(57)【要約】【課題】  液体燃料燃焼装置において、燃料流量ばらつきと空気流量ばらつきを含めた空気比ばらつきを小さくする。【解決手段】  液体燃料の流量を予め定めた設定燃料流量とした場合に、その設定燃料流量において燃焼火炎である青炎の先端から黄炎が出始めることになるものとして予め定めた空気比になるように燃焼用空気の流量を調整するステップと、燃焼用空気の流量調整後、前記火炎の状態を確認しながら、青炎の先端から黄炎が実際に出始める燃料流量を決定してその流量を前記液体燃料の流量として固定するステップと、液体燃料の流量固定後、予め定めた通常使用時の空気比となるように空気流量を設定するステップとを備える。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を気化する気化器と、液体燃料を前記気化器へ送油するポンプと、燃焼用空気を前記気化器へ送風する送風機と、前記気化器で気化された燃焼ガスを燃焼させるバーナヘッドと、前記バーナヘッドで形成された火炎の状態を確認する火炎確認部と、前記液体燃料の流量を調節する手段と、前記燃焼用空気の流量を調節する手段を備え、
前記液体燃料の流量を予め定めた設定燃料流量とした場合に、その設定燃料流量において燃焼火炎である青炎の先端から黄炎が出始めることになるものとして予め定めた空気比になるように前記燃焼用空気の流量を調節するステップと、
前記燃焼用空気の流量調節後、前記火炎の状態を確認しながら、青炎の先端から黄炎が実際に出始める燃料流量を決定してその流量を前記液体燃料の流量として固定するステップと、
前記液体燃料の流量固定後、予め定めた通常使用時の空気比となるように、空気流量を設定するステップと、
を備えた液体燃料燃焼装置の空気比調整方法。
【請求項２】
液体燃料を気化する気化器と、液体燃料を前記気化器へ送油するポンプと、燃焼用空気を前記気化器へ送風する送風機と、前記気化器で前記気化された燃焼ガスを燃焼させるバーナヘッドと、前記バーナヘッドで形成された火炎の炎電流を検知する手段と、前記液体燃料の流量を調節する手段と、前記燃焼用空気の流量を調節する手段を備え、
前記液体燃料の流量を予め定めた設定燃料流量とした場合に、その設定燃料流量において炎電流が最大となるものとして予め定めた空気比になるように前記燃焼用空気の流量を調節するステップと、
前記燃焼用空気の流量調節後、前記炎電流の状態を確認しながら、該炎電流が実際に最大となる燃料流量を決定してその流量を前記液体燃料の流量として固定するステップと、
前記液体燃料の流量固定後、予め定めた通常使用時の空気比となるように、空気流量を設定するステップと、
を備えた液体燃料燃焼装置の空気比調整方法。
【請求項３】
前記液体燃料燃焼装置の空気比調整を該装置の製造時に行うことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
液体燃料を気化する気化器と、液体燃料を前記気化器へ送油する電磁ポンプと、燃焼用空気を前記気化器へ送風する送風機と、前記気化器で気化された燃焼ガスを燃焼させるバーナヘッドと、前記バーナヘッドで形成された火炎を確認する火炎確認用窓と、前記液体燃料の流量を調節する手段と、前記燃焼用空気の流量を調節する手段を備え、
前記液体燃料の流量を調節する手段が、前記電磁ポンプの駆動パルスを制御するもの、前記電磁ポンプの駆動電圧を制御するもの、又は前記液体燃料の流路中の圧力損出抵抗を制御するもの、のなかのいずれかであることを特徴とする液体燃料燃焼装置。
【請求項５】
液体燃料を気化させる気化器と、液体燃料を前記気化器へ送油する電磁ポンプと、燃焼用空気を前記気化器へ送風する送風機と、前記気化器で気化された燃焼ガスを燃焼させるバーナヘッドと、前記バーナヘッドで形成された火炎の炎電流を検知する手段と、前記液体燃料の流量を調節する手段と、前記燃焼用空気の流量を調節する手段を備え、
