JPH10238705A

JPH10238705A - 液管対流式燃焼加熱炉

Info

Publication number: JPH10238705A
Application number: JP4657397A
Authority: JP
Inventors: Norikazu Kubota; 伯一久保田; Hitoshi Shikanuma; 仁志鹿沼
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱効率を改善し、燃費の向上と装置の小型
化を図る。【解決手段】内壁前面部分５４（Ａ）と外壁前面部分
５５（Ａ）に、横幅Ｗ１が加熱室５２の前面部の横幅Ｗ
２の例えば５０％、高さＨ１が加熱室５２の前面部の高
さＨ２と同じバーナ設置口６１を設け、ここにバーナ設
置口６１より僅かに小さい多穴面状耐火ブロック７３を
有する面状火炎形バーナ２Ａを設置し、多穴面状耐火ブ
ロック７３側から２列目の液管５６の内、中央部分にあ
る３本の液管５６を、２本の細長い仕切板６２によって
順次その全長に渡って連結し、火炎２８および燃焼ガス
に対する邪魔板部材６３を多穴面状耐火ブロック７３の
前方に形成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収冷凍機（吸収
冷温水機などと呼ばれているものを含む）における高温
再生器などの液体加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図５に示す構成の吸収冷凍機が
周知である。図中、１はガス・灯油などの燃焼装置２を
備え、吸収液の稀液２２を加熱することによって冷媒蒸
気２４を発生させて中間液２３に濃縮する高温再生器、
３はこの高温再生器からの冷媒蒸気で中間液を加熱濃縮
して濃液にする低温再生器、４はこの低温再生器からの
冷媒蒸気を冷却して凝縮する凝縮器、５は冷媒散布器５
Ａから冷媒液を散布・滴下などして蒸発させる蒸発器、
６はこの蒸発器からの冷媒蒸気を前記低温再生器３から
の濃液に吸収させて器内を低圧に維持する吸収器、７お
よび８は低温および高温熱交換器であり、これらは吸収
液配管９〜１２、冷媒配管１３〜１６により接続され
て、冷媒と吸収液の循環サイクルを形成し、蒸発器５の
内部に設けた熱交換器１７から選択的に取り出す冷水ま
たは温水の何れかを、図示しない熱負荷に循環供給でき
るようになっている。

【０００３】なお、Ｐ１は吸収液配管９に設けられて吸
収器６から稀液を高温再生器１に供給するための吸収液
ポンプ、Ｐ２は冷媒配管１６に設けられて蒸発器５の底
部に溜った冷媒液を、上部に設置した冷媒散布器５Ａか
ら熱交換器１７上に散布させるための冷媒ポンプ、Ｖ１
およびＶ２は吸収液配管１１および冷媒配管１４に設け
られて、熱交換器１７から冷水を取り出すときに閉弁
し、温水を取り出すときに開弁する冷／暖切換用の開閉
弁である。

【０００４】また、１８は、熱交換器１７で冷却された
冷水または加熱された温水を、図示しない冷／暖房など
の熱負荷に循環供給するための冷温水配管であり、この
管の蒸発器入口側には冷温水ポンプＰ３が取り付けられ
ている。

【０００５】また、１９および２０は凝縮器４および吸
収器６の内部に設けられた冷却器であり、冷却水ポンプ
Ｐ４を有する冷却水配管２１により接続されて、図示し
ない冷却塔と吸収器６および凝縮器４との間を冷却水が
循環するように構成されている。

【０００６】上記構成の吸収冷凍機においては、冷水を
取り出して行う冷房運転時には冷媒および吸収液の循環
による吸収冷凍サイクルを行うことで、蒸発器５におけ
る冷媒の蒸発潜熱で熱交換器１７内の水を６〜８℃程度
に冷却して供給することができ、温水を取り出して行う
暖房運転時には冷却器１９・２０への冷却水の供給を停
止する一方で、開閉弁Ｖ１・Ｖ２を閉から開へ切り替え
ることで、高温の吸収液および冷媒蒸気が吸収液配管１
１・冷媒配管１３・１４を介して高温再生器１から吸収
器６・蒸発器５へ流入し、冷媒の凝縮潜熱と吸収液の顕
熱によって熱交換器１７で加熱された温水が供給され
る。

