(57)【要約】【課題】均圧弁方式のガス燃焼装置において、既に取り付けられている配管及び機器類への変更を最小限にとどめながら導入可能であり、低い設備コストで動的に空気比を調整可能とする空気比調整システムを提供する。【解決手段】分岐路９の途中に設けられ、燃焼機器４における燃料ガスの燃焼状態を示す情報に基づいて均圧手段Ｘに与える空気圧を調整する圧力調整機構１０を備える。【選択図】図１
2016023820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを燃焼機器に導入するためのガス導入路と、
空気を前記燃焼機器に導入するための空気導入路と、
前記空気導入路の途中で分岐する分岐路と、
前記ガス導入路の途中に設けられ、前記分岐路から与えられる空気圧と前記燃焼機器に導入される前記ガス導入路の燃料ガス圧力とを所定の関係に調整する均圧手段と、を備える空気比調整システムであって、
前記分岐路の途中に設けられ、前記燃焼機器における前記燃料ガスの燃焼状態を示す情報に基づいて前記均圧手段に与える空気圧を調整する圧力調整機構を備える空気比調整システム。
【請求項２】
前記圧力調整機構は、
前記分岐路から空気を導入するための導入部と、当該導入部から導入された空気を導出するための導出部とを有する筐体と、
当該筐体の内部で空気を流動させる空気流動手段と、
前記燃料ガスの燃焼状態を示す情報に基づいて前記空気流動手段の動作を制御する制御手段と、を備える請求項１に記載の空気比調整システム。
【請求項３】
前記空気流動手段は、前記導出部が回転軸の軸心方向に沿って位置する軸流ファンを備え、
前記制御手段は、当該軸流ファンから前記導出部に向かって流動する空気量を調整することで、前記導出部から前記分岐路へ導出する空気の空気圧を調整する請求項２に記載の空気比調整システム。
【請求項４】
前記空気流動手段は、前記導出部が回転軸の遠心方向に位置する遠心ファンを備え、
前記制御手段は、当該遠心ファンから前記導出部に向かって流動する空気量を調整することで、前記導出部から前記分岐路へ導出する空気の空気圧を調整する請求項２に記載の空気比調整システム。
【請求項５】
前記燃料ガスの燃焼状態を示す情報として、前記燃焼機器の排ガス中の酸素濃度及び二酸化炭素濃度のうち少なくとも一方を取得する排ガス成分濃度取得手段を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気比調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスを燃焼機器に導入するためのガス導入路と、空気を前記燃焼機器に導入するための空気導入路と、前記空気導入路の途中で分岐する分岐路と、前記ガス導入路の途中に設けられ、前記分岐路から与えられる空気圧と前記燃焼機器に導入される前記ガス導入路の燃料ガス圧力とを所定の関係に調整する均圧手段と、を備える空気比調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
バーナに空気及び燃料ガスを供給して燃焼を行うガス燃焼装置においては、空気比を一定とするための制御方式として、均圧弁方式が良く用いられている。この均圧弁方式の一例を図５に示す。この均圧弁方式では、バーナ４に空気を流量調整して導入するための空気導入路５と、バーナに燃料ガスを導入するためのガス導入路６とを設け、当該ガス導入路６に均圧弁７を設ける。この均圧弁７に、空気導入路５に設けられるオリフィス３より上流側から空気圧を導いて、この空気圧に対応してガス導入路６からのガス圧を調整することで、空気圧とガス圧との関係が一定となり、空気比が一定に調整される。
【０００３】
