(57)【要約】【課題】燃料油を加熱して供給するとき、ラインヒータの消費電力を必要最低限に抑えながら燃料油を燃焼に適した温度まで加熱し、一定温度で供給する燃料油加熱装置を提供する。【解決手段】蒸気温度センサ（１５）の検出温度によって少なくとも２種類の加熱設定温度を切替える機能を持ち、燃料油温度センサ（１４）の検出温度に対してラインヒータ（４）をＯＮ−ＯＦＦ駆動させ、同じく設定温度に対して０％から１００％に割振った信号を流量調節弁（１３）に出力して熱交換器（５）への比例開閉による供給蒸気で燃料油供給配管（２５）中の燃料油を加熱制御する燃料油温度制御器（１６）を設けることでボイラ（２３）が定常運転中は熱交換器（５）主体の燃料油加熱制御を行い、一定温度で燃料油を供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルポンプ（３）によって燃料油供給配管（２５）内を圧送される燃料油を、電力で加熱するラインヒータ（４）とボイラ（２３）から送り出される蒸気の一部を燃料油加熱蒸気配管（１９）により供給されて加熱する熱交換器（５）とを経て該ボイラ（２３）のバーナ部（１１）へ供給させる燃料油加熱装置において、該燃料油供給配管（２５）が燃料油の温度が燃焼に適した第一所定温度に上昇するまで該バーナ部（１１）に供給された燃料油を少なくとも前記オイルポンプ（３）の入側に戻す循環路を有するように形成され、該燃料油供給配管（２５）の該熱交換器（５）の出側に燃料油温度センサ（１４）が、該ボイラ（２３）又は前記燃料油加熱蒸気配管（１９）に蒸気温度を計測する蒸気温度センサ（１５）が、該前記燃料油加熱蒸気配管（１９）にその蒸気流量を調整する流量調整弁（１３）がそれぞれ設けられており、該ボイラ（２３）の始動開始前に該燃料油供給配管（２５）を循環する燃料油の温度が最初に前記第一所定温度まで上昇したことを該燃料油温度センサ（１４）が検出するまで燃料油の温度が該第一所定温度に上昇したことを該燃料油温度センサ（１４）が検出すると駆動が停止される前記ラインヒータ（４）のみで燃料油を加熱し、燃料油の温度が最初に前記第一所定温度まで上昇したことを該燃料油温度センサ（１４）が検出すると前記バーナ部（１１）を連続運転状態に駆動し、蒸気温度が規定温度以上になるまでに燃料油の温度が該第一所定温度より特定温度だけ低下したことを該燃料油温度センサ（１４）が検出すると該ラインヒータ（４）を再駆動させ該ラインヒータ（４）のみで燃料油を加熱し、蒸気温度が規定温度以上になったことを該蒸気温度センサ（１５）が検出すると燃料油の温度が燃焼に適しているが第一所定温度より低い第二所定温度となるように該流量調整弁（１３）を作動させて該熱交換器（５）のみで燃料油を加熱し、燃料油の温度が該第二所定温度より特定温度だけ低下したことを該燃料油温度センサ（１４）が検出すると該ラインヒータ（４）を再駆動させ該第二所定温度に達すると該ラインヒータ（４）を停止させる制御を行う燃料油温度制御器（１６）が設けられていることを特徴とする燃料油加熱装置。
【請求項２】
燃料油温度が制限温度未満に低下したことを燃料油温度センサ（１４）が検出すると、燃料油温度制御器（１６）がバーナ部（１１）への燃料油の供給を停止させる制御を行う請求項１に記載の燃料油加熱装置。
【請求項３】
燃料油が最初に第一所定温度まで上昇するとバーナ部（１１）を連続運転状態に駆動させる燃料油温度制御器（１６）の制御が、燃料油の温度が最初に該第一所定温度まで上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出した際に該バーナ部（１１）に発せられる駆動信号による制御である請求項１又は２に記載の燃料油加熱装置。
【請求項４】
燃料油の温度が最初に第一所定温度まで上昇するとバーナ部（１１）を連続運転状態に駆動させる燃料油温度制御器（１６）の制御が、燃料油の温度が最初に該第一所定温度まで上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出した際に該バーナ部（１１）へ供給される燃料油の圧力を該バーナ部（１１）の自動噴射圧力に上昇させるために燃料油供給配管（２５）の該バーナ部（１１）からの循環路に設けられた第一電磁弁（７）に発せられる閉鎖信号による制御である請求項１又は２に記載の燃料油加熱装置。
【請求項５】
