(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を気化させる気化器と、該気化器に液体燃料を供給する電動式のポンプと、種火バーナとメインバーナとを備え前記気化器から供給される液体燃料の気化ガスと空気との混合気を燃焼させるバーナユニットと、前記気化器から供給される混合気を前記種火バーナのみに供給するか前記種火バーナ及び前記メインバーナの双方に供給するかを切り替える切替弁と、前記バーナユニットの燃焼制御を行う制御手段とを備えた気化式燃焼装置において、
前記制御手段は、前記切替弁により前記気化器と前記種火バーナとを連通させて前記種火バーナのみを燃焼させる初期運転と、前記切替弁を移動させることにより前記気化器と前記種火バーナ及び前記メインバーナとを連通し両バーナを共に燃焼させる通常運転とを行い、
前記初期運転時に前記ポンプから供給される燃料供給量を初期供給量として前記気化器に供給すると共に前記通常運転時に前記ポンプから供給される燃料供給量を前記初期供給量よりも多い通常供給量として前記気化器に供給し、
前記初期運転から前記通常運転へ移行する際に、前記ポンプから供給される燃料供給量を前記初期供給量から所定時間毎に徐々に増加させて前記通常供給量とすると共に、前記燃料供給量の増加に応じて前記切替弁を前記種火バーナのみに連通させる位置から前記メインバーナにも連通させる位置に徐々に移動させることを特徴とする気化式燃焼装置。
【請求項２】
前記ポンプは、通電されるポンプ電源の周波数と該ポンプ電源の１パルス当たりの単位通電時間を増減することにより液体燃料の供給量を増減するものであり、
前記制御手段は、前記通常運転開始時には所定の初期周波数において所定の通常単位通電時間で前記通常供給量の液体燃料を前記気化器に供給し、
前記初期運転時には前記ポンプ電源を前記初期周波数と同一の周波数で前記通常単位通電時間より短い初期単位通電時間で前記初期供給量の液体燃料を前記気化器に供給し、
前記初期運転から前記通常運転へ移行する際に、前記ポンプ電源を前記初期周波数と同一の周波数において単位通電時間を初期単位通電時間から所定時間毎に所定の補正値を追加して前記通常単位通電時間とすることにより前記ポンプから供給される燃料供給量を前記初期供給量から前記通常供給量とすることを特徴とする請求項１に記載の気化式燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、灯油等の液体燃料を気化して燃焼させる気化式燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
灯油等の液体燃料を気化して燃焼させる気化式燃焼装置は、液体燃料を燃料ポンプにより気化器に供給し、気化器において液体燃料を気化させ、その気化ガスを燃焼ファンから供給される燃焼用の空気と混合してバーナに送り、この混合ガスをバーナにて燃焼させている。また、気化式燃焼装置においては、バーナの点火時において着火性を向上させるため、種火バーナとメインバーナとからなるバーナユニットを備えたものがある。
【０００３】
この種火バーナとメインバーナとは、その上流側で前記気化器と連通しており、切替弁によって気化器から供給される混合気を種火バーナのみに供給するか種火バーナ及びメインバーナの双方に供給するかを切り替えている。このような気化式燃焼装置では、点火時においては切替弁によって種火バーナにのみ混合ガスを供給して種火バーナのみ着火する初期運転を行い、該初期運転において種火バーナの火炎が安定した後に切替弁を移動させてメインバーナにも混合ガスを供給し、種火バーナからメインバーナに火移りさせてバーナユニット全体で燃焼させる通常運転を行うようにしている。
【０００４】
