JPH10238762A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消火時における燃料供給装置（特にポンプ）
の停止時期を適宜制御することで、燃料供給装置（特に
ノズル）から出る燃料の量を常に一定に維持することに
加え、燃料だれを防止するようにした液体燃料燃焼装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 交互に供給されるオン信号とオフ信号に
基づいて動作する燃料供給装置２３で供給された液体燃
料を気化器２１で気化し、この気化ガスを燃焼用送風機
２４からの燃焼用空気と混合し、この混合ガスを炎形成
部にて点火装置２２で点火して燃焼させる液体燃料燃焼
装置Ｈにおいて、運転切スイッチ１４による消火操作時
には、燃料供給装置２３のオン信号が終了してから消火
動作に移行させる制御装置１１を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体燃料を気化器
で気化して燃焼させる石油ファンヒータ、強制給排気式
の温風暖房機等の液体燃料燃焼装置の消火時の燃料供給
装置の制御装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液体燃料燃焼装置の消火動作の制
御としては、特開平２−１９７７６０号公報に開示され
たように燃焼停止操作時には即座に液体燃料の供給を停
止するようにしたものが一般的であった。尚、この消火
時にも混合ガスの未燃分（以下これを未燃ガスという）
が発生しており、この未燃ガスが液体燃料燃焼装置の機
体外に放出されて臭いがすることがわかっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に示される液体燃料燃焼装置の消火動作によれば、使
用者が燃焼停止操作をしたときの燃料供給装置（特にそ
の一部を構成する電磁ポンプ）の状態はまちまちであ
り、この状態如何に関わらず使用者の操作即消火のため
の電磁ポンプの停止動作を行うため、停止信号が入力さ
れたときの電磁ポンプの状態に応じて、プランジャーの
燃料吐出側（ひいてはノズルの先端側）から電磁ポンプ
の慣性力によって燃料が噴出されることとなり、この燃
料が噴出される時間が電磁ポンプの状態で変化するた
め、消火動作時における油の切れが一定ではなくなっ
て、電気的にポンプを停止しても油が垂れてしまう不具
合があった。しかも、消火する度に未燃ガスの発生量が
異なることとなり、結果的に消火時に発生する臭いが消
火毎に異なってしまう。

【０００４】そこで本発明では、消火時における燃料供
給装置（特にポンプ）の停止時期を適宜制御すること
で、燃料供給装置（特にノズル）から出る燃料の量を常
に一定に維持することに加え、燃料だれを防止するよう
にした液体燃料燃焼装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
は、交互に供給されるオン信号とオフ信号に基づいて動
作する燃料供給装置で供給された液体燃料を気化器で気
化し、この気化ガスを燃焼用送風機からの燃焼用空気と
混合し、この混合ガスを炎形成部にて点火装置で点火し
て燃焼させる液体燃料燃焼装置において、運転切スイッ
チによる消火操作時には、燃料供給装置のオン信号が終
了してから消火動作に移行させる制御装置を備えたもの
である。

【０００６】本発明の請求項２の発明は、交互に供給さ
れるオン信号とオフ信号に基づいて動作する燃料供給装
置で供給された液体燃料を気化器で気化し、この気化ガ
スを燃焼用送風機からの燃焼用空気と混合し、この混合
ガスを炎形成部にて点火装置で点火して燃焼させる液体
燃料燃焼装置において、運転切スイッチによる消火操作
時には、少なくともオン信号からオフ信号に切り替わる
までは前記燃料供給装置及び燃焼用送風機を駆動させる
制御装置を備えたものである。

【０００７】請求項３の発明は、液体燃料燃焼装置に何
らかの異常が発生したことを検出した場合には制御装置
は即座に消火動作に移行させるようにしたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に実施例により本発明を更に詳
しく説明するが、本発明はこれらによって限定されるも
のではない。以下、本発明の実施例を図１乃至図５に基
づいて説明する。図１は本発明の一実施例を示す液体燃
料燃焼装置として石油ファンヒータの全体構成を示す概
略の斜視図、図２は同じく液体燃料供給装置、燃焼用送
風機及び対流用送風機を制御する制御手段を中心とする
制御装置のブロック回路図、図３は制御手段の制御動作
の概略を示すフローチャート、図４は図３の消火動作の
シーケンスにおける概略を示す主要なフローチャート、
図５は図４の消火シーケンスにおける信号処理の概略を
示すタイムチャートである。

【０００９】図１において、１は石油ファンヒータＨの
本体を構成する外装ケース、２は温風を吹き出す吹出口
であり、外装ケース１内におけるこの吹出口２の後方に
は図示しない燃焼室、燃焼用送風機並びに対流用送風機
等がある。

