JP2506941B2 - 灯芯式燃焼器の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、石油ストーブなどの灯芯式燃焼器の制御装
置に関するものである。

従来の技術 従来、石油ストーブなどの灯芯を使用して燃焼する燃
焼器は、簡便で広く使用されている。しかし石油ストー
ブの欠点は臭気であり、特に点火時の臭いが非常に不快
である。従来、石油ストーブでは一番火がつきやすい位
置で点火する構成であり、この位置は灯油が一番多く気
化する点、つまり灯芯が最上部にきた位置で点火してい
た。しかし、点火のしやすさと臭気は、必ずしも一致し
ないことが最近わかってきた。

このために、たとえば、点火に最適な位置にスイッチ
を設け、このスイッチにより灯芯を検出して、そのとき
に点火器を駆動するように構成して点火時の臭気を低減
するものがある。

発明が解決しようとする課題 しかし詳細に検討して行くと、点火時の臭気発生原因
は３つあることがわかった。つまり、点火器の熱によ
り灯芯に着火するまでの未燃ガスによる臭い、灯芯の
一部に着火した火が灯芯全体に回るまでの間に発生する
未燃ガスの臭い、および灯芯全体に着火後にバーナが
温まりドラフト効果により最適な空気量が供給されるま
での不完全燃焼時の臭いである。

従来の最高位置で点火する構成では上記、の臭い
は解決するが、の臭いは低減されない。また上記に記
載の構成では上記の臭いが解決するが、、の臭い
が低減されないという課題がある。

本発明は上記課題を解決するもので、着火時の臭気を
大幅に低減でき、そのときの燃焼状態が変化しても臭気
の発生が少ない灯芯式燃焼器の制御装置を提供すること
を目的とするものである。

課題を解決するための手段 以上の課題を解決するために、本発明の灯芯バーナの
制御装置は、灯芯によりタンク内の燃料灯油を気化して
燃焼するバーナと、このバーナ近傍に設けた臭気センサ
と、灯芯を上下駆動する駆動部と、この駆動部を制御す
る駆動制御部と、灯芯の位置を検出する位置検知部と、
バーナに点火するための点火器および前記駆動制御部に
信号を出力する制御部とを備え、この制御部に灯芯があ
らかじめ定められた位置にきたときに点火器を駆動制御
する着火部と、その後臭気センサの出力に応じて灯芯を
駆動制御する臭気制御部を設けたものである。

作用 以上の構成により、点火時の各々のタイミングや燃焼
中に臭気をモニタして、常に臭気が最低となるように制
御し、着火時の過渡期や外乱により燃焼状態が変化して
も臭気の発生が少なく快適に暖房できる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例の石油ストーブの構成図を
示す。１は燃焼器の外箱を構成する受け台で、上部に固
定タンク２が設置されている。固定ダクト２の上には着
脱自在なカートリッジタンク３が設けられ、固定タンク
２の燃料液面を一定に維持しつつ燃料を供給する。また
固定タンク２の上面にはバーナ４が配され、灯芯５が固
定タンク２内の燃料中に直接浸されている。バーナ４は
固定タンク２に浸された灯芯５に毛細管現象により吸い
上げられた燃料を全周に小孔の設けた燃焼筒6,7の間隙
で燃焼する構成となっている。燃焼空気はバーナの熱に
より中空部８および外周部にドラフト効果により、a,b
の空気流が発生し、燃焼筒6,7の小孔から供給される。

９は灯芯５に点火するための点火器で、たとえば、ニ
クロム線ヒータを使用している。10は灯芯５を上下に駆
動する駆動部で、一般にはギヤモータとカムにより構成
される。11は灯芯５の位置を検出するための位置検知装
置で、マイクロスイッチやポテンショメータなどを使用
し、灯芯の位置を位置検知部12に出力する。

駆動部10は駆動制御部13の信号により制御され、この
駆動制御部13および点火器９は制御部14により駆動され
る。制御部14には、点火器９を制御する着火部15と、バ
ーナ４の近傍に設けられた臭気センサ16の信号を受けて
駆動制御部13に信号を出力する臭気制御部17、および任
意に設定された火力になるように駆動制御部13に信号を
出力するカロリー可変部18が内蔵される。

次に制御部14と各部の動作を説明する。点火器９の熱
により灯芯５に着火させるには、灯芯５により吸い上げ
られた燃料が気化しやすい状態にすることが望ましい。
従来、この状態は灯芯５が最高位置にあるときが最高に
気化しやすい位置であることからこの位置で点火器９を
駆動していた。しかし実際には、燃料がいくら多く気化
していてもそれに見合った量の空気が供給されなければ
着火はしにくい。一般に、石油ストーブの燃焼空気は、
バーナ４に点火されたバーナ４が温まり、これによりド
ラフト空気流が生じて供給される構成である。しかし点
火初期には、バーナ４が温まっていないためドラフトが
ほとんどなく、十分な空気供給がなされていない。した
がって燃料が大量にあるのに空気が少ない空気不足の状
態になり、この状態でいくら点火器９を駆動しても着火
せず、白煙となって未燃ガスが流出して臭いを生じる。

このために点火器９を駆動する点は、灯芯が最高位置
にあるときではなく、第２図に示すＶ点で点火すること
が着火時の臭いが最小になることがわかった。そこで第
１図の比較器19により位置検知部12からの灯芯位置信号
とあらかじめ設定された灯芯位置Ｖを比較して、灯芯位
置がＶになったときに着火部15に信号を送る。実施例で
は着火部15は内部にタイマを持ち点火器９を一定時間駆
動すると点火を停止する出力を出す構成にしている。こ
こで、着火部15はこの構成以外に着火検知センサを設
け、この信号で点火器９の駆動を停止する構成であって
もよい。これにより灯芯５への着火時間が短くなり、着
火前の臭いのする未燃ガスの流出が少なくなる。

