JP2000249427A - 吸収式冷温水器の高温再生器における低NOxシステム - Google Patents

吸収式冷温水器の高温再生器における低NOxシステム

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JP2000249427A
JP2000249427A JP11048831A JP4883199A JP2000249427A JP 2000249427 A JP2000249427 A JP 2000249427A JP 11048831 A JP11048831 A JP 11048831A JP 4883199 A JP4883199 A JP 4883199A JP 2000249427 A JP2000249427 A JP 2000249427A
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burner
temperature regenerator
combustion
water pipe
high temperature
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Satoshi Nagayama
聡 永山
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Tokyo Gas Co Ltd
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Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】空冷吸収式冷温水器の高温再生器に使用するバ
ーナとしては、低NOxバーナが使用されているが、燃
焼は狭いインナーチューブ内で行われるため、水管によ
る火炎の冷却と、排ガスの再循環とが期待できず、結局
NOxの低減を行えないでいる。 【解決手段】そこで本発明では、高温再生器本体2の上
部にバーナ100を設置すると共に、本体内の燃焼室3
に、上部ヘッダ4と下部ヘッダ5間に水管6を設置し、
バーナと水管との間にインナーチューブ8とアウターチ
ューブ9を設けると共に、前記バーナは、耐熱金属繊維
により構成した布状素材を立体形状の燃焼面に構成した
表面燃焼バーナとした高温再生器を提案するものであ
る。この構成では、NOxと共にCOも低減することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸収式冷温水器の
高温再生器における低NOxシステムに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】吸収式冷温水器は従来水冷式のものが一
般的であったが、昨今、空冷式のものも開発され、既に
商品化されているものもある。しかし、この空冷式の吸
収式冷温水器は、高温再生器において溶液の圧力が大気
圧を超えてしまうため、法律上はボイラに分類され、運
用にボイラ技士が必要になるという問題点がある。これ
を回避するための1つの方法として、高温再生器の伝熱
面積を5m2未満の貫流式にする方法が用いられてお
り、バーナとしてはボイラに多く用いられている構造の
低NOxバーナが適用されている。
【0003】図5はこのような高温再生器の構造を示す
ものであり、また図6は低NOxバーナの構造を示すも
のである。図において、符号1は高温再生器本体2の上
部に設置されたバーナで、本体2内の燃焼室3には、上
部ヘッダ4と下部ヘッダ5間に水管6が設置されてお
り、溶液は、図中矢印で示すように、水管6内を、下部
ヘッダ5側から上部ヘッダ4側に流れて、燃焼室3内の
排ガスと熱交換する。一方、燃焼室3内の排ガスは上部
の煙道7を経て排出される。ところで、吸収式冷温水器
に用いられている臭化リチウム水溶液は腐食性があり、
局所的に200℃以上にしてはならないという制約があ
るため、高温再生器ではボイラのようにバーナの火炎を
水管にあてることができない。このため従来は、図5に
示すようにバーナ1と水管6との間にインナーチューブ
8とアウターチューブ9を設け、その輻射熱を利用して
水管6を加熱する方式をとっている。一方、バーナ1は
先混合方式であり、バーナ中心軸に燃料供給管10を配
置すると共に、その外周に空気通路11を構成し、燃料
供給管10の先端側に保炎板12を設けた構成である。
保炎板12は図示を省略しているが、燃焼用空気をバー
ナ軸方向に通過させる穴を多数形成すると共に、燃料供
給管には保炎板の下流側において放射方向に燃料ガスを
噴出するノズル孔を設けている。このような構成のバー
ナは、火炎が薄膜状に広がりを持ち、火炎が水管により
冷却されることと、中心部が負圧になって自己排ガス再
