JP3473189B2 - 燃焼器具の安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は石油ファンヒータ等の燃
焼器具の安全装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃焼器具、例えば石油ファンヒー
タにおいては、図５に示すように外装１、底板２内にオ
イルタンク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と共にルーバー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】このような燃焼器具のバーナ部４としてブ
ンゼン燃焼方式のものが使用されることが多いが、この
バーナは図６に示すように、運転開始時に気化器の予熱
（ヒータＯＮ）を開始し、気化器が着火に適した温度以
前の所定温度に達するとポンプにより液体燃料を加熱さ
れた気化器に圧送し気化器内でガス化する。

【０００４】そして気化器の温度が着火開始温度に達し
た時点で点火器を動作（点火電極によるスパークや点火
ヒータによる加熱）させ、その数秒後にノズルを塞いで
いるソレノイド弁を開けることにより気化ガスをノズル
よりバーナに噴出させ着火させる構成となっている。

【０００５】

【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、ソレノイド弁が故障してノズルを開いた状
態になった場合には、着火前にポンプにより液体燃料を
加熱された気化器に圧送した時点ですぐに気化ガスがバ
ーナに噴出されることとなる。そして気化器の温度が着
火開始温度に達するまでバーナ内に気化ガスが溜り、点
火器の動作とともに異常な着火を起こす可能性がある。

【０００６】特にソレノイド弁が通電時にノズルを閉じ
るタイプであれば、回路の故障、ソレノイドコイルの断
線などにより開きっぱなしになる可能性があり、またノ
ズルの噴出口がタール等により詰まり、閉じているつも
りが隙間が生じ気化ガスが噴出する場合もありうる。

【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなしたもの
で、ソレノイド弁の故障を検出することにより即座に燃
焼を停止させるようにすることを第１の目的とする。

【０００８】また、着火時の異常がソレノイド弁の故障
によるものか、あるいは回路異常等によるものかを判別
できるようにすることを第２の目的とする。

【０００９】

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため請求項１として、ポンプにより圧送された燃料
を加熱しガス化する気化器と、前記気化器からの気化ガ
スを噴出するノズルの噴出口を開閉するソレノイド弁
と、燃焼開始を指示する燃焼開始手段と、気化器の温度
を検出する気化器温度検出手段と、前記燃焼開始手段か
らの指示により動作を開始し前記気化器か温度検出手段
の検出温度に基づいて予め設定された制御手順に従い負
荷を制御する燃焼制御部と、フレームロッドセンサー等
の炎検知手段により着火を判定する着火判定手段と、前
記燃焼制御部からの信号がプリイグニッション期間であ
る場合に前記着火判定手段から着火検知信号があれば異
常信号を出力し機器を停止させるソレノイド弁異常判定
手段を備え、前記ソレノイド弁異常判定手段の判定結果
に基づきソレノイド弁の故障を特定するように構成して
ある。

【００１１】また請求項２として、燃焼制御部からの信
号が予熱期間である場合に前記着火判定手段から着火検
知信号があれば異常信号を出力し機器を停止させる着火
検知回路異常判定手段を備え、前記着火検知回路異常判
定手段とソレノイド弁異常判定手段により着火検知の異
常とソレノイド弁の故障を区別するように構成してあ
る。

【００１２】

【００１３】

【作用】本発明は上記請求項１の構成によってソレノイ
ド弁の故障を確実に検出することができ、異常な着火を
未然に防ぐことができる。

【００１４】また、請求項２の構成によればソレノイド
弁の故障が、ソレノイド弁故障によるものなのか、ある
いは着火検知回路等の異常によるものなのかを判別する
ことができ、部品交換等を的確に行うことが可能とな
る。

【００１５】

【００１６】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を添付図面に基
づいて説明する。

【００１７】図１において、１０は液体燃料を気化させ
る気化器、１１は前記気化器１０のノズルから気化ガス
を噴出させるかこれを止めるかを切替るソレノイド弁、
１２は液体燃料を蓄えるタンク、１３は前記タンク１２
から液体燃料を気化器１０に圧送するポンプ、１４はバ
ーナ部、１５は前記バーナ部１４に噴出する気化ガスに
放電スパークやヒータ加熱により着火させる点火器、１
６は前記バーナ部１４に形成された火炎の有無や火炎の
状態確認（正常な燃焼が行われているかの確認）を行う
ためのフレームロッドセンサー、１７は前記気化器１０
を加熱するヒータ、１８は送風ファン等の前記記載以外
の燃焼用負荷であり、１９は前記気化器の温度を検出す
るサーミスタ等の気化器センサーである。

