JPH0735301A - コンパクト型省エネルギボイラ - Google Patents
コンパクト型省エネルギボイラInfo
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- JPH0735301A JPH0735301A JP5153018A JP15301893A JPH0735301A JP H0735301 A JPH0735301 A JP H0735301A JP 5153018 A JP5153018 A JP 5153018A JP 15301893 A JP15301893 A JP 15301893A JP H0735301 A JPH0735301 A JP H0735301A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
- F22B31/08—Installation of heat-exchange apparatus or of means in boilers for heating air supplied for combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
- F22B21/02—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially-straight water tubes
- F22B21/04—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially-straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely
- F22B21/06—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially-straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely the water tubes being arranged annularly in sets, e.g. in abutting connection with drums of annular shape
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
- F23L15/02—Arrangements of regenerators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンパクトでボイラ効率のより高いコンパク
ト型省エネルギボイラを提供する。 【構成】 燃焼炉内で燃料を燃焼させて生じる高温燃焼
ガスを伝熱部を通じて熱回収を行うボイラにおいて、該
伝熱部は輻射伝熱面４と対流伝熱面５とからなり、該輻
射伝熱面４で熱回収され、該対流伝熱面５で熱回収され
た前記高温燃焼ガスの排ガス３０は、蓄熱型熱交換器６
ａ，６ｂを介して前記燃焼炉外に排出され、前記燃焼炉
内に供給される燃焼用空気もしくは該空気に酸素濃度等
の成分を調整した燃焼用ガス１２は、前記蓄熱型熱交換
器６ａ，６ｂにより熱交換される。
ト型省エネルギボイラを提供する。 【構成】 燃焼炉内で燃料を燃焼させて生じる高温燃焼
ガスを伝熱部を通じて熱回収を行うボイラにおいて、該
伝熱部は輻射伝熱面４と対流伝熱面５とからなり、該輻
射伝熱面４で熱回収され、該対流伝熱面５で熱回収され
た前記高温燃焼ガスの排ガス３０は、蓄熱型熱交換器６
ａ，６ｂを介して前記燃焼炉外に排出され、前記燃焼炉
内に供給される燃焼用空気もしくは該空気に酸素濃度等
の成分を調整した燃焼用ガス１２は、前記蓄熱型熱交換
器６ａ，６ｂにより熱交換される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高温燃焼ガスから伝熱部
にて熱回収を行うボイラにおいて、よりコンパクトにボ
イラ効率を向上させるべく燃焼用空気もしくは目的に応
じて成分を調整した燃焼用ガスを、伝熱部にて熱回収を
行った後の排ガスと熱交換を行わせる必要のあるボイラ
に関する。
にて熱回収を行うボイラにおいて、よりコンパクトにボ
イラ効率を向上させるべく燃焼用空気もしくは目的に応
じて成分を調整した燃焼用ガスを、伝熱部にて熱回収を
行った後の排ガスと熱交換を行わせる必要のあるボイラ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の地球環境保護意識の高まりの中
で、省エネルギ技術が今後益々重要になってくることは
疑いようが無く、設備の大小を問わず安価でコンパクト
なエネルギーの利用効率向上のための技術が求められて
いる。燃料を燃焼させ、発生する高温燃焼ガスから熱を
回収するボイラにおいては、そのエネルギーの利用効率
の向上のため、対流伝熱部の後、更に節炭器及び、もし
くは空気予熱器を配することによって、排ガスからの熱
交換が図られてきた。
で、省エネルギ技術が今後益々重要になってくることは
疑いようが無く、設備の大小を問わず安価でコンパクト
なエネルギーの利用効率向上のための技術が求められて
いる。燃料を燃焼させ、発生する高温燃焼ガスから熱を
回収するボイラにおいては、そのエネルギーの利用効率
の向上のため、対流伝熱部の後、更に節炭器及び、もし
くは空気予熱器を配することによって、排ガスからの熱
交換が図られてきた。
【０００３】しかしながら、対流伝熱部の下流側や節炭
器、空気予熱器においては排ガスと缶水または空気との
間に金属等による伝熱面を介して熱交換するため、熱伝
達係数が低く、また温度差も大きくとれないことから、
回収熱量に対して伝熱面積が大きくなり、比較的小規模
のボイラにおいては、設備コストと回収エネルギーの兼
ね合いから、３００℃以上もの温度で排ガスを排出する
場合がある。
器、空気予熱器においては排ガスと缶水または空気との
間に金属等による伝熱面を介して熱交換するため、熱伝
達係数が低く、また温度差も大きくとれないことから、
