特開 2023-178672 燃焼機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023178672

(43)【公開日】2023-12-18

(54)【発明の名称】燃焼機

(51)【国際特許分類】

   F23N 5/14 20060101AFI20231211BHJP

   F23N 5/24 20060101ALI20231211BHJP

   F23N 5/20 20060101ALI20231211BHJP

【ＦＩ】

F23N5/14 330

F23N5/24 Z

F23N5/20 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022091482

(22)【出願日】2022-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(72)【発明者】

【氏名】霜鳥 敏之

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 雄二

【テーマコード（参考）】

3K003

3K005

【Ｆターム（参考）】

3K003XC02

3K005AB03

3K005AC06

3K005CA05

3K005EB09

3K005GA01

3K005GB09

3K005GC07

(57)【要約】

【課題】持ち運び容易な蓄電式の電源装置を使用できる燃焼機を提供する。
【解決手段】運転スイッチ１６により燃焼の開始指令があった時、気化ヒータ８により気化器９の加熱を開始すると共にタイマー手段２５の計時を開始し、気化器９の加熱を開始してから気化器９の温度が予め定めた判定温度になった時のタイマー手段２５の計時時間が、予め定めた上限時間と下限時間との範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うので、電源が適正かを判断する特別の構成を必要とせずに電源が適正かを判定でき、又、電源が適正と判断した時に着火動作を行うので、燃油供給手段である電磁ポンプ１１や、燃焼ファン１３、放電電極２２を不適正な電源により動作して破損や誤動作が発生するのを防止できる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃油を気化する気化器を備えた燃焼部と、前記気化器を加熱する気化器加熱手段と、前記気化器に燃油を供給する燃油供給手段と、前記気化器に燃焼用空気を供給する燃焼用送風機と、前記気化器で気化した燃油を着火する着火手段と、前記燃焼部の炎を検知する炎検知手段と、前記気化器の温度を検知する気化器温度検知手段と、前記燃焼部の燃焼の開始及び停止を指令する運転スイッチと、時間を計時する計時手段と、前記燃焼部の燃焼を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記運転スイッチにより燃焼の開始指令があった時、前記気化器加熱手段により前記気化器の加熱を開始すると共に前記計時手段の計時を開始し、前記気化器の加熱を開始してから前記気化器の温度が予め定めた判定温度になった時の前記計時手段の計時時間が、予め定めた上限時間と下限時間との範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うことを特徴とする燃焼機。

【請求項2】

燃油を気化する気化器を備えた燃焼部と、前記気化器を加熱する気化器加熱手段と、前記気化器に燃油を供給する燃油供給手段と、前記気化器に燃焼用空気を供給する燃焼用送風機と、前記気化器で気化した燃油を着火する着火手段と、前記燃焼部の炎を検知する炎検知手段と、前記気化器の温度を検知する気化器温度検知手段と、前記燃焼部の燃焼の開始及び停止を指令する運転スイッチと、時間を計時する計時手段と、前記燃焼部の燃焼を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記運転スイッチにより燃焼の開始指令があった時、前記気化器加熱手段により前記気化器の加熱を開始すると共に前記計時手段の計時を開始し、前記計時手段の計時時間が予め定めた判定時間になった時の前記気化器の温度が、予め定めた上限温度と下限温度の範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うことを特徴とする燃焼機。

【請求項3】

前記制御部は、前記運転スイッチにより燃焼の開始指令があった時、前記気化器加熱手段により前記気化器の加熱を開始し、前記気化器の温度が計時開始温度で前記計時手段の計時を開始し、前記気化器の温度が計時終了温度で前記計時手段の計時を終了し、前記計時手段の計時時間が予め定めた前記上限時間と前記下限時間との範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うことを特徴とする請求項1記載の燃焼機。

