JPH0490417A - 燃焼検出装置 - 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〕 この発明は、温風暖葛器等の燃焼検出装置に関するもの
で、特に微弱燃焼どきの酸欠検出特性の改良を図ったも
のである。

〔従来の技術〕

近年、石油ファンヒーター等の家庭用温風暖房器は、普
及率の増加に伴い、狭い部屋で使用されたり、秋口また
は春光などの比較的暖かい時期に使用される機会が多く
なってきたため、それに使用される燃焼器も燃焼量を絞
り込んだときの下限の燃焼量をできるだけ少なくすると
いうことが望まれている。

燃焼量を低下させるためには、燃焼器の特性も去ること
ながら、安全性確保のため安定した酸欠検出を行うこと
ができる燃焼検出装置が必要とされていた。

従来この種の燃焼検出装置は、例えば特開平１−２６３
４１５号公報に示されているとおり、弱燃焼時に燃焼検
出部からの信号Ｖｆが、酸欠等の異常燃焼により、弱燃
焼時の酸欠レベル■１以下になったとき、短時間だけ強
制的に強撚焼とし、炎の整流作用を良好にして燃焼検出
部からの出力が充分得られる状態にしてから強撚焼時の
酸欠レベルと比較するという酸欠検出方法をとっていた
。

〔発明が解決しようとするｆｉｌｌ） しかしながら従来の装置では、弱燃焼時の燃焼量をさら
に低下させて燃焼させようとｌ、たとき（ｆｆｉ弱燃焼
）、炎の整流作用が悪くなり正常時の燃焼検出部からの
信号Ｖｆと酸欠レベルＶｆとの差が小さくなり、燃焼器
の製造上のバラツキ等によりＶｆがさらに低下すると、
正常時でも弱燃焼から強撚焼に変化してしまい、燃焼音
が高くなるとともに、室温が上昇するというａ題を有し
ていた。

また、上記課題を解決するために、酸欠レベルＶｆを低
い値に設定すると、酸欠状態になって異常燃焼になって
もＶｆがＶｍｐｉ下にならないため、強撚焼にならず、
燃焼を停止しないため酸欠事故を引き起こすなど安全上
の問題点があった。

この発明は、上記のような！！題を解消するためになさ
れたもので、弱燃焼時の燃焼量をさらに低下させて微弱
燃焼にして燃焼させても、不必要に強撚焼にしたりする
ことなく、正確な酸欠判定を行うことができる燃焼検出
装置５？得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記目的を達成するため、燃焼部の燃焼量
が微弱燃焼中に周期的に短時間たけ弱燃焼とするよう燃
焼制御部にインターバル信号を送るインターバル信号発
生部と、前記インターバル信号によって弱燃焼時に前記
燃焼検出部からの信号Ｖｆが弱燃焼時の酸欠レベルＶｆ
より低い場合のみ短時間だけ強制的に中燃焼として再度
中燃焼時の酸欠レベルｖｍと比較し、中燃焼時の酸欠レ
ベル■１以下の場合には、燃焼を停止させろとともに、
中燃焼時の酸欠レベルＶ１以上の場合には微弱燃焼に戻
す酸欠判定部を設けた構成としである。

〔作用〕

この発明は、上記の構成によって微弱燃焼中に周期的に
弱燃焼にし、この弱燃焼時に燃焼状態が悪くなった場合
のみ中燃焼にして酸欠検出を行うようにしたので、燃焼
部の下限の燃焼量を従来の燃焼よりさらに少ない微弱燃
焼にしても安全性を損なうことなく燃焼させることがで
きる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の一実施例における燃焼検出装置のブロ
ック図である。

図において、１は温度設定手段（図示せず）と室内温度
検出手段（図示せず）からの信号によって燃焼量を決定
するとともに、燃焼量に応じた酸欠レベルを決定する燃
焼ｆｉ制御部、２は燃焼制御部１により決定された燃焼
量に応じた炎を形成する燃焼部、３は燃焼部２の燃焼状
態を検出するための燃焼検出部 、４ば燃焼検出部３から入力される燃焼状態信号ｖＩと
燃焼制御部１から送られる酸欠レベルを比較して酸欠の
判定をするととに、判定の結果により燃焼制御部１に制
御信号を送り、燃焼部２を制御する酸欠判定部、５は微
弱燃焼中に周期的に短時間だけ弱燃焼に燃焼量アップす
るよう燃焼制御部１にインターバル信号を送るインター
バル信号発生部である。

