JP3553495B2 - ボイラ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナからボイラ火炉内に向けて火炎を形成して燃焼し、この火炎からの輻射熱や燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により伝熱管群内の蒸気との間で熱交換を行うボイラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に従来のボイラ装置の概略構成を示す。従来のボイラ装置において、図８に示すように、ボイラ火炉本体００１の一方には立て形に配設された多数の蒸気管００２によって火炉００３が構成されており、この火炉００３の上方の天井部００４には主バーナ００５が装着されている。この主バーナ００５は外部から供給された液体燃料とアトマイズ流体を混合してバーナガン００６の先端部から下方に向けて火炉００３内に噴射可能となっている。また、火炉本体００１の上部には燃焼用空気が供給される空気室００７が形成され、この空気室００７は主バーナ００５におけるバーナガン００６の周囲に連通している。
【０００３】
また、ボイラ火炉本体００１の他方には水ドラム００８と蒸気ドラム００９を連結するように、立て形に配設された多数の前部蒸気管０１０及び後部蒸気管０１１が配設されると共に、その間に過熱蒸気管０１２が配設されている。そして、ボイラ火炉本体００１の他方の上端部には燃焼ガス排出口０１３が形成されている。
【０００４】
従って、主バーナ００５に供給された液体燃料とアトマイズ流体とが混合され、バーナガン００６の先端部から火炉００３に向けて噴射されると共に、空気室００７に供給された燃焼用空気が吸引され、図示しない着火装置により着火することで、火炉００３内にて火炎が形成されて燃焼する。すると、火炉００３で形成された火炎からの輻射熱、火炉００３での燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により、蒸気管００２、前部蒸気管０１０、後部蒸気管０１１、過熱蒸気管０１２内の蒸気との間で熱交換が行われる。そして、熱交換が終了した燃焼ガスは燃焼ガス排出口０１３から外部に排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のボイラ装置では、前述したように、主バーナ００５から下方に向けて形成された火炎による燃焼ガスは、前部蒸気管０１０や過熱蒸気管０１２側へ水平方向に流れるが、この燃焼ガス流の方向転換には浮力の影響が大きいために早めに行われ、火炎や燃焼ガスは主として前部蒸気管０１０などの上部側を流れることとなる。そのため、この前部蒸気管０１０などの下部側には燃焼ガスがあまり流れず、熱交換に前部蒸気管０１０などの大きな表面積が有効的に用いられておらず、伝熱効率が低下してしまうという問題がある。この問題は、バーナ負荷が低下する程に顕著なものとなる。
【０００６】
また、燃焼ガスが主として前部蒸気管０１０などの上部側に流れており、下部側には流れずに温度が低下しているとき、バーナ負荷が変化して火炎や燃焼ガスが前部蒸気管０１０などの下部側に流れると、火炎や燃焼ガスが過冷却されて十分に燃焼完結が行われずに排出されることとなり、未燃損失が増大し、煙突から発煙してしまう虞もある。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するものであって、火炎や燃焼ガス流を制御することで伝熱効率の向上を図ったボイラ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１の発明のボイラ装置は、上下方向に配置される伝熱管群とボイラ火炉とが水平方向に隣接して設けられ、ボイラ火炉の天井部に設けられたバーナからボイラ火炉の下方に向けて燃料を噴射して火炎を形成して燃焼し、燃焼ガスの流れを下向きから水平方向に転換させ、該火炎からの輻射熱及び前記燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により前記ボイラ火炉に隣接する伝熱管群内の蒸気との間で熱交換を行うボイラ装置において、前記火炎及び水平方向に転換される前記燃焼ガス流を前記伝熱管群の下方に導く案内手段を設けてなり、前記案内手段は、前記バーナに供給する燃焼用空気の一部を分岐し、前記ボイラ火炉の天井部に設けられた噴射ノズルから下方に向けて噴射された遮断空気であることを特徴とするものである。
【０００９】
