JP3462394B2 - 蓄熱式バーナ装置の燃焼制御方法およびバーナ装置 - Google Patents
蓄熱式バーナ装置の燃焼制御方法およびバーナ装置Info
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- JP3462394B2 JP3462394B2 JP20940498A JP20940498A JP3462394B2 JP 3462394 B2 JP3462394 B2 JP 3462394B2 JP 20940498 A JP20940498 A JP 20940498A JP 20940498 A JP20940498 A JP 20940498A JP 3462394 B2 JP3462394 B2 JP 3462394B2
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- Control Of Combustion (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交番して燃焼され
る複数の蓄熱式バーナからなるバーナ装置の燃焼の制御
方法およびその蓄熱式バーナ装置に関する。さらに特定
すれば、本発明はＮＯｘをより低減することができる蓄
熱式バーナ装置の燃焼制御方法およびその蓄熱式バーナ
装置に関する。
る複数の蓄熱式バーナからなるバーナ装置の燃焼の制御
方法およびその蓄熱式バーナ装置に関する。さらに特定
すれば、本発明はＮＯｘをより低減することができる蓄
熱式バーナ装置の燃焼制御方法およびその蓄熱式バーナ
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】蓄熱式バーナ装置は、燃料ノズルとその
近傍に配置された蓄熱体からなる複数の蓄熱式バーナか
ら構成されており、これらの蓄熱式バーナを交番して燃
焼させ、燃焼していない蓄熱式バーナの蓄熱体を介して
炉内の燃焼ガスを排気し、この蓄熱体を加熱する。そし
て、次にこの燃焼していない蓄熱式バーナを燃焼させ、
この場合に上記の加熱された蓄熱体を介して燃焼用の空
気を予熱して供給し、この予熱された空気と燃料とを接
触させて効率的に燃焼させるものである。
近傍に配置された蓄熱体からなる複数の蓄熱式バーナか
ら構成されており、これらの蓄熱式バーナを交番して燃
焼させ、燃焼していない蓄熱式バーナの蓄熱体を介して
炉内の燃焼ガスを排気し、この蓄熱体を加熱する。そし
て、次にこの燃焼していない蓄熱式バーナを燃焼させ、
この場合に上記の加熱された蓄熱体を介して燃焼用の空
気を予熱して供給し、この予熱された空気と燃料とを接
触させて効率的に燃焼させるものである。
【０００３】しかし、このような蓄熱式バーナでは、蓄
熱体を通過して高温に予熱された空気と燃料とが接触し
て燃焼するため、ＮＯｘの発生量が増大する傾向があ
る。従来は、このＮＯｘを減少させるために、蓄熱体を
介して炉内に吹き込まれる燃焼用空気の流量を調整した
り、また炉内における燃焼用空気の流れを調整して燃焼
用空気と燃料とが広い範囲で分散して接触させたり、ま
たこの燃焼用空気の流れの中に炉内の燃焼ガスを巻き込
んで燃料と接触させ、ＮＯｘの発生量を減少させるよう
にしている。
熱体を通過して高温に予熱された空気と燃料とが接触し
て燃焼するため、ＮＯｘの発生量が増大する傾向があ
る。従来は、このＮＯｘを減少させるために、蓄熱体を
介して炉内に吹き込まれる燃焼用空気の流量を調整した
り、また炉内における燃焼用空気の流れを調整して燃焼
用空気と燃料とが広い範囲で分散して接触させたり、ま
たこの燃焼用空気の流れの中に炉内の燃焼ガスを巻き込
んで燃料と接触させ、ＮＯｘの発生量を減少させるよう
にしている。
【０００４】しかし、上記のような従来の方法では、燃
料の燃焼条件を確実に制御することができず、ＮＯｘの
発生を減少させるには限界があった。たとえば、炉内に
吹き込まれる燃焼用空気の流れを制御して燃料と広い範
囲で接触させたり、空気の流れに周囲の燃焼ガスを巻き
込んで燃料と接触するようにしたものでは、炉内の温度
が低温の場合には、燃焼が安定せず、失火等を生じやす
い。
料の燃焼条件を確実に制御することができず、ＮＯｘの
発生を減少させるには限界があった。たとえば、炉内に
吹き込まれる燃焼用空気の流れを制御して燃料と広い範
囲で接触させたり、空気の流れに周囲の燃焼ガスを巻き
込んで燃料と接触するようにしたものでは、炉内の温度
が低温の場合には、燃焼が安定せず、失火等を生じやす
い。
【０００５】また、上記のような従来の方法では、燃料
と燃焼用空気との混合、接触の条件を制御できる範囲が
狭く、燃料の種類が変更されたり、また炉内の温度設定
が変更された場合等には、これに十分に対応することが
できないという不具合があった。
と燃焼用空気との混合、接触の条件を制御できる範囲が
狭く、燃料の種類が変更されたり、また炉内の温度設定
が変更された場合等には、これに十分に対応することが
できないという不具合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情に
基づいてなされたもので、ＮＯｘの発生をより低減する
ことができ、また燃焼条件を確実に制御することができ
る蓄熱式バーナ装置の燃焼制御方法およびその蓄熱式バ
ーナ装置を提供するものである。
基づいてなされたもので、ＮＯｘの発生をより低減する
ことができ、また燃焼条件を確実に制御することができ
