CN101907297A - 燃烧装置 - Google Patents

Abstract

一种燃烧装置，该燃烧装置能对导燃烧嘴的火焰和主烧嘴的火焰分别检测、且结构简单。燃烧装置(1)具有：燃料喷嘴(6)，该燃料喷嘴(6)供给主燃烧用燃料；空气供给口(7)，该空气供给口(7)供给主燃烧用空气；导燃燃烧空间(11)，该导燃燃烧空间(11)在空气供给口(7)的下游侧扩大直径，并在主燃烧用空气的气流的外侧形成为环状或圆筒状；导燃烧嘴(5)，该导燃烧嘴(5)在导燃燃烧空间(11)内沿切线方向吹入导燃空气和导燃燃料来形成导燃火焰；导燃火焰传感器(15)，该导燃火焰传感器(15)设于导燃烧嘴(5)后端，从导燃空气的流路对导燃燃烧空间(10)进行远距离监测从而对导燃火焰进行检测；以及主火焰传感器(8)，该主火焰传感器(8)不直接观察导燃燃烧空间(11)，而是经由空气供给口(7)对主燃烧用燃料燃烧所形成的主火焰进行检测。

Description

燃烧装置

技术领域

本发明涉及一种具有导燃烧嘴的燃烧装置。

背景技术

在工业炉中，为了安全考虑，需要对烧嘴的燃烧进行监视。例如，在专利文献1中，记载了通过对火焰所发出的紫外线进行检测的紫外线火焰传感器来监视燃烧状态。

当采用通过导燃烧嘴对主烧嘴点火的燃烧装置时，由于认为若导燃烧嘴为燃烧状态，当然主烧嘴也正在燃烧，因此现在，很多情况下只设有对导燃烧嘴的火焰进行检测的传感器。然而，在2008年修订的JIS-B8415“工业用燃烧炉的安全通则”中，规定了必须对导燃烧嘴和主烧嘴的燃烧状态进行分别监视。

紫外线火焰传感器在检测视野中存在导燃烧嘴的火焰和主烧嘴的火焰时，无法判别是谁的火焰。因此，在专利文献2所记载的燃烧装置中，为了在导燃烧嘴的火焰无法到达的、远离燃烧装置主体的炉内对主烧嘴的火焰进行监视，在炉壁上另设贯穿孔来设置传感器。此外，由于这种结构的烧嘴主体和主烧嘴用传感器的位置关系根据现场施工来确定，因此需要谨慎的施工。此外，在更换现有的炉的燃烧装置时，需要重新在炉体上开设贯穿孔。

此外，如专利文献2所记载的那样，在导燃烧嘴的空气流路的后端设置检测孔来配设紫外线火焰传感器，从而进行导燃烧嘴的火焰的检测。然而，在主烧嘴燃烧时，由于导燃烧嘴用的紫外线火焰传感器检测出主烧嘴的火焰，因此只有在主烧嘴不燃烧时才能确认导燃烧嘴的燃烧，无法满足修订后的JIS所要求的对火焰的分别监视。

专利文献1：日本专利特开昭62-153624号公报

专利文献2：日本专利特开2004-301370号公报

发明内容

基于上述问题，本发明的技术问题在于提供一种能分别检测导燃烧嘴的火焰和主烧嘴的火焰的、结构简单的燃烧装置。

为解决上述技术问题，本发明的燃烧装置具有：燃料喷嘴，该燃料喷嘴供给主燃烧用燃料；空气供给口，该空气供给口供给主燃烧用空气；导燃燃烧空间，该导燃燃烧空间在上述空气供给口的下游侧扩大直径，并在上述主燃烧用空气的气流的外侧形成为环状或筒状；导燃烧嘴，该导燃烧嘴在上述导燃燃烧空间内沿切线方向吹入导燃空气和导燃燃料来形成导燃火焰；导燃火焰传感器，该导燃火焰传感器不直接观察上述主燃烧用空气的流路，而是对上述导燃燃烧空间进行监测从而对上述导燃火焰进行检测；以及主火焰传感器，该主火焰传感器不直接观察上述导燃燃烧空间，而是对上述主燃烧用燃料燃烧所形成的主火焰进行检测。

