JP2009115334A - 部分予混合バーナの逆火防止方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 部分予混合バーナにおける逆火発生を確実に防止する。
【解決手段】 燃料ガスの一部を燃焼用空気と予め混合させる部分予混合バーナ１において、風箱２内の燃焼筒３の燃焼炉５側の先端に燃料ガスのメインノズル７を設けるとともに、燃焼筒３の内部に予混合ノズル９を設け、メインノズル７に燃料ガスのメインライン１１を接続し、予混合ノズル９に自動弁１３を備えた燃料ガスの予混合ライン１５を接続し、この自動弁１３と燃焼炉５の制御盤１７とを、制御盤１７からの信号により自動弁１３を制御可能に接続する。
【選択図】 図１
【解決手段】 燃料ガスの一部を燃焼用空気と予め混合させる部分予混合バーナ１において、風箱２内の燃焼筒３の燃焼炉５側の先端に燃料ガスのメインノズル７を設けるとともに、燃焼筒３の内部に予混合ノズル９を設け、メインノズル７に燃料ガスのメインライン１１を接続し、予混合ノズル９に自動弁１３を備えた燃料ガスの予混合ライン１５を接続し、この自動弁１３と燃焼炉５の制御盤１７とを、制御盤１７からの信号により自動弁１３を制御可能に接続する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、燃焼用の燃料ガスの一部を燃焼用空気と予め混合させる部分予混合方式の気体燃料バーナ（以下、部分予混合バーナと記す）の逆火防止方法及び装置に関するものである。
従来から、気体燃料の燃焼により発生するＮＯｘの低減方法の一つに、燃料ガスの一部（又は全部）を予め燃焼用空気と混合させてから燃焼を行う予混合方式バーナが知られている。
しかしながら、予混合方式バーナでは燃料を風箱内の燃焼筒内などに噴射することから、風箱内の燃焼筒内の混合気には可燃ガスが混じることとなり、特に燃焼量が低い時などの風箱内空気流速が低下している状態では、通常は炉内で燃焼している火炎が風箱内の燃焼筒に入り込み、風箱内の燃焼筒内に噴射された燃料ガスに引火し燃焼する逆火が発生する危険性がある。
このことから、部分予混合バーナにおいて、単体バーナでは広いターンダウン比を取ることができなかったり、また、部分負荷では余剰空気を多くする燃焼制御が採用されている。
しかしながら、予混合方式バーナでは燃料を風箱内の燃焼筒内などに噴射することから、風箱内の燃焼筒内の混合気には可燃ガスが混じることとなり、特に燃焼量が低い時などの風箱内空気流速が低下している状態では、通常は炉内で燃焼している火炎が風箱内の燃焼筒に入り込み、風箱内の燃焼筒内に噴射された燃料ガスに引火し燃焼する逆火が発生する危険性がある。
このことから、部分予混合バーナにおいて、単体バーナでは広いターンダウン比を取ることができなかったり、また、部分負荷では余剰空気を多くする燃焼制御が採用されている。
従来、バーナケーシング内に、バーナ面部材の混合気の流れに対して上流側の面の温度を検知する温度検知手段を備え、検知された温度に基づいて、バーナ面部材における逆火寸前状態を検出する逆火検出手段を備え、検出された逆火寸前状態に基づいて、全燃料の供給を遮断する燃料遮断手段を備えるバーナが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、溶射装置の溶射バーナからユーティリティ制御装置に連通する冷却水通路の内壁或いは外壁の一方又は双方に逆火時に発生する異常燃焼音を検知する逆火検知センサーと、検知センサーからの信号に基づいて逆火の発生を判定する逆火検知制御装置とを有する溶射装置及びこの装置からの信号に基づいて逆火を鎮火する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、溶射装置の溶射バーナからユーティリティ制御装置に連通する冷却水通路の内壁或いは外壁の一方又は双方に逆火時に発生する異常燃焼音を検知する逆火検知センサーと、検知センサーからの信号に基づいて逆火の発生を判定する逆火検知制御装置とを有する溶射装置及びこの装置からの信号に基づいて逆火を鎮火する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、燃焼装置において、保炎バーナからの保炎を制御するための保炎器と、主バーナからの予混合気の噴出速度を制御する開度調整器とを独立に操作することができるようにして、主バーナからの予混合気の噴出速度を制御することにより、浮き上がり火炎や吹き飛びを防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
さらに、予混合ガスが供給される流路を形成する複数本のパイプを断熱材を介して取り外し可能に設け、複数本のパイプのうちの１本に先端部をパイプの途中に位置させてイグニッションロッドを挿入設置し、予混合ガスの流速が燃焼速度よりも速くなるように流路を構成して逆火を防止するようにした予混合バーナが知られている（例えば、特許文献４参照）。
上記のような従来技術が検索されたが、部分予混合用の燃料ガス供給を断つか、又は燃料ガス供給量を制御することにより逆火を防止する技術は発見されなかった。
特開２０００−２７４６１４号公報（第１頁、図１）
特開平８−２７７４５８号公報（第１頁、図１）
