JP3102941B2 - ガス混合装置 - Google Patents
ガス混合装置Info
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- JP3102941B2 JP3102941B2 JP04018847A JP1884792A JP3102941B2 JP 3102941 B2 JP3102941 B2 JP 3102941B2 JP 04018847 A JP04018847 A JP 04018847A JP 1884792 A JP1884792 A JP 1884792A JP 3102941 B2 JP3102941 B2 JP 3102941B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガス混合装置に係り、特
にボイラ装置の煙風道システムにおいてガス混合を行う
のに好適なガス混合装置に関する。
にボイラ装置の煙風道システムにおいてガス混合を行う
のに好適なガス混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボイラ装置における煙風道システムにお
いて、ガス混合は機器の持つ性能を発揮させるのに重要
な要素となる。例えば、ボイラ燃焼排ガスを燃焼用空気
中に混合させることにより、燃焼により発生するＮＯｘ
を低減したり、またボイラ出口系に設けられている排煙
脱硝装置において、ボイラ起動時に節炭器をバイパスし
た高温の排ガスと、節炭器出口排ガスとを混合して脱硝
装置へ導びくなど、各部においてガス混合装置が使用さ
れている。さらに、最近ではガスタービンとボイラを組
合せた排ガス再燃焼システムにおいて、ガスタービン出
口ガスを、一部ボイラをバイパスさせて脱硝装置入口煙
道部にて合流させる等のシステムが組まれている。この
ようにボイラ煙風道系統においては、ガス混合装置の重
要性はますます高まる状況を呈している。一方、これら
システム上の要求に対して、従来より用いられてきたガ
ス混合装置に関する技術は、例えば図３（ａ）、（ｂ）
に示すごとく、主流ガスダクト２の直線部にガスフォイ
ル４を設け、主流ガスダクト２を絞り、その絞られた近
傍においてガスフォイル４の側部に設けられたガス吹出
し孔５より、支流ガス１０が主流ガス１１中に吹き込ま
れ、その後、ガスフォイル４部の出口側で主流ガス１１
の流れは拡大形状になっていることから、この部分で渦
流が発生し、ガスの流れに乱れが生じガス混合が促進さ
れるものである。なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＤ
−Ｄ矢視図である。支流ガス量が主流ガス量に比べて少
ない場合には、図４に示すごとく、主流ガスダクト２内
にガス注入管６を設け、主流ガスダクト２内全域にでき
るだけ均等に注入することによりガス混合を行うもので
ある。これは、吹出しノズル７のピッチと注入部以降の
合流ガスダクト３部の長さＬにより混合状態が決定され
る。さらに、ダクト配置上ガス混合距離（Ｌ）を十分に
確保できる場合には、図５に示すごとく、単に主流ガス
ダクト２と支流ガスダクト１とを合流させる方式も採用
されている。この方法では、Ａ部に支流ガス１０、Ｂ部
に主流ガス１１が片寄る傾向もみられるため、その後の
合流ガスダクト３の長さＬを十分に確保して混合を十分
に行わせるように設計される。
いて、ガス混合は機器の持つ性能を発揮させるのに重要
な要素となる。例えば、ボイラ燃焼排ガスを燃焼用空気
中に混合させることにより、燃焼により発生するＮＯｘ
を低減したり、またボイラ出口系に設けられている排煙
脱硝装置において、ボイラ起動時に節炭器をバイパスし
た高温の排ガスと、節炭器出口排ガスとを混合して脱硝
装置へ導びくなど、各部においてガス混合装置が使用さ
れている。さらに、最近ではガスタービンとボイラを組
合せた排ガス再燃焼システムにおいて、ガスタービン出
口ガスを、一部ボイラをバイパスさせて脱硝装置入口煙
道部にて合流させる等のシステムが組まれている。この
ようにボイラ煙風道系統においては、ガス混合装置の重
要性はますます高まる状況を呈している。一方、これら
システム上の要求に対して、従来より用いられてきたガ
ス混合装置に関する技術は、例えば図３（ａ）、（ｂ）
に示すごとく、主流ガスダクト２の直線部にガスフォイ
