(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナと、このバーナの炎を検知するフレームロッドと、バーナに液体燃料を供給する電磁ポンプと、この電磁ポンプの運転を制御する制御装置とを備え、
また、前記制御装置は、前記電磁ポンプの運転周波数を数段階に手動切替する手動切替手段と、この手動切替手段で設定された運転周波数での基準フレーム電流値と、この運転周波数を所定量増加および所定量減少した運転周波数での補正フレーム電流値をそれぞれメモリ領域に退避すると共に、退避したこれらのフレーム電流値を比較し、この補正フレーム電流値が前記基準フレーム電流値を一定量以上越えた時、前記電磁ポンプの運転周波数を補正後の周波数とすると共に、前記補正フレーム電流値が前記基準フレーム電流値以下の時、前記電磁ポンプの運転周波数を補正前の周波数とする自動補正手段を有して成ることを特徴とする燃焼機器。
【請求項２】
バーナと、このバーナの炎を検知するフレームロッドと、バーナに液体燃料を供給する電磁ポンプと、この電磁ポンプの運転を制御する制御装置とを備え、
また、前記制御装置は、前記電磁ポンプの運転周波数を数段階に手動切替する手動切替手段と、この手動切替手段で設定された運転周波数での基準フレーム電流値と、この運転周波数を所定量加減した運転周波数での補正フレーム電流値を比較し、この補正フレーム電流値が前記基準フレーム電流値を越えた時、前記電磁ポンプの運転周波数を補正後の周波数とすると共に、前記補正フレーム電流値が前記基準フレーム電流値以下の時、前記電磁ポンプの運転周波数を補正前の周波数とする自動補正手段を有して成ることを特徴とする燃焼機器。
【請求項３】
バーナと、このバーナの炎を検知するフレームロッドと、バーナに液体燃料を供給する電磁ポンプと、この電磁ポンプの運転を制御する制御装置とを備え、
また、前記制御装置は、前記電磁ポンプの運転周波数を数段階に手動切替する手動切替手段と、この手動切替手段で設定された運転周波数での基準フレーム電流値と、この運転周波数を所定量加減した運転周波数での補正フレーム電流値を比較し、この補正フレーム電流値が前記基準フレーム電流値を一定量以上越えた時、前記電磁ポンプの運転周波数を補正後の周波数とすると共に、前記補正フレーム電流値が前記基準フレーム電流値以下の時、前記電磁ポンプの運転周波数を補正前の周波数とする自動補正手段を有して成ることを特徴とする燃焼機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンヒータ、石油温風暖房機、あるいは、温水式暖房機の熱源機等、液体燃料を気化して燃焼させる燃焼機器に関するもである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の燃焼機器は、高地等の空気の希薄な（酸素濃度が低い）環境下での使用では燃焼に必要な所定の燃焼空気がバーナに取り込めず、空燃比の崩れによる赤火燃焼となり、ススや有害成分が発生することがある。
【０００３】
したがって、高地使用の燃焼機器にあっては、バーナへの液体燃料の供給量を通常値より減少させて、供給される空気量に見合った最適な空燃比が確保できるように燃費の補正が行われている。図５は、この液体燃料の供給を制御する電磁ポンプの運転周波数制御に係わる従来処理の例であり、図示するバーナモータの回転数に基づく上記運転周波数の計算処理、その中心周波数の調整処理、給気温度に応じた周波数補正処理等の内の高地補正処理がこれに相当する。
【０００４】
従来、上記高地補正には、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと呼ぶ）により自動補正するものや、制御基板に設けたスイッチ（あるいは、ジャンパー切替）等により通常使用と高地使用を手動にて切り替えするもの等がある。
【０００５】
前記自動補正とは、定格時（通常使用時）の燃焼と燃料供給量を−１０％減少した時の燃焼でフレーム電流が大きい方に燃焼を設定する方法であり、また手動補正とは、高地使用時に燃料の供給量を−１０％減に固定する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記自動補正では燃焼開始時に必ず定格での燃焼となるため赤火燃焼となる可能性が大きい。しかも、空燃比の補正幅が１０％と大きいためマイコンによる燃焼幅の制御に時間を要し、この間に赤火燃焼が消火に変わるという問題がある。また、機器の燃焼状態にバラツキがあると補正しきれず、安定した燃焼が得られない。
【０００７】
また、手動補正では、作業者が炎の状態を見て補正操作するため、作業者の感覚によって燃焼状態にバラツキが生じること、前記自動補正の場合と同じように空燃比の補正幅が大き過ぎること等の理由から、好適な燃焼を得るのが難しいという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みて成されたもので、高地の使用でも安定した燃焼が得られる燃焼機器を提供するものである。
