JP2003106520A - 燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポット式バーナーのバーナー底に堆積したタ
ールを電気を使用しないで除去することにより、経済的
でかつ、メンテナンスの頻度の少ない使い勝手の良いも
のにする。 【解決手段】 制御部２３にポットバーナー１の燃焼量
によってあらかじめ設定された単位時間当たりの燃料供
給量とこの燃料供給量での燃焼時間との積算により、燃
料使用量を算出する燃料使用量演算部１５を設け、この
燃料使用量演算部１５で算出した燃料使用量があらかじ
め設定された値になった時に、一定時間あらかじめ設定
された通常運転時の空燃比の維持を解除し、強制的にポ
ットバーナー１へ供給する燃料を最小供給量とするよう
燃料供給装置８を制御し、かつポットバーナー１への燃
焼空気量を前記最小供給量の燃料に対して前記整流体３
の下方のみで燃焼を完了させることができる供給量に送
風機９を制御し、前記一定時間が経過した後はあらかじ
め設定された通常運転時の空燃比に戻して燃焼を継続す
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、石油を燃料とする
ポット式バーナーを用いた燃焼制御装置に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】ポット式バーナーはポット状のバーナー
底に燃料を溜めて燃焼させる方式であるため、燃料が溜
まっている部分の温度が低く、蒸留点の高い成分が反応
しきれないでタールとして残る。特に不良灯油、変質灯
油、重質の燃料を長時間連続して燃焼させるとバーナー
底にタールが堆積するようになり、この堆積したタール
は溜まった燃料の上方を覆うように増えていく。そし
て、このような状態になると、燃料の蒸発がタールによ
って阻害されるようになり、燃焼量が減少していき、こ
の燃焼量の減少に伴い、発熱量も減少し、バーナー全体
の温度が低下し、更に燃料の蒸発量が低下する。しか
し、この状態においても燃焼空気量が変わらないため、
空気過多の状態となり、燃焼不良を起こすようになる。 【０００３】また、バーナー底へのタールの堆積によ
り、バーナー底で燃料が広範囲に広がるのが妨げられる
ようになり、限定された狭い範囲でしか燃料の蒸発が行
われなくなるので、バーナー内の燃焼ガスの濃度に偏り
が生じ、バーナー上方の周方向での炎のバランスが崩れ
てくる。そして、燃焼ガス濃度の濃い部分では立炎する
ようになるが、上方に伸びた炎により燃焼部の一部が異
常に過熱して機器の寿命を縮める原因にもなる。 【０００４】また、その他の弊害としては、先に述べた
粗悪な燃料により、バーナー底へのタールの堆積が極端
に多くなると、極寒(−２０℃以下)の地域では上方のタ
ールによって燃料が蒸発しなくなるばかりでなく、バー
ナー内に供給された低温の空気とバーナー底に溜まった
燃料によりバーナー底の温度が低下し、更に燃料の蒸発
が阻害されていく。そして、最終的には燃料の蒸発量の
低下と燃焼量の低下の相乗効果、低温の空気によるバー
ナーの冷却効果により、バーナー底に多量の燃料が溜ま
り、最悪の場合にはバーナーの側壁に設けた燃焼用空気
の供給用小孔から燃料が漏れる事態となる。 【０００５】従来のポット式バーナーでは上述した不具
合が起きるのを防ぐために、バーナー底に温度を検出す
る装置を取り付け、バーナー底の温度が定常時より低く
なった時にバーナーの下方に設けた点火用ヒーターへの
通電を行い、燃料の蒸発を促進させると共に、バーナー
底に堆積したタールを熱分解して除去させるようにして
いた。(例えば実用新案登録第２５７００８９号) 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかし、点火ヒーター
によりバーナー底に溜まった燃料の蒸発を促進させた
り、タールを熱分解させるためには、２００Ｗ〜３００
Ｗ程度の消費電力のヒーターが必要であり、電気代の事
を考慮すると不経済である。 【０００７】また、点火ヒーター自体の価格も高価なも
のであるため、製造コストアップの要因にもなってい
た。 【０００８】さらに、点火時においても、本来であれ
ば、１００Ｗ以下の点火ヒーターで性能上は充分である
のに対し、タールの熱分解を行うために２００Ｗ〜３０
０Ｗのヒーターを使用しなければならず、無駄な電気を
使用する事になり、同様に不経済であった。 【０００９】さらに、その他の問題点として燃焼中に点
火ヒーターの通電を行うため、点火ヒーターの温度が高
くなり、寿命を短くする要因にもなっていた。 【００１０】本発明は上記問題点を解消しようとするも
のである。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明は、周側壁に多数
の小孔を設けたポットバーナーと、このポットバーナー
内の上部に設置した略円盤状の整流体と、ポットバーナ
ーの底部に設けた点火用ヒーターと、ポットバーナー内
