JP2007187416A - Combustion burner - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、燃焼バーナに関するもので、穀物乾燥機等に利用することができる。 The present invention relates to a combustion burner and can be used for a grain dryer or the like.
穀物乾燥機において、燃料にイグナイタを放電させて点火して燃焼中の炎電流をフレームロッドにより検出して電圧値に変換し、電圧レベルが所定値以下になるか否かで着火あるいは非着火を判定するように構成し、燃料供給後の検出電圧値変化が予め設定する所定値以下に達したときに点火用イグナイタを一旦オフにし、フレームロッドの検出値に基づく変換電圧値がしきい値以下であるか否かを判定することにより、着火の有無を判定するものは公知である(特許文献1)。
前述のような着火判定装置であると、電圧値が所定値以下になるまでに時間を必要とし着火判定が遅くなり、燃焼開始時に不着火を繰り返した場合には、燃焼燃料がバーナに余分に吐出すことになるという不具合が生じる。また、余分に吐出された燃料をドレンを設けて取り除くように構成すると、コスト高となる不具合が発生していた。 In the case of the ignition determination device as described above, it takes time until the voltage value becomes a predetermined value or less, and the ignition determination becomes slow, and if non-ignition is repeated at the start of combustion, the combustion fuel is excessively added to the burner. There arises a problem of discharging. In addition, if it is configured to remove the excessively discharged fuel by providing a drain, there is a problem that the cost increases.
そこで、この発明は、着火判定を早くし、このような不具合を解消しようとするものである。 Accordingly, the present invention is intended to speed up the ignition determination and eliminate such problems.
請求項1の発明は、電磁ポンプ(46)からの供給燃料にイグナイタ(38)を放電させて燃焼する燃焼バーナにおいて、燃焼中の炎を検出すると電圧値が変換するフレームロッド(40)を設け、該フレームロッド(40)で検出した電圧値の高低により着火を判定するにあたり、燃焼開始前に検出した前記フレームロッド(40)の検出電圧値(D1a)よりも燃焼開始後に検出した電圧値(D2a,D2b,D2c)が燃焼開始後設定時間内に上昇すると着火判定手段(49)が着火と判定することを設けたことを特徴とする燃焼バーナとする。 According to the first aspect of the present invention, in the combustion burner that burns by discharging the igniter (38) to the fuel supplied from the electromagnetic pump (46), a flame rod (40) that converts the voltage value when detecting a flame during combustion is provided. In determining ignition based on the level of the voltage value detected by the frame rod (40), the voltage value (D1a) detected after the start of combustion is higher than the detected voltage value (D1a) of the frame rod (40) detected before the start of combustion. The combustion burner is characterized in that the ignition determination means (49) determines that the ignition is performed when D2a, D2b, D2c) rises within a set time after the start of combustion.
前記構成によると、電磁ポンプ(46)を駆動させて燃料を供給して、イグナイタ(38)を放電させると燃焼を開始する。フレームロッド(40)は燃焼開始前である検出第一段階(D1)ではイグナイタ(38)の電圧値(D1a)を約2秒の所定時間にわたり検出し、その後の燃焼を開始した検出第二段階(D2)において所定短時間(例えば約3秒)にわたり前記印加電流に基づく電圧値(D1a)よりも高い上昇電圧値(D2a,D2b,D2c)を検出すると、着火と判定する。 According to the above configuration, when the electromagnetic pump (46) is driven to supply fuel and the igniter (38) is discharged, combustion starts. In the detection first stage (D1) before the start of combustion, the flame rod (40) detects the voltage value (D1a) of the igniter (38) over a predetermined time of about 2 seconds and then starts the subsequent combustion. When a rise voltage value (D2a, D2b, D2c) higher than the voltage value (D1a) based on the applied current is detected for a predetermined short period of time (for example, about 3 seconds) in (D2), it is determined that ignition has occurred.
請求項1の発明は、バーナ(5)の着火直後の第二段階(D2)で着火判定をすることができ、迅速に着火判定をすることができる。そのため不着火判定時の余分の燃料吐出を防止することができる。 The invention of claim 1 can make an ignition determination in the second stage (D2) immediately after ignition of the burner (5), and can make an ignition determination quickly. Therefore, it is possible to prevent excessive fuel discharge at the time of non-ignition determination.
