(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機の回転数を増減することで供給する燃焼用空気量を調節する送風機と、供給する燃料量の増減を行う燃料供給量調節手段を持ち、燃焼用空気と燃料の供給量を調節することで燃焼量は高燃焼・低燃焼・停止の３位置での調節を可能にしている燃焼装置において、送風機で発生した燃焼用空気を通す送風路に、流路面積の調節を行う流路調節装置を設け、送風機の回転数は高燃焼用と低燃焼用を設定し、流量調節装置の流路面積は高燃焼用・低燃焼用・着火時用を設定しておき、燃焼装置の着火時には送風機の回転数を高燃焼用、流量調節装置の流路面積は着火時用とし、低燃焼時には送風機の回転数を低燃焼用、流量調節装置の流路面積は低燃焼用とし、高燃焼時には送風機の回転数を高燃焼用、流量調節装置の流路面積は高燃焼用としており、送風機の回転数は低燃焼時＜着火時、かつ低燃焼時＜高燃焼時とし、流量調節装置の流路面積は着火時＜低燃焼時＜高燃焼時としていることを特徴とする燃焼用空気供給量調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃焼用空気供給量調節装置において、流路調節装置は送風路途中に設けた着火衝撃波及防止用のダンパ装置であることを特徴とする燃焼用空気供給量調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼用空気供給量調節装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラの燃焼装置は、燃焼用空気を送風機によって送り込んでいる。高燃焼・低燃焼・停止のように燃焼量の調節を行う場合、燃焼用空気供給量と燃料供給量を増減することで燃焼量の調節を行う。燃焼用空気供給量の調節手段としては、送風機にインバータ装置などの回転数制御装置を設けておき、送風機の回転数を増減することで行っていた。
【０００３】
回転数制御装置を利用して風量調節を行う場合、送風機の回転数を下げることで、消費電力の削減や騒音の低減を行うことができる。ただし、送風機の回転数を下げた状態で着火を行うと、燃焼部で発生した着火衝撃が送風機に波及するため、送風路の途中にダンパ装置を設けておき、着火時は送風機の回転数を高くして吐出静圧を確保した状態でダンパ装置によって送風路の流路面積を縮小し、ダンパ装置によって風量調節を行い、着火衝撃の波及を防ぐ。その後はダンパの開度を全開としておき、回転数制御によって燃焼用空気供給量の調節を行っている。
【０００４】
図３は高燃焼・低燃焼・停止の３位置で燃焼量を制御している場合の燃焼状態と燃焼用空気供給量の調節状況を示したものである。ダンパ開度として全開位置・着火位置・全閉位置を定め、送風機周波数は高燃焼用周波数と低燃焼用周波数を設定しておく。燃焼を開始する際には、燃焼開始前に炉内を換気するプレパージを行う必要があり、まずプレパージの工程を行う。プレパージは、一定量の空気を炉内へ送り込むことによって炉内を換気するものであるため、風量を多くするほど実施時間を短縮することができる。そのため、ダンパ開度は全開位置とし、送風機周波数は高燃焼用とすることで、供給風量を多くする。プレパージが終了して着火を行う場合、着火工程時は着火衝撃の送風機への波及を防ぐ必要があるために、ダンパ開度は着火位置まで閉じる必要がある。その後は、ダンパ開度を全開位置に固定し、燃焼量の変更に合わせて送風機の周波数を高燃焼用周波数と低燃焼用周波数で切り換えて燃焼量に合った送風量とする。
【０００５】
送風機の回転数制御により、燃焼量にあった燃焼用空気量を供給することができるが、低燃焼を行うために、送風機の回転数を下げて風量を低減した場合には、スモークの発生や振動燃焼を発生するなど、燃焼が不安定になることがあった。研究の結果、送風機の回転数を少なくすることで発生する風量を少なくしたことにより、燃焼用空気の静圧が小さくなり、このことが燃焼を不安定にしていることが分かった。
【０００６】
【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、送風機の回転数を増減することで供給する燃焼用空気供給量を調節している燃焼装置において、風量低減時に燃焼が不安定になることを防ぐことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、送風機の回転数を増減することで供給する燃焼用空気量を調節する送風機と、供給する燃料量の増減を行う燃料供給量調節手段を持ち、燃焼用空気と燃料の供給量を調節することで燃焼量は高燃焼・低燃焼・停止の３位置での調節を可能にしている燃焼装置において、送風機で発生した燃焼用空気を通す送風路に、流路面積の調節を行う流路調節装置を設け、送風機の回転数は高燃焼用と低燃焼用を設定し、流量調節装置の流路面積は高燃焼用・低燃焼用・着火時用を設定しておき、燃焼装置の着火時には送風機の回転数を高燃焼用、流量調節装置の流路面積は着火時用とし、低燃焼時には送風機の回転数を低燃焼用、流量調節装置の流路面積は低燃焼用とし、高燃焼時には送風機の回転数を高燃焼用、流量調節装置の流路面積は高燃焼用としており、送風機の回転数は低燃焼時＜着火時、かつ低燃焼時＜高燃焼時とし、流量調節装置の流路面積は着火時＜低燃焼時＜高燃焼時としていることを特徴とする。請求項２の発明では、流路調節装置は送風路途中に設けた着火衝撃波及防止用のダンパ装置であることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、送風機の回転数を変更するとともに、通風路の流路面積を縮小すると、通風路を通る燃焼用空気量は少ないが、送風路の流路面積を小さくした部分を通過する際の圧損付加により、燃焼用空気の静圧を高く保つことができる。そのため、送風機の回転数を下げて風量を低減した場合であっても、燃焼が不安定になることなく燃焼を行うことができる。請求項２の発明によれば、着火衝撃の波及を防ぐために必要であるダンパを使用することで、通風路の流路面積を制限するための装置を新たに設けずとも燃焼が不安定になることなく燃焼を行うことができる。請求項３の発明によれば、着火時には燃焼量を少なくした場合よりもさらに流路面積を縮小しているため、送風機の回転数は高いままで風量を低減し、着火衝撃の波及を防止することができる。
