JPH058202U - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】室内が負圧状態となったとしても、良好な燃焼
状態を維持する。 【構成】ポットの上端近傍に位置する燃焼筒２に光透過
孔２ａを設けると共に、光透過孔２ａを介して燃焼炎Ａ
を臨める燃焼筒２外の所定の位置に、燃焼炎Ａの放射光
を検出する光検出器１２を設け、光検出器１２の検出レ
ベルがあらかじめ設定した値ＴＨ以上になった場合に、
燃焼用送風機５の回転数Ｍを増大させ、バ−ナ３への供
給空気量を増大させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、燃焼状態の監視システムを備えた燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、暖房機には、バ−ナに燃焼用空気を供給する燃焼用送風機と燃料とし ての油を供給する油量調節器とが設置されている。

【０００３】 このような暖房機では、暖房機設置場所の高度、すなわち、低地に設置される 場合と高地に設置される場合とでは、空気密度が異なるために燃焼用送風機によ る空気量に変化を生じ、また、除塵フィルタなどに塵埃が付着したときには通風 抵抗が大きくなり、バ−ナへの供給空気量が減少する傾向にある。そのため、供 給空気量と油量との比である空燃比の最適値を維持することができず、燃焼効率 の低下をきたす。

【０００４】 そこで、従来より暖房機では、バ−ナへの供給空気量に変化が生じたときには 、燃焼用送風機による空気量と油量調節器による油量とを所定の直線関数に基づ き比例的に制御して、通風抵抗などが変化した場合においても、最適な空燃比を 得られるように構成されている。

【０００５】 この空燃比の具体的な制御例としては、小回転数調整ボリュ−ムにより燃焼用 送風機の小回転数域を設定すると共に、大回転数調整ボリュ−ムにより大回転数 域を設定し、かつ、大油量調整ボリュ−ムにより大油量域を設定し、これら設定 した各回転数域および油量域に基づき空燃比の直線関数を演算し、この直線関数 に基づき燃焼用送風機および油量調節器を駆動する。

【０００６】 これにより、設置場所の高低に伴う空気密度の変化や、通風抵抗の変化に対し て最適な空燃比を得ることができ、空気密度の変化や通風抵抗の変化に対応した 燃焼制御を行うことができる（例えば、実願平１−１４２８４８号 参照）。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の装置では、室内換気のために換気扇などを使用し、 暖房機を設置した室内が負圧になると、上記した各調整ボリュ−ムを操作して所 望の空燃比を得るように設定しても、最適な空燃比の維持が困難となり、燃焼不 良を起こすおそれがある。

【０００８】 本考案は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、換気扇など を使用しても安定した空燃比を得られ、室内の負圧状態時の燃焼不良を抑止でき る燃焼装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、請求項１では、燃焼筒下部に配置したポット式バ− ナへ燃料供給手段による燃料および燃焼用送風機による燃焼用空気を供給して燃 料に点火し、その燃焼炎により燃焼筒を加熱する燃焼装置において、ポットの上 端近傍に位置する燃焼筒に光透過孔を設けると共に、光透過孔を介して燃焼炎を 臨める燃焼筒外の所定の位置に、燃焼炎の放射光を検出する光検出器を設け、か つ、光検出器の検出レベルがあらかじめ設定した値以上になった場合に、燃焼用 送風機の回転数を増大させる制御部を設けた。

【００１０】 また、請求項２では、燃焼用送風機の回転数が最大となった際に、光検出器の 検出レベルが未だ設定値以上の場合には、燃料供給手段の燃料供給量を減少させ る制御部を設けた。

【００１１】 また、請求項３では、燃料供給手段の燃料供給量があらかじめ設定した供給量 まで減少した際に、光検出器の検出レベルが未だ設定値以上の場合には、所定時 間経過後に少なくとも燃料供給手段による燃料供給を停止させる制御部を設けた 。