第２図は第１図のブロック図を具体的に回路図で示した
ものである。前記ブロック図で説明した燃焼部２は、バ
ーナ６、バーナ６に燃料を供給する電磁ポンプ７、バー
ナ６に燃焼用空気と温風用空気を送る送風機８などによ
って構成されている。

また、燃焼検出部３は、フレームロッド９．フレームロ
ッド９とバーナ６の間に電圧を印加するための直流電源
１０（交流電源でも可）、フレームロッド９とバーナ６
の間に流れる炎のイオン電流を検出し、電圧ｖｆに変換
するための抵抗１１゜１２などによって構成されている
。

１３ばマイクロコンピュータ（以下マイコンという）で
、これは前記ブロック図で説明した燃焼制御部１．酸欠
判定部４．インターバル信号発生部５等が制御プログラ
ムとして予め記憶されているメモリ１３ａＳ前記制御プ
ログラムによって制御、演算等各種の処理を行うＣＰＵ
１３ｂ、炎のイオン電流を電圧に変換した値Ｖｆが入力
され、このアナログ量をデジタル量に変換してＣＰＵ１
３ｂに送る入力回路１３ｃ、、ＣＰＵ１３ｂの処理結果
に基づいて電磁ポンプフ、送風機８２表示Ｎ１４等に信
号を送り制御する出力回路１３ｄなどから構成されてい
る。

表示’Ｊ！１１４の巾には、インターバル信号によって
燃焼量が増加していることを報知する酸欠検知中ランプ
１５が配置さ戟ている。

以上のような構成において、以下、第３図のフローチャ
ートを用いてその動作を説明する。

燃焼部２が燃焼を開始し炎電流が安定してくると、まず
、ステップＩＳでマイコン１３が微弱燃焼かどうかを確
認する。微弱燃焼のときはステップ１６でインターバル
信号が出ているかをチエツクする。インターバル信号は
、マイコン１３のクロック（図示せず）を基準時間とし
てこの基準時間を分周したタイマーがカウントによって
オーバーフローし、クリアしたときに、メモリ１３ａ内
にフラグをセラＬすることにより発生する。

インターバル信号が出ている場合は、ステップ１７に進
み、マイコン１３が電磁ポンプ７と送風機８に信号を送
り、燃焼量を少し上げて弱燃焼にする。インターバル信
号が出ていない場合（よ、ステップ２２へ進み微弱燃焼
を継続する。

ステップ１７で弱燃焼になると、ステップ１８で燃焼検
出部３からの信号Ｖｍと、予めメモリ１３ａ内にセット
されている弱燃焼時の酸欠レベルｖ１とを比較し、Ｌの
方が高ければ、元の微弱燃焼に戻しくステップ２１）、
通常燃焼ルーチンに進む（ステップ２２）。Ｖｍの方が
低い場合はステップ１９へ進み、燃焼量をさらに上げて
中燃焼にし、ステップ２０で燃焼検出部３からの信号Ｖ
＃と予めメモリ１３１１内にセットされている中燃焼時
の酸欠レベルＶｍとを比較する。■４の方が高い場合は
元の微弱燃焼に戻しくステップ２１）、ｖｔの方が低い
場合はステップ２５に進み酸欠と判定して燃焼を停止さ
せる。

ステップ１５で微弱燃焼でない場合はステップ２３へ進
み、弱燃焼かどうか判定する。弱燃焼でない場合はステ
ップ２４へ進み、燃焼検出部３からの信号ｖｆとメモリ
１３ａ内にセットされている各々の燃焼量に応じて決め
られている酸欠レベルとを比較し、ｖｌの方が高い場合
は通常燃焼ルーチンへ進み、ｖｆの方が低い場合は酸欠
と判定して燃焼を停止させる。

