先端は細針状になつており、燃料タンク４
よりポンプ３を介して供給される量油を微粒化し
て、混合室５内に供給する役目をする。そしてこ
の混合室５はアルミ等の熱伝導率の良好な材料よ
りなり、予熱ヒータ７を鋳込んだ気化壁６で囲ま
れ、上部に絞り板８、整流板９および炎口板１０
を有している。１１は火炎１２を検出するイオン
電極であり、制御回路装置１３と共に燃焼炎の検
知を行なう。なお、この制御回路装置１３はポン
プ３の駆動装置を兼ねている。
おけるバーナ構成を示す説明図であり、図におい
て１は燃焼用空気供給孔で送風機（図示せず）に
より供給された燃焼用空気を高速で噴出させるよ
うになつている。２は灯油等の液体燃料供給管で
あり、先端は細針状になつており、燃料タンク４
よりポンプ３を介して供給される量油を微粒化し
て、混合室５内に供給する役目をする。そしてこ
の混合室５はアルミ等の熱伝導率の良好な材料よ
りなり、予熱ヒータ７を鋳込んだ気化壁６で囲ま
れ、上部に絞り板８、整流板９および炎口板１０
を有している。１１は火炎１２を検出するイオン
電極であり、制御回路装置１３と共に燃焼炎の検
知を行なう。なお、この制御回路装置１３はポン
プ３の駆動装置を兼ねている。
次に動作について説明する。予めヒータ７によ
り気化壁６が所定の温度になるように昇温した後
送風機（図示せず）により燃焼用空気が供給孔１
より混合室５内に供給される。同時にポンプ３を
介して所定量の燃料油が供給管２より供給され
る。供給燃料油は供給管２を通過する際に微粒化
されしかも上記の供給孔１より噴出する空気流に
よりさらに微粒化が促進され、予熱した気化壁６
上で瞬時に気化し燃焼用空気と混合する。
り気化壁６が所定の温度になるように昇温した後
送風機（図示せず）により燃焼用空気が供給孔１
より混合室５内に供給される。同時にポンプ３を
介して所定量の燃料油が供給管２より供給され
る。供給燃料油は供給管２を通過する際に微粒化
されしかも上記の供給孔１より噴出する空気流に
よりさらに微粒化が促進され、予熱した気化壁６
上で瞬時に気化し燃焼用空気と混合する。
その後この予混合気は絞り板８を通過中にさら
に混合し、整流板９で流速分布を均一にされた後
炎口板１０上で点火装置（図示せず）により着火
され、安定な火炎１２をその上に形成し、着火後
は気化壁６に火炎１２から熱回収が行われるので
ヒータ入力は不要となる。またイオン電極１１に
よりイオン電流Ifの整流波形を観測し、常に火炎
１２を監視し、万一消炎した場合には上記制御回
路装置１３により安全に燃焼を停止する。
に混合し、整流板９で流速分布を均一にされた後
炎口板１０上で点火装置（図示せず）により着火
され、安定な火炎１２をその上に形成し、着火後
は気化壁６に火炎１２から熱回収が行われるので
ヒータ入力は不要となる。またイオン電極１１に
よりイオン電流Ifの整流波形を観測し、常に火炎
１２を監視し、万一消炎した場合には上記制御回
路装置１３により安全に燃焼を停止する。
ところで上記火炎１２によるイオン電流値Ifは
一例を第２図に示すようにその代表的な入力が
3000ないし1000Kcal／hrではほぼμ＝0.8〜0.9で
ピークを持つ分布をしている。着火検出後に制御
回路装置１３によりポンプ駆動周波数を調節して
Ifが最大になるよう燃料油の供給量が決められ
る。この時の制御を第４図のフロチヤートに示
す。即ち、着火してから数十秒後のイオン電流If
を制御回路１３に記憶させ、比較値If0とする。
燃料ポンプ駆動周波数（以下単に燃料ポンプ周波
数という）をわずかΔfだけ増加させ、その時の
イオン電流値IfとIf0と比較し（ｋ＝If−If0）、差
ｋが所定値ｅより大きい場合はその時のイオン電
流値Ifを新しい比較値If0として、更にΔfだけ燃
料ポンプ周波数を増加させる。以下この動作を繰
返し、イオン電流の最高値近傍になると差ｋが所
定値ｅより小さくなるので、この時の燃料ポンプ
周波数による燃料供給量がIfが最大となる燃料供
給量として決定される。燃料ポンプ周波数のΔf
の増加によりIf0よりIfが小、即ち差ｋが−ｅより
小さくなると差ｋの絶対値が所定値ｅより小さく
なるまでΔfの減少を繰返す。また送風機電圧や
風路中のダンパー装置等により送風量を変化させ
Ifを検出しそのヒータ値に燃料油の供給量を合わ
せることにより、安定した燃焼量の調節が行える
ようにしている。
一例を第２図に示すようにその代表的な入力が
