TWI431223B - 燃燒裝置 - Google Patents

Description

燃燒裝置 技術領域

本發明係有關於一種具有引火燃燒器之燃燒裝置。

背景技術

在工業爐中，為了安全，需要監視燃燒器燃燒。例如，於專利文獻1中，記載藉檢測火焰發出之紫外線之紫外線火焰感測器，監視燃燒狀態。

使用以引火燃燒器於主燃燒器點火之燃燒裝置時，由於考慮若引火燃燒器為燃燒狀態，則主燃燒器當然亦燃燒，所以以往大多設有檢測引火燃燒器之火焰的感測器。但是，依2008年修正之JIS-B8415「工業用燃燒爐之安全通則」，必須個別地監視引火燃燒器與主燃燒器之燃燒狀態。

紫外線火焰感測器於檢測視野存在引火燃燒器之火焰與主燃燒器之火焰時，無法判別是哪一種火焰。因此，在記載於專利文獻2之燃燒裝置中，為了在引火燃燒器之火焰到不了之遠離燃燒裝置本體之爐內監視主燃燒器的火焰，係於爐壁設有另外的貫通孔，以設置感測器。又，由於燃燒器本體與燃燒器用感測器之位置關係係依現場工程決定，故如此之構造需要慎重之施工。此外，更換原有爐之燃燒裝置時，必須於爐體新開設貫通孔。

另外，如專利文獻2所記載，引火燃燒器火焰之檢測進行的是於引火燃燒器之空氣流路後端設置檢測孔，配設紫外線火焰感測器。但是，由於主燃燒器燃燒時，引火燃燒器用之紫外線火焰感測器檢測了主燃燒器之火焰，故只有在主燃燒器燃燒時能確認引火燃燒器之燃燒，無法滿足修正JIS要求之個別火焰監視。

先前技術文獻 專利文獻

【專利文獻1】特開昭62-153624號公報

【專利文獻2】特開2004-301370號公報

有鑑於前述問題，本發明之課題為提供一種可個別地檢測引火燃燒器之火焰及主燃燒器之火焰之構造簡單的燃燒裝置。

為解決前述課題，本發明之燃燒裝置包含：燃料噴嘴，係供給主燃燒用燃料；空氣供給口，係供給主燃燒用空氣；引火燃燒空間，係在前述空氣供給口之下游側擴徑，於前述主燃燒用空氣之氣流外側，形成環狀或圓筒狀；引火燃燒器，係於前述引火燃燒空間，朝切線方向吹入引火空氣及引火燃料來形成引入火焰；引火火焰感測器，係不直視前述主燃燒用空氣之流路，看穿前述引火燃燒空間，檢測前述引入火焰；及主火焰感測器，係不直視前述引火燃燒空間地，檢測前述主燃燒用燃料燃燒形成之主火焰。

依據該構造，由於將引火燃燒器之火焰於不受主燃燒用空氣之氣流影響之引火燃燒空間形成環狀，故引火燃燒器之火焰留在引火燃燒空間內。因此，看穿主燃燒用空氣之流路的主火焰感測器不檢測引火燃燒器之火焰。此外，由於不直視主燃燒用空氣之流路，故引火火焰感測器不檢測主燃燒器之火焰。

此外，在本發明之燃燒裝置中，前述引火火焰感測器亦可設於前述引火燃燒器後端，由前述引火空氣之流路看穿前述引火燃燒空間。

依據該構造，無法由引火空氣之流路看穿主燃燒用空氣之流路，故引火火焰感測器不檢測主燃燒器之火焰。

又，在本發明之燃燒裝置中，前述主火焰感測器亦可透過前述空氣供給口，於與前述空氣供給口同軸之方向看穿前述主燃燒用空氣之流路，檢測前述主火焰。

依據該構造，由於將主火焰感測器設於主燃燒器之後端，故不需要於燃燒裝置本體及爐體等設置感測器用之孔，裝置不會大型化。因此，可使安裝尺寸與原有設備之燃燒裝置配合，不需對爐體加工，可替換燃燒裝置。

另外，在本發明之燃燒裝置中，前述引火燃燒空間亦可形成為溝狀。

依據該構造，主燃燒用空氣之氣流的捲入少，於主燃燒用空氣之流路沒有發現引火燃燒器之火焰。

又，在本發明之燃燒裝置中，亦可於前述引火燃燒空間之下游側，具有擴徑之1次燃燒空間。

依據該構造，在1次燃燒空間中，藉使主燃燒用燃料與主燃燒用空氣混合燃燒，可穩定地燃燒。

此外，在本發明之燃燒裝置中，前述主火焰感測器亦可看穿於前述1次燃燒空間開口之貫通孔。

依據該構造，可確實地檢測主燃燒器之火焰，當使用液體燃料時，主火焰感測器之視野亦不會被燃料遮斷。

依據本發明，由於設置包圍主燃燒用空氣之氣流之引火燃燒空間，將引火燃燒器之火焰形成環狀，留在引火燃燒空間內，故在燃燒裝置內部或附近，不會誤檢測引火燃燒器之火焰，可獨立地檢測主燃燒器之火焰。

