JPS6249532B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼器において安定した燃焼を行なわ
せるようにした燃焼制御回路に関するものであ
る。

例えば石油ガス化式燃焼器において安定した燃
焼を行うためには、石油ガス量と燃焼用空気との
混合化がある比率に維持されなければならない。
このため、従来は、燃焼用空気送風用のブロワー
を回転数をフイードバツクして速度制御を行なつ
て燃焼用空気量を一定に保ち、一方フレームセン
サによつて炎状態を検出して検出出力よつて石油
を供給する電磁ポンプを制御して、石油の供給量
を炎状態に応じて変えて安定な燃焼を行なわせる
ようにしていた。しかしながら、この場合、ポン
プによる石油の供給のため、いわゆる息づき燃焼
（脈燃）が発生する。

本発明は燃焼状態を維持するための新規な燃焼
制御装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、上述した脈動を防止する
とともに、点火時にも不都合の発生しない新規な
燃焼制御装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は上述の装置を簡単な回
路で実現することである。

本発明は、要訳すれば、回転数の安定化制御
（速度制御）をしたブロワーを、フレームセンサ
の出力で更に制御して、炎状態に応じて燃焼空気
量を制御するようにしたもので、ブロワーの回転
数安定化制御回路のブロワー回転数の検出電圧と
比較される基準電圧源をフレームセンサ出力で制
御することによつて実現している。

即ち、本発明は、ブロワーの回転数検出器と、
この検出出力を回転数に対応した電圧に変換する
周波数―電圧変換器と、基準電圧源と、該回転数
に対応した電圧と基準電圧とを比較する電圧比較
回路と、該電圧比較回路の比較出力に応じて上記
ブロワーのモータの駆動電圧を制御するようにさ
れたモータ制御回路とにより、ブロワーの回転数
をフイードバツクして回転数が安定するように制
御されたブロワーにて燃焼用空気を供給するよう
にした燃焼器において、燃焼部に炎状態を検出す
るために設けたフレームセンサと、該フレームセ
ンサの出力に応じたデユーテイ比の信号を発生す
る波形整形回路と、該波形整形回路の出力信号を
上記基準電圧源に制御信号として供給する光結合
素子とを有し、これにより上記フレームセンサの
出力により該基準電圧源の基準電圧を制御して炎
状態に応じて燃焼用空気量を制御するようにした
燃焼制御装置である。

以下、本発明を、図面に示す実施例を参照して
詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例の装置を示すブロ
ツク回路図で、燃焼器１のバーナー部２には石油
タンク３から電磁ポンプ４によつて一定量の石油
が連続供給され、ブロワー５によつて一定量の燃
焼用空気が供給され、一定の燃焼が維持される。
なおブロワー５のブロワーモータ６は、モーター
駆動回路７、回転数検出器（例えば発電機）８、
回転数検出器出力信号周波数を電圧信号に変換す
る周波数電圧変換回路９、基準電圧源１０、周波
数電圧変換回路９の出力と基準電圧源１０とを比
比較しその比較出力でモータ駆動回路７を制御す
るモータ速度制御系によつて定回転に維持されて
いる。なお、燃焼器の燃焼状態を選択するには、
電磁ポンプ４の送油量と基準電圧源の設定電圧を
同期して変えることによつて行なわれる。

さて、このような燃焼器において、燃焼中に、
外部要因等によつて燃焼が不安定となることがあ
る。これを防止するために、この実施例では、燃
焼器のバーナ部２に炎の状態を検出するフレーム
センサ（例えばフレームロツド）１２を設け、炎
の状態を電気信号として検出している。この検出
出力は波形整形回路１３と増巾回路１４とを通し
て波形整形および増巾される。

第２図は、増巾回路１４の出力とバーナー部の
炎の状態との関係を示す図である。即ちバーナー
部２での燃焼が正常燃焼状態において空気量が燃
料ガスに対して増加すると炎は飛ぶ形となり、い
わゆるリフト燃焼を起し、このとき増巾回路１４
の出力電圧は低くなる。逆に空気量が燃料ガスに
対して減少すると炎は赤くなり不完全燃焼とな
り、このとき、出力電圧は高くなる。いま、正常
燃焼のときの出力電圧をＶ_Oとし、それより高
く、赤い炎での燃焼のときの特定の出力電圧をＶ
_Hとし、リフト燃焼のときの特定の電圧をＶ_Lとす
る。

