JPH0282015A - 暖房機の燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は屋外給排気式暖房機等の暖房機の燃焼制御装
置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、例えば、特公昭６２−３３４９６号公報に開示さ
れているように、灯油等の液体燃料をガス化して燃焼さ
せるガス化式のバーナを用いた温風暖房機では、暖房負
荷に応じてバーナモータの回転数を制御し、かつ、バー
ナモータの回転数に応じて燃焼ポンプの送油量を増減さ
せることにょリ、空燃比を略一定とし、バーナの燃焼状
態を良好に保ちながら燃焼量を強弱切換えるようにして
いる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、上述した暖房機では、給排気筒、給気管及び
排気管を利用した屋外給排気式とし、屋外の空気を燃焼
用空気として取り入れ、排気ガスを屋外に放出するよう
にしている。この際、燃焼用空気が給排気筒内で排気ガ
スと熱交換して加熱きれるため、バーナファンによって
バーナへ送風される燃焼用空気の温度は燃焼開始後、徐
々に高くなる。このような、燃焼用空気温度の変化に伴
って空気比重量が変わり、単位体積当りの酸素量が増減
するため、空燃比がくずれ、燃焼状態が悪くなる心配が
あった。すなわち、空気温度が低いときは空気が過剰と
なってリフティング燃焼になり、空気温度が高いときは
空気が不足して赤火燃焼になるなど、燃焼が不安定にな
る。

この発明は上述した事実に鑑みてなされたものであり、
排気ガスと燃焼用空気との熱交換によって燃焼用空気温
度が大きく変化しても空燃比が適切に保たれるようにし
、排気ガス中のＣＯ，ａ度の変化の少ない安定燃焼が行
われるようにすることを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明の暖房機の燃焼制御装置は、排気ガスと熱交換
した燃焼用空気と、燃料とをバーナに供給して燃焼きせ
、バーナの燃焼熱を利用して室内空気を加熱する暖房機
において、負荷の大きさに応じて燃焼用空気量と燃料量
とを略比例的に増減さぜる燃焼量制御手段と、排気ガス
と熱交換した燃焼用空気の温度を検出し、この空気温度
に応じて燃料量を調整する空燃比補正手段とを有する構
成である。

また、この発明の暖房機の燃焼制御装置は、バーナ、こ
のバーナに燃焼用空気を送風するバーナファン、バーナ
に燃料油を送油する燃料ポンプ、及びバーナの燃焼熱に
よって加熱された空気を室内へ吐出する送風ファンを有
する暖房機本体と、給気路及び排気路を有する給排気筒
と、暖房機本体と給排気筒とを連絡する給気管及び排気
管とを備えた暖房機において、負荷の大きさに応じてバ
ーナファンの送風量と燃料ポンプの送油量とを略比例的
に増減させる燃焼量制御手段と、給排気筒及び給気管を
経て暖房機本体に流入した燃焼用空気の温度を検出し、
この空気温度に応じて燃料ポンプの送油量を調整する空
燃比補正手段とを有する構成である。

さらにまた、このような暖房機の燃焼制御装置において
、燃焼用空気温度を検出するための検知器を給気管とバ
ーナファンとの間の空気通路に設けた構成である。

（ネ）作用 このように構成すると、負荷の大きさに応じて燃焼用空
気量と燃料量とが略比例的に変わり、空燃比が略一定に
保たれながらバーナでの燃焼量が増減され、バーナでは
負荷に見合った燃焼が行われる。また、バーナに供給さ
れる燃焼用空気の温度変化に追随して燃料量が調整され
るため、排気ガスとの熱交換による燃焼用空気温度の上
昇に拘りなく、常に最適な空燃比で燃焼が行われる。

また、給排気筒、給気管及び排気管を備えた屋外給排気
式の暖房機においては、給排気筒での排気ガスと燃焼用
空気との熱交換によって燃焼用空気温度が変動しても、
バーナでは常に最適な空燃比で燃焼が行われ、排気ガス
中のＣＯ１濃度が略−定に保たれる。

さらにまた、屋外給排気式の暖房機において、燃焼用空
気温度を検出する検知器を給気管とバーナファンとの間
の空気通路に設けることにより、検知器がバーナの燃焼
熱を受けにくくなる。

（へ）実施例 以下、この発明を図面に示す実施例について説明する。

第４図はこの発明を適用した屋外給排気式の暖房機を示
すものであり、（１）はバーナ（２）、このバーナ（２
）に連結きれた熱交換器（３）、送風ファン（４）、カ
ートリッジタンク（図示せず）の燃料油をバーナ（２）
に送油する燃料ポンプ（５）等を収容した暖房機本体、
＜６）は壁（７）に貫通して取り付けられ、給気路（６
Ａ）及び排気路（６Ｂ）を有する二重管構成の給υト気
筒、（８）は給気路（６Ａ）に流入した屋外の空気をバ
ーナ（２）に導くための給気管、（９）は熱交換器（３
）で熱交換を終えた排気ガスを給排気筒（６）の排気路
（６Ｂ）に導くための排気管である。暖房機本体（１）
では送風ファン（４）によって背面上部から吸入きれた
室内空気が熱交換器（３）内の燃焼ガスとの熱交換で加
熱され、正面下部の温風吹き出し口（１０）から室内へ
温風となって吐出される。

