JPH08128633A - バーナの燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 間歇的にオン／オフするバーナにおいて、供
給燃料の異なる燃焼を行わせるに際し、着火の際のミス
を少なくしようとする。 【構成】 少なく共２段階の燃料供給状態によって燃焼
させるバーナであって大燃焼時及び小燃焼時共に同一の
周期Ｔ毎に燃焼・停止を繰り返すオン／オフ型バーナに
おいて、この大小に異なる燃料供給信号に伴い気化筒回
転数が大小に変更するバーナモータを備え、大燃焼時に
おける最小休止時間ｔ₁に対し小燃焼時における最小休
止時間ｔ₂を長時間に設定し、小燃焼時における点火時
のガス化による着火ミスを少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はバーナの燃焼制御装置
に関し、穀物乾燥機等に利用できる。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来オ
ン／オフを頻繁に行なわせるバーナにあって、燃焼状態
を複数段階（例えば２段階）に変更する場合、大燃焼時
は燃料の量が多くバーナモータ回転数が高く消火後すぐ
に点火しても気化筒より飛散する微粒化燃料が多いため
着火できるが、小燃焼の場合にはこれと異なり、燃料が
少なく回転数が低いため気化筒を冷却するための時間の
確保ができ難く、点火時燃料がガス化されて点火装置に
届き得ないこととなる。

【０００３】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の欠点を
解消しようとするもので、少なく共２段階の燃料供給状
態によって燃焼させるバーナ５であって大燃焼時及び小
燃焼時共に同一の周期Ｔ毎に燃焼・停止を繰り返すオン
／オフ型バーナ５において、この大小に異なる燃料供給
信号に伴い気化筒３２回転数が大小に変更するバーナモ
ータ２９を備え、大燃焼時における最小休止時間ｔ₁に
対し小燃焼時における最小休止時間ｔ₂を長時間に設定
してなるバーナの燃焼制御装置の構成とする。

【０００４】

【発明の作用効果】点火の際、特に小燃焼のときは最小
休止時間ｙ₂を長く設定するものであるから、気化筒３
２の冷却がはかれ、燃料のガス化による上記不具合を解
消でき、点火が確実である。

【０００５】

【実施例】この発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。１は穀物乾燥機の機枠で、この機枠内には上部から
貯留タンク２、乾燥室３、集穀室４を縦設し、このうち
乾燥室３は、バ−ナ５を有するバーナ胴に通じる熱風室
６と吸引ファン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を形成してなり、各流下通路
９，９の下部に設ける繰出バルブ１０，１０の一定回転
により所定量毎に流下する穀物に熱風を浴びせて乾燥す
る構成である。

【０００６】上記機枠１外部には集穀室４の一側に集め
た穀物を貯留タンク２に揚上還元する昇穀機１１を立設
する。この昇穀機１１は内部上下一対の駆動プーリ１２
と被動プーリ（図示せず）との間にバケットベルト１３
を巻回する構成であり、集穀室４下部に横設する下部移
送螺旋１４により一側に移送された乾燥穀物を掬い上げ
上部に移送できる構成としている。この昇穀機１１で掬
われ上部で投てきされる穀物は、投げ口開口部１５を介
して上部移送螺旋１６を設ける移送樋１７の始端側に案
内される。尚、移送螺旋１６で水平移送される穀物は貯
留タンク２の中央上部に配設する回転拡散盤１８に案内
され、貯留タンク２内に拡散落下される構成としてい
る。

【０００７】前記昇穀機１１、上部及び下部移送螺旋１
４，１６からなる穀物循環系は、昇穀機１１枠の上部側
壁に固定する昇降機モ−タ１９により回転連動する。該
モ−タ１９駆動軸には２本の駆動ベルト２０，２１をも
って上部移送螺旋１６の軸２２と昇穀機１１のバケット
ベルト１３を巻回する前記駆動プーリ１２の軸２３を直
接回転連動する。

【０００８】上記昇穀機１１の適宜高さの位置における
側壁２４には、バケットベルト１３の往行程イと復行程
ロとの左右間隔部以内に対応すべく取込口２５を設ける
と共に、この取込口２５の下側部には水分計２６を着脱
自在に設けている。水分計２６は例えば一対の電極ロー
ル間でサンプル粒の１粒を圧砕しながらその抵抗値を電
気的処理して穀粒水分値に換算する公知の構成である。

