(57)【要約】【課題】燃焼装置において、供給空気の酸素濃度低下時に燃焼状態が悪化することを解消すること。【解決手段】空気供給路７に空気温度測定手段１１、超音波流速計１２、相対湿度測定手段１６を設け、制御手段５は供給空気の酸素濃度あるいは実酸素量を演算し、演算された酸素濃度あるいは実酸素量に基づいた動作制御を行うことで、燃焼装置として良好な燃焼状態を実現できる。【選択図】図１
2006105502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を空気で燃焼させる燃焼部と、前記空気が供給される空気供給路と、前記空気供給路に設けられた供給される空気の温度を測定する空気温度測定手段と、前記空気供給路に設けられた超音波流速計と、前記空気温度測定手段と前記超音波流速計との測定量から諸量の演算を行い、諸動作を制御する制御手段とを備えた燃焼装置。
【請求項２】
制御手段は供給される空気の酸素濃度演算を行い、酸素濃度に基づく諸動作制御を行う請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
制御手段は供給される空気の実酸素量演算を行い、実酸素量に基づく諸動作制御を行う請求項２に記載の燃焼装置。
【請求項４】
空気供給路は供給される空気の相対湿度を測定する相対湿度測定手段を有する構成とし、制御手段は相対湿度を考慮して酸素濃度演算を行い、相対湿度を考慮した酸素濃度に基づく諸動作制御を行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼装置。
【請求項５】
制御手段は、相対湿度を考慮して実酸素量演算を行い、相対湿度を考慮した実酸素量に基づく諸動作制御を行う請求項４に記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気が供給される空気供給流路に空気温度測定手段、超音波流速計、相対湿度測定手段を備え、それらによる諸測定量から供給される空気の酸素濃度あるいは実酸素量を演算し、これらの酸素濃度あるいは実酸素量に基づく動作制御を行う燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず従来の超音波流速計の構成について述べる。
【０００３】
従来、この種の超音波流速計としては流体の流れ方向と平行に送波器と受波器を向かい合わせて２組備え、一方は流れの上流から下流へ、他方は流れの下流から上流に向かって超音波を送り、受波器で検出する。また流体の流れ方向と平行に送波器と受波器を配置することで流れの妨げとなる場合には、送波器と受波器を流路壁に配置し、上流側と下流側に一定の角度を持たせて配置することもある。これらの超音波流速計では計測時間差を測定して流速を求める方式であるが、音速の値すなわち温度の値に影響を受ける。
【０００４】
音速の影響を受けない超音波流速計としては、流れの上流側と下流側に配置された送・受信系において、上流側から下流側への伝播時間と下流側から上流側への伝播時間から流速を求める方式がある（例えば、特許文献１参照）。この方式はシングアラウンド方式などと呼ばれる。
【０００５】
図５は、特許文献１に記載された従来の超音波流速計の計測原理を示すものである。図５において、流路中の流体は右側から左側へ流速Ｕで流れているものとする。流路の上流側には上流側超音波振動子が、流路の下流側には下流側超音波振動子が、距離Ｌ、角度θで配置されている。上流側超音波振動子が送信側に下流側超音波振動子が受信側として振る舞い、上流側から下流側へ超音波が発射され、伝播距離Ｌの伝播時間をｔ１とする。上流側超音波振動子が受信側に下流側超音波振動子が送信側として振る舞い、下流側から上流側へ超音波が発射され、伝播距離Ｌの伝播時間をｔ２とする。音速をＡとすると、ｔ１およびｔ２は下式で表される。
