JP2001182914A

JP2001182914A - 燃焼装置

Info

Publication number: JP2001182914A
Application number: JP37040999A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ogura; 啓宏小倉; Yasuro Tanaka; 康郎田中; Yoshinobu Nagata; 善信永田; Hiroo Kayama; 博生香山; Hiroshi Miyoshi; 博三好; Yutaka Takamatsu; 豊高松; Minoru Soejima; 稔副島
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Volcano Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Volcano Co Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2001-07-06
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP3874583B2

Abstract

(57)【要約】【課題】燃焼排ガスを再燃焼させるバーナに対して燃
焼排ガスの供給が急に停止するような場合にも、燃焼効
率の低下を回避させながら、バーナの燃焼を継続できる
ようにする。【解決手段】燃焼排ガス及び燃焼用空気の両者を供給
してバーナを燃焼させる通常燃焼状態から、燃焼用空気
のみを供給してバーナを燃焼させる空気燃焼状態に切換
えるときには、先ず、燃焼用空気の空気供給量を空気燃
焼状態での目標空気供給量に増加させるように作動され
るとともに、バーナへの燃料供給量を前記通常燃焼状態
での通常燃焼用空気供給量にて燃焼させることができる
燃料供給量に急減し、その後、燃焼用空気の空気供給量
が前記目標空気供給量に増加されたのち、バーナへの燃
料供給量を前記目標燃料供給量に増加させるように作動
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、供給される燃料を
燃焼させるバーナに、燃料を燃焼させるための燃焼用酸
素として、燃焼式の原動機からの燃焼排ガス、及び、空
気供給手段からの燃焼用空気を供給するように構成され
た燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる燃焼装置は、燃焼式の原動機とし
てのガスタービン等からの燃焼排ガスの排熱を利用し
て、ボイラー等を加熱するために使用されるものであ
り、且つ、酸素含有率が空気より小さい燃焼排ガスをバ
ーナに供給して再燃焼させるものである。上記燃焼排ガ
スとしては、例えば、温度が４００〜６００°Ｃで、酸
素含有率が重量百分率で１０〜１７パーセントのものが
供給される。従来では、上記ガスタービン等の運転が例
えば点検のために停止されたり、あるいは、故障等によ
り緊急停止して、燃焼排ガスの供給が急に停止するよう
な事態が生じても、バーナの燃焼を継続できるようにす
るために、バーナに燃焼排ガスを供給するのと同時に、
送風ファン等の空気供給手段にて、燃焼排ガスの供給が
停止した場合でも燃焼を継続できる多量の燃焼用空気を
供給して、燃焼排ガスと燃焼用空気の両方によってバー
ナに供給される燃料を燃焼させるようにして、燃焼排ガ
スの供給が緊急に停止した場合にも、上記供給される燃
焼用空気のみによってバーナに供給される燃料を継続し
て燃焼させるようにしていた。尚、燃焼排ガスの供給が
停止した状態においては、燃焼用空気の供給量が燃料を
適正に燃焼できる量に調節されることは勿論である。ち
なみに、燃焼排ガスの緊急の供給停止に対処するため
に、上述の如く多量の燃焼用空気を供給するのは、燃焼
用空気を供給する空気供給手段としての送風ファン等
は、急速に燃焼用空気量を増加させることができないこ
とによるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の燃焼装置で
は、通常燃焼状態において、バーナに、高温の燃焼排ガ
スの外に、多量の燃焼用空気が供給されているために、
燃焼排ガスの排熱を有効に利用してボイラー等の加熱効
率を高くすることが難しく、しかも、多量の燃焼用空気
をバーナに供給する必要から、送風ファン等の空気供給
手段を運転させるための電力費用等のランニングコスト
が高くなるという不具合があった。本発明は、かかる実
情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃焼排ガ
スを再燃焼させるバーナに対して燃焼排ガスの供給が急
に停止した状態においてバーナの燃焼を継続させなが
ら、通常燃焼状態において加熱効率を高くし、且つラン
ニングコストを低減させることができる燃焼装置を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の構成によれ
ば、前記空気供給手段の空気供給量の増減作動及び前記
バーナへの燃料供給量を増減する燃料供給量変更手段の
燃料供給量の増減作動を制御する制御手段が、前記燃焼
排ガス及び前記燃焼用空気の両者を供給してバーナを燃
焼させる通常燃焼状態から、前記燃焼用空気のみを供給
してバーナを燃焼させる空気燃焼状態に切換えるときに
は、前記燃焼用空気の空気供給量を前記通常燃焼状態で
供給されている目標燃料供給量の燃料を燃焼用空気のみ
で燃焼させる空気燃焼用の目標空気供給量に増加させる
べく、前記空気供給手段を作動させる燃焼用空気増加処
理を実行するとともに、バーナへの燃料供給量を前記通
常燃焼状態で供給されている通常燃焼用空気供給量の燃
焼用空気にて燃焼させることができる燃料供給量に急減
させ、その後、前記燃焼用空気増加処理にて前記空気供
給量が前記目標空気供給量に増加されたのち、前記目標
燃料供給量に増加させる、又は、前記燃焼用空気増加処
理にて前記空気供給量が前記目標空気供給量に増加され
るに伴って、前記目標燃料供給量に漸増させるべく、前
記燃料供給量変更手段を作動させる燃料調整処理を実行
するように構成されている。すなわち、燃焼式の原動機
からの燃焼排ガスの供給が停止したために、燃焼排ガス
及び燃焼用空気の両者を供給してバーナを燃焼させる通
常燃焼状態から、燃焼用空気のみを供給してバーナを燃
焼させる空気燃焼状態に切換えるときには、先ず、燃焼
用空気の空気供給量が前記通常燃焼状態で供給されてい
る目標燃料供給量の燃料を燃焼用空気のみで燃焼させる
空気燃焼用の目標空気供給量に増加するように空気供給
手段を作動させるとともに、バーナへの燃料供給量が前
記通常燃焼状態で供給されている通常燃焼用空気供給量
の燃焼用空気にて燃焼させることができる燃料供給量に
急減され、その後、燃焼用空気の空気供給量が前記目標
空気供給量に増加されたのち、バーナへの燃料供給量が
前記目標燃料供給量に増加するように前記燃料供給量変
更手段が作動されるか、又は、燃焼用空気の空気供給量
が前記目標空気供給量に増加するに伴って、バーナへの
燃料供給量が前記目標燃料供給量に漸増されるように前
記燃料供給量変更手段が作動される。

