JPH07122496B2 - 気化式燃焼器の予熱制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミックヒータを備えた気化器で燃油をガ
ス化して燃焼させる気化式燃焼器に係り、特に気化器の
予熱時に流れる突入電流を大幅に低減して、大能力化を
実現し得る予熱制御装置に関する。

（従来の技術） 近年、特に給湯器に関しては複数箇所同時給湯を実現す
るための大能力化が著しい。

この種給湯器として第５図に示すようなものがあり、運
転開始操作がなされると、一方の気化器51aに内蔵され
たセラミックヒータ52aに通電が開始され、これより短
時間経過後、他方の気化器51bのセラミックヒータ52bに
も通電がなされる。この予熱に伴って気化器51a、51bが
昇温し、各気化器51a、51bに設けられた温度検知センサ
53a、53bが順次、例えば300℃を検知すると予熱完了と
なり、以後気化器51a、51bは位相制御、オン・オフ制御
等の通電制御によって目標温度（例えば300℃）に維持
させる。この後、給湯器内への入水を検知すると、電磁
ポンプ54a、54b及び噴出口55a、55b開閉用の弁杆を動作
させるソレノイド体56a、56b等に通電がなされる。よっ
て、燃油は気化器51a、51b内でガス化して気化ガスとな
り、噴出口55a、55bよりバーナ57a、57bに噴出して燃焼
する。

前述した予熱中において、各セラミックヒータ52a、52b
への通電開始を同時としていないのは以下の理由によ
る。

つまり、一般にセラミックヒータはアルミナ等の耐熱絶
縁素材にタングステン等の発熱体が埋設して形成されて
あり、例えば次式で表される如く昇温に伴って抵抗値が
増大する特性を有している。

Rt2＝Rt（１＋Ｃ（Tp−20）） Tp:セラミックヒータの温度（℃） Rt2:Tp（℃）におけるセラミックヒータの抵抗値 Rt1:基準温度（ここでは20℃）におけるセラミックヒー
タの抵抗値 C:定数（例えば0.003） 上式によれば、仮に気化器温度300℃に対するセラミッ
クヒータの温度が600℃程度とした場合、常温時の抵抗
値は高温時に比して1/2〜1/3である。よって、各セラミ
ックヒータ52a、52bへの通電を同時にしてしまうと、抵
抗値が小さく、全体として大なる突入電流が流れること
から、電灯がまばたきする等、種々の不具合を起こし易
くなる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、突入電流の低減に前記の方法は十分とは
いえないものであった。これを第６図を用いて説明する
と、先づセラミックヒータ52aの通電時（ハ点）に電流I
aが流れ、その後は発熱・昇温により電流が減少する。
短時間経ってセラミックヒータ52bに通電する時点（ニ
点）においては、セラミックヒータ52aの電流はIa′と
なっているが、これにセラミックヒータ52bへの突入電
量Iaが加算されるから、全体としてIb（＝Ia＋Ia′）の
電流が流れる。

この電流Ibは、他の電気器具に比してまだ相当に大であ
ることが多く、そのために屋内配線や電力会社との契約
種別等によっては、容易に既述したような不具合を起こ
し得る。このことから、セラミックヒータのワット数の
増大、即ち給湯器等の大能力化を図る際に、著しく障害
となるものであった。

本発明は前記した課題に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、突入電流を大幅に低減でき、もって大
能力化に容易に対応できる気化式燃焼器の予熱制御装置
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記した目的を達成するために本発明の気化式燃焼器の
予熱制御装置は、複数のタングステン発熱体が埋設され
たセラミックヒータにより加熱され、供給される燃油を
ガス化して噴出する気化器と、該気化器に設けられた温
度検知センサの検知温度に基づいて前記各タングステン
発熱体への通電を制御する制御部とを備え、前記制御部
は前記気化器の予熱状況を判定するための第一及び第二
の温度判定値が予め設定され、前記検知温度が第一の温
度判定値以下のとき前記各タングステン発熱体へ順次半
波の通電を行う順次通電手段と、前記検知温度が第一の
温度判定値以上、第二の温度判定値以下のとき前記各タ
ングステン発熱体へ連続して通電を行う連続通電手段
と、を有する構成からなる。