圖式簡單說明

第1圖是本發明第1實施型態之燃燒裝置的軸方向截面圖。

第2圖是第1圖之燃燒裝置的A-A截面圖。

第3圖是本發明第2實施型態之燃燒裝置的軸方向截面圖。

第4圖是本發明第3實施型態之燃燒裝置的軸方向截面圖。

第5圖是本發明第4實施型態之燃燒裝置的軸直角方向截面圖。

用以實施發明之形態

以下，一面參照圖式一面說明本發明之實施型態。於第1圖及第2圖，顯示本發明第1實施型態之燃燒裝置1。燃燒裝置1安裝在設於爐壁2之開口，且於爐內形成火焰。燃燒裝置1在固定於爐壁2之裝置本體3，安裝有主燃燒器4及引火燃燒器5。

主燃燒器4包含供給主燃燒用燃料(例如天然氣)之燃料噴嘴6；將主燃燒用空氣沿燃料噴嘴6吹入裝置本體3之空氣供給口7；及透過空氣供給口7，與燃料噴嘴6及空氣供給口7同軸地，看穿裝置本體3內之主燃燒用空氣之流路的主火焰感測器8。主火焰感測器8是檢測火焰發出之特定波長紫外線的紫外線火焰感測器，又，主火焰感測器8由設於主燃燒器4後端之貫通孔9，朝圖中以虛線所示之方向，看穿裝置本體3及爐內。

裝置本體3形成有將空氣供給口7下游測擴徑形成之與空氣供給口7同軸的環狀溝10，以包圍由空氣供給口7吹入之主燃燒用空氣的流路，環狀溝10於主燃燒用空氣之外側，構成不受主燃燒用空氣之影響(空氣之捲入)的引火燃燒空間11。此外，裝置本體3於環狀溝10之下游側，具有將主燃燒用空氣之流路再度擴徑形成之1次燃燒空間12。

如第2圖所示，引火燃燒器5中，供給引火燃料(例如天然氣)之燃料噴嘴14於構成引火空氣之流路的燃燒器本體13中延伸，且具有配設於燃燒器本體13之後端的引火火焰感測器15，該引火火焰感測器15係透過燃燒器本體13內之引火空氣之流路，平行於燃料噴嘴14地看穿引火燃燒空間11之紫外線火焰感測器。

引火燃燒器5沿環狀溝10之底壁，朝切線方向將引火燃料及引火空氣吹入引火燃燒空間11，且於引火燃燒空間11內形成沿環狀溝10之底壁延伸之環狀火焰。在此，重要的是引火燃燒器5要選擇形成之火焰不會由引火燃燒空間11超出至內側之主燃燒用空氣的流路者。

主火焰感測器8於主燃燒用空氣之流動方向由上游側看穿主燃燒用空氣之流路，故不論主燃燒用空氣與主燃燒用燃料混合燃燒形成之火焰長短，均可確實地檢測所形成之火焰。另一方面，主火焰感測器8無法看穿形成於主燃燒用空氣流路外側之引火燃燒空間11內。即，主火焰感測器8未直視引火燃燒空間11，因此可檢測主燃燒器4之火焰，但無法檢測留在引火燃燒空間11內之引火燃燒器5的火焰。

又，如第2圖所示，若使主火焰感測器8之安裝位置於空氣供給口7之軸周圍的角度中，位於引火燃燒器5之火焰的下游側(遠離引火燃燒器5之方向)，則假設即使引火燃燒器5之火焰超出至主燃燒用空氣之流路，亦可使主火焰感測器8不會錯誤地檢測引火燃燒器5之火焰。

引火火焰感測器15可檢測引火燃燒器5形成於引火燃燒空間11內之火焰，但無法看穿主燃燒用空氣之流路，因此無法檢測主燃燒器4形成之火焰。

如上所述，在燃燒裝置1中，主火焰感測器8及引火火焰感測器15透過燃燒空氣之流路檢測火焰，故煤煙等不會由火焰流回主火焰感測器8及引火火焰感測器15。因此，主火焰感測器8及引火火焰感測器15之視野不會被煤煙遮蔽，煤煙等於主火焰感測器8及引火火焰感測器15等之視野的附著少，故維護簡單。

又，該燃燒裝置1由於不需要為了檢測主燃燒器4之火焰的主火焰感測器8，於爐壁2及裝置本體3等設置孔，故裝置不會大型化。因此，燃燒裝置1可在不加大爐體開口或開設另外之孔的情形下，與設置於原有爐之燃燒裝置輕易地交換。

接著，於第3圖顯示本發明第2實施型態之燃燒裝置1。又，以下，對於與先前說明之實施型態相同之構成元件，賦予相同符號，且省略重覆之說明。本實施型態之燃燒裝置1中，引火燃燒空間11藉環狀溝10構成。此外，在本實施型態之燃燒裝置1中，於裝置本體3設有朝1次燃燒空間12開口之貫通孔9，主火焰感測器8配設成看穿裝置本體3之貫通孔9，監視1次燃燒空間12內之主燃燒用空氣的流路。

