JPH06201103A - 水管群を有するボイラ - Google Patents
水管群を有するボイラInfo
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- JPH06201103A JPH06201103A JP3157713A JP15771391A JPH06201103A JP H06201103 A JPH06201103 A JP H06201103A JP 3157713 A JP3157713 A JP 3157713A JP 15771391 A JP15771391 A JP 15771391A JP H06201103 A JPH06201103 A JP H06201103A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 水管群内で燃焼と伝熱のバランスを取つて低
温でかつ定温燃焼させる。 【構成】 多数の水管を伝熱面とするボイラにおいて、
図１に示す如く水管がごばん目配列の場合はＤ／ｄ３＝
１．５〜３．０、Ｌ／ｄ３＝０．２〜１．０となし、水
管群がちどり配列の場合はＤ／ｄ３：１．５〜３．０か
つＬ／ｄ３＝０．１〜０．５となした水管群を有するボ
イラであり、水管群の第１〜第２列又は第１〜第４列を
ちどり配列とし、以後の水管群をごばん目配列とし、更
に燃焼ガス温度が１３００℃以下に低下する以降の燃焼
ガス温度が１３００〜９００℃の部分の水管の一部を削
除して断熱空間を設けた水管群を有するボイラ。 【効果】 ボイラの燃焼性の良好な、低ＮＯｘ性能を高
め如何なるバーナにでもマツチする小型高性能の水管群
を有するボイラが完成した。
温でかつ定温燃焼させる。 【構成】 多数の水管を伝熱面とするボイラにおいて、
図１に示す如く水管がごばん目配列の場合はＤ／ｄ３＝
１．５〜３．０、Ｌ／ｄ３＝０．２〜１．０となし、水
管群がちどり配列の場合はＤ／ｄ３：１．５〜３．０か
つＬ／ｄ３＝０．１〜０．５となした水管群を有するボ
イラであり、水管群の第１〜第２列又は第１〜第４列を
ちどり配列とし、以後の水管群をごばん目配列とし、更
に燃焼ガス温度が１３００℃以下に低下する以降の燃焼
ガス温度が１３００〜９００℃の部分の水管の一部を削
除して断熱空間を設けた水管群を有するボイラ。 【効果】 ボイラの燃焼性の良好な、低ＮＯｘ性能を高
め如何なるバーナにでもマツチする小型高性能の水管群
を有するボイラが完成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は所謂収熱水管内挿型燃焼
室における、多数の水管を燃焼室に配設することによつ
て燃焼性能を高め、低ＮＯx 化を達成することが可能な
小型にして高性能の水管群を有するボイラの改良に関す
るものである。
室における、多数の水管を燃焼室に配設することによつ
て燃焼性能を高め、低ＮＯx 化を達成することが可能な
小型にして高性能の水管群を有するボイラの改良に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来燃焼室内に多数の水管を配設して収
熱水管内挿型燃焼室とし、該多数の水管群中で燃料を燃
焼させて、ボイラの小型化と水管による火炎の冷却効果
により低ＮＯx 化を図ろうとする本出願人の発明がある
（特願昭63−227181号）。しかしながら本出願人の上記
先願発明の場合、バ−ナの特性やバ−ナと水管群の配置
や形状、水管群の配列などの影響が大きく、低ＮＯx 化
が達成されても燃焼性が悪くなつたり、逆に燃焼性を良
好ならしめんとするとＮＯx 値が期待に反して大となり
今後において検討すべき課題が多く、更に実用に供する
ための種々な改良が必要であつた。
熱水管内挿型燃焼室とし、該多数の水管群中で燃料を燃
焼させて、ボイラの小型化と水管による火炎の冷却効果
により低ＮＯx 化を図ろうとする本出願人の発明がある
（特願昭63−227181号）。しかしながら本出願人の上記
先願発明の場合、バ−ナの特性やバ−ナと水管群の配置
や形状、水管群の配列などの影響が大きく、低ＮＯx 化
が達成されても燃焼性が悪くなつたり、逆に燃焼性を良
好ならしめんとするとＮＯx 値が期待に反して大となり
今後において検討すべき課題が多く、更に実用に供する
