JP6893731B2 - Burner - Google Patents
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Description
本発明は、液体燃料用の圧力噴霧バーナに関し、特にアスファルトプラントの骨材加熱用のドライヤ等に使用するバーナに関する。 The present invention relates to a pressure spray burner for liquid fuel, and more particularly to a burner used for a dryer for heating aggregate in an asphalt plant.
近年、アスファルト混合物を製造するにあたっては資源の有効活用という観点から、新規骨材に対して道路工事等に伴って発生するアスファルト舗装廃材(以下「廃材」という)を所定割合で混入して製造する場合も多く、その混入率としては約70〜80%程度もの高い割合のものもある。廃材を前記のように高い割合にて混入したアスファルト混合物を製造する場合、相対的にアスファルト混合物中に占める新規骨材量は減ることとなり、それに応じて新規骨材加熱用ドライヤのバーナ燃焼量は廃材の混入を行わない通常運転時の燃焼量よりも大幅に絞る必要があるため、前記新規骨材加熱用ドライヤのバーナには、ターンダウン比(最大燃焼量に対する最小燃焼量の比)の大きいもの(例えば1:8程度)が求められることも少なくない。 In recent years, in producing asphalt mixture, from the viewpoint of effective utilization of resources, asphalt pavement waste material (hereinafter referred to as "waste material") generated by road construction etc. is mixed with new aggregate in a predetermined ratio. In many cases, the mixing rate is as high as about 70 to 80%. When producing an asphalt mixture in which waste material is mixed in a high proportion as described above, the amount of new aggregate in the asphalt mixture is relatively reduced, and the burner combustion amount of the new aggregate heating dryer is correspondingly reduced. Since it is necessary to reduce the amount of combustion in normal operation without mixing waste materials, the burner of the new aggregate heating dryer has a large turndown ratio (ratio of minimum combustion amount to maximum combustion amount). Things (for example, about 1: 8) are often required.
ただし、このような高ターンダウン比のバーナにおいては、最小燃焼量付近にて燃焼を行うと燃焼用空気量が通常時よりも極端に少なくなるため、燃焼用空気の流速低下を来し、場合によっては燃料油と燃焼用空気とを十分に撹拌混合できずに安定した火炎の形成が困難になる懸念がある。 However, in a burner with such a high turndown ratio, if combustion is performed near the minimum combustion amount, the amount of combustion air will be extremely smaller than in normal times, resulting in a decrease in the flow velocity of the combustion air. In some cases, the fuel oil and the combustion air cannot be sufficiently stirred and mixed, and there is a concern that it becomes difficult to form a stable flame.
これに対し、例えば、特許文献1(特開平9−310813号公報)や、特許文献2(特開2009−41816号公報)には、バーナ本体を二重筒構造として環状の二次空気用流路を設け、この環状の二次空気用流路には通過する二次空気量を調整する流量調整ダンパーを備え、バーナ燃焼量に応じて前記流量調整ダンパーを開閉制御するようにしたバーナが記載されている。前記バーナによれば、燃焼用空気量の少なくなる低燃焼時においても、前記二次空気用流路を絞ることにより、燃料噴射ノズル周囲を通過する燃焼用空気(一次空気)の流速低下を抑えられ、燃料油と燃焼用空気との撹拌混合性能を落とさずに安定した火炎の形成を可能としている。 On the other hand, for example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-310813) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-41816), the burner body has a double cylinder structure and an annular secondary air flow rate is provided. A passage is provided, and the annular secondary air flow path is provided with a flow rate adjusting damper that adjusts the amount of secondary air passing through, and a burner that controls opening and closing of the flow rate adjusting damper according to the amount of burner combustion is described. Has been done. According to the burner, even during low combustion when the amount of combustion air is small, by narrowing the flow path for the secondary air, it is possible to suppress a decrease in the flow velocity of the combustion air (primary air) passing around the fuel injection nozzle. Therefore, it is possible to form a stable flame without deteriorating the stirring and mixing performance of the fuel oil and the combustion air.
しかしながら、前記従来のバーナにあっては、二次空気用流路を環状構造としているため、該流路を開閉する流量調整ダンパーは環状の前記流路に沿って所定間隔にて複数配設していると共に、各ダンパー同士を、例えばリンク機構等にて連結し、各ダンパーを同調させながら開閉制御するようにしており、構造的にやや複雑で製造コストやメンテナンス面において幾分不利なものとなっている。 However, in the conventional burner, since the secondary air flow path has an annular structure, a plurality of flow rate adjusting dampers for opening and closing the flow path are arranged at predetermined intervals along the annular flow path. At the same time, each damper is connected to each other by, for example, a link mechanism, and the opening and closing control is performed while synchronizing each damper, which is structurally a little complicated and somewhat disadvantageous in terms of manufacturing cost and maintenance. It has become.