に燃料を供給する燃料供給装置と、前記小孔を通してポ
ットバーナーに燃焼用空気を供給する送風機と、前記燃
料供給装置と送風機等を制御する制御部とを有する燃焼
器において、前記制御部にポットバーナーの燃焼量によ
ってあらかじめ設定された単位時間当たりの燃料供給量
と、この燃料供給量での燃焼時間との積算により燃料使
用量を算出する燃料使用量演算部を設け、この燃料使用
量演算部で算出した燃料使用量があらかじめ設定された
値になった時に一定時間あらかじめ設定された通常運転
時の空燃比の維持を解除し、強制的にポットバーナーへ
供給する燃料を最小供給量とするよう燃料供給装置を制
御し、かつポットバーナーへの燃焼空気量を前記最小供
給量の燃料に対して前記整流体の下方のみで燃焼を完了
させることができる供給量に送風機を制御し、前記一定
時間が経過した後はあらかじめ設定された通常運転時の
空燃比に戻して燃焼を継続するようにしたものである。 【００１２】上記の構成によって、燃料使用量が一定に
達した時点で自動的に燃料を減少させた状態で一次の領
域で燃焼を完了させるため、バーナー底の温度が燃焼熱
により高温になり、バーナー底に堆積しているタールを
熱分解する事が出来る。 【００１３】また、従来のように無駄な電気を使用する
ことなくタールの除去が可能となるとともに、点火ヒー
ターの消費電力も小さくすることが出来、バーナー底に
温度検出装置を取り付ける必要もないので製造コストを
削減することが出来る。 【００１４】 【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図１から
図４によって説明する。 【００１５】ポットバーナー１の周側壁の下部と上部に
は燃焼用空気を供給するための小孔５、２が設けてあ
る。 【００１６】ポットバーナー１の下方外部には送風路１
０が接続されており、送風路１０は送風機９に接続され
ている。燃焼用空気はこの送風機９、送風路１０を介し
て小孔５、２からポットバーナー１内へ供給される。 【００１７】ポットバーナー１の下方内部には送油管７
が取り付けられており、送油管７は燃料供給装置８に接
続されている。従って、ポットバーナー１で燃焼させる
燃料は燃料供給装置８から送油管７へ送られ、バーナー
ポット１内に供給される。 【００１８】ポットバーナー１の下方内部には送油管７
の他にポットバーナー１内へ供給される燃料を点火させ
るための点火ヒーター６が取り付けられている。 【００１９】ポットバーナー１内に供給された燃料は、
この点火ヒーター６の熱により気化し、小孔５から供給
された空気と反応し、着火する。着火した後は気化した
燃料と小孔５から供給された空気とが混合し、上方に向
かって反応を促進しながら移動していく。 【００２０】ポットバーナー１の上方内部には保持板４
と整流リング１１で保持された略円盤状の整流板３が取
り付けられている。この整流板３はポットバーナー１の
下方から上方に向かって流れてきた未燃ガスをそのまま
抜け出さないようにする目的を持っており、下方から上
がってきた未燃ガスは整流板３とバーナーポット１の内
壁との間に形成された空間を通過する際にポットバーナ
ー１の上方に設けた小孔２から供給された空気と反応し
て小孔２で青炎が形成され、燃焼が完了する。 【００２１】この燃焼過程、炎の形成状態からこのポッ
トバーナー１は整流板３の下方が一次領域となり、整流
板３の側面から上方が二次領域となる。また、燃料の気
化部と燃焼部が一体の構造となっており、常に気化と燃
焼が同時に継続して行われる。このためポットバーナー
１の底部には常に燃料が溜まった状態となっているがそ
れは微量である。 【００２２】制御部２３には空燃比指示部１７があり、
ポットバーナー１への燃料供給量と燃焼用空気の送風量
を指示する。通常運転時は図４に示すように、それぞれ
の燃焼量によってあらかじめ決められている単位時間当
たりの燃料供給量と送風量で運転をするよう指示する。
例えば、燃焼量が３の時の空燃比は燃料供給量はＡ３と
なり、送風量はＢ３となる。尚、燃焼量の大きさの関係
は４＞３＞２＞１＞Ｓなっている。 【００２３】空燃比指示部１７で決定した単位時間当た
りの燃料供給量のデータは燃料供給量指示部１３へ転送
され、燃料供給量指示部１３はそのデータに従い、燃料
供給量制御装置１４へ必要とする燃料が燃料供給装置８
から供給されるよう通電制御のデータを転送する。これ
により、燃料供給装置８は燃焼量に応じた燃料をポット
バーナー１へ供給する。 【００２４】一方、燃焼用空気送風量も同様に空燃比指
示部１７で決定した送風量のデータを送風量指示部２１
へ転送し、送風機制御装置２２へ必要とする送風量が送
風機９から供給されるよう通電制御のデータを転送す
る。これにより、送風機９は燃焼量に応じた燃焼用空気
をポットバーナー１へ供給する。 【００２５】燃料供給時間計測部１２は、燃料供給装置
８から燃料を供給した時間を計測するものであり、計測
したデータは燃料使用量演算部１５へ転送される。燃料
