(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナと、このバーナに液体燃料を供給するための電磁ポンプと、前記バーナに燃焼空気を供給するためのバーナ送風機と、このバーナ送風機と電磁ポンプの運転を制御する制御装置と、前記電磁ポンプの温度もしくは燃焼空気の温度を検知する温度検知器とを備え、前記制御装置が、前記温度検知器の検知温度が燃費の補正温度範囲である所定値未満の時に検知温度の低下に応じて供給する液体燃料の増加率を、前記所定値における増加率を０として増加させるプラス補正を行い、且つ、前記燃費の補正温度範囲内において検知温度が一定温度以下に下がった時、供給燃料の増加率の温度に対する傾きを大きくするように制御する制御手段を有して成る燃焼機器において、
前記制御装置は、検知温度が前記所定値以上の時に検知温度の上昇に応じて供給燃料の増加率を０より減少させるマイナス補正を行う制御手段をさらに有することを特徴とする燃焼機器。
【請求項２】
前記制御装置は、前記温度検知器の検知温度が一定の上限値に達すると燃焼運転を停止する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の燃焼機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナに液体燃料を供給する電磁ポンプと、バーナに燃焼用空気を供給するバーナ送風機とを制御する制御装置を備えた燃焼機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の燃焼機器では、空気の温度が低いほど空気密度が増すことに起因するリフト燃焼が発生する。例えば、温水式暖房機の拡散トップ式熱源機等のように屋外に設置される燃焼機器にあっては外気温の影響を直接受け易いことから前記リフト傾向は顕著である。この対策として、燃焼空気温度（給気温度）の低下に応じてバーナへ供給する液体燃料を増加し、燃費をアップするような補正（燃費のプラス補正）が行われている。通常、その補正温度範囲は燃焼機器の標準的な使用環境条件を考慮して−２０〜４０℃に設定されている。
【０００３】
また、特に０℃以下の低温環境下では液体燃料の粘性が大きくなること、液体燃料を供給する電磁ポンプの可動部の動きが低温になると急激に悪化して液体燃料の供給量が減少すること等が原因して燃焼が不安になる。このような不都合を考慮し、給気温度が低下するにしたがって液体燃料の供給量を増加させる上記補正制御を行う中で、前記給気温度が所定温度以下（前記した０℃以下）に下がった場合は、液体燃料の供給量をさらに多くするように制御したものも提案されている。
【０００４】
係る制御によって燃焼空気と液体燃料との割合（空燃比）が略適正に維持されるため、燃焼は安定し、且つ有害成分の排出が抑制できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、燃費補正の範囲を−２０〜４０℃と想定した場合、低温環境下での燃焼は安定して従来の不都合は解消されるものの、例えば、春先や秋口のように比較的温和な環境下での使用においては、ＦＦ式と異なり拡散トップ式の燃焼機器では、機内の空気を給気口より吸い込む構成であるため、機内温度が補正可能範囲の上限４０℃を遙かに越えて６０℃レベルに達することもある。係る高温下においては燃料過多傾向となるにも係わらず従来制御では燃費補正されない標準的燃費で燃焼制御が実行されるため、この際の燃焼量に見合った燃焼空気量が取り込めず、不完全燃焼による赤火が発生する場合がある。
【０００６】
また、上記のような高温環境は市場での使用だけでなく、機器の製造ラインにおける検査燃焼の際にも起こり得るものであって、このような赤火傾向は検査工程に大きな支障を来すものである。
【０００７】
本発明は、上記不都合に鑑みて成されたもので、季節に関係なく広温度範囲の使用に対して常に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。
【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、バーナと、このバーナに液体燃料を供給するための電磁ポンプと、前記バーナに燃焼空気を供給するためのバーナ送風機と、このバーナ送風機と電磁ポンプの運転を制御する制御装置と、前記電磁ポンプの温度もしくは燃焼空気の温度を検知する温度検知器とを備え、前記制御装置が、前記温度検知器の検知温度が燃費の補正温度範囲である所定値未満の時に検知温度の低下に応じて供給する液体燃料の増加率を、前記所定値における増加率を０として増加させるプラス補正を行い、且つ、前記燃費の補正温度範囲内において検知温度が一定温度以下に下がった時、供給燃料の増加率の温度に対する傾きを大きくするように制御する制御手段を有して成る燃焼機器において、前記制御装置は、検知温度が前記所定値以上の時に検知温度の上昇に応じて供給燃料の増加率を０より減少させるマイナス補正を行う制御手段をさらに設けて構成した。
【０００９】
