JP3569468B2

JP3569468B2 - 燃焼制御装置

Info

Publication number: JP3569468B2
Application number: JP21959299A
Authority: JP
Inventors: 正紀樋口; 克之増村
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2019-08-03
Also published as: JP2001041444A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷媒加熱式空気調和機等の温風暖房機や給湯機等に用いられる燃焼装置の燃焼制御装置に於いて、燃焼火炎のリフト対策に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種のものに於いては、火炎中に挿入したフレームロッドにより火炎の有無を検出し、火炎がリフトして吹き消え、炎無しを検出すると燃料供給を停止して安全動作を行うものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のものでは、火炎がリフトしてもすぐには吹き消えず不安定な状態で燃焼を継続する場合があり、このような場合にはフレームロッドにより炎有りを検知しているので安全動作は行われず、燃料が供給され続け不安定なリフト燃焼を継続するものであった。
【０００４】
しかも、このようなリフト燃焼は空気密度の関係で燃焼用空気温度が低いときや、燃料を供給する燃料ポンプの個体毎の送油量のバラツキなどによって引き起こされることが多く、比較的長期間または半永久的にリフト燃焼を継続してしまうという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明はこの点に着目し、上記欠点を解決するため、特にその構成を、燃焼用空気を供給するための燃焼モータと、バーナ部で形成される火炎中に挿入されたフレームロッドと、該フレームロッドとバーナ部との間に電圧を印加してフレーム電圧を検出するフレーム電圧検出部と、前記フレーム電圧が所定のリフト検知電圧より低い状態を第一の所定時間継続して検知するとリフト信号を出力するリフト燃焼検知手段と、前記リフト信号を受けた後に作動し前記フレーム電圧が所定の正常検知電圧より高い状態を第二の所定時間継続して検知すると正常復帰信号を出力する正常復帰検知手段と、前記リフト信号を受けると燃焼モータの回転数を所定の比率だけ減少させるよう作動し且つ前記正常復帰信号を受けると燃焼モータの回転数を元に戻す回転数抑制手段とを備えたものである。
【０００６】
また、上記構成に加え、前記第一の所定時間は前記第二の所定時間よりも短くしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
リフト燃焼検出手段１６はフレーム電圧検出部１５の出力を受けて、フレーム電圧と予め設定されたリフト燃焼と見なせる所定のリフト検知電圧とを比較し、フレーム電圧の方が低い状態を第一の所定時間継続して検知すると、これをリフト燃焼と見なしてリフト信号Ａを出力し、このリフト信号Ａを回転数抑制手段１８が受けると、燃焼モータ８の回転数を所定の比率だけ減少させるよう作動し、燃焼用空気量を減少してリフト燃焼の原因である燃焼用空気量の過剰状態を改善する。
【０００８】
また同時に、正常復帰検知手段１７はリフト信号Ａを受けた後に作動し、フレーム電圧とリフト検知電圧より高く正常燃焼時のフレーム電圧である所定の正常検知電圧とを比較し、フレーム電圧の方が高い状態を第二の所定時間継続して検知すると、リフト燃焼が改善されて正常燃焼状態に戻ったと見なして正常復帰信号Ｂを出力し、この正常復帰信号Ｂを回転数抑制手段１８が受けると、燃焼モータ８の回転数を元に戻して正常燃焼を継続させる。
【０００９】
また、リフト燃焼の原因が風等の一時的なものでない場合には、短時間に設定された第一の所定時間でリフト燃焼を早期に検知し、燃焼用空気量を減少してリフト燃焼の改善処置を行い、正常燃焼が第一の所定時間より長く設定された第二の所定時間継続したら燃焼用空気量を元に戻すので、第二の所定時間は正常燃焼することができるため燃料ポンプの送油量のバラツキのような半永久的なリフト燃焼の原因に対してもリフト燃焼を抑制することができる。
【００１０】
【実施例】
次に本発明を図面に示した一実施例で説明する。
【００１１】
