JP2620638B2 - パルス燃焼器の点火制御装置 - Google Patents

パルス燃焼器の点火制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、燃焼により高温の燃焼ガスを発生させて水
や油の加熱等に使用するパルス燃焼器の点火制御装置に
関する。
(従来の技術) この種のパルス燃焼器においては、始動の際に、電動
ファンからの空気とガス供給管からのガスが混合室に供
給され、生成された混合気は燃焼室に、送られて所定時
間連続して作動する点火装置により点火される。そして
何等かの理由により混合気に点火されない場合は一定の
時間の間隔おいて同じ点火動作を複数回繰返して点火す
るようになっている。パルス燃焼器のテールパイプの末
端には、安定したパルス燃焼を得るために燃焼室の10倍
以上の容積を有するデカップラが接続されているが、点
火動作を繰り返す場合の時間間隔は、燃焼室からテール
パイプを経てデカップラに送り込まれた未燃焼の混合気
が、電動ファンからの空気により追い出されて、その濃
度が着火限界以下となるような時間としている。
(発明が解決しようとする課題) このような従来技術においては、排気通路が煤などの
燃焼生成物によりつまったり、空気吸入口が異物により
ふさがれたり、電動ファンの回転数が低下する等により
空気供給量が減少するとデカップラ内の未燃焼の混合気
の追い出し(以下単にプリパージという)が不充分とな
る。このような原因等によりデカップラ内の混合気濃度
が着火限界以下となる前に燃焼室内の混合気の着火が行
われると、デカップラ内の混合気も一度に燃焼して爆発
的な着火音を生じ、ユーザを驚かすことがある。
このような問題を解決するために、空気流量を検出す
る差圧スイッチを空気供給通路に設け、空気供給量が所
定の値以下となればパルス燃焼器の作動を停止するよう
にしたものがある。しかしながら、このために使用する
差圧スイッチはかなりの精度を必要とするので高価であ
り、パルス燃焼器の製造コストが全体として上昇する。
本発明は、このような高価な差圧スイッチを使用するこ
となく、爆発的な着火音を生ずるおそれのないパルス燃
焼器の点火制御装置を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) このために、本発明によるパルス燃焼器の点火制御装
置は、第1図に例示する如く、入口側に混合室12を連通
すると共に出口側にテールパイプ11を連通した燃焼室10
と、前記テールパイプ、11の末端に接続されたデカップ
ラ35と、前記混合室12に空気を供給する電動ファン23
と、メイン電磁弁33を有し前記混合室12にガスを供給す
るガス供給管31と、前記燃焼室10内の混合気に点火する
点火装置44と、所定の順序に従って前記点火装置44を所
定時間作動させ混合気に点火されない場合は同点火装置
を複数回作動させると共に同点火装置の作動開始と同時
に前記メイン電磁弁33を開とする制御手段1を備えてな
るパルス燃焼器の点火制御装置において、前記点火装置
44の作動回数を計数して記憶する点火回数記憶手段2
と、混合気に点火された後に前記点火回数記憶手段2の
記憶値を初期値にリセットするリセット手段3と、少な
くとも1回目の点火を除いて前記点火回数記憶手段2の
記憶値が大きくなれば増大するプリパージ時間を演算し
て設定するプリパージ時間設定手段4を備え、前記制御
手段1は前記点火装置4を複数回作動させる場合の時間
間隔を前記設定されたプリパージ時間により定めること
を特徴とするものである。
(作用) パルス燃焼器を作動させる際には、制御手段1は電動
ファン23が作動している状態において点火装置44を所定
時間作動させると共にメイン電磁弁33を開とし、燃焼室
10内に供給された混合気に点火する。所定時間内に混合
気に点火されない場合は制御手段1は点火装置44の作動
停止と同時にメイン電磁弁33を閉とし、点火回数記憶手
段2は点火装置44の作動回数を計数してこれを記憶し、
プリパージ時間設定手段4は点火回数記憶手段2の記憶
値に基づきプリパージ時間を演算して設定する。制御手
段1はこの設定されたプリパージ時間の経過後、再び前
記同様に点火装置44とメイン電磁弁33を作動させ、それ
でも混合気に点火されない場合は前記同様に点火回数記
憶手段2とプリパージ時間設定手段4を作動させ、この
