JPS5816121A - 微粉炭バーナ制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料の供給屑の率がどのようであっても空気と共に微粉
炭の供給を受りるバーナの火炎温度は理論的にはそれが
理論化学当１１（の関係にあるとき最高となるものであ
る。燃焼域において空気過剰又は燃料過剰は前記最高火
災ｉ’１ｌｌｔ度」；りそ；　　４　　） の火炎温度を低いものとしてしまう。燃料を最も効率良
く使用するためには可能なかぎり火炎を理論化学当量条
１’ｌ：に近づける必要がある。加うるに、火炎がリッ
チ（濃）（過剰燃料が供給されていることを以下「濃」
と称す）なときは未燃の燃料は火炉壁を侵食するであろ
うし、火炎がリーン（淡）（空気過剰の場合を以下「淡
」と称す）Ｉのときは酸化の条件よりして窒素酸化物、
硫黄酸化物等の有害ガスの発生という問題を生ずる。

火炎の温度は例えばフォトダイオード等の光感応装置を
使用すれば監視（モニター）することは可能である。ま
たこれにより最適燃焼状態からの片寄りを表示させるこ
とができる。しかしこれは燃料過剰なのか空気過剰なの
かを表示するものではない。

この発明の一つの目的は火炎が燃料を不足しているのか
又は空気が不足しているのがの表示を火炎の温度に対応
して容易に検知しつる装置の提案にある。

本発明は、微粉炭と空気の混合物の供給を受けるバーナ
の制御をする装置を提案するものである。

本発明の提案にかかる装置ｒ１′は、火炎温度に対応す
る数値の信号を供給するように形成された火炎温度に応
答する装置と、設定された火炎温度に対応する数値を表
示する装置と、バーナへの燃料流量が現比率値により擾
乱され、そのため設定火炎温度に対応する設定値をその
値がパスする結果その比率値はまず高又は低でありつい
で低又は高となる装置、擾乱を受けた後設定値に達する
までの時間と設定時間との差を減少させるような方向に
擾乱を与えた後にその数値が設定数値に達するまでの時
間が設定時間より早いか遅いかによりバーナに供給燃料
又は空気の比率を変更する装置とよりなるバーナ制御袋
装置である。

またこの発明は火炎温度に依存する数値についての信号
を発し、この数値が設定した火炎温度に対応するもので
あるとの表示を出し、また擾乱を受けた結果としてその
値が設定火炎温度に対応する数値をパスする結果その比
率値は先ず高又は低となりついで低又は高であるように
現比率値によりバーナへの燃料供給流量を擾乱し、また
擾乱を受けた後設定値に達するまでの時間と設定時間と
の差を減少させるような方向に擾乱を！ｊえた後にその
数値が設定数値に達するまでの時間が設定時間より早い
か遅いかによりバーナに供給する燃料又は空気の比率を
変更するバーナ制御方法である。

本発明の一実施例をや＼線図的に表示する図面により説
明する。第１図は微粉炭燃焼装置とその制御装置を示し
、第２図はバーナに微粉炭を供給するダクトに設けた渦
流型増幅器の斜視図である。

バーナ１は燃料の燃焼する火炉に取付されたほぼ同型の
複数のバーナ（図示せず）のうちの一つであり火炉壁２
に取付されている。１次空気と微粉炭の混合物はパイプ
３を経由してバーナ１に供給される。２次空気はダクト
４より供給され、２次空気の流量率はトリミング装置（
調節装置）５により制御される。

炉壁２にはフォトダイオード装置６ａがバーナ１の火炎
を１監視」可能とするように光の通路を画定する通路装
置６が炉壁をｔ゛↓通して設けられている。通路装置６
は他のバーナの火炎湿度によりフォトダイオード装置ど
ｊ６ａが影響を受けぬようにする効果をもつ装置である
。フォトダイオード装置６ａは火炎の色により信号を出
すように設計されている。フ第１・ダイオード装置６ａ
の発する信号は同調増幅器７を通り探知回路８におくら
れついで相比較器９に送られる。

パイプ３は渦流型増幅器１０を劇みこの増幅器はパイプ
３の内部を流れる燃料の流１１１比率を制御することが
できる。渦流型増幅…マ１０はパイプ３と同軸心にする
ドラム１１を含み、実施に際してはドラム１１はパイプ
３の局部的拡大部を形成することとなる。ダゲト１２は
ドラム１１の外壁切線方向に位置しかつドラム１１内に
開口する。従ってこのダクト１２より供給する′ノ；１
気の突風（以下単にブラストエヤヤと称す）は瞬時的に
バーナへの燃料流れ量を低下させ、まずその時点の現流
量値を低下させる。しかしついで遅延された炉内への燃
料の流量は増大しその瞬時的に時点の現流計値は増大す
る。