１はバーナ部で、灯油を気化する気化筒２と、該気化筒２を灯油の気化可能な温度まで加熱する気化ヒータ３と、気化筒２内にノズル４を介して灯油を供給する燃料ポンプ５と、気化筒２内にベンチュリ６を介して燃焼用空気を供給する燃焼ファン７と、該燃焼ファン７を駆動する燃焼モータ８と、気化筒２内で予混合された予混合ガスを燃焼させるバーナヘッド９と、該バーナヘッド９の下流側で未燃ガスに二次空気を供給して完全燃焼させる二次空気供給部１０と、高電圧で火花を飛ばして予混合ガスに点火を行う点火器１１と、火炎中に挿入され炎の整流作用により炎状態を電圧として検出するためのフレームロッド１２とを備えている。
【００１２】
１３は該バーナ部１の制御装置で、後述する燃焼量指示手段１４と、フレーム電圧検出部１５と、リフト燃焼検知手段１６と、正常復帰検知手段１７と、回転数抑制手段１８と、失火検知手段１９とを備えている。
【００１３】
前記燃焼量指示手段１４は、例えば室温を設定温度との差に基づいて決定された燃焼量で燃焼するように前記燃焼モータ８と燃料ポンプ５に指示するもので、決定された燃焼量に対応する予め定められた回転数を燃焼モータ８に指示し、また、決定された燃焼量に対応する予め定められた送油量を前記燃料ポンプ５に指示するものである。
【００１４】
前記フレーム電圧検出部１５は、前記フレームロッド１２に直流電源電圧を印加してバーナヘッド９に直列に接続された電気抵抗（図示せず）にかかるフレーム電圧を検出して炎の状態の変化を監視するものである。
【００１５】
前記リフト燃焼検知手段１６は、前記フレーム電圧検出部１５の出力を受け、フレーム電圧と予め設定されたリフト燃焼と見なせるフレーム電圧であるリフト検知電圧（ここでは４．６Ｖ）とを比較し、フレーム電圧の方が低い状態を第一の所定時間（ここでは２秒間）継続して検知するとリフト信号Ａを出力するものである。
【００１６】
前記正常復帰検知手段１７は、前記リフト燃焼検知手段１６からのリフト信号Ａを受けた後に作動し、前記フレーム電圧検出部１５の出力を受け、フレーム電圧と正常燃焼時のフレーム電圧である正常検知電圧（ここでは４．８Ｖ）とを比較し、フレーム電圧の方が高い状態を第一の所定時間より長い第二の所定時間（ここでは３０秒間）継続して検知すると正常復帰信号Ｂを出力するものである。
【００１７】
前記回転数抑制手段１８は、前記リフト燃焼検知手段１６からのリフト信号Ａを受けると、燃焼モータ８の回転数を燃焼量指示手段１４から指示された回転数より所定の比率（ここでは６％）だけ低下させるよう作動し、また、前記正常復帰検知手段１７からの正常復帰信号Ｂを受けると、燃焼モータ８の回転数を燃焼量指示手段１４から指示された回転数に戻すものである。
【００１８】
前記失火検知手段１９は、前記リフト燃焼検知手段１６及び正常復帰検知手段１７よりも優先的に作動され、前記フレーム電圧検出部１５の出力を受け、フレーム電圧と前記リフト検知電圧よりも十分に低く失火と見なせる程度の失火検知電圧（ここでは２．０Ｖ）とを比較し、フレーム電圧の方が低い場合に失火信号を出力して、少なくとも燃料ポンプ５の駆動を停止する安全動作を行わせるものである。
【００１９】
次に作動について説明すると、燃焼要求が発生すると、気化ヒータ３に通電し気化筒２を灯油の気化可能な温度に加熱保持する。次に燃焼モータ８を駆動して燃焼用空気を送風開始すると共に点火器１１を駆動開始してから燃料ポンプ５で燃料を供給して着火が行われる。着火完了後は燃焼量に応じて燃焼モータ８と燃料ポンプ５が制御され、正常な火炎が形成されるものである。
【００２０】
ここで、例えば燃焼ファン７の空気取り入れ口に風が吹き込む等して燃焼用空気が燃料に対して過剰になった場合、火炎がリフトしてフレーム電圧検出部で監視しているフレーム電圧がリフト検知電圧より低下し、低下した状態で第一の所定時間継続するとリフト燃焼検知手段１６がリフト信号Ａを出力する。このときフレーム電圧低下が第一の所定時間継続しないとリフト信号Ａを出力しないので、炎の一瞬の揺らぎに対して過剰に反応することがなく制御が安定する。
【００２１】
前記リフト燃焼検知手段１６からリフト信号Ａが出力されると前記回転数抑制手段１８が作動され、燃焼モータ８の回転数を所定の比率だけ低下させて燃焼用空気の過剰状態を改善する。このとき燃焼量が変化しても燃焼モータ８の回転数は所定の比率だけ低下するようにしているので、強から弱まで全ての燃焼量状態において燃焼モータ８の回転数を過剰に低下したり低下不足になることはなく、リフト燃焼に対して適切な空気量を供給することができる。
【００２２】
また、前記リフト信号Ａにより正常復帰検知手段１７も作動され、燃焼用空気量を減少された炎の状態を監視して、フレーム電圧が正常検知電圧以上で第二の所定時間経過したことを検知すると、リフト燃焼から正常燃焼状態に復帰して安定したと判断して正常復帰信号Ｂを出力し、正常復帰信号Ｂを受けた回転数抑制手段１８は燃焼モータ８の回転数を通常に戻す。
