JPH07145935A

JPH07145935A - 燃焼暖房機

Info

Publication number: JPH07145935A
Application number: JP29558093A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishimura; 裕幸石村; Fumihiko Fukaya; 文彦深谷
Original assignee: Hitachi Home Tech Ltd
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 1995-06-06

Abstract

(57)【要約】【目的】どのような環境下でも良好な燃焼をする燃焼
暖房機を得る。【構成】バーナ１と、燃料ポンプ２と、送風機４と、
炎電流を検知する炎電流検知部１３と、送風機４の回転
数を検知する回転数検知部１０と、炎電流検知部１３が
検知した炎電流と給油量に応じて予め設定してある炎電
流とに基づき送風機４の回転数を最適制御回転数に補正
する最適制御回転数演算部１５と、最適制御回転数演算
部１５が補正した最適制御回転数に基づき送風機４を通
電制御するモータ駆動手段１１、１７とで構成された燃
焼暖房機において、最適制御回転数演算部１５が補正し
た最適制御回転数に基づき送風機４を通電制御中に前記
炎電流検知部１３が検知した炎電流が給油量に応じて予
め設定してあるしきい値の範囲内にあるかを判定し、し
きい値の範囲内にある場合は燃焼を継続させ一方一定時
間以上継続してしきい値の範囲外にある場合は燃料ポン
プ２を停止する炎電流異常検知部１４を備えたので、ど
のような環境下でも良好な燃焼をする。また異常燃焼し
なくなり安全である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炎電流に応じて燃焼用
空気量を補正する燃焼暖房機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】バーナに燃焼用空気を供給する送風機の
回転数を給油量によってあらかじめ決められた回転数に
保つことにより安定した燃焼用空気量をバーナに供給す
るするようにした従来の燃焼暖房機では、燃焼用空気の
密度に関係なく給油量が同じであれば送風機の回転数は
いつでも同一の回転数に保たれるよう制御されていた。

【０００３】一方、燃焼暖房機には安全装置として、バ
ーナに形成された火炎中に流れる炎電流を検知する炎電
流検知回路が用いられており、バーナの炎が異常に大き
くなったり小さくなったりした時の炎電流の異常値（炎
が大きくなれば炎電流値は大きくなり、逆に炎が小さく
なれば炎電流値は小さくなる）を検知することにより、
燃焼が異常であると判断し、バーナへの燃料供給を遮断
して燃焼暖房機を停止させていた（例えば、特開平２−
７５８１６号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の燃焼暖房機は、
給油量が同じであればいつでも送風機は同一の回転数で
制御されるので、燃焼用空気の密度が異なる場合には同
一回転数だとバーナへ供給される空気量は異なり、つま
り密度が大きければ多量の空気が供給され、逆に密度が
小さければ少量の空気が供給される。従って、給油量を
一定とした場合、図３（ａ）に示すように空気量が少な
いと炎が大きくなり、炎電流も大きくなる。逆に空気量
が多いとバーナから炎がリフトするようになり、炎電流
も小さくなる。従って給油量が一定の場合でも燃焼暖房
機を使用する環境により、炎電流の値が異なり、図３
（ｂ）に示すように送風機の回転数と炎電流の関係は低
地、低温状態（海抜０〜１００ｍ位、０〜１０℃位）で
は、実線で表わされるが、空気密度の小さい高地（海抜
５００〜１０００ｍ位）または気温の高い所（１５〜２
０℃位）では破線で表わされ、低地、極低温状態（海抜
０〜１００ｍ位、−２０〜−１０℃位）では一点鎖線で
表わされる。これらの特性で判るように、送風機がＮａ
の回転数で運転している時、炎電流値は燃焼暖房機の使
用環境によりＩｔからＩｃまでの値となり、非常にばら
つきが大きくなる。図３（ｂ）の特性は一例であり、実
際には様々な環境下で燃焼暖房機が使用されるため、必
ずしも図３（ｂ）と同じ特性が得られるとは限らない。
また、個々の燃焼暖房機においても、給油量の設定が同
じであっても、燃料ポンプの性能のばらつきにより±５
％程度の給油量のばらつきが生じる。従って実際の炎電
流のばらつきの範囲を把握するのは困難であり、炎電流
検知回路が燃焼が異常であると判断する炎電流のしきい
値の設定が難しい。

