JP2005249240A - Premixed gas combustion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多管式貫流ボイラ等に使用される予混合ガス燃焼装置の改良に関するものであり、ガス状燃料と燃焼空気を混合させた予混合ガスをガス透過性の助燃体を使用して燃焼させる形式の予混合ガス燃焼装置に於いて、予混合ガスの流通速度の低下や低O2濃度下での燃焼等が継続されることにより、燃焼室内が高温状態に保持されると云うような通常の燃焼状態から大きく外れた燃焼が行われた場合でも、燃焼室内の火炎が助燃体内へ戻るのを完全に防止して、安全性を大幅に高めることを可能とした予混合ガス燃焼装置に関するものである。 The present invention relates to an improvement of a premixed gas combustion apparatus used in a multi-tube once-through boiler or the like, and uses a gas-permeable auxiliary combustor for premixed gas in which gaseous fuel and combustion air are mixed. In a premixed gas combustion apparatus of the type to be combusted, it can be said that the combustion chamber is maintained at a high temperature by reducing the flow rate of the premixed gas or continuing the combustion under a low O 2 concentration. Pre-mixed gas combustion device that can greatly improve safety by completely preventing the flame in the combustion chamber from returning to the auxiliary combustion body even when combustion that is significantly different from the normal combustion state is performed It is about.
出願人は先きに、図3乃至図8に示す如き構成のセラミックボール製の助燃体を用いた予混合ガス燃焼装置を開発し、これを特開2003−302012号として公開している。 The applicant has previously developed a premixed gas combustion apparatus using an auxiliary combustor made of ceramic balls having the structure shown in FIGS. 3 to 8 and discloses this as JP-A-2003-302012.
即ち、図3は前記特開2003−302012号に係る予混合燃焼装置の全体構成を示す縦断側面図、図4は図3のイ−イ視断面図、図5は図3のロ−ロ視断面図、図6は図5の要部の部分拡大図、図7は図3の要部の拡大図、図8は予混合ガスの供給状態を示す説明図である。
上記図3乃至図8に於いて、1は予混合ガス燃焼装置、2は装置本体、3は燃焼室、4は熱交換室、5は上部ヘッダ、6は下部ヘッダ、7は水管壁、7aは水管、7bは帯状のヒレ、8は水管群、8aは水管、8bはフィン付き水管、8cはヒレ付き水管、9は助燃体、10は予混合ガス、10aは燃焼空気、10bは燃料ガス、10cは燃焼ガス、11は予混合ガス供給手段、12は煙道、13は上壁、14は下壁、15は側壁、16は前壁、17はパイロットバーナ、18は蒸気取出管、19はボイラ給水、20はボイラ給水管、21は可動層、21aは第1耐熱性球体、22は固定層、22’は固定層の上流側部分、22”は固定層の下流側部分、22a・22bは第2耐熱性球体、23は矩形箱、23a、23bは耐熱性多孔板、24は突起壁、25はキャスタブル耐火物、26は予混合ガス供給室、27は供給ダクト、28は混合器である。
That is, FIG. 3 is a longitudinal side view showing the overall configuration of the premixed combustion apparatus according to Japanese Patent Laid-Open No. 2003-302012, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 3, and FIG. FIG. 6 is a partially enlarged view of the main part of FIG. 5, FIG. 7 is an enlarged view of the main part of FIG. 3, and FIG. 8 is an explanatory view showing a supply state of the premixed gas.