【００１２】

【作用】

請求項１によれば、バ−ナのポット内に燃焼用空気および燃料が供給され、こ の燃料に点火されると、ポット内に燃焼炎が立ち、この燃焼炎の放射光が光透過 孔から燃焼筒外にもれ、この光が光検出器により検出される。

【００１３】 光検出器の出力検出信号は、制御部に入力され、その入力レベルとあらかじめ 設置した値との比較が行われる。その結果、入力レベルが設定値以上の場合には 、燃焼不良を起こしているものとして燃焼用送風機の回転数が増大され、ポット への供給空気量が増大される。

【００１４】 また、請求項２によれば、上記請求項１において、燃焼用送風機の回転数が最 大となった際に、光検出器の検出レベルが未だ設定値以上の場合には、燃料供給 手段の燃料供給量が減少される。

【００１５】 また、請求項３によれば、上記請求項２において、燃料供給手段の燃料供給量 があらかじめ設定した供給量まで減少した際に、光検出器の検出レベルが未だ設 定値以上の場合には、所定時間経過後に少なくとも燃料供給手段による燃料供給 が停止され、燃焼が停止される。

【００１６】

【実施例】

図１は、本考案に係る燃焼装置の一実施例を示す構成図である。図１において 、１は石油暖房機の筐体、２は燃焼筒で、筐体１内に設けられ輻射熱により室内 を暖房する。３はポット式バ−ナで、燃焼筒２の下部に配置され、側部に燃焼用 空気取り入れ孔３ａを有し燃焼炎Ａにより燃焼筒２を加熱する。４は点火ヒ−タ で、バ−ナ３内の下方に配置され後記する制御部１４による通電制御のもと、バ −ナ３内に供給された燃料を気化させ着火させる。

【００１７】 ５は燃焼用送風機で、送風管６を通じて燃焼筒２の下側からバ−ナ３に対し燃 焼用空気を供給する。７は油量調節器で、電磁ポンプを有し送油管８を通じて所 定量の燃料（油）をポット３内に供給する。

【００１８】 １１は第１の光検出器で、例えばＣｄＳから構成され、燃焼筒２の所定の位置 、具体的には、バ−ナ３の側面の空気取り入れ孔３ａを介して、バ−ナ３内の燃 焼炎Ａを臨める燃焼筒２の所定の位置に配置され、検出信号ＯＴ1 を後記する制 御部１４に出力する。

【００１９】 １２は第２の光検出器で、第１の光検出器１１と同様にＣｄＳから構成され、 バ−ナ３の上端近傍に位置する燃焼筒２に設けた光透過孔２ａを介して、バ−ナ ３の上方に放射される燃焼炎Ａを臨める筐体１の所定の位置に配置され、検出信 号ＯＴ2 を後記する制御部１４に出力する。また、燃焼筒２の光透過孔２ａには 透明な耐熱ガラスが配設される。

【００２０】 第１および第２の光検出器１１，１２による検出信号ＯＴ1 ，ＯＴ2 の出力レ ベルは、図２に示すように、受けた光の波長に依存する。具体的には、燃焼炎Ａ の色が青系（波長４５００オングストロ−ム近傍）の正常燃焼時にはほぼ所定の 値ａを維持する。燃焼不良を起こしたときには、燃焼炎Ａの色が青系から黄（波 長５５００オングストロ−ム近傍）、さらには橙（波長６０００オングストロ− ム近傍）と遷移するに従い、出力レベルが徐々に高くなる。

【００２１】 １３は空気案内部で、燃焼筒２内の第１の光検出器１１の上方に配置され、燃 焼筒２の下部からバ−ナ３に供給される燃焼用空気の一部を第１の光検出器１１ に吹き付けるように下方に反射する。

