JP2950040B2 - 燃焼制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃焼制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に燃焼器具、例えば石油ファンヒー
タは図３に示すように外装１、底板２内にタンク３とバ
ーナ部４が設けてある。上記バーナ部４で燃焼した燃焼
ガスＡは送風モータ５に取り付けられたファン６により
室内空気Ｂと共にルーバ７より温風Ｃとなって吹き出
し、室内の暖房に供される。

【０００３】図４はタンク３の要部を示すもので、タン
ク３の給油口８には可動タンク９が嵌設されており、さ
らに油面検出用フロートスイッチ１０、バーナ部４への
送油を行なうポンプ１１が取り付けられている。

【０００４】図５はこの燃焼器具の制御回路例を示し、
交流電源１２には電源スイッチ１３を通してその両端ａ
−ｂ間にマイクロコンピュータ（以下マイコンと呼ぶ）
１４を主体とした制御回路１５、接点１６と前記バーナ
部分で灯油を気化するためのシーズヒータ１７との直列
回路、接点１８と送風モータ５とバーナ部４内の燃焼用
空気を供給するためのバーナモータ１９の直並列回路、
接点２０とポンプ１１及びバーナ部４内で気化された灯
油を着火させるための点火器２１の直並列回路がそれぞ
れ接続してある。また制御回路１５には運転スイッチ１
３ａ、フロートスイッチ１０、室温検出用のサーミスタ
２２などのセンサーのほか、回路の動作状態や操作状態
を表示する発光ダイオード２３のパネル２４が接続され
ている。

【０００５】このような構成において、従来は電源スイ
ッチ１３及び運転スイッチ１３ａを閉じることにより、
制御回路１５はマイコン１４の働きにより各接点１６，
１８，２０を働かせてバーナ部４内にて灯油を燃焼せし
め、図３の如く燃焼ガスＡを発生させる。

【０００６】また図４において、可動タンク９内に油が
残っている間は、油面はＡの高さを保っているいるが、
可動タンク９内の油がなくなり、タンク３内の油面が徐
々に減少してフロートスイッチ１０のフロート２５がＢ
のＯＦＦ点まで下がった時に、その信号がマイコン１４
に入力され、表示パネル２４内の給油ランプ２３ａが点
灯し、一定時間後に燃焼を自動的に停止させる。

【０００７】そして、可動タンク９に灯油を入れ、タン
ク３に給油をおこなうと、タンク３内の油面が徐々に増
加してフロートスイッチ１０のフロート２５がＡのＯＮ
点まで上がった時に、その信号がマイコン１４に入力さ
れ、運転可能状態となる。

【０００８】また前記の如く、フロート２５がＢのＯＦ
Ｆ点まで下がり（以下給油検知と呼ぶ）、給油ランプ２
３ａが点灯してから燃焼を停止させるまでの時間（以下
給油検知時間と呼ぶ）は、最大燃焼時に油面がＢ点から
Ｄ点に達しポンプ１１に灯油が供給されなくなるまでの
時間から、油面の揺れ等を考慮した余裕分を考えたＣ点
までの到達時間をあらかじめ計算し設定されている。

【０００９】ところで近年において石油ファンヒータと
してコンパクトサイズのものの需要が伸びており、前記
タンク３のサイズもますます縮小されてきている。その
ため、給油検知時間も短くせざるを得なくなった。そこ
で、近年のコンパクトサイズのファンヒータの大半は、
給油検知時には強制的に最小の燃焼量に落とし（以下強
制Ｌｏ燃焼と呼ぶ）、あらかじめ設定された時間だけ給
油検知時間として燃焼させるようになっている。

【００１０】また、一般に石油ファンヒータ等の室内開
放型燃焼暖房器具は室内空気を燃焼用空気として用いる
ため、密閉した部屋で長時間燃焼を継続すると酸欠状態
となり、赤火等の異常燃焼を起こし、一酸化炭素が発生
して人命に危害を与えるという事態が発生する。このた
め、この種の燃焼器においては、酸欠を検出すると警報
あるいは燃焼を停止させるような酸欠検出装置を設けら
れている。

【００１１】図６は図３のバーナ部４の要部を示したも
のである。灯油を気化し、空気と最適燃焼になるように
混合された混合ガスをバーナ上部の網目４０から噴出さ
せて、点火電極２１のスパークにより着火し、燃焼炎Ｆ
を形成させる。

