JPH03294720A - 液体燃料燃焼装置のヒータ制御方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は電気ヒータを有する気化器で気化した燃料と
空気を混合し、これらの混合気体を燃焼部で燃焼させる
ようにした液体燃料燃焼装置のヒータ制御方法に関する
。

（ロ）従来の技術 この種の液体燃料燃焼装置では、例えば特開昭６１−２
４３２１８号公報に開示されているように、燃焼中は気
化器の温度が液体燃料の気化温度以上になるように電気
ヒータを通電制御し、ガス化燃焼が行えるようにしてい
る。また、燃焼停止中も気化器の温度を燃焼時の温度よ
りも低い温度に維持し、すぐにガス化燃焼を再開できる
ようにしている。

くハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した液体燃料燃焼装置では、気化器
が冷え切っている状態で予熱を開始した場合、気化器全
体が均一に加熱されるのに時間がかかるため、予熱開始
後、まもなく、燃焼を開始させようとすると、燃料の気
化が良好に行われず、点火しなかったり、点火しても白
煙を生じるなどの欠点があった。

この発明は上述した事実に鑑みてなされたものであり、
予熱開始後、まもなく、燃焼を開始させる場合でも、燃
料の気化が良好に行われるようにすることを目的とする
。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明では、電気ヒータを有する気化器と、この気化
器で気化した燃料と空気との混合気体を燃焼させる燃焼
部とを備え、燃焼停止中に気化器を電気ヒータで予熱す
るようにした液体燃料燃焼装置において、予熱開始当初
は気化器を大電力の電気ヒータで加熱し、気化器の温度
が所定温度以上になった後は気化器の温度が所定温度よ
りも低い温度になるように気化器を小電力の電気ヒータ
で加熱する構成である。

（ホ〉作用 このようにすると、予熱開始当初は気化器が大電力の電
気ヒータで加熱され、気化器の温度が速やかに所定温度
以上に引上げられ、気化器がむらなく加熱されるため、
予熱開始後、すぐに気化が良好に行われる状態になり、
燃焼開始時に着火不良を生じないようにできる。このよ
うにして十分に加熱された後は気化器が小電力の電気ヒ
ータで加熱され、所定温度よりも低い温度に保たれるの
で、電力消費を極力抑えつつ、ガス化燃焼をいつでも開
始させることができる。

（へ）実施例 以下、この発明を図面に示す実施例について説明する。

第１図は石油ファンヒータに使用される液体燃料燃焼装
置を示すものである。

第１図において、（１）はバーナモータで、その回転軸
（２）の一端には灯油を微粒子化する回転霧化体（３）
を設けると共に他端には燃焼空気を供給するバーナファ
ン（４）を設けている。（５）は回転霧化体（３）によ
って微粒子化された燃料を気化する気化室（６）を内部
に設けた気化器で、この気化器（５）は鉄鋳物やアルミ
ダイキャスト等にて作られている。（７）は気化器（５
）の下部に埋設された電気ヒータ、（８〉は気化室（６
）の上部に設けられた絞り板、（９〉は気化器（５）に
載置されたバーナヘッド（燃焼部）であり、絞り板（８
）を介して流入する気化燃料と空気の混合気体を噴出さ
せ、ガス化燃焼させる複数の炎口（１０）を有している
。（１１）は＝３− バーナヘッド（９）の外周に炎口（１０）と対峙して設
けられた熱回収リングであり、気化器（５）と一体形成
されている。（１２）はカートリッジタンクから油受は
皿（図示せず）に給油された油を燃料供給管（１３）を
介して回転霧化体（３）に供給する電磁ポンプ、（１４
）は気化器（５）の温度を検知する温度センサ、（１５
）は制御装置、（１６）は点火装置、（１７）はフレー
ムロッド、りＦ）は送風ファンである。

第２図は上述した制御装置（１５）の回路構成を示すも
のである。

第２図において、（１８〉は時計機能を有し、Ａ／Ｄ変
換器（Ｃ）を内蔵したマイクロコンピュータ（以下、マ
イコンという）であり、このマイコン（１８）の入出力
端子間に運転スイッチ（１９）、予熱スイッチ（２０）
、時間延長スイッチ（２１）、温度調整スイッチ（２２
）（２３）、時間調整スイッチ（２４）（２５）等の各
スイッチが組み込まれたマトリクス回路（２６）と、表
示部（２７）とが設けられている。また、マイコン（１
８〉の入力側には温度センサ（１４）と、室温センサ（
２ｇ）と、フレームロッド（１７）と、フレームロッド
（１７）に流れる電流を電圧に変換するＩ／Ｖ変挽変格
回路９）とが設けられている。また、マイコン（１８）
の出力側には５個の駆動回路（反転器）（３０）〜（３
４）が設けられ、これらの駆動回路（３０）〜（３３〉
の出力側には電磁ポンプ（１２）と、リレー（３５）〜
ないしく３７）とがそれぞれ設けられている。また、駆
動回路（３４）の出力側には発光ダイオード（３８）が
設けられている。また、（３９）は交流電源、（４０）
は降圧トランス、（４１）は全波整流器、（４２）は平
滑コンデンサ、（４３）は電磁ポンプ（１２）、及びリ
レー（３５）〜（３７）等に直流定電圧を供給する三端
子レギュレータである。降圧トランス（４０）には交流
電源（３９）の周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈ２）に応
じた周波数のパルスを発生するパルス発生回路（４４）
が接続され、このパルス発生回路（４４）のパルス信号
はマイコン（１８）内部で時間計数用に使われている。

