(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気化した液体燃料を触媒燃焼する触媒層と、
液体燃料を気化して前記触媒層に供給する気化室と、
この気化室に燃焼用空気を供給する送風機と、
前記気化室の温度により前記送風機の風量を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記気化室の温度が低下すると前記送風機の風量を下げる操作、および前記気化室の温度が上昇すると前記送風機の風量を上げる操作の少なくともいずれかを行うことを特徴とする触媒燃焼装置。
【請求項２】
請求項１において、前記気化室は前記触媒層の輻射熱により前記液体燃料を気化することを特徴とする触媒燃焼装置。
【請求項３】
気化室で気化した液体燃料を触媒層に供給して触媒燃焼する触媒燃焼装置の制御方法であって、前記気化室の温度によりこの気化室に燃焼用空気を供給する送風機の風量を制御する工程を有し、
前記送風機の風量を制御する工程では、前記気化室の温度が低下すると前記送風機の風量を下げる操作、および前記気化室の温度が上昇すると前記送風機の風量を上げる操作の少なくともいずれかを行うことを特徴とする触媒燃焼装置の制御方法。
【請求項４】
請求項３において、前記気化室は前記触媒層の輻射熱により前記液体燃料を気化することを特徴とする触媒燃焼装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気化した液体燃料を触媒燃焼する触媒燃焼装置およびその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
火炎燃焼に比べて燃焼温度が低く無炎で燃焼する触媒燃焼が知られている。触媒燃焼は、ＮＯｘなどの燃焼排ガスの排出が少なく、また、希薄混合気の燃焼が可能で、燃焼量の調整範囲が広く、放射熱量が大きい等の様々なメリットを有している。このため、触媒燃焼を温風あるいは赤外線を放出する暖房機器などに用いることが検討されている。その１つとして、前方にプレート状の触媒層を設け、この触媒層の後方に、噴霧された液体燃料を気化する気化室が配置された触媒燃焼装置が検討されている。
【０００３】
この触媒燃焼装置では、先ず、気化室内に液体燃料を噴霧し、火炎燃焼させることにより、気化室およびその下流に配置された触媒層を触媒燃焼が可能な活性温度以上に予熱し、その後に触媒燃焼に移行する。したがって、触媒燃焼中は、その触媒燃焼により温度が上がった触媒層の熱（輻射熱）で気化室が加熱される。このため、ヒータなどを用いずに触媒燃焼の熱で液体燃料を気化することができ、気化した液体燃料と空気が混合された状態で触媒層に供給され、触媒燃焼が継続される。したがって、気化用のヒータなどが不要なので簡易な構成で触媒燃焼を安定して継続できる触媒燃焼装置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この触媒燃焼装置では、触媒燃焼中に、気化室の温度が上がると、気化された燃料が有炎燃焼する、いわゆる逆火現象が生じる可能性が上昇する。炎が発生すると上述した触媒燃焼の効果が得られないので、このような現象は避けるようにする必要がある。一方、気化室の温度が下がると噴霧された液体燃料の気化が不十分になり、触媒燃焼層において安定した燃焼が継続でき難くなる。したがって、このような状態を避けることが必要になる。
【０００５】
気化室の温度は触媒層からの輻射熱によって変わるので、気化室の温度を上げるには触媒層に供給する燃料を増やして発熱量を上げることが望ましい。しかしながら、気化室の温度が低く気化が不十分な状態で燃料量を増やすことは難しく、さらに触媒燃焼の状態を不安定にしてしまう可能性がある。また、触媒層の発熱量を下げるために燃料を減らすと気化室内において気化する液体燃料が減るので一時的には気化室の温度が上昇する方向となり、逆火現象が生じやすくなる可能性がある。したがって、この触媒燃焼装置では、単に燃料量を制御するだけでは気化室の温度を適当な範囲に制御することが難しい。
【０００６】
