特許 7073025 燃焼設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-13

(45)【発行日】2022-05-23

(54)【発明の名称】燃焼設備

(51)【国際特許分類】

   F23N 5/00 20060101AFI20220516BHJP

【ＦＩ】

F23N5/00 J

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020209171

(22)【出願日】2020-12-17

【審査請求日】2020-12-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000211123

【氏名又は名称】中外炉工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087572

【弁理士】

【氏名又は名称】松川 克明

(72)【発明者】

【氏名】川端 健介

【審査官】河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０２３８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－２０２４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２８３３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－２１２６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１６６４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００８８０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｎ ５／００

Ｆ２３Ｎ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気供給管を通して供給される空気と、燃料供給管を通して供給される燃料ガスとを所望の割合になるように混合させて、バーナーにより燃焼させる燃焼設備において、前記の燃料供給管に均圧弁を設け、この均圧弁に前記の空気供給管から導圧管を通して空気を導くと共に、前記のバーナーにより燃焼された後の燃焼排ガス中における酸素濃度を検出する酸素センサーを設け、前記の酸素センサーによって検出された燃焼排ガス中における酸素濃度に基づいて、前記の空気供給管から導圧管を通して前記の均圧弁に導かれる空気の圧力を制御する空気比制御装置を設けると共に、前記のバーナーに空気を供給する前記の空気供給管の途中の位置に空気の流量を制御する流量制御弁を設け、この流量制御弁の上流側の位置に設けた第１導圧管と、流量制御弁の下流側の位置に設けた第２導圧管と、前記の均圧弁に空気を導く第３導圧管とを三方調整弁に接続させ、前記の空気比制御装置により前記の三方調整弁を調整して、前記の第３導圧管を通して前記の均圧弁に導かれる空気の圧力を制御することを特徴とする燃焼設備。

【請求項2】

請求項１に記載の燃焼設備において、空気をバーナーに供給する前記の空気供給管の途中の位置に、前記の空気を加熱させる加熱装置を設けたことを特徴とする燃焼設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気供給管を通して供給される空気と、燃料供給管を通して供給される燃料ガスとを所望の割合になるように混合させて、バーナーにより燃焼させる燃焼設備に関するものである。特に、バーナーにおける燃焼状態を検知して、バーナーに供給する空気と燃料ガスとが所望の割合になるように簡単な機構により調整できるようにし、バーナーに導かれる空気の温度が変化した場合等においても、空気と燃料ガスとが所望の割合になるようにして空気比を調整し、良好な燃焼状態が簡単に得られるようにした点に特徴を有するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、空気供給管を通して供給される空気と、燃料供給管を通して供給される燃料ガスとを混合させてバーナーにより燃焼させるにあたり、バーナーにおいて良好な燃焼状態を維持させるため、バーナーに供給する空気と燃料ガスとが適切な割合になるように調整し、供給する空気の空気量と、燃料ガスを完全燃焼させるために必要な理論空気量との比である空気比（空気量／理論空気量）が適切な（所望の）値になるようにして燃焼させることが行われている。

【0003】

そして、従来においては、特許文献１に示されているように、流量係数と開度の関係が既知の燃料制御弁の開度の測定値と、流量係数と開度の関係が既知の燃焼空気制御弁の開度の測定値と、流量係数が既知のバーナーに供給される燃料の供給温度及び供給圧力の測定値と、上記バーナーに供給される空気の供給温度及び供給圧力の測定値と、炉内温度の測定値と、炉内圧力の測定値とをバーナー制御装置に入力し、上記バーナー制御装置により、炉内温度の測定値と設定値との偏差からバーナーの燃焼量を決定し、決定されたバーナーの燃焼量を維持する燃料流量と空気流量に対応する燃料制御弁及び空気制御弁の開度を、予め設定された空気比を維持するように複合絞り演算により演算し、燃料制御弁及び空気制御弁の開度の測定値が上記複合絞り演算により求めた燃料制御弁及び空気制御弁の開度の演算値と一致するよう各制御弁の開度を調整して燃料及び空気の流量を制御するようにしたものが提案されている。

