(57)【要約】【課題】液体燃料と水との混合比率を容易に設定できるようにしたエマルジョン燃料の供給装置及びその制御方法を提供すること。【解決手段】  燃料タンク４内の液体燃料がボイラー２に供給されて燃焼を開始し、この燃焼を開始してからオンディレータイマー３５が所定時間経過を計時したら、ミキサー２０に至る前の水供給回路Ｂの途中に設けられて開度度合が設定装置により設定された比例制御二方弁１９を介して供給される水と液体燃料供給回路Ａを介して供給される液体燃料とを混合したミキサー２０からのエマルジョン燃料をボイラー２０に供給して燃焼させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク内の液体燃料を供給するための液体燃料供給回路と、水を供給するための水供給回路と、前記液体燃料供給回路から供給される前記液体燃料と前記水供給回路から供給される水とを混合してエマルジョン燃料を生成するミキサーとを備え、生成された前記エマルジョン燃料をボイラーに供給して燃焼させるようにしたエマルジョン燃料の供給装置において、前記ミキサーに至る前の前記水供給回路の途中に設けられる比例制御弁と、この比例制御弁の開度度合を設定可能な設定装置と、開度度合が前記設定装置により設定された前記比例制御弁を介して供給される水と前記液体燃料供給回路を介して供給される前記液体燃料とを前記ミキサーにて混合して生成された前記エマルジョン燃料を循環させるための循環路と、前記タンク内の前記液体燃料を前記ボイラーに供給するか前記ミキサーからの前記エマルジョン燃料を前記ボイラーに供給するかを切り替える切替弁と、この切替弁を介して供給された前記液体燃料を前記ボイラーにて燃焼を開始してから時間を計時するタイマーと、このタイマーが所定時間を計時した際に前記切替弁を切り替えて前記ミキサーからの前記エマルジョン燃料を前記ボイラーに供給して燃焼させるように制御する制御装置とを設けたことを特徴とするエマルジョン燃料の供給装置。
【請求項２】
前記タイマーがタイムアップするまでのタイマー時間を設定するためのタイマー時間設定装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載のエマルジョン燃料の供給装置。
【請求項３】
タンク内の液体燃料を供給するための液体燃料供給回路と、水を供給するための水供給回路と、前記液体燃料供給回路から供給される前記液体燃料と前記水供給回路から供給される水とを混合してエマルジョン燃料を生成するミキサーとを備え、生成された前記エマルジョン燃料をボイラーに供給して燃焼させるようにしたエマルジョン燃料の供給装置の制御方法において、前記タンク内の前記液体燃料が前記ボイラーに供給されて燃焼を開始し、この燃焼を開始してから所定時間経過を計時したら、前記ミキサーに至る前の前記水供給回路の途中に設けられて開度度合が設定装置により設定された比例制御弁を介して供給される水と前記液体燃料供給回路を介して供給される前記液体燃料とを混合した前記ミキサーからの前記エマルジョン燃料を前記ボイラーに供給して燃焼させるようにしたことを特徴とするエマルジョン燃料の供給装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料（例えば、軽油、灯油、重油等）と水とを混合してエマルジョン燃料を生成するエマルジョン燃料の供給装置及びその制御方法に関する。詳述すると、前記液体燃料を供給するための液体燃料供給回路と、水を供給するための水供給回路と、前記液体燃料供給回路から供給される前記液体燃料と前記水供給回路から供給される水とをミキサーにて混合してエマルジョン燃料を生成するエマルジョン燃料の供給装置及びエマルジョン燃料の供給装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記液体燃料と水とを混合してエマルジョン燃料の供給装置で、エマルジョン燃料を生成して、ボイラーに供給して燃焼させている。そして、特許文献１に開示する技術にあっては、単にポンプで水を送る構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１８５１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１の技術にあっては、単にポンプで水を送る構成であるために、エマルジョン燃料における水の混合比率が安定しないし、エマルジョン燃料の量、水の量、延いては混合比率の確認が容易ではなく、また燃料の種類に応じた混合比率を容易に設定できない。