【０００７】そして、高温再生器１は、吸収冷凍機全体
に占める割合が、重量、体積共に大きいため、吸収冷凍
機全体の小型を図るためには、この高温再生器１の小型
化が必要不可欠である。また、高温再生器１における環
境面の問題として、燃焼時における低ＮＯｘ化の要求も
強くなってきている。

【０００８】しかし、特開昭６３−２９４４６７号公報
・特開平６−２２１７１８号公報などに開示さた従来の
高温再生器１は、図６に示すような液管型ボイラ構造と
なっていたので小型化するのが困難であった。

【０００９】すなわち、この場合の燃焼装置２は、燃料
ガス２５と空気２６との混合ガス２７を、ノズル７１の
先端側に設けた燃焼室５１で燃焼させるノズル形バーナ
であり、この燃焼により生成する火炎２８と高温の燃焼
ガス（図示せず）を、燃焼室５１と、この燃焼室５１の
下流側に連設する加熱室５２とを囲む容器５０の内壁５
４と、加熱室５２に立設された多数の液管５６とに与え
た後に排熱ガスとして排気口５３から排出するようにな
っている。

【００１０】そして、吸収器６から供給される吸収液の
稀液２２は、吸収液配管９から容器５０の内部に流入
し、水平下部連通部５７Ａ、すなわち内壁５４と外壁５
５との間の下部側隙間と、水平上部連通部５７Ｂ、すな
わち内壁５４と外壁５５との間の上部側隙間と、垂直側
方連通部５７Ｃ、すなわち内壁５４と外壁５５との間の
両側方隙間と、水平連通部５７Ａ・５７Ｂを連通してい
る前記多数の液管５６の内部とに貯留されて、容器内を
対流しながら火炎２８と燃焼ガスにより加熱され、水平
上部連通部５７Ｂの上方の気相部５９に蒸発した冷媒蒸
気２４を冷媒配管１３から吐出すると共に、冷媒蒸気２
４が蒸発して濃度の高くなった中間液２３を吸収液配管
１０に流出するようになっている。また、蒸発した直後
の冷媒蒸気２４には、飛沫状の吸収液成分が含まれてい
るので、迂回板６０で流出経路を迂回させることによっ
て、冷媒蒸気２４のみを冷媒配管１３に流出できるよう
にしている。

【００１１】したがって、上記構成の高温再生器１で
は、燃焼装置２がノズル形バーナであるため、火炎２８
が集中して長い形状にならざるを得ないこと、また、稀
液２２を流通する液管５６が火炎２８に直接接触するよ
うに構成したのでは、稀液２２が部分的に過熱されて結
晶化する、部材が腐食し易い、あるいは火炎が冷却され
て未燃焼ガスが残留してしまうなどの理由によって、加
熱室５２の前方に燃焼室５１を設ける必要があり、小型
化することが困難であった。

【００１２】なお、特開昭６３−２９４４６７号公報で
は、燃焼室５１と加熱室５２とが折り返し状に形成さ
れ、液管５６を折り返した側の経路に配置すると共に、
経路の後方に位置する液管５６には吸熱を向上させるた
めに、吸熱フィン５６Ｆを設ける構成が開示され、特開
平６−２２１７１８号公報では、液管５６を加熱室５２
の加熱経路に沿って長くした偏平状の液管にして形成す
ると共に、偏平状の液管５６の後方側に吸熱フィンを設
ける構成が開示されているが、何れも小型化を図る上で
顕著な効果を奏するには至っていない。

【００１３】一方、上記のような炉筒煙管方式あるいは
炉筒液管方式による小型化の限界を打ち破るものとし
て、ガス焚き加熱炉においては、燃焼室５１を設けず平
板燃焼面などを設ける炉筒レス管群方式が近年導入され
た。この炉筒レス管群方式は、図４に示したような面状
火炎形バーナ２Ａが生成する火炎２８および燃焼ガスを
直接に加熱室５２に導くようにしたものであり、燃焼室
を必要としないため小型化が劇的に図れるだけでなく、
低ＮＯｘ化にも成功している。

