JP6421460B2 - 石油燃焼器の点火制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、石油燃焼器を確実に点火するための機能を備えた点火制御装置に関する。

石油燃焼器は、運転スイッチの運転操作により点火ヒータに通電し、バーナ内部の温度を上昇させてから燃料供給手段が駆動してバーナに燃料を供給し、点火ヒータによって高温となったバーナの気化部分で燃料に着火し、燃焼用送風機によって供給される燃焼空気と混合して、燃焼を開始する。バーナには着火した炎を検出する炎検出手段を備えており、炎検出手段によって炎が確認されると、点火ヒータの通電を停止して燃焼を継続する。

また、石油燃焼器の運転中に、運転スイッチによって消火操作が行われると、燃料供給手段が停止してバーナへの燃料の供給を停止し、バーナ内の燃料が燃え尽きて消火して炎検出手段によって炎が確認されなくなると、燃焼用送風機をポストパージ運転させてバーナの冷却を行なった後、燃焼用送風機を停止するものである。（特許文献１参照）

特開２００１−６５８６１号公報

バーナに供給される燃料は、気化しやすい成分から燃焼し、気化しにくい高分子量成分は燃焼せずタールやカーボンとなってバーナ内に残りやすい。気化しにくい成分が多く混じる不純燃料を長時間使用すると、バーナ内にカーボンやタール等の不純物が堆積し、燃焼継続不能や点火操作時の着火失敗を引き起こす原因となっている。

バーナ内に堆積したカーボンやタールが炎検出手段に付着すると、炎検出手段が導通状態となり、炎検出の信号が出力されたままの状態になることがある。この場合は運転スイッチによって運転操作が行われると、点火ヒータに通電するより前に炎検出手段によって炎検出の信号が出力されるため、エラーとなって運転を停止する。

また、石油燃焼器の運転中に誤って運転スイッチを押して運転を停止させたときや、石油燃焼器の移動や振動を与えて安全装置の作動によって運転を停止させたときは、すぐに運転を再開しようとすることがあるが、消火動作に入ってすぐは炎検出手段が炎検出しているため、エラーとなって運転を停止する。この場合、炎検出手段は正常に作動しているが、故障と勘違いされることがある。

この発明は上記の課題を解決するもので、バーナ１と、前記バーナ１に燃料を供給する燃料供給手段２と、前記バーナ１に燃焼空気を供給する燃焼用送風機３と、前記バーナ１内に取り付けた点火ヒータ４とを設け、かつ、前記バーナ１内の炎を検出する炎検出手段５を設け、運転開始信号によって前記点火ヒータ４に通電して前記バーナ１を加熱し、前記燃料供給手段２と前記燃焼用送風機３とを駆動して前記バーナ１に燃料と燃焼用空気を供給し、前記点火ヒータ４の熱によって燃料に着火して燃焼を開始すると共に、前記バーナ１の運転停止信号によって前記燃料供給手段２を停止し、前記炎検出手段５の炎不検出の出力信号によって前記燃焼用送風機３を停止して消火する石油燃焼器において、前記運転開始信号によって前記炎検出手段５の出力信号を入力し、前記炎検出手段５から炎検出の出力信号が出力されたときは前記燃焼用送風機３を駆動すると共に、所定時間をカウントするタイマ手段６を作動し、前記タイマ手段６が所定時間カウントするまでに前記炎検出手段５から炎不検出の出力信号が出力されたことを確認すると、前記燃焼用送風機３の回転数を燃焼時の回転数より低い最小回転数に変更し、前記点火ヒータ４の通電を開始することを特徴とするものである。

また、前記運転開始信号によって前記炎検出手段５の出力信号を入力し、前記炎検出手段５から炎検出の出力信号が出力されたときは、前記燃焼用送風機３を予め定めた所定回転数で駆動することにより、バーナ１内に残っている炎を速やかに消火するものである。

また、前記タイマ手段６が前記所定時間カウントするまでに前記炎検出手段５から炎不検出の出力信号が出力されたことを確認したときは、前記燃焼用送風機３の回転数を燃焼時の回転数より低い最小回転数に変更し、前記点火ヒータ４の通電を開始することにより、バーナ１内に残っていた燃料に着火したときに煤や煙の発生を抑えることができるものである。