【請求項4】

前記制御部は、前記運転スイッチにより燃焼の開始指令があった時、前記気化器加熱手段により前記気化器の加熱を開始し、前記気化器の温度が計時開始温度で前記計時手段の計時を開始し、前記計時手段の計時時間が予め定めた前記判定時間になった時の前記気化器の温度が、予め定めた前記上限温度と前記下限温度の範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うことを特徴とする請求項２記載の燃焼機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は燃油を燃焼する燃焼機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のものでは、室内で商用電源に接続され、運転スイッチの運転開始指令により、気化温度センサの検知温度を監視して気化器を燃油が気化可能な温度まで気化ヒータに通電することで加熱し、気化器の温度を燃焼に適する温度まで上昇させると、電磁ポンプ及び燃焼ファンを駆動開始し、点火装置により混合ガスに点火して燃焼を開始させ、フレームロッドによる燃焼センサにより炎を検知し、気化ヒータへの通電を停止すると共に、器具本体背面の対流ファンの近傍に設けられた室温センサの検知室温と室温設定手段で設定された設定室温との偏差に応じて、電磁ポンプ及び燃焼ファンを制御して燃焼火力を可変して室温設定手段で設定された室温になるように制御を行うものがあった。（例えば、特許文献１参照。）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－４６９６６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、この従来のものでは、持ち運び容易な蓄電式の電源装置を電源として運転しようとすると、出力電圧が１００Ｖから１２０Ｖのものや、２２０Ｖから２４０Ｖのものと様々であり、国内の商用電圧の１００Ｖを使用することを前提とした燃焼機に誤って出力電圧が２２０Ｖから２４０Ｖの持ち運び容易な蓄電式の電源装置を電源として運転しようとすると、電圧が高いために燃焼機内の交流モータや電磁ポンプ、イグナイタ等の電装品が故障してしまう課題があった。

【0005】

又、長期間の使用で経年劣化したり、性能が不安定な持ち運び容易な蓄電式の電源装置では、定格出力電圧が１００Ｖから１２０Ｖのものが実際には８０Ｖから９０Ｖの出力電圧しかない場合があり、電圧が低いために燃焼機内の交流モータや電磁ポンプ、イグナイタ等の電装品が正常に動作しない課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、燃油を気化する気化器を備えた燃焼部と、前記気化器を加熱する気化器加熱手段と、前記気化器に燃油を供給する燃油供給手段と、前記気化器に燃焼用空気を供給する燃焼用送風機と、前記気化器で気化した燃油を着火する着火手段と、前記燃焼部の炎を検知する炎検知手段と、前記気化器の温度を検知する気化器温度検知手段と、前記燃焼部の燃焼の開始及び停止を指令する運転スイッチと、時間を計時する計時手段と、前記燃焼部の燃焼を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記運転スイッチにより燃焼の開始指令があった時、前記気化器加熱手段により前記気化器の加熱を開始すると共に前記計時手段の計時を開始し、前記気化器の加熱を開始してから前記気化器の温度が予め定めた判定温度になった時の前記計時手段の計時時間が、予め定めた上限時間と下限時間との範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うものである。

【0007】

又、請求項２では、燃油を気化する気化器を備えた燃焼部と、前記気化器を加熱する気化器加熱手段と、前記気化器に燃油を供給する燃油供給手段と、前記気化器に燃焼用空気を供給する燃焼用送風機と、前記気化器で気化した燃油を着火する着火手段と、前記燃焼部の炎を検知する炎検知手段と、前記気化器の温度を検知する気化器温度検知手段と、前記燃焼部の燃焼の開始及び停止を指令する運転スイッチと、時間を計時する計時手段と、前記燃焼部の燃焼を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記運転スイッチにより燃焼の開始指令があった時、前記気化器加熱手段により前記気化器の加熱を開始すると共に前記計時手段の計時を開始し、前記計時手段の計時時間が予め定めた判定時間になった時の前記気化器の温度が、予め定めた上限温度と下限温度の範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うものである。