【０００５】
そこで本発明は、液体燃料と水との混合比率を容易に設定できるようにしたエマルジョン燃料の供給装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため第１の発明は、タンク内の液体燃料を供給するための液体燃料供給回路と、水を供給するための水供給回路と、前記液体燃料供給回路から供給される前記液体燃料と前記水供給回路から供給される水とを混合してエマルジョン燃料を生成するミキサーとを備え、生成された前記エマルジョン燃料をボイラーに供給して燃焼させるようにしたエマルジョン燃料の供給装置において、前記ミキサーに至る前の前記水供給回路の途中に設けられる比例制御弁と、この比例制御弁の開度度合を設定可能な設定装置と、開度度合が前記設定装置により設定された前記比例制御弁を介して供給される水と前記液体燃料供給回路を介して供給される前記液体燃料とを前記ミキサーにて混合して生成された前記エマルジョン燃料を循環させるための循環路と、前記タンク内の前記液体燃料を前記ボイラーに供給するか前記ミキサーからの前記エマルジョン燃料を前記ボイラーに供給するかを切り替える切替弁と、この切替弁を介して供給された前記液体燃料を前記ボイラーにて燃焼を開始してから時間を計時するタイマーと、このタイマーが所定時間を計時した際に前記切替弁を切り替えて前記ミキサーからの前記エマルジョン燃料を前記ボイラーに供給して燃焼させるように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
また第２の発明は、第１の発明に係るエマルジョン燃料の供給装置において、前記タイマーがタイムアップするまでのタイマー時間を設定するためのタイマー時間設定装置を設けたことを特徴とする。
【０００８】
更に第３の発明は、タンク内の液体燃料を供給するための液体燃料供給回路と、水を供給するための水供給回路と、前記液体燃料供給回路から供給される前記液体燃料と前記水供給回路から供給される水とを混合してエマルジョン燃料を生成するミキサーとを備え、生成された前記エマルジョン燃料をボイラーに供給して燃焼させるようにしたエマルジョン燃料の供給装置の制御方法において、前記タンク内の前記液体燃料が前記ボイラーに供給されて燃焼を開始し、この燃焼を開始してから所定時間経過を計時したら、前記ミキサーに至る前の前記水供給回路の途中に設けられて開度度合が設定装置により設定された比例制御弁を介して供給される水と前記液体燃料供給回路を介して供給される前記液体燃料とを混合した前記ミキサーからの前記エマルジョン燃料を前記ボイラーに供給して燃焼させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液体燃料と水との混合比率を容易に設定できるようにしたエマルジョン燃料の供給装置及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】エマルジョン燃料の燃焼に係る配管回路図である。
【図２】制御ブロック図である。
【図３】液体燃料と水との混合比率の設定に係るフローチャートを示す図である。
【図４】燃焼の制御に係るフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図１乃至図３に基づき、本発明の実施の形態について説明する。図１は、エマルジョン燃料供給装置１とボイラー２とを備えたエマルジョン燃料の燃焼に係る配管回路図である。前記エマルジョン燃料供給装置１は、液体燃料（例えば、軽油、灯油、重油等）と水とを混合してエマルジョン燃料を生成して前記ボイラー２に供給したり、燃料タンク４に貯留された前記液体燃料を前記ボイラー２に供給する装置である。即ち、前記ボイラー２は前記エマルジョン燃料供給装置１から供給される前記エマルジョン燃料や前記液体燃料を燃焼させるものである。
【００１２】
初めに、前記エマルジョン燃料供給装置１について詳述すると、４は前記液体燃料を貯留する燃料タンク、５は前記燃料タンク４から燃料供給配管１０を介して供給される前記液体燃料から異物を除去するフィルター、６は前記燃料タンク４から前記燃料供給配管１０及び前記フィルター５を介して流れる前記液体燃料の流量を計測する流量計、７は順方向には前記燃料供給配管１０を介して前記液体燃料を流すと共に逆流を防止する逆止弁である。
【００１３】