回収熱量に対して伝熱面積が大きくなり、比較的小規模
のボイラにおいては、設備コストと回収エネルギーの兼
ね合いから、３００℃以上もの温度で排ガスを排出する
場合がある。
【０００４】次に、従来の熱回収技術を適用したボイラ
の例を図８、図９を参照して説明する。
の例を図８、図９を参照して説明する。
【０００５】図８において、火炉３、輻射伝熱部４、対
流伝熱部５を有する水管式ボイラ１には、燃料１１、及
び燃焼用空気もしくは該空気に目的に応じて酸素濃度等
の成分を調整した燃焼用ガス１２がバーナー部７で混合
され、火炉３で燃焼される。燃焼後の高温燃焼ガス３０
は、まず輻射伝熱部４において収熱、冷却され、更に対
流伝熱部５で収熱、冷却される。対流伝熱部５で熱回収
された排ガス３０は節炭器１５、ガス式空気予熱器１６
を通って更に所定の熱を回収され、低温排ガス３１とな
って煙突１７から排出される。
流伝熱部５を有する水管式ボイラ１には、燃料１１、及
び燃焼用空気もしくは該空気に目的に応じて酸素濃度等
の成分を調整した燃焼用ガス１２がバーナー部７で混合
され、火炉３で燃焼される。燃焼後の高温燃焼ガス３０
は、まず輻射伝熱部４において収熱、冷却され、更に対
流伝熱部５で収熱、冷却される。対流伝熱部５で熱回収
された排ガス３０は節炭器１５、ガス式空気予熱器１６
を通って更に所定の熱を回収され、低温排ガス３１とな
って煙突１７から排出される。
【０００６】また図９は、図８に示したような既設の水
管ボイラに蓄熱式空気予熱器６ａおよび６ｂを増設して
熱回収率を向上させようと改良した例である。燃料１
１、及び蓄熱式空気予熱器６ａで予熱された燃焼用空気
もしくは燃焼用ガス１２が、バーナー部７ａで混合され
火炉３で燃焼される。燃焼後の高温燃焼ガス３０は、ま
ず輻射伝熱部４において収熱を受けるが、その後対流伝
熱部５の下流ダクト部に設けられた調整用ダンパ１４の
開度調整によって、対流伝熱部５かあるいは蓄熱式空気
予熱器６ｂを通過するように制御される。制御は対流伝
熱部５と蓄熱式空気予熱器６ｂの出口ガスの合流後の温
度が最低となるように調整される。このようなシステム
の場合、この後段でのガス式空気予熱器は省略できる場
合がある。
管ボイラに蓄熱式空気予熱器６ａおよび６ｂを増設して
熱回収率を向上させようと改良した例である。燃料１
１、及び蓄熱式空気予熱器６ａで予熱された燃焼用空気
もしくは燃焼用ガス１２が、バーナー部７ａで混合され
火炉３で燃焼される。燃焼後の高温燃焼ガス３０は、ま
ず輻射伝熱部４において収熱を受けるが、その後対流伝
熱部５の下流ダクト部に設けられた調整用ダンパ１４の
開度調整によって、対流伝熱部５かあるいは蓄熱式空気
予熱器６ｂを通過するように制御される。制御は対流伝
熱部５と蓄熱式空気予熱器６ｂの出口ガスの合流後の温
度が最低となるように調整される。このようなシステム
の場合、この後段でのガス式空気予熱器は省略できる場
合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図８で示
す従来のボイラにおいては、対流伝熱部５の下流部およ
び節炭器１５、ガス式空気予熱器１６における排ガスと
缶水または燃焼用空気もしくは燃焼用ガスとの間に金属
等による伝熱面を介して熱交換するため熱伝達係数が低
く、また温度差も大きくとれず、回収熱量に対して大き
な伝熱面積を必要とすることが、設置スペース、設備コ
ストの面から問題となっていた。特に比較的小規模のボ
イラにおいては、節炭器１５、空気予熱器１６を省略
し、やむを得ず比較的高温の排ガスを排出する場合があ
った。
す従来のボイラにおいては、対流伝熱部５の下流部およ
び節炭器１５、ガス式空気予熱器１６における排ガスと
缶水または燃焼用空気もしくは燃焼用ガスとの間に金属
等による伝熱面を介して熱交換するため熱伝達係数が低
く、また温度差も大きくとれず、回収熱量に対して大き
な伝熱面積を必要とすることが、設置スペース、設備コ
ストの面から問題となっていた。特に比較的小規模のボ
イラにおいては、節炭器１５、空気予熱器１６を省略
し、やむを得ず比較的高温の排ガスを排出する場合があ
った。
【０００８】また図９に示す改良されたボイラシステム
においても、本来、対流伝熱部５を通過するべき排ガス
の一部が、蓄熱式空気予熱器に導入されるため、燃焼部
の温度は上昇するが、対流伝熱部５でのガス流速が低下
し、それにともなって熱伝達係数が低下するため、対流
伝熱部での熱回収量は減少する。従って対流伝熱部５で
減少した回収熱量分を、輻射伝熱部４での収熱量で補う
ために、火炉３の温度を上昇させる必要があるが、あま
り温度を上げすぎるとサーマルＮＯx が増加したり、灰
分を含む燃料の場合、灰の溶融・融着といった問題を引
き起こす恐れがあり、所定の蒸発量が得られなくなると
いう問題がある。
においても、本来、対流伝熱部５を通過するべき排ガス
の一部が、蓄熱式空気予熱器に導入されるため、燃焼部
の温度は上昇するが、対流伝熱部５でのガス流速が低下
し、それにともなって熱伝達係数が低下するため、対流
伝熱部での熱回収量は減少する。従って対流伝熱部５で
減少した回収熱量分を、輻射伝熱部４での収熱量で補う
ために、火炉３の温度を上昇させる必要があるが、あま
り温度を上げすぎるとサーマルＮＯx が増加したり、灰
分を含む燃料の場合、灰の溶融・融着といった問題を引
き起こす恐れがあり、所定の蒸発量が得られなくなると
いう問題がある。
【０００９】本発明は係る問題点に鑑みてなされたもの
で、既設の水管ボイラに蓄熱式空気予熱器を増設して確
実に所定の蒸発量以上が得られるように、もしくは従来
よりも少ない燃料で従来通りの蒸発量を得るボイラを、
あるいはコンパクトでボイラ効率のより高いボイラシス
テムを廉価で提供する基本となるコンパクト型省エネル
ギボイラを提供することを目的とするものである。
で、既設の水管ボイラに蓄熱式空気予熱器を増設して確
実に所定の蒸発量以上が得られるように、もしくは従来
よりも少ない燃料で従来通りの蒸発量を得るボイラを、
あるいはコンパクトでボイラ効率のより高いボイラシス
テムを廉価で提供する基本となるコンパクト型省エネル
