JPH09178105A - 水管群とバーナを近接させた低ＮＯｘボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水管群と交差方向に火炎を発生させるボイラ
であって、点火の際に水管に向かって火花が発せられる
ことを防ぎながら水管群とバーナを近づけることで低Ｎ
Ｏｘ化する。 【解決手段】 上下の管寄せ間を千鳥状に並べた多数の
水管３で接続しておき、水管によって形成される水管群
の側部に水管群に向けて火炎を発生させるバーナ４を設
け、バーナ４によって発生させた火炎と水管を交差させ
る構成のボイラにおいて、バーナ４の燃焼面６に向けて
火花を発生させるスパークロッド８を設けておき、水管
群のバーナ４に面した１列目の水管の内、スパークロッ
ド８に最も近い部分で水管同士の隙間を広くとることに
よって水管３とスパークロッド８の間隔を広くし、スパ
ークロッド８から水管３へ向かって火花が発せられるこ
とのないようにして水管群とバーナを近接させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水管群とバーナを近
接させて設け、バーナからの火炎を水管に接触させるこ
とで火炎温度を低下させてＮＯｘ発生量を低減するボイ
ラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有害物質であるＮＯｘの発生量を低減す
ることは近年特に重要となっている。ＮＯｘは火炎が高
温である時に多く発生するので、低ＮＯｘ化のためにバ
ーナから発生した火炎の温度を早い段階で低下させるこ
とが行われている。水管群とバーナを近接させ、バーナ
からの火炎が水管群と交差するような構成とすると、火
炎を水管によって冷却することができる。この場合、水
管群とバーナが近いほどより早い段階で火炎温度を低下
させることができるが、水管群とバーナを近づけすぎる
と、バーナを点火するために火花を発生させる時にスパ
ークロッドから水管に向かって火花が発するという問題
がある。そのため、水管群とバーナの間には一定の間隔
（例えば３０mm）以上に開けておかなければならず、そ
の分火炎温度の低下が遅れ、火炎が水管に達する前に多
くのＮＯｘが発生してしまうので十分な低ＮＯｘ化が行
えなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、水管群と交差方向に火炎を発生させるボイ
ラであって、点火の際に水管に向かって火花が発せられ
ることを防ぎながら水管群とバーナを近づけることで低
ＮＯｘ化することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上部に上部管寄せ、下部
に下部管寄せを配置し、上下の管寄せ間を千鳥状に並べ
た多数の垂直水管で接続しておき、垂直水管によって形
成される水管群の側部に水管群に向けて火炎を発生させ
るバーナを設け、バーナによって発生させた火炎と水管
を交差させる構成のボイラにおいて、バーナの燃焼部に
向けて火花を発生させるスパークロッドを設けておき、
水管群のバーナに面した１列目の水管の内、スパークロ
ッドに最も近い部分で水管同士の隙間を広くとることに
よって水管とスパークロッドの間隔を広くし、スパーク
ロッドから水管へ向かって火花が発せられることのない
ようにして水管群とバーナを近接させる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図面を用いて
説明する。上部管寄せ１と下部管寄せ２の間を多数の垂
直な水管３で連結し、水管群の周囲を炉壁１０にて囲ん
でおき、炉壁１０の一側面にバーナ４、他の側面に燃焼
排ガス出口５を設ける。水管３はバーナ４に向かって４
段の横列で、千鳥状となるように配置されており、バー
ナ４に近い列より第１列から第４列とする。バーナ４は
燃焼面６の手前に燃焼用空気と燃料ガスを混合する混合
室７が設けられており、混合室７と燃焼面６を貫通し、
先端が燃焼面６の表面に達するスパークロッド８とフレ
ームロッド９を設け、スパークロッド８およびフレーム
ロッド９は、それぞれ燃焼面６の周縁部で、縦に２つ並
ぶように配置される。水管の第１列は３本の水管３から
なるが、第１列内での水管同士の間隔は異なっており、
スパークロッド８およびフレームロッド９が設けられる
側の間隔を広くとっている。水管の間隔を広くとること
で、スパークロッド８から水管までの間を広げ、水管に
向かって火花が発せられないようにしながら、燃焼面６
と水管３の第１列との間は３０mmよりも近づけることが
できる。第２列の水管の内、第１列の広くした隙間の下
流となる水管を第１列に近づけ、第１列と第２列の水管
の間に隙間が開きすぎることのないようにする。炉壁１
０に設けた燃焼排ガス出口５には燃焼排ガスを排出する
煙道１１を接続し、第２列と第３列の水管のうち、燃焼
排ガス出口５に近い２本の水管の隙間を塞いでおき、燃
焼ガスがショートパスして排気されることがないように
する。