１１は水道に接続される水供給配管、１２はこの水供給配管１１を介して供給される水の水道圧を減圧する減圧弁、１３は前記減圧弁１２により減圧された水から異物を除去して純水又は純水に近い状態にするフィルター、１４は前記水供給配管１１、前記減圧弁１２、前記フィルター１３を介する水を貯留するタンク、１５はこのタンク１４に接続されて排水に供するリリーフ弁、１６は前記タンク１４を介して流れる前記水の流量を計測する流量計、１７は通電時に開くタイプの電磁弁、１８は順方向には前記水を流すと共に逆流を防止する逆止弁、１９は比例制御弁である比例制御二方弁（ＡＣ電源振替入力形）である。なお、前記比例制御二方弁１９は、開閉できる弁であるが、開く場合の開度度合を任意に設定可能である弁である。
【００１４】
前述したように、図１における前記燃料タンク４からミキサー２０に至るまでの回路は液体燃料供給回路Ａであり、水道に接続される前記水供給配管１１から前記ミキサー２０に至るまでの回路は水供給回路Ｂであり、前記比例制御二方弁１９は前記ミキサー２０に至る前の前記水供給回路Ｂの途中に設けられる。そして、前記水供給回路Ｂにある開閉弁としての前記比例制御二方弁１９が、前記液体燃料供給回路Ａには無いので、前記液体燃料は常時前記ミキサー２０に供給される回路構成である。
【００１５】
そして、前記逆止弁７から流れる前記液体燃料に前記逆止弁７から流れる前記水を前記ミキサー２０が混合し、エマルジョン化したエマルジョン燃料が生成される。そして、前記ミキサー２０は配管２１を介してポンプ２２に接続され、このポンプ２２の出口側は三方弁２３に接続されると共に循環路２４を介して前記ミキサー２０に接続される。
【００１６】
そして、前記三方弁２３の一方の入口側は前記ポンプ２２に接続すると共に他方の入口側は供給路２５を介して前記フィルター５と前記流量計６との間に接続される。
【００１７】
従って、前記三方弁２３が一方の入口側が閉じると共に他方の入口側が開放している場合には、前記ポンプ２２の運転により前記ミキサー２０で生成された前記エマルジョン燃料は前記循環路２４を介して前記ミキサー２０に戻るように循環されると共に、前記燃料タンク４からの前記液体燃料は前記供給路２５及び前記三方弁２３を介して前記ボイラー２に供給され、前記ボイラー２にて前記液体燃料が燃焼可能となる。また、前記三方弁２３が切り替わって一方の入口側が開放すると共に他方の入口側が閉じる場合には、前記ポンプ２２の運転により前記ミキサー２０で生成された前記エマルジョン燃料は前記ポンプ２に供給され燃焼可能となる。
【００１８】
なお、前記ポンプ２２により前記エマルジョン燃料はリリーフ弁２６及び前記循環路２４を介して前記ポンプ２２に戻るようにも構成される。
【００１９】
次に、前記ボイラー２について詳述すると、前記三方弁２３を介して前記液体燃料又は前記エマルジョン燃料が前記ボイラー２に供給されると、電磁弁２９が開いて電磁ポンプ２７が駆動すると、バーナー２８により燃焼されることとなる。このバーナー２８により燃焼されると、貯湯タンク３０内に貯留された水は温められ、お湯が生成されることとなる。
【００２０】
次に、図２の制御ブロック図に基づいて、説明する。先ず、３１は前記液体燃料又は前記エマルジョン燃料を前記ボイラー２５にて燃焼させる動作を統括制御する制御装置としてのマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という。）で、制御装置、命令装置、判定装置、比較装置等としてのＣＰＵ３２（セントラル・プロセッシング・ユニット）、プログラムを格納するＲＯＭ３３（リ−ド・オンリー・メモリ）、各種データを記憶する記憶装置としてのＲＡＭ３４（ランダム・アクセス・メモリ）を備えている。
【００２１】
そして、前記流量計６、１６、後述するオンディレータイマー３５等がインターフェース３７を介して前記ＣＰＵ３２に接続され、また表示部３８と操作部３９とを備えた表示操作部４０、前記電磁弁１７、前記比例制御二方弁１９、前記ポンプ２２等がインターフェース４１を介して前記ＣＰＵ３２に接続されている。
【００２２】
前記表示操作部４０の前記操作部３９には、電源投入スイッチ４２、混合比率設定スイッチ４３、前記オンディレータイマー３５のタイマー時間設定スイッチ４４、上昇スイッチ４６、下降スイッチ４７等が設けられている。
【００２３】