燃料油の温度が燃焼に適した第一所定温度に上昇するまでバーナ部（１１）に供給された燃料油の燃料油供給配管（２５）の循環路の入口上流にオイルポンプ（３）と連動する燃料供給弁（２６）が設けられ、該燃料油供給配管（２５）の循環路の少なくとも前記オイルポンプ（３）の入側が、燃料油を所定量貯留させておくオイルポンプ（３）へと燃料油を供給するためのベッセル（１）である請求項１から４までのいずれか１項に記載の燃料油加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気ボイラのバーナへ供給する燃料油を所定温度まで加熱し、燃焼に適した一定温度の状態で供給するための燃料油加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蒸気ボイラのバーナへ粘性の高い燃料油を供給するとき、従来の方法では燃料油供給配管中に電力により加熱を行うラインヒータ、自ボイラの蒸気により加熱を行う熱交換器を設置して、燃料油タンクから出る燃料油供給配管をオイルポンプ、ラインヒータ、熱交換器を通過して燃焼ノズル入口から再び前記燃料油タンクに戻る循環回路とし、これらのラインヒータおよび熱交換器を用いて燃料油を所定温度まで加熱し、供給する燃料油加熱装置がある。
【０００３】
ボイラの運転開始時は燃料油が所定温度まで加熱されておらず、またボイラの蒸気も発生していないため熱交換器を利用することができず、したがってラインヒータによる燃料油の加熱が行われることになる。
【０００４】
このとき、燃料油がラインヒータを一度通過するだけで所定温度まで加熱される場合、ボイラは運転開始後すぐに燃焼状態に移行できるが、複数回通過しなければ所定温度まで加熱されない場合、燃料油は再び燃料油タンクに循環するために、この燃料油タンクの燃料油を全て加熱しなければボイラは燃焼状態に移行することができず、運転開始から燃焼までに多くの時間が必要になる。
【０００５】
ボイラが運転中に何らかの原因で熱交換器による燃料油の加熱が行われないか、あるいは不足するとき、ラインヒータは熱交換器の能力を補うために燃料油を所定温度まで加熱する。これらのように、ラインヒータが加熱動作をするときは電力を消費する。ランニングコスト削減の面から、このラインヒータの消費電力を必要最小限にすることが望ましい。
【０００６】
また、燃料油供給配管中にラインヒータが上流側、熱交換器が下流側に設置され、かつラインヒータ出口から熱交換器入口までの燃料油供給配管に距離がある場合、ボイラがコールドスタートのようなとき、ラインヒータで加熱された燃料油がラインヒータ出口から熱交換器入口までの燃料油供給配管、および蒸気の供給されていない熱交換器を通過する間に放熱によって温度降下が起こる。したがって、この温度降下を考慮して燃料油温度制御器の温度設定を行う必要がある。ここで、ラインヒータ出口から熱交換器入口までが非常に接近しており、加熱された燃料油がこれらの間の燃料油供給配管を通過する間の放熱が無視できるような場合は、ラインヒータ出口から熱交換器入口までの燃料油供給配管の放熱による温度降下は考慮しなくてよい。
【０００７】
ボイラによって蒸気が発生し、熱交換器に蒸気が供給されると今度は熱交換器によって加熱が行われるため、ラインヒータで加熱後の温度降下を考慮した設定温度まで燃料油を加熱する必要がなくなる。したがってボイラの蒸気発生前後のような、これらの異なる状態によって温度設定値を変化させることができれば、ラインヒータの消費電力を必要最小限に抑えられることが考えられる。
【０００８】
熱交換器によって燃料油の加熱が行われている場合、燃料油供給配管の熱交換器より上流側の放熱による温度降下は考慮しなくてよく、また熱交換器からバーナまでの燃料油供給配管の温度降下についても、この部分の温度降下はラインヒータでの加熱および熱交換器での加熱とも同条件なので、ここでは説明を省略する。
【０００９】
この他に、一般に燃料油に用いられる油類および含有水分は、温度が上昇すると体積が膨張し、すなわち密度が減少することが知られている。したがって、単位時間当り定体積移送方式の燃料ポンプを用いて燃料油供給を行う場合、燃料油の温度が上昇するにしたがって単位時間当りの燃焼量が低下することになり、このとき燃焼用送風機（図示省略）による空気量が燃料油の加熱温度に限らず一定であれば、相対的な空気過剰による燃焼が行われることになる。油温度が低下した場合は逆に密度が増加し、空気欠乏状態の燃焼になり、同時に燃料油の粘性も増加するため、燃料油の供給に不具合が生じる。このことから、燃料油は所定温度に対し一定温度で供給されることが要求される。
