(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を気化して燃焼するバーナ部と、燃料タンクと、燃料タンク内の液体燃料を吸引して前記バーナ部に供給する電磁ポンプと、前記燃料タンクの油量を指示する指針式油量計と、前記電磁ポンプの駆動を制御する制御部とを備えて構成される液体燃料燃焼装置の燃焼制御装置であって、
前記燃焼制御装置は、前記指針式油量計が指示する少なくとも１カ所以上の指針位置を検知するセンサ機構と、このセンサ機構の検出信号により前記燃料タンク内の油量を検知すると共に、検知された油量に基づいて燃費を補正する制御部を備えて成ることを特徴とする液体燃料燃焼装置の燃焼制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、油量が規定以上の時に前記電磁ポンプの駆動周波数を低くして燃費を下げると共に、燃料タンク内の油量が規定以下の時に前記給油ポンプの駆動周波数を高くして燃費を上げるように制御する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の液体燃料燃焼装置の燃焼制御装置。
【請求項３】
前記センサ機構は、磁化した前記指針式油量計の指針、あるいは磁石を取り付けた前記指針式油量計の指針と、前記磁石、あるいは着磁された指針が発生する磁界により作動するように設置された少なくとも１個以上のリードスイッチとで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体燃料燃焼装置の燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内蔵の熱源機や石油温風暖房機など液体燃料燃焼装置に関し、特に、安定した燃費・燃焼を実現する燃焼制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の液体燃料燃焼装置に内蔵される燃料タンクの内、特に容量の大きいタンクの給油機構としては、燃料タンクに電磁ポンプを装着して燃料タンク内の液体燃料を直接吸い上げるように構成されたものが知られている。
【０００３】
図４は、係る燃料タンク４０の構造を示したものであって、４１は電磁ポンプ、４２は燃料タンク４０内の油量を指針にて指示する油量計である。燃焼運転時は、この電磁ポンプ４１の駆動によって吸い上げられた液体燃料が送油管を介してバーナ部に供給されて、気化燃焼される。
【０００４】
ところが、一般的に電磁ポンプはポンプ効率が悪いため、上記のような給油機構において、燃料タンク４０内の油量の多少による油圧の変化によって電磁ポンプ４１の吸引力が影響され、前記バーナ部に供給される油量が変化するため、燃費が変動するといった欠点があった。すなわち、図示するように、燃料タンク４０内に多量の燃料が貯溜されていて油面がｈ１のように高い時には、油圧も高く電磁ポンプ４１による吸引量が多いため燃費がアップし、逆に燃料が消費されて油面がｈ２のように低くなった場合は、油圧も低下して電磁ポンプ４１による吸引量が減少するため、燃費がダウンしてしまう。
【０００５】
従来では、このような油量による燃費の変動をバーナ部の燃焼幅を広くすることで吸収していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば、容量２０リットルといった大型の燃料タンク４０を機内に内蔵する場合、燃料タンクの形状は収納スペースの関係から必然的に縦長形状とされ、装着される電磁ポンプ４１の注出パイプ４１ａもタンクサイズに応じた丈の長いものが必要となる。しかしながら、注出パイプ４１ａが長くなるにしたがい、油量の多少によるパイプ内の油圧の高低差も顕著になるため、従来のように、バーナ部の燃焼幅を広くするだけでは上記のような油圧変化による燃費の変動を吸収しきれない場合が生じ、燃焼を不安定にしていた。
【０００７】
本発明は、上記問題を解消するために成されたものであって、油量の多少に影響されない安定した燃焼が行える液体燃料燃焼装置の燃焼制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に記載の本発明では、液体燃料を気化して燃焼するバーナ部と、燃料タンクと、燃料タンク内の液体燃料を吸引して前記バーナ部に供給する電磁ポンプと、前記燃料タンクの油量を指示する指針式油量計と、前記電磁ポンプの駆動を制御する制御部とを備えて構成される液体燃料燃焼装置の燃焼制御装置であって、前記燃焼制御装置は、前記指針式油量計が指示する少なくとも１カ所以上の指針位置を検知するセンサ機構と、このセンサ機構の検出信号により前記燃料タンク内の油量を検知すると共に、検知された油量に基づいて燃費を補正する制御部を備えて構成されることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の本発明では、前記制御部は、燃料タンク内の油量が規定以上の時に前記電磁ポンプの駆動周波数を低くして燃費を下げると