【０００９】前記バーナ５は、気化型バーナ形態であ
り、送風筒２７の正面側に燃焼筒２８を接続し、該送風
筒２７にはバーナモータ２９を設け、前後に突出するモ
ータ軸３０の一方には逆円錐形状の拡散体３１を設け、
かつこの拡散体３１上面には気化筒３２を逆向きに配設
している。なおこの気化筒３２の解放側端部周面には微
粒化燃料案内用のガイド体３３を延長状に設けている。
一方モータ軸３０他端突出側には送風筒２７背面側に開
口する空気導入口２７ａから燃焼用空気を導入すべきフ
ァン３４を軸支している。３５は燃焼筒２８の中心部側
に固定して設けられる送風筒、３６は燃焼筒２８に嵌合
される燃焼盤で、同心状に複数のガス噴出孔３７，３７
…を有する。燃焼筒２８は正面視において一部に膨出部
を形成し、当該膨出部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を設ける。このイグナイタ３８
はノズル３９から供給される灯油の微粒化燃料に着火で
きる構成としている。４０は炎の有無を検知できるフレ
ームロッドで、着・失火判定手段の検出部を構成するも
のである。上記送風筒２７背面側の空気導入口２７ａの
外周にはエアフィルタ４１を設けてある。

【００１０】上記バーナ５は、断面が方形の案内風胴４
２入り口部に脚部４３と取っ手兼用の接続部４４とで固
定されるもので、これら案内風胴４２とともに、前記熱
風室６に通じるバーナ胴４５に装着される構成である。
上記構成の気化バーナ５は、上記案内風胴４２の下側台
座部下面に設ける電磁ポンプ４６の駆動によって燃料と
しての灯油が供給されイグナイタ３８の通電による点火
で着火燃焼される構成であるが、この電磁ポンプ４６に
よる燃料供給量は予め設定する設定温度との関係で大供
給と小供給の２段に切替できる構成である。また、バー
ナ５は間歇燃焼形態とし、熱風温度センサ４７からの検
出熱風温度と当該設定温度とを比較しその差により電磁
ポンプ４６のオンタイムを変更制御し、熱風温度が設定
温度の所定範囲内になるよう制御される。なお、上記間
歇燃焼の周期は一定Ｔ（例えばＴ＝１５０秒）とし、オ
ンタイムｘを変更できる構成である。更に電磁ポンプ４
６への大供給または小供給指令信号はバーナモータ２９
にも出力され、予め設定した大小２段の回転数ｎ₁，ｎ₂
（ｎ₁＞ｎ₂）を選択すべく出力される。

【００１１】即ち予め設定した設定温度と外気温度との
関係で、必要加温度が決定されるが、この加温量を大き
く必要とされるときは燃料供給を大供給にして燃焼させ
る大燃焼（以下Ｈ燃焼という）とし、逆に加温量が小さ
くて済むときは燃料供給を小供給として小燃焼（以下Ｌ
燃焼という）すべく、電磁ポンプ４６に大小供給指令信
号が出力される。更に、微妙な温度調節は各燃料供給状
態下での燃焼周期Ｔに対するオンタイムｘの長短に委ね
られる（図 ）。このとき、燃焼周期Ｔに対するオンタ
イムｘは、供給燃料の大なるときではオフタイムｙのな
い（ｙ₁＝０）連続燃焼からオンタイム５０秒（オフタ
イム１００秒）の範囲で制御され（５０秒≦ｘ₁≦１５
０秒）、一方供給燃料の小なるときではオンタイム１０
０秒からオンタイム５０秒の範囲で制御されていて（５
０秒≦ｘ₂≦１００秒）、供給燃料の大なるときの加温
量が低い側と、供給燃料の小なるときの加温量が大きい
側とは一部オーバーラップｖして設定できる構成として
いる。

【００１２】なお、Ｌ燃焼状態下ではオフタイムｙのな
い（ｙ₂＝０）連続燃焼乃至これに近いところでは着火
が不安定として用いないこととしている。即ち、Ｈ燃焼
時における最小休止時間ｔ₁（＝ｙ_1min）は、上例では
０秒に設定するのに対し、Ｌ燃焼時における最小休止時
間ｔ₂（＝ｙ_2min）は同じく５０秒に設定している。前
記のようにＬ燃焼ではバーナモータ２９の回転数も落
ち、かつ供給風量が少ないがため、微粒化燃料の飛散距
離が少なくイグナイタ３８まで届き得ないためである。