ギボイラを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため、本発明のコンパクト型省エネルギボイラは、燃焼
炉内で燃料を燃焼させて生じる高温燃焼ガスを伝熱部を
通じて熱回収を行うボイラにおいて、該伝熱部は輻射伝
熱面と対流伝熱面とからなり、該輻射伝熱面で熱回収さ
れ、該対流伝熱面で熱回収された前記高温燃焼ガスの排
ガスは、蓄熱型熱交換器を介して前記燃焼炉外に排出さ
れ、前記燃焼炉内に供給される燃焼用空気もしくは該空
気に酸素濃度等の成分を調整した燃焼用ガスは、前記蓄
熱型熱交換器により熱交換されることを特徴とするもの
である。
ため、本発明のコンパクト型省エネルギボイラは、燃焼
炉内で燃料を燃焼させて生じる高温燃焼ガスを伝熱部を
通じて熱回収を行うボイラにおいて、該伝熱部は輻射伝
熱面と対流伝熱面とからなり、該輻射伝熱面で熱回収さ
れ、該対流伝熱面で熱回収された前記高温燃焼ガスの排
ガスは、蓄熱型熱交換器を介して前記燃焼炉外に排出さ
れ、前記燃焼炉内に供給される燃焼用空気もしくは該空
気に酸素濃度等の成分を調整した燃焼用ガスは、前記蓄
熱型熱交換器により熱交換されることを特徴とするもの
である。
【００１１】更に、伝熱部は対流伝熱面を無くし輻射伝
熱面のみから構成し、輻射伝熱面で熱回収された高温燃
焼ガスの排ガスを直接蓄熱型熱交換器で燃焼用空気もし
くはガスと熱交換することを特徴とするものである。
熱面のみから構成し、輻射伝熱面で熱回収された高温燃
焼ガスの排ガスを直接蓄熱型熱交換器で燃焼用空気もし
くはガスと熱交換することを特徴とするものである。
【００１２】更に、高温燃焼ガスの排ガス及び燃焼用空
気もしくはガスの入り口及び出口流路は固定されてお
り、２系列以上の蓄熱型熱交換器の流路が交互に切り替
えられる蓄熱式空気予熱器ユニットを配したことを特徴
とするものである。
気もしくはガスの入り口及び出口流路は固定されてお
り、２系列以上の蓄熱型熱交換器の流路が交互に切り替
えられる蓄熱式空気予熱器ユニットを配したことを特徴
とするものである。
【００１３】
【作用】前述した構成からなる本発明によれば、既設の
水管ボイラに蓄熱式空気予熱器を増設した場合、対流伝
熱部を通る排ガス量が従来と変わらないので対流伝熱部
での熱回収量の減少はなく、空気予熱器を持たないシス
テムと比較すると、排ガス温度が更に低下し、その熱量
分だけ燃焼用空気または燃焼用ガスが予熱され、燃焼部
での温度が上昇するため、輻射伝熱部はもちろん対流伝
熱部においても収熱量が増加する。蓄熱式空気予熱器は
ほとんど蓄熱体のみで構成されており、交換熱量当りの
容積が節炭器やガス式空気予熱器と比べて小さいため、
非常にコンパクトな設備の増設でボイラ効率を向上させ
ることができる。
水管ボイラに蓄熱式空気予熱器を増設した場合、対流伝
熱部を通る排ガス量が従来と変わらないので対流伝熱部
での熱回収量の減少はなく、空気予熱器を持たないシス
テムと比較すると、排ガス温度が更に低下し、その熱量
分だけ燃焼用空気または燃焼用ガスが予熱され、燃焼部
での温度が上昇するため、輻射伝熱部はもちろん対流伝
熱部においても収熱量が増加する。蓄熱式空気予熱器は
ほとんど蓄熱体のみで構成されており、交換熱量当りの
容積が節炭器やガス式空気予熱器と比べて小さいため、
非常にコンパクトな設備の増設でボイラ効率を向上させ
ることができる。
【００１４】また、本発明によるボイラで蓄熱式空気予
熱器入口の排ガス温度を上昇させ、つまりは対流伝熱部
の面積を減少させ、究極的には対流伝熱部を無くし輻射
伝熱部のみから伝熱部を構成することができる。サーマ
ルＮＯx の増加や灰の溶融・融着といった問題が生じな
い程度まで燃焼部の温度を上昇させることで、熱伝達係
数が対流伝熱に比べてはるかに高い輻射伝熱を有効に利
用し、更にコンパクトなボイラを設計することができ
る。
熱器入口の排ガス温度を上昇させ、つまりは対流伝熱部
の面積を減少させ、究極的には対流伝熱部を無くし輻射
伝熱部のみから伝熱部を構成することができる。サーマ
ルＮＯx の増加や灰の溶融・融着といった問題が生じな
い程度まで燃焼部の温度を上昇させることで、熱伝達係
数が対流伝熱に比べてはるかに高い輻射伝熱を有効に利
用し、更にコンパクトなボイラを設計することができ
る。
【００１５】また、蓄熱式空気予熱ユニットを配置する
ことによって、既存のボイラになんらの改造を要するこ
となく、既存のボイラに蓄熱型熱交換器を取り付けるこ
とが可能となる。これにより、既存のボイラを容易に省
エネルギ化、コンパクト化することができる。
ことによって、既存のボイラになんらの改造を要するこ
となく、既存のボイラに蓄熱型熱交換器を取り付けるこ
とが可能となる。これにより、既存のボイラを容易に省
エネルギ化、コンパクト化することができる。
【００１６】また、伝熱面の適切な配置、多段燃焼方法
を用いることによって、輻射伝熱の割合を大幅に増や
し、究極的には対流伝熱面を省略して、輻射伝熱面だけ
で構成されるボイラを設計することもできる。また、発
熱量が小さく、従来のボイラでは自燃できないような燃
料であっても、スタートアップ時に補助燃料で助燃して
蓄熱式空気予熱器の温度を上げておくことによって自燃
させることができる。
を用いることによって、輻射伝熱の割合を大幅に増や
し、究極的には対流伝熱面を省略して、輻射伝熱面だけ
で構成されるボイラを設計することもできる。また、発
熱量が小さく、従来のボイラでは自燃できないような燃
料であっても、スタートアップ時に補助燃料で助燃して
蓄熱式空気予熱器の温度を上げておくことによって自燃
させることができる。
【００１７】
【実施例】以下に本発明に係るコンパクト型省エネルギ
ボイラの実施例を図１乃至図７を参照して説明する。
ボイラの実施例を図１乃至図７を参照して説明する。
【００１８】図１は本発明の第１実施例に係るコンパク
ト型省エネルギボイラシステムの基本構成図である。同
図において符号１は水管ボイラである。ブロワまたはフ
ァン２からの燃焼用空気１２は蓄熱式空気予熱器６ａも