【０００５】従って、空気供給手段は送風ファン等にて
構成されるために、通常燃焼用空気供給量から空気燃焼
状態での目標空気供給量に変更するように作動しても、
実際に空気供給量が目標空気量に変更されるのに所定の
立上がり時間を要するが、その立上がり時間の間、バー
ナへの燃料供給量がいったん通常燃焼用空気供給量の燃
焼用空気にて燃焼させることができる燃料供給量に急減
され、燃焼用空気の空気供給量の増加に対応させて元の
目標燃料供給量に増加するように調整されるので、燃焼
排ガスが供給停止した状態において、燃焼用空気をバー
ナに供給して燃焼を継続させることができ、しかも、通
常燃焼状態での燃焼用空気の供給量が通常燃焼用空気供
給量に抑えられるので、従来のように燃焼用空気を多量
に供給する場合に比べて、通常燃焼状態での加熱効率を
高くし、且つ、送風ファン等の空気供給手段を運転させ
るためのランニングコストを低減させることができる。

【０００６】請求項２の構成によれば、請求項１におい
て、前記空気供給手段が、前記通常燃焼状態及び前記空
気燃焼状態の両方において燃焼用空気を送風供給するよ
うに作動される定常送風手段と、前記空気燃焼状態にお
いてのみ燃焼用空気を送風供給するように作動される補
助送風手段とから構成されている。従って、通常燃焼状
態では定常送風手段だけを作動させ、空気燃焼状態では
定常送風手段に加えて補助送風手段を作動させればよい
ので、例えば大容量の単一の送風手段にて空気供給手段
を構成して、通常燃焼状態と空気燃焼状態とで送風量を
増減変更させるものでは、大容量の送風手段が連続して
作動されるために駆動用電力等の運転コストが高くなる
不利があるのに比べて、定常送風手段を比較的小容量の
送風手段にて構成することにより、通常燃焼状態では小
容量の送風手段だけを作動させて、一層のランニングコ
ストの低減を実現することができ、もって、請求項１の
好適な手段が得られる。

