(57)【要約】      （修正有）【課題】点火用バーナーに供給される点火用空気に起因するボイラーの失火を防止することが可能なボイラーの点火方法を提供する。【解決手段】外部から気体燃料Ｆ２と乾燥空気Ａ１とを点火用バーナー２０に供給し、乾燥空気Ａ１が混合した気体燃料Ｆ２を点火用高圧電気によって生じるスパークにより点火させ、点火後は重油Ｆ１が供給される主バーナにより燃焼が開始され、点火バーナー２０は停止される。点火バーナー２０の供給される空気として乾燥空気を使用するため、点火時の失火が発生しなくなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料と点火用空気とを点火用バーナーに供給し、点火用高圧電気による前記点火用バーナー内に生じるスパークにより前記点火用空気が混合した前記気体燃料を点火させるボイラーの点火方法であって、前記点火用バーナーに供給される点火用空気として乾燥空気を用いることを特徴とするボイラーの点火方法。
【請求項２】
前記点火用バーナーには、前記ボイラーのボイラー本体に供給される押し込み送風機からの空気が供給可能であることを特徴とする請求項１に記載のボイラーの点火方法。
【請求項３】
前記乾燥空気は、除湿器により湿分が除去された既存の計装用圧縮空気であることを特徴とする請求項１または２に記載のボイラーの点火方法。
【請求項４】
前記計装用圧縮空気は、所定値に減圧されて前記点火用バーナーに供給されることを特徴とする請求項３に記載のボイラーの点火方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、点火用空気が混合した気体燃料をスパークによって点火させる点火用バーナーを用いたボイラーの点火方法に関し、とくに点火用空気に起因するボイラー失火を確実に防止することが可能なボイラーの点火方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラーの点火方法として、点火用バーナーにプロパンガスを供給し、点火用バーナー内において外部から供給された点火用空気とプロパンガスとを混合させて、スパーク（電気火花）により点火する方法が知られている。
【０００３】
図５は、例えば発電所で使用される補助ボイラー１を示している。補助ボイラー１のボイラー本体２内には、管路１１を介して押し込み送風機１０からの空気Ａが供給されている。ボイラー本体２には、点火用バーナー２０と主バーナー３０が設けられている。押し込み送風機１０からボイラー本体２へ供給される空気Ａの一部は、管路１２を介して点火用バーナー２０に供給されている。主バーナー３０には、噴霧蒸気Ｂ１又は専用空気Ｂ２が供給されている。さらに、主バーナー３０には、液体燃料である重油Ｆ１が供給されている。
【０００４】
点火用バーナー２０には、気体燃料であるプロパンガスＦ２が供給されており、プロパンガスＦ２と押し込み送風機１０からの空気Ａは、点火用バーナー２０内で混合するようになっている。補助ボイラー１の点火は、点火用バーナー２０の先端部側で点火用高圧電気Ｅによるスパークを生じさせ、プロパンガスＦ２と空気Ａとの混合気体に点火させることにより行っている。補助ボイラー１の点火後は、点火用バーナー２０へのプロパンガスＦ２と空気Ａの供給が停止され、主バーナー３０への噴霧蒸気Ｂ１又は専用空気Ｂ２と重油Ｆ１との供給により補助ボイラー１の運転が行われる。補助ボイラー１の運転により生じた燃焼ガスＧは、煙道１４などを経由して外部に排出される。
【０００５】
ボイラーの点火方法として、ボイラーの着火時に火炎が吹き消されるのを防止し、着火を確実に行うようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−３３０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図５に示す補助ボイラー１の点火方法では、点火用バーナー２０による失火が頻繁に生じることがあり、ボイラーがトリップ（停止）するという問題があった。ボイラーがトリップすると、発電所の構内においてボイラーを再起動させるための種々の作業が必要となり、作業効率が低下するとともに、保守コストが増大するという問題を招いていた。
【０００７】
ボイラーの失火については、原因の究明が難しく、具体的な対策を行うことができなかったが、長年の運用において、ボイラーの失火は下記の事象を伴うことが判ってきた。つまり、補助ボイラー１は、蒸気の需要の少ない時間帯は停止するので、点火用バーナー２０による点火を一日で複数回行うことがあるが、失火は最初の点火時に生ずる。また、補助ボイラー１の失火は、湿度が高い特定の季節に発生しやすくなる。
【０００８】
このような事象に基づき、本願の発明者は、補助ボイラー１の失火の原因を特定するため、多方面から検討を重ねた結果、補助ボイラー１の失火は、点火用バーナー２０に供給する空気Ａの湿度に深く関係していることを究明した。
【０００９】