循環が行われることを前提として低NOxを計るもので
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したとおり高温再
生器ではボイラのようにバーナの火炎を水管にあてるこ
とができず、インナーチューブとアウターチューブを設
けているため、上述した低NOxバーナを使用していて
もNOxが高い。例えば、図4に示すように、現状、運
転ポイント(O2=約6.5%)で、0%換算NOxが約80
ppmである。その理由は、まずインナーチューブは温度
が約900℃にまで上昇するため、ボイラでは期待でき
る水管による火炎冷却が成り立たないことと、インナー
チューブのために燃焼空間が狭く限定され、排ガスの再
循環領域がなくなってしまうことによる。そこで、本発
明はこのような高温再生器においてNOxを低減するこ
とのできる低NOxバーナを提供することを目的とする
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、高温再生器本体の上部にバーナを
設置すると共に、本体内の燃焼室に、上部ヘッダと下部
ヘッダ間に水管を設置し、バーナと水管との間にインナ
ーチューブとアウターチューブを設けると共に、前記バ
ーナは、耐熱金属繊維により構成した布状素材を立体形
状の燃焼面に構成した表面燃焼バーナとした吸収式冷温
水器の高温再生器における低NOxシステムを提案する
ものである。
【0006】また本発明では、高温再生器本体の上部に
バーナを設置すると共に、本体内の燃焼室に、上部ヘッ
ダと下部ヘッダ間に水管を設置し、バーナと水管との間
にアウターチューブを設けると共に、前記バーナは、耐
熱金属繊維により構成した布状素材を立体形状の燃焼面
に構成した表面燃焼バーナとした吸収式冷温水器の高温
再生器における低NOxシステムを提案するものであ
る。
【0007】また本発明では、上記の構成において、表
面燃焼バーナは、円錐形状の燃焼面を構成することを提
案する。
【0008】また本発明では、上記の構成において、表
面燃焼バーナは、円筒形状の燃焼面を構成することを提
案する。
【0009】また本発明では、以上の構成において、表
面燃焼バーナは長尺の構成とすることを提案する。
【0010】本発明によれば、耐熱金属繊維により構成
した布状素材を立体形状の燃焼面に構成した表面燃焼バ
ーナは、予混合気により燃焼面において均一に赤熱また
は短炎のブルーフレームで燃焼を行うことができ、長い
距離に渡っての均一加熱が可能であると共に、高温のイ
ンナーチューブの影響を殆ど受けることなく燃焼が可能
であるため、低NOxであり、また短炎のためにCOの
発生も少ない。
【0011】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図を参
照して説明する。図1〜図3は本発明に係る吸収式冷温
水器の高温再生器の実施の形態を示すもので、図5に示
す従来の高温再生器と同様な構成要素には同一の符号を
付して重複する説明は省略する。即ち、本発明では、高
温再生器本体2の上部にバーナ100を設置すると共
に、本体内の燃焼室3に、上部ヘッダ4と下部ヘッダ5
間に水管6を設置し、バーナ100と水管6との間にイ
ンナーチューブ8とアウターチューブ9を設けた高温再
生器において、前記バーナ100は、耐熱金属繊維によ
り構成した布状素材を立体形状の燃焼面101に構成し
た表面燃焼バーナとしたことを特徴とするものである。
耐熱金属繊維は、耐熱鋼やインコネル等の耐熱金属を繊
維状に形成したもので、この耐熱金属繊維を編物加工や
織物加工により布状素材を構成することができる。耐熱
金属繊維の布状素材は、例えばメタルファイバーニット
等として提供されている。このような耐熱金属繊維の布
状素材を立体形状の燃焼面に構成した表面燃焼バーナ
は、例えば特開平10−160129号公報に開示され
ている。
【0012】まず図1は本発明の第1の実施の形態を示
すもので、この実施の形態では、表面燃焼バーナ100
は、円錐形状の燃焼面101を構成している。上述した
とおり、表面燃焼バーナ100は、予混合気により燃焼
面において均一に赤熱(面積負荷 200〜1000kW/
2)または短炎のブルーフレーム(面積負荷 1000kW
/m2以上)の各モードで燃焼を行うことができるので
あるが、この実施の形態では、表面燃焼バーナ100は
面積負荷の大きいブルーフレームモードで運転し、イン
ナーチューブ8を加熱して、その輻射熱と、排ガスによ
る伝熱を利用するものである。尚、符号102で示すも
のは、火炎を模式的に示すものである。
【0013】上記第1の実施の形態においては、表面燃
焼バーナ100の燃焼面101はインナーチューブ8の
上部に配置しているが、図2に示す第2の実施の形態で