特開２００６−２４２３９９号公報（第１頁、図２Ａ）
特開２００５−１９５２０６号公報（第１頁、図１）
さらに、予混合ガスが供給される流路を形成する複数本のパイプを断熱材を介して取り外し可能に設け、複数本のパイプのうちの１本に先端部をパイプの途中に位置させてイグニッションロッドを挿入設置し、予混合ガスの流速が燃焼速度よりも速くなるように流路を構成して逆火を防止するようにした予混合バーナが知られている（例えば、特許文献４参照）。
上記のような従来技術が検索されたが、部分予混合用の燃料ガス供給を断つか、又は燃料ガス供給量を制御することにより逆火を防止する技術は発見されなかった。
解決しようとする問題点は、部分予混合バーナにおいて、逆火発生を確実に防ぐことができない点である。
本発明は、部分予混合バーナにおいて、燃料ガス供給ラインを風箱内の燃焼筒内にて燃料ガスを燃焼用空気中に噴射させる予混合ノズルに供給する系統と、炉内にて燃焼させるメインノズルへ供給する系統の２系統を別々に設け、逆火発生の高い燃焼負荷領域での燃焼中において、予混合ノズルに供給する燃料ガスを断つか、又は量を制御することで、風箱内の燃焼筒内の混合気を可燃限界濃度以下にし逆火発生を防ぐようにしたことを最も主要な特徴とする。
本発明では、部分予混合バーナにおいて逆火を発生させることなく広いターンダウン比を得るため、燃料ガスの供給ラインをメインノズルと予混合ノズルとの２ライン別々に設け、このうち予混合ノズルへ供給するラインには制御盤からの指令にて開閉できる自動弁を設ける。この自動弁を燃焼負荷に応じ、（例えば、燃焼負荷が５０％以下で燃料を断つ）逆火発生の可能性の高い燃焼負荷領域で「閉」又は「開度を小さくする」とすることで、予混合ノズルへの燃料供給を断つか、又は混合気が可燃範囲に入らないように燃料ガスの予混合量を制御することで、逆火発生を防ぐように制御する。
本発明の方法は、部分予混合バーナの逆火防止方法であって、逆火発生の可能性の高い燃焼負荷領域での燃焼時に、予混合用の燃料ガスの供給を断つことを特徴としている。
また、本発明の方法は、部分予混合バーナの逆火防止方法であって、逆火発生の可能性の高い燃焼負荷領域での燃焼時に、予混合用の燃料ガスの供給量を変化させることを特徴としている。
また、本発明の方法は、部分予混合バーナが連続燃焼バーナである場合の逆火防止方法であって、バーナの燃焼負荷率に応じて予混合用の燃料ガス供給量を制御することを特徴としている。
また、本発明の方法は、部分予混合バーナが断続制御燃焼バーナである場合の逆火防止方法であって、断続制御燃焼の段階ごとに予混合用の燃料ガス供給量を予め設定して制御することを特徴としている。
さらに、本発明の方法は、部分予混合バーナに逆火が発生した場合、予混合用の燃料ガスの供給を完全に断つことにより、燃焼状態を継続したまま正常燃焼に戻し、以後の逆火を防止することを特徴としている。
また、本発明の装置は、燃料ガスの一部を燃焼用空気と予め混合させる部分予混合バーナにおいて、風箱内の燃焼筒の燃焼炉側の先端に燃料ガスのメインノズルを設けるとともに、燃焼筒の内部に予混合ノズルを設け、メインノズルに燃料ガスのメインラインを接続し、予混合ノズルに自動弁を備えた燃料ガスの予混合ラインを接続し、この自動弁と燃焼炉の制御盤とを、制御盤からの信号により自動弁を制御可能に接続したことを特徴としている。
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１）部分予混合バーナの逆火発生の可能性の高い燃焼負荷領域での燃焼中において、部分予混合ノズルに供給する燃料ガスを断つか、又は燃料ガス供給量を制御することにより、風箱内の燃焼筒内の混合気を可燃限界濃度以下にし逆火発生を確実に防ぐことができ、安全性及び安定性を高めることができる。
（１）部分予混合バーナの逆火発生の可能性の高い燃焼負荷領域での燃焼中において、部分予混合ノズルに供給する燃料ガスを断つか、又は燃料ガス供給量を制御することにより、風箱内の燃焼筒内の混合気を可燃限界濃度以下にし逆火発生を確実に防ぐことができ、安全性及び安定性を高めることができる。
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することができるものである。
図１は、本発明の実施の形態による部分予混合バーナの逆火防止装置を示している。
１は部分予混合バーナであり、風箱２内の燃焼筒３の燃焼炉５側の先端に燃料ガスのメインノズル７が設けられるとともに、燃焼筒３の内部に予混合ノズル９が設けられている。
図１は、本発明の実施の形態による部分予混合バーナの逆火防止装置を示している。
１は部分予混合バーナであり、風箱２内の燃焼筒３の燃焼炉５側の先端に燃料ガスのメインノズル７が設けられるとともに、燃焼筒３の内部に予混合ノズル９が設けられている。
そして、このメインノズル７に燃料ガスのメインライン１１が接続され、予混合ノズル９に自動弁１３を備えた燃料ガスの予混合ライン１５を接続されている。さらに、この自動弁１３と燃焼炉５の制御盤１７が、制御盤１７からの信号により自動弁１３が制御可能となるように接続されている。なお、予混合ライン１５はメインライン１１から分岐している。