ための種々な改良が必要であつた。
【０００３】本発明において上記燃焼性が良好というの
は、バ−ナの振動燃焼等がなく、またＣＯや未燃焼物の
発生がなく、燃焼容量範囲が広く空燃比範囲が広いこと
を意味している。
は、バ−ナの振動燃焼等がなく、またＣＯや未燃焼物の
発生がなく、燃焼容量範囲が広く空燃比範囲が広いこと
を意味している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現在ではＮＯx の発生
機構はほぼ解明されており、良質の燃料においては火炎
の高温域で発生するサ−マルＮＯが殆どであるとされて
いる。従つてＮＯx の発生を抑制するためには水管をバ
−ナの先端にできるだけ近づけて配置し、できるだけ上
流部から火炎温度を上げないようにするのが好適であ
る。しかし、あまり水管をバ−ナに近づけすぎるとバ−
ナ先端の保炎性能を害したり、バ−ナ噴流中の燃料と空
気との混合が悪くなり、その状態で水管による冷却を受
けるため燃焼性能が悪くなるという結果を招来する。
機構はほぼ解明されており、良質の燃料においては火炎
の高温域で発生するサ−マルＮＯが殆どであるとされて
いる。従つてＮＯx の発生を抑制するためには水管をバ
−ナの先端にできるだけ近づけて配置し、できるだけ上
流部から火炎温度を上げないようにするのが好適であ
る。しかし、あまり水管をバ−ナに近づけすぎるとバ−
ナ先端の保炎性能を害したり、バ−ナ噴流中の燃料と空
気との混合が悪くなり、その状態で水管による冷却を受
けるため燃焼性能が悪くなるという結果を招来する。
【０００５】本発明者等は前記出願人の先願発明を改良
するために、上記燃焼性能と低ＮＯx 性能の両者に影響
を与える要因について詳細に研究した結果、次の問題点
が解明された。即ち、(イ) バ−ナ噴出口径と燃焼室の代
表寸法（例えば直径）の比は管群の配列を決定する場合
の噴流のフロ−パタ−ンを支配し、他の影響因子と複合
して燃焼性能と低ＮＯx 性能とに強く影響する。（ロ）
バ−ナの噴出口径とバ−ナ先端から第一水管までの距離
との比は上記(イ) との関係でボイラの燃焼性能と低ＮＯ
x 性能とに著しく影響する。要するに上記の距離を大に
すれば、水管に当たつて冷却されるまでに燃料と空気と
が混合する距離が取れることになり燃焼性は良くなる
が、前記の理由により逆にＮＯx 値が上がるようにな
る。一方バ−ナ先端から第一水管までの距離を小さくす
れば前記したようにＮＯx 値は下るが、空気と燃料との
混合が悪いまま水管によつて冷却を受けるので燃焼性は
悪くなる。またあまり近づけすぎると保炎が悪くなり振
動燃焼や不着火を引き起こす恐れがある。(ハ) 水管の配
列方式は管群内の燃焼における燃焼特性やＮＯx 値に強
く影響する。即ち第一水管に火炎がぶち当たり、その後
に続く全体の空気と燃料との混合性能に影響する。ごば
ん目配列の場合は、水管群が整流効果を持ち、火炎が流
れにそって分割される。もともと空燃比の悪い流路は、
いくら個々の水管の後流で発生するカルマン渦で混合が
促進されても、結局燃焼性が悪く、他の空燃比の適当な
流路があつても全体として燃焼性が悪いことになる。一
方ちどり配列は流れにそっての流路分割が少なく、流れ
に直角方向の流体混合が行われ易いので燃焼性はごばん
目配列よりも良くなるがそれだけＮＯx 値が高くなる傾
向にある。(ニ) ちどり配列は混合性能が良くなることを
利用してごばん目配列よりもバ−ナに水管を近づけてＮ
Ｏx 値を低下させることが可能である。本発明ではちど
り配列を採用するか、又はごばん目配列を採用するかは
それぞれに伝熱特性があるが故に他の設計条件から決め
ても良く特に限定しない。従つて場合によつては、ちど
り配列をバ−ナ側の一部に採用して、その後はごばん目
配列としても燃焼特性及びＮＯx 値は全体がちどり配列
の場合に近い。(ホ) 何れの条件においても水管群内で燃
焼と伝熱のバランスを取つて低温で、かつ定温燃焼させ
るのが本発明の目的とするところであるが、ＮＯx の発
生は主として1300℃以上の超高温部での発生が支配的で
あるから、それ以下に下がつたところではむしろ燃焼促
進のため、水管の一部を削除して断熱空間を設けるのが
効果的である。ただし温度が900 ℃以下ではすでに燃焼