【0008】

又、請求項３では、請求項１に於いて、前記制御部は、前記運転スイッチにより燃焼の開始指令があった時、前記気化器加熱手段により前記気化器の加熱を開始し、前記気化器の温度が計時開始温度で前記計時手段の計時を開始し、前記気化器の温度が計時終了温度で前記計時手段の計時を終了し、前記計時手段の計時時間が予め定めた前記上限時間と前記下限時間との範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うものである。

【0009】

又、請求項４では、請求項２に於いて、前記制御部は、前記運転スイッチにより燃焼の開始指令があった時、前記気化器加熱手段により前記気化器の加熱を開始し、前記気化器の温度が計時開始温度で前記計時手段の計時を開始し、前記計時手段の計時時間が予め定めた前記判定時間になった時の前記気化器の温度が、予め定めた前記上限温度と前記下限温度の範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うものである。

【発明の効果】

【0010】

この発明の請求項１によれば、運転スイッチにより燃焼の開始指令があった時、気化器加熱手段により気化器の加熱を開始すると共に計時手段の計時を開始し、気化器の加熱を開始してから気化器の温度が予め定めた判定温度になった時の計時手段の計時時間が、予め定めた上限時間と下限時間との範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うので、電源が適正かを判断する特別の構成を必要とせずに電源が適正かを判定でき、又、電源が適正と判断した時に着火動作を行うので、燃油供給手段である電磁ポンプや、燃焼用送風機、着火手段を不適正な電源により動作して破損や誤動作が発生するのを防止できる。

【0011】

又、請求項２によれば、運転スイッチにより燃焼の開始指令があった時、気化器加熱手段により気化器の加熱を開始すると共に計時手段の計時を開始し、計時手段の計時時間が予め定めた判定時間になった時の気化器の温度が、予め定めた上限温度と下限温度の範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うので、電源が適正かを判断する特別の構成を必要とせずに電源が適正かを判定でき、又、電源が適正と判断した時に着火動作を行うので、燃油供給手段である電磁ポンプ、燃焼用送風機、着火手段を不適正な電源により動作して破損や誤動作が発生するのを防止できる。

【0012】

又、請求項３によれば、前記制御部は、前記運転スイッチにより燃焼の開始指令があった時、前記気化器加熱手段により前記気化器の加熱を開始し、前記気化器の温度が計時開始温度で前記計時手段の計時を開始し、前記気化器の温度が計時終了温度で前記計時手段の計時を終了し、前記計時手段の計時時間が予め定めた上限時間と下限時間との範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うので、気化器温度検知手段の検出精度が高くなる計時開始温度から計時終了温度までの計時時間で、電源が適正か不適正かを判断することで、より確実に電源が適正かを判定できる。

【0013】

又、請求項４によれば、前記制御部は、前記運転スイッチにより燃焼の開始指令があった時、前記気化器加熱手段により前記気化器の加熱を開始し、前記気化器の温度が計時開始温度で前記計時手段の計時を開始し、前記計時手段の計時時間が予め定めた判定時間になった時の前記気化器の温度が、予め定めた上限温度と下限温度の範囲内のとき、電源が適正と判断して着火動作を行うので、気化器温度検知手段の検出精度が高くなる計時開始温度から計時を開始して、計時時間が予め定めた判定時間になった時の前記気化器の温度で電源が適正か不適正かを判断することで、より確実に電源が適正かを判定できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】この発明の一実施形態の燃焼機の断面図。

【図2】同構成図。

【図3】同フローチャート図。

【図4】同気化器の温度上昇特性図。

【図5】同その他の実施形態のフローチャート図。

【図6】同その他の実施形態の気化器の温度上昇特性図。

【0015】

次に、この発明を適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は燃焼機の機器本体で、機器本体１内部に設けられ、燃焼を行う燃焼部であるバーナ２と、この燃焼機の作動を制御するマイコンを主体として構成された制御部３と、機器本体１背面開口部に設けられ、前記バーナ２での燃焼ガスを室内に放出する送風装置である対流ファン４と、機器本体１前面の温風吹出口５と、機器本体１前面側上部の操作部６とを備えているもので、バーナ２での燃焼ガスを対流ファン４により温風吹出口５から室内に吹き出すことで暖房を行うものである。