【００１０】尚、ここでいう燃焼室には、燃料タンクか
ら気化器及び気化器の上部に位置した炎形成部としての
バーナヘッド（これらを総称してバーナ若しくは燃焼部
という）に燃料を供給するための電磁ポンプ及び燃料吐
出ノズルを含む液体燃料供給装置、点火装置としての点
火プラグ（イグナイタ）、バーナヘッドに形成される炎
の状態を検出する着火及び炎検出装置としてのフレーム
センサ及び気化器に内蔵された気化ヒータ等で構成され
る燃焼装置が配置されている。

【００１１】３は図示しない燃料タンクに対して着脱自
在にセットされるカートリッジタンクを出し入れするた
めの開閉自在な蓋体、４は後述する制御手段による石油
ファンヒータＨの動作を指示するためのスイッチ等の操
作手段及びランプや液晶等の表示手段を配置した操作部
としての操作パネルであって、外装ケース１の上面に設
けられる。

【００１２】ここで、石油ファンヒータＨの背面下部に
は操作パネル４の直下に配置した操作基板や制御基板上
に搭載された制御装置１０や燃焼装置、燃焼用送風機並
びに対流用送風機等の電気部品に電源を供給するための
電源コードが設けてあり、電源コードのプラグをコンセ
ントに差し込めば少なくとも制御装置１０には電源が供
給されるようになっており、プラグをコンセントに差し
込む操作のことを運転入スイッチのオン操作と区別する
ために電源投入という。

【００１３】次に、点火装置、液体燃料供給装置、燃焼
用送風機並びに対流用送風機を制御する制御手段１１を
中心とする制御装置１０の概略構成を説明する。

【００１４】１０は本発明の主体的構成要素である制御
手段１１を中心とする制御装置であり、制御手段１１は
タイマ、記憶手段としてのＲＯＭやＲＡＭを備えるマイ
クロコンピュータ（以下単にマイコンという）で構成さ
れている。制御手段即ちマイコン１１は、入力信号に基
づいて各種負荷の動作を制御するための制御信号を出力
するもので、１２はこのマイコン１１に信号線で接続さ
れ随時書き込み可能な記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭで
ある。尚、図２ではＥＥＰＲＯＭ１２をマイコン１１と
別体であるかの如く表現しているが、これは別体に限定
されるものではなく、ＥＥＰＲＯＭをマイコン１１自体
に組み込んでも差し支えない。

【００１５】この制御手段１１の入力側には操作パネル
４に設けられた各種スイッチ１３乃至１５及び適所に設
置された各種センサ１６乃至２０が接続され、制御手段
１１の出力側には電気部品即ちバーナ（詳しくはバー
ナ）に内蔵された気化ヒータ２１、点火装置としての点
火プラグ（イグナイタ）２２、燃料タンクからバーナ
（燃焼部）に燃料を供給するための液体燃料供給装置の
一部を構成する電磁ポンプ２３、燃焼部に燃焼用空気を
供給する燃焼用送風機２４及び外気を外装ケース１内に
吸い込み燃焼室で発生した燃焼ガスと熱交換して吹出口
２へ供給する対流用送風機２５が接続されている。

【００１６】制御手段１１の入力側に接続される各種ス
イッチとしては、石油ファンヒータＨの運転の開始及び
燃焼時間の延長を指示する運転入スイッチ１３、運転の
停止を指示する運転切スイッチ１４及び秒速点火やタイ
マー等その他の機能を指示するその他のスイッチ１５が
ある。

【００１７】尚、本実施例では、運転切スイッチ１４に
対して消火動作時の電磁ポンプ２３及び燃焼用送風機２
４のそれぞれの運転を制御して未燃ガスの発生を抑制制
御する機能を持たせている。その具体例としては、運転
切スイッチ１４とは別に単独で他のスイッチを設けても
良いが、操作パネルのスイッチを少なくする上で、兼用
する方が好ましいことに加え、運転を停止するときには
常時この制御形態で消火動作を行うようにした方が液体
燃料燃焼装置としての機能が充実する。

【００１８】各種センサとしては、バーナ（詳しくは気
化器）の下部に設けられバーナの温度を検出するバーナ
サーミスタ１６、バーナヘッドに炎が形成されたこと即
ち着火とバーナヘッドに形成される炎の状態を検出する
炎検出装置としてのフレームセンサ１７、燃焼用送風機
２４の回転数を検出する回転数センサ１８、燃料タンク
内に貯留される灯油等の液体燃料の所定レベル以上の残
り有無を検出する液面センサ１９及び図示しない吸込口
近傍に設けられ外装ケース１内に吸い込んだ外気（即ち
室内空気）の温度を検出する室温センサ２０がある。