また、前記炎検出手段５から炎検出の出力信号が継続したまま、前記タイマ手段６が所定時間をカウントしたときに異常信号を出力する異常停止手段７を設け、前記異常停止手段７の異常信号によって前記バーナ１の運転停止信号を出力すると共に、異常報知手段８を作動することにより、炎検出手段６に関連するトラブルを確実に検出することができる。

石油燃焼器の誤操作などでバーナ１の運転を停止させたときに、すぐに運転を再開しようとして運転開始操作を行なうと、バーナ１内に残っている燃料が燃焼していることがあり、炎検出手段５が炎検出の信号を出力するが、この発明は、バーナ１の運転開始信号によって点火ヒータ４に通電する前に炎検出手段５の炎検出の信号が出力されても、運転停止信号は出力せず、燃焼用送風機３を駆動する。その後バーナ１内の燃料がなくなって炎検出手段５が炎不検出の信号を出力して消火したことを確認すると、点火ヒータ４の通電を開始するものであり、炎検出手段５が正常に作動しているときは、エラー停止することなく安全に点火することができ、使い勝手が向上できたものである。

また、運転開始信号によって炎検出手段５が炎検出の信号を出力したときに、燃焼用送風機３を予め定めた所定回転数で駆動するように設定しており、バーナ１内に炎が残っているときは、バーナ１内に過剰空気を供給することで、バーナ１内に残る炎を速やかに消火させてバーナ１を冷却することができ、点火制御を開始することができる。

また、運転開始信号によって炎検出手段５が炎検出の信号を出力して燃焼用送風機３を駆動し、その後炎検出手段５の炎不検出の出力信号を確認したときに点火ヒータ４の通電を開始するが、このとき燃焼用送風機３は停止せず、燃焼時の回転数より低く設定した最小回転数に変更して駆動するように構成したから、点火ヒータ４に通電したときにバーナ１内に残っていた燃料に着火して燃焼することがあるが、燃焼用送風機３によってバーナ１内に空気が供給されているから、煤や煙の発生を抑えることができ、バーナ１内のカーボンやタールの付着を防ぐことができる。

また、バーナ１の運転開始信号によって炎検出手段５が炎検出の信号を出力したときに、燃焼用送風機３を作動すると共にタイマ手段６がカウントを開始し、炎検出手段５の炎検出の信号が出力されたまま、タイマ手段６が所定時間をカウントすると、異常停止手段７が異常信号を出力する。異常停止手段７の異常信号を受けて、バーナ１の運転停止信号が出力されて燃焼用送風機３が停止し、異常報知手段８が作動して警報を出力するので、炎検出手段５に関連するトラブルが発生していることを知らせることができ、原因を特定することができるものとなった。

この発明の実施例である石油燃焼器の制御装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施例である制御装置の点火動作を示すフローチャートである。 この発明の実施例を示す石油燃焼器の要部断面図である。

図に示す実施例によってこの発明を説明すると、９は石油燃焼器の枠体、１は枠体９内に取付けたバーナ、３はバーナ１へ燃焼空気を供給するための燃焼用送風機、２はバーナ１へ燃料を供給する燃料ポンプで構成する燃料供給手段、４はバーナ１に取付けた予熱兼用の点火ヒータ、１０は枠体９の操作部に設けた運転スイッチ、１１は運転スイッチ１０の信号に基づいて石油燃焼器の運転を制御するバーナ制御装置である。

１ａはバーナ１の底部に構成した気化部分、２ａは燃料供給手段２からバーナ１へ燃料を供給する燃料パイプであり、点火ヒータ４はバーナ１の気化部分１ａの上部に間隔をあけて配置されている。運転スイッチ１０の運転操作によって運転開始信号が出力されると、バーナ制御装置１１は点火ヒータ４に通電してバーナ１の予熱を開始し、バーナ１の気化部分１ａの温度を上昇させ、燃料供給手段２と燃焼用送風機３に通電して駆動する。

