JPH01252818A - 液体燃料燃焼器の燃焼量検出装置 - Google Patents

液体燃料燃焼器の燃焼量検出装置

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JPH01252818A
JPH01252818A JP63080797A JP8079788A JPH01252818A JP H01252818 A JPH01252818 A JP H01252818A JP 63080797 A JP63080797 A JP 63080797A JP 8079788 A JP8079788 A JP 8079788A JP H01252818 A JPH01252818 A JP H01252818A
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combustion amount
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burner
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Keiichi Mori
慶一 森
Bunichi Shiba
文一 芝
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/18Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
    • F23N5/184Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/08Microprocessor; Microcomputer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2231/00Fail safe
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

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、石油ストーブや石油ファンヒータ等の液体燃
料を燃焼する燃焼機器の実際の燃焼量を検出する手段に
関するものである。
従来の技術 従来、この種の液体燃料燃焼器は、例えば石油ファンヒ
ータを例にとると、実開昭62−93557号公報に示
すような構成が主流であった。第6図で従来の構成を説
明する。第6図は石油ファンヒータの燃料タンク部の構
成を示し、燃焼器の箱体を構成するベース板1に固定タ
ンク2が保持金具3.4により固定されている。固定タ
ンク2の燃料は、燃料ポンプ5により吸い上げられ、バ
イブロからバーナ(図示せず)に供給されて燃焼する。
固定タンク2には着脱自在なカートリッジタンク7が装
着され、固定タンク2に燃料を供給する。
カートリッジタンク7の下部には燃料の給油口8および
給油口蓋9を有し、給油口蓋9には、通常バネ(図示せ
ず)により燃料が外部に流出しない様にイ・」勢された
閉止蓋1oが設けられている。
このカートリッジタンク7は固定タンク2の受は皿部1
1に設置され、この時に閉止蓋1oは受け皿部11に設
けられたビン(図示せず)により押し上げられて、カー
トリッジタンク内部の燃料を固定タンク2に注入される
。この時給油口蓋9の先端が固定タンク2内の燃料の液
位aよりも高いときは給油口8がら空気がカートリッジ
タンク7内に流入して、その分の燃料が固定タンク2に
流出する。もし給油口蓋9の先端が固定タンク2内の燃
料の液位aよりも低くなり給油ロアが液位暑に浸された
ときはカートリッジタンク7に空気が流入できなくなる
。ここでカートリッジタンク7は密閉されているために
固定タンク2に燃料の流入も無くなる。以上の構成によ
りバーナで燃料を消費した分だけ給油されるために、固
定タンク2の液位1をほぼ一定に維持される。
ここでカートリッジタンク7の燃料がなくなると固定タ
ンク2の液位畠が低下し、固定タンク2内の燃料もなく
なる直前にバーナが異常燃焼となるためにこの前に燃焼
を停止しなければならない。
このために固定タンク2の液位暑を検出する液位スイッ
チ12を設けている。液位スイッチ12は一般に磁化さ
れたフロート13の動きをリードスイッチ(図示せず)
で検出する構成であり、リードスイッチのオンオフ信号
によりカートリッジタンク7の燃料がなくなった事を判
定し、この時点から表示及び報知すると共にタイマを駆
動して固定タンク2の燃料がなくなる前に燃焼を停止す
るように制御されている。
以上の構成で、バーナの燃焼量は、燃料をバーナに供給
する燃料ポンプ5の駆動量により現在の燃焼量を推定し
、表示やその他の制御信号として使用していた。また一
部にはこの燃焼量と機器の使用時間から後何時間燃焼さ