【００１８】２０は機器の運転をスイッチ等にて指示さ
れると燃焼開始信号を燃焼制御部２１へ出力する燃焼開
始指示手段、２２は気化器温度検出手段２２で、気化器
センサー１９から入力された情報をもとにプリポンプ開
始温度および着火開始温度に達しているかを判定しその
結果を前記燃焼制御部２１に送信する。燃焼制御部２１
は、前記燃焼開始信号が入力されると燃焼を開始すべ
く、前記気化器温度検出手段２２からの情報をもとに負
荷を動作させる。

【００１９】例えば気化器が全く加熱されていない条件
から開始する場合では、図２にも示すようにまずヒータ
１７をＯＮさせる。つぎにプリポンプ開始温度に達する
とポンプ１３を動作させ、着火開始温度に達すると点火
器１５を動作させる。点火器１５動作所定時間経過後に
ソレノイド弁１１を動作させノズルの噴出口を開き気化
ガスを噴出させる。

【００２０】これによりバーナ部１４にて着火し火炎が
形成されると、着火判定手段２３にてフレームロッドセ
ンサー１６から検出されたフレーム出力電流が着火レベ
ルに達しているかを判定し、達していれば燃焼制御部２
１に指示を送り点火器１５を停止させる。以降は燃焼動
作として所定の燃焼量に設定すべくポンプやその他燃焼
負荷１８を動作させる。

【００２１】また、前記着火開始温度に達し点火器１５
を動作させた時点から所定時間経過しソレノイド弁１１
を動作させるまでの期間（以後これをプリイグニッショ
ン期間と呼ぶ）、燃焼制御部２１からソレノイド弁異常
判定手段２５に故障判定指示を送る。

【００２２】ソレノイド弁異常判定手段２５はこの指示
を受けて着火判定手段２３からの情報を入力し着火レベ
ルに達しているかを判定する。達していなければ正常で
あると判断し、燃焼制御部２１に正常信号を送信する。
着火レベルに達していればノズルが閉まっているにもか
かわらず点火器１５がＯＮしただけで着火するというこ
とは、ソレノイド弁１１の故障またはノズルになんらか
の原因で隙間が生じ気化ガスが噴出していると判断で
き、すぐにポンプ１３等の負荷を停止させるべく異常信
号を送信する。

【００２３】プリイグニッション期間としては、異常に
よる気化ガスの噴出からソレノイド弁が実際に動作すべ
き時点までに点火器により着火しそれをフレームロッド
センサーにて検出できる時間であることが必要である。

【００２４】したがって点火器の動作時の騒音やスパー
クによる電気的なノイズによる制御回路の誤動作等の心
配がない場合（点火ヒータである場合等）であれば、前
記プリポンプ開始温度と着火開始温度は同一温度つまり
ポンプ動作と点火器動作が同じタイミングにて動作が開
始されるような構成をとっていてもかまわない。このよ
うにすれば、気化ガスがバーナ部１４に充満する前に着
火するのでより早く故障を検出できる。

【００２５】また、前記処理内容ではプリイグニッショ
ン期間での着火状態を監視しているが、もともとフレー
ムロッドセンサー１６や着火判定手段２３の回路が故障
している場合には、ソレノイド弁１１や気化器１７のノ
ズル部分に故障がなくても、ソレノイド弁異常判定手段
２５にて異常と判定してしまい、気化器やソレノイド弁
が故障であると誤判断してしまうこととなる。

【００２６】これを回避するために、着火検知回路異常
判定手段２４が設けてある。着火検知回路異常判定手段
２４としては、前記プリイグニッション期間が始まる前
に燃焼制御部２１から回路判定指示を受け、着火判定手
段２３からの情報を入力し着火レベルに達しているかを
判定する。達していなければ正常であると判断し、燃焼
制御部２１に正常信号を送信する。着火レベルに達して
いればフレームロッドセンサー１６や着火判定手段２３
の回路が故障していると判断でき、すぐにポンプ１３等
の負荷を停止させるべく異常信号を送信する。

