JPS6016218A - 燃焼制御装置 - 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】 本発明は、全１次空気燃焼式バーナヶ用いた燃焼器にお
ける燃焼制御装置に関する。

従来このｂ（燃焼器として、例えば特開昭５７−１９２
７４１号公報により全１次空気燃焼式バーすに１次空気
を強制的に供給する送風機を設け、空気過剰率（供給空
気Ｍ／理論空気量）を１．０以上に設定して、燃焼炎中
の過剰の１次空気により火炎温度を低下させてＮＯｘ　
濃度を低下芒せるようにしたものは知られるが、この場
合空気過剰率の減少によれば火炎温度の上昇でＮＯＸ　
７７４度が増加すると共に逆大を生じ易くなり、又空気
過剰率が増加し過ぎると火炎温度が低下して炎のリフト
アップによる００濃度の増加や吹き消えを生じ易くなる
もので、良好な燃焼を得るには空気過剰率を一定範囲内
に設定する必要があり、従ってバーナへの供給ガス最を
増減制御する場合は、１次空気の供給量も増減させて空
気過剰率を一定の良好燃焼範囲内に収めるようにするこ
とが必要となる。

そのための手段として、送風機の回転数を供給ガス量に
応じて変化させるようにすることも考えられるが、供給
ガス量が同じでもガス成分に差があると理論空気量が変
化するため、供給ガス量に応じて送風機の回転数を変化
させる方式では、ガス種変更のみならず各ガス種につい
て定められる１ガス（不完全燃焼し易いガス）、２ガス
（逆火し易いガス）、３ガス（吹き消えし易いガス）の
３種のテストガスにおけるガス取分の差によって空気過
剰率が良好燃焼範囲から外れてしまうことがある。

本発明は、空気過剰率の変化により上記の如く火炎温度
が変化することに着目し、感熱素子を用いてその出力に
より送風機の回転数を増減制御することでガス供給最の
増減やガス成分の差異に係らず常に空気過剰率を良好燃
焼範囲内に保持し得るようにした装Ｔｒｉ　ｋ提供する
ことをその目的とするもので、以下本発明全図示の実施
例に付説明する。

図面は全１次空気燃焼式バーナを組込んだ温風暖房器の
燃焼制御装置に本発明を適用した実施例を示し、（１）
は背面の吸込口（１ａ）と前面の温風吹出口（１ｂ）と
を備える暖房器本体であって、該本体ｆｉｌ内に、全１
次空気燃焼式バーナ（２）全内蔵する燃焼筐（３）と、
送風機（４）とを収容し、該送風機（４）の回転により
該吸込口（１ａ）から菟内空ｑ−と、更に該燃焼筐（３
）の上部の燃焼排気口（５ａ）力）ら該バーナ（２）の
燃焼熱気とを吸引踵両者を混合させて該吹出口（１ｂ）
から室内に吹出させるようにした。

この場合、該燃焼筐（３）内には該送風（幾（４）の吸
引力が作用し、これが該ノく−ナｔ２１の燃焼面（２ａ
）　’＜る。

該バーナ（２）に連るガス供給路（５）には、上流側の
第１電磁弁（６）と、下流側の第２電磁弁（７）とその
中間のガスコック（８）とガスくす（９）と全介在させ
ると共に、該第２電磁弁（７）に並列の側路（Ｉ［ｌ設
け、￥温に応じてこれが設定温度を下回ったときは該第
２電磁弁（７）全開弁させて該ノ（−す（２）への供給
ガス量をカロリー換算で例えば３０００７Ｖｈに増加さ
せ、設定温度を上回ったときは該電磁弁（７）全開弁さ
せて該側路ｕｎ介してのガス送気により供給ガス量を例
えば１ｓ　ｏ　ｏｂ＋／ｈに減少させ、更に室温が上昇
したときは該第１電磁弁（６）を閉じて該バーナ（２）
の燃焼を停止させるようにした。

図面でα１）（１２は酸欠安全装置用の検知）く−すと
火炎検知緊子を示す。

ここで本発明によれば、前記全１次空気燃焼式バーナ（
２）に臨ませて熱電対その他の感熱素子（１３１を設け
、前記送風機（４）の回転数を該感熱素子（１３１■出
力に応じて増減制御するもので、更に図示■ものでは回
転数を感熱素子α３）の出力に応じ所定の比例特性に従
って増減制御すべく以下の如く構成した。即ち、該忌熱
素子鰯■出力に応じ例えば第３図にａ線で示す比例特性
に従った回転数指令信号を発生する回転数指令回路（ｌ
ａと、送Ｋ　ｆｉ　（４１の回転検知用ピックアップコ
イル０９力）らの出力により該送風機（４）の実際の回
転数に応の出力により該送風機（４）の駆動モータ（４
りの回転制御用のパワトランジスタ４１８１”ｅ作動さ
せて、該両回路圓（ＩＱからの信号の偏差が零になるよ
うＷ眩逆１釧４）の回転数を増減させ、か＜−ｃ該ｒｅ
。

