JP2002195503A - 焔管式熱交換型ボイラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 焔管式熱交換装置を、逆火熱利用有酸素熱気
化再燃焼式バーナーに連設した、小型で熱効率が高く、
且つ無公害の焔管式熱交換型ボイラーの開発。 【解決手段】 バーナーの燃焼ガス放出筒７に連通する
給入孔を有するガス再燃焼気分配罐体３３を、給水口３
４と吐水口３５を設けた水槽罐体３６に内設し、前記の
ガス再燃焼気分配罐体に連通し、水槽罐体内を通り、廃
ガスを水槽罐体の外部に排出する複数本の焔道管３７を
配管した焔管式熱交換装置を、逆火熱利用有酸素熱気化
再燃焼式バーナーＡに連設した焔管式熱交換型ボイラ
ー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、本件出願と同一人によ
る逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー（特許第２
８３８２４１号）に焔管式熱交換装置を連設した焔管式
熱交換型ボイラーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、煙管（焔管）式に代表されるボイ
ラーとしては、コルニッシュボイラーや、ランカシャボ
イラー等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
従来の煙管式ボイラーは、熱効率が非常に悪く、熱効率
を高めるには広大な蓄熱燃焼空間を必要とするため、ボ
イラー全体が大型となり、かつ燃料の消費量が嵩み、又
有害物質を含む煤煙を大量に放出する等の問題点があっ
た。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決することを目的とするもので、給水口と吐水口を設け
た水槽罐体にガス再燃焼気分配罐体を内設し、該ガス再
燃焼気分配罐体に連通し、水槽罐体内を通り、廃ガスを
水槽罐体の外部に排出する複数本の焔道管を配管した焔
管式熱交換装置のガス再燃焼気分配罐体に設けたガス流
入口を、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーのガ
ス吐出管に連通するよう接続して焔管式ボイラーを構成
する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の焔管式熱交換型ボイラー
は、公知の逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー
（特許第２８３８２４１号）と、焔管式熱交換装置を連
設したものである。

【０００６】上記の焔管式熱交換装置は、前記の逆火熱
利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの燃焼ガス放出筒に
連通する給入孔を有するガス再燃焼気分配罐体を、給水
口と吐水口を設けた水槽罐体に内設し、前記のガス再燃
焼気分配罐体に連通し、水槽罐体内を通り、水槽罐体の
外部に連通する複数本の焔道管を配管する。

【０００７】前記の逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バ
ーナーの燃焼ガス放出筒と、焔管式熱交換装置のガス再
燃焼気分配罐体に設けた給入孔が連通するように接続
し、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと焔管式
熱交換装置を連設して、本発明の焔管式熱交換型ボイラ
ーを構成する。

【０００８】以上の構成による本発明は、逆火熱利用有
酸素熱気化再燃焼式バーナーの稼働により発生する略完
全に燃焼した高温、高圧の燃焼ガスは、燃焼ガス排出
管、給入管を経て焔管式熱交換装置のガス再燃焼気分配
罐体内に噴流して、燃焼ガスを更に再燃焼して高温とな
り、ガス再燃焼気分配罐体を加熱すると共に焔道管を加
熱し、給水口より水槽罐体に給水する加圧水を加熱し、
焔道管より水槽罐体外に排出する廃ガスは煙突を通り大
気中に放出され、加熱した加圧高温水（水蒸気）は、水
槽罐体の吐水口（又は蒸気噴出口）を経て外部に供給す
るものである。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図に示す実施例によって説明す
る。

【００１０】図１は、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式
バーナー（特許第２８３８２４１号）の基本的構成を示
す縦断面図で、外側燃焼筒体１は、外周面の前端部にフ
ランジ部２′を設けた筒形の周壁胴２と、下部に設けた
ダクト接続孔３に後方に向け突出して送風ダクト４を接
続した後方側壁板５［ガスの流れ方向を前方とする］及
び中央部にガス放出口６を穿設し、該放出口６に連通し
た前方に突出するガス放出筒７を接続した前方側壁板８
とよりなる。

【００１１】前記の外側燃焼筒体１の周壁胴２より小径
で筒状の周壁胴９は、周壁に複数のガス噴出孔１０・１
０……を穿設すると共に、下側周壁前部に燃焼用給気孔
１１・１１……を、又後部に点火用給気孔１２・１２…
…を穿設し、周壁胴９の前方開口側を、中心にガス吐出
口１３を設けた蓋板１４により被蓋した内側燃焼筒体１
５を構成し、周壁筒９の後端縁１６を外側燃焼筒体１の
後方側壁板の内壁面１７の中間上部に密着接合する。