【００１９】以上の構成により図３乃至図５に基づき制
御手段１１の各種動作処理について簡単に説明する。

【００２０】まず、ステップＳ１で運転入スイッチ１３
をＯＮして運転開始を指示すると、ステップＳ２で運転
ランプを点灯させるか液晶表示部の運転モードの文字を
表示させ、ステップＳ３で気化ヒータ（例えばシーズヒ
ータ）２１に通電を開始し、ステップＳ４で気化器（詳
しくはバーナボディ）の温度が点火動作に適した温度
（例えば２５０〜２７０℃の温度帯）か否かが判断さ
れ、適温に達するまで気化ヒータ２１の通電制御が継続
され、適温に達するとステップＳ５で燃焼用送風機（詳
しくはバーナモータ）２４を駆動する。

【００２１】次に制御手段１１では、回転数センサ１８
で検出されたバーナモータの回転数が規定の回転数Ｒ１
（例えば１１００ｒｐｍ）に達したか否かが判断され
（ステップＳ６）、規定の回転数Ｒ１に達していなけれ
ばステップＳ１５乃至Ｓ１６の動作に移行し、規定の回
転数Ｒ１に達すればステップＳ７で点火動作を行い、ス
テップＳ８でフレームセンサ１７で検出されたフレーム
電流に基づいて着火されたか否かが判断され、ステップ
Ｓ９で正常燃焼か否かが判断される。

【００２２】ステップＳ８で着火されない若しくはステ
ップＳ９で正常燃焼ではないと判断された場合には、ス
テップＳ１７乃至Ｓ２０の動作に移行し、正常燃焼であ
る場合にはステップＳ１０でその他のスイッチ１５によ
る設定に基づいた燃焼モード若しくは設定室温にすべく
燃焼量の自動変化動作が開始される。

【００２３】次のステップＳ１１ではフレームセンサ１
７で検出されたフレーム電流に基づいて設定された燃焼
量での炎の状態が正常か否かが判断され、正常でなけれ
ばステップＳ２１乃至Ｓ２４の動作に移行し、正常であ
ればステップＳ１２で運転切スイッチ１４が操作された
か否かが判断される。

【００２４】ステップＳ１２で電源切スイッチ１４が操
作されるまでは以下ステップＳ１０、Ｓ１１及びステッ
プＳ１２の動作が繰り返され、電源切スイッチ１４が操
作されれば次のステップＳ１３で消火動作を行い、ステ
ップＳ１４で燃焼停止動作が完了して石油ファンヒータ
Hの運転が停止する。

【００２５】ステップＳ６でバーナモータの回転数が異
常であることが判明したので、ステップＳ１５ではバー
ナモータのエラー処理が行われる。このエラー処理は、
例えば、気化ヒータ２１の通電を停止し、運転ランプを
点滅させるか液晶表示部の運転モードの文字を点滅表示
させ、異常内容としてバーナモータの回転数異常を示す
記号（例えばＥ６）を表示して異常を報知する動作のこ
とである。この場合異常が解除されるまで点火動作に移
行することはない。そして、ステップＳ１６で使用者の
運転切スイッチ１４及び運転入スイッチ１３の操作を経
て、ステップＳ３へ復帰できる。

【００２６】ステップＳ８若しくはステップＳ９で点火
トライアル期間（例えば２３秒間）内に正常な炎を検出
できない異常（これをミス着火という）であることが判
明したので、ステップＳ１７ではミス着火の処理が行わ
れる。

【００２７】続くステップＳ１８で対流用送風機２５
を、ステップＳ１９で燃焼用送風機２４をそれぞれ停止
すべく駆動信号を停止して点火シーケンスを終了する。
そして、ステップＳ２０で使用者の運転切スイッチ１４
及び運転入スイッチ１３の操作を経て、ステップＳ３へ
復帰できる。

【００２８】着火はしたが燃焼量を変化させる途中で消
火した異常（これを途中消火という）であることがステ
ップＳ１１で判明したので、ステップＳ２１では途中消
火の処理が行われる。続いてステップＳ２２で対流用送
風機２５を、ステップＳ２３で燃焼用送風機２４をそれ
ぞれ停止すべく駆動信号を停止して燃焼量制御のシーケ
ンスを終了する。そして、ステップＳ２４で使用者の運
転切スイッチ１４及び運転入スイッチ１３の操作を経
て、ステップＳ３へ復帰できる。