しかしながら、本願発明者等がバーナユニットの燃焼状態を調査したところ、初期運転から通常運転に移行する際に種火バーナで過剰燃焼が発生するという不都合があることを知見した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、液体燃料を気化して燃焼させる気化式燃焼装置の改良を目的とし、さらに詳しくは前記不都合を解消するために、初期運転から通常運転に移行する際に種火バーナを安定して燃焼させることができる気化式燃焼装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等が前記運転移行時の種火バーナの過剰燃焼の原因を調査したところ、以下の理由であることが判明した。初期運転から通常運転に移行する際には切替弁を種火バーナのみの燃焼から両バーナの燃焼に切り替える必要があるが、気化器に供給される燃料が少ない状態で切替弁を移動させると、種火バーナへの燃料供給量が減少して燃焼不良を起こすため、燃料供給量を増加させた状態で切替弁を移動させる必要がある。これにより、種火バーナに供給される燃料が一時的に多くなり、過剰燃焼が発生していた。
【０００７】
そこで、前記目的を達成するために、本発明の気化式燃焼装置は、液体燃料を気化させる気化器と、該気化器に液体燃料を供給する電動式のポンプと、種火バーナとメインバーナとを備え前記気化器から供給される液体燃料の気化ガスと空気との混合気を燃焼させるバーナユニットと、前記気化器から供給される混合気を前記種火バーナのみに供給するか前記種火バーナ及び前記メインバーナの双方に供給するかを切り替える切替弁と、前記バーナユニットの燃焼制御を行う制御手段とを備えた気化式燃焼装置において、前記制御手段は、前記切替弁により前記気化器と前記種火バーナとを連通させて前記種火バーナのみを燃焼させる初期運転と、前記切替弁を移動させることにより前記気化器と前記種火バーナ及び前記メインバーナとを連通し両バーナを共に燃焼させる通常運転とを行い、前記初期運転時に前記ポンプから供給される燃料供給量を初期供給量として前記気化器に供給すると共に前記通常運転時に前記ポンプから供給される燃料供給量を前記初期供給量よりも多い通常供給量として前記気化器に供給し、前記初期運転から前記通常運転へ移行する際に、前記ポンプから供給される燃料供給量を前記初期供給量から所定時間毎に徐々に増加させて前記通常供給量とすると共に、前記燃料供給量の増加に応じて前記切替弁を前記種火バーナのみに連通させる位置から前記メインバーナにも連通させる位置に徐々に移動させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の気化式燃焼装置によれば、前記初期運転から前記通常運転への移行時に前記ポンプから供給される燃料供給量を徐々に増加させ、且つ燃料供給量の増加に応じて前記切替弁を徐々に移動させているので、燃料供給量の増加分は前記メインバーナに供給されることとなり、前記種火バーナに供給される燃料には略一定となる。従って、前記初期運転から前記通常運転への移行時であっても前記種火バーナは過剰燃焼することなく安定した燃焼が行われる。
【０００９】
一方、前記ポンプにおいては、通電されるポンプ電源の周波数を変化させることにより供給される燃料供給量を増減させるものが多く用いられている。このようなポンプを用いている場合は、前記初期運転時には種火バーナのみに燃料を供給すればよいため、前記初期供給量の供給を行う際には前記ポンプに通電される電源の周波数は非常に低い周波数となる。このため、前記ポンプから供給される液体燃料に脈動が生じて燃料がとぎれとぎれとなる。これにより、気化器から種火バーナに供給される気化ガスも濃度が不安定となり、種火バーナの燃焼が不安定になるという不都合が生じる。
【００１０】
