JPH0421093B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は燃焼器に係わり、特に炎センサから出
力される炎電流を利用した燃焼器の燃焼量自動調
整装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 例えば家庭用の温風暖房器として用いられる燃
焼器のなかには、バーナにおける炎の燃焼度を検
出する炎センサを取付けたものがある。この炎セ
ンサは、炎の外炎と内炎との間に一対の電極を差
込みこの電極間に交流電圧を印加すると、炎の整
流作用により外炎と内炎間に直流電流が流れるこ
とを利用したものである。この直流電流、すなわ
ち炎電流の値は炎の燃焼状態に依存する。例えば
炎が小さくなつたり赤火となると炎電流は減少す
る。また、炎の周囲の酸素濃度が低下しても上記
炎電流は減少する。炎が消えると当然炎電流は零
になる。

そして、この炎センサから出力される炎電流の
値から炎の失火状態や酸素濃度の低下を検出し
て、失火に於ける燃料ポンプの停止等の燃焼器全
体の消火操作、又は酸素濃度低下における部屋の
換気警告を自動的に実行するようにしている。

しかしながら、上記のような炎センサを利用し
て燃焼異常を検出する燃焼器にあつては次のよう
な問題かあつた。すなわち、一般に上述した暖房
用の燃焼器においては、燃焼量を季節や周囲温度
に対応させて、例えば［強］［弱］の２種類に切
換え設定できるように構成されている。しかし、
一般に強燃焼時（例えば3300Kcal／ｈ）と弱燃
焼時（例えば1100Kcal／ｈ）との間の燃焼量の
差が大きいので、燃焼量を［弱］に設定したとき
の正常時の炎電流の値と、炎に上記した異常燃焼
が生じたと判断する予め設定された炎電流の下限
値との差が小さくなる。したがつて、燃焼器の稼
働中に埃、塵、タール等がバーナに付着して燃焼
量が規定より若干低下すると、炎も若干小さくな
る。そのため炎電流も炎の状態変化に応動して小
さくなり、上記下限値以下に低下して燃焼が消火
されたり換気警告が出力されたりする確率が上昇
する。通常このような状態は故障とは見なされず
燃焼量を［強］に切換えることによつて解除され
るが、逆に燃焼量を［弱］に設定したときの誤消
火が問題となる。

［発明の目的］ 本発明はこのような事情に基づいてなされたも
のであり、その目的とするところは、炎電流が消
火すべき下限値に達したとき燃料の供給量を一定
量ずつ増加することによつて、弱燃焼時における
誤消火を抑制するとともに、常に安定した燃焼熱
を得ることができる燃焼器の燃焼量自動調整装置
を提供することにある。

［発明の概要］ 本発明の燃焼器の燃焼量自動調整装置において
は、バーナにおける炎の燃焼度を検出する炎セン
サから出力される炎電流が予め設定された消火す
べき下限値以下に低下したとき、燃料ポンプにお
ける燃料の供給量を予め設定された一定量ずつ上
記炎電流が上記下限値を越えるまで順次増加し、
増加された燃料供給量が予め設定された上限値に
達したときにおける炎電流が上記下限値以下に低
下したときのみ、燃焼器の消火指令を出力するよ
うにしている。

［発明の実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。

第１図は実施例の燃焼器の燃焼量自動調整装置
を示す回路構成図であり、図中１は各種演算回
路，コマンドレジスタ，内部記憶部，Ａ／Ｄ変換
回路，入出力ボード等を内蔵した１電子部品で構
成されたマイクロコンピユータである。このマイ
クロコンピユータ１のＡ／Ｄ入力端子には炎セン
サ回路２が接続されており、出力端子Ｏ１，Ｏ
２，Ｏ３にそれぞれドライバー３，４，５を介し
て各リレー６，７，８の一端が接続されている。
これ等各リレー６，７，８の他端は共通して直流
＋Vcの電源端子に接続されている。また、入力
端子Ｓ１および入力端子Ｓ２は燃焼量を［強］
［弱］の２種類に切換設定する燃焼量設定手段と
して操作盤に取付けられた切換スイツチ９のそれ
ぞれその端子に接続され、切換スイツチ９の共通
端子は抵抗１０を介して＋Vcの電源端子に接続
されている。