ような点火動作を所定回数繰り返す。点火装置44により
混合気に点火されればメイン電磁弁33は開状態に保持さ
れてパルス燃焼器は燃焼を開始し、その後リセット手段
3は点火回数記憶手段2の記憶値を初期値にリセットす
る。
何等かの理由により空気供給量が減少した場合には、
次の点火動作開始までの間に行われるプリパージに時間
がかかり、そのままでは点火動作を繰り返す度にデカッ
プラ35内の混合気濃度が次第に高くなって着火限界を越
えるおそれがある。しかしながら、本発明によれば点火
回数が大となれば繰り返される点火動作の時間間隔、す
なわちプリパージ時間が大となるので、空気供給量が減
少した場合でもデカップラ35内の混合気濃度が高くなっ
て着火限界を越えることはない。
(発明の効果) 上述の如く、本発明によれば、何等かの理由で空気供
給量が減少した場合でもデカップラ内の混合気濃度が着
火限界を越えることはないので、着火の際にデカップラ
内の混合気が一度に燃焼して爆発的な着火音を生ずるこ
とはない。また、本発明によれば、精度を必要とする差
圧スイッチは不要であるので、従来に比してパルス燃焼
器の製造コストの上昇を少なくすることができる。
(実施例) 以下に、第2図及び第3図に示す実施例により、本発
明の説明をする。
第2図に示す如く、パルス燃焼器の燃焼部は燃焼室10
及びテールパイプ11よりなり、水や油等の液体を収容す
る加熱槽20内の底部に設けられている。燃焼室10は一側
に一体形成したフランジ部10aにより加熱槽20の一側壁2
0aの内面に気密に固定され、テールパイプ11は基端が燃
焼室10の出口に気密に溶着固定され、加熱槽20内に屈曲
して配置され、その末端11aは加熱槽20を気密に貫通し
て外部に突出している。燃焼室10のフランジ部10aには
加熱槽20の一側壁20aを間に挟んで混合室12が固定さ
れ、両室10,12の内部はフランジ部10a及び一側壁20aに
設けた入口開口を介して連通されている。また燃焼室10
には、フランジ部10a及び一側壁20aを貫通して内部に突
出する点火栓15及びフレームロッド16が設けられてい
る。
加熱槽20の一側壁20a外面には混合室12を気密に覆う
エアチャンバ21が固定されて、エアチャンバ21内には給
気マフラ22を経てシロッコファン等の電動ファン23から
の空気が供給され、混合室12の一側にはこの空気を吸入
するフラッパバルブ(図示省略)が設けられている。エ
アチャンバ21内に設けたガスチャンバ30には、元電磁弁
32及びメイン電磁弁33を有しエアチャンバ21を気密に貫
通するガス供給管31からのガスが供給され、このガスは
フラッパバルブ(図示省略)を内蔵した連通管34を経て
混合室12に供給されるようになっている。元電磁弁32及
びメイン電磁弁33は何れも開閉のみを行う電磁弁であ
る。
テールパイプ11の末端にはデカップラ35及び排気マフ
ラ36が接続され、パルス燃焼器の燃焼部からの燃焼ガス
は排気マフラ36の排気管36aから外部に排出される。デ
カップラ35は燃焼室10の10倍以上の容積を有する膨張室
であり、燃焼部に安定したパルス燃焼を生ぜしめ、また
膨張により燃焼ガスの消音を行うものである。
第2図に示す如く、パルス燃焼器の作動を制御する中
央処理装置を用いた制御装置40には、それぞれ電動ファ
ン23、元電磁弁32及びメイン電磁弁33を作動させる駆動
装置45〜47が接続され、また点火栓15により燃焼室10内
の混合気に点火する点火装置44が接続されている。更に
制御装置40には、パルス燃焼器を始動停止させる作動ス
イッチや温度設定スイッチ(何れも図示省略)を有する
操作器41、フレームロッド16により燃焼室10内の火炎の
有無を検知する火炎検知装置42、及び加熱槽20に設けた
サーミスタ25により加熱される液体の温度を検出する温
度検出装置43が接続されている。制御装置40は操作器41
からの指令及び角検出装置等の検出結果に基づき各部分
を作動させて、後述の如くパルス燃焼器を制御するもの
である。
次に、第3図に示すフローチャートにより、本実施例
の作動を説明する。
制御装置40の電源を入れ、操作器41に設けた作動スイ
ッチを入れれば、各変数は0または所定の初期値にリセ
ットされ、第3図のフローチャートによる作動が開始さ
れる。制御装置40はステップ100〜103において先ずフラ
グFを0とし、電動ファン23を作動させ混合室及び燃焼
部に空気を送ってプリパージを開始し、点火装置44の作