熱素子０３）の出力の変化によれば該送風機（４）の回
転数が上記比例特性線＆に沿って増減制御されるように
した。

次にその作動を説明するが、その前に先ず１３Ａガスの
５種のテストガスを用い、各ガスの供給ガス量を６００
０日／ｈと１５００ｋＩ癲／ｈとに設定し、夫々の場合
について送風機（４）の回転数ヲノ（−す（２）の良好
燃焼範囲（空気過剰率で略１．０２〜略１．５の範囲）
内で変化させつつ感熱素子（１３）の出力を測定した実
験結果について説明する。尚、テストガスの成分は、１
ガスがＯＨ，ａｓ％−（］、Ｈ８１５％、２ガスが８７
３０％−０Ｈ４５５％−〇、Ｈ８１５％、６ガスが０Ｈ
４９８％−Ｎ２２％であり、理論空気＠（空気ＩＴ／ガ
ス量）は、１ガスが１１．７２．２ガスが９．５５３．
５ガスが９．５６４である。

その結果は第５図に示す通りであり、ｈＩＩ　ｈＩＩ　
”４は５０００ｈｌ／ｈ時の１ガス、２ガス、５ガスの
夫々の変化特性、ｔ８．ｔ２．ｔｓは１５００ｋｒ２１
／ｈ　Ｒの１ガス、２ガス、５ガスの夫々の変化特性を
示す。

仝図から明らかなように、理論空気量の差異によシ良好
燃焼させるに必要な回転数は１ガス、２ガス、５ガスの
順に高くなｌ）　、　５０００ｋｃｄ／ｈ時には１ガス
の回転数範囲と５ガスの回転数範囲との′４１複部分が
殆んど無く、回転数を供給ガス量に応じて制御したので
は、例えば３０００日４時の回転数を６ガスの回転数範
囲内に設定した場合、１ガスを用いると空気過剰率が良
好燃焼範囲の下限を下回って逆火音生じ易くなり、又こ
れ全１ガスの回転数範囲に設定すると、６ガ各使用時に
空気過剰率が良好燃焼範囲の上限を上回って吹き消えを
生じ易くなり、かかる制御方式では回転数ケ適切に制御
出来ないことが分る。

これに対し、良好燃焼範囲における感熱素子Ｑ３の出力
範囲は各ガスで余り差が無く、送風機（４）の回転数を
感熱素子峙の出力に応じ、例えば出力が一定の基準値に
なるようにフィードバック制御で増減させ、即ち第６図
で例えば２５ｍＶの出力基準ａ＋ｂより出力が増加した
ときは回転数會上げ、畝線すより出力が減少したときは
回転数を下げて常に出力が２５　ｍＶになるように回転
数を増減制御すれば、テストガスの種類や供給ガス量の
変化に係らずバーナ（２）全良好に燃焼させることが出
来るが、この方式は併給ガス量全増加したときのフィー
トノくツク制御による回転数のオーバシュートで吹き消
えを生じ易く、オーバシュートを小さくするための工夫
が必要となる。即ち、回転数の変化に対する出力の変化
率は回転数が増加する程大きくなシ、上限値近傍では回
転数の少許の増加によって吹き消えを生じ、この傾向は
供給ガス量が増すと顕著となり、而も３０００日、へ詩
は１５００日／ｈ時に比し全体的に出力が増加して、１
５００１ｃａｌ／ｈ時において出力変化率の比較的小さ
な出力領域に基準値全設定しても、３０００日／ｈ時に
は基準値は出力率化率の大きな領域に入ってしまい、回
転数がオーバシュートすると吹き消え金主じてしまうの
である。

これに対し、上記実権例の如く回転数を出力に比例させ
て増減制御するようにすれば、その比例特性を、その特
性緋色が各ガスの３００　ａｄ／ｈ時の変化特性線ｈｌ
　ｌ　ｈ、、　ｈ、と１５００１ｏｌ／ｈ時の変化特性
線Ｚｌ　ｒ　７２　ｒ　’３とに夫々出方変化率の比較
的小さな出力領域で交わるに設定して、確実な制御を行
うことか可能となる。

これを更に詳述するに、例えば１ガスで供給ガス」が１
５００ｈｌ／ｈのとき、感熱素子へりの出力と送風機（
４）の回転数とは線ａと線ｔ１との交点ｘ１の値となシ
、この状態から供給ガス量ｔ−３ｏｏｏ日／ｈに増加す
ると、出力の増加にょシ線ａに沿って回転数が増加し、
線ａと線ｈ１との交点Ｙ、の値になったところで出方が
安定し、Ｙ、の値で燃焼が継続される。逆に、供給ガス
量を３０００日／ｈがら１５００日／ｈに減少させると
、出方の減少にょシ回転数はＹｌの値がら線ａに沿って
減少されてＸ、で安定する。そして、この場合ｘ１、Ｙ
ｌは共にｈｌ、４の出力変化率の比較的小さな領域に存
在するため、オーバシュートによって吹き消えや逆火等
を生ずることが無い。