【００２２】 １４は制御部で、第１の光検出器１１の検出信号ＯＴ1 の入力に応じて点火ヒ −タ４への通電制御を行うと共に、第２の光検出器１２の検出信号ＯＴ2 の入力 に応じて燃焼および消火制御としての燃焼用送風機５、油量調節器７の駆動制御 を行う。具体的には、点火時に検出信号ＯＴ1 を入力すると、所定時間ｔ1 経過 後に点火ヒ−タ４への通電を停止する。また、検出信号ＯＴ2 を入力すると、そ の入力レベルとあらかじめ設定した値（以下、設定値という）ＴＨ（例えば、波 長５５００オングストロ−ムの場合のレベルに相当）との比較を行い、比較結果 に応じて燃焼用送風機５の回転数Ｍおよび油量調節器７の給油量Ｑを制御する。 また、制御部１４は、暖房機の動作状態や燃焼状態を表示部１５に表示する。

【００２３】 次に、上記構成による動作を図２のフロ−チャ−トに基づいて説明する。

【００２４】 図示しない運転スイッチがオンにされると、制御部１４は点火ヒ−タ４へ通電 を開始し、バ−ナ３の予熱が行われる（Ｓ１）。

【００２５】 所定時間ｔ1 の予熱が完了すると（Ｓ２）、制御部１４は燃焼用送風機５の駆 動部に駆動信号ＤＲ1 を出力する。これにより、燃焼用送風機５が回転数Ｍで回 転し燃焼用空気が、図中矢印で示す経路、すなわち、送風管６、燃焼筒２の下部 、空気取り入れ孔３ａを介してバ−ナ３内に供給される（Ｓ３）。

【００２６】 燃焼用送風機５の運転開始から所定時間（例えば１０秒）ｔ2 経過後に（Ｓ４ ）、制御部１４は駆動信号ＤＲ2 を油量調節器７の駆動部に出力する。これによ り、送油管８を介して燃料のバ−ナ３内への供給が開始される（Ｓ５）。

【００２７】 この時既に、バ−ナ３の底部は、点火ヒ−タ４により予熱されているので、バ −ナ３内に流入した燃料は即座に気化し、その気化ガスが点火ヒ−タ４の赤熱面 に触れて着火する（Ｓ６）。

【００２８】 この着火が正常に行われると、バ−ナ３内に燃焼炎Ａが立ち揺らぐ。これによ り、バ−ナ３の空気取り入れ孔３ａから燃焼炎Ａの色に応じた波長の光が漏れ、 これが第１の光検出器１１で検出される。この光検出に伴い、第１の光検出器１ １から受光した光の波長に応じたレベルの検出信号ＯＴ1 が制御部１４に入力さ れる（Ｓ７）。

【００２９】 制御部１４は、検出信号ＯＴ1 の入力により、正常の点火が行われたものと判 断して点火ヒ−タ４への通電を停止する（Ｓ８）。また、バ−ナ３の点火により 燃焼炎Ａがバ−ナ３の上部に放射され、この燃焼炎Ａにより燃焼筒２が加熱され 、その輻射熱で室内の暖房が行われる。

【００３０】 燃焼炎Ａによる所定波長の放射光は、燃焼筒２の光透過孔２ａを介して第２の 光検出器１２により受光される。これにより、受光した光の波長に応じたレベル の検出信号ＯＴ2 が制御部１４に入力される（Ｓ９）。制御部１４は、入力した 検出信号ＯＴ2 の入力レベルと設定値ＴＨとの比較を行う（Ｓ１０）。この比較 の結果、入力レベルが設定値ＴＨより低い場合には、正常に燃焼が行われている ものと判断して、燃焼用送風機５の回転数Ｍおよび油量調節器７の給油量Ｑを現 状のままで維持する。

