JPH11344219A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】液体燃料燃焼装置で生ずる燃焼量誤差を自動修
正する。 【構成】燃焼熱で加熱された熱媒体温度を検知する温度
センサＡと、この熱媒体温度の適正温度を基準温度とし
て設定する基準温度設定部と、駆動電力を調節すること
により燃料流量を調節し得るポンプと、燃料流量を調節
することにより燃焼量を調節し得る燃焼部と、上記温度
センサＡの検知温度が上記基準温度を下回る場合は、ポ
ンプ駆動電力を調節して燃料流量を増大し、検知温度が
基準温度を上回る場合は、ポンプ駆動電力を調節して燃
料流量を減少し、検知温度を基準温度に合致せしめるポ
ンプ駆動電力制御部を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体燃料を燃焼せ
しめ、その燃焼熱で加熱した空気、水などの熱媒体を外
部に供給し、暖房、給湯などの用に供する液体燃料燃焼
装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】この種液体燃料燃焼装置は、次のような各
種の実用装置に用いられている。先ず、石油を燃焼せし
めた燃焼熱で空気を加熱し、燃焼排ガスとともに温風と
して暖房に供する石油ファンヒータ。燃焼用空気を屋外
から吸引して石油を燃焼し、この燃焼熱で室内から吸引
した空気を加熱し、温風として室内に供給し、燃焼排ガ
スを屋外へ排出する強制給排気式石油温風装置。石油を
燃焼せしめた燃焼熱で冷水を加熱し、給湯に用いる石油
給湯装置などである。

【０００３】図９は従来技術の代表例として示した石油
ファンヒータの縦断面図である。図９において、１７１
は燃料タンクで、ほぼ一定の燃料液面位置を維持するに
要する燃料補給をカートリッジタンク１７２から受け
る。１７３はポンプで、燃料タンク１７１の燃料を燃料
供給管１７４を通じて気化器１７５に供給する。気化器
１７５は、燃料加熱部、電力ヒータ、気化器温度を検知
する温度センサＣ、電磁弁、噴射ノズル、戻し口、電磁
コイルから構成され、この電磁コイルに入力することに
より、噴射ノズル閉、戻し口開状態とし、気化器１７５
から戻し管１７６を経て燃料タンク１７１に連通するリ
ターン流路を開成することができ、電磁コイルへの入力
を解除することにより、噴射ノズル開、戻し口閉状態と
し、気化器１７５から燃焼器１７７に向かう燃焼流路を
開成することができる。燃焼器１７７は、気化器１７５
の噴射ノズルと近傍空気にのぞむ入り口、混合室、炎口
部、点火器、フレームロッドから構成されてなる。１７
８は燃焼筒で炎口部がのぞむ燃焼空間１７９を構成す
る。１８０は燃焼空間１７９における燃焼熱の一部を気
化器１７５に還流する熱伝導体で、気化器１７５を加熱
する電力ヒータの電力を節減するために備えられたもの
である。１８１は空気ファンで、図示しない空気吸入口
から吸入した空気は、送風ダクト１８２などに導かれて
燃焼熱で加熱され、燃焼空間１７９で発生した燃焼排ガ
スとともに、図示しない温風供給口から室内に供給され
る。１８３は電気制御部、１８４は外ケースである。

【０００４】図１０は図９に示した従来例石油ファンヒ
ータの制御システムの要部構成図である。１８５はヒー
タ電力制御部で、気化器に付属する温度センサＣの検知
温度により気化器温度を一定温度に加熱しかつ維持する
に要する電力を電力ヒータに供給する。１８６は温度セ
ンサＢで、空気ファン１８１が室内から吸引する空気の
温度を検知し、その検知信号を燃焼量判定部１８７に供
給する。１８８は室温設定部で、手動操作により暖房上
の目標室温を設定する。燃焼量判定部１８７は、温度セ
ンサＢ１８６の検知温度と室温設定部１８８の設定温度
の差の大きさに応じて、燃焼すべき燃焼量と空気ファン
の風量を判定する。この判定に従う信号が空気ファン制
御部１８９とポンプ駆動電力制御部１９０に供給され、
空気ファン制御部１８９とポンプ駆動電力制御部１９０
では、予め設定された複数パターンの駆動電力から選択
した駆動電力を空気ファン１８１とポンプ１７３に供給
する。空気ファン１８１により吸引された室内空気は、
燃焼熱で加熱され、燃焼排ガスととともに温風として室
内に供給される。

【０００５】これらの従来の液体燃料燃焼装置における
燃焼量制御する技術は、目標燃焼量を判定し、目標燃焼
量に見合う燃料流量に予めリンクされた駆動電力をポン
プに供給することにより、目標燃焼量が実現される筈で
あるという技術であり、この技術を詳しく分解すると次
の通りである。先ず、燃料流量制御の基本条件となる燃
料流路を一定条件に製造する第１の技術、次ぎに、定め
られた駆動電力の下で定められた燃料流量を実現するポ
ンプを製造する第２の技術、次ぎに、ポンプに供給する
駆動電力の誤差を縮小する第３の技術が用いられてお
り、どの技術が欠けても、期待する燃焼量は実現しな
い。

【０００６】第１の技術は、ベースタンク上にカートリ
ッジタンクを倒立せしめ、ベースタンクの燃料をポンプ
で燃焼部へ供給して、ベースタンクの燃料が消費される
と、カートリッジタンクからベースタンクへ燃料が補給
されて油面の低下を防止し、燃料消費に関わらずほぼ同
一油面を維持することにより、燃料供給源から燃料供給
先までのヘッド差をほぼ一定条件に維持する技術であ
る。この技術は、小型の燃焼装置に採用されて広く実用
に供されている技術であるが、カートリッジタンクをベ
ースタンク上に倒立設置する手動操作を必要とするの
で、カートリッジタンク自体が大型になるケースでは実
施困難である。

【０００７】いまひとつの第１の技術は、燃焼部を含む
本体と燃料タンクが別体に構成され、本体は屋内に、燃
料タンクは屋外に、別々に設置される形式の装置におい
ては、本体と燃料タンクが設置場所の事情に応じて設置
されるので、燃料流路が個々に異なる条件に設置され
る。このようなケースにおいては、特開平７−１５８８
３９号公報に従来例として記載されているように、定油
面性を有する補助油槽９を本体内に設置し、この補助油
槽９から燃焼機器４へ燃料流路を構成して燃料流路の一
定条件を保持し、この間に電磁ポンプ１４を用い、燃料
油槽３から補助油槽９への燃料供給には、補助油槽９に
設置したフロートスイッチあるいは光センサなどからな
る下限液位センサ１１の信号で作動し、上限液位センサ
１０の信号で作動を停止する汲み上げポンプ２’を用い
て補助油槽９の油面を限度内に維持する技術で、この技
術のために、補助油槽９と上限下限の液位センサと油面
検知器とポンプ２台を必要とし、コストの高騰を避けら
れない。

【０００８】なお、特開平７−１５８８３９号公報の発
明技術は、電磁ポンプ２とともに、このポンプの吐出圧
を蓄力するアキュムレータ６６と、弁の開口回数と開口
度合いを調整して燃料流量を定める可変流量調整弁１を
用い、補助油槽を用いることなく、１個のポンプで一定
の燃料流量を得る技術で、この技術は、ポンプ以外にア
キュムレータとと可変流量調整弁を必要とし、構造的に
複雑でコスト高の欠点を否めない。

【０００９】第２の技術は、ポンプの燃料流量誤差を約
３０％から数％に縮小する技術で、ポンプをやや多い目
の流量に合わせて製造し、一旦、流量を測定し、測定流
量と目標流量との偏差に応じて選択された抵抗値の固定
抵抗器を電磁コイルに直列位置に取り付けるという技術
で、特公平７−１０１０３３号公報に開示されて実用に
用いられている。この技術は、複雑で手数を要する調整
工程を必要とし、コストの高騰を免れない欠点がある。

【００１０】第３の技術は、ポンプ駆動電源部の製造に
おいて、出力電圧に±１Ｖ位のバラツキを±０.２Ｖ程
度に圧縮する微調整を実施して使用する従来例に対し、
駆動電源部の電圧調整ユニットとポンプの組み合わせを
予め構成し、この組み合わせ品について特公平７−１０
１０３３号公報の流量調整技術を実施することにより、
ポンプと電圧調整ユニットを別々に微調整する手数を省
く技術で、特開平８−１２８３８６号公報に開示された
技術である。ポンプの流量調整工程を前提とした技術
で、同工程を実施しない場合は効果を発揮しない欠点が
ある。