【0016】

前記バーナ２は、複数の炎孔を有したバーナヘッド７の下部に、気化器加熱手段である気化ヒータ８を有した気化器９を備えて構成され、気化ヒータ８によって加熱された気化器９内に油受け皿１０から燃油供給手段である容積型の電磁ポンプ１１の駆動で送油ノズル１２を通じて液体燃料を供給し、この液体燃料が気化した気化ガスと燃焼用送風機である燃焼ファン１３から送風路１４を通じて供給される燃焼用空気との混合ガスを前記バーナヘッド７の炎孔で燃焼させ、また燃焼中は前記気化器９の上端に複数の炎孔に対向する如く備えた環状の熱回収リング１５によって炎から熱回収を行い気化ヒータ８の通電を低減しているもので、ターンダウン比が広く静かな気化燃焼を行うものである。

【0017】

前記操作部６には、運転の開始／停止を指令するための運転スイッチ１６と、室温上昇スイッチ１７と室温下降スイッチ１８とにより構成され所望の室温を設定する室温設定手段１９と、タイマースイッチや予熱待機スイッチなどの各種の操作スイッチと、時刻や設定室温を表示する表示部２０が設けられている。

【0018】

２１は前記気化ヒータ８で加熱される気化器９の温度を検知する気化器温度検知手段で温度サーミスタからなる気化温度センサで、前記制御部３はこの気化温度センサ２１の検知温度が所定の上限温度になると前記気化ヒータ８をオフし、また所定の下限温度になると前記気化ヒータ８をオンして気化器９の温度を液体燃料が良好に気化できる温度範囲内に保持するものである。

【0019】

又、前記制御部３は、運転スイッチ１６の運転開始指令により、前記気化温度センサ２１の検知温度を監視して前記気化器９を液体燃料が気化可能な温度まで気化ヒータ８により加熱し、気化器９の温度を燃焼に適する温度まで上昇させると、前記電磁ポンプ１１及び燃焼ファン１３を駆動開始し、着火手段である放電電極２２により混合ガスに点火して燃焼を開始させ、炎検知手段であるフレームロッドからなる燃焼センサ２３により炎を検知し、機器本体１背面の対流ファン４の近傍に設けられた室温センサ２４の検知室温と前記室温設定手段１９で設定された設定室温との偏差に応じて、前記電磁ポンプ１１及び燃焼ファン１３を制御して燃焼火力を可変して前記室温設定手段１９で設定された室温になるように制御する。

【0020】

又、前記制御部３は、計時手段であるタイマー手段２５を有し、前記タイマー手段２５は制御部３から計時開始信号を受けると計時を開始し、計時している時間を制御部３に出力し、制御部３から計時停止信号を受けると計時を停止してリセットするものである。

【0021】

又、前記制御部３は、運転スイッチ１６の運転停止指令を受けると、前記対流ファン４と気化ヒータ８と電磁ポンプ１１と燃焼ファン１３とを前記タイマー手段２５のカウントに応じて適宜消火制御して、臭い及び煙のない快適な消火を実現すると共に、燃焼センサ２３により不完全燃焼を検出すると計時を開始し、所定時間経過後に計時を停止するものである。

【0022】

２６は金属製で中空円筒状の炎筒で、バーナ２の上部を内包するように設けられ、バーナ２の上部の炎形成部分に直接対流ファン４からの空気が当たらないようにして燃焼を安定化させると共に、炎が対流ファン４からの空気にあおられて温風吹出口５から吹き出すのを防止しているものである。

【0023】

次にこの一実施形態の作動について第一の実施形態として図３のフローチャート図により説明する。
まず、制御部３は、操作部６の運転スイッチ１６がＯＮ操作されたかを判断し（Ｓ１）、
運転スイッチ１６がＯＮ操作されたと判断した時、次に気化器９の気化と器温度が点火可能となる点火温度未満かを判断する（Ｓ２）。
尚、本実施形態では点火温度を２４０℃に設定している。

