JPH0473046B2 - - Google Patents

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など液体燃料燃焼装置、
特に空然比、すなわち、燃焼空気量と燃焼油量と
の比が燃焼量の変化に影響を受けずほぼ同じ値と
なる特性を持つシンクロガス化バーナを使用した
液体燃料燃焼装置において指導時の点火特性を向
上せしめ得る構造に関する。

（従来の技術） 液体燃料燃焼装置、例えば灯油を燃料とする温
風暖房機で、予熱、点火、着火完了による送温風
の一連の作動を無人で自動的に行い得る装置は従
来から数多く提案されており、特開昭60−122821
号等によつて公知とされるものがあるが、これ等
は自動着火の安定性をはかるために種々の工夫が
成されている。

例えば上記公報に開示のものは、定常運転時と
同じように送風機構と送油機構とを作動させなが
ら送油量を変動せしめて、燃焼運転開始時の空然
比を小さくし、換言するならば燃料油量の割合を
多くすることによつて、オイルリツチ点火方式を
とらせ、安定した着火を行わせるようにしてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上述する公知の装置は、送風機構とは独立させ
て送油機構の送油量調整を行わせ得る構造である
ので、オイルリツチ点火方式が簡単に採用可能で
あるが、これと種類が異なつていて、定常運転範
囲では空然比がほぼ同じ値で駆動用モータの回転
を変えることによつて任意の燃焼量が得られる構
造のシンクロガス化バーナ（構造については詳細
に後述する）を用いてなる液体燃料燃焼装置の場
合には、オイルチツチ点火方式が容易には行えな
いのが問題であり、さらに以下述べる如きシンク
ロガス化バーナに固有の特性があつて、この点も
併せて改善をはからなければ着火の安定性が果さ
れないのである。

すなわち、シンクロガス化バーナは第４図に示
される構造を有していて、運転操作によつて気化
器２８の予熱用電気ヒータ２９に通電が成され、
気化器２８が温度上昇してきてある温度になる
と、これを検知する温度検知器からの指令によつ
て点火作動させるようになつているが、この場
合、第１１図に示す線図の通り、気化器２８とバ
ーナ炎口３２との間には漸増する温度上昇程度の
違いによつて、可成り大きい温度下（△Ｔ）が生
じる。

これは気化器２８の熱がバーナ炎口３２に伝達
する過程で気化器２８の温度上昇速度がはやいか
らに他ならない。

このように温度差（△Ｔ）が大きくついてくる
と、気化器２８で気化した燃料がバーナ炎口３２
に送られたときに冷却されることとなり、従つて
最良の着火状態が実現し難いのである。

特に厳寒時の低温着火運転の場合には、気化器
２８で気化した燃料蒸気がこのバーナ炎口３２の
部分で凝縮して着火不良となることさえ起る。

なお、シンクロガス化バーナ３は、空然比の設
定について、定常運転時の条件にもとづいて行つ
ているために、このような低温着火時には空気密
度が大きくて空気過剰気味となり、リフト燃焼で
立上つて着火してもすぐに消えるなど燃焼が継続
しない状態が低温雰囲気の場合に屡々生じるもの
である。

このように、シンクロガス化バーナがオイルリ
ツチ点火方式を容易には採用し難く、しかも低温
時における着火性が不安定な問題があるのに鑑み
て本発明は成されたものであつて、特に、燃焼運
転始動の際、気化器の温度が上昇してくると、シ
ンクロガス化バーナのモータを微速で予備回転さ
せ、次いで点火作動と同時に高速度運転に切換え
るようにモータ回転数を制御することによつて、
点火特性の向上ならびに暖房立上がり特性の改善
をはかることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） しかして本発明は添付図面によつても明らかな
如く、燃料油用ポンプ１４と燃焼空気用フアン２
７とを変速可能なモータ１２に連結して一体駆動
可能となし、前記モータ１２を変速することによ
り空然比がほぼ同じ値で任意の燃焼量が得られる
如くなしたシンクロガス化バーナ３を有する液体
燃料燃焼装置に構成せしめて、燃焼運転開始時の
点火作動直前における予熱時間帯の後半に、前記
燃料油用ポンプ１４が送油作用を生じない程度の
微速で前記モータ１２を運転して送風作用を生ぜ
しめ、次いで、点火作動の確認と同時に定常運転
範囲の速度よりも大きい高速度に前記モータ１２
を増速させて着火完了により送温風が開始するま
で持続した後、定常運転時における速度に切り換
えるモータ制御手段９を備えしめたことを特徴と
する。