そこで、本発明の気化式燃焼装置において、前記ポンプは、通電されるポンプ電源の周波数と該ポンプ電源の１パルス当たりの単位通電時間を増減することにより液体燃料の供給量を増減するものであり、前記制御手段は、前記通常運転開始時には所定の初期周波数において所定の通常単位通電時間で前記通常供給量の液体燃料を前記気化器に供給し、前記初期運転時には前記ポンプ電源を前記初期周波数と同一の周波数で前記通常単位通電時間より短い初期単位通電時間で前記初期供給量の液体燃料を前記気化器に供給し、前記初期運転から前記通常運転へ移行する際に、前記ポンプ電源を前記初期周波数と同一の周波数において単位通電時間を初期単位通電時間から所定時間毎に所定の補正値を追加して前記通常単位通電時間とすることにより前記ポンプから供給される燃料供給量を前記初期供給量から前記通常供給量とすることが好ましい。
【００１１】
本発明の気化式燃焼装置によれば、前記ポンプから供給される燃料供給量を前記通常供給量よりも少ない初期供給量とするために、ポンプ電源の前記初期周波数を変えることなく単位通電時間を減少させている。このため、前記初期周波数を燃料の脈動が生じない周波数とすることにより、前記初期供給量の燃料を供給する場合も燃料の脈動が生じさせることがないため、前記種火バーナの燃焼を安定させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の気化式燃焼装置の実施形態の一例について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の一例である気化式燃焼装置の構成を示す説明図、図２は本実施形態の気化式燃焼装置の機能的構成を示すブロック図、図３は本実施形態の気化式燃焼装置の作動を示すフローチャート、図４は本実施形態の気化式燃焼装置の補正制御時の作動を示すタイムチャートである。
【００１３】
本実施形態の気化式燃焼装置１はいわゆるＦＦ式の温風暖房装置に備えられたものであり、図１に示すように、液体燃料である灯油を気化させる気化器２と、気化器２に噴射ノズル３を介して灯油を供給する電動式の燃料ポンプ４と、気化器２の下流側に設けられ種火バーナ５とメインバーナ６とを有するバーナユニット７と、バーナユニット７に燃焼用の空気を送風する燃焼ファン８と、バーナユニット７による気化ガスの燃焼が行われる燃焼室９とを備えている。
【００１４】
気化器２は、図１においてバーナユニット７の右側上方且つ燃焼室９の右側壁に当接して設けられており、燃焼室９の側壁を貫通して燃焼室９内に突出する受熱フィン１０を備えている。また、気化器２には、気化器２を加熱するヒータ１１と、気化器２の温度を検出する温度センサ１２が設けられている。また、図１において気化器２の右側壁には燃焼ファン８から送られてくる燃焼用の空気を導入する空気導入口１３が設けられており、この空気導入口１３には燃料ポンプ４から供給される灯油を噴射する噴射ノズル３が挿入されている。また、気化器２の下端部は後述するバーナユニット７の切替室１５に接続されている。
【００１５】
燃料ポンプ４は、図１に示すように、灯油を貯蔵する定油面器１４の上方に設けられており、この定油面器１４は、室外に設けられている燃料タンク（図示せず）に接続されて当該燃料タンクから灯油が供給される。また、本実施形態では、燃料ポンプ４としてプランジャ式の電磁ポンプを用いている。この燃料ポンプ４は、通電されるポンプ電源の周波数と単位通電時間とによって灯油の供給量を調整するものである。なお、図１における符号１４ａは、バーナユニット７と定油面器１４とを接続し、バーナユニット７内で結露した灯油を定油面器１４に戻すドレン管である。
【００１６】
バーナユニット７は、図１に示すように、種火バーナ５とメインバーナ６とを備えており、この両バーナはその上流側において切替室１５で連通し、気化器２に接続されている。このバーナユニット７は、中央部分が上方に湾曲して盛り上がった形状となっており、種火バーナ５の左端部分とメインバーナ６の右端部分とが互いに向き合うように傾斜しており、この傾斜部分にはそれぞれ火移り用の炎口５ａ，６ａが設けられている。また、切替室１５内には、気化器２から送られてくる灯油の気化ガスと燃焼用空気との混合ガスを両バーナに振り分ける切替弁１６が設けられている。この切替弁１６は、図１において気化式燃焼装置１の右側壁に設けられた動弁機構１７により駆動される。
