JPS6410733B2 - - Google Patents
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- JPS6410733B2 JPS6410733B2 JP58105146A JP10514683A JPS6410733B2 JP S6410733 B2 JPS6410733 B2 JP S6410733B2 JP 58105146 A JP58105146 A JP 58105146A JP 10514683 A JP10514683 A JP 10514683A JP S6410733 B2 JPS6410733 B2 JP S6410733B2
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- gas
- air
- variable
- combustion
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Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 42
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/02—Measuring filling height in burners
Landscapes
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はバーナの燃焼特性に応じてその安定燃
焼領域を改善できるように構成したガス燃焼制御
装置に関する。
焼領域を改善できるように構成したガス燃焼制御
装置に関する。
従来例の構成とその問題点
従来、この種のガス燃焼制御装置として、第１
図に示す均圧弁方式（あるいはゼロガバナ方式）
がよく知られている。すなわち、送風機１により
送られた空気は空気絞り２を経て混合部３へ、ガ
スは均圧弁４と空気絞り５を経て混合部３へ入り
空気とガスが混合され、この混合ガスはデイフエ
ーザ６で圧力回復された後、バーナ７内にある第
１均圧板（図示せず）を通つて炎孔（図示せず）
から噴出し燃焼する。一方、送風機１と空気絞り
２の間から分岐されて２次空気は固定２次空気絞
り８（通常はバーナ７内に配設される）を通つて
バーナ７の２次空気噴出孔（図示せず）から噴出
する。均圧弁４の背圧室９には空気絞り２の上流
の圧力が導かれており、均圧弁４は均圧弁出口の
圧力を背圧室９の圧力と等しくなるように自動調
節する。なお、１０はダイヤフラム、１１はダイ
ヤフラム１０のセンタ部と直結されて可動する弁
である。
図に示す均圧弁方式（あるいはゼロガバナ方式）
がよく知られている。すなわち、送風機１により
送られた空気は空気絞り２を経て混合部３へ、ガ
スは均圧弁４と空気絞り５を経て混合部３へ入り
空気とガスが混合され、この混合ガスはデイフエ
ーザ６で圧力回復された後、バーナ７内にある第
１均圧板（図示せず）を通つて炎孔（図示せず）
から噴出し燃焼する。一方、送風機１と空気絞り
２の間から分岐されて２次空気は固定２次空気絞
り８（通常はバーナ７内に配設される）を通つて
バーナ７の２次空気噴出孔（図示せず）から噴出
する。均圧弁４の背圧室９には空気絞り２の上流
の圧力が導かれており、均圧弁４は均圧弁出口の
圧力を背圧室９の圧力と等しくなるように自動調
節する。なお、１０はダイヤフラム、１１はダイ
ヤフラム１０のセンタ部と直結されて可動する弁
である。
ここで、空気絞り２の上流の圧力をPA、ガス
絞り５の上流の圧力をPGとすれば、ガスと空気
の混合である空燃比は、PA＝PGになるように均
圧弁４で制御できれば、燃焼量を調節しても、ほ
ぼ一定の値になる。ところが、均圧弁４には、ダ
イヤフラムの剛性、有効受圧面積の変化、等によ
りPA＝PGになることをさまたげる制御誤差が発
生し特に燃焼量を低下させた時に顕著に表われ、
ガス給湯機器等の家庭用燃焼機器に要求される1/
５ないし1/10程度の燃焼量の調節比の実現を困難
にしていた。さらに空気絞り２が固定絞りである
