JP2007218559A

JP2007218559A - 燃焼制御装置

Info

Publication number: JP2007218559A
Application number: JP2006042676A
Authority: JP
Inventors: Naonori Ueda; 直典上田; Tsuneo Nishimura; 常男西村
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2026-02-20
Also published as: JP4542049B2

Abstract

【課題】電磁ポンプで燃油を供給する燃焼制御装置において、小火力による燃焼運転時でも脈動燃焼の発生を防止できる燃焼制御装置を提供する。
【解決手段】
低周波数と中駆動ＯＮタイムの低中火力と、中周波数と長駆動ＯＮタイムの大火力の点火モードで点火を行い、燃焼が安定した後、高周波数と短駆動ＯＮタイムの低火力と、低周波数と中駆動ＯＮタイムの中火力と、中周波数と長駆動ＯＮタイムの大火力の安定モードに切り替えて燃焼を行うことにより、点火時には火力の大きさに対して低めの駆動周波数で長めの駆動ＯＮタイムとする点火モードにて電磁ポンプ３を駆動制御するので、気化筒１やバーナーヘッド７の温度が低く、脈動が発生しやすい状態では、気化ガスが脈動的となるのを防止するものである。
【選択図】図２

Description

この発明は電磁ポンプにより燃油を供給する暖房器具や給湯機等の燃焼制御装置に関するものである。

従来よりこの種のものでは、燃料供給用の電磁ポンプに印加する電圧の駆動周波数とオンタイムを調整することにより、電磁ポンプ内のプランジャを制御して供給する燃油の油量を制御していた。
ところで電磁ポンプ内のプランジャーは間欠的に駆動されているので、燃料噴出口から気化器内に供給される燃料は脈動的となり、それにより気化器内の気化ガスも脈動的となって、燃焼音の増大や燃焼不良の原因である脈動燃焼になるという問題があった。
そこで気化ガスが脈動的とならないように、気化器の塗料を前記燃料噴出口に対向する部分は気化促進効果の小さい塗料とし、前記燃料噴出口に対向する部分の周辺は気化促進効果の大きい塗料とすることで、燃料の気化が平滑化され脈動燃焼の発生を防止するものであった。（特許文献１参照。）
特開平６−１８０１０７号公報

ところでこの従来のものでは、燃料噴出口に対向する部分の周辺の塗料を気化促進効果が大きくなるように塗料表面が粗くなる塗料を用いるが、粗くなりすぎると着火性や消火性に問題が発生したり、燃焼範囲を大きくできないという問題があった。

この発明はこの点に着目し上記問題点を解決する為、請求項１では加熱ヒータを備える気化筒と、該気化筒に燃油を圧送する電磁ポンプと、前記気化筒に燃焼用空気を供給する燃焼ファンと、前記気化筒で燃油の気化ガスと燃焼用空気が混合した混合気に着火する着火手段と、前記電磁ポンプに所定の駆動周波数及び所定の駆動ＯＮタイムで駆動電圧を供給する駆動回路と、前記加熱ヒータと電磁ポンプと燃焼ファンと着火手段と駆動回路とを制御して燃焼運転を行う制御部とを備えた燃焼制御装置に於いて、前記制御部は、低周波数の駆動周波数と中駆動ＯＮタイムによる低中火力と、中周波数の駆動周波数と長駆動ＯＮタイムによる大火力とからなる点火モードと、高周波数の駆動周波数と短駆動ＯＮタイムによる低火力と、低周波数の駆動周波数と中駆動ＯＮタイムによる中火力と、中周波数の駆動周波数と長駆動ＯＮタイムによる大火力とからなる安定モードとを備え、点火時には点火モードで点火し、点火モードで燃焼が安定した後、安定モードに切り替えて燃焼を行うものである。