【００１３】熱風温度は、電磁ポンプ４６のオン／オフ
時に関わらず上記熱風温度センサ４７から所定微小時間
間隔で測定される検出値を平均化処理して求められ、上
記のように制御されるオンタイムによって実際の熱風温
度がどのようになっているかを確認しながら次回オンタ
イムを決定するためにフィードバック制御している。図
は制御ブロック図であり、前記バーナ胴４５内に設け
るコントローラ４８の制御部４９には、操作盤５０に配
設した張込・乾燥・排出・停止の各モードスイッチ５
１，５２，５３，５４、穀物種類，仕上水分，張込量の
各設定スイッチ５５，５６，５７、乾燥時間設定のため
の増・減スイッチ５８，５９等の入力信号のほか、前記
水分計２６，フレームロッド４０，熱風温度センサ４
７，外気温度センサ６０等の各種検出信号を入力する。
一方出力信号としては、前記昇降機モータ１９，繰出バ
ルブ用モータ６２等の循環系駆動モータ駆動信号、バー
ナ５駆動信号等がある。なお、バーナ駆動信号は、電磁
ポンプ４６のオン／オフ信号、及び大小供給信号、バー
ナモータ２９の回転数指令信号、イグナイタ３８通電信
号等がある。上記の制御部は、予め設定記憶される設定
温度と熱風温度センサ４７で検出される平均熱風温度と
を比較し、その差を小にすべく周期的にオンされる電磁
ポンプ４６のオンタイムを長短に変更制御する。なお、
加温量の大小に基づいてその量が所定値より大きいとき
は電磁ポンプ４６の大供給信号出力側（Ｈ燃焼）に、又
所定値以下では電磁ポンプ４６の小供給信号出力側（Ｌ
燃焼）にするものである。

【００１４】制御部はフレームロッド４０の着火判定又
は失火判定に基づいてイグナイタ３８の通電指令信号を
制御しあるいは電磁ポンプ４６の通電・停止を制御する
構成である。前記バーナ胴４５にはバーナ５のほかコン
トローラ４８をこれが左右に並設すべく設けるが、バー
ナカバー６３を正面側から着脱するとき、コントローラ
４８のケース６４の前縁はバーナ胴４５の前端縁よりも
やや前方に突出ハして、操作盤５０等を組み込む蓋体６
５を開閉する際の全面開きを可能ならしめている（図
６）。加えて前記外気温度センサ６０はバーナ５の燃焼
盤３６上方に設けられている（図３）。正常燃焼時は矢
印ニの方向に空気は流れ、熱風の影響のない状態で外気
温を検出でき、異常燃焼時には矢印ホのように熱風が上
方に向かうため当該異常に判定に用いることができ、従
来のサーモスタットを廃止できコストダウンにつなが
る。なお、該温度センサ６０の取付位置は、実施例図の
ようにバーナ胴４５に限定されることなく、外気風と異
常時の熱風を検知できる位置であれば足り、例えば案内
風胴４２の内側でもよい。前記接続部４４に直付けして
もよい。好ましくは燃焼盤３６と送風筒２７の境界部分
の直上方がテスト結果良好であった。

【００１５】７０は張込ホッパである。上例の作用につ
いて説明する。張込ホッパ７０から昇穀機１１を利用し
て貯留タンク２に所定量の穀物を張り込む。次いで穀物
種類、仕上水分等を設定して乾燥作業を開始する。貯留
タンク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に至る。熱風を受けた穀物は下側の移送螺
旋で一側に移送され昇穀機１１で揚穀され、上部移送螺
旋１６に引き継がれ再び貯留タンク２内に至り、暫くの
間調質作用を受ける。

【００１６】このような行程を繰り返し予め設定した仕
上水分値に達すると乾燥終了するものである。上記の乾
燥にあたり、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で点火することにより燃焼するもので
ある。即ち、バーナモータ２９の回転にともなうファン
３４回転で燃焼用空気が導入され、一方ノズル３９から
の燃料は、拡散体３１に衝突しながらそれの高速回転に
よって微粒化され、気化筒３２内周面に沿って移行しガ
イド体３３で案内されつつイグナイタ３８で点火され
る。その後は燃焼火炎によるふく射熱で気化筒３２内周
面を移行する微粒化燃料はガス化され燃焼盤３６裏面に
至り、ここから表面側に噴出され青火で燃焼する。

【００１７】上記電磁ポンプ４６の燃料供給は、加温量
で決定されるＨ／Ｌ燃焼信号のいずれかに選択された
後、一定周期Ｔ毎にオン／オフ制御されるが、燃料供給
時間としてオンタイムｘは検出熱風温度と設定温度との
関係によって長短に制御されるものである。ところで、
繰返し点火の際の着火不安定による熱風温度変動があっ
ても、安定着火までの間は燃料供給及びイグナイタのＯ
Ｎを継続させている。