しくは６ｂ、切り替え弁部９、バーナー７を通って火炉
３に導かれるようになっており、排ガスはガス切り替え
弁１０、蓄熱式空気予熱器６ｂもしくは６ａを通って低
温排ガス切替弁２４へ導かれるようになっている。
ト型省エネルギボイラシステムの基本構成図である。同
図において符号１は水管ボイラである。ブロワまたはフ
ァン２からの燃焼用空気１２は蓄熱式空気予熱器６ａも
しくは６ｂ、切り替え弁部９、バーナー７を通って火炉
３に導かれるようになっており、排ガスはガス切り替え
弁１０、蓄熱式空気予熱器６ｂもしくは６ａを通って低
温排ガス切替弁２４へ導かれるようになっている。
【００１９】燃料１１は、バーナー７を通って蓄熱式空
気予熱器６ａもしくは６ｂにて高温に予熱された空気１
２と共に火炉３で燃焼され、高温燃焼ガスとなる。高温
燃焼ガスは輻射伝熱部４で収熱された後、対流伝熱部５
を通過し更に収熱を受け、切り替え弁１０へと導かれ
る。
気予熱器６ａもしくは６ｂにて高温に予熱された空気１
２と共に火炉３で燃焼され、高温燃焼ガスとなる。高温
燃焼ガスは輻射伝熱部４で収熱された後、対流伝熱部５
を通過し更に収熱を受け、切り替え弁１０へと導かれ
る。
【００２０】ガス切り替え弁１０、空気・ガス切り替え
弁９、空気切り替え弁８は互いに連動して、蓄熱式空気
予熱器６ａもしくは６ｂのどちらか一方の流路にのみ燃
焼用空気を流し、残りの一方の流路に排ガスを流せるよ
うになっており、かつ交互に切り替えられるようになっ
ている。
弁９、空気切り替え弁８は互いに連動して、蓄熱式空気
予熱器６ａもしくは６ｂのどちらか一方の流路にのみ燃
焼用空気を流し、残りの一方の流路に排ガスを流せるよ
うになっており、かつ交互に切り替えられるようになっ
ている。
【００２１】ガス切り替え弁１０、空気・ガス切り替え
弁９、空気切り替え弁８の切り替えは、切り替え時間を
決めて十数秒乃至数分の一定時間毎に行う方法の他に、
蓄熱式空気予熱器６ｂの出口排ガス温度が所定の温度以
上になったことを検出して行う方法や、または蓄熱式空
気予熱器６ａの出口空気温度がある所定の温度以下にな
ったことを検出して行う方法が採用できる。
弁９、空気切り替え弁８の切り替えは、切り替え時間を
決めて十数秒乃至数分の一定時間毎に行う方法の他に、
蓄熱式空気予熱器６ｂの出口排ガス温度が所定の温度以
上になったことを検出して行う方法や、または蓄熱式空
気予熱器６ａの出口空気温度がある所定の温度以下にな
ったことを検出して行う方法が採用できる。
【００２２】当然のことながら、蓄熱式空気予熱器の熱
交換媒体は、図１のように２系列である必要はなく、３
系列以上を巡回使用してもかまわない。
交換媒体は、図１のように２系列である必要はなく、３
系列以上を巡回使用してもかまわない。
【００２３】このようなシステムであれば、既設のボイ
ラを改造する場合でも、対流伝熱部５の出口排ガス温度
を従来通りの温度にできるので、所定の蒸発量を確実に
維持することができる。
ラを改造する場合でも、対流伝熱部５の出口排ガス温度
を従来通りの温度にできるので、所定の蒸発量を確実に
維持することができる。
【００２４】また、新規にボイラを設計する場合におい
て、従来のボイラと同等のボイラ効率を得ようとするな
らば、蓄熱式空気予熱器６ａもしくは６ｂの出口平均排
ガス温度が従来のボイラの対流伝熱部の出口排ガス温度
と等しくなるように設計すれば良いので、蓄熱式空気予
熱器での熱交換量に相当する分だけ、本システムでの対
流伝熱部５の出口排ガス温度は高くても良い。従って、
従来のボイラと比較して対流伝熱部の伝熱面を減らすこ
とができる。
て、従来のボイラと同等のボイラ効率を得ようとするな
らば、蓄熱式空気予熱器６ａもしくは６ｂの出口平均排
ガス温度が従来のボイラの対流伝熱部の出口排ガス温度
と等しくなるように設計すれば良いので、蓄熱式空気予
熱器での熱交換量に相当する分だけ、本システムでの対
流伝熱部５の出口排ガス温度は高くても良い。従って、
従来のボイラと比較して対流伝熱部の伝熱面を減らすこ
とができる。
【００２５】究極的には、伝熱部を対流伝熱面をなく
し、輻射伝熱面のみから構成することもできる。係る構
成のボイラにおいては、高温燃焼ガスは輻射伝熱面で熱
回収された後、直接蓄熱型熱交換器で燃焼用空気等と熱
交換される。
し、輻射伝熱面のみから構成することもできる。係る構
成のボイラにおいては、高温燃焼ガスは輻射伝熱面で熱
回収された後、直接蓄熱型熱交換器で燃焼用空気等と熱
交換される。
【００２６】本実施例のボイラシステムに用いられる蓄
熱式空気予熱器について詳しく説明をする。
熱式空気予熱器について詳しく説明をする。
【００２７】蓄熱式空気予熱器６ａおよび６ｂは、蓄熱
体とガス及び空気が直接接触することによって、熱伝達
係数を高くとれるものであるが、構造的には熱交換速度
を高めるために、ガス及び空気に接触する面積が大き
く、かつ通気、通ガス抵抗の小さな、例えば一体的なハ
ニカム構造体のような熱交換媒体が用いられる。また材
質は高温に耐えられるようセラミック等が用いられる。
従って熱交換機能には優れるが、機械的強度に問題があ
り、特に熱応力による破損の恐れがあった。
体とガス及び空気が直接接触することによって、熱伝達
係数を高くとれるものであるが、構造的には熱交換速度
を高めるために、ガス及び空気に接触する面積が大き
く、かつ通気、通ガス抵抗の小さな、例えば一体的なハ
ニカム構造体のような熱交換媒体が用いられる。また材
質は高温に耐えられるようセラミック等が用いられる。
従って熱交換機能には優れるが、機械的強度に問題があ
り、特に熱応力による破損の恐れがあった。
【００２８】前記の問題を解決するため、図６に示すよ
うに、本実施例の蓄熱型熱交換器において、熱交換媒体
２３が排ガスおよび、燃焼用空気もしくは燃焼用ガスの
流れの方向に垂直な面３２で縁切りされている。こうす
ることによって、熱応力による破損を防げるばかりでな
く、熱交換媒体中での熱拡散を抑えることができ、温度
効率が向上するため、高温での熱交換が容易になる。従
って、縁切りされた熱交換媒体２３の長さは、必要とす