3000ないし1000Kcal／hrではほぼμ＝0.8〜0.9で
ピークを持つ分布をしている。着火検出後に制御
回路装置１３によりポンプ駆動周波数を調節して
Ifが最大になるよう燃料油の供給量が決められ
る。この時の制御を第４図のフロチヤートに示
す。即ち、着火してから数十秒後のイオン電流If
を制御回路１３に記憶させ、比較値If0とする。
燃料ポンプ駆動周波数（以下単に燃料ポンプ周波
数という）をわずかΔfだけ増加させ、その時の
イオン電流値IfとIf0と比較し（ｋ＝If−If0）、差
ｋが所定値ｅより大きい場合はその時のイオン電
流値Ifを新しい比較値If0として、更にΔfだけ燃
料ポンプ周波数を増加させる。以下この動作を繰
返し、イオン電流の最高値近傍になると差ｋが所
定値ｅより小さくなるので、この時の燃料ポンプ
周波数による燃料供給量がIfが最大となる燃料供
給量として決定される。燃料ポンプ周波数のΔf
の増加によりIf0よりIfが小、即ち差ｋが−ｅより
小さくなると差ｋの絶対値が所定値ｅより小さく
なるまでΔfの減少を繰返す。また送風機電圧や
風路中のダンパー装置等により送風量を変化させ
Ifを検出しそのヒータ値に燃料油の供給量を合わ
せることにより、安定した燃焼量の調節が行える
ようにしている。
従来の液体燃料燃焼装置におけるバーナ構成は
以上のように構成されているので、常にイオン電
流のピーク値に対応する空燃比μで燃焼しなけれ
ばならず、空燃比μを任意の値に選ぶことができ
なかつた。
以上のように構成されているので、常にイオン電
流のピーク値に対応する空燃比μで燃焼しなけれ
ばならず、空燃比μを任意の値に選ぶことができ
なかつた。
すなわち具体的にはブンゼン炎の安定性を増す
にはμ＝0.7、窒素酸化物（NOX）の低減にはμ
＝1.3〜1.5に設定することが有効であるが、従来
の手段ではかれが現実できなかつた。
にはμ＝0.7、窒素酸化物（NOX）の低減にはμ
＝1.3〜1.5に設定することが有効であるが、従来
の手段ではかれが現実できなかつた。
この発明は上記の問題点を解消するためになさ
れたもので、任意の値にμを設定できる液体燃料
燃焼装置を得ることを目的としている。
れたもので、任意の値にμを設定できる液体燃料
燃焼装置を得ることを目的としている。
すなわにこの発明に係る燃焼装置では、従来装
置と同様にイオン電流値Ifを検出し、一旦このIf
がピークを示す空燃比μに燃焼状態を設定した
後、制御回路装置により所定μになるよう燃料供
給量を調整しようとするものである。
置と同様にイオン電流値Ifを検出し、一旦このIf
がピークを示す空燃比μに燃焼状態を設定した
後、制御回路装置により所定μになるよう燃料供
給量を調整しようとするものである。
この発明の場合は着火時にはIfがピークになる
よう制御してピークμ燃焼を実現させた後、ポン
プ駆動回路により燃料油を所定の供給量に変化さ
せ、設定μ燃焼を行わせる。そしてIfを監視し変
化した場合は再度ピークμ燃焼させ空燃比を再設
定する。また入力変化はピークμ燃焼に戻して行
い、安定燃焼させつつ入力の調整を行わせてお
り、このようにすることによりバーナ特性の安定
性の向上ならびに任意空燃比が設定できるように
なる。
よう制御してピークμ燃焼を実現させた後、ポン
プ駆動回路により燃料油を所定の供給量に変化さ
せ、設定μ燃焼を行わせる。そしてIfを監視し変
化した場合は再度ピークμ燃焼させ空燃比を再設
定する。また入力変化はピークμ燃焼に戻して行
い、安定燃焼させつつ入力の調整を行わせてお
り、このようにすることによりバーナ特性の安定
性の向上ならびに任意空燃比が設定できるように
なる。
この発明の場合は、着火およびイオン電流値If
がピーク値になるμでの燃焼を実現するまでの動
作（ピークμ燃焼）は従来例と同一である。この
安定したピークμ燃焼が確認させると、その時の
空燃比μが第２図から明らかなように0.8〜0.9で
あることが判明されているので、ポンプ駆動の制
御回路装置１３により、その時の燃料供給量を、
送風量を変えずにピークμ燃焼時に空燃比（0.8
〜0.9）と所望空燃比との割合分変化させる（設
定μ燃焼）。例えば、バーナ性能の安定性が大で
あるμ＝0.7を現実させるには、ピークμ燃焼時
の空燃比を0.7／（0.8〜0.9）≒0.9〜0.8倍に、即
ち10〜20％減少させればよく、そのためには送風
量を変えずに燃料供給量を10〜20％増加させれば
よい。この動作は一定時間ごとに、または燃焼量
