JP3649809B2 - 石油ボイラ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油給湯機、石油温水暖房熱源機等の石油ボイラに関し、特に、石油ボイラの安全装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の石油ボイラにおいて、例えば、特開平4−270861号公報に開示されているように、送風機と、この送風機により燃焼空気が供給されるガンタイプ石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、水室、燃焼室、及びこの燃焼室に連なる複数本の煙管を有し、前記石油バーナの燃焼により水室内の水、或るいは温水暖房用循環水を加熱する熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えたものが知られている。そして、この石油ボイラを屋内に設置して、給排気筒を使用して石油バーナの給排気を屋外で行う場合や、屋外に設置して石油バーナの給排気を屋外で行う場合、積雪等による凍結が原因で給気通路が塞がれると、給気不足により石油バーナの燃焼状態が悪化してススが発生し、そのススが熱交換器の煙管に付着して詰まることがある。その場合、給気通路の凍結解除後であっても、煙管へのススの付着による排気抵抗の増大が原因で石油バーナの不良燃焼が継続し、排気管等の排気部が最悪で約600℃の異常高温となって赤熱する心配があった。
【0003】
そこで、発明者らは、熱交換器からの燃焼排ガスが通過する消音装置の外表面にバイメタルサーモ等の温度検出器を取り付け、この温度検出器により消音装置の外表面温度が所定温度以上に上昇したときに、強制消火手段を働かせて石油バーナの燃焼を停止させることを試みたが、消音装置の内面にはセラミックファイバーやグラスファイバー等にて作られた吸音材が付設されているため、この吸音材が断熱材となり、温度検出器の応答性が悪いばかりでなく、消音装置の外表面温度は、通常燃焼時と異常燃焼時との差が少ないため、強制消火手段を作動させるための温度検出器の温度設定が難しい等の問題があった。
【0004】
本発明は上述の実情に鑑みてなされたものであり、石油バーナの異常燃焼に伴って排気部が異常高温となるのを未然に防止しつつ、異常燃焼に対して温度検出手段の応答性を高めることができるようにすることを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の本発明では、送風機と、この送風機により燃焼空気が供給される石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、石油バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えた石油ボイラにおいて、前記消音装置の内部温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された消音装置の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記石油バーナの燃焼を停止させる異常時消火手段とを備えた構成である。
【0006】
請求項2に記載の本発明では、送風機と、この送風機により燃焼空気が供給される石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、石油バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えた石油ボイラにおいて、前記消音装置の内部温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された消音装置の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記送風機をアフターパージさせずに燃料供給手段の作動を止めて石油バーナの燃焼を停止させる異常時消火手段とを備えた構成である。
【0007】
請求項3に記載の本発明では、送風機と、この送風機により燃焼空気が供給される石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、石油バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えた石油ボイラにおいて、前記消音装置の内部温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された消音装置の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記石油バーナの燃焼を停止させる異常時消火手段と、この異常時消火手段により燃焼が停止した旨を報知する報知手段とを備えた構成である。
【0008】
請求項4に記載の本発明では、送風機と、この送風機により燃焼空気が供給される石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、石油バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えた石油ボイラにおいて、前記消音装置の内部温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された消音装置の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記石油バーナの燃焼を停止させる異常時消火手段とを備え、前記温度検出手段は、先端部が消音装置の内部に挿入された伝熱棒と、この伝熱棒の他端部に設けられた温度検出器とにて構成されている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態例について図1ないし図5に基づき説明する。図1は、本発明を適用した石油ボイラの一例を示す石油温水暖房熱源機の内部構成図であり、1は石油温水暖房熱源機であり、この石油温水暖房熱源機1は、着脱可能な天板2Aを設けた箱体状の外装ケース2を有し、この外装ケース2内には、ガンタイプ石油バーナ3、この石油バーナ3に石油燃料を供給する燃料ポンプ4(燃料供給手段)、石油バーナ3に燃焼空気を供給する送風機5、石油バーナ3の燃焼により加熱される缶体6(熱交換器)、この缶体6の上部に連設された消音装置7、及び循環ポンプ8等が収容されている。