また、請求項２に記載の本発明では、前記制御装置は、前記温度検知器の検知温度が一定の上限値に達すると燃焼運転を停止する制御手段をさらに設けて構成した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は、本発明の燃焼機器として熱源機の内部構造を示す図、図２はこの熱源機の制御装置の概略構成を示すブロック図、図３は熱源機における給気温度と燃料供給量との関係を示す線図、図４は前記制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００１１】
図１において、先端部に排気箱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５と、このバーナ５に燃焼空気を供給するバーナ送風機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。後に詳述するが、前記バーナ５は気化筒６２に回転霧化撹拌装置６８や着火のための点火プラグ８、炎検知のためのフレームロッド１１等を一体的に収容して構成されている。
【００１２】
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が設置されている。一方、底部の架台１２上の右側部に機器外の燃料タンク（図示せず）より供給される燃焼用の液体燃料を貯留しておくためのオイルレベラ１３が載置・固定されており、その上部にオイルレベラ１３内の液体燃料を吸引して前記バーナ５に供給するための電磁ポンプ１４が接続されており、これに連結された送油管１５を介しバーナ５内に液体燃料が供給される。さらに、この架台１２上の前記シスタータンク１０の下方に当たる左側部に、前記熱交換器３で熱交換された温水を往き管１６および戻り管１７等の循環パイプを通して床暖房パネルやファンコンベクター等の外部放熱器（図示せず）に循環・供給するための循環ポンプ７が設置されている。
【００１３】
尚、熱交換器３の行き管１６には温水の温度を検出するための温水サーミスタ１８が取り付けられている。
【００１４】
次に、熱源機の燃焼運転の概略動作を説明すれば、上記構成において燃焼運転を開始すると、先ず、バーナ送風機６が動作し、機外から引き込まれた燃焼空気が一次空気としてバーナ５の気化筒６２内に供給される。ここで、電磁ポンプ１４を動作させると、送油管１５の先端部から供給された液体燃料が気化筒６２内で気化され、この気化燃料が一次空気と混合される。この混合ガスは点火プラグ８の放電スパークによって着火され、バーナ５は前方の燃焼室４に火炎Ｆを形成して燃焼を開始する。さらに、燃焼室４で燃焼された高温の排気ガスが熱交換器３に流入し、ここで戻り側接続口２２から流入する放熱を終えた戻り温水と熱交換され、排気箱２を通って排気トップ９から外装体１の外に排出される。こうして加熱された戻り温水は行き管１６を通して一旦シスタータンク１０に貯溜された後、再度前記循環ポンプ７の駆動によって行き側接続口２１より外部配管を介して外部放熱器に循環・供給される。係る燃焼運転は機内の中央部に設置された電装ボックス１９の制御装置２０により制御されるものである。尚、この制御装置２０には、運転スイッチを初めとする各種スイッチや温度設定手段等を有する外部放熱器のリモコン３０が接続されている。
【００１５】
次に、前記バーナ５について詳述すれば、図２に示すように、このバーナ５は、有底円筒状のバーナケース６０と、このバーナケース６０の底部外方に併設されたファンケース６１と、バーナケース６０内に収容固定された気化筒６２と、ファンケース６１内に収容された送風ファン（給気ファン）８０，８０とファンケース６１の外部に装着されて前記送風ファン８０，８０を回転駆動する直流モータ等のバーナモータ６３で構成されたバーナ送風機６とを備えて成り、前記ファンケース６１の底部には燃焼空気を取り入れる給気口６４が設けてある。
【００１６】
前記気化筒６２は有底筒状に形成され、その底壁中央に一次空気口６９が設けられると共に、周壁にシーズヒータ等の気化用の電気ヒータ７３が埋設されている。また、先端寄りの中間部に多数の炎孔６５、６５を備えた平板状のセラミックス製バーナヘッド６６を装着しており、このバーナヘッド６６の上流側にあたる気化筒６２の内部は液体燃料（例えば、灯油）を気化させると共に、この気化燃料と送風ファン８０により一次空気口６９を介して供給される一次空気とを混合させる混合部６７となっている。６８は混合部６７内に配置された回転霧化撹拌装置であり、この回転霧化撹拌装置６８は、前記バーナモータ６３によって回転駆動され、送油管１５から供給された液体燃料を遠心力で噴霧させると共に、気化燃料と一次空気とを撹拌混合させる。
【００１７】
前記バーナケース６０と気化筒６２との間には環状の蓄気室７０が形成され、この蓄気室７０にバーナケース６０の底壁に設けた通気孔７１を介して送風ファン８０、８０からの燃焼空気の一部が二次空気として送り込まれる。そして、前記蓄気室７０の下流側先端部には、気化筒６２の先端部とバーナケース６０との間に位置してリング板７２が設けられ、このリング板７２とバーナケース６０と気化筒６２とで前記蓄気室７０を形成している。
