(57)【要約】【課題】バーナの着失火判定を迅速にする。【解決手段】バーナ５をイグナイタ３８により点火するように構成し、燃焼中の炎電流をフレームロッド４０により検出し、この検出値から変換した電圧値の高低により着火あるいは失火を判定するにあたり、燃料供給用の電磁ポンプ４６の駆動時にイグナイタ３８に電圧印加してフレームロッド４０により検出を開始する。そして、検出第一段階（Ｄ１）のイグナイタ（３８）の印加電流の検出値から変換した電圧値（Ｄ１ａ）を所定時間にわたり検出した後の検出第二段階（Ｄ２）において、前記電圧値（Ｄ１ａ）よりも高い上昇電圧値（Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ）を検出すると着火と判定する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁ポンプ（４６）からの供給燃料にイグナイタ（３８）を放電させて燃焼する燃焼バーナにおいて、燃焼中の炎を検出すると電圧値が変換するフレームロッド（４０）を設け、該フレームロッド（４０）で検出した電圧値の高低により着火を判定するにあたり、燃焼開始前に検出した前記フレームロッド（４０）の検出電圧値（Ｄ１ａ）よりも燃焼開始後に検出した電圧値（Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ）が燃焼開始後設定時間内に上昇すると着火判定手段（４９）が着火と判定することを設けたことを特徴とする燃焼バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃焼バーナに関するもので、穀物乾燥機等に利用することができる。
【背景技術】
【０００２】
穀物乾燥機において、燃料にイグナイタを放電させて点火して燃焼中の炎電流をフレームロッドにより検出して電圧値に変換し、電圧レベルが所定値以下になるか否かで着火あるいは非着火を判定するように構成し、燃料供給後の検出電圧値変化が予め設定する所定値以下に達したときに点火用イグナイタを一旦オフにし、フレームロッドの検出値に基づく変換電圧値がしきい値以下であるか否かを判定することにより、着火の有無を判定するものは公知である（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−２３０７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のような着火判定装置であると、電圧値が所定値以下になるまでに時間を必要とし着火判定が遅くなり、燃焼開始時に不着火を繰り返した場合には、燃焼燃料がバーナに余分に吐出すことになるという不具合が生じる。また、余分に吐出された燃料をドレンを設けて取り除くように構成すると、コスト高となる不具合が発生していた。
【０００４】
そこで、この発明は、着火判定を早くし、このような不具合を解消しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、電磁ポンプ（４６）からの供給燃料にイグナイタ（３８）を放電させて燃焼する燃焼バーナにおいて、燃焼中の炎を検出すると電圧値が変換するフレームロッド（４０）を設け、該フレームロッド（４０）で検出した電圧値の高低により着火を判定するにあたり、燃焼開始前に検出した前記フレームロッド（４０）の検出電圧値（Ｄ１ａ）よりも燃焼開始後に検出した電圧値（Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ）が燃焼開始後設定時間内に上昇すると着火判定手段（４９）が着火と判定することを設けたことを特徴とする燃焼バーナとする。
【０００６】
前記構成によると、電磁ポンプ（４６）を駆動させて燃料を供給して、イグナイタ（３８）を放電させると燃焼を開始する。フレームロッド（４０）は燃焼開始前である検出第一段階（Ｄ１）ではイグナイタ（３８）の電圧値（Ｄ１ａ）を約２秒の所定時間にわたり検出し、その後の燃焼を開始した検出第二段階（Ｄ２）において所定短時間（例えば約３秒）にわたり前記印加電流に基づく電圧値（Ｄ１ａ）よりも高い上昇電圧値（Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ）を検出すると、着火と判定する。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明は、バーナ（５）の着火直後の第二段階（Ｄ２）で着火判定をすることができ、迅速に着火判定をすることができる。そのため不着火判定時の余分の燃料吐出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下この発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