又請求項２では、加熱ヒータを備える気化筒と、該気化筒に燃油を圧送する電磁ポンプと、前記気化筒に燃焼用空気を供給する燃焼ファンと、前記気化筒で燃油の気化ガスと燃焼用空気が混合した混合気に着火する着火手段と、前記電磁ポンプに所定の駆動周波数及び所定の駆動ＯＮタイムで駆動電圧を供給する駆動回路と、前記加熱ヒータと電磁ポンプと燃焼ファンと着火手段と駆動回路とを制御して燃焼運転を行う制御部とを備えた燃焼制御装置に於いて、前記制御部は、複数の低周波数の駆動周波数と中駆動ＯＮタイムにより低火力から中火力の複数の火力を有する低中火力帯と、複数の中周波数の駆動周波数と長駆動ＯＮタイムにより低中火力の火力より大きい複数の火力を有する大火力帯とからなる点火モードと、複数の高周波数の駆動周波数と短駆動ＯＮタイムににより複数の火力を有する低火力帯と、複数の低周波数の駆動周波数と中駆動ＯＮタイムにより低火力の火力より大きい複数の火力を有する中火力帯と、複数の中周波数の駆動周波数と長駆動ＯＮタイムにり中火力の火力より大きい複数の火力を有する大火力帯とからなる安定モードとを備え、点火時には点火モードの中火力帯で点火し、その火力から中火力帯の中で一段大きい火力で燃焼させた後、火力が下がって安定モードの低火力帯の中の一番大きい火力と等しい火力になった時、火力の大きさはそのままで点火モードから安定モードに切り替えて燃焼を行うものである。

又請求項３では、請求項２において、前記点火モードで火力が下がって安定モードの低火力帯の中の一番大きい火力と等しい火力になった時、その状態で所定時間燃焼を継続した後、点火モードから安定モードに切り替えるものである。

この請求項１によれば、低周波数の駆動周波数と中駆動ＯＮタイムによる低中火力と、中周波数の駆動周波数と長駆動ＯＮタイムによる大火力とからなる点火モードにて点火を行い、その点火モードで燃焼が安定した後、高周波数の駆動周波数と短駆動ＯＮタイムによる低火力と、低周波数の駆動周波数と中駆動ＯＮタイムによる中火力と、中周波数の駆動周波数と長駆動ＯＮタイムによる大火力とからなる安定モードに切り替えて燃焼を行うことにより、点火時には火力の大きさに対して低めの駆動周波数で長めの駆動ＯＮタイムとする点火モードにて電磁ポンプを駆動制御するので、気化筒やバーナーヘッドの温度が低く、脈動が発生しやすい状態では、気化ガスが脈動的となるのを防止するものである。

又点火時は駆動ＯＮタイムが中駆動ＯＮタイムで切り替わらずに低中火力となるので、気化筒やバーナーヘッドの温度が低く、脈動が発生しやすい状態の点火時に、駆動ＯＮタイムが切り替わることで炎が不安定になることを防止できるものである。

更に点火モードで燃焼が安定した後、安定モードに切り替えて燃焼を行うことで、安定モードに切り替わるまでの間に気化筒やバーナーヘッドの温度が上昇して安定し、高い駆動周波数で短い駆動ＯＮタイムで小火力を行っても、炎が不安定にならず、脈動燃焼となるのを防止するものである。

又請求項２によれば、複数の低周波数の駆動周波数と中駆動ＯＮタイムにより低火力から中火力の複数の火力を有する低中火力帯と、複数の中周波数の駆動周波数と長駆動ＯＮタイムにより低中火力の火力より大きい複数の火力を有する大火力帯とからなる点火モードと、複数の高周波数の駆動周波数と短駆動ＯＮタイムににより複数の火力を有する低火力帯と、複数の低周波数の駆動周波数と中駆動ＯＮタイムにより低火力の火力より大きい複数の火力を有する中火力帯と、複数の中周波数の駆動周波数と長駆動ＯＮタイムにり中火力の火力より大きい複数の火力を有する大火力帯とからなる安定モードとを備え、点火時には点火モードの中火力帯で点火し、その火力から中火力帯の中で一段大きい火力で燃焼させた後、火力が下がって安定モードの低火力帯の中の一番大きい火力と等しい火力になった時、火力の大きさはそのままで点火モードから安定モードに切り替えて燃焼を行うことにより、請求項１の効果に加えて、着火後の火力を着火時より一段火力を大きくすることで、より気化筒やバーナーヘッドの温度を早く上昇させて安定させることができるものである。

点火時に点火モードの中火力帯で点火して、その火力から一段大きい火力で燃焼させた後、火力が下がって安定モードの低火力帯の中の一番大きい火力と等しい火力になった時、火力の大きさはそのままで点火モードから安定モードに切り替えて燃焼を行うことにより、その間に気化筒やバーナーヘッドの温度が充分上昇して安定し、駆動周波数を高くして駆動ＯＮタイムを短くする安定モードに燃焼モードを切り替えても脈動燃焼が起きるのを防止できるものである。