ル４を設け、主流ガスダクト２を絞り、その絞られた近
傍においてガスフォイル４の側部に設けられたガス吹出
し孔５より、支流ガス１０が主流ガス１１中に吹き込ま
れ、その後、ガスフォイル４部の出口側で主流ガス１１
の流れは拡大形状になっていることから、この部分で渦
流が発生し、ガスの流れに乱れが生じガス混合が促進さ
れるものである。なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＤ
−Ｄ矢視図である。支流ガス量が主流ガス量に比べて少
ない場合には、図４に示すごとく、主流ガスダクト２内
にガス注入管６を設け、主流ガスダクト２内全域にでき
るだけ均等に注入することによりガス混合を行うもので
ある。これは、吹出しノズル７のピッチと注入部以降の
合流ガスダクト３部の長さＬにより混合状態が決定され
る。さらに、ダクト配置上ガス混合距離（Ｌ）を十分に
確保できる場合には、図５に示すごとく、単に主流ガス
ダクト２と支流ガスダクト１とを合流させる方式も採用
されている。この方法では、Ａ部に支流ガス１０、Ｂ部
に主流ガス１１が片寄る傾向もみられるため、その後の
合流ガスダクト３の長さＬを十分に確保して混合を十分
に行わせるように設計される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した図３〜図５に
示される従来技術は、いずれも主流ガスダクト２がダク
トの直線部におけるガス混合装置に関するものである。
しかし、ダクトの配置上どうしても主流ガスダクトのベ
ンド部でガス混合を行わなければならない場合には、図
６または図７に示されるごとく、十分なガス混合効果を
上げるガス混合装置の設計は難しい。すなわち、図６は
主流ガスダクト２のベンド部に支流ガスダクト１が合流
した場合である。主流ガスダクト２には、通風損失を少
なくするために整流板８が設けられており、このような
ベンド部に支流ガス１０を合流させても整流板８により
ガス混合が妨げられ、ガス混合装置の機能を果さない。
そこで、図７に示すように整流板８を設けずに、さらに
支流ガスダクト１の大きさを主流ガスダクト２と同じ断
面積として合流させる方法にしても、ガス流れの慣性力
によりＡ部に支流ガス１０、Ｂ部に主流ガス１１が片寄
る傾向になる。いずれにしても、ガス合流点以降のダク
ト長さＬを十分に大きくとる必要が生じる。さらに、上
記の方法によれば主流部に必要な整流板を設けることが
できないために、通風損失が大きくなることからファン
等の動力が大きくなるという問題が生じる。このような
ことから、現在では通常主流ガスダクトベンド部でのガ
ス混合は極力行わない設計手法がとられている。上記し
た主流ガスダクトのベンド部にて、ガス混合を行う必要
性がダクト配置上どうしても生じる場合、ガス混合が不
十分となることを前提として設計を行わざるを得ず、後
流機器にその分余裕を見込む必要性が生じ、その分だけ
高価な装置となるという問題があった。
示される従来技術は、いずれも主流ガスダクト２がダク
トの直線部におけるガス混合装置に関するものである。
しかし、ダクトの配置上どうしても主流ガスダクトのベ
ンド部でガス混合を行わなければならない場合には、図
６または図７に示されるごとく、十分なガス混合効果を
上げるガス混合装置の設計は難しい。すなわち、図６は
主流ガスダクト２のベンド部に支流ガスダクト１が合流
した場合である。主流ガスダクト２には、通風損失を少
なくするために整流板８が設けられており、このような
ベンド部に支流ガス１０を合流させても整流板８により
ガス混合が妨げられ、ガス混合装置の機能を果さない。
そこで、図７に示すように整流板８を設けずに、さらに
支流ガスダクト１の大きさを主流ガスダクト２と同じ断
面積として合流させる方法にしても、ガス流れの慣性力
によりＡ部に支流ガス１０、Ｂ部に主流ガス１１が片寄
る傾向になる。いずれにしても、ガス合流点以降のダク
ト長さＬを十分に大きくとる必要が生じる。さらに、上
記の方法によれば主流部に必要な整流板を設けることが
できないために、通風損失が大きくなることからファン
等の動力が大きくなるという問題が生じる。このような
ことから、現在では通常主流ガスダクトベンド部でのガ
ス混合は極力行わない設計手法がとられている。上記し
た主流ガスダクトのベンド部にて、ガス混合を行う必要
性がダクト配置上どうしても生じる場合、ガス混合が不