第１図にもどつて、三角波発生回路１５は、前
述の電圧Ｖ_Hを最大電圧、Ｖ_Lを最小電圧とする三
角波発生回路で、その出力波形を第３図に示す。

増巾回路１４の出力は三角波発生回路１５の出
力と電圧比較器１６で電圧比較され、その出力は
光結合素子１７に加えられる。光結合素子１７の
出力波形は第４図に示されるようになる。即ち増
巾回路１４の出力がＶ_L以下のときは第４図ａに
示されるように零電圧となり、増巾回路１４の出
力がＶ_LとＶ_Hの間の値では、第４図ｂに示される
ように三角波と同一周波数の矩形波となり、矩形
波の巾は、増巾回路１４の出力電圧が高い程広く
なる。増巾回路１４の出力電圧がＶ_H以上のとき
は、第４図ｃに示すように、一定の直流電圧信号
となる。

光結合素子１７の出力は、基準電圧源１０へ印
加されて、基準電圧源１０の設定電圧を制御する
ようにしている。

第５図は第１図における制御系の具体回路で、
第１図における各ブロツクを同じ参照符号で指す
点線ブロツクで示す。この回路では光結合素子１
７の出力側が基準電圧設定用抵抗R₃の両端間に
接続されており、コンデンサＣは矩形波の平滑用
である。この結果増巾回路１４の出力電圧、即ち
炎の状態の変化に応じて抵抗R₃の両端電圧が変
化するので、ブロワー５のモータ６の速度が制御
され、炎の状態に応じて、燃焼用空気の供給量が
制御される。

今、供給空気量が供給燃料に対し増加し、リフ
ト燃焼をして増巾回路１４の出力電圧がＶ_L以下
になると、三角波発生回路１５の三角波電圧と、
増幅回路１４の電圧を比較する電圧比較回路１６
の出力電圧は一定の高電圧となる。このため、光
結合素子１７の出力側トランジスタはオン状態を
維持し、これにより基準電圧源１０の制御端子Ａ
―Ｂ間、即ち、抵抗R₃が短絡され、基準電圧が
低下する。これにより、回転数検出器８の出力を
周波数電圧変換器９にて電圧変換した回転数に対
応する電圧と、電圧比較回路１１で比較される基
準電圧が低下するので、電圧比較回路１１の出力
電圧は低下する。このため、モータ駆動回路７の
モータ６への駆動電圧が低下し、モータ６の速度
が下がり、供給空気量が減少して、正常燃焼にも
どる。一方、供給燃料に対し供給空気量が減少し
て不完全燃焼を起し、増巾回路１４の出力電圧が
Ｖ_H以上になると、光結合素子１７から基準電圧
源１０へ印加される電圧が一定直流電圧となり、
この結果基準電圧源１０の基準電圧が高くなり、
モータ駆動回路７によつてモータ６の速度が上昇
し、供給空気量が増加して正常燃焼に戻る。また
供給燃料に対し供給空気量が減少または増加し
て、増巾回路１４の出力電圧がＶ_LとＶ_Hの範囲で
Ｖ_Oより増加または減少したとき、光結合素子１
７から基準電圧源１０へ印加される矩形波のパル
ス巾が増加または減少するので、平滑された電圧
が増加または減少し、従つて基準電圧源１０の基
準電圧が増加または減少し、従つてモータ６の速
度は上昇または下降し、供給空気量が増加または
減少して、正常燃焼に維持される。

なお、第５図の回路において、フレームセンサ
としてフレームロツドを用い、フレームロツドに
直流電圧を印加している。従来はフレームロツド
には、交流を印加していたが、直流を印加するこ
とによつて脈動分の少ない直流の炎電圧信号を得
ることができる。

また、第５図の回路で、モータ制御回路のモー
タ駆動回路７にはモータ印加電流の振巾を制御す
る回路を示したが、モータへの印加電流位相を制
御する回路を用いても良い。

