JP3079899B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料を気化噴出して燃焼
させる燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の燃焼装置は、図６に示す
ように、タンク２５にカートリッジタンク２６から燃料
が供給されるとともに、同タンク２５の燃料は電磁ポン
プ２７によって気化器２８に供給され、ここで気化され
てノズル２９より噴出される。そしてこのノズル２９か
ら噴出された燃料は、エジェクタ効果により一次空気を
吸引しながらバーナ部３１に供給され、そこで燃焼され
る。生じた燃焼ガスは、バーナ部３１の周囲を覆うよう
に配設された燃焼筒３２で上方へ導かれ、上記燃焼筒３
２を覆ったダクト３３で送風機３４からの室内空気流と
混合され、温風として排出されて暖房に利用される。そ
して、この燃焼装置は電磁ポンプ２７の駆動周波数や印
加電圧を変えて燃料供給量を調節すると、一次空気量も
それにつれて増減し、燃料と空気の比が一定に保たれた
まま燃焼量を変えることができるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な構成の燃焼装置は、経年的に電磁ポンプ２７の能力が
低下してその吐出流量が極端に減少したり、変質したり
異種油が混合した燃料を燃焼させて、気化器２８のノズ
ル２９にタールが付着して噴出圧損が極端に大きくなっ
たりすると、ノズル２９からの気化ガスの噴出量、すな
わち燃焼量が極端に減少し、気化ガス噴出の流速が遅く
なって逆火したり、また、燃料と空気のバランスが崩れ
たり、燃焼炎が乱れたり、燃焼炎が下がり過ぎて一酸化
炭素や未燃ガスそして臭気を発生するという課題があっ
た。

【０００４】従来この問題を解決するために、バーナ部
３１近傍に配設し燃焼炎中に入れた電極間に電流を流し
その量を測定して燃焼状態を検知するフレームロッド方
式などの燃焼センサーが設けて、上述の燃焼状態の異常
を検知して警告を発したり燃焼を停止させるようになっ
ていた。しかしながらこの場合、局部的な燃焼の乱れ等
によって誤動作したり、また酸欠状態など他の異常燃焼
と混同して判断し誤動作する課題があった。

【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、燃焼
量の経年的な減少を確実に検出して良好な燃焼が維持で
きるようにすることを目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、第１の構成では電磁ポンプによって供給され
てくる燃料を気化しノズルより噴出させる気化器と、こ
の気化ガスを燃焼させるとともに前記気化器をその燃焼
熱で加熱するバーナ部と、前記気化器の温度を検出する
気化器温度検出部と、この気化器温度検出部で検出され
る気化器の温度を第１所定温度以上に保つヒータと、上
記ヒータへの通電を制御するヒータ制御部と、前記電磁
ポンプからの燃料供給量を可変する燃焼量制御部とを備
え、前記気化器は前記バーナ部の燃焼可変幅の下限燃焼
量の燃焼熱による加熱で前記第１所定温度より高い第２
所定温度以上に保持される構成とすると共に、前記燃焼
量制御部はバーナ部の燃焼可変幅の下限燃焼時に前記気
化器温度検出部によって検出した気化器の温度が上記第
２所定温度より低くならないよう電磁ポンプからの燃料
供給量を増やして所定燃焼量以下にならないように制御
する構成としてある。

【０００７】また、第２の構成では電磁ポンプによって
供給されてくる燃料を気化しノズルより噴出させる気化
器と、この気化ガスを燃焼させるバーナ部と、前記気化
器の温度を検出する気化器温度検出部と、この気化器温
度検出部で検出される気化器の温度を第１所定温度以上
に保つヒータと、上記ヒータへの通電を制御するヒータ
制御部と、前記電磁ポンプからの燃料供給量を可変する
燃焼量制御部と、前記バーナ部によって加熱される受熱
部と、この受熱部の温度を検出する受熱部温度検出部と
を備え、前記気化器は前記バーナ部の燃焼可変幅の下限
燃焼量の燃焼熱による加熱で前記第１所定温度より高い
第２所定温度以上に保持される構成とすると共に、前記
燃焼量制御部はバーナ部の燃焼可変幅の下限燃焼時に前
記受熱部温度検出部によって検出した受熱部の温度が第
２所定温度より低くならないよう電磁ポンプからの燃料
供給量を増やして所定燃焼量以下にならないように制御
する構成としてある。