交流電源（３９）には発光ダイオード（３８）とともに
、フォトカプラーを構成するフォトトライアック（４５
）を介して電気ヒータ（７）が接続され、バーナモータ
（１）、点火装置（１６）、及び送風ファン（Ｆ）駆動
用のファンモータ（ＦＭ）がそれぞれリレー接点（３５
１）（３６１）（３７１）を介して接続されている。ま
た、運転スイッチ（１９）には通常のオン・オフスイッ
チが使用され、その他のスイッチには押圧操作時のみオ
ンになるタクトスイッチが使用きれている。

マイコン（１８）は第３図に示すように、常に予熱スイ
ッチ（２０）のオン操作の有無を監視している。

予熱スイッチ（２０）がオン操作（１回目）されると、
マイコン（１８）は内部のフラグを“１”にし、内蔵す
る２４時間タイマーをスタートさせる。このとき、運転
スイッチ（１９）がオフになっているものとすると、マ
イコン（１８）は第４図に示すようなヒータ制御■を行
う。すなわち、電気ヒータク７）の消費電力が定格の１
００％になるように、発光ダイオード（３８）によって
フォトトライアック（４５）を位相角Ｏで点弧きせ、気
化器（５）が大電力の電気ヒータ（７）で加熱されるよ
うにする。そして、温度センサ（１４〉によって検出さ
れる気化器（５）の温度が所定温度ＴＸ以上になると、
気化器（５）の温度がＴＬＩとＴＬ２の間に入るように
電気ヒータ（７）をオン・オフ制御するとともに、電気
ヒータ（７）の消費電力が定格の数分の１になるように
位相制御を行い、小電力の電気ヒータ（７〉で気化器（
５）を断続的に加熱して気化器（５）を灯油の気化に適
した温度に維持する。また、予熱中は表示部（２７）に
例えば「予熱」の文字を点滅させ、予熱状態にあること
を表示する。

このようにして気化器（５）が予熱されている状態で運
転スイッチ（１９）が投入されると、マイコン（１８）
は次のような燃焼制御とヒータ制御■とを行う。

まず、フォトトライアック（４５）の点弧角がＯになる
ように駆動回路（３４）を制御して電気ヒータ（７）の
消費電力を定格の１００％に切換え、気化器（５）の温
度と比較される制御温度をＴＬＩ及びＴＬ２より高いＴ
ＨＩ及びＴＨ２とする。そして、気化器（５）の温度が
予熱時の燃焼開始温度ＴＬＳに到達すると、駆動回路（
３１）（３２）に“ＨＩＩ倍信号供給してこれらの出力
を“Ｌ　＋１にし、リレー（３５）　（３６）に通電さ
せる。このとき、リレー接点（３５１）（３６１）がオ
ンになり、バーナモータ（１）及び点火装置り１６）が
作動して燃焼装置のブリパージが行われる。マイコン（
１８）は引続いて駆動回路（３０）に“ＨＩＩ　　“Ｌ
　＋１の繰返しパルス信号を供給して電磁ポンプ（１２
）を所定の周波数で作動させ、バーナモータ（１）によ
って回転している回転霧化体（３）に燃料供給管り１３
）から灯油を吐出させる。このため、灯油は回転霧化体
（３）によって霧化（微粒子化）され、気化器（５〉の
内壁から気化熱を奪って気化した後、バーナファン（４
）によって気化室（６）に供給される空気と混合されな
がら絞り板（８）を通ってバーナヘッド（９）内に流出
する。そして、ここでさらに混合された気体は炎口（１
０）（１０）から噴出し、点火装置（１６）によって着
火される。この結果、フレームロッド（１７〉に電流が
流れ、Ｉ／Ｖ変換回路（２９）の出力電圧が所定値以上
になると、マイコン（１８）は１着火」と判断して駆動
回路（３２）に“Ｌ　Ｉ＋倍信号供給し、リレー（３６
）の通電を切って点火装置（１６）を停止きせるととも
に、駆動回路（３３）を介してリレー（３７）に通電さ
せ、ファンモータ（ＦＭ）を起動させる。このため、送
風ファン（Ｆ）によって循環する室内空気を燃焼ガスで
加熱して室内へ吐出させる暖房運転が開始する。