上述の実施例によれば、燃焼中における炎の状
態に応じて供給空気量を制御して安定な燃焼状態
を維持することができるが、点火時における状況
は燃焼中の状況とは異なり、点火時においても、
上述した炎状態によつて供給空気量の制御を行う
と着火不能となる恐れがある。このため、点火時
には、炎状態による供給空気量の制御を抑圧する
ことが望ましい。即ち、点火時には、完全に着火
して安定燃焼に入る迄の時間（これは燃焼方式等
によつて異なる。）比較器１６の出力を遮断して
やれば良い。このようにした実施例を第６図にブ
ロツク図で示す。

第６図を参照して、第１図と同様の部分は、第
１図と同一の参照号をもつて示し、説明は省略す
る。増巾回路１４の出力は電圧比較１６とは別の
電圧比較器１８へ供給され基準電圧源１９の電圧
と比較される。この基準電圧は、点火時に着火が
完成したときの増巾回路１４の出力電圧より若干
小さく定める。この結果、着火が完成すると、電
圧比較器の出力に電圧信号が発生する。この電圧
信号はタイマー２０に与えられて、タイマー２０
を起動する。タイマー２０はオンデイレータイマ
ーで、起動してから設定された時間が経過すると
出力信号を発生するものである。タイマー２０の
出力は、信号弁別回路２１へ加えられる。信号弁
別回路２１は、電圧比較器１６の出力とデユーテ
イ可変の方形波発生回路２２の出力が与えられて
おり、両出力のうち一方をタイマー２０からの信
号に応じて選択して、光結合素子１７へ結合す
る。即ちタイマー２０からの出力信号がないとき
は、方形波発生回路２２の出力を光結合素子１７
へ供給し、タイマー２０からの出力信号があると
きは電圧比較器１６の出力を光結合素子１７へ供
給する。

このような構成にすれば、点火時に着火後一定
時間（即ちタイマーの設定時間）経過しないと電
圧比較器１６の出力がモータ制御系の基準電圧源
に供給されないので、点火時の一定時間は、炎状
態による空気量の制御が抑圧される。なお、タイ
マーの設定時間は、着火して安定な燃焼状態に入
る迄の時間（例えば３分）に設定すれば良い。

なお第６図では、三角波発生回路１５は発振器
ではなく、方形波発生回路２２の出力を三角波に
変換する波形変換回路として実現される。

この実施例では、タイマー２０が起動して出力
信号を発生する迄、即ち、タイマーの設定時間が
経過する迄、方形波発生回路２２の出力が信号弁
別回路２１で選択されて、光結合素子を介してモ
ータ速度制御系の基準電圧源１０へ供給されてい
るが、これは、点火時における供給空気量が適正
な値に維持されるようにするためである。即ち、
このような構成をとらないで単にタイマー２０の
制御によつて、電圧比較器１６の出力が光結合素
子へ供給されるのを遮断するだけとすると、その
場合は、基準電圧源１０へ光結合素子１７から入
力する電圧が零ということで、前述したリフト燃
焼の際と同一となり、モータ回転は低速で、供給
空気が少なすぎることになる、不都合があるため
である。このような不都合のない場合は、方形波
発生回路２２は不要で、信号弁別回路２１は単に
スイツチング回路として、電圧比較器１６の出力
の伝達をオン、オフ制御するようにすれば良い。

この実施例では、第１図から第５図に関して説
明したことから理解されるように、モータ制御系
の基準電圧源１０の設定電圧は低く、その電圧を
基準としたモータ６の回転では、正常燃焼のため
の空気量を充分供給出来ず、正常燃焼時には電圧
比較器１６の出力矩形波が加わつて、高い基準電
圧とされている。従つて、基準電圧源１０の設定
電圧を、正常燃焼に必要な空気量を与えるモータ
回転数に対応した値に選び電圧比較回路１６の出
力の基準電圧への与え方を、増巾回路１０の出力
がＶ_Oより大のときその差分に対応した電圧を設
定電圧に加算し、一方Ｖ_Oより小さいときその差
分に対応した電圧を設定電圧より差し引くように
すれば良い。この場合には、点火時に、比較回路
１６の出力を単に遮断するのみで、正常燃焼のた
めの空気量が供給されることになる。

