JPS62138622A - 燃料圧送装置の制御装置 - 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 本発明は温風暖房機等の液体燃料燃焼装置などに用いら
れる燃料圧送装置の制御装置に関するものである。

従来の技術 一般に温風暖房機では室温検知素子に応じて燃焼量を変
化させようとすると空燃比を崩さないよう燃焼空気と燃
料を同時に変化させる必要がある。

そこで燃焼空気供給要素として用いられるモータ（以後
バーナモータと称す）の回転レベ）Ｖ″ｆｔ切り換える
と同時に燃料圧送装置として用いられるポンプ（以後パ
ルスポンプと称す）の周波数を切り換えていた。第６図
にその回路図を示し、５１は電源、５２は電源スィッチ
、５３は燃焼制御部、５４はバーナモータ、５５［パル
スポンプ、５６は室温検知素子５７を介して電源５１に
接続したリレーで、バーナモータ５４ならびにパルスポ
ンプ５５を強弱二段階に切換えるリレー接点５８．５９
を有しており、室温検知素子５７の０Ｎ−ＯＦＦＫよっ
てバーナモータ５４とパルスポンプ５５を同時に切換え
るようになっている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記従来の構成では燃焼量を変化させた場
合、組立上のバラツキにより燃焼用空気と燃料との比が
崩れ、排ガス特性が悪化するという問題点があった。

すなわち、燃焼用空気においては、バーナモー夕自身の
特性のバラツキ等による回転数の差からその空気量に所
定値との差異を生じたり、あるいは燃料においては、パ
ルスポンプの構成部品の特性の差から、同一のパルス周
波数設定にもかかわらず、その供給する燃料に所定値と
の差異を生じることがあり、そのため燃焼空気と燃料と
の比が崩れるのであった。

この問題に対して従来は、バーナモータについては、回
転数検知によるフィードバック回路によシその回転数を
常に所定値に制御するようにし、またパルスポンプにつ
いては、同一のパルス周波数設定において同一の流量に
なるように、本体組込前に周波数と対応する駆動電圧の
印加時間を閂別に細かく調整したりして対処していた。

しかし、燃料供給系における配管内径は、燃焼用空気供
給系における配管内径に比べ非常に小さくなっているた
め、配管の加工上における寸法バラツキ等が燃料供給量
に影響を与え、さらに回転数検知によシ常に自己制御可
能なバーナモータに対し、パルスポンプは自己の流量制
御機能を持たないため、空燃比を崩さず所定の燃焼量に
することが困難になっている。

特に、最近市場から強く求められているように燃焼排ガ
ス特性を改善し燃焼変化幅を大きくしようとすると燃焼
器の構造が微妙に作用し、上記空燃比が僅かでもずれる
と黄火燃焼またはリフト燃焼、さらにひどい場合は失火
等の燃焼異常が起こりやすく、さらには排ガヌ特性も悪
化するという問題が生じていた。

本発明はかかる現状に鑑みてなしたもので、空燃比を崩
すことなく燃料の供給量を燃焼用空気の供給量に対応し
た設定値で安定供給できるようにすることを目的とした
ものである。

問題点を解決するだめの手段 本発明は上記問題点を解決するため、燃料供給経路中に
圧力検出手段を設けた燃料圧送装置を用いるとともに、
燃焼空気と燃料とを制御する制御部に、上記圧力検出手
段で検出した圧力と、所定圧力とを比較して上記燃料圧
送装置が供給する燃料供給量を所定値になるよう補正す
る補正制御部を設けである。

作　　用 本発明は上記構成によって、燃料圧送装置による燃料供
給量を自己制御することができるようになシ、これによ
って燃焼用空気と燃料とのバランスが崩れるようなこと
はなくなる。

実施例 以下本発明の実施例’を添付図面に基づいて説明する。

第４図は温風暖房機の概略構成を示す図で、１は外郭、
２は上記外郭内に設けられた気化式の燃焼器、３は回転
数検知部を内蔵し、特定の信号を入力するとその信号に
応じた回転数に制御できる駆動回路ａ′を内蔵した、上
記燃焼器に燃焼用空気を供給するバーナモータ、４は特
定のパルス信号を入力するとパルス信号の周波数に応じ
た量の液体燃料を上記燃焼器に供給する駆動回路４′内
蔵のパルスポンプ、５は上記パルスポンプの吐出側に設
けられた圧力検出部、６は上記パルスポンプ４に燃料を
供給する燃料タンク、７は上記燃焼器に連設された燃燐
筒、８は上記燃焼筒７の熱を室内に送出するように設け
られた対流用送風機、９は室温を検知すべく設けられた
室温検出素子で、１０は燃焼を開始するときの点火動作
を行なう点火器である。なお燃焼の０Ｎ１０ＦＦを操作
する運転ヌイッチ１１や室温設定ボリュウム１２等は操
作部（図示せず）に設けられている。