【００１７】
また、本実施形態の気化式燃焼装置１は、図２に示すように、バーナユニット７の燃焼制御の他、温風暖房装置の運転制御を行う制御装置１８を備えている。
この制御装置１８は、マイクロコンピュータ等の電子回路により構成されたものであり、気化器２の温度を検出する温度センサ１２と、室内の温度を検出する室温センサ２０に電気的に接続され、これらのセンサから温度データを受信するものである。また、制御装置１８は、気化器２に灯油を供給する燃料ポンプ４、気化器２を加熱するヒータ１１、バーナユニット７に燃焼用の空気を送風する燃焼ファン８、切替弁１６を駆動する動弁機構１７、種火バーナ５に点火を行うためのイグナイタ及び点火電極を含む点火装置２１、燃焼室９の下流側に設けられた図示しない熱交換機により加熱された空気を室内に送る対流ファン２２のそれぞれの機器に電気的に接続されている。
【００１８】
次に、本実施形態の気化式燃焼装置１の作動について、図３及び図４を参照して説明する。使用者により図示しない運転スイッチがＯＮ操作されると、制御装置１８は、まず、種火バーナ５のみを燃焼させる初期運転を開始する。この初期運転においては、制御装置１８は、温度センサ１２により検出された気化器温度に応じて燃料ポンプ４に通電されるポンプ電源の初期単位通電時間を設定する（ＳＴＥＰ１）。この単位通電時間は、後述する通常運転時の単位通電時間である通常単位通電時間（例えば約６．７ｍｓｅｃ）よりも短いもの（例えば約４．２ｍｓｅｃ）となっている。
【００１９】
このとき、燃料ポンプ４に通電されるポンプ電源の周波数は初期周波数となっている。ここで、初期周波数とは、後述する通常運転開始時において、暖機されたバーナユニット７の種火バーナ５及びメインバーナ６の双方において燃焼量が最小となる周波数である。この初期周波数は、燃料ポンプ４から供給され、噴射ノズル３から気化器２内に噴射される灯油が脈動を起こさないような値（例えば約７Ｈｚ）に設定されている。本実施形態においては、初期周波数において初期単位通電時間とすることにより種火バーナ５のみを燃焼させるための燃料供給量である初期供給量としている。また、初期周波数において通常単位通電時間とすることにより通常運転開始時の燃料供給量である通常供給量としている。
【００２０】
次に、制御装置１８は、切替室１５内の切替弁１６を図１において右側に移動させることによりメインバーナ６側を遮断し、気化器２を種火バーナ５のみに連通させる。また、制御装置１８は、同時にヒータ１１によって気化器２の加熱を開始すると共に、燃焼ファン８を作動させて気化器２に燃焼用の空気を送風する（ＳＴＥＰ２）。そして、温度センサ１２によって検出される気化器温度が所定の暖機温度（例えば２００℃）に達したときは（ＳＴＥＰ３でＹＥＳ）、制御装置１８は初期周波数及び初期単位通電時間によって燃料ポンプ４を作動させると共に点火装置２１を作動させて種火バーナ５に火花を発生させる（ＳＴＥＰ４）。
【００２１】
気化器２には燃焼ファン８からの空気が空気導入口１３を介して導入されているため、気化器２内に噴射され気化ガスとなった灯油は燃焼ファン８からの空気と混合されて混合ガスとなり、切替室１５を介して種火バーナ５に供給される。
このように、種火バーナ５に混合ガスが供給されると、点火装置２１によって点火されて種火バーナ５の燃焼が開始される。なお、種火バーナ５の燃焼が行われると、種火バーナ５の火炎により受熱フィン１０を介して気化器２が加熱されるため、気化器２はヒータ１１及び種火バーナ５の火炎により加熱される。本実施形態においては、以上のステップ１からステップ４までが初期運転制御となる。
【００２２】
