特許ウォッチ

公開番号2024143344
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2023055971
出願日2023-03-30
発明の名称燃焼システム及び逆火防止装置
出願人川崎重工業株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類F23D 14/82 20060101AFI20241003BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】燃焼炉と当該燃焼炉への燃料供給系統及び燃焼用空気供給系統とを備える燃焼システムにおいて、燃焼用空気供給系統を逆火から保護する。
【解決手段】燃焼システムの気体供給系統の途中に配置された逆火防止装置は、水が貯えられた水封部と水封部の上のサイクロン部とを有し上下方向を軸方向とする円筒状のシリンダと、シリンダの側壁に接続されサイクロン部へ側壁に沿って接線方向に気体を吹き込む入口管と、シリンダ内の上部に当該シリンダと同軸状に配置された円筒状のシリンダ内筒と、シリンダ内筒の上部と接続された出口管とを、備える。入口管からサイクロン部へ吹き込まれた気体が、シリンダ内筒の周囲を旋回しながら降下し、シリンダ内筒の下端からシリンダ内筒内に進入し、シリンダ内筒内を上昇して出口管へ流れるように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃焼システムの気体供給系統の途中に配置されて火炎の逆流を阻止する逆火防止装置であって、
水が貯えられた水封部と前記水封部の上のサイクロン部とを有し上下方向を軸方向とする円筒状のシリンダと、
前記シリンダの側壁に接続され前記サイクロン部へ前記側壁に沿って接線方向に気体を吹き込む入口管と、
前記シリンダ内の上部に当該シリンダと同軸状に配置された円筒状のシリンダ内筒と、
前記シリンダ内筒の上部と接続された出口管とを、備え、
前記入口管から前記サイクロン部へ吹き込まれた気体が、前記シリンダ内筒の周囲を旋回しながら降下し、前記シリンダ内筒の下端から前記シリンダ内筒内に進入し、前記シリンダ内筒内を上昇して前記出口管へ流れるように構成されている、
逆火防止装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記シリンダ内筒の下端は、気体の流れがない状態で前記水封部に位置する、
請求項１に記載の逆火防止装置。
【請求項３】
前記シリンダの前記水封部と連通された液相部と、気体の流れにおいて前記出口管の前記シリンダとの接続部よりも下流と連通された気相部とを有する水封作動槽を、備える、
請求項１に記載の逆火防止装置。
【請求項４】
前記シリンダ内筒の下端は、気体の流れがない状態で前記サイクロン部に位置する、
請求項３に記載の逆火防止装置。
【請求項５】
前記入口管に配置されて逆火の衝撃波によって開放される爆発放散口を備える、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の逆火防止装置。
【請求項６】
前記シリンダの前記水封部と連通された水位調節槽と、
前記水位調節槽の水位を検出する水位計と、
前記シリンダへ給水する給水ラインと、
前記シリンダから排水する排水ラインと、
前記給水ラインからの給水と前記排水ラインからの排水とによって前記水位計で検出される水位を所定の設定水位範囲に制御するコントローラとを、備える、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の逆火防止装置。
【請求項７】
前記入口管を通過する気体の温度を検出する空気温度センサと、
前記水封部の水温を検出する水温センサと、
前記水封部の水を温めるヒータと、
前記ヒータの稼働によって前記空気温度センサで検出された温度と前記水温センサで検出された温度の差が所定の温度差許容範囲内となるように制御するコントローラとを、備える、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の逆火防止装置。
【請求項８】
前記入口管を通過する気体の温度を検出する空気温度センサと、
前記水封部の水温を検出する水温センサと、
前記シリンダへ温水を給水する温水給水ラインと、
前記シリンダへ常温水を給水する冷水給水ラインと、
前記シリンダから排水する排水ラインと、
前記温水給水ライン及び前記冷水給水ラインからの給水と前記排水ラインからの排水とによって前記空気温度センサで検出された温度と前記水温センサで検出された温度の差を所定の温度差許容範囲内に制御するコントローラとを、備える、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の逆火防止装置。
【請求項９】
バーナを有する燃焼炉と、
前記バーナへ燃料を供給する燃料供給系統と、
前記バーナへ燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給系統とを備え、
