JPS62217016A - 気化器の温度制御装置 - 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］ この発明は燃焼８１等に適用して液体燃料を気化する気
化器の温度制御０　＠　置に関するものである。

［従来の技術］ 第８図は従来の気化器の温度制御装置を示す全体構成図
である。第８図において、（１）は油タンク、（２）は
この油タンク（１〉の灯油を油バイブ（３）を通して気
化器（４）内部の気化室（５）に供給するための電磁ポ
ンプ、（６）は気化器（４）を加熱するヒータ、（７）
は気化器（４）の温度を検出する温度センサ、（８）は
温度センサ（７）によって検出される気化器（４）の温
度と予め設定された灯油を気化するのに最適な目標温度
との偏差を計算する演算手段、（９）はこの偏差の値に
基づいて一定時間中にヒータ（６）に何秒通電するかを
決定する通電率決定手段、（１０）は通電率決定手段（
９）によって決められた通電率によってヒータ（６）へ
の通電をｆｒｉｌｌ　ｌ！ｌする通電制御手段で、気化
器（４）を目標温度（約２５０’Ｃ〜３００℃）に保つ
ように制御する。

（１１）は気化室（５）内で気化された気化ガスが噴出
するノズル孔、（１２）はノズル孔く１１）を開閉する
ニードル、（１３）はノズル孔（１１）に対向して取り
付けられたバーナーであり、その上部には気化ガスに点
火するための点火プラグ（１４）と炎のイオン電流を検
知するためのフレームロッド（１５）が配設されている
。

次に動作を説明する。まず、運転スイッチ（図示せず）
をオンすると、気化器（４）の予熱が開始され、ヒータ
（６）に交流全波で連続通電（通電率１００％）して加
熱を実行する。

気化器（４）の温度は温度センサ（７）によって検出さ
れ、この温度が所定レベルの着火可能な着火温度に達し
ているか否か演算手段（８）によって判定される。

検出される温度が着火温度に達した場合は、着火動作に
移行し、電磁ポンプ（２）が動作して、灯油が油タンク
（１）から油バイブ（３）を通して気化室（５）へ供給
され、同時に加熱されて気化ガスとなり、ノズル孔〈１
１）より噴出し、その噴出時に燃焼用空気として作用す
る一次空気を周囲から吸引し、バーナー（１３）内に混
合気として入る。

バーナー（１３）上部には予熱完了と同時に放電を開始
する点火プラグ（１４）が取り付けられており、放電時
の火花によって混合気に点火する。

着火後、フレームロッド（１５）によって検出された炎
のイオン電流がある一定値以上になると、点火プラグ（
１４）の放電を停止させる。

燃焼中の気化器（４）の温度は、温度センサ（７）によ
って絶えず検出され、演算手段（８）に入力される。演
算手段（８）はこの温度センサ（７）で検出された温度
と予め設定された灯油を気化するのに最適な目標温度と
の偏差を算出し、その値を通電率決定手段（９）へ送る
。通電率決定手段（９）では、偏差の値に基づいてヒー
タ（６）への通電率を決め、一定時間中にヒータへ何秒
通電するかを決定する。

第９図は、目標温度との偏差とヒータ通電率の関係の一
例を表わしたものである。例えば、ヒータ（６）への通
電率を４０％にしたとき１．気化器（４）の温度が目標
温度になって飽和するとすれば、偏差０のとき通電率４
０％に設定し、気化器（４）の温度が目標温度より低い
場合は通電率を増加させ、高い場合は減少させる。

第１０図は通電率とヒータ（６）への通電時間の関係を
示したもので、通電の周期を１０秒にすれば、交流全波
の最大電力で４秒通電し、次の６秒はオフにする。以下
、１０秒毎に目標温度との偏差に基づいて通電率を決定
し、通電制御手段（１０）によってヒータ（６）を入切
して、気化器（４）の温度を略一定に保つようにしてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の気化器の温度制御装置は以上のように構成されて
いるので、第１１図に示すように、ヒータ（６）への通
電の入りによって、ヒータ表面の温度が大きく変化し、
気化器（４）の温度リップルが大きくなり、気化’５−
（５）の内部圧力の変動が大きくなる。