ここで、大気圧下では、空気導入路５を流れる空気流量及びガス導入路６を流れるガス流量は、圧力の平方根に比例する。空気圧をＰａ、ガス圧をＰｇとすれば、空気流量Ｑａ＝Ａ√Ｐａ、ガス流量Ｑｇ＝Ｇ√Ｐｇ（ただし、Ａ及びＧは配管系により決まる定数）となる。均圧弁７においては、空気圧Ｐａとガス圧Ｐｇが一定に保たれるため、Ｑａ／Ｑｇ＝Ａ／Ｇとなり、空気比を一定に保つことができる。図５に示す均圧弁式の構成においては、空気比を調整する場合には、空気及びガスの流量係数を変更する必要がある。具体的には、空気導入路５に設けられたオリフィス３やガス導入路６に設けられたニードル弁８の開度をあらかじめ調整することで、空気及びガスの流量係数を変更し、空気比を調整する。
【０００４】
特許文献１の図１などには均圧弁方式の別の構成が示されており、この構成では、空気導入路にマイコン制御される流量調整弁が備えられるとともに、空気導入路から均圧弁に導入される空気圧を低下させる空気比制御機構を備えることで、空気導入路の空気圧と均圧弁に導入される空気圧との間で差を生じさせ、空気比を調整可能としたシステムが開示されている。
【０００５】
また、別の空気比の制御方式としては、特許文献１の図５（ｂ）に図示されるようなリンケージ方式が知られている。リンケージ方式では、例えば、ガス導入路に流量調整手段として流量調整弁と、空気導入路に流量調整弁としてバタフライ弁とを備え、メカ的または電気的なリンク機構により２つの流量調整手段の開度を同期させて、バーナの燃焼量が変化した場合でも空気比を一定に維持する。この場合に維持される空気比の値は、あらかじめリンク機構を調整することで決定される。
【０００６】
また、さらに別の空気比の制御方式としては、マイコン制御方式がある。マイコン制御方式では、ガス導入路と空気導入路とにそれぞれマイコン制御される流量調整弁が備えられるとともに、さらにガス導入路と空気導入路とにそれぞれ流量計や圧力計などの計測機器が備えられ、それら計測機器の計測値に基づいて流量調整弁が独立にマイコン制御されることで、任意の空気比に維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２３０２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図５に示すような均圧弁方式は構造が比較的単純で安価に設置可能なため広く普及している一方で、オリフィスやニードル弁などを用いてあらかじめ維持する空気比を設定しておく必要がある。このため、バーナ４にガスが供給されている状態で、外的要因などにより動的に空気比を調整する必要が生じた場合でも、動的に均圧弁７により維持される空気比を変化させることは難しい。
【０００９】
特許文献１に開示の均圧弁方式では、空気比制御機構により動的に空気比を変化させられるものの、構造上、均圧弁に導入される空気圧を下げる方向にしか調整ができない。また、空気導入路にマイコン制御される流量調整弁が設けられている必要があり、設備コストは必ずしも安価とはいえない。
【００１０】
また、リンケージ方式は、均圧弁方式と同様に、あらかじめ維持する空気比を設定しておく必要があり、外的要因などにより動的に空気比を調整する必要が生じた場合に、動的に維持される空気比を変化させることは難しい。
【００１１】
また、マイコン制御方式では、動的に空気比を調整できるものの、マイコン制御される流量調整弁は極めて高価であり、各種制御方式の中では最も設備コストがかかる。
【００１２】
以上のように各方式には一長一短があり、より低い設備コストで、動的に空気比を調整できる空気比調整システムの実現が望まれる。特に、図５に示すようなメカニカルに空気比があらかじめ設定される均圧弁方式のガス燃焼装置に対して、既に取り付けられている配管及び機器類への変更を最小限にとどめながら導入可能であり、低い設備コストで動的に空気比を調整可能とする空気比調整システムの登場が望まれる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、均圧弁方式のガス燃焼装置において、既に取り付けられている配管及び機器類への変更を最小限にとどめながら導入可能であり、低い設備コストで動的に空気比を調整可能とする空気比調整システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る空気比調整システムの特徴構成は、燃料ガスを燃焼機器に導入するためのガス導入路と、
