JPH09273716A - 燃焼器の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼器のモータの立ち上がり制御に関するも
ので、雰囲気温度と電圧変動に応じてモータの動作開始
タイミングと動作時間を制御することで、小さなパワー
のモータで立ち上がり性能を確保できるようにすること
を課題としたものである。 【解決手段】 雰囲気温度と電源電圧の変動を雰囲気温
度検出部１６と電圧測定部１７で測定し、それぞれのデ
ータに基づき動作時間演算手段１９で動作時間を演算補
正する。他方、気化筒温度検出部１４で気化筒温度を測
定し、測定データを基に気化筒１のヒートアップに必要
な時間をヒートアップ時間演算手段１５で演算する。前
記動作時間演算手段１９と前記ヒートアップ時間演算手
段１５の出力データに基づき回転霧化用モータ８の動作
開始タイミングを動作開始タイミング設定部２０で設定
し回転霧化用モータ８の動作開始タイミングと動作時間
を制御駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液体燃料燃焼器の燃
焼制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の燃焼器は予め定められた燃
焼シーケンスに基づき、各負荷要素を動作させ燃焼を行
うというもので、例えば一般的な燃焼器においては、ま
ず気化筒を加熱し、所定温度に到達すると燃焼空気送風
用ファンを駆動させプリパージを所定時間行う。その
後、霧化用モータを動作させ、所定時間遅延させて燃料
ポンプにより燃料を供給し、前記霧化用モータに装着し
たフリキリファンで気化筒内に霧化状にした燃料を送
り、気化筒により気化し燃焼用空気と混合して炎口部よ
り噴出し、点火装置により着火させるというものであっ
た。この場合、霧化用モータや燃焼空気供給用モータは
使用条件範囲において負荷トルクを十分満足するパワー
を有する仕様のモータが選定されており、通常使用時は
かなりの余裕をもって使用していることになる。

【０００３】また、さらに精度を高めたものにあって
は、前記霧化用モータや燃焼空気供給用モータに回転検
出装置を装着し、回転信号を検出して燃焼シーケンスを
移行させるというものもある。

【０００４】このように従来は、パワーの大きなモータ
を採用したり、回転検出装置を装着した構成により性能
を満足するという使い方が行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構成によると必要以上に大きなパワーを有す
るモータを使用しなければならなかったり、回転検出用
装置を装着しなければならない等、コスト面での負担が
増大するとともに部品点数が増加し複雑な構成にしなけ
ればならないという課題があった。

【０００６】また、モータは一般的に立ち上がり特性に
おいて温度特性と電圧特性を有し、低温、低電圧になる
と立ち上がり特性が極端に悪くなるという傾向にある。
特に、軸受けにシールベアリング等を用いたものにあっ
てはグリスの粘度が雰囲気温度に大きく影響を受ける。
図４はモータの立ち上がり温度特性図である。図４に示
すように温度が低下すると目標回転数に到達するまでの
時間が極端に長くなる。つまり、立ち上がり特性の悪化
傾向がさらに顕著になるというものであった。このた
め、大きなパワーを有するモータにあっても使用雰囲気
温度や電源電圧がばらつくと、予め定めてある時間内で
立ち上がらない。つまり、正常な霧化ができないとか、
適量の燃焼用空気が供給できなくなるという状態となっ
て、燃焼不良やリセット落ちという現象が発生する場合
があった。

【０００７】本発明は前記課題を解決するもので、回転
検出装置を用いた制御を採用することなく、かつ小さい
パワーのモータで立ち上がり性能を満足させるようにす
ることを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るため本発明は、燃料ポンプから供給された燃料を霧化
するための霧化用モータと、霧化された燃料を気化する
ための気化筒と、この気化筒に設けた気化筒温度検知素
子により気化筒温度を検出する気化温度制御部と、前記
気化筒上部に配設し気化ガスを噴出し火炎を形成する炎
口部を有するバーナ部と、室内または室外より空気を取
り入れ前記バーナ部に燃焼用空気として供給するファン
と、前記ファンを駆動するモータと、前記空気取り入れ
部に配設した燃焼空気温度検知素子で雰囲気温度を検出
する雰囲気温度検出部を有する燃焼用空気送風部と電源
電圧の変動を検出する電圧測定部を有する燃焼器におい
て、前記雰囲気温度検出部と電圧測定部のデータにより
霧化用モータの動作時間を演算する動作時間演算手段
と、気化温度検出部のデータによりヒートアップ時間を
演算するヒートアップ時間演算手段と、前記ヒートアッ
プ時間演算手段と前記動作時間演算手段のデータにより
霧化用モータの動作開始タイミングを設定する手段を備
え、雰囲気温度と電源電圧の変動に応じて霧化用モータ
の動作時間開始タイミングおよび動作時間を制御するこ
とを特徴とする燃焼器の制御装置であり、以下にその作
用、効果を説明する。

【０００９】スタート後まず、空気取り入れ口に設けた
燃焼空気温度検知素子で雰囲気温度の検知を行うととも
に電圧測定部で電源電圧を測定し、霧化用モータが所定
回転数に立ち上がるまでに必要な時間を求める。次に気
化筒の加熱開始時の気化筒温度を測定し、その温度から
求めた気化筒温度が所定温度に到達するまでの時間を求
める。この時間と前述の立ち上がりに必要な時間に基づ
き霧化用モータの動作開始のタイミングをを算出する。
この動作開始タイミングおよび動作時間を制御して霧化
用モータを動作させることにより燃焼シーケンスに同期
して所定の回転数を得ることが可能となり、正常な霧化
条件を確保することができる。

【００１０】このように、雰囲気温度と電源電圧条件の
変動に応じてモータの動作開始タイミングと動作時間を
制御することで、回転検出装置や大きなパワーのモータ
を用いることなく性能を確保することができ、コスト面
の負担が軽減できるとともに構成面での簡素化が図れる
ものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】前記課題を解決するため、本発明
の請求項１に記載の発明は、燃料ポンプから供給された
燃料を霧化するための霧化用モータと、霧化された燃料
を気化するための気化筒と、前記気化筒に設けた気化筒
温度検知素子により気化筒温度を検出する気化温度検出
手段と、前記気化筒上部に配設し気化ガスを噴出し火炎
を形成する炎口部を有するバーナー部と、室内または室
外より空気を取り入れ前記バーナ部に燃焼用空気として
供給するファンと、前記ファンを駆動するモータと、前
記空気取り入れ部に配設した燃焼空気温度検知素子で雰
囲気温度を検出する雰囲気温度検出部を有する燃焼用空
気送風部と、電源電圧の変動を検出する電圧測定部を有
する燃焼器において、前記雰囲気温度検出部と電圧測定
部のデータにより霧化用モータの動作時間を演算する動
作時間演算手段と、気化温度検出部のデータによりヒー
トアップ時間を演算するヒートアップ時間演算手段と、
前記ヒートアップ時間演算手段と前記動作時間演算手段
のデータにより霧化用モータの動作開始タイミングを設
定する動作開始タイミング設定手段を備え、雰囲気温度
と電源電圧の変動に応じて霧化用モータの動作開始タイ
ミングおよび動作時間を制御することを特徴とする燃焼
器の制御装置であり、作用効果を説明すると、スタート
後燃焼空気温度検知素子で雰囲気温度の検知を行うとと
もに電圧測定部で電源電圧を測定し、霧化用モータが所
定回転数に立ち上がるまでに必要な時間を求める。他
方、気化筒の加熱開始時の気化筒温度を測定し、その温
度から求めた気化筒温度が所定温度に到達するまでの時
間を求める。この時間と前述の立ち上がりに必要な時間
に基づき霧化用モータの動作開始のタイミングを動作開
始タイミング設定手段が算出する。この動作開始タイミ
ングおよび動作時間を制御して霧化用モータを動作させ
ることにより燃焼シーケンスに同期して所定の回転数を
得ることが可能となり、正常な霧化条件を確保すること
ができる。

【００１２】このように、雰囲気温度と電源電圧条件の
変動に応じて霧化用モータの動作開始タイミングと動作
時間を制御することで回転検出装置や大きなパワーのモ
ータを用いることなく霧化性能を確保することができ、
コスト面の効果とともに構造が簡素化できる。

【００１３】また、本発明の請求項２記載の発明は、燃
焼空気温度検知素子を空気取り入れ口近傍の燃焼室空気
流路に配設し、一つの温度検知素子で、動作開始時には
雰囲気温度を検知し、燃焼時には吸引空気温度を検知す
ることを特徴とする請求項１記載の燃焼器の制御装置で
あり、運転開始時で燃焼空気供給用のファンが動作して
いない場合はモータ近傍の雰囲気を検知し請求項１に記
載のように霧化用モータの動作開始等の補正を行う。さ
らに燃焼器の燃焼器の燃焼運転中は燃焼用空気はバーナ
ー部に供給される。この際燃焼空気温度検知素子は燃焼
空気の流路に位置するので空気温度を検知し、燃焼空気
供給用モータを制御して空気量の温度による補正を行
い、燃焼の最適条件を得ることができる。このように一
つの温度検知素子を燃焼空気の流路に配設することによ
り複数の機能を果すことができ簡単で安価な検知素子が
得られる。

【００１４】また、本発明の請求項３記載の発明は、雰
囲気温度検出部と電源電圧測定部のデータに基づき、動
作時間の補正量を演算する動作時間演算手段にリミッタ
ーを設け、補正量がリミッターの範囲を超えた場合は燃
焼器を停止するように構成したことを特徴とする請求項
１または２記載の燃焼器の制御装置であり、雰囲気温度
と電源電圧の條件が使用可能條件の範囲を大きく逸脱し
て演算された動作時間がリミッターの範囲を超えた場合
は、燃焼器を強制的に停止し、異常燃焼や油洩れなどに
よる事故を未然に防止することができる。

【００１５】以下本発明の実施例について図面を基に説
明する。 （実施例１）図１は本発明の実施例１の燃焼器制御装置
の構成図である。図１において１は気化ヒータ２を有す
る気化筒であり、３は気化筒１の温度を検知する気化筒
温度検知素子である。４は燃料ポンプでノズル５を介し
フリキリファン６で液体燃料を霧状にして気化筒１内に
供給し燃料を気化する。気化された燃料と燃焼用空気が
混合されて、気化筒１の情報に設けられた炎口部７より
燃料ガスとして噴出する。

【００１６】８は前記フリキリファン６を駆動する霧化
用モータである。９は燃焼空気供給用モータ、１０は燃
焼空気供給用モータ９で駆動するファンで、空気取り入
れ口１１より燃焼用空気を吸引し、空気量調整用ダンパ
ー１２を介して、前記気化筒１に供給している。１３は
燃焼空気温度検知素子で、燃焼時は吸引空気の温度を測
定し、図示していないが燃焼用空気の空気量の温度補正
用として用い、運転開始時は燃焼器の雰囲気温度を検知
し、データとして読み込み、前記霧化用モータ８の動作
時間の温度補正用として用いる。

【００１７】１４は気化温度検出部で、前記気化筒温度
検知素子３の信号により気化筒１を所定温度で制御する
手段として用いるとともに運転開始時の気化筒１の温度
データをヒートアップ時間演算部１５に送っている。ヒ
ートアップ時間演算部１５は、前記温度データに基づ
き、気化筒温度が所定の制御温度に到達するまでに必要
な時間を演算する。１６は雰囲気温度検出部で燃焼空気
温度検知素子１３から入力し雰囲気温度データを出力す
る。１７は電圧測定部で、電源電圧１８を測定しデータ
を出力する。

【００１８】１９は動作時間演算部で、前記雰囲気温度
検出部１６と電圧測定部１７のデータに基づき、霧化用
モータ８が所定回転数に到達するまでに必要とする時間
を演算する。２０は動作タイミング設定部で、前記ヒー
トアップ時間演算部１５と動作時間演算部１９のデータ
に基づき霧化用モータ８の動作開始信号を出す。２１は
モータ駆動制御部で、この信号により霧化用モータ８の
駆動制御を行う。

【００１９】上記構成における燃焼器制御装置の動作に
ついて説明する。図２は本実施例の燃焼器制御装置の動
作を示すフローチャートである。図３は同燃焼器制御装
置の動作のタイムチャートである。

【００２０】運転開始すると、まずステップ１で霧化用
モータ８の動作時間の目標値が初期設定される。次に、
ステップ２で燃焼用温度検知素子１３と雰囲気温度検出
部１６により燃焼器の雰囲気温度検出データが読み込ま
れ、ステップ３で前記データに基づき動作時間演算部１
９により動作時間目標値の温度補正演算が行われる。次
に、ステップ４で電圧測定部１７により電源電圧の測定
データの読み込みが行われ、ステップ５で前記データに
基づき動作時間演算部１９は前記温度補正された目標値
をさらに電圧による補正演算をする。ステップ６で電圧
補正されたデータは動作時間演算部１９の予め設定して
あるリミッター範囲と比較してリミッター範囲を超えて
いる場合はステップ７に進み燃焼器を停止させる。これ
は雰囲気温度と電源電圧条件が使用条件範囲を大きく外
れている場合であり、このような条件で動作させても燃
料を最適な霧化状態にすることが不可能であり、油洩れ
の原因となるため安全性を考慮して強制的に停止状態と
している。

【００２１】リミッター範囲内の場合は、ステップ８で
動作タイミング設定部２０により目標値を更新して霧化
用モータ８の動作開始タイミングを演算する。次にステ
ップ９で気化ヒータ２が通電する前の気化筒１の温度を
気化温度検知素子３と気化温度検出部１４により読み込
み、ステップ１０でヒートアップ時間演算部１５により
気化筒１の温度が所定温度に達するまでに必要な時間、
つまりヒートアップ時間が演算され、ステップ１１で動
作タイミング設定部２０によりヒートアップ時間演算結
果と前記更新された目標値の比較により動作開始タイミ
ングが設定される。つまり、ヒートアップ時間＜目標
値、の場合は、ステップ１２でモータ駆動制御部２１に
信号を送って霧化用モータ８を動作させる。また、ヒー
トアップ時間＞目標値の関係の場合は、気化筒温度デー
タの読み込み、ヒートアップ時間の演算の繰り返し動作
を行い、ヒートアップ時間＜目標値の関係になるまで霧
化用モータ８の動作を行わない。

【００２２】このようにして霧化用モータ８の動作が開
始され、ステップ１３で目標とする動作時間が経過した
ことを確認すると、ステップ１４で燃焼シーケンスに従
って燃焼空気供給用モータ９を動作させプリパージを行
う。プリパージ動作が完了すると燃料ポンプ４を動作さ
せノズル部５より燃料を供給し、すでに回転しているフ
リキリファン６により霧状にして気化筒１に供給する。
供給された燃料は所定温度に加熱されている気化筒１に
より気化され、燃焼用空気と混合して炎口部７より混合
ガスとして噴出する。噴出されたガスは点火器の動作に
より点火され、燃焼へ移行する。

【００２３】なお、本実施例１では霧化用モータ８の立
ち上がり制御について説明したが、本発明は前記実施例
１に限定されるものではなく、燃焼空気供給用モータ９
の立ち上がり制御においても、前記実施例１と同様の効
果を得ることができるものである。また、本実施例１で
は雰囲気温度を検知する一つの手段として燃焼空気温度
を検知する一つの手段として燃焼空気温度検知素子１３
を空気取り入れ部に配設したが雰囲気温度のみを検知す
る場合は燃焼器の他の部位に設置しても同等の効果を得
る。

【００２４】

【発明の効果】前記説明から明らかなように、請求項１
記載の発明はモータの回転立ち上がり特性変動の大きな
要因である雰囲気温度と電源電圧の変動を雰囲気温度検
知部と電圧測定部で検出しそれぞれのデータに基づきモ
ータの動作時間を補正するとともに、他方、気化筒の温
度の測定データよりヒートアップに要する時間を演算
し、前記動作時間とヒートアップに要する時間のデータ
からモータの動作開始のタイミングを設定し霧化用モー
タや燃焼空気供給用モータの動作開始タイミングと動作
時間を制御することにより、必要以上に大きなパワーの
モータを使用したり、また回転検出装置を装着して立ち
上がり制御を行ったりすることなく、モータの立ち上が
り性能が確保できるため、コスト面での負担が軽減され
るとともに構成が簡素化され工数の削減を図ることがで
きる。

【００２５】また、請求項２記載の発明のように、燃焼
空気温度検知素子を空気取入口近傍の燃料空気流路に配
設したことにより一つの温度検知素子で動作開始時には
雰囲気温度を検知して請求項１に記載のように霧化用モ
ータや燃焼空気供給用モータの動作時間の補正を行う。
さらに燃焼器の燃焼運転中は空気取り入れ口から吸引さ
れる空気温度を検知し、検知データに基づき燃焼空気供
給用モータを制御して空気量の温度による補正を行い、
燃焼の最適條件を得ることができる。このように一つの
温度検知素子を燃焼空気の流路に配設することにより複
数の機能を果すことができ簡単で安価な構成の検知装置
が得られる。

【００２６】また、請求項３記載の発明のように、雰囲
気温度検出部と電源電圧測定部のデータに基づき動作時
間の補正量を演算する動作時間演算手段にリミッターを
設け、雰囲気温度と電源電圧の條件が使用可能條件の範
囲を大きく逸脱して演算された動作時間がリミッターの
範囲を超えた場合は、燃焼器を強制的に停止し、異常燃
焼や油洩れなどによる事故を未然に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における燃焼器制御装置の構
成図

【図２】同燃焼器制御装置の動作を示すフローチャート

【図３】同燃焼器制御装置の動作のタイムチャート

【図４】モータの立ち上がり温度特性図

【符号の説明】

１ 気化筒 ３ 気化筒温度検知素子 ４ 燃料ポンプ ６ フリキリファン ８ 霧化用モータ ９ 燃焼空気供給用モータ １３ 燃焼空気温度検知素子 １４ 気化温度検出部 １５ ヒートアップ時間演算部（ヒートアップ時間演算
手段） １６ 雰囲気温度検出部 １７ 電圧測定部 １９ 動作時間演算部（動作時間演算手段） ２０ 動作開始タイミング設定部（動作開始タイミング
設定手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森上 和久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐野 秀治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料ポンプから供給された燃料を霧化する
   ための霧化用モータと、霧化された燃料を気化するため
   の気化筒と、前記気化筒に設けた気化筒温度検知素子に
   より気化筒温度を検出する気化温度検出部と、前記気化
   筒上部に配設し気化ガスを噴出し火炎を形成する炎口部
   を有するバーナ部と、室内または室外より空気を取り入
   れ前記バーナ部に燃焼用空気として供給するファンと、
   前記ファンを駆動するモータと、前記空気取り入れ部に
   配設した燃焼空気温度検知素子で雰囲気温度を検出する
   雰囲気温度検出部を有する燃焼用空気送風部と電源電圧
   の変動を検出する電圧測定部を有する燃焼器において、
   前記雰囲気温度検出部と電圧測定部のデータにより霧化
   用モータの動作時間を演算する動作時間演算手段と、気
   化温度検出部のデータによりヒートアップ時間を演算す
   るヒートアップ時間演算手段と、前記ヒートアップ時間
   演算手段と前記動作時間演算手段のデータにより霧化用
   モータの動作開始タイミングを設定する開始タイミング
   設定手段を備え、雰囲気温度と電源電圧の変動に応じて
   霧化用モータの動作開始タイミングおよび動作時間を制
   御する燃焼器の制御装置。
2. 【請求項２】燃焼空気温度検知素子を空気取り入れ口近
   傍の燃焼空気流路に配設し、一つの温度検知素子で、動
   作開始時には雰囲気温度を検知し、燃焼時には吸引空気
   温度を検知する請求項１記載の燃焼器の制御装置。
3. 【請求項３】雰囲気温度検出部と電源電圧測定部のデー
   タに基づき動作時間の補正量を演算する動作時間演算手
   段にリミッターを設け、補正量がリミッターの範囲を超
   えた場合は燃焼器を停止する請求項１または２記載の燃
   焼器の制御装置。