る温度効率、熱交換媒体の材質等によって適切に設定さ
れる。
うに、本実施例の蓄熱型熱交換器において、熱交換媒体
２３が排ガスおよび、燃焼用空気もしくは燃焼用ガスの
流れの方向に垂直な面３２で縁切りされている。こうす
ることによって、熱応力による破損を防げるばかりでな
く、熱交換媒体中での熱拡散を抑えることができ、温度
効率が向上するため、高温での熱交換が容易になる。従
って、縁切りされた熱交換媒体２３の長さは、必要とす
る温度効率、熱交換媒体の材質等によって適切に設定さ
れる。
【００２９】蓄熱式空気予熱器ユニットは単位容積当り
の交換熱量が大きいので、従来の節炭器及び、空気予熱
器に比べて、同じ交換熱量であっても非常にコンパクト
になる。従って、従来よりもはるかに小さな設備で、従
来と同じボイラ効率を達成できる。
の交換熱量が大きいので、従来の節炭器及び、空気予熱
器に比べて、同じ交換熱量であっても非常にコンパクト
になる。従って、従来よりもはるかに小さな設備で、従
来と同じボイラ効率を達成できる。
【００３０】さらに、前述の蓄熱式空気予熱器の熱交換
媒体はセラミック等、対腐食性に非常に優れた材料を利
用できるので、排ガスの露点温度以下まで冷却すること
ができ、ボイラ効率が向上する。
媒体はセラミック等、対腐食性に非常に優れた材料を利
用できるので、排ガスの露点温度以下まで冷却すること
ができ、ボイラ効率が向上する。
【００３１】また、前述の蓄熱式空気予熱器の熱交換媒
体は、やはりセラミック等、耐熱性に優れた材料を使用
できるので、ボイラからの排ガスは従来のガス式空気予
熱器では実用上利用できない、例えば１０００℃以上の
高温でも差し支えなく、前述のようにボイラ本体の伝熱
部を輻射伝熱部のみから構成することが可能になる。
体は、やはりセラミック等、耐熱性に優れた材料を使用
できるので、ボイラからの排ガスは従来のガス式空気予
熱器では実用上利用できない、例えば１０００℃以上の
高温でも差し支えなく、前述のようにボイラ本体の伝熱
部を輻射伝熱部のみから構成することが可能になる。
【００３２】次に、蓄熱式空気予熱器ユニットを備えた
ボイラである本発明の第２の実施例を図２を参照して説
明する。
ボイラである本発明の第２の実施例を図２を参照して説
明する。
【００３３】同図において符号１は水管ボイラである。
高温燃焼ガス３０は、対流伝熱部５を通過し、蓄熱式空
気予熱器ユニット２７の排ガス側入口流路２７ａへと導
かれ、熱交換を受けた後、出口流路２７ｂより排出され
る。燃焼用空気もしくは該空気に酸素濃度等の成分を調
整した燃焼用ガス１２は、入口流路２７ｃから蓄熱式空
気予熱器ユニット２７に入り予熱され、出口流路２７ｄ
から出て燃焼炉内に供給される。
高温燃焼ガス３０は、対流伝熱部５を通過し、蓄熱式空
気予熱器ユニット２７の排ガス側入口流路２７ａへと導
かれ、熱交換を受けた後、出口流路２７ｂより排出され
る。燃焼用空気もしくは該空気に酸素濃度等の成分を調
整した燃焼用ガス１２は、入口流路２７ｃから蓄熱式空
気予熱器ユニット２７に入り予熱され、出口流路２７ｄ
から出て燃焼炉内に供給される。
【００３４】次に上記実施例に用いられる蓄熱式空気予
熱器ユニット２７について図７を参照して説明する。蓄
熱式空気予熱器ユニット２７は流路切り替えダンパ２５
ａ、２５ｂの間に熱交換媒体２３を配したダクトから構
成される。流路切り替えダンパ２５ａから２５ｂまでの
熱交換媒体２３を含むダクトは上下の流路に隔てられて
おり、排ガス３０と燃焼用空気１２は、熱交換媒体２３
の上半分の流路と下半分の流路をそれぞれ逆方向に流れ
るが、流路切り替えダンパ２５ａおよび２５ｂの連動し
た動作によって、その流路は流路切り替えダンパ２５ａ
から２５ｂまで間でのみ切り替えられる。しかしながら
同じ流路切り替えダンパ２５ａから２５ｂの作用によっ
て、蓄熱式空気予熱器ユニット２７の出入口流路におい
ては、排ガス３０は、入口流路２７ａから出口流路２７
ｂへと、燃焼用空気１２は、入口流路２７ｃから出口流
路２７ｄへそれぞれ常に一定の方向に流れる。
熱器ユニット２７について図７を参照して説明する。蓄
熱式空気予熱器ユニット２７は流路切り替えダンパ２５
ａ、２５ｂの間に熱交換媒体２３を配したダクトから構
成される。流路切り替えダンパ２５ａから２５ｂまでの
熱交換媒体２３を含むダクトは上下の流路に隔てられて
おり、排ガス３０と燃焼用空気１２は、熱交換媒体２３
の上半分の流路と下半分の流路をそれぞれ逆方向に流れ
るが、流路切り替えダンパ２５ａおよび２５ｂの連動し
た動作によって、その流路は流路切り替えダンパ２５ａ
から２５ｂまで間でのみ切り替えられる。しかしながら
同じ流路切り替えダンパ２５ａから２５ｂの作用によっ
て、蓄熱式空気予熱器ユニット２７の出入口流路におい
ては、排ガス３０は、入口流路２７ａから出口流路２７
ｂへと、燃焼用空気１２は、入口流路２７ｃから出口流
路２７ｄへそれぞれ常に一定の方向に流れる。
【００３５】このようなユニットを節炭器の代りとして
使用するシステムであれば、ボイラ本体自体は従来のも
のを何ら改造することなく、よりコンパクトでボイラ効
率の高いシステムとすることができる。
使用するシステムであれば、ボイラ本体自体は従来のも
のを何ら改造することなく、よりコンパクトでボイラ効
率の高いシステムとすることができる。
【００３６】また、新規にボイラを設計する場合におい
ては、蓄熱式空気予熱器ユニット２７の入り口平均ガス
温度を１０００℃以上もの高温とすることが出来るの
で、対流伝熱部の無い輻射伝熱部のみで構成されたボイ
ラとすることが可能となる。
ては、蓄熱式空気予熱器ユニット２７の入り口平均ガス
温度を１０００℃以上もの高温とすることが出来るの
で、対流伝熱部の無い輻射伝熱部のみで構成されたボイ
ラとすることが可能となる。
【００３７】なお、火炎の温度を上げないで、サーマル
ＮＯx を極力低減させ、規定の蒸発量を得るためには対
流伝熱部が必要である。この場合蓄熱式空気予熱器ユニ
ットへ入る排ガス温度は３００゜Ｃ程度と低くなるので
蓄熱媒体はセラミックスにする必要はない。熱伝達係数
と比熱が大きく、蓄熱容量を大きくとれるものほどコン