そこで、本発明においては、気化室の温度を確実に制御できる制御手段および制御方法を提供することにより、触媒燃焼を安定して制御することが可能で、触媒燃焼をさらに安定して維持することができる触媒燃焼装置およびその制御方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明においては、気化室の温度に基づいて送風機の風量を制御することにより、気化室の温度を調整できるようにしている。すなわち、本発明の触媒燃焼装置は、気化した液体燃料を触媒燃焼する触媒層と、液体燃料を気化して触媒層に供給する気化室と、この気化室に燃焼用空気を供給する送風機と、気化室の温度により送風機の風量を制御する制御装置とを有する。また、本発明の、気化室で気化した液体燃料を触媒層に供給して触媒燃焼する触媒燃焼装置の制御方法においては、気化室の温度によりこの気化室に燃焼用空気を供給する送風機の風量を制御する工程を有することを特徴としている。
【０００８】
本願の発明者らは、送風機の風量を制御することにより気化室の温度が変わる、すなわち、風量を下げると気化室の温度が上昇し、風量を上げると気化室の温度がさがるという現象に着目し、触媒燃焼中の気化室の温度を、気化室に供給される風量を制御することにより行えるようにした。風量を制御するのであれば、上記のように気化室の温度が低いときに燃料を投入して不完全燃焼の原因となったり、気化室の温度が高いときに燃料を絞って温度があがりやすくなったりすることはないので、極めて安全に、そして安定して気化室の温度を制御することができる。燃料量を変えて燃焼を行う場合は、燃料の投入量に比例して風量を変えて適当な過剰空気率になるようにする制御が行われることがあるが、それとは別に、あるいはそれに加えて燃焼が不安定にならない範囲で風量を変えることにより穏やかに気化室の温度を制御することが可能であり、気化室を備えた触媒燃焼装置においては極めて有効な温度制御方法である。
【０００９】
さらに、触媒燃焼中のみならず、液体燃料を気化室で火炎燃焼する予備燃焼中も風量を制御することにより気化室の温度制御が可能である。このため、本発明により、予備燃焼および触媒燃焼において、気化室の温度を所定の範囲に保持あるいは維持することが容易な触媒燃焼装置を提供することができる。したがって、本発明の触媒燃焼装置は、安全で、触媒燃焼を維持しやすい燃焼装置となり、高効率で有害な未燃焼成分が少なく、さらに静かであるという触媒燃焼のメリットを容易に得ることができる。
【００１０】
そして、本発明の制御方法は、触媒層の発熱量に大きな影響を与えずに気化室の温度制御が可能なので、触媒層の輻射熱を利用して気化する気化室を備えた触媒燃焼装置に好適なものである。例えば、触媒層の後方に触媒層に面した気化室を配置した触媒燃焼装置、あるいは、触媒層に面してセラミック製で多孔性の輻射板などを配置してさらに気化を容易にした触媒燃焼装置に適した制御方法である。
【００１１】
さらに具体的には、本発明の制御装置および制御方法では、気化室の温度が低下した場合には、送風機の風量を下げる操作を行い、また、気化室の温度が上昇した場合には、送風機の風量を上げる操作を行うように制御する。風量調整のためにブロワ−あるいはファンの出入り口にベーンなどの風量制御装置を設けても良いが、もっとも簡単なのはモータの回転数を変えて風量を制御することである。そして、気化室の温度が上昇したときに送風機の出力が大きくなるように補正することにより、触媒燃焼中に気化室の温度が上がり過ぎるのを防ぐことが可能となり、それに伴い逆火現象が発生するのを未然に回避できる。このため、無炎燃焼が特徴の触媒燃焼を安定して継続できる。
【００１２】
一方、気化室の温度が下がったときに送風機の出力が小さくなるように補正することにより、気化室の温度が下がり過ぎるのを防ぐことができる。このため、噴霧された液体燃料の気化が十分に行われ、触媒層の燃焼効率も上がり、発熱量が上昇する。このため、結果的に触媒層から輻射熱が増えて気化室の温度が上がる傾向になるので、さらに安定した燃焼が継続できる。そして、所定の温度に達したときに通常の風量となるようにすることにより、その状態を安定して保持することができる。
【００１３】
また、触媒燃焼に先立って行われる予備燃焼においても、風量を制御することで、所望の温度に上げて、気化室を加熱することができる。したがって、気化室の温度を、触媒燃焼に移行するのに十分な温度まで短い時間で無理なく上昇させることができる。
【００１４】