3 to 8, 1 is a premixed gas combustion apparatus, 2 is an apparatus main body, 3 is a combustion chamber, 4 is a heat exchange chamber, 5 is an upper header, 6 is a lower header, 7 is a water pipe wall, 7a is a water tube, 7b is a strip-shaped fin, 8 is a water tube group, 8a is a water tube, 8b is a finned water tube, 8c is a finned water tube, 9 is an auxiliary body, 10 is a premixed gas, 10a is combustion air, and 10b is fuel. Gas, 10c is combustion gas, 11 is a premixed gas supply means, 12 is a flue, 13 is an upper wall, 14 is a lower wall, 15 is a side wall, 16 is a front wall, 17 is a pilot burner, 18 is a steam discharge pipe, 19 is a boiler feed water, 20 is a boiler feed pipe, 21 is a movable layer, 21a is a first heat-resistant sphere, 22 is a fixed layer, 22 'is an upstream portion of the fixed layer, 22 "is a downstream portion of the fixed layer,
この予混合ガス燃焼装置1は、装置本体2と、装置本体2内に形成された燃焼室3及び熱交換室4と、装置本体2の上下部に設けられた上下ヘッダ5,6と、上下ヘッダ5,6に連通接続された水管壁7及び水管群8と、燃焼室3の下部に配置されたガス透過性の助燃体9と、助燃体9の直下へ燃焼空気10cと天然ガス等のガス状燃料10bとを混合した予混合ガス10を供給する予混合ガス供給手段11と、を具備する3位置制御の多管式貫流ボイラに構成されている。
The premixed gas combustion apparatus 1 includes an apparatus
装置本体2は、煙道12が接続される後端開口部を除いて、外周部を上下壁13,14、左右側壁15,15及び前壁16で閉塞された矩形の箱状をなすものである。上下壁13,14及び前壁16は、耐火壁(キャスタブル)で構成されている。また、各側壁15は、複数のひれ付き水管を連結した水管壁7により形成されている。
The apparatus
燃焼室3は、装置本体2の内部空間の略前半部分で構成されている。また、燃焼室3の前壁16にはパイロットバーナ17及び覗き窓(図示せず)が設けられており、そのパイロット炎は後述する助燃体9の上面へ向けられている。
The
熱交換室4は、装置本体2の内部空間の略後半部分で構成されており、前後端部は開口されている。熱交換室4の前端開口部は燃焼室3に連通されており、その後端開口部には煙道12が接続されている。熱交換室4内には、複数の水管8aから成る水管群8が配置されている。
The
燃焼ガス10cは燃焼室3から熱交換室4を通過して煙道12に排出される。なお、8aはヒレなし水管、8bはフィン付き水管、8cは帯状ヒレ付き水管であり、各水管8a、8b、8cは千鳥状に配置されている。また、前記帯状ヒレ付き水管8cは、燃焼ガス10cが燃焼室3から熱交換室4の後方へショートパスするのを防止するために使用されている。
The
助燃体9は、燃焼室3の横断面形状に略一致する矩形状に形成されており、多数の第1耐熱性球体21a及び第2耐熱性球体22a、22bを上下2段に積層したガス透過構造体である。
The
すなわち、助燃体9は図7に示すように、可動層21とその下方に配設した固定層22とから形成されている。固定層22は、耐熱性多孔板(パンチングメタル等)で上・下壁23a・23bを構成した矩形箱23内に、多数の第2耐熱性球体22a、22bを水平方向に並列させると共に上下方向に縦列させ、密接状態で充填したものである。前記第2耐熱性球体22a、22bは水平方向及び上下方向に相互に点接触していて、相対運動が不能な状態に保持されている。
また、固定層22の内部には、上下方向及び水平方向に点接触する第2耐熱性球体22a,22b間の空隙により、上下方向に連通する多数のガス通路が形成されている。
That is, the
In addition, in the