【０００９】
【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、バーナと、このバーナの炎を検知するフレームロッドと、バーナに液体燃料を供給する電磁ポンプと、この電磁ポンプの運転を制御する制御装置とを備え、また、前記制御装置は、前記電磁ポンプの運転周波数を数段階に手動切替する手動切替手段と、この手動切替手段で設定された運転周波数での基準フレーム電流値と、この運転周波数を所定量増加および所定量減少した運転周波数での補正フレーム電流値をそれぞれメモリ領域に退避すると共に、退避したこれらのフレーム電流値を比較し、この補正フレーム電流値が前記基準フレーム電流値を一定量以上越えた時、前記電磁ポンプの運転周波数を補正後の周波数とすると共に、前記補正フレーム電流値が前記基準フレーム電流値以下の時、前記電磁ポンプの運転周波数を補正前の周波数とする自動補正手段を設けて構成した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４により説明する。図１は本発明が適用された温水式暖房機の熱源機のバーナ部分の概略構成を示す図、図２は同熱源機の制御装置の概略構成を示すブロック図、図３および図４はこの制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００１２】
本発明による燃焼機器１は図１に示すように、バーナ本体としての気化器２を有しており、その周囲に予熱ヒータ３が取り付けられている。また、気化器２の上部にバーナヘッド５が載置されており、このバーナヘッド５の上方に着火のための点火プラグ７および炎検知のためのフレームロッド６が配置されている。さらに、前記気化器２には、これに燃焼空気を供給するバーナ送風機９が取り付けられていると共に、間に電磁ポンプ８を配置した送油管１０を介して燃料タンク１２が接続されている。また、図１中の４は、気化器２の温度を検出するバーナセンサ４、１１は図示しない温水循環路の湯温を検出する湯温センサ１１である。
【００１３】
ところで、熱源機には図２に示す燃焼制御のための制御装置１３が組み込まれている。図２中、１４は前記燃焼制御を一括制御するマイコンである。このマイコン１４には、それぞれ機内に配置のバーナセンサ４、湯温センサ１１、フレームロッド６、電磁ポンプ８、バーナ送風機９、点火プラグ７、予熱ヒータ３の他、本制御装置１３の基板に実装の後述する高地補正スイッチ１７および運転周波数の調整ボリウム１８，１９と、図示しない操作パネル（リモコンパネル）上の温度設定器１５、表示器１６等が接続されている。
【００１４】
次に、上記制御装置１３の概略動作を説明すれば、運転開始により、マイコン１４は予熱ヒータ３の通電をオンして気化器２を予熱する。マイコン１４はバーナセンサ４（例えば、サーミスタ素子）の検知出力より予熱ヒータ３による気化器２の温度上昇を監視する。気化器２の温度が燃焼開始温度に達すると、バーナ送風機９を駆動してプリパージを実行し、プリパージ終了後、電磁ポンプ８および点火プラグ７を作動させてバーナの燃焼運転を開始する。すなわち、電磁ポンプ８が作動すると、燃料タンク１２の液体燃料（灯油）は、送油管１０を通して気化器２内へ噴出し、気化器２の予熱により気化される。そして、この気化ガスはバーナ送風機９から供給される燃焼空気と混合されて混合ガスとなり、バーナヘッド５から噴出する。この噴出した混合ガスが点火プラグ７の放電火花によって着火し、燃焼運転が開始される。そして、マイコン１４は着火後も湯温センサ１１の検出温度と温度設定器１５からの設定温度を比較し、その温度差に応じて電磁ポンプ８の送油量とバーナ送風機９の送風量とを調整して燃焼量を制御し、常に湯温を設定温度に維持するように制御する。
【００１５】
この制御装置１３は、また、機器が高地等の空気の希薄な環境下で使用された場合に前記電磁ポンプ８の運転周波数を制御して空燃比を自動補正する手段を備えている。
【００１６】
以下に、図３および図４により上記自動補正手段の動作を説明れば、図３における高地自動補正処理がこれに相当するものである。本処理は、既述した図５の従来処理に前記高地自動補正処理を追加し、従来欠点を解消したものである。但し、本実施形態では高地補正における空燃比の補正幅（すなわち電磁ポンプ８の運転周波数Ｆｐの可変幅）を従来より細かく手動切替できる構成としている。
【００１７】
すなわち、本実施形態では、前記運転周波数Ｆｐの手動切替手段として図２に示す高地補正スイッチ１７を使用している。この高地補正スイッチ１７は４段切替のスライドスイッチで、例えば、５００ｍ以下の標準地（０％補正）を基準に、それぞれ５００ｍ（−５％補正）、１０００ｍ（−１０％補正）、１５００ｍ（−１５％補正）の補正幅で補正値を設定できるものである。