以下この発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
まず、図1及び図2に基づきこの発明を具備した穀物乾燥機の全体構成について説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the whole structure of the grain dryer provided with this invention is demonstrated based on FIG.1 and FIG.2.
1は穀物乾燥機の機枠で、この機枠1内には貯溜室2、乾燥室3及び集穀室4を上方から下方に順次配設している。乾燥室3にはバーナ5を有するバーナ胴に通じる熱風室6と吸引排気ファン7を有するファン胴に通じる排風室8との間に穀物流下通路9,9を形成し、各穀物流下通路9,9の下部に設ける繰出バルブ10,10の往復回転により穀物を所定量づつ繰り出し流下し、穀物に熱風を浴びせて乾燥するように構成している。
Reference numeral 1 denotes a machine frame of a grain dryer. In the machine frame 1, a
前記機枠1の外側には集穀室4の一側に集めた穀物を貯溜室2に揚穀還元する昇降機11を立設している。この昇降機11内には上下に軸架した駆動プーリ12a及び従動プーリ12bにバケットベルト13を巻き掛け、集穀室4の底部に設ける下部搬送装置14により乾燥穀物を一側に移送し、次いで昇降機11により揚穀移送するように構成している。この昇降機11で揚穀された穀物は、昇降機11の揚穀投げ口15から上部搬送装置16の始端側に供給し、更に上部搬送装置16により横送して貯溜室2の上部中央部に配設する回転拡散板18に送り、貯溜室2内に拡散落下させるように構成している。
On the outside of the machine frame 1, an elevator 11 is erected for returning the grains collected in one side of the
前記昇降機11、下部搬送装置14、上部搬送装置16から構成されている穀物循環系は、昇降機11の機枠上部に配設している昇降機モータ(図示省略)により駆動される。即ち、昇降機モータ(図示省略)の駆動プーリには2本の駆動ベルト(図示省略)を巻き掛け、一方の駆動ベルト(図示省略)により上部搬送装置16を駆動し、他方の駆動ベルト(図示省略)により、昇降機11の駆動プーリ12a、バケットベルト13及び従動プーリ12bを駆動している。
The grain circulation system composed of the elevator 11, the
また、昇降機11における上下中途部の壁面には、バケットベルト13の上昇行程と下降行程の左右間隔部内に取込み口(図示省略)を設けて、この取込み口(図示省略)の下方部位に水分計26を着脱自在に配設している。この水分計26は、例えば一対の電極ロール間でサンプル粒1粒づつを圧縮粉砕し、その抵抗値を電気的に処理して穀粒の水分値に換算する公知の構成である。
In addition, an intake port (not shown) is provided in the left and right interval portions of the ascending and descending strokes of the
次に、図3〜図6に基づきバーナ5について説明する。
前記バーナ5は気化型バーナであって、ケーシング27の正面側に燃焼筒28を設け、ケーシング27内にはバーナモータ29を設け、バーナモータ29の前方に突出するモータ軸30に逆円錐形状の拡散体31を取り付け、この拡散体31の周囲を覆うように気化筒32を設け、この気化筒32の開放側周縁部に微粒化燃料案内用のガイド板33を延長状に設けている。
Next, the
The