【００１１】いまひとつの第３の技術は、電源電圧の変
動があっても燃料供給量が変動しない装置を提供するた
めに、特開平８−４９８４０号公報に開示されたよう
に、電圧判定部８の判定に基づきパルス設定部１２で設
定されるパルス巾あるいはパルス周期に補正をかけるパ
ルス補正部９を備える電磁ポンプ制御装置に関する技術
である。

【００１２】上記の従来技術の共通の欠点としては、い
づれの技術も、この種装置の経年変化により生ずる流量
誤差、例えば、装置の燃料流路にタールが蓄積すること
により、流路抵抗を増大する原因による流量誤差、燃料
流路の狭隘部などにゴミなどの夾雑物が付着して流路抵
抗を増大する原因による流量誤差、また、上記のタール
や夾雑物が除去されて流路抵抗が低減する原因による流
量誤差、ポンプの摺動部が摩耗してこの部分を経由する
流量損失の増大による流量誤差などに対する誤差修正機
能を発揮しない。また、特に燃料タンクが屋外に設置さ
れた場合など、燃料タンク内の燃料温度の変動により、
燃料自体の粘度が変動して発生する燃焼量誤差に対して
有効な修正機能を持たなかった。さらに、熱媒体に水道
水を用いた給湯装置の場合の水圧変動（例えば近接位置
での水道水使用状況による水圧変動など）による熱媒体
流量の変動に対応する燃焼量の制御に関しては、何らの
制御機能も持たない、などの問題点が未解決のまま残さ
れている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】［課題１］燃料面を一
定位置に保持する機能が付与されていない燃料タンクが
用いられた場合において、燃料消費と燃料補給に伴う燃
料タンク内の燃料面の移動に起因する燃料流量誤差を自
動修正する機能を付加する ［課題２］従来技術においては、個々のポンプ毎に流量
調整工程を実施し、実用上の要求に適合する燃料流量を
得たが、同工程は、複雑で手数がかかるため高コストを
避け得なかった。本発明では、流量調整工程を省略した
ポンプにより燃料流量誤差を自動修正する機能を付加す
る。

【００１４】［課題３］従来技術においては、ポンプ駆
動電源部において出力電圧の微調整を要し、高コストを
避け得なかった。本発明では、出力電圧の微調整を省略
した駆動電源部により燃料流量誤差を自動修正する機能
を付加する。

【００１５】［課題４］従来技術においては、装置の経
年変化で生じる燃料流量誤差、例えば、燃料流路にター
ル、ゴミなどが付着して流路抵抗を増大し、あるいはこ
れらが除去されて流路抵抗を減少した場合、あるいはポ
ンプの摺動部の摩耗などを原因とする流量誤差を修正す
る機能が付与されていなかった。このため経年変化によ
る燃焼量誤差により、性能劣化を生じて実用上の品質を
低下し、あるいは装置の寿命を短縮する欠点があった。
本発明では、上記に述べた装置の経年変化で生じる流量
誤差を自動修正する機能を付加する。

【００１６】［課題５］従来技術においては、燃焼部と
燃料タンクが別体に構成され、個々の設置条件に応じて
設置する形式の液体燃料燃焼装置において、設置条件が
個々に異なるために燃料流量調整効果を発揮しない。こ
のために、補助油槽とポンプ２個を必要とし、あるいは
ポンプに加えてアキュムレータと可変流量調整弁を必要
とし、いづれも複雑な構造で高コストかつ大型を避け得
なかった。本発明では、上記のような追加ユニットを用
いることなく、１個のポンプで装置の設置条件の相違に
起因する流量誤差を、自動修正する機能を付加する。

【００１７】［課題６］従来技術においては、燃料温度
の変動に起因する燃料流量の誤差を修正する機能を付与
されていなかった。本発明では、この原因による流量誤
差を自動修正する機能を付加する。

【００１８】［課題７］燃焼熱を給湯に利用するケース
において、従来、水道水源の水圧変動に対応した燃焼量
を調整する制御機能を持たなかった。本発明では上記機
能に付加して、水圧変動に対応して燃焼量を調節し、給
湯温度を一定温度に維持する機能を付加する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この種燃焼装置における
燃焼量誤差は、上記のように多様な原因により発生す
る。これらの原因の個々に遡って解決する技術は重要で
あるが、本発明においては、「発生した燃焼量誤差を検
知し、この検知信号に基づいて燃料流量を修正する」と
いう手段により、発生した燃焼量誤差を自動修正するこ
ととした。

【００２０】本発明の液体燃料燃焼装置においては、ポ
ンプの駆動電力を調節することにより燃料流量を調節し
得るポンプを用い、燃焼部に燃料流量を調節することに
より燃焼量を調節し得る燃焼部を用い、この燃焼部で発
生する燃焼熱で加熱された熱媒体温度を検知する温度セ
ンサＡと、温度センサＡの設置位置における熱媒体の適
正温度を基準温度として設定する基準温度設定部を設置
し、温度センサＡの検知温度が基準温度を下回る場合
は、ポンプ駆動電力を調節して燃料流量を増大し、温度
センサＡの検知温度が基準温度を上回る場合は、ポンプ
駆動電力を調節して燃料流量を減少し、温度センサＡの
検知温度が基準温度に合致する場合は、ポンプ駆動電力
を変更することなく継続することにより、検知温度を基
準温度にほぼ合致せしめるポンプ駆動電力制御部を設置
する手段を実施する。

【００２１】上記のおいて、温度センサＡは、サーミ
スタあるいは熱電対など、この装置の燃焼部で発生する
燃焼熱で加熱された熱媒体の温度を検知し、検知温度を
電気的信号として提供するに適した温度センサからな
る。温度センサＡの設置は、熱媒体が加熱される流路の
一定位置に、その位置の熱媒体温度を検知するに適した
構造に設置される。温度センサＡの設置位置は、熱媒体
が加熱される流路の末端付近が好適位置のひとつである
が、熱媒体が加熱される流路の中間位置あるいは加熱さ
れた熱媒体の供給先など、であっても差し支えない。必
要なことは設置位置における熱媒体の適正温度を基準温
度として設定可能であり、燃焼量過小時に検知温度が基
準温度を下回り、燃焼量過大時に検知温度が基準温度を
上回る設置位置であればよい。熱媒体の流量は、一点
に固定された流量でもよいが、可変流量であってもよ
い。基準温度は一点の温度で指定するものであっても
よいが、一定の温度範囲で指定されるものでもよい。熱
媒体流量が可変な装置においては、基準温度が熱媒体流
量の全範囲において固定された基準温度でもよいが、熱
媒体流量に対応して段階的あるいは連続的に変化する基
準温度であってもよい。基準温度が予め設定されて変更
不可能な基準温度設定部でもよいが、設定変更可能な基
準温度設定部であってもよい。基準温度は温度それ自体
の数値として設定されてもよいが、温度センサＡの検知
温度と対比するに便利な信号などで設定されてもよい。
温度センサＡを複数位置にそれぞれ設置し、それぞれ
の温度センサＡに対応する基準温度を設定することもで
きる。適正燃焼量の場合の熱媒体温度を基準温度とし
て設定する替わりに、燃焼量過大時の熱媒体温度を過大
温度として、燃焼量過小時の熱媒体温度を過小温度とし
て設定することは、本質において同一であるから、本発
明に包含される（請求項１）。

【００２２】ポンプ駆動電力の調節手段には、次例のよ
うな調節手段が有効である。

【００２３】１回の制御動作での調節量を適切に設定
し、温度センサＡの検知温度と基準温度の間に差が存在
する限り、設定した駆動電力調節を繰り返し実施し、検
知温度と基準温度が合致することにより駆動電力調節を
停止する調節手段、仮に、最小調節量繰り返し接近法と
呼ぶ（請求項２）。

【００２４】温度センサＡの検知温度と基準温度の差の
大きさと駆動電力調節量の関係を、差が大のとき調節量
を大きく、差が小のとき調節量を小さく、あらかじめ設
定し、少ない制御動作回数で短時間に検知温度と基準温
度を合致せしめる調節手段、仮に、加重調節量接近法と
呼ぶ（請求項３）。