【0010】
前記缶体6は、水室9、燃焼室10、及びこの燃焼室10に連なり、かつ、前記水室9の上部を貫通した複数本の煙管11、11を有し、前記水室9で温度上昇した暖房用の循環水は、前記循環ポンプ8の作動により、水室9の上部に設けられた往き口12から送り出されて床暖房放熱器等の放熱器(図示せず)に供給され、この放熱器で放熱後、前記水室9の下部に設けられた戻り口13から水室9に戻される。また、前記缶体6には、水室9内の循環水の温度を検出するための温水温度検出器6Sが取り付けられている。
【0011】
前記送風機5には、それの吸い込み口部分に給気ダクト14の下端部が接続され、この給気ダクト14の上端部には、図5に示すように、給気管15の一端部が接続され、さらに、この給気管15の他端部は、家屋の壁アを貫通して先端給排気部16Aを屋外に臨ませた給排気筒16の室内側の接続部16Bに接続されている。
【0012】
前記消音装置7は、缶体6に着脱可能に接続されており、金属板製で円筒状の外筒17と、前記外筒17の上面開口部を覆い、かつ、略中央部に排ガス出口筒18が設けられた着脱可能な天蓋19と、前記外筒17内の中間位置に配置され、かつ、中央部に燃焼排ガスの通過口筒20が設けられた絞り板21と、外筒17の内周面に沿うように前記絞り板21の外周部の上下にそれぞれ配置された円筒状の複数の吸音材22、23とから構成されている。前記吸音材22、23は、それぞれ筒状に形成されたグラスファイバーの成形品が用いられいる。また、前記絞り板21の上下両面には、前記通過口筒20と所定の間隔を存して第1及び第2の邪魔板24、25が装着されている。
【0013】
また、前記天蓋19の排ガス出口筒18には、図5に示すように、接続筒26を介して排気管27の一端部が接続され、この排気管27の他端部は前記給排気筒16の室内側の接続部16Bに接続されている。
【0014】
28は、前記消音装置7の外筒17を貫通して先端部28Aが消音装置7の中心部近くに挿入された長さが約90mmの伝熱棒であり、この伝熱棒28は銅棒が使用されるとともに、その表面にはニッケルメッキ処理が施されている。また、消音装置7の外筒17の外部に位置する伝熱棒28の基部28Bには、約180℃でオフするバイメタルサーモにてなる排ガス温度検出器29が熱伝導関係に取り付けられており、この排ガス温度検出器29と前記伝熱棒28とで、前記消音装置7の内部温度、即ち、消音装置7の内部を通過する燃焼排ガス温度を検出する温度検出装置30(温度検出手段)を構成している。31は伝熱棒28の外周に設けられたパッキンである。
【0015】
32は、前記外装ケース2の前面上部に設けられた表示部兼用の操作部であり、この操作部32は、図4に示すように、操作パネル33上に、リセットスイッチを兼ねた電源スイッチ34と、循環ポンプ8の試運転スイッチ35と、電源が投入状態であるときに点灯する電源ランプ36と、石油バーナ3が燃焼状態であるとき点灯する燃焼ランプ37と、複数の7セグメントにて構成されたデシダル表示器38とが設けられている。
【0016】
39は、前記石油バーナ3の燃焼制御、循環ポンプ8の運転制御等を行う制御装置であり、この制御装置39はマイコン40を備え、このマイコン40の入力側には、前記温水温度検出器6S、炎検出器41、対震自動消火装置42、電源スイッチ34、試運転スイッチ35、及び排ガス温度検出器29等が接続され、一方、出力側には、石油バーナ3に点火する点火器43、送風機5、燃料ポンプ4、循環ポンプ8、燃焼ランプ37、電源ランプ36、及びデシダル表示器38等が接続されている。また、前記マイコン40は、排ガス温度検出器29のオフ信号がマイコン40に入力されたときに、前記送風機5への通電を瞬時に停止し、送風機5をアフターパージさせずに燃料ポンプ4の作動を停止して石油バーナ3の燃焼を緊急停止させる異常時消火手段43を内蔵している。
【0017】
次に、石油温水暖房熱源機1の動作について説明する。まず、電源スイッチ34をオンすると、電源ランプ36が点灯するとともに、循環ポンプ8が運転を開始する。ここで、温水温度検出器6Sによる検出温度が所定温度(例えば。約60℃)以下の場合、送風機5が作動し、この送風機5の作動により、燃焼空気としての屋外空気が、給排気筒16、給気管15、給気ダクト14を介して送風機5に吸引され、石油バーナ3に供給される。そして、この送風機5のプレパージ時間経過後に、点火器43が火花放電を開始し、燃料ポンプ4が作動して石油バーナ3の燃焼が開始される。この石油バーナ3の燃焼開始により、水室9内の循環水が温度上昇し、この温度上昇した循環水は、循環ポンプ8の運転によって往き口12から送り出されて床暖房放熱器等の放熱器(図示せず)に供給され、この放熱器で放熱後、前記戻り口13から水室9に戻される。
【0018】
一方、石油バーナ3の燃焼排ガスは、燃焼室10から煙管11、11を通って消音装置7内に流入し、この消音装置7内を通過する際に、伝熱棒28を温度上昇させるとともに、燃焼音等が吸音材22、23にて吸音され、そして、消音装置7内を通過した燃焼排ガスは、排ガス出口筒18、接続筒26、及び排気管27を介して、給排気筒16から屋外に排出される。
【0019】
ここで、温水温度検出器6Sによる検出温度が所定温度以上になったり、電源スイッチ34をオフしたり、対震自動消火装置42が作動すると、燃料ポンプ4の作動が停止され、石油バーナ3が燃焼を停止するが、これらの消火時には、送風機5はアフターパージ時間の経過後に通電が停止される。
【0020】
また、前記伝熱棒28の基部28Bの温度が約180℃以上になって、排ガス温度検出器29がオフすると、この排ガス温度検出器29のオフ信号がマイコン40に入力され、このマイコン40に内蔵された異常時消火手段43が、前記送風機5への通電を瞬時に停止し、送風機5をアフターパージさせずに燃料ポンプ4の作動を停止して石油バーナ3の燃焼を緊急停止させ、この時、デシダル表示器38は、図4に示すように、エラー表示の記号である「E7」を表示して、石油バーナ3が異常時消火手段43の作動により、燃焼を停止した旨を報知する。
