低氮氧化物燃烧器及排气再循环控制方法 本发明涉及低NOX燃烧器及排气再循环控制方法，更具体地说是有关可应用于吸收式冷热水机用燃烧装置、吸收式冷冻机、蒸汽锅炉、热水锅炉、加热用厨具、暖气器及其它各种装置的低NOX燃烧器，以及有关即使负荷波动仍能够与之连动地使燃烧状态保持稳定并能够将NOX产生量抑制在较低水平的排气再循环控制方法。
最近，对NOX排放标准的要求更加严格(例如①寒冷地区规定为40ppm(O2＝0％)以下，②13A之外的气体燃料为60ppm以下，③油燃料为60ppm以下)。
过去，为实现低NOX化，一般广泛采用如图3所示的排气再循环式低NOX燃烧器(如实开平2-7414号公报等)，这种排气再循环式低NOX燃烧器具有使排气再循环的排气再循环管道7a，该排气再循环管道7a的一端连接至排气箱8附近，另一端连接至电动风扇F的空气引入通路9，由循环供给燃烧排气以降低燃烧器主体1c的火焰温度，从而可以抑制NOX的产生。2是燃料供给通路，3是喷嘴，4是燃烧用空气供给通路，5是火焰口，6是燃烧室，10是烟道。
然而，由于该传统方式是用排气再循环管道7a连接电动风扇F的空气引入通路9和排气箱8，因而一部分燃烧排气会经该管道导引入空气引入通路9，所以存在如下问题：由于排气箱8和烟道10中气流压力的变化以及给、排气的失衡，排气再循环量容易发生大幅度的变化而不能控制在既定量上，从而或者导致燃烧状态不稳定，或者导致由于燃烧用空气温度变化而使燃烧器主体1c的火焰温度大幅度变化，从而使得NOX产生量不稳定。此外，还存在如下问题：在运行开始阶段，因为再循环的燃烧排气进入处于冷态的排气再循环管道7a中，所以燃烧排气将在排气再循环管道7a系统的内表面结露，使例如用铁制成的排气再循环管道7a系统生锈而降低耐久性。
本发明地目的在于：解决上述问题，提供能够将NOX产生量抑制在较低程度而稳定燃烧、而且排气再循环系统不会因结露而生锈的低NOX燃烧器；以及提供排气再循环控制方法，该排气再循环控制方法可将排气再循环率控制在一恒定程度，因而即使负荷产生波动也能够随之连动地维持燃烧状态的稳定、能够将NOX产生量抑制在较低程度。
本发明人针对上述课题锐意研究的结果，有如下发现并形成了本发明。在排气再循环通路中设置使排气强制再循环的排气再循环专用风扇，并且在上述排气再循环通路与燃烧器主体的燃烧用空气通路之间设置旁路通道，这样，可将NOX产生量抑制在较低程度而稳定燃烧；而且，在运行开始阶段，令排气再循环专用风扇停止运行，使得燃烧用空气通路中的新鲜的燃烧用空气有少量经上述旁路通道反向流入排气再循环通路，待排气温度升高，烟道系统中的结露消失之后，运行排气再循环专用风扇，这样，便能够提供一种防止排气再循环系统内形成结露、不会生锈而耐久性优异的低NOX燃烧器；以及采用与负荷信号连动地由变换器改变排气再循环专用风扇的转速而将排气再循环率控制在一恒定程度这样一种排气再循环控制方法，则能够将NOX产生量抑制在较低程度而使燃烧更为稳定。
本发明是一种低NOX燃烧器，其特征在于：燃烧器主体上连接有用于供给燃烧用空气的电动风扇，具有排气再循环通路，该排气再循环通路向燃烧用空气中供给上述燃烧器主体产生的燃烧排气，在上述排气再循环通路中设置有使排气强制再循环的排气再循环专用风扇，并且在上述排气再循环通路与燃烧器主体的燃烧用空气通路之间设有旁路通道。
本发明在所述的低NOX燃烧器中，其特征在于：在运行开始阶段，令上述排气再循环专用风扇停止运行，使得上述燃烧用空气通路中的新鲜的燃烧用空气有少量经过上述旁路通道反向流入上述排气再循环通路。