十分となることを前提として設計を行わざるを得ず、後
流機器にその分余裕を見込む必要性が生じ、その分だけ
高価な装置となるという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、上記従来技術における問
題点を解消し、主流ガスダクトのベンド部においても主
流ガスと支流ガスとを十分に混合し得るガス混合装置を
提供することにある。
題点を解消し、主流ガスダクトのベンド部においても主
流ガスと支流ガスとを十分に混合し得るガス混合装置を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために、主流ガスダクトのベンド部における曲り部
の内側および外側のコーナ部を結ぶ直線上に、支流ガス
の吹出し孔を有するガスフォイル、または支流ガスの吹
出しノズルを有するガス注入管などを設けるか、もしく
はさらにガスフォイルまたはガス注入管の間の主流ガス
流れ部に整流板を設けることにより、従来の主流ガスダ
クトの直線部でガス混合を行っていた場合と同等のガス
混合効果を得ることが可能となる。なお、ガスフォイル
とは、断面が翼型流線形状で支流ガスの吹出し孔を有す
る主流ガス流路の絞り構造体である。
するために、主流ガスダクトのベンド部における曲り部
の内側および外側のコーナ部を結ぶ直線上に、支流ガス
の吹出し孔を有するガスフォイル、または支流ガスの吹
出しノズルを有するガス注入管などを設けるか、もしく
はさらにガスフォイルまたはガス注入管の間の主流ガス
流れ部に整流板を設けることにより、従来の主流ガスダ
クトの直線部でガス混合を行っていた場合と同等のガス
混合効果を得ることが可能となる。なお、ガスフォイル
とは、断面が翼型流線形状で支流ガスの吹出し孔を有す
る主流ガス流路の絞り構造体である。
【０００６】
【作用】支流ガスは、主流ガスダクトのベンドコーナ部
で主流ガス中に吹き込まれ、一方、主流ガスは整流板に
よりベンド部を偏流が生じない状態で強制的に流れるこ
とから、主流ガスと支流ガスとの混合割合が主流ガスダ
クト全域でほぼ均等となるように行われるので、主流ガ
スと支流ガスとの混合を十分に達成することができる。
で主流ガス中に吹き込まれ、一方、主流ガスは整流板に
よりベンド部を偏流が生じない状態で強制的に流れるこ
とから、主流ガスと支流ガスとの混合割合が主流ガスダ
クト全域でほぼ均等となるように行われるので、主流ガ
スと支流ガスとの混合を十分に達成することができる。
【０００７】
【実施例】図１（ａ）に、本発明のガス混合装置の構成
の一例を示す。なお、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ
矢視図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ矢視図であ
る。図において、主流ガスダクト２のベンド部において
支流ガス１０と合流するが、支流ガス１０はガスフォイ
ル４内へ導びかれ、主流ガスダクト２のコーナ部でガス
フォイル４のガス吹出し孔５より主流ガス中に吹き出さ
れる。このガスフォイル４の数は、通常のガスダクトの
直線部にガスフォイル４を設ける場合と同様に、ダクト
幅とガスフォイル４の長さによって決定される。ただ
し、本発明の場合は、図１（ａ）に示すごとく、ａ、ｂ
の寸法等も考慮して決定されることとなる。すなわち、
ベンドの前流側および後流側の直線長さを考慮の上、そ
の制約内に納るガスフォイル４の大きさとする必要があ
る。一方、主流ガス１１はガスフォイル４の間を流れる
が、ここで偏流を少なくするために整流板９を設け、
主流ガス１１ができるだけ均等に主流ガスダクト２のコ
ーナ部全域に回り込むように配慮する必要がある。その
ため、主流ガス１１はベンド部を整流板９によりダクト
全域にわたり、できるだけ均等に回り込み合流ガスダク
ト３に流れるように設計される。一方、支流ガス１０は
主流ガス１１の流れに見合った量を、ガスフォイル４の
ガス吹出し孔５より主流ガス１１中に吹き込まれる。し
たがって、ガス混合効果は上記従来技術において述べた
とおり、ベンド部にてガスフォイル４の出口の拡大部で
の混合効果が期待できる。 なお、主流ガス１１はガス
フォイル４にて若干の通風抵抗があるが、これはベンド
部の内側、外側のいずれにおいても同じ抵抗となるた
め、整流板９のみにてガスの流れを均等にすることがで