【０００５】このためしきい値の範囲を小さくすれば、
燃焼用空気の過不足による異常燃焼を防ぐことができる
が、使用環境によっては異常燃焼をしていないのにひん
ぱんに消火してしまうという現象が起きる。逆に炎電流
のしきい値の範囲を大きくすれば、使用環境によってひ
んぱんに消火するのを防ぐことはできるが、異常燃焼を
検知できないという不具合が生じる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、液体燃料を燃焼させる
バーナと、バーナに給油する燃料ポンプと、バーナに燃
焼空気を供給する送風機と、バーナの燃焼炎の炎電流を
検知する炎電流検知部と、送風機の回転数を検知する回
転数検知部と、炎電流検知部が検知した炎電流と給油量
に応じて予め設定してある炎電流とに基づき送風機の回
転数を最適制御回転数に補正する最適制御回転数演算部
と、最適制御回転数演算部が補正した最適制御回転数に
基づき送風機を通電制御するモータ駆動手段とで構成さ
れた燃焼暖房機において、最適制御回転数演算部が補正
した最適制御回転数に基づき送風機を通電制御中に炎電
流検知部が検知した炎電流が給油量に応じて予め設定し
てあるしきい値の範囲内にあるかを判定し、しきい値の
範囲内にある場合は燃焼を継続させ一方一定時間以上継
続してしきい値の範囲外にある場合は燃料ポンプを停止
する炎電流異常検知部を備えたものである。

【０００７】

【作用】本発明の燃焼暖房機は、運転中に運転すべき燃
焼量（給油量）が指定されると送風機は給油量に応じて
予め設定されている最適制御回転数になるよう制御され
るが、炎電流検知回路が適正値より小さい電流値を検知
すると燃焼空気量が多いと判断し、燃焼空気量を減少さ
せるため、送風機の最適制御回転数を最初の設定値より
も小さい値に再設定する。逆に適正値より大きい電流値
を検知すると燃焼空気量が少ないと判断し、燃焼空気量
を増加させるため、最適制御回転数を最初の設定値より
大きい値に再設定する。いずれの場合も再設定後は再設
定された最適制御回転数で送風機の回転数が一定に保た
れるので、良好燃焼を得るのに必要な量の空気を安定し
て供給することができる。

【０００８】従ってどのような使用環境下においても安
定した燃焼をするので炎電流のばらつきは小さくなる。

【０００９】このように安定燃焼する状態において、炎
電流検知部が検知した炎電流が給油量において予め設定
してあるしきい値の範囲内にあるか否かを判定し、一定
時間以上継続してしきい値の範囲外にある時は燃料ポン
プを停止さす炎電流異常検知部を備えたので、良好に燃
焼している時の炎電流値の近くに炎電流のしきい値を設
定し確実に異常燃焼を検知できる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を示す図１〜図４に基づい
て説明する。

【００１１】図において、１は液体燃料を燃焼させるポ
ット式のバーナ、２は燃料ポンプで、吐出側には送油パ
イプ３が接続され、この送油パイプ３を介してバーナ１
に給油している。燃料ポンプ２はポンプ制御部１６で制
御され、燃焼量に応じた量の燃料を送油パイプ３を介し
てバーナ１へ供給している。４は燃焼用空気をバーナ１
へ供給する送風機で、駆動用のモータ５を備え、モータ
５のシャフトには羽根６が取付けてあり、この羽根６は
ケーシング７で覆われており、モータ５と羽根６とケー
シング７で送風機を構成している。８は燃焼用空気を導
通する送風管でその一端はケーシング７に接続され他端
はバーナ１に接続されている。

【００１２】次に本発明の制御部について説明する。

【００１３】９は回転数を検知する回転数検知素子でモ
ータ５に装着されている。１０は回転数検知部で回転数
検知素子９の信号に基づきモータ５の回転数を検知する
ものである。１１はモータ通電率演算部で回転数検知部
１０からモータ７の回転数のデータが入力されている。
１２はフレームロッドでバーナ１の炎が成形される炎孔
に臨む位置に装着され、バーナ１の燃焼炎を検知した信
号を炎電流検知部１３に入力する。１３は炎電流を検知
する炎電流検知部でフレームロッド１２の信号により検
知した炎電流値のデータは炎電流異常検知部１４と最適
制御回転数演算部１５とへ転送する。１４は炎電流異常
検知部で炎電流検知部１３が検知した炎電流値が、給油
量によってあらかじめ設定されているしきい値の範囲内
にあるかどうかの判定を行ない、しきい値の範囲内にあ
る場合は燃焼が正常に行なわれていると判断し、運転を
そのまま継続させる。一方炎電流値が一定時間以上継続
してしきい値の範囲外にある時は異常燃焼と判断し、ポ
ンプ制御部１６へ燃料ポンプ２を停止する指令を出して
燃料を遮断し消火させる。それと同時にモータ電源制御
部１７にもポストパージ開始の指令を出し、ポストパー
ジ終了後はモータ５を停止させるものである。