【００１８】
高地使用の際、先ず、この高地補正スイッチ１７にて大まかな高度を選択・設定し、その後、以下の高地自動補正処理により上記設定値を基準に補正値の微調整が行われる。すなわち、燃焼運転期間中、マイコン１４はフレームロッド６の電流値（フレーム電流値ＦＬ）より燃焼状態、換言すれば、電磁ポンプ８による燃料供給量の過不足を判定し、当該電磁ポンプ８の運転周波数を調整する。
【００１９】
図４は係る高地自動補正処理の一実施形態である。但し、標準地（５００ｍ以下）が設定された場合は、高地自動補正は行われない。
【００２０】
本図４によれば、マイコン１４は、着火検出後５分間、前記高地補正スイッチ１７にて予め選択・設定されている大まかな補正値、例えば、１０００ｍ（−１０％補正）に相当する運転周波数Ｆｐにて燃焼を継続し、この間、フレーム電流を検出し、図示しない所定のメモリ領域にその平均値を基準フレーム電流値ＦＬｚｒとして退避する（図４の処理▲１▼）。
【００２１】
次に、電磁ポンプ８の運転周波数を当初の周波数Ｆｐより５％ダウンし、この空燃比にて燃焼を５秒間継続し、この間に検出したフレーム電流の平均値を補正フレーム電流値ＦＬｄｗとしてメモリに退避する（処理▲２▼）。
【００２２】
次に、前記運転周波数を当初の周波数Ｆｐより５％アップし、上記処理▲２▼と同様の手順にて補正フレーム電流値ＦＬｕｐを求めメモリに退避する（処理▲３▼）。
【００２３】
つぎに、前記処理▲１▼で求めた基準フレーム電流値ＦＬｚｒと前記処理▲２▼、▲３▼で求めた補正フレーム電流値ＦＬｄｗとＦＬｕｐを個々に比較し、その大小関係より下記の手順（ａ），（ｂ），（ｃ）に基づいて最適な自動補正値を決定する（処理▲４▼）。
（ａ）ＦＬｄｗ＜ＦＬｚｒ×１．２、且つＦＬｕｐ＜ＦＬｚｒ×１．２の場合すなわち、運転周波数Ｆｐを±５％変化しても燃焼の改善が見られなかった場合は自動補正値を０とする。
（ｂ）ＦＬｄｗ≧ＦＬｕｐの場合
すなわち、運転周波数Ｆｐを５％ダウンした時に燃焼が改善された場合は自動補正値を−５％とする。
（ｃ）ＦＬｄｗ＜ＦＬｕｐの場合
すなわち、運転周波数Ｆｐを５％アップした時に燃焼が改善された場合は自動補正値を＋５％とする。
【００２４】
このように、本実施例によれば、高地補正を行う場合、まず、手操作により機器の設置高度に見合った大まかな空燃比を設定することにより、その後は、この空燃比が燃焼状態に応じて自動的に微調されるため、機器による燃焼状態のバラツキを吸収して使用条件に則した好適な燃焼が得られる。また、微調幅が小さく燃焼制御に要する時間が短いため、従来制御のような燃費補正中の赤火・消火現象は防止できる。
【００２５】
【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、電磁ポンプの運転周波数を数段階に手動切替する手動切替手段と、この手動切替手段にて設定された運転周波数を所定量加減した運転周波数での補正フレーム電流値を比較し、この補正フレーム電流値が前記基準フレーム電流値を一定量以上越えた時、前記電磁ポンプの運転周波数を補正後の周波数とすると共に、前記補正フレーム電流値が前記基準フレーム電流値以下の時、前記電磁ポンプの運転周波数を補正前の周波数とする自動補正手段とで高地補正を行うので、従来制御に比べ、短時間でよりきめの細かい適格な補正が可能となり、機器のバラツキを吸収して実状に則したより好適な燃焼が得られるようになる。
加えて、自動補正が行われるのは、確実な改善効果が生じる場合（例えば、上述の実施形態ではフレーム電流値が２０％以上アップした場合のみ補正を有効とする）であり、これにより無駄な燃費変動が抑制され、安定した好適燃焼を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された熱源機の概略構成を示す図である。
【図２】同、熱源機の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】同、制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】同、制御装置の動作を示す図３とは別のフローチャートである。
【図５】従来の制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２  バーナ（気化器）
６  フレームロッド
８  電磁ポンプ
１３  制御装置
１７  手動切替手段（高地補正スイッチ）
Ｆｐ  電磁ポンプの運転周波数
ＦＬｚｒ  基準フレーム電流値
ＦＬｄｗ、ＦＬｕｐ  補正フレーム電流値
【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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