きる。また、ベンド部の出口以降の合流ガスダクト３の
長さＬと、ガスフォイル４の数とを増減することによ
り、必要とする混合特性を得ることができる。図４
（ａ）、（ｂ）に、本発明の他の実施例を示す。なお、
図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。上記の
実施例と異なる点は、支流ガス吹出し部をガスフォイル
とせず、ガス注入管６を用いた点にある。本方式は、主
流ガス１１に比べ支流ガス１０の量が少ない場合に適用
可能である。これは、ガスフォイルを設けた場合と同様
に、主流側のガス整流板９、支流ガスの注入管６および
吹出しノズル７よりなる。
の一例を示す。なお、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ
矢視図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ矢視図であ
る。図において、主流ガスダクト２のベンド部において
支流ガス１０と合流するが、支流ガス１０はガスフォイ
ル４内へ導びかれ、主流ガスダクト２のコーナ部でガス
フォイル４のガス吹出し孔５より主流ガス中に吹き出さ
れる。このガスフォイル４の数は、通常のガスダクトの
直線部にガスフォイル４を設ける場合と同様に、ダクト
幅とガスフォイル４の長さによって決定される。ただ
し、本発明の場合は、図１（ａ）に示すごとく、ａ、ｂ
の寸法等も考慮して決定されることとなる。すなわち、
ベンドの前流側および後流側の直線長さを考慮の上、そ
の制約内に納るガスフォイル４の大きさとする必要があ
る。一方、主流ガス１１はガスフォイル４の間を流れる
が、ここで偏流を少なくするために整流板９を設け、
主流ガス１１ができるだけ均等に主流ガスダクト２のコ
ーナ部全域に回り込むように配慮する必要がある。その
ため、主流ガス１１はベンド部を整流板９によりダクト
全域にわたり、できるだけ均等に回り込み合流ガスダク
ト３に流れるように設計される。一方、支流ガス１０は
主流ガス１１の流れに見合った量を、ガスフォイル４の
ガス吹出し孔５より主流ガス１１中に吹き込まれる。し
たがって、ガス混合効果は上記従来技術において述べた
とおり、ベンド部にてガスフォイル４の出口の拡大部で
の混合効果が期待できる。 なお、主流ガス１１はガス
フォイル４にて若干の通風抵抗があるが、これはベンド
部の内側、外側のいずれにおいても同じ抵抗となるた
め、整流板９のみにてガスの流れを均等にすることがで
きる。また、ベンド部の出口以降の合流ガスダクト３の
長さＬと、ガスフォイル４の数とを増減することによ
り、必要とする混合特性を得ることができる。図４
（ａ）、（ｂ）に、本発明の他の実施例を示す。なお、
図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。上記の
実施例と異なる点は、支流ガス吹出し部をガスフォイル
とせず、ガス注入管６を用いた点にある。本方式は、主
流ガス１１に比べ支流ガス１０の量が少ない場合に適用
可能である。これは、ガスフォイルを設けた場合と同様
に、主流側のガス整流板９、支流ガスの注入管６および
吹出しノズル７よりなる。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば、主流ガスダクトのベン
ド部において、ガスフォイルのガス吹出し孔から吹き出
される支流ガス、またはガス注入管のノズル部から吹き
出される支流ガスが主流ガス中によく混合され、また主
流ガスの整流板によって偏流が防止されることからガス
混合が十分に行われ、以下に示す具体的な効果が生じ
る。 １）主流ガスダクトベンド部において十分な効果を持つ
ガス混合装置を提供できる。 ２）ダクトの配置上ベンド部にガス混合装置を設けた場
合、コンパクト配置設計が可能となる。 ３）ガス混合効果を高めることができるため、後流機器
の性能を十分に引き出させることが可能となる。 ４）主流ガスの流れを偏流させることなくガス混合がで
きるため、後流機器に対し望ましい設計が可能となる。
ド部において、ガスフォイルのガス吹出し孔から吹き出
される支流ガス、またはガス注入管のノズル部から吹き
出される支流ガスが主流ガス中によく混合され、また主
流ガスの整流板によって偏流が防止されることからガス
混合が十分に行われ、以下に示す具体的な効果が生じ
