JP2000220825A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炎検知装置とは異なる検知装置により炎口の
燃焼状態を検知を可能とすることで、検知装置のスペー
スを減少させ、低コストを達成するとともに、複数の炎
口の正確な燃焼状態の検出ができる。 【構成】 液体燃料を気化させる気化器３と、この気化
器を加熱するヒータと、気化器から噴出する気化燃料と
空気とを混合させて燃焼させるバーナ８と、燃焼状態を
検知する燃焼検知手段２２とを有し、かつ気化器の一部
をバーナで加熱させる液体燃料燃焼装置において、バー
ナに、混合気の流れ方向沿いに複数の炎口を設けて、下
流の炎口で気化器の一部を加熱させ、かつ上流側の炎口
の燃焼状態を検知する燃焼検知手段を設けると共に、気
化器の温度を検知する温度検知手段２３と、この検知温
度と設定温度とを比較して燃焼状態を判定する気化器温
度判定手段とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、灯油などを気化さ
せた液体燃料のガスを燃焼させる液体燃焼装置に関し、
特に燃焼不具合の場合に運転を停止する安全装置を備え
た液体燃料燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】灯油などを気化させた液体燃料のガスを
燃焼させる石油暖房機等の液体燃料燃焼装置がある。図
４は従来の石油暖房機を示す概略構成図であり、図５は
その液体燃料燃焼部分を示す概略構成図である。

【０００３】図４及び図５の石油暖房機において、給油
タンク１の注出口を油受け皿２へ臨ませると共に、油受
け皿２へ給油管を介して気化器３を接続し、油受け皿２
に設けた電磁ポンプ４で液体燃料を吸い上げて気化器３
へ送り込む。気化器３は図示しないヒータで加熱されて
おり、液体燃料を加熱して気化する。気化された燃料ガ
ス６は気化器３のノズル７を介してバーナ８へ向け噴出
されるが、バーナ入口部は縮径されているため、エジェ
クタ効果で一次空気９がバーナ８内へ吸引される。な
お、気化器３のノズル７近傍には、図示しない温度検知
器が備えられ、気化器３の温度を検知することにより、
燃料気化の温度をヒータ通電により制御している。

【０００４】バーナ８はバーナトップ１０と、このバー
ナトップ１０へ下方から組み付けたボトム１１と、これ
らの間に挟み込んだ仕切板１２と、この仕切板１２上の
上流側に設けた逆向きＬ字状の整流板１３と、バーナト
ップ１０に設けた炎口１４とからなる。また、バーナト
ップ１０は上面開口の燃焼筒１５で囲まれ、かつボトム
１１はバーナボックス１６内に収納される。一方、気化
器３のバーナ側上部は、炎口１４上方に位置しており、
バーナ８の燃焼炎で加熱されている。従って、気化器３
は、ヒータによる加熱のみならず、バーナの熱を回収し
て加熱されることになる。すなわち、気化器３のバーナ
側上部は熱回収部分となっている。

【０００５】なお、１７は給油タンク１、気化器３、バ
ーナ８等の上記すべての部材を収納する機器本体で、こ
の機器本体１７に設置された対流用送風機１８の送風に
よるドラフト効果でバーナ８からの燃焼ガスが燃焼筒１
５外へ排出され、さらにこの燃焼ガスは、同送風機１８
によって機器本体１７内へ取り込まれた室内空気と混合
された後、図示しない温風吹出口から室内へ温風として
放出される。また、炎口１４の燃焼状態は、図示しない
フレームセンサ（炎検知装置）で検知されており、燃焼
不具合と判定されると運転が停止されるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、給油タンクが大
型化する傾向にあるにもかかわらず、相反する傾向とし
て装置本体の小型化が求められているのが現状である。
そこで、燃焼部が占めるスペースを小さくして、これに
対処しようとするのが最近の傾向であり、その一環とし
てバーナのコンパクト化が進められている。ここで、炎
検知装置であるフレームセンサは、直接炎口の炎の状態
を電圧変換して検知できる装置であるが、検知装置が占
めるスペースが大きく、また高価である。