【０００６】
ｔ１＝Ｌ／（Ａ＋Ｕｃｏｓθ）・・・（数１）
ｔ２＝Ｌ／（Ａ−Ｕｃｏｓθ）・・・（数２）
（数１）式と（数２）式より音速Ａを消去すると、流速Ｕは（数３）式のように求まる。
【０００７】
Ｕ＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）（１／ｔ１−１／ｔ２）・・・（数３）
（数３）式で算出される流速Ｕに流路面積を乗じれば流体の流量を表現することができる。また（数１）式と（数２）式より流速Ｕを消去すると、音速Ａは（数４）式のように求まる。
【０００８】
Ａ＝（Ｌ／２）（１／ｔ１＋１／ｔ２）・・・（数４）
次に従来の燃焼装置について述べる。燃焼装置として、たとえば都市ガスなどの燃料ガスを、燃焼用ファンによって供給される空気によって燃焼させ、その燃焼熱で室内を暖房するガス温風器を考える。
【０００９】
図６は従来のガス温風器の基本構成図を示すものである。
【００１０】
図６において従来のガス温風器は、空気を供給する燃焼用ファン１と、前記燃焼用ファン１によって供給される空気が通過する空気供給流路７と、燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置２と、前記燃焼用ファン１で供給された空気と前記燃料ガス供給装置２で供給された燃料ガスとを燃焼させる燃焼バーナー３と、温風を吹き出す温風口４と、諸動作を制御する制御手段５とから構成されている。
【００１１】
以上のように構成された従来のガス温風器における燃焼制御は、燃焼用ファン１によって供給される空気量に対して、燃料ガス供給装置２によって供給する燃料ガス量の関係を制御手段５内に入力しておくことで行われる。制御手段５はこの関係に基づき、燃焼用ファン１の燃焼用ファン回転数を監視することで供給する空気量を把握し、燃料ガス供給装置２内のガスガバナ弁６の弁開度を調整することで燃料ガス供給量を調整する。そして燃焼量制御は、燃焼用ファン１の燃焼用ファン回転数と燃料ガス供給装置２のガスガバナ弁６の弁開度を変化させることによって行う。
【特許文献１】特開平８−１２２１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記従来のガス温風器のような燃焼装置を室内で使用すると、室内の空気の酸素濃度が低下することで燃焼装置が良好な燃焼状態を持続できなくなるという課題を有していた。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、供給される空気の酸素濃度あるいは実酸素量に基づく動作制御を行う燃焼装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の燃焼装置は、空気供給路に空気温度測定手段、超音波流速計、相対湿度測定手段を設け、制御手段に空気温度測定手段、超音波流速計、相対湿度測定手段からの諸測定量から供給される空気の酸素濃度あるいは実酸素量を演算する機能を設けたものである。
これによって、供給される空気の酸素濃度あるいは実酸素量に基づいて燃料ガスの供給量を調整する燃焼制御が可能となり、たとえばガス温風器の場合ならば室内空気の酸素濃度あるいは実酸素量に基づいた良好な燃焼状態を実現させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の燃焼装置は、空気供給路に設けられた空気温度測定手段、超音波流速計、相対湿度測定手段からの諸測定量から、供給される空気の酸素濃度あるいは実酸素量を演算し、その酸素濃度あるいは実酸素量に基づいた動作制御を行うことで良好な燃焼状態を実現させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１の発明は、燃料を空気で燃焼させる燃焼部と、前記空気が供給される空気供給路と、前記空気供給路に設けられた供給される空気の温度を測定する空気温度測定手段と、前記空気供給路に設けられた超音波流速計と、前記空気温度測定手段と前記超音波流速計との測定量から諸量の演算を行い、諸動作を制御する制御手段とを備えたことにより、制御手段は演算された諸量に基づいた燃焼装置の動作制御を行うことができ、良好な燃焼状態を実現させることができる。