【0024】

そして、（Ｓ２）で気化器温度が点火温度未満であれば、次に制御部３は気化器温度が計時開始温度未満かを判断する（Ｓ３）。
（Ｓ３）で気化器温度が計時開始温度未満のとき、バーナ２の気化ヒータ８への通電を開始する（Ｓ４）。
又、（Ｓ３）で気化器温度が計時開始温度以上のときは、計時が開始できる計時開始温度未満まで温度が下がるのを待つ。
尚、本実施形態では計時開始温度を１００℃に設定しており、これはこの温度以上から気化温度センサ２１の検出精度が安定するという温度が設定されている。

【0025】

そして、次に制御部３は気化器温度が計時開始温度以上になったら（Ｓ５）、タイマー手段２５に計時開始信号を出力してタイマー手段２５が計時を開始する（Ｓ６）。

【0026】

そして、次に制御部３は気化器温度が計時終了温度以上かを判断する（Ｓ７）。
（Ｓ７）で気化器温度が計時終了温度以上になったら、タイマー手段２５に計時停止信号を出力してタイマー手段２５の計時を停止させる（Ｓ８）。
尚、本実施形態では計時終了温度を点火温度より低い２００℃に設定している。

【0027】

そして、制御部３は計時時間が下限時間と上限時間との範囲に入っているか判断し（Ｓ９）、計時時間が下限時間と上限時間との範囲に入っていれば、適正な電源と判断して（Ｓ１０）、着火動作へと進む（Ｓ１１）。

【0028】

又、（Ｓ９）で計時時間が下限時間と上限時間との範囲に入っていなければ、不適正な電源電圧と判断して（Ｓ１２）、気化ヒータ８への通電を停止し（Ｓ１３）、電源エラー表示を行う（Ｓ１４）。

【0029】

尚、本実施形態では燃焼機の定格入力電圧を１００Ｖ、上限入力電圧を１０５Ｖ、下限入力電圧を９５Ｖに設定しており、電源電圧を直接検知する電源電圧検知手段を備えることなく、図４に示したように、上限入力電圧より高電圧の出力電圧の電源が接続されると、計時開始温度から計時停止温度に上昇するまでの時間が上限時間より短くなり、それにより電源電圧が不適正な高電圧電源と判断して着火動作に進まず、着火動作で通電して燃焼機内の交流モータや電磁ポンプ、イグナイタ等の電装品が故障してしまうのを防止できる。

【0030】

又、電源電圧を直接検知する電源電圧検知手段を備えることなく、図４に示したように、下限入力電圧より低電圧の出力電圧の電源が接続されると、計時開始温度から計時停止温度に上昇するまでの時間が下限時間より長くなり、それにより電源電圧が不適正な低電圧電源と判断して着火動作に進まず、着火動作で通電して燃焼機内の交流モータや電磁ポンプ、イグナイタ等の電装品が正常に動作しないまま燃焼させてしまうのを防止できる。

【0031】

又、（Ｓ２）で気化器温度が点火温度以上のときは、運転状態から運転スイッチ１６が一旦ＯＦＦ操作されてすぐに運転スイッチ１６がＯＮ操作されたと判断して、（Ｓ１１）へと進み、素早く再運転できる。

【0032】

次に他の実施形態の作動について第二の実施形態として図５のフローチャート図により説明する。
尚、（Ｓ１）から（Ｓ６）までは前述した実施形態と同じなので、説明を省略する。
それで、（Ｓ６）でタイマー手段２５が計時を開始した後、制御部３は、タイマー手段２５の計時時間が判定時間になったかを判断する（Ｓ１５）。