そこでこの発明は、点火用バーナーに供給される点火用空気に起因するボイラーの失火を防止することが可能なボイラーの点火方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、気体燃料と点火用空気とを点火用バーナーに供給し、点火用高圧電気による前記点火用バーナー内に生じるスパークにより前記点火用空気が混合した前記気体燃料を点火させるボイラーの点火方法であって、前記点火用バーナーに供給される点火用空気として乾燥空気を用いることを特徴とするボイラーの点火方法である。
【００１１】
この発明によれば、乾燥空気の供給によって点火用バーナー内の乾燥が促進され、スパークを発生させるための点火用高圧電気の漏れが抑制される。これにより、点火用バーナー内に強いスパークを生じさせることが可能となり、気体燃料の点火が確実に行われる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のボイラーの点火方法において、前記点火用バーナーには、前記ボイラーのボイラー本体に供給される押し込み送風機からの空気が供給可能であることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のボイラーの点火方法において、前記乾燥空気は、除湿器により湿分が除去された既存の計装用圧縮空気であることを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のボイラーの点火方法において、前記計装用圧縮空気は、所定値に減圧されて前記点火用バーナーに供給されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、乾燥空気の供給によって点火用バーナー内に強いスパークを生じさせることが可能となるので、湿度が高い特定の季節であっても、ボイラーの失火を確実に防止することができる。したがって、ボイラートリップ（停止）によるボイラーの再起動のための種々の作業が不要となり、作業効率の向上および保守コストを低減することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、点火用バーナーには押し込み送風機からの空気が供給可能であるので、空気が乾燥する季節には、押し込み送風機からの空気を用いてボイラーの点火が可能となる。したがって、湿度の低い冬季などにおいては、ボイラーの点火時に乾燥空気が不要となり、運転コストの低減が図れる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、乾燥空気として既存の計装用圧縮空気を用いるので、点火用空気として新たに乾燥空気を生成する必要がない。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、計装用圧縮空気は所定値に減圧されて点火用バーナーに供給されるので、ボイラーの点火時に点火用空気によって点火用バーナー内の火炎が吹き消されるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。
【００２０】
図１ないし図４は、この発明の実施の形態を示している。図１および図２は、例えば発電所に設置されているボイラーとしての補助ボイラー１の概要を示している。この補助ボイラー１は、発電に直接用いられるボイラーではなく、発電所内で使用される各種機器の加温や発電所建物の暖房などのための蒸気Ｊを供給するボイラーとして使用されている。図２において、補助ボイラー１のボイラー本体２内には、管路１１を介して押し込み送風機１０からの空気Ａが供給されている。ボイラー本体２には、点火用バーナー２０と主バーナー３０が設けられている。主バーナー３０には、燃料タンク４５からの重油（Ａ重油）Ｆ１が燃料供給通路４６を介して供給されている。ボイラー本体２内には、熱交換が可能な水管３が配設されており、水管３には給水タンク５に貯留された水Ｗが給水ポンプ６により供給されている。水管３に供給された水Ｗは、ボイラー本体２内で加熱され、蒸気Ｊとなって各種機器６０に供給される。補助ボイラー１の運転により生じた燃焼ガスＧは、煙道１４などを経由して外部に排出される。
【００２１】
図３は、点火用バーナー２０の構造を示している。図３に示すように、点火用バーナー２０は、主として外筒２１と、ガス管２２と、スパーク用ロッド２３、カバー２７とを有している。外筒２１は、水平方向に延びる円筒状に形成されており、耐熱性を有する金属部材から構成されている。外筒２１は、補助ボイラー１の外壁１ａを貫通しており、外周面の一部が外壁１ａにより保持されている。外筒２１の一端部２１ａは、ボイラー本体２内に開口している。外筒２１は、他端部が仕切板２６により閉塞されている。外筒２１の内側には、ガス管２２とスパーク用ロッド２３が水平方向に延びるように配設されている。ガス管２２とスパーク用ロッド２３は、複数の絶縁サポート２４を介して外筒２１の内面に支持されている。
【００２２】