上記目的を達成するための請求項２の発明のボイラ装置は、上下方向に配置される伝熱管群とボイラ火炉とが水平方向に隣接して設けられ、ボイラ火炉の天井部に設けられたバーナからボイラ火炉の下方に向けて燃料を噴射して火炎を形成して燃焼し、燃焼ガスの流れを下向きから水平方向に転換させ、該火炎からの輻射熱及び前記燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により前記ボイラ火炉に隣接する伝熱管群内の蒸気との間で熱交換を行うボイラ装置において、前記火炎及び水平方向に転換される前記燃焼ガス流を前記伝熱管群の下方に導く案内手段を設けてなり、前記案内手段は、前記伝熱管と熱交換を行った後に排出される燃焼ガスの一部を分岐し、前記ボイラ火炉の天井部に設けられた噴射ノズルから下方に噴射された再循環ガスであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の発明のボイラ装置では、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、前記噴射ノズルから下方に向けて噴射された遮断空気あるいは再循環ガスの噴射量を調整する噴射量調整手段を設けたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４の本発明のボイラ装置では、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、前記バーナは、前記ボイラ火炉の天井部に水平移動自在に設けられたことを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明のボイラ装置では、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、前記案内手段は、前記ボイラ火炉の天井部から垂設された複数の噴射管であって、該複数の噴射管は上下移動可能であると共に、先端部から空気を噴射可能であることを特徴としている。
【００１３】
請求項６の発明のボイラ装置では、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のボイラ装置を、船舶搭載用として適用することを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１に本発明の第１実施形態に係るボイラ装置の概略構成、図２に第１実施形態のボイラ装置の内部を表す概略平面視を示す。
【００１９】
第１実施形態のボイラ装置は船舶搭載用として適用されたものであって、図１及び図２に示すように、箱型形状をなすボイラ火炉本体１１の一方には立て形に配設された多数の蒸気管１２によって火炉１３が構成されており、この火炉１３の上方の上壁部１４及び天井部１５には主バーナ１６が装着されている。この主バーナ１６は、円筒形状をなすハウジング１６ａの中央部にバーナガン１６ｂが装着され、このバーナガン１６ｂの基端部には液体燃料及びアトマイズ流体の供給管１７，１８が連結される一方、先端部には液体燃料及びアトマイズ流体を混合して噴射可能なアトマイズ１６ｃが設けられ、その周囲に保炎器１６ｄが設けられている。また、ボイラ火炉本体１１の上部には空気室１９が形成され、燃焼用空気の供給管２０が連結されると共に、ハウジング１６ａに形成された開口１６ｅを介して主バーナ１６内に連通している。そして、このハウジング１６ａには開口１６ｅの開閉することで、空気室１９から主バーナ１６へ送り込む燃焼用空気量を調整する空気流量調整ダンパ１６ｆが装着されている。
【００２０】
また、ボイラ火炉本体１１の他方には下方に水ドラム２１が装着される一方、上部に蒸気ドラム２２が装着されており、この水ドラム２１と蒸気ドラム２２とを連結するように、立て形に配設された多数の前部蒸気管２３及び後部蒸気管２４が配設されると共に、その間に過熱蒸気管群２５が配設されている。そして、ボイラ火炉本体１１の他方の上端部には燃焼ガスを排出する燃焼ガス排出口２６が形成されている。
【００２１】
このようなボイラ装置にて、主バーナ１６から下方に向けて火炎が形成され、燃焼ガスが前部蒸気管２３側に流れるが、この燃焼ガスは浮力の影響によりこの前部蒸気管２３の上部側に多く流れやすいため、本実施形態では、この火炎及び燃焼ガス流を前部蒸気管２３などの下部側に導く案内手段を設けることで、この前部蒸気管２３などの大きな表面積を有効的に用いて伝熱効率を向上させるようにしている。
【００２２】
即ち、ボイラ火炉本体１１の空気室１９内に位置して天井部１５に分岐管２７を取付け、この分岐管２７の基端部には流量調整ダンパ（噴射量調整手段）２８を設ける一方、先端部には天井部１５を貫通して火炉１３内に連通する噴射ノズル２９が装着されている。この噴射ノズル２９は、天井部１５から下方の火炉１３に向け、主バーナ１６と前部蒸気管２３との間に燃焼用空気の一部を遮断空気として噴射する。
