JP2004293934A - 気化式燃焼器の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気化器ヒータのＯＮ−ＯＦＦによるオーバーシュート現象を解消し、予め燃焼レベルごとに定められた気化器温度を最小限の温度幅で一定に保持することにより噴出される気化ガス温度のバラツキを抑え、安定した燃焼状態を確保することを目的とする。
【解決手段】液体燃料を気化する気化器３の温度を燃焼量に応じて予め定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）に保持するために、気化器ヒータ５がＯＦＦした状態で制御温度（Ｔｏｆｆ）に対してある一定温度（Ｔｏｎ）まで下回った場合、気化器ヒータ５を半波通電により制御温度（Ｔｏｆｆ）に到達するまで間欠的に加熱する制御とした。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体燃料を気化させて燃焼させる気化式燃焼器の燃焼制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の燃焼制御装置においては、図６に示すように、液体燃料供給手段であるポンプにより気化器に送り込まれた液体燃料を気化させるために、気化器に埋設された気化器ヒータに通電し、該気化器の温度を気化器温度検出部により検出しながら燃焼量に応じて予め定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）まで上昇させ、制御温度（Ｔｏｆｆ）に到達したらヒータをＯＦＦさせる。また、高温に保持された気化器の温度が燃焼量に応じて予め定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）に到達するようにヒータをＯＦＦさせて気化器温度を低下させ、気化器の温度が定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）に対してある一定温度を下回った場合、ヒータを半波通電させて気化器の温度を上昇させ、気化器の温度が定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）になった時点でヒータを再度ＯＦＦさせる。これを繰り返すことで定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）を保持しながら気化ガスの安定化をはかり燃焼させるという制御を行なうものであった。
【０００３】
また、この他に特許文献１に示すように、気化器温度検出部に初回ヒータＯＮ時の気化器温度を検出する初期温度検出部と、この初期温度検出部の信号で出力するポストヒート制御部を設け、初期温度検出部が予め定めた温度以下を検出した場合、ポストヒート制御部を介してヒータＯＦＦ温度以上になった後も所定パターンでヒータを間欠的に加熱するようにしたものもあった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２０５５５９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の制御において、前者に示したものは、気化器の温度が定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）に対してある一定温度まで下回った場合、ヒータを全波又は半波で連続通電させて気化器の温度を上昇させている為、気化器の温度は急勾配で上昇していき、定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）になった時点でヒータをＯＦＦしてもオーバーシュートにより気化器の温度は大幅に制御温度（Ｔｏｆｆ）を上回ってしまう。
【０００６】
これによって定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）に対して温度の変動幅が大きくなり気化ガス温度もバラツキ、それに同期してフレーム電流の振れ幅も大きくなり燃焼が不安定となる傾向があった。
【０００７】
また、後者に示したものは、気化器の温度が低い時、つまり初回点火時におけるアンダーシュートを防止するためのものであり、その後、気化器が安定した後の制御については通常のＯＮ−ＯＦＦ制御に戻すものであり、前者に示すものと同様に安定した後のオーバーシュートについては特別な配慮はされていないものであった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために本発明の請求項１では、本体内に液体燃料を供給するポンプと、液体燃料を気化する気化器と、気化ガスを燃焼させるバーナを設け、気化器には気化器ヒータと気化器温度検出部及び気化ガスをバーナへ向けて噴出させるノズルを有し、さらに気化器ヒータを制御部によりＯＮ−ＯＦＦ制御する気化式燃焼器において、前記気化器の温度を燃焼量に応じて予め定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）に保持するために、気化器ヒータがＯＦＦした状態で制御温度（Ｔｏｆｆ）に対してある一定温度（Ｔｏｎ）まで下回った場合、気化器ヒータを半波通電により制御温度（Ｔｏｆｆ）に到達するまで間欠的に加熱するものである。
【０００９】