【0004】

しかし、特許文献１に示されるように燃料及び空気の流量を制御して、空気比が適切な値になるようにする操作は非常に困難かつ面倒であり、また設備コストも高くつくなどの問題があった。

【0005】

また、特許文献２においては、空気を空気流量調整機構で流量調整してバーナーに供給する空気供給ラインと、バーナーに燃料ガスを供給する燃料ガス供給ラインとを備えたガス燃焼装置において、燃料ガス供給ラインに均圧弁を設け、前記の空気供給ラインにおける空気流量調整機構より下流に設けたパイロット圧取得部より均圧空気を前記の均圧弁に導いて、空気比が制御された予混合ガスをバーナーで燃焼させるようにしたものが示されている。

【0006】

しかし、特許文献２に示されるものにおいては、前記の空気や燃料ガスの温度が変化して、これらの体積が変化した場合には、空気比を一定に保つことができないという問題があった。

【0007】

また、特許文献３においては、バーナーに空気を供給する空気流路に固定オリフィスを設けると共に、バーナーに燃料を供給する燃料流路に開口面積を変化させられる可変オリフィスを設け、前記の燃料流路における可変オリフィスの上流側に、その位置における燃料の圧力を前記の空気流路における固定オリフィスの上流側における空気の圧力と等しい圧力にする第１均圧弁を設けると共に、前記の燃料流路における可変オリフィスの下流側の位置における燃料の圧力を前記の空気流路における固定オリフィスの下流側における空気の圧力と等しい圧力にする第２均圧弁を設け、前記の空気流路における燃焼空気の温度を検出する空気温度検出器を設け、この空気温度検出器が検出した温度に応じて、制御装置により前記の可変オリフィスの開口面積を制御するようにしたバーナー燃焼装置が示されている。

【0008】

ここで、特許文献３に示されるバーナー燃焼装置においては、前記の空気温度検出器により検出した空気流路における空気の温度に応じて、制御装置によって可変オリフィスの開口面積を制御し、これにより空気比を一定に保つようにしているが、この場合、２つの均圧弁やその間に可変オリフィスを設け、空気温度検出器によって検出した空気流路における空気の温度に基づいて、前記の可変オリフィスの開口面積を制御することが必要になり、装置の構造が複雑になって設備コストが高くつくと共に、その制御も複雑になるなどの問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特許４２３４３０９号公報

【文献】特開２０１０－２３０２７９号公報

【文献】特開２０１２－１８９２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、空気供給管を通して供給される空気と、燃料供給管を通して供給される燃料ガスとを所望の割合になるように混合させて、バーナーにより燃焼させる燃焼設備における前記のような問題を解決することを課題とするものである。

【0011】

すなわち、本発明は、前記のような燃焼設備において、バーナーに供給する空気と燃料ガスとが所望の割合になるように簡単な機構により調整できるようにし、バーナーに導かれる空気の温度が変化した場合等においても、空気と燃料ガスとが所望の割合になるようにして空気比を調整し、良好な燃焼状態が簡単に得られるようにすることを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る燃焼設備においては、前記のような課題を解決するため、空気供給管を通して供給される空気と、燃料供給管を通して供給される燃料ガスとを所望の割合になるように混合させて、バーナーにより燃焼させる燃焼設備において、前記の燃料供給管に均圧弁を設け、この均圧弁に前記の空気供給管から導圧管を通して空気を導くと共に、前記のバーナーにより燃焼された後の燃焼排ガス中における酸素濃度を検出する酸素センサーを設け、前記の酸素センサーによって検出された燃焼排ガス中における酸素濃度に基づいて、前記の空気供給管から導圧管を通して前記の均圧弁に導かれる空気の圧力を制御する空気比制御装置を設けると共に、前記のバーナーに空気を供給する前記の空気供給管の途中の位置に空気の流量を制御する流量制御弁を設け、この流量制御弁の上流側の位置に設けた第１導圧管と、流量制御弁の下流側の位置に設けた第２導圧管と、前記の均圧弁に空気を導く第３導圧管とを三方調整弁に接続させ、前記の空気比制御装置により前記の三方調整弁を調整して、前記の第３導圧管を通して前記の均圧弁に導かれる空気の圧力を制御するようにした。