【００２３】
従って、図示しない流体供給設備により供給管１７，１８を介して液体燃料及びアトマイズ流体が主バーナ１６に供給されると、この液体燃料とアトマイズ流体とが混合され、バーナガン１６ｂの先端部から火炉１３に向けて噴射される。同時に、図示しない流体供給設備により供給管２０を介して燃焼用空気が空気室１９に供給されると、空気流量調整ダンパ１６ｆにより流量が調整されて開口１６ｅから主バーナ１６に送り込まれ、更に、火炉１３に吸引される。ここで、図示しない着火装置により着火することで、火炉１３内に火炎が形成されて燃焼を開始し、形成された火炎は保炎器１６ｄの外側に形成された循環気流により、着火点が安定する。
【００２４】
このとき、空気室１９に供給された燃焼用空気の一部は、流量調整ダンパ２８で流量調整されてから分岐管２７に至り、噴射ノズル２９から火炉１３内における主バーナ１６と前部蒸気管２３との間に下方に向けて遮断空気として噴射される。この場合、主バーナ１６に供給される燃焼用空気と噴射ノズル２９から噴射される遮断空気（燃焼用空気）との流量配分は、空気流量調整ダンパ１６ｆと流量調整ダンパ２８との開度調整で設定される。
【００２５】
このように火炎と前部蒸気管２３との間に遮断空気が噴射されることで、火炎が前部蒸気管２３側に流れずに下方に向かって形成されることとなってショートパスを防止でき、前部蒸気管２３や後部蒸気管２４などへの火炎の流入を遅らせると共に、燃焼空気が前部蒸気管２３などの下方から流れ込むこととなり、燃焼性を向上できる。また、流量調整ダンパ２８の開度調整により火炎の形状を調整することが可能であり、前部蒸気管２３などの伝熱管群の配置やバーナ負荷に応じて最適な火炎の形状とすることで、伝熱効率を向上できる。
【００２６】
そして、火炉１３で形成された火炎からの輻射熱、火炉１３での燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱によって前部蒸気管２３、後部蒸気管２４、過熱蒸気管群２５内の蒸気との間で熱交換が行われ、過熱蒸気は蒸気ドラム２２から図示しないタービンに送られる。一方、熱交換が終了した燃焼ガスは燃焼ガス排出口２６から外部に排出される。このとき、燃焼ガス排出口２６での燃焼ガスの温度を計測し、設定値と実測値との差に基づいて流量調整ダンパ２８による遮断空気の流量調整を自動あるいは手動によりフィードバック制御を行ってもよい。
【００２７】
図３に本発明の第２実施形態に係るボイラ装置の概略構成、図４に本発明の第３実施形態に係るボイラ装置の概略構成、図５に第３実施形態のボイラ装置の内部を表す概略平面視、図６に本発明の第４実施形態に係るボイラ装置の概略構成、図７に第４実施形態のボイラ装置の内部を表す概略平面視を示す。なお、前述した実施形態で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００２８】
第２実施形態のボイラ装置では、図３に示すように、火炎及び燃焼ガス流を前部蒸気管２３などの下部側に導く案内手段として、排出された燃焼ガスの一部をボイラ火炉１３の天井部１５に設けられた噴射ノズルから下方に向けて噴射された再循環ガスとしている。
【００２９】
即ち、ボイラ火炉本体１１の空気室１９に隣接して隔壁３１により再循環ガス室３２が形成され、燃焼ガス排出口２６からこの再循環ガス室３２に接続する再循環供給管３３が設けられ、この再循環供給管３３に流量調整弁３４を装着する一方、再循環ガス室３２に天井部１５を貫通して火炉１３内に連通する噴射ノズル３５が装着されている。この噴射ノズル３５は、天井部１５から下方の火炉１３に向け、主バーナ１６と前部蒸気管２３との間に再循環ガスを遮断空気として噴射する。
【００３０】
従って、主バーナ１６から液体燃料及びアトマイズ流体が火炉１３に向けて噴射されると共に、空気室１９から燃焼用空気が送給されて着火することで、火炉１３内に所定の火炎が形成されて燃焼を開始する。このとき、燃焼ガス排出口２６から排出された燃焼ガスの一部が再循環供給管３３を通して流量調整弁３４で流量調整されてから再循環ガス室３２に至り、噴射ノズル３５から火炉１３内における主バーナ１６と前部蒸気管２３との間に下方に向けて再循環ガスとして噴射される。
【００３１】
そのため、火炎が前部蒸気管２３側に流れずにショートパスを防止でき、燃焼空気が前部蒸気管２３などの下方から遅れて流れ込むこととなり、燃焼性を向上できる。また、再循環ガスを火炉１３に噴射することで、燃焼用空気量を一定に制御したままで前部蒸気管２３側へ送り込まれる燃焼ガス量を増加できるため、伝熱効率を向上できる。
【００３２】