本発明は上記の点に鑑み、比較的簡易な構成ながら安定した火炎形成の可能な高ターンダウン比のバーナを提供することを課題とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a burner having a high turndown ratio capable of forming a stable flame while having a relatively simple configuration.
本発明に係る請求項1記載のバーナでは、単筒構造のバーナ本体の先端開口部に中空で截頭円錐形状のスロート胴部を有するスロートの小径部側を接続し、前記バーナ本体の内径と同径で環状の保炎板と、該保炎板の後方に位置する燃料噴射ノズルとを備え、前記保炎板はバーナ本体の長手方向に沿ってスロート胴部内を進退自在とする一方、前記燃料噴射ノズルは前記保炎板中心開口部に対して進退自在とすると共に、前記バーナ本体には内部静圧を検出する静圧センサを備え、該静圧センサにて検出する静圧値に基づいて前記保炎板と前記燃料噴射ノズルとを同調しながら進退させて保炎板外縁部と前記スロート胴部内周壁との隙間間隔を調整する第一段階の静圧調整制御と、前記保炎板をスロートの基端部にて固定して前記燃料噴射ノズルのみを進退させて保炎板中心開口部と燃料噴射ノズルとの隙間間隔を微調整する第二段階の静圧調整制御とからなる二段階静圧制御によってバーナ本体内部の静圧を所定値に維持しながら火炎を形成するようにしたことを特徴としている。
Burner of
また、請求項2記載のバーナでは、前記バーナ本体内部の設定静圧値として安定した火炎形成が維持可能な任意の燃焼量時の静圧値を設定し、前記静圧センサにて検出する静圧値が前記設定静圧値を下回ったときのみに前記二段階静圧制御を行うようにしたことを特徴としている。
Further, in the burner according to
また、請求項3記載のバーナでは、前記燃料噴射ノズルに燃料を供給する燃料供給配管の流量検出用の流量センサと、前記バーナ本体に燃焼用空気を供給する送風機の送風量検出用の風量センサと、前記送風機の送風量を調整する送風量調整手段とを備え、前記流量センサにて検出する燃料供給量に対して所定空気比に相当する設定送風量と前記風量センサにて検出する実際の送風量との差値量に基づいて前記送風量調整手段を介して送風機の送風量を調整制御するようにしたことを特徴としている。
Further, in the burner according to
本発明に係る請求項1記載のバーナによれば、バーナ本体の先端開口部に截頭円錐形状のスロート胴部を有するスロートを接続し、前記バーナ本体の内径と同径で環状の保炎板と、燃料噴射ノズルとを進退自在に備えると共に、前記バーナ本体には内部静圧を検出する静圧センサを備え、該静圧センサにて検出する静圧値に基づいて前記保炎板と前記燃料噴射ノズルとを同調しながら進退させて保炎板外縁部と前記スロート胴部内周壁との隙間間隔を調整する第一段階の静圧調整制御と、前記保炎板をスロートの基端部にて固定して前記燃料噴射ノズルのみを進退させて保炎板中心開口部と燃料噴射ノズルとの隙間間隔を微調整する第二段階の静圧調整制御とからなる二段階静圧制御によってバーナ本体内部の静圧を所定値に維持しながら火炎を形成するようにしたので、燃焼用空気量の少なくなる低燃焼時においても、バーナ本体内から燃料噴射ノズル周囲を通過して噴射される燃焼用空気の噴射流速を略一定に保て、比較的簡易な構成ながら安定した火炎形成が可能となる。
According to the burner of
また、請求項2記載のバーナによれば、前記バーナ本体内部の設定静圧値として安定した火炎形成が維持可能な任意の燃焼量時の静圧値を設定し、前記静圧センサにて検出する静圧値が前記設定静圧値を下回ったときのみに前記二段階静圧制御を行うようにしたので、前記設定静圧値として、例えば安定した火炎形成が維持可能な下限付近の燃焼量時の静圧値を設定しておけば、火炎形成の不安定となる低燃焼領域の範囲内に限定して保炎板と燃料噴射ノズルを進退させることができ、それによって保炎板と燃料噴射ノズルの進退する調整しろをより有効に活用できて微調整が可能となり、安定した火炎形成が可能となる。
Further, according to the burner according to
また、請求項3記載のバーナによれば、前記燃料噴射ノズルに燃料を供給する燃料供給配管の流量検出用の流量センサと、前記バーナ本体に燃焼用空気を供給する送風機の送風量検出用の風量センサと、前記送風機の送風量を調整する送風量調整手段とを備え、前記流量センサにて検出する燃料供給量に対して所定空気比に相当する設定送風量と前記風量センサにて検出する実際の送風量との差値量に基づいて送風機の送風量を調整制御するようにしたので、燃焼用空気の流路が狭まる方向に調整される際に伴う空気抵抗の増加から、送風機より設定送風量通りにバーナ本体に送風できず、実際に供給される送風量が燃料供給量に対して所定空気比に満たない状態となった場合でも、その不足分相当の空気量を補うように逐次送風機の送風量を調整できて安定した火炎形成が可能となる。
Further, according to the burner according to
本発明に係るバーナにあっては、単筒構造のバーナ本体の先端開口部に、内径が漸次拡開するテーパ構造となるように、中空で略截頭円錐形状のスロート胴部を有するスロートの小径部側を接続する。また、前記バーナ本体の内径と略同径でかつ環状の保炎板と、該保炎板の後方(バーナ本体側)に所定間隔を置いて位置し、重油等の液体燃料を噴射する燃料噴射ノズルとを備え、前記保炎板はバーナ本体の長手方向に沿って前記スロート胴部内を進退自在とする一方、前記燃料噴射ノズルは前記保炎板中心開口部に対して進退自在とする。 