JPH0240070A - 気化式燃焼器の予熱制御装置 - 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） 本発明はセラミックヒータの発熱により燃油をガス化し
て燃焼させる気化式燃焼器に係り、特に該燃焼器の予熱
時に流れる突入電流を大幅に低減して、大能力化を容易
に実現し得る予熱制御装置に関する。

（従来の技術） 近年、特に給湯器に関しては複数箇所同時給湯を実現す
るための大能力化が著しい。

この種給湯器には第５図に示すようなものがあり、運転
開始操作がなされると予熱動作となり、一方の気化器５
１ａに内蔵されたセラミックヒータ５２ａに通電が開始
され、更に適当な小時間を経過後、他方の気化器５１ｂ
のセラミックヒータ５２ｂにも通電がなされる。該通電
により各気化器１５１ａ、５１ｂの温度が昇温し、この
温度を検知する温度検知センサ５３ａ、５３ｂからの温
度信号カ月１頂次、例えば３００℃に対応する予め設定
された値に達するに及んでは予熱を完了すると同時に、
以後気化器５１ａ、５１ｂの温度は位相制御、オン・オ
フ制御等の通電制御により、目標温度（例えば３００℃
）に維持される。

そして給湯器への入水を適宜検知した等の直後になされ
る燃焼要求により、電磁ポンプ５４ａ、５４ｂ及び噴出
口５５ａ、５５ｂ開閉用の弁杆を動作させるソレノイド
体５６ａ、５６ｂ等が動作するため、燃油は気化器５１
ａ、５１ｂ内でガス化して気化カスとなり、噴出口５５
ａ、５５ｂよリパーナ５７ａ、５７ｂに噴出して燃焼す
る。

前記予熱動作中において、各セラミックヒータ５２ａ、
５２ｂへの通電開始を同時としていないのは以下に説明
する理由による。

つまり、一般にセラミックヒータはアルミナ等の耐熱絶
縁素材にタングステン等の発熱体が埋設して形成されて
あり、例えば次式で表される如く昇温するに伴い抵抗値
が増大する特性を有している。

Ｒｔ２　＝　　Ｒｔｌ　（＋　＋　Ｃ（Ｔｐ　−２０）
）Ｔｐ　：セラミックヒータの温度（０Ｃ）Ｒｔ２：　
Ｔｐ　　ＣＣ）におけるセラミックヒータの抵抗値 Ｒｔｌ：基準温度（ここでは２０℃）におけるセラミッ
クヒータの抵抗値 Ｃ：定数く例えば０．００３　’） 上式によれば、仮に気化器温度３００℃に対するセラミ
ックヒータの温度が６００℃程度に達するとした場合、
常温時の抵抗値は前記高温時に比して１／２〜１／３で
ある。

然るに各セラミックヒータ５２ａ、５２ｂへの通電を同
時とすれば、その直後は低抵抗値故に大なる突入電流が
流れ、電灯がまばたきする等種々の不具合を起こし易く
なるためである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、突入電流を低減するに前記方策は十分と
はいえないものであった。これを第６図を用いて説明す
ると、先づセラミックヒータ５２ａの通電時（ハ点）に
電流Ｉａが流れ、その後は発熱・昇温により電流が減少
する。小時間を後、セラミックヒータ５２ｂに通電がな
された時点（二点）におけるセラミックヒータ５２ａの
電流はＩａ’　となっているが、セラミックヒータ５２
ｂへの突入電流Ｉａが加算されるため全体として最大Ｉ
　ｂ　（＝Ｉ　ａ＋Ｉ　ａ’　）の電流が流れる。

この電流１ｂは、他の電気器具に比して相当程度に大で
あり、屋内配線や電力会社との契約種別等によっては容
易に前記したような不具合を起こし得ることとなる。且
又該不具合の発生は、セラミックヒータのワット数の増
大、即ち給湯器等の気化式燃焼器の大能力化を図る際に
、著しく障害となるものであった。

本発明は前記した課題に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、突入電流を大幅に低減でき、もって大
能力化に対応容易な気化式燃焼器の予熱制御装置を提供
することにある。

（課題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
予熱制御装置は、複数のタングステン発熱体を埋設して
なるセラミックヒータを具備し、該セラミックヒータの
発熱により昇温して供給される燃油なカス化する気化器
と、該気化器に設けられた温度検知センサからの温度信
号に基づき前記各タングステン発熱体への通電を制御す
る制御部とを備え、更に前記制御部は前記気化器の予熱
時における昇温状況を判定する第一及び第二の温度判定
値が予め設定され、前記温度信号が第一の温度判定値に
達していないときは前記各タングステン発熱体へ順次半
波の通電を行う順次通電手段と、前記温度信号が第一の
温度判定値を超え且つ第二の温度判定値に達していない
ときは前記各タングステン発熱体へ連続して通電を行う
連続通電手段と、を有する構成からなる。

