JPH0631315Y2 - 燃焼式ヒータの燃焼制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、車両等に使用される燃焼式ヒータの燃焼制御
装置に関し、特に確実な消火を可能にした燃焼式ヒータ
の燃焼制御装置に関する。

（従来の技術及びその問題点） 従来、車両の暖房や食品の保温等に使用される燃焼式ヒ
ータの燃焼制御装置では、一般に、消火時即ち、ヒータ
の燃焼を停止する場合、燃料供給ポンプからの燃料供給
停止直後は、燃焼器の燈芯に含浸した燃料が残留してい
るため燃料供給停止後も該燃料が燃え尽きるまで空気を
前記燃焼器に供給する必要があり、このため燃料供給停
止後は一定の送風量で空気を供給する技術が例えば実開
昭５８−１５８６１号公報により提案されている。しか
しながら、残留燃料が徐々に減少し燃料供給停止から完
全消火に至るまでに燃料気化量が徐々に減少するので、
送風量が一定であると空気量が過剰になり、従って燃焼
器内の空燃比がリーンとなって青白煙が発生して有害成
分が排出したり、燃焼途中で火が吹き消えるという不具
合があった。特に、該吹き消えが生じた場合には、燈芯
に燃料が未だ残留しているため、吹き消え直後、未燃ガ
スによる白煙が発生したり、更には残留燃料がヒータの
余熱により炭化して燈芯に付着することから耐久性や着
火性が低下するという不具合があった。

一方、完全に消火した後は安全性の点からヒータの冷却
や残留燃料の気化ガスの排出を行うため、更に空気を供
給して掃気を行う必要がある。

本考案は上記問題点や要請に鑑みて為されたものであ
り、燃料供給停止後の残留燃料を完全燃焼させて有害成
分の排出防止及び燈芯の耐久性や着火性の向上を図ると
共に、燃焼式ヒータの冷却及び残留燃料の気化ガスの排
出を迅速且つ十分に行うようにした燃焼式ヒータの燃料
制御装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するために本考案は、燃焼器と、該
燃焼器に燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃焼器に
空気を供給する空気供給手段とを備えた燃焼式ヒータの
燃焼制御装置において、燃焼停止指令信号の入力後、前
記燃料供給手段による燃料の供給を停止し、前記空気供
給手段をして、前記停止信号入力直前の空気量を第１の
所定時間供給させ、該第１の所定時間経過後第２の所定
時間に亘って第１の所定空気量まで漸減させた後、該第
１の所定空気量より多い第２の所定空気量を供給させる
消火制御手段を備えたものである。

（作用） 燃焼停止指令信号が入力されると、消火制御手段は、燃
料供給手段による燃料供給を停止し、空気供給手段をし
て燃料供給停止信号入力直前の空気量を第１の所定時間
供給させ、該第１の所定時間経過後第２の所定時間に亘
って第１の所定空気量まで漸減させた後、該第１の所定
空気量より多い第２の所定空気量を供給させるようにし
て、燃焼器内の残留燃料を完全に燃焼させるとともに該
燃焼後のヒータの冷却及び残留燃料の気化ガスの排気を
迅速且つ十分に排出する。

（実施例） 次に、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の一実施例に係る燃焼制御装置を備えた
燃焼式ヒータの全体構成を示し、この燃焼式ヒータは食
品等を温めた状態で輸送する温蔵車等に搭載され、その
温蔵庫内を温めるために使用される。第１図中１は、気
化された液体燃料と燃焼用空気との混合気を燃焼筒２の
内部の燃焼室３内で着火して燃焼させ、高温の燃焼ガス
を発生する燃焼器を示す。この燃焼器１は、内部に燃焼
室３を形成する燃焼筒２と、液体燃料が含浸される燈芯
４と、この燈芯４に液体燃料を供給するための燃料通路
５ａを有する通路形成部材５と、気化された燃料を着火
させるためのグロープラグ６とを主要構成要素としてい
る。