動回数(以下単に点火回数という)nを初期値0にリセ
ットし、タイマの時間tを0にリセットして第1計時を
開始した後、ステップ104においてF=0であるか否か
を判断する。作動開始直後にはF=0であるので制御装
置40は制御動作をステップ105に進め、所定時間t0(例
えば80秒)のプリパージを行った後ステップ106におい
てフラグFを1としてステップ110に進め、点火回数n
に1を加える。作動開始直後の第1回を除きF=1であ
るので、次回以後は制御装置40は制御動作をステップ10
4からステップ107に進め、n>1でなければステップ10
8において所定時間t1(例えば5秒)のプリパージを行
った後、またn>1であればステップ109においてt1
りも長い所定時間t2(例えば15秒)のプリパージを行っ
た後、ステップ110に進めて点火回数nに1を加える。
次いで制御装置40は、ステップ111及び112において元
電磁弁32及びメイン電磁弁33を開き、点火装置44を作動
させて燃焼室10内の点火栓15に火花を生ぜしめ、タイマ
の時間tを0にリセットして第2計時を開始する。これ
によりガス供給管31からのガスは混合室12に供給され、
電動ファン23からの空気と混合して混合気となって燃焼
室10内に入り、多少の時間の経過後に点火栓15の火花に
より点火され、燃焼室10及びテールパイプ11からなる共
鳴系及び混合室12の入口側に設けた前記各フラッパバル
ブの作用によりパルス燃焼を開始し、フレームロッド16
に接続された火炎検知装置42は燃焼室10内の火炎を検知
する。ステップ113及び114において制御装置40は火炎検
知装置42によりこの火炎を繰り返し検知し、所定時間t3
(例えば5秒)以内に火炎を検知すれば制御動作をステ
ップ120に進め、所定時間t3以内に火炎を検知しなけれ
ば制御動作をステップ130に進める。
火炎を検知した場合には、制御装置40はステップ120
においてタイマの時間tを0にリセットして第3計時を
開始してから制御動作をステップ121に進め、所定時間t
4(例えば5秒)の経過後、ステップ122に進んで点火装
置44及び電動ファン23を停止する。所定時間t4の間に安
定したプルス燃焼状態が得られているので、電動ファン
23が停止してもパルス燃焼は続行され、加熱槽20内の液
体は、燃焼室10とテールパイプ11からの熱により次第に
加熱される。
制御装置40は、続くステップ123及び124において、加
熱槽20内の液体の温度Hを、サーミスタ25に接続された
温度検出装置43により繰り返し検出し、その都度操作器
41により設定された温度の上限値H1と比較する。温度H
が上昇してH>H1となれば制御装置40はステップ125に
おいて元電磁弁32及びメイン電磁弁33を閉じてガスの供
給を遮断し、パルス燃焼器による加熱槽20内の液体の加
熱を停止する。制御装置40は、続くステップ126及び127
において、加熱槽20内の液体の温度Hを温度検出装置43
により繰り返し検出し、設定された温度の下限値H2と比
較する。温度Hが低下してH<H2となれば、制御装置40
は制御動作をステップ101に戻し、それ以後の動作を繰
り返し、再びパルス燃焼器を作動させて加熱槽20内の液
体を加熱する。なお、この場合はフラグFは1であるの
で、制御動作がステップ105に進むことはなく、従って
2回目以後の点火の際のプリパージ時間はt1またはt2
ある。
ステップ113及び114において所定時間t3以内に火炎を
検知しなかった場合は、制御装置40はステップ130にお
いて元電磁弁32及びメイン電磁弁33を閉じてガスの供給
を遮断し、点火装置44を停止し、ステップ131において
点火回数nを数4と比較する。制御装置40は、点火回数
nが4に達していなければ、制御動作をステップ131か
らステップ103に戻し、それ以降の動作を繰り返す。燃
焼室10内に火炎が検知されなければステップ130を通り
以上の動作が繰り返され、その都度ステップ110におい
て点火回数nに1が加えられる。プリパージ時間は、点
火回数が2回目のときは短かいt1であるが3回目以後
(n>1)は長いt2となり、また4回点火を繰り返した
後はn=4となるので制御動作はステップ131からステ
ップ132に進み、制御装置132は電動ファン23を停止し、
ブザーや警告灯等により異常を表示して制御動作を停止
する。すなわち燃焼室10内の混合気に点火されない場合