本发明是一种排气再循环控制方法，其特征在于：与负荷信号(燃烧量控制信号)相连动地由变换器改变所述的低NOX燃烧器的上述排气再循环专用风扇的转速，将排气再循环率控制在一恒定程度。
本发明在所述的排气再循环控制方法中，其特征在于：对排气中的NOX值进行检测以修正上述排气再循环专用风扇的转速。
本发明在所述的排气再循环控制方法中，其特征在于：对排气再循环流量进行检测以修正上述排气再循环专用风扇的转速。
本发明在所述的排气再循环控制方法，其特征在于：为使上述排气再循环专用风扇小型化，把控制用频率高于工电频率，将上述排气再循环专用风扇的转速控制在较高数值。
图1是本发明的低NOX燃烧器及排气再循环控制方法一例的示意图。
图2是本发明的低NOX燃烧器及排气再循环控制方法另一例的示意图。
图3是传统的排气再循环式低NOX燃烧器的示意图。
图1中，在连接有用于供给燃烧用空气的电动风扇F的燃烧器主体1a内，设有与装有流量调节阀V的燃烧供给通路2相连接的喷嘴3，并且形成有从电动风扇F至喷嘴3的燃烧用空气供给通路4，其构造使得空气燃烧混合气从火焰口5向燃烧室6内喷出。
用于向燃烧用空气中供给燃烧器主体1a产生的燃烧排气的排气再循环通路7的一端与排气再循环箱7b相连接，该排气再循环箱7b设在喷嘴3顶端附近的外周，并具有被再循环的排气的吹出口7c，排气再循环通路7的另一端与排气箱8相连接，来自燃烧器主体1a的排气流入该排气箱8。而且在排气再循环通路7的靠近排气箱8的一段上设有用于使排气强制再循环的排气再循环专用风扇11，而在排气再循环通路7的靠近排气再循环箱7b的一段上设有将燃烧用空气通路4与排气再循环通路7之间连接起来的旁路通道12。9是电动风扇F的空气引入通路，10是与排气箱8相连通的烟道。
上述构造的本发明的低NOX燃烧器1a是通过对排气再循环专用风扇11的转速进行控制而能够将被强制循环的排气的排气再循环量控制在既定量上，因此能够将燃烧用空气的质量流量稳定保持在足以使其完全燃烧的水平，因燃烧状态稳定，燃烧器主体1a的火焰的温度不会大幅度变化，故能够将温度稳定保持在可达到足够的低NOX化的程度，能够将NOX产生量抑制在较低程度。
而在运行开始阶段，令排气再循环专用风扇11停止运行，使燃烧用空气通路4中的新鲜的燃烧用空气有少量如图1中虚线所示经过上述旁路通道12反向流入整个排气再循环通路7中，而且在排气温度升高、烟道系统中的结露消失之后再运行排气再循环专用风扇11，这样，排气再循环通路7系统的内表面不会产生结露，可以解决生锈、降低耐久性等问题。
13是控制装置，控制装置13分别通过回路a、b、c与设在燃料供给通路2上的燃料流量计14、烟道10内的用于检测燃烧排气中的NOX的NOX传感器15、检测排气再循环通路7中排气的再循环量的流量计16发生联系。
本发明的低NOX燃烧器1a如下所述而进行控制：当来自控制阀V或燃料流量计14等的负荷信号(燃烧量控制信号)由回路a送给控制装置13时，与之连动地自控制装置13有信号经过回路d送给排气再循环专用风扇11，通过变换器改变排气再循环专用风扇11的转速，将排气再循环率控制在一恒定程度。通过这样的排气再循环控制方法，即使负荷产生波动也能够与之连动地维持燃烧状态的稳定，将NOX产生量抑制在较低程度。
由NOX传感器15对排气中的NOX值进行检测并将该检测信号经回路b送给控制装置13，修正排气再循环专用风扇11的转速，这样，不仅能够保持燃烧状态的稳定，而且能够使NOX产生量更加稳定并抑制在较低程度。
由用于检测排气再循环通路7中排气的再循环量的流量计16对排气再循环流量进行检测并将该检测信号经过回路C送给控制装置13，修正排气再循环专用风扇11的转速，这样，不仅能够保持更为稳定的燃烧状态，而且能够使NOX产生量更为稳定并抑制在较低程度。
本发明中，由于控制用的频率高于工电频率，而且将排气再循环专用风扇11的转速控制在较高数值，因此可实现排气再循环专用风扇11的小型化。作为上述频率的具体例，例如可以为最高90Hz，而以最高80Hz为宜。若超过90Hz则排气再循环专用风扇11的平衡变差，会出现强度和噪音等方面的问题。
图2中，与图1中的数字及符号相同者系表示同一物。连接有用于供给燃烧用空气的电动风扇F的燃烧器主体1b如下述构成：用于向燃烧用空气中供给燃烧器主体1b产生的燃烧排气的排气再循通路7的一端与连接于燃烧器主体1b上的电动风扇F的空气引入通路9相连接，排气再循环通路7的另一端与排气箱8相连接。而在排气再循环通路7的靠近排气箱8的一段上设有用于使排气强制再循环的排气再循环专用风扇11。而且所设置的旁路通道12的一端连接至将排气箱8与排气再循环专用风扇11连接起来的排气再循环通路7上，另一端连接至燃烧器主体1b的燃烧用空气通路4上。
上述构造的本发明低NOX燃烧器1b与上述低NOX燃烧器1a的情况相同，是通过对排气再循环专用风扇11的转速进行控制而能够将被强制循环的排气的排气再循环量控制在既定量上，因此能够将燃烧用空气的质量流量稳定保持在足以使其完全燃烧的程度，因为燃烧状态稳定，燃烧器主体1b的火焰温度不会大幅度变化，因此能够将温度稳定保持在可实现足够低的低NOX化的程度，能够将NOX产生量抑制在较低程度。
而在运行开始阶段，令排气再循环专用风扇11停止运行，使燃烧用空气通路4中的新鲜的燃烧用空气有少量如图2中虚线所经过前述旁路通道12反向流入整个排气再循环通路7中，而且，在排气温度升高、烟道系统中的结露消失之后再运行排气再循环专用风扇11，这样，排气再循环通路7系统的内表面不会产生结露，可以解决生锈、降低耐久性等问题。
本发明的低NOX燃烧器1b的排气再循环控制方法与上述低NOX燃烧器1a的排气再循环控制方法相同，与上述低NOX燃烧器1a的情况相同，可以保持燃烧状态稳定，将NOX产生量抑制在较低程度。
本发明的低NOX燃烧器1a和1b的结构可以有各种变化，并且无论是燃气燃烧器还是燃油燃烧器均可，可根据燃料和燃烧型式选择合适的空气燃料混合结构。
电动风扇F也可以相对燃烧器主体1a或1b单独设置而配置于近处并用外部管路进行连接。
本发明的低NOX燃烧器对加热对象无特殊要求，可应用于例如吸收式冷热水机用燃烧装置、吸收式冷冻机、蒸汽锅炉、热水锅炉、加热用厨具、暖气器及其它各种装置。
本发明的低NOX燃烧器能够不受烟道气流压力等的影响而将排气再循环量控制在一恒定程度，因此NOX值不会上升，可将NOX产生量抑制在较低程度而稳定燃烧。在运行开始阶段，使新鲜空气(燃烧用空气)在旁路通道中反向流动，在排气温度升高、烟道系统中的结露消失之后，再运行排气再循环专用风扇，由此能够防止排气再循环系统中形成结露，提高耐久性。本发明的低NOX燃烧器结构简单、经费方面也具有优越性，是具有高性能、经济的低NOX燃烧器。
与负荷信号连动地由变换器改变排气再循环专用风扇的转速，将排气再循环率控制在一恒定程度，通过本发明的这样一种排气再循环控制方法，即使负荷波动也能够与之连动地保持燃烧状态稳定，能够将NOX产生量抑制在较低程度。
通过设置检测排气中NOX值的NOX传感器和检测排气再循环通路中的排气再循环量的流量计，将该检测信号传送给控制装置来修正排气再循环专用风扇的转速，由此不仅能够保持更为稳定的燃烧状态，而且能够使NOX产生量更为稳定并抑制在较低程度。
通过将控制用频率定为最高90Hz，将排气再循环专用风扇的转速控制在较高数值上，可实现排气再循环专用风扇的小型化。