JP2002372233A - ボイラ付帯設備 - Google Patents

ボイラ付帯設備

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JP2002372233A
JP2002372233A JP2001179560A JP2001179560A JP2002372233A JP 2002372233 A JP2002372233 A JP 2002372233A JP 2001179560 A JP2001179560 A JP 2001179560A JP 2001179560 A JP2001179560 A JP 2001179560A JP 2002372233 A JP2002372233 A JP 2002372233A
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boiler
duct
air
furnace
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Seiji Inoue
清司 井上
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L5/00Blast-producing apparatus before the fire
    • F23L5/04Blast-producing apparatus before the fire by induction of air for combustion, e.g. using steam jet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/003Arrangements of devices for treating smoke or fumes for supplying chemicals to fumes, e.g. using injection devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L17/00Inducing draught; Tops for chimneys or ventilating shafts; Terminals for flues
    • F23L17/16Induction apparatus, e.g. steam jet, acting on combustion products beyond the fire

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】給気或いは排気の効率の向上を図ること。 【解決手段】 炉に接続された給気ダクト或いは排気ダ
クト内に,該ダクト内の気流に沿った方向に蒸気を噴出
する噴出ノズルが配置され,該噴出ノズルに上記炉で加
熱された蒸気を供給して噴出させるようにしたボイラ付
帯設備。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,給気或いは排気の
効率を向上させることの出来るボイラに付帯する設備に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の技術の一例を図2に示す。ボイラ
1を燃焼させるためには,大量の燃焼用空気の循環が必
要であり,従来は,ボイラ1に送風するための送風ファ
ン3,あるいは,ボイラ1からの排気を行なうための排
気ファン4として大容量の送風機やファンを用いてい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記大
容量のファン等を運転するためには,ファンの翼列を回
転させるモータへ供給する多量の電力が必要があり,送
風という仕事量が大きいほどその消費量は大きい。ま
た,ファン等を用いると,その運転状態に起因する空気
力学的な特定の状況下においては,自励振動を起こすこ
とがあり,ファン等の運転可能域に関しての制約となっ
ている。さらに上記従来技術のようにファン等を用いる
場合には,翼列を支持する軸受が必須であり,そこにお
ける機械的エネルギー損失,或いは軸受の寿命の問題を
避けることが出来ない。また回転部分を具備することで
製作精度を高く保つ必要があるし,整備にも高度の注意
が必要である。本発明は,上記したような課題の解決を
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は,炉に接続された給気ダクト或いは排気ダク
ト内に,該ダクト内の気流に沿った方向に蒸気を噴出す
る噴出ノズルが配置され,該噴出ノズルに上記炉で加熱
された蒸気を供給して噴出させるようにしたボイラ付帯
設備として構成されている。この構成により,上記噴出
ノズルを設けたダクト内に,噴出ノズルから噴射される
蒸気に随伴する気流が形成され,ダクト内のガス或いは
空気の流れが促進され,ボイラの燃焼に必要な空気の量
を確保できる。また,上記噴出ノズルに供給される蒸気
に,上記炉からの排ガス中に含まれる大気汚染物質を中
和或いは回収するための薬剤を混入させる薬注手段を具
備した場合,或いは上記薬注手段を上記噴出ノズルの近
傍に設けて,排ガス中に上記薬剤を供給する場合には,
上記噴出ノズルから噴出する蒸気は高速であるのでダク
ト内で薬剤及び蒸気と排ガスとが十分に攪拌され,薬剤
の反応が促進される。さらに,上記炉として焼却炉を用