【００２５】温度センサＡの検知温度と基準温度の差の
値と、熱媒体の流量と、熱媒体の比熱から燃焼量の誤差
熱量を演算し、この誤差熱量に相当する燃料流量を演算
し、この燃料流量修正量に対応するポンプ駆動電力を割
り出し、１回の調節で誤差のほぼ全量を修正する調節手
段、仮に、修正量演算法と呼ぶ（請求項４）。

【００２６】複数のポンプ駆動電力を予め設定し、温度
センサＡの検知温度と基準温度の差に基づき、現在駆動
電力の隣の電力を選択実施する調節手段、仮に、設定電
力選択法と呼ぶ（請求項５）。

【００２７】本発明の液体燃料燃焼装置に適合するポン
プとしては、駆動電力を調節することにより、燃料流量
を調節し得るポンプであれば使用可能であるが、特に、
電磁力で駆動されるプランジャの往復運動により吸入と
吐出動作をなす電磁プランジャポンプが推奨される（請
求項６）。

【００２８】

【作用】［燃料流量誤差の修正作用の基本］本発明の液
体燃料燃焼装置においては、加熱された熱媒体の温度を
検知する温度センサＡを設置し、かつ温度センサＡの設
置位置における熱媒体の適正温度を基準温度として設定
する基準温度設定部を設置し、温度センサＡの検知温度
と基準温度の対比により、検知温度が基準温度を下回る
場合は、ポンプ駆動電力を調節して燃料流量を増大し、
検知温度が基準温度を上回る場合は、ポンプ駆動電力を
調節して燃料流量を減少し、検知温度が基準温度に合致
する場合は、ポンプ駆動電力を変更することなく継続す
ることにより、検知温度を基準温度に合致させるポンプ
駆動電力制御部を設置し、上記の燃料流量の調節により
燃焼量誤差を修正する作用を実施する。本発明の液体燃
料燃焼装置の燃焼量誤差の修正能力は、次の３条件が失
われない限り有効に作用する。その３条件は、ポンプが
駆動電力を調節することにより燃料流量を調節し得る条
件、燃焼部が燃料流量を調節することにより燃焼量を調
節し得る条件、ポンプ駆動電力制御部が温度センサＡの
検知温度と基準温度により上記のように駆動電力を調節
してポンプに供給し得る条件である。

【００２９】［各種原因による燃焼量誤差修正作用］燃
焼量誤差はすなわち熱媒体加熱力の誤差であるから、原
因の如何に関わらず燃焼誤差が存在する限り、温度セン
サＡの検知温度は基準温度に対して不一致を生ずる。す
なわち、燃焼量誤差の原因が、ポンプに固有の燃料流量
特性の誤差である場合、ポンプに供給する駆動電力の誤
差である場合、装置の経年変化として発生するタールの
蓄積による場合、ポンプ機構の摺動部の摩耗による場
合、ポンプ中に混入した固形物による場合、燃料タンク
と燃焼部が別体に構成され、燃料供給系の流路条件が異
なることによる場合、燃料温度に起因する場合など、あ
らゆる燃料流量誤差において同様である。さらに、温度
センサＡの検知温度が基準温度を上回る場合は、燃焼量
過大を示すのでポンプ駆動電力を調節して燃料流量を減
少することにより燃焼量誤差が修正され、温度センサＡ
の検知温度が基準温度を下回る場合は、燃焼量過小を示
すのでポンプ駆動電力を調節して燃料流量を増大するこ
とにより燃焼量誤差を修正することができる。従って、
従来技術において実施していたポンプ製造時の流量調整
工程、燃焼装置製造時のポンプ駆動電源の電圧の微調整
工程などは、実施を必要とせず、従来不可能であった装
置の経年変化で生ずる燃焼量誤差など、あらゆる燃焼量
誤差を自動修正し、適正な燃焼量を実現することができ
る。さらに摩耗などポンプの径年変化に起因する流量誤
差を修正する作用は、ポンプの寿命を延長する効果を有
するものである。

【００３０】［熱媒体流量誤差に対応する燃焼量調整作
用］本発明の液体燃料燃焼装置において、何らかの理由
で熱媒体流量に誤差を生じた場合、この時の熱媒体流量
の誤差に応じた温度センサＡの検知温度と基準温度の差
を生じ、この差に応じたポンプ駆動電力の調節を実施
し、燃焼量誤差を修正する作用により、この時の熱媒体
流量に応じた適正燃焼量が実現する。従って、例えば熱
媒体流量に過小誤差を生じた場合に、通常、熱媒体温度
が高温になり過ぎ、火傷・火災・装置の故障などの危険
を生じたり、あるいは逆に熱媒体流量に過大誤差を生じ
た場合に、通常、熱媒体温度が異常に低下して装置の目
的を阻害するような現象に対し、本発明の装置では、熱
媒体流量の変動に対応する燃料流量修正作用により、熱
媒体流量誤差を生じた場合も、ほぼ適正な熱媒体温度を
維持する作用をなす。

【００３１】［基準温度の設定変更作用］本発明の液体
燃料燃焼装置を、例えば暖房、給湯などの目的に用いる
場合に、供給熱の適正温度は、熱利用目的、各種環境条
件、個人の好みなどによって変わることが多い。このよ
うな要求に対しては、自動操作あるいは手動操作により
基準温度の設定を変更可能に設計することは容易に可能
であり、上記の要求を容易に満足せしめることができ
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の液体燃料燃焼装置は、燃
料タンクの液体燃料をポンプで燃焼部に向かって供給
し、この燃料を燃焼部で燃焼せしめ、この燃焼熱で空
気、水などの熱媒体を加熱し、外部に供給する液体燃料
燃焼装置において、上記ポンプが、駆動電力を調節する
ことにより、燃料流量を調節し得るポンプからなり、上
記燃焼部が、燃料流量を調節することにより、燃焼量を
調節し得る燃焼部からなるとともに、上記燃焼熱で加熱
された熱媒体の温度を検知する温度センサＡと、上記温
度センサＡの設置位置における熱媒体の適正温度を基準
温度として設定する基準温度設定部を備え、上記温度セ
ンサＡの検知温度と上記基準温度との差に応じて、検知
温度が基準温度を下回る場合は、ポンプ駆動電力を調節
して燃焼部に供給する燃料流量を増大し、検知温度が基
準温度を上回る場合は、ポンプ駆動電力を調節して燃焼
部に供給する燃料流量を減少し、検知温度が基準温度に
合致する場合は、ポンプ駆動電力を変更することなく継
続することにより、検知温度を基準温度にほぼ合致せし
めるポンプ駆動電力制御部を備えてなる。

【００３３】なお、加熱された熱媒体の温度を検知する
温度センサを温度センサＡ、加熱前の熱媒体の温度を検
知する温度センサを温度センサＢ、気化器の温度を検知
する温度センサを温度センサＣと呼称することとする。

【００３４】［実施例１］実施例１は石油ファンヒータ
に本発明を実施した実施例である。図１は実施例１の石
油ファンヒータの熱媒体空気流路の構成を示した縦断面
図（側面図）、図２は実施例１の石油ファンヒータの燃
料流路の構成を示した要部縦断面図（正面図）である。
図１と図２において、１は空気吸入口、２は吸入口ガー
ド、３は空気ファン、４は送風ダクト、５は温風供給口
で、６は温風供給口５から室内に供給する温風の温度を
検知する温度センサＡ、７は室内から吸引する空気の加
熱前温度を検知する温度センサＢである。８は燃料タン
クで、ほぼ一定の燃料液面位置を維持するに要する燃料
補給をカートリッジタンク９から受ける。１０はポンプ
で、燃料タンク８の燃料を燃料供給管１１を通じて気化
器１２に供給する。気化器１２は、燃料加熱部１３、電
力ヒータ１４、気化器温度を検知する温度センサＣ１
５、電磁弁１６、噴射ノズル１７、戻し口１８、電磁コ
イル１９から構成され、常時は電磁弁１６を、噴射ノズ
ル１７開、戻し口１８閉の状態に保持するが、電磁コイ
ル１９に入力することにより、噴射ノズル１７を閉、戻
し口１８を開の状態に転換保持することができる。２０
は戻し管で気化器１２の戻し口１８から燃料タンク８に
連通する燃料のリターン流路を構成する。２１は燃焼器
で、気化器１２の噴射ノズル１７と近傍空気にのぞむ入
り口２２、混合室２３と炎口部２４、点火器２５、フレ
ームロッド２６から構成されてなる。２７は燃焼筒で炎
口部２４がのぞむ燃焼空間２８を構成する。２９は燃焼
空間２８における燃焼熱の一部を気化器１２に還流する
熱伝導体で、気化器１２を加熱する電力ヒータ１４の電
力を節減するために備えられたものである。３０は電気
制御部、３１は外ケースである。なお、図１に示した矢
印は空気ファン３により空気吸入口１から吸入された空
気が、送風ダクト４などに導かれ、燃焼空間２８で発生
した燃焼ガスとともに、温風供給口５から室内に供給さ
れる流線を示したものである。