は、制御装置40は所定のプリパージ時間をおいて4回ま
で点火装置44を作動させるが、2回目のときのプリパー
ジ時間は短かいt1であり、3回目以後は長いt2となり、
また点火装置44を4回作動させても着火されない場合は
異常を表示してパルス燃焼器の作動を停止させる。
排気通路がつまったり、電動ファン23の吸入口が異物
によりふさがれたり、電動ファン23の回転数が低下する
等により空気供給量が減少した場合において、燃焼室10
内の混合気が点火されず繰り返して点火動作が行われた
ときは、点火動作の間に行われるプリパージに必要な時
間が大となり、そのままでは点火動作を繰り返す度にデ
カップラ35内の混合気濃度が次第に高くなり、実験結果
によれば点火動作を2回繰り返した後は着火限界を越え
て点火の際にデカップラ35内の混合気が一度に爆発的に
燃焼するおそれがある。しかしながら本実施例によれ
ば、点火動作を2回繰り返した後は引き続き繰り返され
る点火動作の時間間隔、すなわちプリパージ時間が大と
なるので、空気供給量が減少した場合でもデカップラ35
内の混合気濃度が高くなって着火限界を越え、点火の際
に爆発的に燃焼してユーザを驚かすことはない。
なお、正常な作動状態においては、1回または2回の
点火動作により燃焼室10内の混合気に着火してパルス燃
焼器は作動を開始するので、従来に比して作動開始に要
する時間が増大することはない。
また。上記実施例においては、点火回数nのリセット
を第1回の点火動作の開始直前であるステップ102にお
いて行っているが、このリセットはステップ113による
火炎検知の後でステップ102までの間に行えばよい。
上記実施例においては、従来必要とされた精度を要す
る差圧スイッチが不要となり、しかも制御装置40に使用
する中央処理装置のソフトウエァを変更するのみで実施
することができるので、パルス燃焼器の製造コストを大
幅に低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるパルス燃焼器の点火制御装置の構
成図、第2図及び第3図はその一実施例を示し、第2図
は全体の説明図、第3図は動作のフローチャートであ
る。 符号の説明 1……制御手段、2……点火回数記憶手段、3……リセ
ット手段、4……プリパージ時間設定手段、10……燃焼
室、11……テールパイプ、12……混合室、23……電動フ
ァン、31……ガス供給管、33……メイン電磁弁、35……
デカップラ、44……点火装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−85632(JP,A) 特開 昭62−271942(JP,A) 実公 昭62−29766(JP,Y2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入口側に混合室を連通すると共に出口側に
    テールパイプを連通した燃焼室と、前記テールパイプの
    末端に接続されたデカップラと、前記混合室に空気を供
    給する電動ファンと、メイン電磁弁を有し前記混合室に
    ガスを供給するガス供給管と、前記燃焼室内の混合気に
    点火する点火装置と、所定の順序に従って前記点火装置
    を所定時間作動させ混合気に点火されない場合は同点火
    装置を複数回作動させると共に同点火装置の作動開始と
    同時に前記メイン電磁弁を開とする制御手段を備えてな
    るパルス燃焼器の点火制御装置において、前記点火装置
    の作動回数を計数して記憶する点火回数記憶手段と、混
    合気に点火された後に前記点火回数記憶手段の記憶値を
    初期値にリセットするリセット手段と、少なくとも1回
    目の点火を除いて前記点火回数記憶手段の記憶値が大き
    くなれば増大するプリパージ時間を演算して設定するプ
    リパージ時間設定手段を備え、前記制御手段は前記点火
    装置を複数回作動させる場合の時間間隔を前記設定され
    たプリパージ時間により定めることを特徴とするパルス
    燃焼器の点火制御装置。
JP63228115A 1988-09-12 1988-09-12 パルス燃焼器の点火制御装置 Expired - Lifetime JP2620638B2 (ja)

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