いることも可能である。さらにまた,上記噴出ノズルを
ダクト内に複数設けることも可能である。これにより,
噴出蒸気によるダクト内のガスや空気の随伴効果が引き
立てられ,システムとしての制御性及び給気効率が向上
する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図1に示
す。ケーシング10は,ボイラ20からの排ガスダクト
またはボイラ20への空気ダクトの一部を示している。
上記ケーシング10の内部には,上流側ダクト30から
下流側ダクト31へ向かう方向に蒸気を噴出する蒸気噴
出ノズル11が設けられている。上記蒸気吐出ノズル1
1は,該蒸気噴出ノズル11にボイラ20からの蒸気を
供給する蒸気配管12をサポート13により固定するこ
とで,ケーシング10内に固定されている。上記したよ
うに蒸気配管12は,ボイラ10から取り出される蒸気
を導く蒸気配管20aに接続され,ボイラ20からの蒸
気の一部が,この蒸気配管12に供給され,上記蒸気噴
出ノズル11からケーシング10内に,噴出される。蒸
気の他の部分は,タービン駆動などに使われる。上記の
ような構成により,ボイラ20からの高圧蒸気が上記蒸
気噴出ノズル11からケーシング10内の気流の流れ方
向に噴出されるので,蒸気噴出ノズル11がいわゆるエ
ジェクタ或いはジェットノズルの役目をなし,噴出蒸気
がその周りの空気やガスを随伴しケーシング10内の流
れを促進するため,上記噴出ノズル11が,ケーシング
10内に設けたファンを同様,ボイラ20への給気を増
大させる働きをなす。従って上記サポート13は,ケー
シング10内の給気或いは排気の流れを妨げないよう
に,可能な限り空気抵抗の少ない形状であることが望ま
しい。上記噴出ノズル11による給気或いは排気の流量
制御は,上記噴出ノズル11への蒸気の流量調整によっ
てもいくらかは可能であるが,噴出ノズル11をケーシ
ング10内に複数設け,これらの噴出ノズル11への蒸
気の供給をオン・オフすることによって調整することが
望ましい。
【0006】また,上記のように蒸気噴出ノズル11
は,それから噴出する蒸気によって,その周りの空気或
いはガスの流れを加速させるものであるから,ケーシン
グ10の内径と上記噴出ノズル11の外径或いは吐出圧
力の関係が問題となる。特に,蒸気噴出ノズル11の外
径に対してケーシング10の内径があまりに大きいと,
蒸気噴出ノズル11のファンとしての効率が低下する。
これを補うには上記蒸気噴出ノズル11の本数を増加さ
せることにより,ケーシング10の内径と蒸気噴出ノズ
ル11の有効径の比を小さく(1に近づける)すること
が有効である。図3は上記のように複数の噴射ノズル1
1を設けた場合を示している。いずれ省略されている
が,噴射ノズル11ごとに流量制御弁及び遮断弁が接続
されている。上記蒸気配管20aの途中には,噴出ノズ
ル11への蒸気を遮断するための遮断弁21と,噴出ノ
ズル11への蒸気の流量を制御するための制御弁22が
配置されている。蒸気配管12には,さらに,蒸気の流
れの特性を計測するための蒸気側流量計23,蒸気側圧
力計24,蒸気側温度計25が設けられている。また,
ケーシング10の近傍には,空気または排ガス特性を計
測するための導圧管14,差圧計15,ケーシング側圧
力計16,ケーシング側温度計17が設けられている。
各計器にて計測された蒸気,空気,排ガスの特性は制御
信号ケーブル26を経由して機側または中央の制御盤2
7に伝達される。制御盤27により制御される制御弁2
2によって,蒸気噴出ノズル11への蒸気流量,圧力が
制御される。上流側ダクト30及び下流側ダクト31中
の空気,排気ガスの流量,圧力は,制御盤27により制
御される上流側ダンパ18,下流側ダンパ19,蒸気噴
出ノズル11からの蒸気流量,圧力により制御される。
【0007】ケーシング10がボイラ20からの排気ダ
クトを構成する場合,ケーシング10内に投入する蒸気
に,必要に応じて,蒸気配管12の途中に設けた取合い
ポート28より,排ガス中の大気汚染物質を中和或いは
除去するための薬液を注入することが出来る。このよう
な薬剤は,上記のように噴出ノズル11の蒸気に注入す
ることも出来るが,噴出ノズル11とは別に,噴出ノズ
ル11の近傍に別のノズルなどの薬注手段35を設け
て,そこから給気或いは排気内に薬剤を注入してもよ
い。図3の(a)は,複数の噴射ノズル11への蒸気供
給源に薬剤を注入した場合を示している。また同図
(b)は,ケーシング10内の噴出ノズル11よりも下
流側に薬剤を注入する薬注手段35を設けた場合を示し
ている。また同図(c)は,噴出ノズル11よりも若干
下流側から薬剤を注入する場合を示している。上記蒸気
噴出ノズル11は,蒸気を高速でケーシング10内に噴
出させるので,蒸気噴出ノズル11から出た蒸気は,周
りの空気或いはガスと高速で攪拌される。従って,上記
蒸気配管12に供給された薬液は,蒸気噴出ノズル11
から排ガス内に高速で噴出され,高度に攪拌され,排ガ
スと極めて良好に交じり合うので,排ガス中の大気汚染
物質の中和或いは除去の能率が著しく向上する。上記し
たように上記実施形態においては,蒸気噴出ノズル11
からケーシング10内部の下流方向にボイラ20で生成
された高温高圧蒸気を吐出する事で,ケーシング10に
ファンを設けたと同等の作用が期待される。この点,従
来技術であるファンによる送風では,流量と圧力のバラ