る蓄熱式バーナ装置の燃焼制御方法およびその蓄熱式バ
ーナ装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
の方法は、燃料ノズルから炉内に吹き込まれる燃料の周
囲に一次空気を供給してこの燃料の一次燃焼を行わせる
とともに、蓄熱体を介して上記の一次空気の周囲に大気
より酸素濃度の低い二次空気を供給して燃料の二次燃焼
を行わせ、炉内の温度が高くなるに従って上記の一次空
気に対する二次空気の供給比率を増大させることを特徴
とするものである。
の方法は、燃料ノズルから炉内に吹き込まれる燃料の周
囲に一次空気を供給してこの燃料の一次燃焼を行わせる
とともに、蓄熱体を介して上記の一次空気の周囲に大気
より酸素濃度の低い二次空気を供給して燃料の二次燃焼
を行わせ、炉内の温度が高くなるに従って上記の一次空
気に対する二次空気の供給比率を増大させることを特徴
とするものである。
【０００８】したがって、炉内に吹き込まれた燃料はま
ずこの一次空気により燃焼され、安定した燃焼が確保さ
れる。そして、この燃料はさらに二次空気により燃焼さ
れるが、この二次空気は大気より酸素濃度が低いので、
ＮＯｘの発生を効果的に低減することができる。また、
炉内の温度が低い場合には、一次空気に対する二次空気
の割合が低く、燃料は主として一次空気により燃焼さ
れ、燃焼が安定する。この場合に、炉内の温度が低いた
め、もともとＮＯｘの発生は少ないので、上記のように
一次空気を主体として燃焼をおこなってもＮＯｘの発生
を抑制することができる。また、炉内の温度が高い場合
には、二次空気の割合が多くなり、この酸素濃度の低い
二次空気を主体として燃焼が行われるので、ＮＯｘの発
生を低減することができる。この場合、炉内の温度が高
いので、上記のように酸素濃度の低い二次空気を主体と
して燃焼させても、その燃焼は安定する。
ずこの一次空気により燃焼され、安定した燃焼が確保さ
れる。そして、この燃料はさらに二次空気により燃焼さ
れるが、この二次空気は大気より酸素濃度が低いので、
ＮＯｘの発生を効果的に低減することができる。また、
炉内の温度が低い場合には、一次空気に対する二次空気
の割合が低く、燃料は主として一次空気により燃焼さ
れ、燃焼が安定する。この場合に、炉内の温度が低いた
め、もともとＮＯｘの発生は少ないので、上記のように
一次空気を主体として燃焼をおこなってもＮＯｘの発生
を抑制することができる。また、炉内の温度が高い場合
には、二次空気の割合が多くなり、この酸素濃度の低い
二次空気を主体として燃焼が行われるので、ＮＯｘの発
生を低減することができる。この場合、炉内の温度が高
いので、上記のように酸素濃度の低い二次空気を主体と
して燃焼させても、その燃焼は安定する。
【０００９】また、請求項２に記載の本発明の方法は、
前記の二次空気は、上記の蓄熱体を介して供給される大
気に炉内の燃焼ガスを混合して酸素濃度を低下させるこ
とを特徴とするものである。したがって、特別な装置を
必要とせずにこの二次空気の酸素濃度を確実に制御でき
るとともに、燃焼ガスの廃熱を再度炉内に導入すること
ができ、効率が向上する。
前記の二次空気は、上記の蓄熱体を介して供給される大
気に炉内の燃焼ガスを混合して酸素濃度を低下させるこ
とを特徴とするものである。したがって、特別な装置を
必要とせずにこの二次空気の酸素濃度を確実に制御でき
るとともに、燃焼ガスの廃熱を再度炉内に導入すること
ができ、効率が向上する。
【００１０】また、請求項３に記載の本発明の方法は、
前記の一次空気は、前記の燃料を吹き込む燃料ノズルの
周囲を介して吹き込み、またこの一次空気は炉内の温度
が高い場合でも上記の燃料ノズルを冷却するに必要な最
低流量で常時流通させることを特徴とするものである。
したがって、この一次空気による燃料の燃焼が安定する
とともに、この燃料ノズルが一次空気により常時冷却さ
れるので、炉内温度が高い場合でもこの燃料ノズルが焼
損することが確実に防止される。
前記の一次空気は、前記の燃料を吹き込む燃料ノズルの
周囲を介して吹き込み、またこの一次空気は炉内の温度
が高い場合でも上記の燃料ノズルを冷却するに必要な最
低流量で常時流通させることを特徴とするものである。
したがって、この一次空気による燃料の燃焼が安定する
とともに、この燃料ノズルが一次空気により常時冷却さ
れるので、炉内温度が高い場合でもこの燃料ノズルが焼
損することが確実に防止される。
【００１１】また、請求項４に記載の本発明の装置は、
複数の蓄熱式バーナを備えた蓄熱式バーナ装置におい
て、各蓄熱式バーナは、炉内に燃料を吹き込む燃料ノズ
ルと、蓄熱体と、上記の燃料ノズルを囲んで配置され上
記の燃料ノズルから吹き込まれる燃料の周囲に一次空気
を供給する一次空気供給通路と、上記の一次空気供給通
路の周囲に配置され蓄熱体を介して二次空気を供給する
二次空気供給通路とを備えており、また、上記の各蓄熱
式バーナの二次空気供給通路に供給される大気に燃焼ガ
スを混合して大気より酸素濃度の低い二次空気を形成す
る混合通路と、炉内の温度を検出する温度検出器と、上
記の温度検出器からの信号を受け、炉内温度が高くなる
に従って上記の一次空気に対する二次空気の供給比率を
増加させる制御装置とを備えたことを特徴とするもので
ある。
複数の蓄熱式バーナを備えた蓄熱式バーナ装置におい
て、各蓄熱式バーナは、炉内に燃料を吹き込む燃料ノズ
ルと、蓄熱体と、上記の燃料ノズルを囲んで配置され上
