JPH0454847B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は燃焼式暖房機の制御装置、特にその
使用環境における酸素濃度の低下を検出して必要
な制御指令を発するようにしたものに関する。

［従来の技術］ 近年、灯油などを燃料とする燃焼式暖房機の分
野において、たとえば石油フアンヒータあるいは
温風ヒータなどと呼ばれる便利で効率の良い温風
型の暖房機が提供されるようになつてきた。

ところが、一般に、この種の暖房機では、換気
を怠るなどの誤つた使い方をした場合に、使用環
境での空気中酸素濃度が低下して不完全燃焼が生
じ、これによつて一酸化炭素が発生するといつた
不具合が生じやすい。

そこで、本発明者らは、使用環境での空気中酸
素濃度が悪注意レベルまで低下した場合に、暖房
機の運転停止あるいは警報の発生などを自動的に
行わせられるようにした暖房機制御装置を開発し
た。

第６図は本発明者らによつて開発された暖房機
制御装置の概略を示す。

同図に示す暖房機制御装置４は、燃焼炎１によ
つて流れるイオン電流Ｉが酸素濃度によつて変化
することを利用したものであつて、フレームロツ
ド２とバーナーヘツド３の間に流れるイオン電流
Ｉの大きさを検出し、この検出レベルが一定以下
になると、運転停止指令を燃焼制御モータ５へ送
つて燃焼を停止させるとともに、警報発生指令に
よつて警告ランプNLを点灯させたりするように
構成されている。

第７図は上述した暖房機制御装置４の動作例を
グラフによつて示す。

同図において、先ず、暖房機が点灯されてから
燃焼炎のイオン電流Ｉが安定化するまで一定の待
ち時間to（たとえば約15分）を置く。この待ち時
間toが経過して炎のイオン電流Ｉが安定化した初
期の段階にて、この時点における検出イオン電流
Ｉのレベルに基づいて検出レベルＣが自己設定さ
れる。この自己設定される検出レベルＣの値は、
そのとき（to経過時点）における検出イオン電流
Ｉに対して一定の割合（たとえば約1/2）に自動
的に算出されて設定される。なお、検出レベルＣ
は、極端な値に設定されないようにするために、
あらかじめ定められた上限レベルＡと下限レベル
Ｂの範囲内で設定される（Ａ＞Ｃ＞Ｂ）。

以上のようにして検出レベル（Ｃ1/2）が自己
設定されると、この後は、その検出レベルＣと炎
のイオン電流Ｉとの比較処理が行われるようにな
る。ここで、たとえば暖房機を密閉された部屋内
で長時間無換気のまま使用しているために空気中
酸素濃度が徐々に低下してくると、第７図に示す
ように、その酸素濃度の低下にともなつて燃焼炎
のイオン電流Ｉが徐々に減少してくる。そして、
そのイオン電流Ｉが上記検出レベルＣまで減少す
ると、この状態が前記制御装置４によつて検出・
判定されて、暖房機の燃焼運転が停止させられ、
かつ警報が発せられるようになる。

第８図は上述した一連の動作をフローチヤート
化して示したものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述した暖房機制御装置では、
次のような問題点のあることが本発明者らによつ
て明らかにされた。

すなわち、第５図に示すように、燃焼炎によつ
て流れるイオン電流Ｉの酸素濃度に対する大きさ
およびその変化状態は、燃焼量（あるいは燃焼強
度）に大きく影響される。燃焼量が大きいとき
は、その燃焼炎によるイオン電流Ｉが相対的に多
めに検出されてしまう。また、燃焼量が小さいと
きには、酸素濃度に対するイオン電流Ｉの変化の
度合いも小さくなつてしまう。

このため、燃焼量を大きくして使つたり、ある
いは燃焼量を小さく絞つて使つたりすると、酸素
濃度が正常の範囲内にあるのに運転停止指令や警
報発生指令が出たり、あるいは酸素濃度が要注意
レベルに達したのにも拘らずそれがただちに検出
されない、といつた誤動作の恐れがあつた。この
ような誤動作の恐れをなくすためには、イオン電
流Ｉが酸素濃度以外の要因によつて変化すること
を少なくする必要があり、そのためには燃焼量の
可変調節範囲を小さく狭めるしかなかつた。