In the burner according to the present invention, a throat having a hollow, substantially conical throat body so as to have a tapered structure in which the inner diameter gradually expands at the tip opening of the burner body having a single cylinder structure. Connect the small diameter side. Further, a fuel injection having a diameter substantially the same as the inner diameter of the burner main body and an annular flame holding plate and a fuel injection located behind the flame holding plate (on the burner main body side) at a predetermined interval to inject liquid fuel such as heavy oil. The flame-retaining plate is provided with a nozzle so that the flame-retaining plate can advance and retreat in the throat body along the longitudinal direction of the burner body, while the fuel injection nozzle can advance and retreat with respect to the central opening of the flame-retaining plate.
また、前記バーナ本体には内部静圧を検出する静圧センサを備え、該静圧センサにて検出する静圧値に基づき、前記保炎板と前記燃料噴射ノズルとを同調しながら進退させ、燃焼用空気の流路の一部である保炎板外縁部と前記スロート胴部内周壁との隙間間隔を絞ってバーナ本体内部の静圧を調整(一次調整)する第一段階の静圧調整制御と、前記保炎板がスロート基端部まで後退しきってもバーナ本体内部の静圧値を所定値に調整できない場合に、前記保炎板をスロートの基端部にて固定した後、該保炎板の中心開口部に対して前記燃料噴射ノズルを近接離反させるように進退させ、前記同様に燃焼用空気の流路の一部である保炎板中心開口部と燃料噴射ノズルとの隙間間隔を絞ってバーナ本体内の静圧を微調整(二次調整)する第二段階の静圧調整制御とにより、バーナ本体内部の静圧を所定値、例えば最大燃焼量時における静圧値(最大静圧値)に維持しながら火炎を形成するようにする。 Further, the burner main body is provided with a static pressure sensor for detecting the internal static pressure, and based on the static pressure value detected by the static pressure sensor, the flame holding plate and the fuel injection nozzle are moved forward and backward while synchronizing. First-stage static pressure adjustment control that adjusts (primary adjustment) the static pressure inside the burner body by narrowing the gap between the outer edge of the flame holding plate, which is a part of the flow path of combustion air, and the inner peripheral wall of the throat body. When the static pressure value inside the burner body cannot be adjusted to a predetermined value even if the flame holding plate is fully retracted to the base end of the throat, the flame holding plate is fixed at the base end of the throat and then held. The fuel injection nozzle is advanced and retracted so as to move away from the center opening of the flame plate so as to move away from each other, and the gap between the center opening of the flame holding plate and the fuel injection nozzle, which is a part of the flow path of the combustion air as described above. By the second stage static pressure adjustment control that finely adjusts (secondary adjustment) the static pressure inside the burner body by squeezing, the static pressure inside the burner body is set to a predetermined value, for example, the static pressure value at the maximum combustion amount (maximum). Try to form a flame while maintaining the static pressure value).
なお、前記バーナ本体内部の設定静圧値として、前記各隙間間隔を絞らずとも安定した火炎形成が維持可能な任意の燃焼量時の静圧値を予め設定し、前記静圧センサにて検出する静圧値が前記設定静圧値を下回ったときのみに前記二段階静圧制御を行うようにしても良い。 As the set static pressure value inside the burner body, a static pressure value at an arbitrary combustion amount that can maintain stable flame formation without narrowing the gap spacing is set in advance and detected by the static pressure sensor. The two-step static pressure control may be performed only when the static pressure value to be applied is lower than the set static pressure value.