記の燃料ノズルから吹き込まれる燃料の周囲に一次空気
を供給する一次空気供給通路と、上記の一次空気供給通
路の周囲に配置され蓄熱体を介して二次空気を供給する
二次空気供給通路とを備えており、また、上記の各蓄熱
式バーナの二次空気供給通路に供給される大気に燃焼ガ
スを混合して大気より酸素濃度の低い二次空気を形成す
る混合通路と、炉内の温度を検出する温度検出器と、上
記の温度検出器からの信号を受け、炉内温度が高くなる
に従って上記の一次空気に対する二次空気の供給比率を
増加させる制御装置とを備えたことを特徴とするもので
ある。
【００１２】したがって、燃焼ガスが上記の混合通路を
介して燃焼している蓄熱式バーナの二次空気内に供給さ
れて混合し、この二次空気の酸素濃度が低減するもので
あり、この二次空気の酸素濃度を低下させる特別の装置
を必要とせず、構造が簡単である。また、炉内の温度に
対応して上記の一次空気に対する二次空気の供給比率を
自動的に制御するので、確実かつ正確に燃焼を制御する
ことができる。
介して燃焼している蓄熱式バーナの二次空気内に供給さ
れて混合し、この二次空気の酸素濃度が低減するもので
あり、この二次空気の酸素濃度を低下させる特別の装置
を必要とせず、構造が簡単である。また、炉内の温度に
対応して上記の一次空気に対する二次空気の供給比率を
自動的に制御するので、確実かつ正確に燃焼を制御する
ことができる。
【００１３】また、請求項５に記載の本発明の装置は、
前記の混合通路は、第１の蓄熱式バーナの蓄熱体に大気
を供給する大気供給通路と第２の蓄熱式バーナの蓄熱体
を介して炉内の燃焼ガスを排出する排気通路とを連通し
ており、第２の蓄熱式バーナの蓄熱体を通過した後の燃
焼ガスを第１の蓄熱式バーナ装置の蓄熱体の上流側の大
気供給通路内に供給して混合させるものである。
前記の混合通路は、第１の蓄熱式バーナの蓄熱体に大気
を供給する大気供給通路と第２の蓄熱式バーナの蓄熱体
を介して炉内の燃焼ガスを排出する排気通路とを連通し
ており、第２の蓄熱式バーナの蓄熱体を通過した後の燃
焼ガスを第１の蓄熱式バーナ装置の蓄熱体の上流側の大
気供給通路内に供給して混合させるものである。
【００１４】したがって、炉外において、第２の蓄熱式
バーナの蓄熱体と熱交換した後の低温の燃焼ガスが第１
の蓄熱式バーナの蓄熱体の上流側の大気と混合されるの
で、混合通路や弁機構等の耐熱性をそれほど必要とせ
ず、構造が簡単となるとともに、第２の蓄熱式バーナの
蓄熱体と燃焼ガスとの熱交換の作用に影響を与えること
がない。
バーナの蓄熱体と熱交換した後の低温の燃焼ガスが第１
の蓄熱式バーナの蓄熱体の上流側の大気と混合されるの
で、混合通路や弁機構等の耐熱性をそれほど必要とせ
ず、構造が簡単となるとともに、第２の蓄熱式バーナの
蓄熱体と燃焼ガスとの熱交換の作用に影響を与えること
がない。
【００１５】また、請求項６に記載の本発明の装置は、
前記の一次空気供給通路は、前記の燃料ノズルの周囲を
囲む二重管構造の一次空気供給管であることを特徴とす
るものである。したがって、一次空気により燃料ノズル
が効果的に冷却される。
前記の一次空気供給通路は、前記の燃料ノズルの周囲を
囲む二重管構造の一次空気供給管であることを特徴とす
るものである。したがって、一次空気により燃料ノズル
が効果的に冷却される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
形態を説明する。まず、図１ないし図３を参照して本発
明の装置の実施形態を説明する。図中の１は炉壁であっ
て、この炉壁には複数の蓄熱式バーナ２ａ，２ｂが設け
られている。なお、実際の炉では、多数の蓄熱式バーナ
が設けられているものであるが、図１では説明を容易に
するために２個の蓄熱式バーナ２ａ，２ｂが図示されて
いる。これらの蓄熱式バーナ２ａ，２ｂは、第１のグル
ープの蓄熱式バーナ２ａと、第２のグループの蓄熱式バ
ーナ２ｂとに分けられ、グループ毎に交互に燃焼され
る。
形態を説明する。まず、図１ないし図３を参照して本発
明の装置の実施形態を説明する。図中の１は炉壁であっ
て、この炉壁には複数の蓄熱式バーナ２ａ，２ｂが設け
られている。なお、実際の炉では、多数の蓄熱式バーナ
が設けられているものであるが、図１では説明を容易に
するために２個の蓄熱式バーナ２ａ，２ｂが図示されて
いる。これらの蓄熱式バーナ２ａ，２ｂは、第１のグル
ープの蓄熱式バーナ２ａと、第２のグループの蓄熱式バ
ーナ２ｂとに分けられ、グループ毎に交互に燃焼され
る。
【００１７】これらの蓄熱式バーナ２ａ，２ｂは、図２
に示すように構成されている。すなわち、３はこのバー
ナのハウジングであって、その中心部には燃料ノズル４
が設けられている。また、この燃料ノズル４を囲んで、
二重管状の一次空気供給管５が設けられている。また、
このハウジング３の前方部にはバーナタイル６が設けら
れ、このバーナタイル７を貫通して複数の蓄熱体７が設
けられており、これらの蓄熱体７は上記の燃料ノズル４
を囲んで配置されている。
に示すように構成されている。すなわち、３はこのバー
ナのハウジングであって、その中心部には燃料ノズル４
が設けられている。また、この燃料ノズル４を囲んで、
二重管状の一次空気供給管５が設けられている。また、
このハウジング３の前方部にはバーナタイル６が設けら
れ、このバーナタイル７を貫通して複数の蓄熱体７が設
けられており、これらの蓄熱体７は上記の燃料ノズル４
を囲んで配置されている。