（作用） 前記した構成において、気化器が比較的低温のときに運
転開始操作がなされた場合は、最初に順次通電手段が各
タングステン発熱体に半波の通電を行う。そして係る通
電によって気化器が昇温し、温度検知センサが第一の温
度判定値以上の温度を検知したときより、連続通電手段
が動作する。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図〜第２図により説明す
る。

第１図において、１は電磁ポンプ２から供給される燃油
をガス化して噴出する気化器である。該気化器１は、複
数のタングステン発熱体3a、3bを耐熱絶縁素材４に埋設
して形成されたセラミックヒータ５が嵌入され、外周に
は気化器１の温度を検知する温度検知センサ６が設けら
れている。７は例えば各々150℃、300℃に対応する値と
しての第一の温度判定値T1、第二の温度判定値T2が予め
設定された制御部である。該制御部７は、温度検知セン
サ６の検知温度Ts（実際には後述するように入力電圧を
変換して得た値である。）がTs＜T1のとき各タングステ
ン発熱体3a、3bに順に半波づつ通電を行う順次通電手段
８と、T2＞Ts≧T1のとき各タングステン発熱体3a、3bに
連続通電を行う連続通電手段９が構成され、その他例え
ばT2を目標温度とし、気化器１を該目標温度に維持すべ
く各タングステン発熱体3a、3bへの通電量を位相制御に
より制御する制御通電手段10等が構成されている。

なお、11は一端に噴出口12を形成してなるノズル管で、
気化器１とは連通口13を介して連通する。14は噴出口12
開閉用の弁杆で、ソレノイド体15により動作する。16は
送油管、17は戻り管、18はバーナ、19は点火プラグ、20
は貯油槽である。

第２図は第１図における実施例の回路図である。図中、
マイコンMCはT1、T2といった各種の制御データや制御プ
ログラムを格納するROM、Ts等を記憶するRAM、ROMに格
納される制御プログラムを読み込んで各種の処理を実行
するCPU等から構成される。又TRAはトランス、SWは運転
スイッチ、TR1〜TR5はトランジスタ、C1〜C5はコンデン
サ、D1〜D4はダイオード、PT1及びPT2はフォトトライア
ック、R1〜R18は抵抗、ZDはツェナーダイオード、Ａ及
びＢは商用電源への接続端子である。

なお、マイコンMCにおけるP0〜P7は入出力用のポートで
ある。

前記した構成における動作を、更に第３図、第４図を併
用して説明する。

トランスTRAの二次側はダイオードD1、ダイオードD2及
びコンデンサC1により整流平滑化され、抵抗R1を介して
トランジスタTR1のベースに電圧が印加される。そのた
め、トランジスタTR1がオンし、＋Vccの直流電圧がポー
トP6に入力する。且又ダイオードD3及びダイオードD4に
より全波整流された直流電圧がポートP7に入力してい
る。ポートP5へは温度検知センサ６と抵抗R9とで分圧さ
れた電圧が入力すると共に、該電圧は検知温度Tsに変換
されRAMに記憶される。

運転スイッチSWが閉成、即ち燃焼器の運転開始操作がな
されポートP1に信号が入力すると、気化器１の予熱動作
が開始され、ポートP2から制御電圧が出力してトランジ
スタTR2がオンし、同時にトランジスタTR3がオンすると
共に、Tsを読み込み（Ｓ−１）、TsとT1を比較する（Ｓ
−２）。

Ts＜T1のときは順次通電手段８が動作し、ポートP7に入
力している電圧が零であるか否かが調査され（Ｓ−
３）、零でないときはＳ−１に戻る。なお、燃焼器の運
転停止後すぐに運転スイッチを閉成したときのようにTs
≧T1のときは、Ｓ−３以下を実行せず、Ｓ−７に移る。

Ｓ−３において、電圧が零の場合は一方のタングステン
発熱体3aへの通電状況を調査する（Ｓ−４）。

予熱当初はタングステン発熱体3aに通電がなされていな
いから、ポートP3より制御電圧を出力してトランジスタ
TR4をオンさせ、フォトトライアックPT1を導通させ、ト
ライアックT1を導通させて、タングステン発熱体3aに商
用電源を供給する（Ｓ−５）。