反応が進みにくくなっているためその効果はない。
するために、上記燃焼性能と低ＮＯx 性能の両者に影響
を与える要因について詳細に研究した結果、次の問題点
が解明された。即ち、(イ) バ−ナ噴出口径と燃焼室の代
表寸法（例えば直径）の比は管群の配列を決定する場合
の噴流のフロ−パタ−ンを支配し、他の影響因子と複合
して燃焼性能と低ＮＯx 性能とに強く影響する。（ロ）
バ−ナの噴出口径とバ−ナ先端から第一水管までの距離
との比は上記(イ) との関係でボイラの燃焼性能と低ＮＯ
x 性能とに著しく影響する。要するに上記の距離を大に
すれば、水管に当たつて冷却されるまでに燃料と空気と
が混合する距離が取れることになり燃焼性は良くなる
が、前記の理由により逆にＮＯx 値が上がるようにな
る。一方バ−ナ先端から第一水管までの距離を小さくす
れば前記したようにＮＯx 値は下るが、空気と燃料との
混合が悪いまま水管によつて冷却を受けるので燃焼性は
悪くなる。またあまり近づけすぎると保炎が悪くなり振
動燃焼や不着火を引き起こす恐れがある。(ハ) 水管の配
列方式は管群内の燃焼における燃焼特性やＮＯx 値に強
く影響する。即ち第一水管に火炎がぶち当たり、その後
に続く全体の空気と燃料との混合性能に影響する。ごば
ん目配列の場合は、水管群が整流効果を持ち、火炎が流
れにそって分割される。もともと空燃比の悪い流路は、
いくら個々の水管の後流で発生するカルマン渦で混合が
促進されても、結局燃焼性が悪く、他の空燃比の適当な
流路があつても全体として燃焼性が悪いことになる。一
方ちどり配列は流れにそっての流路分割が少なく、流れ
に直角方向の流体混合が行われ易いので燃焼性はごばん
目配列よりも良くなるがそれだけＮＯx 値が高くなる傾
向にある。(ニ) ちどり配列は混合性能が良くなることを
利用してごばん目配列よりもバ−ナに水管を近づけてＮ
Ｏx 値を低下させることが可能である。本発明ではちど
り配列を採用するか、又はごばん目配列を採用するかは
それぞれに伝熱特性があるが故に他の設計条件から決め
ても良く特に限定しない。従つて場合によつては、ちど
り配列をバ−ナ側の一部に採用して、その後はごばん目
配列としても燃焼特性及びＮＯx 値は全体がちどり配列
の場合に近い。(ホ) 何れの条件においても水管群内で燃
焼と伝熱のバランスを取つて低温で、かつ定温燃焼させ
るのが本発明の目的とするところであるが、ＮＯx の発
生は主として1300℃以上の超高温部での発生が支配的で
あるから、それ以下に下がつたところではむしろ燃焼促
進のため、水管の一部を削除して断熱空間を設けるのが
効果的である。ただし温度が900 ℃以下ではすでに燃焼
反応が進みにくくなっているためその効果はない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は水管群を有する
ボイラにおいて、前記の課題を解決するために、その第
一発明は多数の水管群を伝熱面とするボイラにおいて、
バ−ナから燃料と燃焼用空気とを個別に、或は混合して
噴出させて燃焼するに当たり、燃焼室内の水管の配設を
該水管がごばん目配列の場合は燃焼室の直径又は一辺の
長さＤとバ−ナ噴出口径ｄ3 との比Ｄ／ｄ3 ＝1.5 〜3.
0 とし、かつバ−ナ先端から第１水管までの距離Ｌとｄ
3 との比Ｌ／ｄ3 ＝0.2 〜1.0 としたことを特徴とする
水管群を有するボイラであり、第２発明は第１発明にお
いて水管群がちどり配列の場合は上記Ｄ／ｄ3 ＝1.5 〜
3.0 であり、かつＬ／ｄ3 ＝0.1 〜0.5 となし、更に第
３発明は第２発明において第１〜第２列又は第１〜第４
列の水管群をちどり配列とし、それ以後の水管群をごば
ん目配列となし、更に第４発明は第１、第２又は第３発
明において燃焼ガス温度が1300℃以下に低下する以降の
燃焼ガス温度が1300〜900 ℃の部分の水管の一部を除去
して、断熱空間を設けた水管群を有するボイラである。
ボイラにおいて、前記の課題を解決するために、その第
一発明は多数の水管群を伝熱面とするボイラにおいて、
バ−ナから燃料と燃焼用空気とを個別に、或は混合して
噴出させて燃焼するに当たり、燃焼室内の水管の配設を
該水管がごばん目配列の場合は燃焼室の直径又は一辺の
長さＤとバ−ナ噴出口径ｄ3 との比Ｄ／ｄ3 ＝1.5 〜3.