せることができるかを演算し、報知するものもある。
発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来の構成では、燃料ポンプの駆動量から
燃焼量を推定するために、その値が実際の燃焼量とずれ
が生じることがある。例えば、ポンプのばらつき、燃料
通路の抵抗、ゴミ詰まり、気温による燃料の粘度の違い
等、多くの変動要因を持ち正確な燃焼量とは言えない。
さらに、灯芯式の石油ストーブのように燃料ポンプかな
い機器では燃焼量の検出は不可能であった。
課題を解決するための手段 以上の問題点を解決するために、本発明の液体燃料燃焼
器の燃焼量検出装置は、液体燃料を燃焼するバーナの燃
料タンクの重量を計測する重量センサを設け、この重量
センサの信号により燃料の残存量を演算する燃料計測部
と、この燃料計測部の単位時間当りの信号の変化により
バーナの燃焼量を演算する燃焼量演算部を含むコントロ
ーラを有する構成とした。
作  用 以上の構成により、バーナの燃焼による燃料タンク内の
燃料の減少度合を重量センサにより計測し、この値から
バーナの燃焼量を演算するという作用をする。
実施例 以下、本発明の実施例を第1図から第5図を用いて説明
する。図面で第6図で説明した部品と同一動作をする部
品は同一番号で記す。
第1図では、バーナ14は固定タンク2に浸された灯芯
15に毛細管現象により吸い上げられた燃料を燃焼筒1
6.17の間隙で燃焼する灯芯式ストーブの例で説明す
る。カートリッジタンク7を固定タンク2に装着する構
成は第6図と同じであるのでここでの説明は省く。
固定タンク2は一端を支点金具18により支点すを中心
に遊端Cが揺動可能な構成に保持されている。また遊端
0は保持金具3により固定タンク2が必要以上に移動し
ないように保持されている。
カートリッジタンク7は固定タンク2の遊端C側に装着
し、これに対向した位置の固定タンク2の下部のベース
板1には重量センサユニット19が取り付けられ、遊端
0の固定タンク2およびカートリッジタンク7の重量を
計測する。
重量センサユニット19の信号をコントローラ20の燃
料計測部21で重量から燃料量を演算し、燃焼量演算部
22と残時間演算部23に信号を出力する。24は後で
説明する燃焼量演算部22の計測時間幅を決定するタイ
マを示す。燃焼量演算部22や残時間演算部23で求め
られた値は表示部25や報知器(図示せず)に出力され
る。また、必要に応じて固定タンク2内の燃料が残り少
なくな。た時には、バーナの燃焼を停止する構成であっ
てもよい。
重量センサユニット19の構成例を第2図に示す。
ここでは、重量センサ26に容量式センサを使用した例
で説明する。これは内面に電極27.28を有する2枚
のセラミック板29.30をスペーサ31により一定の
間隙を保って対抗させた構成にしている。下方のセラミ
ック板30はベース板1に装着され、中心部には空気流
通孔32を有する。また各々の電極からはリード線33
.34が引き出されている。また上方のセラミ・ンク板
29の中心には受圧ピン35が取り付けられている。重
量センサ26はこの受圧ピン35に重量が加わることに
よりセラミック板29がたわみ、上下の電極の間隙が変
化して静電容量が変化する事を利用している。
受圧ピン35は、上方を固定タンク2に接するように配
された受圧体36により両端を保持された緩衝用の板バ
ネ3了の中心に接し、これによりタンクの重量をセンサ
26に伝える構成としている。また受圧体36の下端と
ベース板1の間隙dにより重量センサ26に異常な力や
衝撃が加わることを防いでいる。
第3図に燃料計測部21の中のセンサ信号の検知回路例
を示す。ここでは、一般周知の2人カオープンコレクタ
出力のコンパレータ38を使用した無安定マルチバイブ
レータを構成している。この回路は、センサ26の静電
容量により抵抗39を通してセンサ26への充放電時間
が変化し、出力EOはセンサ26の静電容量に反比例し
た周波数の矩形波が出力される。図で40は直流電源、
41.42は基準電位Esを得るための分圧抵抗、43
はコンパレータa8の正帰還抵抗、44はオープンコレ
クタ出力であるコンパレータ38のプルアップ抵抗であ
る。
燃料計測部21では、出力Eoの周波数fをマイクロコ
ンピュータ等(図示せず)により計測し、燃料の量や残
撚焼時間等の演算を行う。第4図に重量Wと周波数fの
関係を示す。センサ26は重量Wが増加するほど静電容
量も増加し、従って周波数fは低下する。ここで周波数
f、は固定タンク2からカートリッジタンク7を取り外
した時の周波数を示し、f、は空のカートリッジタンク
7を装着時の周波数を示す。また周波数f□は、カート
リッジタンク7に燃料が満杯の状態で、受圧体36がベ
ース板1(こ接して間隙dが無くなったために破線の特
性にならずに折れ曲がる。従って、重量がWmからWo