又Ｓ−３で電圧が再度零になると、ポートP3からの制御
電圧の出力をやめてタングステン発熱体3aへの通電を停
止すると共に、ポートP4から制御電圧を出力してトラン
ジスタTR5をオンさせ、前記タングステン発熱体3aへの
通電と同様な説明で、他方のタングステン発熱体3bに商
用電源を供給する（Ｓ−６）。

即ち順次通電手段８は、特にセラミックヒータ５が高発
熱高率である低温時において、各タングステン発熱体3
a、3bに半波を交互に印加して気化器１を昇温させるも
のであり、このときの突入電流は初めから全波通電をす
る場合に比し、1/2程度で済む。

Ｓ−２において、セラミックヒータ５の温度が例えば30
0℃にまで上昇し、TsがT1に達すると（イ点）、続いて
連続通電手段９が動作して予熱が完了したか否か、即ち
Ts≧T2であるかを調査する（Ｓ−７）。

T2＞Ts≧T1のときは各タングステン発熱体3a、3bに連続
通電が実行されているか調査する（Ｓ−８）。

該連続通電がなされていないときは、ポートP3及びポー
トP4から連続的に制御電圧を出力し、タングステン発熱
体3a、3bへ連続通電を行って気化器１の昇温を促進する
と共に、予熱時間の延長を抑制する。又連続通電開始時
における突入電流に関しては、セラミックヒータ５の抵
抗値が常温時に比してほぼ２倍になっていることから、
順次通電手段８の動作時での突入電流と同程度である。

連続通電手段９の動作が継続してTs≧T2になると（ロ
点）予熱完了となり、同時に燃焼要求の有無が調査され
（Ｓ−10）、燃焼要求がなければタングステン発熱体3
a、3bへの通電を停止する（Ｓ−11）。

該通電停止後は制御通電手段10が動作し、気化器１の温
度は運転スイッチSWが閉成されるまでほぼ目標温度に維
持される。

予熱完了後に燃焼要求が発せられると、電磁ポンプ２が
駆動して貯油槽20内の燃油が気化器１に圧送される。気
化器１内に流入した燃油は、ガス化して気化ガスとな
り、連通口13からノズル管11に至り、更にソレノイド体
15への通電に伴って開口した噴出口12からバーナ18に噴
出し、点火プラグ19の放電により着火して燃焼する。

（発明の効果） 以上、本発明の気化式燃焼器の予熱制御装置によれば、
セラミックヒータを具備した気化器の予熱時に流れる突
入電流を大幅に低減できることから他の電気器具に悪影
響を及ぼすことがなく、家庭用として扱い良い燃焼器を
構成でき、大能力化にも容易に対応し得る等、幾多の効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の気化式燃焼器の予熱制御装置に関する
構成図、第２図は第１図における実施例の回路図、第３
図は本発明の気化式燃焼器の予熱制御装置の動作を説明
するフローチャート、第４図は第１図における気化器の
昇温経過を示す図、第５図は従来の気化式燃焼器の構造
図、第６図は第５図における気化器の消費電流を説明す
る図である。 １……気化器、７……制御部、 ８……順次通電手段、９……連続通電手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のタングステン発熱体が埋設されたセ
   ラミックヒータにより加熱され、供給される燃油をガス
   化して噴出する気化器と、該気化器に設けられた温度検
   知センサの検知温度に基づいて前記各タングステン発熱
   体への通電を制御する制御部とを備え、前記制御部は前
   記気化器の予熱状況を判定するための第一及び第二の温
   度判定値が予め設定され、前記検知温度が第一の温度判
   定値以下のとき前記各タングステン発熱体へ順次半波の
   通電を行う順次通電手段と、前記検知温度が第一の温度
   判定値以上、第二の温度判定値以下のとき前記各タング
   ステン発熱体へ連続して通電を行う連続通電手段と、を
   有する気化式燃焼器の予熱制御装置。