次に、前記オンディレータイマー３５がタイムアップするまでのタイマー時間の設定動作について、説明する。作業者が前記オンディレータイマー３５の前記タイマー時間設定スイッチ４４を押圧操作すると、このスイッチ部が明るくなると共にタイマー時間の標準時間が前記表示部３８に表示され、前記上昇スイッチ４６か前記下降スイッチ４７の押圧操作毎にタイマー時間が「１秒」ずつ増加するか減少し、前記タイマー時間設定スイッチ４４を再度押圧操作すると、前記タイマー時間設定スイッチ４４の前記スイッチ部が暗くなると共に前記オンディレータイマー３５がタイムアップするまでのタイマー時間が設定されて前記ＲＡＭ３３に格納される。但し、タイマー時間を設定した後は、次に前記タイマー時間設定スイッチ４４を押圧操作した際には、前記表示部３８には既に設定した設定時間を表示させるように、前記ＣＰＵ３２が制御すれば、作業者は設定時間を一目瞭然に確認することができる。
【００２４】
次に、図３のフローチャートに基づいて、前記液体燃料と水との混合比率の設定について説明する。先ず、前記電源投入スイッチ４２が操作されているか否かが、前記ＣＰＵ３２により判定される（Ｓ０１）。そして、前記電源投入スイッチ４２が操作されて電源が投入されたものと前記ＣＰＵ３２が判定すると、次に作業者が前記混合比率設定スイッチ４３を押圧操作したか否かを前記ＣＰＵ３２が判定し（Ｓ０２）、押圧操作したと判定すると、前記ＣＰＵ３２は任意値に比率設定することができるように制御する（Ｓ０３）。
【００２５】
従って、作業者が前記混合比率設定スイッチ４３を押圧操作すると、前記ＣＰＵ３２は前記混合比率設定スイッチ４３のスイッチ部を明るくすると共に水の単位時間当たりの流れる量の標準量を前記表示部３８に表示させる。そして、作業者により前記上昇スイッチ４６又は前記下降スイッチ４７が押圧操作されると、その押圧操作毎に水の単位時間当たりの流れる量が「１」ずつ増加するか又は減少し、また前記混合比率設定スイッチ４３を再度押圧操作すると、燃料流量を表記する。この時、上昇スイッチ４６又は前記下降スイッチ４７を押しても、前記表示部３８の表示は変わらない。前記混合比率設定スイッチ４３を再度押圧操作すると、前記ＣＰＵ３２はこの混合比率設定スイッチ４３がＯＦＦ（オフ）されたものと判定し（Ｓ０４）、前記混合比率設定スイッチ４３のスイッチ部を暗くすると共に水の単位時間当たりの流れる量が設定されて前記ＲＡＭ３３に格納させる（Ｓ０５）。但し、水の単位時間当たりの流れる量を設定した後は、次に作業者が前記混合比率設定スイッチ４３を押圧操作した際には、前記表示部３８には既に設定した水の単位時間当たりの流れる量を表示させるように、前記ＣＰＵ３２が制御すれば、作業者は水の単位時間当たりの流れる量を一目瞭然に確認することができる。
【００２６】
従って、以上説明したような設定された単位時間当たりの水の流れる量に応じて、前記比例制御二方弁１９の開度度合を調整するように、前記ＣＰＵ３２は制御する。従って、調整された開度に開いた場合には、設定された単位時間当たりの水の量が流れることとなり、前記液体燃料の単位時間当たりの流れる量が定まっているために、結果として前記ミキサー２０で前記液体燃料と水とが所定の混合比率で混合されて、エマルジョン化したエマルジョン燃料が生成されることとなる。
【００２７】
次に、図４のフローチャートに基づいて、燃焼の制御について説明する。先ず、前記電源投入スイッチ４２が操作されているか否かが、前記ＣＰＵ３２により判定される（Ｓ１１）。そして、前記ＣＰＵ３２が操作されて電源が投入されたものと判定すると、前記ＣＰＵ３２は前記ポンプ２２を運転させるように制御し（Ｓ１２）、前記エマルジョン燃料は循環することとなる。なお、電源が投入されたものと判定した際に、前記ＣＰＵ３２が前記ポンプ２２を運転させるように制御する場合に限らず、電源が投入されている状態下で、前記エマルジョン燃料供給装置１の運転が開始されたものと判定した際に、前記ＣＰＵ３２が前記ポンプ２２を運転させるように制御してもよい。
【００２８】
即ち、前記燃料タンク４から前記液体燃料が前記フィルター５、前記流量計６、前記逆止弁７を介して前記ミキサー２０に供給されると共に、前記水供給配管１１から水道水が前記減圧弁１２、前記フィルター１３、前記タンク１４、前記流量計１６、前記電磁弁１７、前記逆止弁１８、前記比例制御二方弁１９を介して前記ミキサー２０に供給され、このミキサー２０にて前記液体燃料と前記水道水が混合されて前記エマルジョン燃料が生成され、このエマルジョン燃料は前記三方弁２３により前記ポンプ２２の運転により前記循環路２１を介して前記ミキサー２０に戻るように、循環することとなる（このとき、前記三方弁２３は前記電磁ポンプ２６には前記エマルジョン燃料が流れないように切り替わっている）。
【００２９】
なお、前記比例制御二方弁１９の開度度合は、上述したように設定されて前記ＲＡＭ３３に格納された単位時間当たりの流れる量に応じて調整されている。
【００３０】
