JPH0437335B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は燃焼機等に適用して液体燃料を気化
する気化器の温度制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 第８図は従来の気化器の温度制御装置を示す全
体構成図である。第８図において、１は油タン
ク、２はこの油タンク１の灯油を油パイプ３を通
して気化器４内部の気化室５に供給するための電
磁ポンプ、６は気化器４を加熱するヒータ、７は
気化器４の温度を検出する温度センサ、８は温度
センサ７によつて検出される気化器４の温度と予
め設定された灯油を気化するのに最適な目標温度
との偏差を計算する演算手段、９はこの偏差の値
に基づいて一定時間中にヒータ６に何秒通電する
かを決定する通電率決定手段、１０は通電率決定
手段９によつて決められた通電率によつてヒータ
６への通電を制御する通電制御手段で、気化器４
を目標温度（約250℃〜300℃）に保つように制御
する。

１１は気化室５内で気化された気化ガスが噴出
するノズル孔、１２はノズル孔１１を開閉するニ
ードル、１３はノズル孔１１に対向して取り付け
られたバーナーであり、その上部には気化ガスに
点火するための点火プラグ１４と炎のイオン電流
を検知するためのフレームロツド１５が配設され
ている。

次に動作を説明する。まず、運転スイツチ（図
示せず）をオンすると、気化器４の予熱が開始さ
れ、ヒータ６に交流全波で連続通電（通電率100
％）して加熱を実行する。

気化器４の温度は温度センサ７によつて検出さ
れ、この温度が所定レベルの着火可能な着火温度
に達しているか否か演算手段８によつて判定され
る。

検出される温度が着火温度に達した場合は、着
火動作に移行し、電磁ポンプ２が動作して、灯油
が油タンク１から油パイプ３を通して気化室５へ
供給され、同時に加熱されて気化ガスとなり、ノ
ズル孔１１より噴出し、その噴出時に燃焼用空気
として作用する一次空気を周囲から吸引し、バー
ナー１３内に混合気として入る。

バーナー１３上部には予熱完了と同時に放電を
開始する点火プラグ１４が取り付けられており、
放電時の火花によつて混合気に点火する。

着火後、フレームロツド１５によつて検出され
た炎のイオン電流がある一定値以上になると、点
火プラグ１４の放電を停止させる。

燃焼中の気化器４の温度は、温度センサ７によ
つて絶えず検出され、演算手段８に入力される。
演算手段８はこの温度センサ７で検出された温度
と予め設定された灯油を気化するのに最適な目標
温度との偏差を算出し、その値を通電率決定手段
９へ送る。通電率決定手段９では、偏差の値に基
づいてヒータ６への通電率を決め、一定時間中に
ヒータへ何秒通電するかを決定する。

第９図は、目標温度との偏差とヒータ通電率の
関係の一例を表わしたものである。例えば、ヒー
タ６への通電率を40％にしたとき、気化器４の温
度が目標温度になつて飽和するとすれば、偏差０
のとき通電率40％に設定し、気化器４の温度が目
標温度より低い場合は通電率を増加させ、高い場
合は減少させる。

第１０図は通電率とヒータ６への通電時間の関
係を示したもので、通電の周期を10秒にすれば、
交流全波の最大電力で４秒通電し、次の６秒はオ
フにする。以下、10秒毎に目標温度との偏差に基
づいて通電率を決定し、通電制御手段１０によつ
てヒータ６を入切して、気化器４の温度を略一定
に保つようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の気化器の温度制御装置は以上のように構
成されているので、第１１図に示すように、ヒー
タ６への通電の入切によつて、ヒータ表面の温度
が大きく変化し、気化器４の温度リツプルが大き
くなり、気化室５の内部圧力の変動が大きくな
る。

気化室５の内部圧力は、気化器４の温度が高く
なると上がり、その結果、電磁ポンプ２によつて
供給される灯油の量が減少したり、ノズル孔１１
から気化ガスを噴出する際の噴出音が大きくなつ
て、運転騒音が大きくなる。また、気化器４の温
度リツプルが大きいため、熱応力によつて気化器
４が損傷する等の恐れがあつた。

ヒータ６への通電の周期を短くすれば、気化器
４の温度リツプルを小さくすることができるが、
ヒータ６への通電の入切によつて生ずる電源電圧
の変動の周期が短くなり、照明器具等を同時に使
用した場合は、その照明器具のちらつきが顕著に
現われることが多い。

また、ヒータ６の電力容量を小さくしたり、半
波整流電圧を印加して消費電力を少なくすれば、
気化器４の温度リツプルを小さくすることができ
るが、予熱時間が長くなつたり、電源電圧が低下
した時に100％通電でも容量不足になつて、気化
器４の温度が低下してしまう等の多くの問題点が
あつた。