パクトにできる。金属であれば例えばＣｕやＡｌが好ま
しい。また、形状はハニカム状にする必要はなく、例え
ばパイプを積重ねたものでも、粒子状線状物等を充填し
たものでも良い。
ＮＯx を極力低減させ、規定の蒸発量を得るためには対
流伝熱部が必要である。この場合蓄熱式空気予熱器ユニ
ットへ入る排ガス温度は３００゜Ｃ程度と低くなるので
蓄熱媒体はセラミックスにする必要はない。熱伝達係数
と比熱が大きく、蓄熱容量を大きくとれるものほどコン
パクトにできる。金属であれば例えばＣｕやＡｌが好ま
しい。また、形状はハニカム状にする必要はなく、例え
ばパイプを積重ねたものでも、粒子状線状物等を充填し
たものでも良い。
【００３８】図３は、本発明の第３の実施例である蓄熱
式空気予熱器ユニットを備えたボイラの基本構成図であ
る。本実施例においては、伝熱部は、輻射伝熱部４のみ
で構成されており、対流伝熱部を有さない。蓄熱式空気
予熱器ユニット２７を設置することによってボイラから
の排ガス温度を高めて、ボイラの伝熱部を輻射伝熱部４
のみとし、対流伝熱部を無くしたものである。従って、
ブロワまたはファンからの燃焼用空気１２は蓄熱式空気
予熱ユニット２７を通って予熱された後、バーナー７に
導かれるようになっており、燃料１１と共にバーナー７
で火炉３に投入され、燃焼され、高温燃焼ガス３０とな
る。高温燃焼ガス３０は輻射伝熱部４で収熱された後、
直ちに蓄熱式空気予熱器ユニット２７の排ガス側入口２
７ａへと導かれ、熱交換を受けた後、排出される。
式空気予熱器ユニットを備えたボイラの基本構成図であ
る。本実施例においては、伝熱部は、輻射伝熱部４のみ
で構成されており、対流伝熱部を有さない。蓄熱式空気
予熱器ユニット２７を設置することによってボイラから
の排ガス温度を高めて、ボイラの伝熱部を輻射伝熱部４
のみとし、対流伝熱部を無くしたものである。従って、
ブロワまたはファンからの燃焼用空気１２は蓄熱式空気
予熱ユニット２７を通って予熱された後、バーナー７に
導かれるようになっており、燃料１１と共にバーナー７
で火炉３に投入され、燃焼され、高温燃焼ガス３０とな
る。高温燃焼ガス３０は輻射伝熱部４で収熱された後、
直ちに蓄熱式空気予熱器ユニット２７の排ガス側入口２
７ａへと導かれ、熱交換を受けた後、排出される。
【００３９】しかしながら、前記したように対流伝熱部
の伝熱面を減らしていくと、燃焼用空気の予熱温度が上
がるので、火炎の温度が上がり、サーマルＮＯx の発生
が増加する恐れがある。特に燃料の燃焼形態が単段燃焼
の場合は、燃焼が一度に起こるので火炎の温度が上がり
易く、対流伝熱部の伝熱面を大きく減らすことはできな
い。
の伝熱面を減らしていくと、燃焼用空気の予熱温度が上
がるので、火炎の温度が上がり、サーマルＮＯx の発生
が増加する恐れがある。特に燃料の燃焼形態が単段燃焼
の場合は、燃焼が一度に起こるので火炎の温度が上がり
易く、対流伝熱部の伝熱面を大きく減らすことはできな
い。
【００４０】前記の問題を解決する方法として、伝熱面
の適切な配置と多段燃焼方法があるが、図４を参照して
それらの内容を詳しく説明する。
の適切な配置と多段燃焼方法があるが、図４を参照して
それらの内容を詳しく説明する。
【００４１】図４は、単段燃焼のボイラで、伝熱面を適
切に配置することによって、火炎温度の異常上昇を抑え
る手段を示したものである。バーナー７に近い部分を密
に（多数の）、離れた部分を疎になるように（少数の）
伝熱管１３を配し、燃焼帯に応じた伝熱面配置により火
炎温度が火炉全体にわたって平均化されるようにしたも
のである。
切に配置することによって、火炎温度の異常上昇を抑え
る手段を示したものである。バーナー７に近い部分を密
に（多数の）、離れた部分を疎になるように（少数の）
伝熱管１３を配し、燃焼帯に応じた伝熱面配置により火
炎温度が火炉全体にわたって平均化されるようにしたも
のである。
【００４２】しかしながら、この方法では燃焼量が変わ
ったり、燃焼空気の予熱温度が変わったりすると、燃焼
帯の位置が変わり、十分に機能しないといった欠点があ
る。
ったり、燃焼空気の予熱温度が変わったりすると、燃焼
帯の位置が変わり、十分に機能しないといった欠点があ
る。
【００４３】そこで図５に、多段燃焼方法による、火炎
温度の平均化方法を示す。火炉３の長さ方向に沿って、
１９ａから１９ｊまでの複数のバーナーが設けられてお
り、それぞれ燃料投入量と燃焼用空気給気量をコントロ
ールできるよう燃料流量調整弁２１ａ〜２１ｂと燃焼用
空気調整弁２２ａ〜２２ｂがついている。燃料および燃
焼用空気はメインのバーナー７と補助バーナー１９ａ〜
１９ｊから適切に配分され供給される。また火炉内面は
輻射伝熱面４となっている。
温度の平均化方法を示す。火炉３の長さ方向に沿って、
１９ａから１９ｊまでの複数のバーナーが設けられてお
り、それぞれ燃料投入量と燃焼用空気給気量をコントロ
ールできるよう燃料流量調整弁２１ａ〜２１ｂと燃焼用
空気調整弁２２ａ〜２２ｂがついている。燃料および燃
焼用空気はメインのバーナー７と補助バーナー１９ａ〜
１９ｊから適切に配分され供給される。また火炉内面は
輻射伝熱面４となっている。
【００４４】燃量と燃焼用空気の各バーナーへの配分
は、最大負荷の時、火炉内に設置された各温度計２０ａ
〜２０ｊがほぼ同じ温度となるようにコントロールされ
る。こうすることによって火炉内面の輻射伝熱面４に
は、全体にわたってほぼ同じ熱負荷がかかるため、伝熱
面の有効利用率が向上し、さらにコンパクト化が図れ
る。
は、最大負荷の時、火炉内に設置された各温度計２０ａ
〜２０ｊがほぼ同じ温度となるようにコントロールされ
る。こうすることによって火炉内面の輻射伝熱面４に
は、全体にわたってほぼ同じ熱負荷がかかるため、伝熱
面の有効利用率が向上し、さらにコンパクト化が図れ
る。
【００４５】また、燃料はメインバーナー７から全量投
入し、燃焼用空気のみを補助バーナーから適切な配分で
供給すると、多段燃焼の効果によってＮＯx の発生量も
減少する。
入し、燃焼用空気のみを補助バーナーから適切な配分で