第３実施形態のボイラ装置では、図４及び図５に示すように、火炎及び燃焼ガス流を前部蒸気管２３などの下部側に導く案内手段として、燃焼用空気の一部をボイラ火炉１３に設けられた噴射ノズルから下方に向けて噴射された遮断空気とし、主バーナ１６を水平移動可能としている。
【００３３】
即ち、ボイラ火炉本体１１の上部には主バーナ４１が矩形の枠体４２により水平移動自在に装着されており、主バーナ４１と枠体４２との間には燃焼用空気の漏洩防止のための弾性変形可能なシール部材４３が介装されている。そして、ボイラ火炉本体１１には流体シリンダ式の主バーナ移動装置４４が設けられ、主バーナ４１を水平移動して前部蒸気管２３との距離を変更可能となっている。そして、ボイラ火炉本体１１の空気室１９と主バーナ４１との間には燃焼用空気量を調整する空気流量調整ダンパ４５が装着されている。また、ボイラ火炉本体１１の空気室１９に隣接して隔壁４６により遮断空気室４７が形成されて遮断空気流量調整ダンパ４８により連通され、この遮断空気室４７に天井部１５を貫通して火炉１３内に連通する噴射ノズル４８が装着されている。
【００３４】
従って、主バーナ４１から液体燃料及びアトマイズ流体が火炉１３に向けて噴射されると共に、空気室１９から燃焼用空気が送給されて着火することで、火炉１３内に所定の火炎が形成されて燃焼を開始する。このとき、空気室１９から遮断空気流量調整ダンパ４８を介して遮断空気室４７に分岐した燃焼用空気の一部が、噴射ノズル３５から火炉１３内における主バーナ１６と前部蒸気管２３との間に下方に向けて遮断空気として噴射される。そのため、火炎が前部蒸気管２３側に流れずにショートパスを防止でき、燃焼空気が前部蒸気管２３などの下方から遅れて流れ込むこととなり、燃焼性を向上できる。
【００３５】
そして、主バーナ４１により形成される火炎の形状により、噴射ノズル３５から遮断空気が噴射されても、前部蒸気管２３への火炎の飛び込みを十分に防止できないときには、主バーナ移動装置４４により主バーナ４１を水平移動して前部蒸気管２３から離間させることで、火炎及び燃焼ガス流の流れをコントロールし、火炉１３内での火炎の滞留時間を延長して伝熱効率を向上できる。なお、火炎が小さいときには、主バーナ移動装置４４により主バーナ４１を前部蒸気管２３に接近させてもよい。
【００３６】
なお、上述した実施形態において、主バーナ４１を流体シリンダ式の主バーナ移動装置４４により水平移動可能としたが、駆動モータやねじ軸等を利用してもよい。また、主バーナ４１をチルト可能として噴射角度を変更することで、火炎と前部蒸気管２３との距離を変更するようにしてもよい。更に、主バーナ４１と空気流量調整ダンパ４５とを別体としたが、第１実施形態の主バーナ１６のように一体としてもよく、燃焼用空気の通過口も角形に限らず、丸形でもよい。
【００３７】
第４実施形態のボイラ装置では、図６及び図７に示すように、火炎及び燃焼ガス流を前部蒸気管２３などの下部側に導く案内手段として、ボイラ火炉１３の天井部１５から垂設された複数の噴射管を設け、この複数の噴射管は上下移動可能とすると共に、先端部から燃焼用空気の一部を下方に向けて遮断空気として噴射可能としている。
【００３８】
即ち、ボイラ火炉本体１１の上部には主バーナ５１が枠体５２に装着されており、空気室１９と主バーナ５１との間には燃焼用空気量を調整する空気流量調整ダンパ５３が装着されている。また、ボイラ火炉本体１１の空気室１９に隣接して隔壁５４により遮断空気室５５が形成されて遮断空気流量調整ダンパ５６により連通され、この遮断空気室５５に天井部１５を貫通して火炉１３内に突出する複数の噴射管５７が上下移動自在に装着され、燃焼用空気の漏洩防止のためのシール部材５８が装着されている。この各噴射管５７は上下移動操作装置５９により一体となって上下移動可能であり、先端部から燃焼用空気の一部を遮断空気として噴射可能となっている。
【００３９】
従って、主バーナ５１から液体燃料及びアトマイズ流体が火炉１３に向けて噴射されると共に、空気室１９から燃焼用空気が送給されて着火することで、火炉１３内に所定の火炎が形成されて燃焼を開始する。このとき、複数の噴射管５７が主バーナ１６と前部蒸気管２３との間に垂下しており、且つ、空気室１９から遮断空気流量調整ダンパ５６を介して遮断空気室５５に分岐した燃焼用空気の一部が、各噴射管５７の先端部から下方に向けて遮断空気として噴射される。そのため、火炎が前部蒸気管２３側に流れずにショートパスを防止でき、燃焼空気が前部蒸気管２３などの下方から流れ込むこととなり、燃焼性を向上できる。
【００４０】
