(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石油燃料を噴霧すると共に燃料の一部を戻り管路に戻すようにすることで噴霧流量を調節することができるリターン式ノズルと、石油タンクから前記リターン式ノズルへ石油を供給するための石油供給管路と、該石油供給管路の前記リターン式ノズルに近い側に設けられる第１ポンプと石油供給管路の前記石油タンクに近い側に設けられる第２ポンプと、前記第１ポンプと第２ポンプとの間の石油供給管路に設けられる流量制御弁とを有し、前記戻り管路の戻り端を前記第１ポンプと流量制御弁との間の前記石油供給管路に接続したリターン式ノズルバーナ装置であって、燃焼停止信号を受けると先ず前記第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止を行い、一定時間の遅延をもって前記第１ポンプを停止する制御部を設けたことを特徴とするリターン式ノズルバーナ装置。
【請求項２】
燃焼停止信号を受けると、先ず第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止に一定時間先立って、流量制御弁を所定の低開口度に絞り込むと共に送風ファンによる送風量を前記絞り込んだ流量制御弁の開口度に対応して一定の低送風量にし、且つ第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止から第１ポンプの停止までの時間においては前記送風ファンによる前記低送風量を更に徐々に低減させてゆき、第１ポンプの停止と共に送風ファンによる送風を停止する制御部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のリターン式ノズルバーナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、噴霧燃料の一部を噴霧することなく戻り管路に戻すことができるリターン式ノズルを備えたバーナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に、この種リターン式ノズルバーナ装置の従来例を示す。
１は石油燃料を噴霧すると共に燃料の一部を戻り管路に戻すようにすることで噴霧流量を調整することができるリターン式ノズルで、石油タンク２から、石油供給管路３を、電磁ポンプ等からなる第２ポンプ４により一定圧に加圧されて送られてきた石油が、流量制御弁５により所定量に調節され、更に第１ポンプ６によってリターン式ノズル１に入り、噴霧される。一部は戻り管路７に戻されて、再び第１ポンプ６の吸い込み側に戻る。８は戻り管路７内の油がリターン式ノズル１に逆流するのを防止する逆止弁で、９はアキュムレータである。
上記のリターン式ノズルバーナ装置においては、戻り管路７を流れる油の圧力変動を抑えるためにアキュムレータ９を戻り管路７に配置するようにしている。しかしこのアキュムレータ９を戻り管路７に配置すると、バーナの消火時に戻り管路７からの油が逆流してリターン式ノズル１から後ダレが生じる問題がある。そしてこの後ダレを防止するために逆止弁８等を戻り管路７に配すると、今度は消火時に戻り管路７に大きな残圧が発生したり、残圧変動が大きくなる等の問題が生じる。残圧が大きくなる場合には、次回の運転開始の際（着火の際）にノズル１から噴霧される噴霧流量が大となって良好な緩点火が困難となる問題があった。
このため従来は更に前記残圧を除くため、石油供給管路３の第２ポンプ４を迂回するバイパスＡに専用の圧抜き弁Ｂを設け、これによって消火時に第２ポンプ４の吐出側に生じている戻り圧を圧抜き弁Ｂを介して第２ポンプ４の吸い込み側に放出するようにしていた。
また別の方法として、第２ポンプ４を内圧リーク式のポンプとし、これによって消火時に第２ポンプ４の吐出側に生じた戻り圧（残圧）を第２ポンプ４の吸い込み側に放出させるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来のリターン式ノズルバーナ装置では、第２ポンプ４にバイパスＡと専用の圧抜き弁Ｂを設ける必要があることから、部品コストが高くつくという欠点があった。
また第２ポンプ４に内圧リーク式のポンプを用いた場合には、圧抜きに要する時間が長くなる欠点があった。
【０００４】
