JPS596341B2

JPS596341B2 - 液体燃料燃焼機

Info

Publication number: JPS596341B2
Application number: JP51080594A
Authority: JP
Inventors: 敦義西; 勝雄八代
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1976-07-07
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1984-02-10
Also published as: JPS536930A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、灯油などの液体燃料を気化し、燃焼させる
液体燃料燃焼機に関する。

一般に、燃料と燃焼用空気をあらかじめ混合して、燃焼
させる、いわゆる予混合燃焼においては、常に安定した
燃焼を維持するために、空気量と燃焼量との比、すなわ
ち、空気過剰率をほぼ一定に保つことが望ましい。

また、燃焼機の負荷が変動した場合は当然それに対応し
て燃焼機の発熱量を制御する必要があり、通常、燃焼機
の間欠制御を行なう。

しかし、間欠制御は負荷の温度リップルを生じ、燃焼機
の始動、停止の繰り返しが頻繁に行なわれ、機器の信頼
性を低下させる。

これらの問題を解決するには、比例制御が行なわれるが
、燃料供給量のみを負荷変動に対して増減させると、空
気過剰率が変わり、炎のブローオフ、不完全燃焼、ひい
てはスーテイングを引き起こす可能性がある。

そこで、この発明は、過剰空気率を一定に保ちながら、
負荷変動に対応して、燃焼機の発熱量の制御を行なうこ
とのできる液体燃料燃焼機を提供するものである。

次に、この発明の液体燃料燃焼機の実施例について図面
を参照して説明すると、第１図はその一実施例に適用さ
れる回路図を主体にして示した図であり、この第１図に
おける１はバーナで、２はこのバーナ１から発する火炎
である。

火炎２の中には、ツノ−ムロラド３が挿入されており、
このフレームロッド３により、炎電流を検知するもので
ある。

フレームロッド３は直流電源４の正極に接続されており
、この直流電源４の負極とバーナ１との間には可変抵抗
５が接続されている。

この可変抵抗５はプログラマブル・ユニ・ジャンクショ
ン・トランジスタ（以下、ＰＵＴと称する）６のゲート
電圧を設定するだめのものであり、可変抵抗５の可動端
子はＰＵＴ６のゲートに接続されている。

これにより、フレーみ・ロッド３から火炎２−バーナ１
−可変抵抗５−直流電源４−フレーム・ロッド３の閉回
路に炎電流が流れたとき、可変抵抗５の両端に電圧が生
ずる。

そして、可変抵抗５は可動端子により抵抗値がｒｌ
とｒ２に２分されており、しだがって、可変抵抗５の両
端に生じた上記電圧により、ＰＵＴ６のゲートにはｒ２
’ｒ、＋ｒ２に比例した電圧を印加している。

第２図はある空気量（一定）のときの燃焼量に対する炎
電流特性を示したものであり、いま、Ａ点を理想的な空
気過剰率の点とするならば、このＡ点より燃焼量が多け
れば（空気過剰率が小となる）、炎電流は増加し、少な
ければ（空気過剰率が人となる）減少する。

すなわち、燃焼状態の変化により、炎電流が増減するた
めに、ＰＵＴ６のゲート電圧が増減する。

この第１図に示す回路はＰＵＴ６の弛張発振回路になっ
ているので、そのゲート電圧の値により、発振周波数が
決定される。

そして、ＰＵＴ６はそのゲート電圧とアノード電圧がほ
ぼ一致したとき、アノード・カソード間が導通するもの
である。

このＰＵＴ６のアノードはコンデンサ７と抵抗８との接
続点に接続されており、コンデンサ７と抵抗８との直列
回路の両端は直流電源１１の両極に接続されている。

したがって、ＰＵＴ６が非導通状態のとき、抵抗８の抵
抗値Ｒ３とコンデンサ７の容量Ｃ１とによって決まる時
定数で、コンデンサ７が充電され、ＰＵＴ６の導通時に
、このコンデンサ７の充電々荷はＰＵＴ６を通して放電
されるものである。