【００１８】
また、前記リング板７２には気化筒６２の近傍に傾斜面部７２Ａ部が設けられ、この傾斜面部７２Ａ部にバーナヘッド６６の前方に形成される火炎Ｆの外周に二次空気を供給するための二次空気孔７２Ｂ，７２Ｂが全周に略等間隔で列設してある。図中、１１はフレームロッド、８は点火プラグ、７５は気化筒６２の温度を検出するバーナセンサである。
【００１９】
また、７４は給気口６４より吸い込まれる燃焼空気の温度（給気温度）を検出するための温度検知器、２０は前記した電装ボックス（１９）に配置される制御装置で、マイクロコンピュータを搭載すると共に、その入出力端子に上記したバーナモータ６３、電磁ポンプ１４、温度検知器７４等が接続されている。
【００２０】
この制御装置２０は、バーナ送風機６と電磁ポンプ１４の運転を制御すると共に、温度検知器７４の検知温度に応じてバーナ５に供給する液体燃料の量を加減する制御手段を備えている。
【００２１】
以下に、図３、図４に基づいて上記制御手段の動作を説明する。
【００２２】
図４のフローチャトにおいて、燃焼運転が開始されると、マイコンは温度検知器７４の検知出力を入力し、その検知温度Ｔ（すなわち、給気温度Ｔ）に対応した燃費の補正を実行する。なお、燃費の補正は電磁ポンプ１４の駆動周波数を可変して、送油管１５を介しバーナ５の回転霧化撹拌装置６８に供給される液体燃料の量を調整することにより行う。
【００２３】
すなわち、給気温度Ｔが４０℃未満であれば、図３のカーブＢ（給気温度４０〜０℃までは燃費補正０〜９％）に応じた燃料供給量として燃焼を制御する（処理▲１▼）。そして、電磁ポンプ１４の動きが急激に悪化する０℃以下では、前記カーブＢより液体燃料の供給量を多くしてカーブＡ（給気温度０〜−２０℃までは燃費補正９〜１８％）に応じた燃費として燃焼を制御する（処理▲２▼）。
【００２４】
また、給気温度Ｔが４０℃以上の場合は、前記処理▲１▼、▲２▼の場合と異なり、逆に液体燃料の供給量を少なくしてカーブＣに応じた燃費（給気温度４０〜６０℃までは燃費補正０〜−６％）として燃焼を制御する（処理▲３▼）。
【００２５】
このように、本実施形態では、従来制御で行われていなかった４０℃以降における燃費のマイナス補正を行うことにより、春先や秋口の比較的温和な環境下で起こる燃料過多傾向を解消し、燃焼空気量に見合った燃料供給量に補正することにより、安定した燃焼運転を実現することができる。
【００２６】
また、何等かの原因で機内温度が異常に上昇し、給気温度Ｔが６０℃を越える所定の上限温度（例えば、１００℃）を越えた場合、燃焼運転を強制停止することにより、機器の極度な加熱が防止され、機器の安全性を確保することができる（処理▲４▼）。係る異常検知処理は、温度検知器７４の検知出力を利用することにより容易に実現できるものである。
【００２７】
以上、本実施形態では、吸い込み空気の温度を検知する温度検知器７４を設けた実施形態で説明したがこれに限定されるものではなく、例えば、電磁ポンプ１４の温度を直接検知する温度検知器、或いは燃焼機器内の雰囲気温度を検知する温度検知器を設けて燃焼制御に利用しても構わない。
【００２８】
【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、給気温度が所定値以上に上昇した時、温度上昇に応じて液体燃料の供給量を減少させるマイナス補正を行うようにしたので、春先や秋口の比較的温和な環境下で発生する燃料過多傾向による赤火燃焼が解消でき、常に安定した燃焼運転を実現することができる。
【００２９】
また、製造ラインでの検査燃焼も季節に関わりなく市場における燃焼と全く同じ条件にすることができるので、実用に供した効率的、且つ適格な検査が行えるようになる。
【００３０】
さらに、請求項２に記載の本発明によれば、給気温度が一定の上限値に達すると燃焼運転を停止するようにしたので、機器の極度の加熱が防止でき、よって安全性が向上する。係る異常加熱の検知は前記温度検知器の検知出力を利用して容易に実現できるものであり、しかもそのための部品の追加は必要ないから、コストアップにつながらない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された熱源機の内部構造を示す図である。
【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、熱源機における給気温度と燃料供給量との関係を示す線図である。
【図４】同、熱源機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】
５  バーナ
６  バーナ送風機
１４  電磁ポンプ
２０  制御装置
７４  温度検知器
Ｔ  検知温度
【図１】
0003857815.tif 000002
【図２】
0003857815.tif 000003
【図３】
0003857815.tif 000004
【図４】
0003857815.tif 000005