(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給ラインを通して供給する燃料油と、水供給ラインを通して供給する水を混合し、燃料油と水の混合燃料を燃焼する水混合バーナであって、燃料供給ラインの途中には、燃料油に圧力を加える燃料供給ポンプと、燃料供給の制御を行う燃料遮断弁を設け、水供給ラインの途中には、水に圧力を加える水供給ポンプと、水供給の制御を行う水遮断弁を設けておき、燃料供給ポンプ、燃料遮断弁、水供給ポンプ、水遮断弁のそれぞれと信号線によって接続しているコントローラを設けた水混合バーナにおいて、水供給ライン途中であって水供給ポンプよりも下流における圧力を検出する吐出し圧力検出装置を設け、コントローラにはバーナ燃焼時の燃料油と水の混合箇所における標準圧力を設定しておき、バーナの燃焼を開始する場合、コントローラはまず燃料供給ポンプの作動と燃料遮断弁を開く制御を行い、水遮断弁は閉じたままで水供給ポンプを作動しておき、この状態で、設定しておいた標準圧力と、吐出し圧力検出装置で検出する吐出し圧力を比較し、標準圧力よりも吐出し圧力の方が高いことを確認後に、水遮断弁を開く制御を行うことを特徴とする水混合バーナにおける逆流防止装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水混合バーナにおける逆流防止装置において、燃料供給ポンプ及び水供給ポンプを作動し、燃料遮断弁及び水遮断弁を開くことで、燃料油と水の混合燃料を燃焼している場合にも、標準圧力と吐出し圧力の比較を行い、標準圧力よりも吐出し圧力の方が低くなった場合には、水遮断弁を閉じる制御を行うことを特徴とする水混合バーナにおける逆流防止装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水混合バーナにおける逆流防止装置において、水供給ラインに設けた水遮断弁は漏れの発生しにくい電動弁であり、水供給ラインには水遮断弁とは別に、水供給を瞬間的に制御する水電磁弁を設け、水電磁弁もコントローラに接続しておき、標準圧力よりも吐出し圧力の方が低い場合には、水電磁弁に対しても閉じる制御を行うことを特徴とする水混合バーナにおける逆流防止装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の水混合バーナにおける逆流防止装置において、バーナ燃焼時の燃料油と水の混合箇所における標準圧力を設定しておく代わりに、燃料油と水の混合箇所における圧力を検出する混合部圧力検出装置を設けておき、混合部圧力検出装置で検出する混合部圧力と、吐出し圧力検出装置で検出する吐出し圧力を比較して、水遮断弁の制御を行うことを特徴とする水混合バーナにおける逆流防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は水混合バーナにおける逆流防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料油と水を混合した水混合燃料を燃焼することで、ＮＯｘ発生量を抑制することができる。水混合燃料の燃焼方法としては、燃料油・水・乳化剤を混合し、エマルジョン燃料としておいて燃焼する方法と、燃焼直前に燃料油と水を混合し、燃料中に水が分散している間に燃焼する方法がある。エマルジョン燃料とする場合は、燃料油と水をタンク内にためるものであるため、燃料油が水供給ライン内を逆流することはない。しかし、燃焼直前に燃料油と水を混合する場合、燃料油と水は混合しながら噴射して燃焼を行うものであるため、混合部の圧力は高くしておく必要があり、燃料供給ラインと水供給ラインは混合部に圧力を伝えることができるように直接接続する。そのため、水供給ポンプの故障や能力低下などにより水供給圧力が小さくなっている場合には、燃料油が水供給ライン内を逆流し、燃料油が流出することが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、水混合バーナにおいて、燃料油と水の混合部から水供給ラインへ燃料油が逆流することを防止することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