燃焼開始直後は電気ヒータ（７〉への通電が継続され、
気化器（５）の温度の安定化が図られている。その後、
気化器（５〉の温度がＴＨ２に到達すると、マイコンク
１８）は駆動回路り３４）への信号を“Ｌ　ＩＩのまま
にして電気ヒータ（７）の通電を切り、以後は気化器（
５）の温度がＴＨＩとＴＨ２の間に維持されるように電
気ヒータ（７）の通電をオン・オフ制御する。もちろん
、燃焼が安定し、燃焼熱が熱回収リング（１１）を介し
て気化器（５）に十分供給されるようになると、電気ヒ
ータ（７）は殆ど通電されなくなる。

暖房運転中は室温センサ（２８〉の検出温度と、温度調
整スイッチ（２２）　（２３）によって調節きれた設定
温度（例えば、１０’Ｃ〜３０’Ｃの範囲で設定可能）
とがマイコン（１８）内部で比較されている。マイコン
（１８）は室温が設定温度に維持されるように駆動回路
（３０）に供給されるパルスのオン・才フデユーティを
変え、電磁ポンプ（１２）の周波数を変更して燃焼量を
増減する。また、表示部（２７〉では「希望温度」と「
現在温度」の文字がそれぞれ点灯表示され、その上に設
定温度と室温がそれぞれ２桁でデジタル表示され、「予
熱」の文字は消灯する。また、設定温度は随時変更可能
であり、室温調整スイッチ（２２）　（２３）を調節す
ると、新たな設定温度（希望温度）がデジタル表示され
、マイコン（１８）内部に記憶される。

このような暖房運転は３時間で打ち切られる。

もちろん、暖房運転中に時間延長スイッチ（２１）をオ
ン操作すれば、その時点からきらに３時間の暖房運転が
可能になる。

暖房運転中に時間延長スイッチ（２１）が操作されない
まま運転が打ち切られた場合、或いは室温や気化器（５
）の温度が上限温度に到達した場合、さらには油切れに
なった場合、マイコン（１８）は燃焼を停止きせるとと
もに、バーナモータ（１）及びファンモータ（ＦＭ）の
みを運転させるポストパージを所定時間行う。このよう
にして暖房運転が停止した場合、マイコン（１８）は再
び気化器（５）の温度を一旦所定温度ＴＸ以上に高めた
後、ＴＬｌとＴＬ２の間に維持するようにヒータ制御Ｉ
を行い、次の暖房運転に備える。このような場合、運転
スイッチ（１９）を入れ直すか、室温や気化器（５）の
温度が十分に低下することによって暖房運転が再開され
る。

また、暖房運転中に運転スイッチ（１９）をオフにした
場合も同様であり、燃焼が停止するとともに、所定時間
のポストパージが行われる。そして、ポストパージ後、
マイコン（１８）はヒータ制御Ｉを行い、気化器（５）
を予熱して次の運転に備える。

予熱スイッチ（２０）を再操作（２回目）するか、予熱
スイッチ（２０）の投入から２４時間経過した場合、マ
イコン（１８）内部のフラグが“Ｉ　ＩＩから“０″に
戻るとともに、２４時間タイマーがリセットきれ、予熱
モードが解除きれる。このため、気化器（５）では予熱
が行われなくなる。このような状態で運転スイッチ（１
９）が投入されると、１ ２ マイコン（１８）はヒータ制御■を開始し、大電力（定
格消費電力の１００％）の電気ヒータ（７）で気化器（
５）が加熱きれるようにする。そして、第５図に示すよ
うに、気化器（５）の温度がスタート温度ＴＳ（例えば
２５０°Ｃ）になった時点で燃焼を開始させ、その後、
気化器（５）の温度をＴＨＩとＴＨ２の間に維持しなが
ら、ガス化燃焼を行わせる。スタート温度ＴＳは可変と
し、室温センサ（２８）の検出温度が高いとき（例えば
１０°Ｃ以上）には低め（ＴＳＩ）にし、低いとき（例
えば０°Ｃ以下）には高め（ＴＳ２）にする。このよう
にすると、室温が低く、気化器（５）が予熱されていな
い場合でも、気化器（５）がむらなく加熱された状態で
燃焼を開始させることができ、点火ミスを防止できる。

