(57)【要約】【課題】ボイラ用送風装置に用いられる駆動モータの損傷を防止することができるとともに、ボイラの構造の簡素化、経済性等を考慮したボイラを提供する。【解決手段】本発明に係るボイラ100は、送風機10と、該送風機10の下流側に設けられた流路絞り手段25とを備えるボイラで100あって、前記流路絞り手段25により風量を減じた第一状態で前記送風機10をスター結線方式により起動させ、前記送風機10の回転数が所定回転数になった後、前記流路絞り手段25により前記第一状態よりも風量を増加した第二状態とし、前記送風機10の駆動をスター結線方式からデルタ結線方式へ切り替えてプレパージを行わせる制御装置30を備えてなる。上記発明において流路絞り手段は、送風機10の上流側に設けることもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機と、前記送風機の上流側または下流側に設けられた流路絞り手段とを備えるボイラであって、
前記流路絞り手段により風量を減じた第一状態で前記送風機をスター結線方式により起動させ、前記送風機の回転数が所定回転数になった後、前記流路絞り手段により前記第一状態よりも風量を増加した第二状態とし、前記送風機の駆動をスター結線方式からデルタ結線方式へ切り替えてプレパージを行わせる制御装置を備えることを特徴とするボイラ。
【請求項２】
前記流路絞り手段はダンパであって、前記第一状態は、このダンパを閉じた状態であり、前記第二状態は、前記ダンパを全開とした状態であることを特徴とする請求項１に記載のボイラ。
【請求項３】
送風機の上流側または下流側の流路を絞った状態で前記送風機をスター結線方式により起動させ、所定時間経過後、前記流路を開いた状態にするとともに前記送風機をスター結線方式からデルタ結線方式に切り換え、その後プレパージを行ってボイラを起動させるボイラ起動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ用送風機に用いられる駆動モータの起動時電流特性を改善することにより、その駆動モータの損傷を防止することができるボイラおよびボイラ起動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ起動時においては、送風機の駆動モータに流れる起動電流は、その起動時の突入電流の上昇分と相まってボイラの定常稼働時の稼働電流より非常に大きくなる。このような、駆動モータの起動時大電流の発生は、装置の損傷や、電源事情の悪い場所での大容量の電動機の使用を困難にするという問題を生ずる場合がある。そのような場合に、駆動モータにスターデルタ駆動手段を設け、先ず駆動モータをスター結線方式により起動し、その後デルタ結線方式に切り替えて稼働させることにより、起動電流を低下させて装置の損傷等を防止することができる運転方法が知られている。
【０００３】
また、特許文献1には、電動機にスターデルタ起動装置を備えた電動送風機において、電動機の電源ラインの開閉を行う接点と並列に、起動時に電源ラインの供給電圧を低下させるサイリスタ電圧可変装置を設けた電動送風機の起動電流抑制装置が提案されている。そして、この電動送風機によると、電動送風機の起動電流を大幅に抑制して、必要とする供給電源容量を減らし、山間部のトンネル等の電源事情の悪い場所でも大容量の電動送風機を使用可能とすることができることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開2003−134864号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような電動送風機の起動時の大電流発生の問題に対し、ボイラ用送風機に対しても同様に、スターデルタ結線駆動手段を備えた送風機を用いることが考えられる。しかしながら、送風機のインペラは慣性が大きく、送風機の回転速度が定格の回転数に到達するまでの起動時間が長く、起動時の駆動モータの発熱量は起動時間に比例するために、起動時間を最短にして起動時の発熱量を最小にして駆動モータの発熱による損傷を防ぐとともに経済性を考慮する必要がある。また、ボイラの場合は、発停回数が比較的多く、駆動モータに大電流が加わる回数が多いという特徴を有する。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑み、ボイラ用送風機に用いられる駆動モータの損傷を防止することができるとともに、ボイラの構造の簡素化、経済性等を考慮したボイラおよびボイラ起動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】
【０００７】