【0013】

そして、本発明の燃焼設備においては、前記のようにバーナーにより燃焼された後の燃焼排ガス中における酸素濃度を酸素センサーによって検出し、検出された燃焼排ガス中の酸素濃度に基づいて、前記の空気比制御装置により、空気供給管から導圧管を通して前記の均圧弁に導かれる空気の圧力を制御して、バーナーに空気供給管を通して供給する空気の量と、燃料供給管を通して供給する燃料ガスの量とを調整する。

【0014】

このようにすると、空気供給管からバーナーに供給される空気の温度が変化した場合等においても、前記の酸素センサーによって検出された燃焼排ガス中の酸素濃度に基づいて制御するので、空気や燃料ガスの温度が変化しても、バーナーに供給させる空気の量と燃料ガスの量とを適切な量に調整することが簡単に行えるようになる。

【0015】

ここで、本発明の燃焼設備においては、前記の空気比制御装置により、空気供給管から導圧管を通して前記の均圧弁に導かれる空気の圧力を調整して、バーナーに空気供給管を通して供給される空気の量と、燃料供給管を通して供給される燃料ガスの量とを制御するにあたって、前記のようにバーナーに空気を供給する前記の空気供給管の途中の位置に空気の流量を制御する流量制御弁を設け、この流量制御弁の上流側の位置に設けた第１導圧管と、流量制御弁の下流側の位置に設けた第２導圧管と、前記の均圧弁に空気を導く第３導圧管とを三方調整弁に接続させ、前記の空気比制御装置により前記の三方調整弁を調整して、前記の第３導圧管を通して前記の均圧弁に導かれる空気の圧力を制御するようにした。

【0017】

また、本発明の燃焼設備においては、空気をバーナーに供給する前記の空気供給管の途中の位置に、前記の空気を加熱させる加熱装置を設け、この加熱装置によって加熱された空気を、バーナーに供給して燃焼させるようにすることができる。

【0018】

ここで、前記のようにバーナーに供給する空気を加熱装置によって加熱させた場合においても、本発明の燃焼設備においては、前記のようにバーナーにより燃焼された後の燃焼排ガス中における酸素濃度を酸素センサーによって検出し、検出された燃焼排ガス中の酸素濃度に基づいて、前記の空気比制御装置により、空気供給管から導圧管を通して前記の均圧弁に導かれる空気の圧力を制御して、バーナーに空気供給管を通して供給する空気の量と、燃料供給管を通して供給する燃料ガスの量とを調整させるようにしたため、空気や燃料ガスの温度が変化しても、空気と燃料ガスとが所望の割合になるように調整することが簡単に行えるようになる。

【発明の効果】

【0019】

本発明における燃焼設備においては、前記のようにバーナーにより燃焼された後の燃焼排ガス中における酸素濃度を酸素センサーによって検出し、検出された燃焼排ガス中の酸素濃度に基づいて、前記の空気比制御装置により、空気供給管から導圧管を通して前記の均圧弁に導かれる空気の圧力を制御して、バーナーに空気供給管を通して供給する空気の量と、燃料供給管を通して供給する燃料ガスの量とを調整するようにしたため、空気供給管からバーナーに供給される空気の温度が変化した場合等においても、バーナーに供給させる空気の量と燃料ガスの量とを適切な量に調整することが簡単に行えるようになる。

