(57)【要約】【課題】適切な空燃比にあるか否かを燃焼開始前の段階で正確に予知する。【解決手段】燃焼室２へ向けて火炎を発生するバーナ３、燃焼に使用する燃焼用空気を供給する送風機５、バーナに接続しており燃焼用空気の整流を行うウインドボックス４をそれぞれ持った燃焼装置において、ウインドボックス内圧力を検出するウインドボックス圧検出器６と、燃焼室内圧力を検出する燃焼室圧検出器７を設け、ウインドボックス圧検出器６と燃焼室圧検出器７は燃焼装置の運転を制御する運転制御装置８に接続しておき、燃焼装置の燃焼を開始する場合、運転制御装置８はまず送風機５を稼働させ、燃焼は行っていない状態の時に、ウインドボックス内圧力と燃焼室内圧力を検出してその差の値ΔＰを算出し、ΔＰの値があらかじめ定めておいた所定の範囲から外れていた場合は、燃焼装置の燃焼開始動作を中止する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室へ向けて火炎を発生するバーナ、燃焼に使用する燃焼用空気を供給する送風機、バーナに接続しており燃焼用空気の整流を行うウインドボックスをそれぞれ持った燃焼装置において、ウインドボックス内圧力を検出するウインドボックス圧検出器と、燃焼室内圧力を検出する燃焼室圧検出器を設け、ウインドボックス圧検出器と燃焼室圧検出器は燃焼装置の運転を制御する運転制御装置に接続しておき、燃焼装置の燃焼を開始する場合、運転制御装置はまず送風機を稼働させ、燃焼は行っていない状態の時に、ウインドボックス内圧力と燃焼室内圧力を検出してその差の値ΔＰを算出し、ΔＰの値があらかじめ定めておいた所定の範囲から外れていた場合は、燃焼装置の燃焼開始動作を中止することを特徴とする送風圧力に基づいて空燃比の異常を判断する燃焼装置。
【請求項２】
燃焼室へ向けて火炎を発生するバーナ、燃焼に使用する燃焼用空気を供給する送風機、バーナに接続しており燃焼用空気の整流を行うウインドボックス、ウインドボックスへ供給する燃焼用空気の供給量を調節する空気量調節手段をそれぞれ持った燃焼装置において、ウインドボックス圧検出器と燃焼室圧検出器は燃焼装置の運転を制御する運転制御装置に接続しておき、燃焼装置の燃焼を開始する場合、運転制御装置はまず送風機を稼働させ、燃焼は行っていない状態の時に、ウインドボックス内圧力と燃焼室内圧力を検出してその差の値ΔＰを算出し、ΔＰの値があらかじめ定めておいた所定の範囲から外れていた場合は、ΔＰの値が所定範囲内に入るように、前記空気量調節手段によって、ウインドボックスへ供給する燃焼用空気量を調節することを特徴とする送風圧力に基づいて空燃比の異常を判断する燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は送風圧力に基づいて空燃比の異常を判断する燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラなど、燃焼室へ向けて火炎を発生させるバーナを設けた燃焼装置の場合、燃焼用空気を供給する送風機を設けておき、送風機によって燃焼用空気を押し込みながら燃焼することが一般的である。この場合、バーナにはウインドボックスを接続しておき、送風機からの燃焼用空気はウインドボックスで整流して、燃料と均一に混合するようにしている。燃焼と燃焼用空気の混合比率は、一定の値に保つ必要があり、混合比率が崩れると、有害な一酸化炭素の発生量が増加するなどの問題が発生する。しかし、送風機のベルトに緩みが発生して送風機の回転数が低下したり、吸い込み部に詰まりが発生するなどによって、燃焼用空気の供給量が低下することを完全に防止することはできなかった。
【０００３】