（作用） 本発明は燃焼運転開始時の点火作動直前におけ
る予熱時間帯の後半に、すなわち、気化器２８が
所定温度例えば250℃に達する時点から以後点火
作動直前までの間はモータ１２を微速例えば
500r.p.mで回転することにより燃料油は送らない
で前記フアン２７によつて送風せしめる結果、バ
ーナ３内に空気対流が生じてバーナ炎口３２の温
度が上昇し着火性が容易になる。

そして、点火作動の確認と同時にモータ１２を
高速度に増速せしめることにより、バーナ炎口３
２の温度が高い状況で空然比を定常運転範囲内の
値よりも下げてオイルチツチ状態を保持すること
が可能であり、低温運転時の安定燃焼が実現さ
れ、また、暖房の立上がり時間も早めることが可
能である。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。

第２図及び第３図は本発明装置の各例に係る灯
油焚温風機の略示構造図であつて、エアフイルタ
ーを取り付けた空気取入口６と風向変向羽根を配
設した空気吹出口７とを有するケーシング１内
に、下方から対流フアン２、シンクロガス化バー
ナ（以下バーナと略称する）３、燃焼室４及び熱
交換器５を記載順序に夫々収設しているが、第２
図図示例は燃焼用空気として室内空気を利用し、
また、排ガスは室内放出又は煙突によつて室外に
排出する形態の石油フアンヒータと称されるもの
であり、一方、第３図図示例は、給排気筒９をバ
ーナ３及び熱交換器５に接続せしめていて、燃焼
用空気として室外空気を利用し、また、排ガスは
室外に排出する形態のFF温風機と称されるもの
である。なお、両図中、１０は空気取入口６に近
く配置した室温検知サーミスタである。

上記両温風機には、同構造になるバーナ３及び
モータ制御手段９を備えていて、それ等を第４図
及び第１図によつて逐次説明する。

バーナ３は定常運転状態を最低から最高まで無
段階的に能力切換えし得る構造であつて、１１は
ハウジング、１２はハウジング１１内の中央に駆
動軸１３を上下（垂直）方向にして配置された駆
動用の変速可能なモータで図示例は両軸モータ、
１４は前記両軸モータ１２の下方に配置されて該
モータ１２により駆動される燃料油用ポンプであ
る。

燃料油用ポンプ１４は、ポンプ受け１５内に油
供給口１６を介して燃料油が供給されるポンプ室
１７を有し、該ポンプ室１７は、中心に前記駆動
軸１３を貫通せしめる中心穴を有する仕切板１８
によつて上下に仕切られて、油供給口１６に連通
する油溜室１７ａと、該油溜室１７ａに前記仕切
板１８の中心穴を介し連通するロータ室１７ｂと
が形成され、該ロータ室１７ｂには、前記両軸モ
ータ１２の駆動軸１３の下端部が延設されて、駆
動軸１３下端部に油ロータ１９が固定されてお
り、両軸モータ１２の駆動軸１３の回転と共に回
転する油ロータ１９により油を油溜室１７ａから
ロータ室１７ｂの下方部に吸入せしめて該ロータ
室１７ｂの下方部から後述する油供給通路２０を
通つて吐出するように構成されている。

さらに、前記両軸モータ１２の駆動軸１３の上
端部は、後述する気化器２８内の中心部まで延長
されているとともに、該駆動軸１３の中芯には油
供給通路２０が形成され、この油供給通路２０の
下端部はノズル２１を介して前記ロータ室１７ｂ
に連通されている。

一方、駆動軸１３の上端部には、油供給通路２
０の上端部と連通する垂直方向の連通路２２を有
するポス部材２３が、該ボス部材２３と駆動軸１
３上端部との間に拡散板２４を挟持せしめて連設
され、該ボス部材２３には前記連通路２２の上端
部と連通して半径方向（水平方向）に開口する複
数個の水平吐出口２５，２５が穿設されていると
共に、ボス部材２３の上端部外周には拡散羽根２
６が装着されている。

かかる構造を有することによつて、前記ポンプ
１４からの油を油供給通路２０及び連通路２２を
介して各水平吐出口２５，２５から水平方向に吐
出し、この吐出された油を拡散板２４及び拡散羽
根２６で拡散し、かつ微粒化せしめて気化器２８
内に供給するようになるのである。

