(57)【要約】【課題】一層理想の燃焼状態に近い燃焼を行い、クリーンな排気を行う液体燃料燃焼装置を提供することにある。【解決手段】液体燃料を供給する電磁ポンプ５へポンプ温度センサ１９を設け、この電磁ポンプ５を制御する制御部５０へ電磁ポンプ５の制御信号を補正する補正テーブルを備えて、ポンプ温度センサ１９により検出される温度信号に基づいて、制御部５０からの電磁ポンプ５を制御する制御信号を補正することにより、電磁ポンプ５の温度特性や、液体燃料の粘度特性による燃料供給量の変化を補正することが可能となる。そのため、一層理想の燃焼状態に近い燃焼を行わせることが可能となり、Ｎｏｘの発生等を抑えたクリーンな排気を行わせることが可能となる。【選択図】　　　図２
2004028520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部からの制御信号に従って制御される燃料供給装置を備え、この燃料供給装置で燃料を供給し、バーナで燃焼させて室内の暖房を行う液体燃料燃焼装置において、
前記燃料供給装置の温度を検出する温度センサを設け、この温度センサで検出された温度信号により前記制御信号を補正することを特徴とする液体燃料燃焼装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記燃料供給装置を制御するデータを格納したテーブルを内蔵し、前記温度センサで検出された温度信号と、前記テーブルの前記データに基づいて、前記燃料供給装置の前記制御信号を補正す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。
【請求項３】
前記燃料供給装置の前記温度センサで検出された温度信号により行う前記制御を、前記室内の温度、或いは、前記燃焼させる燃焼用空気の温度を検出する温度センサからの温度信号による制御に加えて行うものとしたことを特徴とする請求項１または２に記載の液体燃料燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料供給装置で燃料を供給し、燃焼用空気と混合させて燃焼させる液体燃料燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでの液体燃料燃焼装置では、灯油などの液体燃料を、電気ヒータを備えた気化器へ、電磁ポンプなどの燃料供給装置で供給し、そこで気化させて、別途、燃焼ファンにより吸入した燃焼用空気と混合させ、点火装置により点火して、燃焼を行なわせていた。
【０００３】
もちろん、この燃焼においては、理想とする燃料の供給量と、燃焼させる空気との比があり、その比率は、運転状態にも因るが、例えば、石油気化バーナなどの場合、燃料１に対して、空気がおよそ１４〜１５の体積比となっており、この燃料対燃焼用空気の比率が、理想空燃比から大きく外れると、不完全燃焼や、過剰燃料による赤火現象や、過剰空気による炎とび現象が発生し易くなってしまった。
【０００４】
このため、上記液体燃料燃焼装置を、例えば、温風暖房機に使用した場合では、吸気温度センサや、室内温度センサを設け、これら各温度センサからの温度信号を検出し、前記燃料供給装置から供給される燃料の供給量や、燃焼ファンにて供給される燃焼用空気の供給量を制御して、前記理想空燃比に近い値への補正を行いながら燃焼を行わせていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電磁ポンプ等の燃料供給装置は、それ自体の温度変化により、燃料給量が僅かに変化してしまう問題があった。
【０００６】
このため、吸気温度センサや室内温度センサからの温度信号により、前記燃料供給装置での燃料供給量を補正しても、正常燃焼とはならずに、赤火現象や、炎とび現象が生じる場合が多々あった。
【０００７】
このため、更なる理想空燃比に近づけた前記燃料供給装置の制御方法が求められていた。また、このことは、Ｎｏｘなどの有害燃焼排気物質との関係もあり、これについての改善も望まれていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、一層理想の燃焼状態に近い燃焼を行い、クリーンな排気を可能とした液体燃料燃焼装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、制御部からの制御信号に従って制御される燃料供給装置を備え、この燃料供給装置で燃料を供給し、バーナで燃焼させて室内の暖房を行う液体燃料燃焼装置において、前記燃料供給装置の温度を検出する温度センサを設け、この温度センサで検出された温度信号により前記制御信号を補正することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記制御部は、前記燃料供給装置を制御するデータを格納したテーブルを内蔵し、前記温度センサで検出された温度信号と、前記テーブルの前記データに基づいて、前記燃料供給装置の前記制御信号を補正することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のものにおいて、前記燃料供給装置の前記温度センサで検出された温度信号により行う前記制御を、前記室内の温度、或いは、前記燃焼させる燃焼用空気の温度を検出する温度センサからの温度信号による制御に加えて行うものとしたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、一例として、温風暖房機を用い、図１から図４を参照して説明する。図１は、本発明による液体燃料燃焼装置の一実施形態例を示す温風暖房機の一部切欠正面図である。
【００１３】
温風暖房機１００は、屋外から燃焼用空気を吸入して、この温風暖房機１００内で燃焼させ、燃焼させた燃焼ガスを再度、屋外へ排気するとともに、燃焼により発生した熱を室内空気と熱交換させて、室内の暖房運転を行うものであり、背面側に室内空気吸気口１０と、前面側に温風吹出し口１１とを備えた筐体１内に、主として、燃焼筒２、熱交換器３、バーナ部４、電磁ポンプ５、オイルレベラ６、対流ファン７、燃焼用ファン８及び制御部５０を内蔵して構成され、前記筐体１の下部には置台９が設けられている。
【００１４】
前記バーナ部４は、灯油等の液体燃料を気化して燃焼させるための気化器（図示せず）を有するとともに、気化器の炎口部（図示せず）から噴出する混合ガスに点火する点火プラグ１２と、火炎の有無を検出して燃焼の確認を行うフレームロッ１３とが設けられている。
【００１５】
また、図２は、前記温風暖房機１００の横断面図であり、この図２に示すように、前記温風暖房機１００の背面側からは、屋外空気を燃焼用空気として温風暖房機１００の内部へ導入する給気管１４と、燃焼筒２内で燃焼させた後の燃焼排ガスを排気するための排気管１５とが延び、これらの給気管１４と排気管１５は、室壁に貫通させて設ける給排気管１６に接続され、この給排気筒１６の先端は屋外に臨ませてある。前記給排気管１６は、図示されてはいないが、給気筒の内側に排気筒が設けられた２重筒構造となっている。
【００１６】
また、前記温風暖房機１００の背面側の外部には、室内の温度を検出する室温センサ１７が設けられており、また、前記燃焼用ファン８よりも上流側となる給気管１４の内部には、屋外から吸引した燃焼用空気の温度を検出する吸気温度センサ１８が設けられている。
【００１７】
ところで、本願発明の温風暖房機１００は、前記電磁ポンプ５の温度を検出するポンプ温度センサ１９を備えている。前記電磁ポンプ５は、オイルレベラ６の天面に取り付けられており、このオイルレベラ６内部に略一定量貯溜された液体燃料を汲み上げ、送油パイプ２１を介してバーナ部４へ供給する構成となっている。
【００１８】
次に、前記電磁ポンプ５について、図３を参照しながら、構造を説明すると、２０は、前記電磁ポンプ５内で液体燃料の流通経路を形成する管柱であり、その先端に送油パイプ２１を接続するための吐出部２２が接続されている。２３は、前記吐出部２２内に設けた吐出弁座で、吐出口２３ａを有している。２４は、この吐出口２３ａを開閉する吐出弁で、その外周壁と吐出部２２の内周壁との間には、間隔が設けられており、液体燃料の吐出時に開き、吸込み時には上バネ２５で押されて、前記吐出口２３ａを閉じる様に設けられている。
【００１９】
２６は、前記吐出弁座２３の下方に位置する中空２７を備えたプランジャーで、中バネ３４を備えて、コイル２８が制御部５０からの制御信号（パルス信号）で励磁されることにより、上下動するものとなっている。
【００２０】
また、このプランジャー２６の内部下方には、下バネ２９と、吸込み弁３０とが内蔵されており、下端部には、吸込み口３１ａを備えた吸込み弁座３１が設けられている。この吸込み弁３０の外周壁と吸込み弁部３１の内周壁との間にも間隔が設けられている。
【００２１】
また、前記管柱２０の下方には、下端部にストレーナ３３を備えた吸込み管３２が設けられている。
【００２２】
この電磁ポンプ５は、上述の様に、オイルレベラ６の天面に設けられており、前記吸込み管３２の先端は、前記オイルレベラ６内に貯留された燃料の前記油面位置より下へ達する様に取り付けられている。
【００２３】
そして、この電磁ポンプ５の動作について説明すると、制御部５０からの前記制御信号でコイル２８が励磁されている状態では、磁界が発生し、プランジャー２６が上方へと移動する。
【００２４】
この時、吸込み弁３０は、下バネ２９により吸込み口３１ａを閉じるため、オイルレベラ６内に貯留されている液体燃料は、管柱２０内へと吸込まれるとともに、管柱２０、および、プランジャー２６の中空２７に吸込まれている液体燃料は、吐出口２３ａより吐出弁２４を押し上げて吐出され、送油パイプ２１へと送られる。
【００２５】
また、制御部５０からの前記制御信号でコイル２８が励磁されていない状態では、プランジャー２６は、中バネ３４により管柱２０内の下方へ押し下げられることとなる。
【００２６】
この時、吐出弁２４は、上バネ２５により、吐出口２３ａを閉じ、プランジャー２６内の吸込み弁３０は、吸込み口３１ａを開いて、吸込み管３２より吸込まれた前記液体燃料をプランジャー２６の中空２７内へと吸込む。
【００２７】
この様にして、前記プランジャー２６が上下動することにより、前記液体燃料が、この電磁ポンプ５の吐出部２２より吐出され、送油パイプ２１を経由して、バーナ部４へと供給されている。
【００２８】
ここで、この電磁ポンプ５から吐出される前記液体燃料の供給量は、図４に示す様な、温度による供給量特性がある。これは、電磁ポンプ５の温度特性や、前記液体燃料の温度による粘度特性から生じるものである。
【００２９】
つまり、制御部５０からの電磁ポンプ５の前記制御信号を、例えば、一定の周波数の制御信号として出力していても、前記電磁ポンプ５の温度特性や、前記液体燃料の粘度特性により、前記電磁ポンプ５から吐出される前記液体燃料の供給量は、変化してしまうわけである。
【００３０】
そこで、本願発明では、前記制御部５０へ、図５に示す補正テーブルを備えるとともに、電磁ポンプ５へポンプ温度センサ１９を設け、このポンプ温度センサ１９で検出される温度信号により、制御部５０から出力する前記電磁ポンプ５の前記制御信号の補正を行うものである。
【００３１】
もちろん、本温風暖房機１００では、吸気する燃焼用空気の温度により、酸素密度などが変化することから、吸気温度センサ１８を備え、その吸気温度センサ１８からの温度信号に基づいて、電磁ポンプ５からの燃料供給量を制御しているが、さらに、前記ポンプ温度センサ１９で検出される温度信号に基づいた補正値を加えて、前記液体燃料の供給を行わせるものである。
【００３２】
例えば、前記吸気温度センサ１８からの温度信号により補正されて求められた電磁ポンプ５の前記制御信号が、３０Ｈｚでの運転指示となった場合、前記電磁ポンプ５に設けたポンプ温度センサ１９からの温度信号が、８℃であったなら、前記制御信号を、この３０Ｈｚに０．６Ｈｚを加算した、３０．６Ｈｚとして、前記電磁ポンプ５を制御するものである。
【００３３】
これにより、前記電磁ポンプ５の温度特性や、前記液体燃料の粘性の温度特性による前記液体燃料の供給量の補正が行えるため、さらに理想とする空燃比へ近づけた燃焼を行えることが可能となる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、液体燃料燃焼装置の一例として、温風暖房機での説明を行ったが、特にこれに限るものでは無く、液体燃料を電磁ポンプにより気化器へ供給し、気化させて燃焼させる液体燃料燃焼装置であれば、燃料供給装置としての電磁ポンプに温度センサを設け、この温度センサからの温度信号に基づいて、前記電磁ポンプを駆動する駆動信号を補正することにより、一層理想に近い空燃比で燃焼を行わせることが可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明したように、液体燃料を供給するための燃料供給装置にそれの温度を検出する温度センサを設け、この温度センサからの温度信号に基づいて、燃料供給装置を制御する制御信号を補正することにより、燃料供給装置自体の温度による前記液体燃料の供給量が補正されるため、一層理想に近い空燃比での燃焼を行わせることが可能となり、よりクリーンな排気を行わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液体燃料燃焼装置の一実施形態を示す温風暖房機の一部切欠正面図である。
【図２】同じく温風暖房機の縦断側面図である。
【図３】電磁ポンプの断面図である。
【図４】電磁ポンプの燃料供給量の温度特性を示すグラフである。
【図５】制御部に内蔵した補正データを示す図である。
【符号の説明】
１　筐体
４　バーナ部
５　電磁ポンプ
６　オイルレベラ
１７　室温センサ
１８　吸気温度センサ
１９　ポンプ温度センサ
２０　管柱
２１　送油パイプ
２２　吐出部
２３　吐出弁座
２３ａ　吐出口
２４　吐出弁
２５　上バネ
２６　プランジャー
３０　吸込み弁
３１　吸込み弁座
３１ａ　吸込み口
３２　吸込み管
３３　ストレーナ
５０　制御部
１００　温風暖房機
【図１】
2004028520.tif 000003
【図２】
2004028520.tif 000004
【図３】
2004028520.tif 000005
【図４】
2004028520.tif 000006
【図５】
2004028520.tif 000007