燃焼筒２の外周壁には多数の空気流入孔２ａが穿設さ
れ、燃焼筒２の端部開口は例えばセラミックス繊維で成
形された円板状の燈芯４で閉塞されている。燃焼筒２の
周囲を覆うケース７にはグロープラグ６が取り付けてあ
り、グロープラグ６の先端部は燃焼室３内に突き出てい
る。このグロープラグ６は後述する制御手段としての電
子制御装置（以下「ＥＣＵ」と云う。）８に電気的に接
続され、このＥＣＵ８からの出力信号によってグロープ
ラグ６に印加される電圧が可変制御されるようになって
いる。

燃焼器１の空気供給口９には燃焼用空気供給ブロア（空
気供給手段）１０が配設され、このブロア１０は電気的
に接続されたＥＣＵ８からの出力信号に応じて燃焼室３
に燃焼用空気（第３図のＱ_１〜Ｑ_４）を供給する。前記
燃焼室３にて生じる高温の燃焼ガスは、燃焼器１に隣接
配置された熱交換器２３の燃焼管２５を通り、ケース７
の筒部７ａの内周壁に設けられた内側フィン１１の間を
通過し、排出口１２から外部に排出される。

また、ケース７の筒部７ａの外側にはカバー１３が設け
られており、このカバー１３の吹き込み口１４には暖房
用空気供給ブロワ１５が配設されている。この暖房用空
気供給ブロア１５からの空気供給量（第３図のＨＩ，Ｌ
Ｏ）はこのブロア１５が配設されている。この暖房用空
気供給ブロア１５に電気的に接続されたＥＣＵ８からの
出力信号に応じて調節され、空気供給ブロア１５から供
給された空気は、前記燃焼ガスにより熱せられた外側フ
ィン２６間を通過して熱交換された後カバー１３の吹出
口１６から図示しないダクト内に送られ、温風入口１７
ａから保温室１７内に送られる。

前記通路形成部材５の燃料通路５ａは、管路１８、燃料
供給手段としての燃料供給ポンプ１９を介して燃料タン
ク２０に連通している。燃料供給ポンプ１９はＥＣＵ８
に電気的に接続され、ＥＣＵ８からの出力信号に応じて
燃料供給量（第３図のＦ_１，Ｆ_２）が制御され、これに
より燃料通路５ａから燈芯４に供給される燃料の量が決
まる。

前記ケース７のグロープラグ６の近傍には燃焼室３内で
混合気が着火したか否かを検出する着火センサ（着火検
出手段）ＳＩが、その先端部を燃焼室３内に突出させて
配されている。また、前記保温室１７の温風出口１７ｂ
近傍内壁には保温室１７内の室温を検出する温度センサ
Ｓ２が取り付けられ、そのセンサＳ２により検出される
室温信号はＥＣＵ８に送られる。

前記熱交換器２３内には熱交換器２３自体の温度を検出
する熱交換器温度センサＳ３が配されており、そのセン
サＳ３からの出力信号はＥＣＵ８に送られる。

ＥＣＵ８には、着火開始指令、保温室１７内の設定（目
標）温度、燃焼停止指令等、運転者の指令内容を表わす
信号を出力する操作パネル２１、燃焼式ヒータに異常が
あると判断されたとき、運転者に当該異常を知らせる異
常表示（警告）装置２２、更にはバッテリ電圧の変動を
検知すべくバッテリ（電圧印加手段）２４の電圧を分圧
する抵抗２４ａ，２４ｂから成るバッテリ電圧検知手段
が夫々電気的に接続されている。

ＥＣＵ８は、前述の各センサＳ１〜Ｓ３及び操作パネル
２１からの信号に基づいて、グロープラグ６、燃焼用空
気供給ブロア１０、燃料供給ポンプ１９、更には空気供
給ブロア１５を後述する制御プログラム（第２図）に従
って駆動制御する。