【００１２】前記酸欠検出装置としては、この燃焼炎Ｆ
中に設置されたフレームロッドセンサー４１とバーナケ
ース４２との間に電圧を印加させ、燃焼炎Ｆの整流現象
を用いて燃焼炎Ｆを流れる電流値を検出し、その時点の
燃焼量に応じて予め設定された酸欠異常レベルに達した
かどうかを比較する。

【００１３】しかしながら、上記の方法では、Ｈｉ燃焼
時等燃焼量の高い場合にはフレームロッドセンサー４１
の整流現象が良好であり、フレームロッド電流として充
分な出力が得られるが、Ｌｏ燃焼時等燃焼量の低い場合
には、燃焼炎Ｆが小さくなりフレームロッド電流として
充分な出力が得られにくくなる。そのため、酸欠異常レ
ベルに達したかどうかの判断が難しくなり、誤動作を招
く危険があった。

【００１４】そのようなことから、最近の酸欠検出装置
の検出方法としては、Ｌｏ燃焼時等燃焼量の低い場合に
は、タイマーの起動による一定時間毎に、酸欠検出の判
断に支障の無いレベルまで一定時間だけ燃焼量を上げる
ような構成になっている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では給油検知中であると強制Ｌｏ燃焼にしてい
るから一定時間毎に強制的に燃焼量を上げ、これが複回
数重なると給油検知により燃焼が停止するまでにタンク
３内の灯油の残油量が図４におけるＤ点より下がってし
まう。

【００１６】それによりポンプ１１が空打ちし、バーナ
部４から悪臭を放ちながら失火する結果となり、ポンプ
自身の性能にも影響し、使用上危険なことになるという
課題があった。

【００１７】本発明はこのような点に鑑みてなしたもの
で、酸欠検出の安全性を保ちつつ、ポンプの空打ちを防
止して機器の信頼性を高めることを目的としたものであ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の燃焼制御装置は、機器の運転の開始と停止を
指示する運転スイッチと、機器に対して所望の温度を設
定する温度設定スイッチと、室内温度を検出する室温セ
ンサーと、燃料を一定量蓄えるタンクと、タンクからバ
ーナ部へ燃料を供給するポンプ等の燃料供給手段と、前
記バーナ部の燃焼炎の状態を検出するフレームロッドセ
ンサーと、前記タンク内の油面高さを検出する油面セン
サーと、前記各センサーの信号に基づいて燃焼を制御す
る制御部とを備え、前記制御部は温度設定スイッチと室
温センサーからの信号により燃焼量を決定する燃焼量決
定手段と、燃焼量決定手段により決定された燃焼量によ
って燃焼を制御する燃焼制御手段と、油面センサーによ
り油面高さが前記タンク内の所定値以下にあることを検
知する給油検知判別手段と、給油検知してから燃焼時間
を計時する給油検知時間計時手段と、給油検知時間計時
手段で計時された時間があらかじめ設定された一定時間
だけ燃焼継続させた後に燃焼を停止させる給油検知時間
比較手段と、給油検知時間計時手段で計時中は強制的に
Ｌｏ燃焼に切り替える給油燃焼手段と、フレームロッド
センサーにより異常な燃焼状態を検出する燃焼状態検出
手段と、燃焼量決定手段で決定された燃焼量がＬｏ燃焼
であった場合に強制的に燃焼量を予め設定された特定の
燃焼量に切り替える酸欠検出切替手段と、給油燃焼手段
によりＬｏ燃焼に切り替えている時は、前記酸欠検出切
替手段は予め設定された回数以下しか強制的に燃焼量を
予め設定された特定の燃焼量に切り替えないようにする
酸欠検出回数リミット手段とを備えた構成としてある。

【００１９】

【作用】本発明は上記構成によって、給油検知中の強制
Ｌｏ燃焼時には、ポンプが空打ちしない回数であって、
しかも酸欠検出による室内の酸素状態が危険なレベルに
達しない回数しか燃焼量をアップさせなくなる。したが
って酸欠による不安全を引き起こさないで、ポンプの故
障や失火による臭気を抑えることができ、しかも給油検
知してもできるだけ長時間燃焼させることが可能となる
ので、酸欠検出の安全装置を持つ燃焼制御装置の信頼性
と使用性を大幅に向上させることが出来る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。本体構成及び回路構成は従来例と同じである
ため図３〜図６を用い、従来例と同一部分は同一符号を
付記して詳細な説明は省略する。