【０００７】請求項３の構成によれば、請求項１又は２
において、前記燃焼排ガスとして、酸素含有率が重量百
分率で１３パーセント以下の燃焼排ガスを供給するよう
に構成されている。従って、酸素含有率が重量百分率で
１３パーセント以下と少ない燃焼排ガスは単独では燃料
を燃焼させることができないが、本発明の燃焼装置では
燃焼排ガスと共に燃焼用空気も供給され、その燃焼排ガ
スと燃焼用空気の混合ガスによって燃料が燃焼するの
で、酸素含有率が重量百分率で１３パーセント以下と少
ない燃焼排ガスについても良好に再燃焼させることがで
き、請求項１又は２の好適な手段が得られる。

【０００８】請求項４の構成によれば、請求項１〜３の
いずれか１項において、前記バーナが、燃料を噴出する
燃料噴出部と、その燃料噴出部の周囲に位置して前記通
常燃焼状態及び前記空気燃焼状態の両方において前記燃
料噴出部からの燃料を燃焼させるための燃焼用空気を供
給する内側空気供給部と、その内側空気供給部の外周に
位置して、前記通常燃焼状態において前記燃焼排ガスを
供給し、且つ、前記空気燃焼状態において前記燃料噴出
部からの燃料を燃焼させるための燃焼用空気を供給する
外側空気供給部とを備えている。つまり、通常燃焼状態
では、燃料噴出部から噴出する燃料が、燃料噴出部の周
囲に位置する内側空気供給部から供給される燃焼用空気
によって燃焼されるとともに、その内側空気供給部の外
周に位置する外側空気供給部から供給される燃焼排ガス
によって燃焼され、空気燃焼状態では、燃料噴出部から
噴出した燃料が、上記内側空気供給部と外側空気供給部
の両方から供給される燃焼用空気によって燃焼される。
従って、燃料噴出部から噴出する燃料に対して燃料噴出
部の近傍において燃焼用空気が供給され、バーナへの燃
料供給量を少なくしてもバーナを燃焼用空気によって安
定燃焼させることができるので、通常燃焼状態から空気
燃焼状態への切換え時においてバーナへの燃料供給量を
急減させる場合に、その減少させる限度の燃料供給量を
極力少なくして、通常燃焼用空気供給量をその少なくし
た燃料供給量の燃料を燃焼させることができる極力少な
い供給量にすることができ、これにより、通常燃焼状態
において燃焼排ガスの供給量を極力増やして効率よく再
燃焼させることができ、もって、請求項１〜３のいずれ
か１項の好適な手段が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕本発明の燃焼装
置の第１実施形態を図面に基づいて説明する。燃焼装置
は、供給される燃料を燃焼させるバーナＢに、燃料を燃
焼させるための燃焼用酸素として、燃焼式の原動機とし
てのガスタービン１０（図３参照）から供給される酸素
含有率が空気よりも小さい燃焼用排ガス、及び、後述の
空気供給手段ＫＫからの燃焼用空気を供給するように構
成されている。尚、上記燃焼排ガスとして、温度が４０
０〜６００°Ｃで、酸素含有率が重量百分率で１３パー
セント以下の燃焼排ガスが供給される。

【００１０】図１〜図２に示すように、前記バーナＢに
対して燃料を供給する円管状の管体Ｐが設けられ、その
管体Ｐの先端に、燃料を噴出するガスノズル１が備えら
れている。ガスノズル１は、燃料ガス噴出口２を周部の
全周にわたって分散配置した円盤状体に形成されてい
る。上記ガスノズル１に対して燃焼用空気を供給するた
めの空気供給口３を先端に形成した筒体４が設けられ、
前記管体Ｐが、前記ガスノズル１を筒体４の先端部の内
方に位置させた状態で筒体４の内部に配置され、前記燃
料ガス供給口２と前記空気供給口３とが隣接して位置し
ている。ここで、筒体４は円筒状に形成され、その円筒
状の筒体４の筒軸芯位置に、上記管体Ｐ及びガスノズル
１が同軸状に位置している。尚、上記バーナＢは排熱ボ
イラー２４（図３参照）の燃焼室の炉壁９に取り付けら
れている。

