特許 7504383 燃料タンクユニット、及びそれを有する燃焼装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-14

(45)【発行日】2024-06-24

(54)【発明の名称】燃料タンクユニット、及びそれを有する燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   F23N 1/00 20060101AFI20240617BHJP

   F23K 5/02 20060101ALI20240617BHJP

【ＦＩ】

F23N1/00 115Z

F23K5/02 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019213552

(22)【出願日】2019-11-26

(65)【公開番号】P2021085588

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-11-07

(73)【特許権者】

【識別番号】519422588

【氏名又は名称】株式会社Ｉ－ＰＥＣ．Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ

(74)【代理人】

【識別番号】110003395

【氏名又は名称】弁理士法人蔦田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神宮司 一浩

【審査官】大谷 光司

(56)【参考文献】

【文献】特開平０１－２１０７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１７０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８９９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０３４７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－００２４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－０９３４３１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０９－１７７５６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｎ１／００

Ｆ２３Ｋ５／００－５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼装置のバーナに接続される燃料タンクユニットであって、
２３℃における粘度が２０ｍｍ ^２ ／ｓ未満である燃料Ａを貯留する第１燃料タンクと、
前記バーナと前記第１燃料タンクとを接続する第１パイプと、
前記第１燃料タンクから前記バーナへと流れる燃料Ａの流量を調整する第１弁と、
２３℃における粘度が２０～５０ｍｍ ^２ ／ｓである燃料Ｂを貯留する第２燃料タンクと、
前記第１パイプから分岐し、前記第２燃料タンクに貯留する燃料Ｂが流れる第２パイプと、
前記第２燃料タンクから前記バーナへと流れる前記燃料Ｂの流量を調整する第２弁と、
前記燃料Ｂを３５℃以上に加温するヒータと、
前記燃焼装置の運転終了時に、前記第２弁を閉じ、前記第１弁を開けて所定時間運転することで、第１パイプ内及び前記バーナ内のパイプを燃料Ａで満たしてから前記燃焼装置の運転を停止する、制御装置と
を有し、
前記第１パイプが前記第２燃料タンクを経由し、
前記第２燃料タンク内において、前記第１パイプから分岐した前記第２パイプが設けられ、前記第２パイプの開口部に前記第２弁が設けられている、燃料タンクユニット。

【請求項2】

前記制御装置が、前記燃焼装置の運転開始時には、前記第１燃料タンクから燃料Ａを供給して運転してから、燃料の供給を前記第１燃料タンクから前記第２燃料タンクに切り換える、請求項１に記載の燃料タンクユニット。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の燃料タンクユニットを有する、燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、燃料タンクユニット、及びそれを有する燃焼装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

様々な用途で、熱風発生炉、例えば特許文献１に記載のようなボイラが用いられているが、燃料費の低減が求められている。

【0003】

熱風発生炉の燃焼装置に投入される燃料としては、Ａ重油などが用いられているが、再生重油などのＡ重油よりも安価な燃料は、燃焼装置の燃料として利用することができないという問題があった。なお、Ａ重油とは、ＪＩＳ規格によって、動粘度により分類された重油１種～３種のうち、１種に分類される重油を指し、再生重油とは、自動車エンジン、工業用途に使用された潤滑油などを原料として製造された炭化水素油のことを指す。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１４６２１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

燃焼装置の燃料として再生重油を利用できない原因として、再生重油の粘度が高いことにあることがわかっている。具体的には、燃料の粘度が高いと、燃焼装置のオイルポンプが、燃料を円滑に圧送することができず、安全装置が圧力不足と判断し、燃焼装置の運転を停止してしまうことに原因があった。

【0006】

そこで本発明者は、燃料タンク内をヒータで加温することで粘度を低下させた再生重油を用いてみたが、燃焼装置の運転再開時に、燃料タンクからバーナに接続するパイプ内に、ヒータによって加温されていない再生重油が滞留しているため、パイプ内に滞留していた再生重油がオイルポンプに送られると安全装置が作動し、単に、燃料タンク内を加温するだけでは、燃焼装置を稼働することはできなかった。