また、請求項２では、前記制御部により気化器ヒータを半波通電で間欠的に加熱した状態である一定時間（ｔｏ）経過した時点で定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）に未到達の場合、気化器ヒータを半波通電の間欠加熱から半波通電の連続加熱にして定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）まで上げることで制御温度（Ｔｏｆｆ）を保持するものである。
【００１０】
また、請求項３では、前記制御部により気化器ヒータを半波通電で間欠的に加熱した状態である一定時間（ｔｏ）経過する前に定められた下限温度（Ｔｏ）まで気化器の温度が低下した場合、気化器ヒータを半波通電の間欠加熱から半波通電の連続加熱にして定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）まで上げることで制御温度（Ｔｏｆｆ）を保持するものである。
【００１１】
さらに、請求項４では、前記制御部により間欠的に加熱制御する際、気化器ヒータのＯＮ時間は５秒以内とし、かつ、ＯＦＦ時間がＯＮ時間よりも多くなるように設け、ＯＮ時間：ＯＦＦ時間の比率は１：３以上となるように制御するものである。
【００１２】
上記のような制御装置とすることにより、制御温度到達後のヒータ通電による気化器の温度上昇はゆるやかな勾配となり、ヒータＯＦＦ後のオーバーシュートも最小限に抑えることができ、安定した気化ガスをバーナに供給することができる。
【００１３】
また、変質灯油の使用等により油量が通常よりも低くなったり、室温が非常に低い状態で使用した等の理由により気化器の受熱量が少なくなり間欠的な加熱では気化器の温度が制御温度まで到達しないか、又は通電しているのに気化器の温度が低下していく場合には自動的に連続加熱へ制御が切り替わり、気化器の受熱量を確保して気化器の温度を上昇させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面中の図１から図５に従って説明する。
【００１５】
まず、図４及び図５において、本体１内に液体燃料を供給するポンプ２と、液体燃料を気化する気化器３と、気化ガスを燃焼させるバーナ４を設け、気化器３には気化器ヒータ５及び気化器温度検出部６及び気化ガスをバーナ４へ向けて噴出させるノズル７を有し、さらに気化器ヒータ５のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御部８を設けている。
【００１６】
また、バーナ４の上面には温風室９が設置され、本体１の背面と前面下部には送風ファン１０と温風吹出口１１が夫々設置されている。
【００１７】
また、前記制御部８は、気化器３を燃焼量に応じて予め定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）に保持するために、気化器ヒータ５がＯＦＦした状態で制御温度（Ｔｏｆｆ）に対してある一定温度（Ｔｏｎ）まで下回った場合、気化器ヒータ５を半波通電により間欠的に加熱し、制御温度（Ｔｏｆｆ）に到達した時点でヒータをＯＦＦさせる制御を行なうようにしている。
【００１８】
上記の構成において、運転釦（図示せず）を操作して運転の開始が指示されると、気化器ヒータ５への通電が開始されるとともに、気化器温度検出部６を通して気化器３の温度を検知し、その温度が燃焼可能温度に達すると、ポンプ２を作動させて気化器３内の圧力を高め、気化ガスをノズル７からバーナ４内に噴出させる。同時に点火器（図示せず）を作動させてバーナ４に火炎を形成する。その後、送風ファン１０を作動させて温風室９へ送風し、発生した温風を温風吹出口１１を介して本体１の前面に放出する。
【００１９】
燃焼が開始された後は、気化器３が正常な燃焼を維持するのに必要な温度に維持されるように気化器温度検出部６の信号を監視しながら気化器ヒータ５を制御する。
【００２０】
そして、室温設定装置（図示せず）によって設定された室温になるようにポンプ２の駆動出力を高めて燃焼出力を増やし、一定室温の維持を目指す。逆に室温が高い場合には、ポンプ２の駆動出力を低下させて燃焼出力を落とし、一定室温の維持を目指す。
【００２１】
次に、上記気化器３の温度制御について図１から図３を用いて従来例と比較しながら具体的に説明する。
【００２２】
例えば、微弱運転の継続燃焼状態で、その時の制御温度がＴｏｆｆ＝２８０℃、制御幅が２℃、Ｔｏｎ＝Ｔｏｆｆ−２＝２７８℃に設定されている場合、従来であれば気化器ヒータ５がＯＦＦした状態で気化器温度が２７８℃になると気化器ヒータ５がＯＮに切り替わり、半波通電で連続加熱を開始し、気化器温度が上昇し数分後に制御温度の２８０℃を気化器温度検出部６で検出した時点で気化器ヒータ５をＯＦＦさせる。この時、気化器ヒータはＯＦＦしても余熱によるオーバーシュートにより２９５℃まで気化器温度は上昇するといった動きとなる。気化器温度がオーバーシュートにより大きく変動することで燃焼状態も変動し、炎電流の振れとなってあらわれ、炎電流が大きく波うつように検知される。安全装置である炎電流が暴れればちょっとしたことで異常検知し、消火してしまう恐れがあった。
【００２３】
これに対して、本発明では、図１に示すように、例えば前記同様Ｔｏｆｆ＝２８０℃、Ｔｏｆｆ＝２７８℃に設定された状態で気化器ヒータを１秒ＯＮ−３秒ＯＦＦの間欠的な半波制御で行なう場合、気化器ヒータ５がＯＦＦした状態で気化器温度が２７８℃になると気化器ヒータ５がＯＮに切り替わり、１秒ＯＮ−３秒ＯＦＦといった間欠的な通電を繰り返し行なう。
