JPH0752013B2 - 温風暖房機の保安装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は白灯油など液体燃料を気化させ、かつ空気と混
合した後に燃焼させるロータリーバーナを有する温風暖
房機の異常運転を未然に防止し得る保安装置の構成に関
する。

（従来の技術） 油ポンプ、ファン及びバーナーモータを同軸直結させた
ロータリーバーナを熱交換器の燃焼室に連設して、ロー
タリーバーナで生成した燃焼用ガス、すなわち、気化燃
料と空気との混合になる可燃ガスを、前記燃焼室内で燃
焼させた際に得られる燃焼熱により空気を加熱する装置
は温風暖房機と称されて、業務用、家庭用に汎く普及し
ている。

この種の温風暖房機は空気の自然対流を利用して室内空
気中に燃焼カスが混じるものとは異なり、前記熱交換器
の周りに対流ファンにより空気を強制的に送って該熱交
換器の伝熱壁を介し燃焼ガスと空気との熱交換を行わせ
るものであって、前記対流ファンは同時にロータリーバ
ーナ及び燃焼室にも空気を供給するようになっている。

ところで室温の変動に伴う実質的な給気量の変化の影響
によって温度に対し広い範囲で安定した燃焼を行えない
ようなことが有っては好ましくない点から、最近の温風
暖房機は実開昭61−161528号公報にも示されるように、
ロータリーバーナのモータを印加電圧又は電流の高低に
対応してトルクが増減変化する特性のモータにより形成
して室温が低く空気比重が大きい状態の場合はトルクを
増大させ、逆に室温が高く空気比重が小さい状態の場合
はトルクを減少させるようにし、一方、対流ファンのモ
ータは可変速形を用いて、ロータリーバーナのモータの
トルクが大きい場合は対流ファンの回転速度を下げてロ
ータリーバーナへの給気量を減少させ、逆に前記トルク
が小さい場合には対流ファンの回転速度を上げてロータ
リーバーナへの給気量を増加させるようにしたものが提
供されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述する構造の温風暖房機は、空気温度の変化に影響さ
れずに適正な給気量を確保できて、広い温度範囲に対し
て常に効率良く、かつ安定した燃焼運転が行える点で優
れているが、この温風暖房機をCF式と称し、室内の空気
を取り入れて、燃焼後の排気ガスを煙突によって屋外に
排出する方式で使用した場合に下記の如き問題点があ
る。

即ち、エヤフィルタの目詰まりを放置した場合、煙突の
ドラフトヘッドの変化、煙突からの送風、換気扇の運転
に伴う室内負圧の増大等の外的要因に対して、トルク制
御及び給気量制御が適切に追随作動し得なくなって、バ
ックファイヤ現象、ガス洩れが生じたり、リフト消え又
はCO発生などが起こって安全上に問題が残されているも
のである。

このような問題点に着目して本発明は成されたものであ
って、異状現象をバーナモータのトルク限界値及び対流
ファン用のモータの速度限界値の関係に基づいて的確に
検出することにより危険な状態になる以前に燃焼運転を
停止せしめて安全性に富ましめる装置を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段） しかして本発明は実施例を示す図面により明らかな如
く、煙突など排気通路（24）に接続した燃焼室（７）を
内蔵する熱交換器（１）と、油ポンプ（８）及びバーナ
ファン（９）を可変トルク形のバーナモータ（10）に軸
結して、油ポンプ（８）が噴出した気化燃料とバーナフ
ァン（９）により空気吸込口（12）から吸引した空気と
の混合になる燃焼用ガスを生成して前記燃焼室（７）に
送給するロータリーバーナ（２）と、前記バーナモータ
（10）のトルク高低に対応して回転数を低高変化させる
可変速形のファンモータ（11）に連結して、前記空気吸
込口（12）に空気を送給することにより該空気吸込口
（12）での空気吸引を促進せしめる対流ファン（３）と
を備えた温風暖房機において、バーナモータ（10）のト
ルクを検出して該検出値が上限設定トルクと下限設定ト
ルクとに対して、上限設定トルクよりも大きいときは減
速信号、下限設定トルクよりも小さいときは増速信号を
夫々出力する異常検出手段（32）と、この異常検出手段
（32）の信号を受けて前記ファンモータ（11）に対し、
減速信号によって速度を減少させる減速出力を与え、増
速信号によって速度を増加させる増速出力を与える速度
変更手段（33）と、前記ファンモータ（11）が下限設定
速度に達していて前記減速信号が出力されているとき及
び上限設定速度に達していて前記増速信号が出力されて
いるときに燃焼運転を停止させる停止出力を発生する異
常停止手段（34）とにより保安装置を構成したことを特
徴とする。

（作用） 上記保安装置を備えしめたことにより、例えば大型換気
扇を作動した結果、室内が負圧になったとき、また、煙
突からの逆風があったときなど対流ファンの風量調節範
囲内ではカバー出来なくなると、前記異常停止手段（3
4）が作動して燃焼運転を停止するので安全性が高い。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面によって説明する。

第２図は本発明の１例に係る温風暖房機の概要示構造図
であって、前面下部に吸込口（５）、前面上部及び前面
中間部に吹出口（６）を夫々開口して有するケーシング
（４）内には、上方から熱交換器（１）、ロータリーバ
ーナ（以下バーナと称する）（２）、対流ファン（３）
を順に配置して収納せしめており、バーナ（２）は上端
部において炎口が多数設けられたバーナヘッド（16）
は、熱交換器（１）の底壁に貫通させて、該熱交換器
（１）内の燃焼室（７）に臨ませて配設している。

上記温風暖房機は、対流ファン（３）を付勢すると共に
バーナ（２）で燃焼運転することにより、バーナ（２）
で生成した燃焼用ガスは燃焼室（７）内の炎口で燃焼し
た熱交換器（１）の周壁を加熱した後、排気通路（24）
である煙突を通じて排気され、一方、対流ファン（３）
によって吸込口（５）からケーシング（４）内に導かれ
た室内空気は、バーナ（２）の空気吸込口（12）に一部
量が吸引促進用として送り込まれると共に、大半の量の
空気が熱交換器（１）の外周伝熱壁に沿い流動しながら
加熱されて温風となった後、前記両吹出口（６）、
（６）から室内に向け送出され、かくして室内暖房を行
うものである。

前記バーナ（２）は第３図に示す構造を有していて、上
部から下部に燃焼部、気化部、ファン部及びポンプ部を
順に連ねて有している。

燃焼部は炎口（19）を有するバーナーヘッド（16）、前
記バーナーヘッド（16）に形成される炎に接する位置に
設けた点火プラグ（20）を有する。

気化部は気化器（15），気化ヒータ（17）及び拡散羽根
（18）を有する。

ファン部はダンバー（21）を介設した空気吸込口（12）
から導入した燃焼用空気を気化器に送るためのファン
（９）を有し、バーナモータ（10）の一方の軸に前記フ
ァン（９）を軸結している。

ポンプ部は液体燃料例えば白灯油を送り込む給油口（2
2）とドレンプラグ（23）とを有する外筒と、ノズル（1
3）を下向きに開口してなる油ポンプ（８）を下部に有
し、かつ上部をポンプ室（14）に形成してなる内筒とを
同心に有する二重筒構造であって、油ポンプ（３）の軸
をバーナモータ（10）の他方の軸結している。

かかる構造と成したバーナ（２）は油ポンプ（８）とフ
ァン（９）とを同軸一体に有するシンクロガス化バーナ
と称され、まず燃料系統において油タンク等から定油面
器等を通して、燃料がポンプ室（14）に導かれ、油面は
一定レベルに保持されている。

バーナモータ（10）の回転により油ポンプ（８）にて昇
圧された燃料はノズル（13）で定油量化され、バーナモ
ータ（10）の軸内に設けた油通路を通って拡散羽根（1
8）に至り、ここで遠心作用により放射飛散する。

飛散した油粒子は気化ヒータ（17）で昇温されている
（260〜290℃に）気化器（15）壁に衝突して気化する。

一方、燃焼用空気系統においては、ファン（９）の回転
によってダンバー（21）から流入し、かつ昇圧されて気
化器（15）内に向かう。

この場合、約70％を１次空気とし、約30％を２次空気と
して供給される。

気化器（15）内に導入された１次空気は、拡散羽根（1
8）によって霧化及び気化された燃料と混合しながら炎
口（19）のスリットより放出され、点火プラグ（20）に
より着火され燃焼を持続する。

叙上の構造を有する温風暖房機の燃焼運転制御を第１図
乃至第４図により説明する。

バーナ（２）の駆動源であるバーナモータ（10）は可変
トルク形モータで、例えば直流モータ、コンデンサモー
タなど印加電圧の高低に応じてトルクが増減変化する特
性のモータを使用し、一方、対流ファン（３）の駆動源
であるファンモータ（11）は可変速形のモータ例えば高
回転及び低回転ならびにその間の任意の回転の無段階に
速度切り換えが可能な単相誘導モータを使用して第１図
にブロック示してなる制御回路によって、バーナモータ
（10）は定速運転制御を、ファンモータ（11）は可変運
転制御を夫々行わせている。

ところで、直流モータやコンデンサモータは印加電圧を
変えることによりトルク及び速度を変化させることが可
能である。

いま、モータ速度を検出してモータ速度を一定にするフ
ィードバック制御では、モータに加わる負荷が増える
と、速度を低下しないよう所定値に維持するためにモー
タに印加する電圧が高くなり、逆に負荷が減ると印加電
圧は低くなる。

すなわち、負荷に応じてモータに印加される電圧が変わ
るものであって、従ってモータに印加される電圧を検出
することにより、負荷の大きさを知ることが可能であ
る。

第１図に示す制御回路は、バーナモータ（10）をフィー
ドバック制御回路（25）によって負荷（空気量）の変動
に関係なく一定回転数に維持させる制御を行う一方、フ
ァンモータ（11）を速度制御回路（26）によって高回転
の上限設定速度及び低回転の下限設定速度ならびにそれ
等の間の無段階的な任意の速度に変速させる制御を行う
回路構成である。

フィードバック制御回路（25）は、バーナモータ（10）
を所定の回転数で回転させるための電圧を出力するモー
タ速度制御回路（27）と、バーナモータ（10）の回転数
を検出する速度検出部（28）とを要素となし、速度検出
部（28）で検出した回転数が所定の回転数と合致するよ
うにモータ速度制御回路（27）でフィードバック制御さ
れた電圧出力を発するよう形成している。

なお、モータ速度制御回路（27）では、トルクの上限値
とよび下限値が設定されてトルクの調節範囲を規定して
おり、該範囲外のトルクを発生しないように形成してい
る。

一方、速度制御回路（26）は、バーナモータ（10）に印
加する電圧をトルク換算値として検出する電圧検出部
（29）と、バーナモータ（10）のトルク値と対流ファン
（３）の空気吸引促進作用との関係から予め測定によっ
て適正な値として設定されてなるトルク値に対するファ
ン回転数の値を読み出し可能に書き込ませてなるファン
回転数記憶回路（30）と、電圧検出部（29）の検出信号
にもとづいて前記記憶回路（30）の所定番地より読み出
されたファン回転数で運転するように切換出力を発する
速度切り換え回路（31）とを要素となしていて、室温が
高く、バーナモータ（10）が軽負荷運転のときはファン
モータ（11）を高回転で運転させ、室温が低く高負荷運
転のときは逆に低回転で運転させるように作動する。

上記速度制御回路（26）にはさらに、保安回路が付設さ
れてなり、この保安回路は異状検出手段（32）、速度変
更手段（33）及び異常停止手段（34）から形成される。

異常検出手段（32）は、電圧検出部（29）の検出信号を
受けて前記上限設定トルク及び前記下限設定トルクとの
比較を行わせ、検出したトルク値が上限設定トルクより
も大きいときは減速信号を出力し、下限設定トルクより
も小さいときは増速信号を出力する。

一方、速度変更手段（33）は異常検出手段（32）の出力
信号を受けて、ファンモータ（11）に対し、減速信号に
よって速度をさらに減少させる減速出力を与え、増速信
号によって速度をさらに増加させる増速出力を与えて強
制的に速度を増減せしめる。

また、異状停止手段（34）は異常検出手段（32）の出力
信号及びファンモータ（11）の速度信号を受けて、ファ
ンモータ（11）が前記下限設定速度まで低下していて、
しかも減速信号が出力されているときと、前記上限設定
速度までファンモータ（11）が上昇していて、しかも増
速信号が出力されているときとにおいてバーナモータ
（10）を停止させるなど燃焼運転を停止させる停止出力
を発生するよう形成している。

以上説明した構成を有する温風暖房機の作動を概略説明
する。

温風暖房機において、バーナモータ（10）でバーナヘッ
ド（16）に送り込む空気量が室温の上昇時の軽比重によ
り少なくなったとき、すなわちバーナモータ負荷が軽く
なりモータ電流またはモータ印加電圧が小さくなったと
きには、対流ファン（３）のモータ速度を上げることに
より機内圧力（Ｐ）（第２図参照）が高くなり空気量が
増える。

逆に室温が低下に伴って空気の比重が大となりモータ負
荷が大きくなったときには対流ファン（３）のモータ速
度を下げて、機内圧力（Ｐ）を低くし空気量が減るよう
になる。