【００２１】図１は本実施例の制御部分のブロック図で
あり、１は石油ファンヒータの機器本体、５１はこの機
器の操作部、５２は機器の駆動を制御する制御部、４は
燃焼を行なうバーナ部、２２は室内温度を検知する室温
サーミスタである。１３ａは燃焼の開始及び停止を指示
する運転スイッチ、５３は燃焼機器に対して所望の温度
を設定する温度設定スイッチ、３は灯油を蓄えるタン
ク、１０はタンク３内の灯油の残油量を検知するフロー
トスイッチ等の油面センサー、１１はポンプ等燃料をバ
ーナ部４に供給する燃料供給手段である。なお、運転ス
イッチ１３ａがＯＮされ制御部５２に信号が入力される
とあらかじめ設定されたシーケンスにしたがって負荷が
駆動し、バーナ部４で燃焼が開始される。

【００２２】ここで上記制御部５２は次のように構成さ
れている。すなわち、５４は運転スイッチ１３ａの指示
により燃焼開始か停止かを判断する運転判別手段、５５
は油面センサー１１からの指示により給油検知中である
かを判断する給油検知判別手段、５６は前記給油検知判
別手段５５で判別された給油検知中の時間を計時する給
油検知時間計時手段、５７は前記給油検知時間計時手段
５６で計時された時間が予め設定された時間と比較し経
過されたかを判断する給油検知時間比較手段、５８は前
記給油検知判別手段５５で判別された給油検知中には強
制的に燃焼をＬｏ燃焼に設定するために指示をする給油
燃焼手段である。

【００２３】５９は室温サーミスタ２２の情報と温度設
定スイッチ５３の情報を入力し、燃焼量を決定する燃焼
量決定手段、６０は燃焼制御手段で、運転判別手段５４
による運転開始及び停止情報と、燃焼量決定手段５９か
らの決定された燃焼量の情報を入力し、燃料供給手段１
１とバーナ部４の燃焼をコントロールすべく負荷群を制
御する。６１は燃焼量決定手段５９の情報により、燃焼
量が連続でＬｏ燃焼時である時間を計時するＬｏ燃焼計
時手段、６２は酸欠検出切替手段で、前記Ｌｏ燃焼計時
手段６１が予め設定された一定時間を経過すると、燃焼
量決定手段５９にて決定されたＬｏ燃焼を予め設定され
た燃焼量に一定時間だけ変更すべく、時間の計時を行な
うと共に燃焼量決定手段５９に対して信号を送る。

【００２４】６３は酸欠検出回数リミット手段で、前記
給油燃焼手段５８の判断により給油検知中の強制Ｌｏ燃
焼時であれば、前記酸欠検出切替手段６２からの特定燃
焼量の切り替え処理の回数をカウントし、予め設定され
た回数未満であれば前記酸欠検出切替手段６２からの特
定燃焼量の切り替え処理の指示を前記燃焼量決定手段５
９へ送り、予め設定された回数以上であれば前記燃焼量
決定手段５９へ送らないように制限を加える。６４は燃
焼状態検出手段で、前記バーナ部４に設けられたフレー
ムロッドセンサーの検出値と前記燃焼量決定手段５９に
て決定された燃焼量の応じた酸欠検出の異常レベルとを
比較し、異常レベルに達していれば燃焼を停止させるべ
く燃焼制御手段６０に信号を送る。

【００２５】次に上記のように構成した機器の動作を図
２のフローチャートを用いて説明する。機器に電源が投
入され、制御部５２が始動すると、図２のフローチャー
トに示す制御プログラムの手順にしたがって機器制御が
開始される。

【００２６】まず、ステップ８０では運転判別手段５４
で運転スイッチ１３ａのＯＮ信号が入力されているかを
判断し、ＯＮ信号が入力されていればステップ８１に進
み、ＯＦＦ信号が入力されていればステップ１０１に進
む。ステップ８１では給油検知判別手段５５により燃焼
時に油面センサー１０（以後フロートスイッチを使用す
る場合を例とするのでフロートスイッチと呼ぶ。）がＯ
ＦＦされており給油検知されているかを判別し給油検知
されていればステップ８２に進み、給油検知されていな
ければステップ８６に進む。ステップ８２では、給油燃
焼手段５８において給油燃焼時の処理として燃焼量を強
制的にＬｏ燃焼に設定すべく燃焼量決定手段５９に信号
を送る。