【0007】

また、上記に加えて、燃料タンクからバーナに接続するパイプをラインヒータで加温することも試みたが、パイプ内の燃料を充分に加温するためには時間がかかるという問題や、使用者がやけどするなどの使用上の安全性に問題があった。

【0008】

本発明の実施形態は、上記問題点に鑑み、燃焼装置の燃料費を低減することができる、燃料タンクユニット、及びそれを有する燃焼装置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】

【0009】

本発明の実施形態に係る燃料タンクユニットは、燃焼装置のバーナに接続される燃料タンクユニットであって、２３℃における粘度が２０ｍｍ ^２ ／ｓ未満である燃料Ａを貯留する第１燃料タンクと、上記バーナと上記第１燃料タンクとを接続する第１パイプと、上記第１燃料タンクから上記バーナへと流れる燃料Ａの流量を調整する第１弁と、２３℃における粘度が２０～５０ｍｍ ^２ ／ｓである燃料Ｂを貯留する第２燃料タンクと、上記第１パイプから分岐し、前記第２燃料タンクに貯留する燃料Ｂが流れる第２パイプと、上記第２燃料タンクから上記バーナへと流れる燃料Ｂの流量を調整する第２弁と、上記燃料Ｂを３５℃以上に加温するヒータと、上記燃焼装置の運転終了時に、上記第２弁を閉じ、上記第１弁を開けて所定時間運転することで、第１パイプ内及び上記バーナ内のパイプを燃料Ａで満たしてから上記燃焼装置の運転を停止する、制御装置とを有し、前記第１パイプが前記第２燃料タンクを経由し、前記第２燃料タンク２２内において、前記第１パイプから分岐した前記第２パイプが設けられ、前記第２パイプの開口部に前記第２弁が設けられているものとする。

【0010】

上記制御装置は、上記燃焼装置の運転開始時には、上記第１燃料タンクから燃料Ａを供給して運転してから、燃料の供給を上記第１燃料タンクから上記第２燃料タンクに切り換えるものとすることができる。

【0013】

本発明の実施形態に係る燃焼装置は、上記燃料タンクユニットを有するものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態の燃焼装置の構成を示す模式図。

【図2】本発明の一実施形態の燃焼装置における電気的構成を説明するブロック図。

【図3】本発明の一実施形態の燃焼装置の運転開始時の動作を示すフローチャート。

【図4】本発明の一実施形態の燃焼装置の運転終了時の動作を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施形態の燃焼装置１を図１，２に基づいて説明する。

【0016】

（１）燃焼装置１
燃料タンクユニット２０、及びそれを有する燃焼装置１の構造について、図１，２に基づいて説明する。

【0017】

本実施形態に係る燃焼装置１は、図１に示すように、燃料タンクユニット２０と、バーナ１０と、燃料タンクユニット２０とバーナ１０とを接続するパイプ２と、燃料タンクユニット２０から燃料を圧送するオイルポンプ３と、燃料タンクユニット２０から圧送された燃料から固形成分を取り除くストレーナ４と、燃焼装置１の運転を制御する制御装置５（図１では不図示）と、燃焼装置１の運転の開始又は停止を指示するためのスイッチ６（図１では不図示）とを有する。

【0018】

本実施形態に係るバーナ１０は、バーナ１０内に燃料を送るパイプ１１と、パイプ１１内の燃料を圧送するオイルポンプ１２と、燃料の流量を制御する電磁弁１３と、燃料を噴射するノズル１４と、ノズル１４から噴射された燃料に点火する点火装置（不図示）とを有する。