【００１８】また、上記の燃料ノズル４の後端部には燃
料供給口８が設けられ、また一次空気供給管５の後端部
には一次空気供給口９が設けられている。また、上記の
ハウジング３には、給排気口１０が設けられている。
料供給口８が設けられ、また一次空気供給管５の後端部
には一次空気供給口９が設けられている。また、上記の
ハウジング３には、給排気口１０が設けられている。
【００１９】このような蓄熱式バーナ２ａ，２ｂは、一
方の蓄熱式バーナ２ａが燃焼している場合には、他方の
蓄熱式バーナ２ｂは燃焼を停止しており、炉内の燃焼ガ
スはこの停止している他方の蓄熱式バーナ２ｂの蓄熱体
７を通過して給排口１０から排気され、これにより蓄熱
体７が加熱される。
方の蓄熱式バーナ２ａが燃焼している場合には、他方の
蓄熱式バーナ２ｂは燃焼を停止しており、炉内の燃焼ガ
スはこの停止している他方の蓄熱式バーナ２ｂの蓄熱体
７を通過して給排口１０から排気され、これにより蓄熱
体７が加熱される。
【００２０】そして、他方の蓄熱式バーナ２ａの燃焼が
停止されるとともに、他方の蓄熱式バーナ２ｂが燃焼さ
れ、この場合に燃料ノズル４から供給される燃料ガスは
一次空気供給管５から供給される一次空気により燃焼さ
れる。さらに、上記の給排気口１０から二次空気が供給
され、この二次空気は蓄熱体７を通過して予熱され、こ
の予熱された二次空気により燃料はさらに燃焼される。
このような作動を繰り返し、これら蓄熱式バーナ装置２
ｚ，２ｂが交番して燃焼される。
停止されるとともに、他方の蓄熱式バーナ２ｂが燃焼さ
れ、この場合に燃料ノズル４から供給される燃料ガスは
一次空気供給管５から供給される一次空気により燃焼さ
れる。さらに、上記の給排気口１０から二次空気が供給
され、この二次空気は蓄熱体７を通過して予熱され、こ
の予熱された二次空気により燃料はさらに燃焼される。
このような作動を繰り返し、これら蓄熱式バーナ装置２
ｚ，２ｂが交番して燃焼される。
【００２１】次に、図１を参照してこのような複数の蓄
熱式バーナ２ａ，２ｂから構成される蓄熱式バーナ装置
の構成を説明する。上記の蓄熱式バーナ２ａ，２ｂの燃
料ノズル４にはそれぞれ燃料供給配管２０が接続されて
いる。また、各一次空気供給管５には、それぞれ一次空
気供給配管２１が接続されており、これらの一次空気供
給配管２１の途中にはそれぞれ一次空気制御弁２２が設
けられている。
熱式バーナ２ａ，２ｂから構成される蓄熱式バーナ装置
の構成を説明する。上記の蓄熱式バーナ２ａ，２ｂの燃
料ノズル４にはそれぞれ燃料供給配管２０が接続されて
いる。また、各一次空気供給管５には、それぞれ一次空
気供給配管２１が接続されており、これらの一次空気供
給配管２１の途中にはそれぞれ一次空気制御弁２２が設
けられている。
【００２２】これらの一次空気供給配管２１は、空気す
なわち大気を供給する空気供給源（図示せず）に接続さ
れている。また、各蓄熱式バーナ２ａ，２ｂのハウジン
グ３の給排気口１０は、給排気配管２５を介して切換弁
２６に接続されている。そして、これらの切換弁２６に
は、それぞれ排気配管２７と二次空気供給配管２８が接
続されている。そして、排気配管２７の途中には、排気
制御弁３１が設けられ、また二次空気供給配管２８の途
中には二次空気制御弁３２が設けられている。そして、
この二次空気供給配管２８は、前述した空気供給源（図
示せず）に接続され、大気が供給されるように構成され
ている。
なわち大気を供給する空気供給源（図示せず）に接続さ
れている。また、各蓄熱式バーナ２ａ，２ｂのハウジン
グ３の給排気口１０は、給排気配管２５を介して切換弁
２６に接続されている。そして、これらの切換弁２６に
は、それぞれ排気配管２７と二次空気供給配管２８が接
続されている。そして、排気配管２７の途中には、排気
制御弁３１が設けられ、また二次空気供給配管２８の途
中には二次空気制御弁３２が設けられている。そして、
この二次空気供給配管２８は、前述した空気供給源（図
示せず）に接続され、大気が供給されるように構成され
ている。
【００２３】また、上記の蓄熱式バーナ装置２ａ，２ｂ
は、一方の二次空気供給配管２８と他方の排気配管２
７、他方の二次空気供給配管２８と一方の排気配管２７
とが、互いに混合配管３５ａ，３５ｂにより連通されて
いる。そして、これらの混合配管３５ａ，３５ｂの途中
には、それぞれ混合弁３７ａ，３７ｂおよび逆止弁３６
がそれぞれ設けられている。
は、一方の二次空気供給配管２８と他方の排気配管２
７、他方の二次空気供給配管２８と一方の排気配管２７
とが、互いに混合配管３５ａ，３５ｂにより連通されて
いる。そして、これらの混合配管３５ａ，３５ｂの途中
には、それぞれ混合弁３７ａ，３７ｂおよび逆止弁３６
がそれぞれ設けられている。
【００２４】また、上記の炉壁１には、炉内の温度を検
出する温度検出器４１が設けられている。そして、この
温度検出器４１からの信号は、制御装置４０に送られ
る。この制御装置４０は、上記の温度検出器４１からの
信号、およびその他の信号から、所定のプログラムにし
たがってこの蓄熱式バーナ装置の燃焼を制御するもので
ある。
出する温度検出器４１が設けられている。そして、この
温度検出器４１からの信号は、制御装置４０に送られ
る。この制御装置４０は、上記の温度検出器４１からの
信号、およびその他の信号から、所定のプログラムにし
たがってこの蓄熱式バーナ装置の燃焼を制御するもので
ある。
【００２５】この制御装置４０は、図３に示すように構