【００１２】内側燃焼筒体１５には、周壁筒９の下側周
壁前部に設けた燃焼用給気孔１１・１１……を介して内
側燃焼筒体１５に連通する如く送風ダクト４より適寸法
小径の給気管１８の前端周縁１９を接合し、該給気管１
８の他端が送風ダクト４内に臨むように取り付け、又下
側周壁後部に設けた点火用給気孔１２・１２……を介し
て内側燃焼筒体１５に連通する如く給気管１８より適寸
法小径の補助給気管２０の上端周縁２１を接合し、他端
が給気管１８内に臨む如く取り付ける。

【００１３】以上の如く給気管１８及び補助給気管２０
を取り付けた外側燃焼筒体１の後方側壁板内壁面１７に
接合した内側燃焼筒体１５を、外側燃焼筒体１の周壁胴
２の前方開口部を、ガス放出筒７を外方にして前方側壁
板８により被蓋した周壁胴２内に後方より挿入し、内側
燃焼筒体１５の蓋板１４と外側燃焼筒体１の前方側壁板
８間が適間隔ｔを隔てる状態で外側燃焼筒体１の周壁胴
２の後端周縁と後方側壁板５の外周縁を密着接合して外
側燃焼筒体１内に内側燃焼筒体１５を内設すると共に、
内側燃焼筒体１５内に連通する燃料供給管２２と点火装
置Ｓを設けて逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー
Ａを構成する。

【００１４】図２は、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼バ
ーナーＡの連続稼働状態における作用図を示す。逆火熱
利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーＡの送風ダクト４に
は、送風ホース２３を介して空気圧と給機量を調節可能
な加圧空気供給装置Ｄを、燃料供給管２２には燃料供給
パイプ２４を介して、燃料の供給量の調整可能な燃料供
給装置Ｆを、又サーモスターター式点火装置Ｓ（特許第
２１１１２９４号参照）の点火用燃料供給管２５には点
火用燃料供給ホース２６を介して、供給圧と供給量の調
整可能な点火燃料用ポンプＰに連結すると共に、端子金
具２７のリード線接続用端子部２８にはリード線２９を
介して電源Ｅに接続する。

【００１５】本発明における逆火熱利用有酸素熱気化再
燃焼式バーナーＡは、加圧空気供給装置Ｄを稼働して、
適圧でかつ適量の加圧空気ａ［図中実線矢印で示す］を
送風ダクト４に給気すれば、加圧空気ａは送風ダクト４
と給気管１８間を通り外側燃焼筒体１内と、給気管１８
及び補助給気管２０経て燃焼用給気孔１１・１１……及
び点火用給気孔１２・１２……を介して内側燃焼筒体１
５内に噴流する。

【００１６】燃料供給装置Ｆより燃料供給用パイプ２４
を経て、適量の液体燃料ｆ［図中点線矢印で示す］を内
側燃焼筒体１５内に供給すれば、該燃料ｆは給気管１８
及び補助給気管２０を通り燃焼用給気孔１１・１１……
と点火用給気孔１２・１２……を経て内側燃焼筒体１５
内に噴流する加圧空気ａにより乱流拡散されて霧状とな
り、点火用給気孔１２・１２……より流入する加圧空気
ａの補給により着火を確実とし、点火装置Ｓを作動して
燃料ｆに点火して燃焼させれば、不完全燃焼ガスｇ［図
中１点鎖線矢印で示す］は内側燃焼筒体１５を加熱する
と共に、内部の圧力を高めながら膨脹して、気化した状
態で周壁胴９に設けたガス噴出孔１０・１０……及び蓋
板１４に設けたガス吐出孔１３より外側燃焼筒体１内に
噴出する。

【００１７】送風ダクト４より外側燃焼筒体１内に給気
される加圧空気ａにより、外燃焼筒体１内の後部が減圧
部となるので、加圧空気ａは内側燃焼筒体１５の外周に
沿って逆流し、内側燃焼筒体１５より外側燃焼筒体１内
に噴出する不完全燃焼ガスｇと混合し、外側燃焼筒体１
内を繰り返し周回して高温のガスとなつて更に内側燃焼
筒体１５を加熱して熱気化を促進し、周回する高温のガ
スの逆火熱により内側燃焼筒体１５より噴出する不完全
燃焼ガスｇを高温の完全燃焼ガスＧ［図中２点鎖線矢印
で示す］としてガス放出筒７より外部に噴出するもので
ある。