供給すると、多段燃焼の効果によってＮＯx の発生量も
減少する。
【００４６】しかしながら、多段燃焼によって火炉内に
強い還元性雰囲気が形成されると、燃料の種類によって
は伝熱面を構成する材質を腐食させる恐れがある。従っ
て、そのような恐れのある場合には、燃焼用空気はメイ
ンのバーナー１１から全量供給し、燃料のみを分散して
投入する方法もとられる。
強い還元性雰囲気が形成されると、燃料の種類によって
は伝熱面を構成する材質を腐食させる恐れがある。従っ
て、そのような恐れのある場合には、燃焼用空気はメイ
ンのバーナー１１から全量供給し、燃料のみを分散して
投入する方法もとられる。
【００４７】上述のいずれの方法を選択するかは、燃料
の成分、伝熱面の材質、低ＮＯx の要求度の強さ等から
決定される。
の成分、伝熱面の材質、低ＮＯx の要求度の強さ等から
決定される。
【００４８】また、燃焼用の空気に変わるものとして、
酸素濃度等の調整をした燃焼用ガスを用い、火炉内での
燃焼帯の調整を行うこともできる。当然のことながら、
燃焼用ガスは燃焼帯の調整という目的以外にもボイラの
燃料の酸化用流体として用いることができる。
酸素濃度等の調整をした燃焼用ガスを用い、火炉内での
燃焼帯の調整を行うこともできる。当然のことながら、
燃焼用ガスは燃焼帯の調整という目的以外にもボイラの
燃料の酸化用流体として用いることができる。
【００４９】以上に示したような方法を用いることによ
って、サーマルＮＯx を増加させることなく、対流伝熱
面積を激減させたボイラ、究極的には対流伝熱面が無
く、熱回収される伝熱部が輻射伝熱面だけで構成される
ボイラが設計できる。
って、サーマルＮＯx を増加させることなく、対流伝熱
面積を激減させたボイラ、究極的には対流伝熱面が無
く、熱回収される伝熱部が輻射伝熱面だけで構成される
ボイラが設計できる。
【００５０】
【発明の効果】本発明の効果を以下に列挙する。 （１）対流伝熱部通過後の排ガスと燃焼用空気もしくは
燃焼用ガスを熱交換させることにより、対流伝熱部での
収熱量を減少させることなく、排ガス温度を下げること
ができ、ボイラ効率が向上する。 （２）空気予熱器として、蓄熱型熱交換器を用いること
によって、空気予熱器のように比較的温度差が小さい領
域での熱交換であっても、通常のガス式空気予熱器と比
べて、コンパクトな熱交換器となる。更に蓄熱式空気予
熱ユニットを用いることによって、既存のボイラに改造
を要することなく、既存のボイラを高効率化、コンパク
ト化することができる。 （３）同様に空気予熱器として、蓄熱型熱交換器を用い
ることによって、シェルアンドチューブ式のガス式空気
予熱器では材質及び経済的な問題から不可能であった温
度領域まで空気予熱を行うことができるため、火炎の温
度を上昇させることができる。そのため、ボイラの全収
熱のうち、輻射伝熱面での収熱の割合を高めることがで
き、全体として更にコンパクトにすることができる。 （４）バーナー付近に多く、バーナーから離れるに従っ
て少なくした輻射伝熱面を設けることによって空気予熱
を行っても火炎温度を上げることなく燃焼させることが
でき、サーマルＮＯx の発生を抑えることができる。 （５）火炉内の温度分布をなくすように、多段燃焼で燃
料の燃焼を調整することによりさらに、輻射伝熱面での
収熱の割合を高めることができ、対流伝熱部のない、輻
射伝熱部だけのボイラとすることができる。 （６）蓄熱型熱交換器の熱交換媒体を、ガスの流れの方
向に垂直な面で縁切りすることによって、熱交換器の温
度効率が向上すると共に、熱交換媒体がセラミックのよ
うな脆い材質であっても、熱応力による破損の危険性が
小さくなり、機器としての信頼性が向上する。
燃焼用ガスを熱交換させることにより、対流伝熱部での
収熱量を減少させることなく、排ガス温度を下げること
ができ、ボイラ効率が向上する。 （２）空気予熱器として、蓄熱型熱交換器を用いること
によって、空気予熱器のように比較的温度差が小さい領
域での熱交換であっても、通常のガス式空気予熱器と比
べて、コンパクトな熱交換器となる。更に蓄熱式空気予
熱ユニットを用いることによって、既存のボイラに改造
を要することなく、既存のボイラを高効率化、コンパク
ト化することができる。 （３）同様に空気予熱器として、蓄熱型熱交換器を用い
ることによって、シェルアンドチューブ式のガス式空気
予熱器では材質及び経済的な問題から不可能であった温
度領域まで空気予熱を行うことができるため、火炎の温
度を上昇させることができる。そのため、ボイラの全収
熱のうち、輻射伝熱面での収熱の割合を高めることがで
き、全体として更にコンパクトにすることができる。 （４）バーナー付近に多く、バーナーから離れるに従っ
て少なくした輻射伝熱面を設けることによって空気予熱
を行っても火炎温度を上げることなく燃焼させることが
でき、サーマルＮＯx の発生を抑えることができる。 （５）火炉内の温度分布をなくすように、多段燃焼で燃
料の燃焼を調整することによりさらに、輻射伝熱面での
収熱の割合を高めることができ、対流伝熱部のない、輻
射伝熱部だけのボイラとすることができる。 （６）蓄熱型熱交換器の熱交換媒体を、ガスの流れの方
向に垂直な面で縁切りすることによって、熱交換器の温
度効率が向上すると共に、熱交換媒体がセラミックのよ
うな脆い材質であっても、熱応力による破損の危険性が
小さくなり、機器としての信頼性が向上する。
【図１】本発明の第１実施例に係るコンパクト型省エネ
ルギボイラシステムの基本構成図。
ルギボイラシステムの基本構成図。
【図２】本発明の第２実施例に係るコンパクト型省エネ
ルギボイラシステムの基本構成図。
ルギボイラシステムの基本構成図。
【図３】本発明の第３実施例に係るコンパクト型省エネ
ルギボイラシステムの基本構成図。
ルギボイラシステムの基本構成図。
【図４】単段燃焼のボイラで、伝熱面を適切に配置する
ことによって、火炎温度の異常上昇を抑える手段を示す
模式図。
ことによって、火炎温度の異常上昇を抑える手段を示す
模式図。
【図５】火炉内の温度分布をなくすための多段燃焼方法
を示す模式図。
を示す模式図。