燃料供給手段２が駆動すると気化部分１ａの上部に突出した燃料パイプ２ａから気化部分１ａに燃料が滴下し、気化部分１ａで燃料が気化して点火ヒータ４の熱によって着火し、燃焼用送風機３によってバーナ１に供給される空気と混合して燃焼を開始する。５はバーナ１内の炎にのぞませた炎検出手段であり、炎検出手段５によって炎が確認されて正常に燃焼中であることが出力されると、バーナ制御装置１１は点火ヒータ４への通電を停止して燃焼を継続する。

実施例の石油燃焼器は、ファンヒータと呼ばれる温風暖房機であり、１２は枠体１０内に設けてバーナ１から燃焼ガスが流出する空気流路、１３は空気流路１２に連なる枠体９の前面に設けた温風吹出口、１４は空気流路１２の入口となる枠体９の背面に取付けた対流用送風機であり、バーナ１から空気流路１２に送られた高温の燃焼ガスは、対流用送風機１４によって枠体９の背部から空気流路１２へ吹込まれた空気と一緒になって、枠体９の前面の温風吹出口１３から前方へ吹出し、暖房に供される。

１５は石油燃焼器が設置された室内の温度を検出する室温検出手段、１６は枠体９の操作部に設けた室温設定手段であり、バーナ制御装置１１は室温設定手段１６で設定された温度データと室温検出手段１５で検出される温度データを比較して、両温度データの比較結果に基づいて燃料供給手段３と燃焼用送風機４とを連動可変してバーナ１の発熱量を変更させる。具体的には、室温検出手段１５の検出温度が室温設定手段１６の設定温度から大きく離れて低いときはバーナ１の発熱量を最大に設定し、室温検出手段１５の検出温度が室温設定手段１６の設定温度に近づいて安定すると発熱量を低下する。

一方、バーナ１の燃焼中に運転スイッチ１０の消火操作によって運転停止信号が出力されると、バーナ制御装置１１は燃料供給手段２を停止してバーナ１への燃料の滴下が止まり、バーナ１内の燃料が燃え尽きると炎が消え、炎検出手段５によって炎が確認されなくなって消火したことが出力されると、燃焼用送風機３をポストパージ用の回転数に変更して設定時間運転させ、バーナ１が冷却してから燃焼用送風機３を停止する。

ところで、石油燃焼器に使用する燃料には気化しにくい不純物が含まれており、不純物を多く含む不純燃料を使用すると、燃料中の不純物がバーナ１の気化部分１ａに残り、カーボンやタールとなってバーナ１内に堆積する。カーボンやタールによって燃料パイプ２ａの詰まりが起きると、バーナ１内に燃料が供給されなくなり、着火失敗や燃焼継続不能となる。

また、カーボンやタールが炎検出手段５に付着すると、カーボンやタールには導電性があるため炎検出手段５が導通状態となり、バーナ１内に炎がないときでも炎検出手段５によって炎検出の信号が出力されたままの状態になる。このときは、運転スイッチ１０の運転操作によって運転開始信号が出力されたときに炎検出手段５によって炎検出の信号が出力されるので、炎検出手段５の異常と判断することができる。

一方、石油燃焼器の運転中に誤って運転スイッチ１０を押したり、石油燃焼器に強い振動を与えたりして、運転を停止してしまったときなどに、すぐに再点火をしようとして、運転スイッチ１０の運転操作を行なうことがあるが、運転停止信号が出力されてからバーナ１内の燃料が燃え尽きるまではバーナ１内に炎が残っているため、運転開始信号が出力されるタイミングが早いと炎検出手段５によって炎が確認される。この場合、炎検出手段５は正常に作動しているが、炎検出手段５にカーボンやタールが付着したときと区別ができないため、炎検出手段５の異常と判断されてしまうと、故障したものと勘違いされるため問題があった。

この発明は、運転スイッチ１０によってバーナ１の運転開始信号が出力されたときに、炎検出手段６によって炎が確認されても、運転停止信号を出力せず、炎検出手段５が正常に作動しているときには、通常の点火制御を行ない、炎検出手段５が正常に作動していないときにのみ運転停止信号を出力できるようにして、使い勝手の向上を図るものである。