また、ステップ２３において、弱燃焼のときは、ステッ
プ１８へ進み燃焼検出部３からの信号ｖｆと弱燃焼時の
酸欠レベルＶｍとを比較し、ｖｔの方が高い場合は通常
燃焼ルーチンへ進み、ｖｆの方が低い場合はステップ１
９で中燃焼にし、ステップ２０で■１と中燃焼時の酸欠
レベルとを比較する。Ｖｅの方が高い場合は、ステップ
２１で元の弱燃焼に戻して通常燃焼ルーチンに入り、ｖ
ｌの方が低い場合はステップ２５へ進み、燃焼を停止す
る。

以上のように、酸欠での燃焼停止は、中燃焼以上の場合
は、Ｖｆがその燃焼量に応じた酸欠レベル以下のとき、
弱燃焼以下の場合は燃焼量を中燃焼まで上げて、Ｖｆが
中燃焼時の酸欠レベルＶｍ以下のときで、燃焼検出部３
からの出力が充分得られ、酸欠判定の誤差が少ない中燃
焼以上で行うようにしている。

第４図は、各燃焼量における燃焼検出部３からの信号Ｖ
＋と室内酸素濃度の関係を表したものである。

中燃焼以上の場合は、室内酸素濃度の変化に対するＶｍ
の変化が大きいため、設定した酸欠レベル（例えば中燃
焼の時ばＶｍ）に対して、燃焼部２の製造上のバラツキ
により、Ｖｍの低い値が上下に変化しても、酸欠で停止
するときの室内酸素濃度値のズレは少なくて済む。

一方、弱燃焼、微弱燃焼の場合は、室内酸素濃度の変化
に対するＬの変化が少ないため、設定した酸欠レベル（
例えば弱燃焼のときばＶｆ）に対して、Ｌの値が上下に
変化す石と、酸欠レベルに対応した室内酸素濃度の値が
大きくズして、例えば、室内酸素濃度が低くなり人体に
危険な状態になっても、Ｖｆが酸欠レベルまで低下しな
いという事態が発生しうる。

したがって、上記の危険を防止するため、燃焼量が少な
くなるほど、その燃焼量に対応した酸欠レベルを室内酸
素濃度の比較的高いレベルまで上げて、燃焼部２の製造
上のバラツキによるＶｆ値の変動に対処する必要がある
。

弱燃焼以下の燃焼量の酸欠レベルを酸素濃度の比較的高
いレベルまで上げると、各々の製造上のバラツキやｊ［
、Ｉｆ零電圧変動等により、ｖｌが容易に酸欠レベルま
で低下する可能性がある。そのため、弱燃焼以下の場合
は、■−が酸欠レベル以下で燃焼を停止するよう設定す
ると、酸素濃度が充分あるのに誤動作で頻繁に燃焼を停
止するという事態になる。

このような事態を防止するため、弱燃焼以下ではＶｍが
酸欠が酸欠レベルになっても燃焼を停止させずに、安定
した酸欠検出が行える中燃焼まで燃焼量を上げて再度酸
欠かどうかを確認するようにしている。

また、微弱燃焼では、弱燃焼よりさらに室内酸素濃度に
対するｖｌの変化が少な（、酸欠レベルを設定すること
が難しいので、ｊ！期的に短時間弱燃焼にして、この弱
燃焼時に酸欠検出を行うようにしている。

微弱燃焼から周期的に短時間弱燃焼しても、騒音値の変
化が少なく、また燃焼量もあがりすぎることがないため
、！、４１が上昇したすせず、実用上のＲＭｔは少ない
。

なお、この周期は酸欠検出間隔であるから安全上重要で
あす１、実際の燃焼量と想定される部屋の大きさによっ
て適宜決定すればよい。

微弱燃焼から一変に中燃焼まで上げても酸欠検出はでき
るが、この場合は、騒音値の増大と室温の上昇という問
題点が発生する。

次に、第５図のフローチャートについて説明する。

この図は、第３図のフローチャートにステップ２６を追
加したものである。ステップ１５で微弱燃焼のときは、
ステップ２Ｂで燃焼検出部３からの信号Ｖｙと微弱燃焼
時の第１の酸欠レベルＬ１　とを比較し、Ｖｅの方が高
い場合は通常燃焼ルーチンへ進み、Ｖｆの方が低い場合
はステップ１６へ進み、以下第３図と同様の動作を行う
。

