CN107850303A - 蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置 - Google Patents

蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置 Download PDF

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Abstract

提供能够适当告知蓄热体的维护时期的蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置、蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知方法、以及使用了蓄热式燃烧器的燃烧炉的改造方法。具备：供给流量计(11)，其计测向具备蓄热部(3)的蓄热式燃烧器(5)流通的燃烧用空气的流量，所述蓄热部(3)具有利用从燃烧炉(1)的燃烧室(2)排出的废气对向燃烧室内供给的燃烧用空气进行预热的蓄热体(3a)；供给流量控制阀(9)，其基于计测出的燃烧用空气的流量来进行开闭调节；控制器(12)，其检测燃烧用空气流通了规定流量时的控制阀的开度；以及告知部(17)，其基于由流量计计测出的燃烧用空气的流量数据与由控制器检测出的控制阀的开度数据的相关信息，在检测出的控制阀的开度比预先设定的开度大时，告知到达对于蓄热部的蓄热体维护的维护时期的消息。

Description

蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置
技术领域
本发明涉及能够适当告知蓄热体的维护时期的蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置、蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知方法、以及使用了蓄热式燃烧器的燃烧炉的改造方法。
背景技术
以往，作为每隔规定时间反复进行蓄热状态和燃烧状态、并利用燃烧产生的废气通过而蓄热的蓄热体来对供给的燃烧用空气进行预热的蓄热式燃烧器，已知有使成对的燃烧器交替燃烧、并利用由一方的燃烧器的燃烧产生的废气通过而蓄热的蓄热体来对向另一方的燃烧器供给的燃烧用空气进行预热的直接点火型的蓄热式燃烧器(例如，参照专利文献1)、使火焰在金属制管内燃烧的蓄热式辐射管燃烧器(例如参照专利文献2)。
使蓄热体蓄热的废气中混杂有炉内的灰尘、处理材料的碎屑、气化了的化合物等。由于这些灰尘等附着于蓄热体，由此流通的气体的通路逐渐被堵塞。因此，蓄热体需要进行定期地清扫、更换等维护。然而，蓄热体的状态无法从外部视觉辨认。因此，蓄热体的维护的时期通过基于使用者等的经验得出的周期来设定，或者基于在蓄热体的前后检测出的废气的温度的异常来进行设定(例如，参照专利文献3)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-98328号公报
专利文献2：日本特开平7-103435号公报
专利文献3：日本特开平9-68310号公报
发明内容
发明要解决的课题
在如上述那样通过基于经验得出的周期、蓄热体前后的温度来设定蓄热体的维护时期的情况下，推断出的蓄热体的状态与实际的蓄热体的状态未必一致。因此，当形成于蓄热体间的流通气体的通路比设定的时期更早地堵塞时，则无法向燃烧炉内供给燃烧所需的充分的燃烧用空气。另外，存在如下课题：若尽管充分确保了流通气体的通路，但根据到达设定的时期这一情况而执行维护，则燃烧炉被不必要地停止，运行效率降低。
本发明是鉴于上述以往的课题而完成的，其目的在于，提供能够适当告知蓄热体的维护时期的蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置、蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知方法、以及使用了蓄热式燃烧器的燃烧炉的改造方法。
用于解决课题的方案
本发明的蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置的特征在于，具备：流量计，其计测向具备蓄热部的蓄热式燃烧器流通的流通气体的流量，所述蓄热部具有利用废气对燃烧用空气进行预热的蓄热体；流通气体的控制阀，其基于计测出的流通气体的流量来进行开闭调节；检测部，其检测流通气体流通了规定流量时的所述控制阀的开度；以及告知机构，其基于由所述流量计计测出的流通气体的流量数据与由所述检测部检测出的所述控制阀的开度数据的相关信息，在检测出的该控制阀的开度比预先设定的开度大时，告知到达对于所述蓄热部的所述蓄热体的维护时期的消息。
蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置的特征在于，作为所述流通气体的流量而计测从所述燃烧室排出的所述废气。
蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置的特征在于，作为所述流通气体的流量而计测向所述燃烧室内供给的所述燃烧用空气。
本发明的蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知方法的特征在于，使用所述蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置，且包括：计测步骤，利用所述流量计计测向具备所述蓄热部的所述蓄热式燃烧器流通的流通气体的流量，所述蓄热部具有利用废气对燃烧用空气进行预热的所述蓄热体；检测步骤，利用所述检测部检测流通气体的所述控制阀中的流通气体流通了规定流量时的该控制阀的开度，所述流通气体的控制阀基于计测出的流通气体的流量来进行开闭调节；以及告知步骤，基于由所述流量计计测出的流通气体的流量数据与由所述检测部检测出的所述控制阀的开度数据的相关信息，在检测出的该控制阀的开度比预先设定的开度大时，利用所述告知机构告知到达对于所述蓄热部的所述蓄热体的维护时期的消息。
本发明的使用了蓄热式燃烧器的燃烧炉的改造方法的特征在于，所述改造方法包括对使用了蓄热式燃烧器的燃烧炉增设告知机构的步骤，所述改造方法包括对使用了蓄热式燃烧器的燃烧炉增设告知机构的步骤，所述蓄热式燃烧器具有：流量计，其计测向具备蓄热部的蓄热式燃烧器流通的流通气体的流量，所述蓄热部具有利用废气对燃烧用空气进行预热的蓄热体；流通气体的控制阀，其基于计测出的流通气体的流量来进行开闭调节；以及检测部，其检测流通气体流通了规定流量时的所述控制阀的开度，所述告知机构基于由所述流量计计测出的流通气体的流量数据与由所述检测部检测出的所述控制阀的开度数据的相关信息，在检测出的该控制阀的开度比预先设定的开度大时，告知到达对于所述蓄热部的所述蓄热体的维护时期的消息。
发明效果
对于本发明的蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置、蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知方法、及使用了蓄热式燃烧器的燃烧炉的改造方法，能够适当地告知蓄热体的维护时期。
附图说明
图1是示出本发明的蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置及使用了蓄热式燃烧器的燃烧炉的改造方法的优选的一实施方式的简要系统图。
图2是示出本发明的蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知方法的优选的一实施方式的燃烧用空气流量与供给流量控制阀的开度的相关信息的表征图。
图3是示出在本实施方式中从维护到数据收集日为止的经过天数与在数据的取得中得到的燃烧用空气流量为100％时的供给流量控制阀的开度的相关信息的表征图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置、蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知方法、以及使用了蓄热式燃烧器的燃烧炉的改造方法的优选的一实施方式。
如图1所示，本实施方式中的燃烧炉1为使用了直接点火型的交替燃烧方式的蓄热式燃烧器的燃烧炉1，具有：燃烧室2；蓄热式燃烧器5，其与该燃烧室2的两侧分别连接，且具有蓄热部3及燃料喷嘴4，该蓄热部3具备陶瓷球、蜂窝结构等的蓄热体3a；供给管6，其与各个蓄热部3连接而用于供给燃烧用空气；以及排气管7，其与各个蓄热部3连接且与烟囱(未图示)连接。
在燃烧炉1中，设置于燃烧室2的两侧的两个蓄热式燃烧器5彼此对置而构成一对，并且成对的多个蓄热式燃烧器5在与彼此对置的方向正交的方向上排列设置。以下，说明在燃烧炉1中设置有一对蓄热式燃烧器5的情况。另外，在以下的说明中，在图1中将左侧的蓄热式燃烧器5也称作左蓄热式燃烧器L5，将右侧的蓄热式燃烧器5也称作右蓄热式燃烧器R5。