【００３５】図３は、図１に示したポンプ１０の詳細構
成を示す縦断面図である。４１はシリンダ、４２はジョ
イント金具、４３は吸入管で、これらは一体構成され、
吸入口４４と吐出口４５を有する液密管状体をなし、こ
の管状体の内部に往復運動可能状態に収容されたプラン
ジャ４６と、プランジャを支持する支持スプリング４７
と４８、吐出弁４９、吐出弁スプリング５０、吐出弁座
５１を備える。５２は電磁コイル、５３は電磁コイル５
２の入力端子、５４は磁路金具、５５と５６は一対の磁
極である。５７はプランジャ４６に備える吸入弁、５８
は吸入弁スプリング、５９は吸入弁座、６０は吸入口に
備えるフィルタ、６１は吸入弁５７と吐出弁４９間の空
間からなるポンプ室である。このポンプ１０は、駆動電
源から与えられる直流パルス電力などの駆動電力が電磁
コイル５２に供給されて発生する磁力で、プランジャ４
６が上方に駆動され、この時ポンプ室６１内の流体を加
圧し、この圧力で吐出弁４９が開いてポンプ室内の流体
が吐出口４５側に吐出する。電磁コイル５２への供給電
力が停止されると、プランジャは支持スプリングにより
原位置方向に戻される。この時、吐出弁４９が閉じてお
り、ポンプ室容積が拡大するので、ポンプ室内に負圧が
生じ、この負圧で吸入弁５７が開いて吸入口側の流体が
ポンプ室内に吸入される。この流体は、最初の運転開始
時は空気であるが、暫時の運転により空気が吐出口から
排出され、吸入口から吸入された燃料に置き換わる。こ
のポンプ１０において、電磁コイルに供給する駆動電源
の電圧を調節することは、プランジャ４６がポンプ室６
１内の流体を加圧する強さを調節することに当たり、パ
ルス時間を調節することは、プランジャがポンプ室流体
を押し上げる時間を調節することに当たり、周波数を調
節することはプランジャの往復運動の回数を調節するこ
とに当たり、いづれも駆動電力を増大することにより流
量が増大し、駆動電力を減少することにより流量が減少
し、駆動電力を調節することにより燃料流量を調節する
ことができる。図３に示したポンプは、通常、電磁ポン
プあるいは電磁プランジャポンプと呼ばれるポンプであ
るが、駆動電力により流量調節可能で、燃料供給に適し
たポンプであれば、他の形式のポンプを用いることもで
きる。

【００３６】図４は、実施例１の制御システムの要部構
成図である。図４において、７１はポンプ駆動電力制御
部で、温度センサＡ６における温風温度の検知温度と基
準温度設定部７２に予め設定された基準温度との差に応
じて、検知温度が基準温度を下回る場合はポンプ駆動電
力を調節してポンプの燃料流量を増大し、検知温度が基
準温度を上回る場合はポンプ駆動電力を調節してポンプ
の燃料流量を低減する調節を実施する。この制御動作は
５００ｍｓｅｃ毎に実施され、１回の制御動作で、最大
燃焼量の約２％に相当する駆動電力が調節される。従っ
て２０％の燃焼量調節には制御動作１０回、時間５秒を
要する。この応答速度をさらに速くすることも遅くする
ことも設計上容易に可能であるが、実施例１では暖房用
途の性格から上記の通りとした。基準温度は既述のよう
に多様な設計が可能であるが、この実施例１における基
準温度は、全燃焼量範囲において固定し、一定の範囲を
有する基準温度が設定されている。ポンプ駆動電力は交
流電源を一旦ＤＣ２４Ｖに直流化し、トランジスタでス
イッチングして直流パルス電力とし、ポンプ１０に供給
する。スイッチング信号がトランジスタのベース端子に
供給されているＯＮ状態で、ＤＣ２４Ｖがポンプに供給
され、スイッチング信号ＯＦＦ状態でポンプへの電力供
給が休止される。すなわちスイッチング信号ＯＮ時間を
調節することによりポンプ駆動電力のパルス時間を調節
することができ、スイッチング信号ＯＦＦ時間を調節す
ることによりポンプ駆動電力の周波数を調節することが
でき、これらにより燃料流量を調節することができる。
スイッチング信号のＯＦＦ時間を短縮して燃料流量を増
大し、ＯＦＦ時間を増大して燃料流量を減少する方法を
周波数制御法と呼び、燃焼量中大領域で用い、スイッチ
ング信号のＯＮ時間を延長して燃料流量を増大し、ＯＮ
時間を短縮して燃料流量を減少する方法をパルス時間制
御法と呼び、燃焼量小領域で用いる。７４は空気ファン
制御部で、温度センサＢ７における吸入空気の検知室温
と、室温設定部７５の設定室温との差の大きさに基づ
き、空気ファン３の回転数を調節して空気吸入口１から
吸引し、温風供給口５から室内に供給する風量を調節す
る。検知室温と設定室温の差が大なる場合は空気ファン
３の回転数を風量大条件に調節し、同差が小なる場合は
空気ファン３の回転数を風量小条件に調節する動作を実
施する。７６はヒータ電力制御部で、温度センサＣ１５
の検知温度と、予め同制御部７６内に設定された設定温
度との差に応じて、気化器温度が設定温度に合致するよ
うに、気化器の電力ヒータ１４に供給する電力を調節す
る。燃焼開始前の予熱モードにおける気化器加熱熱量
は、すべてヒータ電力によってまかなわれるが、燃焼モ
ードに入ると、燃焼熱の一部が熱伝導体２９を経て気化
器に供給されるので、ヒータ電力は不足分のみを供給す
る動作を行う。

【００３７】実施例１の動作モードは予熱モードと燃焼
モードにより構成される。予熱モードは、手動操作ある
いはタイマーにより始まり、予め定められたプログラム
に基づいて、電磁弁１６を噴射ノズル１７閉、戻し口１
８開に保持し、電力ヒータ１４に電力を供給して気化器
１２を予熱し、温度センサＣ１５の検知温度が予め定め
た設定温度に達したことにより、予熱モードを終了し自
動的に燃焼モードに入る。燃焼モードにおいて、気化器
１２は引き続き予め定めた設定温度を維持するように制
御された電力が電力ヒータ１４に供給されるとともに、
空気ファン３とポンプ１０が起動される。ポンプ１０に
より気化器に供給された燃料は、当初、戻し口１８と戻
し管２０を経て燃料タンクに戻るリターン流路に供給さ
れるが、ポンプ駆動開始から数秒遅れて電磁弁１６が噴
射ノズル１７を開、戻し口１８を閉状態に転換すること
により、気化器１２で加熱されて圧力を増した燃料が、
噴射ノズル１７を経て燃焼器２１に供給され、この燃料
の流れに吸引された空気とともに混合室２３で混合気を
形成し、燃焼空間２８で点火器２５に点火されて燃焼が
開始される。この燃焼熱で空気ファン３の送風空気が加
熱され、燃焼排ガスとともに温風供給口５から温風とし
て室内に供給される。