【００１８】オンタイムｘの制御について、上記におい
ては、検出熱風温度と設定温度との関係で決定する構成
としたが、更にその具体的構成として、周期Ｔの間の熱
風温度を算出しこれをある設定した値と比較し、設定値
より大のときはオンタイムｘを短く逆に設定値より小の
ときはオンタイムｘを長くするものである。こうして単
に設定値を越えればバーナをオフし、当該設定値以下と
なればバーナをオンする形態に比較して、周期を一定に
するから熱風温度の平均値の算出が容易でありひいては
制御も容易である。また、燃焼時間を一定以上に確保し
易く燃焼状態が安定しすすの発生やバーナのオン／オフ
回数の推定も容易となって性能面での維持管理も容易で
ある。なお周期Ｔの具体的設定にあたっては、周期Ｔの
整数倍が流下通路９，９を流れる時間に略一致するよう
決定すると、乾燥を均一に行うことができ品質を維持で
きる。

【００１９】前記燃料供給の大小に基づく燃焼の選択が
自動的に行われるが、Ｌ燃焼のときでは乾燥スイッチ５
２のオン操作後５秒経過してイグナイタ３８に通電し、
Ｈ燃焼のときはこれよりも長く３０秒をおいてイグナイ
タ３８を動作させる構成の如くに、着火タイミングをＨ
／Ｌ燃焼によって異ならせることにより、乾燥スイッチ
５２オン後誤作動等によって一旦停止され慌てて再度乾
燥スイッチ５２をオンしても、燃焼量に応じた遅れ時間
を設定してあるから、燃焼筒２８，燃焼盤３６，気化筒
３２等の温度が下がって着火に影響ない状態下で再度点
火行程を行うことができる。タイムチャート（図１１）
によって示せば、Ｈ供給による燃焼時、乾燥スイッチ５
２オンと同時にバーナモータ２９がオンし、風圧センサ
７１オン後短時間（例えば５秒）を経て電磁ポンプ４６
を駆動し、Ｌ燃焼時では風圧センサ７１のオン後長時間
（例えば３０秒）を経て電磁バルブ４６を駆動するもの
としている。

【００２０】また、バーナの着火並びに失火の判定はそ
の都度行うものであるが、その判定を主としてフレーム
ロッド４０によらせ、第２には熱風温度センサ４７によ
らせてることにより、フレームロッド４０が異常のとき
には熱風温度センサ４７を代替させ、乾燥運転について
は継続させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】乾燥機全体正面図である。

【図２】乾燥機本体の断面図である。

【図３】バーナ設置構成の拡大図である。

【図４】バーナ単体の側断面図である。

【図５】バーナ単体の正面図である。

【図６】バーナ部設置構成平面図である。

【図７】制御ブロック図である。

【図８】操作盤面の正面図である。

【図９】タイムチャートである。

【図１０】燃焼量−加温度関係グラフである。

【図１１】タイムチャートである。

【符号の説明】

１…機枠、２…貯留タンク、３…乾燥室、４…集穀室、
５…バーナ、６…熱風室、７…吸引ファン、８…排風
室、９，９…穀物流下通路、１０，１０…繰出バルブ、
１１…昇穀機、１２…駆動プーリ、１３…バケットベル
ト、１４…下部移送螺旋、１５…投げ口開口部、１６…
上部移送螺旋、１７…移送樋、１８…回転拡散盤、１９
…昇降機モ−タ、２０，２１…駆動ベルト、２２…上部
移送螺旋軸、２３…駆動プーリ軸、２４…側壁、２５…
取込口、２６…水分計、２７…送風筒、２８…燃焼筒、
２９…バーナモータ、３０…モータ軸、３１…拡散体、
３２…気化筒、３３…ガイド体、３４…ファン、３５…
送風筒、３６…燃焼盤、３７…ガス噴出孔、３８…イグ
ナイタ、３９…ノズル、４０…フレームロッド、４１…
エアフィルタ、４２…案内風胴、４３…脚部、４４…接
続部、４５…バーナ胴、４６…電磁ポンプ、４７…熱風
温度センサ、４８…コントローラ、４９…制御部、５０
…操作盤、５１…張込スイッチ、５２…乾燥スイッチ、
５３…排出スイッチ、５４…停止スイッチ、５５…穀物
種類設定スイッチ、５６…仕上水分設定スイッチ、５７
…張込量設定スイッチ、５８，５９…増・減スイッチ、
６０…外気温度センサ、６２…繰出バルブ用モータ、７
０…張込ホッパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なく共２段階の燃料供給状態によって
   燃焼させるバーナ５であって大燃焼時及び小燃焼時共に
   同一の周期Ｔ毎に燃焼・停止を繰り返すオン／オフ型バ
   ーナ５において、この大小に異なる燃料供給信号に伴い
   気化筒３２回転数が大小に変更するバーナモータ２９を
   備え、大燃焼時における最小休止時間ｔ₁に対し小燃焼
   時における最小休止時間ｔ₂を長時間に設定してなるバ
   ーナの燃焼制御装置。