図２はこの発明の実施例であるバーナ制御装置１１の動作を示すフローチャートであり、運転スイッチ１０の運転操作によって運転開始信号が出力されると、炎検出手段５の出力信号を確認し、炎検出手段５によって炎不検出の信号が出力されているときは、点火ヒータ４に通電してバーナ１の予熱を開始し、燃料供給手段２と燃焼用送風機３を駆動して、通常の点火制御を行なう。

一方、炎検出手段５によって炎検出の信号が出力されているときは、燃焼用送風機３を駆動する。燃焼用送風機３を駆動している間も炎検出手段５の出力信号を確認しており、炎検出手段５によって炎不検出の信号が出力されると、点火ヒータ４に通電し、以降は通常の点火制御を行なう。

運転スイッチ１０による消火操作等によって運転停止信号が出力された直後はバーナ１内に炎が残っており、運転停止後すぐに運転スイッチ１０による運転操作を行なうと炎検出手段５によって炎が確認されるが、バーナ制御装置１１は運転停止信号を出力せず、燃焼用送風機３を駆動する。

燃焼用送風機３を駆動することでバーナ１内に残る燃料を燃焼させることができ、バーナ１内に残る燃料が燃え尽きると消火して炎はなくなり、炎検出手段５によって炎が確認されなくなるので、点火ヒータ４に通電するものである。

このため、炎検出手段５が正常に作動しているときは、エラー停止させることなく、バーナ１の燃焼を再開することができるものとなった。また、バーナ１内の炎が消えるのを待ってから点火制御を行なうので、バーナ１内の異常加熱や立炎などを防止しながら、安全に運転を再開することができる。

また、運転開始信号が出力されたときに炎検出手段５によって炎が確認されたときは、バーナ１内に存在しないはずの炎が存在しており、異常燃焼が発生していることになる。この発明では、炎検出手段５によって炎が確認されたときは、燃焼用送風機３の回転数を予め定めた所定回転数にセットすることで、バーナ１内の炎をできるだけ速やかに消すことができるようにしている。

実施例ではバーナ１の最大発熱量に対応した回転数に設定しており、バーナ１内に残る燃料に対して空気過剰状態にすることで、燃焼を継続させないようにしてバーナ１内の炎を消すことができるから、短時間で異常状態を解消して、バーナ１の燃焼を再開することができるものとなった。

また、この発明の他の実施例において、炎検出手段５によって炎検出の信号が出力されて燃焼用送風機３を駆動し、その後炎検出手段５によって炎不検出の信号が出力されたときは、燃焼用送風機３の回転数をバーナ１の最小発熱量に対応する回転数よりも低い最小回転数に変更するように設定しており、点火ヒータ４に通電を開始するときに燃焼用送風機３を停止させることなく、バーナ１内に空気を供給している。

点火ヒータ４に通電したときに、バーナ１内に燃料が残っているとこの燃料に着火することがあり、バーナ１内に空気が供給されていない状態で燃焼をすると空気不足状態で燃焼して煤や煙を発生させるため、バーナ１内に付着してタールやカーボンの原因となる。この発明では、点火ヒータ４の通電時に燃焼用送風機３が駆動してバーナ１内に空気が供給されているから、バーナ１内の燃料に着火しても空気不足状態で燃焼することはなく、煤や煙の発生を抑えることができるものである。また、点火ヒータ４の通電時にバーナ１内に空気を供給しても、燃焼用送風機３は通常の燃焼時の回転数よりも低い回転数に設定しているから、バーナ１内が冷却されることはなく、確実に点火できるものである。

また、この発明の他の実施例において、６はバーナ制御装置１１に備えた所定時間をカウントするタイマ手段、７はタイマ手段７が所定時間カウントしたときに作動する異常停止手段、８はランプやブザーなどで構成する異常報知手段である。

運転スイッチ１０の運転操作によって運転開始信号が出力され、炎検出手段５によって炎検出の信号が出力されたときは、燃焼用送風機３を駆動する共に、タイマ手段６がカウントを開始する。燃焼用送風機３が駆動している間は炎検出手段５の出力信号を確認しており、タイマ手段６が所定時間をカウントする前に炎検出手段５によって炎不検出の信号が出力されると、タイマ手段６を停止してカウントをリセットし、点火ヒータ４に通電して、通常の点火制御を行なう。

