JPS62169901A - ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、給水路と蒸気又は湯の回収路との間に、第１
熱交換器及び第２熱交換器を設け、前記第１及び第２熱
交換器に高温ガスを供給するバーナ、及び、そのバーナ
に燃焼用酸素含有ガスを加圧供給する送風機を設けたボ
イラに関する。

〔従来の技術〕

従来、殊に２ｔｏｎ未満の小型ボイラでは、第４図に示
すように、電動式のファンやブロワ−（３１）により燃
焼用空気をバーナ（２）に送り、燃料路（１４）からの
燃料を、大気圧より少し高い程度の圧力の燃焼室（３）
で燃焼させ、給水路（７）からの水を第１熱交換器（Ａ
）及び第２熱交換器（Ｂ）でバーナ（２）からの高温ガ
スによって加熱し、蒸気又は湯を回収路（６）に送るよ
うにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、電動式のファンやブロワ−（３１）の駆動に高
価な電力を必要とし、また、燃焼室（３）内が低圧であ
るために、燃焼負荷（単位容積光たりの発熱量）が小さ
くなると共に、高温ガスの流路の圧損の制約から対流伝
熱効率が低（なって、ボイラが能力の割には大型になる
欠点があった。仮に、高圧ブロワ−（３１）を設置する
と、ボイラの小型化を図れるものの、高圧ブロワ−（３
１）に起因して設備費及び運転経費が高くなり、経済性
が損なわれる。

本発明は、設備を能力の割には小型で安価にできると共
に、運転経費を十分に低減できるようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、第１及び第２熱交換器に高温ガス
を供給するバーナに、燃焼用酸素含有ガスを加圧供給す
る送風機を形成するに、コンプレッサーを前記バーナへ
の燃焼用酸素含有ガスの供給路に介装し、かつ、ガスタ
ービンを、前記コンプレッサーに連動連結して、前記第
１熱交換器から前記第２熱交換器への高温ガス供給路に
介装したことにあり、その作用効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、燃焼用酸素含有ガスをコンプレッサーによりバ
ーナに加圧供給して、バーナにより高圧の高温ガスを発
生させ、その高圧の高温ガスによりガスタービンを駆動
し、ガスタービンによりコンプレッサーを駆動するので
ある。

換言すると、バーナで得られる圧力エネルギー及び熱エ
ネルギーを有効利用して、高価な電力を不要又は余り必
要としないで、しかも、高圧の電動式ブロワ−に比して
小型かつ安価なガスタービンとコンプレッサーの組合わ
せ、例えば市販の自動車用ターボチャージャー等でもっ
て、高圧の高温ガスが得られる。

また、高圧下でバーナの燃焼を行えるから、必要に応じ
て燃焼室負荷を十分に高くでき、しかも、高圧の高温ガ
スが得られるから、第１及び第２熱交換器における高圧
ガスに対する圧損を十分に高くして、対流伝熱効率を効
果的に向上でき、したがって、小型の設備で大きな加熱
能力が得られる。

さらに、ガスタービンを第１熱交換器と第２熱交換器の
間に配置しであるから、ガスタービンの熱損傷を十分に
抑制できると共に、熱効率を十分に高くできる。さらに
説明すると、バーナの高温ガスを第１及び第２熱交換器
に供給する前にガスタービンに供給すると、ガスタービ
ンが高温ガスにより短期間に熱破損される危険性が大き
く、また、高温ガスを第１及び第２熱交換器に供給した
後でガスタービンに供給して、ガスタービンへの高温ガ
スにコンプレッサー駆動に必要な圧力エネルギーと熱エ
ネルギーを持たせると、高温ガスの熱エネルギーを十分
に回収できなくなる危険性が大きいのであり、本発明に
よれば、ガスタービンの熱破損防止と熱効率向上の両立
を図れる。

〔発明の効果〕

その結果、ボイラを、前述の電動式ファンやブロワ−を
用いた従来構成に比して、給蒸又は給湯能力が大きい割
には、十分に小型で安価なものにでき、かつ、運転経費
が極めて少ないものにでき、その上、耐久性及び熱効率
の面でも十分な性能にでき、全体として、経済性、設備
面及び性能の全てに優れたボイラを提供できるようにな
った。

［実施例〕 次に、第１図及び第２図により実施例を示す。

第１水槽（１）の下部に、バーナ（２）に対する燃焼室
（３）を形成し、燃焼室（３）に接続した多数の第１煙
管（４）を第１水槽（１）の上下中間に設け、バーナ（
２）からの高温ガスで第１水槽（１）内の貯水を蒸発さ
せる第１熱交換器（＾）を形成しである。

第１水槽（１）の貯水面（ＷＬ）よりも上方に、第１煙
管（４）に接続した多数の第２煙管（５）を設け、バー
ナ（２）からの高温ガスで第１水槽（１）内で発生した
藤気を過熱して回収路（６）に送る第２熱交換器（Ｂ）
を形成しである。