このように、本発明においては風量を制御することにより気化室の温度を燃焼状態を不安定にすることなく安全に制御することができる。したがって、ユーザに使用しやすく、触媒燃焼のメリットを十分に発揮させることができる燃焼装置を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１に、本発明に係る触媒燃焼装置の概略構成を縦断面図で示してある。本例の触媒燃焼装置５は、灯油などの液体燃料７０を気化室１２で気化させた後、触媒層２０で燃焼させて赤外線７３を出力できるものである。
【００１６】
本例の触媒燃焼装置５は、水平方向に延びた筒状のハウジング１０を備えており、このハウジング１０の前方１０ａが段階状に広がり開口部９となっている。この開口部９は外界に面して略長方形となっており、気化された燃料７１を触媒燃焼するプレート状の触媒層２０が取付けられ赤外線放射面２１を形成している。本例の触媒層２０は、セラミック製の部材であり、例えば、アルミン酸石灰−溶解シリカ−酸化チタンなどが用いられる。そして、このセラミックが白金などの燃焼用の触媒の担体となり、所定の温度で気化された燃料が酸素（空気）と共に供給されると触媒燃焼が行われる。
【００１７】
触媒層２０の後方は、触媒層２０の輻射熱７４により液体燃料７０を加熱気化する気化室（気化筒）１２となっている。気化室１２は、ＳＵＳ４３０およびアルミ含有のフェライト系などの耐熱性の材料により外殻（シェル）１１が形成された中空のスペースであり、その後方には、液体燃料７０を噴霧する燃料噴霧部１３、燃焼用空気を供給するブロワ（送風機）１５、およびブロワ１５を駆動するブロワモータ１５ａが配置されている。本例の燃料噴霧部１３は、バーナーとしての機能も備えており、気化室１２および触媒層２０予熱するときはこのバーナー１３から噴霧された液体燃料にイグナイター１４で点火し火炎を形成する。一方、触媒燃焼中は、バーナー１３から液体燃料を噴霧し、火炎を形成することなく気化室１２でガス化した燃料が触媒プレート２０に供給される。
【００１８】
気化室１２には、さらに、触媒層２０に面し、これとほぼ平行に対峙するように多孔性の輻射板３０が配置されている。輻射板３０は、多孔性のセラミック板、あるいはパンチングメタルにセラミックが溶射された材料などにより形成される。この輻射板３０は、触媒層２０の後方の面２２に面して配置され、触媒層２０の輻射熱７４を直に受けるようになっている。したがって、触媒燃焼が開始すると、その熱を受けて高温となり、気化室１２の後方から供給される液体燃料７０と接触し、その気化を促進する役割を担っている。
【００１９】
本例の触媒燃焼装置５は、制御用のセンサーをいくつか備えている。先ず、気化室１２の後方の燃料噴霧部１３の近傍に、気化室内の火炎７２を検出する火炎センサー４０が設置されている。火炎センサー４０としては火炎の発する波長の光を検出する光センサーを用いることができ、本例ではＣｄＳ（カドミウムセル）を採用している。
【００２０】
さらに、３つの温度センサーを備えている。第１の温度センサー４１は気化室１２の室内温度を検出可能なように気化室の壁（シェル）１１に配置されている。第２の温度センサー４２は、輻射板３０の温度を検出可能なように設置されている。第３の温度センサー４３は、触媒層２０の温度を検出可能なように設置されている。温度センサー４１としては接触型の測温抵抗体などが用いられる。温度センサー４２および４３としては非接触型の赤外線センサーなどが採用されている。センサーの種類は上記に限定されるものではなく、熱電対あるいはサーミスタなどの他の温度センサーを採用することも可能であるが、触媒層２０および輻射板３０の温度を検出するセンサーとしては非接触型の赤外線センサーの方が配置あるいはメンテナンスなどの点で好ましい。
【００２１】
これらセンサー４０、４１、４２および４３からの出力は、図１に破線で示すように制御部（制御装置）５０の入力となり、触媒燃焼装置５においては、これらのセンサーの出力に基づいて燃料ポンプ７、ブロワモータ１５ａなどを制御し、触媒燃焼あるいは予熱の制御を行い、また、それらの燃焼状態によって安全な処置が行えるようになっている。制御装置５０には、さらに、燃料ポンプをオンオフして燃焼装置５をスタートおよびストップするスイッチ８などの操作手段とも接続されている。特に、本例の制御装置５０は、気化室の温度センサー４１の出力によってブロワモータ１５ａの回転数を制御するブロワ制御部５１を備えており、ブロワ１５から気化室１２に供給される風量によって気化室１２を適切な温度に保持できるようにしている。
【００２２】
すなわち、ブロワ１５により気化室１２に送り込まれる燃焼用の空気７８は、適切な過剰空気量が確保されるように設定され、触媒燃焼装置５で要求される出力の変動および制御範囲が広い場合は、液体燃料７０の投入量に比例あるいは適当な関数に基づいて制御されることが多い。本例の触媒燃焼装置５の制御装置５０においては、これに加えて、ブロワ制御部５１の機能により、気化室１２の温度が低下するとブロワ１５から出力される空気７８の風量を下げる操作が行われ、また、気化室１２の温度が上昇するとブロワ１５から出力される空気７８の風量を上げる操作が行われるようになっている。ブロワ１５から気化室１２に供給される空気７８の風量が減ると、気化室内の風速が減少するので空気による冷却効果が小さくなり、気化室１２の温度は上昇する。したがって、気化室１２の温度が下がることにより噴霧された液体燃料７１の気化率が下がっていたのを回復させることができる。したがって、触媒層２０の燃焼量を増して輻射熱を上げたのと同じ効果をブロワ１５からの風量を制御することにより得ることが可能である。このため、気化率が低下している気化室に輻射熱を得るために燃料を入れて不完全燃焼を起こすようなことをせずに、触媒燃焼を効率よく維持できる状態に制御することができる。
【００２３】
一方、ブロワ１５から出力される空気７８の風量が増えれば、気化室内の風速が増加し、空気による冷却効果が大きくなる。したがって、気化室１２の温度は低下する。このため、気化室の温度が上がりすぎて逆火現象が発生するような事態になるのを未然に防ぐことができる。したがって、触媒層２０の燃焼量を下げて輻射熱を低下させたのと同じ効果をブロワ１５からの風量を制御することにより得ることができる。このため、燃料量を絞って一時的に気化室の温度が高温になるような事態を発生させずに、安全に気化室の温度を制御することができる。
【００２４】
また、本例の触媒燃焼装置５においては、燃料量を変えずに、すなわち、発熱量あるいは出力を変えずに気化室の状態を適切に制御することが可能である。このため、触媒燃焼装置５により部屋あるいはその他の温度制御しているときに、その制御対象に影響を与えずに燃焼状態が適切な状態になるようにセルフコントロールすることが可能である。したがって、ユーザが非常に使いやすく、その上、安全で不完全燃焼が発生したりすることのない、触媒燃焼のメリットを最大限に活かした燃焼装置を提供することができる。
【００２５】
図２ないし図４に、本例の触媒燃焼装置５において触媒燃焼を行う過程をフローチャートに示してある。これらを参照しながら、制御部５０に組み込まれたシーケンサあるいはプログラマブルな制御機構などにより本発明に係る制御方法が実行される様子を説明する。
【００２６】
本例の燃焼装置５は、ＳＴ１においてスイッチ８をオンすることにより起動する。起動直後は、先ず、プレパージを行うため、ＳＴ１０において、火炎センサー４０により、気化室１２の炎７２の有無を判断する。火炎が検出されるときは異常なので、ＳＴ１１で警報を出力し起動を中断する。炎がない場合には、ＳＴ１２でブロワモータ１５ａをオンしてブロワ１５を駆動し、同時にイグナイター１４をオンしてプレパージを行う。
【００２７】
プレパージが終了すると、ＳＴ１３で燃料ポンプ７をオンし、予備燃焼工程ＳＴ２をスタートする。燃料ポンプ７がスタートすると、燃焼タンク（不図示）から灯油などの液体燃料７０がバーナー１３に供給され、気化室１２の内部に噴霧される。その結果、噴霧された液体燃料はイグナイター１４によって着火し、火炎燃焼がスタートする。
【００２８】
予備燃焼中は、ＳＴ１４で、火炎センサー４０により気化室１２に火炎７２が形成されているか否を判断し、予備燃焼が始まったことを確認する。また、予備燃焼中は、火炎センサー４０により火炎が検出されることを正常とし、火炎センサー４０で火炎が検出されないときは、ＳＴ１５で警報処理が取られ、触媒燃焼装置５の起動を中断する。予備燃焼中は、さらに、ＳＴ１６で、燃料ポンプ７をスタートした予備燃焼を介してしてからの経過時間Ｓ１と、輻射板３０の温度を監視する。予備燃焼を開始してから所定の時間Ｓ１が経過しても輻射板３０の温度が上がらない場合は、何らかの異常があるとしてＳＴ１７で警報を発し、触媒燃焼装置５の起動を停止する。
【００２９】
一方、ＳＴ１８で所定の経過時間Ｓ２が経過した後に、ＳＴ１９で気化室の温度センサー４１により気化室１２の温度が低いと、外気温などの影響により温度が上がりにくい状態になっていると判断され、ＳＴ２０においてブロワモータ１５ａの回転数を低下させる。これにより、気化室１２に送込まれる空気７８の風量が減るので、気化室１２の温度が上昇し、気化室１２および触媒燃焼プレート２０および輻射板３０を触媒燃焼に移行するのに十分な温度に所定の時間で達するようにすることができる。このように、本例の燃焼装置５においては、予備燃焼中においても、ブロワ１５の風量により気化室１２の温度制御が行われるようになっている。したがって、外気が低いなどの環境的な条件の違いがあってもそれほど起動時間が延びずに触媒燃焼を開始させることが可能となる。
【００３０】
さらに、ＳＴ２１において予備燃焼により、輻射板の温度（温度センサー４２）が所定値Ｘ（本例では、４００℃）に達したことが検出されると、ＳＴ２２で燃料ポンプ７およびイグナイター１４をオフする。これにより火炎が消えるので、予備燃焼は終了する。
【００３１】
次に、図３に示すように、ＳＴ２３で燃料ポンプ７を停止した状態で時間Ｓ３が経過して火炎が完全に消えるのを待つ。その後、ＳＴ２４で、燃料ポンプ７を再稼動することにより液体燃料７０が噴霧装置１３に供給され、気化室１２に噴霧される。気化室１２および輻射板３０は、予備燃焼により加熱されているので、噴霧された液体燃料７０は加熱気化され、同様の予熱された触媒層２０に達すると、触媒の作用によって触媒燃焼が始まる。この触媒燃焼の過程ＳＴ３では触媒層２０の触媒燃焼によって発生した主なエネルギーは、外界に面した赤外線放射面２１から赤外線７３として出力される。同時に、触媒層２０は、気化室１２および輻射板３０にも面しているので、触媒層２０からの輻射熱７４により気化室１２および輻射板３０が加熱され、気化室１２および輻射板３０が液体燃料を気化するのに適した温度に維持される。
【００３２】
触媒燃焼中も、ＳＴ２５で火炎センサー４０により気化室１２に火炎７２が形成されているか否か判断される。しかしながら、触媒燃焼は無炎燃焼であり、触媒の温度が上がりすぎ、あるいは、輻射板３０、さらには気化室１２の温度が上がりすぎると火炎燃焼に移行する可能性があるのを防止するためであり、触媒燃焼中は、火炎が検出されないことを正常とする。したがって、ＳＴ２５で火炎が検出されると、逆火現象をキャッチしたことになり、異常状態なので、ＳＴ２６で警報処理を行い燃焼を緊急停止する。
【００３３】
さらに、触媒燃焼中において、上述したように気化室１２の温度を温度センサー４２により監視し、ブロワ１５の風量を制御することにより気化室１２の温度が触媒燃焼に最適な温度になるように調整する処理をＳＴ２７からＳＴ３２で行う。先ず、ＳＴ２７で気化室１２の温度が所定の温度より低いときには、ＳＴ２８でブロワモータ１５ａの回転数ｆをすでに下げているか否かを判断する。ブロワモータ１５ａの回転数ｆを下げられる場合には、ＳＴ２９でブロワモータ１５ａの回転数ｆを下げて気化室１２にブロワ１５により供給する空気７８の風量を減らす。これにより、空気による気化室１２の冷却率が小さくなるので気化室１２の温度は上昇傾向となる。一方、ＳＴ２８で、既にブロワモータ１５ａの回転数ｆを低くしている場合は、風量の調整では気化室の温度が制御できない状態にあることを示している。したがって、気化率が不足して未燃焼分が増えるなどの異常な状態になる可能性があるのでＳＴ３５に移行して警報を出力し、さらに、燃焼停止する等の処理が取られる。
【００３４】
一方、ＳＴ３０では、気化室１２の温度が所定の温度よりも高いときは、ＳＴ３１でブロワモータ１５ａの回転数ｆが上げられているか否かを判断する。ブロワ１５の回転をさらに上げられる場合には、ＳＴ３２で、ブロワモータ１５ａの回転数ｆを上げて気化室１２に供給する空気７８の風量を増やす。これにより、空気７８による気化室１２の冷却率が大きくなり気化室１２の温度は低下傾向となる。一方、ＳＴ３０で、既にブロワモータ１５ａの回転数ｆを上げている場合は、風量の調整では気化室の温度上昇を制御できない状態にあることを示している。したがって、気化室の温度が上昇しすぎて逆火が発生したり、構造的な問題などが発生する可能性がある。このため、ＳＴ３７に移行し警報を出力し、過熱防止と同様の処理が取られる。
【００３５】
図５にブロワ１５の風量制御により気化室１２を温度調整する様子をグラフにより示してある。時刻ｔ１に気化室１２の温度が上昇して所定の温度Ｔ４に達すると、ＳＴ３０で気化室１２の温度を判断し、ステップＳＴ３２でブロワモータ１５ａの回転数ｆを通常の２６００ｒｐｍから２７００ｒｐｍに上昇する。その結果、実線６８に示すように、気化室１２の温度は徐々に低下する。
【００３６】
しかしながら、風量により温度制御できない場合は、破線６９に示すよう気化室の温度は上昇を続ける。そして、時刻ｔ２に温度Ｔ５に達するとＳＴ３１によってその状況が判断され、ＳＴ３７に移行して電磁ポンプ（燃料ポンプ）７を停止するなどの過熱防止処理がとられる。
【００３７】
気化室１２の温度が順調に下がり、時刻ｔ３に温度Ｔ３になると、ブロワモータ１５ａの回転数ｆを２７００ｒｐｍから２６００ｒｐｍの通常値に戻す。これにより通常の運転状態になる。一方、何らかの原因により気化室１２の温度がさらに下がって、時刻ｔ４に温度Ｔ２になると、ＳＴ２７で気化室１２の温度を判断しＳＴ２９においてブロワ１５（モータ１５ａ）の回転数２６００ｒｐｍから２５００ｒｐｍに下げる。これにより、実線６８で示すように、徐々に気化室１２の温度が上昇し、時刻ｔ５に気化室１２の温度が通常温度Ｔ３に達すると、ブロワモータ１５ａの回転数ｆを再び２５００ｒｐｍから２６００ｒｐｍの通常値にもどす。このようにして風量を制御することにより気化室１２の温度を所定の温度範囲、たとえば温度Ｔ２からＴ４の範囲に保つことができる。
【００３８】
一方、破線６９で示すように、気化室１２の温度が上昇せず、時刻ｔ６に温度Ｔ１に達してしまう場合は、気化室１２の温度が制御できない状態にある。このため、ＳＴ２８低下するのであれば気化不足の状態が変わらないので、ＳＴ３５に移行し、気化不足に対処する処理を行う。多くの場合は燃焼が不安定になるので燃焼を停止する。
【００３９】
このように、液体燃料７０を気化するプロセスにおいて重要な役割を持つ気化室１２の温度を監視し、その温度をブロワ１５による風量の出力を補正することができる。したがって、気化室１２内の温度を触媒燃焼に最適な温度にし、噴霧された液体燃料の気化不足や逆火を防止することができる。
【００４０】
触媒燃焼中は、気化室１２の温度のみならず、触媒層２０の温度なども監視され、温度が所定の範囲を超えると警報あるいは燃焼中止などの処置がとられる。ＳＴ３３では、触媒層の温度センサー４３を介して、触媒層２０の温度を判断する。そして、触媒層２０の温度が活性化温度などを考慮した所定の下限Ｙ１を下回っているときは異常があったものと判断し、気化室１２の温度が低すぎる状態になったときと同様にＳＴ３５で警報処理を行い、消火または燃焼停止などの処理を行う。
【００４１】
なお、予備燃焼から触媒燃焼に切替えた当初は触媒燃焼が始まっていても触媒層２０が所定の温度に達するまでに時間がかかる。このため、ＳＴ３４で経過時間Ｓ４を待つようにしている。
【００４２】
一方、触媒層２０の温度が上限Ｙ２を上回ると、逆火が発生する可能性や触媒層２０が割れる等の耐久性の問題も生ずる。このため、ＳＴ３６で触媒層２０の温度が上限温度Ｙ２を上回ると、気化室１２の温度が高すぎる状態になったときと同様にＳＴ３７で警報を出し、緊急停止などの過熱防止の処理を行う。本例の触媒燃焼装置５においては、触媒層２０の温度は単に触媒燃焼ができる温度ではなく、輻射板３０および気化室１２をガス化可能な状態まで加熱できる値（７００℃〜８００℃の範囲）に保持すること目的として制御が行われる。
【００４３】
このようにして本例の燃焼装置５においては、ＳＴ３８でオンオフスイッチ８により燃焼をストップする指示があるまで、触媒燃焼中は、上記のプロセスにより温度センサー４１、４２および４３さらには火炎センサー４０により触媒燃焼を安定して維持できるように監視され、安全で効率の良い触媒燃焼が行われる。なお、説明のために、図２ないし４のフローチャートでは、これらを監視するプロセスを順番に記載しているが、この順番は特定されたものではなく、平行して処理されてももちろん良い。