0 とし、かつバ−ナ先端から第１水管までの距離Ｌとｄ
3 との比Ｌ／ｄ3 ＝0.2 〜1.0 としたことを特徴とする
水管群を有するボイラであり、第２発明は第１発明にお
いて水管群がちどり配列の場合は上記Ｄ／ｄ3 ＝1.5 〜
3.0 であり、かつＬ／ｄ3 ＝0.1 〜0.5 となし、更に第
３発明は第２発明において第１〜第２列又は第１〜第４
列の水管群をちどり配列とし、それ以後の水管群をごば
ん目配列となし、更に第４発明は第１、第２又は第３発
明において燃焼ガス温度が1300℃以下に低下する以降の
燃焼ガス温度が1300〜900 ℃の部分の水管の一部を除去
して、断熱空間を設けた水管群を有するボイラである。
【０００７】第１発明において、Ｄ／ｄ3 が1.5 未満の
場合は燃焼室の断面に対して、バ−ナの噴出口径(d3)即
ちその面積が大きくなりすぎ、バ−ナの噴出速度が遅く
バ−ナ自体の燃焼性が悪くなつたり、バ−ナ噴流による
上流水管まわりの燃焼ガスを巻き込んでの再循環性が弱
く、低ＮＯx 性、燃焼性が共に悪くなる。またＤ／ｄ3
は大きい程良いがＤ／ｄ3 が3.0 より大きくなると、バ
−ナの噴出速度が大きくなりすぎて、バ−ナの保炎限界
を越してリフトしたり、失火したりする。更にバ−ナの
風圧損失が大きくなり、押込みフアン動力が増大するこ
とになる。ごばん目配列ではこの条件でＬ／ｄ3 ＝0.2
〜1.0 の範囲が燃焼性、低ＮＯx 性ともに最もよいこと
が判明した。即ちＬ／ｄ3 が0.2 未満ではＮＯx 値は低
いが燃焼性が悪く、Ｌ／ｄ3 が1.0 を超過すると燃焼性
はよくなるがＮＯx 値が高くなる。
場合は燃焼室の断面に対して、バ−ナの噴出口径(d3)即
ちその面積が大きくなりすぎ、バ−ナの噴出速度が遅く
バ−ナ自体の燃焼性が悪くなつたり、バ−ナ噴流による
上流水管まわりの燃焼ガスを巻き込んでの再循環性が弱
く、低ＮＯx 性、燃焼性が共に悪くなる。またＤ／ｄ3
は大きい程良いがＤ／ｄ3 が3.0 より大きくなると、バ
−ナの噴出速度が大きくなりすぎて、バ−ナの保炎限界
を越してリフトしたり、失火したりする。更にバ−ナの
風圧損失が大きくなり、押込みフアン動力が増大するこ
とになる。ごばん目配列ではこの条件でＬ／ｄ3 ＝0.2
〜1.0 の範囲が燃焼性、低ＮＯx 性ともに最もよいこと
が判明した。即ちＬ／ｄ3 が0.2 未満ではＮＯx 値は低
いが燃焼性が悪く、Ｌ／ｄ3 が1.0 を超過すると燃焼性
はよくなるがＮＯx 値が高くなる。
【０００８】第１発明において、水管群がちどり配列の
場合は上記Ｄ／ｄ3 ＝1.5 〜3.0 とし、かつＬ／ｄ3 ＝
0.1 〜0.5 とする。Ｄ／ｄ3 の値については上記した通
りであるが、本発明者等はちどり配列の場合はごばん目
配列よりも燃焼が良くなり、ＮＯx 値が上昇する傾向を
見つけた。従つてちどり配列の場合のＬ／ｄ3 の最適条
件は本発明者等の研究の結果Ｌ／ｄ3 ＝0.1 〜0.5 の範
囲にあることが判明した。Ｌ／ｄ3 が 0.1未満の場合は
水管がバ−ナの先端に接近しすぎるため、バ−ナ自体の
保炎性能が悪くなり振動燃焼や失火が起こる。更にちど
り配列におけるＬ／ｄ3 が0.5 を超過するとＮＯx 値が
極端に高くなり適当でない。
場合は上記Ｄ／ｄ3 ＝1.5 〜3.0 とし、かつＬ／ｄ3 ＝
0.1 〜0.5 とする。Ｄ／ｄ3 の値については上記した通
りであるが、本発明者等はちどり配列の場合はごばん目
配列よりも燃焼が良くなり、ＮＯx 値が上昇する傾向を
見つけた。従つてちどり配列の場合のＬ／ｄ3 の最適条
件は本発明者等の研究の結果Ｌ／ｄ3 ＝0.1 〜0.5 の範
囲にあることが判明した。Ｌ／ｄ3 が 0.1未満の場合は
水管がバ−ナの先端に接近しすぎるため、バ−ナ自体の
保炎性能が悪くなり振動燃焼や失火が起こる。更にちど
り配列におけるＬ／ｄ3 が0.5 を超過するとＮＯx 値が
極端に高くなり適当でない。
【０００９】また第１〜第２列又は第１〜第４列水管を
ちどり配列にするとその後の水管をごばん目配列にして
も、全体としてはちどり配列と同様な効果が続き、ごば
ん目配列の伝熱性能によりボイラ全体をよりコンパクト
にするためには有効な管群構成である。更に上記におい
て燃焼ガス温度が1300℃以下に低下した所における燃焼
ガス温度が1300〜900 ℃の部分の一部の水管を除去して
断熱空間を設けることによつて燃焼性能と低ＮＯx 性能
を向上させることができる。
ちどり配列にするとその後の水管をごばん目配列にして
も、全体としてはちどり配列と同様な効果が続き、ごば
ん目配列の伝熱性能によりボイラ全体をよりコンパクト
にするためには有効な管群構成である。更に上記におい
て燃焼ガス温度が1300℃以下に低下した所における燃焼
ガス温度が1300〜900 ℃の部分の一部の水管を除去して
