(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に対面して設置され、バーナーモータによってファンを作動させてエアーを送給しつつ、燃料を燃焼させてバーナー炎を噴射させることにより助燃を行う助燃油バーナー装置において、
上記燃焼室からの輻射熱に対する耐熱性を有し、バーナー炎の噴射口を開閉する可動シャッターと、
該可動シャッターを開閉駆動する駆動手段と、
燃焼室の燃焼動作中における上記バーナーモータの停止を検出するモータ異常検出手段と、
該モータ異常検出手段によって上記燃焼室の燃焼動作中におけるバーナーモータの停止が検出された時に上記駆動手段を制御して上記可動シャッターを閉鎖せしめる制御手段と、
を備えたことを特徴とする助燃油バーナー装置。
【請求項２】
上記可動シャッターがスライド動作によってバーナー炎の噴射口を開閉するスライドシャッターである請求項１記載の助燃油バーナー装置。
【請求項３】
上記駆動手段が電源又は流体圧にて駆動されて上記可動シャッターを開閉するアクチュエータである請求項１記載の助燃油バーナー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工業炉に装備される助燃油バーナー装置に関し、特にバーナーモータの異常時において輻射熱によるバーナーモータの焼損を防止できるようにした装置に関する。以下では説明の便宜上、小中規模の工業炉である廃棄物焼却炉を例に説明する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、廃棄物焼却炉においては廃棄物を完全に燃焼させてダイオキシン等の有害物質の発生や一酸化炭素濃度の上昇を未然に防止する上で、炉内温度の低下を防止することが重要である。そこで、焼却炉の一次燃焼室や二次燃焼室に助燃油バーナー装置を設置し、バーナーモータによってファンを作動させてエアーを供給しつつ、燃料を燃焼させてバーナー炎を噴射させることによって助燃を行ない、燃焼室内の温度を管理することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる方式の焼却炉では通常運転時において炉内温度が十分に上昇して自燃が可能となってバーナー炎の噴射を停止した場合、何からの原因で失火が発生した場合にはバーナーモータはそのまま作動されてエアーを継続して送給されるので、バーナーモータは冷却される。
【０００４】
しかし、過大な負荷やモータの劣化等、何らかの原因でバーナーモータに異常が発生し、あるいは停電等、電気系統に異常が発生し、バーナーモータが停止した場合にはバーナーモータがバーナー炎の噴射口を介して燃焼室内の輻射熱に直接曝され、バーナーモータの焼損が発生するおそれがあった。
【０００５】
これに対し、バーナー炎の噴射口に輻射熱の遮断シャッターを設け、通常運転時においてバーナーモータが停止した場合に手動でシャッターを開閉することが提案される。
【０００６】
しかし、バーナーモータに異常が発生して停止した場合、あるいは停電等、電気系統に異常が発生してバーナーモータが停止した場合に作業者がそれを気付くのが遅れると、バーナーモータが依然として燃焼室の輻射熱に曝されて焼損が発生するおそれが残る。特に、廃棄物焼却システムでは夜間等には無人運転されていることが多く、かかる状況でモータ系統の異常や停電等が発生すると焼損に対する対応が全くできない。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑み、バーナモータの異常時や停電時において輻射熱による焼損を確実に防止することのできるようにした助燃油バーナー装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明に係る助燃油バーナー装置は、燃焼室に対面して設置され、バーナーモータにらってファンを作動させてエアーを送給しつつ、燃料を燃焼させてバーナー炎を噴射させることにより助燃を行う助燃油バーナー装置において、上記燃焼室からの輻射熱に対する耐熱性を有し、バーナー炎の噴射口を開閉する可動シャッターと、該可動シャッターを開閉駆動する駆動手段と、燃焼室の燃焼動作中における上記バーナーモータの停止を検出するモータ異常検出手段と、該モータ異常検出手段によって上記燃焼室の燃焼動作中におけるバーナーモータの停止が検出された時に上記駆動手段を制御して上記可動シャッターを閉鎖せしめる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の特徴の１つは通常運転時におけるバーナーモータの作動停止を検出してバーナー炎の噴射口を可動シャッターで自動的に閉鎖し、輻射熱を遮断するようにした点にある。これにより、バーナーモータが燃焼室内の輻射熱に曝されることがなくなり、焼損の発生を確実に防止できる。
【００１０】
可動シャッターは燃焼室からの輻射熱に対する耐熱性を有することが重要である。具体的には小型バーナー装置の場合には鋳物製シャッターフレーム内に厚さ約１０ｍｍの耐火強力ボードを貼付けた構造、又中大型バーナー装置の場合には鋼製シャッターフレーム内に耐火耐熱キャスタブルを約３０ｍｍに打ち込んた構造を採用することができる。
