JP2004211987A

JP2004211987A - 燃焼装置

Info

Publication number: JP2004211987A
Application number: JP2003000270A
Authority: JP
Inventors: Kazutada Momoda; 和忠桃田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-06
Filing date: 2003-01-06
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】気化器のタール詰まりによる燃料消費量の減少等に起因する燃焼不良で短期間に使用不可になる減少を改善し、大幅にバーナ寿命を延ばすことを目的とする。
【解決手段】気化器温度検出手段７と、気化器を加熱するヒータ８と、ヒータを制御するヒータ制御部１８ａと、燃料供給量を可変する燃焼量可変手段１８ｂと、気化器温度が予め設定した規定値より低くなったとき電磁ポンプ４の吐出流量を増大させるカロリーアップ制御を行う制御部１８とを備え、前記規定値は、前記カロリーアップ制御の開始を判断する第１の規定値と、前記カロリーアップ制御の停止を判断する第２の規定値を設け、前記各規定値と気化器温度の比較結果に基づきカロリーアップ制御を行うようにしている。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料を燃焼させその熱を暖房に使用する温風暖房機等の燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の燃焼装置は図５、図６に示すように、液体燃料を保有するタンク２２上部に着脱自在のカートリッジタンク２３を配設してある。前記タンク２２の上面にはポンプ２４を配設し、液体燃料は前記ポンプ２４から送油パイプ２５を経由した気化器２６に供給されノズル３０より気化ガスとして噴出される。噴出した気化ガスは燃焼用空気を吸引しながらバーナヘッド３１に供給され、側面に設けた炎孔３２より噴出し燃焼される。燃焼によって発生した燃焼排ガスは燃焼筒３５で上方に導かれ、ダクト３７内で後方に配設した送風機３６からの室内空気流と混合され、温風として室内に排出され暖房に利用される。ポンプ２４の駆動周波数やオンタイムを変化させることで燃料吐出流量を変えると一次空気量も連動し、空燃比を一定に保った状態で燃焼量を変化させることができる。
【０００３】
以上の燃焼動作において、供給された燃料を気化素子２９で気化するとき、燃料に異種油や変質油を混入したものが使用されると、気化素子２９で完全に気化することができず、タール成分として気化素子２９内に蓄積されることになる。この現象が長期間続くと気化素子２９は正常燃料が供給された場合でも気化能力が低下し、供給された燃料量に対して必要な燃焼量を確保することができないという不具合を生じる。
【０００４】
そこで、従来は図７のフローチャートに示すように、気化器温度が予め定めた規定値より低下すると、ポンプ吐出流量を所定量アップさせるカロリーアップ制御を行い、気化器温度を上昇させる動作を追加することで、気化素子２９へのタール付着による燃焼不良を解消するようにしていた（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１４５４８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、気化器温度を判断する規定値が１水準であり、かつ一段のみの動作であるため、ポンプ吐出流量をアップさせるカロリーアップ制御の効果が発揮しずらく、気化器のタール詰まりによる燃料消費量の減少や経年的なポンプ吐出量の減少に対して、大幅にバーナ寿命を延ばすことができなかった。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、気化器温度を判断する規定値を複数段設け、確実にポンプ吐出流量をアップさせるカロリーアップ制御を働かせることで、バーナの耐久性と燃焼の安定性の向上を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の燃焼装置は、燃料を貯蔵するタンクと、前記タンクから燃料を供給する電磁ポンプと、前記供給された燃料を気化する気化器と、気化された気化ガスを噴出するノズルと、前記気化ガスを燃焼させるバーナヘッドと、前記気化器の温度を検出する気化器温度検出手段と、前記気化器を加熱し所定温度以上に保つヒータと、前記ヒータを制御するヒータ制御部と、前記電磁ポンプの燃料供給量を可変する燃焼量可変手段と、気化器温度が予め設定した規定値より低くなったとき前記燃焼量可変手段により電磁ポンプの吐出流量を増大させるカロリーアップ制御を行う制御部とを備え、前記規定値は、前記カロリーアップ制御の開始を判断する第１の規定値と、前記カロリーアップ制御の停止を判断する第２の規定値を設け、前記各規定値と気化器温度の比較結果に基づきカロリーアップ制御を行うようにしたものである。
【０００９】
上記発明によれば、気化器温度が第１の規定値以下に低下すると、カロリーアップ制御によりポンプ吐出流量を増大させることで、燃焼熱の受熱量を増やすことができ、気化器温度の上昇を図ることが可能となり、第１の規定値より高く設定した第２の規定値になるまで複数回にわたってカロリーアップ制御を行うことで、確実に気化器温度を気化性能に影響がでない温度まで上昇することができるため、気化器のタール詰まりや経年的なポンプ吐出流量の減少を改善することができ、大幅にバーナ寿命を延ばすことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、燃料を貯蔵するタンクと、前記タンクから燃料を供給する電磁ポンプと、前記供給された燃料を気化する気化器と、気化された気化ガスを噴出するノズルと、前記気化ガスを燃焼させるバーナヘッドと、前記気化器の温度を検出する気化器温度検出手段と、前記気化器を加熱し所定温度以上に保つヒータと、前記ヒータを制御するヒータ制御部と、前記電磁ポンプの燃料供給量を可変する燃焼量可変手段と、気化器温度が予め設定した規定値より低くなったとき前記燃焼量可変手段により電磁ポンプの吐出流量を増大させるカロリーアップ制御を行う制御部とを備え、前記規定値は、前記カロリーアップ制御の開始を判断する第１の規定値と、前記カロリーアップ制御の停止を判断する第２の規定値を設け、前記各規定値と気化器温度の比較結果に基づきカロリーアップ制御を行うようにしたものである。
【００１１】
そして、気化器温度が第１の規定値以下に低下すると、カロリーアップ制御によりポンプ吐出流量を増大させることで、燃焼熱の受熱量を増やすことができ、気化器温度の上昇を図ることが可能となり、第１の規定値より高く設定した第２の規定値になるまで複数回にわたってカロリーアップ制御を行うことで、確実に気化器温度を気化性能に影響がでない温度まで上昇することができるため、気化器のタール詰まりや経年的なポンプ吐出流量の減少を改善することができ、大幅にバーナ寿命を延ばすことができる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、カロリーアップ制御は、気化器温度が第１の規定値以下になると開始し、第２の規定値以上になると停止するようにし、その間、所定回数を上限として複数回に分けて徐々にポンプ吐出流量を増大させるようにしたものである。
【００１３】
そして、気化器のタール詰まり等で気化器温度が低下した場合でも気化器温度を気化性能に影響がでない温度まで確実に上昇させることができるため、必要な燃焼量を確保でき、また、カロリーアップ制御の回数を制限することで、むやみにポンプ吐出量の増大を抑制することができるため、補正動作により気化器温度を上昇させる限界を見極めることができ、安全性を確保しつつ、バーナ使用期間の延長を図ることができる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、カロリーアップ制御は、気化器温度が第１の規定値以下になると開始し、第２の規定値以上になると停止し、第２の規定値以下になると再開するようにし、合計回数が所定回数になると気化器温度に関係なく停止するようにしたものである。
【００１５】
そして、気化器温度が第２の規定値を越えた後も所定の回数の範囲内で、気化器温度が低下した場合はカロリーアップ制御を行うようにしているため、確実に気化器温度を気化性能に影響がでない温度まで上昇させることができ、また、カロリーアップ制御の回数を制限することで、むやみにポンプ吐出量が増大するのを抑制することができ、安全性を確保しつつ、バーナ使用期間の延長を図ることができる。
【００１６】
また、請求項４記載の発明は、カロリーアップ制御は、気化器温度が第１の規定値以下になると、ポンプ吐出流量を所定量増大させ、所定時間経過後、気化器温度が第２の規定値以上か否かを判断し、その判断結果に基づき停止か継続かを決定するようにしたものである。
【００１７】
そして、カロリーアップ制御を行った後の気化器温度を第２の規定値と比較し、気化器温度が第２の規定値まで上昇していないときは、再度カロリーアップ制御を行うようにしているため、気化器温度を確実に第２の規定値以上に上昇させることができ、安定した燃焼状態を維持できる。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、制御部は、カロリーアップ制御が所定回数に達したとき、警告表示を行うようにしたものである。
【００１９】
そして、気化器のタール詰まり等に起因した不具合が発生していることを特定して報知することができ、メンテナンスの必要性を事前に知らせることで、適切なメンテナンス対応が可能となる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における燃焼装置を用いた温風暖房機の断面図、図２は燃焼部の要部断面図、図３はカロリーアップ制御のフローチャートを示したものである。
【００２２】
１は本体ケースで、その下方側部に液体燃料を保有するタンク２とそのタンク２上部に着脱自在のカートリッジタンク３が配設してある。４はタンク２の上面に配設した電磁ポンプで、その上端から送油パイプ５が気化器６に接続されている。気化器６には気化器６の温度を検知するサーミスタなどの気化器温度検出手段７と、気化器温度検出手段７で気化器６を所定温度に保つヒータ８と、供給された燃料を効率よく気化させる気化素子９と、気化ガスを噴出するノズル１０を有する。気化器６の上部には側壁に燃焼炎を形成させる複数の炎孔１２を有するバーナヘッド１１が配設され、バーナヘッド１１の近傍には点火電極１３、燃焼炎を検知するフレームロッド１４が配設されている。１５はバーナヘッド１１を覆い燃焼ガスを上方へ導く燃焼筒で、その背部に室内空気を取り入れ排出する送風機１６が配設してある。１７は燃焼筒１５を覆い前述の燃焼ガスと室内空気を混合して温風にするダクトである。ダクト１７の上部空間には、ヒータ８を制御するヒータ制御部１８ａと電磁ポンプ４の燃料供給量を可変する燃焼量可変手段１８ｂと制御部１８が配設してあり、また本体ケース１の上面には運転条件等を設定する操作部１９と、異常信号を受けるとＬＥＤランプの点滅等の警告手段１９ａが配設してある。
【００２３】
以上のように構成された燃焼装置について、まず、通常運転時の動作について説明する。
【００２４】
液体燃料は、カートリッジタンク３から一定油面を保つようにタンク２に供給され、電磁ポンプ４によってタンク２から吸い上げられ送油パイプ５を介し気化器６に送られる。送られた燃料はヒータ８で予め定めたＯＮ／ＯＦＦ温度に基づき制御され、所定温度以上に保たれた気化器６内の気化素子９で気化し、高圧蒸気になってノズル１０より噴出され、その際エジェクタ効果により一次空気を吸引しながら気化器６の下流側に設けたバーナヘッド１１内で混合され、バーナヘッド１１の側壁に設けた複数の炎孔１２より予混合ガスが噴出される。この噴出された予混合ガスは点火電極１３によって着火され燃焼炎が形成される。燃焼炎はフレームロッド１４により検知され、燃焼が継続される。燃焼によって生じた燃焼排ガスは、燃焼筒１５の上方へ案内され、ダクト１７内で送風機１６からの室内空気流と混合され、温風として室内に排出されて暖房に利用される。制御部１８は、操作部１９で設定された条件によってヒータ制御部１８ａ、燃焼量可変手段１８ｂ、送風機１６などを予め設定されたシーケンスで制御する。
【００２５】
以上の燃焼動作において、従来例でも記載したとおり、供給された燃料を気化素子９で気化するとき、燃料に異種油や変質油を混入したものが使用されると、気化素子９で完全に気化することができず、タール成分として気化素子９内に蓄積されることになる。この現象が長期間続くと気化素子９は正常燃料が供給された場合でも気化能力が低下し、供給された燃料量に対して必要な燃焼量を確保することができないという不具合を生じる。
【００２６】
そこで、実施例１においては図３のフローチャートに示すように、カロリーアップ制御を開始を判断する第１の規定値と、これより高く設定した第２の規定値を設け、この複数の規定値に基づきポンプ吐出量を増大させ気化器温度を上昇させるカロリーアップ制御を行うようにしている。詳細動作についてはフローチャートに従い説明する。
【００２７】
まず、ＳＴＥＰ１で燃焼が開始され安定燃焼状態になる。その後、気化器６の温度がヒータのＯＮ温度、すなわち所定温度よりも高く設定した第１の規定値より高いか低いかの判断をＳＴＥＰ２で行う。気化器温度が上記第１の規定値よりも高い場合は、適正な燃焼量が確保でき、燃焼熱の受熱量も適切であるため、そのまま燃焼を継続させる。
【００２８】
反対に、第１の規定値より低い場合、例えば経年的に電磁ポンプ４の能力が低下し電磁ポンプ４の吐出流量が減少した場合や、変質油や異種油が混合した燃料を燃焼させて気化器６の気化素子９やノズル１０にタールが蓄積し気化ガス量が低下した場合など、燃料消費量が減少したと判断した時にはＳＴＥＰ３で電磁ポンプ４の吐出流量を所定量ＵＰさせる。つまり、カロリーアップ制御を実行する。
【００２９】
その後、この吐出流量をＵＰさせたことで気化器温度の変化をみるために、ある所定時間経過したか否かをＳＴＥＰ４で判断する。所定時間経過すると、再度、気化器温度が前記第１の規定値より高く設定した第２の規定値よりも高いか低いかの判断をＳＴＥＰ５で実施する。
この判断結果が、気化器温度＜第２の規定値の場合は、カロリーアップ制御を行った回数が所定回数以下か否かをＳＴＥＰ６で判断し、以下の場合は再度、カロリーアップ制御を実行する。そして、気化器温度が第２の規定値以上になると、カロリーアップ制御を停止し、以降、ＳＴＥＰ８でフレームロッド出力により燃焼状態を監視する。
【００３０】
以上のように、第１の規定値と第２の規定値の間で、第２の規定値と気化器温度の判断を何回か繰り返し、所定回数になるまでカロリーアップ制御を行う（ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ７）ことで、気化器温度を確実に第２の規定値まで上昇させることができ、気化器のタール詰まり等で気化性能が低下した場合でも容易に気化性能を回復させることができ、バーナ使用期間の延長を図ることができる。
【００３１】
ここで、第２の規定値での判断を所定回数に制限して繰り返し行うのは、電磁ポンプ４の吐出流量をＵＰさせても実際の燃料消費量が気化器温度を上昇させるほどの効果がなく、気化器温度が下降を続け、気化ガス量不足により燃焼状態が不安定になるのを防止するためである。その後は、電磁ポンプ４の吐出流量をＵＰさせても燃料消費量が増大しないと判断し通常のＦＲ出力による燃焼の異常検知（ＳＴＥＰ８）まで燃焼を継続させる。
【００３２】
以上のように実施例１では、カロリーアップ制御を行うとき、第１の規定値と第２の規定値を設け、この間で所定回数に制限してカロリーアップ制御を行うことで、安全性を確保しつつ、バーナ使用期間の延長を図るようにしたものである。
【００３３】
（実施例２）
次に、実施例２におけるカロリーアップ制御の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３４】
ＳＴＥＰ１１で燃焼が開始され安定燃焼状態になる。その後、気化器６の温度がヒータのＯＮ温度、すなわち所定温度よりも高く設定した第１の規定値より高いか低いかの判断をＳＴＥＰ１２で行う。気化器温度が上記第１の規定値よりも高い場合は、適正な燃焼量が確保でき、燃焼熱の受熱量も適切であるため、そのまま燃焼を継続させる。
【００３５】
反対に、第１の規定値より低い場合、例えば経年的に電磁ポンプ４の能力が低下し電磁ポンプ４の吐出流量が減少した場合や、変質油や異種油が混合した燃料を燃焼させて気化器６の気化素子９やノズル１０にタールが蓄積し気化ガス量が低下した場合など、燃料消費量が減少したと判断した時にはＳＴＥＰ１３で電磁ポンプ４の吐出流量を所定量ＵＰさせる。つまり、カロリーアップ制御を実行する。
【００３６】
その後、この吐出流量をＵＰさせたことで気化器温度の変化をみるために、ある所定時間経過したか否かをＳＴＥＰ１４で判断する。所定時間経過すると、再度、気化器温度が前記第１の規定値より高く設定した第２の規定値よりも高いか低いかの判断をＳＴＥＰ１５で実行する。ここまでの動作は実施例１と同様である。
【００３７】
次に、上記ＳＴＥＰ１５の判断結果が、気化器温度＜第２の規定値の場合は、カロリーアップ制御を行った回数が所定回数以下か否かをＳＴＥＰ１６で判断し、以下の場合は再度、ＳＴＥＰ１７でカロリーアップ制御を実行する。
【００３８】
そして、気化器温度が第２の規定値以上になると、そのままの状態で燃焼を継続させ、気化器温度が第２の規定値以下になるか否かを監視する。気化器温度が第２の規定値以下になると、再度、ＳＴＥＰ１６に進みカロリーアップ制御を行った回数が所定回数以下か否かを判断し、以下の場合は再度、ＳＴＥＰ１７でカロリーアップ制御を実行する。
【００３９】
ＳＴＥＰ１６で所定回数に達したと判断すれば、カロリーアップ制御を停止し、以降、ＳＴＥＰ８でフレームロッド出力により燃焼状態を監視する。
【００４０】
以上のように実施例２では、気化器温度が第２の規定値以上になった後も所定回数の範囲内で、気化器温度が第２の規定値以下になったときカロリーアップ制御を実行するようにしたものであり、実施例１よりも確実に気化器温度を第２の規定値以上に維持することが可能となり、その維持期間も長く延長することができるものである。
【００４１】
そして、カロリーアップ制御を所定回数行った後は、警告手段１９ａにより報知することで、メンテナンスの必要性を事前に知らせ、適切なメンテナンス対応ができるようにしている。
【００４２】
尚、カロリーアップ制御は弱燃焼時のみ行わせるようにしたもので、それ以外の燃焼状態ではカロリーアップ制御は実行できないようになっている。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、気化器温度が第１の規定値以下に低下すると、カロリーアップ制御によりポンプ吐出流量を増大させることで、燃焼熱の受熱量を増やすことができ、気化器温度の上昇を図ることが可能となり、第１の規定値より高く設定した第２の規定値になるまで複数回にわたってカロリーアップ制御を行うことで、確実に気化器温度を気化性能に影響がでない温度まで上昇することができるため、気化器のタール詰まりや経年的なポンプ吐出流量の減少を改善することができ、大幅にバーナ寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における温風暖房機の断面図
【図２】同温風暖房機の燃焼部の要部断面図
【図３】同温風暖房機のカロリーアップ制御の動作フローチャート
【図４】本発明の実施例２におけるカロリーアップ制御の動作フローチャート
【図５】従来の実施例における温風暖房機の断面図
【図６】従来の実施例における燃焼部の要部断面図
【図７】従来の実施例におけるフローチャート
【符号の説明】
２タンク
４電磁ポンプ
６気化器
７気化器温度検出手段
８ヒータ
９気化素子
１０ノズル
１１バーナヘッド
１８制御部
１８ａヒータ制御部
１８ｂ燃焼量可変手段

Claims

燃料を貯蔵するタンクと、前記タンクから燃料を供給する電磁ポンプと、前記供給された燃料を気化する気化器と、気化された気化ガスを噴出するノズルと、前記気化ガスを燃焼させるバーナヘッドと、前記気化器の温度を検出する気化器温度検出手段と、前記気化器を加熱し所定温度以上に保つヒータと、前記ヒータを制御するヒータ制御部と、前記電磁ポンプの燃料供給量を可変する燃焼量可変手段と、気化器温度が予め設定した規定値より低くなったとき前記燃焼量可変手段により電磁ポンプの吐出流量を増大させるカロリーアップ制御を行う制御部とを備え、前記規定値は、前記カロリーアップ制御の開始を判断する第１の規定値と、前記カロリーアップ制御の停止を判断する第２の規定値を設け、前記各規定値と気化器温度の比較結果に基づきカロリーアップ制御を行うようにした燃焼装置。
カロリーアップ制御は、気化器温度が第１の規定値以下になると開始し、第２の規定値以上になると停止するようにし、その間、所定回数を上限として複数回に分けて徐々にポンプ吐出流量を増大させるようにした請求項１記載の燃焼装置。
カロリーアップ制御は、気化器温度が第１の規定値以下になると開始し、第２の規定値以上になると停止し、第２の規定値以下になると再開するようにし、合計回数が所定回数になると気化器温度に関係なく停止するようにした請求項１記載の燃焼装置。
カロリーアップ制御は、気化器温度が第１の規定値以下になると、ポンプ吐出流量を所定量増大させ、所定時間経過後、気化器温度が第２の規定値以上か否かを判断し、その判断結果に基づき停止か継続かを決定するようにした請求項１〜３のいずれか１項記載の燃焼装置。
制御部は、カロリーアップ制御が所定回数に達したとき、警告表示を行うようにした請求項１〜４のいずれか１項記載の燃焼装置。