（作用） 前記した構成により、気化器が比較的低温であるときに
運転開始操作がなされた場合は、最初に順次通電手段が
動作して各タングステン発熱体へ順次半波の通電を行い
、該通電により前記気化器の温度が相当程度に昇温し、
この温度を検知する温度検知センサからの温度信号が第
一の温度判定値を超えたときは連続通電手段が動作する
ため、気化器の予熱動作中を通じて突入電流を大幅に低
一 値とすることができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図〜第２図により説明する
。

第１図において１は電磁ポンプ２から供給される燃油を
カス化する気化器にして、通電路が各々独立してなる複
数のタングステン発熱体３ａ、３ｂを耐熱絶縁素材４に
埋設して形成されたセラミックヒータ５が嵌入されると
共に、外周には気化器１の温度を検知する温度検知セン
サ６が設けられている。７は例えば各々１５０℃、３０
０℃に対応する値としての第一の温度判定値Ｔ１、第二
の温度判定値Ｔ２が予め設定されてなる制御部にして、
更に制御部７は温度検知センサ６からの温度信号Ｔｓ（
実際には後述するように入力端子を変換して得た値であ
る。）がＴｓ＜ＴＩのとき各タングステン発熱体３ａ、
３ｂへ順に半波づつ通電を行う順次通電手段８と、Ｔ２
＞Ｔｓ≧Ｔ１のとき各タングステン発熱体３ａ、３ｂへ
連続して通電を行う連続通電手段９と、その他、本実施
例では例えばＴ２を目標温度に対応する値としても使用
し、該目標温度を維持すべく各タングステン発熱体３ａ
、３ｂへは位相制御により通電量を制御する制御通電手
段１０等を具備した構成からなる。

なお、１１は一端に噴出口１２を形成してなるノズル管
で、気化器１とは連道口１３を介して連通ずる。１４は
噴出口１２開閉用の弁杆で、ソレノイド体１５により動
作する。１６は送油管、１７は戻り管、１８はバーナ、
１９は点火プラグ、２０は貯油槽である。

第２図は第１図における実施例の回路図である。図中、
マイコンＭＣは第一の温度判定値Ｔ１、第二の温度判定
値Ｔ２等各種の制御データ及び制御プログラムを格納す
るＲＯＭ、温度信号Ｔｓ等を記憶するＲＡＭ、ＲＯＭに
格納される制御プログラムを読み込んで各種の処理を実
行するＣＰＵ等から構成される。又ＴＲＡはトランス（
二次側）、ＳＷは運転スイッチ、ＴＲＩ〜ＴＲ５はトラ
ンジスタ、０１〜Ｃ５はコンデンサ、Ｄ１〜Ｄ４はダイ
オード、ＰＴＩ及びＰＴ２はフォトトライアック、Ｒ１
−Ｒ１８は抵抗、ＺＤはツェナーダイオード、Ａ及びＢ
は商用電源への接続端子である。

なお、マイコンＭＣにおけるＰＯ−Ｐ７は人力あるいは
出力用のボートである。

前記した構成における動作を、更に第３図、第４図を併
用して以下に説明する。

トランスＴＲＡの二次電源はダイオードＤ１、ダイオー
ドＤ２及びコンデンサＣ１により整流平滑化され、抵抗
Ｒ１を介してトランジスタＴＲＩにヘース電圧が印加さ
れるためトランジスタＴＲ１はオンし、十ＶＣＣの直流
電圧がボートＰ６に人力する。且又ダイオードＤ３及び
ダイオードＤ４により全波整流された直流電圧がボー）
Ｐ７に人力している。ボー）Ｐ５へは温度検知センサ６
と抵抗Ｒ９とで分圧された電圧が人力すると共に、該電
圧は温度信号Ｔｓに変換されＲＡＭに記憶される。

運転スイッチＳＷが閉成、即ち燃焼器の運転開始操作が
なされボー）ＰＩに信号が入力すると、気化器１の予熱
動作が開始されボー）Ｐ２から制御電圧を出力してトラ
ンジスタＴＲ２をオンさせ、同時にトランジスタＴＲ３
をオンさせると共に、Ｔｓを読み込み（Ｓ−１）、Ｔｓ
とＴ１を比較する（Ｓ−２）。