【００１１】
また、可動シャッターはバーナー炎の噴射口を開閉できれば可動形態はどのようなものでもよく、例えばシャッターの一端側を枢支して回動式に開閉する構造としてもよいが、可動シャッターの駆動手段の構成が複雑となるおそれがある。そこで、下記の実施形態に示されるように、スライド式に開閉する構造とするのがよい。即ち、可動シャッターをスライド動作によってバーナー炎の噴射口を開閉するスライドシャッターにするのが好ましい。
【００１２】
駆動手段は可動シャッターを駆動できればどのような方式でもよい。具体的には商用電源、自家発電の電源、蓄電池等の電源によって駆動されて可動シャッターを開閉する各種アクチュエータ、例えば駆動モータとすることもでき、又水圧、油圧、エアー、窒素、二酸化炭素あるいは不活性ガスの気体圧等の流体圧によって駆動されて可動シャッターを開閉する各種アクチュエータ、例えばエアーシリンダ等を採用することができる。
【００１３】
また、無人運転中における輻射熱による焼損を確実に防止する上で、バーナーモータの作動停止を高精度に検出することが重要である。そこで、下記の実施形態に示されるように、バーナーモータの制御回路内に、停電及びバーナーモータの過熱を電気的に検出する手段を設けると、バーナーモータの作動停止を高精度に検出することができるが、勿論、他の方法、例えばバーナーモータの回転から作動停止を検出する方法を採用することもできる。
【００１４】
【作用及び発明の効果】
本発明によれば、燃焼室の燃焼動作中においてバーナーモータの作動が停止した場合にはそれを自動的に検出してバーナー炎の噴射口を可動シャッターで閉鎖するようにしたので、バーナーモータが燃焼室の輻射熱に曝されることがなく、焼損の発生を確実に防止できる。
【００１５】
その結果、助燃油バーナー装置の信頼性を大幅にアップでき、又焼損の発生した助燃油バーナー装置の交換の必要性が大幅に減少し、工業炉の運転休止によるタイムロスを解消でき、しかも工業炉の緊急停止に起因する炉温低下が解消されてこれに伴う公害の発生、特にダイオキシン等の有害物質の発生や一酸化炭素濃度の上昇を未然に防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図６は本発明に係る助燃油バーナー装置の好ましい実施形態を示し、これは廃棄物焼却炉に適用した例である。図１において、焼却炉１０は１次燃焼室１１、２次燃焼室１２及び煤煙処理装置１３から構成され、１次燃焼室１１は上方の蓋１４が開閉されて廃棄物Ｗが投入され、投入された廃棄物Ｗが燃焼されるようになっている。
【００１７】
２次燃焼室１２は煙道１５を介して１次燃焼室１１に連通され、１次燃焼室１１からの煤煙や未燃焼ガスが２次燃焼されるようになっている。煤煙処理装置１３は２次燃焼室１２からの煤煙を除去処理して排出するようになっている。なお、焼却炉１０の構造及び作動について本発明と直接関係しないので、その詳細な説明は省略する。
【００１８】
また、１次燃焼室１１及び２次燃焼室１２の炉壁には助燃油バーナー装置２０が燃焼室１１、１２内に対面して設置されている。この助燃油バーナー装置２０は図２ないし図５に示されるように、ノズル（低燃ノズル及び高燃ノズル）２５を内蔵するバーナー本体２１、ノズル２５に燃料油（Ａ重油又は灯油）を供給するオイルポンプ２６、シロッコファン２３を駆動してバーナー本体２１内にエアーを供給するバーナーモータ２２、エアー及び燃料の供給を制御するバーナーコントローラ２４から主として構成されている。なお、助燃油バーナー装置２０の構造については後述の可動シャッター３１及びその駆動制御系を除き、従来のものとほぼ同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００１９】
また、バーナー本体２１の先端にはガイド部材３０が取付けられ、該ガイド部材３０には可動シャッター３１がスライド自在に支持され、該可動シャッター３１にはバーナー本体２１のバーナー炎噴射口２６と実質的に同じ大きさの開口３２が開設されている。
【００２０】
さらに、バーナー本体２１にはエアーシリンダ（駆動手段）３３がガイド部材３０の上方に沿って取付けられ、該エアーシリンダ３３にはエアーコンプレッサー（図示せず）から延びるエアー供給パイプ３６が接続され、該エアー供給パイプ３６の途中にはエアー圧力スイッチ３４、圧力ゲージ３７、減圧弁３５及び三方エアー電磁弁３１０が介設されている。このエアーシリンダ３３のロッド３９はブラケットを介して可動シャッター３１に連結され、エアーシリンダ３３へのエアーの供給によって可動シャッター３１がスライドされるようになっている。
【００２１】
また、可動シャッター３１の全開位置の近傍にはリミットスイッチ３８が取付けられ、可動シャッター３１の全開を検出するようになっている。
【００２２】