成されている。すなわち、この制御装置４０には、前記
の各種の弁の開度を制御する弁開度制御部４２が設けら
れている、そして、この弁開度制御部４２には、前述の
温度検出器４１からの炉内温度信号が入力される。ま
た、この弁開度制御部４２には、炉内温度等を設定する
炉内温度設定部４３からの信号、および燃料の種類やそ
の他の燃焼条件を設定する燃焼条件設定部４４からの信
号が入力される。
成されている。すなわち、この制御装置４０には、前記
の各種の弁の開度を制御する弁開度制御部４２が設けら
れている、そして、この弁開度制御部４２には、前述の
温度検出器４１からの炉内温度信号が入力される。ま
た、この弁開度制御部４２には、炉内温度等を設定する
炉内温度設定部４３からの信号、および燃料の種類やそ
の他の燃焼条件を設定する燃焼条件設定部４４からの信
号が入力される。
【００２６】そして、この弁開度制御部４２では、上記
の入力信号に基づいて、所定のプログラムにより演算を
実施し、前記の各種の弁開度を決定し、この信号を制御
弁駆動回路４５、および混合弁駆動回路４６に出力す
る。これらの駆動回路では、この信号にしたがって前記
の各種の弁を開閉駆動するための制御電力等を出力す
る。すなわち、上記の制御弁駆動回路４５からは、前記
の一次空気制御弁２２、排気制御弁３１、および二次空
気制御弁３２の開閉制御をなす。また、上記の混合弁駆
動回路４６は、前記の混合弁３７ａ，３７ｂを開閉制御
する。
の入力信号に基づいて、所定のプログラムにより演算を
実施し、前記の各種の弁開度を決定し、この信号を制御
弁駆動回路４５、および混合弁駆動回路４６に出力す
る。これらの駆動回路では、この信号にしたがって前記
の各種の弁を開閉駆動するための制御電力等を出力す
る。すなわち、上記の制御弁駆動回路４５からは、前記
の一次空気制御弁２２、排気制御弁３１、および二次空
気制御弁３２の開閉制御をなす。また、上記の混合弁駆
動回路４６は、前記の混合弁３７ａ，３７ｂを開閉制御
する。
【００２７】次に、上記のような蓄熱式バーナ装置の作
動を説明する。まず、第１の蓄熱式バーナ２ａが燃焼し
ており、第２の蓄熱式バーナ２ｂが燃焼を停止している
場合を説明する。この第１の蓄熱式バーナ２ａには、燃
料および一次空気が供給されている。また、前述のよう
に、第１の蓄熱式バーナ２ａの切換弁２６は二次空気の
供給側に切換えられており、二次空気が供給されてい
る。また、第２の蓄熱式バーナ２ｂの切換弁２６は、排
気側に切換えられており、炉内の燃焼空気は蓄熱体７を
介して排気されており、この燃焼ガスと蓄熱体７が熱交
換してこの蓄熱体７を加熱している。
動を説明する。まず、第１の蓄熱式バーナ２ａが燃焼し
ており、第２の蓄熱式バーナ２ｂが燃焼を停止している
場合を説明する。この第１の蓄熱式バーナ２ａには、燃
料および一次空気が供給されている。また、前述のよう
に、第１の蓄熱式バーナ２ａの切換弁２６は二次空気の
供給側に切換えられており、二次空気が供給されてい
る。また、第２の蓄熱式バーナ２ｂの切換弁２６は、排
気側に切換えられており、炉内の燃焼空気は蓄熱体７を
介して排気されており、この燃焼ガスと蓄熱体７が熱交
換してこの蓄熱体７を加熱している。
【００２８】次に、このような蓄熱式バーナ装置を用い
た燃焼制御方法および上記の制御装置４０の制御作動を
図４および図５を参照して説明する。まず、この炉の燃
焼初期等、炉内の温度が低い場合には、上記の一次空気
制御弁２２および二次空気制御弁３２等の開度を制御
し、図４に示すように、一次空気の供給比率を大きく、
二次空気の供給比率を小さくする。なお、図５には燃料
の供給量を１００％とした場合、すなわちこの燃料の供
給量に対する一次空気および二次空気の供給比率を示
す。この図５のように、炉内の温度が低温、たとえば２
５０°Ｃの場合には、二次空気の供給量は実質的に零に
近く設定される。したがって、この場合には、燃料は主
として一次空気により燃焼される。
た燃焼制御方法および上記の制御装置４０の制御作動を
図４および図５を参照して説明する。まず、この炉の燃
焼初期等、炉内の温度が低い場合には、上記の一次空気
制御弁２２および二次空気制御弁３２等の開度を制御
し、図４に示すように、一次空気の供給比率を大きく、
二次空気の供給比率を小さくする。なお、図５には燃料
の供給量を１００％とした場合、すなわちこの燃料の供
給量に対する一次空気および二次空気の供給比率を示
す。この図５のように、炉内の温度が低温、たとえば２
５０°Ｃの場合には、二次空気の供給量は実質的に零に
近く設定される。したがって、この場合には、燃料は主
として一次空気により燃焼される。
【００２９】この一次空気は、大気から供給されるもの
であり、その酸素濃度が高く、しかもこの一次空気は、
燃料ノズル４の周囲を囲む二重管構造の一次空気供給管
５から燃料ガスを囲むようにして炉内に吹き込まれるの
で、この燃料は安定して燃焼し、失火等を確実に防止す
る。
であり、その酸素濃度が高く、しかもこの一次空気は、
燃料ノズル４の周囲を囲む二重管構造の一次空気供給管
５から燃料ガスを囲むようにして炉内に吹き込まれるの
で、この燃料は安定して燃焼し、失火等を確実に防止す
る。
【００３０】なお、この場合には、酸素濃度の高い一次
空気が狭い範囲で燃料ガスと接触して燃焼するが、炉内
温度の低い場合にはもともとＮＯｘの発生量が少ないの
で、これによりＮＯｘの発生量が増大することはない。