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、ヒータへの通電周期を短くし
たり、ヒータの電力容量を小さくしたりすること
なく、気化器の温度リツプルが小さくて運転騒音
レベルの低い気化器の温度制御装置を得ることを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る気化器の温度制御装置は、温度
センサによつて検出される気化器の温度と予め設
定された目標温度との偏差を計算する演算手段
と、この偏差に基づいてヒータへの通電率を決定
する通電率決定手段と、この通電率沢定手段によ
つて決められた通電率によつて、ヒータヘの通電
が全波か半波かを判定する判定手段と、この判定
手段の判定によつてヒータへの通電を制御する全
波通電制御手段及び半波通電制御手段を有したも
のである。

［作用］ この発明における温度制御装置は、通電率が50
％以下のときは半波通電制御手段が動作してヒー
タへの通電が半波整流電圧となり、通電率が50％
をこえるときは全波通電制御手段が動作してヒー
タへの通電が交流全波電圧となるようにしたこと
により、気化器の温度リツプルが小さくなり、運
転騒音が少なくなる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。前記第８図と同一部分に同一符号を付した第
１図において、１６は通電率決定手段９によつて
決定された通電率が50％より大か小かを判定する
判定手段、１７はこの判定手段１６によつて通電
率が50％以下であると判定された時に動作する半
波通電制御手段であり、ヒータ６へ半波整流電圧
を印加し、そのオン、オフを行う。１８は通電率
が50％をこえる時に動作する全波通電制御手段で
あり、ヒータ６へ交流全波電圧を印加し、そのオ
ン、オフを行う。

第２図は第１図の実施例の電気回路図であり、
図において、温度センサ７にサーミスタを用い、
これと直列に接続された抵抗１９によつて直流電
圧を分圧し、AD変換回路２０を通してデジタル
量に変換されて、マイクロコンピユータ２１に入
力される。マイクロコンピユータ２１は、入力回
路２１ａ、CPU２１ｂ、メモリ２１ｃ、出力回
路２１ｄから構成され、前記の演算手段８、通電
率決定手段９、判定手段１６の各機能を処理す
る。

２２は商用電源２３の電圧を降圧する電源トラ
ンス、２４は電流トランス２２の二次電圧を全波
整流するダイオードブリツジ、２５は一Ｖ電源を
つくるための三端子レギユレータIC，２６，２
７，２８は整流平滑用のダイオードと電解コンデ
ンサである。

２９はヒータ６の通電路を開閉するトライアツ
ク、３０はトライアツク２９のゲート電流の通電
路を開閉するフオトトライアツクカプラで、２次
側のLED３０ａに電流が流れた時にトライアツ
ク２９を点孤させる。

３１，３２はトランジスタであり、同時にオン
した時のみLED３０ａに電流が流れる。トラン
ジスタ３１のベースはマイクロコンピユータの出
力回路２１ｄに接続され、信号Ａによつてオンす
る。トランジスタ３２のベースはダイオードブリ
ツジ２４の一辺と、ベースがマイクロコンピユー
タの出力回路２１ｄに接続されたトランジスタ３
３のコレクタに接続され、商用電源２３の負の半
サイクルかまたは信号Ｂの出力によりトランジス
タ３３がオンしたときにオンする、３４〜３９は
電流制限用の抵抗である。

信号Ａのみ出力されたとき、トライアツク２９
は商用電源２３の半サイクル間のみオンし、ヒー
タ６に半波整流電圧が印加される。信号ＡとＢが
同時に出力されると、トライアツク２９は常にオ
ンになり、ヒータ６に交流全波電圧が印加され
る。

次に以上のように構成された本実施例の動作を
第３図の制御フローチヤートを併用して説明す
る。

まず、運転スイツチ（図示せず）をオンすると
（ステツプ３−１）、気化器４の予熱が開始され、
出力回路２１ｄから信号Ａ，Ｂが出力され、ヒー
タ６に通電率100％の全波通電を行い、加熱を実
行する（ステツプ３−２）。

気化器４の温度は温度センサ７によつて検出さ
れ、AD変換回路２０によつてデジタル化された
後、入力回路２１ａを介してCPU２１ｂに入力
される。

CPU２１ｂでは、温度センサ７の温度が着火
温度（約200℃）に達しているか否かの判定を行
い（ステツプ３−３）、着火温度に達した場合は、
着火動作に移行する（ステツプ３−４）。

着火動作では、電磁ポンプ２が動作して、気化
室５内に灯油が供給されて気化ガスとなる。この
気化ガスはノズル孔１１からバーナー１３内に入
り、点油プラグ１４の放電によつて点火される。

着火動作が終了すると、燃焼制御（ステツプ３
−５）に移り、フレームロツト１５に流れる炎の
イオン電流によつて炎の状態を監視する。

燃焼中は、気化器４の温度を略一定に保つ必要
があるため、常に温度センサ７によつて気化器の
温度測定が行われる（ステツプ３−６）。気化器
の温度はAD変換回路２０によつてデジタル化さ
れ、CPU２１ｂに入力される。

CPU２１ｂでは、気化器の測定温度とメモリ
２１ｃ予め記憶されている灯油を気化するのに最
適な目標温度（250℃〜300℃）との演算を行い、
その偏差を算出する（ステツプ３−７）。この偏
差の値に基づいて、気化器４の温度を目標温度に
近づけるよう、ヒータ６への通電率を決定する
（ステツプ３−８）。