【００２４】
また、気化器温度がゆるやかに上昇しはじめて数分後に制御温度の２８０℃を気化器温度検出部６が検出した時点で気化器ヒータ５がＯＦＦされる。この時の余熱による気化器温度のオーバーシュートは２８５℃と最小限に抑えられる。
【００２５】
これにより気化器ヒータＯＮごとのオーバーシュートが抑えられて安定した燃焼状態が保たれ、炎電流の暴れも発生せず安定した値を検知することができる。
【００２６】
また、例えば変質灯油使用により油量が大幅に低くなったり、又は室温が０℃以下の状態で微弱燃焼を行なわせた等の理由により、バーナ４の炎から気化器３が受熱する熱量が少なくなってしまい、気化器ヒータ５による加熱のウエイトが高くなり、半波の間欠的な通電では気化器３に充分熱量が確保できず、気化器温度が制御温度まで到達しないか、又は通電しているのに低下していくといった現象が発生する場合がある。
【００２７】
この時には、例えば制御温度に達しないまま一定時間（ｔｏ＝３分）が経過したり、あらかじめ設定した下限温度（Ｔｏ＝２７５℃）になった場合、図２及び図３に示すように、自動的に半波の連続加熱へと制御を切り替えることで気化器３の受熱量を確保し、気化器温度を上昇させるものである。
【００２８】
これにより、常に定められた制御温度で安定した気化器温度制御を行なうとともに、安定した燃焼状態を保つような制御装置となるものである。
【００２９】
また、間欠的な気化器ヒータ５の半波通電制御を行なう際、ヒータのＯＮ時間１秒に対して例えばＯＦＦ時間３秒といったように、ＯＮ時間を５秒以内で設定したうえでＯＦＦ時間を３倍以上多く設定することで、気化器ヒータの通電に連動した本体電源電圧の変動によっておこる蛍光灯等のチラツキを感じさせない制御を行なうことができるものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、請求項１から４に示すように、気化器の制御温度を一定に保持するためのヒータ加熱を間欠的な通電とし、かつ様々な条件においても安定した制御温度を保持できるよう、加熱開始から一定時間経過後、または一定温度まで低下後、連続加熱に切り替える手段を有した制御装置としたものであり、これにより気化器ヒータのＯＮごとの気化器のオーバーシュートを抑え、安定した燃焼状態を確保することで品質性の向上を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における一実施例の気化器温度制御パターン図である。
【図２】同一実施例の気化器温度制御パターン図である。
【図３】同一実施例の気化器温度制御パターン図である。
【図４】本発明の一実施例の気化式燃焼器概略構造図である。
【図５】同燃焼部の概略構造図である。
【図６】従来例の気化器温度制御パターン図である。
【符号の説明】
１ 本体
２ ポンプ
３ 気化器
４ バーナ
５ 気化器ヒータ
６ 気化器温度検出部
７ ノズル
８ 制御部

Claims (4)

1. 本体（１）内に液体燃料を供給するポンプ（２）と、液体燃料を気化する気化器（３）と、気化ガスを燃焼させるバーナ（４）を設け、気化器（３）には気化器ヒータ（５）と気化器温度検出部（６）及び気化ガスをバーナ（４）へ向けて噴出させるノズル（７）を有し、さらに気化器ヒータ（５）を制御部（８）によりＯＮ−ＯＦＦ制御する気化式燃焼器において、前記気化器（３）の温度を燃焼量に応じて予め定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）に保持するために、気化器ヒータ（５）がＯＦＦした状態で制御温度（Ｔｏｆｆ）に対してある一定温度（Ｔｏｎ）まで下回った場合、気化器ヒータ（５）を半波通電により制御温度（Ｔｏｆｆ）に到達するまで間欠的に加熱することを特徴とする気化式燃焼器の制御装置。
2. 前記制御部（８）により気化器ヒータ（５）を半波通電で間欠的に加熱した状態である一定時間（ｔｏ）経過した時点で定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）に未到達の場合、気化器ヒータ（５）を半波通電の間欠加熱から半波通電の連続加熱にして定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）まで上げることで制御温度（Ｔｏｆｆ）を保持することを特徴とする請求項１記載の気化式燃焼器の制御装置。
3. 前記制御部（８）により気化器ヒータ（５）を半波通電で間欠的に加熱した状態である一定時間（ｔｏ）経過する前に定められた下限温度（Ｔｏ）まで気化器（３）の温度が低下した場合、気化器ヒータ（５）を半波通電の間欠加熱から半波通電の連続加熱にして定められた制御温度（Ｔｏｆｆ）まで上げることで制御温度（Ｔｏｆｆ）を保持することを特徴とする請求項２記載の気化式燃焼器の制御装置。
4. 前記制御部（８）により間欠的に加熱制御する際、気化器ヒータ（５）のＯＮ時間は５秒以内とし、かつ、ＯＦＦ時間がＯＮ時間よりも多くなるように設け、ＯＮ時間：ＯＦＦ時間の比率は１：３以上となるように制御をすることを特徴とする請求項１記載の気化式燃焼器の制御装置。

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