断熱空間を設けることによつて燃焼性能と低ＮＯx 性能
を向上させることができる。
【００１０】本発明に使用されるバ−ナは先混合型バ−
ナであり、水管群内で燃焼と伝熱とが行われる。この場
合バ−ナ自体の混合特性は基本的に重要であるが、その
ために本発明の数値限定が変わるものではない。従来の
混合の悪い長炎のバ−ナでは水管を粗に配設して、火炎
に対する吸熱を弱く、即ち管群燃焼部(LL)を長くする必
要があるが、本発明は予混合バ−ナのようにバ−ナ面で
燃焼してしまうものでない限り、前記Ｄ／ｄ3 、Ｌ／ｄ
3 の数値限定は変わらないことを本発明者は種々なバ−
ナの試験によつて見出したのである。
ナであり、水管群内で燃焼と伝熱とが行われる。この場
合バ−ナ自体の混合特性は基本的に重要であるが、その
ために本発明の数値限定が変わるものではない。従来の
混合の悪い長炎のバ−ナでは水管を粗に配設して、火炎
に対する吸熱を弱く、即ち管群燃焼部(LL)を長くする必
要があるが、本発明は予混合バ−ナのようにバ−ナ面で
燃焼してしまうものでない限り、前記Ｄ／ｄ3 、Ｌ／ｄ
3 の数値限定は変わらないことを本発明者は種々なバ−
ナの試験によつて見出したのである。
【００１１】
【実施例】以下に本発明を実施例によつて説明する。図
１はバ−ナ(1) の噴口からＬだけ離れたところから水管
(3) が配設された収熱水管内挿型燃焼室(2) を構成した
ごばん目配列の水管群を有するボイラの一実施例を示す
もので、バ−ナに供給された空気と燃料とはバ−ナヘツ
ド部で保炎されて燃焼が始まり、バ−ナ噴出口径ｄ3 か
ら噴出する。燃焼反応はバ−ナヘツドで始まり、水管群
内で燃焼と伝熱とが同時進行し、収熱水管内挿型燃焼部
(LL)の長さで終了する。ＬＬにおける燃焼ガス温度は90
0 ℃程度以上が必要であり、これ以下に下がると燃焼反
応が抑制されてボイラ燃焼室出口部でも未燃ガスやＣＯ
が残るということになる。従つて水管の配列(h/d,l/d)
やＬＬの長さはバ−ナ自体の混合性能や燃焼性能で決ま
るものであつて、前記本発明の限定によつて自ら決定さ
れる。前記したように図１はごばん目配列の水管群を示
しているが、ちどり配列の場合も同様である。
１はバ−ナ(1) の噴口からＬだけ離れたところから水管
(3) が配設された収熱水管内挿型燃焼室(2) を構成した
ごばん目配列の水管群を有するボイラの一実施例を示す
もので、バ−ナに供給された空気と燃料とはバ−ナヘツ
ド部で保炎されて燃焼が始まり、バ−ナ噴出口径ｄ3 か
ら噴出する。燃焼反応はバ−ナヘツドで始まり、水管群
内で燃焼と伝熱とが同時進行し、収熱水管内挿型燃焼部
(LL)の長さで終了する。ＬＬにおける燃焼ガス温度は90
0 ℃程度以上が必要であり、これ以下に下がると燃焼反
応が抑制されてボイラ燃焼室出口部でも未燃ガスやＣＯ
が残るということになる。従つて水管の配列(h/d,l/d)
やＬＬの長さはバ−ナ自体の混合性能や燃焼性能で決ま
るものであつて、前記本発明の限定によつて自ら決定さ
れる。前記したように図１はごばん目配列の水管群を示
しているが、ちどり配列の場合も同様である。
【００１２】図１においてはＤ／ｄ3 ＝1.8 〜3.0 、Ｌ
／ｄ3 ＝0.2 〜1.0 の範囲でバ−ナと収熱水管内挿型燃
焼室が構成されている。そのため前記のように燃焼性と
低ＮＯx 性とを満足する極めて小型高性能の水管を有す
るボイラが提供されることになつた。なお、収熱水管内
挿型燃焼室以降は図示されていないが、続いてその後流
部で裸水管又はフイン付水管で構成される対流伝熱部と
して適当な排ガス温度まで熱吸収されてボイラの外に排
出される。
／ｄ3 ＝0.2 〜1.0 の範囲でバ−ナと収熱水管内挿型燃
焼室が構成されている。そのため前記のように燃焼性と
低ＮＯx 性とを満足する極めて小型高性能の水管を有す
るボイラが提供されることになつた。なお、収熱水管内
挿型燃焼室以降は図示されていないが、続いてその後流
部で裸水管又はフイン付水管で構成される対流伝熱部と
して適当な排ガス温度まで熱吸収されてボイラの外に排
出される。
【００１３】次に水管がちどり配列の場合は管群内のマ
クロ混合が促進され、燃焼が良くなりＮＯx 発生量が多
くなるためごばん目配列の場合よりもＬを小さくする必
要がある。その好適範囲は前記の様にＬ／ｄ3 ＝0.1 〜
0.5 である。この場合、第１〜第２列又は第１〜第４列
だけをちどり配列として他はごばん目配列としてもほぼ
同様な効果が得られることが判明した。また省エネルギ
−面から排ガスのＯ2濃度をできるだけ低くして、低Ｏ2
性能を上げるためには低ＮＯx を達成しながら更に燃
焼性を良くする必要がある。この場合は燃焼ガス温度が
1300℃以下に低下する以降の燃焼ガス温度が1300〜900