【００１１】さらに、前記空気供給口３の外方側に、燃
焼排ガス又は燃焼用空気を供給するための第１供給口５
が、前記筒体４の筒軸芯位置と同軸配置で環状に形成さ
れて設けられるとともに、その第１供給口５のさらに外
方側に、燃焼排ガスを供給するための第２供給口６が、
前記筒体４の筒軸芯位置と同軸配置で環状に形成されて
設けられている。

【００１２】そして、燃焼用空気が、筒体４の先端側の
空気供給口３に向けて流れる状態で供給されるととも
に、空気供給口３が先端側ほど大径となる外拡がり状に
形成されているので、燃料ガス供給口２からガスノズル
１の円盤状部１の周部外方に向けて噴出された燃料ガス
が、上記空気供給口３から供給される燃焼用空気と衝突
混合して燃焼し、火炎形成方向視（図１において左側）
において円環状の火炎Ｆａが形成される。さらに、燃焼
排ガスが供給される後述の通常燃焼状態では、上記形成
される火炎Ｆａに、第１及び第２供給口５，６から燃焼
排ガスを供給して燃焼させ、燃焼排ガスが供給されない
後述の空気燃焼状態では、上記形成される火炎Ｆａに第
１供給口５から燃焼用空気を供給して燃焼させるように
構成されている。

【００１３】尚、筒体４よりも大径の円筒状の筒体７、
及び、筒体７よりも大径の筒体８を、夫々、筒体４の軸
芯と同軸状に設けて、筒体４と筒体７との間に形成され
る環状空間を燃焼排ガス及び燃焼用空気の通流用の第１
流路Ｒ１として機能させ、筒体７と筒体８との間に形成
される環状空間を燃焼排ガス通流用の第２流路Ｒ２とし
て機能させている。

【００１４】バーナＢは、前記燃焼排ガス及び前記燃焼
用空気の両者を供給して前記バーナＢを燃焼させる通常
燃焼状態と、前記燃焼用空気のみを供給して前記バーナ
Ｂを燃焼させる空気燃焼状態とに切換えられるように構
成されている。つまり、通常燃焼状態では、前記空気供
給口３から燃焼用空気が供給されるとともに、燃焼排ガ
スが前記第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２とに分流されて、
第１供給口５及び第２供給口６の両方から供給され、空
気燃焼状態では、前記空気供給口３から燃焼用空気が供
給されるとともに、燃焼用空気が前記第１流路Ｒ１を通
流して前記第１供給口５から供給される。

【００１５】図３に示すように、上記空気供給口３に対
して燃焼用空気を供給するための第１ファンＦ１が設け
られるとともに、第１ファンＦ１から空気供給口３への
空気供給路１３に、空気供給量を調節するためのダンパ
Ｄ５が設けられている。さらに、前記空気燃焼状態にお
いて、第１流路Ｒ１に燃焼用空気を供給するための第２
ファンＦ２と、その第２ファンＦ２から第１流路Ｒ１へ
の空気供給量を調節するためのダンパＤ６とが設けられ
ている。尚、ダンパＤ６は、前記通常燃焼状態では全閉
状態に作動される。以上より、燃焼用空気を供給する空
気供給手段ＫＫが、前記通常燃焼状態及び前記空気燃焼
状態の両方において燃焼用空気を送風供給するように作
動される定常送風手段としての上記第１ファンＦ１と、
前記空気燃焼状態においてのみ燃焼用空気を送風供給す
るように作動される補助送風手段としての上記第２ファ
ンＦ２とから構成されている。つまり、上記第１ファン
Ｆ１及び第２ファンＦ２の両方を作動させるか、第１フ
ァンＦ１のみを作動させるかにより、バーナＢへの空気
供給量が増減変更される。

【００１６】又、前記空気燃焼状態において、前記ガス
タービン１０からバーナＢへの燃焼排ガスの供給量を調
節するためのダンパＤ２と、そのダンパＤ２にて供給量
が調節されたを排ガスを前記第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ
２とに分流させるときの分流比を調節するためのダンパ
Ｄ３とダンパＤ４とが設けられる。尚、図中、Ｄ１は、
ガスタービン１０からの排ガスを外部に排出する排出量
を調節するためのダンパである。ダンパＤ３とダンパＤ
４とは、前記空気燃焼状態では全閉状態に作動される。