使用量演算部１５は燃料供給量指示部１３の単位時間当
たりの燃料供給量のデータと燃料供給時間計測部１２の
燃料供給時間のデータとの積算により、燃料使用量を算
出する。例えば燃焼量４で時間Ｔ１、燃焼量２で時間Ｔ
２で燃焼した時の燃料使用量Ｌは次式で算出される。Ｌ
＝Ａ４×Ｔ１＋Ａ２×Ｔ２この燃料使用量演算部１５で
算出された燃料使用量Ｌは、基準燃料使用量判定部１６
で基準燃料使用量Ｌ０との比較を行う。尚、基準燃料使
用量Ｌ０はタールの発生量が燃料の蒸発に影響が生じ始
める量に設定されているが、この基準量は製造者が不揮
発メモリーを使用して任意に設定できる。 【００２６】図３に示すように燃料使用量Ｌが基準燃料
使用量Ｌ０より少ない時はタールが堆積していないと判
定し、通常運転時の空燃比で燃焼を継続する。時間が経
過して燃料使用量Ｌが基準燃料使用量Ｌ０を超えた時は
ポットバーナー１の底にタールが堆積していると判定
し、通常運転時の空燃比で燃焼するのを強制的に解除
し、図４に示すように単位時間当たりの燃料供給量を最
小のＡＳとし、送風量はＢＳとなるよう制御する。この
時、同時に燃料使用量Ｌのデータは０にしておき、また
タイマーＡ１８をスタートさせる。送風量ＢＳは燃料供
給量ＡＳの燃料が整流板３の下方、すなわち一次領域の
みで完全に燃焼を完了させる事ができる多量の空気量に
設定されている。 【００２７】一次領域のみで燃焼を完了させるようにす
ると、整流板３の下方で炎が形成されるため、その際に
発生する燃焼熱によりポットバーナー１の底の温度が上
昇し、底に堆積したタールを熱分解して除去する。この
燃焼はタイマーＡ計測部１９で計測した時間があらかじ
め決められた時間Ｔ０になるまで継続する。時間Ｔ０は
ポットバーナー１の底に堆積したタールが完全に除去で
きる時間が設定してあるが、基準燃料使用量Ｌ０と同様
に製造者が不揮発メモリーを使用して任意に設定でき
る。タイマーＡ計測部１９で計測した時間が時間Ｔ０を
超えると通常の空燃比で運転するよう空燃比指示部１７
から指示が出され、通常運転に戻る。この時、同時にタ
イマーＡをリセットして０にしておく。その後は、再
度、燃料使用量Ｌが基準燃料使用量Ｌ０を超えるまで通
常運転の空燃比で運転し、基準燃料使用量Ｌ０を超える
と自動的にタールを除去する燃焼に切り換わる。 【００２８】このように定期的にタールを除去する燃焼
を行う事により、ポットバーナー１での燃焼を安定させ
る事が出来る。 【００２９】 【発明の効果】以上、述べたように本発明のポット式バ
ーナーを用いた燃焼制御装置は、従来のように電気を使
用しないでタールの除去が定期的に自動で行われるの
で、非常に経済的であり、メンテナンスの頻度も減り、
使い勝手が良い。 【００３０】また、消費電力の大きい点火ヒーター、温
度検出装置も採用しなくても済むので、製造コストを下
げる事が出来る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例を示す燃焼制御装置の縦断面
図である。 【図２】本発明の一実施例を示す燃焼制御装置のシステ
ムブロック図である。 【図３】本発明の一実施例を示す燃焼制御装置の動作フ
ローチャートである。 【図４】本発明の一実施例を示す空燃比関係図である。 【符号の説明】 １ ポットバーナー ２ 小孔 ３ 整流体 ５ 小孔 ６ 点火ヒーター ７ 送油管 ８ 燃料供給装置 ９ 送風機

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 周側壁に多数の小孔（５）（２）を設け
   たポットバーナー（１）と、このポットバーナー（１）
   内の上部に設置した略円盤状の整流体（３）と、ポット
   バーナー（１）の底部に設けた点火用ヒーター（６）
   と、ポットバーナー（１）内に燃料を供給する燃料供給
   装置（８）と、前記小孔（２）を通してポットバーナー
   （１）に燃焼用空気を供給する送風機（９）と、前記燃
   料供給装置（８）と送風機（９）等を制御する制御部
   （２３）とを有する燃焼器において、前記制御部（２
   ３）にポットバーナー（１）の燃焼量によってあらかじ
   め設定された単位時間当たりの燃料供給量と、この燃料
   供給量での燃焼時間との積算により燃料使用量を算出す
   る燃料使用量演算部（１５）を設け、この燃料使用量演
   算部（１５）で算出した燃料使用量があらかじめ設定さ
   れた値になった時に、一定時間あらかじめ設定された通
   常運転時の空燃比の維持を解除し、強制的にポットバー
   ナー（１）へ供給する燃料を最小供給量とするよう燃料
   供給装置（８）を制御し、かつポットバーナー（１）へ
   の燃焼空気量を前記最小供給量の燃料に対して前記整流
   体（３）の下方のみで燃焼を完了させることができる供
   給量に送風機（９）を制御し、前記一定時間が経過した
   後はあらかじめ設定された通常運転時の空燃比に戻して
   燃焼を継続するようにしたことを特徴とする燃焼制御装
   置。