【0020】

この結果、本発明における燃焼設備においては、従来の燃焼設備に比べて、バーナーに供給する空気と燃料ガスとが所望の割合になるように簡単な機構により調整することができ、バーナーに導かれる空気の温度が変化した場合等においても、空気と燃料ガスとが所望の割合になるようにして空気比を調整し、良好な燃焼状態が簡単に得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態１に係る燃焼設備において、バーナーに空気を供給する空気供給管の途中の位置に空気の流量を制御する流量制御弁を設け、この流量制御弁の上流側の位置に設けた第１導圧管と、流量制御弁の下流側の位置に設けた第２導圧管と、均圧弁に空気を導く第３導圧管とを三方調整弁に接続させ、空気比制御装置により前記の三方調整弁を調整して、第３導圧管を通して燃料供給管に設けた均圧弁に導かれる空気の圧力を制御する状態を示した概略説明図である。

【図2】前記の実施形態１における燃焼設備において、空気をバーナーに導く空気供給管に空気を加熱させる加熱装置を設けるにあたり、（Ａ）は加熱装置を前記の流量制御弁より上流側の位置に設けた状態を示した概略説明図、（Ｂ）は加熱装置を前記の流量制御弁の下流側の位置に設けた状態を示した概略説明図である。

【図3】本発明の参考形態に係る燃焼設備において、バーナーに空気を供給する空気供給管の途中の位置に空気の流量を制御する流量制御弁を設け、この流量制御弁の上流側の位置に空気を均圧弁に導く導圧管を設けると共に、この導圧管の途中の位置に、導圧管を通して均圧弁に導かれる空気の圧力を調整する圧力調整弁を設け、空気比制御装置により前記の圧力調整弁を調整して、前記の導圧管を通して前記の均圧弁に導かれる空気の圧力を制御する状態を示した概略説明図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態に係る燃焼設備を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る燃焼設備は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

【0023】

（実施形態１）
実施形態１における燃焼設備においては、図１に示すように、バーナー１０に、空気供給管２０を通して空気を供給すると共に、燃料供給管３０を通して燃料ガスを供給し、このように供給された空気と燃料ガスとを所望の割合になるように混合させて、これを前記のバーナー１０により炉１内において燃焼させるようにしている。なお、この実施形態においては、空気と燃料ガスとを混合させて、これをバーナー１０により炉１内において燃焼させるようにしたが、燃焼させる場所は特に限定されず、図示していないが、ラジアントチューブ内で燃焼させるようにすることも可能である。

【0024】

また、この実施形態１においては、前記の空気供給管２０の途中の位置に、バーナー１０に供給する空気の流量を制御する流量制御弁２１を設ける一方、前記の燃料供給管３０の途中の位置に均圧弁３１を設けている。

【0025】

ここで、空気供給管２０の途中に設けた前記の流量制御弁２１により、空気供給管２０を通してバーナー１０に供給される空気の流量を制限しない全開の状態では、前記の流量制御弁２１の上流側における空気の圧力Ｐａ１と流量制御弁２１の下流側における空気の圧力Ｐａ２とが一致する（Ｐａ１＝Ｐａ２）が、流量制御弁２１により、空気供給管２０を通してバーナー１０に供給される空気の流量を減少させた場合には、前記の流量制御弁２１の上流側における空気の圧力Ｐａ１よりも流量制御弁２１の下流側における空気の圧力Ｐａ２が低くなる（Ｐａ１＞Ｐａ２）。

【0026】

そして、この実施形態１においては、前記の空気供給管２０において、前記の流量制御弁２１よりも上流側の位置に第１導圧管４１ａを設け、この第１導圧管４１ａを電動式の三方調整弁４２の第１ポート４２ａに接続させ、この第１導圧管４１ａを通して圧力Ｐａ１の空気を第１ポート４２ａに送るようにすると共に、前記の流量制御弁２１よりも下流側の位置に第２導圧管４１ｂを設け、この第２導圧管４１ｂを前記の三方調整弁４２の第２ポート４２ｂに接続させ、この第２導圧管４１ｂを通して圧力Ｐａ２の空気を第２ポート４２ｂに送るようにし、また第３導圧管４１ｃを前記の三方調整弁４２の第３ポート４２ｃと前記の均圧弁３１との間に設け、前記の三方調整弁４２によって所定の圧力Ｐａ３に調整した空気を前記の均圧弁３１に送るようにしている。