【００４４】
このように、本例の触媒燃焼装置５は、制御部５０を介して、気化室１２の温度に基づいて、ブロワモータ１５ａの回転数を変動させ、ブロワ１５の出力を補正することにより気化室１２の温度を最適に維持できるようにしている。したがって、気化室における液体燃料７０の気化不足や逆火が未然に防止されており、安全で効率の良い触媒燃焼を安定して保持することができる。
【００４５】
また、風量の調節は予備燃焼の際も有効であり、気化室１２の温度を監視し、温度が高くならないときはブロワ１５の出力を減らすことにより温度を上昇させることができる。したがって、所定の時間程度で気化室１２のコンディションを触媒燃焼を開始できる状態に整え、どのような環境状態でも比較的短時間で触媒燃焼に移行させることが可能となる。
【００４６】
したがって、本例の触媒燃焼装置５およびフローチャートに基づき説明した燃焼方法においては、風量を制御することにより触媒層の輻射熱により加温されるタイプの気化室の条件を最適な状態に自動制御することが可能である。このため、予備燃焼から触媒燃焼を安全に、そして確実に安定して行うことができる。したがって、触媒層からの輻射熱により気化室を加熱して燃料を気化する触媒燃焼装置において、無炎で、窒素酸化物などの有害物質の生成割合が低く、さらに匂いや騒音も少ないという数多くのメリットを備えた触媒燃焼を最大限に生かすことができる。そして、電熱ヒータなどを用いずに、触媒層の発熱を一部用いて燃料を気化する比較的構造が簡易な触媒燃焼装置において、触媒燃焼により発生した熱を暖房などに活用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の触媒燃焼装置は、気化室の温度に基づいて送風機の風量を補正できる制御装置および制御方法により送風機の風量を制御し、気化室の温度を触媒燃焼に最適な温度に調整できるようにしている。したがって、触媒燃焼中に、気化室の温度が上がり過ぎることを防ぎ、逆火現象を未然に回避できる。また、気化室の温度が下がり過ぎるのを防ぐことにより、気化不足により触媒燃焼が不安定になるのも防止できる。
【００４８】
このように、本発明の触媒燃焼装置およびその制御方法においては、電熱ヒータなどの他の制御要素を加えなくても風量制御により気化室の温度が制御できる。このため、上述した触媒層あるいは触媒プレートからの輻射熱により液体燃料を気化する気化室を備えた比較的簡易な構成の触媒燃焼装置に好適である。したがって、本発明により、簡易な構成でありながら、噴霧された液体燃料が十分に気化され、過熱することもない、高効率で安全な触媒燃焼を安定して維持できる触媒燃焼装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る触媒燃焼装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す触媒燃焼装置の予備燃焼工程を示すフローチャートである。
【図３】図２に示す予備燃焼工程以降の触媒燃焼工程を示すフローチャートである。
【図４】図３に示す触媒燃焼工程の続きを示すフローチャートである。
【図５】図１に示す触媒燃焼装置の気化室の温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
５    触媒燃焼装置
７    燃料ポンプ
８    オンオフスイッチ
９    開口部
１０    ハウジング
１０ａ    ハウジング前方
１１    気化室の壁
１２    気化室
１３    噴霧装置（バーナー）
１４    イグナイター
１５    ブロワ
１５ａ    ブロワモータ
２０    触媒層
３０    輻射板
４０    火炎センサー
４１    気化室の温度センサー
４２    輻射板の温度センサー
４３    触媒層の温度センサー
５０    制御部（制御装置）
７０    液体燃料（灯油）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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