根据上述结构，由于将导燃烧嘴的火焰环状地形成于不受主燃烧用空气的气流影响的导燃燃烧空间，因此导燃烧嘴的火焰会停留在导燃燃烧空间内。因此，对主燃烧用空气的流路进行监测的主火焰传感器无法检测到导燃烧嘴的火焰。此外，由于导燃火焰传感器不直接观察主燃烧用空气的流路，因此无法检测主烧嘴的火焰。

此外，在本发明的燃烧装置中，也可以将上述导燃火焰传感器设于上述导燃烧嘴后端，并从上述导燃空气的流路对上述导燃燃烧空间进行监测。

根据上述结构，由于无法从导燃空气的流路对主燃烧用空气的流路进行监测，因此导燃火焰传感器不会检测主烧嘴的火焰。

此外，在本发明的燃烧装置中，上述主火焰传感器也可以经由上述空气供给口沿与上述空气供给口同轴方向对上述主燃烧用空气的流路进行监测从而对上述主火焰进行检测。

根据上述结构，由于将主火焰传感器设于主烧嘴的后端，因此无需在燃烧装置主体或炉体上设置传感器用的孔，不会使装置大型化。因此，能应对现有设备的燃烧装置和安装尺寸，不需要对炉体进行加工就能更换燃烧装置。

此外，在本发明的燃烧装置中，上述导燃燃烧空间也可以形成为槽状。

根据上述结构，主燃烧用空气的气流的卷入少，不会使导燃烧嘴的火焰进入主燃烧用空气的流路。

此外，在本发明的燃烧装置中，也可以在上述导燃燃烧空间的下游侧具有直径扩大了的一次燃烧空间。

根据上述结构，在一次燃烧空间内，通过使主燃烧用燃料与主燃烧用空气混合并燃烧，从而能得到稳定的燃烧。

此外，在本发明的燃烧装置中，上述主火焰传感器也可以通过在上述一次燃烧空间开口的贯穿孔进行监测。

根据上述结构，能可靠地检测主烧嘴的火焰，即使在使用液体燃料的情况下，主火焰传感器的视野也不会被燃料遮住。

根据本发明，由于设有围住主燃烧用空气的气流的导燃燃烧空间，且将导燃烧嘴的火焰形成为环状从而停留在导燃燃烧空间内，因此在燃烧装置的内部或附近不会误检测导燃烧嘴的火焰，能独立地检测出导燃烧嘴的火焰。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的燃烧装置的轴向剖视图。

图2是图1的燃烧装置的A-A剖视图。

图3是本发明第二实施方式的燃烧装置的轴向剖视图。

图4是本发明第三实施方式的燃烧装置的轴向剖视图。

图5是本发明第四实施方式的燃烧装置的轴垂直方向剖视图。

(符号说明)

1燃烧装置

2炉壁

3装置主体

4主烧嘴

5导燃烧嘴

6燃料喷嘴

7空气供给口

8主火焰传感器

9贯穿孔

10槽

11导燃燃烧空间

12一次燃烧空间

13烧嘴主体

14燃料喷嘴

15导燃火焰传感器

16贯穿孔

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1和图2表示本发明第一实施方式的燃烧装置1。燃烧装置1安装于设在炉壁上的开口，在炉内形成火焰。燃烧装置1通过将主烧嘴4和导燃烧嘴5安装在固定于炉壁2的装置主体3上而成。

主烧嘴4具有：燃料喷嘴6，该燃料喷嘴6供给主燃烧用燃料(例如天然气)；空气供给口7，该空气供给口7沿燃料喷嘴6对装置主体3吹入主燃烧用空气；主火焰传感器8，该主火焰传感器8经由空气供给口7与燃料喷嘴6和空气供给口7同轴地对装置主体3内的主燃烧用空气的流路进行监测。主火焰传感器8是对火焰所发出的特定波长的紫外线进行检测的紫外线火焰传感器。此外，主火焰传感器8从设于主烧嘴4的后端的贯穿孔9沿图中点划线所示方向对装置主体3和炉内进行监测。