【０００７】また、発熱量が大きい燃焼装置では炎口面
積を大にする必要があるが、従来のように炎口が１つだ
けのバーナをコンパクト化しただけのものでは炎口面積
を大にすると炎口負荷が過大となってしまうばかりか、
長期間のうちには熱サイクルで炎口網が熱変形してしま
うことにもなる。そこで、複数の炎口を設けて熱変形を
防止するものがある。このタイプのものでは、すべての
炎口の燃焼状態を確認しようとすると、フレームセンサ
をすべての炎口に備えなければならない。しかし、フレ
ームセンサを備えるスペースが大きくなることや、フレ
ームセンサのコストが高く、液体燃料燃焼装置のコスト
が増加する問題点がある。また、代表的な炎口にのみフ
レームセンサを備えることも可能であるが、バーナ内を
流れる燃料ガスの量が炎口の位置により異なり、炎口の
燃焼状態が異なるので、正確な燃焼状態の検出はできな
い。

【０００８】本発明の目的は、炎検知装置とは異なる検
知装置により炎口の燃焼状態を検知を可能とすること
で、検知装置のスペースを減少させ、低コストを達成す
るとともに、複数の炎口の正確な燃焼状態の検出ができ
る液体燃料燃焼装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、液体
燃料を気化させる気化器と、この気化器を加熱するヒー
タと、気化器から噴出する気化燃料と空気とを混合させ
て燃焼させるバーナと、燃焼状態を検知する燃焼検知手
段とを有し、前記気化器は前記バーナからの熱を利用し
て加熱される熱回収部分を有する液体燃料燃焼装置であ
る。そして、前記燃焼検知手段は、前記気化器の熱回収
部分の温度を検知する温度検知手段であり、該温度検知
手段により熱回収部分の温度低下を求め、該温度低下が
所定値より小さい場合には燃焼異常と判定する燃焼状態
判定手段を備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明は、前記バーナは、複数の
炎口を備え、少なくとも１つの炎口は前記熱回収部分近
傍に配置され、前記燃焼検知手段は、前記熱回収部分近
傍に配置された炎口以外の炎口に設けた炎検知手段と、
前記気化器の熱回収部分の温度を検知する温度検知手段
とからなり、該温度検知手段により熱回収部分の温度低
下を求め、該温度低下が所定値より小さい場合、あるい
は炎検知装置により炎が所定値より小さい場合は燃焼異
常と判定する燃焼状態判定手段を備えたことを特徴とす
る。

【００１１】請求項３の発明は、前記ヒータへの通電の
有無を検知する通電検知手段をさらに備える。そして、
前記燃焼状態判定手段は、前記燃焼検知手段が前記気化
器の熱回収部分の温度の低下を検知し、かつ前記通電検
知手段によりヒータへの通電を検知すると、燃焼不良と
判定することを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明は、前記ヒータへの通電率
を算出するヒータ通電率算出手段をさらに備え、前記燃
焼状態判定手段は、前記通電率を設定通電率とを比較
し、設定通電率より大きければ、燃焼状態が異常と判断
することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。なお、上記従来例と同一部分
については同一符号を使用して、その説明を省略する。

【００１４】図１は、本発明に係る液体燃料燃焼装置の
一実施形態を示す一部切欠き正面図であり、図２は、バ
ーナの拡大断面図である。図１及び図２に示すように、
バーナトップ１０の上流側と下流側との２箇所に炎口１
４ａ，１４ｂを形成する。ここで、上流、下流とは、混
合ガスの流れＧに対する位置とする。これら炎口１４
ａ，１４ｂはバーナトップ１０の開口部へ嵌合させた、
耐熱性を有し、かつ耐酸化性に優れた上端面閉塞の円筒
状の炎口網２０と、この炎口網２０の下端面に取り付け
られた、逆火防止と混合ガスの静圧化を図るためのバッ
クネット２１とからなる。このように炎口１４ａ，１４
ｂを複数形成すると、上流側の炎口１４ａと下流側の炎
口１４ｂとを通過する混合ガスの量がわずかに異なって
くるため、整流板１３で調整を図る。なお、２２は上流
側炎口１４ａの炎の状態を検知するフレームセンサ、２
３は気化器３の熱回収部分２４の温度を検知するサーミ
スタ等の熱回収部温度検知器である。また、図１には示
さないが、気化器３のノズル７近傍には、気化部温度検
知器が備えられ、気化器３の温度を検知することによ
り、燃料気化の温度をヒータ通電により制御している。