【図６】蓄熱型熱交換器内の熱交換媒体の設置状態を示
す図。
す図。
【図７】蓄熱式空気予熱ユニットを示す構造図。
【図８】従来の標準的なボイラシステムを示す基本構成
図。
図。
【図９】従来の標準的なボイラに、蓄熱型熱交換器で若
干の改良を加えたボイラを示す図。
干の改良を加えたボイラを示す図。
１ 水管ボイラ ２ 燃焼空気用ファン ３ 火炉（燃焼部） ４ 輻射伝熱部 ５ 対流伝熱部 ６ａ 蓄熱式空気予熱器 ６ｂ 蓄熱式空気予熱器 ７ バーナー ８ 燃焼用空気切り替え弁 ９ａ 燃焼用空気・排ガス切り替え弁 ９ｂ 燃焼用空気・排ガス切り替え弁 １０ 排ガス切り替え弁 １１ 燃料 １２ 燃焼用空気または調質ガス １３ 伝熱管 １４ 排ガス調整ダンパ １５ 節炭器 １６ ガス式空気予熱器 １７ 煙突 １９ａ〜１９ｊ バーナー ２０ 温度計 ２０ａ〜２０ｊ 温度計 ２１ａ〜２１ｊ 燃料調整弁 ２２ａ〜２２ｊ 燃焼用空気調整ダンパ ２３ 熱交換媒体 ２４ 低温排ガス切り替え弁 ２７ 蓄熱式空気予熱器ユニット ３０ 高温排ガス ３１ 低温排ガス ３２ 縁切りされた面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊田 誠一郎 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 上田 陽 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内
Claims (6)
- 【請求項１】 燃焼炉内で燃料を燃焼させて生じる高温
燃焼ガスを伝熱部を通じて熱回収を行うボイラにおい
て、該伝熱部は輻射伝熱面と対流伝熱面とからなり、該
輻射伝熱面で熱回収され、該対流伝熱面で熱回収された
前記高温燃焼ガスの排ガスは、蓄熱型熱交換器を介して
前記燃焼炉外に排出され、前記燃焼炉内に供給される燃
焼用空気もしくは該空気に酸素濃度等の成分を調整した
燃焼用ガスは、前記蓄熱型熱交換器により熱交換される
ことを特徴としたコンパクト型省エネルギボイラ。 - 【請求項２】 燃焼炉内で燃料を燃焼させて生じる高温
燃焼ガスを伝熱部を通じて熱回収を行うボイラにおい
て、該伝熱部は輻射伝熱面のみからなり、該輻射伝熱面
で熱回収された前記高温燃焼ガスの排ガスは、蓄熱型熱
交換器を介して前記燃焼炉外に排出され、前記燃焼炉内
に供給される燃焼用空気もしくは該空気に酸素濃度等の
成分を調整した燃焼用ガスは、前記蓄熱型熱交換器によ
り熱交換されることを特徴としたコンパクト型省エネル
ギボイラ。 - 【請求項３】 前記伝熱部にて熱回収を行った後の前記
高温燃焼ガスの排ガスの入口流路及び出口流路と、前記
燃焼用空気もしくは燃焼用ガスの入口流路及び出口流路
と、両入口及び出口の流路間に接続された少なくとも２
系列以上の流路の前記蓄熱型熱交換器と、前記蓄熱型熱
交換器の両端に設けられた蓄熱型熱交換器内の流路を切
り替える弁とを備え、前記排ガス及び、燃焼用空気もし
くは燃焼用ガスは常に一定の入口流路から出口流路に流
れるのに対して、前記蓄熱型熱交換器内の流路では前記
流路を切り替える弁により前記排ガスと燃焼用空気もし
くはガスが交互に流れる蓄熱式空気予熱器ユニットを配
したことを特徴とする請求項１又は２記載のコンパクト
型省エネルギボイラ。 - 【請求項４】 前記燃焼炉内で燃料を燃焼させるバーナ
ーの近傍に多数の前記輻射伝熱面を配置し、該バーナー
から離れるに従って少数の前記輻射伝熱面を配置したこ
とを特徴とする請求項１、２又は３記載のコンパクト型
省エネルギボイラ。 - 【請求項５】 前記蓄熱型熱交換器を用い予熱した燃焼
用空気もしくは燃焼用ガス、及び／又は燃料を複数に配
分して前記燃焼炉内に多段で投入することを特徴とする
請求項１、２又は３記載のコンパクト型省エネルギボイ
ラ。 - 【請求項６】 前記蓄熱型熱交換器において、熱交換媒
体が前記排ガス、又は前記燃焼用空気もしくは燃焼用ガ
スの流れの方向に垂直な面で縁切りされていることを特
徴とする請求項１、２又は３記載のコンパクト型省エネ
ルギボイラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5153018A JPH0735301A (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-31 | コンパクト型省エネルギボイラ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14143993 | 1993-05-20 | ||
| JP5-141439 | 1993-05-20 | ||
| JP5153018A JPH0735301A (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-31 | コンパクト型省エネルギボイラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735301A true JPH0735301A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=26473670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5153018A Pending JPH0735301A (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-31 | コンパクト型省エネルギボイラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0735301A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1993
- 1993-05-31 JP JP5153018A patent/JPH0735301A/ja active Pending
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