前記各リレー６，７，８によつて開閉制御され
る各接点６ａ，７ａ，８ａの各一端はポンプ駆動
回路１１の各入力端子Ａ１，Ａ２，Ａ３へ入力さ
れ、他端は共通して出力端子Ｇに接続されてい
る。ポンプ駆動回路１１の出力端子Ｏ１，Ｏ２間
に燃料を燃焼室へ供給する燃料ポンプ１２が接続
されている。そして、このポンプ駆動回路１１
は、リレー６が作動して接点６ａが閉成される
と、例えば切換スイツチ９の［強］の
3300Kcal／ｈの燃焼量に相当する燃料を燃焼室
へ供給するように燃料ポンプ１２の回転数を制御
する。同様に、リレー８が動作して接点８ｂが閉
成されると［弱］に相当する1100Kcal／ｈの燃
料が燃料ポンプ１２を介して供給され、リレー７
が動作して接点７ａが閉成されると［強］［弱］
中間の2200Kcal／ｈの燃料が供給される。

前記炎センサ回路２は図示するように、燃焼室
のバーナ１３における炎１４の外炎１５と内炎１
６間に流れる炎電流を検出する回路である。交
流電源１７の出力電圧を抵抗１８，１９、コンデ
ンサ２０，２１を介して炎１４の外炎１５および
導電性のバーナ１３に差込まれた一対の電極間に
印加すると、図中矢印方向に電流が流れ、この電
流を抵抗２２で電圧値に変換してマイクロコンピ
ユータ１のＡ／Ｄ入力端子に炎電流として入力
する。

また、前記マイクロコンピユータ１の内部記憶
部には制御プログラムの他に、炎１４が小さくな
つたり又は赤火となつて異常燃焼が生じてこのま
まの状態が継続すると燃焼を消火すべきであると
判断される炎電流Ｉの下限値としての消火電流値
I_Lが記憶されている。

しかして、燃焼器の電源が投入され切換えスイ
ツチ９が［弱］に設定されると、前記マイクロコ
ンピユータ１は出力端子０３からＨレベルの信号
をドライバー５へ送出する。すると、リレー８が
動作して接点８ａが閉成される。接点８ａが閉成
されるとポンプ駆動回路１１から燃料ポンプ１２
へ［弱］の1100Kcal／ｈに相当する燃料を供給
するように回転駆動信号を送出する。

そして、バーナ１３にて燃料が点火され炎１４
が図示するように形成されると、マイクロコンピ
ユータ１は第２図の流れ図に従つて燃料ポンプ１
２の燃料供給量を制御するように構成されてい
る。すなわちプログラムを開始すると、Ｐ１にて
炎センサ回路２からＡ／Ｄ入力端子へ入力される
炎電流Ｉを読取る。次に読取つた炎電流Ｉが内部
記憶部に記憶された消火電流I_Lを越えているか否
かを調べる。消火電流I_Lを越えていれば、正常に
燃焼していると判断してＰ１へ戻り次の炎電流Ｉ
を読取る。炎電流Ｉが消火電流I_L以下の場合何等
かの要因によつて炎１４が小さくなつたと判断し
て、出力端子Ｏ３の出力レベルをＬレベルへ戻
し、出力端子Ｏ２の出力レベルをＨレベルとす
る。すると、接点８ａが開放され接点７ａ閉成さ
れるので、燃料ポンプ１２からの燃料供給量が
［弱］の1100Kcal／ｈから中間の2200Kcal／ｈへ
変更される。

燃焼供給量が2200Kcal／ｈへ増加されると、
バーナ１３部に特に重大な故障がなければ炎１４
は当然大きくなるので、炎センサ回路２にて検出
される炎電流Ｉも増加する。その炎電流ＩをＡ／
Ｄ入力端子から読取り再び前記消火電流I_Lと比較
する。そして、炎電流Ｉが消火電流I_Lを越えた場
合燃焼状態は正常であると判断して最初のＰ１へ
戻る。炎電流Ｉが消火電流I_L以下の場合まだ炎１
４が小さいと判断して出力端子Ｏ２の出力レベル
をＬレベルへ戻し、出力端子Ｏ１の出力レベルを
Ｈレベルへ変化させる。その結果、燃料ポンプ１
２がら供給される燃料供給量が2200Kcalhから
3300Kcal／ｈの［強］状態へ強制的に切換わる。

その後再度Ａ／Ｄ入力端子へ入力される炎電流
Ｉを読取り、再度消火電流I_Lと比較する。その結
果炎電流Ｉが消火電流I_Lを越えると正常に燃焼し
ていると判断してＰ１へ戻り次の炎電流Ｉの値を
読取る。なお、この［強］の燃焼状態を示す
3300Kcal／ｈの燃料が供給されている状態にお
いても、炎電流Ｉが消火電流I_L以下の場合何等か
の重大な異常現象が発生したと判断して、全ての
出力端子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３の出力レベルをＬレベ
ルとする消火指令を出力する。その結果、燃料ポ
ンプ１２が停止して燃焼室のバーナ１３への燃焼
供給が遮断されるので、炎１４は消滅し燃焼は消
火される。