まず、図１及び図２に基づきこの発明を具備した穀物乾燥機の全体構成について説明する。
【０００９】
１は穀物乾燥機の機枠で、この機枠１内には貯溜室２、乾燥室３及び集穀室４を上方から下方に順次配設している。乾燥室３にはバーナ５を有するバーナ胴に通じる熱風室６と吸引排気ファン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、各穀物流下通路９，９の下部に設ける繰出バルブ１０，１０の往復回転により穀物を所定量づつ繰り出し流下し、穀物に熱風を浴びせて乾燥するように構成している。
【００１０】
前記機枠１の外側には集穀室４の一側に集めた穀物を貯溜室２に揚穀還元する昇降機１１を立設している。この昇降機１１内には上下に軸架した駆動プーリ１２ａ及び従動プーリ１２ｂにバケットベルト１３を巻き掛け、集穀室４の底部に設ける下部搬送装置１４により乾燥穀物を一側に移送し、次いで昇降機１１により揚穀移送するように構成している。この昇降機１１で揚穀された穀物は、昇降機１１の揚穀投げ口１５から上部搬送装置１６の始端側に供給し、更に上部搬送装置１６により横送して貯溜室２の上部中央部に配設する回転拡散板１８に送り、貯溜室２内に拡散落下させるように構成している。
【００１１】
前記昇降機１１、下部搬送装置１４、上部搬送装置１６から構成されている穀物循環系は、昇降機１１の機枠上部に配設している昇降機モータ（図示省略）により駆動される。即ち、昇降機モータ（図示省略）の駆動プーリには２本の駆動ベルト（図示省略）を巻き掛け、一方の駆動ベルト（図示省略）により上部搬送装置１６を駆動し、他方の駆動ベルト（図示省略）により、昇降機１１の駆動プーリ１２ａ、バケットベルト１３及び従動プーリ１２ｂを駆動している。
【００１２】
また、昇降機１１における上下中途部の壁面には、バケットベルト１３の上昇行程と下降行程の左右間隔部内に取込み口（図示省略）を設けて、この取込み口（図示省略）の下方部位に水分計２６を着脱自在に配設している。この水分計２６は、例えば一対の電極ロール間でサンプル粒１粒づつを圧縮粉砕し、その抵抗値を電気的に処理して穀粒の水分値に換算する公知の構成である。
【００１３】
次に、図３〜図６に基づきバーナ５について説明する。
前記バーナ５は気化型バーナであって、ケーシング２７の正面側に燃焼筒２８を設け、ケーシング２７内にはバーナモータ２９を設け、バーナモータ２９の前方に突出するモータ軸３０に逆円錐形状の拡散体３１を取り付け、この拡散体３１の周囲を覆うように気化筒３２を設け、この気化筒３２の開放側周縁部に微粒化燃料案内用のガイド板３３を延長状に設けている。
【００１４】
また、ケーシング２７の下方にはファン３４を配設し、ファン３４から送風案内筒３５を介してケーシング２７内に燃焼用空気を送るように構成している。また、ケーシング２７側から燃焼筒２８の中心部に向けて第二送風筒３５ａを延出し、燃焼筒２８の中心部前面には燃焼盤３６を嵌合装着し、この燃焼盤３６には複数のガス噴出孔３６ａ，…を設けている。この燃焼筒２８には正面視において外周側へ膨出する膨出部２８ａを形成し、この膨出部２８ａ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、ノズル３９から供給される灯油の微粒化燃料にイグナイタ３８により着火する構成としている。４０は燃焼炎の有無を検出するフレームロッドで、燃焼中の炎電流を検出し制御部に出力する構成である。
【００１５】
前記送風案内筒３５の上方に電磁ポンプ４６を設け、電磁ポンプ４６の駆動により燃料の灯油を気化バーナ５に供給し、イグナイタ３８の放電により点火し着火燃焼する構成である。そして、熱風温度センサ４７の検出熱風温度と設定熱風温度とを比較し、その差異により電磁ポンプ４６のオンタイム駆動を変更制御して燃料供給量を調整し、検出熱風温度が所定の設定範囲になるように制御する構成である。
【００１６】
次に、図６に基づき制御ブロック構成について説明する。