この発明は、係る問題点を解決するためになさ
れたもので、燃焼量が大きいときも小さいとき
も、その燃焼炎のイオン電流に基づく酸素濃度の
検出および判定を正確かつ的確に行うことができ
る暖房機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］ この発明に係る暖房機制御装置は、石油フアン
ヒータなどの燃焼式暖房機の使用環境における空
気中酸素濃度を燃焼炎のイオン電流に基づいて検
出・判定する制御装置にあつて、燃焼炎が点火後
に安定した初期の段階にてサンプリングされる上
記イオン電流に基づいて第１、第２の２つの検出
レベルを設定する検出レベル自己設定手段と、上
記イオン電流が第１の検出レベルまで低下したと
きに上記暖房機の燃焼量をあらかじめ定めた一定
の大きさにするための指令を発する第１検出レベ
ル判定手段と、上記イオン電流が第２の検出レベ
ルまで低下したときに警報発生あるいは上記暖房
機の運転停止などを行わせるための指令を発生す
る第２検出レベル判定手段とを有するものであ
る。

［作用］ 上記手段により、警報発生あるいは暖房機の運
転停止などを行わせるための指令を発するときの
イオン電流は、第１検出レベル判定手段の指令に
よつて燃焼量が一定の大きさに設定された状態で
行われる。これにより、その使用環境における空
気中酸素濃度は常に一定の条件下でもつて正確に
検出されるようになる。この結果、燃焼量が大き
いときも小さいときも、その燃焼炎のイオン電流
に基づく酸素濃度の検出および判定を正確かつ的
確に行うことができるようになる。

［実施例］ 以下、この発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

なお、図において、同一符号は同一部分あるい
は相当部分を示す。

第１図はこの発明による暖房機制御装置の一実
施例を示する。

同図に示す暖房機制御装置４は、石油フアンヒ
ータなどの燃焼式暖房機において、その燃焼炎に
よつて流れるイオン電流Ｉが酸素濃度によつて変
化することを利用したものであつて、検出レベル
自己設定手段４１、第１検出レベル判定手段４
２、第２検出レベル判定手段４３などを有する。
これらの手段４１，４２，４３は、汎用の情報処
理装置であるマイコン（マイクロ・コンピユー
タ）を用いて実現される。

ここで、検出レベル自己設定手段４１は、暖房
機の燃焼炎が点火後に安定した初期の段階にてサ
ンプリングされるイオン電流Ｉに基づき、第１の
検出レベルＤと第２の検出レベルＣをそれぞれ自
己設定する。このサンプリングが行われる初期段
階では、暖房機の燃焼が開始されて間もないとき
であつて、使用環境での空気中酸素は、まだそれ
ほど消費されていない時期である。このような時
期にサンプリングされたイオン電流Ｉが、検出レ
ベルＤ，Ｃを設定するための基準値として利用さ
れるようになつている。

この場合、第２図に示すように、第１の検出レ
ベルＤは第２の検出レベルＣよりも所定分だけ高
く設定されるように構成されている（Ｄ＞Ｃ）。
ここで、第２の検出レベルＣは、酸素濃度が要注
意レベルとなる警戒状態に対応するように設定さ
れる。具体的には、上記初期の段階にてサンプリ
ング検出されるイオン電流Ｉに対して一定の割合
（たとえば約1/2）が自動的に算出されて設定され
る。また、第１の検出レベルＤは酸素濃度が要注
意レベルになる以前の予備警戒状態に対応するよ
うに設定される。具体的には、上記第２の検出レ
ベルＣに一定値を加えることにより得られる。な
お、各検出レベルＤ，Ｃはそれぞれ、極端な値に
設定されないようにするために、あらかじめ定め
られた上限レベルＡとレベルＢの範囲内で設定さ
れる（Ａ＞Ｄ＞Ｃ＞Ｂ）。

第２検出レベル判定手段４２は、継続的に検出
されるイオン電流Ｉが第１の検出レベルＤまで低
下したときに、上記暖房機の燃焼条件を一定の状
態に変更させる指令を発する。この場合、実施例
では、上記暖房機の燃焼量を所定の大きさ（最大
燃焼状態）に増大させる指令が発せられるように
構成されている。

第２検出レベル判定手段４３は、上記イオン電
流Ｉが第２の検出レベルＣまで低下したときに、
警報発生あるいは上記暖房機の運転停止などを行
わせるための指令を発生するように構成されてい
る。

次に動作について説明する。

第３図は、密閉された部屋内にて無換気のま
ま、比較的小さな燃焼量でもつて暖房機を連続運
転させた場合の上記イオン電流Ｉの変化状態を示
す。

同図において、先ず、暖房機が点火されてから
燃焼炎のイオン電流Ｉが安定化するまで一定の待
ち時間to（たとえば約15分）が置かれる。この待
ち時間toが経過して炎のイオン電流Ｉが安定化す
ると、この安定化した初期の時点における検出イ
オン電流Ｉのレベルに基づいて、第１、第２の２
つの検出レベルＤ，Ｃが自己設定される。

