(57)【要約】      （修正有）【課題】粗悪な石油燃料の使用によりタールが堆積しても問題なく使用することが出来るポット式石油燃焼装置を得る。【解決手段】燃料供給装置８と、燃焼用空気を供給する送風機９とを有するポット式石油燃焼装置に、ポットバーナー１の底部温度を検知する検知手段１５を設け、検知手段が検知した温度と予め設定された温度とを比較してバーナー温度が異常か否か判定する判定部１６を設け、判定部で正常と判定された時は、通常運転時の空燃比で運転を行い、異常と判定された時は、バーナーへ供給する燃料を一定時間最小供給量とし、かつ燃焼用空気量を該最小供給量の燃料に対して燃焼装置整流体３の下方でのみで燃焼させることができる供給量となるようにしたクリーニング燃焼を行う。クリーニング燃焼を繰り返し行い、予め決められた一定回数クリーニング燃焼を繰り返した後に、なお異常が解消されない場合は、燃料供給を停止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側周壁に多数の小孔（２）、（５）を設け、上方に円盤器状の整流体（３）を設け、底部に点火用ヒーター（６）を設けたポットバーナー（１）と、このポットバーナー（１）に燃料を供給する燃料供給装置（８）と、燃焼用空気を供給する送風機（９）とを有するポット式石油燃焼装置において、前記ポットバーナー（１）の温度を検知する温度検知手段（１５）と、この温度検知手段（１５）が検知した温度とあらかじめ設定された温度を比較して異常か否かの判定を行うバーナー温度異常判定部（１６）とを設け、このバーナー温度異常判定部（１６）で異常と判定しない時は、あらかじめ決められた通常運転時の燃料供給量と燃焼用空気量の比である空燃比で運転を行い、前記バーナー温度異常判定部（１６）で異常と判定した時は、一定時間ポットバーナー（１）へ供給する燃料を最小供給量とするように燃料供給装置（８）を制御し、かつ燃焼用空気量を前記最小供給量の燃料に対して整流体（３）の下方でのみで燃焼させることができる供給量となるように送風機（９）を制御するクリーニング燃焼を行い、前記一定時間が経過した後、前記バーナー温度異常判定部（１６）で再度異常を検出する場合は、前記クリーニング燃焼を繰り返し行い、あらかじめ決められた一定回数クリーニング燃焼を繰り返した後に、未だ前記バーナー温度異常判定部（１６）で異常を検出する場合は、燃料供給装置（８）を停止して燃焼を停止させるようにしたことを特徴とするポット式石油燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は石油を燃料とするポット式バーナーを有するポット式石油燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にポット式石油燃焼装置は、ポット式バーナーのバーナー底に石油燃料をためて燃焼させる方式であるため、燃料が溜まっている部分の温度が低く、蒸留点の高い燃料成分が蒸発しきれないでタールとして残るものであった。特に不良灯油、変質灯油、重質灯油の燃料を長時間連続して燃焼させると、バーナー底にタールが堆積するようになり、この堆積したタールは燃料の溜りの上方を覆うように増えていく。
【０００３】
このような状態になると燃料の蒸発がタールによって阻害されるようになり、燃焼量が減少していくが、燃焼量の減少に伴い、発熱量も減少するのでバーナー全体の温度が低下し、更に燃料の蒸発量が低下する。この状態で燃焼用空気量が変わらなければ、空気過多の状態となり、燃焼不良を起こすようになる。また、タールの堆積により、バーナー底で燃料が広範囲に広がるのが妨げられるようになり、限定された狭い範囲でしか燃料の蒸発が行われなくなるので、バーナー内の燃焼ガスの濃度に偏りが出来、バーナー上方の周り方向での炎のバランスが崩れる現象が生じ、燃焼ガス濃度の濃い部分では空気不足により立炎するようになり、上方に伸びた炎により燃焼部の一部が異常に過熱して機器の寿命を縮める原因にもなる。
【０００４】
また、その他の弊害としては、先に述べた粗悪な燃料の使用により、タールの堆積が極端に多くなると、バーナー底に溜まった燃料の上方を覆うタールによって燃料が蒸発しにくくなるが、特に極寒（−２０℃以下）の地域では、バーナー内に供給された低温の空気とバーナー底に溜まった燃料により、バーナー底の温度が低下し、更に燃料の蒸発が阻害されていく。最終的には燃料の蒸発量の低下と燃焼量の低下の相乗効果と、低温の空気によるバーナーの冷却効果により、バーナー底に多量の燃料が溜まり、最悪の場合にはバーナーの側壁に設けた燃焼用空気の供給孔から燃料が漏れる事態となる。
【０００５】