空気を前記燃焼機器に導入するための空気導入路と、
前記空気導入路の途中で分岐する分岐路と、
前記ガス導入路の途中に設けられ、前記分岐路から与えられる空気圧と前記燃焼機器に導入される前記ガス導入路の燃料ガス圧力とを所定の関係に調整する均圧手段と、を備える空気比調整システムであって、
前記分岐路の途中に設けられ、前記燃焼機器における前記燃料ガスの燃焼状態を示す情報に基づいて前記均圧手段に与える空気圧を調整する圧力調整機構を備える点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、分岐路を介して空気導入路の空気圧がガス導入路に設けられた均圧手段に与えられる空気比調整システムにおいて、空気導入路の空気圧が一定であったとしても、分岐路の途中に設けられた圧力調整機構が、前記燃料ガスの燃焼状態を示す情報に基づいて、均圧手段に与えられる空気圧を調整することができる。よって、空気導入路における空気圧と、均圧手段よりも下流側のガス導入路における燃料ガス圧との関係を調整して、空気比を調整することができる。このため、例えば、均圧手段を備えた空気比調整システムが既にある場合には、分岐路の途中に圧力調整機構を介挿するとともに、燃焼ガスの燃焼状態を示す情報を取得可能とするような改造を行うだけで良く、既存の配管及び機器類への変更を抑えることができる。すなわち、均圧弁方式のガス燃焼装置において、低い設備コストで動的に空気比を調整可能とする空気比調整システムを提供できる。
【００１６】
さらなる特徴構成は、前記圧力調整機構は、
前記分岐路から空気を導入するための導入部と、当該導入部から導入された空気を導出するための導出部とを有する筐体と、
当該筐体の内部で空気を流動させる空気流動手段と、
前記燃料ガスの燃焼状態を示す情報に基づいて前記空気流動手段の動作を制御する制御手段と、を備える点にある。
【００１７】
本発明者は、分岐路において均圧手段に導入される空気を流動させることで、均圧手段にかかる空気圧を変動させ、空気比を調整できるという新規な着想を得た。上記特徴構成はこの着想に基づくものである。上記特徴構成によれば、空気を導入及び導出できる筐体内に、空気流動手段を備えるという簡素な構成で、本発明に係る圧力調整機構を実現できる。加えて、仮に空気流動手段が故障した場合でも、筐体内で空気流動手段による空気の流動が行われないだけであり、筐体内への空気の導入及び筐体内から筐体外への空気の導出はできるため、空気導入路と均圧手段とを連通状態に保ち、均圧手段を正常に動作させ続けることができる。すなわち、均圧弁方式のガス燃焼装置において、低い設備コストで動的に空気比を調整可能で、かつフェールセーフに構成され安全性に優れた空気比調整システムを提供できる。
【００１８】
また、別の特徴構成は、前記空気流動手段は、前記導出部が回転軸の軸心方向に沿って位置する軸流ファンを備え、
前記制御手段は、当該軸流ファンから前記導出部に向かって流動する空気量を調整することで、前記導出部から前記分岐路へ導出する空気の空気圧を調整する点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、軸流ファンの回転速度を変動させることに加え、回転方向を変更させることでも、軸流ファンにより発生する静圧を変化させることができる。すなわち、均圧手段にかかる空気圧を無回転時を基準として上下に変動させて、空気比を上下に変動させることができる。すなわち、均圧弁方式のガス燃焼装置において、低い設備コストで動的に空気比を広範囲に調整可能な空気比調整システムを提供できる。