空気が狭い範囲で燃料ガスと接触して燃焼するが、炉内
温度の低い場合にはもともとＮＯｘの発生量が少ないの
で、これによりＮＯｘの発生量が増大することはない。
【００３１】次に、この炉内の温度が上昇してゆくと、
これに従って、上記の一次空気の供給比率が減少され、
二次空気の供給比率が増加される。また、これととも
に、前記の混合配管３５ａの混合弁３７が開弁され、第
２の蓄熱式バーナ２ｂの蓄熱体７を介して排気されてい
る燃焼ガスがこの混合配管３５ａを通って第１の蓄熱式
バーナ２ａの二次空気供給配管２８内に流入し、この配
管内の空気すなわち大気と混合し、二次空気として第１
の蓄熱式バーナ２ａに供給される。
これに従って、上記の一次空気の供給比率が減少され、
二次空気の供給比率が増加される。また、これととも
に、前記の混合配管３５ａの混合弁３７が開弁され、第
２の蓄熱式バーナ２ｂの蓄熱体７を介して排気されてい
る燃焼ガスがこの混合配管３５ａを通って第１の蓄熱式
バーナ２ａの二次空気供給配管２８内に流入し、この配
管内の空気すなわち大気と混合し、二次空気として第１
の蓄熱式バーナ２ａに供給される。
【００３２】この二次空気は、第１の蓄熱式バーナ２ａ
の蓄熱体７を通って予熱された後に炉内に吹き込まれ、
燃料をさらに燃焼させる。この場合に、この二次空気は
大気に燃焼ガスが混合しており、その酸素濃度が低下し
ているので、この二次空気による燃焼によってＮＯｘを
低減することができる。
の蓄熱体７を通って予熱された後に炉内に吹き込まれ、
燃料をさらに燃焼させる。この場合に、この二次空気は
大気に燃焼ガスが混合しており、その酸素濃度が低下し
ているので、この二次空気による燃焼によってＮＯｘを
低減することができる。
【００３３】この場合に、炉内の温度が上昇するにした
がって、ＮＯｘの発生量が大きくなる傾向があるので、
この傾向を相殺するため、炉内の温度が上昇するにした
がって一次空気の供給比率を低下させ、酸素濃度の低い
二次空気の供給比率を増大させてゆく。この一次空気と
二次空気の供給比率、および二次空気に混合する燃焼ガ
スの割合等は、前記の制御装置４０の弁開度制御部４２
により設定され、各制御弁や混合弁を調整して自動的に
最適に設定される。
がって、ＮＯｘの発生量が大きくなる傾向があるので、
この傾向を相殺するため、炉内の温度が上昇するにした
がって一次空気の供給比率を低下させ、酸素濃度の低い
二次空気の供給比率を増大させてゆく。この一次空気と
二次空気の供給比率、および二次空気に混合する燃焼ガ
スの割合等は、前記の制御装置４０の弁開度制御部４２
により設定され、各制御弁や混合弁を調整して自動的に
最適に設定される。
【００３４】そして、炉内の温度が十分に高温の場合に
は、二次空気の供給比率が大きくなり、殆ど二次空気を
主体とした燃焼が行われ、ＮＯｘを確実に低減する。な
お、この炉内温度が高い場合には、このような酸素濃度
の低い二次空気を主体とする燃焼であっても、安定した
燃焼が達成される。
は、二次空気の供給比率が大きくなり、殆ど二次空気を
主体とした燃焼が行われ、ＮＯｘを確実に低減する。な
お、この炉内温度が高い場合には、このような酸素濃度
の低い二次空気を主体とする燃焼であっても、安定した
燃焼が達成される。
【００３５】なお、この実施形態の場合には、上記のよ
うに炉内の温度が高く、二次空気を主とする燃焼が行わ
れている場合でも、一次空気の供給量を零とはせず、必
要最小限の一次空気を供給する。この一次空気の供給に
より、燃料ノズル４が冷却され、この燃料ノズル４が炉
内の高温により焼損するのを防止する。
うに炉内の温度が高く、二次空気を主とする燃焼が行わ
れている場合でも、一次空気の供給量を零とはせず、必
要最小限の一次空気を供給する。この一次空気の供給に
より、燃料ノズル４が冷却され、この燃料ノズル４が炉
内の高温により焼損するのを防止する。
【００３６】また、この実施形態では、停止している蓄
熱式バーナ装置の蓄熱体７を通過して熱交換された比較
的低温の燃焼ガスを燃焼している蓄熱式バーナの二次空
気供給配管２８に供給するので、その混合配管３５ａ，
３５ｂや混合弁３７ａ，３７ｂの耐熱性をそれ程必要と
せず、装置の構造が簡単である。また、蓄熱体を通過し
た後の排気を二次空気に混合しているので、廃熱が有効
に利用され、熱効率が向上するとともに、二次空気の酸
素濃度を低下させる特別の装置を必要とせず、装置の構
造が簡単となる。
熱式バーナ装置の蓄熱体７を通過して熱交換された比較
的低温の燃焼ガスを燃焼している蓄熱式バーナの二次空
気供給配管２８に供給するので、その混合配管３５ａ，
３５ｂや混合弁３７ａ，３７ｂの耐熱性をそれ程必要と
せず、装置の構造が簡単である。また、蓄熱体を通過し
た後の排気を二次空気に混合しているので、廃熱が有効
に利用され、熱効率が向上するとともに、二次空気の酸
素濃度を低下させる特別の装置を必要とせず、装置の構
造が簡単となる。
【００３７】なお、上記の第１の蓄熱式バーナ２ａの燃
焼を停止し、第２の蓄熱式バーナ２ｂを燃焼させる場合
には、上記とは逆の制御を行い、このようにしてこれら
蓄熱式バーナを交互に燃焼させる。
焼を停止し、第２の蓄熱式バーナ２ｂを燃焼させる場合
には、上記とは逆の制御を行い、このようにしてこれら
蓄熱式バーナを交互に燃焼させる。
【００３８】なお、本発明は上記の実施形態には限定さ
れない。たとえば、最高温度の低い炉の場合には、炉内
温度の高い場合の一次空気の供給量を零としても良い。