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段において空気温度測定手段と超音波流速計の測定量から空気供給路を流れる空気の酸素濃度演算を行い、制御手段はこの酸素濃度に基づいた動作制御を行うことができ、、良好な燃焼状態を実現させることができる。
【００１８】
第３の発明は、特に、第２の発明の制御手段において空気温度測定手段と超音波流速計の測定量から空気供給路を流れる空気の実酸素量演算を行い、制御手段はこの実酸素量に基づいた動作制御を行うことができ、、良好な燃焼状態を実現させることができる。
【００１９】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の空気供給路に供給される空気の相対湿度を測定する相対湿度測定手段を設け、制御手段において空気温度測定手段、超音波流速計、相対湿度測定手段からの測定量から相対湿度を考慮した酸素濃度演算を行い、制御手段はこの相対湿度を考慮した酸素濃度に基づいた動作制御を行うことができ、、良好な燃焼状態を実現させることができる。
【００２０】
第５の発明は、特に、第４の発明の制御手段において空気温度測定手段、超音波流速計、相対湿度測定手段からの測定量から相対湿度を考慮した実酸素量演算を行い、制御手段はこの相対湿度を考慮した実酸素量に基づいた動作制御を行うことができ、良好な燃焼状態を実現させることができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
本実施の形態１においては、第１および第２の発明に関して説明する。
【００２３】
図１は、第１および第２の発明の実施の形態における燃焼装置の構成図を示すものである。なお図１では、燃焼装置として特にガス温風器を例として適用する。
【００２４】
図１において、図６に示した従来のガス温風器の構成図と異なるところは、空気供給路７に供給される空気の温度を測定するための空気温度測定手段１１と超音波流速計１２を設け、制御手段５に空気温度測定手段１１と超音波流速計１２からの測定量から諸量の演算を行う諸演算機能１４を備えたところである。ここで空気温度測定手段１１としてはたとえばサーミスタの構成が考えられる。
【００２５】
以上のように構成されたガス温風器について、以下その動作、作用を説明する。
【００２６】
まず、空気温度測定手段１１と超音波流速計１２からの測定量から酸素濃度を求める方法について述べる。
【００２７】
音速Ａは（数５）式で求めることができる。
【００２８】
Ａ＝（κａｉｒＲａｉｒＴ）０．５  ・・・（数５）
ただし（数５）式において、
κａｉｒ  ：  空気の比熱比（＝１．４０）
Ｒａｉｒ  ：  空気の気体定数（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））
Ｔ  ：  温度（Ｋ）
である。（数４）式と（数５）式より音速Ａを消去すると、
（１．４０ＲａｉｒＴ）０．５＝（Ｌ／２）（１／ｔ１＋１／ｔ２）  ・・・（数６）
（数６）式をＲａｉｒについて解くと、
Ｒａｉｒ＝｛（Ｌ／２）（１／ｔ１＋１／ｔ２）｝２／（１．４０Ｔ）  ・・・（数７）
空気成分が近似的に窒素Ｎ２と酸素Ｏ２の混合気体であると仮定し、酸素Ｏ２の体積割合をα、窒素Ｎ２の分子量を２８、酸素Ｏ２の分子量を３２とすると、は（数８）式のように表せる。
【００２９】
Ｒａｉｒ＝｛２８（１−α）ＲＮ２＋３２αＲＯ２｝／｛２８（１−α）＋３２α｝