そこで本発明は、上記従来の装置における欠点を解消し、消火時にリターン式ノズルの戻り管路に発生する残圧の圧抜きを、専用の圧抜き弁を用いることなく、また圧抜きに長時間を要することなく行うことができるリターン式ノズルバーナ装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のリターン式ノズルバーナ装置は、石油燃料を噴霧すると共に燃料の一部を戻り管路に戻すようにすることで噴霧流量を調節することができるリターン式ノズルと、石油タンクから前記リターン式ノズルへ石油を供給するための石油供給管路と、該石油供給管路の前記リターン式ノズルに近い側に設けられる第１ポンプと石油供給管路の前記石油タンクに近い側に設けられる第２ポンプと、前記第１ポンプと第２ポンプとの間の石油供給管路に設けられる流量制御弁とを有し、前記戻り管路の戻り端を前記第１ポンプと流量制御弁との間の前記石油供給管路に接続したリターン式ノズルバーナ装置であって、燃焼停止信号を受けると先ず前記第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止を行い、一定時間の遅延をもって前記第１ポンプを停止する制御部を設けたことを第１の特徴としている。
また本発明のリターン式ノズルバーナ装置は、上記第１の特徴に加えて、燃焼停止信号を受けると、先ず第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止に一定時間先立って、流量制御弁を所定の低開口度に絞り込むと共に送風ファンによる送風量を前記絞り込んだ流量制御弁の開口度に対応して一定の低送風量にし、且つ第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止から第１ポンプの停止までの時間においては前記送風ファンによる前記低送風量を更に徐々に低減させてゆき、第１ポンプの停止と共に送風ファンによる送風を停止する制御部を設けたことを第２の特徴としている。
【０００６】
【作用】
上記本発明の第１の特徴によれば、燃焼停止信号があると、先ず第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止がなされ、そして更に一定時間の遅延を持って第１ポンプが停止される。第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止がなされると、石油タンクからの石油の供給が停止され、流量制御弁とリターン式ノズルとの間の石油供給管路、及びリターン式ノズルからの戻り管路に残留石油による残圧が発生する。が、第１ポンプが引き続き一定時間運転されるので、その間に前記残留している石油が第１ポンプを通ってリターン式ノズルから外部へ噴霧開放され、前記残圧が低減される。第１ポンプの停止により消火が完了する。
第２ポンプの停止や流量制御弁の閉止から第１ポンプが停止するまで一定の遅延時間を調整することによって、消火完了後の残圧の程度を次回運転の際の着火（点火）に適した値とすることができる。前記一定の遅延時間は実験的に予め定めることができる。
第１の特徴によれば、第１ポンプの吸い込み側及びリターン式ノズルからの戻り管路内の残圧を比較的低圧力で且つバラツキの少ない安定したものにすることができる。よってまた次回の運転開始時における着火動作においても、低圧力の下で安定して緩点火を行うことができる。
また、専用の圧抜き弁が不要となり、コストの低減となる。
上記本発明の第２の特徴によれば、上記第１の特徴による作用に加えて、制御部が燃焼停止信号を受け取ることで、第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止に一定時間先立って、先ず、流量制御弁が所定の低開口度に絞り込まれ、また送風ファンによる送風量が一定の低送風量になされる。流量制御弁が絞り込まれることによって、流量制御弁と第１ポンプとの間及び戻り管路内の圧力を一定の低圧力に調整して保持することができる。そして同時に送風量が低送風量に低減されることで、良好な燃焼の空燃比を引き続き保持することができる。
更に流量制御弁が絞り込まれてから一定時間後に第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止がなされることで、石油タンクからの石油の供給が絶たれて消火動作となる。
第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止がなされても、第１ポンプは更に一定時間駆動するので、その間に第１ポンプの吸い込み側や戻り管路に残留している石油が第１ポンプを通ってリターン式ノズルから外部へ噴霧開放され、更に安定した低圧へと残圧が低減される。
また第１ポンプだけが駆動している間は、送風ファンによる送風量が前記低送風量から更に徐々に低減せられてゆくので、第１ポンプの停止による消火が完了に至るまで、引き続き好ましい燃焼を継続することができ、リターン式ノズル内等に未燃ガスが残ったり、煤が発生する等の燃焼不良とならない。
【０００７】
【実施例】