左蓄热式燃烧器L5和右蓄热式燃烧器R5经由分支部5a而分别连接有供给管6及排气管7。左蓄热式燃烧器L5侧的供给管L6与右蓄热式燃烧器R5侧的供给管R6分别经由开闭切换阀8而彼此连接，在比彼此连接的供给管6的连接部5b靠上游侧的位置，经由供给流量控制阀9设置有用于引入外界气体的供给鼓风机10。
另外，在供给流量控制阀9与供给鼓风机10之间设置有供给流量计11，通过控制器12基于由供给流量计11计测出的信息(流量)来控制供给流量控制阀9的开度。这样，蓄热式燃烧器5与周边设备一起构成系统。
左蓄热式燃烧器L5侧的排气管L7与右蓄热式燃烧器R5侧的排气管R7分别经由开闭切换阀13而彼此连接，在彼此连接的排气管7的连接部5c靠下游侧的位置经由排气流量控制阀14而设置有用于吸引废气的排气鼓风机15。
另外，在排气流量控制阀14与排气鼓风机15之间设置有排气流量计16，通过控制器12基于由排气流量计16计测出的信息(流量)来控制排气流量控制阀14的开度。
在图1中，控制器12与各蓄热式燃烧器L5、R5对应地分别示出，但也可以是由单一的控制器12对供给流量控制阀9及排气流量控制阀14的开度进行控制的结构。
左蓄热式燃烧器L5与右蓄热式燃烧器R5通过向它们的一方供给燃料气体和燃烧用空气进行燃烧，并与此同时地从另一方吸引废气，使该燃烧动作与吸引动作相互交替地进行，由此构成为在吸引动作时由蓄热部3从废气回收废热，在燃烧动作时利用由蓄热部3回收的废热对燃烧用空气进行加热。
按照左蓄热式燃烧器L5的运转状态说明蓄热式燃烧器L5、R5中的燃烧用空气、废气等向蓄热式燃烧器L5、R5的供给/排出系统，在燃烧动作时，燃烧用空气被向左蓄热式燃烧器L5供给。当设置于供给管L6的连接部5b上游侧的供给流量控制阀9打开时，由供给鼓风机10向供给管6内导入燃烧用空气，并且打开设置于连接部5b的下游侧的左蓄热式燃烧器L5的开闭切换阀8，由此使燃烧用空气通过蓄热部3而被预热，并同时将其向左蓄热式燃烧器L5供给。在该燃烧动作时，右蓄热式燃烧器R5侧的开闭切换阀8关闭。此时，右蓄热式燃烧器R5处于吸引动作中，伴随于此而开闭切换阀13及排气流量控制阀14打开(在图中，以空心示出阀门打开的状态，以涂黑示出关闭的状态)。
另一方面，在吸引动作时，废气从燃烧室2排出。在打开排气流量控制阀14的状态下，打开设置于连接部5c上游侧的右蓄热式燃烧器R5的开闭切换阀13，由此一边使废气通过蓄热部3而回收废热，一边在对废气进行风量控制的同时由排气鼓风机15从燃烧室2吸引废气。在该吸引动作时，左蓄热式燃烧器L5侧的开闭切换阀13关闭。此时，左蓄热式燃烧器L5处于燃烧动作中，伴随于此而开闭切换阀8及供给流量控制阀9打开。
对于交替燃烧方式的蓄热式燃烧器，若废气所包含的处理材料的碎屑、气化了的化合物等附着于左右的蓄热式燃烧器L5、R5所具备的蓄热体3a，即便供给鼓风机10正常地供给燃烧用空气且排气鼓风机15正常地排出废气，蓄热部3内也发生堵塞而使废气及燃烧用空气的流量降低。当燃烧用空气的供给量及废气的排出量降低时，在燃烧室2内无法得到所期望的燃烧。
因此，基于由设置于供给流量控制阀9与供给鼓风机10之间的供给流量计11计测出的燃烧用空气的流量而由控制器12对供给流量控制阀9的开度进行控制，基于由设置于排气流量控制阀14与排气鼓风机15之间的排气流量计16计测出的废气的流量而由控制器12控制排气流量控制阀14的开度。
控制器12以如下方式进行控制：在蓄热体3a洁净而蓄热部3内的间隙即蓄热体3a间的间隙大时，减小供给流量控制阀9及排气流量控制阀14的开度，在蓄热体3a上(例如陶瓷球的表面)附着碎屑、气化了的化合物等而蓄热部3内的间隙变小时，增大供给流量控制阀9及排气流量控制阀14的开度，以便得到期望流量。
在蓄热式燃烧器5中，随着使用，在蓄热体3a彼此之间发生堵塞而使蓄热部3内的间隙逐渐变小，即便使供给流量控制阀9及排气流量控制阀14的开度最大(例如100％)，也无法得到所期望的燃烧所需的流通气体流量(燃烧用空气流量、废气流量)。因此，在燃烧炉1中具备告知机构，该告知机构在无法得到所期望的燃烧所需的流通气体流量之前，向使用者等告知已到维护的时期的消息。
告知机构例如通过由控制器12执行的计算机程序来控制，由告知已到维护的时期的消息的警报器、显示器等告知部17构成。即，在本实施方式中，控制器12相当于供给流量控制阀9及排气流量控制阀14的开度的检测部，告知部17相当于告知机构。在此，告知部17也可以是控制器12所具备的警报器、显示器等。