２ガス、３ガスでも同様であり、２ガスでは供給ガス思
の変化により線ａに沿ってこれと１を及び塙の各交点”
２１　Ｙ２の間で、又３ガスでＶｉ線ａに沿ってこれと
ｔ３及びｈ３の各交点Ｘ３＋Ｙ３の間で出力及び回転数
が変化する。

尚、上記実施例では暖房器の温風循環用送風機＋４１’
ｔ　バーナ１２１に１次空気を強制的に供給する燃焼用
送風機に兼用したが、燃焼用の送風機を別個に設けてそ
の回転数を上記の如く感熱素子の出力に応じて増減制御
するようにしても良く、更には暖房器に限らず全１次空
気燃焼式バーナ全用いる他の燃焼器にも本発明を適用出
来る。

この様に本発明によるときは、全１次空気燃焼式バーナ
に１次空気を供給する送風機の回転数を、該バーナに臨
ませた感熱素子のｕｊ力に応じて増減制御するもので、
ガス成分の差異や供給ガス量の変化に係らず１次空気の
空気過剰率を常に良好燃焼範囲内に維持して、該バーナ
の適切な燃焼制御を行い得られる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を適用した燃焼器の１例の裁断側面
線図、第２図は第１図の■−■線截断正面図に回路構成
を付加した線図、第６図は感熱素子の出力と送風機の回
転数との変イし特性ケ示す晦図である。 （２）・・・全１次空気燃焼弐ノく−ナ（４）・・・送
　風　機 （１３１・・・感熱素子 外２名 手続補正書 昭和　５Ｉす　２＋４１４　日 特許庁や７８１４．。 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１２３９３１号 ２、発明の名称 ブ、：：つ説１ｌｒｌＪ価装置 ３、補正をする者 事件との８！Ｉ係　特許出廓１人 す　ン　す　イ　株式会社 ４、代　理　人 ５、補正命令　のＨ付（目釦） 昭和　年　月　日 明細書の発明のｉｌ’　ｔｌｉｌ　７Ｊ：　ｎＱ　”Ｊ
Ｊ並びＶＣ図ＩＴＩ＋　（１）　Ｉｌ’１中ｌ説１！ｌ
］の＋ｌ！ｇ　、目面 と、　補正の内容 １、四組１書ε１）１０頁第５行の［尚」のθ（にｆ　
ｔｉ＋Ｊ述のものは、送風機（４）により吐ｊ／、■（
ＩａＪ力・ら室内空気と、更に該燃焼筐（３）の−ｌ二
部の燃焼１Ｊｕｌ気１−１　（５Ａ）から該バーナ（２
）の燃焼熱気とゲ吸引し、両ｔ７ケ混合芒ｔて該吹出口
（１ａ）から室内ＶＣＣ出出１セようにしたものにつき
説明し１こが１εｉ−ｔ、　４図、！−１４５１、］ｖ
ｃ、ボすごとく温風吹出ハ４の送Ｊ虱機Ｃｌ１ｌ舎、１
〉け、燃焼用空気全室外から取入オ″Ｌ１ζ後、ヤ１；
外婬］１１〆、１百せる強１ｌｊｌ給排気する専用の送
風！：Ｑ　１４１　’ｖ：　ｎｉノ；１１□と回ｔ′１
＜に！Ｉｆｌｉ　ｔｌｉ　シても同様の結果が？ＩＩら
ノ１．るものであること申す筐でもない。更に」欠加入
する。 ２　明細−４４”、　１１頁第３図の「ボす線図」のθ
〈に「、第４図は他の笑施例の擢＜　１’ｉｆ　Ｉｊ・
り聞醇＋＋　１．’４　％第５図はこれの■−Ｖ線正［
口１図に１１Ｊ１路析戊ケＬ］加しｆｃ線図」全加入す
る。 五図面に別添の錫４図、第５図全加入する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　全１次空気燃焼式バーナと該バーナに１次空気を
   強ｉ１ｉ目的に供給する送風機とを備え、該バーナへの
   供給ガスｆｆｉ’に増減制御するようにしたものにおい
   て、該バーナに臨ませて熱電対その他の感熱素子を設け
   、該送風機の回転数を該感熱素子の用カに応じて増減制
   御するようにしたことを特徴とする燃焼制御装置。 ２　該回転＠を該出力に応じて所定の比例特性に従って
   増減制御するようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の燃焼制御装置。