為、１次空気比が一定であり、かつバーナ７内に
配設される２次空気量を調節する絞りが、固定２
次空気絞り８であつて、バーナの燃焼特性に応じ
て調整できないために、ガス種によつては燃焼量
を減少させた場合に、イエローが発生したり、バ
ツクしたりするのでバーナの安定燃焼域が狭くな
つてしまい、したがつて燃焼の調節範囲を広くと
れないという欠点があつた。
絞り５の上流の圧力をPGとすれば、ガスと空気
の混合である空燃比は、PA＝PGになるように均
圧弁４で制御できれば、燃焼量を調節しても、ほ
ぼ一定の値になる。ところが、均圧弁４には、ダ
イヤフラムの剛性、有効受圧面積の変化、等によ
りPA＝PGになることをさまたげる制御誤差が発
生し特に燃焼量を低下させた時に顕著に表われ、
ガス給湯機器等の家庭用燃焼機器に要求される1/
５ないし1/10程度の燃焼量の調節比の実現を困難
にしていた。さらに空気絞り２が固定絞りである
為、１次空気比が一定であり、かつバーナ７内に
配設される２次空気量を調節する絞りが、固定２
次空気絞り８であつて、バーナの燃焼特性に応じ
て調整できないために、ガス種によつては燃焼量
を減少させた場合に、イエローが発生したり、バ
ツクしたりするのでバーナの安定燃焼域が狭くな
つてしまい、したがつて燃焼の調節範囲を広くと
れないという欠点があつた。
発明の目的
本発明はかかる従来の問題点を解消するもので
燃焼量の調節比を大きくし、しかもガス種が変わ
つても調節比をほぼ一定に保つよう制御すること
を目的とするものである。
燃焼量の調節比を大きくし、しかもガス種が変わ
つても調節比をほぼ一定に保つよう制御すること
を目的とするものである。
発明の構成
本発明は、可変ガス絞りの上流と、１次空気絞
りの上流との圧力差を検出する差圧センサを備
え、この差圧センサ出力で、ガス量調節手段、ま
たは空気量調節手段のいずれか一方を、または両
方を制御するように構成し、かつ、燃焼に必要な
１次空気量と、２次空気量を可変ガス絞りとバイ
パス通路に挿設した可変絞り機構可変１次空気絞
り及び可変２次空気絞りで調節出来るように構成
して、ガス種によつて異なるバーナの燃焼特性を
改善することで燃焼量調節範囲を拡大し、かつ、
ガス種が変つても燃焼量調節比が変わらないよう
にしたものである。
りの上流との圧力差を検出する差圧センサを備
え、この差圧センサ出力で、ガス量調節手段、ま
たは空気量調節手段のいずれか一方を、または両
方を制御するように構成し、かつ、燃焼に必要な
１次空気量と、２次空気量を可変ガス絞りとバイ
パス通路に挿設した可変絞り機構可変１次空気絞
り及び可変２次空気絞りで調節出来るように構成
して、ガス種によつて異なるバーナの燃焼特性を
改善することで燃焼量調節範囲を拡大し、かつ、
ガス種が変つても燃焼量調節比が変わらないよう
にしたものである。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について第２図〜第４図
にもとづいて説明する。
にもとづいて説明する。
１Ａは燃焼用空気を供給する空気側通路、１Ｇ
はガスを導びくガス側通路、２はガス圧力比例制
御弁等のガス量調節手段、３は可変ガス絞りであ
る。
はガスを導びくガス側通路、２はガス圧力比例制
御弁等のガス量調節手段、３は可変ガス絞りであ
る。
３ａは定格インプツトのガスを所定の圧力で流
す場合に流量が最大のガス種（例えば都市ガス）
で定まる固定ガス絞り、すなわちガスノズル、３
ｂは定格インプツトのガスを流す場合にその流量
が少なくて済む例えば都市ガスからプロパンガス
等へのガス種転換時に必要な調節絞り、４は燃焼
用に必要な空気を供給する送風機、５は送風機４
のモータ回転数を制御する電気回路等の空気量調
節手段（その他、送風機４の下流にダンパーを挿
設してこのダンパー開度をモータで制御する方法
がある）、６は１次空気通路、７はバイパス通路、
８は２次空気通路、９は定格インプツトの流量に
於いて１次空気量を定める１次空気絞り、１０は
バイパス通路７に挿通した可変絞り機構、１１は