当由控制器12执行告知维护的时期的计算机程序时，每隔规定时间例如每隔几十分钟～1小时左右便计测在燃烧炉1内流通的流通气体、具体而言是燃烧用空气、废气的流量(计测步骤)。此时，计测出的流通气体的流量作为与供给流量控制阀9或排气流量控制阀14的开度建立对应关系的数据而被取得。在此，流通气体可以是由供给流量计11计测的燃烧用空气，也可以是由排气流量计16计测的废气，但在此，将燃烧用空气作为流通气体来说明。
对于供给流量控制阀9的开度，例如将供给流量控制阀9完全关闭的状态设为开度0％，将完全打开的状态设为开度100％，将相对于完全打开的状态的比例作为数据来取得。另外，对于燃烧用空气的流量，将未流有流量时设为0％，将在燃烧室2内产生所期望的燃烧所需的燃烧用空气的流量设为100％，将相对于所需的燃烧用空气的流量的比例作为数据来取得。此时，蓄热部3中的压力损失除了受到蓄热部3的堵塞情况的影响以外，还受到燃烧室2内的温度的影响，因此设定为换算成一定的炉内温度、例如通常的操作炉温度来取得数据。
根据将燃烧用空气的流量与供给流量控制阀9的开度建立对应关系的数据求出表示燃烧用空气的流量与供给流量控制阀9的开度的相关的相关信息，求出表示供给流量控制阀9的开度相对于燃烧用空气的流量的关系的近似曲线。根据求出的近似曲线，检测为数据的取得时刻下的用于得到产生所期望的燃烧所需的燃烧用空气的流量(以下称作所需流量)的供给流量控制阀9的开度(以下称作所需开度)(检测步骤)。这样的表示供给流量控制阀9的开度相对于燃烧用空气的流量的关系的数据在几天一次或适当依次反复取得。
图2是表示燃烧用空气流量与供给流量控制阀9的开度的相关信息的表征图。在图2中，用●表示在刚维护后取得的数据的表征，另外以A表示其近似曲线，以▲表示在蓄热体3a上附着有碎屑、气化了的化合物等之后取得的数据的表征，另外以B表示其近似曲线。
在图2中，近似曲线B示出了即便供给流量控制阀9的开度为100％，燃烧用空气的流量也未到达100％的情况。即，随着燃烧炉1的运行，根据计测结果而得到的数据从近似曲线A侧向近似曲线B侧逐渐变化。
设定为在取得近似曲线B这样的数据之前，例如预先通过警报器、显示器显示等告知部17来告知在所需流量为100％时通过供给流量控制阀9的开度为90％来得到该所需流量等到达维护的时期的消息。
即，定期地依次反复执行而求出表示燃烧用空气的流量与供给流量控制阀9的开度的关系的近似曲线，如图2所示，如成为近似曲线B之前的近似曲线C那样，导出用于得到所需流量(燃烧用空气流量100％)的供给流量控制阀9的所需开度成为90％的近似曲线C。并且，在燃烧用空气的流量与供给流量控制阀9的开度的点超过该近似曲线C时，作为检测部的控制器12通过告知部17来告知到达蓄热体3a的维护的时期的消息(告知步骤)。
图3是表示从维护到数据收集日为止的经过天数与在数据的取得中得到的燃烧用空气流量为100％时的供给流量控制阀9的开度(100％流量开度)的相关信息的表征图。如图3所示，若求出表示从维护后到数据取得日为止的经过天数与在各次的数据取得中得到的100％流量时的供给流量控制阀9的开度的关系的近似曲线D，则能够推断出用于得到100％流量的供给流量控制阀9的所需开度例如必须设为100％开度之前的、例如使所需开度为90％时进行告知的日子。在此，图2及图3的图表是为了方便说明而示出的图表，在控制器12中的程序处理上，也可以不对图表、近似曲线进行视觉化。
根据本实施方式的燃烧炉的蓄热体维护时期告知装置、燃烧炉的蓄热体维护时期告知方法、以及燃烧炉的改造方法，能够基于由供给流量计11计测出的燃烧用空气的流量数据与针对其而检测出的供给流量控制阀9的开度数据的相关信息及近似曲线，来识别切合实体的更准确的蓄热体3a的堵塞状态。并且，在供给流量控制阀9的开度比预先设定的开度(在上述实施方式中为90％)大时，告知到达设置于蓄热部3的蓄热体3a的维护时期的消息，因此能够更适当地告知蓄热体3a的维护时期。
这样，能够告知无法从外部视觉辨认的蓄热体3a的更适当的维护时期，因此不论作业者的经验等如何均能够识别蓄热体3a的维护时期。另外，能够基于切合蓄热体3a的实际状态的计测数据及检测数据来进行维护，因此例如能够防止如下情况：在蓄热部3未发生堵塞的状态下执行维护而不必要地使燃烧炉1停止，或者在蓄热部3发生了堵塞的状态下使燃烧炉1继续运行。因此，能够更加效率良好地使燃烧炉1运行。