の間の周波数の変化量f、により残油量を演算する。
今、バーナ14がある燃焼量で燃焼するとその分燃料を
消費していることになる。従って燃料計測部21で求め
た残燃料は刻々と減少していく。
この減少度合からバーナ14の燃焼量が求まる。
燃焼量演算部22はタイマ24で得られた基準時間ΔT
の間に減少する燃料の量からバーナ14の現在の燃焼量
Qを演算する部分である。
残時間演算部23では、燃焼量演算部22で求めた燃焼
量と燃料計測部21で求めた残燃料量から現在のバーナ
の燃焼量で燃焼させると後何時間で燃料がなくなるかを
演算する。これらの演算部22.23の出力は、表示部
25により現在の燃焼量をパーグラフで表示したり、残
燃焼時間をデジタル表示する。また表示以外に残燃焼時
間が一定の値以下になったときに給油を報知したり、燃
焼を停止して異常燃焼を防止するなど、必要に応じて種
々の制御信号に利用できる。
第5図にコントローラ20をマイクロコンピュータ(図
示せず)で構成した場合のフロー図を示す。図で第1図
と同一動作をするフローには同一番号で記す。
第5図の燃料計測部21では、重量センサ2θの信号を
入力し、第4図の特性から残燃料の重量Wを演算して求
め、記憶する。通電初期はタイマ24がまだ動作してい
ないためタイマアップ判定部45では“N“判定されI
の経路を取る。同様にタイマカウント判定部46も“N
゛判定れIの経路を通り、W1記憶部47で現在の燃料
量Wを初期燃料量W1として記憶する。その後タイマ2
4を動作させる。
この時点ではまだ燃焼量が演算できていないために残燃
焼量演算部23および残燃焼時間表示部25bは動作せ
ずに経路面により燃料計測部21にリターンされる。
以後、タイマ24が予め定められた時間ΔTを計時する
までは、燃料計測部21で燃料量を計測しながら図のI
、■、■の経路をループする。時間6丁を経過するとタ
イムアツプ判定部45が“Y“判定され、タイマ24を
リセットすると共にW2記憶部48でその時点の燃料計
測部21の出力WをW2として記憶する。その後燃焼量
演算部22でWlとW2の値からバーナ14の燃焼量Q
を演算する。この演算式は、タイマ時間Δ丁を1分とし
、燃料を白灯油とすると次式で現される。
Q=QO,X60X (W2− Wl )  (kca
1j/h )ここで、60X(W2−Wl)は1時間の
燃料消費量(!I)、GOは白灯油の発熱量(1o、3
kcall/a )である。
燃焼量演算部22で求まったバーナ14の現在の燃焼量
Qに応じて、表示部25mで表示し、使用者のカロリー
調節の目安とする。またこの信号を室温制御に利用する
ことも容易に実現できる。
この後、タイマカウント判定部46ではタイマが停止し
ているために、u N 11判定され、再度W1記憶部
47に移行して以上の動作を繰り返す。
燃焼量演算部22でバーナ14の現在の燃焼量Qが演算
されると、残燃焼Wと燃焼量Qから残燃焼時間演算部2
3であと燃焼可能な時間Xを演算する。
この残燃焼時間Xは次式で演算する。
X= ((W−WT )XQO) /Q   (h)こ
こで、WTは燃料タンクの重量で、(W−WT)で真の
燃料の重量を求める。
この後、残燃焼時間表示部25bで表示する。
この信号は、表示以外にタンク内の燃料が残り少なくな
ったときの報知や、自動停止にも使用できる。
ここで求めた残燃焼時間Xは、現在の燃焼量Qを継続し
た場合の時間であり、燃焼量Qを可変すれば時間Xも自
動的に修正される。
以上の実施例のように、コントローラ20をマイクロコ
ンピュータで実現すると、残燃焼時間演算部23はプロ
グラム処理のみの構成となり、部品の追加や修正が不用
であるため、構成が簡単で、またコストアップがほとん
どなく精度よい残燃焼時間Xが計測可能となるという効
果を持つ。
ここで残燃焼時間演算部23を設けずに燃料計測部21
の信号がある値以下になったときに燃料切れの表示や報
知を行う構成でもよい。
重量センサ26は第2図で説明した静電容量式の構成以
外に、歪みゲージを利用したものやその他の原理のもの
であってもよい。
また本明細書では、コントローラ2oにマイクロコンピ
ュータを使用して説明したが、本発明はこれに限定され
るものではない。
さらに実施例では灯芯式石油ストーブを例に取って説明
したが、石油ファンヒータや温風暖房器等のような燃料
ポンプ5を使用する機器に本発明を応用しても同様の効
果が得られる。
発明の効果 以上に説明した本発明の液体燃料燃焼器の燃焼量検出装
置は、次のような種々の効果を有する。
(1)重量センサにより、タンク内の燃料の量を常に計
測してバーナの燃焼量を演算する構成であるため、温度
や部品のばらつきに影響されない真の燃焼量が常に正確
に求められる。
(2)同様に灯芯による自然気化式石油ストーブのよう
に燃料ポンプなどのアクチエータのない燃焼器でも燃焼