【０００８】さらに、第３の構成では電磁ポンプによっ
て供給されてくる燃料を気化しノズルより噴出させる気
化器と、この気化ガスを燃焼させるとともに前記気化器
をその燃焼熱で加熱するバーナ部と、前記気化器の温度
を検出する気化器温度検出部と、この気化器温度検出部
で検出される気化器の温度を第１所定温度以上に保つヒ
ータと、上記ヒータへの通電を制御するヒータ制御部
と、前記電磁ポンプからの燃料供給量を可変する燃焼量
制御部とを備え、前記気化器は前記バーナ部の燃焼可変
幅の下限燃焼量の燃焼熱による加熱で前記第１所定温度
より高い第２所定温度以上に保持される構成とすると共
に、上記ヒータ制御部はヒータへの通電量が所定値を越
えると燃焼量を増加させる信号を燃焼量制御部に出力す
るように構成し、かつ燃焼量制御部はバーナ部の燃焼可
変幅の下限燃焼時に前記燃焼量増加信号に基づいて電磁
ポンプからの燃料供給量を増やして所定燃焼量以下にな
らないようにし、かつヒータへの通電が生じないように
制御する構成としてある。

【０００９】

【作用】本発明は上記第１の構成によって、経年的に電
磁ポンプの能力が低下して電磁ポンプからの燃料供給量
が極端に減少した場合や、変質したり異種油が混合した
燃料を燃焼させ、気化器のノズルにタールが付着して噴
出圧損が極端に大きくなった場合等には、局部的な燃焼
の乱れ等では生じない燃焼火炎による気化器の加熱減少
が生じて気化器温度が低下し、これを気化器温度検出部
が検出するので、経年変化やタール付着による燃焼量低
下を確実に検出することが出来る。

【００１０】また、第２の構成によれば前記と同様に燃
焼量が減少し受熱部に対するバーナ部からの加熱量が減
少して受熱部温度が低下するのでこれを受熱部温度検出
部が検出して、経年変化やタール付着による燃焼量低下
を確実に検出することが出来る。

【００１１】また、第３の構成によれば前記と同様に燃
焼量が減少すると、バーナ部からの加熱量が減少して気
化器温度が低下するとヒータが予め定められている通電
量よりも多く通電されるようになり、これをヒータ制御
部が検出するので、経年変化やタール付着による燃焼量
低下を確実に検出することが出来る。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例について添付図面に基づ
いて説明する。まず、本発明の燃焼装置を用いた温風暖
房機の全体構成を図５を用いて説明すると、１は本体ケ
ース、２はその本体ケース１の下方側部に配置した液体
燃料を保有するタンク２で、その上部に着脱自在なカー
トリッジタンク３が配設してある。４はタンク２の上面
に配設した電磁ポンプで、送油パイプ５を介して燃焼部
６に燃料を供給するものである。７は燃焼部６からの燃
焼ガスを上方へ導く燃焼筒で、その背部に室内空気流を
取入れ温風として送出する送風機８が配設してある。９
は上記燃焼筒７を覆い上述の燃焼ガスと室内空気流を混
合して温風にするダクトである。１０は本体ケース１の
上部に設けた制御部で、前記燃焼部６の燃焼を制御する
ものである。

【００１３】以下、前記燃焼部６ならびに制御部７の構
成を図１を用いて説明する。まず燃焼部６の構成を説明
すると、１１は円盤状の気化ブロック体で、その中心方
向に向かって前記電磁ポンプ４からの燃料を気化する気
化器１２が一体形成してあり、かつこの気化器１２と気
化ブロック体１１の外周部分に添うごとくヒータ１３を
設けてある。１４は上記気化器１２からの気化ガスを噴
出させるノズルで、気化ブロック体１１の中心部分にく
り抜き形成してある開口部分から後述するバーナ部内に
気化ガスを噴出するようになっている。１５は前記気化
ブロック体１１の外周部に形成したバーナ受座で、前記
ノズル１４からの気化ガスを一次空気と混合するスロー
ト１６と、このスロート１６からの混合ガスをその周壁
に設けた多数の炎孔１７から噴出させて燃焼させるバー
ナ部１８とを装着するようになっており、バーナ部１８
での燃焼火炎によって加熱されその燃焼熱を回収する受
熱部分１９を有している。