本實施型態在使用重油作為主燃燒用燃料時，一旦如第1實施型態般於主燃燒器4之後端配設主火焰感測器8，便可改善液體之主燃燒用燃料遮蔽主火焰感測器8之視野的問題。又，在本實施型態中，由於使環狀溝10呈U字型且呈非熱應力容易集中之角形狀，所以不易於裝置本體3產生熱經歷(heat history)造成之破裂。

此外，在本實施型態中，與第1實施型態相比，主燃燒器4之燃料噴嘴6較長。這是因為本實施型態之燃料噴嘴6之前端密封，使主燃燒用燃料由徑向之孔流出，故主燃燒用燃料及主燃燒用空氣容易混合的緣故。

該燃燒裝置1中，引火燃燒器5之火焰留在引火燃燒空間11內，未漏出至1次燃燒空間12。因此，主火焰感測器8監視1次燃燒空間12內部或燃燒裝置1附近之爐內，可正確地確認主燃燒器4有無燃燒。因此，本實施型態之燃燒裝置1亦為裝置本體3未大型化，且可輕易地與原有設備之燃燒裝置置換。又，由於只要藉主火焰感測器8監視1次燃燒空間12內部或燃燒裝置1附近之爐內即可，故於縮減燃燒裝置1之燃燒容量時(調小)，亦可確實地檢測主燃燒器4之燃燒狀態。

此外，於第4圖中，顯示本發明之第3實施型態。在本實施型態中，引火燃燒空間11係藉不連續(階狀)地急劇擴大裝置本體3之主燃燒用空氣流路產生的主燃燒用空氣不會捲入之環狀區域，且與1次燃燒空間12為一體。即，在本發明中，引火燃燒空間11只要是將主燃燒用空氣之流動包圍成環狀或筒狀，內部氣體不會被引出至主燃燒用空氣之氣流的空間即可。

又，於第5圖中，顯示本發明之第4實施型態。在本實施型態中，於裝置本體3，形成朝引火燃燒空間11開口之貫通孔16，引火火焰感測器15配設成看穿貫通孔16，而可監視形成於引火燃燒空間11內之引火燃燒器5的火焰。如本實施型態所示，引火火焰感測器15之位置亦不限於引火燃燒器5之後端，但是引火火焰感測器15必須配設成不直視可形成主燃燒器4之火焰的主燃燒用空氣之流路。

1．．．燃燒裝置

2．．．爐壁

3．．．裝置本體

4．．．主燃燒器

5．．．引火燃燒器

6．．．燃料噴嘴

7．．．空氣供給口

8．．．主火焰感測器

9．．．貫通孔

10．．．環狀溝

11．．．引火燃燒空間

12．．．1次燃燒空間

13．．．燃燒器本體

14．．．燃料噴嘴

15．．．引火火焰感測器

16．．．貫通孔

第1圖是本發明第1實施型態之燃燒裝置的軸方向截面圖。

第2圖是第1圖之燃燒裝置的A-A截面圖。

第3圖是本發明第2實施型態之燃燒裝置的軸方向截面圖。

第4圖是本發明第3實施型態之燃燒裝置的軸方向截面圖。

第5圖是本發明第4實施型態之燃燒裝置的軸直角方向截面圖。

1．．．燃燒裝置

2．．．爐壁

3．．．裝置本體

4．．．主燃燒器

5．．．引火燃燒器

6．．．燃料噴嘴

7．．．空氣供給口

8．．．主火焰感測器

9．．．貫通孔

10．．．環狀溝

11．．．引火燃燒空間

12．．．1次燃燒空間

15．．．引火火焰感測器

Claims (6)

1. 一種燃燒裝置，包含：燃料噴嘴，係供給主燃燒用燃料；空氣供給口，係供給主燃燒用空氣；引火燃燒空間，係在前述空氣供給口之下游側擴徑，於前述主燃燒用空氣之氣流外側，形成環狀或圓筒狀；引火燃燒器，係於前述引火燃燒空間，朝切線方向吹入引火空氣及引火燃料來形成引入火焰；引火火焰感測器，係不直視前述主燃燒用空氣之流路地，看穿前述引火燃燒空間，檢測前述引入火焰；及主火焰感測器，係不直視前述引火燃燒空間地，檢測前述主燃燒用燃料燃燒形成之主火焰。
2. 如申請專利範圍第1項之燃燒裝置，其中前述引火火焰感測器設於前述引火燃燒器後端，由前述引火空氣之流路看穿前述引火燃燒空間。
3. 如申請專利範圍第1或2項之燃燒裝置，其中前述主火焰感測器透過前述空氣供給口，於與前述空氣供給口同軸之方向看穿前述主燃燒用空氣之流路，檢測前述主火焰。
4. 如申請專利範圍第1或2項之燃燒裝置，其中前述引火燃燒空間形成為溝狀。
5. 如申請專利範圍第4項之燃燒裝置，其中於前述引火燃燒空間之下游側，具有擴徑之1次燃燒空間。
6. 如申請專利範圍第5項之燃燒裝置，其中前述主火焰感測器看穿朝前述1次燃燒空間開口之貫通孔。