【特許文献１】実開平４−１０８１４３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記背景技術における燃料油加熱装置において、ラインヒータの消費電力を必要最低限に抑えながら燃料油を所定温度まで加熱し、一定温度の状態で供給できる制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するために請求項１に記載の発明は、オイルポンプ（３）によって燃料油供給配管（２５）内を圧送される燃料油を、電力で加熱するラインヒータ（４）とボイラ（２３）から送り出される蒸気の一部を燃料油加熱蒸気配管（１９）により供給されて加熱する熱交換器（５）とを経てボイラ（２３）のバーナ部（１１）へ供給させる燃料油加熱装置において、燃料油供給配管（２５）が燃料油の温度が燃焼に適した第一所定温度に上昇するまで該バーナ部（１１）に供給された燃料油を少なくとも前記オイルポンプ（３）の入側に戻す循環路を有するように形成され、燃料油供給配管（２５）の熱交換器（５）の出側に燃料油温度センサ（１４）が、ボイラ（２３）又は前記燃料油加熱蒸気配管（１９）に蒸気温度を計測する蒸気温度センサ（１５）が、前記燃料油加熱蒸気配管（１９）にその蒸気流量を調整する流量調整弁（１３）がそれぞれ設けられており、ボイラ（２３）の始動開始前に燃料油供給配管（２５）を循環する燃料油の温度が最初に前記第一所定温度まで上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出するまで燃料油の温度が第一所定温度に上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出すると駆動が停止される前記ラインヒータ（４）のみで燃料油を加熱し、燃料油の温度が最初に前記第一所定温度まで上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出すると前記バーナ部（１１）を連続運転状態に駆動し、蒸気温度が規定温度以上になるまでに燃料油の温度が該第一所定温度より特定温度だけ低下したことを燃料油温度センサ（１４）が検出するとラインヒータ（４）を再駆動させラインヒータ（４）のみで燃料油を加熱し、蒸気温度が規定温度以上になったことを蒸気温度センサ（１５）が検出すると燃料油の温度が燃焼に適しているが第一所定温度より低い第二所定温度となるように流量調整弁（１３）を作動させて熱交換器（５）のみで燃料油を加熱し、燃料油の温度が第二所定温度より特定温度だけ低下したことを燃料油温度センサ（１４）が検出するとラインヒータ（４）を再駆動させ第二所定温度に達するとラインヒータ（４）を停止させる制御を行う燃料油温度制御器（１６）が設けられていることを特徴とする燃料油加熱装置。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項1に記載の燃料油加熱装置において、燃料油温度が制限温度未満に低下したことを燃料油温度センサ（１４）が検出すると、燃料油温度制御器（１６）がバーナ部（１１）への燃料油の供給を停止させる制御を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の燃料油加熱装置において、燃料油が最初に第一所定温度まで上昇するとバーナ部（１１）を連続運転状態に駆動させる燃料油温度制御器（１６）の制御が、燃料油の温度が最初に第一所定温度まで上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出した際にバーナ部（１１）に発せられる駆動信号による制御であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の燃料油加熱装置において、燃料油の温度が最初に第一所定温度まで上昇するとバーナ部（１１）を連続運転状態に駆動させる燃料油温度制御器（１６）の制御が、燃料油の温度が最初に第一所定温度まで上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出した際にバーナ部（１１）へ供給される燃料油の圧力をバーナ部（１１）の自動噴射圧力に上昇させるために燃料油供給配管（２５）のバーナ部（１１）からの循環路に設けられた第一電磁弁（７）に発せられる閉鎖信号による制御であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４に記載の燃料油加熱装置において、燃料油の温度が燃焼に適した第一所定温度に上昇するまでバーナ部（１１）に供給された燃料油の燃料油供給配管（２５）の循環路の入口上流にオイルポンプ（３）と連動する燃料供給弁（２６）が設けられ、該燃料油供給配管（２５）の循環路の少なくとも前記オイルポンプ（３）の入側が、燃料油を所定量貯留させておくオイルポンプ（３）へと燃料油を供給するためのベッセル（１）であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、オイルポンプ（３）によって燃料油供給配管（２５）内を圧送される燃料油を、電力で加熱するラインヒータ（４）とボイラ（２３）から送り出される蒸気の一部を燃料油加熱蒸気配管（１９）により供給されて加熱する熱交換器（５）とを経てボイラ（２３）のバーナ部（１１）へ供給させる