は、第1の実施の形態よりも燃焼面101を下げて、イ
ンナーチューブ8の中間部に配置しており、このような
配置では、インナーチューブ8の温度分布は中間部が最
も高くなる分布が得られる。尚、符号103は予混合管
である。
【0014】次に図3は本発明の第3の実施の形態を示
すもので、この実施の形態では、表面燃焼バーナ100
は、長尺の円筒形状の燃焼面101を構成している。こ
のような表面燃焼バーナ100では、上述したように赤
熱モードとブルーフレームモードのいずれのモードの運
転においても、長い距離に渡ってインナーチューブ8を
均一加熱することができる。特に、面積負荷が小さい赤
熱モードで運転する場合には、局部加熱しにくいので、
インナーチューブ8を省略することもできる。
【0015】以上の第1〜第3の実施の形態に示すよう
な形状の他、表面燃焼バーナ100の燃焼面101の立
体形状は、所望の形状とすることができ、こうして燃焼
室3内において所望の温度分布を得ることができる。
【0016】図4は図5に示した従来のバーナと本発明
の表面燃焼バーナを用いた高温再生器におけるNOx及
びCO特性を測定した結果を示すもので、本発明の表面
燃焼バーナを用いたものでは、NOx及びCOのいずれ
においても従来と比較して発生量が低減されている。例
えば本発明を適用することにより、運転ポイント(O2
=約6.5%)で、0%換算NOxが約80ppmであったもの
が、0%換算NOxをインナーチューブ8内でも約30pp
mに低減することができ、同様にCOも低減することが
できる。
【0017】
【発明の効果】本発明は以上のとおり、空冷吸収式冷温
水器の高温再生器に、耐熱金属繊維により構成した布状
素材を立体形状の燃焼面に構成した表面燃焼バーナを適
用しているので、以下のような効果がある。 a.燃焼室内に所望の温度分布を与えることができ、イ
ンナーチューブ内においても低NOxを実現することが
できると共に、COの低減も計れる。 b.上記表面燃焼バーナは圧力損失が非常に少ないた
め、高温再生器を、ガス低圧供給(200mmH2O)のまま
運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る高温再生器の第1の実施の形態
を示す縦断面図である。
【図2】 本発明に係る高温再生器の第2の実施の形態
を示す縦断面図である。
【図3】 本発明に係る高温再生器の第3の実施の形態
を示す縦断面図である。
【図4】 本発明に係る表面燃焼バーナを用いた場合と
従来の低NOxバーナを用いた場合のNOx及びCO特
性図である。
【図5】 従来の空冷吸収式冷温水器の高温再生器の構
成を示す縦断面図である。
【図6】 図5中のバーナを示す拡大図である。
【符号の説明】
1 バーナ 2 高温再生器本体 3 燃焼室 4 上部ヘッダ 5 下部ヘッダ 6 水管 7 煙道 8 インナーチューブ 9 アウターチューブ 10 燃料供給管 11 空気通路 12 保炎板 100 バーナ 101 燃焼面 102 火炎 103 予混合管

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高温再生器本体の上部にバーナを設置す
    ると共に、本体内の燃焼室に、上部ヘッダと下部ヘッダ
    間に水管を設置し、バーナと水管との間にインナーチュ
    ーブとアウターチューブを設けると共に、前記バーナ
    は、耐熱金属繊維により構成した布状素材を立体形状の
    燃焼面に構成した表面燃焼バーナとしたことを特徴とす
    る吸収式冷温水器の高温再生器における低NOxシステ
  2. 【請求項2】 高温再生器本体の上部にバーナを設置す
    ると共に、本体内の燃焼室に、上部ヘッダと下部ヘッダ
    間に水管を設置し、バーナと水管との間にアウターチュ
    ーブを設けると共に、前記バーナは、耐熱金属繊維によ
    り構成した布状素材を立体形状の燃焼面に構成した表面
    燃焼バーナとしたことを特徴とする吸収式冷温水器の高
    温再生器における低NOxシステム
  3. 【請求項3】 表面燃焼バーナは、円錐形状の燃焼面を
    構成したことを特徴とする請求項1又は2記載の吸収式
    冷温水器の高温再生器における低NOxシステム
  4. 【請求項4】 表面燃焼バーナは、円筒形状の燃焼面を
    構成したことを特徴とする請求項1又は2記載の吸収式
    冷温水器の高温再生器における低NOxシステム
  5. 【請求項5】 表面燃焼バーナは長尺の構成としたこと
    を特徴とする請求項1〜4までのいずれか1項記載の吸
    収式冷温水器の高温再生器における低NOxシステム
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