このように構成された燃焼器の燃焼量自動調整
装置であれば、燃料ポンプ１２から正規の量の燃
料が供給されている状態であつても、埃，塵，タ
ール等がバーナ１３等に付着して正常な形状の炎
１４が得られない場合、炎センサ回路２がこの状
態を検出する。そして、正常な形状の炎１４が得
られるまでポンプ駆動回路１１を介して燃料ポン
プ１２における燃料供給量を段階的に増加する。
したがつて、炎１４の形状（大きさ）がほぼ一定
になつた時点で燃料ポンプ１２の供給量は固定さ
れるので、最初この燃焼器の使用者が切換スイツ
チ９を［弱］に設定したとしても、炎１４の大き
さがほぼ一定になるように燃料供給量が自動調整
されることになる。その結果常に安定した燃焼熱
を得ることができる。

また、炎電流Ｉが消火電流I_L以下になると燃料
供給量を順次増加してゆき、燃料供給量が予め定
められた上限値である3300Kcal／ｈに達した時
点でなお炎電流Ｉが消火電流値I_L以下の場合のみ
燃焼器の消火指令を出力するようにしている。し
たがつて、燃焼量を［弱］に設定したときにおけ
る埃，塵，タール等の付着に起因する誤消火を抑
制できる。

なお、炎１４の周囲の酸素濃度が低下したこと
によつて炎１４が小さくなつて炎電流Ｉが消火電
流I_L以下に低下した場合、燃料供給量を順次増加
したとしても、炎電流Ｉはほとんど増加しない。
したがつて、この炎電流Ｉの変化量を検出するこ
とによつて、酸素濃度が低下したことを確認でき
る。

第３図は本発明の他の実施例に係わる燃焼器の
燃焼量自動調整装置の動作を示す流れ図である。
なお、この実施例の回路構成図は第１図と同じで
あるので説明を省略する。

この実施例においては、前述の実施例と同様
に、Ｐ２にて炎電流Ｉを読取り、読取つた炎電流
Ｉが消火電流I_L以下であれば燃料供給量を
1100Kcal／ｈから2200Kcal／ｈへ増加して再度
炎電流Ｉと消火電流I_L以下とを比較する。そし
て、炎電流Ｉが消火電流I_Lを越えたときはＰ２へ
戻るが、炎電流Ｉが消火電流I_L以下の場合燃料供
給量を増加せずに直ちに消火指令を出力する。

このように構成された燃焼量自動調整装置であ
つても、燃焼量が［弱］に設定されていたときに
生じる埃，塵，タール等の付着に起因する誤消火
の発生頻度を低減する当初の目的を達成すること
が可能である。

第４図は本発明のさらに別の実施例に係わる燃
焼器の燃焼量自動調整装置を示す回路構成図であ
り、第１図の実施例と同一部分には同一符号が付
してある。したがつて重複する部分の説明を省略
する。

この実施例のマイクロコンピユータ３１の出力
端子Ｏ１には抵抗３２を介してフオトカプラ３３
の発光ダイオード３３ａの一端が接続され、この
発光ダイオード３３ａの他端は接地されている。
フオトカプラ３３のフオトトランジスタ３３ｂの
両端子は燃料ポンプ３４のポンプ駆動回路３５の
各入力端子Ａ１，Ａ２へ入力されている。

前記ポンプ駆動回路３５は、フオトカプラ３３
を介してマイクロコンピユータ３１の出力端子Ｏ
１から送出されるパルス信号の周波数Ｆに対応し
た回転数でもつて燃料ポンプ３４を回転制御する
ように構成されている。すなわち、マイクロコン
ピユータ３１が出力端子Ｏ１から高い周波数のパ
ルス信号を出力するとバーナ１３に対する燃料供
給量が増加し、周波数を低下すると燃料供給量も
低下する。

また、前記マイクロコンピユータ３１の内部記
憶部には消火電流値I_Lの他に、燃焼量［弱］
（1100Kcal／ｈ）の燃料供給量に相当する周波数
Fmin，燃焼量［強］（3300Kcal／ｈ）に相当す
る周波数Fmax、および燃料供給量を例えば
100Kcal／ｈずつ増加するための100Kcal／ｈに
相当する周波数ΔF等が記憶されている。

