JPH0960868A - 石油噴霧燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冬場等の低温環境下において小能力にて燃焼
を行う場合でも、着火後初期に火炎が吹き消えたりする
のを防止することができる石油噴霧燃焼装置の提供を課
題とする。 【解決手段】 石油噴霧ノズル２と、石油噴霧ノズル２
からの噴霧量を制御する制御弁６と、送風ファン11と、
点火器13と、炎検出器14と、制御弁６と送風ファン11を
制御することで石油の噴霧量及び送風量を比例制御する
コントローラ18とを少なくとも備えた石油噴霧燃焼装置
であって、コントローラ18による制御構成として、着火
後の一定時間は、前記比例制御を排除して、石油噴霧ノ
ズル２による噴霧量を変化させることなく予め定めた一
定の着火後初期噴霧量に維持して燃焼を行うと共に送風
ファン11による送風量を前記着火後初期噴霧量に対応す
る適正な送風量よりも一定割合だけ低い着火後初期送風
量にする構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は石油噴霧燃焼装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、小能力で燃焼を行う必要がある燃
焼装置としては、例えば暖房用の石油燃焼装置がある
が、これらの小能力燃焼を必要とする暖房用石油燃焼装
置としては、従来、石油を噴霧気化して燃焼に供する石
油噴霧燃焼装置が主流である。そしてこの石油噴霧燃焼
装置における従来の燃焼制御の構成は、着火動作に伴う
着火が一旦なされると、その後は石油の噴霧量と送風量
とを必要燃焼量に対応させて比例制御させる比例制御燃
焼に移行させる構成が一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、着火後に直
ぐに比例燃焼制御に移行する従来の石油噴霧燃焼装置に
おいては、着火後初期の火炎が不安定となりやすい問題
があった。特に小能力燃焼運転時において、雰囲気温度
が低温の場合にこの傾向が大きい。雰囲気温度が低温の
場合は、空気密度が大きく噴霧燃料が空気に対して希薄
になりやすいこと、及び周囲からの冷却作用が強くて噴
霧空間に噴霧された燃料の気化がなされにくいことか
ら、折角着火してもその火炎が、着火後の比例燃焼への
移行に伴う急激な噴霧量及び送風量の変化により、着火
後初期において吹き消えてしまったりする問題があっ
た。

【０００４】そこで本発明は、上記従来の石油噴霧燃焼
装置における問題を解消し、冬場等の低温環境下におい
て小能力にて燃焼を行う場合でも、着火後初期に火炎が
吹き消えたりするのを防止することができる石油噴霧燃
焼装置の提供を課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の石油噴霧燃焼装置は、送られてきた石油を
噴霧して燃焼に供する石油噴霧ノズルと、該石油噴霧ノ
ズルからの噴霧量を制御する制御弁と、燃焼用の空気を
供給する送風ファンと、点火器と、炎検出器と、前記制
御弁と送風ファンを制御することで石油の噴霧量及び送
風量を比例制御するコントローラとを少なくとも備えた
石油噴霧燃焼装置であって、前記コントローラによる制
御構成として、着火後の一定時間は、前記比例制御を排
除して、前記石油噴霧ノズルによる噴霧量を変化させる
ことなく予め定めた一定の着火後初期噴霧量に維持して
燃焼を行うと共に送風ファンによる送風量を前記着火後
初期噴霧量に対応する適正な送風量よりも一定割合だけ
低い着火後初期送風量にする構成としたことを特徴とし
ている。

【０００６】上記本発明の特徴において、着火後の一定
時間は、比例制御を排除し、石油噴霧ノズルによる噴霧
量を予め定めた一定の着火後初期噴霧量に維持する構成
としているが、この一定の着火後初期噴霧量は、その石
油噴霧燃焼装置が有する最も安定した燃焼状態（即ち炎
が最も安定した状態）に対応する噴霧量とすることがで
きる。この着火後初期噴霧量は石油噴霧燃焼装置の規模
等に応じて予め実験によって定めることができる。また
着火後の一定時間とは、燃焼が開始されることによっ
て、石油が噴霧される燃焼空間や該燃焼空間を構成する
燃焼缶体の温度が噴霧燃料の気化やその再液化等に悪影
響を及ぼさない温度まで上昇するのに必要な時間とする
ことができる。この一定時間は石油噴霧燃焼装置の規模
等に応じて、予め実験によって定めることができる。ま
た着火後の一定時間においては、送風ファンによる送風
量を前記着火後初期噴霧量に対応する適正送風量よりも
一定割合だけ低い着火後初期送風量にする構成としてい
るが、この一定割合とは、低温による空気密度の増加等
に伴う空気過剰の程度に対応する割合として定めること
ができる。この着火後初期送風量は、予め実験により着
火後初期噴霧量に対応する適正送風量よりも５〜10％程
度減じた値として定めることができる。上記本発明の特
徴によれば、着火後の一定時間については、石油噴霧ノ
ズルによる噴霧量が予め定めた一定の着火後初期噴霧量
に維持せられると共に送風ファンによる送風量が前記着
火後初期噴霧量に対応する適正な送風量よりも一定割合
だけ低い着火後初期送風量にされて、燃焼が行われるの
で、燃焼運転開始時の周囲温度の低い状態（空気温度及
び燃料温度の低い状態）において、燃焼初期の火炎に対
し、温度の低いことからくる燃料の蒸発遅れ、再液化、
空気密度が大きくなることによる空気過剰、急激な燃焼
量及び空気量変化に伴う空燃比のずれ、等を防止するこ
とができ、これにより火炎の吹き消え、消炎を防止する
ことができ、例えば極寒（−20℃以下となるような）地
域でも安定した着火性を有する石油噴霧燃焼装置を暖房
装置の一部として好ましく提供することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の実施の形態を示す石油噴霧燃焼装
置の全体概略構成図、図２はコントローラによる燃焼運
転の際の各部の動作制御タイミングを示すタイミングチ
ャート、図３はコントローラによる燃焼運転の制御機構
を示すフローチャートである。

