JPS604731A - 燃焼器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はセンサを予熱して制御する燃焼器具に関するも
のである。

従来例の構成とその問題点 従来の燃焼器具は第１図に示す様に、バーナＡの気化筒
Ｂが十分に予熱されてから送油ポンプＣを運転し、点火
器りで着火し、その燃焼状態をセンサＥで検出するもの
である。ところが、点火器りとセンサＥはバーナＡの一
部に別々に設けられ、単独の機能として作用するだめ、
もし、点火器りが断線したり故障していても、送油ポン
プＣは作動するだめ多量の生ガスを発生する事になる。

即ち、従来は点火器が断線していても無関係に燃料が供
給され、生ガスを発生すると言う問題があった。この問
題の対策として、燃料を供給後、ある一定時間内にセン
サＥによる着火検出信号がなければ燃料供給手段を停止
する方法が取られているが、一定時間内は生ガスの発生
を防止する事ができず十分でなかった。

発明の目的 本発明は上記問題点に鑑みてなしたもので、点火器が断
線している場合の生ガスの発生を防止するものである。

発明の構成 上記目的を達成するだめ本発明は、燃焼状態を検出する
センサを点火器で予熱し、その予熱検知回路を設けて、
センサの予熱完了を検出後に燃料を供給する回路構成と
なっており、もし点火器が断線している場合はセンサが
予熱されず、燃料は供給されないようになっている。

実施例の説明 以下その一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、１は予熱ヒータ２を鋳込んだ気化筒で
、その予熱温度を検出するサーミスター３が取り付けら
れている。４は複数個の炎孔５を有するバーナ、６は燃
焼筒で、ノく−ナ４との間に排気通路７を有する。バー
ナ４と燃焼筒６の上端開口部はバーナキャップ８で閉塞
されている。９は酸素濃淡電池型のセンサでジルコニア
を主成分とし中空円筒状に形成されている、円筒の外面
と内面にそれぞれ白金をコーティングし外面電極９ａと
内面電極９ｂを有し、外面電極９ａは排気通路７内に位
置し、内面電極９ｂの先端１Ｑは密閉され、他端開口部
１１は大気に開放されている。１２は点火器でその赤熱
コイル１３はセンサ９の外面に巻き付けられセンサ９を
加熱する構成になっている。１４は排気口１５を有する
排気筒、１６は送油ポンプで、送油管１７を介して燃料
を気化筒１に供給する、１８は燃焼用送風機で、送風管
１９を介して気化筒１に燃焼空気を送る、次に制御回路
の構成を説明する。第３図において、２Ｑは交流電源で
、運転開始スイッチ２１を介して安定化電源回路２２の
電源トランス２３に印加されている。安定化電源回路２
２は電源トランス２３の出力をダイオードブリッジ２４
で整流し、抵抗２５、コンデンサ２６、定電圧ダイオー
ド２７により平滑、定電圧化されて、酸素濃淡電池型セ
ンサ９およびその他の回路に直安電源を供給する、セン
サ９はリレーＲｙ３の接点２８と直列抵抗２９を通して
電源回路２２に接続され、その中点電位ａは着火検知回
路３０、センサ予熱検知回路３１、および燃焼状態検知
回路３２に信号を出力する。電位ａは着火検知回路３ｏ
の比較器３３の負入力端子に入力し、正入力端子に入力
した抵抗３４　、３６の分圧電位すと比較して出力Ｃを
得る。比較器３３の出力ＣはリレーＲのコイル３６を通
して電源２ 回路２２に接続されている。センサ予熱検知回路３１は
酸素濃淡電池型センサ９の電位ａを負入力端子に入力し
、正入力端子に抵抗３７．３８の分圧電位ｎを入力する
比較器３９と、比較器３９の出力ｐに接続されたリレー
Ｒ，のコイル４ｏとからなる。燃焼状態検知回路３２は
比較器４１，４２によりセンサ９の出力電位ａと抵抗４
３　、４４　。