バーナ（２）は第５図に示すように、送風部（２Ａ）と
燃焼部（２Ｂ）とからなり、送風部（２Ａ）には、給気
管（８）が接続されたファンケース（１１）と、バーナ
モータ（ＢＭ）と、このバーナモータ（ＢＭ）の回転軸
（１２）に取り付けられたバーナファン（１３）と、フ
ァンケース（１１）内部のバーナファン（１３）と給気
管（８）との間の空気温度を検出する空気温度検知器（
１４）とが設けられている。燃焼部（２Ｂ）には、ヒー
タ（１５）を有する気化筒（１６）と、回転軸（１２）
の先端に取り付けられ、かつ、気化筒（１６）内の基部
に挿入された燃料霧化用のロータリーコーン（１７）及
びミキシングプレート（１８）と、ロータリーコーン（
１７）に燃料油を滴下する送油バイブ（１９）と、気化
筒（１６）内の中間部に取り付けられた整流体く２０）
、及び多孔性の遮熱板（２１）と、気化筒（１６）の先
端部に取り付けられたバーナヘッド（２２）と、二次空
気案内板（２３）と、バーナヘッド（２２）の前方に位
置させたフレームロッド（２４）及び点火プラグ（２５
）とが設けられている。

上述したバーナ（２）では給排気筒（６）の給気路（６
Ａ）、給気管（８）及び送風部（２Ａ）を介して燃焼部
（２Ａ）に燃焼用空気が供給される。また、ヒータ（１
５）によって予め気化筒（１６）が加熱された後、燃料
ポンプ（５）が運転きれ、燃料油が送油バイブ（１９）
を通ってロータリーコーン（１７）に滴下きれる。そし
て、ロータリーコーン（１７）によって霧化された燃料
は気化筒（１６）から気化熱を奪って気化する。この気
化燃料と気化筒（１６）内に流入した一次空気とはミキ
シングプレート（１８）によって混合され、整流体く２
０）及び遮熱板（２１）を通ってバーナヘッド（２２）
に向う。気化筒（１６）の先端部には二次空気が補給さ
れているので、気化燃料と燃焼用空気の混合気体はバー
ナヘッド（２２）の前方にてガス化燃焼する。

第１図は上述した暖房機の燃焼制御装置を示すものであ
る。第１図において、（２６）はマイクロコンピュータ
、（２７）及び（２８）はそれぞれマイクロコンピュー
タ（２６）に内蔵された燃焼量制御手段及び空燃比補正
手段、（２９）は運転スイッチ、（３０）は希望の室内
温度を設定するための温度設定スイッチ、（３１）は室
温検知器、（３２）はバーナモータ（ＢＭ）の回転数を
検出する回転数検知器、（ＦＭ）は送風ファン（４）駆
動用の送風モータである。

燃焼量制御手段（２７）は運転スイッチ（２９）が投入
されると、まず、気化ヒータ（１５）に通電する。そし
て、気化筒（１６）が十分に加熱されたことをバーナサ
ーミスタ（図示せず）等の温度信号で確認すると、バー
ナモータ（ＢＭ）及び燃料ポンプ（５）を順次起動させ
、さらに点火プラグ（２５）を作動させてバーナ（２）
で燃焼が行われるようにする。また、運転スイッチ（２
９）の投入中は温度設定スイッチ（３０）で設定された
希望温度と室温検知器（３１）で検出された室温との差
温を求め、第２図に示すように負荷の大きさに応じた燃
焼量Ｑを定める。そして、この燃焼量Ｑに適した送風量
が得られるように、バーナモータ（ＢＭ）の回転数制御
を行う。バーナモータ（ＢＭ）の回転数は回転数検知器
（３２〉で検出きれ、その回転数信号が燃焼量制御手段
（２７）に入る。燃焼量制御手段（２７）はこの回転数
信号に基いてバーナモータ（ＢＭ）への回転数制御信号
を修正すると同時に、バーナファンク１３）による送風
量に見合った送油量が得られるように燃焼ポンプ（５）
（電磁ポンプ）の周波数制御を行う、このため、負荷の
大きさに応じて燃焼用空気量と燃料油の供給量とが略比
例的に増減され、バーナ（２）では空燃比が略一定に保
たれながら、負荷に見合った燃焼量での燃焼が行われる
。また、燃焼量に応じて送風モータ（ＦＭ）の回転数が
調整され、温風吹き出し口（１０）の吐出空気温度が燃
焼量に応じて適度に調整される。