【００１４】次に制御部１０の構成を説明すると、２０
は上記気化器１２に埋設したサーミスタで、気化器温度
検出部２０ａに出力を送るようになっている。２１は気
化器温度検出部２０ａからの出力に基づいて前記ヒータ
１３への通電を制御するヒータ制御部で、気化器１２の
温度が予め定めた第１の所定温度以下にならないようヒ
ータ１３への通電を制御している。２２は同気化器温度
検出部２０ａから出力に基づいて電磁ポンプ４の駆動を
制御する燃焼量制御部で、室温状況に応じて電磁ポンプ
４から供給する燃料量を制御すると共に、前記気化器温
度検出部２０ａで検出した気化器温度が前記第１の所定
温度よりも高めに設定してある第２所定温度になるとこ
の第２所定温度以下にならないよう電磁ポンプ４からの
燃料供給量を増やす方向に電磁ポンプ４を制御するよう
になっている。同時にこの燃焼量制御部２２は上記燃料
供給量を増やすように制御しているときにはＬＥＤやブ
ザー等の警告手段２３に出力を送って警告するようにな
っている。

【００１５】上記構成において、次に動作について説明
すると、液体燃料はカートリッジタンク３から一定油面
を保つようにタンク２に供給され、そして電磁ポンプ４
によってタンク２から吸い上げられ送油パイプ５を介し
気化器に送られる。送られた燃料はヒータ１３で所定温
度以上に保たれた気化器１２内で気化し高圧蒸気になっ
てノズル１４より噴出され、その際エジェクタ効果によ
り一次空気を吸引しながらスロート１６内で混合され
て、バーナ部１８に供給され燃焼される。そして生じた
燃焼ガスは、燃焼筒７の上方へ流れてゆき、ダクト９内
で送風機８からの室内空気流と混合され、温風として送
出されて暖房に利用される。

【００１６】一方、気化器１２の温度は気化器温度検出
部２０ａで検出され、ヒータ制御部２１はこの気化器温
度検出部２０ａからの出力に基づいて前記気化器１２の
温度を第１所定温度以下にならないようにヒータ１３へ
の通電を制御している。

【００１７】ここで、上記気化器１２はその受熱部分１
９がバーナ部１８に形成される燃焼火炎によって加熱さ
れ、この燃焼火炎からの熱回収作用によって少なくとも
第２所定温度より高い温度、好ましくは第１所定温度以
上の温度に保持されるので、燃焼可変幅の下限以上の燃
焼をしているときにはヒータ１３へは通電されず、節電
が図られている。

【００１８】すなわち、上記気化器１２はバーナ部１８
の燃焼火炎からの熱を受熱部分１９で受熱して、ヒータ
１３の通電の一部あるいは全部が軽減されるのである
が、その受熱量は、受熱部分１９の高さを高くするなど
高温にさらされる受熱面積を多くすれば増し、また燃焼
量を高くすれば高いほど増える。この受熱量と、燃料が
気化するときに使用される気化潜熱などの気化熱量と、
高温に保たれた気化器自身の冷却・放熱量などの熱の収
支によって、ヒータ１３の通電量は変化し、本構成の実
験によれば図４の如く、燃焼量が所定レベルを越えると
受熱量が勝り、ヒータ１３への通電が不要となる。

【００１９】そこで、燃焼可変幅の下限が上記所定レベ
ルの燃焼量となるように、受熱量を構成的に調整してあ
り、これにより通常はヒータ１３への通電は不要とな
り、かつ気化器１２の温度は少なくとも第２所定温度以
上に保持される。

【００２０】ところが、長期間使用していて電磁ポンプ
４の能力が低下し電磁ポンプ４の吐出流量が減少した
り、変質油や異種油が混合した燃料を燃焼させて気化器
１２やノズル１４にタールが付着し噴出圧損が極端に大
きくなったりすると、ノズル１４からの気化ガス噴出量
が低下して、燃焼量が燃焼可変幅の下限燃焼量よりも減
少してくる。これにより気化器１２は受熱部分から回収
する熱量が低下して温度低下をはじめ、ヒータ通電が開
始される第１所定温度よりは高い第２所定温度まで低下
した時点で、気化器温度検出部２０ａがこれを検出して
第２所定温度以下になった出力を燃焼量制御部２２に送
る。この気化器１２の温度低下は燃焼火炎の一部が悪化
したような場合には起きず、燃焼量が低下した場合だけ
生じる。従って、火炎状況をフレームロッドで監視して
いる場合に比べ確実にタール付着等を検出することがで
きる。