一方、炎検出手段５によって炎検出の信号が出力されたまま、タイマ手段６が所定時間をカウントしたときは、異常停止手段７によって異常停止信号が出力され、バーナ制御装置１１は燃焼用送風機３を停止し、異常報知手段８を作動して警報を出力するものである。

バーナ１内にカーボンやタールの堆積がなく正常な状態であれば、燃料供給手段２が停止してからバーナ１内の燃料が燃え尽きるまでの時間は安定しており、タイマ手段６のカウント時間を超えることはない。一方、バーナ１内にカーボンやタールが堆積すると、カーボンやタールに染み込んだ燃料が少しずつ燃焼をして燃焼時間が長くなるため、タイマ手段６のカウント時間を超えてもバーナ１内に炎が残っていることがある。また、カーボンやタールが炎検出手段５に付着したときは炎検出手段５が導通状態となり、バーナ１内に炎がなくても炎検出の信号が出力され、炎検出手段５が正常に作動できなくなり、タイマ手段６のカウント時間を超えても炎検出の信号が出力されたままとなる。

このように、炎検出手段５によって炎検出の信号が出力されている時間が所定時間より長くなったときは、バーナ１内にカーボンやタールが堆積して、バーナ１内の炎が消えなくなっているか、炎検出手段５が正常に作動していないと判断することができる。このため、運転開始信号が出力されたときに炎検出手段５によって炎が確認されても、炎検出手段５が正常に作動しているときはバーナ１が燃焼を開始し、バーナ１のトラブルや炎検出手段５が正常に作動していないときにのみ異常停止手段７を作動させることができるものとなった。また、異常報知手段８は対応するエラー番号を選択して出力するものであり、着火失敗のエラーとは区別してエラー番号を設定することで、エラー原因を特定しやすくなる。

１ バーナ
２ 燃料供給手段
３ 燃焼用送風機
４ 点火ヒータ
５ 炎検出手段
６ タイマ手段
７ 異常停止手段
８ 異常報知手段

Claims (3)

1. バーナ（１）と、前記バーナ（１）に燃料を供給する燃料供給手段（２）と、前記バーナ（１）に燃焼空気を供給する燃焼用送風機（３）と、前記バーナ（１）内に取り付けた点火ヒータ（４）とを設け、
   かつ、前記バーナ（１）内の炎を検出する炎検出手段（５）を設け、
   運転開始信号によって前記点火ヒータ（４）に通電して前記バーナ（１）を加熱し、前記燃料供給手段（２）と前記燃焼用送風機（３）とを駆動して前記バーナ（１）に燃料と燃焼用空気を供給し、前記点火ヒータ（４）の熱によって燃料に着火して燃焼を開始すると共に、
   前記バーナ（１）の運転停止信号によって前記燃料供給手段（２）を停止し、前記炎検出手段（５）の炎不検出の出力信号によって前記燃焼用送風機（３）を停止して消火する石油燃焼器において、
   前記運転開始信号によって前記炎検出手段（５）の出力信号を入力し、前記炎検出手段（５）から炎検出の出力信号が出力されたときは前記燃焼用送風機（３）を駆動すると共に、所定時間をカウントするタイマ手段（６）を作動し、前記タイマ手段（６）が所定時間カウントするまでに前記炎検出手段（５）から炎不検出の出力信号が出力されたことを確認すると、前記燃焼用送風機（３）の回転数を燃焼時の回転数より低い最小回転数に変更し、前記点火ヒータ（４）の通電を開始することを特徴とする石油燃焼器の点火制御装置。
2. 前記運転開始信号によって前記炎検出手段（５）の出力信号を入力し、前記炎検出手段（５）から炎検出の出力信号が出力されたときは、前記燃焼用送風機（３）を予め定めた所定回転数で駆動することを特徴とする請求項１に記載の石油燃焼器の点火制御装置。
3. 前記炎検出手段（５）から炎検出の出力信号が継続したまま、前記タイマ手段（６）が所定時間をカウントしたときに異常信号を出力する異常停止手段（７）を設け、前記異常停止手段（７）の異常信号によって前記バーナ（１）の運転停止信号を出力すると共に、異常報知手段（８）を作動することを特徴とする請求項１または２に記載の石油燃焼器の点火制御装置。

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