【００３１】 また、図示しない停止スイッチが操作されず燃焼制御状態にあるときに、例え ば燃料切れなどにより、燃焼炎Ａのバ−ナ３からの放射高さが低くなり、検出信 号ＯＴ2 の入力が停止し（Ｓ１１）、この状態が所定時間ｔ3 継続すると（Ｓ１ ２）、制御部１４は消火行程に移行する。すなわち、駆動信号ＤＲ2 の出力を停 止して油量調節器７の電磁ポンプの駆動を停止し（Ｓ１３）、さらに駆動信号Ｄ Ｒ1 の出力も停止して燃焼用送風機５の駆動を停止し（Ｓ１４）、表示部１５へ 燃焼を停止した旨を表出させる（Ｓ１５）。

【００３２】 一方、正常運転時に、例えば室内換気のため換気扇を使用し、室内が負圧にな ると、燃焼用送風機５によるバ−ナ３への供給空気量が減少する。これにより、 燃焼不良が発生し、燃焼炎Ａの色が正常燃焼時の青系（波長５０００オングスト ロ−ム近傍）から黄橙系（波長５５００オングストロ−ム以上）に変化する。

【００３３】 従って、第２の光検出器１２の受光量が大きくなり、その出力検出信号ＯＴ2 のレベルが高くなる。このため、制御部１４は、ステップＳ１０の比較動作にお いて、入力した検出信号ＯＴ2 の入力レベルが設定値ＴＨ以上と判断し、駆動信 号ＤＲ1 により燃焼用送風機５の回転数Ｍを所定の回転数αだけ増大させる（Ｓ １６）。これにより、燃焼用送風機５の回転数Ｍが増大すると、バ−ナ３内への 供給空気量が増大する。

【００３４】 次に、制御部１４は、所定時間ｔ4 経過後に（Ｓ１７）、検出信号ＯＴ2 のレ ベルが設定値ＴＨよりも低くなったか否かの判別を行う（Ｓ１８）。ステップＳ １８において、設定値ＴＨより検出信号ＯＴ2 のレベルが低いと判別したならば 、正常燃焼に復帰したものとして、燃焼用送風機５の回転数Ｍを通常時の回転数 に設定し（Ｓ１９）、ステップＳ１０に戻る。

【００３５】 一方、ステップＳ１８において、検出信号ＯＴ2 のレベルが設定値ＴＨ以上で あると判別したならば、正常燃焼に未だ復帰していないものとして、燃焼用送風 機５の回転数Ｍが最大Ｍmax となるように駆動信号ＤＲ1 を出力する（Ｓ２０） 。

【００３６】 燃焼用送風機５の回転数Ｍを最大Ｍmax としてから所定時間ｔ5 経過後に（Ｓ ２１）、再度、検出信号ＯＴ2 のレベルが設定値ＴＨよりも低くなったか否かの 判別を行う（Ｓ２２）。ステップＳ２２において、設定値ＴＨより検出信号ＯＴ 2 のレベルが低いと判別したならば、正常燃焼に復帰したものとして、ステップ Ｓ１９の動作に移行する。

【００３７】 一方、ステップＳ２２において、検出信号ＯＴ2 のレベルが設定値ＴＨ以上で あると判別したならば、正常燃焼に未だ復帰していないものとして、油量調節器 ７による給油量Ｑがあらかじめ設定した値Ｑmin にまで減少するように、油量調 節器７に駆動信号ＤＲ1 を出力する（Ｓ２３）。

【００３８】 油量調節器７による給油量Ｑを設定値Ｑmin に減少させてから所定時間ｔ6 経 過後に（Ｓ２４）、再度、検出信号ＯＴ2 のレベルが設定値ＴＨよりも低くなっ たか否かの判別を行う（Ｓ２５）。ステップＳ２５において、設定値ＴＨより検 出信号ＯＴ2 のレベルが低いと判別したならば、正常燃焼に復帰したものとして 、油量調節器７の給油量Ｑを正常時の状態となるように設定すると共に（Ｓ２６ ）、ステップＳ１９の動作に移行し、燃焼用送風機５の回転数Ｍを通常時の回転 数に設定する。