第１水槽（１）の上方に、給水路（７）に接続した第２
水槽（８）を設け、第２煙管（５）と排気路（９）に接
続した多数の第３煙管（１０）を第２水槽（８）に設け
、給水路（７）からの水をバーナ（２）からの高温ガス
で予熱すると共に、公知の流量自動制御手段（２６）を
有する給湯路（２７）によって、第１水槽（１）に貯水
面（ＷＬ）を設定範囲内に維持するように給湯する給水
予熱器（Ｃ）を形成しである。

要するに、水や蒸気を給水予熱器（Ｃ）、第１熱交換器
（Ａ）及び第２熱交換器（、Ｂ　”）の順に流してバー
ナ（２）からの高温ガスで加熱し、熱効率良く蒸気が回
収路（６）から得られるように構成しである。

バーナ（２）への燃焼用空気の供給路（１１）にコンプ
レッサー（１２）を介装し、風量調整用ダンパー　（１
３）を有する一次空気路部分（ｌｌａ）と二次空気路部
分（ｌｌｂ）とによって、燃料路（１４）から加圧供給
される燃料を完全燃焼できる量の空気がバーナ（２）に
加圧供給されるように構成しである。

第１熱交換器（Ａ）から第２熱交換器（Ｂ）に高温ガス
を送る供給路（１５）に、その高温ガスにより駆動され
るガスタービン（１６）を設け、ガスタービン（１６）
とコンプレッサー（１２）を連動連結して、高温ガスの
エネルギーによりコンプレッサー（１２）を駆動するよ
うに構成しである。

コンプレッサー（１２）の空気吸込路（１７）に、フィ
ルター（１８）と逆止弁（１９）を設けると共に起動用
電動ブロワ−（２０）を接続し、バーナ（２）の点火時
に・電動ブロワ−（２０）で燃焼用空気を送るように構
成しである。

オイルタンク（２１）、電動式オイルポンプ（２２）、
給水路（７）の冷水を利用するオイルクーラ（２３）を
、ガスタービン（６）とコンプレッサー（１２）ヲ連動
する回転軸の軸受は部（２４）に対する潤滑油循環路（
２５）に設けである。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

ボイラの全体的構成は適当に変更でき、例えば前述の炉
筒煙管式に代えて第３図に示すような木管式にしてもよ
い。

次に第３図のボイラについて説明する。

給水路（７）からの水は、外側の螺旋状管路（２６）の
第２熱交換器（Ｂ）に送られ、さらに内側の螺旋状管路
（２７）に相当する第１熱交換器（＾）に送られ、蒸気
又は湯が回収路（６）から得られるように構成しである
。また、燃料路（１４）から加圧供給される燃料を供給
路（１１）からの燃焼用空気で燃焼させるバーナ（２）
を、中央の燃焼室（３）に対して設け、燃焼室（３）か
らの高温ガスが第１熱交換器（Ａ）、第２熱交換器（Ｂ
）の順に送られ、排気路（９）から排出されるように構
成しである。さらに、第１熱交換器（Ａ）から第２熱交
換器（Ｂ）への高温ガス供給路（１５）に設けたガスタ
ービン（１６）と、燃焼用空気供給路（１１）に設けた
コンプレッサー（１２）を連動連結し、燃焼室（３）で
の燃焼負荷を大にでき、かつ、高圧の高温ガスが得られ
るように構成しである。尚、（２８）はボイラの貯留水
位を表示する水位計である。

バーナ（２）の型式は適当に選択でき、また、バーナ（
２）に供給する燃料は都市ガス等の各種ガス燃料及び各
種油のいずれであってもよい。

燃焼用空気に代えて酸素富化空気や酸素をバーナ（２）
に供給する給気設備を設けてもよく、それらガスを燃焼
用酸素含存ガ久と総称する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示し、第１図は原
理図、第２図は設備の概念図、第３図は本発明の別実施
例を示す概念図、第４図は従来例の概念図である。 （２）・・・・・・バーナ、（６）・・・・・・回収路
、（７）・・・・・・給水路、（１１）・・・・・・燃
焼用酸素台をガス供給路、（１２）・・・・・・コンプ
レッサー、（１５）・・・・・・高温ガス供Ｍｌ、（１
６）・・・・・・ガスタービン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 給水路（７）と蒸気又は湯の回収路（６）との間に、第
   １熱交換器（Ａ）及び第２熱交換器（Ｂ）を設け、前記
   第１及び第２熱交換器（Ａ）、（Ｂ）に高温ガスを供給
   するバーナ（２）、及び、そのバーナ（２）に燃焼用酸
   素含有ガスを加圧供給する送風機を設けたボイラであっ
   て、前記送風機が、前記バーナ（２）への燃焼用酸素含
   有ガスの供給路（１１）に介装したコンプレッサー（１
   ２）、及び、そのコンプレッサー（１２）に連動連結し
   て前記第１熱交換器（Ａ）から前記第２熱交換器（Ｂ）
   への高温ガス供給路（１５）に介装したガスタービン（
   １６）から成るボイラ。