JPS59131826A - 石油温風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、気化式の石油温風機等の温風暖房機に関する
ものである。

（従来例の構成とその問題点） 従来の温風暖房器、例えば気化式の石油ファンヒータは
第１図に示す如く開放式のバーナ１により発生する燃焼
ガスＡは、本体外装２の裏面に取付けられた送風モータ
３とそのファン４により室内の空気Ｂを採り入れ、送風
口５より温風Ｃとなって送風されている。従って燃焼不
良や着火消火による未燃焼ガスが発生すると、そのまま
部屋内に送られるため特に注意しなければならない。

第２図はこのような温風暖房機の制御回路を示す図であ
る。

商用電源６はバーナ制御回路７．ノやルスポンプ８のパ
ルス回路９を接続している。／Ｊ−す制御回路７には送
風モータ３が接続されている。一方直流電源１０の正負
端ｅ−ｄ間には、前記バーナ制御回路７の低圧側制御回
路１１が接続されている。

また、他の交流電源１２より一方ａ側は抵抗１３を通り
、他端す側はバーナ１のケースに接続される。抵抗１３
の他端Ｃ側と、前記直流電源１０の負側ｄとの間に抵抗
１４．コンデンサ１５を接続する。々おｅ−ｄ間には差
動増幅器（以下オペアンプという）１５ａと抵抗１６−
ｆ点−抵抗１７を接続し、オペアンプ１５ａの正負の入
力端子にはｃ、ｆ点より接続する。捷だ、ｄ点からは炎
の燃焼状態を検出するフレームロッド１８を接続し、バ
ーナ１の内部の炎の検知しやすい位置に設置する。低圧
側制御回路１１からは、信号がバーナ制御回路７や・や
ルス回路９に送られるようになっている。このような構
成において、バーナ制御回路７及び低圧側制御回路１１
によって着火動作からノｆルス２ンプ８の・ぐルス回路
９の動作オで行なわれるためバーナ１は燃焼状態に入る
。そのためフレームロッド１８とバーナケースとの間の
炎中に交流電圧が加わるが炎の整流現象のため、第２図
のコンデンサ１５には０点側を正とするような電荷が充
電される。このため０点の電位は基準電位ｆ点よりも上
昇し、オペアンプ１５ａの出力は低の状態から高の状態
に々す、燃焼を検知したことになる。寸だ、逆に燃焼中
に油切れなどがあると、フレームロッド１８とバーナ１
との間には電流が流れなく々るのでオペアンプ１５ａの
出力は高から低に移り、失火を知らせる。従ってフレー
ムロッド１８に流れる電流によって決捷る０点の電位が
ｆ点より高いか低いかだけの判断で、着火確認や失火確
認を行っていた。

第３図は・母ルスポンデの・やルス回路の例である。

交流電源６′の一端からはダイオード＋１９−抵抗２０
−ｇ点の直列回路と、他端り点との間に平滑用コンデン
サ２１．抵抗２２−４点−ツェナーダイオード２３の各
回路を接続する。１点とｈ点間にはポンプ動作の周波数
を決定する回路２４１ｇ−ｈ点間にはノｅルスポンプへ
のＯＮ時間決定の回路２５を接続し、同様にポンプ８−
ｊ点−サイリスタ２６の回路を接続する。この回路の動
作は、−ｇ−り点間に直流電圧が発生すると周波数決定
回路２４によりポンプ８の周波数が決定される。この回
路２４によりサイリスタ２６のケ”−１に点に電圧が発
生し、サイリスタ２６は導通状態になり１点はｈ点と同
電位に々る。このときからＯＮ時間決定回路２５が働き
一定時間後にサイリスタ２７がＯＮ状態になってサイリ
スタ２６の導通状態が解除される。この場合、半固定抵
抗２８．２９はそれぞれ周波数決定用、ＯＮ時間決定用
のものである。

このように／Ｆルス回路はパルスの周波数とポンプのＯ
Ｎ時間を一方的に決めてしまうものである。勿論油流量
は機器の表示に対して一定の誤差（±１０チ）以内でな
ければなら々いので、これに合致し、しかも燃焼にも最
適の状態に調整するためのものである。