【0019】

本実施形態に係る燃料タンクユニット２０は、図１に示すように、２３℃における粘度が２０ｍｍ^２／ｓ未満である燃料Ａを貯留する第１燃料タンク２１と、バーナ１０と第１燃料タンク２１とを接続する第１パイプ２３と、第１燃料タンク２１からバーナ１０へと流れる燃料Ａの流量を調整する第１弁２５と、２３℃における粘度が２０～５０ｍｍ^２／ｓである燃料Ｂを貯留する第２燃料タンク２２と、第１パイプ２３から分岐し、第２燃料タンク２２に接続する第２パイプ２４と、第２燃料タンク２２からバーナ１０へと流れる燃料Ｂの流量を調整する第２弁２６と、燃料Ｂを３５℃以上に加温するヒータ２７とを有する。ここで、本明細書において「粘度」とは、ＪＩＳ Ｋ ２２８３に規定する動粘度試験方法に従って測定した値とする。

【0020】

制御装置５は、図２に示すように、オイルポンプ３、オイルポンプ１２、電磁弁１３、第１弁２５、第２弁２６、ヒータ２７、及びスイッチ６に接続する。

【0021】

燃焼装置１の運転開始時には、制御装置５は、第１弁２５を開けて第１燃料タンク２１からの燃料Ａの供給を開始し、燃料Ａによる運転をした後、第２燃料タンク２２内の燃料Ｂの温度が３５℃以上であり、バーナ１０が燃焼炎を噴射する燃焼炉内の温度が４００℃以上であれば、第１弁２５を閉じ、第２弁２６を開けて、第２燃料タンク２２からの燃料Ｂの供給を開始し、燃料Ｂによる運転に切り替える。

【0022】

燃焼装置１の運転終了時には、制御装置５は、第２弁２６を閉じ、第１弁２５を開けて所定時間運転することで、パイプ２、パイプ１１、及び第１パイプ２３内を燃料Ａで満たしてから燃焼装置１の運転を停止する。ここで、所定時間とは、バーナ１０と第１燃料タンク２１とを接続するパイプの長さや、オイルポンプの能力によって異なり、パイプの長さと、オイルポンプにより燃料Ａを圧送する速度に基づいて設定することができる。

【0023】

（２）燃焼装置１の運転開始時の動作状態
燃焼装置１の運転開始時の動作状態について図３を用いて説明する。

【0024】

ステップＳ１０において、使用者がスイッチ６を操作し、燃焼装置１の運転が開始されると、制御装置５が電磁弁１３及び第１弁２５を開く。次いで、ステップＳ１１に進む。

【0025】

ステップＳ１１において、制御装置５がオイルポンプ３，１２を稼働し、第１燃料タンク２１から燃料Ａがバーナ１０に供給される。次いで、ステップＳ１２に進む。

【0026】

ステップＳ１２において、不図示の点火装置が燃料Ａに点火し、燃焼炉内に、燃焼炎が噴射される。次いで、ステップＳ１３に進む。

【0027】

ステップＳ１３において、燃焼炉内の温度が４００℃以上である場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１４に進み、４００℃未満である場合（Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻り、燃料Ａの燃焼を継続する。

【0028】

ステップＳ１４において、第２燃料タンク２２内の燃料Ｂの温度が３５℃以上である場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１５に進み、３５℃未満である場合（Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻り、燃料Ａの燃焼を継続する。

【0029】

ステップＳ１５において、第１弁２５を閉じて、第１燃料タンク２１からの燃料Ａの供給を停止し、第２弁２６を開くことで、第２燃料タンク２２からの燃料Ｂの供給を開始する。次いで、ステップＳ１６に進む。

【0030】

ステップＳ１６において、第２燃料タンク２２から供給された燃料Ｂの燃焼が開始される。

【0031】

（３）燃焼装置１の運転終了時の動作状態
燃焼装置１の運転終了時の動作状態について図４を用いて説明する。

【0032】

ステップＳ２０において、第２燃料タンク２２からバーナ１０に燃料Ｂが供給されている。次いで、ステップＳ２１に進む。

【0033】

ステップＳ２１において、燃料Ｂが燃焼炉内で燃焼され、燃焼炎が噴射される。次いで、ステップＳ２２に進む。

【0034】

ステップＳ２２において、使用者がスイッチ６を操作し、燃焼装置１に運転終了を指示する。次いで、ステップＳ２３に進む。

【0035】

ステップＳ２３において、制御装置５が第２弁２６を閉じて、燃料Ｂの供給を停止し、第１弁２５を開くことで、第１燃料タンク２１から燃料Ａの供給を開始する。次いで、ステップＳ２４に進む。