そして、この初期運転制御が終了すると通常運転制御に移行するが（ＳＴＥＰ６）、本実施形態においては、通常運転制御への移行時には補正制御が行われる（ＳＴＥＰ５）。この補正制御においては、制御装置１８は、ポンプ電源の周波数を初期周波数に保った状態で、図４に示すように、補正制御開始時（図４においてＴ0）は単位通電時間は初期単位通電時間（Ｔｆ）であるが、時間の経過と共に単位通電時間を徐々に増加させて最終的には通常単位通電時間（Ｔｎ）としている。これにより、燃料ポンプ４から気化器２に供給される灯油は、補正制御開始時の初期供給量から通常運転開始時の通常供給量まで徐々に増加される。同時に、制御装置１８は、切替室１５内の切替弁１６を時間の経過と共に徐々に図１において左側に移動させる。具体的には、図４に示すように、補正制御開始時（Ｔ0）は切替弁１６は右端の位置にあり、時間の経過と共に徐々に通常運転での位置（通常位置）まで移動させる（ＳＴＥＰ５）。
【００２３】
この補正制御により、バーナユニット７に供給される灯油は徐々に増加するが、この増加した分が徐々にメインバーナ６に供給される。従って、種火バーナ５の燃焼は安定した状態となり、過剰燃焼が生じることがない。また、本実施形態においては、種火バーナ５の燃焼を行う際のポンプ電源の周波数を、気化器２に供給される灯油の脈動が起こらない初期周波数としており、補正制御において燃料ポンプ４の供給量を徐々に増加させる場合もポンプ電源の周波数は変化しないので、燃料ポンプ４から供給される燃料に脈動が生じることがない。これにより、補正制御時における種火バーナ５の燃焼の安定が図られる。
【００２４】
また、本実施形態においては、種火バーナ５には表面の傾斜部分に火移り用の炎口５ａが設けられており、この炎口５ａから火炎がメインバーナ６に向けて斜め方向に延びている。この状態でメインバーナ６に混合気が供給されると、メインバーナ６に設けられている炎口６ａから噴出される混合気が種火バーナ５の炎口５ａから延びる火炎によって着火され、メインバーナ６の燃焼が開始される。
このように、本実施形態においては、種火バーナ５とメインバーナ６とに互いに火炎が交差する炎口５ａ，６ａが設けられているので、種火バーナ５からメインバーナ６への火移りが円滑に行われる。
【００２５】
そして、この補正制御が終了すると、種火バーナ５及びメインバーナの双方を燃焼させる通常運転が開始される（ＳＴＥＰ６）。この通常運転では、室温センサ２０からの温度データ等によって燃料ポンプ４に通電されるポンプ電源の周波数を変更し、気化器２に供給される灯油の量の調節を行っている。また、室内への温風の吹き出しは対流ファン２２により行われる。
【００２６】
なお、上記実施形態においては、燃料ポンプ４としてプランジャ式の電磁ポンプを例にしているため、燃料ポンプ４に通電されるポンプ電源の周波数と単位通電時間を変更することにより気化器２に供給される灯油の量を調節しているが、燃料ポンプ４はこのようなプランジャ式の電磁ポンプではなく例えばベーン式等の回転式の電磁ポンプを用いてもよい。このような回転式の電磁ポンプの場合は、ポンプ電源の電圧や電流あるいは周波数を変更することにより上記初期運転制御、補正制御及び通常運転制御を行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例である気化式燃焼装置の構成を示す説明図。
【図２】本実施形態の気化式燃焼装置の機能的構成を示すブロック図。
【図３】本実施形態の気化式燃焼装置の作動を示すフローチャート。
【図４】本実施形態の気化式燃焼装置の補正制御時の作動を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１…気化式燃焼装置、２…気化器、４…燃料ポンプ、５…種火バーナ、６…メインバーナ、７…バーナユニット、１６…切替弁、１８…制御装置（制御手段）。
【図１】
0004578731.tif 000002
【図２】
0004578731.tif 000003
【図３】
0004578731.tif 000004
【図４】
0004578731.tif 000005