【００３８】実施例１の動作状況を場面毎に述べると、
燃焼モード当初の空気ファン３とポンプ１０は、この
装置の中位の燃焼量に相当する駆動電力が供給されて起
動され、数秒後以降、空気ファンは温度センサＢ７の検
知温度と設定室温の差の大きさに応じた送風量の駆動電
力に制御され、ポンプ１０の駆動電力は温度センサＡ６
の検知温度と基準温度との差に応じて制御される。従っ
て、室温が設定室温を極めて大きく下回る状態で運転開
始された場合は、空気ファンの風量とポンプの燃料流量
が中位から増大方向に制御され、空気ファンの最大風量
において温風温度が基準温度に合致する燃焼量でほぼ安
定する。室温がわずかに設定室温を下回る状態で運転開
始された場合には、空気ファン風量とポンプの燃料流量
はいづれも中位から減少方向に制御され、空気ファンの
最小風量において温風温度が基準温度に合致する燃焼量
でほぼ安定する。燃焼モード継続中に暖房効果により
室温が上昇してくると、温度センサＢ７の検知温度が上
昇して室温設定部の設定温度との差が縮小し、空気ファ
ン３の回転数が調節されて送風量が低減するので、温風
温度が上昇し、温度センサＡ６の検知温度が基準温度を
上回り、燃焼量を低減する制御が働き、温度センサＡ６
の検知温度が基準温度に合致する燃焼量でほぼ安定す
る。燃焼モード継続中に外気の侵入などで室温が低下
すると、温度センサＢの検知温度が低下して設定室温と
の差を拡大するので、空気ファン３の風量が増大する制
御が働き、温風温度が低下して温度センサＡ６の検知温
度が基準温度を下回り、ポンプ駆動電力が調節されて燃
焼量が増大され、温度センサＡ６の検知温度が基準温度
に合致する燃焼量でほぼ安定する。燃焼モード継続中
に、室温の設定温度を、例えば上方に変更設定すると、
室温すなわち温度センサＢ７の検知温度と設定室温の差
が拡大するので、これに応じた送風量の増大調節がなさ
れ、検知温度が基準温度を下回り、燃焼量が増大され
る。室温すなわち温度センサＢ７の検知温度が設定温
度を上回った場合は、燃焼が自動停止される。

【００３９】燃焼停止は、操作あるいはタイマによる燃
焼停止の他、上記に記載した自動停止の場合などに実
行されるが、いずれも電磁弁１６を噴射ノズル１７閉、
戻し口１８開の状態として燃焼部への燃料供給を停止
し、ポンプ１０と電力ヒータ１４への電力供給を停止
し、暫時の後に空気ファン３を停止する。上記に記載
した燃焼停止の場合は、一部の制御機能が継続機能せし
め、室温が設定室温を下回ることにより、自動再燃焼を
実施する。ただし、最初の予熱モード開始より３時間で
全機能を停止する自動安全制御が作用するので、全機能
停止状態では上記の自動再燃焼も実行されない。この自
動安全制御はリセット操作により３時間延長が可能であ
る。

【００４０】実施例１の燃焼量誤差修正動作は、温度セ
ンサＡ６の検知温度が基準温度を下回った場合は、ポン
プ駆動電力が調節されて燃料流量を増大する制御が動作
し、検知温度が基準温度を上回った場合は、ポンプ駆動
電力が調節されて燃料流量を減少する制御が動作し、検
知温度が基準温度に合致した場合は、ポンプ駆動電力を
変更することなく継続供給する。このポンプ駆動電力の
調節により、ポンプ固有の燃料流量誤差、ポンプ駆動電
源の電圧調整誤差、装置の経年変化による燃料流量誤差
など、異なる原因による燃焼量誤差が適正燃焼量に修正
される。この燃焼量誤差の修正機能は、上記の課題２、
課題３、課題４を解決する機能である。

【００４１】［実施例２］実施例２は、燃料タンクと燃
焼部が別体に構成され、個々の具体的な設置場所の事情
に従い、多様な設置条件に設置される形式の温風装置
に、本発明を実施した実施例である。図５は実施例２の
温風装置の構成を示す要部縦断面図で、８１は本体で屋
内に設置され、８２は本体８１と別体からなる燃料タン
クで屋外に設置される。８３は燃料タンク８２から本体
８１に燃料を供給する燃料供給管、８４はポンプで電磁
力により駆動されるプランジャの往復運動によりポンプ
作用をなす形式のポンプで、駆動電力を調節することに
より燃料流量を調節することができる。８５はポンプ８
４の吐出口に配設される燃料供給管、８６は燃料供給管
８５の先端部を構成するノズルである。８７は気化器
で、気化器加熱用のヒータ８８、気化器温度を検知する
温度センサＣ８９、燃焼熱を気化器に還流する熱伝導体
９０、混合室９１からなる。９２は燃焼器で、炎口部９
３、点火器９４、火炎の電導度を監視することにより異
常燃焼を検知するフレームロッド９５、燃焼空間９６か
らなる。９７は給気ファンで、給気口９８から吸引した
屋外空気を給気管９９を経て混合室９１と燃焼空間９６
に供給する。１００は排気ファンで給気ファン９７と同
軸構成され、燃焼空間９６の燃焼排ガスを熱交換器１０
１、排気管１０２を経て排気口１０３から屋外に排出す
る。１０４は空気ファンで室内空気を本体８１の背面か
ら吸引し、熱交換器１０１で加熱して温風とし、本体８
１の前面に備える温風供給口から室内に供給する。１０
５は電気制御部である。なお、図示しない温度センサＡ
１０６は、空気ファン１０４の空気流路中の熱交換器１
０１と温風供給口の間に備えられ、温風温度を検知する
温度センサからなる。同様に図示しない温度センサＢ１
０７は、空気ファン１０４の空気吸入流路に設置し、吸
入空気の加熱前の温度を検知する温度センサである。ま
た、ポンプ８４は実施例１に用いられたポンプ１０と基
本的に同形式同性質の電磁プランジャポンプからなり、
実施例２の設計条件に合わせて一部能力に関する設計を
変更した程度にとどまるので、詳細構成を省略する。

【００４２】図６は実施例２の制御システムの要部構成
図で、１１１は室温設定部で暖房機能の目標室温を手動
操作で設定することができる。１１２は空気ファン制御
部で、温度センサＢ１０７の検知温度が室温設定部１１
１の設定室温を下回る差の大きさに応じた駆動電力が空
気ファン１０４に供給され、空気ファン１０４の回転数
制御により暖房負荷の大きさに従う風量に調節される。
１１３は基準温度設定部で、温度センサＡ１０６の設置
位置における温風の適正温度を基準温度として予め設定
されてなる。１１４はポンプ駆動電力制御部で、温度セ
ンサＡ１０６の検知温度と基準温度設定部１１３に設定
された基準温度との差に応じて調節された駆動電力がポ
ンプ８４に供給される。実施例２では一定の温度範囲で
定められる基準温度の上下に２％調節区を、この２％調
節区の上下に１０％調節区をそれぞれ予め設定し、温度
センサＡの検知温度が２％調節区にある場合は、１回あ
たり最大燃焼量の約２％に相当するポンプ駆動電力の調
節を実施し、温度センサＡの検知温度が１０％調節区に
或場合は、最大燃焼量の１０％に相当するポンプ駆動電
力の調節を実施する加重調節量接近法により実施され
る。１１５はヒータ電力制御部で、気化器温度を検知す
る温度センサＣ８９の検知温度が予め定めた設定温度に
合致するように制御された電力が電力ヒータ８８に供給
される。１１６は給排気ファン制御部で、空気ファン制
御部１１２から供給される空気ファン１０４の風量を示
す信号と、温度センサＢ１０７の検知温度を示す信号
と、温度センサＡ１０６の検知温度を示す信号が供給さ
れ、空気ファン風量と温度上昇巾と空気比熱と予め与え
られた熱交換効率から現在燃焼量の演算値が求められ、
この現在燃焼量の演算値に化学量論上の空気量と燃焼工
学上の空気過剰率から求められる風量に見合う給排気フ
ァン回転数に制御される。なお、給気ファン９７の風量
は燃焼用空気の風量であり、排気ファン１００の風量は
燃焼排ガスの風量であるので、両風量は異なる風量を示
す。この両ファンの異なる風量に対して、両ファンの羽
根車の設計をそれぞれの風量に対応させることにより、
両ファンはワンモータ同軸構成により、燃焼用空気の供
給機能と燃焼排ガスの排出機能を同時に実施し得る構成
をなす。