【００１５】各センサの検出値から、液体燃料燃焼装置
の運転を制御する。図３は、液体燃料燃焼装置の制御ブ
ロック図である。この制御は、コンピュータ３０により
行う。コンピュータ３０は、熱回収部温度検知器２３か
ら熱回収部２４の温度低下を求める熱回収部温度低下算
出手段３１、気化部温度検知器２６の検知温度から気化
器用ヒータ２７の通電を制御するヒータ通電制御手段３
２、ヒータ通電率（１時間当たりのヒータ通電時間）を
算出するヒータ通電率算出手段３３、逆火燃焼を判定す
る逆火燃焼判定手段３４と、各部の運転を制御する運転
制御手段３５、表示部２８に表示させる表示制御手段３
６から構成される。

【００１６】次に本実施形態の作用について説明する。
近年、快適性や使い勝手の向上という観点から最大発熱
量と最小発熱量との燃焼幅を大きくとる傾向にあり、最
大発熱量での燃焼では支障なく燃えていたのが、最小発
熱量になるとバーナ８内の混合ガス速度が緩やかになっ
て燃焼が不安定になり、逆火現象のおそれが生じてく
る。特に、下流側の炎口１４ｂでは混合ガスが行き渡り
にくく、そのため混合ガス量が少なく、逆火現象発生の
おそれはより高いものとなる。万一、逆火燃焼が生ずる
と、炎が炎口網２０をくぐってバックネット２１上で形
成され、炎口網２０では通常燃焼状態より小さな炎がわ
ずかに残存する程度となる。

【００１７】このような逆火燃焼が上流側の炎口１４ａ
で生じた場合には、フレームセンサ２２で検知される。
一方、このような逆火燃焼が下流側の炎口１４ｂで生じ
た場合には、気化器３の熱回収部２４の温度が低下す
る。熱回収部２４の温度は、熱回収部温度検知器２３が
一定のタイミングで検知しており、検知温度が、図３に
示すようにマイクロコンピュータ３０の熱回収部温度低
下算出手段３３に入力される。熱回収部温度低下算出手
段３１では、前回の検知温度と今回の検知温度を比較
し、熱回収部２４の温度低下を算出する。燃焼状態判定
手段３４では、この温度低下が設定値より下回るかを確
認し、下回る場合は、逆火燃焼と判定し、その判定信号
を運転制御手段３５に出力する。逆火燃焼の場合、運転
制御手段３５は、ヒータ通電制御手段３２に対し、ヒー
タ通電停止命令を出力するとともに、各部の運転も停止
する。そして、表示制御手段３６を介して、逆火燃焼が
生じたことを表示部２８に表示させる。

【００１８】逆火燃焼の初期段階、すなわち炎が炎口網
２０をもぐりかけて、炎口網２０では通常燃焼状態より
小さな炎が残存している状態では、気化器３の温度低下
はわずかであり、上記方法では逆火燃焼を判断すること
は困難であるため、他の手法を用いる。まず、通常燃焼
状態より小さな炎が残存している逆火燃焼の初期段階で
は、熱回収部２４の熱回収が足りず、気化器３全体の温
度が低下してしまう。気化部温度検知部２６の検出温度
からヒータ通電制御手段３２は、燃料の気化に必要な温
度を確保すべく、ヒータ２７に通電を行うので、この通
電の有無を検知してこの情報を燃焼状態判定手段３４に
出力する。燃焼状態判定手段３４は、熱回収部温度低下
算出手段３１から温度低下の情報と、ヒータ通電制御手
段３２からの通電の有無の情報により、逆火燃焼の有無
を判定する。すなわち、熱回収部２４の温度低下に伴
い、ヒータ２７への通電があれば、逆火燃焼が生じてい
ると判定する。逆火燃焼と判断できれば、運転制御手段
３５は、燃焼運転を停止する。