４５で分圧された電位ｄ、ｅと各々比較してウィンドコ
ンパレータ回路を構成している。比較器４１、．４２の
出力ｆは抵抗４６によりプルアップされると共にインバ
ータ回路４７に入力されてその出力電位ｑを得ている。

抵抗４８はインノ（−タ回路４７のプルアップ抵抗を示
す。４９は第２図に示す気化筒１を予熱する予熱ヒータ
２の予熱検知回路を示し、抵抗６０と気化筒１の温度を
検出するサーミスタ３（ここでは負特性感温抵抗素子を
使用）の分圧電位りと、抵抗５１．６２の分圧電位ｉを
比較器６３で比較し出力電位Ｊを得ている。比較器６３
の出力ｉは抵抗６４、コンデンサ６５で構成したタイマ
回路を通してインバータ回路６６に出力されインバータ
回路６６の出力にはリレーＲ，のコイル５７を通して電
源回路２２に接続される。まだ比較器５３の出力ｊは抵
抗７６でプルアップされると共に、ダイオード６８を通
してタイマ回路６９の抵抗６０とコンデンサ６１の分圧
点ｑに接続される。タイマ回路５９は電位ｑと抵抗６２
．６３の分圧電位差を比較器６４で比較し、その出力ｍ
はリレーＲア、のコイル６５、およびリレーＲｙ４の接
点６６を通して電源に接続されると共にダイオード６７
のアノードに接続されている。ダイオード６７０カソー
ドは燃焼状態検知回路３２の出力ｑに接続されている。

また交流電源２ｏには点火回路６８が接続され、点火回
路６８は運転スイッチ２１と並列に接続された停止スイ
ッチ６９とリレーＲア、の接点Ｔｏの直列回路によシミ
源を供給される。点火器１２は、リレ−Ｒｙ２の第１の
接点７１のＮＯ接点に接続され、ＮＯ接点は温風の送風
ファン（第２図に図示せず）モーフ７２が接続され、リ
レーＲ７３の接点７３には送油ポンプ１６および燃焼用
送風機１８が接続されている。ここで燃焼用送風機１８
は送風量のＨｉ（強）、Ｌｏ（弱）切替を可能とし、こ
れをリレーＲｙ２の第２の接点７１′により切替える。

２は気化筒１を予熱する予熱ヒータを示す。尚、ここで
説明した比較器３３，３９，４１．４２，５３．６４は
一般に周知の２人カオープンコレクタ出力のコンパレー
タ、インバータ回路４７　、５６もオープンココレクタ
出力のインバータを使用している。

次に動作説明を行なう。前記構成において、運転スイッ
チ２１を押すと、予熱ヒータ２および安定化電源回路２
２に通電され、酸素濃淡電池型のセンサ９、センサ予熱
検知回路３１、着火検知回路３０、燃焼状態検知回路３
２、予熱検知回路４９、およびタイマ回路６９には低電
圧の安定化電源が供給される。予熱検知回路４９は初期
は気化筒１の温度が低いだめ、サーミスター３の抵抗値
が大きく、電位ｈ）ｉとなり、比較器５３の出力ｊがＬ
Ｏでありインバータ回路５６の出力がＨｌ　となシ、リ
レーＲｙ３５７は導通しない。このため接点７３はＯＦ
Ｆ状態にあり、送油ポンプ１６、および燃焼用送風機１
８は動作しない。捷だ、比較器５３の出力１がＬｏ　で
あるだめ、酸素濃淡電池型のセンサ９の電位ａはダイオ
ード７４により安定化電源回路２２のマイナス電位にシ
ョートされているため電位ａ（ｎ、ａ（ｂとなりリレー
Ｒｙ２゜Ｒア。共に動作しない。リレーＲｙ２のコイル
３６に通電されないため、その接点７１．７１’共にＮ
Ｃ接点側に保たれ点火器１２に通電される。さらに、比
較器５３の出力ＪがＬＯであるためダイオード５８を通
してタイマ回路６９のコンデンサ６１に充電することを
防ぐ、このだめ電位ｑはほぼ零ボルトとなり電位ｑ＜１
から比較器６４の出力ｍはＬｏ　出力となる。これによ
りリレーＲｙ１のコイル６５に通電され運転スイッチ２
１を離してもリレーＲア、の接点７０により電源は供給
続けられる。