また、ケーシング27の下方にはファン34を配設し、ファン34から送風案内筒35を介してケーシング27内に燃焼用空気を送るように構成している。また、ケーシング27側から燃焼筒28の中心部に向けて第二送風筒35aを延出し、燃焼筒28の中心部前面には燃焼盤36を嵌合装着し、この燃焼盤36には複数のガス噴出孔36a,…を設けている。この燃焼筒28には正面視において外周側へ膨出する膨出部28aを形成し、この膨出部28aに一対の電極部からなる点火手段としてのイグナイタ38を設け、ノズル39から供給される灯油の微粒化燃料にイグナイタ38により着火する構成としている。40は燃焼炎の有無を検出するフレームロッドで、燃焼中の炎電流を検出し制御部に出力する構成である。
Further, a
前記送風案内筒35の上方に電磁ポンプ46を設け、電磁ポンプ46の駆動により燃料の灯油を気化バーナ5に供給し、イグナイタ38の放電により点火し着火燃焼する構成である。そして、熱風温度センサ47の検出熱風温度と設定熱風温度とを比較し、その差異により電磁ポンプ46のオンタイム駆動を変更制御して燃料供給量を調整し、検出熱風温度が所定の設定範囲になるように制御する構成である。
An
次に、図6に基づき制御ブロック構成について説明する。
バーナ胴45(図1に示す)の上方に制御部49を設けている。制御部49の入力側には、入力インターフェイスを介して操作盤50(図1に示す)に配設している張込スイッチ51、乾燥スイッチ52、排出スイッチ53、停止スイッチ54、穀物種類スイッチ55、仕上水分設定スイッチ56、張込量設定スイッチ57、乾燥時間増減スイッチ58、前記水分計26、フレームロッド40、熱風温度センサ47、外気温度センサ60を接続している。また、制御部49の出力側には、出力回路、駆動手段を介して昇降機モータ19、繰出バルブモータ62、電磁ポンプ46、バーナモータ29、ファン34駆動用のファンモータ63、イグナイタ38等を接続している。
Next, a control block configuration will be described with reference to FIG.
A control unit 49 is provided above the burner cylinder 45 (shown in FIG. 1). On the input side of the control unit 49, an extension switch 51, a drying switch 52, a discharge switch 53, a stop switch 54, and a grain type switch 55 disposed on the operation panel 50 (shown in FIG. 1) via an input interface. The finish moisture setting switch 56, the amount setting switch 57, the drying time increase / decrease switch 58, the
なお、バーナ駆動信号は電磁ポンプ46のON/OFF信号及び大小供給信号、バーナモータ29の回転数指令信号、ファンモータ63の回転数指令信号、イグナイタ38の通電信号等がある。また、前記制御部49は、予め設定記憶されている設定温度と熱風温度センサ47の検出熱風温度とを比較し、その差が小になるように周期的にオンされる電磁ポンプ46のオンタイム信号を長短に変更制御する。
The burner drive signal includes an ON / OFF signal and a large / small supply signal of the
次に、穀物乾燥機の作用について説明する。
張込ホッパから昇降機11を利用して貯溜室2に所定量の穀物を張り込む。次いで、穀物種類、乾燥仕上水分値等を設定し乾燥作業を開始する。貯溜室2内の穀物は乾燥室3を流下しながら熱風を浴び集穀室4に流下する。熱風により乾燥された穀類は下部搬送装置14で一側に移送され、次いで昇降機11により揚穀され、上部搬送装置16に引き継がれ再び貯溜室2に循環され、暫くの間調質作用を受ける。このような行程を繰り返しながら仕上水分値に到達すると、乾燥作業は終了する。
Next, the operation of the grain dryer will be described.