【００２９】ここでミス着火若しくは途中消火の処理の
一例を示すと、運転ランプを点滅させるか液晶表示部の
運転モードの文字を点滅表示させ、異常内容としてミス
着火を示す記号（例えばＥ１）若しくは途中消火を示す
記号（例えばＥ２）を表示して異常を報知する一方、電
磁ポンプ２３の燃料供給動作を停止する。

【００３０】さて、次に上述のステップＳ１３における
消火動作について、図４に基づき更に詳細な動作を説明
する。まず、ステップＳ３０では消火信号（燃焼ＯＦＦ
信号）の有無を検出し、このＯＦＦ信号が検出されるま
で燃焼を継続し、ＯＦＦ信号が検出されればステップＳ
３１で運転切スイッチ１４の操作によるＯＦＦ信号かそ
れ以外（例えばミス着火など器具異常の発生）によるＯ
ＦＦ信号かを判断する。

【００３１】運転切スイッチ１４の操作による場合は、
通常の消火信号と判断してステップＳ３２でポンプ信号
のon time出力が終了したか否かが判断され、on time
出力が終了するまで燃焼を継続し、on time出力が終了
すればステップＳ３３で電磁ポンプ２３の駆動を停止す
る一方、燃焼用送風機２４への駆動信号（詳しくは位相
制御信号）を停止すると共に消臭ランプの点灯若しくは
液晶表示部の消臭モードの文字を表示させる消臭表示動
作を行わせて通常の消火シーケンスを開始して、ステッ
プＳ１４へ移行する。

【００３２】ここで燃焼を継続する場合の燃焼モードは
消火信号が出力される直前の燃焼モード（例えば固定燃
焼モード）であり、燃焼モードに応じてポンプ信号のオ
ンオフ周期が変化するようにしてあり、図５のタイムチ
ャートにその信号変化の推移を示しているように、例え
ばオンオフ周期をＴ１、on timeをＴ２とし（自動的に
off timeはＴ１−Ｔ２となる）、off time中（図５の
Ｔ１後のＰ期間中）に運転切スイッチ14の操作がなされ
たとすると、このＰ期間（特にoff time）が終了して
次のon timeが終了した時点で、燃焼用送風機２４の駆
動信号（位相制御信号）が停止される。即ち、ポンプ信
号がどの状態で運転切スイッチ１４が操作されるかによ
って、この燃焼用送風機２４の駆動信号（位相制御信
号）が停止されるまでの時間が変化する。但し、最大で
もオンオフ周期Ｔ１であることはいうまでもない。

【００３３】運転切スイッチ１４の操作以外（即ち器具
異常）による消火信号と判断した場合は、エラー処理と
して、ステップＳ３４で即座に電磁ポンプ２３の駆動を
停止する一方、燃焼用送風機２４への駆動信号（詳しく
は位相制御信号）を停止する異常発生時の消火シーケン
スを開始して、ステップＳ１４へ移行する。因みに、こ
の異常発生時の消火シーケンスでは、異常内容を別途表
示するようにすれば使用者に対して親切である。また、
図５のタイムチャートにその信号変化の推移を示してい
るように、上述と同じ時点でエラー信号が発生した場合
には燃焼モードに関係なく即座に電磁ポンプ２３と燃焼
用送風機２４の駆動信号が停止される。

【００３４】このように、運転切スイッチ１４が操作さ
れてから電磁ポンプ２３へのポンプ信号がＯＦＦに切り
替わるまでは操作前の状態で燃焼動作が継続される。そ
してポンプ信号がＯＦＦに切り替わったところで、燃焼
用送風機２４への駆動信号を停止するようにしたので、
電磁ポンプ２３は運転切スイッチ１４の操作による消火
指示時には常に、プランジャーの先端（ひいてはノズル
の先端）から燃料を出し切った状態（即ち先端側から引
き込む方向の慣性力を期待できる状態）で止まることと
になり、この消火時にノズルから出る燃料の量を常に一
定に維持できることに加え、電磁ポンプの惰性によるノ
ズルの先端部分からの油だれがなくなった。