【００２０】
さらに、別の特徴構成は、前記空気流動手段は、前記導出部が回転軸の遠心方向に位置する遠心ファンを備え、
前記制御手段は、当該遠心ファンから前記導出部に向かって流動する空気量を調整することで、前記導出部から前記分岐路へ導出する空気の空気圧を調整する点にある。
【００２１】
一般に、遠心ファンは軸流ファンに比べ静圧を高くできるという特性を有する。このため、上記特徴構成によれば、圧力調整機構のサイズを抑えながら、空気導入路の空気圧と、均圧手段にかかる空気圧との圧力差を大きくとることが可能となる。よって、空気比を大きく変動させたい場合に好適に用いることができる。すなわち、均圧弁方式のガス燃焼装置において、低い設備コストで動的に空気比を大きく調整可能な空気比調整システムを提供できる。
【００２２】
また、別の特徴構成は、前記燃料ガスの燃焼状態を示す情報として、前記燃焼機器の排ガス中の酸素濃度及び二酸化炭素濃度のうち少なくとも一方を取得する排ガス成分濃度取得手段を備える点にある。
【００２３】
上記特徴構成によれば、排ガス中の酸素濃度または二酸化炭素に基づいて圧力調整機構により空気圧を調整させるため、実際の燃焼機器での燃焼状態が安定する方向に好適に空気比を調整することができる。この場合の制御としては、例えば、フィードバック制御を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係るガス燃焼装置の構成図
【図２】第１実施形態に係る圧力調整機構の構成図
【図３】第２実施形態に係る圧力調整機構の構成図
【図４】第３実施形態に係るガス燃焼装置の構成図
【図５】従来の均圧弁方式のガス燃焼装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、本発明に係る空気比調整システムを備えたガス燃焼装置を、図を用いて説明する。
〔第１実施形態〕
１．概略構成
図１に示すように、本実施形態に係るガス燃焼装置１は、ブロアー２で押し出された正圧状態の空気を流量調整機構３によって流量調整して、燃焼機器としてのバーナ４に導入する空気導入路５と、バーナ４に燃料ガスを導入するガス導入路６とを備える。また、ガス導入路６には、均圧弁７の下流側に流量調整機構８が設けられる。ここで、本実施形態においては流量調整機構３として、あらかじめ開度を設定可能に構成されたオリフィスを用いる。なお、流量調整機構３としては、ボール弁やバタフライ弁などを用いても構わない。また、流量調整機構８として、あらかじめ開度を設定可能なニードル弁を用いる。
【００２６】
バーナ４では空気導入路５から導入される空気と、ガス導入路６を介して導入される燃料ガスとは混合されて、先混合形態で燃焼される。本実施形態においては、流量調整機構３及び８の開度をあらかじめ設定することで、後述する圧力調整機構１０が、均圧弁７に与えられる空気圧を調整していない状態での、バーナ４で燃焼する混合気の空気比を設定する。なお、本実施形態において空気比調整システムは、バーナ４、空気導入路５、ガス導入路６、均圧路９、均圧手段Ｘ、及び圧力変更機構１０により構成される。
【００２７】
ガス燃焼装置１は、いわゆる均圧弁方式を踏襲する。ガス導入路６には、均圧手段Ｘとして均圧弁７が設けられており、当該均圧弁７は、空気導入路５における流量調整機構３の上流において分岐する分岐路９から与えられる空気圧と、バーナ４に導入されるガス導入路６の燃料ガスの圧力（すなわち、均圧弁７よりも下流側かつ流量調整機構８よりも上流側のガス導入路６での燃料ガスの圧力）とを所定の関係に調整する。具体的には、例えば、均圧弁７は、空気導入路５における空気圧と、ガス導入路６における燃料ガスの圧力とを同じ圧力に調整する。均圧弁７により、ガス導入路６における燃料ガスと空気導入路５の空気とは空気比が調整され、燃料ガスと空気との混合気がバーナ４で燃焼される。
【００２８】
