JP3136039B2

JP3136039B2 - 液体燃料気化式燃焼装置

Info

Publication number: JP3136039B2
Application number: JP05331767A
Authority: JP
Inventors: 昌彦後藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 2001-02-19
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH07190349A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石油ファンヒータ等の
ように、液体燃料を気化して燃焼させる方式の液体燃料
気化式燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、この種の液体燃料気化式燃焼
装置は、装置本体に内蔵の気化器によって気化された灯
油等の液体燃料がバーナによって燃焼され、この燃焼に
よって発生した炎に、送風機の働きにより該装置本体内
に導入された外気が温められ、温風となって吹出口から
外部に吹き出されるように構成されている。また、この
燃焼モードにおいては、吹出口から吹き出される温風の
温度が常時測定され、その温度検出データに基づきバー
ナ及び送風機の出力が制御されるようになっている。

【０００３】図６は燃焼部の一般的構成を示している。
この図において、１は燃料タンク、２は液体燃料気化用
の気化器であって、該燃料タンク１と気化器２の燃料入
部２ａとは送油パイプ３を介して連通接続されており、
燃料タンク１の送油パイプ３との接続部に設けられた電
磁ポンプ４によって燃料タンク１内に収容されている液
体燃料としての灯油ｆが気化器２へ送給される。

【０００４】燃料タンク１の上面には燃料補給用カート
リッジタンク５が着脱自在に装着されており、該カート
リッジタンク５から灯油ｆが補給されることにより、燃
料タンク１内の油面レベルは定油面高さに維持される。
６はバーナであって、該バーナ６は後述する気化器２の
ノズル７３と対向して配設されており、その上面には制
御部出力によってＯＮ／ＯＦＦされる点火ヒータ７及び
バーナ６の炎を検出するフレームセンサ８が設けられて
いる。

【０００５】このような構成の液体燃料気化式燃焼装置
に使用される気化器２は、従来より、シーズヒータやセ
ラミックヒータ等からなる単一の気化ヒータによって、
気化器内に内装される気化素子を250〜400℃の高温に保
ち、該気化素子内に灯油を通過させることにより、該灯
油を蒸発気化させるように構成されている。

【０００６】すなわち、従来の気化器２は図６〜図８に
示すように、本体部９に気化室１０とノズル１１とを設
けるとともに、該本体部９の気化室１０に気化素子１２
を内装する一方、ノズル１１を開閉するニードル１３を
該ノズル１１と同軸に内装したもので、ニードル１３は
気化器２の後方に取り付けられた電磁ソレノイド１４の
駆動によって開閉動作する。

【０００７】また、電磁ソレノイド１３と気化器２のノ
ズル１１を結ぶ管路の途中には、燃料タンク１に連通す
る戻しパイプ１５が接続されており、電磁ソレノイド１
３によってノズル１１を閉止したとき、気化室内の灯油
ｆは該戻しパイプ１５を経由して燃料タンク１に戻され
る。

【０００８】気化素子１２は燃料タンク１から送油パイ
プ３を介して気化室１０内に送給されてきた灯油ｆを通
過させ、その通過中に前述のように蒸発気化させるもの
で、円筒状に成形された多孔質材料の成型品により構成
されている。１６は気化器本体部９に外付けされた気化
用ヒータ１６であって、該気化用ヒータ１６で発生した
熱は本体部９を介して気化素子１２に伝達される。

【０００９】また、気化器本体部９には該本体部９の温
度を検出するサーミスタ１７が設けられており、該サー
ミスタ１７の温度検出信号が制御部に送られることによ
り、気化用ヒータ１６がＯＮ／ＯＦＦ制御される。さら
に、気化器本体部９のバーナ６と対向する側には、該バ
ーナ６上に延び、その輻射熱を伝える伝熱体１８が一体
形成されており、該伝熱体１８によってバーナ６の燃焼
熱を回収して、気化器２を温めるようにしており、これ
によって気化器２に外付けされている気化用ヒータ１６
の消費電力の低減を図っている。

【００１０】上記構成の燃焼装置では、燃料タンク１内
の灯油ｆは電磁ポンプ４によって汲み上げられ、送油パ
イプ３を経て気化器２の燃料流入部２ａから気化室１０
へ送り込まれる。気化器２では気化用ヒータ１６によっ
て高温に加熱されている気化素子１２を灯油ｆが通過す
る間にガス化されると同時に、電磁ソレノイド１４がＯ
ＦＦし、ノズル１１からバーナ６内へ気化ガスが噴出さ
れ、電源に接続された点火ヒータ７によって点火され、
燃焼が開始される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料タンク
１あるいはカートリッジタンク５中に、前年の使用期間
から持ち越して変質した灯油が存在するとき、これを新
しい灯油と交替することなく、そのまま使用することが
往々にして見られる。