ＥＣＵ８は、具体的にはマルチプレクサ８ａ，Ａ／Ｄコ
ンバータ８ｂ，マイクロコンピュータ８ｃ，複数の駆動
素子８ｄを主要な構成要素とし、マルチプレクサ８ａに
入力される各センサＳ１〜Ｓ３の出力信号並びにバッテ
リ電圧の変動を表わす電圧信号は順次Ａ／Ｄコンバータ
８ｂにてＡ／Ｄ変換された後マイクロコンピュータ８ｃ
に供給される。マイクロコンピュータ８ｃは、上記各セ
ンサＳ１〜Ｓ３、バッテリ電圧信号等に基づいて、グロ
ープラグ６の印加電圧、燃料供給ポンプ１９による燃料
供給量Ｆ_１，Ｆ_２、燃焼用空気供給ブロア１０による空
気供給量Ｑ_１〜Ｑ_４、更には空気供給ブロア１５による
送風量ＨＩ，ＬＯを決定し、その決定した値を表わす信
号を夫々の駆動素子８ｄを介して夫々グロープラグ６、
燃料供給ポンプ１９、燃焼用空気供給ブロア１０、空気
供給ブロア１５に送出して所望の制御を行う。

又、マイクロコンピュータ８ｃには、後述する燃料供給
停止後のブロア１０の空気供給量を制御すべく電源電圧
（バッテリ２４の電圧）の変化に応じてデューティ比が
変化するデューティ化マップＱ_１〜Ｑ_４（第４図参照）
が予め記憶されている。

次に、上述のように構成される燃焼式ヒータの燃焼制御
装置の具体的な作動について第２図乃至第５図を参照し
て説明する。

第２図は燃焼式ヒータの燃焼の作動を実行するためのプ
ログラムフローチャートである。

先ず、ステップＳ１では、上記各センサＳ１〜Ｓ３の信
号等に基づいて燃焼式ヒータの燃焼を行うべきか否かを
判別する。この答が否定（Ｎｏ）のときは、燃焼用空気
供給ブロア１０の送風量Ｑ_３、暖房用空気供給ブロア１
５の送風量をＬＯにして一時停止状態とし（ステップＳ
２）、ステップＳ１へ戻る。

ステップＳ１の答が肯定（Ｙｅｓ）のときは、ステップ
Ｓ３にて前記グロープラグ６を着火させる着火制御を行
い、着火後は保温室１７の室温が目標設定温度に維持さ
れるよう安定燃焼制御を行う（ステップＳ４）。

次にステップＳ５にて、例えば操作パネル２１のヒータ
スイッチがオフである又はエンジンキーが抜かれたり、
或いは熱交換器温度センサＳ３が異常な値を示したり、
制御系に故障が生じた場合等の燃焼式ヒータの燃焼を即
刻中止すべき状態であるか否かを判別する。その答が否
定（Ｎｏ）のときはステップＳ４に戻り安定燃焼制御を
継続し、答が肯定（Ｙｅｓ）のときはステップＳ６へ進
み後述する消火制御手段による本考案に係る消火制御を
行う。この消火制御は、前記燃料供給ポンプ１９による
燃料供給を停止させた後、前記燈芯４に残留した燃料を
完全燃焼させると共に、ヒータの冷却及び残留燃料の気
化ガスの掃気を行う制御である。

該消火制御実行後は、ステップＳ７へ進み、ヒータのブ
ロア、即ち燃焼用空気供給ブロア１０及び暖房用空気供
給ブロア１５の作動を完全に停止すべきか否かを判別す
る。その答が否定（Ｎｏ）のときは、ステップＳ１へ戻
り本プログラムを繰り返す。一方答が肯定（Ｙｅｓ）の
ときはステップＳ８へ進みブロア１０，１５の作動をＯ
ＦＦにし、本プログラムを終了する。