特開２００２−１０６８３９号公報には、燃焼中にウインドボックス圧力と炉内圧力の差を検出しておき、差分の変化量を検出することで、燃焼不良を検出することが記載されている。この場合、燃焼中における炉内の圧力を検出しているが、燃焼中の炉内は火炎の影響によって圧力が変動するため、空燃比を正確に検出することができないことがあった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０６８３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、適切な空燃比にあるか否かを燃焼開始前の段階で正確に予知することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、燃焼室へ向けて火炎を発生するバーナ、燃焼に使用する燃焼用空気を供給する送風機、バーナに接続しており燃焼用空気の整流を行うウインドボックスをそれぞれ持った燃焼装置において、ウインドボックス内圧力を検出するウインドボックス圧検出器と、燃焼室内圧力を検出する燃焼室圧検出器を設け、ウインドボックス圧検出器と燃焼室圧検出器は燃焼装置の運転を制御する運転制御装置に接続しておき、燃焼装置の燃焼を開始する場合、運転制御装置はまず送風機を稼働させ、燃焼は行っていない状態の時に、ウインドボックス内圧力と燃焼室内圧力を検出してその差の値ΔＰを算出し、ΔＰの値があらかじめ定めておいた所定の範囲から外れていた場合は、燃焼装置の燃焼開始動作を中止することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、燃焼室へ向けて火炎を発生するバーナ、燃焼に使用する燃焼用空気を供給する送風機、バーナに接続しており燃焼用空気の整流を行うウインドボックス、ウインドボックスへ供給する燃焼用空気の供給量を調節する空気量調節手段をそれぞれ持った燃焼装置において、ウインドボックス圧検出器と燃焼室圧検出器は燃焼装置の運転を制御する運転制御装置に接続しておき、燃焼装置の燃焼を開始する場合、運転制御装置はまず送風機を稼働させ、燃焼は行っていない状態の時に、ウインドボックス内圧力と燃焼室内圧力を検出してその差の値ΔＰを算出し、ΔＰの値があらかじめ定めておいた所定の範囲から外れていた場合は、ΔＰの値が所定範囲内に入るように、前記空気量調節手段によって、ウインドボックスへ供給する燃焼用空気量を調節することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施しているボイラの概要図である。ボイラ１は中央に燃焼室２、燃焼室２の上部にバーナ３を設けており、バーナ３は燃焼室２へ向けて下向きに火炎を発生する。バーナの上部にはウインドボックス４を設け、ウインドボックス４に送風機５を接続しており、送風機５を稼働することで燃焼用空気をウインドボックス４へ送り、ウインドボックス４からバーナ３の先端方向へ燃焼用空気を送る。送風機５からウインドボックス４へ供給する燃焼用空気量は、ウインドボックス４の入口部分に設けたダンパで調節しており、ダンパが空気量調節手段９となる。
【０００９】
ウインドボックス４部分にはウインドボックス内圧力を検出するウインドボックス圧検出器６を設け、燃焼室２部分には燃焼室内圧力を検出する燃焼室圧検出器７を設ける。ウインドボックス圧検出器６及び燃焼室圧検出器７は、ボイラの運転を制御する運転制御装置８と接続しておき、ウインドボックス内圧力と燃焼室内圧力は運転制御装置８へ出力する用にしておく。運転制御装置８はほかに、ウインドボックス４への燃焼用空気供給量を制御する空気量調節手段９、バーナ３への燃料供給を制御する燃料供給制御弁１０、ウインドボックス４へ燃焼用空気を供給する送風機５とも接続しておき、それぞれの作動を制御する。
【００１０】
運転制御装置８は、ボイラ１を形成している各機器類の作動を制御することでボイラ１の運転を制御するものであり、空燃比の異常も検出する。運転制御装置８は、ウインドボックス内圧力と燃焼室内圧力の差であるΔＰの値によって空燃比異常を判断するものであり、正常な場合におけるΔＰの範囲をあらかじめ設定しておく。
【００１１】