【０００８】図１において、石油タンク１からリターン
式の石油噴霧ノズル２へ石油供給路３が設けられ、該石
油供給路３には前記石油タンク１に近い方に送油用の第
１電磁ポンプ４が、また前記石油噴霧ノズル２に近い方
には該ノズル２への燃料供給と燃料循環を兼ねる第２電
磁ポンプ５が、相互に直列にして設けられている。前記
第１電磁ポンプ４と第２電磁ポンプ５との間の石油供給
路３にはインジェクタと呼ばれ、前記石油噴霧ノズル２
への石油供給量、即ち前記ガンタイプの石油噴霧ノズル
２による石油の噴霧量を制御する制御弁６が設けられて
いる。前記石油噴霧ノズル２は供給された石油の一部を
噴霧することなくリターン路７を介して戻すことができ
るリターン式とされている。前記リターン路７には２つ
の逆止弁８、９が設けられている。リターン路７は前記
第２電磁ポンプ５と前記制御弁６との間の石油供給路３
に接続されることで、第２電磁ポンプ５を介して循環路
を構成している。前記制御弁６はパルス駆動されること
によって弁の開閉が行われると共に、そのパルスのデュ
ーティー比が調節されることで該制御弁６を通る石油量
が調節され、結果的に石油噴霧ノズル２の噴霧量が調節
される。前記第１電磁ポンプ４に対しては、これをバイ
パスする圧抜き弁10を設けている。石油噴霧ノズル２か
らの噴霧石油は送風ファン11からの送風と共に燃焼缶体
12内に導入され、気化されて点火器13によって着火され
る。火炎の有無は炎検出器14によって検出される。15は
瞬間式の熱交換コイルで、加熱された温水が図示しない
暖房用の放熱器等に循環される。符号16はアキュムレー
タ、17はオイルストレーナである。装置全体の制御は、
マイコン内蔵のコントローラ18によってなされる。コン
トローラ18は装置各部のセンサからの情報を入力し、予
め定めたソフトウエアに沿って演算し、判定し、所定の
指令を装置各部に出力する。

【０００９】次に前記コントローラ18による運転制御の
機構を図２、図３を参照して説明する。今、図示しない
リモコン等における燃焼開始の運転スイッチがオンされ
ると、コントローラ18は、先ず制御弁６を全開状態に開
放する（Ｓ１）。そして次に送風ファン11を駆動してプ
リパージを開始する（Ｓ２）。このプリバージは本例で
は最初から着火用の送風量で行うが、プリパージ用送風
と着火用送風で異なる送風量としてもよい。そして続い
て点火器13によるプリイグニッションを開始する（Ｓ
３）。そして石油噴霧ノズル２から石油を噴霧して着火
に入るわけであるが、コントローラ18は先ず第１電磁ポ
ンプ４をオンし（Ｓ４）、続いて第２電磁ポンプ５をオ
ンすると共に制御弁６を調節して噴霧量を着火用噴霧量
とする（Ｓ５）。この着火用噴霧量は、例えば前記制御
弁６を全開状態から一定時間毎に弁開度を段階的に絞っ
て行くことで、所定の着火用噴霧量とすることができ
る。