【００４３】実施例２の動作モードは予熱モードと燃焼
モードにより構成される。予熱モードは、直接操作ある
いはタイマーにより始まり、予め定められたプログラム
に基づいて、電力ヒータ８８に電力を供給して気化器８
７を予熱し、温度センサＣ８９の検知温度が予め定めた
気化温度に達することにより、予熱モードを終了し自動
的に燃焼モードに入る。予熱モードにおける気化器加熱
熱量はすべてヒータ電力によってまかなわれが、燃焼モ
ードでは燃焼熱の一部が熱伝導体９０を経て気化器に供
給されるので、ヒータ電力は不足分を補充する電力制御
が実施される。

【００４４】実施例２の動作状況を述べると、燃焼モ
ード開始当初の空気ファン１０４とポンプ８４は、この
装置の中位の燃焼量に相当する駆動電力が供給されて起
動され、以降、空気ファンは温度センサＢ１０７の検知
温度が設定室温を下回る差の大きさに応じた空気ファン
の風量に調節され、ポンプ８４は温度センサＡ１０６の
検知温度と基準温度の差に応じて駆動電力が調節され
る。従って、室温が設定室温を大きく下回る状態で運転
開始された場合は、空気ファンの風量とポンプの燃料流
量が中位から増大方向に制御され、空気ファンの最大風
量において温風温度が基準温度に合致する燃焼量で安定
する。室温が僅かに設定室温を下回る状態で運転開始さ
れた場合には、空気ファンの風量とポンプの燃料流量は
いづれも中位から減少方向に制御され、空気ファンの最
小風量において温風温度が基準温度に合致する燃焼量で
ほぼ安定する。燃焼モード継続中に暖房効果により室
温が上昇してくると、温度センサＢ１０７の検知温度が
上昇して室温設定部の設定温度との差が縮小し、空気フ
ァン１０４の回転数が調節されて風量が低減するので、
温風温度が上昇し、温度センサＡ１０６の検知温度が基
準温度を上回り、燃焼量を低減する制御が働く。燃焼
モードの継続中に外気の侵入などで室温が低下すると、
温度センサＢの検知温度と設定室温の差が拡大するので
空気ファンの風量を増大する制御が働き、温風温度が低
下して基準温度を下回り、燃焼量が増大される。燃焼
モード継続中に、室温の設定値が例えば上方に変更設定
されると、温度センサＢの検知温度と設定室温の差が拡
大するので、これに応じた風量の増大制御が働き、温度
センサＡの検知温度が基準温度を下回り、燃焼量が増大
される。温度センサＢの検知温度（室温）が設定室温
を上回ると、燃焼が自動停止される。

【００４５】燃焼停止は、操作あるいはタイマによる燃
焼停止の他、上記に記載した自動停止の場合などに実
行されるが、いずれもポンプ８４と電力ヒータ８８の電
力供給を停止し、暫時の後に給気ファン９７と排気ファ
ン１００と空気ファン１０４を停止する。上記に記載
した燃焼停止の場合は、一部の制御機能が継続機能せし
め、室温が設定室温を下回ることにより、自動再燃焼を
実施する。

【００４６】実施例２における上記の燃焼量誤差修正機
能は、大要において実施例１と同様であり、実施例１と
同様の各種原因による燃焼量誤差を自動修正する。上記
の課題２、課題３、課題４を解決する機能を有するもの
である。

【００４７】実施例２においては、本体８１と燃料タン
ク８２が別体に構成され、別個に設置されるケースにお
いては、具体的な設置場面の事情に応じて、燃料タンク
と燃焼部間のヘッド差、燃料供給管８３の長さなどの燃
料流路の設置条件が、個々に異なる条件に設置される。
このために燃焼部に供給する燃料流量が一定しない問題
があり、従来は、上記従来技術の項に記載したように、
いまひとつの燃料タンクと、２台のポンプを用いてこの
問題を解決した。本発明の装置においては、実施例２に
示すように１台のポンプだけで問題を解決することが可
能である。例えば、設置されたヘッド差が標準より小な
るケースにおいては、燃焼量が標準に対して過大となる
問題があるが、実施例２では、燃焼量の過大が生ずると
温度センサＡ１０６の検知温度が基準温度を上回るため
に、ポンプ駆動電力が調節されて燃料流量が低減され、
燃焼量の過大状態が修正され、検知温度が基準温度に合
致する燃焼量が継続される。逆にヘッド差が標準より大
なるケースにおいても同様に修正され、設置条件に起因
する燃焼量の誤差が修正される。この燃焼量誤差の修正
機能は、燃料タンク内の燃料面の移動に起因する燃焼量
誤差に対しても有効な修正機能であり、上記の課題１、
課題５を解決する機能である。

【００４８】燃料タンクが屋外に設置される燃焼装置に
おいては、燃料温度が屋外温度の影響を強く受け、寒冷
地では燃料温度がマイナス２０℃程度になることがあ
る。このために燃料粘度が上昇して燃焼量が減少する誤
差を生ずるが、実施例２においては、上記の燃料流量の
誤差を修正する機能により、燃料温度に起因する燃焼量
誤差を自動修正する。この機能は上記の課題６を解決す
る機能である。

【００４９】［実施例３］実施例３は本発明を風呂給湯
システムに応用した実施例で、その熱源装置の縦断面図
を図７に示す。本体１２１は燃料タンク１２２の上部に
載置され、ともに屋外に設置される。１２３はポンプで
実施例２のポンプ８４と同様の電磁プランジャポンプか
らなり、燃料タンク１２２から燃料供給管１２４を通じ
て燃料を吸引し、燃料供給管１２５を通じて気化器１２
６に燃料を供給する。気化器１２６は燃料加熱部１２
７、電力ヒータ１２８、温度センサＣ１２９、電磁弁１
３０、噴射ノズル１３１、戻し口１３２、電磁コイル１
３３、熱伝導体１３４から構成され、常時は噴射ノズル
１３１開、戻し口１３２閉の状態にあるが、電磁コイル
１３３に入力することにより、噴射ノズル１３１閉、戻
し口１３２開の状態に転換することができる。１３５は
燃焼器で、入り口１３６、混合室１３７、炎口部１３
８、点火器１３９、フレームロット１４０から構成され
る。１４１は燃焼筒、１４２は空気ダクトで、空気吸入
口１４３から燃焼筒の外側に空気通路１４４を構成し、
燃焼筒内側の燃焼空間１４５に通じ、熱交換器１４６を
経て排気口１４７に連通してなる。１４８は冷水管で、
この冷水管から熱交換器１４６を経て給湯管１４９に連
通する水通路を構成してなる。１５０は冷水管１４８の
熱交換器１４６入り口付近に設置された流水圧スイッチ
で、一定レベル以上の流水圧により投入される流水圧ス
イッチ、１５１は熱交換器入り口の水温を検知する温度
センサＢ、１５２は熱交換器の出口に備え、この位置の
熱媒体温度を検知する温度センサＡ、１５３は戻し口１
３２から燃料タンク１２２に至る戻し管、１５４は電気
制御部、１５５は屋内に設置される操作端末器である。
ポンプ１２３は、実施例１に用いられたポンプ３と基本
的に同一形式の電磁プランジャポンプからなり、一部設
計変更にとどまるので、重複を避けるために詳細構成を
省略する。

【００５０】図８は実施例３の風呂給湯システムにおけ
る制御システムの要部構成図で、ポンプ１２３の燃料流
量制御と、気化器の電力ヒータ１２８のヒータ電力制御
に関する制御システムの構成を示したものである。な
お、燃焼用空気と燃焼排ガスの風量制御は、燃焼筒１４
１内の高温ガスの煙突効果による燃焼排ガスの排出と燃
焼用空気の吸引作用を利用する設計となっているため電
気的な制御を必要としない。１５６は基準温度設定部、
１５７はポンプ駆動電力制御部で、温度センサＡ１５２
の検知温度と基準温度からポンプ駆動電力を調節してポ
ンプ１２３に供給する。１５８はヒータ電力制御部で、
温度センサＣ１２９の検知温度と予め定められた気化器
温度から気化器の電力ヒータ１２８に供給する電力を調
節する。１５９は給湯水栓で手動操作で水栓の開閉なら
びに水量調節を行うコックからなり、１６０は給湯ポン
プ、１６１は３方弁で、水道水源から熱交換器１４６に
向かう流路と、浴槽１６３から熱交換器１４６に向かう
流路と、両流路閉塞の３位相のいづれかを選択し得る弁
からなる。１６２は基準温度設定器で、給湯水栓１５９
の近接部に設置され、浴室内から基準温度を設定変更し
得る。１６３は浴槽である。