を調節する度にくり返される。すなわち後者で
は、送風量を変えて燃料量を変える時には再度ピ
ークμ燃焼を行なわせる。即ち、送風量が変化す
ると上述と同様のイオン電流値Ifが常にピーク値
を示すよう燃料供給量の調節が行なわれる。そし
て、送風量の変化がなくなつたことがイオン電流
値Ifの変化が少なくなつたこと等で確認される
と、上記と同様にして設定μ燃焼に移行する。こ
の時の送風量及び燃料油量変化のタイムチヤート
を第３図に示す。
がピーク値になるμでの燃焼を実現するまでの動
作（ピークμ燃焼）は従来例と同一である。この
安定したピークμ燃焼が確認させると、その時の
空燃比μが第２図から明らかなように0.8〜0.9で
あることが判明されているので、ポンプ駆動の制
御回路装置１３により、その時の燃料供給量を、
送風量を変えずにピークμ燃焼時に空燃比（0.8
〜0.9）と所望空燃比との割合分変化させる（設
定μ燃焼）。例えば、バーナ性能の安定性が大で
あるμ＝0.7を現実させるには、ピークμ燃焼時
の空燃比を0.7／（0.8〜0.9）≒0.9〜0.8倍に、即
ち10〜20％減少させればよく、そのためには送風
量を変えずに燃料供給量を10〜20％増加させれば
よい。この動作は一定時間ごとに、または燃焼量
を調節する度にくり返される。すなわち後者で
は、送風量を変えて燃料量を変える時には再度ピ
ークμ燃焼を行なわせる。即ち、送風量が変化す
ると上述と同様のイオン電流値Ifが常にピーク値
を示すよう燃料供給量の調節が行なわれる。そし
て、送風量の変化がなくなつたことがイオン電流
値Ifの変化が少なくなつたこと等で確認される
と、上記と同様にして設定μ燃焼に移行する。こ
の時の送風量及び燃料油量変化のタイムチヤート
を第３図に示す。
この方法は特に空燃比が高い場合に有効であ
る。すなわち低NOxをめざしてμ＝1.4程度の燃
焼をさせる場合には、上述のようなピークμ燃焼
を行なわせた後、この時の空燃比μを0.85と決め
て空燃比μを65％増加（1.4／0.85）、即ち燃料供
給量を65％減少させて設定μ燃焼に達した時のIf
を一旦制御回路装置１３に記憶させる。その後の
定常燃焼中のIfと上記記憶させたIfとを比較し、
変動が生じた場合には再度ピークμ燃焼を行わせ
て空燃比の再設定を行う。
る。すなわち低NOxをめざしてμ＝1.4程度の燃
焼をさせる場合には、上述のようなピークμ燃焼
を行なわせた後、この時の空燃比μを0.85と決め
て空燃比μを65％増加（1.4／0.85）、即ち燃料供
給量を65％減少させて設定μ燃焼に達した時のIf
を一旦制御回路装置１３に記憶させる。その後の
定常燃焼中のIfと上記記憶させたIfとを比較し、
変動が生じた場合には再度ピークμ燃焼を行わせ
て空燃比の再設定を行う。
以上のように常にIfを監視して空燃比の変動を
検出することにより、不安定な高空燃比燃焼に対
しても信頼性の向上がはかれる。また燃焼量を変
化させる場合には、前述したように一旦ピークμ
燃焼に戻して安定性の高い燃焼が実現できる空燃
比のもとで、燃焼量の変動動作を行うと一層の信
頼性向上がはかれる。
検出することにより、不安定な高空燃比燃焼に対
しても信頼性の向上がはかれる。また燃焼量を変
化させる場合には、前述したように一旦ピークμ
燃焼に戻して安定性の高い燃焼が実現できる空燃
比のもとで、燃焼量の変動動作を行うと一層の信
頼性向上がはかれる。
以上は炎口板上に安定させたブンゼン火炎に本
発明を適用した場合について述べたが、予混合気
を多孔質体やセラミツクあるいは金属メツシユ等
の表面で燃焼させる場合およびガス燃料や液体燃
料微粒子と空気を混合させながら燃焼させる場合
等にも広く応用することができる。
発明を適用した場合について述べたが、予混合気
を多孔質体やセラミツクあるいは金属メツシユ等
の表面で燃焼させる場合およびガス燃料や液体燃
料微粒子と空気を混合させながら燃焼させる場合
等にも広く応用することができる。
以上のように本発明によれば例えばイオン電流
値等の単峰性のある信号を火炎から検出し、着火
時にピークμ燃焼を行わせた後、所定の空燃比へ
移行する燃焼を行うようにしたので、着火性、経
時変化への追随性および燃焼量変化等に対する信
頼性の向上をはかりつつ、任意の空燃比での燃焼
ができる燃焼装置が得られるものである。
値等の単峰性のある信号を火炎から検出し、着火
時にピークμ燃焼を行わせた後、所定の空燃比へ