可動層21は、図8に示すように第2耐熱性球体22a,22bより大径の第1耐熱性球体21aを、矩形箱23の上壁23a上に水平方向に並列させると共に上下方向に縦列させ、密接状態で載置したものである。
As shown in FIG. 8, the
尚、この可動層21を形成する第1耐熱性球体21aは、上下方向への相対運動ができるように構成されている。
また、可動層21には、前記固定層22と同様に、上下方向及び水平方向に点接触する第1耐熱性球体21a間の空隙により、上下方向に連通する多数のガス通路が形成されている。
更に、可動層21の第1耐熱性球体21aの水平方向への移動は、装置本体2の前壁16と、両室3,4の境界位置に設けた耐火材製の突起壁24等によって規制されている。なお、前記突起壁24は、定格燃焼時に第1耐熱性球体21aが浮遊した際に、これが熱交換室4へと侵入するのを防止できる高さに設定されている。
The first heat-
Similarly to the
Further, the movement of the
前記第1耐熱性球体21a及び第2耐熱性球体,22a,22bは、耐熱性を有する金属,セラミックス等で構成されるが、一般には、熱伝導性の高いアルミナ、炭化珪素等のセラミックスで構成されている。即ち、第1及び第2耐熱性球体21a,22a,22bの径は、燃焼条件に応じて、5mm〜20mm(より好ましくは8mm〜12mm)の範囲において適宜に設定されている。また、可動層21の高さは、燃焼条件に応じて、20mm〜100mm(より好ましくは30mm〜70mm)の範囲において適宜に設定されている。更に、固定層22の高さ及び第2耐熱性球体22a,22bの径は、一般に、可動層21の高さ及び第1耐熱性球体21aの径より小さく設定されている。
The first heat-
予混合ガス供給手段11は、図3に示すように、助燃体9の直下に形成された予混合ガス供給室26と、これに接続された供給ダクト27と、供給ダクト27内に配設された混合器28とを具備している。尚、図3に於いて、10aは燃焼空気、10bは燃料ガス、10cは燃焼ガスである。
As shown in FIG. 3, the premixed gas supply means 11 is disposed in a premixed
前記予混合ガス供給手段11により予混合ガス供給室26へ供給された予混合ガス10は、助燃体9内を上方へ向けて通過し、パイロットバーナ17により点火され、助燃体9の上面領域(燃焼室3)において定格出力燃焼又は低出力燃焼される。
The premixed
尚、良好な燃焼を行うためには、助燃体9から燃焼室3に流出する予混合ガス流出量が、助燃体9の全面に亘って均一であることが必要である。
そのため、可動層21を同一径のセラミックス製(アルミナ製)の第1耐熱性球体21aで構成すると共に、固定層22を径の異なる2種類のセラミックス製(アルミナ製)の第2耐熱性球体22a,22bで構成することによって、予混合ガス流出量の均一化が図られている。
In order to perform good combustion, it is necessary that the amount of premixed gas flowing out from the
Therefore, the
すなわち、図8に示すように可動層21は、同一径(例えば10mm径)の第1耐熱性球体21aを積層して形成されているため、第1耐熱性球体21a間に形成されるガス通路の横断面積は同一となっている。これに対して、固定層22は、ガス通過抵抗の異なる下流側固定層部分22”と上流側固定層部分22’とで構成されており、上流側固定層部分22’は第1耐熱性球体21aより小径(例えば8mm径)の第2耐熱性球体22bを積層して形成し、又、下流側固定層部分22”は、第2耐熱性球体22bより小径(例えば6mm径)の第2耐熱性球体22aを積層して形成されており、下流側固定層部分22”のガス通路の横断面積が、上流側固定層部分22’のガス通路の横断面積より小さくなるようにしている。
That is, as shown in FIG. 8, since the
その結果、下流側固定層部分22”のガス通過抵抗が上流側固定層部分22’より高くなり、下流側固定層部分22”への予混合ガス流入量が上流側固定層部分22’への予混合ガス流入量より多い場合でも、固定層22を通過して可動層21へ供給される予混合ガス量は均一となり、燃焼室3で安定且つ良好な燃焼が行われる。
As a result, the gas passage resistance of the downstream fixed
具体的には、予混合ガス10の供給量の増加(予混合ガス10の圧力の上昇)に伴って、可動層21の第1耐熱性球体21aの全部又は一部が浮遊(流動)して相互に非接触の状態となり、予混合ガス10の供給量(圧力)が設定値に達した後には、その浮遊状態(非接触状態)が安定する。また、定格出力運転時には、可動層21の高さが低出力燃焼時の層高さより若干高くなるものの、大きく変動することは無く、所定の層高さで安定をする。更に、第1耐熱性球体21aの浮遊(流動)により、予混合ガス通路が予混合ガス10の供給量に応じて増加することになり、可動層21内の圧力損失は安定する。