そして、前記ボイラー２にて前記液体燃料の燃焼が開始されたか否かが前記ＣＰＵ３２により判定される（ステップＳ１３）。即ち、作業者が前記ボイラー２の図示しない燃焼開始スイッチを押圧操作すると、前記電磁ポンプ２６が運転を開始し、前記燃料タンク４内の前記液体燃料が前記フィルター５、前記供給路２５を介して前記ボイラー２に供給され、一定時間経過後に前記電磁弁２８も開いて、点火装置により点火され、前記バーナー２９に供給された前記液体燃料の燃焼が開始することとなる。このため、前記ＣＰＵ３２は前記ボイラー２の前記電磁弁２８から、例えば２００ボルトの電圧印加信号（燃焼開始信号）を受けるので、前記ＣＰＵ３２は前記液体燃料の燃焼が開始されたか否かを判定することができる。
【００３１】
なお、例えば火炎検出センサ（図示せず）を設け、前記バーナー２７により前記液体燃料に着火して火炎が発生し、この火炎の存在を前記火炎検出センサが検出した際に、この火炎検出センサから火炎検出信号（燃焼検出信号）が送られた前記ＣＰＵ３２が燃焼中か否かを判定してもよい。また、前記ＣＰＵ３２が前記液体燃料の燃焼が開始されたことを判定する際に使用するデータは、上述した例に限らず、種々のデータが考えられ、燃焼が開始された又は開始されたものと思われるというデータであればよい。
【００３２】
ここで、前記ＣＰＵ３２は前記液体燃料の燃焼が開始されたものと判定すると、前記オンディレータイマー３６が時間の計時を開始し（ステップＳ１４）、前記ＣＰＵ３２は前記ボイラー２が前記液体燃料の燃焼中か否かを判定し（ステップＳ１５）、燃焼中と判定すると、次に前記オンディレータイマー３６がタイムアップしたか否かを判定する（ステップＳ１５）。このステップＳ１３からＳ１６の処理は、タイムアップするまで繰り返されることとなる。
【００３３】
そして、所定時間が経過して、タイムアップしたものと、前記ＣＰＵ３２が判定すると、前記三方弁２３を切り替えるように制御し（ステップＳ１７）、前記エマルジョン燃料による燃焼を開始させる（ステップＳ１８）。即ち、前記三方弁２３は、前記ポンプ２２からの前記エマルジョン燃料を前記電磁ポンプ２６へ供給するように切り替え、前記エマルジョン燃料による燃焼を開始させることとなる。
【００３４】
従って、以上説明したように、前記液体燃料による燃焼を前記オンディレータイマー３６がタイムアップするまで継続し、次いでタイムアップ後は前記エマルジョン燃料による燃焼という動作が行われることとなる。
【００３５】
従って、液体燃料と水との混合比率を容易に設定できるようにしたエマルジョン燃料の供給装置及びその制御方法を提供することができる。
【００３６】
次に、前記ＣＰＵ３２は、前記ボイラー２に設けられた温度検出装置の検出温度に基づいて貯湯タンク内の水が所定温度範囲内に達したか否かを判定する（ステップＳ１９）。
【００３７】
そして、所定温度範囲内に達したものと判定すると、前記ＣＰＵ３２は前記電磁弁２８を閉じると共に前記電磁ポンプ２６の運転を停止するように制御する（ステップＳ２０）。このため、前記ボイラー２による前記エマルジョン燃料の燃焼は停止され（ステップＳ２１）、次いで前記三方弁２３を元の状態に戻し（ステップＳ２２）、前記ポンプ２２の運転により、前記エマルジョン燃料は前記循環路２１を介して前述したような循環がされることとなる（ステップＳ２３）。
【００３８】
以後は、前記ボイラー２に設けられた前記温度検出装置の検出温度に基づいて、貯湯タンク内の水が前記所定温度範囲外に達したものと判定すると、前述したように、前記ＣＰＵ３２は前記エマルジョン燃料を前記ボイラー２に供給して燃焼させるように制御する。
【００３９】
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【符号の説明】
【００４０】
２            ボイラー
１９          比例制御二方弁
２０          ミキサー
２２          三方弁
２７          バーナー
３１          ＣＰＵ
３６          オンディレータイマー
４３          混合比率設定スイッチ
Ａ            液体燃料供給回路
Ｂ            水供給回路
【図１】
2017020686.tif 000003
【図２】
2017020686.tif 000004
【図３】
2017020686.tif 000005
【図４】
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