移行する燃焼を行うようにしたので、着火性、経
時変化への追随性および燃焼量変化等に対する信
頼性の向上をはかりつつ、任意の空燃比での燃焼
ができる燃焼装置が得られるものである。
第１図は本発明が実施される一般的な液体燃料
燃焼装置におけるバーナの構成を示す説明用断面
図、第２図は第１図に示したバーナ構成における
イオン電流の代表的測定例、第３図は本発明の場
合による送風量・燃料油量の時間変化を示すタイ
ムチヤート、第４図はピークμ燃焼制御を示すフ
ローチヤートである。 なお図中１は空気供給口、２は液体燃料供給
管、５は気化室、１０は炎口板、１１はイオン電
極、１２は火炎、１３は制御回路装置を示すもの
である。
燃焼装置におけるバーナの構成を示す説明用断面
図、第２図は第１図に示したバーナ構成における
イオン電流の代表的測定例、第３図は本発明の場
合による送風量・燃料油量の時間変化を示すタイ
ムチヤート、第４図はピークμ燃焼制御を示すフ
ローチヤートである。 なお図中１は空気供給口、２は液体燃料供給
管、５は気化室、１０は炎口板、１１はイオン電
極、１２は火炎、１３は制御回路装置を示すもの
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 液体燃料供給管と燃焼用空気供給口とを気化
室に開口させ、この気化室を経て炎口板で生成さ
れた火炎での出力信号値を検出するイオン電極を
備えたものにおいて、着火時および入力変化時に
は上記イオン電極での出力信号値が極値を持つよ
う燃焼用空気供給量を変えずに燃料供給量を変え
て空燃比が制御され、かつ定常燃焼時にはこの空
燃比に比例した所望空燃比になるよう燃料供給量
を制御する制御回路装置を設けたことを特徴とす
る液体燃料燃焼装置。 ２ 定常燃焼時におけるイオン電極での出力信号
値が変化した場合に、再度信号値が極値を持つ空
燃比に制御しなおすようにした特許請求の範囲第
１項記載の液体燃料燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60190132A JPS6249122A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 液体燃料燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60190132A JPS6249122A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 液体燃料燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6249122A JPS6249122A (ja) | 1987-03-03 |
| JPH0435646B2 true JPH0435646B2 (ja) | 1992-06-11 |
Family
ID=16252923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60190132A Granted JPS6249122A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 液体燃料燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6249122A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107504690A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-12-22 | 中山华帝电子科技有限公司 | 一种带风压传感器的燃气恒温热水器的点火控制方法 |
| CN107490196A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-12-19 | 中山华帝电子科技有限公司 | 一种带风机转速反馈的燃气恒温热水器的点火控制方法 |
-
1985
- 1985-08-29 JP JP60190132A patent/JPS6249122A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6249122A (ja) | 1987-03-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |