JPH01189416A - 気化式燃焼器の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、燃油の気化ガスを燃焼させる気化式燃焼器に
係り、特に異常燃焼を検出する装置の改良に関するもの
である。

（従来の技術） この種の気化式燃焼器を第１図を用いて説明する。図中
、１は燃油の貯油槽２に設けられた電磁ポンプ、３はヒ
ータ４を有する気化器、５は温度センサ、６は針弁７に
連通した左柱、８は左柱６を動作させて噴出口９を開閉
する電磁体、１０はバーナ、ｔｉは点火プラグ、１２は
フレームロッド１３とバーナ１０とで構成されるフレー
ムロッドセンサ、１４は火炎検出回路、１５は交流電源
である。

上記構成において、主型Ｒ（図示せず）を投入するとヒ
ータ４に電力が供給され、気化器３は昇温する。気化器
３の温度が予め設定された目標値に達したことを温度セ
ンサ５が検出すると、以後温度センサ５からの信号に基
づいてヒータ４への供給電力量を制御することにより、
気化器３の温度はほぼ目標値に維持される。これと同時
あるいは随時の燃焼開始指令により電磁体８が左柱６を
吸引し噴出口９を開口すると共に電磁ポンプ１が駆動す
るため、気化器３に圧送された燃油は加熱気化して気化
ガスとなり、噴出口９からバーナ１０に噴出する。この
気化ガスの噴出力による吸引効果で燃焼用−次空気もバ
ーナ１０に流入するため混合して混合気となり、点火プ
ラグｌｌの放電により着火して火炎Ｆを形成する。この
火炎Ｆには整流作用があり、フレームロッドセンサ１２
に交流電源１５を印加しておくと、火炎Ｆのイオン濃度
に比例した炎イオン電流が流れるため、この電流を火炎
検出回路１４で検出することにより火炎の燃焼状態を知
ることができるようになっている。

燃焼中における炎イオン電流の変化を第２図を用いてさ
らに説明する。なお、説明を分かり易くするためバーナ
１０の燃焼量、即ち気化器３に圧送される燃油量は強撚
焼、弱燃焼の２段階としである。

火炎Ｆのイオン濃度は燃焼量に比例することから、弱燃
焼より強撚焼で炎イオン電流は多く流れる。また、火炎
Ｆの状態によっても炎イオン電流は変化することが知ら
れており、燃焼空気中の酸素濃度が高く、完全燃焼して
いるとき炎イオン電流は最大値を示す。これとは逆に、
酸素濃度が低く赤火等の異常燃焼を起こして人体に有害
なＣＯを発生するような状況にあっては、炎イオン電流
は低下する。

近年は気化式燃焼器に限らず、この種の燃焼器において
は、以上に説明したような炎イオン電流特性を利用して
、異常燃焼を防止する装置の取付が常識となっている。

即ち、強撚焼、弱燃焼各々に対して、例えば酸素濃度１
８％での炎イオン電流値ｒａＳ　Ｉｂを試験等により予
め設定しておき、各燃焼量における実際の炎イオン電流
値が予め設定された炎イオン電流値より低くなったとき
は、異常燃焼として警報を発する、あるいは燃焼を停止
するものである。

（発明が解決しようとする問題点） 係る気化式燃焼器においては、一部酸化変質した等の燃
油を加熱気化した場合、気化ガスと共にタール、すす等
の炭媒が発生することがあり、これが気化器内に滞着し
て気化ガスの流動抵抗となるために、燃焼量を減少させ
ることがある。また、電磁ポンプ等の不具合によって燃
焼量が減少することもある。燃焼量の減少がもたらす影
響を第２図における強撚焼の場合を例にとってみると、
点線で示すような炎イオン電流が流れることとなり、酸
素濃度が１８％に低下するよりも前（Ａ点）に、予め設
定された炎イオン電流値Ｉａに達することになる。即ち
、異常燃焼を防止する装置は作動し易くなると共に、こ
の作動原因が燃ｖＥ量の減少に起因したものであっても
、酸素濃度低下による異常燃焼として判別されることと
なるために、不必要な恐怖感を使用者に与える等の問題
点があった。

本発明は前記問題点を解決するためになされたものであ
り、その目的とするところは、酸素濃度低下時における
異常燃焼を確実に検知できる気化式燃焼器の異常検出装
置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記した目的を達成するために、本発明の気化式燃焼器
の異常検出装置は、ヒータを有し、燃油を加熱気化して
バーナに噴出する気化器と、この気化器の温度を検出す
る温度検出手段と、この温度検出手段からの信号に基づ
いた温度と予め設定された目標値との偏差に基づいて前
記ヒータへの供給電力量を制御する電力量制御手段と、
前記気化器に燃油を圧送する送油手段と、前記バーナの
燃焼量を決定し、前記送油手段を制御する燃焼量制御手
段と、火炎の燃焼状態を検出する火炎検出手段と、この
火炎検出手段からの信号に基づいて異常燃焼を判定する
第一の異常判定手段と、前記燃焼量から前記ヒータへの
必要電力量を求め、この必要電力量と前記必要電力量と
の偏差が予め設定された許容差以上のときに異常燃焼と
判定する第二の異常判定手段からなり、この第二の異常
判定手段は、第一の異常判定手段が異常燃焼と判定した
ときに動作するようにしたものである。

（作用） 本発明は前記した構成を有し、第一の異常判定手段が異
常燃焼と判定した場合には、さらに第二の異常判定手段
が燃焼量から求められる必要電力量と、ヒータに実際に
供給している供給電力量とを比較し、この偏差に基づい
て異常判定を実行するよう構成されているために、燃焼
量の減少による異常燃焼か、酸素濃度低下による異常燃
焼か判別できることとなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第３図〜第６図に基づいて説
明する。

第３図は本発明の異常検出装置のブロック構成図である
。図において、Ｐｌ、Ｐ２、Ｐ３及びＰｌはマイクロコ
ンピュータ５１に設けられたボートであり、ボートＰＩ
は火炎検出手段５２に、ボー）Ｐ２は気化器温度を検出
する温度検出手段５３に、ボー）Ｐ３はビータにより加
熱される気化器５４に、ボー）Ｐｌは送油手段５５に各
々接続している。

一方、マイクロコンピュータ５１内には火炎検出手段５
２からの信号に基づいて異常燃焼を判定する第一の異常
判定手段５６、温度検出手段５３からの信号に基づいた
温度と予め設定された目標値との偏差に基づき、この偏
差を解消するようヒータへの供給電力量Ｗを決定する電
力量制御手段５７、燃焼量を決定し、送油手段５５を制
御する燃焼量制御手段５８、第一の異常判定手段５６が
異常燃焼と判定したときに動作する第二の異常判定手段
５９を有する構成となっている。

第４図は、第３図のブロック構成図をより具体的な回路
図で例示したものである。第４図において、火炎検出手
段５２は交流電源６０、バーナ６１とフレームロッド６
２からなるフレームロッドセンサ６３、抵抗６４．６５
、電解コンデンサ６６等により構成され、フレームロッ
ドセンサ６３の炎イオン電流に比例した火炎電圧信号Ｖ
ｆをボー）ＰＩに入力している。

温度検出手段５３は、抵抗６７により分圧された温度セ
ンサとしてのサーミスタ６８の抵抗値変化による温度電
圧信号をボー）Ｐ２に入力している。

ボー）Ｐ３は出力ボートであり、制御信号が出力される
とフォトダイオード６９が発光してフォトトライアック
７０がトライアック７１のゲート電流の通電路を導通す
ると同時に、トライアック７１が導通してヒータ７２へ
電力が供給されるよう構成しである。なお、Ｖｌ及びＶ
２の各端子には交流電源が印加されている。

送油手段５５はボー）Ｐｌからの制御信号によりトラン
ジスタ７３がオンしたときに、電磁ポンプ７４が駆動す
る構成である。

一方、マイクロコンピュータ５１は各種の制御プログラ
ムを格納するＲＯＭ７５、ＲＯＭ７５に格納されるプロ
グラムを読み込んで処理を実行するＣＰＵ７６、各種の
制御データを記憶するＲＡＭ７７とからなり、これらに
より前記ブロック構成図で説明した第一の異常判定手段
５６、電力量制御手段５７、燃焼量制御手段５８、第二
の異常判定手段５９を構成している。

以上のような構成において、動作を次に説明する。

燃焼中において、燃焼量制御手段５８は、例えば室内温
度と設定温度を比較することにより燃焼量を決定すると
共に、この燃焼量に対応した制御信号をボー）Ｐｌから
送油手段５５に出力することにより、電磁ポンプ７４の
動作を制御する。