また、図６はバーナーコントローラ２４の回路構成例を示すが、回路構成の表示上、図２ないし図４と同一の部分が異なる符号で表示されている。図において、ＰＬ１は電源スイッチ、Ｓ１は運転スイッチ、ＬＳ１は可動シャッター３１の全開を検出するリミットスイッチ（図４のリミットスイッチ３８参照）、ＬＳ２はエアー圧力スイッチ（図５のエアー圧力スイッチ３４参照）、ＭＳはバーナーモータＢＭ（図２、図４及び図５のバーナーモータ２２参照）のモータスイッチ、ＰＬ２はモータ運転ランプ、ＬＴはリミットスイッチ、ＢＺは失火警報ブザー、ＡＬは外部警報回路の無電圧端子、ＩＧは点火トランス、ＰＬ３は点火トランスＩＧの動作ランプ、ＯＶはオイル電磁弁、Ｓ３はオイル電磁弁ＯＶのスイッチ、ＰＬ４はオイル電磁弁ＯＶの動作ランプ、ｍ／ｍＡは光電管メーター、ＣＤＳは光電管である。
【００２３】
また、ＴｈはバーナーモータＭＳの過熱を検出するサーマルスイッチ、Ｒは供給エアーの所定圧力を検出してＯＮとなるするインターロックリレー、Ｓ２はバーナーに燃焼動作をさせるためのバーナースイッチ、ＳＶはエアーシリンダ３３にエアーを供給する三方エアー電磁弁（図５の三方エアー電磁弁３４参照）で、インターロックリレーＲの接点がＯＦＦとなった時にエアーシリンダ３３に可動シャッター３１の全開方向とは逆のエアー圧を作用させて可動シャッター３１を全閉させるようになっており、上記サーマルスイッチＴｈ及びインターロックリレーＲがバーナーモータＭＳの停止を検出するモータ異常検出手段、三方エアー電磁弁ＳＶがモータ異常検出手段によって燃焼室の燃焼動作中におけるバーナーモータＭＳの停止が検出された時にエアーシリンダ３３を制御して可動シャッター３１を閉鎖せしめる制御手段となっている。
【００２４】
助燃油バーナー装置２０を作動させる場合、エアー圧力が所定値以上に達すると、入力電源、運転スイッチＳ１、インターロックリレーＲ及びサーマルスイッチＴｈの経路で電流が流れてインターロックリレーＲがＯＮとなり、三方エアー電磁弁ＳＶがＯＮとなってエアーシリンダ３３に圧縮エアーが供給され、可動シャッター３１が全開方向にスライドしてバーナー本体２１のバーナー炎噴出口２６が全開され、リミットスイッチ３８（図６のＬＳ１）でそれが確認されると、入力電源、運転スイッチＳ１、リミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２、モータスイッチＭＳ及びサーマルスイッチＴｈの経路で電流が流れてモータスイッチＭＳがＯＮとなり、バーナーモータＢＭが入力電源に接続される。
【００２５】
すると、助燃油バーナー装置２０のバーナーモータ２２が作動され、バーナーが点火されることによって噴射口２６からバーナー炎が噴射され、これにより助燃が行われる。なお、図６におけるバーナーコントローラの通常の制御動作については本発明とは直接関係しないので、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
他方、通常運転中において停電が発生した場合、インターロックリレーＲがＯＦＦとなり、三方エアー電磁弁ＳＶがＯＦＦとなるので、エアーシリンダ３３には三方エアー電磁弁ＳＶを介して全閉方向のエアー圧が作用し、可動シャッター３１は全閉方向にスライドしてバーナー本体２１のバーナー炎噴出口２６を全閉させ、バーナーモータ２２を燃焼室１１、１２の輻射熱から保護する。
【００２７】
また、バーナーモータ２２に過大な負荷が作用する等、何らかの原因でバーナーモータ２２が停止した場合、バーナーモータ２２の温度が急激に上昇する。すると、サーマルスイッチＴｈがＯＦＦとなり、インターロックリレーＲへの通電が停止されてＯＦＦとなるので、上記の場合と同様に可動シャッター３１は全閉方向にスライドしてバーナー本体２１のバーナー炎噴出口２６を全閉させ、バーナーモータ２２を燃焼室１１、１２の輻射熱から保護する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る助燃油バーナー装置の好ましい実施形態を備えた焼却炉を示す概略構成図である。
【図２】  上記助燃油バーナー装置を示す正面図である。
【図３】  上記助燃油バーナー装置を示す側面図である。
【図４】  上記助燃油バーナー装置を示す平面図である。
【図５】  上記助燃油バーナー装置を示す背面図である。
【図６】  上記助燃油バーナー装置におけるバーナーコントローラを示す回路構成図である。
【符号の説明】
１１      一次燃焼室
１２      二次燃焼室
２０      助燃油バーナー装置
２１      バーナー本体
２２、ＢＭ      バーナーモータ
３１      可動シャッター
３３      エアーシリンダ（駆動手段）
Ｒ        インターロックリレー（モータ異常検出手段）
Ｔｈ      サーマルスイッチ（モータ異常検出手段）
３４、ＳＶ      三方エアー電磁弁（制御手段）
【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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【図６】
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