JPS63156915A - 暖房用燃焼器のコントロ−ラ - 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、ガスや石油などを燃焼させて室内を暖房する
暖房用燃焼器における空燃比制御及び快適性の向上に関
するものである。

従来の技術 近年、ガスや石油を燃料として燃焼させて、室内を暖房
する暖房用燃焼器が多く出回り、この種の燃焼器は、燃
料と燃焼用空気量の混合比、っまり空燃比を最適に制御
して、不完全燃焼の発生を防ぎ、また失火などにより未
燃ガスの漏出を防止する安全制御機能への要望が高まり
つつある。

これらの制御を行うためには、バーナの燃焼状態を検出
し、この燃焼状態を一定に維持するように空気量、或は
燃料を制御する手段が最良であり、過去から種々の手段
が提案されている。

例えば、特開昭５１−３１９３３号公報に、燃焼状態を
火炎に挿入した電極棒により、炎イオン電流を検出する
フレームロッドを用いて空燃比を制御する手段が説明さ
れている。第４図にこの構成図を示す。この例は、燃料
として灯油を使用し、これを気化器１で気化して混合室
２で送風機３がらの空気と混合し、燃焼室４で火炎５を
形成して燃焼する。制御回路６は、燃料油を供給する燃
料ポンプ７、及び送風機３を駆動制御する。同時に火炎
５に挿入され、燃焼室４とがいし８により絶縁されてフ
レームロッド９が配され、燃焼室４との間に流れる炎電
流１ｆを制御回路６で検知し、この炎電流Ｉｆに応じて
燃料ポンプ７の駆動量を制御する構成となっている。一
般をこ炎電流−ｆが一定の値となるように燃料供給量、
或は空気量を制御することにより空燃比の制御が可能と
なる。

ここで空燃比ｆｆｌ　＝１ということは、燃料が完全燃
焼するために必要な理論空気量を供給している状態をい
い、ｍ〉１は空気過剰、ｍ〈１は燃料過剰の状態である
。

発明が解決しようとする問題点 しかし、室内の暖房は、部屋で生活する人の好みにより
、その人が快適と感じる度合が異なる。

例えば輻射熱によりカッと暖まるのが好きな人と、対流
による自然なあたたかさを好む人は、同じ熱量を燃焼さ
せても、暖かく感じる感じ方が変わってくる。第４図の
ように、制御回路６により空燃比を一定に制御された安
全な燃焼器であっても快適性を考えれば最通な制御と言
うことは出来ないという問題点があった。

本発明は上記従来の技術における問題点を解消するもの
で、完全燃焼をはかると共に空燃比を使用者が選択可能
にすることを目的する。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記従来の問題点を解決するために、燃料と
燃焼空気を混合して金網などの多孔板の炎孔表面で表面
燃焼°し、室内を暖房するバーナと、燃料の供給量を制
御する燃料制御手段と、燃焼空気量を制御する空気量制
御手段と、これら制御手段を駆動制御する制御回路を有
し、制御回路は、室温に応じてバーナの燃焼量を制御す
る室温制御部と、バーナの燃料と空気の混合割合を検出
する空燃比センサの信号により空燃比を制御する空燃比
制御部とからなり、空燃比制御部には使用者が手動で空
燃比の割合を設定可能な空燃比設定部を有する構成とし
た。

作　　用 上記構成により、空燃比制御を行うことにより、バーナ
が不完全燃焼して有害ガスを発生することを防止すると
共に、空燃比を使用者が設定可能な構成にすることによ
り、使用者の好みに応じて暖房感覚を選択可能とする。

実施例 以下、本発明の暖房用燃焼器のコントローラの実施例を
図を用いて説明していく。なお、実施例では灯油を燃料
とする石油暖房器を例にして説明する。

第１図で、燃料油は燃料ポンプ１０によりヒータ１１で
予熱された気化器１２に供給され、ファン１３により供
給された燃焼空気（ここでは理論空気量以上の空気量を
供給し、ｍ）１で全−次燃焼させている）と混合されて
、バーナ１４の金網炎孔１５の表面で金網を赤熱させて
燃焼する。制御回路１６には、バーナの燃焼制御を行い
、室温センサ１７からの温度信号と室温設定値（図示せ
ず）を比較して、燃料ポンプ１０の駆動量を制御して燃
焼量を可変する信号を出力する室温制御部１８と、バー
ナの燃焼状態を検出する空燃比センサ１９の信号により
空燃比が一定になるようにファン１ａの回転数を制御し
て燃焼空気量を可変する空燃比制御２０を含む。

ここでは、空燃比センサ１９はバーナ１４の内部温度を
検出することにより空燃比を検知するバーナ温度センサ
を使用した例で説明する。（以後バーナ温度センサ１９
と呼ぶ） 空燃比設定部２１は、空燃比制御部２０の空燃比の設定
値をある範囲で使用者が設定可能とするものである。