しかして、燃焼器の電源が投入され切換スイツ
チ９が［弱］に設定されると、前記マイクロコン
ピユータ３１は出力端子Ｏ１から周波数Fmimの
パルス信号を出力する。すると、ポンプ駆動回路
３５が動作して燃料ポンプ３４が入力した周波数
Fminに相当する回転数で回転する。しかして、
燃料ポンプ３４から1100Kcal／ｈに相当する燃
料がバーナ１３へ供給される。

バーナ１３にて燃料が点火され炎１４が図示す
るように形成されると、マイクロコンピユータ３
１は第５図の流れ図に従つて燃料ポンプ３４の燃
料供給量を抑制するように構成されている。すな
わち、まず出力周波数Ｆを最小値のFminに初期
設定する。次にＰ３にて周波数Ｆのパルス信号を
出力端子Ｏ１から出力する。そして、その状態で
炎センサ回路２からＡ／Ｄ入力端子へ入力される
炎電流Ｉを読取る。この読取つた炎電流Ｉと消火
電流I_Lとを比較し、炎電流Ｉが消火電流I_Lを越え
ていたとき正常であると判断してＰ３へ戻り次の
炎電流Ｉを読取る。炎電流Ｉが消火電流I_L以下の
場合周波数Ｆに100Kcal／ｈに相当する周波数
ΔFを加算したのち、Ｐ４にて加算後の周波数Ｆ
が上限の周波数Fmaxを越えていないことを確認
する。確認が済むとＰ３へ戻つて加算された後の
周波数Ｆを出力端子Ｏ１からフオトカプラ３３を
介してポンプ駆動回路３５へ送出する。そして再
び炎電流Ｉを読取り、消火電流I_Lと比較する。

Ｐ４にて周波数ＦがFmaxを越えたときは、燃
料ポンプ３４の燃料供給量が［強］の
3300Kcal／ｈを越えてもなお炎電流Ｉが消火電
流I_L以下であるので、何等かの重大な異常現象が
発生したと判断して、出力端子Ｏ１から出力され
るパルス信号の周波数Ｆを０にする。その結果、
燃料ポンプ３４が停止してバーナ１３への燃料供
給量が遮断されので、炎１４は消滅し燃焼は消火
される。

このように構成された燃焼器の燃焼量自動調整
装置においても、炎電流Ｉが消火電流I_L以下にな
ると燃料供給量が例えば100Kcal／ｈづつ順次増
加していくので、前述した実施例と同様の効果を
得ることが可能である。

特にこの実施例においては、炎電流Ｉが消火電
流I_L以下になつたときの燃料供給量の１回に増加
する増加量をプログラム設定によつて任意に変更
できるので、１回の増加量を小さく設定すること
によつて、さらに円滑な燃焼熱の自動調整を実施
できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、炎電流が
消火すべき下限値としての消火電流値に達したと
き燃料の供給量を一定量ずつ増加している。した
がつて、弱燃焼時における、埃，塵，タール等の
付着に起因する誤消火を抑制するとともに、常に
安定した燃焼熱を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる燃焼器の燃
焼量自動調整装置を示す回路構成図、第２図は同
燃焼量自動調整装置の動作を示す流れ図、第３図
は本発明の他の実施例に係わる燃焼器の燃焼量自
動調整装置の動作を示す流れ図、第４図は本発明
のさらに別の実施例に係わる燃焼器の燃焼量自動
調整装置を示す回路構成図、第５図は同燃焼量自
動調整装置の動作を示す流れ図である。 １，３１……マイクロコンピユータ、２……炎
センサ回路、６，７，８……リレー、９……切換
スイツチ、１１，３５……ポンプ駆動回路、１
２，３４……燃料ポンプ、１３……バーナ、１４
……炎、１５……外炎、１６……内炎、１７……
交流電源、３３……フオトカプラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼量設定手段にて設定された燃焼量に対応
   して駆動制御される燃料ポンプを介して供給され
   た燃料をバーナにて燃焼させる燃焼器において、
   前記バーナにおける炎の燃焼度に応動して前記炎
   の外炎と内炎間に流れる炎電流を検出して前記炎
   の燃焼度を検出する炎センサと、この炎センサか
   ら出力される炎電流が予め設定された消火すべき
   下限値以下に低下したとき、前記燃料ポンプにお
   ける燃料の供給量を予め設定された一定量ずつ前
   記炎電流が前記下限値を越えるまで順次増加する
   増加手段と、この増加手段にて増加された燃料供
   給量が予め設定された上限値に達したときにおけ
   る前記炎電流が前記下限値以下に低下したとき、
   前記燃焼器の消火指令を出力する手段とを備えた
   ことを特徴とする燃焼器の燃焼量自動調整装置。