JP6256735B2 - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

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Description

この発明は液体燃料燃焼装置に係り、特に、燃焼運転停止時及び停電停止時に液体燃料の遮断を速やかに行うことができ、燃料後垂れを生じることがない液体燃料燃焼装置に関する。
液体燃料燃焼装置には、燃料タンクの液体燃料を圧送する燃料ポンプの吐出側を送油管を介してノズルに接続し、燃料ポンプが圧送する液体燃料をノズルから噴射させ、燃焼用空気と混合して燃焼させるガンタイプバーナがある。このような液体燃料燃焼装置においては、燃焼運転停止時に、燃料ポンプとノズルとの間の送油管に液体燃料が残った場合、この残った液体燃料に含まれる空気が膨張してノズルから液体燃料が押し出され、燃料後垂れを生じる問題がある。
これに対して、従来の液体燃料燃焼装置には、ヒータを有する気化筒により燃料を気化し、気化燃料をノズルから噴射させて燃焼させる燃焼装置において、気化筒からポンプの吐出側の間に設けられた逃がし弁と、この逃がし弁により開閉される逃がし口と、この逃がし口から燃料タンクに通じた逃がし管とを備え、逃がし弁は気化筒内の圧力が定常運転時圧力より高い所定圧力で逃がし口を開放するように構成され、燃焼運転停止時に気化筒内の圧力が異常圧力に上昇することを防止したものがある。（特許文献１）
また、従来の液体燃料燃焼装置には、燃料ポンプをノズルに接続する送油管の途中に燃料停止用の電磁弁を設け、燃料ポンプと燃料停止用の電磁弁との間の送油管に燃料逃がし用の電磁弁を配置し、燃焼運転停止時に、燃料ポンプを停止し燃料停止用の電磁弁を閉じた後、燃料逃がし用の電磁弁を適宜時間だけ開いて、燃料ポンプと燃料停止用の電磁弁との間の送油管に残った燃料の圧力を一定圧力まで低下させるものがある。（特許文献２）
特開昭５９−１３１８０７号公報 特開閉１１−８３００３号公報
ところで、従来の液体燃料燃焼装置では、燃料ポンプからノズルの間は機器や配管部品が複雑な形状で構成されるため、液体燃料に混入した空気が残存して送油管に流入した場合、ノズルから容易に排出されることはない。液体燃料に混入した空気は、燃料ポンプで加圧することで圧縮気体となって微細な部分に入り込み、安定して燃焼しているときには問題がない。
しかし、燃焼運転を停止した時、及び停電で停止した時には、これら配管内部の圧力低下に比例して、圧縮されていた空気が膨張し、燃焼を停止した後にノズルから霧ではなく、粒子の大きな液滴として噴出（燃料後垂れ）する。この噴出した液体燃料は、停止直後の高温な雰囲気温度により着火し、火球や発煙となって燃焼機器前面から噴出すことになる。
前記特許文献１の液体燃料燃焼装置は、燃焼運転停止時に、気化筒内に残る液体燃料の圧力が定常運転時圧力より高い所定圧力で逃がし弁を開いて燃料を逃がす構造であるため、気化筒内に定常運転時圧力より高い所定圧力の液体燃料が残ることになり、燃料後垂れを確実に防止できなかった。
また、前記特許文献２の液体燃料燃焼装置は、燃焼運転停止時に、燃料逃がし用の電磁弁を適宜時間だけ開いて燃料ポンプと燃料停止用の電磁弁との間に残った燃料を一定圧力まで低下させるものであるため、燃料ポンプと燃料停止用の電磁弁との間に一定圧力の液体燃料が残ることになり、燃料後垂れを確実に防止できなかった。
この発明は、燃焼運転停止時及び停電停止時にノズルから噴射される液体燃料の遮断を速やかに行うことができ、燃料後垂れを生じることがない液体燃料燃焼装置を提供することを目的とする。
この発明は、燃料タンクの液体燃料を圧送する燃料ポンプの吐出側を送油管を介してノズルに接続し、前記燃料ポンプが圧送する液体燃料を前記ノズルから噴射させて燃焼させる液体燃料燃焼装置において、前記燃料ポンプと前記ノズルとの間の前記送油管の分岐部から分岐して下方に延びる分岐管を設け、前記分岐管の下方先端を前記燃料タンク内に貯められた液体燃料の液面よりも上方位置に開口させ、前記分岐管には前記送油管の分岐部と同一高さ以下であって、且つ前記ノズルの配設位置と同一高さ以下に位置させて通電時に閉動作する電磁弁を配置し、前記燃料ポンプの駆動停止と同時に前記電磁弁への通電を遮断し、前記送油管に液体燃料の圧力により動作する空気抜き弁を配置し、前記空気抜き弁は空気抜き管により前記電磁弁よりも下方の前記分岐管に接続したことを特徴とする。