【００２１】一方、上記気化器１２の温度が気化器温度
検出部２０ａによって第２所定温度以下になったことが
検出されると、燃焼量制御部２２はこの気化器温度検出
部２０ａからの出力に基づいて電磁ポンプ４に燃料供給
増加信号を出力し、電磁ポンプ４による燃料供給量、す
なわち燃焼量を増加させて気化器１２への火炎熱の回収
量を回復させ、気化器温度が第２所定温度以下に下がら
ないように電磁ポンプ４を駆動制御する。これと同時に
燃焼量制御部２２は警告手段２３に出力を送ってこれを
動作させ、ＬＥＤ点灯やブザーを鳴らしてタール付着等
の異常状態での使用であることを使用者に知らせる。こ
れにより使用者は異常使用に気ずき、これに対処するこ
とができる。

【００２２】したがって、前述の経年的にノズル１４か
ら噴出する気化ガス量、すなわち燃焼量が減少して、流
速が遅くなって逆火したり、また、燃料と空気のバラン
スが崩れたり、燃焼火炎が乱れたり、燃焼火炎が下がり
過ぎて一酸化炭素や未燃ガスそして臭気の発生などを未
然に防止することができるとともに、使用者は警告によ
って気化器１２やノズル１４に付着したタールを除去す
る等の処置をすることができ、良好な燃焼を維持すると
ともに燃焼装置の寿命を延ばすことができる。

【００２３】図２は他の発明例を示し、先の実施例で述
べた部分と同じ部分は同一番号を付記して説明を省略
し、異なる部分のみ説明すると、この発明ではバーナ部
１８の火炎によって加熱される受熱部２４を別途設ける
とともに、この受熱部２４の温度を検出する受熱部温度
検出部２０ｂからの出力を燃焼量制御部２２に送るよう
に構成してある。

【００２４】従って、この構成によればタール付着等に
よって燃焼量が低下すると、それにともなって受熱部２
４温度が低下し、その温度が第２所定温度以下になると
受熱部温度検出部２０ｂがこれを検出してその出力を燃
焼量制御部２２に送り、燃焼量制御部２２はその出力に
基づいて燃焼量がそれ以上低下しないように電磁ポンプ
４を駆動制御すると共に警告手段２３を駆動する。すな
わち先の実施例と同様の効果が得られる。

【００２５】図３はさらに他の発明例を示し、第１の発
明例で示した気化器温度検出部２０ａが第２所定温度を
検出してヒータ制御部２１にヒータ通電指令を送ったと
きにヒータ制御部２１が燃焼量制御部２２に信号を送
り、燃焼量制御部２２は燃焼量がそれ以上低下しないよ
う電磁ポンプ４を駆動制御すると共に警告手段２３を駆
動するようになっており、先の実施例と同様の効果が得
られる。

【００２６】すなわち、通常はヒータ１３への通電が不
要であるのに、前述の経年的にノズル１４から噴出する
気化ガス量、すなわち燃焼量が減少するとヒータ１３へ
の通電が指示され、その指示信号があると燃焼量制御部
２２はタール付着等によって燃焼量が減少したと判断し
て、燃焼量制御部２２はＬＥＤランプの点滅等の警告手
段２３を作動させた後、気化器１２の温度が規定値より
低くならないように電磁ポンプ４の燃料吐出量を増やす
ようフィードバック制御する。

【００２７】なお上記実施例は、燃焼量制御部２２はヒ
ータ１３への通電によって燃焼量が減少したと判断する
ようにしたが、これはヒータ１３の通電が所定の通電量
を越えると燃焼量の減少したと判断するようにしてもよ
く、また燃焼量が減少したと判断した場合、燃焼量制御
部２２はＬＥＤランプの点滅等の警告手段２３を作動さ
せた後、気化器１２の温度が規定値より低くならないよ
うに電磁ポンプ４をフィードバック制御するようにした
が、これは警告手段２３の作動か、電磁ポンプ４をフィ
ードバック制御するかのどちらか単独のみ行わせるよう
にしてもよく、本発明の目的・効果を達成するものであ
れば実施例の構成に限られることなくどのように構成し
てもよいものである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の燃焼装置に
よれば、いずれの構成であっても局部的な燃焼の乱れに
影響されることなく確実に経年的な電磁ポンプの能力低
下やタール付着が原因の燃焼量低下を検出することがで
きると共に、燃焼量の低下がバーナ部の燃焼可変幅の所
定燃焼量以下には下がらないように制御するので一酸化
炭素や未燃ガスそして臭気を発生させることなしに良好
な燃焼が維持でき、かつ燃焼装置の寿命も長くすること
ができる。

【００２９】また、燃焼量が所定燃焼量以下には下がら
ないように制御しているときには警告手段を駆動するよ
うに構成したものにあっては使用者がタール付着等に気
づいてこれに的確に対処することがてきるようになり、
燃焼装置の寿命をさらに長いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における燃焼装置の構成図