本発明に係るボイラは、送風機と、該送風機の上流側または下流側に設けられた流路絞り手段とを備えるボイラであって、前記流路絞り手段により風量を減じた第一状態で前記送風機をスター結線方式により起動させ、前記送風機の回転数が所定回転数になった後、前記流路絞り手段により前記第一状態よりも風量を増加した第二状態とし、前記送風機の駆動をスター結線方式からデルタ結線方式へ切り替えてプレパージを行わせる制御装置を備えてなる。
【０００８】
上記発明において、流路絞り手段はダンパであって、前記第一状態は、このダンパを閉じた状態であり、前記第二状態は、前記ダンパを全開とした状態であるものとするのがよい。
【０００９】
本発明に係るボイラ起動方法は、送風機の上流側または下流側の流路を絞った状態で前記送風機をスター結線方式により起動させ、所定時間経過後、前記流路を開いた状態にするとともに前記送風機をスター結線方式からデルタ結線方式に切り換え、その後プレパージを行う。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るボイラおよびボイラ起動方法は、頻繁なボイラの発停に対し、これに用いられる送風機の駆動モータの損傷を防止することができる。また、本発明に係るボイラは、簡単で経済性に優れる構造を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るボイラの実施の形態について図面を基に説明する。図１は、本発明に係るボイラの構成を模式的に示す図面である。本ボイラ100は、ボイラ本体1に空気を供給する送風機10と、外気からボイラ100に空気を取り込む風路15の、送風機10の下流側に設けられた流路絞り手段25と、制御装置30とを有する。そして、制御装置30は、送風機10の駆動モータ13の制御を行うモータ制御部と、流路絞り手段25の制御を行う風量制御部とを有する。
【００１２】
ボイラ本体1は、燃料と空気を供給し水蒸気または温水を発生させることができる公知の構造のものを使用することができる。
【００１３】
送風機10は、制御装置30のモータ制御部により駆動モータ13をスター結線方式またはデルタ結線方式のいずれかを選択して駆動させることができるようになっている。送風機10は、たとえば、スター結線またはデルタ結線のいずれかに切り換えて駆動モータを駆動させる電源回路を設けたインバータ式の電動送風機を使用することができる。
【００１４】
流路絞り手段25は、流路15の開閉を行って風量を調整することができるものであればよい。これにより送風機10の仕事量を減少させることができ、少ない駆動エネルギーで送風機10の回転数を上げることができる。なお、流路絞り手段25は、開閉弁を制御して流路15の開閉を行ういわゆるダンパを使用することができる。
【００１５】
制御装置30は、上述のように、モータ制御部と風量制御部とを有する。モータ制御部は、駆動モータ13をスター結線方式またはデルタ結線方式のいずれかを選択して駆動させるようになっている。風量制御部は、流路絞り手段25の絞り量を検知し、これを制御することができる。このような制御装置30は、回転センサと、いわゆるマイコンによりコンパクトに構成することができる。しかしながら、以下に説明するように、本発明に係るボイラまたはボイラの運転方法はタイマを用いて行うこともでき、制御装置30は、タイマまたはシーケンサにより構成することもできる。その場合は、経済的で簡単な構造の制御装置30を構成することができる。
【００１６】
本ボイラ100は、以下のように運転される。まず、流路絞り手段25により流路15を絞った状態で送風機10をスター結線方式により起動させ、所定時間経過後、流路15を開いた状態にするとともに送風機10をスター結線方式からデルタ結線方式に切り換え、その後プレパージを行ってボイラを起動させる。つぎに、着火操作、低燃焼位操作、高燃焼位操作等の各作業を行ってボイラ100を運転する。
【００１７】
上記において、流路15を絞った状態とは、例えばダンパを絞った状態を意味する。駆動モータ13に対しては、ダンパは全閉状態であるのが駆動エネルギーを少なくすることができるので好ましい。流路15を開いた状態とは、流路15を絞った状態を第一状態とすると、その第一状態よりは流路15が開かれた状態（第二状態）を意味する。プレパージを行うには、第二状態は全開状態であるのが、迅速かつ確実にプレパージを行うことができるので好ましい。なお、プレパージとは、ボイラの停止状態から燃焼再開を行う場合に、ボイラ内に残留する排ガスを除去する操作をいう。
【００１８】