この様に運転初期は気化筒１の予熱が完了するまで予熱
ヒータ２と点火器１２に通電され、第４図。

第６図に示す様に、気化筒〕の温度は上昇し、酸素濃淡
電池型のセンサ９は、点火器１２で加熱されて内部抵抗
旧が低下し、その出力電圧は下降し続け、運転準備を行
なうものである。気化筒１の温度が上昇し、サーミスタ
３の抵抗値が低下するに従い、電位りが低下して電位ｉ
に近づいてくる。ここで電位ｉは気化筒の温度が燃料を
気化可能な温度、（第４図のＴ）になったときの電位り
と等しくなるように設計されており、電位ｈ≦ｉとなっ
たとき、（第６図のｔｌ　時点）比較器６３はＨｉ　出
力となる。このだめ抵抗７６．６４を通してコンデンサ
６６に充電されていき一定時間後（第５図ｔ２時点）に
インバータｋがＬＯとなりリレーＲｙ３のコイル６７に
通電する。ここで比較器６３の出力ｊがＨｉ　になり、
リレーＲｙ３が動作する寸での間（第５図に示すｔから
、２゜間。時間）は、ダイオード６８が逆バイアスとな
り、酸素濃淡電池型のセンサ９の電位ａは、センサ９と
抵抗２９０分圧電位となり、センサ予熱検知回路３１に
入力される。この時、点火器１２が断線した状態でセン
サ９の温度が一定値以上になっていない時は第６図破線
に示す様に、センサ出力電位ａ＞１となり、比較器３９
の出力ｐはＬＯ出力でリレーＲｙ４のコイル４ｏに通電
され、その接点６６が開とな９リレーＲｙ１６５の動作
を停止する。リレーＲア、が停止するとその接点７０が
開き、全ての回路への通電を停止される、このようにセ
ンサ予熱検知回路３１は、点火器１２の故障等により酸
素濃淡電池型のセンサ９が予熱されなかった場合の異常
を検出し、点火器１２の故障を事前に検知して燃料の供
給をせず生ガスの発生を防止する事ができる。センサ９
が中分子熱されて、第６図実線に示す様にセンサ出力電
位ａ≦ｎとなっていると出力ｐはＨｉ　出力を維持し、
通電が継続される。こうしてセンサ９の予熱チェックが
終ると、リレーＲｙ３のコイル６７に通電され（第５図
のｔ２時点）送油ポンプ１６、と燃焼用送風機１８が動
作する。同時に接点２８が切替シ、センサ９への通電を
停止する、これよりセンサ出力電位ａは酸素濃淡電池型
のセンサ９の起電力ｅ、と等しい値となる。またリレー
Ｒｙ２のコイル３ｇへの通電も可能な状態となるがこの
時点ではコイル３６には通電されない。リレーＲｙ２の
コイル３６に通電されないため、燃焼用送風機１８は低
風量を送風し、送油ポンプ１６から送られる燃料に対し
、正常燃焼中より空気不足の状態となっている。これは
着火時の混合ガス濃度を濃くして着火特性を良くするも
ので、ここでは理論燃焼空気量以下に設定されている。

ここで、気化筒１は十分に予熱され、点火器１２は酸素
濃淡電池型のセンサ９を加熱し、センサが起電力を発生
しうる温度に十分子熱し、かつ赤熱した状態にある、そ
して送油ポンプ１６が作動して燃料を送り、燃焼用送風
機１日は理論空気量以下の燃焼空気を送っているだめ、
点火器１２で着火されると同時に、酸素濃淡電池型のセ
ンサ９は第２図に示す排気通路Ｙ側の外面電極９ａと、
大気開放側の内面電極９ｂとの間に１ボルト近い起電を
生じ、センサル力は第５図に示す様に着火信号Ａを得る
。そして、着火検知回路３０は、この起電力を検知して
、正常燃焼へと移行させる。