このとき、前記設定静圧値としては、例えば安定した火炎形成が維持可能な下限付近の燃焼量時の静圧値を設定すると、静圧センサの検出値が前記設定静圧値を上回る高燃焼領域においては保炎板や燃料噴射ノズルの進退動作を行わず、静圧センサの検出値が前記設定静圧値を下回ったときのみ、即ち火炎形成が不安定となる低燃焼領域の範囲内に限定して保炎板や燃料噴射ノズルの進退動作を行ってバーナ本体内部を前記設定静圧値に復帰・維持するように調整制御することとなり、保炎板や燃料噴射ノズルの進退する調整しろをより有効に生かせて微調整が可能なものとなる。 At this time, if the set static pressure value is set, for example, the static pressure value at the time of combustion amount near the lower limit where stable flame formation can be maintained, the detection value of the static pressure sensor exceeds the set static pressure value for high combustion. In the region, the flame holding plate and fuel injection nozzle do not move forward and backward, and only when the detection value of the static pressure sensor falls below the set static pressure value, that is, within the range of the low combustion region where flame formation becomes unstable. The flame holding plate and the fuel injection nozzle are moved forward and backward in a limited manner to adjust and control the inside of the burner body so as to return and maintain the set static pressure value. Can be used more effectively to make fine adjustments.
また、好ましくは、前記燃料噴射ノズルに燃料を供給する燃料供給配管の流量検出用の流量センサと、前記送風機の送風量検出用の風量センサと、前記送風機の送風量を調整する、例えばインバータ式の送風機等の送風量調整手段とを備え、前記流量センサにて検出する燃料供給量に対して所定空気比に相当する設定送風量と前記風量センサにて検出する実際の送風量との差値量に基づいて前記送風量調整手段を介して送風機の送風量を調整制御するようにしてもよい。 Further, preferably, the flow rate sensor for detecting the flow rate of the fuel supply pipe that supplies fuel to the fuel injection nozzle, the air volume sensor for detecting the air flow rate of the blower, and the air volume sensor of the blower are adjusted, for example, an inverter type. The difference between the set air volume corresponding to the predetermined air ratio to the fuel supply amount detected by the flow rate sensor and the actual air volume detected by the air volume sensor. The air flow rate of the blower may be adjusted and controlled via the air flow rate adjusting means based on the amount.
このようにすれば、燃焼用空気の流路が狭まる方向へ調整される際に伴う空気抵抗の増加から、送風機にて設定送風量通りにバーナ本体に送風できず、実際に供給される送風量が所定空気比に満たない状態となった場合でも、その不足分相当の空気量を補えるように逐次送風機の送風量を補正できて安定した火炎形成が可能となる。 In this way, due to the increase in air resistance that accompanies the adjustment of the combustion air flow path in the narrowing direction, it is not possible to blow air to the burner body according to the set air flow rate by the blower, and the air flow rate actually supplied. Even if the air volume is less than the predetermined air ratio, the air volume of the sequential blower can be corrected so as to supplement the air volume corresponding to the shortage, and stable flame formation becomes possible.
そして、上記構成のバーナの運転時において、例えば最大燃焼状態からバーナ燃焼量を下げるとそれに応じて送風機からの送風量と共にバーナ本体内の静圧は低下するが、それを前記静圧センサが検出すると、先ず第一段階の静圧調整制御として前記保炎板と燃料噴射ノズルとを同調しながら一緒に後退させる。前記スロート胴部の内径は後方(バーナ本体側)に向けて漸次縮径するテーパ構造としているため、保炎板の後退に伴って燃焼用空気の流路の一部である保炎板外縁部とスロート胴部内周壁との隙間間隔は徐々に狭まって内部静圧は上昇していき、元の所定静圧値(例えば最大静圧値)に復帰・維持されることとなる。 Then, during operation of the burner having the above configuration, for example, when the burner combustion amount is lowered from the maximum combustion state, the static pressure in the burner body decreases with the amount of air blown from the blower, but the static pressure sensor detects it. Then, first, as the first stage static pressure adjustment control, the flame holding plate and the fuel injection nozzle are retracted together while synchronizing. Since the inner diameter of the throat body has a tapered structure that gradually shrinks toward the rear (burner body side), the outer edge of the flame retaining plate, which is a part of the flow path of the combustion air as the flame retaining plate retracts. The gap between the throat and the inner peripheral wall of the throat body gradually narrows, the internal static pressure rises, and the original predetermined static pressure value (for example, the maximum static pressure value) is restored and maintained.
