JP3689805B2

JP3689805B2 - 石油暖房機器

Info

Publication number: JP3689805B2
Application number: JP11161299A
Authority: JP
Inventors: 弘西田; 守守川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2019-04-20
Also published as: JP2000304274A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体燃料を気化し、燃焼させる石油暖房機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石油暖房機器の開放形石油ファンヒータは、図６、図７及び図８に示すような構成になっている。図７は、開放形石油ファンヒータにおける液体燃料燃焼装置部分の概略図である。給油タンク１２の液体燃料は油受け皿６に溜まり、該油受け皿６に取り付けられた電磁ポンプ２で吸い上げられて気化器７に送り込まれる。この気化器７には図示していないがヒータが取り付けられており、このヒータにより気化器７は高温に加熱された状態になっている。従って、この気化器７に送り込まれた液体燃料はガス化し燃料ガスとなって、ノズル８からバーナ１３の内部に向けて噴出される。バーナ１３の内部では、混合管１５の径小部でエジェクター効果により１次空気を吸引し、１次空気と混合した燃料ガスとなって混合管１５と一体になったバーナ炎口１４に送られ、ここで燃焼する。
【０００３】
図６は開放形石油ファンヒータ本体の概略構成を示す側断面図である。上記のようにしてバーナ１３のバーナ炎口１４で燃焼した高温の燃焼済みの排気は機器本体１に取り付けられた対流用送風機９の送風によるドラフト効果で燃焼室３上部の開口部から燃焼室３の外部に排気され、対流用送風機９によって取り込まれた室内空気と混合された後、温風吹出口より温風として室内に送出される。４はバーナボックスである。
【０００４】
図８は、気化器と、この気化器のノズルの開閉を制御するソレノイドの概略断面図である。液体燃料を気化する気化器７にはソレノイド１０が装着されており、このソレノイド１０によって摺動する可動片１８は、ノズル８の開口を開閉するニードル１６とニードル継手１７を介して連結しており、上記可動片１８とソレノイド１０の吸着片１９間には、ソレノイド１０への非通電時に上記ニードル１６によってノズル８の開口を閉塞するように可動片１８を付勢するスプリング２０が設けられている。
【０００５】
従って、ソレノイド１０に通電すると可動片１８はスプリング２０による押圧力に抗して摺動し、ニードル１６を右方に摺動させてノズル８の開口を開成し、燃料ガスの噴出を可能な状態にする。この場合、ソレノイド１０への起動時における可動片１８の吸着力は６０Ｎ程度の吸引力が必要になるが、一旦吸着した後の吸着状態を保持する状態では２０Ｎ程度の保持力を発生させる電圧を印加するだけでよいので、上記ソレノイド１０には、起動時における短時間だけ高圧の起動電圧を印加できる短時間定格の仕様品を使用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の石油暖房機器は、運転中に瞬時停電が発生すると、ソレノイドを制御する側のマイコン回路は動作を保持しているにもかかわらず、ソレノイドがＯＦＦ状態になり、ノズルの噴出口はスプリングの作用により閉成された状態になる。瞬時停電が終了後通電が開始されてもソレノイドには、上記保持力を発生させるための低圧の電圧しか印加されず、可動片を吸着させるに必要な起動時の高い電圧は印加されない。そのため、可動片を吸着片に吸着させることができずノズルの噴出口はニードルによって閉成されたままの状態になる。従って、気化した燃料ガスはノズルの噴出口よりバーナ内に噴出されず失火状態になる。
【０００７】