そして、主バーナ４１により形成される火炎の形状などにより、上下移動操作装置５９により各噴射管５７を上下移動して遮断空気の噴射位置を変更することで、火炎及び燃焼ガス流の流れをコントロールし、火炉１３内での火炎の滞留時間を延長して伝熱効率を向上できる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１の発明のボイラ装置は、上下方向に配置される伝熱管群とボイラ火炉とが水平方向に隣接して設けられ、ボイラ火炉の天井部に設けられたバーナからボイラ火炉の下方に向けて燃料を噴射して火炎を形成して燃焼し、燃焼ガスの流れを下向きから水平方向に転換させ、該火炎からの輻射熱及び前記燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により前記ボイラ火炉に隣接する伝熱管群内の蒸気との間で熱交換を行うボイラ装置において、前記火炎及び水平方向に転換される前記燃焼ガス流を前記伝熱管群の下方に導く案内手段を設けてなり、前記案内手段は、前記バーナに供給する燃焼用空気の一部を分岐し、前記ボイラ火炉の天井部に設けられた噴射ノズルから下方に向けて噴射された遮断空気であるので、火炎が伝熱管群の下方に向かって形成されることでショートパスを防止することができ、伝熱管群への火炎の流入を遅らせると共に、燃焼空気を伝熱管の下方へ流れさせることとなり、燃焼性を向上させることができ、結果として火炎や燃焼ガス流を制御することで伝熱効率の向上を図ることができる。また、火炎が浮力によって前部蒸気管側に早期に流れることを防止することができる。更に、既存の燃焼空気により火炎が浮力によって伝熱管群の上部に流れることを防止でき、装置の簡素化を図ることができる。
【００４２】
請求項２の発明のボイラ装置は、上下方向に配置される伝熱管群とボイラ火炉とが水平方向に隣接して設けられ、ボイラ火炉の天井部に設けられたバーナからボイラ火炉の下方に向けて燃料を噴射して火炎を形成して燃焼し、燃焼ガスの流れを下向きから水平方向に転換させ、該火炎からの輻射熱及び前記燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により前記ボイラ火炉に隣接する伝熱管群内の蒸気との間で熱交換を行うボイラ装置において、前記火炎及び水平方向に転換される前記燃焼ガス流を前記伝熱管群の下方に導く案内手段を設けてなり、前記案内手段は、前記伝熱管と熱交換を行った後に排出される燃焼ガスの一部を分岐し、前記ボイラ火炉の天井部に設けられた噴射ノズルから下方に噴射された再循環ガスであるので、火炎が伝熱管群の下方に向かって形成されることでショートパスを防止することができ、伝熱管群への火炎の流入を遅らせると共に、燃焼空気を伝熱管の下方へ流れさせることとなり、燃焼性を向上させることができ、結果として火炎や燃焼ガス流を制御することで伝熱効率の向上を図ることができる。また、火炎が浮力によって前部蒸気管側に早期に流れることを防止することができる。更に、燃焼用空気量を一定に制御したままで伝熱管群へ送り込まれる燃焼ガス量を増加できるため、伝熱効率を向上することができる。
【００４３】
請求項３の発明のボイラ装置は、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、前記噴射ノズルから下方に向けて噴射された遮断空気あるいは再循環ガスの噴射量を調整する噴射量調整手段を設けたので、遮断空気あるいは再循環ガスの噴射量を調整することで火炎の形状を調整することが可能となり、伝熱管の配置やバーナ負荷に応じて最適な火炎の形状とすることで、伝熱効率を向上することができる。
【００４４】
請求項４の発明のボイラ装置は、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、前記バーナは、前記ボイラ火炉の天井部に水平移動自在に設けられたので、バーナを水平移動して伝熱管に対して接近離間させることで、火炎及び燃焼ガス流の流れをコントロールし、火炉内での火炎の滞留時間を延長して伝熱効率を向上することができる。
【００４５】
請求項５の本発明のボイラ装置は、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、前記案内手段は、前記ボイラ火炉の天井部から垂設された複数の噴射管であって、該複数の噴射管は上下移動可能であると共に、先端部から空気を噴射可能としたので、噴射管及びこの噴射管から噴射される遮断空気により火炎のショートパスを防止することができ、また、遮断空気の噴射位置を変更することで、火炎及び燃焼ガス流の流れをコントロールし、火炉内での火炎の滞留時間を延長して伝熱効率を向上することができる。
【００４６】
請求項６の本発明のボイラ装置は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のボイラ装置を、船舶搭載用として適用するので、装置の小型軽量化によって船舶上でのスペースの有効利用を図ることができる。