上記のように、本実施形態では、部分予混合バーナ１において逆火を発生させることなく広いターンダウン比を得るため、燃料ガスの供給ラインをメインノズル７と予混合ノズル９との２ライン別々に設け、このうち予混合ノズル９へ供給する予混合ライン１５には制御盤１７からの指令にて開閉できる自動弁１３を設けている。そして、燃焼負荷に応じ、逆火発生の可能性の高い燃焼負荷領域、一例として燃焼負荷が５０％以下になると、自動弁１３を閉とするか、又は自動弁１３の開度を小さくする。このようにして、予混合ノズル９への燃料供給を断つか、又は混合気が可燃範囲に入らないように燃料ガスの予混合量を制御することで、逆火発生を防ぐ制御が行われる。
上記の実施形態は、連続燃焼バーナである部分予混合バーナ１の燃焼負荷率に応じて予混合用の燃料ガス供給量を制御盤１７の指令信号により自動弁１３を作動させて制御するものであるが、他の実施形態として断続制御燃焼バーナである部分予混合バーナの断続制御燃焼の段階ごとに予混合用の燃料ガス供給量を予め設定して、制御盤１７の指令信号により自動弁１３を作動させて制御する場合もある。
万一、部分予混合バーナに逆火が発生した場合は、予混合用の燃料ガス供給を自動弁１３を全閉として完全に断つことにより、バーナ１の燃焼状態を継続したままバーナ１の正常燃焼に戻し、以後の逆火を防止する。
１ 部分予混合バーナ
２ 風箱
３ 燃焼筒
５ 燃焼炉
７ メインノズル
９ 予混合ノズル
１１ メインライン
１３ 自動弁
１５ 予混合ライン
１７ 制御盤
２ 風箱
３ 燃焼筒
５ 燃焼炉
７ メインノズル
９ 予混合ノズル
１１ メインライン
１３ 自動弁
１５ 予混合ライン
１７ 制御盤
Claims (6)
- 部分予混合バーナの逆火防止方法であって、逆火発生の可能性の高い燃焼負荷領域での燃焼時に、予混合用の燃料ガスの供給を断つことを特徴とする部分予混合バーナの逆火防止方法。
- 部分予混合バーナの逆火防止方法であって、逆火発生の可能性の高い燃焼負荷領域での燃焼時に、予混合用の燃料ガスの供給量を変化させることを特徴とする部分予混合バーナの逆火防止方法。
- 部分予混合バーナが連続燃焼バーナである場合の逆火防止方法であって、バーナの燃焼負荷率に応じて予混合用の燃料ガス供給量を制御することを特徴とする部分予混合バーナの逆火防止方法。
- 部分予混合バーナが断続制御燃焼バーナである場合の逆火防止方法であって、断続制御燃焼の段階ごとに予混合用の燃料ガス供給量を予め設定して制御することを特徴とする部分予混合バーナの逆火防止方法。
- 部分予混合バーナに逆火が発生した場合、予混合用の燃料ガスの供給を完全に断つことにより、燃焼状態を継続したまま正常燃焼に戻し、以後の逆火を防止することを特徴とする部分予混合バーナの逆火防止方法。
- 燃料ガスの一部を燃焼用空気と予め混合させる部分予混合バーナにおいて、風箱内の燃焼筒の燃焼炉側の先端に燃料ガスのメインノズルを設けるとともに、燃焼筒の内部に予混合ノズルを設け、メインノズルに燃料ガスのメインラインを接続し、予混合ノズルに自動弁を備えた燃料ガスの予混合ラインを接続し、この自動弁と燃焼炉の制御盤とを、制御盤からの信号により自動弁を制御可能に接続したことを特徴とする部分予混合バーナの逆火防止装置。
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| JP2007285748A JP4926915B2 (ja) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | 部分予混合バーナの逆火防止方法及び装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN102759101A (zh) * | 2011-04-25 | 2012-10-31 | 佛山市启迪节能科技有限公司 | 一种预混式二次燃烧器的工作方法及装置 |
| US9214256B2 (en) | 2008-03-14 | 2015-12-15 | Nano-C, Inc. | Carbon nanotube-transparent conductive inorganic nanoparticles hybrid thin films for transparent conductive applications |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5289831A (en) * | 1976-01-22 | 1977-07-28 | Sharp Kk | Gas flow control device |
| JPH10148330A (ja) * | 1996-11-12 | 1998-06-02 | Westinghouse Electric Corp <We> | 燃焼器及び同燃焼器における逆火抑制方法 |
| JP2000274614A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-10-03 | Osaka Gas Co Ltd | バーナ及びその運転方法 |
-
2007
- 2007-11-02 JP JP2007285748A patent/JP4926915B2/ja active Active
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