かくして、バーナモータ（10）に対する負荷の軽重変動
には関係なく、適正な量の燃焼用空気を補給して燃焼安
定化を果たし得る。

この燃焼運転中において、例えば煙突からの逆風によっ
て給気量が減少した状態になるとバーナモータ負荷が大
きくなり、トルクが上限設定値を超過するようになる。

その結果、異常検出手段（32）は第４図のステップ
（イ）のようにバーナモータ印加電圧（V_M）が上限設定
トルク対応電圧（V_rH）よりも高いことを検出して減速
信号を出力し、かくして速度変更手段（33）がステップ
（ロ）の通り減速出力を発し、ファンモータ（11）を減
速させる。

この減速によって対流ファン（３）のモータ速度を下限
設定速度まで下げるために、燃焼が安定すると同時に、
前記トルクが上限設定値よりも小さくなれば、このまま
で燃焼運転を持続させる（ステップ（ニ）（ト））が、
それでもなお前記トルクが上限設定トルクよりも大きけ
れば異常停止手段（34）が停止出力を発する（ステップ
（ハ））ので温風暖房機は燃焼運転を停止する（ステッ
プ（チ））。

これとは別に外的要因でバーナモータ負荷が小さくなっ
てトルクが下限設定値より下まわる場合も同じことであ
って、第４図から明らかなように異常の際は停止出力を
発して燃焼運転を停止させるようになる。

このように保安装置が作動することによってバーナから
の逆火（バックファイヤ）やガス洩れを未然に防止し得
る。

なお、ファン回転数記憶回路（30）及び異常検出手段
（32）は制御部の中枢をなすマイクロコンピュータ内に
おいて簡単に回路構成し得るものてある。

（発明の効果） 本発明の効果を挙げると下記の通りである。

排気通路（24）からの逆風、室内負圧など、外的要因に
もとづいて安定燃焼状態を対流ファン（３）の風量制御
で維持できなくなると、保安装置が作動して燃焼を停止
するのでバーナからの逆火、燃焼室からのガス洩れを確
実に防止し得る さらに、排気通路（24）のドラフトヘッドが強過ぎて燃
焼用風量が増え過ぎた場合も同様に保安装置が作動する
のでリフト消え、CO発生などの問題も未然に防止し得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るブロック示制御回路図、
第２図は同じく温風暖房機の略示構造図、第３図は第２
図におけるロータリーバーナの構造詳細図、第４図は第
１図における保安装置の作動を示すフロー線図である。 （１）……熱交換器、 （２）……ロータリーバーナ、 （３）……対流ファン、 （７）……燃焼室、 （８）……油ポンプ、 （９）……バーナファン、 （12）……空気吸込口、 （24）……排気通路、 （32）……異常検出手段、 （33）……速度変更手段、 （34）……異常停止手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 忠光 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 (56)参考文献 特開 昭54−159733（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−15018（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】煙突など排気通路（24）に接続した燃焼室
   （７）を内蔵する熱交換器（１）と、油ポンプ（８）及
   びバーナファン（９）を可変トルク形のバーナモータ
   （10）に軸結して、油ポンプ（８）が噴出した気化燃料
   とバーナファン（９）により空気吸込口（12）から吸引
   した空気との混合になる燃焼用ガスを生成して前記燃焼
   室（７）に送給するロータリーバーナ（２）と、前記バ
   ーナモータ（10）のトルク高低に対応して回転数を低高
   変化させる可変速形のファンモータ（11）に連結して、
   前記空気吸込口（12）に空気を送給することにより該空
   気吸込口（12）での空気吸引を促進せしめる対流ファン
   （３）とを備えた温風暖房機において、バーナモータ
   （10）のトルクを検出して該検出値が上限設定トルクと
   下限設定トルクとに対して、上限設定トルクよりも大き
   いときは減速信号、下限設定トルクよりも小さいときは
   増速信号を夫々出力する異常検出手段（32）と、この異
   常検出手段（32）の信号を受けて前記ファンモータ（1
   1）に対し、減速信号によって速度を減少させる減速出
   力を与え、増速信号によって速度を増加させる増速出力
   を与える速度変更手段（33）と、前記ファンモータ（1
   1）が下限設定速度に達していて前記減速信号が出力さ
   れているとき及び上限設定速度に達していて前記増速信
   号が出力されているときに燃焼運転を停止させる停止出
   力を発生する異常停止手段（34）とを備えしめてなるこ
   とを特徴とする温風暖房機の保安装置。