【0036】

ステップＳ２４において、第１燃料タンク２１から供給された燃料Ａの燃焼が開始され、パイプ２、パイプ１１、及び第１パイプ２３内に燃料Ａが充填される。次いで、制御装置５は燃焼装置１の運転を停止する。

【0037】

（４）効果
本実施形態によれば、燃焼装置１の運転を開始する時点においては、第１燃料タンク２１からバーナ１０内のパイプ１１内には、常温２３℃における粘度の低い燃料Ａが充填されており、第２燃料タンク２２内の燃料Ｂを充分に加温して粘度が下がるまでの間は、燃料Ａで運転することができる。そして、燃料Ｂの粘度が下がり、バーナ１０が燃焼炎を噴射する燃焼炉の温度が４００℃以上である場合に、燃焼に用いる燃料を燃料Ｂに切り替えることで、燃料Ｂを用いて安定して燃焼装置を運転できる。このように、既存の燃焼装置に接続されていた燃料タンクを本実施形態の燃料タンクユニット２０に取り替えるだけで、燃焼装置の燃料として従来用いられていたＡ重油よりも安価な再生重油などを用いることができ、燃料費を低減することができる。

【0038】

（５）変更例
上記実施形態では、第２パイプ２４の長さが１０ｃｍ以下である例について説明したが、５ｃｍ以下であることがより好ましい。また、一実施形態として、第１燃料タンク２１から伸びる第１パイプ２３が、第２燃料タンク２２を経由するものであってもよく、その場合、第２燃料タンク２２内において、第１パイプ２３から分岐した第２パイプ２４が設けられ、第２パイプ２４の開口部に第２弁２６が設けられているものとすることができる。このように、第２パイプ２４の長さが１０ｃｍ以下である場合や、第１パイプ２３と第２パイプ２４との分岐点が第２燃料タンク２２内にある場合、燃焼装置１の運転開始時に、ヒータ２７によって温められていない、第２パイプ内に滞留していた燃料Ｂがバーナ１０に流れる量を減らし、燃焼装置１を安定して運転しやすい。

【0039】

上記実施形態では、バーナ１０が燃焼炎を噴射する燃焼炉内の温度が４００℃以上であることを条件に、燃焼に用いる燃料を燃料Ａから燃料Ｂに切り替える例について説明したが、別の実施形態としては、燃焼炉内の温度が５００℃以上であってもよく、燃焼炉内の温度が６００℃以上であってもよい。燃焼炉内の温度が高いほど、安定して燃料を燃焼させることができる。

【0040】

上記実施形態では、燃料Ａとして、２３℃における粘度が２０ｍｍ^２／ｓ未満である例について説明したが、１５ｍｍ^２／ｓ以下であることが好ましい。

【0041】

上記実施形態では、燃料Ｂとして、２３℃における粘度が２０～５０ｍｍ^２／ｓである例について説明したが、２０～４０ｍｍ^２／ｓであることが好ましい。

【0042】

上記実施形態において、使用者の安全性に配慮した上で、パイプ２，１１、第１パイプ２３、及び／又は第２パイプ２４にラインヒータを設けてもよい。

【0043】

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0044】

本発明に係る燃料タンクユニットは、農業、畜産、海産、クリーニング、銭湯等、種々な用途で用いられる燃焼装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0045】

１・・・燃焼装置、２・・・パイプ、３・・・オイルポンプ、４・・・ストレーナ、５・・・制御装置、６・・・スイッチ、１０・・・バーナ、１１・・・パイプ、１２・・・オイルポンプ、１３・・・電磁弁、１４・・・ノズル、２０・・・燃料タンクユニット、２１・・・第１燃料タンク、２２・・・第２燃料タンク、２３・・・第１パイプ、２４・・・第２パイプ、２５・・・第１弁、２６・・・第２弁、２７・・・ヒータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】