Ｔｓ＜ＴＩのときは順次通電手段８が動作し、ボー）Ｐ
７に入力している電圧が零であるか否かが調査され（Ｓ
−３）　、零でないときはＳ−１に戻る。

なお、燃焼器の運転停止後すぐに運転スイッチを閉成し
たときのようにＴｓ≧Ｔ１であるときは、Ｓ−３以下を
実行せずＳ−７に移る。

Ｓ−３において、電圧が零の場合は一方のタングステン
発熱体３ａへの通電状況を調査する（Ｓ−４）。

予熱当初はタングステン発熱体３ａに通電がなされてお
らず、然るにボートＰ３より制御電圧を出力してトラン
ジスタＴＲ４をオンさせ、フォトトライアックＰＴＩの
受光側が導通することによリトライアックＴ１が導通し
て、タングステン発熱体３ａに商用電源が供給される（
Ｓ−５）。

又Ｓ−３で電圧が再度零になるとボー）Ｐ３からの制御
電圧の出力をやめてタングステン発熱体３ａへの通電を
停止すると共に、ボー）Ｐ４から制御電圧を出力してト
ランジスタＴＲ５をオンさせ、前記タングステン発熱体
３ａへの通電と同様な説明で、他方のタングステン発熱
体３ｂに商用電源が供給される（Ｓ−６）。

即ち順次通電手段８は、特にセラミックヒータ５が高発
熱効率である低温時において、各タングステン発熱体３
　ａ　ｓ　３　ｂに半波を交互に印加するものであり、
これにより気化器１の温度を速やかに昇温させると共に
、突入電流は全波通電の場合に比し１７２程度となる。

Ｓ−２において、セラミックヒータ５の温度が例えば３
００°Ｃにまで高まり、ＴｓがＴ１に達すると（イ点）
、続いて連続通電手段９が動作して予熱が完了したか否
か、即ちＴｓ≧Ｔ２であるかを調査する（Ｓ−７）。

Ｔ２＞Ｔｓ≧Ｔ１のときは各タングステン発熱体３ａ、
３ｂへ連続通電が実行されているか調査する（Ｓ−８）
。

該連続通電がなされていないときは、ボー１−　Ｐ３及
びボー）Ｐ４から連続的に制御電圧を出力し、タングス
テン発熱体３ａ、３ｂへ連続通電を行って気化器１温度
の昇温を促進すると共に、予熱時間の延長を抑制する。

又連続通電開始時における突入電流に関して、セラミッ
クヒータ５の抵抗値は常温時に比してほぼ倍増している
ことから、順次通電手段８の動作時における突入電流と
同程度である。

連続通電手段９の動作が継続してＴｓ≧Ｔ２になると（
口点）予熱が完了となり、同時に燃焼要求の有無が調査
され（Ｓ−１０）、燃焼要求がなければタングステン発
熱体３ａ、３ｂへの通電を停止する（Ｓ−１１）。

該通電停止後は制御通電手段１０が動作し、気化器１の
温度は運転スイッチＳＷが開成されるまでほぼ目標温度
に維持される。

予熱完了後に燃焼要求が発せられると、電磁ポンプ２が
駆動して貯油槽２０内の燃油が気化器１に圧送される。

気化器１内に流入した燃油はガス化して気化ガスとなり
連通口１３からノズル管１１に至り、更にソレノイド体
１５への動作により開口した噴出口１２からバーナ１８
に噴出し、点火プラグ１９の放電により着火して燃焼す
る。

なお、前記した構成を有する予熱制御装置は、従来例で
説明した複数の気化器を有する気化式燃焼器に対しても
有用である。

（発明の効果） 以上、本発明の気化式燃焼器の予熱制御装置によれば、
セラミックヒータを具備した気化器の予熱時に流れる突
入電流を大幅に低減できることから他の電気器具に悪影
響を及ぼさず、扱い良い燃焼器が構成できると共に、大
能力化にも容易に対応し得る等、幾多の効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の気化式燃焼器の予熱制御装置に関する
構成図、第２図は第１図における実施例の回路図、第３
図は本発明の気化式燃焼器の予熱制御装置の動作を説明
するフローチャート、第４図は第１図における気化器の
昇温経過を示す図、第５図は従来の気化式燃焼器の構造
図、第６図は第５図における気化器の消費電流を説明す
る図である。 １　　気化器　　　、７　　制御部 ８　　順次通電手段、９　　連続通電手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のタングステン発熱体を埋設してなるセラミックヒ
   ータを具備し、該セラミックヒータの発熱により昇温し
   て供給される燃油をガス化する気化器と、該気化器に設
   けられた温度検知センサからの温度信号に基づき前記各
   タングステン発熱体への通電を制御する制御部とを備え
   、更に前記制御部は前記気化器の予熱時における昇温状
   況を判定する第一及び第二の温度判定値が予め設定され
   、前記温度信号が第一の温度判定値に達していないとき
   は前記各タングステン発熱体へ順次半波の通電を行う順
   次通電手段と、前記温度信号が第一の温度判定値を超え
   且つ第二の温度判定値に達していないときは前記各タン
   グステン発熱体へ連続して通電を行う連続通電手段と、
   を有する気化式燃焼器の予熱制御装置。