【００３５】

【発明の効果】請求項１に記載の液体燃料燃焼装置によ
れば、従来は消火の指示（詳しくは運転切スイッチの操
作）時にポンプ信号がどの状態にあるかに関係なく即座
にポンプを停止していたので、消火時の燃料供給の終端
（終わりの時期）が不特定だったが、この新しい制御方
式によれば電磁ポンプはプランジャーの先端（ひいては
ノズルの先端）から燃料を出し切った状態で止まること
とになり、消火時にノズルから出る燃料の量を常に一定
に維持できることに加え、電磁ポンプの惰性（若しくは
慣性）によるノズルの先端部分からの油だれがなくな
る。しかも電磁ポンプのオン信号の終了時には、電磁ポ
ンプの入り口から最大限に離れた（言い換えれば吸い上
げ力がなくなった）状態であり、オン信号が終了し電磁
力がなくなったときには電磁ポンプの構造上プランジャ
ーには入り口側に向けて自動復帰するバネ力が働いてい
るので、燃料の出口側（ひいてはノズルの先端側）に対
して燃料を引き込む方向の慣性力を作用させやすくな
り、燃料が吐出するのではなく燃料が燃料タンク側に戻
る方向への力を期待できる。

【００３６】結果的には、油だれがなくなることで、気
化器に滴下されて残った燃料が気化されるのに要する時
間を特定しやすくなり、燃焼器具の性能に多少のばらつ
きがあっても、消火させるときの燃料の混合比率を最後
まで安定させた状態で制御することが可能となり、燃料
の混合比率も制御しやすくなって消火性能を向上でき
る。さらに、燃料の混合比率が安定するので、運転停止
時にバーナ（詳しくは炎形成部）の内部に滞留しがちな
混合ガスが燃えやすくなって、未燃ガスの発生量が少な
くかつそのばらつきが無くなり、消火時の臭いを抑制で
きる。

【００３７】請求項２に記載の液体燃料燃焼装置によれ
ば、運転切スイッチによる消火操作時には、少なくとも
オン信号からオフ信号に切り替わるまでは前記燃料供給
装置及び燃焼用送風機を運転駆動させる制御装置を備え
たので、請求項１と同様に消火操作即燃料が停止されて
油だれが生じるという従来の不具合は解消されるととも
に、 オン信号からオフ信号へ切り替わるところを他の
動作制御の起点として利用することが可能となり、消火
動作時における燃料の量と燃焼用空気の量との混合比率
を適当な値に選定して制御することが可能となる。

【００３８】請求項３に記載の液体燃料燃焼装置によれ
ば、液体燃料燃焼装置に何らかの異常が発生したこと
（即ちエラー）を検出した場合には、制御装置が即座に
消火動作に移行させるので、このエラー発生時は臭いを
抑制する制御を行うよりも安全性を重視したいわゆるフ
ェイルセーフの制御を行うことができ、燃焼の継続で危
険性が増すことを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す液体燃料燃焼装置と
して石油ファンヒータの全体構成を示す断面図である。

【図２】 同じく液体燃料供給装置、燃焼用送風機及び
対流用送風機を制御する制御手段を中心とする制御装置
のブロック回路図である。

【図３】 同じく制御手段の制御動作の概略を示すフロ
ーチャートである。

【図４】 図３の消火動作のシーケンスにおけるの概略
を示す主要なフローチャートである。

【図５】 図４の消火シーケンスにおける信号処理の概
略を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

Ｈ 石油ファンヒータ（液体燃料燃焼装置） １０ 制御装置 １１ マイコン（制御手段） ２１ 気化ヒータ（気化器） ２３ 電磁ポンプ（燃料供給装置） ２４ 燃焼用送風機 ２５ 対流用送風機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交互に供給されるオン信号とオフ信号に
   基づいて動作する燃料供給装置で供給された液体燃料を
   気化器で気化し、この気化ガスを燃焼用送風機からの燃
   焼用空気と混合し、この混合ガスを炎形成部にて点火装
   置で点火して燃焼させる液体燃料燃焼装置において、運
   転切スイッチによる消火操作時には、燃料供給装置のオ
   ン信号が終了してから消火動作に移行させる制御装置を
   備えたことを特徴とする液体燃料燃焼装置。
2. 【請求項２】 交互に供給されるオン信号とオフ信号に
   基づいて動作する燃料供給装置で供給された液体燃料を
   気化器で気化し、この気化ガスを燃焼用送風機からの燃
   焼用空気と混合し、この混合ガスを炎形成部にて点火装
   置で点火して燃焼させる液体燃料燃焼装置において、運
   転切スイッチによる消火操作時には、少なくともオン信
   号からオフ信号に切り替わるまでは前記燃料供給装置及
   び燃焼用送風機を駆動させる制御装置を備えたことを特
   徴とする液体燃料燃焼装置。
3. 【請求項３】 液体燃料燃焼装置に何らかの異常が発生
   したことを検出した場合には制御装置は即座に消火動作
   に移行させることを特徴とする請求項１または請求項２
   の何れかに記載の液体燃料燃焼装置。