JP2512984Y2 - 燃焼制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は室内の暖房を行う石油ファンヒーター等の
暖房器具の燃焼制御装置に関するものである。

〈従来の技術〉 従来よりこの種の燃焼制御装置に於いては、現在室温
と設定温度との偏差に応じて燃焼量を高・中・低或いは
高・中・低・停止等、各燃焼間を予め設定したカロリー
巾で順次制御して室温を設定温度に維持するよすにして
いるものである。

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところでこの従来のものでは、各燃焼量間のカロリー
差が全体に大きく、例えば高は3300Kcal、中は2500Kca
l、低は1300Kcal、停止等暖房として得る場合には、切
替時に於ける温度差が大きい為に違和感を受け快適性が
損なわれるものであり、又最低の低燃焼量でもカロリー
が1500〜1300Kcalもありきめの細かな室温制御が出来
ず、特に燃焼中に於ける低燃焼量から燃焼停止への移行
及びこの逆では炎のリフト赤火の発生による不安定燃焼
により良好な暖房器具の燃焼制御装置を得ることは出来
ないものであった。

これを防止する為には、初めから燃焼量を細かく細分
化して燃焼制御すれば良いものであるが、逆に燃焼量を
細分化すればするほど微妙な空燃比のバランスを全ての
燃焼量域で取ることが難しく、燃焼空気過多や逆に燃油
過多による炎のリフトや赤火の発生等の異常燃焼や不安
定燃焼の問題を有するものであった。

〈問題点を解決するための手段〉 この考案はこの点に着目し上記欠点を解決する為、特
にその構成を、現在室温と設定温度との偏差を演算しこ
れに応じて予め設定したカロリー巾の大きい複数段階に
燃焼量を制御するマイクロコンピュータを備え、更に前
記マイクロコンピュータには前記カロリー巾の大きい複
数段階の燃焼量が最下段燃焼量になると現在室温と設定
温度との偏差による偏差信号と燃焼状態を検知する炎検
装置５が設定したフレーム電圧の入力信号とを条件とし
て前記最下段燃焼量を予め設定したカロリー巾が小さい
複数段階の燃焼量に細分化する細分化燃焼制御手段７
と、該細分化燃焼制御手段によって切替られた細分化燃
料量の燃焼状態のフレーム電圧を炎検知装置で検知し、
これが所定値以下の時には燃焼量を１段階前の細分化燃
料量に戻すレベル帰還手段と、該レベル帰還手段によっ
て切り替えられた燃焼量の燃焼時間を計時し、この時間
が一定時間以上経過するまでは上記細分化燃焼制御手段
による燃焼切替を強制的に阻止するタイマー手段とを備
えた事を特徴とする燃焼制御装置である。

〈作用〉 周知の燃焼操作する事により現在室温を温度検知手段
３が検知すると共に希望する室温を温度設定手段４によ
って設定し、この室温検知手段３によって検知された現
在室温信号と、温度設定手段４によって設定された設定
温度信号とをマイクロコンピュータ１（以下マイコンと
称す）に入力し、このマイコン１では随時この温度差を
演算しその偏差に応じた出力を燃焼制御回路６に送り、
燃焼量を予め設定したカロリー巾の大きい複数段階、例
えば3300→2700→2100→1600→1200→900Kcalと順次カ
ロリーを減少させ高から低の６段階に制御するものであ
って、現在室温と設定温度が近ずく程燃焼量も小さくな
るものである。

又最下段の６段階の燃焼量は、更に予め設定したカロ
リー巾の小さい10段階に燃焼量を細分化し制御するもの
である。

即ちマイコン１より燃焼制御回路６に６段階の燃焼量
制御信号が出力されると共に、炎検知装置５より燃焼状
態のフレーム電圧をマイコン１が受け、このフレーム電
圧が所定値に達するとマイコン１内の細分化燃焼制御手
段７より燃焼制御回路６に信号を入力し、燃焼部の燃焼
量を５段階の燃焼量より30Kcal低い、約1170Kcalの第１
細分化燃焼とする。