以上の如〈従来は、温風機を組立てた時点で油流量や燃
焼用の空缶、の量は決まっている。従って外的条件、例
えば気温の変化、経時変化、油の性質、電圧・周波数変
動など多くの条件に対して最適に設計されているが、実
使用時は必ずしも最適には々っでいない。

そのために温風機としては不着火、失火などの事故、ま
た臭い、ススなどの燃焼不良々どの問題がどうしても解
決されないｉｔとなり、市場においては数多の不良率と
なって発生している。

特にファンヒータなどの室内排気方式の温風機（５） に々るとそのまま人体へ影響するため、全く使用にたえ
々かったり不快感を与えたりする欠点を有していた。

（発明の目的） 本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、特に燃焼状
態を外的条件から守り、常に最適条件にて着火燃焼させ
ることを目的としたものである。

（発明の構成） 本発明は、・ぐルスポンプを用いて灯油を供給して気化
し、燃焼させる石油温風において、燃焼炎の中に電極を
設け、バーナと電極に交流電圧を印加して炎の整流作用
により電流を検出して燃焼状態を検知し、検出値に応じ
て・ぐルスポンデのＯＮ時間を変化させて油供給量を制
御し、常に最適の燃焼状態を得るものである。

（実施例の説明） 以下、その一実施例を第４図〜第８図を用いて説明する
。

第４図は本発明のバーナのうち特に燃焼部分を示したも
のであり、バーナ台３０には全周を多孔（６） にしたバーナヘッド３１が載置されている。そしてこの
バーナヘッド３１の孔３２からはバーナ内部で気化され
た気化灯油が噴出する。この気化灯油は、点火器の高圧
端子に接続された点火電極３３の先端とバーナヘッド３
１との間ニ飛フスパークによって着火され、熱焼炎３４
が生成される。

この炎の中に同様に碍子３５で絶縁されたフレームロッ
ド３６があるので、バーナヘッド３１との間に交流電圧
を印加すると炎の整流現象により電流が流れる。

このフレームロッド電流と、供給される油流量との関係
は第５図の如くである。即ち横軸に油流量、縦軸にフレ
ームロッド電流をとってグラフに示１〜だものである。

第５図の如く油の流量が増加するとフレームロッド電流
も増加する。この場合供給する空気の量は一定とした場
合であり、この捷まで油流量を増加するとフレームロッ
ド電流は増加して最大値を示すがそれ以上になると、か
えってフレームロッド電流は減少し燃焼炎も黄火となる
。また逆に油流量を減少するとフレームロッド電流は減
少し、ある程度捷で減少すると炎がリフトし不安定な燃
焼となり、ついには電流が流れ々くなる。このようにあ
る空気の量に対しては適当な油の量があり、その範囲で
は油流量とフレームウッド電流とではほぼ直線関係があ
る。本発明はこの点を用いてフレームロッド電流を一定
にして、燃焼状態を常に最適に保つこととするものであ
る。即ち、フレームロッド電流の中心をｉｓにすると油
流量はＱ８に制御される。そして油流量Ｑ８が±ΔＱの
範囲内でなければ法規的に問題となるので、フレームロ
ッド電流もｉＬからｉＨの間を制御範囲とする。実際に
はフレームロッド電流と油流量の関係にもバラツキがあ
るのでこの点も考慮しなければならない。

第６図、第７図は本発明の一実施例の制御回路であり、
第８図はこの動作を説明するグラフである。

第６図は商用周波数の交流電源回路側であり、第７図は
直流電源回路側である。第６図において、交流電源６″
から一端を点と他端ｍ点との間には、交流側の制御回路
１１′が接続されており、送風モータ３が接続されてい
る。Ｌ−ｍ点間にはさらに点線で示されているポンプ８
用直流電源回路３７が接続されている。この回路の構造
は従来例の回路（第２図の９）とは異なり、直流電源で
ある。

を点からダイオード１９−抵抗２０−　ｎ点−コンデン
サ２１の接続は従来例と同じである。ｎ−ｍ点間にはコ
ンデンサ２１のほかに抵抗３８−０点−抵抗３９を、ｏ
−ｍ点間にコンデンサ４０と、抵抗４１−ホトカゾラ受
光トランジスタ４２−ｐ点−抵抗４３の回路を接続する
。ｐ　ｒ　ｍ点をベース・エミッタトスるトランジスタ
４４のコレクタにはＩンプ８と保護ダイオード４５をｎ
点間に接続する。

