JPS62258913A - 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、燃料と燃焼空気を混合して燃焼する全一次燃
焼バーナの燃焼検知手段に関する。

従来の技術 従来のこの種の燃焼装置は第３図に示すように構成され
ていた。ヒータ１が埋設された気化筒２の上部開口部に
はバーナヘッド受けを兼ねた混合板３が配設され、気化
筒２の内部に気化室４を区画している。また混合板３の
上部には、多数の小孔５が開設された整流筒６とその外
側に設けられた釜網製の燃焼筒７とによって構成される
バーナヘッド８が配置され、さらにバーナヘッド８とそ
の上端を閉塞するキャップ９とにより内部に混合室１０
が区画されている。また、燃焼筒７および気化筒２の外
側には排気通路１１をへだてて輻射熱を透過するガラス
筒１２および排気口１３を開口した排気筒１４が設けら
れている。なお、排気通路１１の上端は排気キャップ１
５により閉塞されている。一方、気化筒２の側壁には給
気ノズル１６および給油ノズル１７が開口するとともに
、それぞれのノズルは給気管」８および給油管１９を介
してファン２゛０およびポンプ２１に接続されている（
例えば、特開昭６０−１８８７１８号公報）。なお、２
２は油槽、２Ｇは燃焼状態を検知するフレームロッドで
ある。

上記構成において、ヒータ１によって気化筒２が所定温
度まで加熱されると、ファン２０は給気管１８および給
気ノズル１６を介して燃焼空気を気化室４内に供給し、
ポンプ２１は油槽２２より給油管１９および給油ノズル
１７を介して燃料を気化室４に供給する。気化室４に入
った燃料は加熱された気化筒内壁にて気化し、燃焼空気
と混合して空気過剰率１．０以上の予混合気になる。予
混合気は混合板３を介して混合室１０に流入し、ここで
さらに均一に混合された後に整流筒６の小孔５から噴出
し、点火器（図示せず）により点火されて燃焼筒７の表
面で燃焼する。燃焼筒７は比較的大面積であるので、こ
こでの燃焼は低負荷燃焼であるとともに、燃焼にともな
う燃焼筒７の赤熱がガラス筒１２を介して放散されるの
で燃焼火炎温度が低くなり、低Ｎ０ｗ燃焼が行なわれる
。燃焼によって生じた排ガスは排気通路１１を通って排
気口１ａより排出されるが、その際に気化筒２を加熱し
熱回収が行なわれる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、フレームロッド２
ａによる燃焼検知およびそれを用いた空燃比制御が困難
であるという問題点を有していた。

つぎにその理由を説明する。上記構成においてフレーム
ロッド２３に一定電圧を印加して予混合気の空気過剰率
を変化させた場合のフレームロッド電流値の特性を第４
図にホす。図に示されるよう書ヒ、フレームロッド電流
は混合気の空気過刺率入が１．０すなわち子鹿金気中□
の燃焼空気量が理論空気量と等しくなる点で置火となる
。ここで、バーナとしては燃焼筒に２次空娠が供給され
ない全一次燃焼が行なわれているために、予混合気の空
気過剰重大が１．０以下では空気不足による不完全燃焼
を起こしてしまう。さらｔζ予混合気の空気過剰重大が
１．０以上であっても、１．０近傍では燃焼筒７の赤熱
すなわち温度が最も□高くなるために燃焼筒７および整
流筒６が過熱し、逆火してしまう恐れがある。このため
、上記′構成の燃焼装置ｌｌとおいては、予混合気の空
気過剰重大の実質的な使用範囲は第４図中のＡ点以上に
なり、フレームロッドのイ１ン電流！ｆにおけ□るしき
い値（図中０〜０′線で示す）以上では、制御回路（図
示せず）により燃焼を停止することになる。