Specifically, all or part of the first heat-
尚、単に可動層21内のガス通路の横断面積を拡大した場合と異なって、予混合ガス10が可動層21の表面全体に亘って円滑に流出するため、リフト現象等の不都合は生じない。
また、燃焼が低出力燃焼に移行すると、第1耐熱性球体21aの浮遊状態は解消され、元の点接触の状態に復帰する。
Unlike the case where the cross-sectional area of the gas passage in the
Further, when the combustion shifts to the low power combustion, the floating state of the first heat-
前記助燃体9が、球状のセラミックボールから成る耐熱性球体21a,22a,22bを積層したものである。
低出力時の燃焼は、助燃体9が浮遊しなくて、耐熱性球体21a上での表面燃焼である。セラミックボールの熱伝導率が高いこと、各耐熱性球体21a,22a,22bの相互接触が点接触であること及び予混合ガスが耐熱性多孔板(パンチングメタル等)で囲まれた第2耐熱性球体22a,22bを通して十分な流速(燃焼速度より早い)で第1耐熱性球体へ供給され、これによって各耐熱性球体は効果的に冷却されること等により、低出力燃焼時には、各耐熱性球体が過度に加熱されたり、熱損を受けたりすることはない。
The
Combustion at the time of low output is surface combustion on the heat-
高出力燃焼時には、第1耐熱性球体の全部又は一部が浮遊(流動)して相互に非接触の状態になるが、このときには予混合ガスの供給量も約3倍(ターンダウン比1:3の場合)となり(流速も約3倍)、火炎は可動層の下流側に形成される。そのため、可動層下部の耐熱性球体21aが過度に加熱されたり、熱損を受けたりすることはない。また、助燃体9にクラックや目詰まり等が生ずる虞れもない。
At the time of high power combustion, all or part of the first heat-resistant spheres float (flow) and are not in contact with each other. At this time, the supply amount of the premixed gas is also about three times (turndown ratio 1: 3) (the flow rate is also about 3 times), and the flame is formed downstream of the movable layer. Therefore, the heat-
上述のような理由により、当該燃焼装置では、予混合ガス10の供給量の大小に拘わらず、助燃体9の高温化に伴う逆火現象が比較的有効に防止されることになる。また、矩形箱23を含めた助燃体9の耐久性、延いては予混合ガス燃焼装置1の耐久性が大幅に向上することになり、長期に亘って良好な燃焼(低出力燃焼及び定格出力燃焼)を行うことができる。
特に、助燃体9の可動層21は、多数のセラミックボール製の第1耐熱性球体21aから構成されており、これ等第1耐熱性球体21a間の間隙より予混合ガス10が噴出、燃焼されるため、可動層21の上表面には多数の分割火炎が形成される。また、各予混合ガスが噴出する第1耐熱性球体21aの下流側には多数の高温火炎の再循環領域が形成されるので、各予混合ガスの噴出部が加熱され、安定した燃焼が達成できる。
For the reasons described above, in the combustion apparatus, regardless of the supply amount of the premixed
In particular, the
その結果、広い空燃比及び燃焼量の範囲で安定した低出力燃焼(表面燃焼)及び定格出力燃焼を継続することが可能となる。
また、各耐熱性球体21a,22a,22bの径、層高さ等を適当に設定することにより、定格出力燃焼を含めた広範な使用範囲を確保することができ、高出力密度の予混合ガス燃焼装置1の製作が可能となるだけでなく、装置そのものの大幅な小型化が可能となる。
As a result, stable low output combustion (surface combustion) and rated output combustion can be continued over a wide range of air-fuel ratios and combustion amounts.