ンスの組合せによっては,翼列の異常振動であるサージ
ングを引き起こす場合が存在するが,本実施の形態にお
いては,翼列が存在しないため,翼列の異常振動である
サージングが起こり得ない。また,従来技術で用いられ
ているファンにおいては,翼列の回転を支えるための軸
受け等の機械部品が必要である。このため,機械部品に
おける機械的なエネルギー損失が不可避である。しかし
ながら,本実施形態に係る装置においては,軸受け等の
機械部品が存在しないため,機械部品におけるエネルギ
ー損失が存在しない。さらに従来技術であるファンにお
いては,翼列の回転を行うため,複数の高精度の機械部
品を必要とする。これに対して上記実施の形態において
は,翼列が存在しないため,構造が簡素であり,信頼性
が高く,整備が容易である。さらにまた,ボイラ20か
らの排ガスには大気汚染の要因であるNOx,SOx,CO,CO
2等が含まれているが,前記したように排ガス用ダクト
に上記実施形態のように蒸気噴出ノズル11を設け,蒸
気配管12にNH3,Ca(OH)2等の薬剤を投入すれ
ば,該薬剤は均一に拡散され,上記空気汚染物質を中和
させ,下流側で回収を行えば,排ガスによる大気汚染を
緩和できる。さらに従来技術のファンにおいては,送
風,及びファン前後の圧力変化という仕事を大容量モー
タによるファン内部の翼列の回転で行い,大量の電力で
仕事を行っている。上記実施の形態においては,翼列を
用いず,送風,及び圧力変化をボイラ20で生成された
高温高圧蒸気を蒸気噴出ノズル11から吐出することに
より行っている。この点,従来技術で必要とされた電力
はボイラ20で生成された蒸気を電気に変換したもので
あるから,従来技術に対して,本発明の方が蒸気を直接
用いる分,エネルギーの効率面で有利である。
【0008】
【実施例】本発明は蒸気を発生するボイラに関するもの
であるが,そこで使われる加熱炉は,焼却炉であっても
良い。
【0009】
【発明の効果】以上述べたように本発明は,炉に接続さ
れた給気ダクト或いは排気ダクト内に,該ダクト内の気
流に沿った方向に蒸気を噴出する噴出ノズルが配置さ
れ,該噴出ノズルに上記炉で加熱された蒸気を供給して
噴出させるようにしたボイラ付帯設備として構成されて
いる。この構成により,上記噴出ノズルを設けたダクト
内に,噴出ノズルから噴射される蒸気に随伴する気流が
形成され,ダクト内のガス或いは空気の流れが促進さ
れ,ボイラに供給される空気の量が増大し,ボイラの燃
焼が促進される。また,上記噴出ノズルに供給される蒸
気に,上記炉からの排ガス中に含まれる大気汚染物質を
中和或いは回収するための薬剤を混入させる薬注手段を
具備した場合には,上記噴出ノズルから噴出する蒸気は
高速であるのでダクト内で薬剤を含んだ蒸気と排ガスと
が十分に攪拌され,薬剤の反応が促進される。ダクト内
の噴出ノズルの近傍に,噴出ノズルとは別に薬剤を注入
する薬注手段を設けても同様の効果を奏する事が出来
る。さらに,上記炉として焼却炉を用いることも可能で
ある。さらにまた,上記噴出ノズルをダクト内に複数設
けることも可能である。これにより,噴出蒸気によるダ
クト内のガスや空気の随伴効果が引き立てられ,システ
ムの制御性或いは給気効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係るボイラの系統図。
【図2】 従来のボイラの系統図。
【図3】 複数の噴射ノズルを設けた場合の要部を示す
構成図。
【符号の説明】
10…ケーシング,11…蒸気噴出ノズル,12…蒸気
配管,13…サポート,14…導圧管,15…差圧計,
16…ケーシング側圧力計,17…ケーシング側温度
計,18…上流側ダンパ,19…下流側ダンパ,20…
ボイラ,21…遮断弁,22…制御弁,23…蒸気側流
量計,24…蒸気側圧力計,25…蒸気側温度計,26
…制御信号ケーブル,27…制御盤,28…取合いポー
ト,30…上流側ダクト,31…下流側ダクト,35…
薬注手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉に接続された給気ダクト或いは排気
    ダクト内に,該ダクト内の気流に沿った方向に蒸気を噴
    出する噴出ノズルが配置され,該噴出ノズルに上記炉で
    加熱された蒸気を供給して噴出させるようにしたボイラ
    付帯設備。
  2. 【請求項2】 上記噴出ノズルに供給される蒸気に,上
    記炉からの排ガス中に含まれる大気汚染物質を中和或い
    は回収するための薬剤を混入させる薬注手段を具備して
    なる請求項1記載のボイラ付帯設備。
  3. 【請求項3】 上記給気ダクト或いは排気ダクト内の上
    記噴出ノズルの近傍に,上記炉からの排ガス中に含まれ
    る大気汚染物質を中和或いは回収するための薬剤を混入
    させる薬注手段を設けてなる請求項1記載のボイラ付帯
    設備。
  4. 【請求項4】 上記炉が焼却炉である請求項1〜3のい
    ずれかに記載のボイラ付帯設備。
  5. 【請求項5】 上記噴出ノズルがダクト内に複数設けら
    れてなる請求項1〜4のいずれかに記載のボイラ付帯設
    備。
JP2001179560A 2001-06-14 2001-06-14 ボイラ付帯設備 Withdrawn JP2002372233A (ja)

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