更にこの第１細分化燃焼によるフレーム電圧が所定値
を一定時間以上継続するとマイコン１はこれを検知し再
び細分化燃焼制御手段７を出力させ、燃焼量を更に30Kc
al低い約1140Kcalの第２細分化燃焼へと移行させ、順次
カロリー巾を小さくして最終的には約900Kcalの第10細
分化燃焼の最低燃焼量へと低下させて設定温度に対する
室温の過度なオーバーシュートを抑制し、且つ室温低下
の防止を目的とするものである。

一方フレーム電圧が所定値未満或いは一定時間以上継
続しなかった場合には、マイコン１内のレベル帰還手段
８がこれを入力して、燃焼制御回路６に１段階前の細分
化燃焼量に戻すように出力すると同時にタイマー手段９
が計時開始し、タイムアップまでの30秒間は細分化燃焼
制御手段７による再度の燃焼切替を阻止し、そしてタイ
マー手段９のタイムアップ後は、細分化燃焼制御手段７
によって再び元の燃焼量への細分化燃焼切替が行われる
ものであり、燃焼空気過多や燃料過多等による燃焼の異
常時にも順次これを繰り返すものである。

従って、カロリー巾の大きい複数段階の燃焼量に設定
した事で温度差を小さく且つ室温を早急に設定温度に昇
温させられ、更に空燃比のバランスが取りやすくなり、
且つカロリー巾の大きい複数段階の燃焼量の最下段燃焼
量になると、燃焼量が細分されることになり、設定温度
に対する室温の過度なオーバーシュートも抑制され、且
つきめの細かな燃焼制御が安定的に行え、より快適な暖
房空間を得ることが出来るものである。

又細分化燃焼量の切替は炎検知装置５によって燃焼状
態を確認し乍ら行われるので、燃焼量を下げていくこと
に生じる炎のリフトや赤火の発生等の異常燃焼の心配が
なく、又万一異常燃焼となってもレベル帰還手段８によ
って一旦１段階前の燃焼量に戻され、ここで一定時間経
過しなければ元の燃焼量には戻らないので、燃焼が安定
してから再び次の燃焼量切替にトライするようになるの
でスムーズで的確な燃焼切替が可能であり、常に安心し
て使用できるものである。

〈実施例〉 次にこの考案に係る燃焼制御装置を図面に示された一
実施例で説明する。

１はマイコンで、内方には記憶・演算・比較・増幅・
助変数又は媒介変数等の各種の機能を有した主プログラ
ム回路２及び後述するその他の手段及び回路を備えてい
る。

３はサーミスタ等から成る室温検知手段で、現在室温
を検知してマイコン１内の主プログラム回路２にこの現
在室温信号を出力するものである。

４は希望の室温を自由に設定できる可変抵抗等の温度
設定手段で、上記室温検知手段３と同じくマイコン１の
入力側に接続され、設定温度信号をマイコン１内の主プ
ログラム回路２に入力するものである。

５は燃焼状態の火炎で変化する電流値又は電圧を先端
で検知するフレームロッド等から成る炎検知装置で、燃
焼部（図示せず）の火炎の燃焼状態を検知してフィード
バックし燃焼を制御すると共に、燃焼状態のフレーム電
圧を検知しこれをマイコン１に入力する。

６はマイコン１内の主プログラム回路２からの出力に
よって燃焼部へ予め設定したカロリー巾の大きい燃焼量
を3300、2700、2100、1600、1200、900Kcalの６段階に
制御する燃焼制御回路で、ここでは燃焼ファン（図示せ
ず）による燃焼空気の一部をバイパスさせて燃油面上に
静圧として負荷することで、燃焼空気と比例した燃油が
燃焼部に供給される構造とし、且つ燃焼ファンの回転数
を位相制御るようにしたものである。