所定時間経過後とは、駆動モータ13の起動から所定時間経過後のことを意味し、駆動モータ13の突入電流が低下し安定した後とするのが好ましい。この駆動モータ13の突入電流が低下し安定する時期は、以下に説明するように、駆動モータ13の回転数が定格回転数に達する時期にほぼ等しい。したがって、ボイラ100に使用する送風機10の駆動モータ13の特性を把握することにより、ボイラ100の起動は、上記の所定時間をタイマにより監視することにより、または、送風機10の回転数を監視することにより行うことができる。
【００１９】
このように、本ボイラ100においては、風量を制限したうえで駆動モータ13をスター結線方式により起動させるので、従来のようにデルタ結線方式で駆動モータ13を起動させるときより、駆動モータ13の最大突入電流を低下させることができ、さらに、起動時の電流量を減少させることができる。これにより、ボイラの頻繁な停止−燃焼開始（発停）を行う場合であっても、駆動モータ13の発熱による損傷を防止することができる。
【００２０】
以上、本発明に係るボイラおよびボイラ起動方法について説明した。しかしながら、本発明は上記実施例に限定されない。たとえば、流路絞り手段は、送風機の上流側に設けることができる。この場合も、流路絞り手段25の場合と同様に、少ない駆動エネルギーで送風機10の回転数を上げることができる。
【実施例１】
【００２１】
図１に示す構造のボイラにより、ボイラ起動試験を行った。ボイラ本体1は、三浦工業株式会社製HB-15型を使用した。送風機10はスターデルタ駆動方式の電動送風機を使用した。流路絞り手段25は、ダンパを使用した。送風機10の回転数（モータ回転数）は、株式会社小野測器社製デジタルハンドタコメータHT-S100により測定した。駆動モータ13の電流値（ファン電流値）は、富士電機株式会社製電流器CC3LI-2005により測定し、送風機10の吐出圧（ファン吐出圧）およびW.B圧は、株式会社岡野製作所製デジタルマノメータPOP-202により測定した。なお、W.B圧とは、いわゆるウインドボックス圧で、図１に示す流路絞り手段25の下流のA位置で測定した空気圧である。ファン吐出圧はB位置で測定した。
【００２２】
試験結果を図２、３に示す。図２は、本発明に係るボイラまたはボイラ起動手段によりボイラの起動試験を行った結果（発明例）を示す。ダンパは、最初全閉とし、その後全開とした。図３は、比較のため、ダンパを最初から全開にしてボイラ起動試験を行った比較例を示す。図２、３において、横軸は試験の経過時間を示し、縦軸は各測定値を示す。
【００２３】
図２、３に示すファン電流値を比較すると、発明例の場合は、高電流値が維持される時間は比較例の場合の2/3程度であり、発熱エネルギーは1/2以下にまでなることが分かる。すなわち、電動送風機においてその駆動モータをスター結線方式で起動させると駆動モータの突入電流を小さくすることができることは知られていることであるが、ボイラにおいて、流路15を全閉の状態で送風機10をスター結線方式により起動させ、ファン電流値が安定した後に、流路を全開にした状態にするとともに送風機10をスター結線方式からデルタ結線方式に切り換え、その後、プレパージを行う場合には、上記比較例の場合から分かるように、発明例のボイラの起動方法によると、さらにボイラ起動時の駆動モータ13の負荷を1/2以下にすることができることが分かる。これにより、本発明に係るボイラにおいては、駆動モータ13の損傷を防止することができ、一方では、より小さい容量の駆動モータを使用することができることが分かる。
【００２４】
また、図２、３に示すモータ回転数とファン電流値の関係をみると、発明例および比較例とも同様に、ファン電流値が急速に低下し安定状態になると、駆動モータ13を起動後、急速に増大していたモータ回転数がほぼ同時に定格回転数に達することが分かる。図２、３に示すファン吐出圧を比較すると、比較例の場合はプレパージの開始以降、ファン吐出圧が段階的に増大するのに対し、発明例の場合はファン吐出圧は一定であることが分かる。なお、図２によると、W.B圧は、当初ダンパが全閉状態であるからゼロであるが、プレパージ開始後、急速に増大して一定値に達しており、W.B圧が発生するのはダンパ操作から少しタイムラグがあることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るボイラの構成を示す模式図である。
【図２】発明例の試験結果を示すグラフである。
【図３】比較例の試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
1     ボイラ本体
10    送風機
13    駆動モータ
15    流路
25    流路絞り手段
30    制御装置
100    ボイラ
【図１】
2008116177.tif 000003
【図２】
2008116177.tif 000004
【図３】
2008116177.tif 000005