ガス管２２は、気体燃料であるプロパンガスＦ２を供給するものであり、先端部２２ａが外筒２１の一端部２１ａの近傍まで延びている。ガス管２２の他方は、仕切板２６を貫通し、カバー２７の外側まで延びている。ガス管２２の他端部には、ガス供給用接続具２２ｂが設けられている。外筒２１の外周面には、点火用空気としての乾燥空気Ａ１を外筒２１の内側へ供給する空気供給用接続具２５が設けられている。外筒２１内に供給された乾燥空気Ａ１は、仕切板２６によってカバー２７側へは流れず、外筒２１の一端部２１ａに向かって流れるようになっている。
【００２３】
スパーク用ロッド２３は、点火用高圧電気Ｅを外筒２１の先端部まで導く棒状の電導体から構成されている。スパーク用ロッド２３の先端部２３ａは、ガス管２２の先端部２２ａに接近した位置に配置されている。スパーク用ロッド２３は、磁器などから構成される絶縁体２３ｂを介して絶縁サポート２４に保持されている。スパーク用ロッド２３の他方は、絶縁部材（図示略）を介して仕切板２６を貫通しており、点火用高圧電気Ｅを発生させる高電圧発生器（図示略）に接続されている。点火用バーナー２０による補助ボイラー１の点火時には、スパーク用ロッド２３に７０００ボルトという高電圧が印加されるようになっており、この高電圧によりスパーク用ロッド２３の先端部２３ａと外筒２１の内面との間でスパーク（電気火花）Ｓが生じるようになっている。
【００２４】
図３に示すように、点火用バーナー２０に供給される乾燥空気Ａ１とプロパンガスＦ２は、スパーク用ロッド２３の先端部２３ａが位置する外筒２１の先端部近傍で混合するようになっている。点火用バーナー２０は、乾燥空気Ａ１が混合されたプロパンガスＦ２がスパーク用ロッド２３の先端部２３ａと外筒２１の内面との間に生じるスパークＳによって点火するように構成されている。主バーナー３０においては、噴霧蒸気Ｂ１又は専用空気Ｂ２が混合した重油Ｆ１は、点火用バーナー２０により生じた火炎によって点火するようになっている。
【００２５】
図２は、点火用バーナー２０に乾燥空気Ａ１を供給する経路を示している。図２において、発電所の屋内には空気圧縮機３１が設置されており、空気圧縮機３１は吸込んだ屋内の空気Ａを所定の圧力まで高める機能を有している。空気圧縮機３１によって圧力が高めたれた空気Ａは、空気貯留槽３２に貯留された後、空気除湿器３３に供給される。空気除湿器３３は、空気Ａに含まれる湿分（水分）を十分に除去し、乾燥空気Ａ１を生成する機能を有している。空気除湿器３３により生成された乾燥空気Ａ１は、計装用圧縮空気として発電所内の各種の計装機器５０に向けて供給される。
【００２６】
空気除湿器３３から供給される計装用圧縮空気としての乾燥空気Ａ１の一部は、第一の管路４０を介して点火用バーナー２０に向けて供給されている。第一の管路４０における空気除湿器３３の下流には、空気元弁３４が設けられている。空気元弁３４は、通常は開弁状態となっている。空気元弁３４の下流には、点火用開閉弁３５が設けられている。点火用開閉弁３５は、点火用バーナー２０による点火時のみ開弁信号３５ａに基づき開弁するようになっている。点火用開閉弁３５に下流側には、減圧ユニット３６が設けられている。減圧ユニット３６は、空気除湿器３３から供給される乾燥空気Ａ１の圧力を所定値に減圧する機能を有している。減圧ユニット３６の下流側には、一方向にのみ乾燥空気Ａ１の流れを許容する逆止弁３７が設けられている。逆止弁３７の下流側には、出口弁３８が設けられている。出口弁３８は、通常は開弁状態となっている。第一の管路４０における出口弁３８の下流側は、図３の点火用バーナー２０の空気供給用接続具２５に接続されている。
【００２７】
図２に示すように、ガスボンベ４１に充填されたプロパンガスＦ２は、第二の管路４２を介して点火用バーナー２０に供給可能となっている。第二の管路４２の途中には、例えば開閉弁４３などが設けられている。開閉弁４３は、点火用バーナー２０による補助ボイラー１の点火時のみ開弁するようになっている。
【００２８】
つぎに、本発明のボイラーの点火方法および作用について説明する。
【００２９】
補助ボイラー１の点火時には、点火用バーナー２０には、乾燥空気Ａ１とプロパンガスＦ２が供給され、プロパンガスＦ２は乾燥空気Ａ１と点火用バーナー２０の先端部近傍で混合する。この状態では、高電圧発生器（図示略）からの点火用高圧電気Ｅにより、スパーク用ロッド２３に７０００ボルトの高電圧が断続的に印加され、スパーク用ロッド２３の先端部２３ａと外筒２１の内面との間にスパークＳを断続的に生じさせる。これにより、乾燥空気Ａ１が混合したプロパンガスＦ２がスパークＳにより点火し、プロパンガスＦ２の燃焼が開始する。
【００３０】
ここで、乾燥空気Ａ１は空気除湿器３３によって湿分が十分に除去されているので、外筒２１の内側は乾燥空気Ａ１との接触により乾燥が促進されている。そのため、スパーク用ロッド２３に印加される点火用高圧電気Ｅが絶縁サポート２４などを介して外筒２１側に漏れることが抑制され、点火用バーナー２０内に非常に強力なスパークＳを生じさせることができる。これにより、乾燥空気Ａ１が混合されたプロパンガスＦ２をスパークＳによって着火させることができ、湿度が高い季節であっても補助ボイラー１の失火を確実に防止することができる。