又、電磁ポンプ式のものは周波数の増減による燃油の
吐出量と比例して、燃焼ファンの回転数も増減して燃焼
空気を比例させても良い。

７は主プログラム回路２から燃焼制御回路６に６段階
の燃焼量制御信号の出力と同時に炎検知装置５からの信
号入力を受けるマイコン１内に組み込まれた細分化燃焼
制御手段で、カロリー巾の大きい最下段の６段階の燃焼
量を燃焼ファンの回転数で30rpm、燃焼量で30Kcalずつ
順次10段階燃焼（1170、1140、1110、1080、1050、102
0、990、960、930、900Kcal）に細分化燃焼させるよう
に燃焼制御回路６に信号出力するものであり、又この次
段階への信号出力は燃焼切替後炎検知装置５の検知した
フレーム電圧が所定値ここでは4V以上を２秒間継続した
ことを条件に、即ち主プログラム回路２を介して炎検知
装置５の信号を受けて出力するようにしているものであ
る。

８は炎検知装置５により検知されるフレーム電圧が4V
未満或いは２秒間継続しなかった時を異常燃焼状態とし
てとらえ、その信号を主プログラム回路２より受け燃焼
量を１段階前の状態に戻すマイコン１内に組み込まれた
レベル帰還手段で、主プログラム回路２よりの信号を受
けて細分化燃焼制御手段７にホールド信号を出力すると
共に、燃焼制御回路６に記憶しておいた１段階前の燃焼
量とするよう信号出力し、異常燃焼状態を回避するもの
である。

９はレベル帰還手段８による１段階前に燃焼量を戻す
信号出力と同時に信号を受け、計時開始し一定時間Ｔこ
こでは30秒カウントするマイコン１内に組み込まれたタ
イマー手段で、この30秒が経過しなければレベル帰還手
段８よりのホールド信号を解除させず、燃焼が安定させ
ることが出来、そして30秒経過すればこのホールド信号
を解除して細分化燃焼制御手段７による次段階への燃焼
量の細分化制御を行わせるものである。

次にこの一実施例の作動を第２図に示すフローチャー
ト図に従って説明する。

フローチャート図に従って説明する前に偏差値＞−３
℃とは、例えば設定温度が23℃で現在室温が20℃より大
きい事を意味し、又偏差値＞０℃とは、設定温度が23℃
で現在温度が30℃より大きい事を意味し、又偏差値＞＋
0.5℃とは、設定温度が23℃で現在温度が23.5℃より大
きい事を意味し、又偏差値＞＋1.0℃とは設定温度が23
℃で現在温度が24℃より大きく室温の方が高い事を意味
している。

従って、最終的には設定温度より室温が１℃以上高く
なるが、この理由としてサーミスター等の室温検知手段
３は暖房器具本体に取り付けられた局部的な検知であ
り、室温全体の温度分析としてはバラツキがあるため、
そのバラツキを少しでも解消する配慮からである。

先ず温度設定手段４を操作し希望室温を設定した後運
転スイッチ（図示せず）を押圧すれば、周知の燃焼部で
燃焼は開始するものであり、この時の燃焼量は燃焼初期
であるので、暖房する通常の状態では設定温度と室温と
の偏差が大き過ぎ強制的に最大燃焼量であるカロリー巾
の大きい１段階の燃焼量で燃焼が行われるものである。

次に１段階の燃焼量による燃焼をマイコン１が一定時
間計時すれば、現在室温と設定温度との偏差に応じた燃
焼量切替となるものであり、即ち温度設定手段４により
設定された設定温度と室温検知手段３によって検知され
た室温を主プログラム回路２内で演算、比較、増幅し
て、この偏差が−３℃より大きいことで２段階の燃焼量
に切り替えられるものである。

次に室温と設定温度との偏差が０℃より大きいかを見
てこれより大きいときには３段階の燃焼量とし、更に上
記偏差が＋0.5℃より大きいとなれば４段階の燃焼量と
なり、次に偏差が＋1.0℃より大きいことで５段階の燃
焼量に切り替わる。