次に第７図の低圧側の一実施例の回路について説明する
。直流電源１０′の正、負側をそれぞれ■。

０点とし、低圧側バーナ制御回路１１”を接続し、また
その間に抵抗４６−θ点−抵抗４７．抵抗４８−Ｏ点コ
ンデンサ４９の直列回路を接続する。

θ、■点を正負の入力とするオ被アンプ５０の出（９） 力の点とθ点間に抵抗５１，０点より抵抗５２−θ点−
抵抗５３を０点に接続する。θ、０点をベース・エミッ
タとするトランジスタ５４のコレクタを０点とし、０点
より抵抗５５−■点−コンデンサ５６を０点に接続する
。新たな点のと０点を　゛正負の入力とするオ硬アンプ
５７の出力０点より抵抗５８−■点−抵抗５９−θ点−
抵抗６０を０点に接続する。Ｏ９＠点間に抵抗６１を、
０点より抵抗６２−■点−抵抗６３を接続する。■、＠
点をベース・エミッタとするトランジスタ６４のコレク
タを０点に接続する。■、Ｏ点をベース。

エミッタとするトランジスタ６５のコレクタと■点間に
、ホトカゾラ受光トランジスタ４２の発光ダイオード４
２′側を抵抗６６を介して接続する。

■−〇間には抵抗６７−０点−抵抗６８を接続し、０点
をアノードとするダイオード６９を０点に接続する。第
３の第４アンプ７０の出力の点との点間に抵抗７１．オ
波アンプ７０の正負の入力を０゜０点とし、の−■点間
に抵抗７２．［相］、＠点間に抵抗７３をそれぞれ接続
する。０，０点を正負の（１０） 入力とするオペアンプ７４の出力０点と０点を接続し、
■−■点を抵抗７５を介して接続する。■。

＠点間に抵抗７６−■点−抵抗７７．■−■間に抵抗７
８を接続する。オペアンプ７４の正入力には従来例と同
じように交流電源１２′−保護抵抗１３′−■点−抵抗
１４．’−＠点−抵抗７９−＠点フレームロッド１８′
−バーナ台３０の閉ループヲ形成している中で、抵抗７
９の出力が接続される。

なおコンデンサ１５′をの−Ｏ点間に接続する。々お、
０点から０点にダイオード８０を接続する。

次に回路の動作説明を行なう。第６図、第７図の回路は
電源を投入後同時に動作を開始する。従って、バーナ制
御回路１１ｆ１１“はバーナ制御を行なっている。第６
図のｎ−ｍ点間は直流になっているのでホトカプラ受光
トランジスタ４２のホトトランジスタに信号が入るとｏ
−ｐ点間が導通し、その結果トランジスタ４４がＯＮ状
態となり、ポンプ８はＯＮする。そしてホトトランジス
タがＯＦＦ’　Ｋなると、トランジスタ４４．従ってポ
ンプ８もＯＦＦ’となる。従って、ホトカプラ受光トラ
ンジスタ４２に信号が入るか否かによってポンプはＯＮ
　−０ＦＦの動作を行なうのみである。なおホトカプラ
受光トランジスタ４２へのＯＮ時間が長いほど、また、
ＯＮ　−ＯＦＦの周波数が高いほどポンプからの油吐出
量は多くなる。このような制御を行なう第７図の低圧回
路について説明する。

■−〇点間に電圧が加わると０点は抵抗４６゜４７で分
圧された電位になる。今■−＠点間を８Ｖとし、０点を
４ｖとする。コンデンサ４９は、まだ充電されていない
ので０点はＯｖより上昇を開始する。オペアンプ５０の
出力の点は、正入力０点が負入力０点より高いので高と
なっており、そのだめ抵抗５１．６１は０点と一端が同
じ電位になっている。従って０点は４■より高くなって
おり、４５ｖとする。０点は抵抗４８と抵抗６１が並列
に入っているので充電速度は抵抗４８のみよりやや速く
なる。この充電の様子は第８図（ａ）−（１）の図であ
る。このコンデンサ４９の充電電圧が４、５　Ｖを越え
ると０点の方が高くなるので出力の点は低となり、抵抗
５　］、　、　６１の他端が低になるので０点は４ｖよ
りも低（３，５Ｖに々っだとする。

また０点は抵抗４８．６１で決まる電位に向かい、コン
デンサ４９は放電を開始する。この様子は（ａ）−（２
）の特性となる。このように０点は充放電をくり返へし
、（ａ）　−（３）　、　（ａ）　−（４）の如くなる
。次にコンデンサ５６は電圧印加により充電が開始され
るが、トランジスタ５４により充放電の形が決定され、
第８図（ｂ）の如くの点が高電位のときは放電で（１）
。

（３）の如くなり、低電位のときは充電の形となり、（
２）　、　（４）の如くなる。

次に交流電源１２′によりバーナ台３０に取りつけられ
たフレームロッド１８′に抵抗１３′を通って流れる電
流はフレームロッド１８′の整流作用により整流され、
その分のみコンデンサ１５′に充電される。その充電電
圧は抵抗１４′と７９により分割され、オペアンプ７４
の正入力となる。抵抗１４′。

７９は抵抗値が大きいのでオ被アンシフ４により、イン
ピーダンス変換が行なわれ、０点と同じ電圧が出力０点
から得られる。０点の電圧は、抵抗７２．７３．７５．
７８．７６．７７、およびオ（１３） 被アンプ７０により反転増幅される。そして出力の点は
抵抗７１を通っての点に至る。今の点の電位は、燃焼状
態を検知するフレームロッド１８′によって決定される
が、これが３ｖに々っだとする。

一方、０点は第８図（ｂ）の如くなるので、オペアンプ
５７の出力０点は第８図（ｃ）の如く々る。即ち（１）
の期間ではの点が高レベルにあるのでトランジスタ５６
がＯＮとなっての点は低レベルにあり、そのため０点は
高レベルであり、（２）の期間でほの点は低レベルにあ
るのでトランジスタ５４はＯＦＦであり、コンデンサ５
６は充電期間中であるので、０点の電圧かの点より低い
間は０点は高レベル、充電によりの点と等しく々っだ時
点で低レベルとなる。次にトランジスタ６５は、０点が
高レベルのときはトランジスタ６４がＯＮとなるのでＯ
ＦＦとなり、その結果発光ダイオ−）＋４２’はＯＦＦ
’であり、０点が低レベルのときは、０点が高レベルに
ある時のみトランジスタ６５はＯＮとなって発光ダイオ
−）’４２’は点灯する。即ち、オ被アンプ５０の出力
の点が低レベルで、コンデンサ５６の充電中で、（１４
） 充電電圧かの点の重圧より低い間のみ発光ダイオード４
２′は点灯する。この様子を第８図（ｄ）に示す。

従って、電磁ボンデ８は第８図（ｄ）に示すパルス状期
間のみＯＮシ、それ以外のときはＯＦＦ’である。

この状態において、燃焼の様子が変化したとすると、フ
レームロッド１８′の電流が減少、又は増加する。合板
りに減少したとすれば、０点の電位は下がり、■点の電
位も下がり、そのため、の点の電位が上昇する。そして
今迄３ｖであったものが、３．５　Ｖになったとすると
、第８図（ｂ）　−（２）においてＶｏはｖｌに移即１
し、そのため、幅ｔ１はｔ２に増加する。即ちポンプへ
の信号時間がｔｌ→ｔ２に伸び、前述の如くポンプ吐出
量は増加する。ポンプ吐出量が増加すると、第５図の如
くフレームロッド電流は増加して、今度は逆にポンプＯ
Ｎ時間１．を減少させるような作用が働く。このように
してフレームロッド電流と、ポンプのＯＮ時間＝ボンデ
油吐出量は自動制御系が構成され、安定した運転を行な
うことができる。

なおポンプ動作の周波数を変化させるには、抵抗４６　
、４７　、４８を変えることによ怜可能であり燃焼量の
強・弱をつける場合には最適である。

即ちこれらの抵抗値を変えてもボンデのＯＮ時間は変化
しない。

次にフレームロッド電流が何らかの原因で減少した場合
に余りに減少すると、電磁ポンプの吐出量が増加しすぎ
て、バーナは異常燃焼したり、規格から外れてし壕うこ
とか考えられる。またこの逆にフレームロッド電流が増
加して、そのためポンプ吐出量が減少した場合に、同様
に規格外れに々る場合が考えられる。このようなことか
ら、フレームロッド電流が一定の幅の内部では自動制御
するがその幅を越えた場合には自動制御を行なわずポン
プの吐出能力を一定の値におさえておかなければならな
い。