なお、方形波発生回路をデユーテイ可変型とし
たのは、個々の燃焼器について、点火時の適正空
気量を調整可能としたものである。

信号弁別回路２１としては、タイマー２０から
の出力に応じて、電圧比較回路１６の出力と方形
波発生回路２２の出力との一方を選択するような
回路であれば、どのような回路でも良いが、ここ
ではゲート回路２３，２４とで構成した例を示
す。ゲート回路２３はタイマー２０の出力をイン
バータ２５を介して入力されるとともに方形波２
２を入力され、インバータ２５からの出力信号が
オンのとき、方形波２２の出力を出力する。一
方、ゲート回路２４はタイマー２０の出力と電圧
比較器１６の出力を入力され、タイマー２０の出
力がオンのとき、電圧比較器１６の出力を出力す
る。なおタイマー２０がオン、オフ互に反対の信
号を発生する二出力端を備えるものであれば、イ
ンバータ２５は省略され得ることは容易に理解さ
れるところである。

以上、本発明を特定の実施例を参照して説明し
たが本発明の範囲内で種々の設計や変更が可能で
あることは明らかである。本発明は、石油ガス化
式燃焼器に限らずポツト石油燃焼器等、種々の燃
焼器の燃焼制御装置に適用できるものである。

本発明によれば、ブロワーモータの回転数をフ
イードバツクして回転数を安定に制御するための
ブロワーモータ速度制御装置におけるブロワーモ
ータの検出された回転数信号と比較される基準電
圧を、燃焼部に設けたフレームセンンサの出力で
制御するようにしたので、燃焼状態に応じてブロ
ワーによる燃焼空気供給量を制御することができ
るとともに安定燃焼状態においては燃焼空気供給
量を不変に維持することができる利点がある。ま
た、点火時の一定時間は、フレームセンサの出力
を基準電圧源から切り離すことによつて、着火に
充分な空気を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置を示すブロツ
ク図、第２図は、第１図の増巾回路１４の出力電
圧と燃焼器の炎の状態との関係を示す図、第３図
は、第１図の三角波発生回路１５の出力波形を示
す図、第４図は第１図の光結合素子１７の出力波
形で、炎の異なる状態での波形を示す図、第５図
は第１図の装置の制御系の一具体例回路図、第６
図は、本発明の他の実施例を示すブロツク図であ
る。 １…燃焼器、２…バーナー部、３…オイルタン
ク、４…電磁ポンプ、５…ブロワー、６…モー
タ、７…モータ駆動回路、８…回転数検出器、９
…周波数電圧変換器、１０…基準電圧源、１１…
電圧比較回路、１２…フレームセンサ、１３…波
形整形回路、１４…増巾回路、１５…三角波発生
回路、１６…電圧比較回路、１７…光結合素子、
１８…電圧比較回路、１９…基準電圧源、２０…
タイマー、２１…信号弁別回路、２２…方形波発
生回路、２３，２４…ゲート回路、２５…インバ
ータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ブロワーの回転数検出器と、この検出出力を
   回転数に対応した電圧に変換する周波数―電圧変
   換器と、基準電圧源と、該回転数に対応した電圧
   と基準電圧とを比較する電圧比較回路と、該電圧
   比較回路の比較出力に応じて上記ブロワーのモー
   タの駆動電圧を制御するようにされたモータ制御
   回路とにより、ブロワーの回転数をフイードバツ
   クして回転数が安定するように制御されたブロワ
   ーにて燃焼用空気を供給するようにした燃焼器に
   おいて、燃焼部に炎状態を検出するために設けた
   フレームセンサと、該フレームセンサの出力に応
   じたデユーテイ比の信号を発生する波形整形回路
   と、該波形整形回路の出力信号を上記基準電圧源
   に制御信号として供給する光結合素子とを有し、
   これにより上記フレームセンサの出力により該基
   準電圧源の基準電圧を制御して炎状態に応じて燃
   焼用空気量を制御するようにした燃焼制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項の燃焼制御装置におい
   て、上記波形整形回路は、フレームセンサ出力を
   増幅する波形整形増幅回路と、所定の正の最大お