【図２】同燃焼装置の他の発明例を示す構成図

【図３】同燃焼装置の他の発明例を示す構成図

【図４】同燃焼装置の燃焼量と受熱量との関係を示す特
性図

【図５】同燃焼装置を用いた温風暖房機の要部断面図

【図６】従来の燃焼装置の断面図

【符号の説明】

４ 電磁ポンプ １２ 気化器 １４ ノズル １３ ヒータ １８ バーナ部 ２０ａ 気化器温度検出部 ２０ｂ 受熱部温度検出部 ２１ ヒータ制御部 ２２ 燃焼量制御部 ２３ 警告手段 ２４ 受熱部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/02 342

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁ポンプによって供給されてくる燃料を
   気化しノズルより噴出させる気化器と、この気化ガスを
   燃焼させるとともに前記気化器をその燃焼熱で加熱する
   バーナ部と、前記気化器の温度を検出する気化器温度検
   出部と、この気化器温度検出部で検出される気化器の温
   度を第１所定温度以上に保つヒータと、上記ヒータへの
   通電を制御するヒータ制御部と、前記電磁ポンプからの
   燃料供給量を可変する燃焼量制御部とを備え、前記気化
   器は前記バーナ部の燃焼可変幅の下限燃焼量の燃焼熱に
   よる加熱で前記第１所定温度より高い第２所定温度以上
   に保持される構成とすると共に、前記燃焼量制御部はバ
   ーナ部の燃焼可変幅の下限燃焼時に前記気化器温度検出
   部によって検出した気化器の温度が上記第２所定温度よ
   り低くならないよう電磁ポンプからの燃料供給量を増や
   して所定燃焼量以下にならないように制御する構成とし
   た燃焼装置。
2. 【請求項２】電磁ポンプによって供給されてくる燃料を
   気化しノズルより噴出させる気化器と、この気化ガスを
   燃焼させるバーナ部と、前記気化器の温度を検出する気
   化器温度検出部と、この気化器温度検出部で検出される
   気化器の温度を第１所定温度以上に保つヒータと、上記
   ヒータへの通電を制御するヒータ制御部と、前記電磁ポ
   ンプからの燃料供給量を可変する燃焼量制御部と、前記
   バーナ部によって加熱される受熱部と、この受熱部の温
   度を検出する受熱部温度検出部とを備え、前記気化器は
   前記バーナ部の燃焼可変幅の下限燃焼量の燃焼熱による
   加熱で前記第１所定温度より高い第２所定温度以上に保
   持される構成とすると共に、前記燃焼量制御部はバーナ
   部の燃焼可変幅の下限燃焼時に前記受熱部温度検出部に
   よって検出した受熱部の温度が第２所定温度より低くな
   らないよう電磁ポンプからの燃料供給量を増やして所定
   燃焼量以下にならないように制御する構成とした燃焼装
   置。
3. 【請求項３】電磁ポンプによって供給されてくる燃料を
   気化しノズルより噴出させる気化器と、この気化ガスを
   燃焼させるとともに前記気化器をその燃焼熱で加熱する
   バーナ部と、前記気化器の温度を検出する気化器温度検
   出部と、この気化器温度検出部で検出される気化器の温
   度を第１所定温度以上に保つヒータと、上記ヒータへの
   通電を制御するヒータ制御部と、前記電磁ポンプからの
   燃料供給量を可変する燃焼量制御部とを備え、前記気化
   器は前記バーナ部の燃焼可変幅の下限燃焼量の燃焼熱に
   よる加熱で前記第１所定温度より高い第２所定温度以上
   に保持される構成とすると共に、上記ヒータ制御部はヒ
   ータへの通電量が所定値を越えると燃焼量を増加させる
   信号を燃焼量制御部に出力するように構成し、かつ燃焼
   量制御部はバーナ部の燃焼可変幅の下限燃焼時に前記燃
   焼量増加信号に基づいて電磁ポンプからの燃料供給量を
   増やして所定燃焼量以下にならないようにし、かつヒー
   タへの通電が生じないように制御する構成とした燃焼装
   置。
4. 【請求項４】前記燃焼量制御部は、気化器の温度が第２
   所定温度より低くならないよう電磁ポンプからの燃料供
   給量を増やす、或はヒータ制御部からの燃焼量増加信号
   に基づいて電磁ポンプからの燃料供給量を増やす制御を
   行なっているときには警告手段を駆動するように構成し
   た請求項１ないし３のいずれか１項記載の燃焼装置。