【０００６】蒸気の発生は、下部管寄せ２を通じて水管
３内に給水を行っておき、バーナ４の燃焼によって行わ
れる。バーナ４の混合室７へ燃料ガスと燃焼用空気が導
入されると、混合室７内で混合が行われて予混合ガスと
なり、燃焼面６より水管群に向かって予混合ガスが噴射
される。スパークロッド８に電圧を加えるとスパークロ
ッド８より燃焼面６へ向かって火花が発せられ、燃焼面
６より噴射されている予混合ガスが点火されて火炎とな
り、水管に向かって燃焼する火炎を発生する。この時、
スパークロッド８と水管３の間は十分に開けられている
ので、スパークロッド８から水管３へ向かって火花が発
せられることは無い。火炎の有無はスパークロッド８の
ために水管の間を広くした隙間と同じ隙間に設けられフ
レームロッド９により検出される。燃焼面６からの火炎
は水管３と交差し、水管３と接触することで水管内の水
が加熱され、代わりに火炎の温度が低下する。水管３と
バーナ４は十分に近接させることができるので、火炎が
高温である時間は極めて短くなり、ＮＯｘの発生量は低
いレベルに保つことができる。第１列の水管同士の隙間
を広くした部分では、第２列の水管を第１列に近づけて
いるので第１列の水管と第２列の水管の間が広すぎるこ
とにはならず、火炎が水管と接しないまま水管群の奥ま
で達することはないので、火炎温度がＮＯｘ発生量の多
い高温域にある時間は短くなる。火炎は水管群の途中で
高温の燃焼ガスとなり、水管と交差して流動しながら水
管３および水管内の水を加熱し、熱交換によって低温と
なった燃焼排ガスは燃焼排ガス出口５を通り、煙道１１
へ送られ、排気される。水管３内の水は加熱されること
で蒸気を発生し、上部管寄せ１に接続された蒸気取り出
し管１２より蒸気が取り出される。

【０００７】なお、スパークロッド８を水管の隙間に調
整する方法として、バーナ４の設置位置をずらしてもよ
く、そうすることで水管位置の変更を少なくすることが
できる場合もある。

【０００８】

【発明の効果】本発明を実施することにより、点火の際
に水管に向かって火花が発せられることを防ぎながら水
管群とバーナを近づけることができるので、火炎は短時
間で冷却され、ＮＯｘ発生量を低いレベルに保つことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例のＡ−Ａ横断面図

【図２】 本発明の一実施例のＢ−Ｂ縦断面図

【符号の説明】

１ 上部管寄せ ２ 下部管寄せ ３ 水管 ４ バーナ ５ 燃焼排ガス出口 ６ 燃焼面 ７ 混合室 ８ スパークロッド ９ フレームロッド １０ 炉壁 １１ 煙道 １２ 蒸気取り出し管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部に上部管寄せ、下部に下部管寄せを
   配置し、上下の管寄せ間を千鳥状に並べた多数の垂直水
   管で接続しておき、垂直水管によって形成される水管群
   の側部に水管群に向けて火炎を発生させるバーナを設
   け、バーナによって発生させた火炎と水管を交差させる
   構成のボイラにおいて、バーナの燃焼部に向けて火花を
   発生させるスパークロッドを設けておき、水管群のバー
   ナに面した１列目の水管の内、スパークロッドに最も近
   い部分で水管同士の隙間を広くとることによって水管と
   スパークロッドの間隔を広くし、スパークロッドから水
   管へ向かって火花が発せられることのないようにして水
   管群とバーナを近接させたことを特徴とする水管群とバ
   ーナを近接させた低ＮＯｘボイラ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の水管群とバーナを近接
   させた低ＮＯｘボイラにおいて、バーナの火炎を検出す
   るフレームロッドをスパークロッドと縦に並べるように
   設け、スパークロッドとフレームロッドを水管同士の隙
   間を広くした部分に設けることを特徴とする水管群とバ
   ーナを近接させた低ＮＯｘボイラ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の水管群とバーナを近接
   させた低ＮＯｘボイラにおいて、バーナから２列目の水
   管の内、１列目の水管同士の間隔を広くした部分の燃焼
   ガス流下流に位置する水管を１列目の水管列に近づけた
   ことを特徴とする水管群とバーナを近接させた低ＮＯｘ
   ボイラ。