【0021】
また、前記デシダル表示器38は、「11」の表示で通常状態、「00」の点滅表示で循環ポンプ8の試運転状態、「E1」の表示で不着火、「E2」の表示で途中消火、「E4」の表示で対震自動消火装置42の作動を報知する。
【0022】
本実施形態例によれば、石油温水暖房熱源機1は、送風機5と、この送風機5により燃焼空気が供給されるガンタイプ石油バーナ3と、この石油バーナ3に石油燃料を供給する燃料ポンプ4と、石油バーナ3の燃焼により水室6内の循環水が加熱される缶体6と、この缶体6の上部に着脱可能に着脱可能に接続された消音装置7と、この消音装置7内を通過した燃焼排ガスを排出する排ガス出口筒18、接続筒26、排気管27等を備えている。そして、前記消音装置7の内部温度を検出する伝熱棒28及び排ガス温度検出器29にてなる温度検出装置30と、この温度検出装置30にて検出された消音装置7の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記石油バーナ3の燃焼を停止させる異常時消火手段43とを備えた構成としているので、例えば、缶体6の煙管11、11にススが付着することにより、缶体6の排気抵抗が増して石油バーナ3が異常燃焼した場合には、消音装置7の内部温度の異常上昇を温度検出装置30で検出して、異常時消火手段43によって石油バーナ3の燃焼を緊急停止させることができる。そのため、石油バーナ3の異常燃焼に伴って排ガス出口筒18、接続筒26、排気管27等の排気部が異常高温となるのを未然に防止でき、しかも、温度検出装置30は、消音装置7の外表面温度でなく、内部温度を検出できるので、石油バーナ3の異常燃焼に対して応答性を高めることができ、安全性が一層向上する。
【0023】
また、前記マイコン40に内蔵された異常時消火手段43は、排ガス温度検出器29のオフ信号がマイコン40に入力されたときに、前記送風機5への通電を瞬時に停止し、送風機5をアフターパージさせずに燃料ポンプ4の作動を停止して石油バーナ3の燃焼を緊急停止させるので、この異常時消火手段43による石油バーナ3の燃焼停止時には、前記消音装置7内への新鮮空気の供給を極めて少なくでき、消音装置7内における発火を未然に防止できる。即ち、消音装置7の内部には、石油燃料が浸透しやすいグラスファイバーで作られた吸音材22、23が収容されており、この吸音材22、23には、点火時に燃焼しきれない石油燃料や、燃焼室10の底部に飛散された石油燃料が蒸発してその後に液化した石油燃料等が含浸されるが、この吸音材22、23に含浸された石油燃料は、石油バーナ3の通常燃焼時には酸素の少ない燃焼排ガスとの接触のため、発火することはない。しかし、消音装置7の内部温度が通常燃焼時よりも高温となると、吸音材22、23された石油燃料は、送風機5のアフターパージにより供給される酸素の多い新鮮空気に触れて発火し、石油バーナ3の燃焼が停止したにも係わらず、消音装置7の内部で発火状態になる危険がある。このような消音装置7内部の発火現象は、送風機5をアフターパージさせずに石油バーナ3の燃焼を緊急停止させることで回避することができた。
【0024】
また、異常時消火手段43によって石油バーナ3の燃焼を緊急停止させたときには、その旨をデジタル表示器38に「E7」を表示して、石油バーナ3が異常時消火手段43の作動により、燃焼を停止した旨を報知する構成としているので、缶体6内部へのススの付着で石油バーナ3が異常燃焼をしたことが、一目瞭然で確認できる。
【0025】
また、前記温度検出装置30は、先端部28Aが消音装置7の内部に挿入された伝熱棒28と、この伝熱棒28の基部28Bに熱伝導関係に取り付けられた排ガス温度検出器29とで構成されているので、石油バーナ3の異常燃焼に対して応答性を高めつつ、消音装置7の内部温度を簡単な構成で、かつ、確実に検出することができる。
【0026】
【発明の効果】
請求項1に記載の石油ボイラにおいては、送風機と、この送風機により燃焼空気が供給される石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、石油バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えた石油ボイラにおいて、前記消音装置の内部温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された消音装置の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記石油バーナの燃焼を停止させる異常時消火手段とを備えた構成であるから、熱交換器内部へのススの付着等が原因で石油バーナが異常燃焼した場合には、消音装置の内部温度の異常上昇を温度検出手段で検出して、異常時消火手段により石油バーナの燃焼を停止させることが可能となり、排気部が異常高温となるのを未然に防止できるばかりでなく、温度検出手段により消音装置の内部温度を検出できるため、石油バーナの異常燃焼に対する応答性が高められ、安全性を一層向上させることができる。
【0027】
請求項2に記載の石油ボイラにおいては、送風機と、この送風機により燃焼空気が供給される石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、石油バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えた石油ボイラにおいて、前記消音装置の内部温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された消音装置の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記送風機をアフターパージさせずに燃料供給手段の作動を止めて石油バーナの燃焼を停止させる異常時消火手段とを備えた構成であるから、請求項1の作用効果に加えて、異常時消火手段による石油バーナの燃焼停止時には、消音装置内部への新鮮空気の供給が極めて少なくなり、消音装置内部での発火による危険を回避できる。