   よび最小電圧の三角波を発生する三角波発生回路
   と、上記波形整形増幅回路出力と上記三角波発生
   回路出力との電圧比較を行う電圧比較回路とを有
   することを特徴とする燃焼制御装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、上記フレー
   ムセンサが、フレームロツドからなり、該フレー
   ムロツドに直流を印加して、フレームロツドから
   直流の信号を得るようにした燃焼制御装置。 ４ ブロワーの回転数検出器と、この検出出力を
   回転数に対応した電圧に変換する周波数―電圧変
   換器と、基準電圧源と、該回転数に対応した電圧
   と基準電圧とを比較する電圧比較回路と、該電圧
   比較回路の比較出力に応じて上記ブロワーのモー
   ターの駆動電圧を制御するようにされたモータ制
   御回路とにより、ブロワーの回転数をフイードバ
   ツクして回転数が安定するように制御されたブロ
   ワーにて燃焼用空気を供給するようにした燃焼器
   において、燃焼部に炎状態を検出するために設け
   たフレームセンサと、該フレームセンサの出力に
   応じたデユーテイ比の信号を発生する波形整形回
   路と、上記フレームセンサの出力の発生によつて
   起動するタイマーと、該タイマーの設定時間中閉
   じるゲート回路と、該ゲート回路が開いている
   間、該波形整形回路の出力信号を上記基準電圧源
   に制御信号として供給する光結合素子とを有し、
   これにより、点火直後の上記タイマーの設定時間
   経過後、上記フレームセンサの出力により該基準
   電圧源の基準電圧を制御して炎状態に応じて燃焼
   用空気量を制御するようにした燃焼制御装置。 ５ 特許請求の範囲第４項において、上記フレー
   ムセンサが、フレームロツドからなり、該フレー
   ムロツドに直流を印加して、フレームロツドから
   直流の信号を得るようにした燃焼制御装置。 ６ ブロワーの回転数検出器と、この検出出力を
   回転数に対応した電圧に変換する周波数―電圧変
   換器と、基準電圧源と、該回転数に対応した電圧
   と基準電圧とを比較する電圧比較回路と、該電圧
   比較回路の比較出力に応じて上記ブロワーのモー
   タの駆動電圧を制御するようにされたモータ制御
   回路とにより、ブロワーの回転数をフイードバツ
   クして回転数が安定するように制御されたブロワ
   ーにて燃焼用空気を供給するようにした燃焼器に
   おいて、燃焼部に炎状態を検出するために設けた
   フレームセンサと、該フレームセンサの出力に応
   じたデユーテイ比の信号を発生する波形整形回路
   と、上記フレームセンサの出力の発生によつて起
   動するタイマーと、該タイマーの設定時間中閉じ
   る第１のゲートと、該タイマーの設定時間中開く
   第２のゲートと、調整可能な基準信号源と、該第
   １のゲートが開いている間は上記波形整形回路の
   出力を、上記第２のゲートが開いている間は上記
   基準信号源の出力を上記基準電圧源に制御信号と
   して供給する光結合素子とを有し、これにより上
   記フレームセンサの出力により該基準電圧源の基
   準電圧を制御して炎状態に応じて燃焼用空気量を
   制御するとともに点火時の一定時間は燃焼用空気
   量を一定に制御するようにした燃焼制御装置。 ７ 特許請求の範囲第６項の燃焼制御装置におい
   て、上記波形整形回路は、フレームセンサの出力
   を増幅する波形整形増幅回路と、可変デユーテイ
   方形波発生回路と、所定の正の最大および最小電
   圧の三角波を発生する三角波発生回路と、上記波
   形整形増幅回路出力と上記三角波発生回路出力と
   の電圧比較を行う電圧比較回路と、上記タイマー
   と、上記電圧比較回路出力を入力とする上記第１
   のゲートと、上記方形波発生回路を入力とする上
   記第２のゲートとを有する燃焼制御装置。 ８ 特許請求の範囲第６項において、上記フレー
   ムセンサが、フレームロツドからなり、該フレー
   ムロツドに直流を印加して、フレームロツドから
   直流の信号を得るようにした燃焼制御装置。