又請求項３によれば、請求項２に於いて、点火モードで火力が下がって安定モードの低火力帯の中の一番大きい火力と等しい火力になった時、その状態で所定時間燃焼を継続した後、点火モードから安定モードに切り替えることにより、点火モードから安定モードに切り替える時、周波数の差が大きく、炎のリフトや赤火が発生しやすいが、所定時間燃焼を継続している間に燃焼ファンの回転数が安定し、その燃焼ファンの回転数が安定した状態で切り替えることで炎のリフトや赤火の発生を防止できるものである。

次にこの発明に係る燃焼制御装置を図面に示された形態で説明する。
次にこの発明に係る気化バーナ装置を図面に示された形態で説明する。１は加熱ヒータ２を備える気化筒で、電磁ポンプ３から圧送される噴霧ノズル４より噴霧される燃油と燃焼ファン５により供給される燃焼空気を混合したものを加熱ヒータ２の熱により加熱された気化筒１内で混合気化ガスにするものである。

６は着火手段で、イグナイタの火花放電によりバーナーヘッド７に形成される複数個の炎口８より噴出される前記混合気化ガスに着火し、火炎を形成するものである。

９はバーナーヘッドリングで、炎口８の外方に備えられ、火炎の燃焼熱を気化筒１にヒートバックして、気化筒１を加熱ヒータ２により加熱されなくとも、燃油の気化可能温度に保つものである。

１０は制御部で、加熱ヒータ２と燃焼ファン５と着火手段６と駆動回路１１とを制御し、該駆動回路１１を制御することにより電磁ポンプ３へ印可される駆動電圧の駆動周波数とその駆動ＯＮタイムを調整して火力を変更し、又その火力に合った燃焼空気量になるように燃焼ファン５の回転数を制御するものである。
又火力を変更した際、更に火力を変更する時、一定の時間が経過してからでないと火力を変更しないもので、その時の一定の時間である遅延時間をタイマ手段１２がカウント終了したら火力変更後更に火力を変更するものである。

次にこの発明の一実施形態の作動について説明する。
図３に示すように、まず、運転スイッチ（図示せず）が押圧されると（Ｓ１）、制御部１０は燃焼モードを点火モードに設定する。（Ｓ２）
そして次に点火モードでの最小火力の１灯から最大火力の６灯までの電磁ポンプ３へ印加する各駆動周波数とその駆動ＯＮタイムを設定する。（Ｓ３）

各火力の駆動周波数とその駆動ＯＮタイムは、（Ｓ３）に記載のように、最小火力の１灯では６ＨZで６ｍｓｅｃ、２灯では８ＨZで６ｍｓｅｃ、３灯では１２ＨZで６ｍｓｅｃ、４灯下では１５ＨZで６ｍｓｅｃ、４灯上では１７ＨZで７．２ｍｓｅｃ、５灯では２０ＨZで７．２ｍｓｅｃ、６灯では２３ＨZで７．２ｍｓｅｃに設定する。
尚、４灯上と４灯下は、火力としては同じ４灯で、その火力を実現するのに４灯上は１７ＨZで７．２ｍｓｅｃ、４灯下は１５ＨZで６ｍｓｅｃという駆動周波数とその駆動ＯＮタイムの組合せで行うというものである。

そしてまず中火力の３灯で着火動作を行い（Ｓ４）、着火が確認されたら（Ｓ５）、タイマ手段１２を動作させて、遅延時間を計時する。（Ｓ６）
そして所定の遅延時間を計時したら（Ｓ７）、火力を３灯から４灯下に変更して火力を大きくして（Ｓ８）、運転を継続するものである。（Ｓ９）

ここで着火動作を中火力の３灯で行うのは、着火性と着火後の燃焼を安定させるのに適した火力であり、又、着火後所定の遅延時間が経過した後、火力を灯から４灯下に変更して火力を大きくするのは、それにより気化筒１やバーナーヘッド７の温度を早く上昇させて安定させるための制御である。

又（Ｓ４）で着火動作を行い、（Ｓ５）で着火が確認されなかったら、再着火動作を行い（Ｓ１０）、着火が確認されれば（Ｓ１１）、（Ｓ６）へ進み、着火が確認されなければ（Ｓ１１）、異常が発生したと判断して着火動作を停止し、エラーモードへと切り替わるものである。（Ｓ１２）

（Ｓ９）で運転を継続し、その後、運転スイッチがＯＦＦされた時（Ｓ１３）、燃焼モードは点火モードのままで運転を停止し（Ｓ１４）、運転スイッチがＯＦＦされない状態で、手動運転で火力が今と違う火力に設定されていたり、自動運転で設定温度と室温の差により火力を変更したりする場合（Ｓ１５）、駆動周波数とその駆動ＯＮタイムを変更して火力を１段階変更する。（Ｓ１６）