・・・（数８）
ただし（数８）式において、ＲＮ２は窒素Ｎ２の気体定数、ＲＯ２は酸素Ｏ２の気体定数であり、それぞれ（数９）式と（数１０）式のように求められる。
【００３０】
ＲＮ２＝Ｒ／ＭＮ２＝８．３１４３／０．０２８＝２９６．９  Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）
・・・（数９）
ＲＯ２＝Ｒ／ＭＯ２＝８．３１４３／０．０３２＝２５９．８  Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）
・・・（数１０）
ただし（数９）式および（数１０）式において、
Ｒ：一般気体定数（＝８．３１４３  Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ））
ＭＮ２：１モルあたりの窒素Ｎ２の質量（＝０．０２８ｋｇ／ｍｏｌ）
ＭＯ２：１モルあたりの酸素Ｏ２の質量（＝０．０３２ｋｇ／ｍｏｌ）
である。（数９）式および（数１０）式からＲＮ２の値とＲＯ２の値を（数８）式に適用すると（数８）式は（数１１）式のようになる。
【００３１】
Ｒａｉｒ＝｛２８（１−α）×２９６．９＋３２α×２５９．８｝
／｛２８（１−α）＋３２α｝
・・・（数１１）
ここでたとえば、１ｍ３の空気に酸素Ｏ２が０．２１ｍ３含まれているとすると、（数１１）式にα＝０．２１を代入してＲａｉｒは（数１２）式のように求めることができる。
【００３２】
Ｒａｉｒ＝｛２８（１−０．２１）×２９６．９＋３２×０．２１×２５９．８｝
／｛２８（１−０．２１）＋３２×０．２１｝
＝２８８．３Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）
・・・（数１２）
（数８）式をαについて解き、（数７）式のＲａｉｒの値、ＲＮ２の値、ＲＯ２の値を代入すると、酸素Ｏ２の体積割合αは（数１３）式のように求めることができる。
【００３３】
α＝７（ＲＮ２−Ｒａｉｒ）／（Ｒａｉｒ＋７ＲＮ２−８ＲＯ２）
＝７［２９６．９−｛（Ｌ／２）（１／ｔ１＋１／ｔ２）｝２／（１．４０Ｔ）］
／［｛（Ｌ／２）（１／ｔ１＋１／ｔ２）｝２／（１．４０Ｔ）
＋７×２９６．９−８×２５９．８］
・・・（数１３）
次に（数１３）式に基づいて酸素Ｏ２の体積割合αを求める方法について図１を用いながら説明する。
【００３４】
図１において諸演算機能１４には、空気温度測定手段１１から供給空気温度Ｔ（Ｋ）と、超音波流速計１２からは伝播距離Ｌの伝播時間であるｔ１およびｔ２とが取り込まれる。なお伝播距離Ｌは機器設計時に与える値である。諸演算機能１４はこれらの値を用いて、（数１３）式に基づき酸素Ｏ２の体積割合αを演算することができる。
【００３５】
次に諸演算機能１４において演算された酸素Ｏ２の体積割合αに基づいて、諸動作制御機能８が行う動作制御例について述べる。
【００３６】
まず酸素Ｏ２の体積割合αが低下した際に、ガス温風器の使用者に酸素濃度低下状態を報知し、室内の換気を促すなどの動作制御が考えられる。諸動作制御機能８はガス温風器の使用開始から諸演算機能１４で演算される供給空気中の酸素Ｏ２の体積割合αを監視しておき、酸素Ｏ２の体積割合αが所定の値（たとえばα＝０．１５）となると室内の酸素濃度低下状態を検知し、酸素濃度低下状態報知手段１５から使用者に室内の酸素濃度低下状態を報知する動作制御を行う。酸素濃度低下状態報知手段１５としては、たとえばブザーを想定して酸素濃度低下状態検知時に警告音を発生させたり、スピーカを想定して「室内の換気が必要です。」等の音声を発生させたりすることが考えられる。
【００３７】