【００２７】ステップ８３では給油検知時間計時手段５
６においてすでに給油燃焼計時タイマーが計時中である
かを判別し、計時中であればそのまま計時を継続すべく
ステップ８５に進み、計時中でなければステップ８４に
進み計時をスタートさせる。ステップ８５では前記給油
検知時間比較手段５７にて給油燃焼計時タイマーが予め
設定された時間を経過したかを判断し、経過していれば
燃焼を停止されるべくステップ１０３に進み、経過して
いなければそのまま燃焼を継続させるべくステップ９１
に進む。

【００２８】ステップ８６では室温センサー２２の情報
を入力し、ステップ８７では温度設定スイッチ５３の情
報を入力し、ステップ８８において燃焼量決定手段５９
で燃焼量を決定する。ステップ８９では給油検知状態で
はないので給油燃焼計時タイマーをストップしクリア
し、ステップ９０では給油検知時の酸欠検出カウンタを
クリアする。

【００２９】ステップ９１ではＬｏ燃焼計時手段６１に
て燃焼量決定手段５９からの情報としてＬｏ燃焼中であ
るかを判断し、Ｌｏ燃焼中であればステップ９２に進
み、Ｌｏ燃焼中でなければステップ９８に進む。ステッ
プ９２では同様に前記Ｌｏ燃焼計時手段６１にてＬｏ燃
焼計時タイマーが計時中であるかを判別し、計時中であ
ればステップ９４に進み、計時中でなければステップ９
３に進みＬｏ燃焼計時タイマーを起動させる。

【００３０】ステップ９４では酸欠検出切替手段６２に
て前記Ｌｏ燃焼計時手段６１のＬｏ燃焼計時タイマーが
予め設定された時間を経過したかを判断し、経過してい
れば燃焼を酸欠確認用特定レベルに切り替えるべくステ
ップ９５に進み、経過していなければそのまま燃焼を継
続させるべくステップ９９に進む。

【００３１】ステップ９５では酸欠検出回数リミット手
段６３にて酸欠検出カウンタ値が予め設定されたリミッ
ト値以上であれば給油検知中の強制Ｌｏ燃焼中でありこ
れ以上燃焼量を特定置に上げることができないと判断
し、ステップ９６とステップ９７を飛ばしステップ９９
に進む。

【００３２】ステップ９６では酸欠検出切替手段６２と
酸欠検出回数リミット手段６３にて酸欠検出用の特定レ
ベルの燃焼量に変更する条件を満たしたと判断し、燃焼
量決定手段５９に指示を送る。ステップ９７では前記ス
テップ９６の処理が一回行なわれたとして酸欠検出カウ
ンタを１ステップインクリメントする。

【００３３】ステップ９８では燃焼量がＬｏ燃焼ではな
いのでＬｏ燃焼計時手段６１のＬｏ燃焼計時タイマーを
ストップさせクリアする。

【００３４】ステップ９９では燃焼状態検出手段６４に
てバーナ部４のフレームロッド信号が酸欠レベルに達し
たかを判別する。酸欠レベルに達していれば、燃焼を停
止させるべく燃焼制御手段６０に異常検知信号を出力
し、酸欠レベルに達していなければ、そのまま燃焼を継
続させるべくステップ１００に進む。ステップ１００で
は燃焼動作として、燃焼量決定手段５９で設定された燃
焼量に従って燃焼制御手段６０にて燃料供給手段１１と
バーナ部４の負荷群を予め設定された燃焼シーケンスに
したがって駆動させ、燃焼を行なう。

【００３５】ステップ１０１では給油検知判別手段５５
にて給油検知中であるかを判断し、給油検知中であれば
ステップ１０３に進み、給油検知中でなければ給油検知
状態がクリアされるのでステップ１０２にて給油検知時
間計時手段５６のタイマーをストップしクリアさせる。
ステップ１０３では燃焼を停止させるべく、燃焼制御手
段６０にて燃料供給手段１１とバーナ部４の負荷群を予
め設定された燃焼シーケンスにしたがって停止させ、燃
焼を終了する。ステップ１０４では燃焼停止時であるの
で前記酸欠検出回数リミット手段６３の酸欠検出回数の
カウント値をクリアする。