℃の部分の一部の水管を削除して、断熱空間を設け、こ
の部分でマクロの混合を促進することによりＮＯx の生
成量を増加することなく、燃焼性を高めることができ
る。
クロ混合が促進され、燃焼が良くなりＮＯx 発生量が多
くなるためごばん目配列の場合よりもＬを小さくする必
要がある。その好適範囲は前記の様にＬ／ｄ3 ＝0.1 〜
0.5 である。この場合、第１〜第２列又は第１〜第４列
だけをちどり配列として他はごばん目配列としてもほぼ
同様な効果が得られることが判明した。また省エネルギ
−面から排ガスのＯ2濃度をできるだけ低くして、低Ｏ2
性能を上げるためには低ＮＯx を達成しながら更に燃
焼性を良くする必要がある。この場合は燃焼ガス温度が
1300℃以下に低下する以降の燃焼ガス温度が1300〜900
℃の部分の一部の水管を削除して、断熱空間を設け、こ
の部分でマクロの混合を促進することによりＮＯx の生
成量を増加することなく、燃焼性を高めることができ
る。
【００１４】本実施例では水管の３列目と４列目を削除
することによつて低ＮＯx 性能を悪化させることなく従
来Ｏ2 濃度が３〜４％程度しか絞れなかつたものを１〜
２％程度まで絞れることができた。
することによつて低ＮＯx 性能を悪化させることなく従
来Ｏ2 濃度が３〜４％程度しか絞れなかつたものを１〜
２％程度まで絞れることができた。
【００１５】
【発明の効果】本発明の効果を纏めると下記の通りであ
る。本発明は収熱水管内挿型ボイラにおいて、該収熱水
管群がごばん目配列の場合、Ｄ／ｄを1.5 〜3.0 、Ｌ／
ｄ3 を0.2 〜1.0 になすことによつてバ−ナの噴出速度
を大ならしめ、バ−ナの振動燃焼等がなくＣＯや未燃ガ
スの発生のない燃焼範囲の広い所謂燃焼性の良好なボイ
ラの低ＮＯx 性能を高め如何なるバ−ナにでもマツチす
る小型高性能の水管群を有するボイラが完成した。
る。本発明は収熱水管内挿型ボイラにおいて、該収熱水
管群がごばん目配列の場合、Ｄ／ｄを1.5 〜3.0 、Ｌ／
ｄ3 を0.2 〜1.0 になすことによつてバ−ナの噴出速度
を大ならしめ、バ−ナの振動燃焼等がなくＣＯや未燃ガ
スの発生のない燃焼範囲の広い所謂燃焼性の良好なボイ
ラの低ＮＯx 性能を高め如何なるバ−ナにでもマツチす
る小型高性能の水管群を有するボイラが完成した。
【００１６】収熱水管内装型ボイラにおいて、該水管群
がちどり配列の場合Ｄ／ｄ3 を1.5〜3.0 にして、かつ
Ｌ／ｄ3 を0.1 〜0.5 ならしめることによつて前記の場
合と同様の効果を奏する小型高性能水管群を有するボイ
ラが得られる。
がちどり配列の場合Ｄ／ｄ3 を1.5〜3.0 にして、かつ
Ｌ／ｄ3 を0.1 〜0.5 ならしめることによつて前記の場
合と同様の効果を奏する小型高性能水管群を有するボイ
ラが得られる。
【００１７】収熱水管内挿型ボイラの第１〜第２列、或
は第１〜第４列をちどり配列とし以後をごばん目配列の
管群配列により、ボイラをよりコンパクトにする効果を
奏する。
は第１〜第４列をちどり配列とし以後をごばん目配列の
管群配列により、ボイラをよりコンパクトにする効果を
奏する。
【００１８】収熱水管内挿型ボイラにおいて燃焼ガス温
度が1300℃以下に低下する以降の燃焼ガス温度が1300〜
900 ℃の部分の水管を一部削除して断熱空間を設けるこ
とによつて燃焼を促進し、ボイラの低ＮＯx 性能を向上
せしめることができた。即ち本発明によつて始めて如何
なるバ−ナのボイラにおいても燃焼性能と低ＮＯx 性能
とを高めて収熱水管内挿型燃焼室にマツチする水管群を
有するボイラを提供することが可能になつた。
度が1300℃以下に低下する以降の燃焼ガス温度が1300〜
900 ℃の部分の水管を一部削除して断熱空間を設けるこ
とによつて燃焼を促進し、ボイラの低ＮＯx 性能を向上
せしめることができた。即ち本発明によつて始めて如何
なるバ−ナのボイラにおいても燃焼性能と低ＮＯx 性能
とを高めて収熱水管内挿型燃焼室にマツチする水管群を
有するボイラを提供することが可能になつた。
【図１】本発明の水管がごばん目配列を有する収熱水管
内挿型燃焼室を有するボイラの一実施例を示す。
内挿型燃焼室を有するボイラの一実施例を示す。
１．バ−ナ ２．収熱水管内挿型燃焼室 ３．水管 ＬＬ．管群燃焼部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年７月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 本発明に使用されるバーナは先混合型バ
ーナであり、水管群内で燃焼と伝熱とが行われる。この
場合バーナ自体の混合特性は基本的に重要であるが、そ
のために本発明の数値限定が変わるものではない。従来
の混合の悪い長炎のバーナでは水管を粗に配設して、火