このために第７図ではダイオード６９がの点より０点に
接続されているので、の点の電位は０点以上には上昇し
ない。即ち、どんなにフレームロッド電流が減少しても
ポンプのＯＮ時間はそれ以上大きくなら々いことに々る
。また、逆に何らかの原因でフレームロッド電流が増加
してもの点の電位は０点よりあがらず、の点電位もある
一定以下に下がらない。即ちポンプのＯＮ時間はそれ以
下に々らないので吐出量も一定に力ってしまう。

このようにポンプのＯＮ時間とフレームロットゝ電流を
自動制御系の中でフィードバックさせることと、ポンプ
吐出量の１隅Ｊ限を限定することが本発明の構成である
。

このようにすると、ポンプの吐出量とフレームロッド電
流の関係で常に一定のフレームロッド電流（空燃比率が
一定）と々るのでファンヒータなどの室内排気型の暖房
器には適しており、また着火時はフレームロッド電流が
少ないのでポンプ吐出量は自動的に最大となり着火１−
やすぐ々る。捷た、低温室内でも空燃量が一定となるの
で自動的に調節される。また交流電源電圧が変動し、ポ
ンプへの印加電圧が降下しても自動的にＯＮ時間が増加
して吐出量としては一定となる。フレームロッド用の電
源電圧が変動しても同じことがいえる。

なお、フィルタにごみがついても、自動的に油量（１７
） が減少し、ある程度オでは最適条件で使うことができる
。なお０点の電位を変えることによりフレームロッド電
流の値を変化させることができるので、安定時の空燃比
をも変化させることが自由にできる。

゛（発明の効果） フレームロッド電流によりフィートノ々ツクするので常
にフレームロッド電流が一定（空燃比が一定）となる安
定した燃焼が得られ、かつ規格に合致するよう燃焼の上
限、下限を設定できる。

捷だ一定量の燃焼であるため、バーナの能力を越えるこ
とがなく安全な範囲での使用が可能である。かつ燃焼の
強・弱による空燃比率を一定に保つことができるので、
室内排気形の暖房器には最適である。壕だポンプの特性
バラツキも含め、電圧、周波数等周囲環境の変化に対応
して制御できる々との特徴を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は石油温風機の断面図、第２図は従来の温風暖房
機の回路図、第３図は従来のポンプ回路（１８） の例を示す図、第４図はバーナ部分の一実施例の断面図
、第５図は油流量とフレームロッド電流の特性図、第６
図は本発明の交流側及びポンプ回路の一実施例を示す図
、第７図は本発明の低圧側回路の一実施例を示す図、第
８図は本発明の一実施例の回路の動作を説明するだめの
図である。 ３・・・送風モータ、８・・・ノ９ルスポン−７’、１
１’。 】１“・・・ｆｆｔｌ１ｍ回路、１８　、１８’・・・
フレームロッド、３０・・・バーナ台、３１・・・バー
ナヘッド、３２・・・孔、３３・・・点火電極、３４・
・・燃焼炎、３６・・・フレームロッド、３７・・・ポ
ンプ用直流電源回路、４２・・・ホトカプラ受光トラン
ジスタ、４２′・・・発光ダイオード、５０．５７．７
０．７４・・・オ被アンプ。 （１９） 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１＞　　、Ａ’ルスボンプを用いて灯油を供給して気
   化し、燃焼させる石油温風機において、燃焼炎の中に電
   極を設置し、バーナと電極に交流電圧を印加して燃焼炎
   の整流作用を用いて燃焼を確認するように構成し、前記
   電極に流れる電流を検出し、前記電流の変化量に応じて
   前記電磁ポンプのパルスの幅を変化させて油を供給し、
   油吐出量を制御することを特徴とする石油温風機。 （２）油供給量を一定の規格に対して一定量の上限と下
   限の幅の中で制御することを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の石油温風機。