【００３９】 一方、ステップＳ２５において、検出信号ＯＴ2 のレベルが設定値ＴＨ以上で あると判別したならば、正常燃焼に未だ復帰していないものとして、燃焼を停止 させるため、ステップＳ１３からの動作に移行する。

【００４０】 すなわち、駆動信号ＤＲ2 の出力を停止して油量調節器７による給油を停止さ せると共に（Ｓ１３）、駆動信号ＤＲ1 の出力を停止して燃焼用空気の供給を停 止し（Ｓ１４）、表示部１５に正常燃焼に復帰できない旨（燃焼不良である旨） を表出させる（Ｓ１５）。

【００４１】 以上説明したように、本実施例によれば、バ−ナ３の上方から放射する燃焼炎 Ａの状態を第２の光検出器１２により監視し、その検出信号ＯＴ2 の検出レベル に応じてバ−ナ３への供給空気量および給油量を制御するようにしたので、換気 扇などを使用して室内が負圧状態となったとしても、良好な燃焼状態を維持でき 、また、異常燃焼状態などの監視を容易に、かつ、的確に行うことができる。

【００４２】 バ−ナ３の点火の正否の検出を温度スイッチではなく、バ−ナ３の側方の燃焼 筒２に設けた第１の光検出器１１により行うようにしたので、点火されると直ち に点火したことを検出することができ、応答性の良い点火制御を行うことができ る。

【００４３】 さらに、燃焼筒２の第１の光検出器１１の配置位置上方に燃焼用空気の一部を 第１の光検出器１１に吹き付けるように案内する空気案内部１３を設けたので、 バ−ナ３の側方の燃焼筒２に設けられた第１の光検出器１１の過度の温度上昇を 抑止でき、光検出器１１の劣化防止を図ることができる。

【００４４】

【考案の効果】

以上説明したように、請求項１または請求項２または請求項３によれば、換気 扇などを使用して室内が負圧状態となったとしても、良好な燃焼状態を維持でき 、また、異常燃焼状態などの監視を容易に、かつ、的確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る燃焼装置の一実施例を示す構成図
である。

【図２】本考案に係る光検出器の入出力特性図である。

【図３】本考案の動作を説明するためのフロ−チャ−ト
である。

【図４】本考案の動作を説明するためのフロ−チャ−ト
である。

【符号の説明】

１…筐体 ２…燃焼筒 ２ａ…光透過孔 ３…ポット式バ−ナ ３ａ…空気取り入れ孔 ４…点火ヒ−タ ５…燃焼用送風機 ６…送風管 ７…油量調節器 ８…送油管 １１…第１の光検出器 １２…第２の光検出器 １３…空気案内部 １４…制御部 １５…表示部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼筒下部に配置したポット式バ−ナへ
   燃料供給手段による燃料および燃焼用送風機による燃焼
   用空気を供給して燃料に点火し、その燃焼炎により燃焼
   筒を加熱する燃焼装置において、 ポットの上端近傍に位置する燃焼筒に光透過孔を設ける
   と共に、 光透過孔を介して燃焼炎を臨める燃焼筒外の所定の位置
   に、燃焼炎の放射光を検出する光検出器を設け、 かつ、光検出器の検出レベルがあらかじめ設定した値以
   上になった場合に、燃焼用送風機の回転数を増大させる
   制御部を設けたことを特徴とする燃焼装置。
2. 【請求項２】 燃焼用送風機の回転数が最大となった際
   に、光検出器の検出レベルが未だ設定値以上の場合に
   は、燃料供給手段の燃料供給量を減少させる制御部を設
   けた請求項１記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】 燃料供給手段の燃料供給量があらかじめ
   設定した供給量まで減少した際に、光検出器の検出レベ
   ルが未だ設定値以上の場合には、所定時間経過後に少な
   くとも燃料供給手段による燃料供給を停止させる制御部
   を設けた請求項２記載の燃焼装置。