炎に対する吸熱を弱く、即ち管群燃焼部（ＬＬ）を長く
する必要があるが、本発明は予混合バーナのように水管
第一列までの極小空間で燃焼してしまうものでない限
り、前記Ｄ／ｄ３、Ｌ／ｄ３の数値限定は変わらないこ
とを本発明者は種々なバーナの試験によつて見出したの
である。
ーナであり、水管群内で燃焼と伝熱とが行われる。この
場合バーナ自体の混合特性は基本的に重要であるが、そ
のために本発明の数値限定が変わるものではない。従来
の混合の悪い長炎のバーナでは水管を粗に配設して、火
炎に対する吸熱を弱く、即ち管群燃焼部（ＬＬ）を長く
する必要があるが、本発明は予混合バーナのように水管
第一列までの極小空間で燃焼してしまうものでない限
り、前記Ｄ／ｄ３、Ｌ／ｄ３の数値限定は変わらないこ
とを本発明者は種々なバーナの試験によつて見出したの
である。
【手続補正書】
【提出日】平成４年４月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】本発明に使用されるバーナは先混合型バー
ナであり、水管群内で燃焼と伝熱とが行われる。この場
合バーナ自体の混合特性は基本的に重要であるが、その
ために本発明の数値限定が変わるものではない。従来の
混合の悪い長炎のバーナでは水管を粗に配設して、火炎
に対する吸熱を弱く、即ち管群燃焼部（ＬＬ）を長くす
る必要があるが、本発明は予混合バーナのようにバーナ
面で燃焼してしまうものでない限り、前記Ｄ／ｄ３、Ｄ
／ｄ３の数値限定は変わらないことを本発明者等は種々
なバーナの試験によつて見出したのである。
ナであり、水管群内で燃焼と伝熱とが行われる。この場
合バーナ自体の混合特性は基本的に重要であるが、その
ために本発明の数値限定が変わるものではない。従来の
混合の悪い長炎のバーナでは水管を粗に配設して、火炎
に対する吸熱を弱く、即ち管群燃焼部（ＬＬ）を長くす
る必要があるが、本発明は予混合バーナのようにバーナ
面で燃焼してしまうものでない限り、前記Ｄ／ｄ３、Ｄ
／ｄ３の数値限定は変わらないことを本発明者等は種々
なバーナの試験によつて見出したのである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】本実施例では水管の３列目と４列目を削除
することによつて低ＮＯｘ性能を悪化させることなく従
来Ｏ２濃度が３〜４％程度しか絞れなかつたものを１〜
２％程度まで絞ることができる。 ─────────────────────────────────────────────────────
することによつて低ＮＯｘ性能を悪化させることなく従
来Ｏ２濃度が３〜４％程度しか絞れなかつたものを１〜
２％程度まで絞ることができる。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年４月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石谷 清幹 芦屋市岩園町８番７号
Claims (4)
- 【請求項１】 多数の水管を伝熱面とするボイラにおい
て、バ−ナから燃料と燃焼用空気とを個別に、或は混合
して噴出させて燃焼するにあたり、燃焼室内の水管の配
設を該水管がごばん目配列の場合は燃焼室の直径又は一
辺の長さＤとバ−ナ噴出口径ｄ3 との比Ｄ／ｄ3 ＝1.5
〜3.0 とし、かつバ−ナ先端から第１水管までの距離Ｌ
とｄ3 との比Ｌ／ｄ3 ＝0.2 〜1.0 としたことを特徴と
する水管群を有するボイラ。 - 【請求項２】 水管がちどり配列の場合は前記Ｄ／ｄ3
＝1.5 〜3.0 とし、かつＬ／ｄ3 ＝０．１〜0.5 となし
た第１項記載の水管群を有するボイラ。 - 【請求項３】 水管群の第１〜第２列又は第１〜第４列
をちどり配列とし以後の水管群をごばん目配列となした
請求項２記載の水管郡を有するボイラ。 - 【請求項４】 燃焼ガス温度が1300℃以下に低下する以
降の燃焼ガス温度が1300〜900 ℃の部分の水管の一部を
削除して断熱空間を設けてなる請求項１又は２又は３記
載の水管群を有するボイラ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3157713A JP2628237B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 水管群を有するボイラ |
| KR1019920007960A KR0137751B1 (ko) | 1991-05-31 | 1992-05-12 | 수관군을 갖는 보일러 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3157713A JP2628237B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 水管群を有するボイラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201103A true JPH06201103A (ja) | 1994-07-19 |