いま、上述のように、ＰＵＴ６のアノード電圧とゲート
電圧がほぼ一致すると、アノード・カソード間が導通す
るので、このアノードの電圧をコンデンサ７と抵抗８と
の充放電で弛張することができ、それによって、ＰＵＴ
６のゲート電圧に対する周期を決めている。

一方、９は駆動回路であって、この駆動回路９はＰＵＴ
６のカソードおよび直流電源４，１１０負極にも接続さ
れている。

この駆動回路９の出力側には電磁ポンプ１０が接続され
ている。

電磁ポンプ１０は灯油などのような液体燃料を上記バー
ナ１に供給するだめのものである。

また、１２はバーナ１へ燃焼用空気を送るだめの送風機
であり、この送風機１２からの燃焼用空気は送風管１３
を通してバーナ１へ送風されるようになっている。

送風管１３０所定個所にはダンパ１４が設けられており
、このバーナ１への送風量を調節できるようになってい
る。

この送風量の調節は動作枠１４ａによって行なわれるも
のであり、動作枠１４ａは上記可変抵抗５の可動端子と
機械的に連結されており、可変抵抗５の可動端子を操作
することにより、可変抵抗５の抵抗値ｒ１．ｒ２の関
係において、ｒ１４°の値が小さくなると、ダンパ１４
はバーナ１への送風量を減らすようになっている。

さて、上述のようにして、ＰＵＴ６が導通すると、駆動
回路９が作動して、電磁ポンプ１０が駆動され、それに
よって、灯油などの液体燃料がバーナ１へ供給され、燃
焼が行なわれる。

この際、上述したように、ダンパ１４の動作枠１４ａは
可変抵抗５の可動端子と連動して操作されるので、送風
機１２からダンパ１４を経て、バーナ１には最適量の燃
焼用空気が送られる。

第３図は燃焼用空気量を変えて行った場合の燃焼量−炎
電流特性を示すもので、この第３図において、Ｑｌ、Ｑ
２．Ｑ３の順に風量が小さくなっていることを示してい
る。

したがって、燃焼量を一定にしておいて、風量を増すと
、炎電流は減少する（図中のＡ点からＢ点に移行する）
。

逆に風量を減らすさ、炎電流は増大する（図中のＡ点か
らＣ点に移行する）。

いま、この第３図において、Ａ点を理想的な燃焼状態に
ある点と仮定するならば、空気量が減少して、空気過剰
率が小さくなった場合には、炎電流が増加して、ＰＵＴ
６のゲート電圧が高くなり、発振周波数が低くなる。

このため、炎電流は元の設定値に戻り、常に理想的な空
気過剰率が維持されるように動作する。

逆に空気量が増加して空気過剰率が太きくなった場合に
は、炎電流が減少して、ＰＵＴ６のゲート電圧が高くな
り、発振周波数は高くなる。

したがって、炎電流は元の値に戻り、常に理想的な空気
過剰率が維持される。

以上の特性を利用して、ダンパ１４の開閉により、空気
量を変化させ、燃焼機の負荷に対応させることができる
。

バーナ１への空気量を増減させると、第３図の一点鎖線
ｍに沿って燃焼量は変化する。

すなわち、最初Ｑ２の空気量でＡ点で動作させておいて
、Ｑｌまで空気を増加させる払動作点はＳｌに移行す
る。

また、逆に、Ｑ３に空気量を減らせば、Ｔに移行する
。

つまり、これは、この制御系の感度から決まる。

理想的に感度無限大の場合は動作点が移動しても、その
炎電流は変化しない。

燃焼量の変化分なお、感度−□と表現できる。

炎電流の変化分実際には、感度は有限であり、一点鎖線ｍのように変化
する。

この場合、５−Ａ−Ｔと移行するにつれて、空気過剰率
が小さくなって行く。

ところが、空気量が減少して、空気過剰率が小さくなる
と、燃焼速度が早くなるたけに、逆火を起こし易くなり
、バーナ１の炎口部の温度が異常に高くなる。

そこで、この発明では、空気量が小さくなった場合でも
、空気過剰率が小さくならぬように制御しようとするも
のであり、第３図の一点鎖線ゴのように動作させようと
するものであり、既述したように、可変抵抗５の可動端
子を操作することにより、ｒ１／）／の値が小さく
なると、ダンパ１４はバーナ１への送風空気量を減らす
方向に働くようになっている。