この発明の液体燃料燃焼装置は、燃料ポンプの駆動停止と同時に電磁弁への通電を遮断することで、燃焼運転停止時及び停電停止時に電磁弁を開動作させて分岐管を開放し、燃料ポンプとノズルとの間の送油管に残る液体燃料を燃料タンク内に速やかに戻すことができる。
このため、この発明の液体燃料燃焼装置は、燃焼運転停止時及び停電停止時にノズルから噴射される液体燃料の遮断を速やかに行うことができ、燃料後垂れを生じることがない。
図１は液体燃料燃焼装置の概略構成図である。（実施例） 図２は燃料ポンプ及び電磁弁の動作タイムチャートである。（実施例） 図３は燃料ポンプ及び電磁弁の動作タイムチャートである。（実施例）
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
図１、図２は、この発明の実施例を示すものである。図１において、液体燃料燃焼装置１は、液体燃料を貯める燃料タンク２を備え、燃料タンク２の液体燃料を圧送する燃料ポンプ３を備え、燃料ポンプ３から圧送された液体燃料を噴霧状に噴射するノズル４を備えている。
前記燃料ポンプ３は、燃料タンク２の上方に配置され、吸入側に吸油管５を接続し、吐出側に送油管６を接続している。吸入管５は、燃料ポンプ３から下方の燃料タンク２に向かって延び、下方先端を燃料タンク２内に貯められた液体燃料の液面Ｓよりも下方位置に開口させている。送油管６は、燃料ポンプ３から上方向に延びる垂直部分６ｖと、垂直部分６ｖの上端から水平方向に延びる水平部分６ｈとからなり、水平部分６ｈの水平先端をノズル４に接続している。
前記燃料ポンプ３と前記ノズル４との間の送油管６には、ノズル４に接続された水平部分６ｈに分岐部７を設け、この分岐部７に分岐管８の上方先端を接続している。分岐管８は、分岐部７から分岐して下方の燃料タンク２内まで延びるように配設している。分岐管８の下方先端は、燃料タンク２内に貯められた液体燃料の液面Ｓよりも上方位置に開口させている。
前記分岐管８には、通電時に閉動作する電磁弁９を配置している。電磁弁９は、分岐部７が設けられ、またノズル４が接続された送油管６の水平部分６ｈに残る液体燃料が自重で下方の燃料タンク２に流れるように、送油管６の分岐部７と同一高さ以下であって、且つノズル４の配設位置と同一高さ以下に位置させて分岐管８に配置している。
前記燃料ポンプ３及び電磁弁９は、制御部１０に接続され、動作を制御される。制御部１０は、液体燃料燃焼装置１の燃焼運転停止時及び停電停止時に、燃料ポンプ３の駆動停止と同時に電磁弁９への通電を遮断して開動作させる。また、制御部１０は、液体燃料燃焼装置１の燃焼開始時に、燃料ポンプ３の駆動開始と同時に電磁弁９への通電を開始する。
なお、この液体燃料燃焼装置１は、送油管６の垂直部分６ｖに空気抜き弁１１を配置している。空気抜き弁１１は、空気抜き管１２を分岐管８の途中に接続している。空気抜き弁１１は、液体燃料の圧力により動作し、空気が混入した液体燃料を空気抜き管１２により分岐管８を介して燃料タンク２に戻す。
次に作用を説明する。
この液体燃料燃焼装置１は、図２に示すように、制御部１０によって、燃焼開始時ｔ１に、燃料ポンプ３の駆動開始と同時に電磁弁９への通電を開始し、電磁弁９を閉動作させて分岐管８を閉鎖する。駆動された燃料ポンプ３は、燃料タンク２の液体燃料を吸油管５を介して吸引し、送油管６に圧送する。送油管６に圧送された液体燃料は、分岐管８が閉鎖されているので燃料タンク２に戻されることはなく、ノズル４から噴霧状に噴射され、燃焼用空気と混合して燃焼される。
また、この液体燃料燃焼装置１は、図２に示すように、制御部１０によって、燃焼運転停止時ｔ２に、燃料ポンプ３の駆動停止と同時に電磁弁９への通電を遮断し、電磁弁９を開動作させて分岐管８を開放する。また、液体燃料燃焼装置１は、停電による停止時ｔ２にも、燃料ポンプ３の駆動停止と同時に電磁弁９への通電が遮断され、電磁弁９を開動作させて分岐管８を開放する。分岐管８の開放は、燃料ポンプ３とノズル４との間の送油管６の圧力を燃料タンク２に開放する。これにより、分岐管８に分岐部７を介して接続された燃料ポンプ３とノズル４との間の送油管６の液体燃料は、燃料タンク２に戻される。
このように、液体燃料燃焼装置１は、燃焼運転停止時及び停電停止時に電磁弁９を開動作させて分岐管８を開放し、燃料ポンプ３とノズル４との間の送油管６に残る液体燃料を分岐管８によって燃料タンク２内に戻すことができる。
このため、液体燃料燃焼装置１は、燃焼運転停止時及び停電停止時にノズル４から噴射される液体燃料の遮断を速やかに行うことができ、予熱によってノズル４が加熱されても、液体燃料がノズル４から漏れ出すことはなく、燃料後垂れを生じることがない。