図５に示すような従来型の均圧弁方式では、空気導入路５から分岐路９に導入される空気の空気圧がそのまま均圧弁７のパイロット圧とされる。本実施形態においては、図１に示すように、分岐路９に導入される空気の空気圧が、分岐路９の途中に設けられた圧力調整機構１０によって必要に応じて調整されて、均圧弁７のパイロット圧とされる。ここで、圧力調整機構１０は、バーナ４における燃料ガスの燃焼状態を示す情報に基づいて均圧弁７のパイロット圧を調整する。
【００２９】
本実施形態では、バーナ４における燃料ガスの燃焼状態を示す情報として、バーナ４の排ガス中の酸素濃度及び二酸化炭素濃度のうち少なくとも一方を用いる。すなわち、ガス燃焼装置１は、排ガス中の酸素濃度及び二酸化炭素濃度のうち少なくとも一方を取得する排ガス成分濃度取得手段１６を備える。また、圧力調整機構１０の動作を制御する制御手段１７は排ガス成分濃度取得手段１６と電気的に接続され、排ガス成分濃度取得手段１６により取得された酸素濃度及び二酸化炭素濃度のうち少なくとも一方を取得可能に構成される。
【００３０】
より具体的には、バーナ４の排ガスを排出するための排ガス路（不図示）に、排ガス成分濃度取得手段１６として、排ガス中の酸素濃度を計測するための酸素濃度計を備える。酸素濃度計としては、例えば、ジルコニアセンサを用いると良い。
【００３１】
２−１．圧力調整機構の機械構成
図２に圧力調整機構１０の構成を示す。圧力調整機構１０は、略直方体の筐体１１と、筐体１１内部で空気を流動させる空気流動手段Ｙとを備える。筐体１１には、空気導入路５から分岐路９を介して空気を導入するための導入部１２と、当該導入部１２から導入された空気を均圧弁７へと導出するための導出部１３を有する。導入部１２及び導出部１３は、略直方体の筐体１１に対して突出するように設けられた中空の円筒状の部材で構成され、分岐路９の途中に介装される。
【００３２】
本実施形態においては、圧力調整機構１０は、空気流動手段Ｙとして複数の羽根を備えた軸流ファン１５ａ及び軸流ファン１５ａを回転させるモーター１４を備え、当該軸流ファン１５ａは軸流ファン１５ａを回転させるためのモーター１４を介して、筐体１１内に固定される。モーター１４は、制御手段１７と接続され、燃料ガスの燃焼状態を示す情報に基づいて回転速度及び回転方向が制御される。導入部１２及び導出部１３は、軸流ファン１５ａを挟んで、軸流ファン１５ａの軸方向の両側でかつ、軸流ファン１５ａの回転軸の軸心方向に沿って位置する。
【００３３】
制御手段１７は、軸流ファン１５ａから導出部１３に向かって流動する空気量を調整することで、導出部１３から分岐路９へ導出する空気の空気圧を調整する。
【００３４】
すなわち、空気を導入及び導出できる筐体１１内に、空気流動手段Ｙを備えるという簡素な構成で、圧力調整機構１０を実現できる。加えて、仮に空気流動手段Ｙを構成する軸流ファン１５ａまたはモーター１４が故障した場合でも、空気流動手段Ｙによる空気の流動が行われないだけであり、軸流ファン１５ａの羽根の間隙を通って、空気は通流可能である。このため、空気導入路５から分岐路９を介した筐体１１内への空気の導入及び、筐体１１内から分岐路９を介した均圧弁７への空気の導出はできるため、空気導入路５と均圧弁７とを連通状態に保ち、均圧弁７を正常に動作させ続けることができる。すなわち、均圧弁方式のガス燃焼装置１において、低い設備コストで動的に空気比を調整可能で、かつフェールセーフに構成され安全性に優れた空気比調整システムを提供できる。
【００３５】
２−２．圧力調整機構の制御手段
制御手段１７による圧力調整機構１０の制御方法について説明する。上述のように、圧力調整機構１０のモーター１４の回転方向及び回転速度が制御手段１７により制御されることで、軸流ファン１５ａの回転方向及び回転速度が制御される。
【００３６】