【００１４】すなわち、面状火炎形バーナ２Ａにおいて
は、燃料ガスと燃焼に必要な酸素量を含む量の空気とが
混合された混合ガス２７が混合ガス室７２に供給され、
多穴面状耐火ブロック７３の導穴７４を通り抜けて燃焼
するように仕組まれており、平面状に分布する火炎２８
が外側の燃焼面７５に形成されるので、燃焼室５１が不
要となって高温再生器１の大幅な小型化が達成されてい
る。

【００１５】なお、多穴面状耐火ブロック７３は、厚板
状の耐火材料、例えばセラミックやメタルファイバーな
どに図のような多数の微細な導穴７４を設けたものを主
体として形成されている。また、７６は点火用の小型バ
ーナであり、２８ａはこの点火用小型バーナが形成する
火炎である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一層の小型化
を図るために火力を強くした面状火炎形バーナを備える
高温再生器においては、面状火炎形バーナの火炎形成面
を、燃焼ガスの通過方向と直角方向の加熱室断面積より
小さくできるが、燃焼室を例えば縦長に形成してその前
面上部に面状火炎形バーナを設置する構成では、火炎が
加熱室の上部側に形成される上に、高温の燃焼ガスが加
熱室の主に上部側を通って排気されるので、液管の下部
側では加熱作用が小さく、全体的にも吸収液を加熱する
作用効果が小さくなると云った問題点があり、この点の
解決が課題となっていた。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来技
術の課題を解決するためになされたもので、上下に形成
した水平連通部同士を連通して対流を可能にする多数本
の液管が互いに離間して立設された加熱室に臨んで面状
火炎形バーナが設置され、この面状火炎形バーナが生成
する高温の燃焼ガスが加熱室を通過し、主に液管壁を介
して炉内の液体を加熱する液管対流式燃焼加熱炉におい
て、

【００１８】面状火炎形バーナの火炎形成面が、燃焼ガ
スの通過方向と直角方向の加熱室断面より小さく、面状
火炎形バーナの前方で面状火炎形バーナから数列先の液
管同士を連結して邪魔板を設けるようにした第１の構成
の液管対流式燃焼加熱炉と、

【００１９】前記第１の構成の液管対流式燃焼加熱炉に
おいて、面状火炎形バーナの火炎形成面が、燃焼ガスの
通過方向と直角方向の加熱室断面積の６０％以下である
ようにした第２の構成の液管対流式燃焼加熱炉と、

【００２０】前記第１または第２の構成の液管対流式燃
焼加熱炉において、面状火炎形バーナを加熱室の前面上
部に臨んで横向きに設置し、邪魔板を液管の上部側にの
み設置するようにした第３の構成の液管対流式燃焼加熱
炉と、を提供することにより、前記従来技術の課題を解
決するものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４に基づいて本発
明の実施形態を説明する。なお、理解を容易にするた
め、これらの図においても前記図５〜図７において説明
した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を
付した。

【００２２】〔第１の実施形態〕第１の実施形態を図１
・図２に基づいて説明すると、図中６１は内壁５４と外
壁５５の前面部分（それぞれ５４（Ａ）、５５（Ａ）と
記す）に開口して形成されているバーナ設置口であり、
このバーナ設置口は横幅Ｗ１が加熱室５２の前面部の横
幅Ｗ２（加熱室５２の横幅は前面部後面部とも同じであ
るので、図１においては符号Ｗ２を後面部側に付した）
の６０％以下、例えば５０％に形成され、その高さＨ１
が加熱室５２の前面部の高さＨ２（加熱室５２の高さも
前面部後面部とも同じであるので、図２においては符号
Ｈ２を後面部側に付した）と同じとなるように形成され
ている。

【００２３】なお、このバーナ設置口６１は、加熱室５
４の両側に位置する内壁５４の側方部分（５４（Ｂ）と
記す）から等距離の位置に設けられている。

【００２４】そして、このバーナ設置口６１には、バー
ナ設置口６１より僅かに小さく形成された多穴面状耐火
ブロック７３を有する、前記図６で説明した構成の面状
火炎形バーナ２Ａが設置されている。

【００２５】また、加熱室５２に立設する液管５６は、
液管５６が全く立設されていない燃焼促進空間５２Ａの
上流側と下流側、すなわち火炎２８を形成する多穴面状
耐火ブロック７３の側に位置する上流側液管群５６Ａ
と、排気口５３の側に位置する下流側液管群５６Ｂとに
分けて、それぞれ千鳥状に立設されている。

【００２６】そして、上流側液管群５６Ａの液管５６
は、火炎２８によって直接加熱されても、液管５６内に
ある稀液２２が過熱して分解することがないように、下
流側液管群５６Ｂの液管５６より太く形成されている。

【００２７】また、多穴面状耐火ブロック７３側から２
列目の液管５６、すなわちこの場合は上流側液管群５６
Ａの液管５６で多穴面状耐火ブロック７３から最も離れ
た液管５６の内、中央部分にある３本の液管５６を、２
本の細長い仕切板６２によって順次その全長に渡って連
結し、火炎２８および燃焼ガスに対する邪魔板部材６３
を多穴面状耐火ブロック７３の前方に形成している。

【００２８】したがって、上記構成の高温再生器１にお
いては、火炎２８および燃焼ガスは邪魔板部材６３によ
って内壁側方部分５４（Ｂ）の側に曲げられるので、加
熱室５２の中心部に立設した液管５６内の稀液２２が効
果的に加熱されるだけでなく、垂直側方連通部５７Ｃや
内壁側方部分５４（Ｂ）の側に立設した液管５６内の稀
液２２を加熱する作用が強まり、全体的な加熱効率も向
上する。

【００２９】また、上記構成の高温再生器１において
は、火炎２８および燃焼ガスは上流側液管群５６Ａの太
い液管５６内にある稀液２２と熱交換して速やかにその
温度を下げるため、廃ガス中のＮＯ_X が顕著に減少す
る。しかも、ＮＯ_X 削減に効果がある温度まで冷却され
た燃焼ガスは、液管５６が１本も立設されていない燃焼
促進空間５２Ａを通過するので、この部分では燃焼ガス
の温度は低下し難く、ここを通過する際に燃焼反応が進
んで廃ガス中のＣＯガス濃度も低下する。

【００３０】〔第２の実施形態〕第２の実施形態を図３
・図４に基づいて説明すると、この場合のバーナ設置口
６１は、内壁前面部分５４（Ａ）と外壁前面部分５５
（Ａ）の上部側に、横幅Ｗ１が加熱室５２の前面部の横
幅Ｗ２と同じに、また、その高さＨ１が加熱室５２の前
面部の高さＨ２の６０％以下、例えば５０％となるよう
に形成され、このバーナ設置口６１に前記第１の実施形
態で使用したと同じ面状火炎形バーナ２Ａが設置されて
いる。

【００３１】そして、この場合も加熱室５２に立設する
液管５６は、液管５６が全く立設されていない燃焼促進
空間５２Ａの上流側と下流側、すなわち多穴面状耐火ブ
ロック７３側に位置する上流側液管群５６Ａと、排気口
５３側に位置する下流側液管群５６Ｂとに分かれて、そ
れぞれ千鳥状に立設されている。

【００３２】ここでも、上流側液管群５６Ａの液管５６
は、火炎２８によって直接加熱されても、液管５６内に
ある稀液２２が過熱して分解することがないように、下
流側液管群５６Ｂの液管５６より太く形成されている。

【００３３】そして、上流側液管群５６Ａの液管５６の
多穴面状耐火ブロック７３側から２列目と３列目にある
全ての液管５６の上部側を、複数（図では４枚）の仕切
板６２によって順次連結し、火炎２８および燃焼ガスに
対する邪魔板部材６３を多穴面状耐火ブロック７３の前
方に形成している。

【００３４】したがって、この構成の高温再生器１にお
いては、面状火炎形バーナ２Ａが加熱室５２の前面上部
に臨んで設置されているが、火炎２８および燃焼ガスは
邪魔板部材６３によって下向きに曲げられるので、垂直
側方連通部５７Ｃ・液管５６の上部側にある稀液２２が
効果的に加熱されるだけでなく、それぞれの下部側に入
っている稀液２２を加熱する作用が強まり、全体的な加
熱効率も向上する。