バーナ胴４５（図１に示す）の上方に制御部４９を設けている。制御部４９の入力側には、入力インターフェイスを介して操作盤５０（図１に示す）に配設している張込スイッチ５１、乾燥スイッチ５２、排出スイッチ５３、停止スイッチ５４、穀物種類スイッチ５５、仕上水分設定スイッチ５６、張込量設定スイッチ５７、乾燥時間増減スイッチ５８、前記水分計２６、フレームロッド４０、熱風温度センサ４７、外気温度センサ６０を接続している。また、制御部４９の出力側には、出力回路、駆動手段を介して昇降機モータ１９、繰出バルブモータ６２、電磁ポンプ４６、バーナモータ２９、ファン３４駆動用のファンモータ６３、イグナイタ３８等を接続している。
【００１７】
なお、バーナ駆動信号は電磁ポンプ４６のＯＮ／ＯＦＦ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、ファンモータ６３の回転数指令信号、イグナイタ３８の通電信号等がある。また、前記制御部４９は、予め設定記憶されている設定温度と熱風温度センサ４７の検出熱風温度とを比較し、その差が小になるように周期的にオンされる電磁ポンプ４６のオンタイム信号を長短に変更制御する。
【００１８】
次に、穀物乾燥機の作用について説明する。
張込ホッパから昇降機１１を利用して貯溜室２に所定量の穀物を張り込む。次いで、穀物種類、乾燥仕上水分値等を設定し乾燥作業を開始する。貯溜室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に流下する。熱風により乾燥された穀類は下部搬送装置１４で一側に移送され、次いで昇降機１１により揚穀され、上部搬送装置１６に引き継がれ再び貯溜室２に循環され、暫くの間調質作用を受ける。このような行程を繰り返しながら仕上水分値に到達すると、乾燥作業は終了する。
【００１９】
前記乾燥作業にあたり、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に通電し放電させて点火することにより燃焼が開始される。即ち、バーナモータ２９の回転により気化筒３２が回転し、ファンモータ６３の回転によりファン３４が回転し燃焼用空気が導入される。また、ノズル３９からの燃料は高速回転している拡散体３１に衝突しながら微粒化され、気化筒３２の内周面にそって拡散流動しガイド体３３により外周側に案内され、イグナイタ３８により点火される。次いで、燃焼火炎による輻射熱で気化筒３２の内周面を移行する微粒化燃料はガス化されて燃焼盤３６の裏面に導かれ、ここから表面側に噴出し青火で燃焼する。
【００２０】
次に、図７〜図１２に基づきフレームロッド４０の着火が消えたことの判定構成について説明する。
乾燥スイッチ５２をオンして乾燥作業を開始すると、バーナモータ２９及びファンモータ６３をオンし、イグナイタ３８をオンし、燃料供給用の電磁ポンプ４６をオンし、乾燥作業が開始される。
【００２１】
乾燥作業の開始時において、フレームロッド４０の検出値から電圧値に変換すると、次のような技術的知見を得た。即ち、図８に示すように、電磁ポンプ４６の駆動開始時からフレームロッド４０により検出を開始すると、第一段階（Ｄ１）の約２秒間では燃焼開始前（非燃焼状態）におけるフレームロッドの印加電圧値（Ｄ１ａ）を検出し、第二段階（Ｄ２）の約３秒間では、前記電圧値（Ｄ１ａ）よりも上昇した上昇電圧値（Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ）を検出し、第三段階（Ｄ３）の燃焼継続状態では前記上昇電圧値（Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ）よりも下降した下降電圧値（Ｄ３ａ）を検出し、この下降検出電圧値（Ｄ３ａ）が燃焼状態の安定に従って順次下降し所定電圧値Ｄ４ａで安定し第四段階（Ｄ４）の状態が継続するという技術的知見を得た。この発明の着火判定装置はこのような技術的知見に基づきなされたものである。
【００２２】
バーナの着火判定にあたり、前記第二段階（Ｄ２）における上昇電圧値（Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ）を検出した段階で、着火と判定する。即ち、燃焼開始前の第一段階（Ｄ１）の電圧値（Ｄ１ａ）よりも、第二段階（Ｄ２）における初期のイグナイタ３８の放電の一部をフレームロッド４０が検出して所定値上昇した上昇電圧値（Ｄ２ａ）を検出した段階、あるいは、上昇電圧値（Ｄ２ｂ）の検出が所定時間（例えば２秒程度）継続した段階、あるいは、第二段階（Ｄ２）の終了時の上昇電圧値（Ｄ２ｂ）から所定値下降した下降電流値（Ｄ２ｃ）を検出した段階、あるいは、第二段階（Ｄ２）における初期の上昇電圧値（Ｄ２ａ）及び終了時の下降電圧値（Ｄ２ｃ）を共に検出した段階で着火と判定する。