灯芯５に着火されると、炎が自然に灯芯の全周に広が
る。これを火回りというが、この火回りの時間中には灯
芯上に燃焼している部分と燃焼していない部分があり、
燃焼している部分の熱により燃焼していない部分が加熱
され、燃料が蒸発して未燃ガスとなり、臭気の元とな
る。このために火回り時間ができるだけ短いことが望ま
しい。

第３図に示すように火回り時間は燃料の蒸発量とほと
んど反比例の関係にある。このために火回り中は灯芯を
最高位置Ｘにすることが望ましい。第１図の構成では着
火部15の動作が終了すると臭気センサ16の信号を検出し
て臭気が最低となるように臭気制御部17から駆動制御部
13に信号を出力し、灯芯５を上下制御する。このために
火回り中には灯芯５が臭気が最低となる最高位置になる
まで急激に駆動される。この位置Ｗは位置Ｘと同じ位置
であっても良いが、実施例ではさらに火回り時間を短縮
させるために位置Ｘより高い位置Ｗとしている。

次に灯芯全体に火回りが完了すると、少しでも速くバ
ーナ全体を加熱してドラフト効果を生じさせて最適空気
量にする必要がある。このためにも火回り完了後の一定
時間は燃焼量が大きいことが望ましい。この場合も臭気
制御部17の信号により自動的に灯芯の高さを制御して臭
気の最低になる位置に駆動する。すなわち、バーナ４が
加熱されるに応じて灯芯の高さを可変して常に臭気を最
低になるように制御する。

この後は使用者の好みに応じてカロリー可変部18によ
り、灯芯の位置を最小位置から最高位置Ｘの範囲で可変
可能な構成にしている。この場合もカロリー可変部18で
設定された燃焼量（灯芯高さ）を基準として臭気制御部
17による補正がかかる構成であり、設定したカロリーに
おいて臭気が最低になるように制御される。

以上の動作を第４図にタイムチャートにして示す。こ
こで、駆動部10におけるＡの範囲は臭気制御部17により
動作し、Ｂの範囲は臭気制御部17とカロリー可変部18に
より動作する。また、灯芯位置Ｖで点火器９が動作中に
駆動部10の動作を停止しているが、駆動部10をUP側に動
作を継続させながら点火器９を動作させる構成にしても
良い。さらに必要に応じて駆動部10の駆動速度を変化さ
せて、灯芯の移動速度を可変することも容易に実現でき
る。

また前述のように灯芯位置Ｗを最高位置Ｘと兼用する
構成にしてもある程度の効果はある。

さらに、臭気が一定以上になったときにはバーナの燃
焼を停止する構成としてもよい。

臭気の成分は、炭化水素（HC）やアルデヒド、ケトン
などが主なものであり、臭気センサ16には通常はこれら
のガス成分を検出するための酸化スズ（SnO₂）などの金
属酸化物を応用したガスセンサを用いる。これ以外に光
センサ、超音波センサ、あるいはバイオセンサなどを応
用したものであってもよい。

第５図は他の実施例を示す。第５図において、選択部
20を設け、これにより臭気制御部17の動作の有無を選択
する構成としている。この構成により、臭気を優先する
か、カロリーを優先するかが使用者が選択可能となる。

カロリー可変部18は、上記以外に室温センサを設け、
その信号により室温が常に一定になるようにカロリーを
制御する構成であってもよい。

制御部14は第１図に示すような構成の電子回路の組合
せにより実現しても、マイクロコンピュータのプログラ
ムにより実現してもよい。

発明の効果 以上のように、本発明の灯芯バーナの制御装置によれ
ば、次のような効果を有する。

（１） 灯芯バーナの点火時および燃焼中に発生する臭
気を臭気センサにより検出し、臭気制御部により臭気が
常に最低になるように灯芯を駆動制御するために、着火
時の過渡期や外乱により燃焼状態が変化しても臭気の発
生が少なく快適に暖房できる。

（２） 灯芯に着火するときの灯芯位置を最高位置にせ
ずに、着火のしやすい灯芯位置Ｖで点火器を駆動する構
成としたために、バーナの温度が低くてドラフトのない
ときに過剰の燃料を気化させることにより、臭気のする
未燃ガスの放出を防げる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の灯芯式燃焼器の制御装置の
要部を示す構成図、第２図は点火時の灯芯位置と臭気の
特性を示すグラフ、第３図は灯芯位置と火回り時間の関
係を示すグラフ、第４図は第１図の動作を説明するタイ
ムチャート、第５図は他の実施例を示す構成図である。 ２……固定タンク、４……バーナ、５……灯芯、10……
駆動部、11……点火器、12……位置検知部、13……駆動
制御部、14……制御部、15……着火部、16……臭気セン
サ、17……臭気制御部、18……カロリー可変部、20……
選択部、Ｖ……あらかじめ定められた灯芯位置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】灯芯によりタンク内の燃料灯油を気化して
   燃焼するバーナと、前記バーナ近傍に設けた臭気センサ
   と、前記灯芯を上下駆動する駆動部と、この駆動部を制
   御する駆動制御部と、前記灯芯の位置を検出する位置検
   知部と、前記バーナに点火するための点火器および前記
   駆動制御部に信号を出力する制御部とを備え、この制御
   部に前記灯芯があらかじめ定められた位置にきたときに
   前記点火器を駆動制御する着火部と、その後臭気センサ
   の出力に応じて灯芯を駆動制御する臭気制御部とを設け
   た灯芯式燃焼器の制御装置。