また、前記保炎板がスロート基端部まで後退しきっても内部静圧を元の所定静圧値に調整できない場合には、第二段階の静圧調整制御として保炎板をスロート基端部にて動かないように固定した後、前記燃料噴射ノズルのみを進行方向を切り替えて前記保炎板の中心開口部に対して近接させるように前進させる。保炎板がスロート基端部まで後退しきることで燃焼用空気の流路の一部は略閉鎖状態となり、その状態下で燃料噴射ノズルを保炎板中心開口部に対して近接させることにより、燃焼用空気の流路を一層狭められて静圧を微調整(二次調整)でき、より低燃焼領域においてもバーナ本体内を元の所定静圧値に復帰・維持可能となる。 If the internal static pressure cannot be adjusted to the original predetermined static pressure value even if the flame holding plate is completely retracted to the throat base end, the flame holding plate is used as the throat base end as the second stage static pressure adjustment control. After fixing it so that it does not move, only the fuel injection nozzle is advanced so as to be close to the central opening of the flame holding plate by switching the traveling direction. When the flame retaining plate is completely retracted to the base end of the throat, a part of the flow path of the combustion air is substantially closed, and in that state, the fuel injection nozzle is brought close to the central opening of the flame retaining plate. The flow path of the combustion air can be further narrowed to finely adjust the static pressure (secondary adjustment), and the inside of the burner body can be restored and maintained at the original predetermined static pressure value even in a lower combustion region.
上記のような二段階静圧制御とすることによって、燃焼用空気量の極端に少なくなる最小燃焼量付近にあっても、バーナ本体から噴射される燃焼用空気の噴射流速を高燃焼量時と同等程度に維持でき、燃料油と燃焼用空気との撹拌混合性を落とさずに安定した火炎形成が可能となる。 By adopting the two-step static pressure control as described above, the injection flow velocity of the combustion air injected from the burner body can be set to that at the time of high combustion amount even in the vicinity of the minimum combustion amount where the amount of combustion air becomes extremely small. It can be maintained at the same level, and stable flame formation is possible without deteriorating the stirring mixture of the fuel oil and the combustion air.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図中の1は、例えば、アスファルトプラントの骨材加熱用ドライヤに設置される本発明の高ターンダウン比のバーナであって、単筒構造のバーナ本体2と、燃焼用空気供給用の送風機3とを送風ダクト4にて連結している。前記バーナ本体2の先端開口部には内径が漸次拡開するテーパ構造となるように、中空で略截頭円錐形状のスロート胴部5aを有するスロート5の小径部側を接続している。また、バーナ本体2の略中心部(円筒軸芯部)には、燃料供給管と戻り管(図示せず)とを内蔵した中空のロッド部材6を貫挿していると共に、該ロッド部材6をその上下から複数のガイドローラ7にて挟持し、図1中の太線矢印にて示すように、バーナ本体2の長手方向に沿って進退自在に支持している。
前記ロッド部材6の先端部には燃料噴射ノズル8を固着していると共に、その前方に、例えばバネ体やガススプリング等の付勢手段9を介してバーナ本体2の内径と略同径でかつ環状の保炎板10を近接離反自在に取り付けている。なお、前記燃料噴射ノズル8と保炎板10との間隔は、前記付勢手段9の伸縮に伴って変動するが、燃料噴射ノズル8の周囲を通過する燃焼用空気の流速に大きく影響を及ぼすため、燃焼試験等を通じ、保炎板10の近接時或いは離反時にかかわらず適当な火炎形状が形成されるような範囲内において適宜決定するとよい。
A fuel injection nozzle 8 is fixed to the tip of the rod member 6, and the diameter is substantially the same as the inner diameter of the