これらの解決策として、ソレノイドの両端子間に容量が極端に大きいコンデンサを接続することも考えられるが、コンデンサを設置するためのスペースが必要になり、コスト面でも不利になるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑み、瞬時停電が発生したとき復帰時の燃焼を円滑に行わせるようにした石油暖房機器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の石油暖房機器は、液体燃料を気化させるための気化器と、該気化器のノズルを開閉するニードルと、該ニードルで上記ノズルの噴出口を閉成するように上記ニードルを上記ノズルに押圧する弾性体と、上記ニードルを可動し上記ノズルの開閉を制御するソレノイドを設け、該ソレノイドに、起動時には、上記ニードルを上記弾性体による付勢力に逆って可動させる第１の電圧を印加し、定常動作時には、上記ニードルを弾性体の付勢力に逆ってノズルの噴出口を開成状態に保持する上記第１の電圧より低い第２の電圧を印加する制御手段を有する石油暖房機器において、更に、コンデンサを備え、上記制御手段は、電圧を監視し、電圧が途絶えたことを検知する瞬時停電検知手段にて瞬時停電を検知するとともに、瞬時停電後の復帰前に、上記コンデンサに充電された電力により、上記ソレノイドに上記第１の電圧を印加するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
（作用）
従って、瞬時停電が発生するとソレノイドへの電圧の印加は遮断されるため、ノズルの噴出口は弾性体の不勢力によるニードルの可動で閉成し、燃焼動作を停止させるが、マイコン等で制御される制御回路はコンデンサに充電された電力により動作を継続する。瞬時停電発生時には瞬時停電後の復帰前にも制御回路によってソレノイドに第１の電圧を印加するように制御することができる。これにより、瞬時停電が復帰するとソレノイドには起動時と同じ第１の電圧（起動電圧）が印加される。従って、ニードルを弾性体の付勢力に逆らって可動でき、ノズルの噴出口を開成して燃焼を再開することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面とともに説明する。本発明に係る石油暖房機器の外観上の構成は、従来の技術の項で説明した図６、図７、図８と実質的に同じであるので説明を省略する。図１は石油暖房機器のノズルの開閉を制御する制御回路のブロック図であり、この制御回路はマイクロコンピュータ２２と図７及び図８に示すソレノイド１０への印加電圧の切り換えを行う印加電圧切換回路３２で構成される。そして、上記マイクロコンピュータ２２は電源の瞬時停電を検出する瞬時停電検出回路２７と、５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚの電源周波数を検知する電源周波数検出回路２８と、上記瞬時停電検出回路２７と電源周波数検出回路２８の検出出力に基づき電源電圧の波形と周波数の有無を検知する波形検知回路２９と、波形検知回路２９の検知出力に基づき電源電圧の波形の有無を判定する波形判定回路３０と、該波形判定回路３０の出力に基づき、上記ソレノイド１０への電圧の印加を制御する制御部３１で構成される。
【００１５】
図２は本発明の石油暖房機器に用いる制御回路の実施形態を示す回路図である。この回路図において、３５は商用交流電源であり、該商用電源に接続した電源トランス３４の１次側には、上記ソレノイド１０と、該ソレノイド１０に上記マイクロコンピュータ２２の出力で起動用の高電圧（例えば１００Ｖ）と保持用の低電圧（例えば２０Ｖ）を選択的に印加する印加電圧切換回路３２を設ける。また上記電源トランス３４の２次側には整流回路３６と電源クロック回路３７を設け、該電源クロック回路３７より導出する波形整形した矩形波より成る５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの電源クロック信号Ｖ₃₇をマイクロコンピュータ２２に入力する。マイクロコンピュータ２２は入力された電源クロック信号Ｖ₃₇より瞬時停電か否かを検出する。そして、瞬時停電の場合は、印加電圧切換回路３２がソレノイド１０に起動時の高電圧と同じ高い電圧を供給してニードル１６を引き込み、ノズル８の噴出口を開成して燃料ガスの噴出を開始し、バーナ炎口１４での点火をフレームセンサー１１で検出してソレノイド１０への供給電圧を保持用の低い電圧に切り換え、元の定常状態に戻る。
【００１６】
瞬時停電がなく定常状態で動作中はマイクロコンピュータ２２はソレノイド１０に保持用の低い電圧を供給するように印加電圧切換回路３２を制御して、ノズル８を開成状態に保ち、燃焼を継続させる。
【００１７】