燃料油加熱装置において、燃料油供給配管（２５）が燃料油の温度が燃焼に適した第一所定温度に上昇するまでバーナ部（１１）に供給された燃料油を少なくとも前記オイルポンプ（３）の入側に戻す循環路を有するように形成され、燃料油供給配管（２５）の熱交換器（５）の出側に燃料油温度センサ（１４）が、ボイラ（２３）又は前記燃料油加熱蒸気配管（１９）に蒸気温度を計測する蒸気温度センサ（１５）が、前記燃料油加熱蒸気配管（１９）にその蒸気流量を調整する流量調整弁（１３）がそれぞれ設けられており、ボイラ（２３）の始動開始前に燃料油供給配管（２５）を循環する燃料油の温度が最初に前記第一所定温度まで上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出するまで燃料油の温度が第一所定温度に上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出すると駆動が停止される前記ラインヒータ（４）のみで燃料油を加熱し、燃料油の温度が最初に前記第一所定温度まで上昇したことを該燃料油温度センサ（１４）が検出すると前記バーナ部（１１）を連続運転状態に駆動し、蒸気温度が規定温度以上になるまでに燃料油の温度が第一所定温度より特定温度だけ低下したことを燃料油温度センサ（１４）が検出するとラインヒータ（４）を再駆動させラインヒータ（４）のみで燃料油を加熱し、蒸気温度が規定温度以上になったことを該蒸気温度センサ（１５）が検出すると燃料油の温度が燃焼に適しているが第一所定温度より低い第二所定温度となるように流量調整弁（１３）を作動させて熱交換器（５）のみで燃料油を加熱し、燃料油の温度が第二所定温度より特定温度だけ低下したことを燃料油温度センサ（１４）が検出するとラインヒータ（４）を再駆動させ第二所定温度に達するとラインヒータ（４）を停止させる制御を行う燃料油温度制御器（１６）が設けられている燃料油加熱装置を用いることにより、粘性の高い燃料油をボイラ（２３）の前記バーナ部（１１）へ燃焼に適した一定の温度で供給することができ、またラインヒータ（４）の消費電力を必要最小限に抑えることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項1に記載の燃料油加熱装置において、燃料油温度が制限温度未満に低下したことを燃料油温度センサ（１４）が検出すると、燃料油温度制御器（１６）がバーナ部（１１）への燃料油の供給を停止させる制御を行うことにより、バーナ（２１）における空気欠乏状態の燃焼を防ぐことができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の燃料油加熱装置において、燃料油が最初に第一所定温度まで上昇するとバーナ部（１１）を連続運転状態に駆動させる燃料油温度制御器（１６）の制御が、燃料油の温度が最初に第一所定温度まで上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出した際にバーナ部（１１）に発せられる駆動信号による制御であることにより、燃焼に適した燃料油を前記バーナ部（１１）へ供給することができ、バーナ（２１）において安定した燃焼を行うことができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の燃料油加熱装置において、燃料油の温度が最初に第一所定温度まで上昇するとバーナ部（１１）を連続運転状態に駆動させる燃料油温度制御器（１６）の制御が、燃料油の温度が最初に第一所定温度まで上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出した際にバーナ部（１１）へ供給される燃料油の圧力をバーナ部（１１）の自動噴射圧力に上昇させるために燃料油供給配管（２５）のバーナ部（１１）からの循環路に設けられた第一電磁弁（７）に発せられる閉鎖信号による制御であることにより、燃料油が第一所定温度未満の燃料油供給配管（２５）中を循環する燃料油加熱状態から、第一所定温度まで上昇して燃料油をバーナ部（１１）へ供給する連続運転状態に効率よく移行することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４に記載の燃料油加熱装置において、燃料油の温度が燃焼に適した第一所定温度に上昇するまでバーナ部（１１）に供給された燃料油の燃料油供給配管（２５）の循環路の入口上流にオイルポンプ（３）と連動する燃料供給弁（２６）が設けられ、燃料油供給配管（２５）の循環路の少なくとも前記オイルポンプ（３）の入側が、燃料油を所定量貯留させておくオイルポンプ（３）へと燃料油を供給するためのベッセル（１）であることにより、燃料油加熱中またはボイラ（２３）の運転停止後の余熱によってボイラ（２３）の該燃料油供給配管（２５）中に発生する燃料油の体積膨張を吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の燃料油加熱装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図1に記載された本発明の燃料油加熱装置は、オイルポンプ（３）によって燃料油供給配管（２５）内を圧送される燃料油を、電力で加熱するラインヒータ（４）とボイラ（２３）から送り出される蒸気の一部を燃料油加熱蒸気配管（１９）により供給されて加熱する熱交換器（５）とを経てボイラ（２３）のバーナ部（１１）へ供給させる燃料油加熱装置において、燃料油供給配管（２５）が燃料油の温度が燃焼に適した第一所定温度に上昇するまでバーナ部（１１）に供給された燃料油を少なくとも前記オイルポンプ（３）の入側に戻す循環路を有するように形成され、燃料油供給配管（２５）の熱交換器（５）の出側に燃料油温度センサ（１４）が、ボイラ（２３）又は前記燃料油加熱蒸気配管（１９）に蒸気温度を計測する蒸気温度センサ（１５）が、前記燃料油加熱蒸気配管（１９）にその蒸気流量を調整する流量調整弁（１３）がそれぞれ設けられており、ボイラ（２３）の始動開始前に燃料油供給配管（２５）を循環する燃料油の温度が最初に前記第一所定温度まで上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出するまで燃料油の温度が第一所定温度に上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出すると駆動が停止される前記ラインヒータ（４）のみで燃料油を加熱し、燃料油の温度が最初に前記第一所定温度まで上昇したことを燃料油温度センサ（１４）が検出すると前記バーナ部（１１）を連続運転状態に駆動し、蒸気温度が規定温度以上になるまでに燃料油の温度が第一所定温度より特定温度だけ低下したことを燃料油温度センサ（１４）が検出するとラインヒータ（４）を再駆動させラインヒータ（４）のみで燃料油を加熱し、蒸気温度が規定温度以上になったことを蒸気温度センサ（１５）が検出すると燃料油の温度が燃焼に適しているが第一所定温度より低い第二所定温度となるように流量調整弁（１３）を作動させて熱交換器（５）のみで燃料油を加熱し、燃料油の温度が第二所定温度より特定温度だけ低下したことを燃料油温度センサ（１４）が検出するとラインヒータ（４）を再駆動させ第二所定温度に達するとラインヒータ（４）を停止させる制御を行う燃料油温度制御器（１６）が設けられている。
【００２３】
前記燃料油加熱装置において、ボイラ（２３）はバーナ（２１）の燃焼熱により蒸気を発生させる構造を持つ。発生した蒸気は、気水分離器（２２）中で蒸発しきれなかった液体分と分けられ、主蒸気弁（１２）を通過して蒸気の使用先へ供給される。このとき、ボイラ（２３）は大気圧以上の圧力の蒸気を発生させることができる構造を持つため、通常大気圧中では１００℃の蒸気しか得られないが、この場合例えばボイラ（２３）内の絶対圧力が０．２ＭＰａのときは、約１２０℃の蒸気を得ることができる。
【００２４】
燃料油温度制御器（１６）は、ラインヒータ（４）および熱交換器（５）の燃料油加熱温度を設定する機器であり、蒸気温度センサ（１５）によって検出されるボイラ（２３）の蒸気の温度を、蒸気温度検出器（１７）を経由してこの燃料油温度制御器（１６）に入力し、蒸気の規定温度によって２通りの燃料油の加熱設定温度ＳＰ０、ＳＰ１およびＶＰ０、ＶＰ１を切替えて、燃料油温度センサ（１４）で検出される燃料油加熱温度によってラインヒータ（４）への駆動信号を、同じく燃料油温度センサ（１４）で検出された燃料油の温度変化を解析しながら燃料油の加熱設定温度に対して０％から１００％に割振った信号を熱交換器（５）へボイラ（２３）の蒸気を供給する流量調整弁（１３）への作動信号を発信することができる機能を持つ。
【００２５】
ラインヒータ（４）は、燃料油温度センサ（１４）で検出された燃料油の温度によって、燃料油温度制御器（１６）からの信号で駆動が行われるものである。熱交換器（５）はボイラ（２３）で発生した蒸気の熱を燃料油へ熱交換するものであり、同じく燃料油温度センサ（１４）で検出された燃料油の温度変化を燃料油温度制御器（１６）が解析しながら、燃料油の加熱設定温度に対して０％から１００％に割振って発信される作動信号で流量調節弁（１３）が比例的に開閉され、この開閉度による蒸気の供給量の制御によって燃料油の加熱制御が行われるものである。
【００２６】
流量調節弁（１３）は、燃料油温度センサ（１４）で検出される燃料油の加熱温度によってラインヒータ（４）を駆動させるように全開状態または全閉状態で作動させることで燃料油の加熱制御を行うことも可能であるが、前記のような作動方法によって加熱設定温度に対してより安定な燃料油の加熱制御を行うことができる。
