JP4223494B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

この発明は給湯機等のバ−ナとして利用される加圧噴霧式の燃焼装置に関するものである。

従来よりこの種のものに於いては、例えば特開平３−２０５１６号公報に開示されている如く、燃油供給路より電磁ポンプによって加圧された燃油が燃油噴射ノズルに供給され、ここで噴霧されて燃焼するものであり、この時油比例弁の駆動でリタ−ン流路を介して戻されるリタ−ン量を制御することで、被制御対象の温度に応じた無段階の燃焼量制御を行うものであった。（例えば、特許文献１参照）
また、図３で示すように、燃油噴射ノズルとこの燃油噴射ノズルに燃油を供給する電磁ポンプを燃油供給路で接続して設け、前記燃油噴射ノズルより燃焼室内に火炎を噴出し、前記燃油噴射ノズルの前方に火炎を分散させる拡炎板を設けることによって、火炎を分散して熱交換器や燃焼室が部分的に加熱される事を防止している。
特開平３−２０５１６号公報

しかし、この従来の加圧噴霧式の燃焼装置では拡炎板（旋回器）が火炎の影響で高温になり経年劣化によって変形や破損しても、最初は燃焼火炎の変化や、騒音の変化等は小さいので故障を発見することができず、変形や破損の程度が大きくなるまで、拡炎板の変形や破損を発見する事が難しいものであった。
また、燃焼不良の発生により拡炎板以外の他の部品が故障する危険が有った。

そこで、本発明は上記課題を解決するため、燃油噴射ノズルとこの燃油噴射ノズルに燃油を供給する電磁ポンプを燃油供給路で接続して設け、前記燃油噴射ノズルより燃焼室内に火炎を噴出し、前記燃油噴射ノズルの前方に火炎を分散させる拡炎板を備えた燃焼装置に於いて、前記拡炎板は燃焼室壁面に固定され、この固定部の一端は絶縁体を介して燃焼室壁面に固定される絶縁固定部とし、この絶縁固定部に直流電源を接続し、前記固定部の他端はアースされるアース固定部とし、前記拡炎板の電気抵抗に応じて運転を停止する安全装置を備えたものである。

前記拡炎板の導通不良発生時には前記電磁ポンプの運転を停止すると共に拡炎板の異常を表示するようにしたものである。

以上のように、本発明によれば、拡炎板の変形や破損を早期に発見することができ、故障が拡大して拡炎板以外の部品も故障する事を防止するものである。

次にこの発明に係る燃焼制御装置を給湯機に利用した状態を示す一実施例で説明する。

１は燃油リタ−ン方式の燃油噴射ノズルで、内部にはリタ−ン穴を有したディストリビュ−タ（図示せず）を備え、供給された燃油の一部をリタ−ンさせると共に、残りを旋回噴霧し燃焼させるものである。

２は上記燃油噴射ノズル１と燃油タンク等の燃油供給源（図示せず）とを結ぶ燃油供給路で、途中には常に約１１ｋｇ／ｃｍ２の定圧で燃油を圧送する電磁ポンプ３を備えている。
４は燃油噴射ノズル１のリタ−ン穴と電磁ポンプ３より上流側の燃油供給路２とを連通したリタ−ン流路で、途中には電磁コイルと弁体とスプリング等（何れも図示せず）から構成された油比例弁５を備え、該油比例弁５の電磁コイルに供給される電流値で開口量を可変しリタ−ン量を制御することで、燃油噴射ノズル１からの噴霧量を決定するものである。

６は燃焼空気を供給する燃焼ファンで、燃油噴射ノズル１から噴霧される燃油量に応じた燃焼空気を、予め設定して一定の空燃比になるように回転数を制御して供給するものである。
７は燃油噴射ノズル１と電磁ポンプ３との間の燃油供給路２途中に備えられたサ−ミスタから成る油温サ−ミスタで、燃油供給路２を流通する燃油温度を常に検知するものである。
８は設定温度の出湯を末端の給湯栓９より可能とする給湯路で、途中には前記燃油噴射ノズル１の燃焼熱を受けて加熱される熱交換器１０を備えている。

１１は前記燃油噴射ノズル１の前方約７５ｍｍに噴射方向に直交して取り付けられ、燃油噴射ノズルから噴出する火炎を分散させる拡炎板で、断面コの字型の一方の固定部１２は石綿状の絶縁体を介して燃焼室壁面１３に固定される絶縁固定部１４であり、直流電源１５に接続されている。
また、他方の固定部１２は板金製の燃焼室壁面１３を通じてアースされるアース固定部１６にて固定されており、燃焼装置運転中は拡炎板１１に流れる電流値を電圧に変換してマイコン１７のポートに接続し、拡炎板１１が変形や破壊を起こしたときに、これをマイコン１７により検知して燃焼装置の運転を停止する安全装置１８を備えている。
また、この拡炎板１１の異常を表示部１９に備えたランプの点灯等によってエラー表示を行うものである。