また諸演算機能１４で演算される酸素Ｏ２の体積割合αに対応させて燃料ガス供給量を調整する燃焼制御を行うことができる。図２は、燃焼用ファン回転数に対するガスガバナ弁６の弁開度の関係を、各αに対して示したものである。ガスガバナ弁６の弁開度は燃料ガス供給量に対応する。図２に示すように機器設計時には、各αに対して機器燃焼性が最適となるように、燃焼用ファン回転数に対する燃料ガス供給量が最適となるようにガスガバナ弁６の弁開度を決定しておき、諸動作制御機能８内に図２のような関係を入力しておく。そしてたとえば、酸素Ｏ２の体積割合αが所定の値（たとえばα＝０．１５）を燃焼可能限界値とし、本値を下回ると安全性のため機器の燃焼動作を停止させるような動作制御を行うことができる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態においては空気供給路７に空気温度測定手段１１と超音波流速計１２を設け、空気温度測定手段１１から供給空気温度Ｔ（Ｋ）と、超音波流速計１２からは伝播距離Ｌの伝播時間であるｔ１およびｔ２を用いて、制御手段５内の諸演算機能１４で酸素Ｏ２の体積割合αを演算し、制御手段５内の諸動作制御機能８はαに基づく動作制御を行うことができる。これによって室内の空気の酸素濃度低下時にその状態を報知して危険を回避したり、供給空気の酸素濃度に基づく燃焼制御を行うことで良好な燃焼状態を実現したりすることができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図１は、第３の発明の実施の形態における燃焼装置の構成図を示すものである。なお図１では、燃焼装置として特にガス温風器を例として適用する。
【００４０】
本実施の形態においては、第３の発明に関して実酸素量に基づく燃焼制御を行う場合について述べる。
【００４１】
（数１３）式で求められる酸素Ｏ２の体積割合αに実供給空気量を乗じることで実酸素量を求めることができる。実供給空気量は、（数３）式で求められる超音波流速計１２の供給空気流速Ｕに流路面積を乗じることで演算される。流路面積をＳ（ｍ２）とすると、実供給空気量Ｖａｉｒ（ｍ３）は（数１４）式のように演算される。
【００４２】
Ｖａｉｒ＝Ｓ（Ｌ／２ｃｏｓθ）（１／ｔ１−１／ｔ２）  ・・・（数１４）
さらに（数１４）式に（数１３）式のαを乗じ、実酸素量ＶＯ２（ｍ３）は（数１５）式のように演算される。
【００４３】
ＶＯ２＝αＳ（Ｌ／２ｃｏｓθ）（１／ｔ１−１／ｔ２）  ・・・（数１５）
（数１５）式の演算を図１における諸演算機能１４で行い、諸動作制御機能８は実酸素量ＶＯ２に基づく燃焼制御を行う。図３は、実酸素量ＶＯ２に対するガスガバナ弁６の弁開度の関係を示すものである。ガスガバナ弁６の弁開度は燃料ガス供給量に対応する。機器設計時には実酸素量ＶＯ２に対して機器燃焼性が最適となる燃料ガス供給量を実現できるようにガスガバナ弁６の弁開度を決定しておき、諸動作制御機能８内に図３のような関係を入力しておく。
【００４４】
以上のように、本実施の形態においては、空気供給路７に空気温度測定手段１１と超音波流速計１２を設け、諸演算機能１４は、空気温度測定手段１１から供給空気温度Ｔ（Ｋ）と、超音波流速計１２からは伝播距離Ｌの伝播時間であるｔ１およびｔ２を用いて酸素Ｏ２の体積割合αを、超音波流速計１２からは伝播距離Ｌの伝播時間であるｔ１およびｔ２を用いて実供給空気量Ｖａｉｒを求め、αとＶａｉｒから（数１５）式によって実酸素量ＶＯ２を演算する。そして諸動作制御機能８は実酸素量ＶＯ２に基づく燃焼制御を行う。これによって実酸素量ＶＯ２に基づく燃焼制御が可能となるので良好な燃焼状態を実現することができる。
【００４５】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、第４および第５の発明に関して、相対湿度を考慮してより精度良く酸素Ｏ２の体積割合αを演算する方法について述べる。
【００４６】
図４は、第４および第５の発明の実施の形態における燃焼装置の構成図を示すものである。なお図４においても図１の場合と同様に、燃焼装置として特にガス温風器を例として適用する。