前記燃焼用空気供給系統は、押込送風機と、前記押込送風機と前記バーナとを接続し燃焼用空気が流れる燃焼用空気ラインと、前記燃焼用空気ラインに配置されて火炎の逆流を阻止する水封式の逆火防止装置とを有する、
燃焼システム。
【請求項１０】
バーナを有する燃焼炉と、
前記バーナへ燃料を供給する燃料供給系統と、
前記バーナへ燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給系統とを備え、
前記燃焼用空気供給系統は、押込送風機と、前記押込送風機と前記バーナとを接続し燃焼用空気が流れる燃焼用空気ラインと、前記燃焼用空気ラインに配置されて火炎の逆流を阻止する請求項１に記載の逆火防止装置とを有する、
燃焼システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃焼炉と当該燃焼炉への燃料供給系統及び燃焼用空気供給系統とを備える燃焼システム、並びに、燃焼システムが備える逆火防止装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、水素ガスを燃料として用いる水素バーナを備えた水素燃焼炉が知られている。水素は、他のガス燃料と比較して可燃範囲が広く爆発的に燃焼し、比重が小さく拡散性が高いといった特性を有する。このような水素の特性を考慮して、特許文献１では、水素バーナで発生した火炎の逆流を防止するために、水素バーナへ水素燃料を供給する燃料供給ラインに水封式逆火防止装置を配置することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１９４２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃焼炉には、燃料供給のための燃料供給系統に加えて、燃焼用空気供給のための燃焼用空気供給系統が接続されている。逆火防止装置は、通常、燃料供給系統の途中に配置される。しかし、燃焼用空気供給系統で燃焼用空気の供給が予期せず停止した場合には、燃料の種類や燃焼炉の態様によっては、燃焼用空気供給系統にも逆火が発生するおそれがある。
【０００５】
特許文献１に記載された水封式逆火防止装置では、気体が水封用の水中を通ることから気体の圧損が生じる。圧損を見込んで気体を送風しなければならないため、水封式逆火防止装置を燃焼空気供給系統に設置した場合は送風機の電力消費量が大きく、運転コストが嵩む。
【０００６】
本開示は以上の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃焼炉と当該燃焼炉への燃料供給系統及び燃焼用空気供給系統とを備える燃焼システムにおいて、燃焼用空気供給系統を逆火から保護するために好適な技術、及び、そのために好適な逆火防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る逆火防止装置は、燃焼システムの気体供給系統の途中に配置されて火炎の逆流を阻止する逆火防止装置であって、
水が貯えられた水封部と前記水封部の上のサイクロン部とを有し上下方向を軸方向とする円筒状のシリンダと、
前記シリンダの側壁に接続され前記サイクロン部へ前記側壁に沿って接線方向に気体を吹き込む入口管と、
前記シリンダ内の上部に当該シリンダと同軸状に配置された円筒状のシリンダ内筒と、
前記シリンダ内筒の上部と接続された出口管とを、備え、
前記入口管から前記サイクロン部へ吹き込まれた気体が、前記シリンダ内筒の周囲を旋回しながら降下し、前記シリンダ内筒の下端から前記シリンダ内筒内に進入し、前記シリンダ内筒内を上昇して前記出口管へ流れるように構成されているものである。
【０００８】
また、本開示の一態様に係る燃焼システムは、
バーナを有する燃焼炉と、
前記バーナへ燃料を供給する燃料供給系統と、
前記バーナへ燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給系統とを備え、
前記燃焼用空気供給系統は、押込送風機と、前記押込送風機と前記バーナとを接続し燃焼用空気が流れる燃焼用空気ラインと、前記燃焼用空気ラインに配置されて火炎の逆流を阻止する水封式の逆火防止装置とを有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、燃焼炉と当該燃焼炉への燃料供給系統及び燃焼用空気供給系統とを備える燃焼システムにおいて、燃焼用空気供給系統を逆火から保護するために好適な技術、及び、そのために好適な逆火防止装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本開示の一実施形態に係る燃焼システムの概略構成を示す図である。
図２は、逆火防止装置の概略構成を示す図である。
図３は、逆火防止装置の制御系統の構成を示す図である。
図４は、シリンダ内に旋回流が発生している状態の水面の様子を示す図である。
図５は、変形例に係る逆火防止装置の概略構成を示す図である。
図６は、逆火発生時の変形例に係る逆火防止装置の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許