気化室（５）の内部圧力は、気化器（４）の温度が高く
なると上がり、その結果、電磁ポンプ（２）によって供
給される灯油の僅が減少したり、ノズル孔（１１）から
気化ガスを噴出する際の噴出音が大きくなって、運転騒
音が大きくなる。また、気化器（４）の温度リップルが
大きいため、熱応力によって気化器（４）が損傷する等
の恐れがあった。

ヒータ（６）への通電の周期を短くすれば、気化器（４
）の温度リップルを小さくすることができるが、ヒータ
（６）への通電の入切によって生ずる電源電圧の変動の
周期が短くなり、照明器具等を同時に使用した場合は、
その照明器具のちらつきが顕著に現われることが多い。

また、ヒータ（６）の電力容量を小さくしたり、半波整
流電圧を印加して消費電力を少なくすれば、気化器（４
）の温度リップルを小さくすることができるが、予熱時
間が長くなったり、電源電圧が低下した時に１００％通
電でも容聞不足になって、気化器（４）の温度が低下し
てしまう等の多くの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ヒータへの通電周期を短くしたり、ヒータの
電力容量を小さくしたりすることなく、気化器の温度リ
ップルが小さくて運転騒音レベルの低い気化器の温度制
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］ この発明に係る気化器の温度制御装置は、温度センサに
よって検出される気化器の温度と予め設定された目標温
度との偏差を計算する演算手段と、この偏差に基づいて
ヒータへの通電率を決定する通電率決定手段と、この通
電率決定手段によって決められた通電率によって、ヒー
タへの通電が全波か半波かを判定する判定手段と、この
判定手段の判定によってヒータへの通電を制御する全波
通電制御手段及び半波通電制御手段を有したものである
。

［作用］ この発明における温度制御装置は、通電率が５０％以下
のときは半波通電制御手段が動作してヒータへの通電が
半波ｆＩ流雷電圧＜≧す、通電率が５０％をこえるとき
は全波通電制御手段が動作してヒータへの通電が交流全
波電圧となるようにしたことにより、気化器の温度リッ
プルが小さくなり、運転騒音が少なくなる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。前記
第８図と同一部分に同一符号を付した第１図において、
（１６）は通電率決定手段（９）によって決定された通
電率が５０％より大か小かを判定する判定手段、（１７
）はこの判定手段（１６）によって通電率が５０％以下
であると判定された時に動作する半波通電ｉ、１１１１
１手段であり、ヒータ（６）へ半波整流電圧を印加し、
そのオン、オフを行う。（１８）は通電率が５０％をこ
える時に動作する全波通電制御手段であり、ヒータ（６
）へ交流全波電圧を印加し、そのオン、オフを行う。

第２図は第１図の実施例の電気回路図であり、図におい
て、温度センサ（ア）にサーミスタを用い、これと直列
に接続された抵抗（１９）によって直流電圧を分圧し、
ＡＤ変換回路（２ｏ）を通してデジタルａに変換されて
、マイクロコンピュータ（２１）に入力される。マイク
ロコンピュータ（２１）は、入力回路（２１ａ）、ＣＰ
Ｕ　（２１ｂ）、メモリ（２１ｃ）、出力回路（２１ｄ
）から構成され、前記の演算手段（８）、通電率決定手
段（９）、判定手段（１６）の各機能を処理する。

（２２）は商用電源（２３）の電圧を降圧するＷｉ源ト
ランス、（２４）は電流トランス（２２）の二次電圧を
全波整流するダイオードブリッジ、（２５）は−■電源
をつくるための三端子レギュレータ（ＩＣ）、（２６）
、（２７）、（２８）は整流平滑用のダイオードと電解
コンデンサである。

（２９）はヒータ（６）の通電路を開閉するトライアッ
ク、（３０）はトライアック（２９〉のゲート電流の通
電路をｒＭ閉するフォトトライアックカプラで、２次側
のＬ−ＥＤ（３０ａ）に電流が流れた時にトライアック
（２９）を点弧させる。

（３１）、（３２）はトランジスタであり、同時にオン
した時のみＬＥＤ　（３０ａ）に電流が流れる。トラン
ジスタ（３１）のベースはマイクロコンピュータの出力
回路（２１ｄ）に接続され、信号Ａによってオンする。

トランジスタ（３２）のベースはダイオードブリッジ（
２４）の−辺と、ベースがマイクロコンピュータの出力
回路（２１ｄ）に接続されたトランジスタ（３３）のコ
レクタに接続され、商用電源（２３）の負の半サイクル
かまたは信号Ｂの出力によりトランジスタ（３３）がオ
ンしたときにオンする、（３４）〜（３９）は電流制限
用の抵抗である。

信号Ａのみ出力されたとき、トライフック（２つ）は商
用電源（２３）の半サイクル間のみオンし、ヒータ（６
）に半波整流電圧が印加される。

信号ＡとＢが同時に出力されると、トライフック（２９
）は常にオンになり、ヒータ（６）に交流全波電圧が印
加される。

次に以上のように構成された本実施例の動作を第３図の
制御フローチャートを併用して説明する。

まず、運転スイッチ（図示せず）をオンするとくステッ
プ３−１　）　、気化器（４）の予熱が開始され、出力
回路２１ｄから信号Ａ、Ｂが出力され、ヒータ（６）に
通電率１００％の全波通電を行い、加熱を実行する（ス
テップ３−２）。

気化器（４）の温度は温度センサ（７）によって検出さ
れ、ＡＤ変換回路（２０）によってデジタル化された後
、入力回路（２１ａ）を介してＣＰＬＪ　（２１ｂ）に
入力される。

ＣＰＵ（２１ｂ）では、温度センサ（７）の温度が着火
温度（約２００℃）に達しているか否かの判定を行い（
ステップ３−３）　、着火温度に達した場合は、着火動
作に移行する（ステップ３−４）。

着火動作では、電磁ポンプ（２）が動作して、気化室（
５）内に灯油が供給されて気化ガスとなる。この気化ガ
スはノズル孔１１からバーナー（１３）内に入り、魚油
プラグ（１４）の放電によって点火される。

着火動作が終了すると、燃焼制御（ステップ３−５）に
移り、フレームロット１５に流れる炎のイオン電流によ
って炎の状態を監視する。

燃焼中は、気化器（４）の温度を略一定に保つ必要があ
るため、常に温度センサ（７）によって気化器の温度測
定が行われる（ステップ３−６）。

気化器の温度はＡＤ変換回路（２０）によってデジタル
化され、ＣＰＵ　（２１ｂ）に入力される。

ＣＰＵ（，２１ｂ）では、気化器の測定温度とメモリ（
２１ｃ）予め記憶されている灯油を気化するのに最適な
目標温度（２５０℃〜３００℃）との演算を行い、その
偏差を算出する（ステップ３−７）。この偏差の値に基
づいて、気化器（４）の温度を目標温度に近づけるよう
、ヒータ（６）への通電率を決定する（ステップ３−８
）。

次にＣＰＬＪ　（２１ｂ＞内の判定手段で、決められた
ヒータ通電率が５０％以下かどうかの判定を行い（ステ
ップ３−９＞、５０％いかの場合は、出力回路（２１ｄ
）からの信号Ｂをオフしくステップ３−１０）、信号Ａ
をオンまたはオフすることにより、ヒータ６に半波整流
電圧を印加し、そのオン、オフによって気化器（４）の
温度を制御する（ステップ３−１１）。

ヒータ通電率が５０％をこえる場合は、信号Ｂをオンし
くステップ３−１２）　、信号Ａをオンまたはオフする
ことにより、ヒータ（６）に商用電源（２３）の電圧を
そのまま印加し、そのオン、オフによって同様にｖ制御
する（ステップ３−１３）ヒータ（６）の通電率は、一
定時間中、例えば１０秒間のうち、何秒間ヒータに通電
するかによって決める。例えば、交流全波電圧でヒータ
に６秒間通電する場合は、ヒータ通電率６０％になり、
同様に、半波整流電圧で６秒間通電する場合は、ヒータ
通電率が１／２になり３０％になる。

第４図は本実施例における気化器（４）の温度と目標温
度との（ｌｉ差とヒータ通電率との関係の一例をあられ
したものである。この関係は従来例と同様に目標温度と
の偏差が０のとき、ヒータ通電率が４０％になるように
設定しである。ヒータ（６）への通電々圧波形は、ヒー
タ通電率が５０％以下のとき半波整流電圧、５０％をこ
える場合は交流全波電圧になる。

第５図、第６図は、第４図におけるヒータ通電率の例を
あられした説明図である。ヒータ通電率４０％の場合は
、第５図に示すように半波整流電圧では８秒間オン、２
秒間オフの繰り返しになる。

この半波整流電圧での！！１ｗｉは、連続通電でもヒー
タ通電率５０％が上限である。そこで、例えば、電源電
圧の低下等で、ヒータ通電率５０％でも気化器（４）の
温度が目標温度に達しない場合は、ヒータ通電率を６０
％に上昇させ、第６図に示すように交流全波電圧で６秒
間オフ、４秒間オフの繰り返しとする。

第７図は、本実施例において、ヒータへの通電を半波整
流通電でオン、オフしたときの気化器温度、気化器内部
圧力、灯油供給母、運転騒音の変化をあられしたもので
ある。

ヒータ（６）への通電を半波整流電圧で行うと、交流全
波電圧による通電と比較して通電時の電力が１／２にな
るため、そのオン、オフによりて生ずる気化器（４）の
リップルが小さくなる。また、ヒータ通電率４０％の場
合をとって従来例と比較すると、オン時間が延びてオフ
時間が短くなるため、さらに気化器（４）の温度リップ
ルが小さくなる。

気化器（４）の温度リップルが小さくなると、気化室（
５）の内部圧力の変化、灯油供給ωの変化が少なくなり
、運転騒音も低下し、気化器（４）に加わる熱応力も小
さくなるため、気化器の損傷等の故障が少なくなり、信
頼性が高く長寿命の気化器を得ることができる。

また、予熱中および気化器（４）の温度が低い時は、ヒ
ータ（６）への通電が交流全波通電になるため、気化器
（４）の温度を迅速に目標温度まで到達させることがで
き、気化器の予熱時間が良くなることがない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、ヒータの通電率を判
定する判定手段により、通電率が設定値より小さい場合
はヒータに半波整流電圧を印加し、大きい場合は交流全
波電圧を印加して、気化器の温度を略一定に制御するよ
うに構成したので、気化器の温度リップルが小さくなり
、運転騒音が少なく、且、目ＩｆＡ潟度までの温度上Ｒ
を迅速に行うことのできる信頼性の高い気化器が得られ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による気化器の温度制御装
置を示す全体構成図、第２図はその電気回路図、第３図
はその動作を示す制御フローチャート、第４図乃至第７
図はその説明図、第８図は従来の気化器の温度制御装置
を示す全体構成図、第９図乃至第１１図はその説明図で
ある。 図において、（４）は気化器、（６）はヒータ、（７）
は温度センサ、（８）は演算手段、（９）は通電率決定
手段、（１６）は判定手段、（１７〉は半波通電制御手
段、（１８）は全波通電制御手段である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体燃料を気化する気化器と、この気化器を加熱するヒ
   ータと、前記気化器の温度を検出する温度センサと、こ
   の温度センサによって検出される前記気化器の温度と予
   め設定された目標温度との偏差を計算する演算手段と、
   前記偏差の値によって一定時間中のヒータへの通電時間
   を決定する通電率決定手段と、この通電率決定手段によ
   って決められた通電率と予め設定された値との大小を比
   較し判定する判定手段と、前記通電率が前記設定された
   値より小さい場合は前記ヒータに半波整流電圧を印加す
   る半波通電制御手段と、前記通電率が前記設定値より大
   きい場合は交流全波電圧を印加する全波通電制御手段と
   を備えた気化器の温度制御装置。