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公開番号2025009511
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023112562
出願日2023-07-07
発明の名称検出装置及び燃焼システム
出願人横河電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F23N 5/24 20060101AFI20250110BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】燃焼装置において逆火をより適切に検出可能とする。
【解決手段】供給口から供給される燃料を燃焼させる燃焼室31における逆火を検出する検出装置10は、燃焼室31の側壁に設けられた開口部111を介して燃焼室31の内部に連結する導管11と、導管11を介して燃焼室31の内部における物理量を測定するセンサ部21と、センサ部21が測定した物理量の測定値に基づき燃焼室31における逆火を検出する検出部22と、を備え、導管11は、燃焼室31とセンサ部21との間の内部空間を開閉可能な開閉部14を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
供給口から供給される燃料を燃焼させる燃焼室における逆火を検出する検出装置であって、
前記燃焼室の側壁に設けられた開口部を介して前記燃焼室の内部に連結する導管と、
前記導管を介して前記燃焼室の内部における物理量を測定するセンサ部と、
前記センサ部が測定した前記物理量の測定値に基づき前記燃焼室における逆火を検出する検出部と、
を備え、
前記導管は、前記燃焼室と前記センサ部との間の内部空間を開閉可能な開閉部を備える、
検出装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記導管は、前記燃焼室の前記側壁における、前記供給口よりも下流側で、かつ、前記燃焼室において前記燃料を正常に燃焼させた場合に生じる基準火炎面よりも上流側の位置に設けられた前記開口部を介して、前記燃焼室の内部に連結する、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記センサ部が測定した前記物理量の測定値の平均値と、予め定められた閾値との比較に基づき、前記センサ部のメンテナンスの要否を判定し、
前記センサ部のメンテナンスが必要と判定された場合、前記センサ部のメンテナンスが必要であることを通知する、
提案部を更に備える、請求項１に記載の検出装置。
【請求項４】
前記センサ部が測定した前記物理量の測定値に基づき、前記センサ部のメンテナンスが必要となる時期を推定し、
前記推定された時期をユーザに通知する、
提案部を更に備える、請求項１に記載の検出装置。
【請求項５】
前記センサ部は、前記燃焼室の内部における、温度、光スペクトル、圧力、又は、音圧を測定する、請求項１に記載の検出装置。
【請求項６】
前記開閉部は、ゲート式又はボール式のバルブである、請求項１に記載の検出装置。
【請求項７】
前記検出部が前記燃焼室における逆火を検出したことに応じて、前記供給口への前記燃料の供給を制御する制御系へ逆火発生を示す信号を出力する信号出力部を更に備える、請求項１に記載の検出装置。
【請求項８】
供給口から供給される燃料を燃焼させる燃焼室と、
前記燃焼室における逆火を検出する検出装置と、
を備え、
前記検出装置は、
前記燃焼室の側壁に設けられた開口部を介して前記燃焼室の内部に連結する導管と、
前記導管を介して前記燃焼室の内部における物理量を測定するセンサ部と、
前記センサ部が測定した前記物理量の測定値に基づき前記燃焼室における逆火を検出する検出部と、
を備え、
前記導管は、前記燃焼室と前記センサ部との間の内部空間を開閉可能な開閉部を備える、
る燃焼システム。
【請求項９】
前記燃焼室は、前記燃料の供給口として、複数の燃料ノズルの吐出口から燃料が供給される、請求項８に記載の燃焼システム。
【請求項１０】
前記検出装置が逆火を検出したことに応じて、前記供給口への前記燃料の供給を制御する、請求項８に記載の燃焼システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、検出装置及び燃焼システムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
希薄予混合燃焼方式の燃焼装置を備えるガスタービンにおいて、その燃焼装置内で生じた逆火を検出する検出装置が知られている。逆火とは、燃料及び空気等の流体の速度よりも火炎が進む速度が高く、流体中を火炎が遡上する現象である。天然ガスを燃料とするガスタービンでは原理的には逆火が発生し得るものの、運転条件を制限することで逆火の発生を抑制することが容易である。
【０００３】
近年、水素社会の実現に向けて天然ガス及び水素ガスの混合ガス、並びに、水素ガス単体を燃料とする水素焚きガスタービンの需要が高まっている。水素ガスは天然ガスと比較して燃焼速度が速い。そのため、水素焚きガスタービンでは、天然ガスを燃料ガスとして消費するガスタービンと比べて逆火が発生しやすい。燃料ガス中の水素ガスの濃度を高めていくと逆火が発生しない条件が狭まり、実運用上、逆火を完全に抑制することが困難となる。
【０００４】
逆火の発生を抑制することを目的として、燃焼装置内にクラスタバーナと呼ばれる多数のバーナ（燃料ノズル）を備えた燃焼装置が研究されている。しかしながら、燃料の水素ガス濃度が増加するにつれて、クラスタバーナを用いたとしても逆火の発生自体を完全に抑制することが困難になる。
【０００５】
特許文献１には、燃焼システムに用いられ、フラッシュバックを検知する逆火検知部からの検知信号に基づいてフラッシュバックが発生したメイン燃料ノズルを含むステージングブロックへの燃料供給を停止する燃焼制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開２０１５／０９７８６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の構成は、メンテナンスの容易さ、及び、燃料ノズルの個数が多い燃焼装置への適用の容易さという観点から改善の余地があった。
【０００８】
そこで、本開示は、燃焼装置において逆火をより適切に検出可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
幾つかの実施形態に係る検出装置は、
（１）供給口から供給される燃料を燃焼させる燃焼室における逆火を検出する検出装置であって、
前記燃焼室の側壁に設けられた開口部を介して前記燃焼室の内部に連結する導管と、
前記導管を介して前記燃焼室の内部における物理量を測定するセンサ部と、
前記センサ部が測定した前記物理量の測定値に基づき前記燃焼室における逆火を検出する検出部と、
を備え、
前記導管は、前記燃焼室と前記センサ部との間の内部空間を開閉可能な開閉部を備える。
【００１０】
検出装置において、導管は、燃焼室とセンサ部との間の内部空間を開閉可能な開閉部を備えるため、燃焼室における燃焼を継続したまま、開閉部を閉じて、センサ部を交換することが可能である。また、検出装置は、燃焼室の側面の開口部からセンサ部により物理量を測定して逆火を検出するため、燃料ノズルが多数設けられた大規模な燃焼装置に対しても適用が容易である。したがって、燃焼装置において逆火をより適切に検出することが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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