【００５１】実施例３の動作モードは予熱モードと待機
モードと燃焼モード（水道水給湯モードまたは追い焚き
給湯モード）から構成される。予熱モードは手動操作あ
るいはタイマ操作によって始まり、予め定められたプロ
グラムに基づいて、電磁弁１３０を噴射ノズル１３１
閉、戻し口１３２開状態とし、電力ヒータ１２８に電力
を供給して気化器を加熱し、温度センサＣ１２９の検知
温度が予め定めた気化器温度に達することにより予熱モ
ードを終了し、自動的に待機モードに移行する。待機モ
ードでは気化器温度を維持する動作のみが実施される。
燃焼モードでは、水道水源の冷水を加熱して浴槽に供給
する水道水給湯モードと、浴槽内の水を加熱して浴槽に
供給する追い焚き給湯モードを選択することができる。
水道水給湯モードを選択すると、３方弁１６１の水道水
源から熱交換器に向かう流路が開成され、給湯水栓１５
９を開栓することにより、冷水管１４８内を水が流通開
始し、流水圧スイッチ１５０が投入され、このとき温度
センサＢ１５１の検知温度が基準温度を下回る条件が満
たされると、水道水給湯モードが起動する。追い焚き給
湯モードを選択すると、３方弁１６１の浴槽から熱交換
器に向かう流路が開成され、給湯ポンプが駆動され、給
湯水栓１５９を開栓することにより、冷水管１４８内を
水が流通開始し、流水圧スイッチ１５０が投入され、こ
のとき温度センサＢの検知温度が基準温度を下回る条件
が満たされると、追い焚き給湯モードが起動する。

【００５２】燃焼モードでは、ポンプ１２３を駆動し、
燃料タンクの燃料が予熱された気化器１２６に供給さ
れ、電磁弁１３０を噴射ノズル１３１開、戻し口１３２
閉に転換することにより、気化器で加熱気化された燃料
が燃焼器１３５に供給され、混合室１３７で混合気を形
成し、燃焼空間１４５で点火されて燃焼を開始する。冷
水管１４８内の冷水が熱交換器１４６で加熱され、給湯
管１４９と給湯水栓１５９を経て浴槽１６３に供給され
る。温度センサＢ１５１の検知温度が基準温度に達する
か、あるいは給湯水栓１５９を閉じると、流水圧スイッ
チ１５０が絶縁状態に復帰することにより、電磁弁１３
０が噴射ノズル閉、戻し口開状態となり、燃焼器への燃
料供給を停止し、ポンプ駆動電力が停止されて燃焼モー
ドを終了し、待機モードに復帰する。待機モードは手動
操作あるいはタイマ操作により、ヒータ電力を停止して
全機能停止状態に復帰する。

【００５３】燃焼モードにおいて、ポンプ１２３の燃料
流量制御は、燃焼部の燃焼容量から設定された最大燃焼
量と最小燃焼量の範囲内において、熱交換器１４６の出
口の給湯温度を検知する温度センサＡ１５２の検知温度
と、基準温度設定部１５６に設定された基準温度の差に
応じて、検知温度が基準温度を下回る場合は、ポンプ駆
動電力を調節して燃料流量を増加し、検知温度が基準温
度を上回る場合は、ポンプ駆動電力を調節して燃料流量
を低減する制御を実施する。実施例３の基準温度は呼称
温度±１℃の範囲を有し、この基準温度の上下に１％調
節区を、この１％調節区のさらに上下に１０％調節区を
それぞれ予め設定し、温度センサＡの検知温度が１％調
節区にある場合は、１回あたり最大燃焼量の約１％に相
当するポンプ駆動電力の調節を実施し、温度センサＡの
検知温度が１０％調節区に或場合は、最大燃焼量の１０
％に相当するポンプ駆動電力の調節を実施する。この場
合のポンプ駆動電力の制御動作は５００ｍｓｅｃごとに
実施する。

【００５４】燃焼モードにおいて、給湯水栓１５９の開
度の変更や水道水源の水圧変動などによる給湯水量の変
化、熱交換器１４６に供給される冷水温度の変化など
は、この熱源装置の熱負荷が変化することを意味する
が、それらの原因による熱負荷の変化に対応してポンプ
駆動電力を調節して燃焼量を制御し、ほぼ基準温度に合
致する給湯温度を維持する。基準温度設定部１５６に設
定される基準温度は、必要に応じて基準温度設定器１６
２により手動操作で呼称温度を設定変更することができ
る。気化器の電力ヒータ１２８に供給する電力制御は、
気化器温度を検知する温度センサＣ１２９の検知温度が
予め定めた設定温度に合致するようにヒータ電力制御部
１５８により自動調節される。予熱モードではすべての
気化器加熱熱量がヒータ電力でまかなわれるが、待機モ
ードでは気化温度を維持する熱量がヒータ電力により充
当され、燃焼モードでは燃焼熱の一部が熱伝導体１３４
を経て気化器に供給されるので、ヒータ電力は不足分を
補充するのみで足りる。

【００５５】代表的な具体場面での燃焼量の調節状況を
述べると、燃焼モードの開始当初は、この装置の最大
燃焼量の約６０％の燃焼量で燃焼開始するが、温度セン
サＡ１５２の検知温度と基準温度の差に応じてポンプ駆
動電力が調節される。水道水給湯モードの場合は、燃焼
開始当初の温度センサＡ１５２の検知温度は、基準温度
を下回る状態にあるので、基準温度下部の１０％調節区
にあり、５００ｍｓｅｃ毎に１０％づつ燃焼量が増大さ
れ、温度センサＡの検知温度が基準温度下部の１％調節
区内を示す状態からは１％づつの燃焼量増大が実施され
る。燃焼量増大が過剰になされ、温度センサＡの検知温
度が基準温度上部の１％調節区に入ると、１％づつの燃
料流量減少が実施される。温度センサＡの検知温度が基
準温度に合致することにより燃焼量の増加あるいは減少
を停止し、このときのポンプ駆動電力が継続供給され
る。仮に、この場合の水流量が充分大きく燃焼量が最大
燃焼量まで増加するとすると、この間の応答速度は制御
動作１０回、時間５秒を要する。追い焚き給湯モードの
場合で僅少な温度上昇で充分な場合には、燃焼開始当初
の燃焼量では温度センサＡの検知温度は基準温度を上回
り、燃焼量を減少する制御が作用するが、この場合の応
答速度は最小燃焼量まで制御動作１０回、時間５秒を要
する。実用上、最大燃焼量と最小燃焼量の内側で目的を
満足するように設計されるので、実用上の応答速度は上
記時間以内である。給湯中に熱負荷が増大されるケー
ス、例えば、基準温度が高温側に設定変更された場合、
あるいは、給湯水栓のコック操作により給湯量を増大し
た場合などにおいては、検知温度が基準温度を下回る差
が発生、あるいは拡大されるので、その差の大きさに応
じて燃料流量が増大されて燃焼量が増大し、検知温度が
基準温度に合致することにより燃焼量の増大が停止し、
前者の例では、新しい基準温度に従う給湯温度の上昇
が、後者の例では、給湯量の増加に関わらずほぼ同一の
給湯温度が維持される。給湯中に熱負荷が減少される
ケース、例えば、基準温度が低温側に設定変更された場
合、給湯水栓のコック操作で給湯量を減少した場合など
においては、温度センサＡの検知温度が基準温度を上回
る差が発生、あるいは拡大し、その差の大きさに応じて
燃料流量が減少されて燃焼量が減少し、検知温度が基準
温度に合致することにより、燃焼量の減少が停止し、前
者の例では、新しい基準温度に従う給湯温度の低減が、
後者の例では、給湯量の減少に関わらずほぼ同一の給湯
温度が維持される。給湯中に水道水源の水圧が変動し
たケース、例えば、水圧が低下して給湯量が減少して給
湯温度が上昇した場合、温度センサＡの検知温度が基準
温度を上回ることにより、直ちに燃焼量の減少修正がな
されて元の給湯温度に戻る。水圧が上昇した場合も同様
である。燃焼実施により燃料タンク１２２内の燃料面
が低下した場合は、通常、燃料流量が低減して燃焼量が
低下し、逆に燃料を補給した場合は、通常、燃料流量が
増大して燃焼量が増加するが、本発明の液体燃料燃焼装
置においては、この原因による燃料流量の誤差を温度セ
ンサＡの検知温度と基準温度の差として検出し、ポンプ
駆動電力を調節することにより、上記の誤差を自動修正
する。温度センサＢの検知温度が基準温度を下回る条
件が失われるか、給湯水栓が閉栓されると、水流スイッ
チが復帰し燃焼モードを終了し、待機モードに入る。待
機モードは手動操作あるいはタイマにより全機能停止状
態に復帰する。