前記液体燃料の流量を調節する手段が、前記電磁ポンプの駆動パルスを制御するもの、前記電磁ポンプの駆動電圧を制御するもの、又は前記液体燃料の流路中の圧力損出抵抗を制御するもの、のなかのいずれかであることを特徴とする液体燃料燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料を気化させて燃焼させる液体燃料燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液体燃料燃焼装置においては、燃料を送油するポンプの流量ばらつきを抑えるため、電磁ポンプに三端子レギュレータを組込んで、三端子レギュレータの電圧ばらつきも含めた燃料の流量調節を行い、燃料流量のばらつきを低減する方法が示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１２８３８６号公報（第２−３頁，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
又、従来の液体燃料燃焼装置は、電磁ポンプにより燃焼器へ送られる燃料流量ばらつきと、送風機により燃焼器へ送られる空気流量ばらつきとにより、供給した燃料が完全燃焼するために必要な理論空気流量に対する燃焼器へ送られる実際の空気流量の比である空気比に、大きなばらつきが生じている。そのため、火炎状態にばらつきが生じ、火炎に接触するように設置されたフレームロッドに電圧を印加し、フレームロッドとバーナーヘッド間を流れる電流を検出すると、火炎状態を検知している炎電流がばらつく。液体燃料燃焼装置では、火炎状態が異常のときに炎電流が低下することを利用して燃焼を停止させているため、炎電流のばらつきを低減する必要がある。このような場合には、燃料流量のばらつきと空気流量のばらつきを共に低減する必要がある。
【０００４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、製造時あるいは修理時等に、燃料流量ばらつきと空気流量ばらつきとを含めた空気比ばらつきを小さく抑えることができる方法及び液体燃料燃焼装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による液体燃料燃焼装置の空気比調整方法は、液体燃料を気化する気化器と、液体燃料を前記気化器へ送油するポンプと、燃焼用空気を前記気化器へ送風する送風機と、前記気化器で気化された燃焼ガスを燃焼させるバーナヘッドと、前記バーナヘッドで形成された火炎の状態を確認する火炎確認部と、前記液体燃料の流量を調節する手段と、前記燃焼用空気の流量を調節する手段を備え、前記液体燃料の流量を予め定めた設定燃料流量とした場合に、その設定燃料流量において燃焼火炎である青炎の先端から黄炎が出始めることになるものとして予め定めた空気比になるように前記燃焼用空気の流量を調節するステップと、前記燃焼用空気の流量調節後、前記火炎の状態を確認しながら、青炎の先端から黄炎が実際に出始める燃料流量を決定してその流量を前記液体燃料の流量として固定するステップと、前記液体燃料の流量固定後、予め定めた通常使用時の空気比となるように、空気流量を設定するステップと、を備えたものである。
又、液体燃料を気化する気化器と、液体燃料を前記気化器へ送油するポンプと、燃焼用空気を前記気化器へ送風する送風機と、前記気化器で前記気化された燃焼ガスを燃焼させるバーナヘッドと、前記バーナヘッドで形成された火炎の炎電流を検知する手段と、前記液体燃料の流量を調節する手段と、前記燃焼用空気の流量を調節する手段を備え、前記液体燃料の流量を予め定めた設定燃料流量とした場合に、その設定燃料流量において炎電流が最大となるものとして予め定めた空気比になるように前記燃焼用空気の流量を調節するステップと、前記燃焼用空気の流量調節後、前記炎電流の状態を確認しながら、該炎電流が実際に最大となる燃料流量を決定してその流量を前記液体燃料の流量として固定するステップと、前記液体燃料の流量固定後、予め定めた通常使用時の空気比となるように、空気流量を設定するステップと、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る液体燃料燃焼装置の空気比調整方法によれば、気化器へ燃料を供給するための電磁ポンプ及び電磁ポンプを駆動するレギュレータ電圧による燃料流量ばらつきと、気化器へ空気を供給するための送風機及び風路構造による空気流量ばらつきとを含めて空気比を調整できるため、空気比ばらつきを大幅に低減でき、又炎電流のばらつきも大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る液体燃料燃焼装置の縦断面図である。この液体燃料燃焼装置は、液体燃料を後述する気化器へ送油するポンプ、ここでは電磁ポンプ１を備える。