【００３５】また、この構成の高温再生器１において
も、火炎２８および燃焼ガスは上流側液管群５６Ａの太
い液管５６内にある稀液２２と熱交換して速やかにその
温度を下げるため、廃ガス中のＮＯ_X が顕著に減少す
る。しかも、ＮＯ_X 削減に効果がある温度まで冷却され
た燃焼ガスは、液管５６が１本も立設されていない燃焼
促進空間５２Ａを通過するので、この部分では燃焼ガス
の温度は低下し難く、ここを通過する際に燃焼反応が進
んで廃ガス中のＣＯガス濃度も低下する。

【００３６】上流側液管群５６Ａの液管５６は、５〜６
列程度に増やすことができる。そして、面状火炎形バー
ナ２Ａから最も離れた列の液管５６を仕切板６２によっ
て順次連結して面状火炎形バーナ２Ａの前方に邪魔板部
材６３を設置したり、その中間部に位置する列の液管５
６を仕切板６２によって順次連結して邪魔板部材６３を
設置したり、液管５６同士を連結するのではなく、液管
５６同士の間に広幅の仕切板６２を設置し、仕切板自体
を邪魔板とすることも可能である。なお、仕切板６２に
は、貫通した穴を設けておいても良い。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明になる液管
対流式燃焼加熱炉においては、バーナの前方だけでな
く、液体を加熱室全体で万遍なく加熱できる。したがっ
て、加熱効率が向上し、これにより燃費の改善と装置の
小型化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態を横断面で示す説明図である。

【図２】第１の実施形態を縦断面で示す説明図である。

【図３】第２の実施形態を横断面で示す説明図である。

【図４】第２の実施形態を縦断面で示す説明図である。

【図５】吸収冷凍機の説明図である。

【図６】加熱装置の説明図である。

【図７】従来技術を示す説明図であり、（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は横断面図、（ｃ）は縦断側面図である。

【符号の説明】

１高温再生器２燃焼装置２Ａ面状火炎形バーナ３低温再生器４凝縮器５蒸発器６吸収器７低温熱交換器８高温熱交換器９〜１２吸収液配管１３〜１６冷媒配管１７熱交換器１８冷温水配管１９・２０冷却器２１冷却水配管２２稀液２３中間液２４冷媒蒸気２５燃料ガス２６空気２７混合ガス２８・２８ａ火炎５０容器５１燃焼室５２加熱室５２Ａ燃焼促進空間５３排気口５４内壁５４（Ａ）内壁前面部分５４（Ｂ）内壁側方部分５５外壁５５（Ａ）外壁前面部分５５（Ｂ）外壁前面部分５６液管５６Ａ上流側液管群５６Ｂ下流側液管群５７Ａ水平下部連通部５７Ｂ水平上部連通部５７Ｃ垂直側方連通部５８蒸気吐出口５９気相部６０迂回板６１バーナ設置口６２仕切板６３邪魔板部材７１ノズル７２混合ガス室７３多穴面状耐火ブロック７４導穴７５燃焼面７６点火用小型バーナＨ１バーナ設置口の高さＨ２加熱室の高さＰ１吸収液ポンプＰ２冷媒ポンプＰ３冷温水ポンプＰ４冷却水ポンプＶ１・Ｖ２開閉弁Ｗ１バーナ設置口の横幅Ｗ２加熱室の横幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２５Ｂ 33/00 Ｆ２５Ｂ 33/00 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下に形成した水平連通部同士を連通し
て対流を可能にする多数本の液管が互いに離間して立設
された加熱室に臨んで面状火炎形バーナが設置され、こ
の面状火炎形バーナが生成する高温の燃焼ガスが加熱室
を通過し、主に液管壁を介して炉内の液体を加熱するよ
うにした液管対流式燃焼加熱炉であって、面状火炎形バーナの火炎形成面が、燃焼ガスの通過方向
と直角方向の加熱室断面より小さく、面状火炎形バーナ
の前方で面状火炎形バーナから数列先の液管同士を連結
して邪魔板を設けたことを特徴とする液管対流式燃焼加
熱炉。
【請求項２】面状火炎形バーナの火炎形成面が、燃焼
ガスの通過方向と直角方向の加熱室断面積の６０％以下
であることを特徴とする請求項１記載の液管対流式燃焼
加熱炉。
【請求項３】面状火炎形バーナが加熱室の前面上部に
臨んで横向きに設置され、邪魔板が液管の上部側にのみ
設置されたことを特徴とする請求項１または２記載の液
管対流式燃焼加熱炉。