次にCPU２１ｂ内の判定手段で、決められた
ヒータ通電率が50％以下かどうかの判定を行い
（ステツプ３−９）、50％以下の場合は、出力回路
２１ｄからの信号Ｂをオフし（ステツプ３−10）、
信号Ａをオンまたはオフすることにより、ヒータ
６に半波整流電圧を印加し、そのオン、オフによ
つて気化器４の温度を制御する（ステツプ３−
11）。

ヒータ通電率が50％をこえる場合は、信号Ｂを
オンし（ステツプ３−12）、信号Ａをオンまたは
オフすることにより、ヒータ６に商用電源２３の
電圧をそのまま印加し、そのオン、オフによつて
同様に制御する（ステツプ３−13）。

ヒータ６の通電率は、一定時間中、例えば10秒
間のうち、何秒間ヒータに通電するかによつて決
める。例えば、交流全波電圧でヒータに６秒間通
電する場合は、ヒータ通電率60％になり、同様
に、半波整流電圧で６秒間通電する場合は、ヒー
タ通電率が1/2になり30％になる。

第４図は本実施例における気化器４の温度と目
標温度との偏差とヒータ通電率とのの関係の一例
をあらわしたものである。この関係は従来例と同
様に目標温度との偏差が０のとき、ヒータ通電率
が40％になるように設定してある。ヒータ６への
通電々圧波形は、ヒータ通電率が50％以下のとき
半波整流電圧、50％をこえる場合は交流全波電圧
になる。

第５図、第６図は、第４図におけるヒータ通電
率の例をあらわした説明図である。ヒータ通電率
40％の場合は、第５図に示すように半波整流電圧
では８秒間オン、２秒間オフの繰り返しになる。
この半波整流電圧での通電は、連続通電でもヒー
タ50％が上限である。そこで、例えば、電源電圧
の低下等で、ヒータ通電率50％でも気化器４の温
度が目標温度に達しない場合は、ヒータ通電率を
60％に上昇させ、第６図に示すように交流全波電
圧で６秒間オン、４秒間オフの繰り返しとする。

第７図は、本実施例において、ヒータへの通電
を半波整流通電でオン、オフしたときの気化器温
度、気化器内部圧力、灯油供給量、運転騒音の変
化をあらわしたものである。

ヒータ６への通電を半波整流電圧で行うと、交
流全波電圧による通電と比較して通電時の電力が
１／２になるため、そのオン、オフによつて生ずる
気化器４のリツプルが小さくなる。また、ヒータ
通電率40％の場合をとつて従来例と比較すると、
オン時間が延びてオフ時間が短くなるため、さら
に気化器４の温度リツプルが小さくなる。

気化器４の温度リツプルが小さくなると、気化
室５の内部圧力の変化、灯油供給量の変化が少な
くなり、運転騒音を低下し、気化器４に加わる熱
応力も小さくなるため、気化器の損傷等の故障が
少なくなり、信頼性が高く長寿命の気化器を得る
ことができる。

また、予熱中および気化器４の温度が低い時
は、ヒータ６への通電が交流全波通電になるた
め、気化器４の温度を迅速に目標温度まで到達さ
せることができ、気化器の予熱時間が長くなるこ
とがない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、ヒータの通
電率を判定する判定手段により、通電率が設定値
より小さい場合はヒータに半波整流電圧を印加
し、大きい場合は交流全波電圧を印加して、気化
器の温度を略一定に制御するように構成したの
で、気化器の温度リツプルが小さくなり、運転騒
音が少なく、且、目標温度までの温度上昇を迅速
に行うことのできる信頼性の高い気化器が得られ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による気化器の温
度制御装置を示す全体構成図、第２図はその電気
回路図、第３図はその動作を示す制御フローチヤ
ート、第４図乃至第７図はその説明図、第８図は
従来の気化器の温度制御装置を示す全体構成図、
第９図乃至第１１図はその説明図である。 図において、４は気化器、６はヒータ、７は温
度センサ、８は演算手段、９は通電率決定手段、
１６は判定手段、１７は半波通電制御手段、１８
は全波通電制御手段である。なお、図中、同一符
号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液体燃料を気化する気化器と、この気化器を
   加熱するヒータと、前記気化器の温度を検出する
   温度センサと、この温度センサによつて検出され
   る前記気化器の温度と予め設定された目標温度と
   の偏差を計算する演算手段と、前記偏差の値によ
   つて一定時間あたりのヒータへの通電時間である
   通電率を決定する通電率決定手段と、この通電率
   決定手段によつて決められた通電率と予め設定さ
   れた値との大小を比較し判定する判定手段と、前
   記通電率が前記設定された値より小さい場合は前
   記ヒータに半波整流電圧を印加する半波通電制御
   手段と、前記通電率が前記設定値より大きい場合
   は交流全波電圧を印加する全波通電制御手段とを
   備えた気化器の温度制御装置。