JP7069803B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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Description
このような複数の燃焼位置を有するボイラ装置に関して、ボイラ装置の効率が低負荷時に低下することを防止して、高効率運転を図る技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
パイロットバーナは、メインバーナへの着火を補助するとともにパイロットバーナのみが燃焼するパイロット燃焼をさせることにより、メインバーナの燃焼前後における燃焼室内の換気(プレパージやポストパージ)を不要にして、メインバーナが短時間で燃焼モードを移行するのを実現している。
ボイラ装置(燃焼装置)500は、図3に示すように、例えば、ボイラ本体10と、燃焼用空気供給部520と、燃料供給部30とを備えていて、燃焼用空気供給部520及び燃料供給部30を介して、ボイラ本体10に燃焼用空気及び燃料ガス(燃料)を供給している。
また、給気ダクト22に送り込まれた燃焼用空気は、その一部が分岐されて、パイロットバーナ空気供給路25を介してパイロットバーナ13に供給されるようになっている。
また、パイロットバーナ燃料供給路35を流れる燃料ガスは、パイロット燃料均圧弁36によって流量調整され、パイロットバーナ13に供給されるようになっている。
請求項1に記載の発明は、燃焼装置であって、メインバーナと、パイロットバーナと、前記メインバーナに燃焼用空気を供給するメインバーナ空気供給路と、前記メインバーナ空気供給路から分岐し、前記パイロットバーナに燃焼用空気を供給するパイロットバーナ空気供給路と、前記パイロットバーナに燃料を供給するパイロットバーナ燃料供給路と、前記パイロットバーナ空気供給路に配置され、前記パイロットバーナに供給する燃焼用空気の上限量を制限するパイロットバーナ燃焼用空気量制限手段と、前記パイロットバーナ燃料供給路に配置され、前記パイロットバーナ燃焼用空気量制限手段の下流側を流通する燃焼用空気の量に基づいて前記パイロットバーナに供給する燃料の量を調整するパイロット燃料調整手段と、を備えることを特徴とする。
その結果、メインバーナの燃焼量が増加してもパイロットバーナに供給される燃焼用空気及び燃料の量を制限することができる。
その結果、パイロットバーナの上限燃焼量を設定することができ、ひいてはパイロットバーナを燃焼領域で燃焼させることができる。
その結果、パイロットバーナの燃焼量を制限することができる。
その結果、パイロットバーナに供給される燃焼用空気が、燃焼用空気常時供給路の流通容量に制限され、パイロットバーナの燃焼量を制限することができる。
以下、図1を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るボイラ装置の概略構成の一例を説明する概念図を示している。図1において、符号100はボイラ装置(燃焼装置)を、符号10はボイラ本体を、符号12はメインバーナを、符号13はパイロットバーナを、符号120は燃焼用空気供給部を、符号126は流量調整弁(パイロットバーナ燃焼用空気量制限手段)を、符号126Pは圧力センサを、符号30は燃料供給部を、符号140は制御部を示している。
また、ボイラ本体10は、例えば、TDRが5:1以上に設定されている。
混合気流通路12Aは、燃焼用空気供給部120から供給された燃焼用空気Aと燃料供給部30から供給された燃料ガスGとが上流側で混合して生成された混合気Fが送り込まれるようになっている。
バーナエレメント12Bは、混合気流通路12Aを介して供給された混合気Fを燃焼して燃焼ガスを生成するようになっている。
この実施形態において、パイロットバーナ13は、例えば、燃焼領域(最大燃焼量/最小燃焼量)が4.0に設定されている。
そして、水管群14Aを構成する水管の間には燃焼ガス通路が形成され、メインバーナ12で生成された燃焼ガスが燃焼ガス通路を排気ダクト15に向かって移動し、水管群14A内の水を加熱、蒸気を生成するようになっている。
また、パイロットバーナ空気供給路25には、流量調整弁(パイロットバーナ燃焼用空気量制限手段)126が配置されている。
なお、圧力センサ126Pとしては、設定圧に達したら信号を出力する圧力スイッチも含まれるものとする。
そして、このスプールは、比例ソレノイドの吸引力とスプリングの反力のバランスによってスリーブ内における位置が保持されるようになっている。
また、スプールは比例ソレノイドに入力される電流に比例してスリーブ内を移動してスリーブ内における位置が変化するとともに、スリーブの開口面積を制御して燃焼用空気の量を調整する構成とされている。
その結果、流量調整弁126を介してパイロットバーナ空気供給路25を流れる燃焼用空気Aの量が制限される。
ここで、給気ダクト22を流通する燃焼用空気Aの設定量については任意に設定可能であるが、この実施形態においては、例えば、パイロットバーナ13の燃焼領域の上限4.0と対応させた燃焼用空気の量に設定されている。
また、メインバーナ燃料供給路31には、燃料ガスGの量を調整する燃料流量調整弁32が配置されている。