また、上記の二次空気に混合する燃焼ガスは、炉内から
直接取り出しても良い。さらに、他の設備、炉等から酸
素濃度の低い空気の供給が得られる場合には、上記のよ
うに停止中の蓄熱式バーナから燃焼ガスを取り出して燃
焼中の蓄熱式バーナの二次空気と混合する必要はない。
れない。たとえば、最高温度の低い炉の場合には、炉内
温度の高い場合の一次空気の供給量を零としても良い。
また、上記の二次空気に混合する燃焼ガスは、炉内から
直接取り出しても良い。さらに、他の設備、炉等から酸
素濃度の低い空気の供給が得られる場合には、上記のよ
うに停止中の蓄熱式バーナから燃焼ガスを取り出して燃
焼中の蓄熱式バーナの二次空気と混合する必要はない。
【００３９】
【発明の効果】上述の如く本発明の燃焼制御方法によれ
ば、燃料は一次空気により安定した燃焼が確保され、酸
素濃度の低い二次空気によりさらに燃焼され、かつこの
一次空気と二次空気の割合は炉内温度に対応して制御さ
れるので、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
ば、燃料は一次空気により安定した燃焼が確保され、酸
素濃度の低い二次空気によりさらに燃焼され、かつこの
一次空気と二次空気の割合は炉内温度に対応して制御さ
れるので、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００４０】また、本発明のバーナ装置によれば、燃焼
していない蓄熱式バーナからの燃焼ガスが燃焼している
蓄熱式バーナの二次空気内に供給されて混合してその酸
素濃度を低下させるものであり、この二次空気の酸素濃
度を低下させる特別の装置を必要とせず、構造が簡単で
ある。また、炉内の温度に対応して上記の一次空気に対
する二次空気の量を自動的に制御するので、確実かつ正
確に燃焼を制御することができる。
していない蓄熱式バーナからの燃焼ガスが燃焼している
蓄熱式バーナの二次空気内に供給されて混合してその酸
素濃度を低下させるものであり、この二次空気の酸素濃
度を低下させる特別の装置を必要とせず、構造が簡単で
ある。また、炉内の温度に対応して上記の一次空気に対
する二次空気の量を自動的に制御するので、確実かつ正
確に燃焼を制御することができる。
【図１】蓄熱式バーナ装置の実施形態の概略図。
【図２】蓄熱式バーナの縦断面図。
【図３】制御装置のブロック図。
【図４】一次空気と二次空気の供給比率を示す線図。
【図５】一次空気と二次空気の供給比率を示す線図。
１ 炉壁
２ ２ａ，２ｂ 蓄熱式バーナ
４ 燃料ノズル
５ 一次空気供給管
７ 蓄熱体
２６ 切換弁
２７ 排気配管
２８ 二次空気供給配管
３５ａ，３５ｂ 混合配管
３７ａ，３７ｂ 混合弁
４０ 制御装置
４１ 温度検出器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 秋山 俊一
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号
日本鋼管株式会社内
(72)発明者 高士 弘一
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号
日本鋼管株式会社内
(72)発明者 小熊 修
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号
日本鋼管株式会社内
(72)発明者 笹 俊男
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号
日本鋼管株式会社内
(72)発明者 塩尻 恵一
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号
日本鋼管株式会社内
(72)発明者 岡本 芳秀
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号
日本鋼管株式会社内
(72)発明者 宮田 誠
神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目１番53
号 日本ファーネス工業株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−288519（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−128603（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−113206（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−121712（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−302503（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−193822（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23N 5/20
F23L 15/02
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の蓄熱式バーナを交番して燃焼さ
せ、炉内の燃焼ガスを燃焼していない蓄熱式バーナの蓄
熱体を介して排出する蓄熱式バーナ装置の燃焼を制御す