２次空気通路８に配設した２次空気調節用の可変
２次空気絞り、１２はガスと空気を低圧力損失で
混合する為のベンチユリー管形状で構成した混合
部である。そして１３は可変ガス絞り３の上流圧
力PGと１次空気絞り９の上流圧力PAとの圧力差
を検出する差圧センサ、１４は差圧センサ１３の
出力信号でガス量調節手段２を駆動する為の制御
回路部、１５はバーナである。
す場合に流量が最大のガス種（例えば都市ガス）
で定まる固定ガス絞り、すなわちガスノズル、３
ｂは定格インプツトのガスを流す場合にその流量
が少なくて済む例えば都市ガスからプロパンガス
等へのガス種転換時に必要な調節絞り、４は燃焼
用に必要な空気を供給する送風機、５は送風機４
のモータ回転数を制御する電気回路等の空気量調
節手段（その他、送風機４の下流にダンパーを挿
設してこのダンパー開度をモータで制御する方法
がある）、６は１次空気通路、７はバイパス通路、
８は２次空気通路、９は定格インプツトの流量に
於いて１次空気量を定める１次空気絞り、１０は
バイパス通路７に挿通した可変絞り機構、１１は
２次空気通路８に配設した２次空気調節用の可変
２次空気絞り、１２はガスと空気を低圧力損失で
混合する為のベンチユリー管形状で構成した混合
部である。そして１３は可変ガス絞り３の上流圧
力PGと１次空気絞り９の上流圧力PAとの圧力差
を検出する差圧センサ、１４は差圧センサ１３の
出力信号でガス量調節手段２を駆動する為の制御
回路部、１５はバーナである。
上記構成において、既に所定のガス種（例へば
都市ガス）で可変ガス絞り３と可変絞り機構１０
及び可変２次空気絞り１１が、バーナ１５の燃焼
特性に対応して各々適切に設定されており良好な
燃焼をしているものとする。このような状態のと
き、バーナ１５の負荷を変化させると、たとえば
燃焼量が増えるように変化させると、空気量調節
手段５が、空気量を増大するように作動する。し
たがつて、差圧センサ１３に１次空気絞り９の上
流圧力PAと可変ガス絞り３の上流圧力PGとの圧
力差（すなわちΔP＝PA−PG＞Ｏ）にもとずく差
圧出力が発生する。そして、この差圧出力信号は
制御回路部１４で処理されてガス量調節手段２
を、ガス量が増大するように調節してPA＝PGに
なるように制御する。すなわち可変ガス絞り３ｂ
の上流と１次空気絞り９の上流との圧力差が常に
零になるように制御するものである。そして電気
制御系を含む、差圧センサ１３に誤差がなければ
燃焼量を調節しても空燃比は常に一定値に維持さ
れるものである。
都市ガス）で可変ガス絞り３と可変絞り機構１０
及び可変２次空気絞り１１が、バーナ１５の燃焼
特性に対応して各々適切に設定されており良好な
燃焼をしているものとする。このような状態のと
き、バーナ１５の負荷を変化させると、たとえば
燃焼量が増えるように変化させると、空気量調節
手段５が、空気量を増大するように作動する。し
たがつて、差圧センサ１３に１次空気絞り９の上
流圧力PAと可変ガス絞り３の上流圧力PGとの圧
力差（すなわちΔP＝PA−PG＞Ｏ）にもとずく差
圧出力が発生する。そして、この差圧出力信号は
制御回路部１４で処理されてガス量調節手段２
を、ガス量が増大するように調節してPA＝PGに
なるように制御する。すなわち可変ガス絞り３ｂ
の上流と１次空気絞り９の上流との圧力差が常に
零になるように制御するものである。そして電気
制御系を含む、差圧センサ１３に誤差がなければ
燃焼量を調節しても空燃比は常に一定値に維持さ
れるものである。
第４図はこの場合の空燃比特性を示した図であ
る。すなわち、横軸に空気量QA、縦軸にガス量
QGをとると、可変絞り機構１０及び可変２次空
気絞り１１が一定である限り、１次空気量と２次
空気量を合せた総空気量と、ガス量の比は、燃焼
量を調節してもｂ（標準）という直線に沿つた変
化をする。つまり、燃焼量が変つても空燃比は一
定である。又、この場合の１次空気量とガス量の
関係はb′（標準）の直線になる。
る。すなわち、横軸に空気量QA、縦軸にガス量
QGをとると、可変絞り機構１０及び可変２次空
気絞り１１が一定である限り、１次空気量と２次