よって主プログラム回路２は炎検知装置５よりのフレ
ーム電圧信号を受け、この電圧が所定値である4V以上で
２秒間継続した事を条件に細分化燃焼制御手段７に信号
を送り、該細分化燃焼制御手段７ではこの信号を受けて
燃焼制御回路６へ５段階の燃焼量より30Kcal小さい1170
Kcalの第１細分化燃焼量で燃焼するように出力し、燃焼
量を小さく変化させるものであり、順次フレーム電圧4V
以上、２秒間継続を条件として第２、第３、第４、第
５、第６、第７、第８、第９細分化燃焼量と降下して行
くもので、そして第９細分化燃焼量の燃焼でフレーム電
圧が4V以上で２秒間継続すると最終段階で900Kcalの最
低燃焼量である第10細分化燃焼量で燃焼させるものであ
る。一方この燃焼切替の条件が成立せずフレーム電圧が
4V未満或いは２秒間継続しなかった各切替時には、主プ
ログラム回路２が異常と判断しレベル帰還手段８に信号
を送ることで、該レベル帰還手段８は細分化燃焼制御手
段７にホールド信号を送り以後の制御を阻止すると共
に、燃焼制御回路６にも信号を送り１段階前の燃焼量、
例えば今第２細分化燃焼量で燃焼していたとしたら第１
細分化燃焼量による燃焼に一旦戻るようにするものであ
る。

更にこの燃焼制御回路６への信号と同時にレベル帰還
手段８から計時開始信号がタイマー手段９に出力され、
該タイマー手段９は一定時間Ｔである30秒を計時し、そ
して30秒経過後のタイムアップ信号でレベル帰還手段８
よりホールド信号を解除して細分化燃焼制御手段７に細
分化燃焼制御を再開させるものである。

即ち異常燃焼した燃焼量より１段階前の燃焼量に戻り
且つこの燃焼量が安定するまでの一定時間は、次の燃焼
制御を禁止するようにして良好な燃焼を維持するように
したものである。

〈考案の効果〉 要するにこの考案は、燃焼量の切替時その燃焼量の差
が大きいことで特に気になる低燃焼量時には、カロリー
巾の大きい複数段階の燃焼量の最下段燃焼量を更に細か
く複数段階の細分化してその差を小さくして順次切り替
えられることとなり、従来のような温度差が大きいこと
による違和感を防止出来、きめの細かい安定的な燃焼制
御が行え、且つ過度なオーバーシュートも抑制され室温
も安定し、暖房器具としてはより快適な暖房空間を得る
ことが出来るものである。

更に細分化燃焼量の切替時、万一異常燃焼が発生した
場合には、これを炎検知装置が検知すると共に、レベル
帰還手段の作動によって一旦１段階前の燃焼量に戻さ
れ、且つこの状態を一定時間経過して燃焼が安定してか
ら再び次の細分化燃焼制御のトライが再開されるように
しているので、スムーズで的確な燃焼切替が可能であ
り、常に良好な燃焼を維持出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案一実施例を付した燃焼制御装置のブロ
ック図、第２図は同フローチャート図。 １……マイクロコンピュータ、５……炎検知装置、７…
…細分化燃焼制御手段、８……レベル帰還手段、９……
タイマー手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−204066（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−290415（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】現在室温と設定温度との偏差を演算しこれ
   に応じて予め設定したカロリー巾の大きい複数段階に燃
   焼量を制御するマイクロコンピュータ１を備え、更に前
   記マイクロコンピュータ１には前記カロリー巾の大きい
   複数段階の燃焼量が最下段燃焼量になると現在室温と設
   定温度との偏差による偏差信号と燃焼状態を検知する炎
   検装置５が設定したフレーム電圧の入力信号とを条件と
   して前記最下段燃焼量を予め設定したカロリー巾が小さ
   い複数段階の燃焼量に細分化する細分化燃焼制御手段７
   と、該細分化燃焼制御手段７によって切替られた細分化
   燃焼量の燃焼状態のフレーム電圧を炎検知装置５で検知
   し、これが所定値以下の時には燃焼量を１段階前の細分
   化燃焼量に戻すレベル帰還手段８と、該レベル帰還手段
   ８によって切り替えられた燃焼量の燃焼時間を計時し、
   この時間が一定時間以上経過するまでは上記細分化燃焼
   制御手段７による燃焼切替を強制的に阻止するタイマー
   手段９とを備えた事を特徴とする燃焼制御装置。