電磁ポンプ１は、一定直流電圧を供給するレギュレータによって駆動され、レギュレータ回路内のスイッチング素子へ制御信号を送ることにより、直流をパルス波にすることにより駆動されている。燃焼装置は又、電磁ポンプ１で汲み上げられた液体燃料を後述する気化器へ送油するパイプ２、燃焼用空気を後述する気化器へ送風する送風機３、シーズヒータ４ａを埋設して燃料を気化させる気化器４、気化した燃料ガスを燃焼用空気と均一に混合させるための混合板５、気化した燃焼ガスを燃焼させる有天筒状に形成されたバーナーヘッド６を備える。なお、バーナーヘッド６の周壁部には外側に金網６ｂが貼り付けられた複数個の炎孔６ａを設けている。燃焼装置は又、バーナーヘッド６で燃焼している火炎から熱を回収しかつ火炎を上方へ導く燃焼リング７、燃焼火炎の炎電流を検知するフレームロッド８、外部から火炎を確認できる火炎確認用窓１０が取付けられ周囲を火炎から保護し火炎及びその排気ガスを上方へ導くシリンダ９を備えている。燃焼装置はさらに、設定流量を±３％毎に複数段階に、例えば４段階に調節するパルス波データを記憶してそれに基づき燃料流量を調節する燃料流量調節手段１１、送風機３の回転数を検知し燃焼用空気流量を調節できる空気流量調節手段１２、フレームロッド８で検知した炎電流の状態を表示できる炎電流表示手段１３も有している。この液体燃料燃焼装置により以下の空気比調整が可能となっている。
【０００８】
実施の形態１
図２は本発明の実施の形態１に係る液体燃料燃焼装置の空気比調整方法を説明する概要図、図３はその空気比調整方法の手順を示すフローチャートである。
調整前の液体燃料燃焼装置は、電磁ポンプ１とそれを駆動するレギュレータ電圧により燃料流量がばらつき、又送風機３と風路構造のばらつきにより空気流量がばらついている。このばらつきは、図２の右側の破線と実線で示される矩形の枠に対応している。そこで、製造時又は修理時等に以下の調整を行う。
【０００９】
まず、燃料流量調節手段１１を利用して電磁ポンプ１を予め定めた設定燃料流量（又は調整燃料流量）に設定し、その際にバーナーヘッド６上の青炎の先端から黄炎が出始めるものとして予め定めた空気比になるように、空気流量調節手段１２を利用して送風機３を調節する。これにより、液体燃料燃焼装置の空気流量と燃料流量のばらつきは図２の左側の矩形枠へと移動する(図３、ＳＴＥＰ１)。なお、ここで設定燃料流量とは、電磁ポンプとそれを駆動するレギュレータ電圧の狙い値又はセンター値であり、所定の駆動パルスで電磁ポンプ１を運転したときの燃料流量値である。
次に、火炎確認用窓１０からバーナーヘッド６上の火炎を目視等により確認しながら、青炎の先端から黄炎が実際に出始める燃料流量のポイントを、燃料流量調節手段１１により調節しながら見つけ、電磁ポンプ１の流量をその流量に固定する（図３、ＳＴＥＰ２）。これにより、液体燃料燃焼装置の空気流量及び燃料流量のばらつきが、青炎の先端から黄炎が出始める空気比に近づくように狭まる。すなわち、図２において、左側の矩形枠における空気流量及び燃料流量のばらつきが、中央部の白抜き六角形の範囲内に入るように調整される。なお、燃料流量調節手段１１による調節には、（１）上記のパルス波データによるパルス幅又は周期の調節、（２）電磁ポンプ１と直列に挿入された電気抵抗等による調節、（３）レギュレータの電圧の調節等が挙げられる。さらに、（４）燃料流量調節手段１１として、電磁ポンプ１からパイプ２を通して気化器４へ送油される送油経路上にバルブ等を配置し、その圧力損失抵抗を調節するようにしてもよい。
ＳＴＥＰ２終了後、予め設定した通常使用時の空気比の空気流量となるように、空気流量調節手段１２を利用して送風機３を設定する（図３、ＳＴＥＰ３）。これにより、通常使用時における空気流量及び燃料流量のばらつきが、図２の右側の実践で示された六角形の枠内の範囲となる。従って、液体燃料燃焼装置の空気流量及び燃料流量のばらつきをＳＴＥＰ２で設定した範囲としたまま、液体燃料燃焼装置を通常使用が可能な状態に状態に戻すことができる。
【００１０】
以上のように、上記実施形態１では、青炎の先端から実際に黄炎が出始める空気比に燃料流量を調節することにより、電磁ポンプ１及びレギュレータ電圧による燃料流量ばらつきと、送風機３及び風路構造による空気流量ばらつきとの両方考慮した調整を行ったので、燃料ばらつきと空気流量ばらつきを含めた空気比ばらつきを大幅に低減でき、又、炎電流のばらつきも大幅に低減することができる。