即ち、着火検知回路３Ｑの電位すよりもセンサ９の起電
力ｅ、の方が高くなると、比較器３３の出力がＬＯ出力
となり、ここでリレーＲ，のコイル３６に通電される。

そして、接点７１がＮＣ側からＮＣ側に切替り、点火器
１２０通電を断ち、温風用ファンモータ７２（第２図に
は図示せず）を駆動する、同時にリレーＲ，の接点７１
′もＮＣ側に切替り、燃焼用送風機１８を強風量に切替
えて、送油ポンプ１６の送油量に対し連設な燃焼空気を
送り正常燃焼へと移行する、燃焼が正常燃焼に戻ると酸
素濃淡電池型のセンサ９は、大気側の内面電極９ｂと排
気通路側の外面電極９ａとに酸素濃度差が少なくなり、
センサ９の出力電圧は第５図Ｂに示す様に再び下がって
来るが正常燃焼信号Ｂとして判断し燃焼は継続される。

即ち、比較器３３の正帰還抵抗７５により出力ＣはＬＯ
を持続する・つまり、比較器３３がＬＯ出力となると同
時に電位すは抵抗３ｆ５と抵抗７５の並列抵抗と抵抗３
４０分圧電位となり、比較器３３の出力ＣがＨｆ　にあ
る時のｂ電位に比べて十分低い値となっている０このた
めセンサ９の起電力ｅ、が低下しても電位ａ　）　ｂを
維持するだめ出力ＣはＬＯを保ち、リレーＲｙ２のコイ
ル３６に通電されたままで正常燃焼が継続される。次に
、点火器１２の断線故障以外の原因で着火しなかった場
合について説明する０比較器６３の出力ｉがＨｉ　出力
となる。と（第５図に示すｔｌ　の時点）、ダイオード
５８が逆ノ（イアスとなり、タイマ回路６９のコンデン
サ６１には抵抗６ｏを介して充電され始める。何等かの
原因でバーナが着火しない場合はコンデンサ６１の充電
により電位ｑ≧Ｌとなった時点で比較器６４の出力ｍが
Ｈｉ　出力となり、リレーＲｙ１のコイル田への通電を
断ちその接点７０が開して、運転を停止し、不着火時の
安全性を確保する。コンデンサ６１に充電され初め（第
５図ｔ１　の時点）電位ｑ≧１となる前に、（第６図ｔ
３の時点）バーナが着火し、第６図に示す、着火信号Ａ
を経て正常燃焼信号Ｂになった時は、正常着火と判断し
燃焼は継続される。それは燃焼検知回路３２の出力ｆは
インバータ４７により反転され、正常燃焼時には電位ｑ
はＬＯ出力となり、ダイオード６７を通してリレーＲｙ
１のコイル６５を導通する、従って、前述のタイマ回路
６９の出力ｍがＨｉ　になる前に、電位ｑがＬＯ出力に
なった場合には正常着火と判定して燃焼を続けるもので
ある。タイマ回路５９の電位ｍがＨｉ　になった時に、
燃焼検知回路３２の電位ｑがＨｉ　の状態であれば不着
火あるいは異常着火として、リレーＲｙ１の接点コイル
６５への通電を断ち、その接点７０を開いて停止させる
ものである。まだ燃焼中であっても何等かの原因で異常
燃焼となったときは同様に運転を停止させることができ
るが本発明の要旨ではないので説明を一省略する。以上
説明して来た様に、気化筒１の予熱検知、センサ９の予
熱検知を経て着火検出、正常燃焼へと移行される。

尚、器具が燃焼中に消火してから次に再点火をする場合
を考えると、この場合は気化筒１の温度は高く、センサ
９も十分に予熱されている事になる、しかしミ点火器１
２は赤熱する迄に少し時間を要するため、点火器が十分
に赤熱する迄は燃料を供給する事をさけなければならな
い、そのため、比較器６３の出力ｊがＨｉ　出力になっ
てから（第６図のｔｌ　時点）、リレーＲｙ３のコイル
５７に通電され、送油ポンプ１６を運転するまでの時間
（第６図の１２時点）は点火器１２が赤熱する時間を見
込んでコンデンサ５６の容量を設定しである。