従来のポット式バーナーでは上述した不具合が起きるのを防ぐために、バーナー底に温度を検出する装置を取り付け、バーナー底の温度が定常時より低くなった時にバーナーの下方に設けた点火用ヒーターへの通電を行い、燃料の蒸発を促進させると共に、バーナー底に堆積したタールを熱分解して除去させるようにしていた（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
実用新案登録第２５７００８９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術におけるポット式石油燃焼装置では点火用ヒーターへ通電を行い、バーナー底に溜まった燃料の蒸発を促進させると共に、バーナー底に堆積したタールを熱分解して除去させるためには、２００Ｗ〜３００Ｗ程度の電力が必要となり、電気代のことを考慮すると不経済である。
【０００８】
また、この点火用ヒーターをこのような高ワット数にすると価格が高価になり、製造コストがアップする。また、本来であれば１００Ｗ以下の能力の点火用ヒーターでも点火性能上は充分であるにもかかわらず、点火時において消費電力の高い点火用ヒーターを使用することは、無駄な電気を使用する事になり不経済であった。
【０００９】
また、他の問題点としては、燃焼中の点火用ヒーターの雰囲気温度は高い（４００〜５００℃位）ものであり、その燃焼中に点火用ヒーターの通電を行うと点火用ヒーター自身の温度が非常に高くなり、寿命が短くなる要因になっていた。
【００１０】
また、燃焼用空気の送風路に埃や異物が詰まると燃焼用空気が不足するが、この場合も正常燃焼が出来なくなり、バーナー底に気化できなくなった燃料が溜まる。そうすると、バーナー底にタールが堆積した時と同様に、バーナー全体の温度が低くなり、このような状態の時に点火用ヒーターへの通電を行うと、燃料の蒸発のみが促進され、ますます空気不足となり、異常燃焼を増大させる結果となっていた。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題点を解消し、使い勝手が良く、しかも経済的なポット式石油燃焼装置を提供することを課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために、側周壁に多数の小孔を設け、上方に円盤器状の整流体を設け、底部に点火用ヒーターを設けたポットバーナーと、このポットバーナーに燃料を供給する燃料供給装置と、燃焼用空気を供給する送風機とを有するポット式石油燃焼装置において、前記ポットバーナーの温度を検知する温度検知手段と、この温度検知手段が検知した温度とあらかじめ設定された温度を比較して異常か否かの判定を行うバーナー温度異常判定部とを設け、このバーナー温度異常判定部で異常と判定しない時は、あらかじめ決められた通常運転時の燃料供給量と燃焼用空気量の比である空燃比で運転を行い、前記バーナー温度異常判定部で異常と判定した時は、一定時間ポットバーナーへ供給する燃料を最小供給量とするように燃料供給装置を制御し、かつ燃焼用空気量を前記最小供給量の燃料に対して整流体の下方でのみで燃焼させることができる供給量となるように送風機を制御するクリーニング燃焼を行い、前記一定時間が経過した後、前記バーナー温度異常判定部で再度異常を検出する場合は、前記クリーニング燃焼を繰り返し行い、あらかじめ決められた一定回数クリーニング燃焼を繰り返した後に、未だ前記バーナー温度異常判定部で異常を検出する場合は、燃料供給装置を停止してポットバーナーの燃焼を停止させるようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施例を図１〜図４を参照して説明する。
【００１４】
図１のポット式石油燃焼装置の要部縦断面図において、１はポットバーナーであり、この側周壁の上方及び下方には燃焼用空気を供給するための小孔２、５が多数設けてある。
【００１５】
ポットバーナー１の底部の外部には送風路１０が接続されており、送風路１０は送風機９と接続されている。燃焼用空気はこの送風機９から送風路１０を介して小孔２、５からポットバーナー１内へ供給される。
【００１６】
ポットバーナー１の底部の内部には送油管７が取り付けられており、送油管７は燃料供給装置８へ接続されている。したがって、ポットバーナー１で燃焼させる燃料は燃料供給装置８から送油管７へ送られ、ポットバーナー１内へ供給される。
【００１７】
ポットバーナー１の底部の内部には送油管７の他にポットバーナー１内へ供給される燃料を点火させるための点火用ヒーター６が取り付けられている。
【００１８】
また、点火用ヒーター６の下方には燃料を吸い上げるための点火芯１２が取り付けられている。
【００１９】