次に、図１及び図２に示す制御回路を用いた石油暖房機器の燃焼動作を更に詳しく説明する。石油暖房機器の気化器７はヒータ（図示せず）によって高温に加熱されており、送り込まれた液体燃料をガス化する。ここでガス化された燃料ガスは、ノズル８からバーナ１３の内部に向けて噴出され、バーナ１３の内部の混合管１５の径小部でエジェクター効果により１次空気を吸引しながら混合管１５内に噴出され、ここで混合される。バーナ炎口１４の上に設けられているセラミック製の点火ヒータ（図示せず）がマイクロコンピュータ２２からの指令により赤熱し、バーナ炎口１４から噴出される燃焼ガスに着火し燃焼する。燃焼した燃焼炎をフレームセンサー１１で炎を検知して、燃焼状態を常時確認する。
【００１８】
図１に示す制御回路において３２はマイクロコンピュータ２２の制御でソレノイド１０へ印加する電圧を切り換える印加電圧切換回路であり、ソレノイド１０をＯＮ／ＯＦＦさせて、ソレノイド１０に接続されたニードル１６と連結しているニードル継手１７を駆動し、気化したガスをバーナ１３側あるいは油受け皿６側に切り換える。
【００１９】
次にまず通常の使用状態の場合における動作を説明する。ソレノイド１０がＯＦＦになると、可動片１８は、開放状態になり可動片１８にニードル継手１７で連結しているニードル１６がスプリング２０によってノズル８を塞ぐ。従って、気化した燃料ガスはバーナ１３側に噴出することができず、戻りパイプ２１を経て油受け皿６に戻される。また、ソレノイド１０に起動時の高い電圧が印加されるとソレノイド１０がＯＮになり、可動片１８が吸着状態になって該可動片１８にニードル継手１７で連結しているニードル１６が引かれノズル８が開成される。従って、気化した燃料ガスは、ノズル８の噴出口からバーナ１３側に噴出され燃焼する。
【００２０】
この場合、マイクロコンピュータ２２の出力端子は『Ｈｉｇｈ』になり、ドライバー２３の出力が『Ｌｏｗ』になって、リレーＲＹ１（２４）、ＲＹ２（２５）がともにＯＮになるのでソレノイド１０にＡＣ１００Ｖの全波整流電圧が印加され、吸着片１９が可動片１８を吸引する。
【００２１】
また、ソレノイド１０をＯＮ状態にするとき、吸着片１９が可動片１８を吸引するが、気化器７のノズル８部にタールなどが付着していると、通常以上の６０Ｎ程度の吸引力を発生させる電圧の印加が必要になる。このような事態に対応できるようにするため、本発明では図１の制御回路に示すように、リレー２４、２５をＯＮ状態にすると、ソレノイド１０には６０Ｎ程度の吸引力を発生させるに必要な電圧ＡＣ１００Ｖの全波整流電圧が印加される。そして、吸引力後約１秒程度が経過し、吸着片１９による可動片１８の吸引が安定すると、ソレノイド１０による吸引は２０Ｎ程度の保持力で十分になる。従って、この状態では、制御回路によりリレー２５をＯＦＦ状態に、またリレー２４をＯＮ状態にし、ソレノイド１０は２０Ｎ程度の保持力を発生させる低い電圧ＡＣ２０Ｖの全波整流電圧が印加される。このようにソレノイド１０には、ＯＦＦからＯＮに変化する起動時にのみ短時間の高い電圧が印加され、吸引が定常状態になると、保持力を発生させるための低い印加電圧でよいので、ソレノイド１０は短時間定格のコイル仕様のものを使用することができる。
【００２２】
次に使用中に、瞬時停電が発生したときの動作を説明する。まず使用中の交流電圧は図２に示すように、電源クロック回路３７に供給される。そして、ここで電源トランス３４の２次側の交流波形をダイオード３３で半波整流し、トランジスタ２６で波形整形した図３に示すような周波数５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚの矩形波より成る電源クロック信号Ｖ₃₇を導出する。この電源クロック信号Ｖ₃₇は、マイクロコンピュータ２２に入力し、電源周波数検出回路２８で電源周波数の検出を行い、更に波形検知回路２９で電源周波数の確認を行う。
【００２３】