【００１１】
実施の形態２
図４は本発明の実施の形態２に係る液体燃料燃焼装置の空気比調整方法を説明する概要図、図５はその空気比調整方法の手順を示すフローチャートである。
調整前の液体燃料燃焼装置は、電磁ポンプ１とそれを駆動するレギュレータ電圧により燃料流量がばらつき、又送風機３と風路構造のばらつきにより空気流量がばらついている。このばらつきは、図４の右側の破線と実線で示される矩形の枠に対応している。そこで、製造時又は修理時等に以下の調整を行う。
【００１２】
まず、燃料流量調節手段１１を利用して電磁ポンプ１を予め定めた設定燃料流量（又は調整燃料流量）に設定し、その際にバーナーヘッド６で形成された火炎の炎電流が最大となるものとして予め定めた空気比になるように、空気流量調節手段１２を利用して送風機３を調節する。これにより、液体燃料燃焼装置の空気流量と燃料流量のばらつきは図４の左側の矩形枠へと移動する(図５、ＳＴＥＰ１)。なお、ここで設定燃料流量とは、電磁ポンプとそれを駆動するレギュレータ電圧の狙い値又はセンター値であり、所定の駆動パルスで電磁ポンプ１を運転したときの燃料流量値である。
次に、フレームロッド８及び炎電流表示手段１３を利用して燃焼火炎の炎電流を確認しながら、その炎電流が最大となる燃料流量のポイントを、燃料流量調節手段１１により調節しながら見つけ、電磁ポンプ１の流量をその流量に固定する（図５、ＳＴＥＰ２）。これにより、液体燃料燃焼装置の空気流量及び燃料流量のばらつきが、炎電流が最大となる空気比に近づくように狭まる。すなわち、図４において、左側の矩形枠における空気流量及び燃料流量のばらつきが、中央部の白抜き六角形の範囲内に入るように調整される。なお、炎電流表示手段１３は、フレームロッド８で検出した電流値をそのまま表示する表示装置のほか、検出した電流を温度に変換して表示する表示装置であってもよい。また、それは調整時のみ使用できる着脱自在としてもよい。
ＳＴＥＰ２終了後、予め設定した通常使用時の空気比の空気流量となるように、空気流量調節手段１２を利用して送風機３を設定する（図５、ＳＴＥＰ３）。これにより、通常使用時における空気流量及び燃料流量のばらつきが、図４の右側の実践で示された六角形の枠内の範囲となる。従って、液体燃料燃焼装置の空気流量及び燃料流量のばらつきをＳＴＥＰ２で設定した範囲としたまま、液体燃料燃焼装置を通常使用が可能な状態に戻すことができる。
【００１３】
以上のように、上記実施形態２では、炎電流が最大となる空気比に燃料流量を調節することにより、電磁ポンプ１及びレギュレータ電圧による燃料流量ばらつきと、送風機３及び風路構造による空気流量ばらつきとの両方考慮した調整を行ったので、燃料ばらつきと空気流量ばらつきを含めた空気比ばらつきを大幅に低減でき、又、炎電流のばらつきも大幅に低減することができる。
【００１４】
実施形態１又は２の空気比調整はいつ行ってもよいが、調整データや作業性等の観点から、製造時又は修理時に行うのが特に好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る液体燃料燃焼装置の縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態１の空気比調整方法を説明する概要図である。
【図３】本発明の実施形態１の方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態２の空気比調整方法を説明する概要図である。
【図５】本発明の実施形態２の方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００１６】
１  電磁ポンプ、２  パイプ、３  送風機、４  気化器、４ａ  シーズヒータ、５  混合板、６  バーナーヘッド、６ａ  炎孔、６ｂ  金網、７  燃焼リング、８  フレームロッド、９  シリンダ、１０  火炎確認用窓、１１  燃料流量調節手段、１２  空気流量調節手段、１３  炎電流表示手段。
【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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