In addition, by appropriately setting the diameter, layer height, etc. of each heat-
而して、上記従前の予混合ガス燃焼装置1に於いては、予混合ガス供給室26へ供給された予混合ガス10が、固定層22のガス通路及び可動層21のガス通路を通過し、パイロットバーナ17で着火されることにより燃焼室3内で燃焼が開始され、爾後、予混合ガス10の継続供給により、当該燃焼が継続される。また、燃焼室3で発生した燃焼ガス10cは、燃焼室3から熱交換室4を経て煙道12へ排出され、この間に水管壁7及び水管群8内のボイラ給水と熱交換が行われ、発生した蒸気はヘッダ5から蒸気管18,18を通して取り出される。
Thus, in the conventional premixed gas combustion apparatus 1, the premixed
図6乃至図8を参照して、混合ガス10の供給量が少ない低出力燃焼時(定格出力の1/2〜1/3程度の低出力時)には、可動層21を構成する第1耐熱性球体21aは相対運動をせず、点接触の状態に保持される。
これにより、可動層21の上面では、微小火炎を伴った表面燃焼が行われる。
また、予混合ガス10の供給量が多い定格出力時には、可動層21を通過する予混合ガス10による第1耐熱性球体21aの押し上げ力がその重量以上になり、予混合ガス10は可動層21の一部又は全部を構成する第1耐熱性球体21aを浮遊(流動)させつつ通過し、可動層21上では、長大火炎を伴った定格出力燃焼が行われる。
尚、第1耐熱性球体21aが浮遊(流動)状態になると、この部分の圧力損失は予混合ガス量(燃焼量でもある)を増やしてもほぼ一定になる。このことは、同一送風機能力で多くの予混合ガスを燃焼させることができると云うことであり、本燃焼方式の特徴の一つでもある。
With reference to FIG. 6 to FIG. 8, at the time of low output combustion with a small supply amount of the mixed gas 10 (at the time of low output of about 1/2 to 1/3 of the rated output), the first constituting the
Thereby, on the upper surface of the
At the rated output with a large supply amount of the premixed
When the first heat-
ところで、従前のこの種セラミックボール製助燃体9を用いた予混合ガス燃焼装置1では、予混合ガス燃焼時の所謂逆火防止を図るため、低出力燃焼時の予混合ガス10の流通速度(供給速度)は、予混合ガスの乱流燃焼速度よりも速くなるように設定されている。
また、助燃体9を形成する各耐熱性球体は相当の熱容量を有しているうえ。耐熱性球体そのものは熱伝導性に優れ、且つ相互に点接触した状態下で予混合ガス10により冷却されている。
そのため、通常の燃焼状態では、可動層21の上面側の火炎が助燃体9の内方へ戻ること(所謂逆火)はなく、安定した燃焼を継続することができる。
By the way, in the conventional premixed gas combustion apparatus 1 using this kind of ceramic ball
Moreover, each heat-resistant sphere forming the
Therefore, in a normal combustion state, the flame on the upper surface side of the
しかし、通常の燃焼状態から大きく外れた燃焼状態が発生した場合、例えば助燃体9内を流通する予混合ガス10の流通速度が大幅に低下したり、低O2濃度の燃焼が継続されて燃焼室3の温度が長時間高温状態に保持されたような場合には、可動層21の側面部近傍より火炎が助燃体9の内部へ戻る虞れがあり、安全性の確保と云う点で問題が残されていた。
何故なら、可動層21の側面部に於いては、耐熱性球体21aが比較的高温度になっているキャスタブル耐火物25へ点接触の状態で保持されており、隙間が比較的大きくなっているからである。
However, when a combustion state greatly deviating from the normal combustion state occurs, for example, the flow rate of the premixed
This is because the heat-
本発明は、従前のセラミックボール製助燃体9を用いた形式の予混合ガス燃焼装置に於ける上述の如き問題、即ち通常の燃焼状態を大きく外れた状態が継続されて燃焼室温度が高温状態に保持された場合に、可動層21の側面部より火炎が助燃体内部へ戻り、所謂逆火を生ずる虞れがあると云う問題を解決せんとするものであり、燃焼室温度が継続的に高温状態に保持されるような異常燃焼が生じた場合でも、助燃体の側面部から火炎が助燃体内へ戻るのを完全に防止し、安全性をより高めた予混合ガス燃焼装置を提供することを発明の主な目的とするものである。
The present invention continues the above-described problem in the premixed gas combustion apparatus of the type using the conventional ceramic ball
請求項1の発明は、セラミックボールから成るガス透過性の助燃体の上方に形成した燃焼室内で前記助燃体を通過してきた燃焼空気とガス状燃料の予混合ガスを燃焼させる形式の予混合ガス燃焼装置に於いて、前記助燃体を、耐熱性多孔板により形成した矩形箱の内部へ複数のセラミックボール製の第2耐熱性球体を積層状に充填して成る固定層と、前記矩形箱を形成する耐熱性多孔板の上方に、多数のセラミックボール製の第1耐熱性球体を上下方向に相対運動が可能な密着状態で水平方向に並列させると共に上下方向に縦列させて成る可動層とから形成し、更に、前記矩形箱の全側部の上方に冷却壁を配設して当該冷却壁に接する可動層の側部を冷却し、定格出力燃焼時には、固定層の下方から供給された予混合ガスが、前記可動層を形成する第1耐熱性球体の全部又は一部を流動させる状態で助燃体内を流通する構成としたことを発明の基本構成とするものである。 