【００１７】以上より、バーナＢが、燃料を噴出する燃
料噴出部としての前記ガスノズル１と、そのガスノズル
１の周囲に位置して前記通常燃焼状態及び前記空気燃焼
状態の両方においてガスノズル１からの燃料を燃焼させ
るための燃焼用空気を供給する内側空気供給部としての
前記空気供給口３と、その空気供給口３の外周に位置し
て、前記通常燃焼状態において前記燃焼排ガスを供給
し、且つ、前記空気燃焼状態においてガスノズル１から
の燃料を燃焼させるための燃焼用空気を供給する外側空
気供給部としての前記第１供給口５及び第２供給口６と
を備えている。

【００１８】バーナＢには、燃料ガスを供給する燃料ガ
ス供給路１２が接続され、その燃料ガス供給路１２に
は、２台の遮断弁Ｖ１と、バーナＢへの燃料供給量を調
節するための流量調節弁Ｖ２とが介装されている。つま
り、この流量調節弁Ｖ２が、バーナＢへの燃料供給量を
増減する燃料供給量変更手段として機能する。

【００１９】次に、上述のバーナＢを用いてガスタービ
ン１０の燃焼排ガスを再燃焼させるように構成したコジ
ェネレーション装置について、図３により説明する。コ
ジェネレーション装置は、燃料ガス供給路２０にて供給
される燃料ガスを燃焼させる燃焼器２１と、その燃焼器
２１からの熱風により駆動されるガスタービン１０と、
ガスタービン１０に連動連結されて加圧空気を燃焼器２
１に供給する圧縮機２２と、ガスタービン１０に連動連
結された発電機２３と、ガスタービン１０からの燃焼排
ガスを熱源とする排熱ボイラ２４と、排熱ボイラ２４か
らの排ガスを排出する煙突２５を主な構成要素としてい
る。

【００２０】ガスタービン１０からの排ガスは、排ガス
供給路２６を経て第１熱交換器２７を通流した後、排熱
ボイラ２４に取り付けたバーナＢに流入する。排熱ボイ
ラ２４は、排ガス通流方向上手側から下手側に向けて順
に配置された、前記バーナＢ、第２熱交換器２８及び第
３熱交換器２９と、貯湯タンク３０を主な構成要素とし
ている。第１熱交換器２７はガスタービン１０からの排
ガスによって加熱され、第２熱交換器２８及び第３熱交
換器２９はバーナＢの燃焼ガスによって加熱される。第
３熱交換器２９の入口部に給水路３１を接続し、第３熱
交換器２９の出口部を貯湯タンク３０に対して接続し
て、給水路３１からの水を、第３熱交換器２９で予熱し
て貯湯タンク３０に供給するようにしてある。さらに、
第２熱交換器２８の入口部及び出口部夫々を貯湯タンク
３０に接続して、貯湯タンク３０の湯を循環させて加熱
するようにしてある。貯湯タンク３０の気相部と第１熱
交換器２７の入口部とを、飽和蒸気路３２にて接続し、
第１熱交換器２７の出口部と燃焼器２１とを過熱蒸気路
３３にて接続して、貯湯タンク３０の気相部の飽和蒸気
を第１熱交換器２７にて過熱し、その過熱蒸気を燃焼器
２１に供給するようにしてある。

【００２１】次に、燃焼装置の制御構成について図４に
て説明する。マイクロコンピュータを利用して構成され
たバーナコントローラＢＣが設けられ、このバーナコン
トローラＢＣに、前記ガスタービン１０の作動を制御す
るタービンコントローラＴＣから、前記ガスタービン１
０が稼動中であるか否かを示すタービン稼動情報が入力
され、さらに、バーナコントローラＢＣに各種の制御指
令を入力する操作部と各種の情報を表示する表示部とを
備えた操作盤１１が接続されている。一方、バーナコン
トローラＢＣからは、前記第１ファンＦ１、第２ファン
Ｆ２、前記各ダンパＤ１〜Ｄ６、遮断弁Ｖ１及び流量調
整弁Ｖ２に対する各駆動信号が出力されている。