【0033】

（Ｓ１５）でタイマー手段２５の計時時間が判定時間になったら、タイマー手段２５に計時停止信号を出力してタイマー手段２５の計時を停止させる（Ｓ１６）。
そして、制御部３はその時の気化器温度が下限温度と上限温度との範囲に入っているか判断し（Ｓ１７）、その時の気化器温度が下限温度と上限温度との範囲に入っていれば、適正な電源と判断して（Ｓ１８）、着火動作へと進む（Ｓ１９）。

【0034】

又、（Ｓ１７）でその時の気化器温度が下限温度と上限温度との範囲に入っていなければ、不適正な電源電圧と判断して（Ｓ２０）、気化ヒータ８への通電を停止し（Ｓ２１）、電源エラー表示を行う（Ｓ２２）。

【0035】

尚、本実施形態では燃焼機の定格入力電圧を１００Ｖ、上限入力電圧を１０５Ｖ、下限入力電圧を９５Ｖに設定しており、電源電圧を直接検知する電源電圧検知手段を備えることなく、図６に示したように、上限入力電圧より高電圧の出力電圧の電源が接続されると、計時開始温度から判定時間までの間に上昇する温度が上限入力電圧の上昇する温度より高くなり、それにより電源電圧が不適正な高電圧電源と判断して着火動作に進まず、着火動作で通電して燃焼機内の交流モータや電磁ポンプ、イグナイタ等の電装品が故障してしまうのを防止できる。

【0036】

又、電源電圧を直接検知する電源電圧検知手段を備えることなく、図６に示したように、下限入力電圧より低電圧の出力電圧の電源が接続されると、計時開始温度から判定時間までの間に上昇する温度が下限入力電圧の上昇する温度より低くなり、それにより電源電圧が不適正な低電圧電源と判断して着火動作に進まず、着火動作で通電して燃焼機内の交流モータや電磁ポンプ、イグナイタ等の電装品が正常に動作しないまま燃焼させてしまうのを防止できる。

【0037】

本実施形態では、持ち運び容易な蓄電式の電源装置を電源として運転できるようにするため、出力電力の小さい持ち運び容易な蓄電式の電源装置が接続された時に運転できるように気化ヒータ８の出力を小さくする。
例えば、従来の室内専用の燃焼機では気化ヒータ８の出力を７００Ｗとしていたが、第一の実施形態では、１５０Ｗの出力の気化ヒータ８を使用している。

【0038】

この場合、時間に対する温度上昇の傾きが緩やかで、計時開始温度から計時停止温度に上昇するまでの時間が電源電圧の違いで大きく異なり、計時開始温度から計時停止温度に上昇するまでの時間により電源電圧が適正な電源なのか、電源電圧が不適正な電源なのかを容易に判断できる。

【0039】

又、持ち運び容易な蓄電式の電源装置を電源として使用しても、運転スイッチ１６がＯＮ操作されてから運転が開始するまでの時間をなるべく短くしたい場合は、使用する電源が出力電力の小さい持ち運び容易な蓄電式の電源装置では運転できず、ある程度出力電力の大きい持ち運び容易な蓄電式の電源装置に限定されるが、気化ヒータ８の出力を例えば第二の実施形態では４５０Ｗというように、従来の室内専用の燃焼機に近いものとする。

【0040】

この場合、時間に対する温度上昇の傾きが急で、計時開始時間から判定時間までに上昇する温度が電源電圧の違いで大きく異なり、計時開始時間から判定時間までに上昇する温度により電源電圧が適正な電源なのか、電源電圧が不適正な電源なのかを容易に判断できる。

【0041】

２ バーナ(燃焼部)
３ 制御部
８ 気化ヒータ(気化器加熱手段)
９ 気化器
１１ 電磁ポンプ(燃油供給手段)
１３ 燃焼ファン(燃焼用送風機)
１６ 運転スイッチ
２１ 気化温度センサ(気化器温度検知手段)
２２ 放電電極(着火手段)
２３ 燃焼センサ(炎検知手段)
２５ タイマー手段(計時手段)

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】