瞬時停電が発生すると、図４に示すように矩形波より成る電源クロック信号Ｖ₃₇はその間途絶えて、図１に示すマイクロコンピュータ２２の瞬時停電検出回路２７がこれを検知する。瞬時停電が解除されると、波形判定回路３０がこれを検出して、制御部３１へ出力し、該制御部３１より、印加電圧切換回路３２に対して、ソレノイド１０に６０Ｎ程度の吸引力を発生させるために必要な電圧ＡＣ１００Ｖの全波整流電圧を印加する指令が出される。その結果、図２に示すマイクロコンピュータ２２の出力端子を『Ｈｉｇｈ』にし、ドライバー２３の出力を『Ｌｏｗ』にしてリレー２４、２５をＯＮ状態にする。上記両リレー２４、２５がＯＮになると、図１及び図２に示す印加電圧切換回路３２はソレノイド１０に６０Ｎ程度の吸引力を発生させるに必要な電圧ＡＣ１００Ｖの全波整流電圧を印加し、吸着片１９が可動片１８を吸引してノズル８が開成し、燃料ガスの燃焼を再開する。従って、図５に示す従来例のように瞬時停電後再通電されても、ソレノイド１０には、２０Ｎ程度の保持力を発生させる電圧しか印加されないため、気化器７のノズル８を開成できず、失火状態になるという問題は回避され、再操作することなしに、一旦閉成したノズルを再度開成して正常な燃焼を継続させることができる。
【００２４】
また、瞬時停電時にソレノイド１０にＡＣ１００Ｖの全波整流電圧を印加した後、約１秒程度経過するとノズル８は再度開成した後安定した開成状態になるのでマイクロコンピュータ２２の制御部３１より印加電圧切換回路３２にリレー２４をＯＮにしリレー２５をＯＦＦにする信号を供給する。その結果ソレノイド１０に２０Ｎ程度の保持力を発生させる電圧ＡＣ２０Ｖの全波整流電圧が印加され、吸着弁１９が可動片１８を吸着した保持状態になり、ノズル８は開成状態を保持する。
【００２５】
また、瞬時停電が発生したときでもマイクロコンピュータ２２はコンデンサに充電された電力により動作を継続している。このことを利用すると、瞬時停電が発生したときに復帰前であっても制御部３１より印加電圧切換回路３２に対して、ソレノイド１０に６０Ｎ程度の吸引力を発生させるために必要な電圧ＡＣ１００Ｖの全波整流電圧を印加する指令が出されるようになっていてもよい。その結果、瞬時停電後再通電されたときに、再操作することなしに、一旦閉成したノズルを再度開成して正常な燃焼を継続させることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明では、瞬時停電が発生しても制御回路はコンデンサに充電された電力により動作を継続するので、瞬時停電後の復帰前にソレノイドに第１の電圧を印加するように制御する。そのため、瞬時停電後の再起動を失火状態にせず円滑に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における制御回路のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における駆動回路の回路図である。
【図３】図２における要部の信号波形図である。
【図４】図２における要部の信号波形図である。
【図５】従来例における要部の信号波形図である。
【図６】本発明の実施形態における全体の概略構成を示す側断面図である。
【図７】本発明の実施形態における液体燃料燃焼装置部分の概略構成図である。
【図８】本発明の実施形態における液体燃料燃焼装置の要部の概略構成図である。
【符号の説明】
１機器本体
２電磁ポンプ
３燃焼室
４バーナボックス
６油受け皿
７気化器
８ノズル
９対流用送風機
１０ソレノイド
１１フレームセンサー
１２給油タンク
１３バーナ
１４バーナ炎口
１５混合管
１６ニードル
１７ニードル継手
１８可動片
１９吸着片
２０スプリング
２１戻りパイプ
２２マイクロコンピュータ
２３ドライバー
２４、２５リレー
２６トランジスタ
２７瞬時停電検出回路
２８電源周波数検出回路
２９波形検知回路
３０波形判定回路
３１制御部
３２印加電圧切換回路
３３ダイオード
３４電源トランス
３５交流電源
３６整流回路
３７電源クロック回路

Claims

液体燃料を気化させるための気化器と、該気化器のノズルを開閉するニードルと、該ニードルで上記ノズルの噴出口を閉成するように上記ニードルを上記ノズルに押圧する弾性体と、上記ニードルを可動し上記ノズルの開閉を制御するソレノイドを設け、該ソレノイドに、起動時には、上記ニードルを上記弾性体による付勢力に逆って可動させる第１の電圧を印加し、定常動作時には、上記ニードルを弾性体の付勢力に逆ってノズルの噴出口を開成状態に保持する上記第１の電圧より低い第２の電圧を印加する制御手段を有する石油暖房機器において、
更に、コンデンサを備え、
上記制御手段は、電圧を監視し、電圧が途絶えたことを検知する瞬時停電検知手段にて瞬時停電を検知するとともに、瞬時停電後の復帰前に、上記コンデンサに充電された電力により、上記ソレノイドに上記第１の電圧を印加するようにしたことを特徴とする石油暖房機器。