【００２２】上記バーナコントローラＢＣを利用して、
前記第１ファンＦ１及び第２ファンＦ２の空気供給量の
増減作動及び前記流量調整弁Ｖ２の燃料供給量の増減作
動を制御する制御手段１００が構成され、この制御手段
１００が、前記通常燃焼状態から前記空気燃焼状態に切
換えるときには、前記燃焼用空気の空気供給量を前記通
常燃焼状態で供給されている目標燃料供給量Ｎ１の燃料
を燃焼用空気のみで燃焼させる空気燃焼用の目標空気供
給量Ａ１に増加させるべく、前記第１ファンＦ１及び第
２ファンＦ２を作動させる燃焼用空気増加処理を実行す
るとともに、前記バーナＢへの燃料供給量を前記通常燃
焼状態で供給されている通常燃焼用空気供給量Ａ２の燃
焼用空気にて燃焼させることができる燃料供給量Ｎ２に
急減させ、その後、前記燃焼用空気増加処理にて前記空
気供給量が前記目標空気供給量Ａ１に増加されたのち、
前記目標燃料供給量Ｎ１に増加させるべく、前記流量調
整弁Ｖ２を作動させる燃料調整処理を実行するように構
成されている。

【００２３】具体的には、バーナＢへの燃料供給量とこ
の燃料を燃焼させるための燃焼用空気の供給量とは、図
５に示すようにほぼ比例関係にあり、通常燃焼状態から
空気燃焼状態に切り換えるときには、第１ファンＦ１だ
けが作動して前記通常燃焼用空気供給量Ａ２の燃焼用空
気を供給している状態（このときの前記目標燃料供給量
Ｎ１に対する空気比は例えば０．３〜０．８と小さい）
から、前記第２ファンＦ２の作動を開始させて燃焼用空
気の供給量を前記目標空気供給量Ａ１に増加させる必要
があるが、第２ファンＦ２の作動を開始してから実際に
供給される空気供給量が前記目標空気供給量Ａ１に増加
するまでには所定の立上がり時間ｔ１を要し、一方、バ
ーナＢへの燃料供給量は前記流量調整弁Ｖ２の開閉操作
によって迅速に変更できるので、図６に示すように、上
記立上がり時間ｔ１が経過するまでの間、バーナＢへの
燃料供給量を第１ファンＦ１によって供給される前記通
常燃焼用空気供給量Ａ２にて燃焼させることのできる燃
料供給量Ｎ２にいったん減少させ（このときの前記燃料
供給量Ｎ２に対する空気比は例えば１〜１．５の値にな
る）、上記立上がり時間ｔ１が経過するに伴って、バー
ナＢへの燃料供給量を前記目標燃料供給量Ｎ１に増加さ
せる（このときの前記燃料供給量Ｎ１に対する空気比は
１．２〜１．４の適正値になる）。尚、上記立上がり時
間ｔ１は、例えば、燃焼用空気の供給量が前記目標空気
供給量Ａ１の９５パーセントの量に増加するまでの時間
とする。

【００２４】次に、上記制御手段１００による燃焼制御
処理について、図７のフローチャートに基づいて説明す
る。前記ガスタービン１０が稼動停止しているか否かを
判断して、ガスタービン１０が稼動しているときは、前
記通常燃焼状態用の通常燃焼制御処理を実行する。前記
ガスタービン１０が稼動停止すると、第２ファンＦ２の
作動を開始させるとともに、バーナＢへの燃料供給量を
前記燃料供給量Ｎ２に減少させて、前記立上がり時間ｔ
１が経過するまで待機し、立上がり時間ｔ１が経過する
に伴ってバーナＢへの燃料供給量を前記目標燃料供給量
Ｎ１に戻す。以後、燃焼用空気の供給量を前記目標空気
供給量Ａ１に維持し、燃料供給量を上記目標燃料供給量
Ｎ１に維持するようにして、前記空気燃焼状態用の空気
燃焼制御処理を実行する。

【００２５】尚、前記通常燃焼処理では、バーナコント
ローラＢＣは、ガスタービン１０からの燃焼排ガスの
量、温度、酸素含有率に応じて、前記ダンパＤ１，Ｄ２
によりバーナＢに供給する燃焼排ガスの供給量を調節す
るとともに、前記流量調整弁Ｖ２によりバーナＢに供給
する燃料ガス供給量を調節する。それにより、ガスター
ビン１０の稼働状態において、燃焼排ガスの量、温度、
酸素含有率が変化しても、バーナＢを安定燃焼させるよ
うにしている。