次に前記ステップＳ６における消火制御の手順を第３図
に基づいて説明する。

先ず、最大燃料供給量Ｆ_１及び最大空気供給量Ｑ_１での
燃焼制御からＴ_０時点で消火制御すべき条件が成立した
場合、Ｔ_０時点で燃焼供給量を零（第３図のＯＦＦ）と
し、燃焼用空気供給ブロア１０をその送風量をＴ_０時点
からＴ_１時点までのｔ_１時間（第１の所定時間）Ｔ_０時
点直前の燃料供給量Ｆ_１に応じた量Ｑ_１に維持するよう
に作動させる。次に、Ｔ_１時点からＴ_２時点までのｔ_２
時間（第２の所定時間）に亘り送風量をＱ_１から予め設
定した所定量Ｑ_４まで直線的に漸減させる。即ち、前記
燈芯４に残留した燃料が時間経過と共に減少するに伴っ
て残留燃料の気化量も減少するので、該燃料の気化量の
減少に応じて燃焼用空気の供給量も減少させるのであ
る。しかして、Ｔ_２時点にて送風量がＱ_４に減少された
後、Ｔ_２時点からＴ_３時点までのｔ_３時間（第３の所定
時間）だけ該送風量Ｑ_４を維持して燈芯４の残留燃料を
略完全に燃焼させる。

Ｔ_３時点からは、ヒータの冷却及び残留燃料の気化ガス
の排出のため送風量を送風量Ｑ_４より多い例えば送風量
Ｑ_３に増大させ、Ｔ_４時点まで、即ちｔ_４時間（第４の
所定時間）該送風量Ｑ_３にてブロア１０を作動させる。
Ｔ_４時点以後は、前記第２図のプログラムにおけるステ
ップＳ７以降の手順により、ブロア１０の送風量がＱ_３
またはＯＦＦのいずれかに決定される。

一方、上記ブロア１０の作動中、暖房用空気供給ブロア
１５は前記熱交換器２３の冷却を行うため、前記Ｔ_０時
点からＴ_４時点まで最大送風量ＨＩで作動され、Ｔ_４時
点以後は、ブロア１０と同様に前記プログラムのステッ
プＳ７以降の手順によりブロア１５の送風量がＬＯまた
はＯＦＦのいずれかに決定される。

又、Ｔ_０時点でのブロア１０の送風量が燃料供給量Ｆ_２
に対応する送風量Ｑ_２に制御されている場合や、着火制
御中の送風量Ｑ_３に制御されている場合にも、上述と同
様にブロア１０はそれぞれの送風量Ｑ_２，Ｑ_３を維持し
たままＴ_１時点まで駆動された後、ｔ_２時間に亘って送
風量が所定量Ｑ_４まで漸減され、以後前述と同様に駆動
制御される。

尚、ブロア１０は第４図に示すように、前記マクイロコ
ンピュータ８ｃにより電源電圧変化に応じたデューティ
比（ここでは、１周期内でのオフ時間に対するオン時間
の比率）で制御されることによって、常時所望の送風量
Ｑ_１〜Ｑ_４が得られるようになっている。特に、前述の
Ｔ_１時点からＴ_２時点間のデューティ比はｔ_２時間内で
リニヤに減少するように次式によって演算される。

Ｄ＝Ｄ_Ｂ＋（Ｄ_Ａ−Ｄ_Ｂ）×ｔ／ｔ_２…（１） ここで、Ｄ_Ａは燃料供給量を零（ＯＦＦ）にする直前に
ブロア１０の送風量Ｑ_１，Ｑ_２又はＱ_３を供給するデュ
ーティ比、Ｄ_ＢはＴ_２−Ｔ_３間に送風量Ｑ_４を供給する
デューティ比、ｔ_２はＴ_１−Ｔ_２間の時間（リニア制御
時間）、ｔはリニア制御時間の残り時間（ｔ_２時間をカ
ウントするタイマＴ_Ｍ２の残り時間）である。