制御手段１７は、排ガス成分濃度取得手段１６により取得したその時々の計測値に基づき、空気比を上げる必要があると判断した場合には均圧弁７にかかる空気圧を下げ、均圧弁７よりも下流側のガス導入路６のガス圧を下げることでバーナ４に供給される燃料ガスの流量を減少させる。また、空気比を下げる必要がある場合には、均圧弁７にかかる空気圧を上げ、ガス圧を上げることで燃料ガスの流量を増加させる。
【００３７】
制御手段１７は、排ガス成分濃度取得手段１６により取得した計測値と、あらかじめ定められた基準値とを比較してモーター１４の回転を制御する。より具体的には、排ガス成分濃度取得手段１６により取得される計測値が、基準値に近づくようにモーター１４の回転をフィードバック制御する。ここで、基準値には、適正な空気比で燃焼した場合に排ガス成分濃度取得手段１６により取得される計測値を用い、制御手段１７は、基準値を記憶する基準値記憶部（不図示）を備える。
【００３８】
排ガス成分濃度取得手段１６として酸素濃度計を用いる本実施形態においては、基準値には例えば、酸素濃度３％を設定すると良い。本発明においては、圧力調整機構１０により空気比を動的に調整できることから、従来の均圧弁方式において一般的に設定される割合（４％程度）よりも低く設定することができる。すなわち、本発明においては動的に空気比を調整できるため、従来においてはある程度の変動を見越して安全のため確保されていたマージンを減らし、空気比を下げることが可能となるので、ガス燃焼装置１をより省エネ動作させることが可能となる。制御手段１７は、計測値である酸素濃度が基準値より高い場合には空気比を下げる必要があると判断し、計測値である酸素濃度が基準値より低い場合には空気比を上げる必要があると判断する。なお、排ガス成分濃度取得手段１６として二酸化酸素濃度計を用いる場合には、基準値には例えば、二酸化酸素濃度９％を設定すると良い。
【００３９】
本実施形態においては、軸流ファン１５ａの回転方向を変更させることで均圧弁７にかかる空気圧を上下できることを利用し、制御手段１７は、外的要因による動的な空気比の調整が必要とされない状態（すなわち、流量調整機構３及び流量調整機構８によりあらかじめ設定された空気比で問題ない場合）においては、軸流ファン１５ａを無回転とすることもできる。このような構成とすることで、比較的長時間、モーター１４の回転を止めた状態とすることができ、モーター１４の動作にかかるエネルギーを省力化することができる。
【００４０】
制御手段１７は、空気比を下げる必要があると判断した場合には、均圧弁７にかかる空気圧がより高くなるように軸流ファン１５ａの回転速度及び回転方向を制御する。また、空気比を上げる必要があると判断した場合には、均圧弁７にかかる空気圧がより低くなるように軸流ファン１５ａの回転速度及び回転方向を制御する。なお、制御手段１７は、回転速度を変更する場合の制御方法としては種々の方法を用いることができる。例えば、制御手段１７による回転速度の調整幅はあらかじめ定めた固定値としても構わない。また、制御手段１７は、例えば、基準値と測定値との差を求め、当該差に比例するように回転速度を調整しても構わない。
【００４１】
以上の構成により、外的要因などにより動的に空気比を調整する必要が生じた場合でも、バーナ４から排出される排ガス中の酸素濃度が一定となるように、動的に均圧弁７により維持される空気比を変化させることが可能となる。また、本実施形態に係るガス燃焼装置１を実現するにあたり、例えば、図５に示すような均圧手段を備えた空気比調整システムが既にある場合には、分岐路９の途中に圧力調整機構１０を介挿するとともに、燃焼ガスの燃焼状態を示す情報を取得可能とするような改造（例えば、排ガス成分濃度取得手段１６を追加する改造）を行うだけで良く、既存の配管及び機器類への変更を抑えることができる。すなわち、均圧弁方式のガス燃焼装置において、低い設備コストで動的に空気比を調整可能とする空気比調整システムを提供できる。
【００４２】
〔第２実施形態〕