この後、暖房機の燃焼運転によつて密閉部屋内
の空気中酸素濃度が徐々に低下していく。これに
ともなつてイオン電流Ｉも徐々に減少していく。
ここで、そのイオン電流Ｉが第１の検出レベルＤ
まで減少すると、これによつて燃焼量が一定の大
きさに増大させられる。すると、この燃焼量の増
大によつてイオン電流Ｉが一時的に増大する。し
かし、空気中酸素濃度の方は引き続いて低下して
いるため、一旦増大したイオン電流Ｉは再び減少
するようになる。そして、イオン電流Ｉが第２の
検出レベルＣにまで減少した時点で、酸素濃度が
警戒レベルにまで低下したという検出・判定の動
作が行われて、暖房機の燃焼運転が停止されられ
るとともに、警告ランプなどによる警報が発せら
れるようになる。

一方、第３図における波線６は、燃焼条件を変
化させなかつた場合に検出されるイオン電流Ｉの
変化状態を示す。この場合は、イオン電流Ｉの変
化度合いが大きく、酸素濃度がそれほど低下して
いなくてもレベルＣに達し、誤検出してしまう。

第４図は、密封された部屋内で無換気のまま暖
房機を連続運転させた場合の別の動作例の上記イ
オン電流の変化状態を示すグラフである。

第４図における破線７は燃焼量を変化させなか
つた場合に検出されるイオン電流Ｉの変化状態を
示す。この場合は、イオン電流Ｉの変化度合いが
十分でないために、酸素濃度が警戒濃度になつた
か否かの判定が遅れてしまう。

以上のように、警報発生あるいは暖房機の運転
停止などを行なわせるための指令を発するときの
イオン電流Ｉを、第１検出レベル判定手段４２の
指令によつて燃焼量が一定の大きさに設定された
状態で行うことにより、その使用環境における空
気中酸素濃度が常に一定の条件下でもつて正確に
検出されるようになる。これによつて、燃焼量が
大きいときも小さいときも、その燃焼炎のイオン
電流Ｉに基づく酸素濃度の検出および判定を正確
かつ的確に行うことができるようになる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、燃焼炎が点火
後に安定した初期の段階にてサンプリングされる
上記イオン電流に基づいて第１、第２の２つの検
出レベルを設定する検出レベルを設定する検出レ
ベル自己設定手段と、上記イオン電流が第１の検
出レベルまで低下したときに上記暖房機の燃焼量
をあらかじめ定めた一定の大きさにするための指
令を発する第１検出レベル判定手段と、上記イオ
ン電流が第２の検出レベルまで低下したときに警
報発生あるいは上記暖房機の運転停止などを行わ
せるための指令を発生する第２検出レベル判定手
段とを有する構成により、燃焼量が大きいときも
小さいときも、その燃焼炎のイオン電流に基づく
酸素濃度の検出および判定を正確かつ的確に行う
ことができる、とい効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による暖房機制御装置の一実
施例を示すブロツク図、第２図は第１図の暖房機
制御装置にて設定されるレベルの大小関係を示す
図、第３図は第１図に示した装置の動作例を示す
グラフ、第４図は第１図に示した装置の別の動作
例を示すグラフ、第５図は燃焼状態がイオン電流
に与える影響を示すグラフ、第６図はこの発明に
先立つて検討された暖房機制御装置の概略を示す
図、第７図はその動作例を示すグラフ、第８図は
その動作を例を示すグラフ、第８図はその動作を
フローチヤート化して示す図である。 図において、Ｉは燃焼炎１によるイオン電流、
４は暖房機制御装置、４１は検出レベル自己設定
手段、４２は第１検出レベル判定手段、４３は第
２検出レベル判定手段、Ｄは第１の検出レベル、
Ｃは第２の検出レベル。なお、各図中同一符号は
同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼式暖房機の燃焼炎が点火後に安定した初
   期の段階において上記燃焼炎に流れるイオン電流
   に基いて第１、第２の２つの検出レベルを設定す
   る検出レベル自己設定手段と、上記イオン電流が
   第１の検出レベルまで低下したときに上記暖房機
   の燃焼量を一定の状態にさせるための指令を発す
   る第１検出レベル判定手段と、上記イオン電流が
   第２の検出レベルまで低下したときに警報発生あ
   るいは上記暖房機の運転停止などを行わせるため
   の指令を発生する第２検出レベル判定手段とを備
   えたことを特徴とする暖房機制御装置。 ２ 上記検出レベル自己設定手段は、第１の検出
   レベルを第２の検出レベルよりも高く設定するよ
   うに構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の暖房機制御装置。 ３ 上記第１検出レベル判定手段は、上記イオン
   電流が第１の検出レベルまで低下したときに上記
   暖房機の燃焼量を所定の大きさに増大させる指令
   を発するように構成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の暖房機
   制御装置。