しぺしながら、混合□気め空気過剰重大を図中のＢ点に
設定するとイオン電流Ｉ、はＩＢになるが、このＩＢと
いう電流値は低空気過剰率側のＢ′でも同様に発生して
しまい、単なる電流値による判定では不完全燃焼側のＢ
′という空気過剰率を検出できないため電流値の空気過
剰率に対する傾きも合せて判定する必要があった。また
、フレームロッドの電流値特性が常に図中の実線で示す
ように変化しなければよいが、経年変化やフレームロッ
ドの取付バラツキ等の原因により、図中の破線で示すよ
うな特性になると空気過剰率の全域でしきい値のＯ〜０
′以下であり、逆火域や不完全燃焼域を検出できない問
題点があった。さらに、フレームロッドへの電圧印加回
路等の故障にｊす、電圧が印加されなかった場合には当
然ながらフレームロッド電流値は零となるが、電流値の
判定部ではしきい値０〜ｄ以下であるために正常と判定
されてしまう恐れがあった。

問題点を解決するだめの手段 ゛１記問題点を解決するために、本発明の燃焼装置はフ
ァンから分割□供給される燃焼空気の一方が供給されて
、高湿゛瞳の予混合気−を生成する気化室と、気化室か
らの予混合気と他方の燃焼空気を混合してバーナヘッド
に送出する混合室と、気化室から混合室への混合気通路
に開口した予混合気取出口から気化室にて生成した予混
合気の一部を取出して燃焼するパイロットバーナと、パ
イロットバーナの火炎中に挿入された燃焼検知手段を設
けたものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、主バーナである全−次
燃焼バーナにおける燃焼状態を、高濃度の予混気を燃焼
するパイロットバーナおよびフレームロッドによって検
知および制御することになり、燃焼範囲での検知が容易
になり不完全燃焼および逆火を防止できる。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図および第２図を用いて説
明する。なお、第１図において第３図に示す従来例と同
部品は同番号を付し説明を省略する。気化室４と混合室
１０との中間には、空気室本体２４と仕切板２５とによ
って区画された空気室２６が設けられ、空気室２６と給
気管１８とは送気管２７とによって接続されている。ま
た、空気室２６を貫通して気化室４から混合室１０への
混合気通路２８が配置されるとともに、空気室２６の上
部で混合気通路２８との接続部には空気流出口２９が開
口している。一方、混合気道路２８にはパイロットバー
ナ３０への予混合気取出口３１が突出開口している。パ
イロットバーナ３０の上方にはフレームロッド２３の電
極が臨んでいる。３２は排気筒１４に開設した火移り口
である。