【００２７】
ボイラ（２３）が始動すると、オイルポンプ（３）によって燃料油供給配管（２５）内を圧送される燃料油は、供給過程でラインヒータ（４）および熱交換器（５）で第一所定温度まで加熱される。燃料油温度センサ（１４）において検出される燃料油の加熱温度が第一所定温度未満の場合、バーナ（２１）は燃焼動作に入らず燃料油は燃料供給配管（２５）を循環しながら第一所定温度まで加熱される。そして、燃料油温度センサ（１４）によって燃料油が第一所定温度以上まで加熱されたことを検出すると、燃料油温度制御器（１６）からバーナ（２１）へ駆動信号が発せられて燃焼動作に移行する。バーナ（２１）が燃焼動作に移行すると燃料油温度制御器（１６）から第一電磁弁（７）に閉鎖信号が発信され、これにより第一電磁弁（７）が閉じる。バーナ部（１１）中の燃料油回路がオイルポンプ（３）の燃料油圧送圧力によって循環路側から燃焼側に切替わり、低燃焼側ノズル（９）より加熱された燃料油が噴霧され、バーナ（２１）の着火動作によって低燃焼が行われる。そして、蒸気の使用先で負荷が高くなることによってさらに多くの蒸気が要求されれば、燃料油温度制御器（１６）から第二電磁弁（８）に開放信号が発信され、これにより第二電磁弁（８）が開き、高燃焼側ノズル（１０）から燃料油が噴霧され、高燃焼が行われる。
【００２８】
本実施例で説明されているものは、燃焼方式が「停止−低燃焼−高燃焼」の燃料油供給回路であるが、前記のような燃料油加熱のための循環路が形成されていれば、燃焼方式が「停止−燃焼」の燃料油回路でも同様の効果が得られる。
【００２９】
図３はボイラ（２３）で発生し、蒸気温度センサ（１５）で検出される蒸気温度をＴＶとし、また規定温度を１００℃とした場合において、（ア）は蒸気温度ＴＶが１００℃未満のとき、（イ）は同じく蒸気温度ＴＶが１００℃以上のときのラインヒータ（４）の駆動状況および燃料油温度センサ（１４）で検出される燃料油加熱温度に対する流量調節弁（１３）の比例開閉による熱交換器（５）への蒸気供給割合を示している。そして、これら（ア）、（イ）の２通りの燃料油加熱設定温度ＳＰ０からＳＰ１およびＶＰ０からＶＰ１またはその逆への切替えが、蒸気温度センサ（１５）で検出されるボイラ（２３）の蒸気温度の変化により、蒸気温度検出器（１７）から出力される信号を受けて燃料油温度制御器（１６）によって行われる。
【００３０】
本実施例では、前記のように燃料油加熱後の温度降下を考慮して燃料油温度制御器（１６）のラインヒータ（４）、燃焼制限、熱交換器（５）の設定温度は、ボイラ（２３）で発生し、蒸気温度センサ（１５）で検出される蒸気温度ＴＶが１００℃以上のときに対して、蒸気温度ＴＶが１００℃未満のときは１０℃高く設定している。
【００３１】
燃焼制限とは、燃料油温度がバーナの定常燃焼に影響を及ぼすと思われる温度のときにバーナの燃焼を停止、待機させる動作である。
【００３２】
またここで、蒸気の規定温度が１００℃というのは一例である。規定温度は熱交換器（５）の能力によって決定できるが、言い換えれば過度に規定温度が高くなくとも蒸気と燃料油が熱交換できるように熱交換器（５）を選定できる。
【００３３】
例えば飽和蒸気の場合、蒸気温度が１００℃のときの保有潜熱は約２２５６ｋＪ／ｋｇであるが、１５０℃のときの保有潜熱は約２１１３ｋＪ／ｋｇであり、蒸気温度が高くなるにつれて単位質量当りの保有潜熱が減少することから、蒸気温度が高ければ効率が良いとは限らず、熱交換のために多くの蒸気量が必要になることが分かる。このことから、蒸気の規定温度は過度に高く設定する必要はない。
【００３４】
また、本発明ではボイラ（２３）で発生し、蒸気温度センサ（１５）で検出される蒸気温度を規定温度として燃料油温度制御器（１６）のラインヒータ（４）、熱交換器（５）に対する設定温度の切替えを行っているが、水蒸気の飽和温度、圧力および保有潜熱の関係は公に知られており、この場合も蒸気温度の代わりにボイラ（２３）で発生する蒸気の圧力を燃料油温度制御器（１６）のラインヒータ（４）、熱交換器（５）に対する設定温度の切替えのパラメータに用いてもよい。
【００３５】
例えば蒸気温度が１００℃のとき、蒸気圧力は絶対圧力約０．１０１ＭＰａであり、同じく１５０℃のときは約０．４７６ＭＰａとなる。
【００３６】
図３（ア）に示すように、コールドスタートのようなボイラ（２３）中に蒸気が発生していないような状態でのボイラ（２３）の始動で蒸気温度センサ（１５）で検出されるボイラ（２３）で発生する蒸気の温度が１００℃未満の場合、ラインヒータ（４）が主体の燃料油加熱制御となる。本図によるとラインヒータ（４）の加熱設定温度ＳＰ０よりも熱交換器（５）の加熱設定温度ＶＰ０の方が高く設定されているが、実際は蒸気温度が１００℃未満のため、このときは熱交換器（５）では燃料油の加熱は行われていないと考えてよい。したがって、燃料油はラインヒータ（４）によってＳＰ０の温度に加熱されることになる。この温度が前記第一所定温度に対応する。