【００４７】
図４において、図１に示したガス温風器と異なるところは、空気供給路７に供給空気の相対湿度を測定する相対湿度測定手段１６を設け、諸演算機能１４に相対湿度測定手段１６から測定される相対湿度を考慮して酸素Ｏ２の体積割合αを演算する機能を備えたところである。相対湿度測定手段１６としてはたとえば毛髪湿度計を適用することが考えられる。この毛髪湿度計は人間の毛髪が相対湿度によって、吸湿、脱湿し、それによって伸縮する性質を利用したものである。毛髪の伸縮による指示の変化によって抵抗値が変化するような構成を適用すれば、相対湿度を電圧信号として諸演算機能１４に取り込むことができる。なお相対湿度測定手段１６は空気供給路７の空気の流れの影響を受けないように取り付けておく。
【００４８】
以上のように構成されたガス温風器について、以下その動作、作用を説明する。
【００４９】
まず、相対湿度を考慮して酸素Ｏ２の体積割合αを演算する方法について述べる。
【００５０】
実際の自然界の大気は完全に乾燥していることはなく常にいくらかの水蒸気を含む湿り空気として存在している。また湿り空気を扱う場合、圧力はほぼ大気圧であり、温度は常温（２０℃）を中心に数十度以内であることが多いので、この範囲では湿り空気は乾き空気と水蒸気がそれぞれ理想気体としての混合気体として存在しているとして扱うことができる。
【００５１】
本実施の形態における相対湿度を考慮して酸素Ｏ２の体積割合αを演算する際には、乾き空気は実施の形態１で述べたように、近似的に窒素Ｎ２と酸素Ｏ２の混合気体であると仮定する。また大気圧は気象によって変化するが、標準圧力０．１ＭＰａと仮定する。供給空気が乾き空気と水蒸気の混合気体とした場合、供給空気の気体定数Ｒは（数１６）式で表せる。
【００５２】
Ｒ＝（ｍａｉｒＲａｉｒ＋ｍｗＲｗ）／（ｍａｉｒ＋ｍｗ）・・・（数１６）
ただし（数１６）式において、
ｍａｉｒ：乾き空気の質量（ｋｇ）
ｍｗ：水蒸気の質量（ｋｇ）
Ｒａｉｒ：乾き空気の気体定数（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））
であり、湿り空気の気体定数は、（数１７）式のように求められる。
【００５３】
Ｒｗ＝Ｒ／Ｍｗ＝８．３１４３／０．０１８＝４６１．９  Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）
・・・（数１７）
ただし（数１７）式において、
Ｒ：一般気体定数（＝８．３１４３  Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ））
Ｍｗ：１モルあたりの水蒸気の質量（＝０．０１８ｋｇ／ｍｏｌ）
である。次に（数１６）式を（数１８）式のように変形する。
【００５４】
Ｒ＝｛１／（１＋ｘ）｝Ｒａｉｒ＋｛ｘ／（１＋ｘ）｝Ｒｗ・・・（数１８）
ただし（数１８）式においてｘは絶対湿度であり、（数１９）式のように定義される。
【００５５】
ｘ＝ｍｗ／ｍａｉｒ・・・（数１９）
（数１９）はさらに相対湿度検出手段１６によって検出される相対湿度φを用いて（数２０）式のように表せる。
【００５６】
ｘ＝ｍｗ／ｍａｉｒ
＝０．６２２Ｐｗ／Ｐａｉｒ
＝０．６２２φＰｓ／（０．１−φＰｓ）・・・（数２０）
ただし（数２０）式において、
Ｐｗ：水蒸気の分圧（ＭＰａ）  Ｐｗ＝φＰｓ
Ｐａｉｒ：乾き空気の分圧（ＭＰａ）  Ｐａｉｒ＝０．１−φＰｓ
Ｐｓ：温度Ｔ（Ｋ）における飽和圧力（ＭＰａ）
である。Ｐｓは蒸気表の値を諸演算機能１４に入力しておけば、空気温度測定手段１１によって測定される供給空気温度Ｔ（Ｋ）から求めることができる。
【００５７】