次に、２７は両軸モータ１２の駆動軸１３の上
部に固定されて駆動がなされる燃焼空気用フア
ン、２８は該フアンの上方（下流）に所定距離を
存し配置されて燃料油を気化する気化器であつ
て、該気化器２８の外周にはこれを加熱して気化
を促進する予熱用空気ヒータ２９が配設され、さ
らに、気化器２８の上方にはバツフル板３０を介
して截頭円錐形状の気化筒３１が設けられ、この
気化筒３１の外側には、金網筒で形成したバーナ
炎口３２が同心配置で設けられる一方、バーナ炎
口３２の近傍にはギヤツプを存して対峙する点火
用の電極プラグ３３が配設されており、気化器２
８に供給されてここで気化された燃料油と、ハウ
ジング１１に開口した吸気口３４から燃焼空気用
フアン２７によつて吸入した燃焼用空気とを混合
し、かくして得られた気体状燃料をバーナ炎口３
２において電極プラグ３３からの放電アークによ
り点火して燃焼するように作動するのである。

なお、３５は着火状態を確認するかめにバーナ
炎口３２の炎噴出孔から噴出する炎に接し得る位
置に設けたフレームセンサ、３６は燃料油の気化
温度を検知するために気化器２８の器壁に取りつ
けたバーナ温度検知サーミスタである。

しかしてモータ制御手段９は第１図にブロツク
示されるが、フレームセンサ３５がバーナ炎口３
２で着火が行われたことを電流の変化で検出した
際にこれを検知し増幅する電流検出回路４５と、
この電流検出回路４５の出力電流と設定値とを比
較して着火が行われたことを「Ｈ」信号で出力す
る比較回路４６とからなる炎検出器４０、気化器
２８の気化温度を検出するバーナ温度検知サーミ
スタ３６の抵抗変化による電流変化を増幅する温
度検出回路４７と、この温度検出回路４７の出力
電流と設定値とを比較して気化器２８の温度が設
定温度に達したことを「Ｈ」信号で出力する比較
回路４８とからなるバーナ温度検出器４１、室温
を検出する室温検知サーミスタ１０の抵抗変化に
よる電流変化を増幅する温度検出回路４９と、こ
の温度検出回路４９の出力電流と設定値とを比較
して室温が設定値よりも低いことを「Ｈ」信号で
出力する比較回路５０とからなる室温検出器４
２、論理回路からなつていて前記各検出器４０，
４１，４２の信号を受けて作動し運転モード指令
を発信する運転モード指令回路４３、この指令回
路４３の運転モード指令を受けて作動し前記モー
タ１２に対して回転数の減速、増速の出力を発す
る出力回路４４の５つの要素からなつており、こ
の作動態様について、第５図のタイムチヤートな
らびに第６図乃至第１１図の各特性線図を参照し
ながら以下説明する。

運転開始と同時に予熱用電気モータ２９に通電
され、気化器２８が温度上昇してくるのに応じ
て、バーナ炎口３２では自然対流による熱伝導の
結果、温度が低い値で漸次上昇する。

このときのバーナ炎口３２の温度上昇状態及び
気化器２８に装着したバーナ温度検知サーミスタ
３６の抵抗値変化状態は第７図及び第８図に示す
通りである。

前記電気ヒータ２９による予熱の時間の半ばに
至つてバーナ炎口３２の温度が第７図の点Ｐに達
する（約200℃）とバーナ温度検出器４１から発
信される「Ｈ」信号によつて運転モード指令回路
４３が作動し両軸モータ１２に対して微速例えば
500r.p.m.で駆動させる指令が発せらる。

かくして両軸モータ１２は微速で回転するの
で、燃焼空気用フアン２７による低風量の送風が
開始され、強制対流によつて気化器２８の熱がバ
ーナ炎口３２に伝達される結果、両者２８，３２
間の温度差（△Ｔ）は縮まつてくる。

なお、この微速回転ではポンプの送油作用は生
じないことは言うまでもない。

蒸気予熱時間帯において気化器２８とバーナ炎
口３２とでの温度上昇状態は第９図に示される通
りであつて、両軸モータ１２の微速運転により、
従来気化器２８からバーナ炎口３２への熱移動は
熱伝導、自然対流によるものであつて、相当大き
い温度差（△Ｔ）が存していたが、これを強制対
流とすることによつて（△ｔ）まで縮めることが
可能であり、着火条件を改善し得るものである。

一方、バーナ３における両軸モータ１２の回転
とポンプ１４の油量及びフアン２７の風量との間
の関係は第６図に示されるが、図中、Ａの範囲で
示す微速運転はポンプ１４が送油作用を発揮しな
く油が気化器２８にと噴霧されないで、低風量で
の送風作用だけが行われる状態になつている。