ダクト１２はパルス発生器１６により制御される空気源
１５から渦流型増幅器１０に導かれている。

パルス発生器１６は例えば１秒又は１秒又は２秒毎に正
しい頻度（周波数）でパルスを発し、このパルスは同時
に相比較器９と同時に空気源１５に送られる。空気源１
５はパルスを受けるとブラストエヤを渦流型増幅器１０
に送るよう空気源上５のソレノイドバルブを作動させる
。ブラストは火炎がまず極端に淡（リーン）または濃（
リッチ）でないかぎり火炎は濃淡の中間にある最適燃料
条件に落着いており淡又は濃になることはない。フォト
ダイオード装置６ａからの信号はこれら信号に従う火炎
についての影響を伴うもので、火炎条件が最適値を通過
するときは最大値となるものである。

最先の信号と火炎が最適条件に合格しているとの遂随信
号とについて相比較器９において検知する遅れはパルス
発生に先＼ｒつで火炎の条件を再現する。遅れが長けれ
ば長いほど基本条件はより淡なものになる。相比較器９
はトリミング装置５に接続しかつ最適条件とする基本条
件にもとづく値についてその遅れを維持しようとする方
向に２次空気量の供給を自動的に調節する。

正規の頻度で渦流型増幅器にブラストエヤを供給するこ
とは、火炎温度におけるこれに伴う変化はブラストエヤ
の供給頻度（周波数）の２倍の係属する頻度で生ずる。

従って同調増幅器７は渦流型増幅器１０へのブラストエ
ヤヤから派生する信号変化を受けるように調節されてお
り他からの信号は受は付けない。従って２以」；のバー
ナが近接して設けられていても、夫々のバーナに関連す
る渦流型増幅器に供給するブラストエヤの頻度は夫々異
ったものにしてセットしておく。また何れかのバーナの
同調増幅器は他の°　近接して位置するバーナからの頻
度の信号には応答しないように調節しておく。

前記した装置の使用に際してはバーナへの燃料の流れは
規則正しく遮断されることとなり、へ更には間欠操作を
することを考えてよい。

前記した渦流型増幅器はバーナへの流れを全く変化させ
るプラス！・とじて供給される空気の使用を」；り効果
的にすることができるし、またこれに代る手段も提示す
ることができる。例えば図示（第２図）の如く拡大通路
となる部を設りることなく、抵抗となり干渉する空気は
径の変化することのないタイプの外周壁にその断面円の
接線方向へ噴出するように設けてもよく管径をパイプ径
より小にする絞り部擾乱用空気（ブラストエヤ）の導入
点を同様にして設は断面外周接線方向にブラストを流す
ように設けてもよい。また、空気ブラストを導入する管
の径がどのようなものであれ燃料の流れが乱される渦流
がパイプのブラストエヤの導入口の対向壁からの跳ね返
りで形成されるようブラストエヤの指向方向を定め、こ
れがパイプを横断するようなものであってもよい。

更にはバーナ近辺でかつ流れ方向を変えるベンド部にス
トライク板（衝突板）を設けこのストライク板から流れ
下流方向かつパイプ１ｌｌｌｌ＋心に沿いブラストエヤ
を流してもよい。何れにしてもブラストエヤの供給方向
はパイプの周接線方向またはこれを横断する方向側れに
してもよい。

一般にパイプ３を経由する燃８！′Ｉの流れの擾乱はパ
イプの出口近傍で生成さるべきであるが、燃料供給通路
に関連する他の機能的要素と関連シテパイプ出口近傍」
：り上流にプラストニーＰ　７４５口等の擾乱手段を位
置させてもＪ：い。

前記した渦流型増幅器の効果はまず火炎を過度に淡また
は濃にするということである。またこの増幅器に代る装
置で火炎をまず過度に濃としついで過度に淡にするもの
を使用することができる。

この発明にかかる装置を一つの共通供給源より分岐した
管路に夫々接続するバーナの複数を設けた火炉に関連し
て設け、かつ制御運転をするときは格段の効果を生ずる
ものと思われる。

なぜならば一つの供給源より分岐させた管路における燃
料配分は一般に均衡したものとすることができないので
、この発明の実施はその不利の点を是正し好適な燃焼制
御ができるからである。