【０００９】
【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は本発明の一実施例での燃焼状態と風量調節の状況を示したタイムチャート、図２は本発明の一実施例の構成図である。ボイラ１は上部にバーナ２を設けており、燃料供給配管３を通して送る燃料と、送風機６に接続した送風路１１を通して送る燃焼用空気によって燃焼を行う。燃焼量は高燃焼・低燃焼・停止の３位置で制御するものであり、燃焼量の変更は燃料供給量と燃焼用空気供給量を調節することで行う。燃料の供給量は、燃料供給配管３途中に設けた第１電磁弁４と第２電磁弁５によって制御する。第１電磁弁４と第２電磁弁５の両方を閉じている場合は燃焼停止、第１電磁弁４のみを開くと低燃焼、第１電磁弁４と第２電磁弁５の両方を開くと高燃焼となる。
【００１０】
送風機６には高燃焼用周波数と低燃焼用周波数を設定しているインバータ装置８を接続しておく。回転数制御装置であるインバータ装置８から出力する運転周波数によって、送風機６の回転速度を変更する。送風機６とバーナ２を結ぶ送風路１１にダンパ装置９を設け、ダンパ装置９の開度には高燃焼用位置・低燃焼用位置・着火位置・全閉位置をそれぞれ設定しておく。ボイラの運転は制御装置１０によって行い、制御装置１０は、バーナ２、第１電磁弁４、第２電磁弁５、インバータ装置８、ダンパ装置９に対して指令を送る。
【００１１】
燃焼を停止している場合、ダンパ開度は全閉位置、送風機は停止としておきバーナ２への燃焼用空気の供給は停止しておく。燃焼を開始する際には、まずプレパージの工程を行う。プレパージでは、ダンパ開度は高燃焼用位置とし、送風機周波数は高燃焼用の周波数とすることで、供給風量を多くする。プレパージを一定時間行うと、プレパージを終了して着火の工程に入る。着火時には、送風機周波数は高燃焼用周波数のままであり、着火衝撃の送風機への波及を防ぐために、ダンパ開度を低燃焼用位置よりも小さな開度である着火位置とする。着火が終了すると、ダンパ開度を低燃焼用位置、送風機周波数を低燃焼用周波数とする。
【００１２】
低燃焼と高燃焼で燃焼量の変更を行う場合は、インバータ装置８によって送風機６の回転数を変更するとともに、ダンパ装置９の開度変更を行う。低燃焼を行う場合は、ダンパ開度を低燃焼位置、送風機周波数を低燃焼用周波数とする。この場合、通風路７を通る燃焼用空気量は少ないが、ダンパ装置９によって通風路７の流路面積を縮小しているため、燃焼用空気がダンパ装置９部分を通過する際の圧損付加により燃焼用空気の静圧を高く保つことができる。そのため、送風機の回転数を下げて風量を低減した場合であっても、燃焼が不安定になることなく燃焼を行うことができる。高燃焼を行う場合は、ダンパ開度を高燃焼用位置、送風機周波数を高燃焼用周波数とする。この場合、通風路７を通る燃焼用空気量が多くなるため、ダンパ装置９によって通風路７の流路面積を縮小せずとも、燃焼用空気の静圧は高く保つことができ、燃焼が不安定になることはない。
【００１３】
低燃焼を行うために、インバータ装置８による送風機回転数制御のみで燃焼用空気供給量の削減を行った場合、空気比1.2〜1.3程度の設定で振動ぎみの燃焼音が発生する場合があるため、それ以上空気比を下げることができなかった。しかし、インバータ装置８とダンパ装置９の両方を用いて燃焼用空気供給量の削減を行った場合、空気比1.2以下の低空気比設定で安定した燃焼を得ることができるようになった。
【００１４】
なお、通風路７の流路面積を減少する手段としては、ダンパ装置９以外のものであっても良い。しかし、ダンパ装置９はもともと着火衝撃の波及を防ぐために必要なものであり、通風路７の流路面積を減少する手段としてダンパ装置９を使用するのであれば、特別な装置を別に設ける必要がないことより、着火衝撃波及防止用のダンパ装置９を使用することが好ましい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明を実施することにより、燃焼量低下時には送風機の回転数を低減することで燃焼用空気供給量を削減しても、燃焼が不安定になることを防ぐことができ、低燃焼時の低空気比設定が可能となった。また、通風路の流路面積制限にダンパを使用することで、特別な装置を設けることなくとも、燃焼が不安定になることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例における風量調節状況のタイムチャート
【図２】  本発明の一実施例の構成図
【図３】  従来の風量調節状況のタイムチャート
【符号の説明】
１  ボイラ
２  バーナ
３  燃料供給配管
４  第１電磁弁
５  第２電磁弁
６  送風機
７  通風路
８  インバータ装置
９  ダンパ装置
１０  制御装置
【図１】
0004256928.tif 000002
【図２】
0004256928.tif 000003
【図３】
0004256928.tif 000004