る。 １）主流ガスダクトベンド部において十分な効果を持つ
ガス混合装置を提供できる。 ２）ダクトの配置上ベンド部にガス混合装置を設けた場
合、コンパクト配置設計が可能となる。 ３）ガス混合効果を高めることができるため、後流機器
の性能を十分に引き出させることが可能となる。 ４）主流ガスの流れを偏流させることなくガス混合がで
きるため、後流機器に対し望ましい設計が可能となる。
【図１】本発明の実施例で例示したガス混合装置の構成
を示す模式図。
を示す模式図。
【図２】本発明の実施例で例示した別の構成のガス混合
装置を示す模式図。
装置を示す模式図。
【図３】従来のガス混合装置の構成の一例を示す模式
図。
図。
【図４】従来のガス混合装置の構成の一例を示す模式
図。
図。
【図５】従来のガス混合装置の構成の一例を示す模式
図。
図。
【図６】従来のガス混合装置の構成の一例を示す模式
図。
図。
【図７】従来のガス混合装置の構成の一例を示す模式
図。
図。
１…支流ガスダクト ２…主流ガスダクト ３…合流ガスダクト ４…ガスフォイル ５…ガス吹出し孔 ６…ガス注入管 ７…吹出しノズル ８…整流板 ９…整流板 １０…支流ガス １１…主流ガス １２…合流ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01F 3/00 - 3/22 B01F 5/00 - 5/26
Claims (2)
- 【請求項１】主流ガスダクトのベンド部で、主流ガスと
支流ガスとを合流し混合させるガス混合装置において、
上記主流ガスダクトのベンド部の内側コーナ部と上記ベ
ンド部の外側コーナ部とを結ぶ線上に、支流ガスの吹出
し孔を有する主流ガス流路の絞り構造体であるガスフォ
イル、もしくは支流ガスの吹出しノズルを有するガス注
入管を、上記主流ガスダクトの幅方向に少なくとも１個
配設した構造とすることを特徴とするガス混合装置。 - 【請求項２】請求項１において、支流ガスを吹出し孔を
有するガスフォイル、もしくは支流ガスの吹出しノズル
を有するガス注入管の間の主流ガス流路部に、主流ガス
の整流板を設けたことを特徴とするガス混合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04018847A JP3102941B2 (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | ガス混合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04018847A JP3102941B2 (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | ガス混合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05212258A JPH05212258A (ja) | 1993-08-24 |
| JP3102941B2 true JP3102941B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=11982950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04018847A Expired - Fee Related JP3102941B2 (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | ガス混合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3102941B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5459318B2 (ja) * | 2009-11-09 | 2014-04-02 | 株式会社Ｉｈｉ | 酸素燃焼ボイラの酸素混合装置 |
-
1992
- 1992-02-04 JP JP04018847A patent/JP3102941B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05212258A (ja) | 1993-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |