(57)【要約】【課題】点火時の本体温度の異常上昇を防止し、さらに燃焼立ち上がりを向上させ得る液体燃料燃焼装置を提供する。【解決手段】運転操作後、一定時間経過後に、送風ファン６を強制的に駆動させたり、炎検知手段２０で検出された値が一定値以上に達したときから送風ファン６を強制的に駆動させることにより、フレーム検知にトラブルが生じても本体内外の異常な温度上昇を防ぐ。また、炎検知手段で検出された値が一定値以上に達したときに、送油ポンプ２１の油量を、通常油量よりも多い、バーナ内で液化現象を起こさない程度の油量とすることにより、燃焼の立ち上がりを早くする。【選択図】　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給油タンクからの燃料を加熱して気化する気化部、および気化した燃料ガスを燃焼させるバーナを備えた燃焼部と、給油タンクの燃料を気化部に送る送油ポンプと、燃焼部で熱交換された空気を吹き出す送風ファンと、前記送風ファンを制御する制御部とを備えた液体燃料燃焼装置において、
前記制御部は、運転操作して一定時間経過後、前記送風ファンを強制的に駆動させることを特徴とする液体燃料燃焼装置。
【請求項２】
給油タンクからの燃料を加熱して気化する気化部、および気化した燃料ガスを燃焼させるバーナを備えた燃焼部と、給油タンクの燃料を気化部に送る送油ポンプと、燃焼部で熱交換された空気を吹き出す送風ファンと、燃焼部の炎を検知する炎検知手段と、該炎検知手段からの信号を受けて運転を制御する制御部とを備えた液体燃料燃焼装置において、
前記制御部は、炎検知手段で検出された値が一定値以上に達したときから、前記送風ファンを強制的に駆動させることを特徴とする液体燃料燃焼装置。
【請求項３】
給油タンクからの燃料を加熱して気化する気化部、および気化した燃料ガスを燃焼させるバーナを備えた燃焼部と、給油タンクの燃料を気化部に送る送油ポンプと、燃焼部で熱交換された空気を吹き出す送風ファンと、燃焼部の炎を検知する炎検知手段と、該炎検知手段からの信号を受けて運転を制御する制御部とを備えた液体燃料燃焼装置において、
前記制御部は、炎検知手段で検出された値が一定値以上に達したときに、前記送油ポンプから送出油量を、前記バーナ内で燃料の液化現象を起こさない程度の通常より多い送油量とするよう前記送油ポンプを制御することを特徴とする液体燃料燃焼装置。
【請求項４】
給油タンクからの燃料を加熱して気化する気化部、および気化した燃料ガスを燃焼させるバーナを備えた燃焼部と、給油タンクの燃料を気化部に送る送油ポンプと、燃焼部で熱交換された空気を吹き出す送風ファンと、前記気化部の温度を検知する温度検知手段と、該温度検知手段からの信号を受けて運転を制御する制御部とを備えた液体燃料燃焼装置において、
前記制御部は、前記温度検知手段で検出された値が一定値以上に達したときから一定時間経過後に、前記送風ファンを強制的に駆動させることを特徴とする液体燃料燃焼装置。
【請求項５】
前記給油タンクは、本体内に取外し自在に装着され、該給油タンクを本体に装着したときに、燃焼部に至る送油経路に接続する第１の接続手段と、燃焼部から給油タンクに戻る戻り油経路に接続する第２の接続手段とが設けられ、前記給油タンクから燃料を直接燃焼部に送油することを特徴とする請求項１〜４のいずれか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、給油タンクの燃料を燃焼部に直接送油するようにした液体燃料燃焼装置で、安全かつ安定した燃焼制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の液体燃料燃焼装置においては、一般的に、炎状態の検出されたフレームレベルが一定値以上になると、送風ファンを駆動させているが、安全かつ安定した燃焼を得るには不十分であった。
【０００３】
特開平７−６３３２５号公報には、点火時にフレーム電流が所定値以上になった時点から一定時間経過後、送風ファンの動作を開始させるので、点火後の炎が安定し、ブローオフしにくくなる効果が記載されている。
【０００４】
また、特開平１１−１４０４８号公報には、フレームロッドにシリコンの付着があったときに、出力を緩慢な立ちあがりに補正することで、正常燃焼にもかかわらず異常検出してしまうことを改善することが記載されている。
【０００５】
また、実開昭６１−１０１２４５号公報には、着火を容易にするために、第１の流量の燃料増幅を行い、さらに、フレームセンサにより着火が検出されて一定時間経過後、第２段階として火力を安定させるために第２の流量の燃料増幅を一定時間継続させることが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の液体燃料燃焼装置においては、特開平１１−１４０４８号公報に記載されているように、フレームロッドにシリコンの付着があったときなどに、正常燃焼させる必要があるにもかかわらず、異常を検出してしまうため、例えば、点火時に送風ファンを駆動しなければならないにも拘わらず、回転せずに本体内外の温度が異常に上昇するといった問題があった。
【０００７】
また、実開昭６１−１０１２４５号公報に記載されているように、点火時の油量を多く供給すると、バーナ内で液化現象を起こし、燃焼が不安定になるといった問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決して、点火時の本体温度の異常上昇を防止し、さらに燃焼立ち上がりを向上させ得る液体燃料燃焼装置の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、給油タンクからの燃料を加熱して気化する気化部、および気化した燃料ガスを燃焼させるバーナを備えた燃焼部と、給油タンクの燃料を気化部に送る送油ポンプと、燃焼部で熱交換された空気を吹き出す送風ファンと、前記送風ファンを制御する制御部とを備えた液体燃料燃焼装置において、前記制御部は、運転操作して一定時間経過後、前記送風ファンを強制的に駆動させることを特徴としている。
【００１０】
上記構成によると、運転操作後、一定時間経過後に、送風ファンを強制的に駆動させるので、フレーム検知にトラブルが生じても本体内外の異常な温度上昇を防ぐことができる。
【００１１】
また、炎検知手段で検出された値が一定値以上に達したときから、送風ファンを強制的に駆動させることもできる。この構成によると、着火判定後に送風ファンを強制駆動するので、本体内外の異常な温度上昇を防ぐことができる。
【００１２】
さらに、本発明においては、炎検知手段で検出された値が一定値以上に達したときに、送油ポンプから送出油量を、バーナ内で燃料の液化現象を起こさない程度の通常より多い送油量とするよう送油ポンプを制御することもできる。この構成によると、安定した燃焼を確保して室内温度の立ち上がりを早くすることができる。
【００１３】
また、本発明においては、気化部の温度を検知する温度検知手段を設け、この温度検知手段で検出された値が一定値以上に達したときから一定時間経過後に、送風ファンを強制的に駆動させることもできるので、炎検知手段にトラブルが発生したとしても本体内外の異常な温度上昇を防ぐことができる。
【００１４】
上記液体燃料燃焼装置においては、給油タンクが固定式のもの、あるいは着脱式のものを問わず適用可能であり、また、着脱式のものにあっては、給油タンクは、本体内に取外し自在に装着され、該給油タンクを本体に装着したときに、燃焼部に至る送油経路に接続する第１の接続手段と、燃焼部から給油タンクに戻る戻り油経路に接続する第２の接続手段とが設けられ、前記給油タンクから燃料を直接燃焼部に送油する方式のものに適用するのが好適である。
【００１５】
つまり、給油タンク５から燃焼部に直接送油する方式においては、気化部内の燃料を極力なくすようなシーケンス制御をしているために、気化部の予熱完了時期と、点火ヒータで着火するタイミングにバラツキがある。そのため、直接送油方式の液体燃料燃焼装置においては、上記のような制御が本体内外の温度上昇を防ぐ意味から好適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態である液体燃料燃焼装置の正面側斜視図、図２は同じくその背面側の斜視図である。図において、１は機器本体、２は温風を案内するルーバが取り付けられた温風吹出口、３は本体の上面前側に配設された操作表示部、４は本体前面の中央部に配置された油量表示部、５は本体蓋を兼ね備えた給油タンク、６は背面の温風取入口７にファンガード８を介して取り付けられた対流ファン、９は室温検知用サーミスタ、１０は給油タンクの把手、１１は給油タンクの油量計である。
【００１７】
機器本体１の外装体は、前面を覆う前パネル１３と、上面を覆う上面板１４と、側面及び背面を覆う背面板１５とを置台１６の上に固定して構成されている。
【００１８】
図３は燃料経路の概略図である。図３において、５は本体より取外し自在の給油タンク、１９は点火ヒータ、２０はバーナ上方に配置される炎検知手段としてのフレームセンサ、２１は給油タンクの燃料を送る送油ポンプとしての電磁ポンプ、２２は電磁ポンプからの燃料を加熱して気化ガスにする気化器、２２ａは気化器の温度を検出する温度検知手段としての気化器サーミスタ、２３は気化器の気化ガスをノズルから噴出して燃焼空気と混合して燃焼するバーナである。気化器２２には、図示しないが、ノズルを開閉するソレノイドバルブと、気化器を加熱する気化器ヒータが設けられている。
【００１９】
２４は本体に給油タンクを装着したときに給油タンクと燃焼部とを接続する第１（送油側）の接続手段であり、タンク側接続ジョイント２４ａと、燃焼部側の接続ジョイント受け２４ｂとから構成される。２５は本体に給油タンクを装着したときに、給油タンクと気化器とを接続し未燃焼ガスを給油タンク５に戻すための第２（戻り油側）の接続手段であり、タンク側接続ジョイント２５ａと、燃焼部側の接続ジョイント受け２５ｂとから構成される。
【００２０】
そして、送油側の接続手段２４には経路内に空気を送る空気弁２６が設けられている。この空気弁２６はソレノイドにより開閉駆動される。また、給油タンク５の第１の接続手段２４と電磁ポンプ２１の間は配管２７、電磁ポンプ２１と気化器２２の間は配管２８、気化器２２と第２の接続手段２５の間は戻り油配管２９で接続されている。
【００２１】
図４は操作表示部の概略図である。図に示すように、操作表示部３には、温度や換気などを表示する液晶表示部３２と、各種設定ボタン（スイッチ）３３〜３８とが配設されている。液晶表示部３２は、図４に示すように、室温表示、給油残り時間，現在時刻などをデジタル表示する。各種設定ボタン（スイッチ）は、運転入／切ボタン（スイッチ）３３、３時間延長ボタン３４、温度／タイマー設定ボタン３５、タイマーボタン３６、選択ボタン３７、設定／解除ボタン３８が配列されている。運転入／切ボタン３３、３時間延長ボタン３４、タイマーボタン３６の上側には、その動作状態を表示するランプ３９，４０，４１が設けられている。
【００２２】
図５は各種設定ボタン３３〜３８や炎検知手段２０及び気化器温度検知手段２２ａからの信号により各種運転モードを制御する制御回路の構成図である。なお、図５においては、本発明と直接関係しない構成部品については図示していない。
【００２３】
制御部５０は、一般的なマイクロコンピュータから構成され、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備え、入力側に、フレームセンサなどの炎検知手段２０、気化器温度検知手段（気化器サーミスタ）２２ａ、及び各種設定ボタン（スイッチ）３３〜３８が接続され、出力側にはポンプ駆動回路５２を介して電磁ポンプ２１が接続され、モータ駆動回路５３を介して送風ファン６が接続され、また弁駆動回路５４を介して空気弁２６や気化器２２のノズルを開閉するソレノイドバルブ５５が接続されている。また、ヒータ駆動回路５６を介してバーナの点火ヒータ１９や気化器ヒータ５８が接続されている。
【００２４】
さらに、制御部５０の出力側には、表示駆動回路５９を介して操作表示部３（ランプ表示も含む）及び油量表示部４などの表示部が接続されている。また、制御部５０にはタイマー手段６０が接続され、タイマー運転などの計時を行えるようになっている。
【００２５】
制御部５０では、上記入力信号に基づいて、各駆動回路５２〜５４、５６，５９を制御して送風ファン６や電磁ポンプ２１などを以下のように制御している。
【００２６】
すなわち、燃料を補給した給油タンク５を機器本体１に装着した後に、運転入／切ボタン３３を押すと、気化器２２の温度が上昇し、給油タンク５から送られてきた燃料が気化器２２で気化し、これがバーナ２３に送られ、点火ヒータ１９により着火されて燃焼する。この燃焼炎のフレームレベルを炎検知手段２０で検出し、一定レベル以上であれば、送風ファン６を駆動させて本体の吹出口２から温風を室内に放出する。
【００２７】
このとき、燃焼炎のフレームレベルを検出する炎検知手段２０の金属製フレームセンサに異物が付着したり、あるいは損傷していると、燃焼炎のフレームレベルの真の値を検出できず、一定レベル以下と判断し、送風ファン６は停止状態のままで本体内外の温度が異常過熱するおそれがある。
【００２８】
このため、本実施形態では、制御部５０は、運転操作後、一定時間が経過すれば、燃焼炎のフレームレベルに関係なく、送風ファン６を強制駆動させ、本体内外の温度が異常過熱にならないようにしている。例えば、運転入／切ボタン３３が押されてから、一定時間経過後、あるいは、運転入／切ボタン３３が押され、空気弁２６の閉信号を受けた後、一定時間経過後に、送風ファン６を回転させる手法が採用できる。
【００２９】
あるいは、制御部５０は、気化器温度検知手段で検出された値が一定値以上に達したときから一定時間が経過すれば、燃焼炎のフレームレベルに関係なく、本体内外の温度が異常過熱にならないようにすることも可能である。例えば、気化器温度が１６０℃に達したときから一定時間経過後に、送風ファン６を回転させる手法も採用できる。
【００３０】
つまり、給油タンク５から燃焼部に直接送油する方式においては、気化器内の燃料を極力なくすようなシーケンス制御をしているために、点火時には気化器内の燃料がない状態で着火動作をする。そのため、着火動作の初期に電磁ポンプ２１の供給量は最大で駆動し、送油経路内の空気を送り出すと共に、気化器２２内に燃料を送っている。
【００３１】
このように、給油タンクから燃焼部に直接送油する方式では、気化器の予熱完了と、点火ヒータで着火するタイミングにバラツキがあるので、送風ファン６の駆動は、着火時のフレーム検知を基準にするのが本体内外の温度上昇面からみて好ましい。
【００３２】
図６は運転開始時の前段の制御フローチャート、図７は同じく後段制御フローチャート、図８は気化器が低温の時の点火シーケンスを示すタイミングチャート、図９は同じく高温の時の点火シーケンスを示すタイミングチャートである。図９に示す気化器高温時の制御シーケンスは、図８に示す気化器低温時の制御シーケンスと、予熱の有無、タイマーのリセットから空気弁２６の閉弁時間、及び気化器ノズルの開放時間が異なるのみで、基本的には同様な制御シーケンスである。そこで、図６〜図８に示す気化器が低温の時の点火制御シーケンスについて説明し、図９に示す高温時の制御シーケンスについてはその説明を省略する。
【００３３】
図６に示すように、気化器が低温の時には、運転入／切ボタン３３を押してＯＮにすると、気化器ヒータがＯＮされ（Ｓ１０１）、気化器温度（ＫＴＨ）が１６０℃まで上昇したならば（Ｓ１０２）、タイマー手段がリセットされてカウントを開始し（Ｓ１０３）、電磁ポンプ２１が強出力（Ｐ５）で駆動され、送油経路中の残燃料を気化器２２側に送り、点火ヒータ１９をＯＮする（Ｓ１０４）。その後、所定時間経過してから（Ｓ１０５）、空気弁２６をＯＮして送油経路を連通させて給油タンク５からの燃料を気化器２２に送る（Ｓ１０６）。
【００３４】
次いで、Ｓ１０７で所定時間経過（３３秒）後に気化器２２のソレノイドをＯＮしてノズルを開放し、気化器２２からバーナ２３に気化燃料を送り、着火させて燃焼させると共に電磁ポンプ２１のポンプ出力を通常出力（Ｐ３）に戻す（Ｓ１０８）。
【００３５】
次に、図７に示すように、バーナ２３の燃焼炎のフレームレベルを炎検知手段２０で検出し、設定値以上か否かを判断する（Ｓ１０９）。炎検知レベルが設定値以上の場合は、着火したと判定して点火ヒータ１９をＯＦＦし、送風ファン６を駆動して（Ｓ１１０）、本体の吹出口２から温風を室内に放出する。
【００３６】
炎検知レベルが設定値よりも小さい場合、Ｓ１１１に移行して所定時間（５０秒）経過するまで炎検知を繰り返し、それでも炎検知レベルが設定値よりも小さいときには（Ｓ１０９）、強制的に送風ファン６を駆動し（Ｓ１１２）、本体の異常過熱を防止する。
【００３７】
Ｓ１１２で送風ファン６の駆動後、Ｓ１１３で炎検知設定値以上か否かを判断し、炎検知レベルが設定値以上になれば着火と判定して、Ｓ１１０に移行して点火ヒータ１９をＯＦＦする。送風ファン６の駆動後においても炎検知レベルが設定値よりも小さい場合（Ｓ１１３：Ｎ）、所定時間経過後（Ｓ１１４）、異常停止する（Ｓ１１５）。
【００３８】
このように、送風ファン６の駆動は、気化器２２のノズルを開放した後の着火時のフレーム検知レベルを基準にしているので、本体内外の温度が異常過熱するのを防止でき、安全な制御を行うことができる。
【００３９】
また、運転初期に、選択ボタン３７を押して『速暖』を選択した場合の制御フローを図７のＳ１１６以降で説明する。Ｓ１１０で点火ヒータをＯＦＦし、送風ファン６を駆動した後、所定時間（６０秒）経過後（Ｓ１１６）、『速暖』が選択されているか否かが判断される（Ｓ１１７）。運転初期時に、『速暖』が選択されている場合、電磁ポンプ出力をＰｔに上げ（Ｓ１１８）、所定時間経過後（Ｓ１１９）、室温に応じた制御に移行する（Ｓ１２２）。ここで、Ｐｔとは、ポンプ出力をポンプ出力Ｐ４の約１０％アップの油量であり、これにより、バーナ２３内で液化現象を起こすことなく、安定した燃焼を確保し、室内温度の立ち上がりを早くすることができる。
【００４０】
つまり、炎状態の良否を判断するフレーム検知で、フレームレベルが一定値以上になれば、即『火力５』（ポンプ出力Ｐ５）か、若しくは『火力５以上』（ポンプ出力Ｐ５の１０％アップ出力）の油量で燃焼させることができるが、点火時の温度が低い場合、気化した燃料がバーナ２３内で液化しやすい。
【００４１】
そこで、『火力３』（ポンプ出力Ｐ３）の一段上の『Ｐ４』よりもさらに約１０％多い油量である『火力Ｔ４』（火力Ｔ４＜火力５）で燃焼させることで、バーナ２３内での液化現象を防止し、安定した燃焼を確保して室内温度の立ち上がりを早くするようにしている。また、通常の火力制御において、『火力４』を通常油量より１０％多い油量で駆動させると、室内温度を設定温度に素早く近付けることができるため、快適性が向上する。
【００４２】
また、図７に示すフローチャートのＳ１１７で『速暖』が選択されていない場合は、ポンプ出力を『Ｐ４』に上げ（Ｓ１２０）、所定時間経過後（Ｓ１２１）、室温に応じた制御に移行する（Ｓ１２２）。
【００４３】
このように、炎検知手段で着火判定後に、送油ポンプの油量を通常油量より多い、バーナ２３内で液化現象を起こさない程度の油量で燃焼させることにより、安定した燃焼を確保して室内温度の立ち上がりを早くすることができる。
【００４４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で修正・変更を加えることができるのは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、運転操作後、一定時間経過後に、前記送風用ファンを強制的に駆動させたり、気化部の温度を検出する温度検知手段で検出された値が一定値以上に達したときから一定時間経過後に、送風ファンを強制的に駆動させたり、あるいは炎検知手段で検出された値が一定値以上に達したときから強制的に駆動させることにより、フレーム検知にトラブルが生じても本体内外の異常な温度上昇を防ぐことができる。
【００４６】
また、炎検知手段で検出された値が一定値以上に達したときに、前記送油ポンプの油量を通常油量より多く送油させることにより、立ち上がりを早くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である液体燃料燃焼装置の正面側斜視図
【図２】図１の背面側の斜視図
【図３】図１の燃料経路の概略図
【図４】図１の操作表示部の概略図
【図５】図１の各種運転モードを制御する制御部のブロック図
【図６】運転開始時の前段制御フローチャート
【図７】運転開始時の後段制御フローチャート
【図８】気化器が低温の時の点火シーケンスを示すタイミングチャート
【図９】気化器が高温の時の点火シーケンスを示すタイミングチャート
【符号の説明】
１　　機器本体
２　　温風吹出口
３　　操作表示部
４　　油量表示部
５　　給油タンク
６　　対流ファン
７　　温風取入口
９　　室温検知用サーミスタ
１０　　把手
１１　　油量計
１２　　差込プラグ
１３　　前パネル
１４　　上面板
１５　　背面板
１６　　置台
１９　　点火ヒータ
２０　　フレームセンサ（炎検知手段）
２１　　電磁ポンプ（送油ポンプ）
２２　　気化器
２２ａ　気化器サーミスタ（気化器温度検知手段）
２３　　バーナ
２４　　第１の接続手段
２５　　第２の接続手段
３３　　運転入／切ボタン
５０　　制御部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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