一方、バーナ本体2の後端部を貫通して後方へ突出させたロッド基端部11には、ロッド部材6内の燃料供給管と戻り管とにそれぞれ接続させるように燃料供給配管12と燃料戻り配管13とを連結していると共に、前記ロッド部材6をバーナ本体2の長手方向に沿って進退動作させる進退手段14を備えている。
On the other hand, the rod base end portion 11 that penetrates the rear end portion of the burner
前記進退手段14は適宜の構成を採用し得るが、例えば、図1に示すように、バーナ本体2の後端部より後方へ延設した支持体15と、該支持体15と平行に軸支したスクリュ軸16と、該スクリュ軸16を回転駆動させるステッピングモータ17等から構成したものを好適に採用できる。図中の18は、前記ロッド基端部11とスクリュ軸16とを連結する連結片であって、該連結片18の連結部内面側には前記スクリュ軸16のスクリュ溝と螺合する溝部(図示せず)を刻設しており、前記ステッピングモータ17にてスクリュ軸16を正・逆回転させることで連結片18を介して前記ロッド部材6をバーナ本体2長手方向に沿って所定位置へ進退可能としている。
The advancing / retreating means 14 may adopt an appropriate configuration. For example, as shown in FIG. 1, a
また、図中の19は、前記ロッド部材6の貫通するバーナ本体2基端部の貫通孔(図示せず)の隙間からバーナ本体2内部の高圧の燃焼用空気の噴出を防止する気密用のシール部材であって、本実施例においては、ロッド部材6の進退動作を妨げないように、例えば伸縮自在な蛇腹構造としている。
Further, 19 in the drawing is for airtightness to prevent high-pressure combustion air inside the
図中の20はバーナ本体2の内部静圧を検出する静圧センサ、21は静圧/保炎板・燃料噴射ノズル調整制御器であって、該静圧/保炎板・燃料噴射ノズル調整制御器21では前記静圧センサ20にて検出する静圧値を逐次取り込み、取り込んだ静圧値を所定値、例えば最大燃焼量時における静圧値(例えば、約300mmAq)に維持するように前記進退手段14を介してロッド部材6先端部の保炎板10をスロート胴部5aの範囲内において進退させ、燃焼用空気の流路の一部である保炎板外縁部10aとスロート胴部5a内周壁との隙間Aの間隔を絞ってバーナ本体2の内部静圧を調整(一次調整)するようにしている。
In the figure, 20 is a static pressure sensor that detects the internal static pressure of the burner
なお、前記スロート5の全長に対するスロート胴部5aの長さは適宜決定するとよいが、例えば、スロート胴部5aの長さを長くとるように形成すれば、保炎板外縁部10aとテーパ構造のスロート胴部5a内周壁との隙間Aの間隔の調整しろを多く確保できるようになり微調整が可能となる。
The length of the
また、図中の22は前記保炎板10の進退動作を拘束して固定する固定手段であって、該固定手段22は、例えばスロート5基端部に備えたシリンダ23と、該シリンダ23よりバーナ本体2内の軸芯方向に向けて伸縮するピストンロッドの先端部に備えた略U字形状の拘束片24と、前記ピストンロッドの伸縮時にバーナ本体2内から燃焼用空気が外部へ噴き出さないようにするカバー体25等から構成している。
Further, 22 in the drawing is a fixing means for restraining and fixing the advancing / retreating operation of the
そして、前記保炎板10がスロート5の基端部まで後退しきっても内部静圧を前記所定値に調整できない場合には、前記静圧/保炎板・燃料噴射ノズル調整制御器21は、前記固定手段22のシリンダ23のピストンロッドを伸長させ、先端の拘束片24にて前記保炎板の外縁部10aを挟持して保炎板10の進退動作を一時的に拘束して固定した後、その状態から前記進退手段14を介してロッド部材6先端部の燃料噴射ノズル8を前記付勢手段9の付勢力に抗しながら前記保炎板の中心開口部10bに対して近接離反させるように進退させることにより、前記同様に燃焼用空気の流路の一部である保炎板中心開口部10bと燃料噴射ノズル8との隙間Bの間隔を絞ってバーナ本体2の内部静圧を微調整(二次調整)するようにしている。
Then, when the internal static pressure cannot be adjusted to the predetermined value even if the
なお、前記静圧/保炎板・燃料噴射ノズル調整制御器21に、前記バーナ本体2内部の設定静圧値として前記各隙間A、Bの間隔を絞らずとも安定した火炎形成が維持可能な任意の燃焼量時の静圧値を予め設定し、前記静圧センサ20にて検出する静圧値が前記設定静圧値を下回ったときに限り、該設定静圧値に復帰、維持すべく前記二段階静圧制御を行うようにすることもできる。
It should be noted that stable flame formation can be maintained in the static pressure / flame holding plate / fuel injection
前記制御を採用することにより、前記設定静圧値として、例えば、燃焼試験等を通じて知見される、前記各燃焼用空気の流路を絞らずとも安定した火炎形成が維持可能な下限付近での燃焼量時の静圧値(例えば、約200mmAq)を設定しておけば、高燃焼領域においては保炎板10や燃料噴射ノズル8の進退動作は行われなくなる一方、火炎形成が不安定となる低燃焼領域の範囲内に限って保炎板10や燃料噴射ノズル8の進退動作が行われることとなり、保炎板10や燃料噴射ノズル8の調整しろをより有効に生かせて静圧の微調整が可能となる。