【００３７】
そして、図３（イ）のように蒸気温度センサ（１５）で検出されるボイラ（２３）で発生する蒸気の温度が１００℃以上になれば、蒸気温度検出器（１７）を経由して出力された信号により燃料油温度制御器（１６）によって燃料油の加熱設定温度が切替わり、熱交換器（５）主体の燃料油加熱制御に移行する。このとき、ラインヒータ（４）の燃料油加熱設定温度ＳＰ１は図３（ア）のときよりも低く設定されるが、これは熱交換器（５）の加熱能力を優先させるためであり、蒸気の比例流量による熱交換器（５）の燃料油加熱制御の方が、ラインヒータ（４）のＯＮ−ＯＦＦの駆動による燃料油加熱制御より安定に行えるためである。このとき燃料油はＶＰ１の温度に加熱されることになる。この温度が前記第二所定温度に対応する。
【００３８】
本実施例のように、燃料油の所定温度を９０℃としてボイラ（２３）のバーナ（２１）に供給するとき、コールドスタートのようなボイラ（２３）中に蒸気が発生していないような状態でのボイラ（２３）の始動で蒸気温度センサ（１５）で検出されるボイラ（２３）で発生する蒸気の温度が１００℃未満の場合、燃料油温度センサ（１４）で検出された燃料油の温度によるラインヒータ（４）のＯＮ−ＯＦＦの駆動による燃料油加熱制御のみでは燃料油の所定温度に対し、ラインヒータ出口から熱交換器入口までの燃料油供給配管、および蒸気の供給されていない熱交換器を通過する間の放熱による温度降下を考慮して燃料油を加熱しなければならないが、ボイラ（２３）で発生し、蒸気温度センサ（１５）で検出される蒸気温度ＴＶが１００℃以上のときは熱交換器（５）を使用することによって、燃料油温度センサ（１４）で検出された燃料油の温度変化を燃料油温度制御器（１６）が解析しながら、燃料油の加熱設定温度に対して０％から１００％に割振って発信される作動信号で流量調節弁（１３）が比例的に開閉され、この開閉度による蒸気の供給量の制御によって安定した燃料油の加熱制御ができる。
【００３９】
ここでは燃料油の所定温度を９０℃としているので、本来ならば図3（ア）に示すような蒸気温度ＴＶが１００℃未満のときもＳＰ０は９０℃に設定されるが、ラインヒータ出口から熱交換器入口までの燃料油供給配管、および蒸気の供給されていない熱交換器を通過する間の放熱による温度降下を５℃考慮しているため、ＳＰ０は９５℃に設定されている。
【００４０】
図3（イ）に示すような蒸気温度ＴＶが１００℃以上のとき、ラインヒータ（４）が駆動するのは燃料油温度センサ（１４）で検出される燃料油温度が９０℃から８４℃まで降下した場合であるが、蒸気温度ＴＶを１００℃以上に確保できれば熱交換器（５）によって燃料油を９０℃まで加熱できるように設計してあるため、コールドスタート時以外でボイラ（２３）が定常運転中は、熱交換器（５）主体の燃料油加熱制御が可能である。したがって前記の燃料油加熱装置によって、ボイラ（２３）の運転中はラインヒータ（４）は熱交換器（５）の補助的な役割として取り扱うことができ、消費電力を必要最小限に抑えることができる。
【００４１】
本発明では燃料油の所定温度を９０℃としているが、本発明者らが行った燃料油の燃焼に適した所定温度を求める実験では、燃料油の温度が約１２０℃以上あるいは約７０℃以下の状況で、前記のような燃料油の密度減少による空気過剰燃焼あるいは密度増加による空気欠乏燃焼および燃料油の粘性増加により、バーナ（２１）における振動燃焼および燃焼排ガス中の煤の発生のような異常燃焼が確認された。
【００４２】
これを受けて本発明では、何らかの理由により燃料油の加熱が不十分の状態でバーナ（２３）に燃料油が供給されることを防止するために、燃焼制限として蒸気温度ＴＶが１００℃未満のときは燃料油温度センサ（１４）で検出される燃料油温度が８０℃以下になった場合、蒸気温度ＴＶが１００℃以上のときは同じく燃料油温度が７０℃以下になった場合燃料油温度制御器（１６）がバーナ部（１１）への燃料油の供給を停止させる制御を行い、バーナ（２１）の燃焼を停止、待機させるようにした。この、燃料油の給油を停止させるための設定温度が前記制限温度に対応する。また、この燃焼制限の燃料油温度はＳＰ０、ＳＰ１に対して各々１０℃温度降下した場合に設定してあり、この１０℃が前記特定温度に対応する。
【００４３】