【００１４】１５は最適制御回転数演算部で炎電流検知
部１３で検知した炎電流と給油量に応じて予め設定して
ある炎電流に基づき送風機４の最適制御回転数を補正す
るものであり、炎電流検知部１３が検知した炎電流値が
適正値であるかどうかの判断をし適正値である場合は、
最適制御回転数はそのままとし、その値のデータをモー
タ通電率演算部１１へ転送する。また炎電流値が適正値
でない場合は、炎電流値を適正値にするため新しく最適
制御回転数を算出し、その算出した値のデータをモータ
通電率演算部１１へ転送する。ここで炎電流値の適正値
には良好燃焼をしている時に得られる炎電流の値が設定
されており、給油量に応じて予め設定してある。

【００１５】また、最適制御回転数演算部１５内の最初
に設定されている最適制御回転数の値は低地低温状態で
燃焼暖房機を運転させた時に良好燃焼が得られる時の送
風機４の回転数、すなわち炎電流の適正値が得られる時
の送風機４の回転数の値であり、給油量に応じて予め設
定してある。モータ通電率演算部１１では、最適制御回
転数演算部１５から転送されてきた最適制御回転数と回
転数検知部１０から転送されてきたモータ回転数のデー
タとを比較し、差がない場合はモータ５への電源の通電
率をそのままとし、差がある場合はその差がなくなるよ
うにモータ５への電源の通電率を算出し、その算出され
た通電率のデータをモータ電源制御部１７へ転送する。
モータ電源制御部１７では転送されてきたデータを基に
通電率を調整し、モータ５へ電源を供給する。以上述べ
たことを一定周期で常時行うことによりモータ５すなわ
ち送風機４の回転数を給油量に応じて予め設定された最
適制御回転数に保ち良好燃焼を行うための安定した量の
燃焼空気をバーナ１へ供給する。

【００１６】燃焼暖房機を出荷する際には低地、低温状
態で暖房機を使用することを標準としており、その標準
状態での炎電流値と送風機４の回転数との関係は図４の
実線で表わされる。強燃焼時ではＩ₁からＩ₂までの炎電
流値が適正値として設定されており、その電流値を得る
ための送風機４の最適制御回転数は適正値内であるＩH
の電流値が得られるＮHが設定されている。異常燃焼を
判別する炎電流のしきい値はＩNおよびＩMが設定されて
いる。弱い燃焼時ではＩ₅からＩ₆までの炎電流値が適正
値として設定され、最適制御回転数はＩLの電流値が得
られるＮLが設定されている。そしてしきい値はＩEおよ
びＩFが設定されている。尚、標準状態時より空気密度
が低い時の炎電流と送風機４の回転数との関係は強、弱
燃焼時、共に破線で表わされ、空気密度が高い時の関係
は強、弱燃焼時、共に一点鎖線で表わされる。

【００１７】強燃焼時を例にして、本発明の一実施例で
ある上記の燃焼暖房機の制御を説明する。

【００１８】強燃焼時においてはバーナ１には燃料ポン
プ２より「強」の給油量が供給され、送風機４がＮHの
回転数で運転することにより、強燃焼に必要な空気が供
給されてバーナ１で炎を形成する。そしてフレームロッ
ド１２、炎電流検知部１３で検知した炎電流の値がＩ₁
〜Ｉ₂の適正値以内であれば、適正な量の空気がバーナ
１へ供給されて良好燃焼を行っていると、最適制御回転
数演算部１５が判断し、最適制御回転数はＮHのままと
してそのデータをモータ通電率演算部１１へ転送する。
従って送風機４はＮHの回転数に保持するよう制御され
続ける。送風機４がＮHの回転数で制御されている時
に、適正値範囲外のＩ₃の炎電流を炎電流検知部１３が
検知すると最適制御回転数演算部１５は燃焼用空気が多
すぎると判断し炎電流値が適正値となる回転数、すなわ
ち炎電流値がＩHとなる回転数Ｎ′Hを算出し、そのＮ′
Hを最適制御回転数として新たに設定する。新たに設定
された最適制御回転数Ｎ′Hのデータはモータ通電率演
算部１１に転送される。モータ通電率演算部１１では送
風機４の回転数がＮ′Hとなるようにモータ５への通電
率を算出し、送風機４の回転数をＮHからＮ′Hへ降下さ
せる。これによりバーナ１への空気量を減少させて適正
な空気量を供給し、良好燃焼状態を維持する。