A predetermined amount of grain is put into the
前記乾燥作業にあたり、バーナ5は電磁ポンプ46からの供給燃料にイグナイタ38に通電し放電させて点火することにより燃焼が開始される。即ち、バーナモータ29の回転により気化筒32が回転し、ファンモータ63の回転によりファン34が回転し燃焼用空気が導入される。また、ノズル39からの燃料は高速回転している拡散体31に衝突しながら微粒化され、気化筒32の内周面にそって拡散流動しガイド体33により外周側に案内され、イグナイタ38により点火される。次いで、燃焼火炎による輻射熱で気化筒32の内周面を移行する微粒化燃料はガス化されて燃焼盤36の裏面に導かれ、ここから表面側に噴出し青火で燃焼する。
In the drying operation, the
次に、図7〜図12に基づきフレームロッド40の着火が消えたことの判定構成について説明する。
乾燥スイッチ52をオンして乾燥作業を開始すると、バーナモータ29及びファンモータ63をオンし、イグナイタ38をオンし、燃料供給用の電磁ポンプ46をオンし、乾燥作業が開始される。
Next, a configuration for determining that the ignition of the
When the drying switch 52 is turned on to start the drying operation, the
乾燥作業の開始時において、フレームロッド40の検出値から電圧値に変換すると、次のような技術的知見を得た。即ち、図8に示すように、電磁ポンプ46の駆動開始時からフレームロッド40により検出を開始すると、第一段階(D1)の約2秒間では燃焼開始前(非燃焼状態)におけるフレームロッドの印加電圧値(D1a)を検出し、第二段階(D2)の約3秒間では、前記電圧値(D1a)よりも上昇した上昇電圧値(D2a,D2b,D2c)を検出し、第三段階(D3)の燃焼継続状態では前記上昇電圧値(D2a,D2b,D2c)よりも下降した下降電圧値(D3a)を検出し、この下降検出電圧値(D3a)が燃焼状態の安定に従って順次下降し所定電圧値D4aで安定し第四段階(D4)の状態が継続するという技術的知見を得た。この発明の着火判定装置はこのような技術的知見に基づきなされたものである。
When the detected value of the
バーナの着火判定にあたり、前記第二段階(D2)における上昇電圧値(D2a,D2b,D2c)を検出した段階で、着火と判定する。即ち、燃焼開始前の第一段階(D1)の電圧値(D1a)よりも、第二段階(D2)における初期のイグナイタ38の放電の一部をフレームロッド40が検出して所定値上昇した上昇電圧値(D2a)を検出した段階、あるいは、上昇電圧値(D2b)の検出が所定時間(例えば2秒程度)継続した段階、あるいは、第二段階(D2)の終了時の上昇電圧値(D2b)から所定値下降した下降電流値(D2c)を検出した段階、あるいは、第二段階(D2)における初期の上昇電圧値(D2a)及び終了時の下降電圧値(D2c)を共に検出した段階で着火と判定する。
In determining the ignition of the burner, the ignition is determined at the stage where the increased voltage values (D2a, D2b, D2c) in the second stage (D2) are detected. That is, the
なお、前記第二段階(D2)では、イグナイタ38の放電の一部又は放電のノイズが着火した炎を導体としてフレームロッド40の検出電圧値が加算されるものと推測される。 従来装置にあっては、前記第三段階(D3)における下降電圧値(D3a)が安定し所定値D4aに下降した第四段階D4の段階で着火と判定していたので、着火判定が遅れて本実施の形態では燃焼開始から少なくとも約20秒程度要していた。従って、乾燥開始時に不着火を繰り返すと、燃焼燃料が余分に吐出し、仮に着火しても余分の燃料が後火し火災の危険性があったり、また、余分に吐出した燃料をドレンを設けて取り除くようにすると、コスト高となる不具合があった。
In the second stage (D2), it is presumed that the detected voltage value of the
しかし、前記のように着火初期の前記第二段階(D2)、即ち、燃焼開始から短時間(約5秒程度)で着火判定をすることができて、着火判定が迅速になり、所定時間内に着火判定がなされない場合には、電磁ポンプ46の駆動を停止することにより、燃料の余分の吐出を回避し、前記不具合を解消することができる。
However, as described above, the second stage (D2) in the early stage of ignition, that is, the ignition determination can be made in a short time (about 5 seconds) from the start of combustion, and the ignition determination becomes quick and within a predetermined time. If the ignition determination is not made, the drive of the
また、図9のようにして着火判定をしてもよい。即ち、前記第二段階(D2)の初期において、前記第一段階(D1)の非燃焼状態のフレームロッド40の電圧値(D1a)から上昇する上昇電圧値(D2a)を検出するにあたり、移動平均により平滑化し、所定傾斜以上の上昇曲線Mを得たとき、あるいは、第二段階(D2)の終期において下降電圧値(D2c)を移動平均により平滑化し、所定傾斜以上の下降曲線を得たときに、着火と判定する。
Further, the ignition determination may be performed as shown in FIG. That is, at the initial stage of the second stage (D2), when detecting the rising voltage value (D2a) rising from the voltage value (D1a) of the
このように複数の着火判定基準を設けることにより、ノイズ等による誤検出を防止し、正確な着火判定をすることができる。
また、図10に示すようにして着火判定をしてもよい。即ち、第二段階(D2)における上昇電圧値(D2b)の所定時間の移動平均により平均上昇電圧値(D2d)を算出し、この平均上昇電圧値(D2d)が前記第一段階(D1)のフレームロッド40の電圧値(D1a)から所定値N以上増加すると、着火と判定してもよい。このようにすることにより正確な着火判定をすることができる。
By providing a plurality of ignition determination criteria in this manner, erroneous detection due to noise or the like can be prevented and accurate ignition determination can be performed.