図３に、第２実施形態に係る圧力調整機構１０を示す。本実施形態は、圧力調整機構１０の内部構成を除いて、図１に示すガス燃焼装置１の構成と同一のため説明を省略する。
【００４３】
本実施形態においては、圧力調整機構１０は、空気流動手段Ｙとして、回転軸の遠心方向に導出部１３が位置する遠心ファン１５ｂを備える。導入部１２は、遠心ファン１５ｂの回転軸の軸心方向に設けられる。制御手段１７は、遠心ファン１５ｂから導出部１３に向かって流動する空気量を調整することで、導出部１３から分岐路９へ導出する空気の空気圧を調整する。
【００４４】
遠心ファン１５ｂの場合、回転方向によらずファンが回転すると、導入部１２から導出部１３へ向かって空気が流れ、均圧弁７にかかる空気圧が上昇する。このため、回転を停止した時が、均圧弁７にかかる空気圧が最も低くなる。よって、動的な空気比の調整が必要とされない状態ではある程度の回転速度をキープし、回転を停止した場合でも空気比が十分高くなるように制御すると良い。
【００４５】
一般に、遠心ファンは軸流ファンに比べ静圧を高くできるという特性を有する。このため、本実施形態によれば、圧力調整機構１０のサイズを抑えながら、空気導入路５の空気圧と、均圧弁７にかかる空気圧との圧力差を大きくとることが可能となる。よって、空気比を大きく変動させたい場合に好適に用いることができる。
【００４６】
〔第３実施形態〕
図４に、第３実施形態に係るガス燃焼装置１の構成を示す。本実施形態のガス燃焼装置１の構成は、いわゆるダブル均圧弁方式を踏襲する。
【００４７】
空気導入路５には、ブロアー２の下流側に、空気制御弁２３及び空気量設定弁２４が順に備えられ、ブロアー２から供給される空気の流量を調整可能に構成される。また、空気導入路５には、空気量設定弁２４より下流にオリフィス３ａが設けられる。
【００４８】
ガス導入路６には、上流側から順に、安全のための遮断弁２１、均圧弁７ａ、オリフィス３ｂ、均圧弁７ｂ、遮断弁２２、流量調整機構８が備えられる。
【００４９】
本実施形態においては、空気導入路５は、空気量設定弁２４の下流でオリフィス３ａより上流の位置で分岐し、ガス導入路６の均圧弁７ａに空気圧をかける。さらに、空気導入路５は、オリフィス３ａより下流側において分岐し、均圧弁７ｂのダイアフラム下側に空気圧をかける。ガス導入路６は、オリフィス３ｂの下流側において分岐し、分岐した一方は、均圧弁７ｂのダイアフラム上側にガス圧をかけるように構成される。空気圧がガス圧よりも高くなるとダイアフラムが押し上げられ、弁が閉方向に動きオリフィス３ｂの下流側の圧力が上昇する。
【００５０】
ここで、オリフィス３ａ、３ｂを流れる空気、燃料ガスの流量は、オリフィス３ａ、３ｂの上流側圧力と下流側圧力との間の差圧に応じてそれぞれ決まる。
均圧弁７ａは、空気制御弁２３及び空気量設定弁２４により設定された空気導入路５における空気圧をパイロット圧として作動し、空気導入路５におけるオリフィス３ａより上流側の圧力と、ガス導入路６におけるオリフィス３ｂより上流側の圧力とを所定の関係（例えば、等圧）にする。
均圧弁７ｂは、オリフィス３ａの下流側における空気圧とオリフィス３ｂの下流側におけるガス圧とに基づいて作動し、空気導入路５におけるオリフィス３ａより下流側の圧力と、ガス導入路６におけるオリフィス３ｂより下流側の圧力と、を所定の関係（例えば、等圧）にする。
【００５１】
これら２つの均圧弁７ａ、７ｂの作用により、空気導入路５に設けられたオリフィス３ａの上流側圧力と下流側圧力との間の差圧と、ガス導入路６側に設けられたオリフィス３ｂの上流側圧力と下流側圧力との間の差圧とは同じに維持される。例えば、オリフィス３ａの下流側圧力に変化があった場合、オリフィス３ａでの差圧が変化（すなわち、オリフィス３ａを流れる空気流量が変化）しても、均圧弁７ｂの作用によりオリフィス３ｂの下流側圧力がそれに応じて変化することで、オリフィス３ｂでの差圧も変化（オリフィス３ｂを流れる燃料ガスの流量も変化）する。よって、オリフィス３ａ、３ｂを通じてバーナ４に供給される空気及び燃料ガスの流量は所定の関係に維持される。