微弱燃焼時に第１の酸欠レベルＬＨを設定し、右がＶｍ
１以上の場合は、通常燃焼を継続するようにしたので、
Ｖｒが比較的高い場合は、不必要に周期的に弱燃焼にな
ることがなく、騒音の変化や室温の上昇の心配がほとん
どない。

微弱燃焼時の第１の酸欠レベルＶｌ、は、第４図に示す
ように弱燃焼時の酸欠レベルＶｍよりさらに高い室内酸
素濃度レベルの位置に設定する必要がある。

従って、燃焼部２の製造上のバラツキや電源電圧の変動
等により、Ｖ（がＶｓ１Ｊｕ下になることもありうるが
、その場合でも微弱燃焼から周期的に短詩Ｒ弱燃焼にな
るだけなので、実用上＊ｉｉｉがない。

次に、第６図のフローチャートについて説明する。

この図は、第５図のフローチャートにステップ２７を追
加したものである。ステップ１５で微弱燃焼のときは、
ステップ２７で燃焼検出部３からの信号右と微弱燃焼時
の第２の酸欠レベルＶｍｔとを比較し、ｖｆの方が低い
場合はステップ２５へ進み、燃焼を停止し、■４の方が
高い場合はステップ２６へ進み、以下第５図と同様の動
作を行う。

すなわち、？ｒｉ弱燃焼時、燃焼検出部３からの信号Ｖ
ｆが、第１の酸欠１／ベルＶｍ１以上のときは通常燃焼
を行い、第１の酸欠レベルＶｓ１と第２の酸欠レベルＶ
ｍ２の間のときは周期的に短時間だけ弱燃焼に１７で酸
欠検出を行い、第２の酸欠レベル■。

以下の時は燃焼を停止するよう力作する。

微弱燃焼時の第２の酸欠レベルペレＶｓ２をＲ定し、Ｖ
ｍがＶｍ！以下の場合（よ、燃焼を停止するようにした
ので、例えば微弱燃焼時に何等かの故障により急激に燃
焼状態が悪化し、Ｖｆが低下しＶａ２以下になった場合
でも、インターバル信号を待つ乙となく燃焼停止となる
ので、−Ｍ安全な燃焼検出装置となる。

微弱燃焼時の第２の酸欠レベルＶｍ２は、第４図に示す
ように、中燃焼時の酸欠レベル〜″、よりさらに低い室
内酸素濃度レベルの位置に設定する必要がある。そうす
ることにより、燃焼部２の製造上のバラツキや電源電圧
の変動等によってＶｆが低い場合でも、Ｖｍ２以下にな
ることはないので、誤動作で燃焼停止することもない。

以上説明した、第３図、第５図、第６図のフローチャー
トにおいて、ステップ１６でインターバル信号が発生し
、ステップ１７で弱燃焼にするときに、同時に酸欠検知
中ランプ１５を点灯するようにすれば、微弱燃焼から弱
燃焼に燃焼量が変化し、騒音がやや大きてなったときに
も、使用者が不信に思うこともなく、返って換気の必要
性を知らしめるととになり、非常に有効である。前記酸
欠検知中ランプ１５ば、ステップ２１で燃焼量を元に戻
すときに消灯すればよい。