第２図に、空燃比ｍとバーナ温度センサ１９で検出した
バーナ温度Ｔｂの関係を示す。これは、燃焼量を一定に
固定した場合の特性を示し、バーナ温度Ｔｂが空燃比ｍ
にほぼ比例していることがわかる。従って、空燃比制御
部２０はバーナ温度Ｔｂが一定になる様に空気量を制御
すればよい。

例えば、Ｔｂ＝Ｔｂｌのときにｍ　＝　ｍ　１となる。

ここで、バーナは、ｍ２〜ｍ３の空燃比の範囲で不完全
燃焼とならずに正常燃焼するとすると、バーナ温度Ｔｂ
もＴｋ＋２〜Ｔｋ＋３まで可変可能となる。全一次表面
燃焼の場合は、第２図下に示すように、金網炎孔１５の
赤熱状態が空燃比ｍが小さいほど赤熱しく明）、ｍが大
きいほど赤熱が少なくなる（暗）。

空燃比設定部２１は、この特性を利用して暖房器を使う
人の好みに応じて、同じ燃焼量でも赤熱の状態、つまり
輻射量を設定可能とするために、バーナ温度Ｔｂの設定
値をＴｂ２〜Ｔｂ３の間で可変できるようにしている。

第３図に、制御回路１６をマイクロコンピュータで構成
した場合の主要部のフロー図を示す。第１図と同じ働き
をする部分のフローの横に同じ番号を記す。

室温制御部１８で、室温と室温設定温度を比較し、燃焼
量を増減して室温を制御する。次に空燃比設定値Ｔｍを
空燃比設定部２１から読み込み、バーナ温度Ｔｂと空燃
比制御部２０で比較し、最適な燃焼空気量を決定する。

ここで、２２は空燃比ｍが第２図のｍ２〜ｍ３の範囲か
らはみ出したときに、燃焼を停止する安全機能部で、バ
ーナ１４が異常燃焼を継続することを防止する。

本明細書では、室温制御部１８で燃焼量を決定し、空燃
比制御部２０で空気量を決定しているが、室温制御部で
空気量を決定し、空燃比制御部で最適なｍの値になる様
に燃焼量を制御してもよい。

また第１図では、石油燃料を使用した例で説明したが、
ガス燃料においても同様の効果が得られる。この場合は
、燃料ポンプ１０の代わりに、ガス量を制御する弁を使
用する。さらに、空燃比センサ１９もバーナ温度を検知
するもの以外のセンサ（例えば、フレームロンドにより
炎イオン電流を検出するものや、酸素センサにより火炎
の残存酸素を検出するもの）であってもよい。

発明の詳細 な説明したように、本発明の暖房用燃焼器のコントロー
ラにおいては次のような各種の効果を有する。

（１）使用者が任意に空燃比ｍを設定可能なため、使う
人の好みにより輻射度合を調節でき、使用者にあった最
適な暖房効果が得られる。

（２）バーナが金網炎孔を赤熱させて表面燃焼するため
に、設定した空燃比に応じて赤熱状態が変化するので、
使用者が目で空燃比の設定状態を判断できる。

（３）設定された空燃比を保つように空燃比制御部で制
御されるために、ポンプやファンの異常により燃料や空
気量が変化しても、異常燃焼になることがなく安全であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の暖房用燃焼器のコントローラにおける
一実施例を示すブロック図、第２図はその動作を説明す
る特性図、第３図は制御回路の動作を説明するフロー図
、第４図は従来例を説明するブロック図を示す。 １０・・・・・・燃料ポンプ（燃料制御手段）、１３・
・・・・・ファン（空気量制御手段）、１４・・・・・
・ノ（−す、１５・・・・・・金網炎孔（炎孔）、１６
・・・・・・制御回路、１８・・・・・・室温制御部、
１９・・・・・・バーナ温度センサ（空燃比センサ）、
２０・・・・・・空燃比制御部、２１・・・・・・空燃
比設定部。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料と燃焼空気を混合して金網などの多孔板の炎孔表面
   で燃焼し、室内を暖房するバーナと、前記燃料の供給量
   を制御する燃料制御手段と、燃焼空気量を制御する空気
   量制御手段と、これら制御手段を駆動制御する制御回路
   を有し、前記制御回路は、室温に応じて前記バーナの燃
   焼量を制御する室温制御部と、前記バーナの燃料と空気
   の混合割合を検出する空燃比センサの信号により空燃比
   を制御する空燃比制御部とからなり、空燃比制御部には
   使用者が手動で空燃比の割合を設定可能な空燃比設定部
   を有する構成とした暖房用燃焼器のコントローラ。