共に、油量が規定以下の時に前記給油ポンプの駆動周波数を高くして燃費を上げるように制御する構成としたことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の本発明では、前記センサ機構は、磁化した前記指針式油量計の指針、あるいは磁石を取り付けた前記指針式油量計の指針と、前記磁石、あるいは着磁された指針が発生する磁界により作動するように設置された少なくとも１個以上のリードスイッチとで構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は液体燃料燃焼装置として石油を燃料とする熱源機の内部構造を示す図で、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。
【００１２】
まず、図１に基づいて熱源機の内部構造を説明すれば、先端に排気箱２が連結され、後部に燃焼室４が形成された熱交換器３と、液体燃料を気化燃焼させて前記熱交換器３を加熱するバーナ部５と、このバーナ部５に燃焼用空気を供給する送風機６とが各々一体的に組み付けられて加熱ユニットが構成され、外装体１内の上部中央に固定されている。また、図示しないが、前記バーナ部５は中空円筒内部に液体燃料噴霧ノズルや着火のための点火プラグ等を一体的に収容して構成されている。
【００１３】
また、前記加熱ユニットに並設して熱交換器３からの温水を一時貯留しておくためのシスタータンク１０が設置されており、これと対向する外装体１の一側部に本燃焼装置の燃焼運転を制御する制御部１１が取り付けられている。
【００１４】
一方、底部の架台１２上の一側部に循環ポンプ７が設置されており、燃焼運転時には、この循環ポンプ７の駆動によって熱交換器３で熱交換された温水が矢印で示すように、シスタータンク１０を介し、各配管を通して機外に突設されたヘッダー８ａ（温水戻り用）、８ｂ（温水往き用）に配管接続される床暖房パネルやファンコンベクタなどの外部放熱器（図示せず）に循環・供給されるように構成されている。なお、外装体１の天板に前記バーナ部５の燃焼運転で発生した高温の燃焼ガスを機外に排出するための排気トップ９が突設されている。
【００１５】
また、この熱源機は燃料タンク内蔵型であって、容量約１８〜２０リットルの大型燃料タンク１３が底部の架台１２上に固定されている。この燃料タンク１３の上面端部には、タンク内の液体燃料（石油）を吸引して前記バーナ部５に供給するための電磁ポンプ１４が装着されており、これに連結された送油管１５を介して図示しないバーナ部５内の液体燃料噴霧ノズルに接続されている。
【００１６】
また、この燃料タンク１３の上面に指針式油量計１７が取り付けられており、燃料タンク１３内に貯溜された液体燃料の油量を指針で指示して、使用者が機器外より油量の状態を目視できるようになっている。
【００１７】
図２は、本発明が適用された燃料タンク１３の構造を示すものである。
【００１８】
図中、１４は電磁ポンプ、１６は燃料補給用の給油口、１７は指針式油量計、一点鎖線で示す１１は前記電磁ポンプ１４の駆動を制御する制御部である。
【００１９】
この指針式油量計１７は、Ａを支点としたくの字状のバー１９を介して指針１８に連動させたフロート２０を有し、このフロート２０を燃料タンク１３内の油面に浮かせた状態でその指針表示部が燃料タンク１３の上面部に取り付けられており、左端に「満」、右端に「空」が捺印表示された文字盤２５のスリット部より指針１８の先端部分を突出して、油面の変化に応じたフロート２０の上下動を油量として指針表示されるように構成されたものであって、図４に示した従来の指針式油量計と同様の構造である。
【００２０】
ところで、この指針式油量計１７の指針１８の先端寄りの裏側には、図３にも示すように、小さな磁石（永久磁石）２１が取り付けられており、一方、文字盤２５の「空」表示と「空」表示のほぼ中間部に当たる透明ケース２４の裏側には、この磁石２１が発生する磁界で作動するリードスイッチ２２が取り付られている。
【００２１】
すなわち、この磁石２１とリードスイッチ２２とで指針位置（言い換えれば、燃料タンク１３内の油量）を検出するセンサ機構２３が構成されると共に、このリードスイッチ２２の出力線が前記電磁ポンプ１４の駆動を制御する制御部１１に接続されて本発明の燃焼制御装置３０が構成されている。
【００２２】
上記実施形態は、油量を検知するリードスイッチ２２を文字盤２５の中央部に１個だけ配置した構成であるから、このセンサ機構２３は燃料タンク１３内の油量が半減したことを検知できるものである。すなわち、先ず、液体燃料が「満」状態に補給される。この時、指針式油量計１７の指針１８は「満」表示部を指示するからセンサ機構２３は作動しない。その後、燃料が消費されるにしたがって指針１８と共にこれに取り付けた磁石２１がリードスイッチ２２の反応点２２ａに接近していき、油量がほぼ半減した時点でセンサ機構２３が作動して検出信号Ｓ０が出力される。制御部１１は、この検出信号Ｓ０より油量が半減したこと（規定の油量に達したこと）を認識する。
【００２３】
既述したように、電磁ポンプを用いた給油機構では、燃料タンク１３内の油量が減少するに連れて燃費が低下する傾向にあることから、制御部１１は、液体燃料が補給された後、規定の油量に消費されるまでは出力する電磁ポンプ１４の駆動信号Ｓ１の駆動周波数を低く設定して電磁ポンプ１４の吸引量を減らし、バーナ部５に供給される液体燃料の供給量を減らすことで燃費を下げるように制御すると共に、規定の油量を認識した後は電磁ポンプ１４の駆動周波数を高く設定して燃費を上げるように制御する。
【００２４】
このように、指針式油量計１７に設けたセンサ機構２３により、燃料油タンク１３内の油量を検知し、油量の多少に応じた燃費の補正を行うことにより、安定した燃焼を行うことができる。
【００２５】
ところで、上記実施形態では、油量検知のためのリードスイッチ２２を１個設けた例を示したが、これを複数個（例えば、文字盤の中央部に１個、中央部から「満」領域にかけて１個、中央部から「空」領域かけて１個の合計３個）設置して段階的に油量検知することにより電磁ポンプ１４の吸引特性に即したきめ細い燃費補正が可能となり、より安定した燃焼が実現できるようになる。また、これらリードスイッチ２２の設置に際しては、図３に示したように透明ケース２４の裏面側に連設すればよいから、取り付けは容易である。
【００２６】
また、本発明に係る油量検出方法であれば、燃料タンク１３内（油中）に油面検知用のセンサ類を設置しなくて良いから、センサ機構も簡略化でき、しかも、油によるセンサ類の汚れや腐食、さらには、汚れや腐食によるセンサの誤動作が防止され油量検知の信頼性も高い。
【００２７】
また、センサ機構２３を構成する磁石２１やリードスイッチ２２は比較的小形であるので、指針式流量計１７への取り付けは容易であり（特に、磁石２１は小形に加工できるので指針１８への取り付けは容易である）、しかも、リードスイッチ２２の作動点は比較的小さくて作動誤差が少ないことから、高精度の油量検知が実現できる。
【００２８】
また、本実施形態では、指針１８に磁石２１を取り付けたものを示したが、磁石の替わりに指針１８自体を磁化させても勿論良い。係る構成であれば、磁石２１の取付作業が無くなり、部品点数の削減と作業性の向上が図れる。
【００２９】
また、上記したようなリードスイッチ２２のオン／オフ信号によって指針位置を断続的に検出するのではなく、ポテンショメータ等を利用して指針位置をアナログ的に検出することにより、さらに精度の良い燃費補正が可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明によれば、前記指針式油量計の指示する少なくとも１カ所以上の指針位置を検知するセンサ機構と、このセンサ機構の検出信号により油量を検知すると共に、検知された油量に基づいて燃費を補正するようにしたから、油量の多少に影響されない安定した燃費・燃焼を実現することができる。しかも、上記センサ機構はセンサを油中で使用しない構成であるから、油によりセンサが汚れたり腐食したりして誤動作することがないので、油量検知の信頼性も高いものとなる。
【００３１】
また、請求項２に記載の本発明によれば、油量が規定以上の場合は前記電磁ポンプの駆動周波数を低くして燃費を下げると共に、油量が規定以下の場合は前記給油ポンプの駆動周波数を高くして燃費を上げるように制御することにより、電磁ポンプを使用した給油機構の欠点が解消され、バーナ部に対して常に一定した給油量が確保されることから、安定した燃費・燃焼が実現できる。
【００３２】
さらに、請求項３に記載の本発明によれば、前記センサ機構は、磁化、もしくは磁石を取り付けた指針式油量計の指針と、これらが発生する磁界で作動するリードスイッチとで構成したから、センサ機構は小形且つ簡略化でき、特に、磁石については、比較的簡単に小形加工できるので指針への取り付けも容易である。しかも、リードスイッチの作動点は比較的小さく作動誤差が少ないため、精度の良い油量検知が行える。
【００３３】
また、指針自体を磁化することにより、磁石とその取り付け作業が不要となるため、部品点数が削減できると共に作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱源機の内部構造を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明が適用された燃料タンクを示す図である。
【図３】指針式油量計の側断面図である。
【図４】従来の燃料タンクを示す図である。
【符号の説明】
５  バーナ部
１１  制御部
１３  燃料タンク
１４  電磁ポンプ
１５  指針式油量計
１８  指針
２１  磁石（永久磁石）
２２  リードスイッチ
２３  センサ機構
３０  燃焼制御装置
Ｓ０  検出信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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