【００１２】このような場合、変質灯油中に含まれるタ
ール分が気化器２に内装されている気化素子１２や気化
器本体部９の内壁にタール等が付着すると、その時点
で、気化器２が詰まった状態となって該気化器２の内圧
が上昇し、燃焼不良や燃焼量の低下等の不都合な現象が
発生する。しかしながら、上記従来構成の場合、このよ
うな不都合な現象が生じていても、構造上の問題から、
そのことを検知することは不可能であった。

【００１３】本発明は、上記のような従来の問題点を解
決するためになされたもので、例えば変質灯油を使用し
たこと等によって燃焼不良や燃焼量の低下等の現象が発
生したとき、その現象を検知し得る構成及び、検知デー
タに基づき正常・警告・異常等を判定し得る機能を備え
た液体燃料気化式燃焼装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の液体燃料気化燃焼装置では、液体燃料流入部
と、この液体燃料流入部から導かれた液体燃料を加熱気
化する本体部と、気化燃料を噴出するノズルとを有する
気化器と、前記気化器本体部の温度を検知する第１温度
検知手段と、前記気化器の液体燃料流入部付近の温度を
検知する第２温度検知手段とを具備し、前記第１温度検
知手段により気化器本体部が所定温度に達したことを検
知した時点で、第１温度検知手段と第２温度検知手段と
の検知温度の差に基づきその時点における前記気化器の
状態を判定する制御手段を設けた。

【００１５】ここで前記制御手段は、前記検知温度差
が、特定温度以上のときは正常であると判定して燃焼を
継続すると共に引き続き温度差の判定を行い、特定の温
度範囲内のときは気化器は警告を必要とする状態にある
と判定し警告報知のみを行って燃焼を継続すると共に引
き続き温度差の判定を行い、もう一つの特定温度未満の
ときは気化器は異常状態に立ち至っていると判定し燃焼
を停止するものであるのが好ましい。

【００１６】

【作用】上記構成によると、電磁ポンプによって送油さ
れた灯油等の液体燃料は、気化器の燃料流入部を経て気
化器本体部内に導かれ、加熱気化されることになるが、
この液体燃料の気化可能となったときの本体部の温度と
比較して、その時点での燃料流入部の温度は送給されて
きた液体燃料により冷却されて低下するため、温度差を
生じる。

【００１７】例えば液体燃料として変質灯油を使用する
ような場合、前述のように気化器本体部内にタールが付
着すると、その時点で、気化器が詰まった状態となり、
気化器内圧が上昇し、燃焼量ダウン等の現象が起こる。
このような場合、気化燃料を噴出するノズルが詰まるた
め、燃料流入部から灯油を強制的に押し込んでも入らな
いため、送給される灯油の流量が減少し、これによっ
て、本体部と燃料流入部との温度差が小さくなる。した
がって、第１温度検知手段と第２温度検知手段との検出
温度差の値から、気化器のタール付着等による燃焼不良
や燃焼量の低下の程度を判定することが可能となる。

【００１８】このように気化器の燃料流入部にも温度検
知手段を設けることにより、燃焼中の気化器本体温度と
燃料流入部の温度を比較することができ、また、制御手
段でその温度差に基づく判定を行うようにすれば、使用
者に正常、警告、異常という装置の燃焼状態を報知する
ことが可能となる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１〜図４は本発明の実施例に係る液体燃料
気化式燃焼装置における気化器を示しており、図１は気
化器乃至その周辺構造を、図２は気化器の側面を、図３
はその側面を一部を切り欠いて示す。なお、本実施例装
置の基本的構成は前述の図６に示した一般的な構成の燃
焼装置と共通しているので、構成及び作用が共通する部
分については共通の符号を付し、重複を避けるためにそ
の説明を省略する。

【００２０】本実施例の燃焼装置は大要、液体燃料とし
ての灯油ｆを気化器２で気化した上でノズル１３より噴
出させ、バーナ６により燃焼させるものにおいて、気化
素子１２を内蔵した気化器本体部９の温度を検出するた
めの第１サーミスタ１７に加えて、気化器２の燃料流入
部２ａの温度を検出するための第２サーミスタ１９を設
ける一方、マイクロコンピュータからなる制御部（図示
せず）により、気化用ヒータ１６に加熱された気化器本
体部９の温度が第１サーミスタ１７によりが所定温度に
達したことを検知した時点で、該第１サーミスタ１７と
第２サーミスタ１９との検知温度の差に基づき、その時
点における気化器２の状態、すなわち正常・警告・異常
のいずれであるかを判定するように構成されている。