【0028】
請求項3に記載の石油ボイラにおいては、送風機と、この送風機により燃焼空気が供給される石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、石油バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えた石油ボイラにおいて、前記消音装置の内部温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された消音装置の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記石油バーナの燃焼を停止させる異常時消火手段と、この異常時消火手段により燃焼が停止した旨を報知する報知手段とを備えた構成であるから、請求項1の作用効果に加えて、缶体内部へのススの付着で石油バーナが異常燃焼したことを、明確に知らせることができる。
【0029】
請求項4に記載の石油ボイラにおいては、送風機と、この送風機により燃焼空気が供給される石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、石油バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えた石油ボイラにおいて、前記消音装置の内部温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された消音装置の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記石油バーナの燃焼を停止させる異常時消火手段とを備え、前記温度検出手段は、先端部が消音装置の内部に挿入された伝熱棒と、この伝熱棒の他端部に設けられた温度検出器とにて構成されているので、請求項1の作用効果に加えて、消音装置の内部温度を簡単な構成で、かつ、確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した石油ボイラの一実施形態例を示す石油温水暖房熱源機の内部構成図である。
【図2】同じく要部拡大断面図である。
【図3】同じく制御装置のブロック図である。
【図4】同じく操作部の正面図である。
【図5】同じく石油温水暖房熱源機の設置状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 石油温水暖房熱源機
3 ガンタイプ石油バーナ(石油バーナ)
4 燃料ポンプ(燃料供給手段)
5 送風機
6 缶体(熱交換器)
7 消音装置
18 排ガス出口筒(排気部)
28 伝熱棒
29 排ガス温度検出器(温度検出器)
30 温度検出装置(温度検出手段)
38 デジタル表示器(報知手段)
43 異常時消火手段

Claims (4)

  1. 送風機と、この送風機により燃焼空気が供給される石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、石油バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えた石油ボイラにおいて、前記消音装置の内部温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された消音装置の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記石油バーナの燃焼を停止させる異常時消火手段とを備えたことを特徴とする石油ボイラ。
  2. 送風機と、この送風機により燃焼空気が供給される石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、石油バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えた石油ボイラにおいて、前記消音装置の内部温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された消音装置の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記送風機をアフターパージさせずに燃料供給手段の作動を止めて石油バーナの燃焼を停止させる異常時消火手段とを備たことを特徴とする石油ボイラ。
  3. 送風機と、この送風機により燃焼空気が供給される石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、石油バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えた石油ボイラにおいて、前記消音装置の内部温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された消音装置の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記石油バーナの燃焼を停止させる異常時消火手段と、この異常時消火手段により燃焼が停止した旨を報知する報知手段とを備えたことを特徴とする石油ボイラ。
  4. 送風機と、この送風機により燃焼空気が供給される石油バーナと、この石油バーナに石油燃料を供給する燃料供給手段と、石油バーナの燃焼により加熱される熱交換器と、この熱交換器に連設された消音装置と、この消音装置内を通過した燃焼排ガスを排出する排気部とを備えた石油ボイラにおいて、前記消音装置の内部温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段にて検出された消音装置の内部温度が所定温度以上に上昇したときに、前記石油バーナの燃焼を停止させる異常時消火手段とを備え、前記温度検出手段は、先端部が消音装置の内部に挿入された伝熱棒と、この伝熱棒の他端部に設けられた温度検出器とにて構成されていることを特徴とする石油ボイラ。
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