【００４７】
そして、案内手段をボイラ火炉の天井部から垂下された案内板としたので、簡単な構造で火炎が浮力によって伝熱管群の上部に流れることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るボイラ装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態のボイラ装置の内部を表す概略平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るボイラ装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るボイラ装置の概略構成図である。
【図５】第３実施形態のボイラ装置の内部を表す概略平面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るボイラ装置の概略構成図である。
【図７】第４実施形態のボイラ装置の内部を表す概略平面図である。
【図８】従来のボイラ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１１ ボイラ火炉本体
１２ 蒸気管
１３ 火炉
１６ 主バーナ
１９ 空気室
２３ 前部蒸気管（伝熱管群）
２４ 後部蒸気管
２５ 過熱蒸気管群
２６ 燃焼ガス排出口
２７ 分岐管
２８ 流量調整ダンパ（噴射量調整手段）
２９ 噴射ノズル（案内手段）
３２ 再循環ガス室
３４ 流量調整弁（噴射量調整手段）
３５ 噴射ノズル（案内手段）
４１ 主バーナ
４４ 主バーナ移動装置
４５ 空気流量調整ダンパ
４７ 遮断空気室
４８ 遮断空気流量調整ダンパ（噴射量調整手段）
４９ 噴射ノズル（案内手段）
５１ 主バーナ
５３ 空気流量調整ダンパ
５５ 遮断空気室
５６ 遮断空気流量調整ダンパ（噴射量調整手段）
５７ 噴射管（案内手段）
５９ 上下移動操作装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナからボイラ火炉内に向けて火炎を形成して燃焼し、この火炎からの輻射熱や燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により伝熱管群内の蒸気との間で熱交換を行うボイラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に従来のボイラ装置の概略構成を示す。従来のボイラ装置において、図８に示すように、ボイラ火炉本体００１の一方には立て形に配設された多数の蒸気管００２によって火炉００３が構成されており、この火炉００３の上方の天井部００４には主バーナ００５が装着されている。この主バーナ００５は外部から供給された液体燃料とアトマイズ流体を混合してバーナガン００６の先端部から下方に向けて火炉００３内に噴射可能となっている。また、火炉本体００１の上部には燃焼用空気が供給される空気室００７が形成され、この空気室００７は主バーナ００５におけるバーナガン００６の周囲に連通している。
【０００３】
また、ボイラ火炉本体００１の他方には水ドラム００８と蒸気ドラム００９を連結するように、立て形に配設された多数の前部蒸気管０１０及び後部蒸気管０１１が配設されると共に、その間に過熱蒸気管０１２が配設されている。そして、ボイラ火炉本体００１の他方の上端部には燃焼ガス排出口０１３が形成されている。
【０００４】
従って、主バーナ００５に供給された液体燃料とアトマイズ流体とが混合され、バーナガン００６の先端部から火炉００３に向けて噴射されると共に、空気室００７に供給された燃焼用空気が吸引され、図示しない着火装置により着火することで、火炉００３内にて火炎が形成されて燃焼する。すると、火炉００３で形成された火炎からの輻射熱、火炉００３での燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により、蒸気管００２、前部蒸気管０１０、後部蒸気管０１１、過熱蒸気管０１２内の蒸気との間で熱交換が行われる。そして、熱交換が終了した燃焼ガスは燃焼ガス排出口０１３から外部に排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のボイラ装置では、前述したように、主バーナ００５から下方に向けて形成された火炎による燃焼ガスは、前部蒸気管０１０や過熱蒸気管０１２側へ水平方向に流れるが、この燃焼ガス流の方向転換には浮力の影響が大きいために早めに行われ、火炎や燃焼ガスは主として前部蒸気管０１０などの上部側を流れることとなる。そのため、この前部蒸気管０１０などの下部側には燃焼ガスがあまり流れず、熱交換に前部蒸気管０１０などの大きな表面積が有効的に用いられておらず、伝熱効率が低下してしまうという問題がある。この問題は、バーナ負荷が低下する程に顕著なものとなる。