【００３６】以上のステップ８０からステップ１０４を
順に繰り返して制御を行なうが、この実施例の構成によ
れば、給油検知時の強制Ｌｏ燃焼時の酸欠検出手段とし
て燃焼量のアップを行なう回数に制限を設けることにな
るので、給油検知時の燃焼時間の確保および、ポンプの
空打ちによるポンプの故障や失火による臭気等をなくす
ことができるので、酸欠検出の安全装置を持つ燃焼暖房
器具等の機器の使用性向上が図れる。

【００３７】尚、前記実施例は本発明の一例として示し
たもので、本発明の目的・効果を達成するものであれば
どのような構成のものであってもよく、例えば制御手段
としてはマイコンを使用しているが、マイコンを使用し
ていなくとも、これと同様の制御ができる回路構成のも
のであっても良い。また、Ｌｏ燃焼時の酸欠検出の切り
替え処理の条件を本実施例ではＬｏ燃焼計時手段のタイ
マーによる一定時間毎としているが、これは特定のスイ
ッチまたは３時間消火タイマー解除用のスイッチや設定
温度や時刻変更用のスイッチ等他に役割を持ったスイッ
チを操作した時の信号で酸欠検出の切り替えを行なうよ
うにしてもかまわない。

【００３８】

【発明の効果】以上実施例から明らかなように本発明
は、石油ファンヒータの給油検知後の強制Ｌｏ燃焼時の
酸欠検出手段として燃焼量のアップを行なう回数に制限
を設けることにより、給油検知後の燃焼時間の確保およ
び、ポンプの空打ちによるポンプの故障や失火による臭
気等をなくすことができ、酸欠検出の安全装置を持つ燃
焼暖房器具の使用性向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃焼制御装置を示すブロック図

【図２】Ａ、Ｂは同装置の動作を示すフローチャート

【図３】本発明および従来の燃焼制御装置を用いた機器
の断面図

【図４】同タンク部の拡大断面図

【図５】同制御装置の具体例を示す回路図

【図６】同バーナ部の断面図

【符号の説明】

３ タンク ４ バーナ部 １０ 油面センサー １１ 燃料供給手段（ポンプ） １３ａ 運転スイッチ ２２ 室温センサー ４１ フレームロッドセンサー ５３ 温度設定スイッチ ５４ 運転判別手段 ５５ 給油検知判別手段 ５６ 給油検知時間計時手段 ５７ 給油検知時間比較手段 ５８ 給油燃焼手段 ５９ 燃焼量決定手段 ６０ 燃焼制御手段 ６２ 酸欠検出切替手段 ６３ 酸欠検出回数リミット手段 ６４ 燃焼状態検出手段

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23N 5/12 F23N 5/20 F23N 5/24 108 F23N 5/04 - 5/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機器の運転の開始と停止を指示する運転
   スイッチと、機器に対して所望の温度を設定する温度設
   定スイッチと、室内温度を検出する室温センサーと、燃
   料を一定量蓄えるタンクと、タンクからバーナ部へ燃料
   を供給するポンプ等の燃料供給手段と、前記バーナ部の
   燃焼炎の状態を検出するフレームロッドセンサーと、前
   記タンク内の油面高さを検出する油面センサーと、前記
   各センサーの信号に基づいて燃焼を制御する制御部とを
   備え、前記制御部は温度設定スイッチと室温センサーか
   らの信号により燃焼量を決定する燃焼量決定手段と、燃
   焼量決定手段により決定された燃焼量によって燃焼を制
   御する燃焼制御手段と、油面センサーにより油面高さが
   前記タンク内の所定値以下にあることを検知する給油検
   知判別手段と、給油検知してから燃焼時間を計時する給
   油検知時間計時手段と、給油検知時間計時手段で計時さ
   れた時間があらかじめ設定された一定時間だけ燃焼継続
   させた後に燃焼を停止させる給油検知時間比較手段と、
   給油検知時間計時手段で計時中は強制的にＬｏ燃焼に切
   り替える給油燃焼手段と、フレームロッドセンサーによ
   り異常な燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段と、燃焼
   量決定手段で決定された燃焼量がＬｏ燃焼であった場合
   に強制的に燃焼量を予め設定された特定の燃焼量に切り
   替える酸欠検出切替手段と、給油燃焼手段によりＬｏ燃
   焼に切り替えている時は、前記酸欠検出切替手段は予め
   設定された回数以下しか強制的に燃焼量を予め設定され
   た特定の燃焼量に切り替えないようにする酸欠検出回数
   リミット手段とを備えた燃焼制御装置。