A first aspect of the present invention is a premixed gas of a type in which a premixed gas of combustion air and gaseous fuel passing through the auxiliary combustor is burned in a combustion chamber formed above a gas permeable auxiliary combustor made of ceramic balls. In the combustion apparatus, a fixed layer formed by laminating a plurality of second heat-resistant spheres made of ceramic balls into a rectangular box formed of a heat-resistant perforated plate, and the rectangular box. Above the heat-resistant perforated plate to be formed, there is a movable layer in which a number of first heat-resistant spheres made of ceramic balls are juxtaposed in a horizontal direction and vertically aligned in a close contact state capable of relative movement in the vertical direction. In addition, a cooling wall is provided above all sides of the rectangular box to cool the side of the movable layer in contact with the cooling wall. Mixed gas forms the movable layer It is an basic configuration of the invention that has been configured circulating in co 燃体 and in a state of flowing all or part of the first refractory spheres.
請求項2の発明は、請求項1の発明に於いて冷却壁を、支持板と押え板とから成り、下方部が細幅の長方形で且つ上方部が傾斜面を助燃体側とした直角三角形の断面形状を呈する空気導入路を備えた構成とすると共に、前記空気導入路の傾斜面に穿設した複数の冷却空気孔から、空気導入路内へ供給した燃焼空気の一部を可動層内へ噴出させるようにしたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the cooling wall is formed of a support plate and a presser plate, the lower portion is a narrow rectangle, and the upper portion is a right triangle having an inclined surface on the auxiliary combustor side. A structure having an air introduction path having a cross-sectional shape and a part of the combustion air supplied into the air introduction path from a plurality of cooling air holes formed in the inclined surface of the air introduction path into the movable layer It is designed to be ejected.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2の発明に於いて、可動層を形成するセラミック製の第1耐熱性球体の直径を5〜20mmとするようにしたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the diameter of the first heat-resistant sphere made of ceramic forming the movable layer is 5 to 20 mm.
請求項4の発明は、請求項1又は請求項2の発明に於いて、空気導入路内へ供給する燃焼空気量を、全燃焼空気量の3〜8%とすると共に、冷却空気孔から斜め上方に燃焼空気を可動層内へ噴射するようにしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the amount of combustion air supplied into the air introduction path is set to 3 to 8% of the total amount of combustion air and obliquely from the cooling air hole. Combustion air is jetted upward into the movable layer.
本発明に於いては、助燃体を形成する可動層の全側部に冷却壁を配設し、当該冷却壁によって可動層の側部を冷却すると共に、冷却壁の空気導入通路内へ燃焼空気の一部を供給し、当該燃焼空気の一部を冷却空気孔を通して、斜上方向へ向けて可動層内へ噴出するようにしている。
その結果、助燃体内を通過する予混合ガスの流通速度(供給速度)が低下したり、燃焼室の温度が長時間に亘って上昇したりするような異常燃焼が発生した場合でも、可動層の側部から炎が固定層内へ逆戻りすると云う所謂逆火現象が完全に防止されることになり、予混合ガス燃焼装置の安全性が大幅に向上する。
In the present invention, a cooling wall is provided on all sides of the movable layer forming the auxiliary combustor, the side of the movable layer is cooled by the cooling wall, and the combustion air enters the air introduction passage of the cooling wall. A part of the combustion air is supplied, and a part of the combustion air is ejected into the movable layer obliquely upward through the cooling air hole.