装置主体3形成有与空气供给口7同轴的环状槽10，该环状槽10通过将空气供给口7的下游侧的直径扩大而成，以围住从空气供给口7吹入的主燃烧用空气的流路，环状槽10在主燃烧用空气的气流外侧构成不会受主燃烧用空气影响(空气的卷入)的导燃燃烧空间11。而且，装置主体3在环状槽10的下游侧具有将主燃烧用空气的流路的直径再次扩大而成的一次燃烧空间12。

如图2所示，导燃烧嘴5具有：烧嘴主体13、燃料喷嘴14和作为紫外线火焰传感器的导燃火焰传感器15，其中，在构成导燃空气的流路的烧嘴主体13中，使供给导燃燃料(例如天然气)的燃料喷嘴14延伸，导燃火焰传感器15配设于烧嘴主体13的后端，通过烧嘴主体13内的导燃空气的流路与燃烧喷嘴14平行地对导燃燃烧空间11进行监测。

导燃烧嘴5沿环状槽10的底壁并沿导燃燃烧空间11的切线方向吹入导燃燃料和导燃空气，从而在导燃燃烧空间11内形成沿环状槽10的底壁延伸的环状火焰。在此，重要的是，对导燃烧嘴5选择所形成的火焰不会从导燃燃烧空间11进入内侧的主燃烧用空气的流路这样的导燃烧嘴。

主火焰传感器8由于沿主燃烧用空气的流动方向从上游侧对主燃烧用空气的流路进行监测，因此不管主燃烧用空气和主燃烧用燃料混合燃烧形成的火焰的长短，均能可靠地检测出所形成的火焰。另一方面，主火焰传感器8无法对形成于主燃烧用空气的流路的外侧的导燃燃烧空间11内进行监测。也就是说，由于主火焰传感器8不直接监测导燃燃烧空间11，因此虽能检测出主烧嘴4的火焰，但无法检测出留在导燃燃烧空间11内的导燃烧嘴5的火焰。

此外，如图2所示，若主火焰传感器8的安装位置在绕空气供给口7的轴的角度方面设于导燃烧嘴5的火焰的下游侧(远离导燃烧嘴5的方向)，则即使导燃烧嘴5的火焰进入主燃烧用空气的流路，也可避免主火焰传感器8误检测出导燃烧嘴5的火焰。

导燃火焰传感器15能检测出导燃烧嘴5形成在导燃燃烧空间11内的火焰，但由于无法对主燃烧用空气的流路进行监测，因此无法检测出主烧嘴4所形成的火焰。

如上所述，在燃烧装置1中，由于主火焰传感器8和导燃火焰传感器15经由燃烧空气的流路来对火焰进行检测，因此煤等不会从火焰朝向主火焰传感器8和导燃火焰传感器15流入。因此，主火焰传感器8和导燃火焰传感器15的视野不会被煤等遮住，由于在主火焰传感器8和导燃火焰传感器15及其视野上的煤等的附着少，因此容易维护。

此外，由于上述燃烧装置1无需为了对主烧嘴4的火焰进行检测的主火焰传感器8而在炉壁2或装置主体3上开设孔，因此不会使装置大型化。因此，对燃烧装置1来说，不需扩大炉体的开口或开设另外的孔，就能容易地对现有的炉中设置的燃烧装置进行更换。

接着，图3表示本发明第二实施方式的燃烧装置1。此外，在此之后，对于与先前所说明过的实施方式相同的构成要素标注相同的符号，并省略重复的说明。在本实施方式的燃烧装置1中，导燃燃烧空间11由U字型的槽10构成。此外，在本实施方式的燃烧装置1中，在装置主体3上设有朝一次燃烧空间12开口的贯穿孔9，主火焰传感器8配设成通过装置主体3的贯穿孔对一次燃烧空间12内的主燃烧用空气的流路进行监测。