另外，为了告知蓄热体3a的维护时期而计测的燃烧用空气的流量能够由已经设置于燃烧炉1的供给流量计9计测，因此向控制器12安装执行程序并具备告知部17，由此能够容易且廉价地实现。即，即使对于现有的燃烧炉1，也能够通过仅是向控制器12安装程序并增设告知部17的简单的改造，来实现使用了蓄热式燃烧器的燃烧炉1的蓄热体维护时期告知装置、燃烧炉1的蓄热体维护时期告知方法。
在上述实施方式中，使计测的流通气体为向燃烧室2供给的燃烧用空气，但不限定于此，也可以是从燃烧室2排出的废气。在该情况下，上述说明中的附图标记“6、9、10、11”相当于附图标记“7、14、15、16”。
另外，在上述说明中，例举了直接点火型的蓄热式燃烧器，但也能够同样适用于蓄热式辐射管燃烧器等蓄热式燃烧器。在该情况下，上述说明中的燃烧室2相当于辐射管的管内空间。
附图标记说明：
1 燃烧炉；
2 燃烧室；
3 蓄热部；
3a 蓄热体；
4 燃烧喷嘴；
5 蓄热式燃烧器；
5a 分支部；
5b 连接部；
5c 连接部；
6 供给管；
7 排气管；
8 开闭切换阀；
9 供给流量控制阀；
10 供给鼓风机；
11 供给流量计；
12 控制器；
13 开闭切换阀；
14 排气流量控制阀；
15 排气鼓风机；
16 排气流量计；
17 告知部；
A 近似曲线；
B 近似曲线；
C 近似曲线；
D 近似曲线；
L5 左蓄热式燃烧器；
L6 供给管；
L7 排气管；
R5 右蓄热式燃烧器；
R6 供给管；
R7 排气管。

Claims (5)

1.一种蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置，其特征在于，具备：
流量计，其计测向具备蓄热部的蓄热式燃烧器流通的流通气体的流量，所述蓄热部具有利用废气对燃烧用空气进行预热的蓄热体；
流通气体的控制阀，其基于计测出的流通气体的流量来进行开闭调节；
检测部，其检测流通气体流通了规定流量时的所述控制阀的开度；以及
告知机构，其基于由所述流量计计测出的流通气体的流量数据与由所述检测部检测出的所述控制阀的开度数据的相关信息，在检测出的该控制阀的开度比预先设定的开度大时，告知到达对于所述蓄热部的所述蓄热体的维护时期的消息。
2.根据权利要求1所述的蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置，其特征在于，
作为所述流通气体的流量而计测从所述燃烧室排出的所述废气。
3.根据权利要求1所述的蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置，其特征在于，
作为所述流通气体的流量而计测向所述燃烧室内供给的所述燃烧用空气。
4.一种蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知方法，其特征在于，
使用权利要求1至3中任一项所述的蓄热式燃烧器的蓄热体维护时期告知装置，且包括：
计测步骤，利用所述流量计计测向具备所述蓄热部的所述蓄热式燃烧器流通的流通气体的流量，所述蓄热部具有利用废气对燃烧用空气进行预热的所述蓄热体；
检测步骤，利用所述检测部检测流通气体的所述控制阀中的流通气体流通了规定流量时的该控制阀的开度，所述流通气体的控制阀基于计测出的流通气体的流量来进行开闭调节；以及
告知步骤，基于由所述流量计计测出的流通气体的流量数据与由所述检测部检测出的所述控制阀的开度数据的相关信息，在检测出的该控制阀的开度比预先设定的开度大时，利用所述告知机构告知到达对于所述蓄热部的所述蓄热体的维护时期的消息。
5.一种使用了蓄热式燃烧器的燃烧炉的改造方法，其特征在于，
所述改造方法包括对使用了蓄热式燃烧器的燃烧炉增设告知机构的步骤，
所述蓄热式燃烧器具有：
流量计，其计测向具备蓄热部的蓄热式燃烧器流通的流通气体的流量，所述蓄热部具有利用废气对燃烧用空气进行预热的蓄热体；
流通气体的控制阀，其基于计测出的流通气体的流量来进行开闭调节；以及
检测部，其检测流通气体流通了规定流量时的所述控制阀的开度，
所述告知机构基于由所述流量计计测出的流通气体的流量数据与由所述检测部检测出的所述控制阀的开度数据的相关信息，在检测出的该控制阀的开度比预先设定的开度大时，告知到达对于所述蓄热部的所述蓄热体的维护时期的消息。
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