As a result, even if abnormal combustion occurs such that the flow rate (supply rate) of the premixed gas passing through the auxiliary combustor decreases or the temperature of the combustion chamber rises over a long period of time, A so-called flashback phenomenon in which the flame returns from the side into the fixed bed is completely prevented, and the safety of the premixed gas combustion apparatus is greatly improved.
以下図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。尚、本発明に於いては、図1及び図2に示した本発明の要部を除しその他の部分の構成は、先に説明をした図3乃至図8に記載の構成と略同一であるため、これ等の各図面を本発明の実施形態の説明に用いるものとする。
[実施形態]
図1は、本発明に係る予混合ガス燃焼装置の縦断面図であり、先行技術の図5に対応するものである。
また、図2は図1の矢印イ部の部分拡大図であり、当該部分拡大図の部分の構成を除いてその他の部分の構成は、先に図3乃至図8に示した予混合ガス燃焼装置の構成と略同一である。
従って、本願発明の実施形態の説明に於いては、前記図3乃至図8と同一の部位、部材には、これと同一の参照番号を使用するものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present invention, the configuration of the other parts except the main part of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is substantially the same as the configuration shown in FIGS. 3 to 8 described above. Therefore, these drawings are used to describe the embodiment of the present invention.
[Embodiment]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a premixed gas combustion apparatus according to the present invention, which corresponds to FIG. 5 of the prior art.
2 is a partially enlarged view of the portion indicated by arrow A in FIG. 1. Except for the structure of the portion of the partially enlarged view, the structure of the other portions is the premixed gas combustion previously shown in FIGS. The configuration of the apparatus is substantially the same.
Therefore, in the description of the embodiment of the present invention, the same reference numerals are used for the same parts and members as those shown in FIGS.
図1及び図2に於いて、3は燃焼室、5は上部ヘッダ、6は下部ヘッダ、7は水管壁、7aは水管、7bは帯状のヒレ、8は水管群、9は助燃体、10は予混合ガス、13は上壁、14は下壁、15は側壁、20はボイラ給水管、21は可動層、21aは第1耐熱性球体(セラミックボール)、22は固定層、22bは第2耐熱性球体(セラミックボール)、23は矩形箱、23a・23bは耐熱性多孔板、25はキャスタブル耐火物、26は予混合ガス供給室、27は供給ダクト、29は冷却壁、29aは押え板、29bは支持板、29cは冷却空気孔である。 1 and 2, 3 is a combustion chamber, 5 is an upper header, 6 is a lower header, 7 is a water pipe wall, 7a is a water pipe, 7b is a strip fin, 8 is a group of water pipes, 9 is an auxiliary body, 10 is a premixed gas, 13 is an upper wall, 14 is a lower wall, 15 is a side wall, 20 is a boiler feed pipe, 21 is a movable layer, 21a is a first heat-resistant sphere (ceramic ball), 22 is a fixed layer, and 22b is Second heat-resistant sphere (ceramic ball), 23 is a rectangular box, 23a and 23b are heat-resistant perforated plates, 25 is a castable refractory, 26 is a premixed gas supply chamber, 27 is a supply duct, 29 is a cooling wall, 29a is The presser plate, 29b is a support plate, and 29c is a cooling air hole.