また、本発明のような燃料油を約９０℃まで加熱するとき、熱交換器（５）のような加熱機器を使用して液体による燃料油加熱を行う場合、交換する熱は顕熱のみのため温水の場合は伝熱面積を大きくして多くの交換熱量を得るか、また熱媒油のような高温に昇温ができる液体を利用する等の必要がある。これに対し蒸気による燃料油加熱を行う場合、前記のように蒸気の保有潜熱を利用できるために、飽和蒸気でも熱交換ができるような熱交換器（５）を選定すれば、過熱蒸気を利用しなくとも液体に比べ容易に燃料油加熱を行うことができる。
【００４４】
これらの理由から本発明の燃料油加熱装置は蒸気ボイラで使用し、本実施例では燃料油の所定温度を９０℃としている。
【実施例２】
【００４５】
図２に記載された本発明の燃料油加熱装置は、図１に記載された本発明の燃料油加熱装置において燃料油の温度が燃焼に適した第一所定温度に上昇するまでバーナ部（１１）に供給された燃料油の燃料油供給配管（２５）の循環路の入口上流に燃料供給弁（２６）が設けられ、燃料油供給配管（２５）の循環路の少なくとも前記オイルポンプ（３）の入側に、燃料油を所定量貯留させておくオイルポンプ（３）へと燃料油を供給するためのベッセル（１）が設けられている。
【００４６】
例えばボイラ（２３）の設置位置と燃料油タンク（図示省略）の設置位置の高低差によって、ボイラ（２３）が停止しているとき燃料油タンク中の燃料油が燃料油供給配管（２５）を通過してバーナ（２１）へ供給されることを防止するために燃料油供給配管（２５）の循環路の入口上流にオイルポンプ（３）と連動する燃料供給弁（２６）が設けられることが考えられる。
【００４７】
ボイラ（２３）が通常運転後停止したとき、燃料油供給配管（２５）は燃料供給弁（２６）が閉鎖していることにより密閉された循環路となる。燃料油供給配管（２５）中の燃料油がボイラ（２３）停止後のボイラ（２３）自身およびその周辺の余熱によって体積膨張することにより燃料油供給配管（２５）の継目から漏出して火災を起こしたり、あるいは同様に低燃焼側ノズル（９）、高燃焼側ノズル（１０）からボイラ（２３）内に漏出し次回のバーナ（２１）の着火の際に爆発を起こしたりする恐れがある。これらの事故を防止するために燃料油供給配管（２５）の循環路の少なくともオイルポンプ（３）の入側にベッセル（１）を設けている。ベッセル（１）はボイラ（２３）停止後のボイラ（２３）自身およびその周辺の余熱によって発生する燃料油の体積膨張を吸収できる構造を持つ。
【００４８】
本実施例の燃料油加熱装置において、実施例１の燃料油加熱装置と同様の燃料油加熱制御を行うことによってコールドスタート時以外でボイラ（２３）が定常運転中は、熱交換器（５）主体の燃料油加熱制御が可能である。したがって前記の燃料油加熱装置によって、ボイラ（２３）の運転中はラインヒータ（４）は熱交換器（５）の補助的な役割として取り扱うことができ、消費電力を必要最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る燃料油加熱装置の実施例１を示した説明図である。
【図２】本発明に係る燃料油加熱装置の実施例２を示した説明図である。
【図３】蒸気温度センサ（１５）で検出されるボイラ（２３）の蒸気温度が規定温度未満のとき（ア）および規定温度以上のとき（イ）における、燃料油温度センサ（１４）で検出される燃料油供給配管（２５）中の燃料油温度に対するラインヒータ（４）または熱交換器（５）の駆動状態および燃焼制限を表す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１      ベッセル
２      逆止弁
３      オイルポンプ
４      ラインヒータ
５      熱交換器
６      スチームトラップ
７      第一電磁弁
８      第二電磁弁
９      低燃焼側ノズル
１０    高燃焼側ノズル
１１    バーナ部
１２    主蒸気弁
１３    流量調節弁
１４    燃料油温度センサ
１５    蒸気温度センサ
１６    燃料油温度制御器
１７    蒸気温度検出器
１８    主蒸気配管
１９    燃料油加熱蒸気配管
２０    ウィンドボックス
２１    バーナ
２２    気水分離器
２３    ボイラ
２４    回線
２５    燃料油供給配管
２６    燃料供給弁
ＴＶ    蒸気温度センサ（１５）で検出されるボイラ（２３）の蒸気温度
ＳＰ０  ＴＶが規定温度未満のときのラインヒータによる燃料油加熱設定温度
ＳＰ１  ＴＶが規定温度以上のときのラインヒータによる燃料油加熱設定温度
ＶＰ０  ＴＶが規定温度未満のときの熱交換器による燃料油加熱設定温度
ＶＰ１  ＴＶが規定温度以上のときの熱交換器による燃料油加熱設定温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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