以下に本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は本発明に係るリターン式ノズルバーナ装置を備えた給湯設備の全体概略構成図、図２は図１のバーナ装置部の簡略構成図、図３は本発明の第１実施例を説明するタイムチャート、図４は本発明の第２実施例を説明するタイムチャートである。
【０００８】
図１に沿って本発明のリターン式ノズルバーナ装置を備えた給湯設備を説明する。
燃焼缶体１０に対して石油バーナ装置のリターン式ノズル２０が内部に臨まされている。そしてリターン式ノズル２０の周囲から、送風ファン７０によって送風された燃焼用空気が燃焼缶体１０内に吹き込まれるようになされている。
前記燃焼缶体１０の上部には熱交換器４０が配置され、該熱交換器４０に対して入水管４１と出湯管４２が接続されている。入水管４１には水量センサ４３が設けられている。この熱交換器４０や入水管４１、出湯管４２によって、温水が供給できる給湯器になっている。
５０は点火器、６０は炎検出器である。また全体の制御はマイコン内蔵の制御部８０によってなされる。
【０００９】
図２も参照して、前記リターン式ノズル２０は、石油燃料を燃焼缶体１０内に噴霧すると共に燃料の一部を戻り管路２１に戻すことで、噴霧流量を調節することができるようになされている。
石油タンク２２から、石油供給管路２３を、電磁ポンプである送油用の第２ポンプ２４で一定圧に加圧されて送られた石油は、流量制御弁２５により制御された流量とされ、定差圧ポンプである第１ポンプ２６に送られ、該第１ポンプ２６からリターン式ノズル２０に入り、噴霧される。一部は第１の定圧リリーフ逆止弁２７を通って戻り管路２１に入り、更に第２の定圧リリーフ逆止弁２８を通って、戻り管路２１の戻り端から再び前記第１ポンプ２６の吸い込み側の石油供給管路２３に戻り、第１ポンプ２６に入る。前記戻り管路２１の戻り端は前記第１ポンプ２６と流量制御弁２５との間の石油供給管路２３に接続されている。２９、３０はアキュムレータである。
前記石油供給管路２３のアキュムレータ２９は、第２ポンプ２４から流量制御弁２５を流れてくる石油の脈動流動を適当に緩和する役割を果たす。同様にアキュムレータ２９、３０は運転開始初期における圧力の急激な変化を緩和する役割を果たす。
前記第２の定圧リリーフ逆止弁２８は、石油供給管路２３側から戻り管路２１へ圧力が加わった場合に閉止すると共に、戻り管路２１側から石油供給管路２３側へ一定以上の圧力が加わった場合には通路を開放するようにされている。
【００１０】
次に図２、図３を参照して、本発明の第１の実施例を説明する。
本実施例では、制御部８０の制御構成として、燃焼停止信号が入ると、先ず第２ポンプ２４の停止と流量制御弁２５の閉止を行い、更に一定時間の遅延をもって第１ポンプ２６を停止するようにしている。
また制御部８０の制御構成として、燃焼停止指令が入ると、第２ポンプ２４の停止及び流量制御弁２５の閉止と同時に送風ファン７０の送風量を一定の低送風量に低減し、前記第１ポンプ２６の停止に伴って送風ファン７０を停止するようにしている。
前記流量制御弁２５の閉止と第２ポンプ２４の停止がなされた時点では、第１ポンプ２６と第２ポンプ２４との間の石油供給管路２３には石油が封じ込められた状態で残留し、相当の残留圧（Ｐ１  、Ｐ２  ）を有している。また戻り管路２１内の残圧Ｐ５も同様である。本実施例では流量制御弁２５の閉止と第２ポンプ２４の停止がなされた後も一定時間引き続き第１ポンプ２６が駆動するので、第１ポンプ２６の吸い込み側（図２の符号Ｄ）の残留石油はリターン式ノズル２０から噴霧放出されるので、残圧Ｐ２  は減少する。よって戻り管路２１の残圧Ｐ５  も前記残圧Ｐ２  と同じ圧まで減少させることができ、次回の運転時における初期圧力状態として好ましい安定した低圧力に調節して保持することができる。
初期圧力状態を適当な定圧力にすることは、着火（点火）時における良好な噴霧状態を確保して、良好な緩点火を行うために重要である。第１ポンプ２６を停止するまでの一定時間を適当に決めることで、残圧を次回の着火に好ましい圧力に調節することができる。前記一定時間はそれぞれ実験的に適当な値を予め決めることができる。
また送風ファン７０については、定常燃焼状態における送風量から、燃焼停止信号による第２ポンプ２４の停止と流量制御弁２５の閉止の際に、同時に一定の低送風量に低減するようにしているので、消火動作の開始に伴うノズル２０からの噴霧燃料の減少に対応して空気量を好ましい空燃比に調節することができ、好ましい燃焼を続けることができる。
【００１１】
次に図２、図４を参照して、本発明の第２の実施例を説明する。
本実施例では、制御部８０による制御構成として、燃焼停止信号が入ると、第２ポンプ２４の停止と流量制御弁２５の閉止に一定時間先立って、先ず流量制御弁２５を所定の低開口度に絞り込むと共に送風ファン７０による送風量を前記絞り込んだ流量制御弁の開口度に対応して一定の低送風量にする。そして前記一定時間の後に第２ポンプ２４を停止すると共に流量制御弁２５を閉止する。この時から送風ファン７０の送風量を前記一定の低送風量から更に徐々に低減させる。第１ポンプ２６については更に運転を続けさせ、一定時間後に停止させる。その際に送風ファン７０も停止させる。