前記直流電源１５は５Ｖの電源であり、拡炎板１１が正常な場合の運転時にはマイコン１７のポートはアース固定部１６と同じ０Ｖになるが、高温にさらされる拡炎板１１が経年劣化して変形や破壊を起こしたときにはアース固定部１６と絶縁固定部１４の導通が無くなる事で、マイコン１７のポートは５Ｖが発生し、予めマイコン１７内に記憶されていた安全装置１８によって運転を停止すると共に表示部１９に異常の表示を行うことで、拡炎板１１の変形や破損を早期に発見することができ、故障が拡大して拡炎板１１以外の部品も故障する事を防止するものである。
２０は給湯栓９近傍に設けられ給湯機の各種制御を行う操作部を司るリモコンで、所望の出湯温度を適宜設定可能な温度設定手段２１や運転スイッチ２２等と前記表示部１９を備えている。
２３は熱交換器１０下流側の給湯路８途中に備えられた出湯サ−ミスタで、実際の出湯温度を常に検出するものである。

前記マイコン１７は給湯機の制御回路を構成するもので、入力側には油温サ−ミスタ７及び温度設定手段２１及び出湯サ−ミスタ２３が接続し、又出力側には電磁ポンプ３及び油比例弁５及び燃焼ファン６が接続しているものである。
そしてマイコン１７では温度設定手段２１の設定温度と、出湯サ−ミスタ２３で検知される実際の出湯温度との偏差値を演算して油比例弁５の開度を決定して制御するものであり、更にこの油比例弁５の開度により設定される燃油量に応じて燃焼ファン６は回転数を決定するが、この決定された回転数に油温サ−ミスタ７によって検出された油温に応じた補正値を加算して、最終的には燃焼ファン６の回転数は予め設定された前記の値に補正を掛けて制御されるものであり、油温に応じて変動する燃油量に対応して燃焼空気量も増減して、常に一定の空燃比で燃焼されるようにしたものである。

又上記油温に応じた補正値は、予め実験で得られた定数と、この定数を代入する計算式とをマイコン１７内に記憶させておくことで、随時温度に応じた補正値を瞬時に得られるようにしたものである。

次にこの一実施例の作動について説明する。
今リモコン２０の温度設定手段２１で希望出湯温度を設定後に運転スイッチ２２をＯＮし、そして給湯栓９を開栓すれば給湯路８内の流水をフロ−スイッチ（図示せず）が検知し、マイコン１７に燃焼開始信号を入力させることで、該マイコン１７は電磁ポンプ３及び油比例弁５及び燃焼ファン６及び点火装置（図示せず）等を駆動させて燃油噴射ノズル１から噴霧される燃油を燃焼させ、熱交換器１０を加熱して出湯を行うものである。

そしてこの燃焼は、温度設定手段２１で設定された設定温度と出湯サ−ミスタ２３で検出される実際の出湯温度との偏差値に応じて、油比例弁５の開口度を調節してリタ−ン量を制御することで、燃焼される燃油量が決定され、この燃油量に応じて燃焼空気量が決定されて燃焼ファン６の回転数がマイコン１７によって制御されるが、このマイコン１７で演算された燃油量と実際の燃油量とは相違し、空燃比を一定にするには燃焼ファン６の回転数の補正が必要となる。

直流電源１５は５Ｖの電源であり、拡炎板１１が正常な場合の運転時にはマイコン１７のポートはアース固定部１６と同じ０Ｖになるが、高温にさらされる拡炎板１１が経年劣化して変形や破壊を起こし、導通不良発生したときにはアース固定部１６と絶縁固定部１４の導通が無くなる事で、マイコン１７のポートは５Ｖが発生し、予めマイコン１７内に記憶されていた安全装置１８によって運転を停止すると共に表示部１９に異常の表示を行うことで、拡炎板１１の変形や破損を早期に発見することができ、故障が拡大して拡炎板１１以外の部品も故障する事を防止するものである。

この発明一実施例を付した給湯機の概略構成図。 同電気回路の要部ブロック図。 従来例の分解斜視図。

符号の説明

１ 燃油噴射ノズル
２ 燃油供給路
３ 電磁ポンプ
４ リタ−ン流路
５ 油比例弁
６ 燃焼ファン
７ 油温サ−ミスタ
１１ 拡炎板
１４ 絶縁固定部
１５ 直流電源
１６ アース固定部
１７ マイコン
１８ 安全装置
１９ 表示部

Claims (2)

1. 燃油噴射ノズルとこの燃油噴射ノズルに燃油を供給する電磁ポンプを燃油供給路で接続して設け、前記燃油噴射ノズルより燃焼室内に火炎を噴出し、前記燃油噴射ノズルの前方に火炎を分散させる拡炎板を備えた燃焼装置に於いて、前記拡炎板は燃焼室壁面に固定され、この固定部の一端は絶縁体を介して燃焼室壁面に固定される絶縁固定部とし、この絶縁固定部に直流電源を接続し、前記固定部の他端はアースされるアース固定部とし、前記拡炎板の電気抵抗に応じて運転を停止する安全装置を備えた事を特徴とする燃焼装置。
2. 前記拡炎板の導通不良発生時には前記電磁ポンプの運転を停止すると共に拡炎板の異常を表示する請求項１記載の燃焼装置。

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