そして火力を１段階変更したら、タイマ手段１２を動作させて、遅延時間を計時し（Ｓ１７）、所定の遅延時間を計時したら（Ｓ１８）、その火力火力の１段階変更が、３灯から２灯に変更したものである時（Ｓ１９）、中火力の３灯で着火を行った後、３灯から４灯下に火力を大きくし、その後２灯まで火力を小さくするということで、その間に気化筒１やバーナーヘッド７の温度が充分上昇して安定し、駆動周波数を高くして駆動ＯＮタイムを短くする安定モードに燃焼モードを切り替えても脈動燃焼は起こさないと判断して、制御部１０は燃焼モードを点火モードから安定モードに切り替えるものである。（Ｓ２０）

そして燃焼モードが点火モードから安定モードに切り替えられたのを確認したら（Ｓ２１）、安定モードでの最小火力の１灯から最大火力の６灯までの電磁ポンプ３へ印加する各駆動周波数とその駆動ＯＮタイムを設定する。（Ｓ２２）

各火力の駆動周波数とその駆動ＯＮタイムは、（Ｓ２２）に記載のように、最小火力の１灯では１７ＨZで４ｍｓｅｃ、２灯では２４ＨZで４ｍｓｅｃ、３灯下では２８ＨZで４ｍｓｅｃ、３灯上では１０ＨZで６ｍｓｅｃ、４灯では１２ＨZで６ｍｓｅｃ、５灯下では１５ＨZで６ｍｓｅｃ、５灯上では１７ＨZで７．２ｍｓｅｃ、６灯では２３ＨZで７．２ｍｓｅｃに設定する。
尚、３灯上と３灯下は、火力としては同じ３灯で、その火力を実現するのに３灯上は１０ＨZで６ｍｓｅｃ、３灯下は２８ＨZで４ｍｓｅｃという駆動周波数とその駆動ＯＮタイムの組合せで行うというものであり、同じく５灯上と５灯下は、火力としては同じ５灯で、その火力を実現するのに５灯上は１７ＨZで７．２ｍｓｅｃ、５灯下は１５ＨZで６ｍｓｅｃという駆動周波数とその駆動ＯＮタイムの組合せで行うというものである。

そして現状の火力２灯の運転を、点火モードの８ＨZで６ｍｓｅｃから安定モードの２４ＨZで４ｍｓｅｃに変更する。（Ｓ２３）
これにより同じ火力２灯の運転でも電磁ポンプ３への駆動周波数を高くして駆動ＯＮタイムを短くしたので、１回に電磁ポンプ３から供給される燃油が少量となると共に単位時間当たりの電磁ポンプ３からの燃油の供給回数が多くなる、つまりより少量の燃油を多く出すこととなり、それにより気化する燃油も一定となって火力が小さくても火炎が安定するものである。

そして運転を継続し（Ｓ２４）、その後、運転スイッチがＯＦＦされた時（Ｓ２５）、燃焼モードは安定モードのままで運転を停止し（Ｓ２６）、運転スイッチがＯＦＦされない状態で、手動運転で火力が今と違う火力に設定されていたり、自動運転で設定温度と室温の差により火力を変更したりする場合（Ｓ２７）、駆動周波数とその駆動ＯＮタイムを変更して火力を１段階変更する。（Ｓ２８）

そして火力を１段階変更したら、タイマ手段１２を動作させて、遅延時間を計時し（Ｓ２９）、所定の遅延時間を計時したら（Ｓ３０）、（Ｓ２４）へ進んで運転を継続するものである。

尚、安定モードで３灯上の１０ＨZで６ｍｓｅｃから、３灯下の２８ＨZで４ｍｓｅｃに切り替える時は、周波数の差が大きく、炎のリフトや赤火が発生しやすいので、この切替においては普通の遅延時間よりも長い遅延時間にして、燃焼ファン５の回転数が安定してから切り替えることにより、より炎のリフトや赤火の発生を防止するようにしてもよいものである。

このように、点火時には火力の大きさに対して低めの駆動周波数で長めの駆動ＯＮタイムとする点火モードにて電磁ポンプ３を駆動制御するので、気化筒１やバーナーヘッド７の温度が低く、脈動が発生しやすい状態では、気化ガスが脈動的となるのを防止するものである。