燃料供給ラインを通して供給する燃料油と、水供給ラインを通して供給する水を混合し、燃料油と水の混合燃料を燃焼する水混合燃料燃焼バーナであって、燃料供給ラインの途中には、燃料油に圧力を加える燃料供給ポンプと、燃料供給の制御を行う燃料遮断弁を設け、水供給ラインの途中には、水に圧力を加える水供給ポンプと、水供給の制御を行う水遮断弁を設けておき、燃料供給ポンプ、燃料遮断弁、水供給ポンプ、水遮断弁のそれぞれと信号線によって接続しているコントローラを設けた水混合バーナにおいて、水供給ライン途中であって水供給ポンプよりも下流における圧力を検出する吐出し圧力検出装置を設け、コントローラにはバーナ燃焼時の燃料油と水の混合箇所における標準圧力を設定しておき、バーナの燃焼を開始する場合、コントローラはまず燃料供給ポンプの作動と燃料遮断弁を開く制御を行い、水遮断弁は閉じたままで水供給ポンプを作動しておき、この状態で、設定しておいた標準圧力と、吐出し圧力検出装置で検出する吐出し圧力を比較し、標準圧力よりも吐出し圧力の方が高いことを確認後に、水遮断弁を開く制御を行う。
【０００５】
燃料供給ポンプ及び水供給ポンプを作動し、燃料遮断弁及び水遮断弁を開くことで、燃料油と水の混合燃料を燃焼している場合にも、標準圧力と吐出し圧力の比較を行い、標準圧力よりも吐出し圧力の方が低くなった場合には、水遮断弁を閉じる制御を行う。
【０００６】
水供給ラインに設けた水遮断弁は漏れの発生しにくい電動弁とし、水供給ラインには水遮断弁とは別に、水供給を瞬間的に制御する水電磁弁を設け、水電磁弁もコントローラに接続しておき、標準圧力よりも吐出し圧力の方が低い場合には、水電磁弁に対しても閉じる制御を行う。
【０００７】
バーナ燃焼時の燃料油と水の混合箇所における標準圧力を設定しておく代わりに、燃料油と水の混合箇所における圧力を検出する混合部圧力検出装置を設けておき、混合部圧力検出装置で検出する混合部圧力と、吐出し圧力検出装置で検出する吐出し圧力を比較して、前記の水遮断弁の制御を行う。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施するノズル先端水混合型液体燃料バーナのフロー図、図２はノズル先端水混合型液体燃料バーナにおける燃焼開始時のフローチャートである。
【０００９】
ノズル１０は、先端で燃料油と水を混合し、水混合燃料を噴射するものであり、ノズル１０には、燃料供給ライン１と水供給ライン２を接続しておく。燃料供給ライン１には、燃料油に圧力を加えてノズル１０へ送る燃料供給ポンプ３と、燃料油の流動を瞬間的に制御する電磁式の燃料遮断弁４を設け、ノズル１０の燃料油と水の混合箇所には、混合部における圧力を検出する混合部圧力検出装置８を設ける。水供給ライン２には、水に圧力を加えてノズル１０へ送る水供給ポンプ５、水供給ポンプ５の吐出し圧力を検出する吐出し圧力検出装置９、水の流動を確実に停止することのできる電動式の水遮断弁６、水の流動を瞬間的に制御する電磁式の水電磁弁１１を設ける。燃料供給ポンプ３、燃料遮断弁４、水供給ポンプ５、水遮断弁６、水電磁弁１１、混合部圧力検出装置８、吐出し圧力検出装置９のそれぞれと信号線で接続しているコントローラ７を設けておき、各装置はコントローラ７によって制御を行う。
【００１０】
次にバーナの燃焼を開始する場合の順序を説明する。コントローラ７へ燃焼開始の指令が入ると、コントローラ７は、燃料供給ポンプ３に対して作動開始の指令を行い、点火装置（図示せず）の作動に合わせて燃料遮断弁４を開く制御を行う。燃焼開始時には着火性をよくするため、水の供給は行わずに燃料油のみで燃焼を開始する。
【００１１】
ノズル１０での水の混合を行っていないが、混合部圧力検出装置８では圧力の検出を行っておき、混合部圧力Ｐをコントローラ７へ出力する。コントローラ７は水の供給を行う前に、水供給ポンプ５が正常に作動しているかをチェックする。水遮断弁６および水電磁弁１１は閉じたままで水供給ポンプ５の作動を行い、吐出し圧力検出装置９が吐出し圧力P2を検出する。コントローラ７は、混合部圧力検出装置８で検出している混合部圧力Ｐと、吐出し圧力検出装置９で検出している吐出し圧力P2を比較し、混合部圧力Ｐよりも吐出し圧力P2の方が高かった場合には、水供給ＯＫの判断を行う。
【００１２】