【0027】

このとき、第３導圧管４１ｃの下流は、均圧弁３１の内部のダイアグラム（図示せず）で閉止されているので、空気は流れずに圧力だけが伝達する。

【0028】

三方調整弁４２は、第３ポート４２ｃが第１ポート４２ａ、第２ポート４２ｂと連通しており、内部の弁板（図示せず）は中間位置で停止ができるようになっている。それにより、第３ポート４２ｃの開度（１００％）に対する第１ポート４２ａの開度（０～１００％）と、第２ポート４２ｂの開度（１００～０％）の割合を変化できる。

【0029】

ここで、このように第３導圧管４１ｃから均圧弁３１に対して所定の圧力Ｐａ３に調整した空気を送ると、前記の燃料供給管３０を通して均圧弁３１に送られる燃料ガスの圧力Ｐｇ１が前記の均圧弁３１によって均圧化され、この均圧弁３１の下流側における燃料供給管３０を通してバーナー１０に送られる燃料ガスの圧力Ｐｇ２が、前記の第３導圧管４１ｃから均圧弁３１に送られる圧力Ｐａ３と同じ圧力（Ｐｇ２＝Ｐａ３）になる。

【0030】

また、この実施形態１においては、前記のように空気と燃料ガスとを混合させてバーナー１０により炉１内で燃焼させた後の燃焼排ガス中における酸素濃度を検出する酸素センサー５１を設け、この酸素センサー５１によって検出された燃焼排ガス中における酸素濃度を空気比制御装置５０に出力するようにしている。

【0031】

そして、この実施形態１において、空気供給管２０を通してバーナー１０に送られる空気の圧力Ｐａ２と、燃料供給管３０を通してバーナー１０に送られる燃料ガスの圧力Ｐｇ２とを調整して、バーナー１０に送られる空気比を適切な値に制御するにあたっては、前記の酸素センサー５１により検出された燃焼排ガス中における酸素濃度に基づいて、前記の空気比制御装置５０により前記の三方調整弁４２を制御し、前記の第１ポート４２ａと第２ポート４２ｂとに接続された第３ポート４２ｃから第３導圧管４１ｃを通して均圧弁３１に導かれる空気の圧力Ｐａ３を調整して、燃料供給管３０を通してバーナー１０に送られる燃料ガスの圧力Ｐｇ２を調整するようにしている。なお、前記の圧力Ｐａ１、圧力Ｐａ２、圧力Ｐａ３、圧力Ｐｇ２の関係は、前記の流量制御弁２１による流量の制限を行わない全開の場合を含めると、Ｐａ１≧Ｐａ３（＝Ｐｇ２）≧Ｐａ２の関係になる。

【0032】

三方調整弁４２の作用としては、圧力の高いＰａ１と圧力の低いＰａ２とを混ぜ合わせる割合を調整することによってＰａ３の圧力を変化させることができ、簡単な構造で圧力の調整ができる。

【0033】

ここで、前記の酸素センサー５１により検出される燃焼排ガス中における酸素濃度が低くなるように、バーナー１０に送られる空気と燃料ガスの割合を変更させて空気比を低くする場合には、前記の空気比制御装置５０により前記の三方調整弁４２を制御し、前記の第１導圧管４１ａを通して圧力Ｐａ１の空気を、第１ポート４２ａから第３ポート４２ｃを通して第３導圧管４１ｃに導く割合を増加させる一方、前記の第２導圧管４１ｂを通して圧力Ｐａ２の空気を、第２ポート４２ｂから第３ポート４２ｃを通して第３導圧管４１ｃに導く割合を減少させて、前記の第３導圧管４１ｃを通して前記の均圧弁３１に送られる空気の圧力Ｐａ３を高くし、これにより燃料供給管３０を通してバーナー１０に送られる燃料ガスの圧力Ｐｇ２を高くして、バーナー１０に送られる燃料ガスの割合を多くする。