（数１８）式において、（数７）式のＲａｉｒをＲに置き換えて代入し、Ｒａｉｒに（数１１）式を代入し、Ｒｗ＝４６１．９  Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）を代入すると（数２１）式のようになる。
【００５８】
｛（Ｌ／２）（１／ｔ１＋１／ｔ２）｝２／（１．４０Ｔ）
＝｛１／（１＋ｘ）｝｛２８（１−α）×２９６．９＋３２α×２５９．８｝
／｛２８（１−α）＋３２α｝
＋｛ｘ／（１＋ｘ）｝×４６１．９
・・・（数２１）
（数２１）式において絶対湿度ｘに（数２０）式を代入し、αについて解くと相対湿度φを考慮した酸素Ｏ２の体積割合αを演算することができる。（数２１）式から得られる相対湿度φを考慮した酸素Ｏ２の体積割合αは、（数１３）式で得られる酸素Ｏ２の体積割合αよりも相対湿度φを考慮した分精度が向上している。ここで（数２１）式から得られる相対湿度φを考慮した酸素Ｏ２の体積割合αと、（数１３）式で得られる酸素Ｏ２の体積割合αとを区別するため、前者の（数２１）式から得られる相対湿度φを考慮した酸素Ｏ２の体積割合αを太字でαと以下記載する。
【００５９】
次にαを求める方法について図４を用いながら説明する。
【００６０】
図４において諸演算機能１４には、空気温度測定手段１１から供給空気温度Ｔ（Ｋ）と、超音波流速計１２からは伝播距離Ｌの伝播時間であるｔ１およびｔ２と、相対湿度測定手段１６からは相対湿度φとが取り込まれる。諸演算機能１４中には蒸気表に基づいた供給空気温度Ｔ（Ｋ）時の飽和圧力の値Ｐｓ（Ｔ）が入力されており、空気温度測定手段１１で測定される供給空気温度Ｔ（Ｋ）に基づきＰｓ（Ｔ）を算出できる。これらの値を用いて（数２１）式からαの値が算出できる。
【００６１】
次に諸演算機能１４において演算されたαに基づいて、諸動作制御機能８が行う動作制御例について述べる。
【００６２】
実施の形態１および実施の形態２で述べた諸動作制御機能８が行う動作制御は、αをαで置き換えればそのまま適用することができる。すなわち図４における諸動作制御機能８はαに基づいて、室内の酸素濃度低下状態の報知や、αに基づいた燃焼制御や、αから演算される実酸素量に基づく燃焼制御を行う。
【００６３】
以上のように、本実施の形態においては相対湿度測定手段１６を設けることで相対湿度φを考慮した酸素Ｏ２の体積割合αを求めることができ、αに基づいた動作制御は実施の形態１および実施の形態２で述べた動作制御よりも精度良くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明にかかる燃焼装置は、供給空気の酸素濃度あるいは実酸素量に基づいた燃焼制御を含む動作制御を行うことが可能となるので、ガスコンロや小型湯沸かし器などの室内で用いる燃焼装置の安全性および燃焼状態の良好性実現に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガス温風器の構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるガス温風器の燃焼用ファン回転数に対するガスガバナ弁の弁開度の関係の説明図
【図３】本発明の実施の形態２におけるガス温風器の実酸素量に対するガスガバナ弁の弁開度の関係の説明図
【図４】本発明の実施の形態３におけるガス温風器の構成図
【図５】超音波流速計の計測原理の説明図
【図６】従来のガス温風器の基本構成図
【符号の説明】
【００６６】
３  燃焼バーナー（燃焼部）
５  制御手段
７  空気供給路
１１  空気温度測定手段
１２  超音波流速計
１６  相対湿度測定手段
【図１】
2006105502.tif 000003
【図２】
2006105502.tif 000004
【図３】
2006105502.tif 000005
【図４】
2006105502.tif 000006
【図５】
2006105502.tif 000007
【図６】
2006105502.tif 000008