燃焼量、言い換えれば気化器５４に圧送される燃油量が
変化すると気化器温度も変化することとなるが、ボー）
Ｐ２に入力される温度電圧信号に基づく温度が予め設定
された目標値と相違するに至っては、電力量制御手段５
７がこの温度偏差に基づいてヒータ７２への供給電力量
を制御する。即ち、気化器温度を目標値に収束させるべ
く交流波のオン・オフのデス−ティ、あるいは位相制御
量を変化させる等の制御が実行され、これらの制御デー
タはＲＡＭ７７に記憶される。ここで決定された燃焼量
でバーナ６１が完全燃焼しているとき、フレームロッド
センサ６３に流れる炎イオン電流値は十分に大きく、従
ってボー）ＰＩに入力する火炎電圧信号Ｖｆにより第一
の異常判定手段５６が異常燃焼と判定することはなく、
燃焼が継続する。

しかしながら、何らかの原因により炎イオン電流値が低
下することがあり、このときの動作を第５図のフローチ
ャート図を併用して説明する。

まず、ボー）ＰＩに人力する火炎電圧信号Ｖｆは各燃焼
量毎に予め設定された異常判定レベルと比較され、正常
値か異常値かの判定がなされる（Ｓｌ）。正常値のとき
Ｓ２以降は実行されず、今までの燃焼ルーチンを反復し
燃焼を継続することとなるが、異常値と判定されたとき
はＳ２が実行され、燃焼量からヒータ７２への必要電力
ｍｗ’を求める。即ち、第６図に示すように燃焼量とヒ
ータ７２の必要電力ｔｗ’とはほぼ比例することから、
容易に求め得ることができるのである。また、各燃焼量
に対応した必要電力量Ｗ′を、予め記憶しておく構成で
も構わない。次に８３では、必要電力量Ｗ′と、ＲＡＭ
７７に記憶されている制御データに基づくヒータ７２へ
の供給電力ｍｗとの偏差が、予め設定された許容差ε未
満であるか否かが調べられる。ここで、許容差εは、例
えば必要電力量の５〜１０％程度とすれ′ば、燃油温度
等の誤差要因に影響されず実用十分である。

Ｓ３において、偏差が許容差ε未満のときは酸素濃度低
下による異常燃焼としくＳ４）、続いて警報を発する、
あるいは燃焼を停止する等のエラー処理（Ｓ５）を実行
させる。これとは逆に、許容差ε異常のときは、何らか
の原因により燃焼量が異常であると判断（Ｓ６）される
ため、次に酸素濃度低下とは異なる異常表示を出力する
等の処理を実行するような構成とすれば使い良い。

（発明の効果） 以上、本発明の気化式燃焼器の異常検出装置によれば、
異常燃焼を判定する第一の異常判定手段と、前記異常燃
焼を酸素濃度低下に起因するものとこれ以外の原因に起
因したものとに判別しうる第二の異常判定手段を有する
構成であるため、酸素濃度低下に起因した異常燃焼を確
実に検知できる効果を有すると共に、双方の原因各々に
対して互いに異なる異常表示あるいは警報等を出力する
構成にすれば、使用者側の対応並びにメンテナンスが容
易となり、扱い良い燃焼器とすることがてきる等、種々
の効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は気化式燃焼器を説明する構造図、第２図は炎イ
オン電流を説明する特性図、第３図は本発明の一実施例
における異常検出装置のブロック構成図、第４図は同装
置の回路図、第５図は同装置の動作を説明するフローチ
ャート図、第６図は燃焼量と必要電力量との関係説明図
である。 ５２−一−−火炎検出手段、５３−一一一・・−温度検
出手段、５４・−一−−気化器、５５−−一送油手段、
５６−・−第一の異常判定手段、５７−−−−電力量制
御手段、５８−−−一燃焼量制御手段、５９−・−第二
の異常判定手段。 第２圓 Ｒ’）　　　Ｉ；ス　　＾４６６ 捲４圓　　　　　′６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヒータを有し、燃油を加熱気化してバーナに噴出する気
   化器と、この気化器の温度を検出する温度検出手段と、
   この温度検出手段からの信号に基づいた温度と予め設定
   された目標値との偏差に基づいて前記ヒータへの供給電
   力量を制御する電力量制御手段と、前記気化器に燃油を
   圧送する送油手段と、前記バーナの燃焼量を決定し、前
   記送油手段を制御する燃焼量制御手段と、火炎の燃焼状
   態を検出する火炎検出手段と、この火炎検出手段からの
   信号に基づいて異常燃焼を判定する第一の異常判定手段
   と、前記燃焼量から前記ヒータへの必要電力量を求め、
   この必要電力量と前記必要電力量との偏差が予め設定さ
   れた許容差以上のときに異常燃焼と判定する第二の異常
   判定手段からなり、この第二の異常判定手段は、第一の
   異常判定手段が異常燃焼と判定したときに動作すること
   を特徴とした気化式燃焼器の異常検出装置。