【０００６】
また、燃焼ガスが主として前部蒸気管０１０などの上部側に流れており、下部側には流れずに温度が低下しているとき、バーナ負荷が変化して火炎や燃焼ガスが前部蒸気管０１０などの下部側に流れると、火炎や燃焼ガスが過冷却されて十分に燃焼完結が行われずに排出されることとなり、未燃損失が増大し、煙突から発煙してしまう虞もある。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するものであって、火炎や燃焼ガス流を制御することで伝熱効率の向上を図ったボイラ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１の発明のボイラ装置は、上下方向に配置される伝熱管群とボイラ火炉とが水平方向に隣接して設けられ、ボイラ火炉の天井部に設けられたバーナからボイラ火炉の下方に向けて燃料を噴射して火炎を形成して燃焼し、燃焼ガスの流れを下向きから水平方向に転換させ、該火炎からの輻射熱及び前記燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により前記ボイラ火炉に隣接する伝熱管群内の蒸気との間で熱交換を行うボイラ装置において、前記火炎及び水平方向に転換される前記燃焼ガス流を前記伝熱管群の下方に導く案内手段を設けてなり、前記案内手段は、前記バーナに供給する燃焼用空気の一部を分岐し、前記ボイラ火炉の天井部に設けられた噴射ノズルから下方に向けて噴射された遮断空気であることを特徴とするものである。
【０００９】
上記目的を達成するための請求項２の発明のボイラ装置は、上下方向に配置される伝熱管群とボイラ火炉とが水平方向に隣接して設けられ、ボイラ火炉の天井部に設けられたバーナからボイラ火炉の下方に向けて燃料を噴射して火炎を形成して燃焼し、燃焼ガスの流れを下向きから水平方向に転換させ、該火炎からの輻射熱及び前記燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により前記ボイラ火炉に隣接する伝熱管群内の蒸気との間で熱交換を行うボイラ装置において、前記火炎及び水平方向に転換される前記燃焼ガス流を前記伝熱管群の下方に導く案内手段を設けてなり、前記案内手段は、前記伝熱管と熱交換を行った後に排出される燃焼ガスの一部を分岐し、前記ボイラ火炉の天井部に設けられた噴射ノズルから下方に噴射された再循環ガスであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の発明のボイラ装置では、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、前記噴射ノズルから下方に向けて噴射された遮断空気あるいは再循環ガスの噴射量を調整する噴射量調整手段を設けたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４の本発明のボイラ装置では、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、前記バーナは、前記ボイラ火炉の天井部に水平移動自在に設けられたことを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明のボイラ装置では、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、前記案内手段は、前記ボイラ火炉の天井部から垂設された複数の噴射管であって、該複数の噴射管は上下移動可能であると共に、先端部から空気を噴射可能であることを特徴としている。
【００１３】
請求項６の発明のボイラ装置では、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のボイラ装置を、船舶搭載用として適用することを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１に本発明の第１実施形態に係るボイラ装置の概略構成、図２に第１実施形態のボイラ装置の内部を表す概略平面視を示す。
【００１９】