空燃比補正手段（２８〉は空気温度検知器（１４）から
送られてくる温度信号に応じて第３図に示すような燃料
ポンプ（５）の周波数調整を行う。すなわち、空気温度
検知器（１４）の検出温度が４０°Ｃ以上のときは燃料
ポンプ（５）の周波数増加率をＯとし、４０’Ｃ〜−２
０°Ｃの範囲では４０°Ｃを基準として１°Ｃ下がるご
とにポンプ周波数を０．３％ずつ増加させ、−２０°Ｃ
以下ではポンプ周波数の増加率を１８％で一定とする。

４０’Ｃ以上の増加率をＯとしたのは暖房機が冬を中心
に使われ、検出温度が４０℃以上になることがまれなた
めである。また、−２０°Ｃ以下の増加率を一定とした
のは暖房機本体（１）が屋内に設置されることと、国内
ではこの部分の温度の下限が約−２０℃であると考えら
れるためである。このような空燃比補正が行われると、
運転開始当初のように給気管（８）からファンケース（
１１）内に流入する空気の温度が低く、燃焼用空気の比
重量の大きいときにはポンプ周波数が多目になり、空気
が過剰にならないようにしてリフティング燃焼が防止さ
れるばかりでなく、暖房能力が大きくなり、室温の立上
りが良くなる。また、燃焼開始後、給排気筒（６）での
排気ガスと燃焼用空気との熱交換によって空気温度検知
器（１４）の検出温度が高くなるにつれ、送油量の増加
率が小さくなり、空気不足による赤火燃焼を防止できる
。このような空燃比補正は燃焼ｆｌｃＱの大小に拘りな
く行われるため、バーナ（２）では常に最適な空燃比の
燃焼となり、排気ガス中のＣＯｔ濃度が略一定となる安
定したガス化燃焼を期待できる。さらにまた、空気温度
検知器（１７）の取付位置を給気管（８）とバーナファ
ン（１３）との間のファンケース（１１）内としたので
、燃焼部（２Ｂ）の熱の影響を少なくしつつ、燃焼用空
気温度を的確に検出することができる。

（ト）発明の効果 この発明は以上のように構成きれているので、排気ガス
によって燃焼用空気を加熱し、ガス化燃焼等を効率良く
行わせるものにおいて、燃焼用空気温度の低い燃焼開始
当初は燃料量を空気比重量に合わせて多目にし、リフテ
ィング燃焼を防止することができ、また、排気ガスとの
熱交換によって燃焼用空気温度が上昇するのにつれて燃
料量を抑制して赤火燃焼を防止できるなど、常に最適比
で燃焼を行わせ、排気ガス中のＣ−濃度が略一定となる
安定燃焼を実現できるものであり、特に、給排気筒を用
いた屋外給排気式の暖房機に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す暖房機の燃焼制御装
置のブロック図、第２図は負荷−燃焼量特性の説明図、
第３図は空気温度とポンプ周波数増加率との関係を示す
説明図、第４図は暖房機の概略構成説明図、第５図は暖
房機に使用されるバーナの１例を示す断面図である。 （１）・・・暖房機本体、　（２）・・・バーナ、　（
４）・・・送風ファン、　（５）・・・燃料ポンプ、　
（６）・・・給排気筒、　（６Ａ）・・・給気路、　（
６Ｂ）・・・排気路、　（８）・・・給気管、　（９）
・・・排気管、　（１３）・・・バーナファン、　（１
４）・・・空気温度検知器、　（２７）・・・燃焼量制
御手段、　（２８）・・・空燃比補正手段。 第　１７ 楕 ！ 第４ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気ガスと熱交換した燃焼用空気と、燃料とをバ
   ーナに供給して燃焼させ、バーナの燃焼熱を利用して室
   内空気を加熱する暖房機において、負荷の大きさに応じ
   て燃焼用空気量と燃料量とを略比例的に増減させる燃焼
   量制御手段と、排気ガスと熱交換した燃焼用空気の温度
   を検出し、この空気温度に応じて燃料量を調整する空燃
   比補正手段とを有する暖房機の燃焼制御装置。
2. （２）バーナ、このバーナに燃焼用空気を送風するバー
   ナファン、バーナに燃料油を送油する燃料ポンプ、及び
   バーナの燃焼熱によって加熱された空気を室内へ吐出す
   る送風ファンを有する暖房機本体と、給気路及び排気路
   を有する給排気筒と、暖房機本体と給排気筒とを連絡す
   る給気管及び排気管とを備えた暖房機において、負荷の
   大きさに応じてバーナファンの送風量と燃料ポンプの送
   油量とを略比例的に増減させる燃焼量制御手段と、給排
   気筒及び給気管を経て暖房機本体に流入した燃焼用空気
   の温度を検出し、この空気温度に応じて燃料ポンプの送
   油量を調整する空燃比補正手段とを有する暖房機の燃焼
   制御装置。（３）燃焼用空気温度を検出するための検知
   器を給気管とバーナファンとの間の空気通路に設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の暖房機の燃
   焼制御装置。