空気量を合せた総空気量と、ガス量の比は、燃焼
量を調節してもｂ（標準）という直線に沿つた変
化をする。つまり、燃焼量が変つても空燃比は一
定である。又、この場合の１次空気量とガス量の
関係はb′（標準）の直線になる。
なお、ａ，ｃの直線はそれぞれ総空気量が最小
qtNと、最大ptMに調節された場合の特性、a′，
c′の直線はａ，ｃに対応し、１次空気量が最小
qINと最大qIMに調節された場合の特性である。
qtNと、最大ptMに調節された場合の特性、a′，
c′の直線はａ，ｃに対応し、１次空気量が最小
qINと最大qIMに調節された場合の特性である。
今、所定のガス（たとえば都市ガス）で設定さ
れている場合の空燃比特性が、ｂであるとき、都
市ガスから発熱量が高く、流量が少ないプロパン
ガス等のガス種へ転換する場合には、まづ、調節
絞り３ｂを所定のものに変換する。次に、ガス種
に対応したバーナ１５の燃焼特性に合せる為に、
可変絞り機構１０を調節して所定の１次空気量に
なるように設定しさらに、可変２次空気絞り１１
を所定の絞りに設定することで、最大定格ガス量
GMAXに対する１次空気量及び総空気量の比は、
それぞれ、qINからqIM、及びqtNとptMの間で任意
の組合せで設定できるものである。
れている場合の空燃比特性が、ｂであるとき、都
市ガスから発熱量が高く、流量が少ないプロパン
ガス等のガス種へ転換する場合には、まづ、調節
絞り３ｂを所定のものに変換する。次に、ガス種
に対応したバーナ１５の燃焼特性に合せる為に、
可変絞り機構１０を調節して所定の１次空気量に
なるように設定しさらに、可変２次空気絞り１１
を所定の絞りに設定することで、最大定格ガス量
GMAXに対する１次空気量及び総空気量の比は、
それぞれ、qINからqIM、及びqtNとptMの間で任意
の組合せで設定できるものである。
たとえばガス量総空気量特性をｂという特性に
維持してガス種に対応させてガス量１次空気量特
性をa′からc′の間の特性に可変できまた、逆にガ
ス量１次空気量特性をb′という特性に維持してガ
ス種に対応させてガス量空気量特性をａからｃの
間の特性に可変できるものである。
維持してガス種に対応させてガス量１次空気量特
性をa′からc′の間の特性に可変できまた、逆にガ
ス量１次空気量特性をb′という特性に維持してガ
ス種に対応させてガス量空気量特性をａからｃの
間の特性に可変できるものである。
発明の効果
以上のように、本発明のガス燃焼制御装置は可
変ガス絞りの上流圧力と、１次空気絞り、または
可変２次空気絞りの上流圧力を、燃焼量を調節し
た場合でも、常に等しくなるように差圧センサに
て、ガス量調節手段と空気量調節手段のいずれか
一方、または両方制御するように構成し、かつ、
バーナの燃焼特性に対応して、またはガス種に対
応して、可変ガス絞りと可変絞り機構及び可変２
次空気絞りを調節して１次空気量と総空気量を任
意に可変できるように構成したことで、次のよう
な効果を有するものである。
変ガス絞りの上流圧力と、１次空気絞り、または
可変２次空気絞りの上流圧力を、燃焼量を調節し
た場合でも、常に等しくなるように差圧センサに
て、ガス量調節手段と空気量調節手段のいずれか
一方、または両方制御するように構成し、かつ、
バーナの燃焼特性に対応して、またはガス種に対
応して、可変ガス絞りと可変絞り機構及び可変２
次空気絞りを調節して１次空気量と総空気量を任
意に可変できるように構成したことで、次のよう
な効果を有するものである。
すなわち、
１ ガス燃焼器、特に高負荷バーナ燃焼機器に於
ける空燃比制御精度が向上し、燃焼量の調節範
囲を従来よりも大きくとれる。
ける空燃比制御精度が向上し、燃焼量の調節範
囲を従来よりも大きくとれる。
２ ガス種によつて異なるバーナの燃焼特性に応
じて、安定燃焼域が拡大するように調節でき
る。
じて、安定燃焼域が拡大するように調節でき
る。
３ したがつてガス種を転換させた場合でも、燃
焼量の調節範域を一定にすることができる。
焼量の調節範域を一定にすることができる。