【００３１】
また、既存の計装用圧縮空気を乾燥空気Ａ１として用いるので、新たに乾燥空気Ａ１を生成する必要がなく、運転コストの低減が図れる。さらに、乾燥空気Ａ１は、減圧ユニット３６により所定値に減圧されて点火用バーナー２０に供給されるので、乾燥空気Ａ１が点火用バーナー２０内を勢いよく流れることがなくなり、乾燥空気Ａ１によって点火用バーナー２０内の火炎が吹き消されるのを防止することができる。
【００３２】
点火用バーナー２０による補助ボイラー１の点火後は、主バーナー３０による重油Ｆ１の燃焼が開始され、補助ボイラー１の運転中は主バーナー３０に重油Ｆ１と噴霧蒸気Ｂ１又は専用空気Ｂ２が供給される。主バーナー３０による重油Ｆ１の燃焼が開始されると、第一の管路４０の点火用開閉弁３５が閉弁し、点火用バーナー２０への乾燥空気Ａ１の供給が停止する。同様に、主バーナー３０による重油Ｆ１の燃焼が開始されると、第二の管路４２の開閉弁４３が閉弁し、点火用バーナー２０へのプロパンガスＦ２の供給が停止する。補助ボイラー１の運転時には、水管３に供給された水Ｗはボイラー本体２内で加熱され、蒸気Ｊとなって各種機器の加温や事務所の暖房などの各種機器６０に供給される。
【００３３】
補助ボイラー１は、一旦運転するとボイラー本体２内の温度が上昇するため、点火用バーナー２０の温度も高くなり、外筒２１の内側も乾燥した状態となる。そのため、運転を一旦終了した補助ボイラー１を再び運転する際には、点火用バーナー２０内は高い乾燥状態を保っており、乾燥空気Ａ１を供給しなくとも、強力なスパークＳを生じさせること可能となる。したがって、運転を一旦終了した補助ボイラー１を短時間後に再び運転する際には、点火用バーナー２０に乾燥空気Ａ１を供給する必要はなく、押し込み送風機１０からの空気Ａでも補助ボイラー１の点火が可能となる。
【００３４】
また、空気Ａが乾燥する季節には、点火用バーナー２０内の乾燥状態も良好となるので、強力なスパークＳを生じさせることできる。したがって、空気Ａの湿度が低下する冬季などにおいては、押し込み送風機１０からの空気Ａの供給で補助ボイラー１の点火が可能となり、運転コストの低減が図れる。
【００３５】
図４は、点火用バーナー２０に空気Ａと乾燥空気Ａ１のいずれかを選択して供給することが可能な空気供給経路を示している。図２においては、点火用バーナー２０には乾燥空気Ａ１のみが供給されるようにしているが、図４では、切替弁３９を介して押し込み送風機からの空気Ａを点火用バーナー２０に供給できるようになっている。つまり、運転を一旦終了した補助ボイラー１を短時間後に再び運転する際には、切替弁３９を開弁し、出口弁３８を閉弁することにより、点火用バーナー２０に空気Ａを供給することが可能となる。このように、点火用バーナー２０内が高い乾燥状態にある場合は、押し込み送風機１０からの空気Ａを点火用バーナー２０に供給しても、補助ボイラー１の点火が確実に行われる。
【００３６】
以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上述の実施の形態では、発電所における各種機器の加温や発電所建物の暖房などのための蒸気を供給する補助ボイラーに適用した場合を説明したが、ボイラーは補助ボイラー１に限られず、発電所以外の場所で使用されるものであってもよい。また、気体燃料としてプロパンガスＦ２を使用しているが、これ以外の気体燃料を使用する点火用バーナー２０であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に係わるボイラーの点火方法を用いた補助ボイラーの概要図である。
【図２】図１の補助ボイラーで使用される空気および燃料の供給経路を示す概要図である。
【図３】図１の補助ボイラーに用いられる点火用バーナーの断面図である。
【図４】図２の変形例を示す空気供給経路の概要図である。
【図５】従来の補助ボイラーの概要図である。
【符号の説明】
【００３８】
１          補助ボイラー（ボイラー）
２          ボイラー本体
３          水管
６          給水ポンプ
１０        押し込み送風機
２０        点火用バーナー
２１        外筒
２２        ガス管
２３        スパーク用ロッド
３０        主バーナー
３１        空気圧縮機
３２        空気貯留槽
３３        空気除湿器
３６        減圧ユニット
４１        ガスボンベ
Ａ          空気
Ａ１        乾燥空気
Ｅ          点火用高圧電気
Ｆ１        重油
Ｆ２        プロパンガス（気体燃料）
Ｇ          燃焼ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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