燃焼停止信号により、先ず、流量制御弁２５が一旦所定の低開口度まで絞り込まれることで、流量制御弁２５より下流の石油供給管路２３内や戻り管路２１内の圧力が低減される。そして一定時間後に流量制御弁２５の閉止と第２ポンプ２４の停止がなされることで、第１ポンプ２６の吸い込み側や戻り管路２１に残圧（Ｐ２  、Ｐ５  ）が発生するが、第１ポンプ２６が引き続き駆動されることで、第１ポンプ２６の吸い込み側（図２の符号Ｄ）の残留石油はリターン式ノズル２０から噴霧放出され、残圧Ｐ２  が減少せられ、よって戻り管路２１の残圧Ｐ５  も前記残圧Ｐ２  と同じ圧まで減少せられる。
流量制御弁２５の予めの絞り込み、及び第１ポンプの駆動の延長により、管路内に発生する残圧を安定した充分に低い値に調整することが、よって次回の運転開始に伴う着火（点火）時における良好な噴霧状態を確保することができ、良好な緩点火を行うことができる。なお所定の低開口度、及び一定時間はそれぞれ実験的に適当な値を予め決めることができる。
また、流量制御弁２５の閉止と第２ポンプ２４の停止から第１ポンプ２６の停止までの間においては、送風ファン７０の送風量を更に徐々に低下させるようにしたので、消火完了へ向かって徐々に燃焼力が低減する残炎的燃焼に対応した送風を行うことができ、炎を最後まで十分に保持して、リターン式ノズル２０内等に未燃ガスが残ったり、煤が発生するのを抑制することができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明は以上の構成よりなり、請求項１に記載のリターン式ノズルバーナ装置によれば、燃焼停止信号を受けると先ず第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止を行い、一定時間の遅延をもって第１ポンプを停止する制御部を設けたので、第２ポンプの停止や流量制御弁の閉止後、第１ポンプの吸い込み側や戻り管路内に残留する石油を適当にノズルから噴霧して排出することができる。よって第１ポンプの停止による消火完了後における第１ポンプの吸い込み側や戻り管路内の残圧の程度を比較的低圧力で且つバラツキの少ない安定したものとし、また次回の運転開始時における着火動作における緩点火に適した圧力状態とすることができる。
また請求項２に記載のリターン式ノズルバーナ装置によれば、上記請求項１に記載の構成による効果に加えて、燃焼停止信号を受けると、先ず第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止に一定時間先立って、流量制御弁を所定の低開口度に絞り込むと共に送風ファンによる送風量を前記絞り込んだ流量制御弁の開口度に対応して一定の低送風量にするようにしたので、第１ポンプの吸い込み側や戻り管路などの圧力を消火後に備えて低圧力とすることができ、しかも送風量も低減したので引き続き良好な空燃比で良好な燃焼を続けることができる。
加えて、第２ポンプの停止と流量制御弁の閉止がなされても、第１ポンプは更に一定時間駆動するので、その間に第１ポンプの吸い込み側や戻り管路に残留している石油を第１ポンプを通ってリターン式ノズルから外部へ噴霧開放することができ、第１ポンプの吸い込み側や戻り管路内の残圧を更に安定した低圧に調整することができる。
更に第１ポンプだけが駆動している間は、送風ファンによる送風量を前記低送風量から更に徐々に低減するようにしているので、第１ポンプの停止による消火の完了に至るまで、引き続き好ましい燃焼を継続することができ、リターン式ノズル内等に未燃ガスが残ったり、煤が発生する等の燃焼不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリターン式ノズルバーナ装置を備えた給湯設備の全体概略構成図である。
【図２】図１のバーナ装置部の簡略構成図である。
【図３】本発明の第１実施例を説明するタイムチャートである。
【図４】本発明の第２実施例を説明するタイムチャートである。
【図５】従来のリターン式ノズルバーナ装置の簡略構成図である。
【符号の説明】
１０  燃焼缶体
２０  リターン式ノズル
２１  戻り管路
２２  石油タンク
２３  石油供給管路
２４  第２ポンプ
２５  流量制御弁
２６  第１ポンプ
７０  送風ファン
８０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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