本实施方式在使用重油等作为主燃烧用燃料时，如第一实施方式那样将主火焰传感器8配设于主烧嘴4的后端，则可改善液体的主燃烧用燃料遮住主火焰传感器8的视野这样的不良情况。此外，在本实施方式中，由于将槽10制成U字型的、没有热应力容易集中的角的形状，因此在装置主体3上不容易因热过程而产生裂痕。

此外，在本实施方式中，与第一实施方式相比，主烧嘴4的燃烧喷嘴6长。这是由于，本实施方式的燃烧喷嘴6的前端被封闭，而使主燃烧用燃料从径向的孔流出，因此容易使主燃烧用燃料和主燃烧用空气进行混合。

在上述燃烧装置1中，导燃烧嘴5的火焰停留在导燃燃烧空间11内，而不会漏出到一次燃烧空间12。因此，主火焰传感器8对一次燃烧空间12的内部或燃烧装置1附近的炉内进行监视，从而能正确地确认主烧嘴4是否燃烧。因此，本实施方式的燃烧装置1也不会使装置主体3大型化，并能简单地与现有设备的燃烧装置进行更换。此外，由于只要利用主火焰传感器8对一次燃烧空间12的内部或燃烧装置1附近的炉内进行监视即可，因此即使在对燃烧装置1的燃烧容量进行节流时(调低时)，也能可靠地检测主烧嘴4的燃烧状态。

而且，图4表示本发明第三实施方式的燃烧装置1。在本实施方式中，导燃燃烧空间11是通过将装置主体3的主燃烧用空气流路不连续(阶梯状)地急剧扩大而产生的，是主燃烧用空气不会卷入的环状区域，为与一次燃烧空间12一体的空间。也就是说，在本发明中，导燃燃烧空间11只要是将主燃烧用空气的流动以环状或筒状围住、且内部气体不会被主燃烧用空气的气流带出这样的空间即可。

而且，图5表示本发明第四实施方式的燃烧装置1。在本实施例中，在装置主体3上形成有朝导燃燃烧空间11开口的贯穿孔16，导燃火焰传感器15配设成通过贯穿孔16对形成于导燃燃烧空间11内的导燃喷嘴5的火焰进行监视。如本实施方式所示的那样，导燃火焰传感器15的位置也不限定于导燃烧嘴5的后端，但导燃火焰传感器15需要配设成不直接观察可形成主烧嘴4的火焰的主燃烧用空气的流路。

Claims (6)

1.一种燃烧装置，其特征在于，具有：

燃料喷嘴，该燃料喷嘴供给主燃烧用燃料；

空气供给口，该空气供给口供给主燃烧用空气；

导燃燃烧空间，该导燃燃烧空间在所述空气供给口的下游侧将直径扩大，并在所述主燃烧用空气的气流的外侧形成为环状或圆筒状；

导燃烧嘴，该导燃烧嘴在所述导燃燃烧空间内沿切线方向吹入导燃空气和导燃燃料来形成导燃火焰；

导燃火焰传感器，该导燃火焰传感器不直接观察所述主燃烧用空气的流路，而是对所述导燃燃烧空间进行监测从而对所述导燃火焰进行检测；以及

主火焰传感器，该主火焰传感器不直接观察所述导燃燃烧空间，而是对所述主燃烧用燃料燃烧所形成的主火焰进行检测。

2.如权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述导燃火焰传感器设于所述导燃烧嘴后端，并从所述导燃空气的流路对所述导燃燃烧空气进行监测。

3.如权利要求1或2所述的燃烧装置，其特征在于，所述主火焰传感器经由所述空气供给口沿与所述空气供给口同轴方向对所述主燃烧用空气的流路进行监测从而对所述主火焰进行检测。

4.如权利要求1至3中任一项所述的燃烧装置，其特征在于，所述导燃燃烧空间形成为槽状。

5.如权利要求4所述的燃烧装置，其特征在于，在所述导燃燃烧空间的下游侧具有直径扩大了的一次燃烧空间。

6.如权利要求5所述的燃烧装置，其特征在于，所述主火焰传感器通过在所述一次燃烧空间开口的贯穿孔进行监测。

Images