即ち、気化筒１とセンサ９が予熱完了されてから、点火
器１２が赤熱する迄の一定時間後に燃料が供給される事
により、再点火時の生ガスの発生をも防止することがで
きる。

本実施例では、酸素濃淡電池型のセンサを使って点火器
の断線判断を行なったり、着火検出を行なったが、酸化
錫（Ｓｎ○２）等の酸素分圧センサを使っても同様の効
果が得られる、また点火器の断線判断を主として行なう
ならば他の感温抵抗素子を使う事も考えられる。実施例
では点火器の赤熱コイルをセンサに巻きつけたが、セン
サに接近して点火器を設けても良い、また、実施例では
、点火器が断線している場合は全回路を停止する回路構
成となっているが、全回路を停止せず少なくとも燃料の
供給を停止し、点火器が断線している事を表示するラン
プを点燈させる事も出来る。さらに、ここではセンサ９
への電源供給のＯＮ、ＯＦＦはリレーＲｙ３の接点２８
を利用したがこれ以外に半導体スイッチ回路を使用して
もよいし、このスイッチ回路をＯＦＦするタイミングも
リレーＲ，と同期させる必要もない、同様に、正常燃焼
中にはセンサ９に通電しないような回路構成で説明した
が、正常燃焼中に通電させて起電力ｅ１　と内部抵抗Ｒ
ｉ　と同時に検知する方法や、センサ９への通電を定期
的に行ないセンサの温度低下をチェックする方法も考え
られる。また、実施例では電子回路で構成した例で説明
しだが、これらのシーケンスをマイクロコンピュータ等
のプログラムで構成しても容易に実現可能であり、この
場合、回路構成も簡略化され精度の高い複雑々シーケン
スも容易に可能となる。またバーナも石油を燃料とした
もので説明しだが、ガスを燃料としたものであっても同
様の効果が得られる。

発明の効果 このように本発明によれば、酸素濃淡電池型のセンサぞ
、酸化錫等の酸素分圧型のセンサを点火器で予熱し、予
熱の具合をセンサの出力信号としてチェックする事によ
り、点火器の断線故障を事前にチェックできると共に点
火器断線時の着火ミスによる、生ガスの発生を防止し、
安全性を確保する事ができる。しかも−個のセンサで、
点火器の断線検出と、燃焼の異常検出ができ安価な構成
となりその効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す燃焼器具の主要部の断面図、第２
図は本発明の一実施例を示す燃焼器具の要部断面図、第
３図は本発明の一実施例を示す回路図、第４図は気化筒
の温度上昇特性を示す図、第６図はセンサの出力特性を
示す図である。 １・・・・・・気化筒、４・・・・・・バーナ、９・・
・・・酸素濃淡電池型のセンサ、１２・・・・・・点火
器、３ｏ・・・・・・着火検知回路、３１・・・・・・
センサ予熱検知回路、３２・・・・・・燃焼状態検知回
路、４９・・・・・・予熱検知回路、５９・・・・・・
・・タイマ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ０）バーナと、このバーナの燃焼状態を検出して、起電
   力を発生する酸素濃淡電池型のセンサ、まだは、酸化錫
   等の酸素分圧型のセンサと、このセンサの出力信号を検
   出する燃焼検知回路を設け、前記センサを点火器で予熱
   して成る燃焼器具。 （２）　センサの内部抵抗を検出して、そのセンサの予
   熱チェックを行なうセンサ予熱検知回路を設け、センサ
   の予熱完了を検知後に燃料を供給する特許請求の範囲第
   １項記載の燃焼器具。 （３）気化筒の予熱検知回路と、センサの予熱検知回路
   を設け、両者の予熱完了後、一定時間後に燃料を供給す
   る特許請求の範囲第１項記載の燃焼器具。