【００２７】このようにすれば、故障原因も明確にでき
不的確な部品交換等を招くこともなくなる。

【００２８】次に前記第１の実施例の動作を図２のグラ
フを用いて説明する。上部は主要な負荷のタイムチャー
ト、下部はタイムチャートのタイミングに従ったフレー
ムセンサーによるフレーム電流の入力値を縦軸に示し、
横軸は時間を示している。

【００２９】線イは、ソレノイド弁が動作しノズルが開
いた時点から入力値が上昇し数秒後着火検知しているの
で正常である。

【００３０】線ロは、プリイグニッション期間にて入力
値が上昇し数秒後着火検知しているので、ソレノイド弁
を動作させていないはずであるにもかかわらずノズルが
開いた状態となっており、ソレノイド弁異常判定手段２
５にて異常判定（ａ点）される。

【００３１】線ハは、燃焼開始時にはすでに入力値が上
昇ており着火検知しているので、ポンプや点火器、ソレ
ノイド弁も動作させていないはずであるにもかかわらず
着火検知しているということであり、着火検知回路異常
判定手段２４にて異常判定（ｂ点）される。

【００３２】以上のように本発明の第１の実施例の構成
によれば、着火時にソレノイド弁の故障やノズルの破損
等によりノズルが開いていた場合には、プリイグニッシ
ョン期間にてその故障を判別することができる。

【００３３】また、フレームロッドセンサーやその関連
回路が故障していた場合には、これをソレノイド弁やノ
ズル故障と区別して知ることができ、使用者が修理のポ
イントを絞ることが可能になる。

【００３４】次に他の方法でソレノイド弁１１の故障を
確認する場合について参考例として、図３に基づいて説
明する。尚、第１の実施例と同一部分は同一番号を付記
して詳細な説明は省略する。前記第１の実施例では、ソ
レノイド弁１１やノズル部分の故障を判別するために、
必ず着火させなくてならないため、この参考例では、こ
れを改善したものである。

【００３５】３０は燃焼中に機器の運転をスイッチ等に
て指示されると燃焼制御部２１に燃焼停止信号を出力す
る燃焼停止指示手段である。燃焼制御部２１は、前記燃
焼停止信号が入力されると燃焼を停止すべく、ポンプ１
３、ヒータ１７等を停止させるとともに、ソレノイド弁
１１を動作させ気化器１０のノズルをふさぐ。ところが
ソレノイド弁１１やノズルの故障によりノズルが完全に
塞げない場合には、ポンプ１３は停止しているものの気
化器１０内の残っている燃料が気化ガスとなってしばら
くは出続けることとなる。これを以下の手段にて検出す
ることにより、次回の燃焼開始を抑制することができ
る。

【００３６】すなわち３１はタイマー手段で、燃焼制御
部２１にて停止動作を実施しソレノイド弁に閉める方向
の動作指示を行った時点でタイマー起動指示を受け、所
定時間（以後これを消火遅延時間と呼ぶ）計時する。そ
して所定時間経過後にソレノイド弁異常判定手段３２に
故障判定指示を送る。ソレノイド弁異常判定手段３２は
上記タイマー手段３１からの指示を受けて炎判定手段３
３からの情報を入力し炎の有無を確認する。炎の存在が
確認されなければ正常であると判断し、燃焼制御部２１
に正常信号を送信する。炎の存在が確認されればノズル
が閉まっているにもかかわらず、燃焼が終了しないとい
うことは、ソレノイド弁１１の故障またはノズルになん
らかの原因で隙間が生じ気化ガスが噴出していると判断
でき、異常信号を送信する。

【００３７】消火遅延時間としては、正常消火時にフレ
ームロッドセンサーからの入力信号が確実に消火してい
る時間以上であり、かつノズルが開いたままである場合
での残留気化ガスで燃焼し続けることができる最短時間
以下であることとなる。

【００３８】燃焼制御部２１では、前記異常信号を入力
した時点で、次の燃焼指示があってもこれを受け付け
ず、表示や警報等にて使用者に知らせる。

【００３９】次に前記参考例の動作を図４のグラフを用
いて説明する。上部は主要な負荷のタイムチャート、下
部はタイムチャートのタイミングに従ったフレームセン
サーによるフレーム電流の入力値を縦軸に示し、横軸は
時間を示している。