ポットバーナー１内へ供給された燃料はこの点火芯１２に吸い上げられ、点火用ヒーター６の熱により、気化し、小孔５から供給された空気と反応し、着火する。着火した後は気化した燃料と小孔５から供給された空気とが混合し、上方に向かって反応を促進しながら移動していく。
【００２０】
ポットバーナー１の上方内部には保持板４と整流リング１１で保持された円盤器状の整流体３が取り付けられている。この整流体３はポットバーナー１の下方から上方に向かって流れてきた未燃ガスをそのまま抜け出さないようにする目的を持っている。
【００２１】
そして、下方から上がってきた未燃ガスは整流体３とポットバーナー１の内壁との間に形成された空間を通過するが、この際にポトバーナー１の上方に設けた小孔２から供給された空気と反応し、小孔２で青炎が形成され、燃焼が完了する。
【００２２】
また、この時の燃焼過程と炎の形成状態からポットバーナー１は整流体３の下方部分の燃焼領域が一次領域となり、整流体３の側面から上方の部分が二次領域となる。また、燃料の気化部と燃焼部が一体の構造となっており、常に燃料の気化と燃焼が同時に継続して行われる。したがって、ポットバーナー１の底部には常に燃料が溜まった状態となっているが、その量は微量である。
【００２３】
１５はサーミスタ等で構成される温度検知手段で、ポットバーナー１の底部に取り付けられ、その底部の温度を検知する。
【００２４】
次に制御システムを図２のシステムブロック図で説明する。
【００２５】
２３は制御部であり、ポット式石油燃焼装置の全体の動作を制御している。
【００２６】
１７はポットバーナー１に供給する燃料供給量と燃焼用空気量の比である空燃比を指示する空燃比指示部であり、ポットバーナー１への燃料供給量と燃焼用空気の送風量を指示している。そして、通常運転時は図４に示すようにそれぞれの燃焼量によってあらかじめ決められている燃料供給量と送風量で運転をするよう指示する。例えば燃焼量が３の時は単位時間当たりの燃料供給量はＡ３となり、単位時間当たりの送風量はＢ３となる。尚、燃焼量の大きさの関係は４＞３＞２＞１＞Ｓとなっている。
【００２７】
空燃比指示部１７で決定した単位時間当たりの燃料供給量のデータは、燃料供給量指示部１３へ転送され、燃料供給量指示部１３はそのデータに従い、燃料供給量制御装置１４へポットバーナー１が必要とする燃料が燃料供給装置８から供給されるよう通電制御のデータを転送する。これにより、燃料供給装置８は燃焼量に応じた燃料をポットバーナー１へ供給する。
【００２８】
一方、燃焼用空気の送風量も同様に空燃比指示部１７で決定した送風量のデータを送風量指示部２１へ転送し、送風機制御装置２２へ必要とする送風量が送風機９から供給されるよう通電制御のデータを転送する。これにより、送風機制御装置２２の出力により送風機９は燃焼量に応じた燃焼用空気をポットバーナー１へ供給する。
【００２９】
１６はバーナー温度異常判定部であり温度検知手段１５が接続されている。バーナー温度異常判定部１６は温度検知手段１５で検知した温度があらかじめ設定された基準温度Ｋｏより高いか否かを判定し、高い場合は正常と判定し、低い場合は異常と判定する。尚、基準温度Ｋｏはバーナー底にタールが発生し燃料の蒸発に影響が生じ始める温度に設定されている。そしてこの基準温度Ｋｏは製造者が不揮発メモリーを使用して任意に設定する。
【００３０】
次に制御部２３の動作を図２のシステムブロック図と、図３の動作フローチャートにより説明する。
【００３１】
温度検知手段１５が検知したポットバーナー１の底の温度が、バーナー温度異常判定部１６であらかじめ設定された基準温度Ｋｏより高いか低いかを動作３１で判定し、高い（正常）と判定した場合はタールが堆積していないと判断し、通常運転時の空燃比で燃焼を継続させる動作３２を行い、カウンターＮを０にする動作３３を行い、繰り返し温度検知手段１５の温度を監視する動作３１を行う。
【００３２】
また、動作３１でバーナー温度異常判定部１６が基準温度Ｋｏより低い（異常）と判定した場合はカウンターＮ２４をプラス１する動作３４を行い後記するクリーニング燃焼の動作回数を計数する。
【００３３】
次にカウンターＮの値がＮｃと等しいか又は大きいかを動作３５で判定し、カウンターＮの値がＮｃより小さい場合はポットバーナー１の底にタールが堆積していると判断し、通常運転時の空燃比で燃焼するのを強制的に解除し、図４に示すように単位時間当たりの燃料供給量を最小のＡＳとし、送風量をＢＳとなるような動作３６を行う。そして、同時にタイマーＡ１８をスタートさせる動作３７を行う。
【００３４】
尚、動作３６で行った送風量ＢＳは燃料供給量ＡＳの燃料が整流体３の下方、すなわち一次領域のみで完全に燃焼を完了させる事のできるように多量の空気量が設定されている。