Further, the ignition determination may be performed as shown in FIG. That is, the average rising voltage value (D2d) is calculated by the moving average of the rising voltage value (D2b) in the second stage (D2) for a predetermined time, and the average rising voltage value (D2d) is calculated in the first stage (D1). When the voltage value (D1a) of the
次に、図11に基づきフレームロッド40による火が消えたことの判定について説明する。
フレームロッド40によりバーナ5の火が消えたことの判定をするにあたり、前記第二段階(D2)の上昇電圧値(D2a,D2b,D2c)を検出すると着火と判定し、その着火判定から所定時間(例えば3秒)経過すると、火が消えたことの判定を開始する。そして、フレームロッド40が第三段階(D3)の燃焼状態の下降電圧値(D3a)または第四段階(D4)の安定燃焼時を検出すると着火と判定し、着火判定後も着火が消えたことの判定時にはイグナイタ40に印加電流を供給し、フレームロッド40がイグナイタ38の前記印加電流値から変換した電圧値(D1a)を検出すると、火が消えたことのと判定する。このように構成することにより、火が消えたことの判定を迅速に行なうことができる。
Next, the determination that the flame by the
In determining that the flame of the
図8に示すように、第二段階(D2)の上昇電圧値(D2a,D2b,D2c)の検出時間は本実施の形態では約3秒程度であり、この時間帯が経過すると、第三段階(D3)の燃焼継続時の下降電圧値(D3a)検出段階に移行する。そして、第三段階(D3)の燃焼状態の下降電圧値(D3a)検出から非燃焼状態のイグナイタ38の放電の一部から変換した電圧値(D1)へ復帰すると火が消えたと判定する。この構成により火が消えたことの判定を迅速正確に行なうことができる。
As shown in FIG. 8, the detection time of the increased voltage values (D2a, D2b, D2c) in the second stage (D2) is about 3 seconds in the present embodiment, and when this time period elapses, the third stage The process proceeds to a step (D3) for detecting a voltage drop (D3a) when the combustion is continued. And if it returns to the voltage value (D1) converted from a part of discharge of the
また、前記の着火が消えたことの判定方法に予備的な着火が消えたことの判定方法を加えてもよい。この予備的着火が消えたことの判定方法は、例えば、所定電圧値(例えば3.3V)以下を着火と判定し、所定電圧値(例えば、3.6V)以上を火が消えたことのと判定するものである。このように、予備的着火が消えたことの判定方法を併用することにより、第三段階(D3)中に火が消えた場合にも着火が消えたことの判定をすることができ安全である。 Further, a method for determining that preliminary ignition has disappeared may be added to the method for determining that ignition has been extinguished. The method for determining that the preliminary ignition has been extinguished is, for example, that a predetermined voltage value (for example, 3.3 V) or less is determined to be ignited, and that the predetermined voltage value (for example, 3.6 V) or more has been extinguished. Judgment. In this way, by using the method for determining that the preliminary ignition has been extinguished, it is safe to determine that the ignition has been extinguished even if the fire has extinguished during the third stage (D3). .
また、次のように構成してもよい。フレームロッド40によりバーナ5の火が消えたことの判定をするにあたり、前記第二段階(D2)の上昇電圧値(D2a,D2b,D2c)を検出すると、着火と判定する。そして、着火判定後にイグナイタ38をOFFにし、フレームロッド40の検出値から変換した電圧値を検出し、当該電圧値下降による大きな電圧降下を検出できないときには、着火エラーによる火が消えたことのと判定する予備的方法を追加する。
Moreover, you may comprise as follows. In determining that the flame of the
このように予備的な火が消えたことの判定方法を追加することにより、一方の火が消えたことの判定方法ではノイズ等の原因で火が消えたことの判定ができない場合にも、他方の火が消えたことの判定方法により火が消えたことの判定をすることができ安全である。 In this way, by adding a method for determining that a fire has been extinguished, if the method for determining that one fire has been extinguished cannot determine that the fire has been extinguished due to noise or the like, It is safe to determine that the fire has been extinguished by the method for determining that the fire has extinguished.