【００２６】〔第２実施形態〕次に、本発明の燃焼装置
の第２実施形態を説明する。この第２実施形態では、前
記第２ファンＦ２の立上がり時間ｔ１が予め判っている
として、前記制御手段１００が、前記燃料調整処理とし
て、前記バーナＢへの燃料供給量を前記通常燃焼状態で
供給されている通常燃焼用空気供給量Ａ２の燃焼用空気
にて燃焼させることができる燃料供給量Ｎ２に急減さ
せ、その後、前記燃焼用空気増加処理にて前記空気供給
量が前記目標空気供給量Ｎ１に増加されるに伴って、前
記目標燃料供給量Ｎ１に漸増させるべく、前記流量調整
弁Ｖ２を作動させる燃料調整処理を実行するように構成
されている以外は、前記第１実施形態と同じである。具
体的には、図８及び図９に示すように、前記立上がり時
間ｔ１の間に、バーナＢへの燃料供給量が前記目標燃料
供給量Ｎ１に達するように、設定時間毎に増加させる燃
料供給量の設定量ΔＮを求め、前記燃料供給量Ｎ２に急
減させたバーナＢへの燃料供給量を、前記目標燃料供給
量Ｎ１に達するまで、上記設定時間経過する毎に上記設
定量ΔＮづつ増加させて、前記目標燃料供給量Ｎ１に戻
すように制御する。

【００２７】〔第３実施形態〕次に、本発明の燃焼装置
の第３実施形態を説明する。この第３実施形態では、前
記第２実施形態のように第２ファンＦ２の立上がり時間
ｔ１に合わせてバーナＢへの燃料供給量を増加させるの
ではなく、第２ファンＦ２の動作の立上がり状態をその
回転数によって判断するための回転数センサ（図示しな
い）が設けられ、前記制御手段１００が、この回転数セ
ンサの検出情報に基づいて、バーナＢへの燃料供給量を
増加させるようにする以外は、前記第２実施形態と同じ
である。具体的には、図１０に示すように、第２ファン
Ｆ２の回転数が定常値に達するまで、前記燃料供給量Ｎ
２に急減させたバーナＢへの燃料供給量を、ファン回転
数が設定値増加する毎に設定値増加させて前記目標燃料
供給量Ｎ１に戻すように制御する。

【００２８】〔別実施形態〕次に別実施形態を説明す
る。上記第２及び第３実施形態においては、前記制御手
段１００が、バーナＢへの燃料供給量を前記通常燃焼状
態で供給されている通常燃焼用空気供給量Ａ２の燃焼用
空気にて燃焼させることができる燃料供給量Ｎ２に急減
させた後、前記目標燃料供給量Ｎ１に漸増させる場合
に、設定量ΔＮづつ増加させるように構成したが、これ
以外に、第２ファンＦ２の立上がり時間ｔ１に合わせて
（第２実施形態）、あるいは、第２ファンＦ２の回転数
の増加に合わせて（第３実施形態）、連続的に増加させ
ように構成してもよい。

【００２９】上記第１〜第３実施形態においては、燃焼
式の原動機をガスタービン１０にて構成したが、これ以
外の、例えば、ガスエンジンで構成してもよい。

【００３０】上記第１〜第３実施形態においては、空気
供給手段ＫＫを２個のファンＦ１，Ｆ２にて構成した
が、これ以外に、１個の大容量のファンにて構成して、
そのファンの回転数をインバータ制御して変更させて、
空気供給量を変更させるように構成してもよい。

【００３１】上記第１〜第３実施形態においては、燃焼
排ガスとして、酸素含有率が重量百分率で１３パーセン
ト以下の燃焼排ガスをバーナＢに供給するように構成し
たが、これよりも酸素含有率が多い燃焼排ガスを供給す
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態におけるバーナの縦断平面図