上記構成において、ヒータ１により気化筒２が所定温度
まで加熱されるとファン２０とポンプ２１が作動し、燃
焼空気と燃料を気化室４に供給する。このとき、燃焼空
気は給気管１８から送気管２７によって空気室２６に分
割供給されるため、気化室４にて気化した燃料と給気ノ
ズル１６を介して気化室に供給された燃焼空気とによっ
て気化室４内に形成される予混合気の空気過剰重大は、
１．０以下に設定されている。気化室４にて形成された
予混合気は、混合気通路２８を通る間に均一に混合され
て混合室１０に流出するとともに、送気管２７からの燃
焼空気が空気室２６および空気流出口２９を経て混合室
１０に流出する。混合室１０内に入った気化室４からの
予混合気と空気室２６からの燃焼空気の一部は混合室１
０内にて混合し、空気過剰重大が１．０以上の比較的希
薄な混合気となり、全−次燃焼バーナヘッド８に噴出す
る。一方、パイロットバーナ３０に気化室４内の予混合
気を導く予混合気取出口３２は、混合気通路２８に開口
しているために、均一な予混合気をパイロットバーナ３
０に供給できる。パイロットバーナ３０から噴出した高
濃度の予混合気は点火器（図示せず）により点火されて
燃焼し、その際に主バーナである全−次燃焼バーナヘッ
ド８への点火が、火移り口３２を介したパイロットバー
ナ３０の火炎からの引火によって行なわれる。このパイ
ロットバーナの火炎中にフレームロッド２３を挿入し電
圧を印加することによって得られるイオン電球は、パイ
ロットバーナ単体としては第２図（４）に示すような特
性を示す。第２図囚は縦軸にフレームロッドのイオン電
流値、横軸にパイロットバーナ３０に供給される予混合
気すなわち気化室４にて形成される予混合気の空気過剰
重大をとり、イオン電流値特性を示したもので、図から
も判るように、空気過剰重大が０８〜０９程度でイオン
電流は最大値を示す。この特性を、パイロットバーナ３
０に連動して変化する主バーナである全−次燃焼バーナ
８での空気過剰重大を横軸にとって示すと、第２図俤）
の実線のようになる。この場合、主バーナにおいて低空
気過剰率側で逆火を生じない点（図中Ｂ点）および高空
気過剰率側でリフト失火を生じない点（図中り点）を満
足するようにイオン電流ＩＩでのしきい値を設定すると
（図中Ｉ、＝Ｋ）、それ以上のイオン電流を示す空気過
剰重大の範囲（図中矢印で示す）では正常燃焼を保証さ
れることになる。すなわち、従来列で問題となった空気
過剰重大が１．０以下の場合にも、フレームロッドのイ
オン電流はしきい値以下になるために、異常燃焼を検出
し燃焼を停止することができる。なお、第２図（Ｂ）中
の破線は、従来例と同様に主バーナである全−次燃焼バ
ーナの火炎中に、フレームロッドを挿入した場合のイオ
ン電流特性を概念的に示したものである。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の燃焼装置は燃
焼空気を分割し、一方の燃焼空気と気化燃料との濃い混
合気を形成する気化室と、他方の燃焼空気と気化室から
の濃い混合気を混合してバーナヘッドに送出する混合室
と、気化室から混合室への混合気通路に開口した予混合
気取出口からの予混合気を燃焼するパイロットバーナと
、パイロットバーナの燃焼状態を検知する検知手段を備
えたために、パイロットバーナに均一化された予混合気
が供給され、主バーナにおける空気過剰率をパイロット
バーナにおける空気過剰率によって容易に検出すること
が可能になり、主バーナでの不完全燃焼や逆火あるいは
リフト失火などの異常燃焼を防止できる。また、全−次
燃焼バーナへの点火も、濃い混合気を燃焼するパイロッ
トバーナへ一旦点火し、さらにパイロットバーナの火炎
によって主バーナへの点火を行なえば極めて容易に行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す燃焼装置の縦断面図、
第２図Ａ、Ｂは同装置のパイロットバーナの火炎に挿入
されたフレームロッドのイオン電流特性を示す特性図、
第３図は従来の燃焼装置を示す縦断面図、第４図は従来
例におけるフレームロッドのイオン電流の特性図である
。 ２・・・・気化筒、４・・・気化室、８・・・・・全−
次燃焼バーナヘッド、１０・・・・・・混合室、１８・
・・給気管、２０・・・・・ファン、２３　・・・・フ
レームロッド、２６・・・・・・空気室、２７・・・・
・送気管、２８　・混合気通路、２９・・・・・空気流
出口、ａＯ・・・・・パイロットバーナ、３１・・・・
・・予混合気取出口。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第３図 第４図 二 空気遇剥牟入

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）給気管を介して燃焼空気を供給するファンと、給
   気管に接続されて燃焼空気を分岐する送気管と、分割さ
   れた燃焼空気の一方と燃料を混合して予混合気を形成す
   る気化室と、送気管を介して供給される他方の燃焼空気
   と気化室からの予混合気を混合しバーナヘッドに送出す
   る混合室と、気化室にて形成された予混合気の一部が供
   給され燃焼するパイロットバーナと、パイロットバーナ
   の火炎中に挿入されて燃焼状態を検知する検知手段を備
   えるとともに、パイロットバーナへの予混合気取出口を
   気化室から混合室への混合気通路に開口した燃焼装置。
2. （２）有底円筒状の気化筒の内側に気化室を区画し、そ
   の上部に送気管が接続されるとともに混合室への空気流
   出口を開設した空気室と混合室を連接し、前記混合気通
   路を空気室を貫通して配設した特許請求の範囲第１項記
   載の燃焼装置。
3. （３）気化室にて形成される予混合気の空気過剰率を１
   ．０以下とするとともに、混合室にて形成される予混合
   気の空気過剰率を１．０以上とし、かつバーナヘッドを
   表面燃焼を行なう全一次燃焼バーナヘッドとした特許請
   求の範囲第１項記載の燃焼装置。
4. （４）検知手段を、フレームロッドとした特許請求の範
   囲第１項記載の燃焼装置。