なお、上述実施例においては、燃焼開始時ｔ１に燃料ポンプ３の駆動開始と同時に電磁弁９への通電を開始し、燃焼運転停止時及び停電停止時ｔ２に燃料ポンプ３の駆動停止と同時に電磁弁９への通電を遮断したが、図３に示すように、通電・遮断することができる。
図３において、液体燃料燃焼装置１は、燃焼開始時ｔ３に燃料ポンプ３の駆動開始から一定時間ｔｓ遅延した遅延時ｔ４に電磁弁９への通電を開始し、燃焼運転停止時及び停電停止時ｔ５に燃料ポンプ３の駆動停止と同時に電磁弁９への通電を遮断する。
このように、液体燃料燃焼装置１は、制御部１０によって、燃焼開始時に燃料ポンプ３の駆動開始から一定時間ｔｓだけ電磁弁９への通電を遅らせて、分岐管８を一定時間ｔｓだけ開放しておくことで、燃料ポンプ３によって送油管５に圧送された液体燃料の圧力を分岐管８を介して燃料タンク２内に開放することができ、燃料ポンプ３の吸引能力を向上することができる。
これにより、液体燃料燃焼装置１は、一定時間ｔｓ経過後に電磁弁９への通電を開始して分岐管８を閉鎖した時に、吸引能力の向上で十分に圧力が高まった液体燃料をノズル４に供給することができるため、ノズル４から噴射される液体燃料の霧化状態を良好にし、燃焼用空気との混合を良好にして着火性・燃焼性を向上することができる。
また、この液体燃料燃焼装置１は、燃料ポンプ３の駆動開始から一定時間ｔｓが経過するまで、電磁弁９への通電を開始しないことから、分岐管８が開放されて液体燃料が流れている。その後、燃料ポンプ３の駆動開始から一定時間ｔｓが経過し、電磁弁９への通電が開始されて分岐管８が閉鎖されると、分岐管８に流れていた液体燃料が止まり、分岐管８内に液体燃料が満たされた状態となる。分岐管８に液体燃料が満たされた状態は、液体燃料の燃焼中に維持される。
液体燃料燃焼装置１は、制御部１０によって、燃焼運転停止時及び停電停止時ｔ５に、燃料ポンプ３の駆動停止と同時に電磁弁９への通電を遮断し、電磁弁９を開動作させて分岐管８を開放する。分岐管８が開放されると、分岐管８内に満たされていた液体燃料は、自重によって燃料タンク２内に流れ落ちる。
このとき、燃料タンク２内に流れ落ちる分岐管８内の液体燃料は、電磁弁９よりも上方の分岐部７を介して接続された燃料ポンプ３とノズル４との間の送油管６に残る液体燃料を引き抜くことになり、送油管６に残る液体燃料を燃料タンク２に戻すことができる。
このため、液体燃料燃焼装置１は、燃焼運転停止時及び停電停止時にノズル４から噴射される液体燃料の遮断を速やかに行うことができ、予熱によってノズル４が加熱されても、液体燃料がノズル４から漏れ出すことはなく、燃料後垂れを生じることがない。
さらに、液体燃料燃焼装置１は、送油管６に残る液体燃料が分岐管８内の液体燃料に引かれて燃料タンク２に戻されるときに、ノズル４内部に残る液体燃料も引き抜かれるため、ノズル４内部の微少な孔が残った液体燃料の乾燥によってノズル４に固着することを防止できる。
この発明の液体燃料燃焼装置は、燃焼運転停止時及び停電停止時に液体燃料の遮断を速やかに行うことができ、燃料後垂れを防止することができるものであり、ノズルにより液体を噴射・停止する装置に適用することができる。
１ 液体燃料燃焼装置
２ 燃料タンク
３ 燃料ポンプ
４ ノズル
５ 吸油管
６ 送油管
７ 分岐部
８ 分岐管
９ 電磁弁
１０ 制御部
１１ 空気抜き弁
１２ 空気抜き管

Claims (2)

  1. 燃料タンクの液体燃料を圧送する燃料ポンプの吐出側を送油管を介してノズルに接続し、前記燃料ポンプが圧送する液体燃料を前記ノズルから噴射させて燃焼させる液体燃料燃焼装置において、前記燃料ポンプと前記ノズルとの間の前記送油管の分岐部から分岐して下方に延びる分岐管を設け、前記分岐管の下方先端を前記燃料タンク内に貯められた液体燃料の液面よりも上方位置に開口させ、前記分岐管には前記送油管の分岐部と同一高さ以下であって、且つ前記ノズルの配設位置と同一高さ以下に位置させて通電時に閉動作する電磁弁を配置し、前記燃料ポンプの駆動停止と同時に前記電磁弁への通電を遮断し、前記送油管に液体燃料の圧力により動作する空気抜き弁を配置し、前記空気抜き弁は空気抜き管により前記電磁弁よりも下方の前記分岐管に接続したことを特徴とする液体燃料燃焼装置。
  2. 前記燃料ポンプの駆動開始から一定時間遅延して前記電磁弁への通電を開始することを特徴とする請求項１に記載の液体燃料燃焼装置。
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