又中火力にて点火動作した後、所定の火力まで低下した時に、低めの駆動周波数で長めの駆動ＯＮタイムとする点火モードから、所定の火力以下では高めの駆動周波数で短めの駆動ＯＮタイムとする安定モードに切り替えることで、安定モードに切り替わるまでの間に気化筒１やバーナーヘッド７の温度が上昇して安定し、高めの駆動周波数で短めの駆動ＯＮタイムで小火力を行っても、炎が不安定にならず、脈動燃焼となるのを防止するものである。

又安定モードで３灯上の１０ＨZで６ｍｓｅｃから、３灯下の２８ＨZで４ｍｓｅｃに切り替える時、普通の遅延時間よりも長い遅延時間にして、燃焼ファン５の回転数が安定してから切り替えることにより、より炎のリフトや赤火の発生を防止できるものである。

又安定モードの小火力では、高めの駆動周波数で短めの駆動ＯＮタイムにて電磁ポンプ３を駆動することで、電磁ポンプ３から供給される１回当たりの燃油量を少なくすると共に、単位時間あたりの供給回数が多くなるので、小火力でも燃油が気化しやすく又気化が平滑化するので、小火力でも脈動燃焼せず、安定して燃焼させることができるものである。

この発明の一実施形態の概略構成図。同ブロック図。同運転開始からの点火モードによる燃焼制御のフローチャート図。同安定モードによる燃焼制御のフローチャート図。

符号の説明

１気化筒
２加熱ヒータ
３電磁ポンプ
５燃焼ファン
６着火手段
１０制御部
１１駆動回路

Claims

加熱ヒータを備える気化筒と、該気化筒に燃油を圧送する電磁ポンプと、前記気化筒に燃焼用空気を供給する燃焼ファンと、前記気化筒で燃油の気化ガスと燃焼用空気が混合した混合気に着火する着火手段と、前記電磁ポンプに所定の駆動周波数及び所定の駆動ＯＮタイムで駆動電圧を供給する駆動回路と、前記加熱ヒータと電磁ポンプと燃焼ファンと着火手段と駆動回路とを制御して燃焼運転を行う制御部とを備えた燃焼制御装置に於いて、前記制御部は、低周波数の駆動周波数と中駆動ＯＮタイムによる低中火力と、中周波数の駆動周波数と長駆動ＯＮタイムによる大火力とからなる点火モードと、高周波数の駆動周波数と短駆動ＯＮタイムによる低火力と、低周波数の駆動周波数と中駆動ＯＮタイムによる中火力と、中周波数の駆動周波数と長駆動ＯＮタイムによる大火力とからなる安定モードとを備え、点火時には点火モードで点火し、点火モードで燃焼が安定した後、安定モードに切り替えて燃焼を行うことを特徴とする燃焼制御装置。
加熱ヒータを備える気化筒と、該気化筒に燃油を圧送する電磁ポンプと、前記気化筒に燃焼用空気を供給する燃焼ファンと、前記気化筒で燃油の気化ガスと燃焼用空気が混合した混合気に着火する着火手段と、前記電磁ポンプに所定の駆動周波数及び所定の駆動ＯＮタイムで駆動電圧を供給する駆動回路と、前記加熱ヒータと電磁ポンプと燃焼ファンと着火手段と駆動回路とを制御して燃焼運転を行う制御部とを備えた燃焼制御装置に於いて、前記制御部は、複数の低周波数の駆動周波数と中駆動ＯＮタイムにより低火力から中火力の複数の火力を有する低中火力帯と、複数の中周波数の駆動周波数と長駆動ＯＮタイムにより低中火力の火力より大きい複数の火力を有する大火力帯とからなる点火モードと、複数の高周波数の駆動周波数と短駆動ＯＮタイムににより複数の火力を有する低火力帯と、複数の低周波数の駆動周波数と中駆動ＯＮタイムにより低火力の火力より大きい複数の火力を有する中火力帯と、複数の中周波数の駆動周波数と長駆動ＯＮタイムにり中火力の火力より大きい複数の火力を有する大火力帯とからなる安定モードとを備え、点火時には点火モードの中火力帯で点火し、その火力から中火力帯の中で一段大きい火力で燃焼させた後、火力が下がって安定モードの低火力帯の中の一番大きい火力と等しい火力になった時、火力の大きさはそのままで点火モードから安定モードに切り替えて燃焼を行うことを特徴とする燃焼制御装置。
前記点火モードで火力が下がって安定モードの低火力帯の中の一番大きい火力と等しい火力になった時、その状態で所定時間燃焼を継続した後、点火モードから安定モードに切り替えることを特徴とする請求項２記載の燃焼制御装置。