【図２】第１実施形態におけるバーナの正面図

【図３】第１実施形態におけるコジェネレーション装置
の全体構成図

【図４】第１実施形態における燃焼装置の制御ブロック
図

【図５】空気燃焼状態での燃料供給量と空気供給量との
関係を示すグラフ

【図６】第１実施形態における燃焼制御のタイムチャー
ト

【図７】第１実施形態における燃焼制御のフローチャー
ト

【図８】第２実施形態における燃焼制御のタイムチャー
ト

【図９】第２実施形態における燃焼制御のフローチャー
ト

【図１０】第３実施形態における燃焼制御のフローチャ
ート

【符号の説明】

１燃料噴出部３内側空気供給部５外側空気供給部１０原動機１００制御手段ＢバーナＦ１定常送風手段Ｆ２補助送風手段ＫＫ空気供給手段Ｖ２燃料供給量変更手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小倉啓宏大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者田中康郎大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者永田善信大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者香山博生兵庫県姫路市飾磨区中島字一文字3007番地山陽特殊製鋼株式会社内 (72)発明者三好博兵庫県姫路市飾磨区中島字一文字3007番地山陽特殊製鋼株式会社内 (72)発明者高松豊大阪府大阪市淀川区野中北１丁目３番38号ボルカノ株式会社内 (72)発明者副島稔大阪府大阪市淀川区野中北１丁目３番38号ボルカノ株式会社内Ｆターム(参考） 3K003 AA01 AA03 AA09 AB03 AB06 AC04 CA04 CB03 CC01 DA03 3K019 AA01 AA03 BA05 BB03 BB04 BD06 BD09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給される燃料を燃焼させるバーナに、
燃料を燃焼させるための燃焼用酸素として、燃焼式の原
動機からの燃焼排ガス、及び、空気供給手段からの燃焼
用空気を供給するように構成された燃焼装置であって、前記空気供給手段の空気供給量の増減作動及び前記バー
ナへの燃料供給量を増減する燃料供給量変更手段の燃料
供給量の増減作動を制御する制御手段が、前記燃焼排ガス及び前記燃焼用空気の両者を供給して前
記バーナを燃焼させる通常燃焼状態から、前記燃焼用空
気のみを供給して前記バーナを燃焼させる空気燃焼状態
に切換えるときには、前記燃焼用空気の空気供給量を前記通常燃焼状態で供給
されている目標燃料供給量の燃料を燃焼用空気のみで燃
焼させる空気燃焼用の目標空気供給量に増加させるべ
く、前記空気供給手段を作動させる燃焼用空気増加処理
を実行するとともに、前記バーナへの燃料供給量を前記
通常燃焼状態で供給されている通常燃焼用空気供給量の
燃焼用空気にて燃焼させることができる燃料供給量に急
減させ、その後、前記燃焼用空気増加処理にて前記空気
供給量が前記目標空気供給量に増加されたのち、前記目
標燃料供給量に増加させる、又は、前記燃焼用空気増加
処理にて前記空気供給量が前記目標空気供給量に増加さ
れるに伴って、前記目標燃料供給量に漸増させるべく、
前記燃料供給量変更手段を作動させる燃料調整処理を実
行するように構成されている燃焼装置。
【請求項２】前記空気供給手段が、前記通常燃焼状態
及び前記空気燃焼状態の両方において燃焼用空気を送風
供給するように作動される定常送風手段と、前記空気燃
焼状態においてのみ燃焼用空気を送風供給するように作
動される補助送風手段とから構成されている請求項１記
載の燃焼装置。
【請求項３】前記燃焼排ガスとして、酸素含有率が重
量百分率で１３パーセント以下の燃焼排ガスを供給する
ように構成されている請求項１又は２記載の燃焼装置。
【請求項４】前記バーナが、燃料を噴出する燃料噴出
部と、その燃料噴出部の周囲に位置して前記通常燃焼状
態及び前記空気燃焼状態の両方において前記燃料噴出部
からの燃料を燃焼させるための燃焼用空気を供給する内
側空気供給部と、その内側空気供給部の外周に位置し
て、前記通常燃焼状態において前記燃焼排ガスを供給
し、且つ、前記空気燃焼状態において前記燃料噴出部か
らの燃料を燃焼させるための燃焼用空気を供給する外側
空気供給部とを備えている請求項１〜３のいずれか１項
に記載の燃焼装置。