第５図はパルスポンプの吐出側に設けられた圧力検出部
５を示し、１３は燃料供給経路中に設けられたオリフィ
ス、１４．１５は上記オリフィス１３の上流と下流に設
けられた圧力取出口、１６は、上記圧力取出口１４．１
５の圧力差を検出信号化する差圧検出部である。

第１図はこの温風暖房機をコントロールする回路を示し
、１７はマイクロコンピュータで、上記室温検出素子９
の信号と設定温度とを比較してバーナモータ３の回転数
切り換えを行なうとともに差圧検出部１６からの信号が
、バーナモータ３の回転数に応じた設定圧力になるよう
パルスポンプ４へ出力するパルス周波数を制御するなど
燃焼コントロール全般の制御を行なう。１８は商用電源
、１９は上記パルスポンプ４より供給された燃料全気化
させるため上記燃焼器２に埋設されたヒータ、２０は上
記ヒータ１９によシ加熱された燃焼器２の温度を検出す
る温度検知素子、２１ａは上記温度検知素子２０の信号
により上記ヒータ１９乞０Ｎ１０ＦＦするリレー２１の
接点、２２ａは上記バーナモータ３を０Ｎ１０ＦＦする
リレー２２の接点で、２３ａは上記対流用送風機８ｔ−
ＯＮｌｏＦＦするリレー２３の接点で、これらの各リレ
ー　接点（ｅ−持つリレー２１．２２．２３は上記マイ
クロコンピュータ１７の出力端子ＲＯ１Ｒ１、Ｒ２にそ
れぞれ接続され、上記マイクロコンピュータ１７の出力
が１Ｌ“の時各リレーのコイルが励磁される。２４はバ
ーナモータ３に駆動用信号を伝えるホトカップラで、１
肥マイクロコンピュータ１７の出力端子Ｒ４に接続され
ている。２５はパルスポンプ４に駆動用パルス信号を伝
えるホトカップラで、上記マイクロコンピュータ１７の
出力端子Ｒ５に接続されている。さらに点火器１ｏは上
記マイクロコンピュータ１７の出力端子Ｒ３に接続され
１Ｌ“出力の時、点火器１０が動作する。

一方、上記マイクロコンピュータ１７にはＡＮｌ、ＡＮ
２、ＡＮ３、ＡＮ４、工１の入力端子を有している。こ
の各入力端子ＡＮＤ、ＡＮ２、ＡＮ３、ＡＮ４はアナロ
グ電圧と直接読み込むためのもので、適当な抵抗２６．
２７．２８．２９で分割され、それぞれ室温検知素子９
、温度検知素子２０、室温設定ボリウム１２、差圧検出
部１６に接続されている。また、と記入力端子１１は同
じく適当な抵抗３０でプルダウンされた運転スイッチ１
１に接続されている。３１は上記マイクロコンピュータ
１７内に設けられた比較部で、前記各入力端子ＡＮ１、
ＡＮ２、ＡＮ３より信号を受ける。

３２は同じくマイクロコンピュータ１７に内蔵しである
不揮発性メモリ（以下ＲＯＭと称す）で、比較部３１か
らの信号を受けてあらかじめ記憶させである定められた
手順、すなわちプログラム内容によって前記各出力端子
ＲＯ〜Ｒ５に所定の信号を出力するようになっている。

このＲＯＭ３２はバーナモータ３の回転数ならびにパル
スポンプ駆動回路４′の発振周波数を変化させる制御部
となるものである。３３は同じく上記マイクロコンピュ
ータ１７に内蔵され書き変えが自由に出来る揮発性メモ
リ（以下ＲＡＭと称す）で、と記マイクロコンピュータ
１７が仕事を行なう途中で一時的に発生するデータを貯
えるのに使用される。

上記構成において、運転スイッチ１１が投入されたこと
をマイクロコンピュータ１７が検知すると、リレー２１
をＯＮＬヒータ１９を通電する。

燃焼器２の温度が所定温度まで達っしたこと全温度検知
素子２０で検知すると、まずリレー２２とリレー２３を
ＯＮＩ、さらにバーナモータ３の回転数？設定すべく端
子Ｒ４より信号を出力してバーナモータ３と対流用送風
機８を動作さす。しばらくしてからパルスポンプ４を駆
動すべく端子Ｒ５よシパルス信号を出力すると同時に点
火器１０全駆動し、点火を行なう。このときパルスポン
プ４ｉ１６Ｈｚで駆動すると端子Ｒ５から出力される信
号は１Ｈ″信号ｋ１ｍｓｅｃ間出力し、つづいて６２．
５　ｍｓ　ｅ　ｃ間′Ｌ“信号企出力するという動作を
繰り返すことになる。ここで出力する信号の％　Ｌ　１
１％　Ｈ“はパルスポンプ４側の回路構成で逆になるこ
とがあり、また％Ｈ“信号出力期間は′Ｌ　／／信号出
力期間に比べ充分に短いので出力周波数に与える影響は
無視出来るものとする。

燃焼が開始されると、端子ＡＮ４から入力される差圧検
出部１６の信号と、出力端子Ｒ４からバーナモータ３へ
出力される信号に対応して各燃焼量で設定された目標値
とを比較し、差圧検出部１６の圧力が目標値よりも大き
い場合には、パルスポンプ４の発振周波数金車さくし、
逆に差圧検出部１６の圧力が目標値よりも小さい場合に
は、パルスポンプ４の発振周波数を大きくするという補
正制御がされる。また、端子ＡＮ１から入力される室温
検知素子９の信号と端子ＡＮ３から入力される室温設定
ボリューム１２の信号を比較し室温の方が高いと弱燃焼
に、逆に低いと強燃焼に切り換えられる。

以下、上記燃料供給量の補正制御について説明していく
と、第２図においてマイクロコンピュータ１７の端子Ａ
Ｎ１、ＡＮ２、ＡＮ３に入力された信号は比較部３１で
比較されて、強あるいは弱燃焼切等の所定の信号を出力
する。この信号に基すきバーナモータ制御部３４が出力
端子Ｒ４に信号を供給し、バーナモータ３を強あるいは
弱等に切り換える。これと同時に比較部３１からの信号
は、パルス補正変更部３５に送られ、とのパルス補正変
更部３５は出力端子Ｒ５にパルス信号を供給し、このパ
ルス信号によりホトカプラ２５を介してパルスポンプ駆
動回路４′を駆動しパ／１／ヌポンプ４を動作させる。

このパルス補正変更部３５は、端子ＡＮＡに入力された
差圧検出部１６の信号と強あるいは弱時等の目標圧力信
号を設定する圧力信号設定部３６からの信号を圧力信号
比較検出部３７で比１１りし、その差をパルス修正部３
８で少しずつ修正してパルス発生部３９にフィードバッ
クしていくサイクルを繰返すようになっており、差圧検
出部１６から端子ＡＮ４に入力する信号を徐々に目標圧
力信号に近ずけるようになっている。

これを第３図のフローチャートラ用いてさらに詳＃ｊに
説明していく。

メインルーチンの任意の場所にバーナモータ制御ルーチ
ン３４　ａと圧力信号設定ルーチン３５ａとパルス設定
ルーチン３９ａとパルス修正ルーチン３８ａがあシ、バ
ーナモータ制御ルーチン３４ａでは燃焼量に応じてバー
ナモータ３の回転数を変化させる仕事２行ない、圧力信
号設定ルーチン３５ａとパルス設定ルーチン３９ａでは
、あらかじめと記ＲＯＭ内に設定されている強撚焼用の
圧力信号値や、弱燃焼用の圧力信号値と、それぞれに設
定されているパルス周波数の逆数を目標値エリア（図示
せず）にセットする。と記目標値エリアはＲＡＭ３３の
一部が割当られる。パルス修正ルーチン３８ａでは上記
ＲＡＭ３３の一部で現在入力中の圧力信号とと記目標値
とを１秒毎（タイマーは別に生成されるものとし、図示
せず）に比較し、異なっていればと記目標値と等しくな
るよう、現在出力中のパルス信号がセットされている現
行エリア（図示せず）の値である現行値を１だけ加減す
る比較部分と、と記ＲＡＭ３３の一部で上記現行エリア
にセントされている現行値より１ずつ減算した結果０未
満の値になるとパルスポンプ４の駆動用パルスを１閂だ
け出力する出方部分から構成されている。

上記構成にて、今強撚焼にて燃焼を開始したとするトハ
ーナモータ制御ルーチン３４　ａによって出力端子Ｒ４
により信号が出力され、バーナモータの回転数は強燃焼
に対応した値に設定される。

ここでと記出力端子Ｒ４からの信号が変更されたかどう
かを判断し、ＮＯならばＪｌ、ＹＥＳなら次の圧力信号
設定ルーチン３５ａに進む。圧力信号設定ルーチン３５
ａでは、あらかじめと記ＲＯＭ３２に設定されている強
撚焼用の圧力信号値が目標エリアにセットされ、さらに
パルス設定ルーチン３５ａにおいても、あらかじめ上記
ＲＯＭ３２に設定されている強撚焼用のパルス周波数の
逆数が初期値として現行値にセットされる。パルス修正
ルーチン３８ａでは、ステップ４０で１秒を判断しＮＯ
なら工２、ＹＥＳなら上記入力値と目標値との一致を判
断するステップ４１に進む。ここで入力値が目標値と異
なる場合はＮｏと判断され、現行値を加減するステップ
４２にて、入力値が目標値よシ大きい場合は現行値を１
だけ加え、入力値が目標値より小さい場合は現行値を１
だけ減じもつぎにステップ４３では前回現行値が初期設
定されるカウンターの値を−１する。ステップ４３の結
果をステップ４４で判断し、０以上ならＩ３へ、０未満
ならステップ４５でパルス出力を行い、ステップ４６で
カウンターに現行値をセットして初期化する。

メインルーチンを何回か繰り返すうちにと記入力値は徐
々に目標値に近づき、入力値が目標値になるとステップ
４１で常ＫＹＥＳと判断されＺテップ４２を飛ばすこと
でパルス出力周波数は安定する。

上記実施例では燃料供給経路中に設けられたオリフィス
１３の上流と下流の圧力差を検出して、パルスポンプの
発振周波数を補正したが、上記燃料供給経路の燃焼器２
側の吐出端部が、上記燃料供給経路内径よりも小さく絞
られている場合には、上記燃料供給経路の内圧を検出し
てパルスポンプの発振周波数を補正しても良く、またパ
ルスポンプ以外の燃料供給量の切り換え可能な燃料圧送
装置でも同等の制御が得られる。

発明の効果 以とのように本発明の制御装置により、燃料供給経路の
寸法バラツギにかかわらず、燃料供給量の設定値への自
己制御が出来るので、空燃比ずれを最小限に押さえるこ
とが出来、壕だバーナモータの回転数に応じた微妙な設
定をすることが出来るので燃焼排ガス特性を悪化させる
ことなく燃焼変化幅の拡大が可能になるという効果があ
る。またこの制御装置によシ、燃料圧送装置ｆｆ：温風
暖房機等に組込む前に行なっていた細かな流量調整検査
を省略することも可能になるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における制御装置の回路図、
第２図は同要部のブロック図、第３図は同動作説明用の
フローチャート、第４図は本発明の制御装置を用いた温
風暖房機の縦断面図、第５図は本発明の一実施例におけ
る圧力検出部の断面図、第６図は従来の制御装置を示す
回路図である。 ４・・・・・・燃料圧送装置（パルスポンプ）、１７・
・・・・制御手段（マイクロコンピュータ）、１６・・
・・・・圧力検出手段（差圧検出部）、３５・・・・・
・パルス補正変更部、３６・・・・・・目標圧力信号設
定部、３７・・・・・・圧力信号比較検出部、３８・・
・・・・パルス修正部、３９・・・・・・パルス発生部
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
２　図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料供給量の切り換え可能な燃料圧送装置と、この装置
   を段階的あるいは無段階に切替える制御手段とを備え、
   燃料供給経路中には圧力検出手段を設けるとともに上記
   制御手段には圧力検出手段で検出した圧力と所定圧力と
   を比較して上記燃料圧送装置が供給する燃料供給量を所
   定値になるよう補正する補正制御部を設けた燃料圧送装
   置の制御装置。