【００３５】
そして、一次領域のみで燃焼を完了させるようにすると整流体３の下方で炎が形成されるため、その際に発生する燃焼熱により、ポットバーナー１の底の温度が上昇し、底に堆積したタールを熱分解して除去することができる。以下この燃焼をクリーニング燃焼と言う。
【００３６】
クリーニング燃焼はタイマーＡ計測部１９で計測した時間があらかじめ決められた時間Ｔｃになるまで継続するように判定動作３８の判定で行う。ここで時間Ｔｃはポットバーナー１の底に堆積したタールが完全に除去できる時間が設定してあり、基準温度Ｋｏと同様に製造者が不揮発メモリーを使用して任意に設定するものである。
【００３７】
次に判定動作３８でタイマーＡ計測部１９が計測した時間が時間Ｔｃを超えたと判定すると、通常の空燃比で運転するよう空燃比指示部１７から指示が出され、通常運転に戻る。この時、同時にタイマーＡを動作３９でリセットして０にしておく。
【００３８】
一方、クリーニング燃焼が終了した後（タイマーＡ計測部１９で計測した時間が時間Ｔｃになった時）に温度検知手段１５が検知したポットバーナー１の温度が、バーナー温度異常判定部１６で基準温度Ｋｏより低い（異常）と動作３１で判定した場合は、タールが除去されていない可能性があるので、動作３４でカウンターＮ２４により、クリーニング燃焼の回数を２回と計数し、再度クリーニング燃焼を行うよう空燃比指示部１７から指示が出される動作３６を行う。そして時間Ｔｃが経過するまでクリーニング燃焼を行う。
【００３９】
クリーニング燃焼を行った後、温度検知手段１５が検知したポットバーナー１の温度が、バーナー温度異常判定部１６で基準温度Ｋｏより高い（正常）と動作３１で判定した場合は、通常の空燃比で運転するよう空燃比指示部１７から指示が出され、クリーニング運転を停止し、通常運転に戻る。同時にカウンターＮ２４を０にリセットする。
【００４０】
逆にポットバーナー１の温度が、バーナー温度異常判定部１６で基準温度Ｋｏより低い（異常）と動作３１で判定した場合は、また更にクリーニング燃焼を行うよう空燃比指示部１７から指示が出される。
【００４１】
このようにポットバーナー１の温度が正常に戻るまであらかじめ決められた一定回数Ｎｃまでクリーニング燃焼を繰り返す。一定回数Ｎｃは、基準温度Ｋｏ、時間Ｔｃと同様に製造者が不揮発メモリーを使用して任意に設定できる。
【００４２】
一定回数Ｎｃまでクリーニング燃焼を繰り返しても、ポットバーナー１の温度が正常に戻らない場合は、送風路１０に埃や異物が詰まって燃焼用空気が不足して異常燃焼している事が考えられるので、それ以上の異常燃焼の増大を防ぐために、空燃比指示部１７から燃料供給量指示部１３に燃料供給装置８を停止する指示を動作４０で行うと共に送風機９も停止させる燃焼停止の動作４１を行い燃焼を停止させる。
【００４３】
このようにしてポットバーナー１の温度の異常を検知する都度、タールを除去するクリーニング燃焼を行う事により、長時間メンテナンス無しでバーナーの燃焼を安定させることができ、また、送風路１０の詰まりによる燃焼用空気量不足の異常燃焼を増大させることなく、ポット式石油燃焼装置を安全に停止させることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のポット式石油燃焼装置では、従来のように点火用ヒーターに通電してポットバーナーの底の温度を上げてタールの除去を行うのではないため、電気代において非常に経済的である。
【００４５】
また点火用ヒーターは燃焼中に通電されることがないため高温になることがなく寿命を短くする要因が無くなるためメンテナンスの頻度が減り、使い勝手が良い。
【００４６】
また、消費電力の大きい点火用ヒーターとする必要がないので、製造コストを下げる事が出来る。
【００４７】
また、燃焼用空気の送風路に埃や異物が詰まって異常燃焼を起こしても、異常燃焼を増大させることなく、ポット式石油燃焼装置を安全に停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるポット式石油燃焼装置の要部縦断面図を示す。
【図２】同システムブロック図を示す。
【図３】同制御部の要部動作フローチャートを示す。
【図４】同空燃比関係図を示す。
【符号の説明】
１  ポットバーナー
２、５  小孔
３  整流体
６  点火用ヒーター
８  燃料供給装置
９  送風機
１５  温度検知手段
１６  バーナー温度異常判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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