【００５２】
本実施形態における均圧手段Ｘは、オリフィス３ｂの上流側の均圧弁７ａを用いて実現される。つまり、均圧手段Ｘとしての均圧弁７ａは、分岐路９から与えられる空気圧とガス導入路６においてバーナ４に導入される燃料のガス圧力とを所定の関係に調整する。加えて、空気導入路５が、空気量設定弁２４の下流側において分岐し、均圧弁７ａへと繋がる途中に、圧力調整機構１０が設けられる。このような構成により、上記実施形態で説明したのと同様に、圧力調整機構１０が均圧弁７ａに加えられる空気圧を調整して、例えばオリフィス３ａの上流側圧力とオリフィス３ｂの上流側圧力とを異ならせると、オリフィス３ａでの差圧とオリフィス３ｂでの差圧とが変化する。すなわち、オリフィス３ａ、オリフィス３ｂにおける流量が変化する。つまり、圧力調整機構１０の動作によって、空気比を動的に調整可能とすることができる。ここで、圧力調整機構１０は、上記第１実施形態の構成または第２実施形態の構成のいずれでも構わない。
【００５３】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態においては、空気流動手段Ｙとして、軸流ファンや遠心ファンなどの送風手段を用いる場合を例示したが、その他の流体機器を用いても構わない。具体的には、例えば、圧縮機やポンプを用いても構わない。また、送風手段を用いる場合であっても、上記実施形態に示した軸流ファンや遠心ファンに限られず、斜流ファンなど種々のファンを用いても構わない。
【００５４】
（２）上記実施形態においては、バーナ４における燃料ガスの燃焼状態を示す情報として、バーナ４の排ガス中の酸素濃度及び二酸化炭素濃度のうち少なくとも一方を用いる場合の一例を示した。すなわち、燃料ガスの燃焼状態を示す情報として、燃焼後の燃料ガスを直接計測する場合を示した。しかし、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、バーナ４における燃料ガスの燃焼状態を示す情報として、間接的に燃料ガスの燃焼状態を示し得る情報を用いても構わない。具体的には、例えば、バーナ４に供給される燃料ガスの熱量を用いても構わない。また、バーナ４における燃料ガスの燃焼状態を示す情報として酸素濃度及び二酸化炭素濃度の両方を用いても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、燃料ガスを燃焼機器に導入するためのガス導入路と、空気を前記燃焼機器に導入するための空気導入路と、前記空気導入路の途中で分岐する分岐路と、前記ガス導入路の途中に設けられ、前記分岐路から与えられる空気圧と、前記燃焼機器に導入される前記ガス導入路の燃料ガス圧力とを所定の関係に調整する均圧手段と、を備える空気比調整システムとして利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１        ：ガス燃焼装置（空気比調整システム）
４        ：バーナ（燃焼機器）
５        ：空気導入路
６        ：ガス導入路
９        ：分岐路
１０      ：圧力調整機構
１１      ：筐体
１２      ：導入部
１３      ：導出部
１４      ：モーター（空気流動手段）
１５ａ    ：軸流ファン（空気流動手段）
１５ｂ    ：遠心ファン（空気流動手段）
１６      ：排ガス成分濃度取得手段
１７      ：制御手段
Ｘ        ：均圧手段
Ｙ        ：空気流動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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