量が計測可能となる。
(3)センサとして重量センサを付加するのみの構成で
あるため、システム全体の構成がシンプルであり、故障
が少ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の液体燃料燃焼器の燃焼量検
出装置の要部構成図、第2図は重量センサ部の一例を示
す構成図、第3図はセンサ検知回路の構成例の回路図、
第4図は第2図の重量センサの検知特性図、第5図はコ
ントローラ20の動作を説明するフロー図、第6図は従
来例の燃焼器の構成図である。 2・ ・固定タンク(燃料タンク)、7・・・・・・カ
ートリッジタンク(燃料タンク)、14・・・・・バー
ナ、19・・・・重量センサユニyト(重量センサ)、
2o・・・・・コントローラ、21・・・・燃料計測部
、22・・・・・・燃焼量演算部、23 ・・・・残時
間演算部、Q・・・・バーナの燃焼量、W・・・・・・
燃料の残存量、X・・・・・バーナの残燃焼時間、Δ丁
・・・・・単位時間。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ばか1名第2
図 第3因 筒4図 第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃料タンクに内蔵された液体燃料を燃焼するバー
    ナと、前記燃料タンクの重量を計測する重量センサを有
    し、前記重量センサの信号により燃料の残存量を演算す
    る燃料計測部と、前記燃料計測部の単位時間当りの信号
    の変化により前記バーナの燃焼量を演算する燃焼量演算
    部を含むコントローラからなる液体燃料燃焼器の燃焼量
    検出装置。
  2. (2)コントローラは、燃焼量演算部の燃焼量信号と燃
    料計測部の燃料の残存量からバーナの残燃焼時間を演算
    する残時間演算部を有する構成とした特許請求の範囲第
    1項記載の液体燃料燃焼器の燃焼量検出装置。
JP63080797A 1988-03-31 1988-03-31 液体燃料燃焼器の燃焼量検出装置 Expired - Lifetime JPH0810055B2 (ja)

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JPH0810055B2 JPH0810055B2 (ja) 1996-01-31

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2137096A1 (es) * 1995-12-29 1999-12-01 Daewoo Electronics Co Ltd Procedimiento y aparato para representar el tiempo restante durante el que es posible que se mantenga la combustion en un dispositivo de combustion.
KR100244994B1 (ko) * 1996-05-31 2000-03-02 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시 연소기구
FR2927150A1 (fr) * 2008-02-04 2009-08-07 Brisach Soc Par Actions Simpli Cheminee pour combustion d'un carburant liquide avec de l'air.
JP2010078168A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Dainichi Co Ltd 液体燃料燃焼装置

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KR100244994B1 (ko) * 1996-05-31 2000-03-02 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시 연소기구
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WO2009098168A1 (fr) * 2008-02-04 2009-08-13 Brisach Cheminee pour combustion d'un carburant liquide avec de l'air
JP2010078168A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Dainichi Co Ltd 液体燃料燃焼装置

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