【００１８】図３、図４は、夫々逆火熱利用有酸素熱気
化再燃焼式バーナーＡに、焔道管の配管方法の異なる焔
管式熱交換装置を接続した本発明の焔管式熱交換型ボイ
ラーの断面概要図を示す。

【００１９】図３より、後方側壁板３０の中心部に、逆
火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーＡのガス放出筒
７を挿嵌する給入孔３１を設けた円罐形で、周胴部３２
の前端部外周にフランジ部３３′を設けたガス再燃焼気
分配罐体３３は、給水口３４と吐水口（蒸気噴出口）３
５を有する水槽罐体３６に内設し、ガス再燃焼気分配罐
体３３の周壁の適所に、ガス再燃焼気分配罐体３３に連
通し、水槽罐体３６内を通り、廃ガスを水槽罐体３６の
外部に排出する複数本の焔道管３７、３７……を配管
し、該焔道管３７、３７……よりの廃ガスを一括して排
出する、煙突に通ずる廃ガス送出管３８を設けた焔管式
熱交換装置Ｂを構成し、給入孔３１に前記バーナーＡの
ガス放出筒７を挿嵌し、バーナーＡと熱交換装置Ｂのフ
ランジ２′と３３′を当接固定して本発明の焔管式熱交
換型ボイラーを構成する。

【００２０】以下本発明による焔管式熱交換型ボイラー
の作用を説明する。逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バ
ーナーＡの連続稼働により発生する略完全燃焼した高
温、高圧の燃焼ガスＧは、ガス放出筒７を通りガス再燃
焼気分配罐体３３内に噴流し、再燃焼して更に高温の完
全燃焼ガスＧ′としてガス再燃焼気分配罐体３３とこれ
に連通する焔道管３７、３７……を加熱して廃ガス放出
管３８を経て煙突より外部に放出する。

【００２１】水槽罐体３６の給水口３４より水槽罐体３
６内に給水した加圧水Ｗは、加熱したガス再燃焼気分配
罐体３３と、焔道管３７、３７……の周面に接して加熱
され、熱湯又は蒸気Ｗ′として吐水口３５（又は蒸気噴
出口）より外部に供給する。

【００２２】図４は、前記の焔管式熱交換装置Ｂにおけ
る焔道管３７、３７……を異なる方法により配管したも
ので、その構成及び作用は基本的に前記の焔管式熱交換
型ボイラーに準ずるものだある。

【００２３】

【本発明の効果】本発明の焔管式熱交換型ボイラーは、
従来の同種のボイラーに比べ、同量の熱エネルギーを発
生するための燃焼空間が極めて小さく、小型ボイラーは
勿論、大量の熱エネルギーを必要とする大型ボイラーに
おいても、従来のボイラーより軽量でかつコンパクトに
形成することが可能であると共に、加熱したガス再燃焼
気分配罐体と多数の焔道管により広い熱伝導面積をもつ
ことが出来るので熱効率が極めて高く、家庭用より産業
用に至る広い範囲で利用できる等の優れた実用的効果を
有する。

【００２４】又燃料は、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼
式バーナーにより略完全燃焼ガス化し、更に焔管式熱交
換装置のガス再燃焼気分配罐体内で再燃焼し、高圧高温
の完全燃焼ガスとなり、燃料中に含まれる有害物質は完
全焼却され、大気中に放出する廃ガスは、殆ど煤煙が無
く、且つ無色、無臭で、公害の虞れがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー
の縦断面図

【図２】 逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー
の稼働状態る作用図

【図３】 焔管式熱交換型ボイラーの縦断面の概要図

【図４】 図３と異なる焔道管の配管による焔管式熱
交換型ボイラーの縦断面の概要図

【符号の説明】

Ａ 逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式ボーナー ７ ガス放出筒 Ｂ 焔管式熱交換装置 ３１ 給入孔 ３３ ガス再燃焼気分配罐体 ３４ 給水口 ３５ 吐水口（蒸気噴出口） ３６ 水槽罐体 ３７ 焔道管 ３８ 廃ガス放出筒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナーの燃焼ガス放出筒に連通する給
   入孔を有するガス再燃焼気分配罐体を、給水口と吐水口
   を設けた水槽罐体に内設し、前記のガス再燃焼気分配罐
   体に連通し、水槽罐体内を通り廃ガスを水槽罐体の外部
   に排出する複数本の焔道管を配管した焔管式熱交換装置
   を、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー（特許第
   ２８３８２４１号）に連設したことを特徴とする焔管式
   熱交換型ボイラー。