なお、上記実施例では、微弱燃焼２弱燃焼、中燃焼の３
段階で説明したが、さらに切換え段階が多いものにあっ
ても同様に、最弱燃焼の場合、インターバル信号によっ
て周期的に短時間だけ燃焼量を上げて酸欠判定を行い、
最終的に燃焼検出部３からの信号が充分大きく、正確な
酸欠判定が行える燃焼量のとき、燃焼を停止させるよう
にすればよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、燃焼量が微弱燃焼中
に周期的に短時霜だけ弱燃焼にして酸欠判定を行い、酸
素濃度が低いと判定されたときは、さらに中燃焼にして
酸欠判定を行うようにしたので、燃焼部の下限の燃焼量
を従来よりも更に低下させることができ、また、燃焼量
が少ない場合でも、不必要に強燃焼にしたりすることな
く、正確な酸欠判定が可能な安全性の高い燃焼検出装置
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における燃焼検出装置のブ
ロック図、第２図は同装置の回路図、第３図、第５図、
第６図は動作状態のフローチャート、第４図は燃焼検出
部からの信号の酸欠特性を示すグラフである。 図において、１は燃焼制御部、２は燃焼部、３は燃焼検
出部、４は酸欠判定部、５はインターバル信号発生部、
１３はマイクロコンピュータ、１５は酸欠検知中ランプ
である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄（外２名） 第１図 第２図 第４図 第３図 第５図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼部と、この燃焼部の燃焼量を多段階に制御す
   る燃焼制御部と、前記燃焼部に形成された炎の燃焼状態
   を検出する燃焼検出部と、前記燃焼部の燃焼量が微弱燃
   焼中に周期的に短時間だけ弱燃焼とするよう燃焼制御部
   にインターバル信号を送るインターバル信号発生部と、
   前記インターバル信号によって弱燃焼時に前記燃焼検出
   部からの信号Ｖ＿ｆが弱燃焼時の酸欠レベルＶ＿ｌより
   低い場合のみ短時間だけ強制的に中燃焼として再度中燃
   焼時の酸欠レベルＶ＿ｍと比較し、中燃焼時の酸欠レベ
   ルＶ＿１以下の場合には燃焼を停止させるとともに、中
   燃焼時の酸欠レベルＶ＿ｍ以上の場合には微弱燃焼に戻
   す酸欠判定部とを備えてなる燃焼検出装置。
2. （２）燃焼部と、この燃焼部の燃焼量を多段階に制御す
   る燃焼制御部と、前記燃焼制御部に形成された炎の燃焼
   状態を検出する燃焼検出部と、前記燃焼部の燃焼量が微
   弱燃焼中に前記燃焼検出部からの信号Ｖ＿ｆが微弱燃焼
   時の第１の酸欠レベルＶ＿ｍ＿１より低い場合のみ周期
   的に短時間だけ弱燃焼とするよう燃焼制御部にインター
   バル信号を送るインターバル信号発生部と、前記インタ
   ーバル信号によって弱燃焼時に前記燃焼検出部からの信
   号Ｖ＿ｆが弱燃焼時の酸欠レベルＶ＿ｌより低い場合の
   み短時間だけ強制的に中燃焼と再度中燃焼時の酸欠レベ
   ルＶ＿ｍとして比較し、中燃焼時の酸欠レベルＶ＿ｍ以
   下の場合のは燃焼を停止させるとともに、中燃焼時の酸
   欠レベルＶ＿ｍ以上の場合には微弱燃焼に戻す酸欠判定
   部とを備えてなる燃焼検出装置。
3. （３）燃焼部と、この燃焼部の燃焼量とを多段階に制御
   する燃焼制御部と、前記燃焼制御部に形成された炎の燃
   焼状態を検出する燃焼検出部と、前記燃焼部の燃焼量が
   微弱燃焼中に前記燃焼検出部からの信号Ｖ＿ｆが微弱燃
   焼時の第１の酸欠レベルＶ＿＿ｍ＿１より低い第２の酸
   欠レベルＶ＿ｍ＿２との間にある場合のみ周期的に短時
   間だけ弱燃焼とするよう燃焼制御部にインターバル信号
   を送るインターバル信号発生部と、前記インターバル信
   号によって弱燃焼時に前記燃焼検出部からの信号Ｖ＿ｆ
   が弱燃焼時の酸欠レベルＶ＿ｌより低い場合のみ短時間
   だけ強制的に中燃焼として再度中燃焼時の酸欠レベルＶ
   ＿ｍと比較し、中燃焼時の酸欠レベルＶ＿ｍ以下の場合
   には燃焼を停止させ、中燃焼時の酸欠レベルＶ＿ｍ以上
   の場合には微弱燃焼に戻すようにするとともに、微弱燃
   焼中の燃焼検出部から信号Ｖ＿ｆが微弱燃焼時の第２の
   酸欠レベルＶ＿ｍ＿２以下の場合には、燃焼を停止する
   ようにした酸欠判定部とを備えてなる燃焼検出装置。
4. （４）前記インターバル信号によって燃焼量が増加して
   いることを報知する表示手段を備えてなる請求項（１）
   〜（３）記載の燃焼検出装置。