【００１９】上記の如く、ヒータ２８への通電の有無を
検知する手段を採用する場合にも問題がないわけではな
い。それは発熱量によっては、通常の燃焼状態において
もヒータ２８への通電が常時なされるケースもあり、逆
火燃焼と誤って判断されることがあるからである。そこ
で、これを避けるべく、発熱量に応じた通常燃焼時のヒ
ータ２８の通電率（１時間当たりのヒータ通電時間）を
予めマイクロコンピュータ２４に記憶させておき、これ
と逆火燃焼時におけるヒータ２７への通電率とをヒータ
通電率判定手段２９で対比し、通常状態よりも通電率が
大であれば逆火燃焼と判定して運転を停止する。すなわ
ち、ヒータ通電率算出手段３３は、ヒータ通電制御手段
３２によるヒータ通電から、ヒータ通電率を算出する。
燃焼状態判定手段３４では、予め記憶しておいた通常状
態よりも通電率が大であれば、逆火燃焼と判定し、運転
制御手段３５により、燃焼運転を停止させる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、気化器の熱回
収部分の温度を検知する温度検知手段を設けたので、熱
回収部分の温度低下から燃焼異常が検出でき、フレーム
センサ（炎検知装置）を用いなくとも燃焼異常が検出で
きる。従って、安価で省スペースのサーミスタ等の温度
検出装置が使用できる。

【００２１】また、請求項２の発明によれば、温度検知
装置と炎検知装置を組み合わせて燃焼異常を検出するの
で、バーナの複数箇所での燃焼状態を検知することが可
能となり、このためバーナ炎口を複数にする等の設計の
自由度が増大する。

【００２２】請求項３記載の発明は、ヒータ通電検知手
段を設けたので、燃焼不具合初期段階での判定が正確に
行える。

【００２３】請求項４記載の発明は、ヒータ通電率検知
手段を設けたので、発熱量の相違等種々の条件下におい
ても燃焼不具合の判定を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液体燃料燃焼装置の一実施形態を
示す一部切欠き正面図である。

【図２】バーナの拡大断面図である。

【図３】液体燃料燃焼装置の制御ブロック図である。

【図４】従来の石油暖房機を示す概略構成図である。

【図５】その液体燃料燃焼部分を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

３ 気化器 ８ バーナ １４ａ、１４ｂ 炎口 ２３ 温度検知手段 ２４ 気化器温度判定手段 ２９ ヒータ通電率判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守川 守 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 3K005 AA10 AB04 AB12 AB19 AC04 BA05 BA09 CA05 DA05 FA00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体燃料を気化させる気化器と、この気
   化器を加熱するヒータと、気化器から噴出する気化燃料
   と空気とを混合させて燃焼させるバーナと、燃焼状態を
   検知する燃焼検知手段とを有し、前記気化器は前記バー
   ナからの熱を利用して加熱される熱回収部分を有する液
   体燃料燃焼装置において、 前記燃焼検知手段は、前記気化器の熱回収部分の温度を
   検知する温度検知手段であり、 該温度検知手段により熱回収部分の温度低下を求め、該
   温度低下が所定値より小さい場合には燃焼異常と判定す
   る燃焼状態判定手段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】 液体燃料を気化させる気化器と、この気
   化器を加熱するヒータと、気化器から噴出する気化燃料
   と空気とを混合させて燃焼させるバーナと、燃焼状態を
   検知する燃焼検知手段とを有し、前記気化器は前記バー
   ナからの熱を利用して加熱される熱回収部分を有する液
   体燃料燃焼装置において、 前記バーナは、複数の炎口を備え、少なくとも１つの炎
   口は前記熱回収部分近傍に配置され、 前記燃焼検知手段は、前記熱回収部分近傍に配置された
   炎口以外の炎口に設けた炎検知手段と、前記気化器の熱
   回収部分の温度を検知する温度検知手段とからなり、 該温度検知手段により熱回収部分の温度低下を求め、該
   温度低下が所定値より小さい場合、あるいは炎検知装置
   により炎が所定値より小さい場合は燃焼異常と判定する
   燃焼状態判定手段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】 前記ヒータへの通電の有無を検知する通
   電検知手段をさらに備え、 前記燃焼状態判定手段は、前記燃焼検知手段が前記気化
   器の熱回収部分の温度の低下を検知し、かつ前記通電検
   知手段によりヒータへの通電を検知すると、燃焼不良と
   判定することを特徴とする請求項１又は２記載の液体燃
   料燃焼装置。
4. 【請求項４】 前記ヒータへの通電率を算出するヒータ
   通電率算出手段をさらに備え、 前記燃焼状態判定手段は、前記通電率を設定通電率とを
   比較し、設定通電率より大きければ、燃焼状態が異常と
   判断することを特徴とする請求項１、２又は３記載の液
   体燃料燃焼装置。