| JP2628237B2 JP2628237B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=15655751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3157713A Expired - Lifetime JP2628237B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 水管群を有するボイラ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2628237B2 (ja) |
| KR (1) | KR0137751B1 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551201A (en) * | 1978-10-09 | 1980-04-14 | Hirakawa Tekkosho | Rectilinearrpropagation combustion furnace cylinder fire tube boiler with optimal inverted flow region |
| JPS6078247A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-02 | Tokyo Gas Co Ltd | Ｃｏの発生を抑制しながら高負荷燃焼により熱交換を行なう方法及びその装置 |
| JPH0275803A (ja) * | 1988-09-10 | 1990-03-15 | Hirakawa Tekkosho:Kk | 炉筒水管ボイラ |
| JPH02178502A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-11 | Hirakawa Tekkosho:Kk | 水管群を有するボイラ |
| JP3021603U (ja) * | 1995-08-11 | 1996-02-27 | 有限会社ジャパン・アート・オリジン | 看 板 |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3157713A patent/JP2628237B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-05-12 KR KR1019920007960A patent/KR0137751B1/ko not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551201A (en) * | 1978-10-09 | 1980-04-14 | Hirakawa Tekkosho | Rectilinearrpropagation combustion furnace cylinder fire tube boiler with optimal inverted flow region |
| JPS6078247A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-02 | Tokyo Gas Co Ltd | Ｃｏの発生を抑制しながら高負荷燃焼により熱交換を行なう方法及びその装置 |
| JPH0275803A (ja) * | 1988-09-10 | 1990-03-15 | Hirakawa Tekkosho:Kk | 炉筒水管ボイラ |
| JPH02178502A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-11 | Hirakawa Tekkosho:Kk | 水管群を有するボイラ |
| JP3021603U (ja) * | 1995-08-11 | 1996-02-27 | 有限会社ジャパン・アート・オリジン | 看 板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2628237B2 (ja) | 1997-07-09 |
| KR0137751B1 (ko) | 1998-07-01 |
| KR920021919A (ko) | 1992-12-19 |
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