【００２３】
また、失火検知手段１９は着火動作完了後からリフト燃焼検知手段１６及び正常復帰検知手段１７よりも優先的に作動しており、回転数抑制手段１８の作動により燃焼用空気量が変更されると燃焼が一時的に不安定化するが、このときに失火しても失火検知手段１９により失火信号が出力され、少なくとも燃料ポンプ５の駆動は停止され安全動作して未燃ガスの放出を抑え安全性を確保できる。
【００２４】
ところで、燃料ポンプ５には個体毎に燃料を吐出する穴径のバラツキや電磁コイルの巻数のバラツキがあり、燃焼量に対応した送油量を確保することは難しい。燃料ポンプ５の送油量が規定量に対してわずかに少ない場合は炎がリフトしてしまうものである。
【００２５】
このとき、リフト燃焼検知手段１６がリフトを検知してリフト信号Ａを出力すると回転数抑制手段１８が作動し、燃焼モータ８の回転数を所定の比率だけ低下して燃焼用空気量を減少してリフトを解消する。リフトが解消されると、燃焼モータ８の回転数は通常に戻るので再びリフトを起こすが、更に再びリフトを検知して回転数抑制手段１８が作動され、燃焼モータ８の回転数を所定の比率だけ低下するものである。
【００２６】
この場合リフト燃焼検知手段１６の第一の所定時間は短時間に設定してリフトを早期に検知できるようにし、また正常復帰検知手段１７の第二の所定時間は比較的長い時間に設定しておけば炎がリフトしている時間が短くなり燃料ポンプ５の個体毎の送油量のバラツキによるリフトを抑えることができる。
【００２７】
また、燃焼用空気温度が低く空気密度が高いときにもリフト燃焼を起こすが、この場合に於いても、リフト燃焼検知手段１６がリフトを検知してリフト信号Ａを出力すると回転数抑制手段１８が作動し、燃焼モータ８の回転数を所定の比率だけ低下して燃焼用空気量を減少してリフトを解消する。リフトが解消されると、燃焼モータ８の回転数は通常に戻るので再びリフトを起こすが、更に再びリフトを検知して回転数抑制手段１８が作動され、燃焼モータ８の回転数を所定の比率だけ低下するものである。
【００２８】
これにより、一時的な燃焼空気量の変化によるリフト燃焼のみならず、燃料ポンプの送油量のバラツキによる半永久的なリフト燃焼継続状態や燃焼用空気がごく低いとき等の比較的長期間にわたる季節的なリフト燃焼継続状態に対してもリフト燃焼を抑制することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、一瞬の炎の揺らぎに対して過剰に反応することなくリフト燃焼をフレームロッドにより検知して燃焼用空気量を所定の比率だけ減少させて、全ての燃焼量に対して適切にリフト燃焼を抑制することができると共に、一時的なリフト燃焼であればリフトが解消された後に燃焼量空気量を元に戻すので燃焼用空気量不足になることなく正常な燃焼状態を保つことができる。
【００３０】
更に、第一の所定時間は短時間に設定してリフトを早期に検知できるようにし、また第二の所定時間は比較的長い時間に設定しておけば炎がリフトしている時間が短くなり、リフト燃焼の原因が風等の一時的なものでなく、燃料ポンプの個体毎のバラツキによる半永久的なものや燃焼空気温度が低いことによる季節的な比較的長期的なものに対してもリフト燃焼を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施例のバーナ部の構成図。
【図２】同一実施例の燃焼制御装置のブロック図。
【図３】同一実施例のフローチャート。
【符号の説明】
８燃焼モータ
１２フレームロッド
１３燃焼制御装置
１５フレーム電圧検出部
１６リフト燃焼検知手段
１７正常復帰検知手段
１８回転数抑制手段

Claims

燃焼用空気を供給するための燃焼モータと、バーナ部で形成される火炎中に挿入されたフレームロッドと、該フレームロッドとバーナ部との間に電圧を印加してフレーム電圧を検出するフレーム電圧検出部と、前記フレーム電圧が所定のリフト検知電圧より低い状態を第一の所定時間継続して検知するとリフト信号を出力するリフト燃焼検知手段と、前記リフト信号を受けた後に作動し前記フレーム電圧が所定の正常検知電圧より高い状態を第二の所定時間継続して検知すると正常復帰信号を出力する正常復帰検知手段と、前記リフト信号を受けると燃焼モータの回転数を所定の比率だけ減少させるよう作動し且つ前記正常復帰信号を受けると燃焼モータの回転数を元に戻す回転数抑制手段とを備えたことを特徴とする燃焼制御装置。
前記第一の所定時間は前記第二の所定時間よりも短いことを特徴とする請求項１記載の燃焼制御装置。