前記冷却壁29は、助燃体9を形成する可動層21の全側面部に設けられており、可動層21の側面部を冷却するためのものである。即ち、当該冷却壁29は、図2に示すように、供給ダクト27の上面側端部に上方へ向けて固定した支持板29bと、この支持板29bの内側上方部に固定した空気導入通路30を形成するための押え板29aとから形成されており、支持板29bと押え板29aとにより、断面形状が、下方部が細幅状の長方形で且つ上方部が上方に向って断面が狭くなる略直角三角形を呈する形態の空気導入通路30が形成されている。
The cooling
また、押え板29aの上方部(傾斜部)には内径1.5〜2.0mmφの冷却空気孔29cが全周に亘って一定のピッチで設けられており、空気導入通路30内へ燃焼空気導入管(図示省略)を通して導入した燃焼空気10aの一部が、前記冷却空気孔29cを通して可動層21内へ噴出される。
Further, cooling
即ち、前記空気導入通路30内へ導入された燃焼空気10aの一部は、冷却壁29自体を冷却することにより、これに直接に接触する第1耐熱性球体(セラミックボール)21aを冷却する。
また、冷却空気孔29cより可動層21内へ斜上方に向けて噴出された空気流は、第1耐熱性球体21aを直接に冷却すると共に、異常燃焼の発生時に火炎等が戻り方向(逆火方向)に走行するのを抑制する。
That is, a part of the
Further, the air flow jetted obliquely upward into the
尚、通常の定格出力燃焼時に於ける助燃体9内の平均温度は60℃程度であり、また燃焼空気10aの温度は40℃〜50℃位に設定されている。
更に、前記冷却空気孔29cを通して可動層21内へ噴出される燃焼空気10aの供給量は、全燃焼空気供給量の3〜10%(望ましくは5〜8%)位に設定されている。
In addition, the average temperature in the
Furthermore, the supply amount of the
尚、上記図1及び図2に示した本発明に係る予混合ガス燃焼装置の構成並びに作動以外の部分は、先に説明をした図3乃至図8の場合とほぼ同一であるため、ここではその説明を省略する。 The parts other than the configuration and operation of the premixed gas combustion apparatus according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2 are substantially the same as those in FIGS. 3 to 8 described above. The description is omitted.
本発明は、予混合ガスを燃料とする多管式貫流ボイラや温水発生器等の各種ボイラ装置の燃焼装置として利用されるものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used as a combustion apparatus for various boiler apparatuses such as a multi-tube type once-through boiler and a hot water generator using a premixed gas as fuel.
1は予混合ガス燃焼装置、2は装置本体、3は燃焼室、4は熱交換室、5は上部ヘッダ、6は下部ヘッダ、7は水管壁、7aは水管、7bはヒレ、8は水管群、8aは水管、8bはフィン付き水管、8cはヒレ付き水管、9は助燃体、10は予混合ガス、10aは燃焼空気、10bは燃料ガス、10cは燃焼ガス、11は予混合ガス供給手段、12は煙道、13は上壁、14は下壁、15は側壁、16は前壁、17はパイロットバーナ、18は蒸気取出管、19はボイラ給水、20はボイラ給水管、21は可動層、21aは第1耐熱性球体(セラミックボール)、22は固定層、22’は固定層の上流側部分、22”は固定層の下流側部分、22a・22bは第2耐熱性球体(セラミックボール)、23は矩形箱、23a・23bは耐熱性多孔板、24は突起壁、25はキャスタブル耐火物、26は予混合ガス供給室、27は供給ダクト、28は混合器、29は冷却壁、29aは押え板、29bは支持板、29cは冷却空気孔、30は空気導入路。
1 is a premixed gas combustion apparatus, 2 is an apparatus main body, 3 is a combustion chamber, 4 is a heat exchange chamber, 5 is an upper header, 6 is a lower header, 7 is a water pipe wall, 7a is a water pipe, 7b is a fin, 8 is Water tube group, 8a is a water tube, 8b is a finned water tube, 8c is a finned water tube, 9 is an auxiliary combustor, 10 is premixed gas, 10a is combustion air, 10b is fuel gas, 10c is combustion gas, and 11 is premixed gas Supply means, 12 is a flue, 13 is an upper wall, 14 is a lower wall, 15 is a side wall, 16 is a front wall, 17 is a pilot burner, 18 is a steam discharge pipe, 19 is a boiler feed water, 20 is a boiler feed pipe, 21 Is a movable layer, 21a is a first heat-resistant sphere (ceramic ball), 22 is a fixed layer, 22 'is an upstream portion of the fixed layer, 22 "is a downstream portion of the fixed layer, and 22a and 22b are second heat-resistant spheres. (Ceramic balls), 23 is a rectangular box, 23a and 23b are heat resistant Plate, 24 projecting wall, 25 castable refractory, 26 premixed gas supply chamber, 27 supply duct, 28 mixer, 29 cooling wall, 29a holding plate, 29b support plate, 29c cooling
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