【００４０】線ニは、ソレノイド弁が動作しノズルが閉
じた時点から入力値が下降し消火遅延時間後炎確認レベ
ル以下（ａ点）となっているので正常である。

【００４１】線ホは、ソレノイド弁が動作しノズルが閉
じた時点から入力値が徐々に下降しているものの消火遅
延時間後でも炎確認レベル以上（ｂ点）となっているの
で、ソレノイド弁異常判定手段３２にて異常判定され
る。

【００４２】この参考例の構成によれば、機器の消火時
にソレノイド弁１１により気化器１０のノズルを閉める
べきところが何らかの原因によりノズルから気化ガスが
噴出していることを、炎の有無を確認することにより検
出でき、ソレノイド弁１１の故障またはノズルの詰まり
等の異常が消火時に発見できる。

【００４３】上記のような故障は、機器未使用時よりも
当然使用中でしかも燃焼中に発生することの方が多いの
で、消火時に検出することで、異常な着火等を防止する
ことができる。

【００４４】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、制御部としては
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
もよい。

【００４５】また、炎の検出および着火検知手段として
フレームロッドセンサー１６を使用しているが、これと
同じ目的を実現するものであればどのようなものでもよ
く、たとえば光センサーや酸素センサー、温度センサー
等を使用してもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の燃焼器具の
安全装置は、ソレノイド弁の故障を検出することがで
き、異常な着火等を防止することができる。

【００４７】また、ソレノイド弁の故障が、ソレノイド
弁故障によるものなのか、あるいは着火検知回路等の異
常なのかを判別することができ、部品交換等を的確に行
うことが可能となる。

【００４８】さらに消火時にソレノイド弁の故障を検出
することができ、ソレノイド弁故障のまま着火動作を行
うことを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における燃焼器具の安全
装置を示すブロック図

【図２】同装置の動作を説明するグラフ

【図３】本発明の参考例における燃焼器具の安全装置を
示すブロック図

【図４】同装置の動作を説明するグラフ

【図５】本発明及び従来の燃焼器具を示す断面図

【図６】従来の安全装置の動作を説明するグラフ

【符号の説明】

１０ 気化器 １１ ソレノイド弁 １３ ポンプ １４ バーナ部 １５ 点火器 １６ フレームロッドセンサー ２０ 運転開始指示手段 ２１ 燃焼制御部 ２２ 気化器温度検出手段 ２３ 着火判定手段 ２４ 着火検知回路異常判定手段 ２５ ソレノイド弁異常判定手段 ３０ 運転停止指示手段 ３１ タイマー手段 ３２ ソレノイド弁異常判定手段 ３３ 炎判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽根田 忠典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−9515（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−174821（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−53659（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−32261（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/24 101

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプにより圧送された燃料を加熱しガ
   ス化する気化器と、前記気化器からの気化ガスを噴出す
   るノズルの噴出口を開閉するソレノイド弁と、燃焼開始
   を指示する燃焼開始手段と、気化器の温度を検出する気
   化器温度検出手段と、前記燃焼開始手段からの指示によ
   り動作を開始し前記気化器か温度検出手段の検出温度に
   基づいて予め設定された制御手順に従い負荷を制御する
   燃焼制御部と、フレームロッドセンサー等の炎検知手段
   により着火を判定する着火判定手段と、前記燃焼制御部
   からの信号がプリイグニッション期間である場合に前記
   着火判定手段から着火検知信号があれば異常信号を出力
   し機器を停止させるソレノイド弁異常判定手段を備え、
   前記ソレノイド弁異常判定手段の判定結果に基づきソレ
   ノイド弁の故障を特定するようにした燃焼器具の安全装
   置。
2. 【請求項２】 燃焼制御部からの信号が予熱期間である
   場合に前記着火判定手段から着火検知信号があれば異常
   信号を出力し機器を停止させる着火検知回路異常判定手
   段を備え、前記着火検知回路異常判定手段とソレノイド
   弁異常判定手段により着火検知の異常とソレノイド弁の
   故障を区別するようにした請求項１記載の燃焼器具の安
   全装置。