そして、パイロット燃料均圧弁36は、流量調整弁126の下流側を流通するパイロット燃焼用空気Aの量に基づいてパイロットバーナ13に供給する燃料の量を調整するようになっている。
また、燃料噴射ノズル33から噴射される燃料ガスGの量は、燃料流量調整弁32の開度によって調整されるようになっている。
そして、燃料噴射ノズル33から噴射された燃料ガスGは、給気ダクト22内で燃焼用空気Aと混合されて混合気Fが生成され、メインバーナ12の混合気流通路12Aに送られるようになっている。
その結果、パイロットバーナ13を燃焼領域で安定して燃焼させることができる。
次に、図2を参照して、本発明の第2実施形態に係る燃焼装置の一例について説明する。図2は、第2実施形態に係るボイラ装置の概略構成の一例を説明する概念図である。図2において符号200はボイラ装置(燃焼装置)を、符号220は燃焼用空気供給部を、符号226はパイロット燃焼用空気制限部(パイロットバーナ燃焼用空気量制限手段)を、符号227は燃焼用空気常時供給路を、符号228は燃焼用空気バイパス路を、符号229は開閉弁を示している。
第2実施形態に係るボイラ装置200が第1実施形態に係るボイラ装置100と異なるのは、燃焼用空気供給部120に代えて燃焼用空気供給部220を、制御部140に代えて制御部240を備えている点であり、その他は第1実施形態と同様であるので同じ符号を付して説明を省略する。
なお、圧力センサ126Pとしては、設定圧に達したら信号を出力する圧力スイッチも含まれるものとする。
ここで、設定圧については任意に設定可能であるが、この実施形態においては、例えば、パイロットバーナ13の燃焼領域の上限4.0と対応させた燃焼用空気の圧力に設定されている。
その結果、パイロットバーナ13に供給される燃焼用空気が、燃焼用空気常時供給路227の流通量に制限されて、パイロットバーナ13に供給する燃焼用空気A及び燃料の量を制限することができる。
例えば、上記実施形態においては、燃焼装置がボイラ装置100、200である場合について説明したが、ボイラ装置に限定されることなく、メインバーナに供給する燃焼用空気をパイロットバーナに分岐し、分岐された燃焼用空気に応じた量の燃料が供給されるパイロットバーナを備えた種々の燃焼装置に適用してもよい。
また、燃焼用空気の設定量についてはパイロットバーナ13の燃焼領域に対して任意に設定可能であり、例えば、燃焼領域よりも低い範囲(燃焼用空気の設定量<燃焼領域)でパイロットバーナ燃焼用空気量制限手段を作動させる構成としてもよい。
12 メインバーナ
13 パイロットバーナ
120、220 燃焼用空気供給部
21 送風機
22 給気ダクト(メインバーナ空気供給路)
25 パイロットバーナ空気供給路
30 燃料供給部
31 メインバーナ燃料供給路
32 燃料流量調整弁
35 パイロットバーナ燃料供給路
36 パイロット燃料均圧弁(パイロット燃料調整手段)
126 流量調整弁(パイロットバーナ燃焼用空気量制限手段)
226 パイロット燃焼用空気制限部(パイロットバーナ燃焼用空気量制限手段)
227 燃焼用空気常時供給路
228 燃焼用空気バイパス路
229 開閉弁
Claims (4)
- メインバーナと、
パイロットバーナと、
前記メインバーナに燃焼用空気を供給するメインバーナ空気供給路と、
前記メインバーナ空気供給路から分岐し、前記パイロットバーナに燃焼用空気を供給するパイロットバーナ空気供給路と、
前記パイロットバーナに燃料を供給するパイロットバーナ燃料供給路と、
前記パイロットバーナ空気供給路に配置され、前記パイロットバーナに供給する燃焼用空気の上限量を制限するパイロットバーナ燃焼用空気量制限手段と、
前記パイロットバーナ燃料供給路に配置され、前記パイロットバーナ燃焼用空気量制限手段の下流側を流通する燃焼用空気の量に基づいて前記パイロットバーナに供給する燃料の量を調整するパイロット燃料調整手段と、
を備えることを特徴とする燃焼装置。 - 請求項1に記載の燃焼装置であって、
前記パイロットバーナ燃焼用空気量制限手段は、前記メインバーナ又は前記パイロットバーナに供給される燃焼用空気の量が設定量を超える場合に前記パイロットバーナに供給する燃焼用空気の上限量を制限することを特徴とする燃焼装置。 - 請求項1又は2に記載の燃焼装置であって、
前記パイロットバーナ燃焼用空気量制限手段は、流量調整弁により構成されることを特徴とする燃焼装置。 - 請求項1又は2に記載の燃焼装置であって、
前記パイロットバーナ燃焼用空気量制限手段は、
前記パイロットバーナに燃焼用空気を常時供給する燃焼用空気常時供給路と、
前記燃焼用空気常時供給路と並行して形成される燃焼用空気バイパス路と、
前記燃焼用空気バイパス路に配置され、前記メインバーナ又は前記パイロットバーナに供給される燃焼用空気の量が設定量を超える場合に閉状態とされる開閉弁と、により構成されることを特徴とする燃焼装置。
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2018
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