る方法であって、 燃料ノズルから炉内に吹き込まれる燃料の周囲に一次空
気を供給してこの燃料の一次的な燃焼を行わせるととも
に、 蓄熱体を介して上記の一次空気の周囲に大気より酸素濃
度の低い二次空気を供給して燃料の二次的な燃焼を行わ
せ、 炉内の温度が高くなるに従って上記の一次空気に対する
二次空気の供給比率を増大させることを特徴とする蓄熱
式バーナ装置の燃焼制御方法。 - 【請求項２】 前記の二次空気は、上記の蓄熱体を介し
て供給される大気に炉内の燃焼ガスを混合して酸素濃度
を低下させることを特徴とする請求項１の蓄熱式バーナ
装置の燃焼制御方法。 - 【請求項３】 前記の一次空気は、前記の燃料を吹き込
む燃料ノズルの周囲を介して吹き込み、またこの一次空
気は炉内の温度が高い場合でも上記の燃料ノズルを冷却
するに必要な最低流量で常時流通させることを特徴とす
る請求項１の蓄熱式バーナ装置の燃焼制御方法。 - 【請求項４】 複数の蓄熱式バーナをに交番して燃焼さ
せる蓄熱式バーナ装置において、 上記の各蓄熱式バーナは、炉内に燃料を吹き込む燃料ノ
ズルと、蓄熱体と、上記の燃料ノズルを囲んで配置され
上記の燃料ノズルから吹き込まれる燃料の周囲に一次空
気を供給する一次空気供給通路と、上記の一次空気供給
通路の周囲に配置され蓄熱体を介して二次空気を供給す
る二次空気供給通路とを備え、 また、上記の各蓄熱式バーナの二次空気供給通路に供給
される大気に燃焼ガスを混合して大気より酸素濃度の低
い二次空気を形成する混合通路と、 炉内の温度を検出する温度検出器と、 上記の温度検出器からの信号を受け、炉内温度が高くな
るに従って上記の一次空気に対する二次空気の供給比率
を増加させる制御装置とを備えたことを特徴とする蓄熱
式バーナ装置。 - 【請求項５】 前記の混合通路は、第１の蓄熱式バーナ
の蓄熱体に大気を供給する大気供給通路と第２の蓄熱式
バーナの蓄熱体を介して炉内の燃焼ガスを排出する排気
通路とを連通しており、第２の蓄熱式バーナの蓄熱体を
通過した後の燃焼ガスを第１の蓄熱式バーナ装置の蓄熱
体の上流側の大気供給通路内に供給して混合させるもの
であることを特徴とする請求項４の蓄熱式バーナ装置。 - 【請求項６】 前記の一次空気供給通路は、前記の燃料
ノズルの周囲を囲む二重管構造の一次空気供給管である
ことを特徴とする請求項４の蓄熱式バーナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20940498A JP3462394B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 蓄熱式バーナ装置の燃焼制御方法およびバーナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20940498A JP3462394B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 蓄熱式バーナ装置の燃焼制御方法およびバーナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000039143A JP2000039143A (ja) | 2000-02-08 |
| JP3462394B2 true JP3462394B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=16572335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20940498A Expired - Fee Related JP3462394B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 蓄熱式バーナ装置の燃焼制御方法およびバーナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3462394B2 (ja) |
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| JP5404532B2 (ja) | 2010-06-03 | 2014-02-05 | 中外炉工業株式会社 | 蓄熱燃焼式熱処理炉の燃焼制御方法 |
| JP5203421B2 (ja) * | 2010-06-04 | 2013-06-05 | 中外炉工業株式会社 | 溶解炉 |
| KR101378040B1 (ko) | 2011-07-29 | 2014-03-25 | 주식회사 하크 | 바이오 가스 플레어 스택 장치 |
| JP5752156B2 (ja) * | 2013-01-29 | 2015-07-22 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼装置の燃焼制御方法 |
| JP5890050B2 (ja) * | 2015-03-30 | 2016-03-22 | 株式会社キンセイ産業 | 乾溜ガス化焼却処理装置 |
-
1998
- 1998-07-24 JP JP20940498A patent/JP3462394B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2000039143A (ja) | 2000-02-08 |
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