【００２３】
なお、前記第二段階（Ｄ２）では、イグナイタ３８の放電の一部又は放電のノイズが着火した炎を導体としてフレームロッド４０の検出電圧値が加算されるものと推測される。   従来装置にあっては、前記第三段階（Ｄ３）における下降電圧値（Ｄ３ａ）が安定し所定値Ｄ４ａに下降した第四段階Ｄ４の段階で着火と判定していたので、着火判定が遅れて本実施の形態では燃焼開始から少なくとも約２０秒程度要していた。従って、乾燥開始時に不着火を繰り返すと、燃焼燃料が余分に吐出し、仮に着火しても余分の燃料が後火し火災の危険性があったり、また、余分に吐出した燃料をドレンを設けて取り除くようにすると、コスト高となる不具合があった。
【００２４】
しかし、前記のように着火初期の前記第二段階（Ｄ２）、即ち、燃焼開始から短時間（約５秒程度）で着火判定をすることができて、着火判定が迅速になり、所定時間内に着火判定がなされない場合には、電磁ポンプ４６の駆動を停止することにより、燃料の余分の吐出を回避し、前記不具合を解消することができる。
【００２５】
また、図９のようにして着火判定をしてもよい。即ち、前記第二段階（Ｄ２）の初期において、前記第一段階（Ｄ１）の非燃焼状態のフレームロッド４０の電圧値（Ｄ１ａ）から上昇する上昇電圧値（Ｄ２ａ）を検出するにあたり、移動平均により平滑化し、所定傾斜以上の上昇曲線Ｍを得たとき、あるいは、第二段階（Ｄ２）の終期において下降電圧値（Ｄ２ｃ）を移動平均により平滑化し、所定傾斜以上の下降曲線を得たときに、着火と判定する。
【００２６】
このように複数の着火判定基準を設けることにより、ノイズ等による誤検出を防止し、正確な着火判定をすることができる。
また、図１０に示すようにして着火判定をしてもよい。即ち、第二段階（Ｄ２）における上昇電圧値（Ｄ２ｂ）の所定時間の移動平均により平均上昇電圧値（Ｄ２ｄ）を算出し、この平均上昇電圧値（Ｄ２ｄ）が前記第一段階（Ｄ１）のフレームロッド４０の電圧値（Ｄ１ａ）から所定値Ｎ以上増加すると、着火と判定してもよい。このようにすることにより正確な着火判定をすることができる。
【００２７】
次に、図１１に基づきフレームロッド４０による火が消えたことの判定について説明する。
フレームロッド４０によりバーナ５の火が消えたことの判定をするにあたり、前記第二段階（Ｄ２）の上昇電圧値（Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ）を検出すると着火と判定し、その着火判定から所定時間（例えば３秒）経過すると、火が消えたことの判定を開始する。そして、フレームロッド４０が第三段階（Ｄ３）の燃焼状態の下降電圧値（Ｄ３ａ）または第四段階（Ｄ４）の安定燃焼時を検出すると着火と判定し、着火判定後も着火が消えたことの判定時にはイグナイタ４０に印加電流を供給し、フレームロッド４０がイグナイタ３８の前記印加電流値から変換した電圧値（Ｄ１ａ）を検出すると、火が消えたことのと判定する。このように構成することにより、火が消えたことの判定を迅速に行なうことができる。
【００２８】
図８に示すように、第二段階（Ｄ２）の上昇電圧値（Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ）の検出時間は本実施の形態では約３秒程度であり、この時間帯が経過すると、第三段階（Ｄ３）の燃焼継続時の下降電圧値（Ｄ３ａ）検出段階に移行する。そして、第三段階（Ｄ３）の燃焼状態の下降電圧値（Ｄ３ａ）検出から非燃焼状態のイグナイタ３８の放電の一部から変換した電圧値（Ｄ１）へ復帰すると火が消えたと判定する。この構成により火が消えたことの判定を迅速正確に行なうことができる。
【００２９】
また、前記の着火が消えたことの判定方法に予備的な着火が消えたことの判定方法を加えてもよい。この予備的着火が消えたことの判定方法は、例えば、所定電圧値（例えば３．３Ｖ）以下を着火と判定し、所定電圧値（例えば、３．６Ｖ）以上を火が消えたことのと判定するものである。このように、予備的着火が消えたことの判定方法を併用することにより、第三段階（Ｄ３）中に火が消えた場合にも着火が消えたことの判定をすることができ安全である。
【００３０】