次に、上述した消火制御の具体的な手順を第５図に示す
消火制御サブルーチンにて説明する。

先ず、前記燃料供給ポンプ１９からの燃料供給を停止し
（ステップ601）、暖房用空気送風ブロア１５の送風量
をＨＩにし（ステップ602）、ディレータイマＴ_Ｍ１の
カウント値を所定時間ｔ_１にセットする（ステップ60
3）。

次に、ステップ604では、該セットしたタイマＴ_Ｍ１の
カウント値が零となったか否かを判別し、その答が否定
（Ｎｏ）のときは、ステップ605へ進みタイマＴ_Ｍ１の
カウントダウンを行い、前記燃焼用空気供給ブロア１０
を前記デューティ比Ｄ_Ａで駆動し（ステップ606）、ス
テップ604へ戻り、タイマＴ_Ｍ１のカウント値が零とな
るまでステップ604〜606を繰り返す。

そしてステップ604の答が肯定（Ｙｅｓ）となったと
き、即ち燃料供給が停止されてからｔ_１時間が経過した
と判別したときは、ステップ607へ進みディレータイマ
Ｔ_Ｍ２のカウント値を所定時間ｔ_２にセットする。次い
で、ステップ608にてタイマＴ_Ｍ２のカウント値が零に
なったか否かを判別し、その答が否定（Ｎｏ）であれ
ば、タイマＴ_Ｍ２のカウントダウンを行い（ステップ60
9）、ブロア１０を前記式（１）でリニアに減少するよ
うに演算されるデューティ比Ｄで駆動し（ステップ61
0）、ステップ608へ戻り、タイマＴ_Ｍ２のカウント値が
零になるまでステップ608〜610を繰り返す。

ステップ608の答が肯定（Ｙｅｓ）となったとき、即ち
ｔ_２時間が経過したと判別したときは、ステップ611へ
進みディレータイマＴ_Ｍ３のカウント値を所定時間ｔ_３
にセットし、ステップ612へ進む。ステップ612では、該
タイマＴ_Ｍ３のカウント値が零となったか否かを判別
し、その答が否定（Ｎｏ）のときは、タイマＴ_Ｍ３のカ
ウントダウンを行い（ステップ613）、ブロア１０を前
記デューティ比Ｄ_Ｂ（送風量Ｑ_４）で駆動し（ステップ
614）、ステップ612へ戻りタイマＴ_Ｍ３のカウント値が
零になるまでステップ612〜614を繰り返す。

ステップ612の答が肯定（Ｙｅｓ）となったときは、ス
テップ615へ進みディレータイマＴ_Ｍ４のカウント値を
所定時間ｔ_４にセットし、ステップ616へ進む。ステッ
プ616では、該タイマＴ_Ｍ４のカウント値が零となった
か否かを判別する。その答から否定（Ｎｏ）であれば、
タイマＴ_Ｍ４のカウント値のカウントダウンを行い（ス
テップ617）、ブロア１０を前記デューティ比Ｄ_Ｂより
も大きいデューティ比Ｄｃ（送風量Ｑ_３）で駆動し（ス
テップ618）、ステップ616へ戻り、タイマＴ_Ｍ４のカウ
ント値が零になるまでステップ616〜618を繰り返す。

ステップ616の答が肯定（Ｙｅｓ）となったときは、本
消火制御サブルーチンを終了する。

このように燃料供給停止後の燃焼用空気供給ブロア１０
の送風量をリニアに減少させることにより、前記燈芯４
に残留した燃料の気化量に応じて燃焼用空気が供給され
て有害成分の排出が防止でき且つ燈芯の耐久性及び着火
性が向上できると共に、供給空気量漸減後は該空気量を
所定時間増大させることによってヒータの冷却や残留燃
料の気化ガスの排出を迅速且つ確実に行うことができ
る。