【００１０】以上の着火動作によって、着火がなされた
ことを炎検出器14が検出すると（Ｓ６でイエス）、その
時点でコントローラ18は、制御弁６を調節して、噴霧量
を予め定めた一定の着火後初期噴霧量に固定し、且つ送
風ファン11を調節して送風量を予め定めた一定の着火後
初期送風量に固定する（Ｓ７）。そして予め定めた一定
時間Ｔが経過するのを監視する（Ｓ８）。前記着火後初
期噴霧量は、図２に示す例では、前記制御弁６の全開状
態よりも小さい開口度として、燃焼の安定した中間燃焼
量（例えば制御弁の開度を燃焼量のセンター値±20％と
なるような開度とすることによって得ることができる）
となるような噴霧量としている。即ち、着火後初期噴霧
量はその石油噴霧燃焼装置が有する最も安定した燃焼状
態（即ち炎が最も安定した状態）に対応する噴霧量とし
て、石油噴霧燃焼装置の規模等に応じて予め実験によっ
て定めることができる。また前記着火後初期送風量は、
前記着火後初期噴霧量に対応する適正送風量よりも一定
割合だけ低い着火後初期送風量とする。この一定割合と
は、低温による空気密度の増加等に伴う空気過剰の程度
に対応する割合として定めることができる。着火後初期
送風量は予め実験により、着火後初期噴霧量に対応する
適正送風量よりも５〜10％程度減じた値として定めるこ
とができる。更に前記一定時間Ｔは、例えば、３〜15秒
程度の適当な値とすることができるが、燃焼が開始され
ることによって、石油が噴霧される燃焼空間や該燃焼空
間を構成する燃焼缶体の温度が噴霧燃料の気化やその再
液化等に悪影響を及ぼさない温度まで上昇するのに必要
な時間として適当な時間を決めることができる。この一
定時間Ｔも石油噴霧燃焼装置の規模等に応じて、予め実
験によって定めることができる。

【００１１】前記一定時間Ｔが経過すると（Ｓ８でイエ
ス）、コントローラ18は前記制御弁６による着火後初期
噴霧量での固定状態と送風ファン11による着火後初期送
風量での固定状態をそれぞれ解除し、必要燃焼量に応じ
た噴霧量となるように制御弁６の比例制御を開始し、ま
た必要燃焼量に応じた送風量となるように送風ファン11
の比例制御を開始して（Ｓ９）、定常燃焼運転の状態に
入る（Ｓ10）。

【００１２】尚、上記実施の形態において、着火後、一
定時間Ｔ、噴霧量を着火後初期噴霧量に固定し、且つ送
風量を着火後初期送風量に固定する制御は、燃焼運転が
オン、オフ運転で行われるような燃焼制御の場合には、
一番最初に燃焼がオンされる場合のみに行われるような
ソフトウエアとすることができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明は以上の構成よりなり、請求項１
に記載の石油噴霧燃焼装置によれば、コントローラによ
る制御構成として、着火後の一定時間は、前記比例制御
を排除して、前記石油噴霧ノズルによる噴霧量を変化さ
せることなく予め定めた一定の着火後初期噴霧量に維持
して燃焼を行うと共に送風ファンによる送風量を前記着
火後初期噴霧量に対応する適正な送風量よりも一定割合
だけ低い着火後初期送風量にする構成としたので、燃焼
運転開始時に周囲温度や燃料温度が低温の状態であって
も、燃焼初期の火炎に対し、温度の低いことからくる燃
料の蒸発遅れや再液化、また空気密度が大きくなること
による空気過剰、急激な燃焼量及び空気量変化に伴う空
燃比のずれ、等を防止することができ、これにより火炎
の吹き消え、消炎を防止することができ、冬季における
燃焼運転の場合でもまた小能力での燃焼運転の場合で
も、安定した着火維持性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す石油噴霧燃焼装置の
全体概略構成図である。

【図２】コントローラによる燃焼運転の際の各部の動作
制御タイミングを示すタイミングチャートである。

【図３】コントローラによる燃焼運転の制御機構を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

２ 石油噴霧ノズル ６ 制御弁 11 送風ファン 13 点火器 14 炎検出器 18 コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送られてきた石油を噴霧して燃焼に供す
   る石油噴霧ノズルと、該石油噴霧ノズルからの噴霧量を
   制御する制御弁と、燃焼用の空気を供給する送風ファン
   と、点火器と、炎検出器と、前記制御弁と送風ファンを
   制御することで石油の噴霧量及び送風量を比例制御する
   コントローラとを少なくとも備えた石油噴霧燃焼装置で
   あって、前記コントローラによる制御構成として、着火
   後の一定時間は、前記比例制御を排除して、前記石油噴
   霧ノズルによる噴霧量を変化させることなく予め定めた
   一定の着火後初期噴霧量に維持して燃焼を行うと共に送
   風ファンによる送風量を前記着火後初期噴霧量に対応す
   る適正な送風量よりも一定割合だけ低い着火後初期送風
   量にする構成としたことを特徴とする石油噴霧燃焼装
   置。