【００１９】逆に炎電流検知部１３が適正値より大きい
値の電流Ｉ₄を検知した時は、最適制御回転数演算部１
５は燃焼用空気が少ないと判断し適正値の炎電流ＩHを
得るための最適制御回転数Ｎ″Hを算出しその値を最適
制御回転数として新たに設定する。新たに設定された
Ｎ″Hのデータはモータ通電率演算部１１に転送され
る。モータ通電率演算部１１では送風機４の回転数が
Ｎ″Hとなるよう通電率を算出し、送風機４の回転数を
ＮHからＮ″Hへ上昇させる。これによりバーナ１への空
気量を増加させて良好燃焼状態を維持する。

【００２０】以上述べた制御を一定周期で常時行うこと
によりいつでも良好燃焼状態を作り出し継続させること
ができる。

【００２１】尚、先に述べた制御を行っても炎電流値が
しきい値ＩNより下がったり、ＩMより上がった場合は炎
電流異常検知部１４で機器に何らかの異常があったと判
断し、燃料ポンプ２を停止させて燃料を遮断し、ポスト
パージを行わせた後、燃焼暖房機の運転を停止させる。
弱燃焼時においても同様の制御を行わせて良好燃焼状態
を作り出し、異常があった時は安全に停止させる。

【００２２】従ってどのような使用環境下においても安
定した燃焼をするので炎電流のばらつきは小さくなる。
このため良好に燃焼している時の炎電流値の近くに炎電
流のしきい値を設定し、炎電流検知部１３が検知した炎
電流を給油量に応じて予め設定してあるしきい値の範囲
内に有るか否かを炎電流異常検知部１４が判定するの
で、確実に異常燃焼を検知できる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明の燃焼暖房機で
は、常に炎電流の値が適正値になるように送風機の最適
制御回転数が更新され、その更新した制御回転数を保つ
ように送風機の運転制御を行うので、どのような環境下
においても適正な安定した量の空気をバーナに供給し良
好燃焼を維持できる。また同じ燃料供給量で炎電流のば
らつきを小さくすることができるので、良好に燃焼運転
している時の炎電流値により近いところに空気の過不足
を検知するしきい値の設定が可能となり、素早く異常燃
焼を検知し確実に消火させることができる。

【００２４】従って安全性を高めると共に燃焼暖房機の
寿命をのばす効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す燃焼暖房機の電気系統
図である。

【図２】本発明の一実施例を示す燃焼暖房機の制御部の
フローチャートである。

【図３】本発明の一実施例を示す燃焼暖房機の炎電流と
燃焼空気量または送風機の回転数との関係を表す特性図
である。

【図４】本発明の一実施例を示す燃焼暖房機の炎電流と
送風機の回転数との関係を表す特性図である。

【符号の説明】

１バーナ２燃料ポンプ４送風機１０回転数検知部１１モータ通電率演算部１３炎電流検知部１４炎電流異常検知部１５最適制御回転数演算部１７モータ電源制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体燃料を燃焼させるバーナ（１）と、
このバーナ（１）に給油する燃料ポンプ（２）と、前記
バーナ（１）に燃焼空気を供給する送風機（４）と、前
記バーナ（１）の燃焼炎の炎電流を検知する炎電流検知
部（１３）と、前記送風機（４）の回転数を検知する回
転数検知部（１０）と、前記炎電流検知部（１３）が検
知した炎電流と給油量に応じて予め設定してある炎電流
とに基づき前記送風機（４）の回転数を最適制御回転数
に補正する最適制御回転数演算部（１５）と、この最適
制御回転数演算部（１５）が補正した最適制御回転数に
基づき前記送風機（４）を通電制御するモータ駆動手段
（１１）、（１７）とで構成された燃焼暖房機におい
て、前記最適制御回転数演算部（１５）が補正した最適
制御回転数に基づき前記送風機（４）を通電制御中に前
記炎電流検知部（１３）が検知した炎電流が給油量に応
じて予め設定してあるしきい値の範囲内にあるかを判定
し、しきい値の範囲内にある場合は燃焼を継続させ一方
一定時間以上継続してしきい値の範囲外にある場合は前
記燃料ポンプ（２）を停止する炎電流異常検知部（１
４）を備えたことを特徴とする燃焼暖房機。