次に、図12に基づき着火が消えたことの判定方法の他の実施例について説明する。
制御が開始されると、電磁ポンプ46のONから所定時間(例えば10秒)以内にフレームロッド40により非燃焼時の電圧値以上(例えば4.5V以上)を2回検出すると、着火と判定し、また、所定時間(例えば10秒)内に非燃焼時の電圧値以上(例えば4.5V以上)を2回検出しないときには、不着火と判定する(ステップS1)。
Next, another embodiment of the method for determining that the ignition has disappeared will be described with reference to FIG.
When the control is started, if the
次いで、前記着火判定から所定時間(例えば3秒)が経過すると火が消えたことの判定を開始し、第三段階(D3)で検出電圧値が非燃焼時の電圧値(例えば4.3〜4.5V)になると、火が消えたことのと判定し、また、前記非燃焼時の電圧値(例えば4.3〜4.5V)を検出しないと、着火と判定する(ステップS2)。次いで、電磁ポンプ46のONから所定時間(例えば30秒)以内に所定電圧値(例えば3.3V)以下を検出すると、着火と判定し、火が消えたことの判定方法2へ移行し、また、前記所定時間(例えば30秒)以内に前記所定電圧値(例えば3.3V)以下を検出しないと、火が消えたことのと判定する(ステップS3)。
Next, when a predetermined time (for example, 3 seconds) elapses from the ignition determination, the determination that the fire is extinguished is started, and in the third stage (D3), the detected voltage value is a voltage value at the time of non-combustion (for example, 4.3 to 3). 4.5V), it is determined that the fire has been extinguished, and if the voltage value during non-combustion (for example, 4.3 to 4.5V) is not detected, it is determined that ignition has occurred (step S2). Next, if a predetermined voltage value (for example, 3.3 V) or less is detected within a predetermined time (for example, 30 seconds) after the
なお、前記火が消えたことの判定方法2は、所定電圧値(例えば3.6V)以上を検出すると火が消えたことのと判定する。
前記判定方法とすることにより、燃焼初期の着火が消えたことの判定及び燃焼継続時の着失火判定を迅速に行なうことができる。
Note that in the
By using the above-described determination method, it is possible to quickly determine whether the ignition at the initial stage of combustion has disappeared and determine whether the ignition has been continued when the combustion is continued.
また、次のように構成してもよい。即ち、着火が消えたことの判定にあたり、バーナ5の燃焼中に所定時間(例えば1〜5分程度)毎にイグナイタ38を所定時間(例えば1〜2秒程度)にわたり電圧印加し、フレームロッド40により検出値から変換した電圧値が印加電流値を検出すれば着火と判定し、検出できなければ火が消えたことのと判定する。なお、前記印加電流値の基準値は所定時間における電圧値の上昇勾配により設定しておく。
Moreover, you may comprise as follows. That is, in determining that the ignition has been extinguished, a voltage is applied to the
また、火が消えた場合には、表示部(図示省略)に「バーナ5の燃料盤36の清掃」を促す表示をしてもよい。
乾燥作業中にフレームロッド40にバーナ5の燃焼盤36又は気化筒32が接触し、何らかの事情で火が消えたことのすると、燃焼していないのに燃料だけ吐出するという不具合が発生する。しかし、前記構成とすることにより、フレームロッド40にバーナ5の燃焼盤36又は気化筒32が接触している場合には、前記印加電流値を検出しないので火が消えたことのと判定することができ、前記不具合を解消することができる。
Further, when the fire is extinguished, a display for prompting “cleaning the
If the
5 バーナ
38 イグナイタ
40 フレームロッド
46 電磁ポンプ
49 着火判定手段(制御部)
49 火が消えたことの判定手段(制御部)
5
49 Judgment means (control part) that fire has gone out
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