なお、蒸気微速運転の帯域で油の噴霧が生じな
いのは、第４図にバーナ３の構造が示されるよう
に、油溜室１７ａの油面から水平吐出口２５，２
５…までのヘツド差と押上げ力との関係によるも
のである。

前記予熱時間帯が経過することにより、バーナ
炎口３２の温度が約240℃に上昇して予熱が万全
となる状態に至ると、シーケンス制御回路からの
点火指令信号によつて、電極プラグ３３に高電圧
が印加され点火作動する。

この点火は瞬時に行われ、点火が行われたこと
を炎検出器４０が「Ｈ」信号の出力により確認す
ると、運転モード指令回路４３から増速指令が発
信され、かくして両軸モータ１２は定常運転範囲
の速度よりも大きい最高速度に切り換つて運転さ
れる（第６図乃至第８図参照）。

その結果、強制対流の風量は増加すると共に、
気化器２８での油噴霧が多量に行われるために気
化燃料に対する着火がバーナ炎口３２において行
われる。

この点火確認後の増速運転は、第６図のに示
される如く、空燃比に関して定常運転の場合より
もオイル・リツチの条件が満たされる運転領域で
あるから定温運転時の安定燃焼が得られる。

かくして安定燃焼状態は例えば点火開始から約
１分経過することによつて確実に維持され、この
時点で対流フアン２が高速で駆動すると同時に、
両軸モータ１２は定常運転時における減速例えば
高速度に切り換えられることにより燃焼運転始動
は終了する。

その後、室温検知器４２の出力によつて対流フ
アン２及び両軸モータ１２は高速と低速との間の
自動切り換えが成され、室温度を一定に保持する
暖房運転が行われるのである。

以上述べた運転状態は第５図及び第１０図に示
される通りである。

このように両軸モータ１２を微速で運転してバ
ーナ炎口３２を高速運転に入る前に十分予熱して
おいて高速度のオイル・リツチ方式で確実な着火
を行せることが可能であるが、実際には高速度で
両軸モータ１２を運転することにより、運転音が
大きくなることを考慮して吸込空気が低い状態の
始動時のみで室温検知器４２による速度切換えの
場合には、かかる高速度での運転が成されないよ
うに禁止回路を備えしめることが好ましい。ま
た、本発明は第３図図示のFF温風機に使用して
特に効果的である。

（発明の効果） つづいて本発明の効果を述べると次の通りであ
る。

(イ) 燃焼運転時には、予熱時間帯の前半に強制対
流を行わせて気化器２８とバーナ炎口３２との
温度差を小さくし着火が容易な条件を保持させ
ると共に後半においてオイル・リツチ方式によ
る点火を行わせているので、点火は確実に成さ
れ、低温時であつても着火が失敗する如き問題
はなくなり、点火特性が改善される。

(ロ) 点火時期において送風量、油量を高める制御
を行つているので始動時の暖房立上り特性が向
上し快適環境の醸成に多大の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る電気制御回路
図、第２図及び第３図は本発明の各例の略示構造
図、第４図は前記両例に用いられるバーナの機構
図、第５図は本発明に係る燃焼運転開始時のタイ
ムチヤート、第６図乃至第１０図は本発明装置に
係る各特性線図、第１１図は従来の液体燃料燃焼
装置に係る特性線図である。 ３……シンクロガス化バーナ、９……モータ制
御手段、１２……モータ、１４……燃料油用ポン
プ、２７……燃焼空気用フアン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料油用ポンプ１４と燃焼空気用フアン２７
   とを変速可能なモータ１２に連結して一体駆動可
   能となし、前記モータ１２を変速することにより
   空燃比がほぼ同じ値で任意の燃焼量が得られる如
   くなしたシンクロガス化バーナ３を有する液体燃
   料燃焼装置であつて、燃焼運転始動時の点火作動
   直前における予熱時間帯の後半に、前記燃料油用
   ポンプ１４が送油作用を生じない程度の微速で前
   記モータ１２を運転して送風作用を生ぜしめ、次
   いで、点火作動の確認と同時に定常運転範囲の速
   度よりも大きい高速度に前記モータ１２を増速さ
   せて、着火完了により送温風が開始するまで持続
   した後、定常運転時における速度に切り換えるモ
   ータ制御手段９を備えしめたことを特徴とする液
   体燃料燃焼装置。