By adopting the control, as the set static pressure value, for example, combustion in the vicinity of the lower limit where stable flame formation can be maintained without narrowing the flow path of each combustion air, which is found through a combustion test or the like. If the static pressure value (for example, about 200 mmAq) at the time of quantity is set, the
また、前記ロッド部材6にA重油や灯油等の燃料油を供給する燃料供給配管12はその途中に燃料供給ポンプ26及び流量センサ27を介在させて他端部を燃油タンク28に連結している一方、併設した燃料戻り配管13はその途中に流量調整弁29を介在させて他端部を前記燃料供給ポンプ26上流側の燃料供給配管12に連結しており、コントロールモータ30にて前記流量調整弁29の開度を調整して燃料油の戻り量を調整することにより、ロッド部材6先端部の燃料噴射ノズル8からの燃料油の噴射速度をあまり変動させることなく噴射量のみを調整可能としている。
Further, the
また、前記送風機3の吸気口31には略直管構造の吸気管32を接続し、該吸気管32の途中には送風量検出用の風量センサ33を備えると共に、送風機3の駆動モータ34には送風量調整手段である回転数制御用のインバータ35を備えており、該インバータ35にて前記駆動モータ34の回転数を調整することにより、送風量調整用ダンパー等を要することなくバーナ燃焼量に見合った送風量をバーナ本体2に供給可能としている。
Further, an
図中の36は燃料/送風量調整制御器であって、該燃料/送風量調整制御器36では前記流量調整弁29にて調整して前記流量センサ27にて検出する燃料供給量を逐次取り込み、この取り込んだ燃料供給量に対して予め設定した所定空気比(例えば約1.2程度)に相当する設定送風量を算出し、この算出した設定送風量と前記風量センサ33にて検出する実際の送風量との差値量に基づき、前記インバータ35を介して送風機3から供給する送風量を調整するようにすると好ましい。
こうすることにより、保炎板外縁部10aとスロート胴部5a内周壁との隙間Aの間隔、及び保炎板中心開口部10bと燃料噴射ノズル8との隙間Bの間隔が狭まる方向へ調整される際に伴う空気抵抗の増加から、送風機3にて設定送風量通りに送風できず、実際の送風量が所定空気比に満たない状態となった場合でも、その不足分の空気量を補えるように逐次送風機3の送風量を修正でき、送風量不足による燃焼不良や失火等の不具合を未然に防止できて安定した火炎形成が可能となる。
By doing so, the distance between the gap A between the outer edge of the flame holding plate 10a and the inner peripheral wall of the
そして、上記構成のバーナ1運転時には、例えば、バーナ燃焼量を増加するとそれに応じて送風機3からの送風量と共にバーナ本体2の内部静圧は高くなるが、それを静圧センサ20が検出すると、前記静圧/保炎板・燃料噴射ノズル調整制御器21は前記進退手段14のステッピングモータ17を介してロッド部材6先端部の保炎板10及び燃料噴射ノズル8を、図2中の矢印Xにて示すように(図中の左方向に)前進させる。
Then, during the operation of the
前記スロート胴部5aの内径は、前方(図中の左方向)に向けて漸次拡開する略テーパ構造としているため、保炎板10の前進動作に伴って保炎板外縁部10aとスロート胴部5a内周壁との隙間Aの間隔は徐々に広がっていき、それと共にバーナ本体2内の静圧は低下していく。そして、前記静圧が所定値(例えば、約300mmAq)に復帰すれば、その位置で保炎板10を停止させる。
Since the inner diameter of the
このとき、バーナ火炎の形成される保炎板10前方側には、図2に示すように、燃料噴射ノズル8周囲(燃料噴射ノズル8と保炎板中心開口部10bとの隙間B)を通過して保炎板中心開口部10bへ抜け出る燃焼用空気と共に、保炎板外縁部10aとスロート胴部5a内周壁との隙間Aを通過する燃焼用空気とが供給され、安定した火炎形成が可能となる。
At this time, as shown in FIG. 2, the front side of the
一方、バーナ燃焼量を減少するとそれに応じて送風機3からの送風量と共にバーナ本体2内部の静圧は低下するが、それを静圧センサ20が検出すると、前記静圧/保炎板・燃料噴射ノズル調整制御器21は、第一段階の静圧調整制御として前記進退手段14のステッピングモータ17を介してロッド部材6先端部の保炎板10及び燃料噴射ノズル8を、図3中の矢印Yにて示すように(図中の右方向に)後退させる。
On the other hand, when the burner combustion amount is reduced, the static pressure inside the burner
そして、保炎板10の後退動作に伴って保炎板外縁部10aとスロート胴部5a内周壁との隙間Aの間隔は徐々に狭まっていき、それと共にバーナ本体2の内部静圧は上昇していく。そして、前記静圧が所定値に復帰すれば、その位置で保炎板10を停止させる。なお、この間は前記保炎板10と燃料噴射ノズル8との隙間B間隔は付勢手段9の付勢力によって一定間隔に維持されている。
Then, as the
また、前記保炎板10がスロート5基端部まで後退しきっても、即ち保炎板10の調整しろがなくなっても内部静圧を前記所定値に調整できない場合には、前記静圧/保炎板・燃料噴射ノズル調整制御器21は、第二段階の静圧調整制御として前記固定手段22のシリンダ23のピストンロッドを、図4の矢印Zにて示すように伸長させ、先端部の拘束片24にて保炎板外縁部10aを挟持して保炎板10の進退動作を一時的に拘束して固定する。