上記実施例ではＴ_３時点以降のブロア１０の送風量増大
時間を所定時間ｔ_４に設定したが、第６図に示すよう
に、熱交換器温度センサＳ３の検知温度が所定温度より
低下したか否かによって送風量増大制御を行ってもよ
い。

以下、第６図に基づいて、この熱交換器温度に応じた消
火制御の実施例について述べる。尚、第６図の消火制御
サブルーチンは前述した第５図のサブルーチンに対して
同図のステップ615〜618のみが異なるので、第６図には
異なるステップ715〜717のみを示し、他の共通するステ
ップ601〜614は図示及び説明を省略する。

本実施例に依れば、前記第５図のステップ612の答が肯
定（Ｙｅｓ）のとき、即ちディレータイマＴ_Ｍ３のカウ
ント値が零となったときは、ステップ715へ進みブロア
１０を前記デューティ比Ｄｃ（送風量Ｑ_３）で駆動し、
着火センサＳ１が燃焼室３内の消火を検知したか否かを
判別する（ステップ716）。その答が否定（Ｎｏ）のと
きはステップ715へ戻り同ステップを実行し、答が肯定
（Ｙｅｓ）のときは、ステップ717へ進み熱交換器温度
センサＳ３の検知温度が所定温度（例えば８０゜C）以下
となったか否かを判別する。その答が否定（Ｎｏ）のと
きはステップ715へ戻り、ステップ715,716を実行し、答
が肯定（Ｙｅｓ）のときは、燃焼式ヒータが十分に冷却
され且つ気化ガスが十分掃気されたと判断し本サブルー
チンを終了する。

（考案の効果） 本考案は、上述したように、燃焼器と、該燃焼器に燃料
を供給する燃料供給手段と、前記燃焼器に空気を供給す
る空気供給手段とを備えた燃焼式ヒータの燃焼制御装置
において、燃焼停止指令信号の入力後、前記燃料供給手
段による燃料の供給を停止し、前記空気供給手段をし
て、前記停止信号入力直前の空気量を第１の所定時間供
給させ、該第１の所定時間経過後第２の所定時間に亘っ
て第１の所定空気量まで漸減させた後、該第１の所定空
気量より多い第２の所定空気量を供給させる消火制御手
段を備えたので、燃料供給停止後に燃焼器内に残留した
燃料を完全燃焼させることができ、有害成分の排出を防
止でき且つ燈芯の耐久性及び着火性を向上できると共
に、燃焼式ヒータの冷却及び残留燃料の気化ガス排気を
迅速且つ十分に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る燃焼制御装置を備えた燃
焼式ヒータの全体構成図、第２図は燃焼式ヒータの燃焼
制御の手順を示すプログラムフローチャート、第３図は
消火制御時における各装置の作動を示すタイミングチャ
ート、第４図はマイクロコンピュータに記憶されたデュ
ーティ比マップを示す図、第５図は第１実施例に係る消
火制御サブルーチン、第６図は第２実施例に係る消火制
御サブルーチンである。 １…燃焼器、１０…燃焼用空気供給ブロア（空気供給手
段）、１９…燃料供給ポンプ（燃料供給手段）、８…Ｅ
ＣＵ（消火制御手段）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼器と、該燃焼器に燃料を供給する燃料
   供給手段と、前記燃焼器に空気を供給する空気供給手段
   とを備えた燃焼式ヒータの燃焼制御装置において、燃焼
   停止指令信号の入力後、前記燃料供給手段による燃料の
   供給を停止し、前記空気供給手段をして、前記停止信号
   入力直前の空気量を第１の所定時間供給させ、該第１の
   所定時間経過後第２の所定時間に亘って第１の所定空気
   量まで漸減させた後、該第１の所定空気量より多い第２
   の所定空気量を供給させる消火制御手段を備えたことを
   特徴とする燃焼式ヒータの燃焼制御装置。