【００２１】本実施例装置の気化器２は図２及び図３に
示すように、内部に気化室１０が形成され、且つ、ほぼ
水平に配設された有底筒状の本体部９を有し、気化室１
０に多孔質材料を円筒状に成形してなる気化素子１２を
内装するとともに、該気化室１０と連通するノズル１１
をバーナ６に向かって突設してある。また、気化用ヒー
タ１６は気化素子１２の周面と対向するように本体部９
の外面に外付けされている。

【００２２】なお、ノズル１１を開閉するニードル１３
が本体部９に設けられ、該ニードル１３を電磁ソレノイ
ド１４の駆動によって開閉動作するように構成し、且
つ、電磁ソレノイド１３と気化器２のノズル１１を結ぶ
管路の途中に、戻しパイプ１５を接続することにより、
電磁ソレノイド１３によってノズル１１を閉止したと
き、気化室内の灯油ｆが該戻しパイプ１５を経由して燃
料タンク１に戻されるようにした点は従来の気化器と同
様である。

【００２３】前記本体部温度検知用の第１サーミスタ１
７は負特性サーミスタからなり、制御部では該第１サー
ミスタ１７からの温度検知信号に基づいて気化用ヒータ
１６を制御している。また、気化器２の燃料流入部温度
検知用の第２サーミスタ１９も負特性サーミスタからな
り、該第２サーミスタ１９からの温度検知信号に基づい
て電磁ポンプ４から送給される灯油ｆの流量変化が検知
される。

【００２４】このような構成においては、燃料タンク２
内の灯油ｆは、電磁ポンプ４により送油パイプ３を経由
して気化器２の内部に導かれ、気化用ヒータ１６によっ
て200〜300℃の高温に加熱された気化素子１２を通過す
る際に気化される。また、この時点で電磁ソレノイド１
４がＯＦＦし、ノズル１１からバーナ６内へ気化燃料ガ
スが噴出され、さらにバーナ６の上部に設けられた点火
ヒータ７によって該気化燃料ガスに点火されることによ
り、バーナ６の燃焼が継続される。

【００２５】次に、上記構成の制御部の動作内容を図４
のフローチャートを参照しながら説明する。まず、ステ
ップ＃５で運転スイッチ（図示せず）をＯＮすると、ス
テップ＃１０で気化用ヒータ１６がＯＮされるととも
に、ステップ＃１５で電磁ソレノイド１４がＯＮして共
に通電状態となり、これによって気化器２の本体部９及
び気化素子１２が予熱状態となる。

【００２６】ステップ＃２０で第１サーミスタ１７によ
って、気化器本体部９の温度が予熱完了モードになった
ことが検知され、その温度検知信号が送られて来ると、
ステップ＃２５で電磁ポンプ４がＯＮし、さらにステッ
プ＃３０でマイクロコンピュータに内蔵のタイマによる
例えば５秒間の経時動作が完了すると、ステップ＃３５
で電磁ソレノイド１４がＯＦＦする。

【００２７】このとき、気化用ヒータ１６により気化温
度(例えば 280℃)まで昇温した気化素子１２内に、燃料
流入部２ａを通じて灯油ｆが送り込まれ、灯油ｆは前述
のように気化素子１２を通過する間に気化され、ノズル
１１からバーナ６内に噴出される。このとき噴出された
気化燃料ガスは通電状態にある点火ヒータ７によって点
火され、バーナ６の燃焼が開始される。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１は制御部における気化器２の状態、つ
まり正常・警告・異常の各状態の判定基準となる温度値
の一例を示している。同表において、Ｔ₁は第１サーミ
スタ１７によって検出された気化器本体部９の温度、Ｔ
₂は第２サーミスタ１９によって検出された燃料流入部
２ａの温度、Ｔ₃は第１、第２サーミスタ１７、１９の
検出温度値の差値（Ｔ₁−Ｔ₂）の正常値の最低限度、Ｔ
₄は同じく第１、第２サーミスタ１７、１９の検出温度
値の差値（Ｔ₁−Ｔ₂）の異常値の許容限度をそれぞれ示
している。

【００３０】したがって、制御部は第１、第２サーミス
タ１７、１９の検出温度値の差値（Ｔ₁−Ｔ₂）が温度Ｔ
₃℃以上であれば正常、Ｔ₃℃〜Ｔ₄℃の範囲では警告、
Ｔ₄℃以下であれば異常と判定することになる。なお、
この温度Ｔ₁℃〜Ｔ₄℃の値は燃焼量や気化器の形状に応
じて予め設定されており、表１では気化器容量の大小に
よる設定温度値の相違を例に挙げて示している。