コントローラ７は、燃焼開始から所定時間が経過し、その時に水供給ＯＫであれば、水遮断弁６および水電磁弁１１を開き、ノズル１０へ水の供給を行う。ノズルの先端では燃料油と水を攪拌混合し、燃料油中に水が分散している状態で噴射して水混合燃料を燃焼する。燃焼開始から所定時間経過した時に吐出し圧力P2が混合部圧力Ｐよりも高くなっていなかった場合には、水の供給は行わずに燃料油のみで燃焼を行う。この場合には水供給ポンプ５は停止し、異常の報知を行う。吐出し圧力P2が混合部圧力Ｐよりも低い状態で水遮断弁６および水電磁弁１１を開くと、圧力の高いノズル１０から圧力の低い水供給ライン２へ燃料油が入り、水供給ライン２を燃料油が逆流することになる。そのため、この場合には水遮断弁６および水電磁弁１１を開かないことで、水供給ライン２への燃料油の逆流を防ぐ。
【００１３】
燃焼開始時のシーケンスが終了すると、コントローラ７に燃焼停止等の指令が入力されるまでは燃焼を続ける。水を混合しながら燃焼を行っている間も、コントローラ７は、混合部圧力検出装置８で検出している混合部圧力Ｐと、吐出し圧力検出装置９で検出している吐出し圧力P2を比較する。混合部圧力Ｐよりも吐出し圧力P2の方が高い場合には、水の供給を続ける。しかし、混合部圧力Ｐよりも吐出し圧力P2の方が低くなると、コントローラ７は水遮断弁６及び水電磁弁１１を閉じる制御を行い、水供給ポンプ５は停止して異常の報知を行う。吐出し圧力P2が混合部圧力Ｐよりも低い状態で水遮断弁６および水電磁弁１１を開いていると、ノズル１０から圧力の低い水供給ライン２へ燃料油が入り、水供給ライン２を燃料油が逆流することになる。そのため、この場合には水遮断弁６および水電磁弁１１を閉じることで、水供給ライン２への燃料油の逆流を防ぐ。
【００１４】
コントローラ７に燃料停止の指令が入力されたり、燃焼途中で火炎が消失したとの信号が入力されると、コントローラ７は燃料遮断弁４、水遮断弁６、水電磁弁１１を閉じ、燃料供給ポンプ３、水供給ポンプ５を停止して燃焼を停止する。水供給ライン２に水遮断弁６と水電磁弁１１を設けているのは、燃料油の逆流を防止することと、ノズル１０への水供給を瞬間的に制御するためである。電磁弁は流れを瞬間的に制御することができるが、弁体でごみ噛みを起こすなどして漏れが発生する可能性があり、電動弁は漏れが発生する可能性は少ないが作動に時間がかかるという問題がある。
【００１５】
火炎が消えている場合に燃料供給ライン１０への水の供給を行うと、燃焼炉内に水がたまり、その後の燃焼時において不着火や燃焼不良を引き起こすため、この場合には直ちに水供給を停止する必要がある。電動弁のみであった場合には弁を閉じるまでに水が流れ続けるが、水電磁弁１１を設けておけば直ちに水供給を停止することができるため、上記の問題は発生しない。また、電磁弁のみではごみ噛みにより漏れが発生する恐れがあるが、電動弁の水遮断弁６を設けておくことで、水電磁弁１１に漏れが発生していても、燃料油の水供給ライン２への逆流を防止できる。
【００１６】
本実施例では、混合部圧力検出装置８を設けた場合について説明したが、燃焼時の混合部圧力はほぼ一定であるため、混合部圧力の値を標準圧力として設定しておき、標準圧力を混合部圧力Ｐとして制御を行ってもよい。標準圧力を設定しておく場合には、バーナの仕様検討時に混合部圧力検出装置８を設け、標準圧力を読み取っておき、その値を標準圧力とすればよいため、同じ規格の製品を製造する場合には、個々の製品には混合部圧力検出装置８を設ける必要がない。
【００１７】
【発明の効果】
本発明を実施することで、水供給ラインに燃料油が逆流することを防ぐことができ、燃料油が水側に漏れることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施するノズル先端水混合型液体燃料バーナのフロー図
【図２】  ノズル先端水混合型液体燃料バーナにおける燃焼開始時のフローチャート
【符号の説明】
１  燃料供給ライン
２  水供給ライン
３  燃料供給ポンプ
４  燃料遮断弁
５  水供給ポンプ
６  水遮断弁
７  コントローラ
８  混合部圧力検出装置
９  吐出し圧力検出装置
１０  ノズル
１１  水電磁弁
【図１】
0004280402.tif 000002
【図２】
0004280402.tif 000003