逆に、室温が高い場合には運転スイッチ（１９）の投入
から燃焼が開始するまでの時間を一層早めることができ
る。また、このような燃焼開始時期の調整を行いつつ、
バーナモータの回転数を検出してこの回転数を室温に応
じて調整し、室温が低いときにはバーナモータ（１）の
回転数が通常より低められ、室温が高いときにはバーナ
モータ（１）の回転数が通常より高められるようにすれ
ば、温度変化による空気密度の変動に拘りなく空燃比が
一定に保たれ、点火性がさらに向上する。

万一、予熱スイッチ（２０）のオン操作とほぼ同時に運
転スイッチ（１９）が投入された場合、マイコン（１８
）はヒータ制御Ｉからこのようなヒータ制御■に移行す
る。

本実施例によれば、予熱開始当初は気化器（５）が定格
消費電力１００％の電気ヒータ（７）で加熱され、気化
器（５）の温度が速やかに所定温度ＴＸ以上に高められ
るようにしたので、予熱スイッチ（２０）の投入後、ま
もなく、運転スイッチ（１９）を投入した場合でも、気
化器（５）がむらなく加熱されていて、気化が良好に行
われるようにでき、白煙を生じたり、点火不良になるの
を防止できる。また、気化器（５）の温度が所定温度Ｔ
Ｘ以上になり、気化器（５）かむらなく加熱された後は
気化器（５）が定格の数分の１の消費電力の電気ヒータ
（７）で加熱され、所定温度ＴＸよりも低い温度（ＴＬ
１〜ＴＬ２）に維持されるようにしたので、長時間予熱
が行われる場合でも電力消費を極力抑えることができ、
運転スイッチ（１９）の投入後、すぐにガス化燃焼を開
始させることができる。また、予熱スイッチ（２０）を
再操作するか、予熱スイッチ（２０）の投入から２４時
間経過した時点で気化器（５）の予熱（ヒータ制御■）
が行われなくなるようにしたので、予熱の有無を顧客の
要望に合わせて選択できるばかりでなく、何日も石油フ
ァンヒータを使用しない場合に、予熱スイッチ（２０）
が入れ放しになるのを防止できる。予熱モードでの２４
時間タイマーは運転スイッチ（１９）が投入される毎に
、計数時間が０に戻るようにすれば、予熱モードが必要
以上に解除されることはない。

上述した実施例では電気ヒータ（７〉を位相制御するこ
とによって電気ヒータ（７）の消費電力が大電力と小電
力に切換わるようにしたが、第６図に示すように加熱量
の大きな主ヒータ（７１）と加熱量の小さな補助ヒータ
（７２）とを気化器（５）に埋設するとともに、第７図
に示すようにこれらのヒータ（７１）（７２）を別々の
リレー（４６）（４７）で制御し、予熱開始当初や燃焼
中は主ヒータ（７１）、又は主ヒータ（７１）及び補助
ヒータ（７２）で気化器（５）を加熱し、通常の予熱中
は補助ヒータ（７２）のみで気化器（５）を加熱するよ
うにしても良い。

（ト）発明の効果 この発明は以上のように構成されているので、予熱開始
当初は気化器が大電力の電気ヒータで加熱され、気化器
の温度を速やかに所定温度以上にして気化器かむらなく
加熱されるようにでき、予熱開始後、まもなく燃焼を開
始させる場合でも、点火を良好に行わせることができる
。また、気化器が十分に加熱されてからは所定温度より
も低い温度になるように気化器が小電力の電気ヒータで
加熱されるので、電力消費を極力抑えつつ、いつでも、
すぐにガス化燃焼を開始させることができ、経済性や使
い勝手に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は液体燃料燃焼装置の概略構造説明図、第２図は
制御装置の回路構成説明図、第３図は制御５ ６ 御装置の動作説明用のフローチャート、第４図は制御装
置の予熱モードにおけるヒータ制御特性説明図、第５図
は同じく予熱モードでないときのヒータ制御特性説明図
、第６図は液体燃料燃焼装置の他の１例を示す概略構造
説明図、第７図は制御装置の他の１例を示す回路構成説
明図である。 （５）・・・気化器、　（７）（７１）（７２）・・・
電気ヒータ、（９）・・・バーナヘッド（燃焼部）、　
（１５）・・・制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気ヒータを有する気化器と、この気化器で気化
   した燃料と空気との混合気体を燃焼させる燃焼部とを備
   え、燃焼停止中に気化器を電気ヒータで予熱するように
   した液体燃料燃焼装置において、予熱開始当初は気化器
   を大電力の電気ヒータで加熱し、気化器の温度が所定温
   度以上になった後は気化器の温度が所定温度よりも低い
   温度になるように気化器を小電力の電気ヒータで加熱す
   ることを特徴とする液体燃料燃焼装置のヒータ制御方法
   。