【００３１】図４に戻って、ステップ＃４０では燃焼が
開始された後、気化器本体部９の温度が燃焼量に応じて
安定したことを確認する。ステップ＃４５では、第１サ
ーミスタ１７で検知された気化器本体部温度がＴ₁℃に
なると、その温度データを読み込み、次いでステップ＃
５０では、その時点において第２サーミスタ１９で検知
された気化器燃料流入部温度Ｔ₂℃の温度データを読み
込む。

【００３２】そして、ステップ＃５５で第１、第２サー
ミスタ１７、１９の検出温度差（Ｔ₁−Ｔ₂）がＴ₃℃以
上であれば気化器２は正常であると判定して燃焼を継続
し、引き続き温度差（Ｔ₁−Ｔ₂）の判定を行う。

【００３３】また、第１、第２サーミスタ１７、１９の
検出温度差（Ｔ₁−Ｔ₂）がＴ₃℃未満Ｔ₄℃以上であれば
気化器２は警告を必要とする状態にあると判定するが、
この場合はまだ燃焼不良や燃焼量低下等のレベルが異常
状態に至っていないため、警告報知のみ行って燃焼は継
続し、温度差（Ｔ₁−Ｔ₂）の判定を続行する。

【００３４】さらに、第１、第２サーミスタ１７、１９
の検出温度差（Ｔ₁−Ｔ₂）がＴ₄℃未満であれば、ステ
ップ＃６０で気化器２が異常状態に立ち至っていると判
定して速やかに燃焼を停止する。

【００３５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば図５に示すように気化器本体部９の
気化室１０を燃料流入部２ａが上方となるように傾斜し
て配置した型式のもの等、本発明の範囲内で上記実施例
に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によるとき
は、液体燃料を気化する気化器本体部の温度を検知する
第１温度検知手段に加えて、気化器の液体燃料流入部付
近の温度を検知する第２温度検知手段を設けたものとし
たので、気化器本体内部の気化素子等で構成される燃料
気化手段や、本体部内壁にタール等が付着することによ
る燃焼不良や燃焼量ダウン等の現象を検知することがで
きる。

【００３７】すなわち、第１温度検知手段により気化器
本体部が所定温度に達したことを検知した時点で、前記
第１温度検知手段と前記第２温度検知手段との検知温度
の差に基づきその時点における前記気化器の状態を判定
するようにしているので、使用者に燃焼中の気化器の状
態が正常、警告もしくは異常であることを報知すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液体燃料気化式燃焼装置の一実
施例における気化器、バーナ及びその周辺構造を示す一
部切欠側面図。

【図２】気化器を示す正面図。

【図３】その一部切欠側面図。

【図４】制御部の動作内容を示すフローチャート。

【図５】本発明に係る液体燃料気化式燃焼装置の他の
実施例における気化器、バーナ及びその周辺構造を示す
一部切欠側面図。

【図６】一般的な液体燃料気化式燃焼装置の燃焼部の
基本構成を模式的に示す側面図。

【図７】従来例の気化器を示す正面図。

【図８】その一部切欠側面図。

【符号の説明】

１燃料タンク２気化器２ａ燃料流入部３送油パイプ４電磁ポンプ５カートリッジタンク６バーナ７点火ヒータ８フレームセンサ９気化器本体部１０気化室１１ノズル１２気化素子１３ニードル１４電磁ソレノイド１５戻しパイプ１６気化用ヒータ１７第１サーミスタ１８伝熱体１９第２サーミスタｆ液体燃料（灯油）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液体燃料流入部と、この液体燃料流入部
から導かれた液体燃料を加熱気化する本体部と、気化燃
料を噴出するノズルとを有する気化器と、前記気化器本体部の温度を検知する第１温度検知手段
と、前記気化器の液体燃料流入部付近の温度を検知する第２
温度検知手段とを具備する液体燃料気化燃焼装置であっ
て、前記第１温度検知手段により気化器本体部が所定温度に
達したことを検知した時点で、第１温度検知手段と第２
温度検知手段との検知温度の差に基づきその時点におけ
る前記気化器の状態を判定する制御手段が設けられてい
ることを特徴とする液体燃料気化燃焼装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記検知温度差が、特
定温度以上のときは正常であると判定して燃焼を継続す
ると共に引き続き温度差の判定を行い、特定の温度範囲
内のときは気化器は警告を必要とする状態にあると判定
し警告報知のみを行って燃焼を継続すると共に引き続き
温度差の判定を行い、もう一つの特定温度未満のときは
気化器は異常状態に立ち至っていると判定し燃焼を停止
するものである請求項１記載の液体燃料気化燃焼装置。