以上の説明からも理解しつる如く、この発明においては
火炎湿度のピーク（最高点）を見い出すものであり、火
炎温度の絶体値を見い出すものではなく、フォトダイオ
ード装置が多少汚れても装置の機能を低下させることは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施にかがる装置を模式に示す系統図
、第２図は渦流型増幅器の斜視図である。 １　・・・・・・ノ（−す ２・・・・・・炉壁 ３・・・・・・）ぐイブ ４・・・・・・ダクト ５　・・・・・・　ト　リ　ミ　ン　グ装置６・・・・
通路装置 ６ａ・・・・・・フォトダイオード装置７・・・・・・
同調増幅器 ８・・・・・・探知回路 ９・・・・・・相比較器 ｌＯ・・・・・・渦流型増幅器 １１・・・・・・ドラム １２・・・・・・ダクト １５・・・・・・空気源 １６・・・・・・ハルス発生器 第１頁の続き 優先権主張　３２・１９８１年８月２１日・３３．イキ
リス（Ｇ　Ｂ　）Ｇ１．”８１２５６７７ （７２発　明　者　ウィリアム・ジェームスス・ブリッ
ジス イギリス国スコツトランド・ク ラスゴー・シイ４６７エヌゼツ ト・ギフノツク・ベルモント・ ドライブ３３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　微粉炭と空気との混合したものの供給を受６プる
   バーナにおいて、火炎温度に対応する数値の信号を供給
   するように形成された火炎温度に応答する装置と、設定
   された火炎温度に対応する数値を表示する装置と、バー
   ナへの燃料流量が現比率値により擾乱され、その値が設
   定火炎湿度に対応する設定値をバスする結果その比率値
   はまず高又は低となり、ついで低又は高となる装置、擾
   乱を受りた後設定値に達するまでの時間と設定時間との
   差を減少させるような方向に擾乱を与えた後にその数値
   が設定数値に達するまでの時間が設定時間より早いか遅
   いかによりバーナに供給する燃料又は空気の比率を変更
   する装置、とよりなることを特徴とするバーナ制御装置
   。 ２・　バーナへ供給する燃料の流れが自動的に一定間隔
   で擾乱されるように形成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のバーナ制御装置。 ３゜　空気に随伴する微粉炭がバーナへと流れるパイプ
   と、パイプ内を流れる燃料流れ方向を横断するようにブ
   ラストエヤをｒＲ：出する装置をもち燃ｌｆ≧］流れを
   擾乱する装置とを有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載のバーナ制御装置。 ４゜　ブラストエヤがバイブ断面周について接線方向に
   供給され、プラストエヤ供給をする個所のパイプ部の径
   がその部の燃料流れについての」二流部及び下流部のパ
   イプ径より犬であることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載のバーナ制御装置。 ５゜　バーナと２次空気源とを接続するパイプを設け、
   ２次空気の供給をその供給間隔を減少させる方向に変化
   させる装置を設？−またことを特徴とする特許請求の範
   囲第１０項ないし第４項のいずれかに記載のバーナ制御
   装置。 ６゜　火炎温度に感応するものがフオＩ・ダイオード装
   置であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第５項のいずれかに記載のバーナ制御装置。 ７、　設定火炎湿度を最適燃焼状態にある火炎の温度と
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６
   項のいずれかに記載のバーナ制御装置。 ８、微粉炭と空気との混合したものの供給を受けるバー
   ナを制御する方法において、火炎湿度に依存する数値に
   ついての信けを発し、この数値が設定した火炎湿度に７
   １ルｉ′、ｉするものであるとの表示を出し、また擾乱
   を受けた結果としてその値が設定火炎温度に対応する数
   値をパスする結果その比率値は先ず高又は低となり、つ
   いで低又は高であるように現比率値によりバーナへの燃
   料供給流行（を擾乱し、また擾乱を受けた後設定値に達
   するまでの時間と設定時間との差を減少させるような方
   向に擾乱を与えた後にその数値が設定数値に達す（３） るまでの時間が設定時間より甲いが遅いかによりバーナ
   に供給する燃利又（Ｊ空気の比率を変更する方法である
   ことを特徴とするバーナ制御方法。 ９、　バーナへの燃料流れが規定間隔で擾乱されること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項記載のバーナ制御方
   法。 ］０．隣接するバーナの操作を制御し、規定間隔のバー
   ナへの燃料流れの擾乱を相ノｒに相異させることを特徴
   とする特許１ｔ１９求の範囲第９項記載のバーナ制御方
   法。 コ−１゜設定火炎温度を最適燃焼状態にある火炎の温度
   とすることを特徴とする特許請求の範囲第８項ないし第
   １０項記ＩＩ＆のバーナ制御方法。