【００５６】実施例３においては、上記の課題１、課題
２、課題３、課題４、課題６、課題７を解決する実施例
である。

【００５７】

【発明の効果】本発明の液体燃料燃焼装置においては、
燃焼熱で加熱された熱媒体の温度を検知する温度センサ
Ａを設置し、この温度センサＡの検知温度と基準温度設
定部に設定した基準温度との差に応じて、ポンプ駆動電
力を調節して燃料流量を調節することにより燃焼量誤差
を修正するので、燃料タンク内の燃料面位置の変化に
起因する燃焼量誤差を自動修正する機能が付与され、カ
ートリッジタンク形式が不可能な大型タンクから直接燃
焼部に燃料供給することが可能となった。ポンプ個々
の流量バラツキに起因する燃焼量誤差を自動修正する機
能を付与し、従来実施していたポンプ個々に対する流量
調整工程を不要化した。ポンプ駆動電源の出力電圧の
バラツキに起因する燃焼量誤差を自動修正する機能を付
与し、従来実施していた電圧微調整作業を不要化した。
燃料流路へのタール蓄積など、装置の経年変化により
生ずる燃焼量誤差を自動修正する機能が付加された。
燃焼部を含む本体と燃料タンクが別体からなり、燃料タ
ンクから燃焼部に至る燃料流路条件が異なる設置条件に
設置されるケースにおいて、設置条件の不均一に起因す
る燃焼量誤差を自動修正する機能が付加された。タン
ク内燃料の温度の変動に起因する燃焼量誤差を自動修正
する機能が付加された。燃料タンクが屋外設置された場
合、寒冷地において特に有意義である。給湯装置に本
発明を実施したケースにおいて、水道水源の水圧の変化
による供給する給湯温度が変化する不具合を自動修正す
る機能が付加された。

【００５８】上記により、多様な原因で発生する燃料流
量の誤差を一挙に解消し、製造上の手数とコストを低減
し、経年変化による機能特性の劣化を防止して使用寿命
を延長し、機能特性を向上することが可能となり、これ
らによる実用上の効果は絶大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の石油ファンヒータの縦断面図
（側面図）

【図２】 実施例１の石油ファンヒータの縦断面図
（正面図）

【図３】 実施例１のポンプ３の縦断面図

【図４】 実施例１の制御システムの要部構成図

【図５】 実施例２の温風装置の要部縦断面図

【図６】 実施例２の制御システムの要部構成図

【図７】 実施例３の給湯熱源装置の縦断面図

【図８】 実施例３の制御システムの要部構成図

【図９】 従来例の石油ファンヒータの縦断面図

【図１０】 従来例の制御システムの要部構成図

【符号の説明】

１ 空気吸入口 ２ 吸入口ガード ３ 空気ファン ４ 送風ダクト ５ 温風供給口 ６ 温度センサＡ ７ 温度センサＢ ８ 燃料タンク ９ カートリッジタンク １０ ポンプ １２ 気化器 １３ 燃料加熱部 １４ 電力ヒータ １５ 温度センサＣ １６ 電磁弁 １７ 噴射ノズル １８ 戻し口 １９ 電磁コイル ２１ 燃焼器 ２３ 混合室 ２７ 燃焼筒 ２８ 燃焼空間 ２９ 熱伝導体 ４１ シリンダ ４４ 吸入口 ４５ 吐出口 ４６ プランジャ ４９ 吐出弁 ５２ 電磁コイル ５７ 吸入弁 ７１ ポンプ駆動電力制御部 ７２ 基準温度設定部 ７４ 空気ファン制御部 ７６ ヒータ電力制御部 ８１ 本体 ８２ 燃料タンク ８３ 燃料供給管 ８４ ポンプ ８７ 気化器 ８８ ヒータ ８９ 温度センサＣ ９０ 熱伝導体 ９１ 混合室 ９２ 燃焼器 ９６ 燃焼空間 ９７ 給気ファン ９８ 給気口 １００ 排気ファン １０１ 熱交換器 １０４ 空気ファン １０５ 電気制御部 １０６ 温度センサＡ １０７ 温度センサＢ １１１ 室温設定部 １１２ 空気ファン制御部 １１３ 基準温度設定部 １１４ ポンプ駆動電力制御部 １１５ ヒータ電力制御部 １１６ 給排気ファン制御部 １２３ ポンプ １２６ 気化器 １２８ 電力ヒータ １２９ 温度センサＣ １３５ 燃焼器 １４１ 燃焼筒 １４２ 空気ダクト １４６ 熱交換器 １４８ 冷水管 １４９ 給湯管 １５０ 流水圧スイッチ １５１ 温度センサＢ １５２ 温度センサＡ １５６ 基準温度設定部 １５７ ポンプ駆動電力制御部 １５８ ヒータ電力制御部 １５９ 給湯水栓 １６０ 給湯ポンプ １６１ ３方弁 １６２ 基準温度設定器 １６３ 浴槽

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンクの液体燃料をポンプで燃焼部に
   向かって供給し、この燃料を燃焼部で燃焼せしめ、この
   燃焼熱で水、空気などの熱媒体を加熱し、外部に供給す
   る液体燃料燃焼装置において、上記ポンプが、駆動電力
   を調節することにより、燃料流量を調節し得るポンプか
   らなり、上記燃焼部が、燃料流量を調節することによ
   り、燃焼量を調節し得る燃焼部からなるとともに、上記
   燃焼部で発生する燃焼熱で加熱された熱媒体の温度を検
   知する温度センサＡと、上記温度センサＡの設置位置に
   おける熱媒体温度の適正値を基準温度として設定する基
   準温度設定部を備え、上記温度センサＡの検知温度が基
   準温度を下回る場合は、ポンプ駆動電力を調節して燃焼
   部に供給する燃料流量を増大し、上記温度センサＡの検
   知温度が基準温度を上回る場合は、ポンプ駆動電力を調
   節して燃焼部に供給する燃料流量を減少し、上記温度セ
   ンサＡの検知温度が基準温度に合致する場合は、ポンプ
   駆動電力を変更することなく継続することにより、検知
   温度を基準温度に合致せしめるポンプ駆動電力制御部を
   備えてなることを特徴とする液体燃料燃焼装置。
2. 【請求項２】上記のポンプ駆動電力の調節に当たって、
   予め設定した調節量により、温度センサＡの検知温度が
   基準温度に合致するまで繰り返し実行する調節手段を備
   えることを特徴とする請求項１記載の液体燃料燃焼装
   置。
3. 【請求項３】上記のポンプ駆動電力の調節に当たって、
   温度センサＡの検知温度と基準温度の差が大なるほど調
   節量を大きく、差が小なるほど調節量を小さく、段階的
   あるいは連続的に加重した１回あたりの調節量により、
   温度センサＡの検知温度が基準温度に合致するまで繰り
   返し実行する調節手段を備えることを特徴とする請求項
   １記載の液体燃料燃焼装置。
4. 【請求項４】上記のポンプ駆動電力の調節に当たって、
   温度センサＡの検知温度と基準温度の差の値と、熱媒体
   の流量と、熱媒体の比熱から燃焼量の誤差熱量を演算
   し、この誤差熱量に相当する燃料流量を演算し、この燃
   料流量修正量に対応するポンプ駆動電力を割り出し、１
   回の調節で誤差のほぼ全量を修正する調節手段を備える
   ことを特徴とする請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
5. 【請求項５】上記ポンプの駆動電力の調節に当たって、
   予め設定した複数の駆動電力の中から選択実施する調節
   手段を備えることを特徴とする請求項１記載の液体燃料
   燃焼装置。
6. 【請求項６】上記ポンプが、電磁力で駆動されるプラン
   ジャの往復運動により、燃料の吸入と吐出をなす電磁プ
   ランジャポンプからなることを特徴とする請求項１記載
   の液体燃料燃焼装置。