まず第１の実施例について説明する。ボイラ１の運転を行う場合、運転制御装置８はボイラ内缶水量の確認などを行った後で、送風機５の稼働を開始する。この時燃料供給制御弁１０は閉じておき、送風機５を稼働することで燃焼室２へ燃焼用空気の供給は行っているが、バーナ３は燃焼していない状態において、ウインドボックス圧検出器６と燃焼室圧検出器７による圧力検出を行う。運転制御装置８は、ウインドボックス圧検出器６で検出したウインドボックス内圧力と、燃焼室圧検出器７で検出した燃焼室内圧力の値を取り込み、両者の差であるΔＰを算出する。次に算出したΔＰの値と、あらかじめ定めておいた正常時におけるΔＰの設定範囲とを比較し、算出ΔＰの値が設定範囲内にあるか否かの判定を行う。算出ΔＰの値が設定範囲内にあった場合は、燃焼準備の動作を継続し、燃料供給制御弁１０を開いてバーナ３の燃焼を行う。算出ΔＰの値が設定範囲から外れていた場合、このまま燃焼を開始すると、空燃比が崩れた状態で燃焼することになるということが予知できる。そのため、運転制御装置８は空燃比異常の警報報知を行うとともに、燃焼準備の動作を中止することで、空燃比が崩れた状態で燃焼を行うことを防止する。
【００１２】
送風機５は、モータとファンを繋ぐベルトに緩みが発生すると回転数が低下するため、燃焼室２へ供給する燃焼用空気供給量が少なくなり、吸い込み部に詰まりが発生しても送風機５に入る空気量が少なくなるため、燃焼用空気供給量が少なくなる。また送風機５やウインドボックス４から空気が漏れていても燃焼用空気供給量は少なくなる。ウインドボックス４へ供給する燃焼用空気量が少なくなると、燃焼用空気の供給によって発生するウインドボックス内の圧力上昇は少なくなり、ウインドボックス内圧力と燃焼室内圧力の差が小さくなる。ウインドボックス４と燃焼室２の圧力差が小さくなれば、ウインドボックス４から燃焼室２へ噴射する空気量が減少するため、この状態で燃焼を行えば燃料供給量に対する燃焼用空気量が不足することになる。
【００１３】
本実施例では、実際に燃焼を開始する前に空燃比の異常を予知しておき、異常発生時には燃焼を開始させないので、空気不足による不完全燃焼を発生することがない。また燃焼を行っていない状態で燃焼室内圧力を検出するため、火炎の影響によって燃焼室内圧力が変動することを排除することができ、燃焼用空気を燃焼室２へ供給する際に発生する、ウインドボックス内圧力と燃焼室内圧力の差を正確に算出することができる。
【００１４】
次に第２実施例について説明する。第２実施例の場合、燃焼開始前に空燃比の異常を予知する点では第１実施例と同じであるが、空燃比異常を予知した場合には燃焼用空気供給量の調節を行うものである。運転制御装置８は、ウインドボックス内圧力と燃焼室内圧力の差であるΔＰの値が所定範囲から外れていた場合、空燃比異常の警報報知を行うとともに、空気量調節手段９によって燃焼用空気の供給量を調節し、ΔＰの値が所定範囲内になるように調節する。
【００１５】
ウインドボックス４へ供給する燃焼用空気量が不足することによって、ΔＰの値が所定範囲から外れていた場合、空気量調節手段９の開度をそれまでよりも大きくすると、ウインドボックス４へ供給する燃焼用空気量を増加することができ、燃焼用空気供給量を増加するとウインドボックス内圧力が上昇するため、ΔＰの値は大きくなる。ΔＰの値を所定範囲内とすることができれば、ウインドボックス４から燃焼室２へ噴射する燃焼用空気を所定量に設定できたということであるため、運転制御装置８は燃焼開始動作を継続し、正しい空燃比の状態でバーナ３の燃焼を行う。もしも空気量調節手段９による空気量調節によってもΔＰの値を所定範囲内とすることができなかった場合は、燃焼準備の動作を中止することで、空燃比が崩れた状態で燃焼を行うことを防止する。
【００１６】
なお、本実施例ではダンパを空気量調節手段９としたが、インバータ回路などを設けることで送風機の回転数を調節し、燃焼用空気供給量を調節することが広く行われているため、送風機回転数調節装置を空気量調節手段９としてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明を実施することで、空燃比が崩れた状態で燃焼することをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施しているボイラの概要図
【符号の説明】
１　ボイラ
２　燃焼室
３　バーナ
４　ウインドボックス
５　送風機
６　ウインドボックス圧検出器
７　燃焼室圧検出器
８　運転制御装置
９　空気量調節手段
１０　燃料供給制御弁
【図１】
2004144444.tif 000003