また、次のように構成してもよい。フレームロッド４０によりバーナ５の火が消えたことの判定をするにあたり、前記第二段階（Ｄ２）の上昇電圧値（Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ）を検出すると、着火と判定する。そして、着火判定後にイグナイタ３８をＯＦＦにし、フレームロッド４０の検出値から変換した電圧値を検出し、当該電圧値下降による大きな電圧降下を検出できないときには、着火エラーによる火が消えたことのと判定する予備的方法を追加する。
【００３１】
このように予備的な火が消えたことの判定方法を追加することにより、一方の火が消えたことの判定方法ではノイズ等の原因で火が消えたことの判定ができない場合にも、他方の火が消えたことの判定方法により火が消えたことの判定をすることができ安全である。
【００３２】
次に、図１２に基づき着火が消えたことの判定方法の他の実施例について説明する。
制御が開始されると、電磁ポンプ４６のＯＮから所定時間（例えば１０秒）以内にフレームロッド４０により非燃焼時の電圧値以上（例えば４．５Ｖ以上）を２回検出すると、着火と判定し、また、所定時間（例えば１０秒）内に非燃焼時の電圧値以上（例えば４．５Ｖ以上）を２回検出しないときには、不着火と判定する（ステップＳ１）。
【００３３】
次いで、前記着火判定から所定時間（例えば３秒）が経過すると火が消えたことの判定を開始し、第三段階（Ｄ３）で検出電圧値が非燃焼時の電圧値（例えば４．３〜４．５Ｖ）になると、火が消えたことのと判定し、また、前記非燃焼時の電圧値（例えば４．３〜４．５Ｖ）を検出しないと、着火と判定する（ステップＳ２）。次いで、電磁ポンプ４６のＯＮから所定時間（例えば３０秒）以内に所定電圧値（例えば３．３Ｖ）以下を検出すると、着火と判定し、火が消えたことの判定方法２へ移行し、また、前記所定時間（例えば３０秒）以内に前記所定電圧値（例えば３．３Ｖ）以下を検出しないと、火が消えたことのと判定する（ステップＳ３）。
【００３４】
なお、前記火が消えたことの判定方法２は、所定電圧値（例えば３．６Ｖ）以上を検出すると火が消えたことのと判定する。
前記判定方法とすることにより、燃焼初期の着火が消えたことの判定及び燃焼継続時の着失火判定を迅速に行なうことができる。
【００３５】
また、次のように構成してもよい。即ち、着火が消えたことの判定にあたり、バーナ５の燃焼中に所定時間（例えば１〜５分程度）毎にイグナイタ３８を所定時間（例えば１〜２秒程度）にわたり電圧印加し、フレームロッド４０により検出値から変換した電圧値が印加電流値を検出すれば着火と判定し、検出できなければ火が消えたことのと判定する。なお、前記印加電流値の基準値は所定時間における電圧値の上昇勾配により設定しておく。
【００３６】
また、火が消えた場合には、表示部（図示省略）に「バーナ５の燃料盤３６の清掃」を促す表示をしてもよい。
乾燥作業中にフレームロッド４０にバーナ５の燃焼盤３６又は気化筒３２が接触し、何らかの事情で火が消えたことのすると、燃焼していないのに燃料だけ吐出するという不具合が発生する。しかし、前記構成とすることにより、フレームロッド４０にバーナ５の燃焼盤３６又は気化筒３２が接触している場合には、前記印加電流値を検出しないので火が消えたことのと判定することができ、前記不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】穀物乾燥機の切断正面図。
【図２】穀物乾燥機の切断側面図。
【図３】バーナの斜視図。
【図４】バーナの一部切断した側面図。
【図５】バーナの平面図。
【図６】バーナの一部の切断側面図。
【図７】制御ブロック図。
【図８】フレームロッドの検出電圧値を示すグラフ。
【図９】フレームロッドの検出電圧値を示すグラフ。
【図１０】フレームロッドの検出電圧値を示すグラフ。
【図１１】フレームロッドの検出電圧値を示すグラフ。
【図１２】フローチャート
【符号の説明】
【００３８】
５    バーナ
３８    イグナイタ
４０    フレームロッド
４６    電磁ポンプ
４９    着火判定手段（制御部）
４９    火が消えたことの判定手段（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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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