Further, if the internal static pressure cannot be adjusted to the predetermined value even if the
そして、この状態で前記進退手段14のステッピングモータ17を介してロッド部材6先端部の燃料噴射ノズル8の進行方向を切り替え、図5中の矢印Xにて示すように(図中の左方向に)付勢手段9の付勢力に抗しながら固定状態の保炎板10の中心開口部10bに近接させるように前進させる。
Then, in this state, the traveling direction of the fuel injection nozzle 8 at the tip of the rod member 6 is switched via the stepping
このとき、保炎板10がスロート5基端部まで後退しきることで燃焼用空気の流路の一部である保炎板外縁部10a側の隙間Aは略閉鎖状態となり、燃焼用空気の流路は専ら燃料噴射ノズル8の周囲を通過して保炎板中心開口部10bに抜け出る流路に限定されると共に、その状態下で燃料噴射ノズル8を保炎板中心開口部10bに向けて近接させることにより、限定された燃焼用空気の流路を一層狭められてバーナ本体2内の静圧を効果的に高められる。そして、前記内部静圧が所定値(例えば、約300mmAq)に復帰すれば、その位置で燃料噴射ノズル8を停止させる。
At this time, when the
なお、上記実施例においては、保炎板10と燃料噴射ノズル8とを一本のロッド部材6に取り付け、該ロッド部材6の進退動作に伴って保炎板10と燃料噴射ノズル8とを同調して進退させる構成としたが、何らこれに限定されるものではなく、例えば、一対のロッド部材をバーナ本体2の長手方向に沿って進退自在に並設し、一方のロッド部材は、前記同様に燃料供給管と戻り管とを内蔵した中空状とした上でその先端部に燃料噴射ノズル8を固着すると共に、他方のロッド部材の先端部には保炎板10を固着し、前記各ロッド部材の基端部側にロッド部材を進退動作させる進退手段14を個別に具備したものなども採用できる。
In the above embodiment, the
前記構成とした場合、バーナ燃焼量を低下させる際には、先ず、第一段階の静圧調整制御として燃料噴射ノズル8を固着したロッド部材と、保炎板10を固着したロッド部材とを互いの隙間間隔を変えないように同調しながら一緒に後退させ、保炎板外縁部10aとスロート胴部5a内周壁との隙間A間隔を絞ってバーナ本体2の内部静圧を所定値に調整(一次調整)する。また、保炎板10がスロート5基端部まで後退しきっても内部静圧を前記所定値に調整できない場合には、第二段階の静圧調整制御として保炎板10側のロッド部材を停止させて保炎板10をスロート5基端部に留まらせつつ、燃料噴射ノズル8側のロッド部材の進行方向を切り替えて前進させ、停止状態にある前記保炎板の中心開口部10bに対して燃料噴射ノズル8を近接させ、保炎板中心開口部10bと燃料噴射ノズル8との隙間B間隔を絞ってバーナ本体2の内部静圧を所定値に微調整(二次調整)する。
In the case of the above configuration, when reducing the burner combustion amount, first, as the first stage static pressure adjustment control, the rod member to which the fuel injection nozzle 8 is fixed and the rod member to which the
このような二段階静圧制御によって、高ターンダウン比のバーナにおいては、燃焼用空気量が最大燃焼量時と比較して極端に少なくなる最小燃焼量付近にあっても、バーナ本体2から噴射される燃焼用空気の噴射流速を高燃焼量時と同等程度に維持でき、燃料油と燃焼用空気との撹拌混合性を落とすことなく良好に燃焼させることが可能となる。
With such two-step static pressure control, in a burner with a high turndown ratio, even if the amount of combustion air is near the minimum combustion amount, which is extremely small compared to the maximum combustion amount, it is injected from the
なお、前記二段階静圧制御において、例えば、保炎板10がスロート5基端部まで後退しきる前、即ち保炎板外縁部10aとスロート胴部5a内周壁との隙間Aを若干残した状態で、燃料噴射ノズル6を保炎板中心開口部10bに近接させるようにしてもよい。その場合、燃焼用空気の流路を保炎板外縁部10a側にもある程度確保しながらバーナ本体2の内部静圧を微調整でき、それによって、例えば、燃料油と燃焼用空気との撹拌混合性を高めたり、スロート5の赤熱対策等の期待ができる。
In the two-step static pressure control, for example, before the
本発明は、液体燃料用の圧力噴霧式のバーナに対して広く利用できる。 The present invention can be widely used for pressure spray burners for liquid fuels.
1…バーナ 2…バーナ本体
3…送風機 4…送風ダクト
5…スロート 5a…スロート胴部
6…ロッド部材 8…燃料噴射ノズル
9…付勢手段 10…保炎板
10a…保炎板外縁部 10b…保炎板中心開口部
12…燃料供給配管 13…燃料戻り配管
14…進退手段 20…静圧センサ
21…静圧/保炎板・燃料噴射ノズル調整制御器
22…固定手段 27…流量センサ
33…風量センサ 35…インバータ(送風量調整手段)
36…燃料/送風量調整制御器
1 ...
36 ... Fuel / air volume adjustment controller
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