【0034】

一方、前記の酸素センサー５１により検出される燃焼排ガス中における酸素濃度が高くなるように、バーナー１０に送られる空気と燃料ガスの割合を変更させて空気比を高くする場合には、前記の空気比制御装置５０により前記の三方調整弁４２を制御し、前記の第１導圧管４１ａを通して圧力Ｐａ１の空気を、第１ポート４２ａから第３ポート４２ｃを通して第３導圧管４１ｃに導く割合を減少させる一方、前記の第２導圧管４１ｂを通して圧力Ｐａ２の空気を、第２ポート４２ｂから第３ポート４２ｃを通して第３導圧管４１ｃに導く割合を増加させて、前記の第３導圧管４１ｃを通して前記の均圧弁３１に送られる空気の圧力Ｐａ３を低くし、これにより燃料供給管３０を通してバーナー１０に送られる燃料ガスの圧力Ｐｇ２を低くして、バーナー１０に送られる燃料ガスの割合を少なくする。

【0035】

このため、この実施形態１の燃焼設備においては、酸素センサー５１によって検出された燃焼排ガス中の酸素濃度に基づいて、前記のようにしてバーナー１０に供給させる空気の量と燃料ガスの量とを適切な量に調整することが簡単に行えるようになる。

【0036】

また、この実施形態１の燃焼設備において、燃料ガスを効率の良く燃焼させるため、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、バーナー１０に空気を供給する空気供給管２０における前記の流量制御弁２１の上流側や下流側の位置に熱交換器等の加熱装置２３を設け、この加熱装置２３によりバーナー１０に供給する空気を加熱させるようにすることができる。

【0037】

この場合、加熱装置２３による加熱により空気の体積が増加し、体積あたりの酸素量が少なくなる。そのため、バーナー１０に加熱しない空気を供給した場合に比べると、加熱した空気は同体積においてバーナー１０に供給される酸素の量が少なくなる。すると、燃焼排ガス中の体積あたりの酸素濃度が低下（すなわち空気比が低下）してしまう。

【0038】

しかし、実施形態１の燃焼設備においては、前記のように酸素センサー５１によって検出された燃焼排ガス中における酸素濃度に基づいて、バーナー１０に供給させる空気の量と燃料ガスの量を調整する。

【0039】

例えば、上記のように空気比が低下した場合は、三方調整弁４２の調整によって燃料ガスの圧力を下げてバーナー１０に供給する燃料ガスの量を減らし、空気比を高くさせようとすることによって空気比が一定に保たれる。

【0040】

それにより、空気が膨張して体積が増加しても、空気と燃料ガスとが適切な割合になるように空気比を調整して、良好な燃焼状態が簡単に得られるようになる。

【0041】

（参考形態）
参考形態における燃焼設備においても、図３に示すように、前記の実施形態１における燃焼設備と同様に、バーナー１０に、空気供給管２０を通して空気を供給すると共に、燃料供給管３０を通して燃料ガスを供給し、このように供給された空気と燃料ガスとを所望の割合になるように混合させて、前記のバーナー１０により炉１内において燃焼させるようにしている。

【0042】

また、この参考形態においても、前記の空気供給管２０の途中の位置に、バーナー１０に供給する空気の流量を制御する流量制御弁２１を設ける一方、前記の燃料供給管３０の途中の位置に均圧弁３１を設けており、前記の実施形態１の場合と同様に、空気供給管２０の途中に設けた前記の流量制御弁２１により、空気供給管２０を通してバーナー１０に供給される空気の流量を制限しない全開の状態では、前記の流量制御弁２１の上流側における空気の圧力Ｐａ１と流量制御弁２１の下流側における空気の圧力Ｐａ２とが一致する（Ｐａ１＝Ｐａ２）が、流量制御弁２１により、空気供給管２０を通してバーナー１０に供給される空気の流量を減少させた場合には、前記の流量制御弁２１の上流側における空気の圧力Ｐａ１よりも流量制御弁２１の下流側における空気の圧力Ｐａ２が低くなる（Ｐａ１＞Ｐａ２）。

【0043】

そして、この参考形態においては、前記の空気供給管２０における前記の流量制御弁２１よりも上流側の位置に、この空気供給管２０から空気を前記の均圧弁３１に送る導圧管４１を設けると共に、この導圧管４１によって圧力Ｐａ１の空気を前記の均圧弁３１に送る途中の位置に、圧力調整弁４３が設けられた排気管４４を設け、導圧管４１を通して均圧弁３１に送られる空気を、この排気管４４を通して排気させる量を前記の圧力調整弁４３によって調整して、前記の導圧管４１を通して均圧弁３１に送られる空気の圧力Ｐａ３を制御するようにしている。このようにすると、前記の燃料供給管３０を通して均圧弁３１に送られる燃料ガスの圧力Ｐｇ１が前記の均圧弁３１によって均圧化され、この均圧弁３１の下流側における燃料供給管３０を通してバーナー１０に送られる燃料ガスの圧力Ｐｇ２が、前記の第３導圧管４１ｃから均圧弁３１に送られる圧力Ｐａ３と同じ圧力（Ｐｇ２＝Ｐａ３）になる。

【0044】

また、この参考形態においても、前記のように空気と燃料ガスとを混合させてバーナー１０により炉１内で燃焼させた後の燃焼排ガス中における酸素濃度を検出する酸素センサー５１を設け、この酸素センサー５１によって検出された燃焼排ガス中における酸素濃度を空気比制御装置５０に出力するようにしている。

【0045】

そして、この参考形態において、空気供給管２０を通してバーナー１０に送られる空気の圧力Ｐａ２と、燃料供給管３０を通してバーナー１０に送られる燃料ガスの圧力Ｐｇ２とを調整して、バーナー１０に送られる空気比を適切な値に制御するにあたっては、前記の酸素センサー５１により検出された燃焼排ガス中における酸素濃度に基づいて、前記の空気比制御装置５０により前記の圧力調整弁４３を制御して、前記の排気管４４を通して排気させる空気の量を調整して均圧弁３１に送られる圧力Ｐａ３を制御し、燃料供給管３０を通してバーナー１０に送られる燃料ガスの圧力Ｐｇ２を調整するようにしている。なお、前記の圧力Ｐａ１、圧力Ｐａ２、圧力Ｐａ３、圧力Ｐｇ２の関係は、前記の流量制御弁２１による流量の制限を行わない全開の場合を含めると、Ｐａ１≧Ｐａ３（＝Ｐｇ２）≧Ｐａ２の関係になる。

【0046】

三方調整弁４２の作用としては、一定圧で供給されている空気の圧力Ｐａ１の一部を放出する量を調整することによってＰａ３の圧力を変化させることができ、簡単な構造で圧力の調整ができる。

【0047】

ここで、前記の酸素センサー５１により検出される燃焼排ガス中における酸素濃度が低くなるように、バーナー１０に送られる空気と燃料ガスの割合を変更させて空気比を低くする場合には、前記の空気比制御装置５０により前記の圧力調整弁４３を制御して、前記の排気管４４を通して排気させる空気の量を減少させ、前記の導圧管４１を通して前記の均圧弁３１に送られる空気の圧力Ｐａ３を高くし、これにより燃料供給管３０を通してバーナー１０に送られる燃料ガスの圧力Ｐｇ２を高くして、バーナー１０に送られる燃料ガスの割合を多くする。

【0048】

一方、前記の酸素センサー５１により検出される燃焼排ガス中における酸素濃度が高くなるように、バーナー１０に送られる空気と燃料ガスの割合を変更させて空気比を高くする場合には、前記の空気比制御装置５０により前記の圧力調整弁４３を制御して、前記の排気管４４を通して排気させる空気の量を増加させ、前記の導圧管４１を通して前記の均圧弁３１に送られる空気の圧力Ｐａ３を低くし、これにより燃料供給管３０を通してバーナー１０に送られる燃料ガスの圧力Ｐｇ２を低くして、バーナー１０に送られる燃料ガスの割合を少なくする。

【0049】

このため、この参考形態の燃焼設備においても、前記の実施形態１の燃焼設備と同様に、酸素センサー５１によって検出された燃焼排ガス中の酸素濃度に基づいて、前記のようにしてバーナー１０に供給させる空気の量と燃料ガスの量とを適切な量に調整することが簡単に行えるようになる。

【0050】

また、この参考形態の燃焼設備において、図示していないが、前記の実施形態１の燃焼設備と同様に、燃料ガスを効率の良く燃焼させるため、バーナー１０に空気を供給する空気供給管２０における前記の流量制御弁２１の上流側や下流側の位置に熱交換器等の加熱装置２３を設け、この加熱装置２３によりバーナー１０に供給する空気を加熱させるようにすることができる。

【0051】

この場合、加熱装置２３による加熱により空気の体積が増加し、体積あたりの酸素量が少なくなる。そのため、バーナー１０に加熱しない空気を供給した場合に比べると、加熱した空気は同体積においてバーナー１０に供給される酸素の量が少なくなる。すると、燃焼排ガス中の体積あたりの酸素濃度が低下（すなわち空気比が低下）してしまう。

【0052】

しかし、参考形態の燃焼設備においては、前記のように酸素センサー５１によって検出された燃焼排ガス中における酸素濃度に基づいて、バーナー１０に供給させる空気の量と燃料ガスの量を調整する。

【0053】

例えば、上記のように空気比が低下した場合は、三方調整弁４２の調整によって燃料ガスの圧力を下げてバーナー１０に供給する燃料ガスの量を減らし、空気比を高くさせようとすることによって空気比が一定に保たれる。

【0054】

それにより、空気が膨張して体積が増加しても、空気と燃料ガスとが適切な割合になるように空気比を調整して、良好な燃焼状態が簡単に得られるようになる。

【符号の説明】

【0055】

１ ：炉
１０ ：バーナー
２０ ：空気供給管
２１ ：流量制御弁
２３ ：加熱装置
３０ ：燃料供給管
３１ ：均圧弁
４１ ：導圧管
４１ａ ：第１導圧管
４１ｂ ：第２導圧管
４１ｃ ：第３導圧管
４２ ：三方調整弁
４２ａ ：第１ポート
４２ｂ ：第２ポート
４２ｃ ：第３ポート
４３ ：圧力調整弁
４４ ：排気管
５０ ：空気比制御装置
５１ ：酸素センサー

【要約】

【課題】 バーナーにおける燃焼状態を検知し、簡単に燃焼用空気と燃料ガスとが所望の割合になるように調整して、良好な燃焼状態を維持できるようにする。
【解決手段】 空気供給管20を通して供給される空気と、燃料供給管30を通して供給される燃料ガスとを混合させて、バーナー10により燃焼させる燃焼設備において、燃料供給管に均圧弁31を設け、この均圧弁に空気供給管から導圧管41を通して空気を導くと共に、バーナーにより燃焼された後の燃焼排ガス中における酸素濃度を検出する酸素センサー51を設け、酸素センサーによって検出された燃焼排ガス中における酸素濃度に基づいて、空気供給管から導圧管を通して前記の均圧弁に導かれる空気の圧力を制御する空気比制御装置50を設けた。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】