この結果、ｒイの値を固定したときよりも、ＰＵＴ６
のゲート電圧は高くなり、発振周波数は低下して、液体
燃料の流量は減少する。

つまり、空気過剰率はｒ１４の固定時よりも人きく
なる。

このようにして、第３図に示すごとく、空気量をＱ１プ
・らＱ３方向に減らすことにより、一点鎖線ｍ′に沿っ
て動作点がＳ′から７に移行し、燃焼機の負荷が減少し
て、燃焼量を低下させた場合のバーナ１への炎口部の異
常高温を防止する。

また、可変抵抗５の抵抗値を固定させたまま燃焼量を低
下させて行くと、熱交換効率が上がり、熱交換器（図示
せず）内に結露が生ずるが、この発明を適用すると、低
燃焼量のときに空気過剰率が人きぐなるので、熱交換効
率が低下し、その結果、露点が上がり、結露の可能性が
減少する。

以上詳述したように、この発明によれば、燃焼機のバー
ナへの送風量を制御するダンパと炎電流に応じて入力電
圧が変化する発振回路の入力信号値を増減する可変抵抗
の可動端子とを連動させ、ダンパが送風量を増加させる
ときには発振回路の入力信号の設定値を燃料の流量が増
加するように可変抵抗の抵抗値を可変し、逆にダンパが
送風量を減少させるときには発振回路の入力信号の設定
値を燃料の流量が減少するように可変抵抗の抵抗値を可
変するようにしたので、燃焼機の負荷が減少して燃焼量
を低下させても炎口部の異常高温を防止することができ
るとともに、空気過剰率を一定に保ちながら負荷変動に
対応して燃焼機の発熱量の制御を行なうことができるば
かりか、結露の可能性が少なくなるなどの効果を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の液体燃料燃焼機の一実施例の構成を
電気回路を主体にして示す図、第２図は同上液体燃料燃
焼機において空気量一定のときの燃焼量に対する炎電流
特性を示す図、第３図は同上液体燃料燃焼機において空
気量を変えた場合の燃焼量対炎電流特性を示す図である
。１・・・・・・バーナ、２・・・・・・火炎、３・・・
・・・フレーム・ロッド、４，１１・・・・・・直流電
源、５・・・・・・可変抵抗、６・・・・・・プログラ
マブル・ユニ・ジャクジョン・トランジスタ、１・・・
・・・コンデンサ、８・・・・・・抵抗、９・・・・・
・駆動回路、１０・・・・・・電磁ポンプ、１２・・・
・・・送風機、１３・・・・・・送風管、１４・・・・
・・ダンパ。

Claims

【特許請求の範囲】

１燃焼炎に生ずる炎電流を検出して発振回路の入力信
号とし、この発振回路の出力により燃料ポンプを駆動す
るようにした燃焼制御装置を有する気化式の液体燃料燃
焼機において、上記燃焼機へ送風する燃焼用空気の送風
量を制御するダンパを設け、上記発振回路の入力信号値
を増減する可変抵抗の可動端子と上記ダンパの動作枠と
を連動できるように構成し、上記ダンパが送風量を増加
させるように動作したときは上記入力信号の設定値が燃
料の流量を増加させるように上記可変抵抗の抵抗値を可
変し、上記ダンパが送風量を減少させるように動作させ
るときには入力信号の設定値が燃料の流量を減少させる
ように上記可変抵抗の抵抗値を可変させることを特徴と
する液体燃料燃焼機。