４ 更に、送風機の吐出圧力がほぼ一定で１次空
気量を可変調選できる。
気量を可変調選できる。
第１図は従来のガス燃焼制御装置の構成図、第
２図は本発明のガス燃焼制御装置の一実施例を示
す構成図、第３図は同装置の流路系統図、第４図
は同装置の空燃比制御特性図である。 １Ａ……空気側通路、１Ｇ……ガス側通路、２
……ガス量調節手段、３……可変ガス絞り、４…
…送風機、５……空気量調節手段、６……１次空
気通路、７……バイパス通路、８……２次空気通
路、９……１次空気絞り、１０……可変絞り機
構、１１……可変２次空気絞り、１２……混合
部、１３……差圧センサ、１５……バーナ。
２図は本発明のガス燃焼制御装置の一実施例を示
す構成図、第３図は同装置の流路系統図、第４図
は同装置の空燃比制御特性図である。 １Ａ……空気側通路、１Ｇ……ガス側通路、２
……ガス量調節手段、３……可変ガス絞り、４…
…送風機、５……空気量調節手段、６……１次空
気通路、７……バイパス通路、８……２次空気通
路、９……１次空気絞り、１０……可変絞り機
構、１１……可変２次空気絞り、１２……混合
部、１３……差圧センサ、１５……バーナ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガス側通路にはガス量調節手段と可変ガス絞
りを、空気側通路には燃焼用空気を供給する送風
機と空気量調節手段を設け、この送風機の下流を
１次空気通路とバイパス通路と２次空気通路に分
岐し、前記１次空気通路には１次空気絞りと、こ
の１次空気絞りと前記可変ガス絞りとの下流を合
流してガスと燃焼用空気を混合する混合部とを配
設してバーナに導き、また前記バイパス通路には
可変絞り機構を挿設して前記混合部下流に導くと
共に、前記２次空気通路には可変２次空気絞りを
配設して前記バーナに導き、更に前記可変ガス絞
りの上流圧力と前記１次空気絞りの上流圧力との
圧力差を検出して前記ガス量調節手段、前記空気
量調節手段の少なくとも一方を制御する差圧セン
サから構成するガス燃焼制御装置。 ２ １次空気絞りの一部と混合部を一体とし、か
つベンチエリー管形状とした特許請求の範囲第１
項記載のガス燃焼制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58105146A JPS59231317A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | ガス燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58105146A JPS59231317A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | ガス燃焼制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59231317A JPS59231317A (ja) | 1984-12-26 |
| JPS6410733B2 true JPS6410733B2 (ja) | 1989-02-22 |
Family
ID=14399585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58105146A Granted JPS59231317A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | ガス燃焼制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59231317A (ja) |
-
1983
- 1983-06-13 JP JP58105146A patent/JPS59231317A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59231317A (ja) | 1984-12-26 |
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