第１実施形態のボイラ装置は船舶搭載用として適用されたものであって、図１及び図２に示すように、箱型形状をなすボイラ火炉本体１１の一方には立て形に配設された多数の蒸気管１２によって火炉１３が構成されており、この火炉１３の上方の上壁部１４及び天井部１５には主バーナ１６が装着されている。この主バーナ１６は、円筒形状をなすハウジング１６ａの中央部にバーナガン１６ｂが装着され、このバーナガン１６ｂの基端部には液体燃料及びアトマイズ流体の供給管１７，１８が連結される一方、先端部には液体燃料及びアトマイズ流体を混合して噴射可能なアトマイズ１６ｃが設けられ、その周囲に保炎器１６ｄが設けられている。また、ボイラ火炉本体１１の上部には空気室１９が形成され、燃焼用空気の供給管２０が連結されると共に、ハウジング１６ａに形成された開口１６ｅを介して主バーナ１６内に連通している。そして、このハウジング１６ａには開口１６ｅの開閉することで、空気室１９から主バーナ１６へ送り込む燃焼用空気量を調整する空気流量調整ダンパ１６ｆが装着されている。
【００２０】
また、ボイラ火炉本体１１の他方には下方に水ドラム２１が装着される一方、上部に蒸気ドラム２２が装着されており、この水ドラム２１と蒸気ドラム２２とを連結するように、立て形に配設された多数の前部蒸気管２３及び後部蒸気管２４が配設されると共に、その間に過熱蒸気管群２５が配設されている。そして、ボイラ火炉本体１１の他方の上端部には燃焼ガスを排出する燃焼ガス排出口２６が形成されている。
【００２１】
このようなボイラ装置にて、主バーナ１６から下方に向けて火炎が形成され、燃焼ガスが前部蒸気管２３側に流れるが、この燃焼ガスは浮力の影響によりこの前部蒸気管２３の上部側に多く流れやすいため、本実施形態では、この火炎及び燃焼ガス流を前部蒸気管２３などの下部側に導く案内手段を設けることで、この前部蒸気管２３などの大きな表面積を有効的に用いて伝熱効率を向上させるようにしている。
【００２２】
即ち、ボイラ火炉本体１１の空気室１９内に位置して天井部１５に分岐管２７を取付け、この分岐管２７の基端部には流量調整ダンパ（噴射量調整手段）２８を設ける一方、先端部には天井部１５を貫通して火炉１３内に連通する噴射ノズル２９が装着されている。この噴射ノズル２９は、天井部１５から下方の火炉１３に向け、主バーナ１６と前部蒸気管２３との間に燃焼用空気の一部を遮断空気として噴射する。
【００２３】
従って、図示しない流体供給設備により供給管１７，１８を介して液体燃料及びアトマイズ流体が主バーナ１６に供給されると、この液体燃料とアトマイズ流体とが混合され、バーナガン１６ｂの先端部から火炉１３に向けて噴射される。同時に、図示しない流体供給設備により供給管２０を介して燃焼用空気が空気室１９に供給されると、空気流量調整ダンパ１６ｆにより流量が調整されて開口１６ｅから主バーナ１６に送り込まれ、更に、火炉１３に吸引される。ここで、図示しない着火装置により着火することで、火炉１３内に火炎が形成されて燃焼を開始し、形成された火炎は保炎器１６ｄの外側に形成された循環気流により、着火点が安定する。
【００２４】
このとき、空気室１９に供給された燃焼用空気の一部は、流量調整ダンパ２８で流量調整されてから分岐管２７に至り、噴射ノズル２９から火炉１３内における主バーナ１６と前部蒸気管２３との間に下方に向けて遮断空気として噴射される。この場合、主バーナ１６に供給される燃焼用空気と噴射ノズル２９から噴射される遮断空気（燃焼用空気）との流量配分は、空気流量調整ダンパ１６ｆと流量調整ダンパ２８との開度調整で設定される。
【００２５】
このように火炎と前部蒸気管２３との間に遮断空気が噴射されることで、火炎が前部蒸気管２３側に流れずに下方に向かって形成されることとなってショートパスを防止でき、前部蒸気管２３や後部蒸気管２４などへの火炎の流入を遅らせると共に、燃焼空気が前部蒸気管２３などの下方から流れ込むこととなり、燃焼性を向上できる。また、流量調整ダンパ２８の開度調整により火炎の形状を調整することが可能であり、前部蒸気管２３などの伝熱管群の配置やバーナ負荷に応じて最適な火炎の形状とすることで、伝熱効率を向上できる。
【００２６】
そして、火炉１３で形成された火炎からの輻射熱、火炉１３での燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱によって前部蒸気管２３、後部蒸気管２４、過熱蒸気管群２５内の蒸気との間で熱交換が行われ、過熱蒸気は蒸気ドラム２２から図示しないタービンに送られる。一方、熱交換が終了した燃焼ガスは燃焼ガス排出口２６から外部に排出される。このとき、燃焼ガス排出口２６での燃焼ガスの温度を計測し、設定値と実測値との差に基づいて流量調整ダンパ２８による遮断空気の流量調整を自動あるいは手動によりフィードバック制御を行ってもよい。
【００２７】
図３に本発明の第２実施形態に係るボイラ装置の概略構成、図４に本発明の第３実施形態に係るボイラ装置の概略構成、図５に第３実施形態のボイラ装置の内部を表す概略平面視、図６に本発明の第４実施形態に係るボイラ装置の概略構成、図７に第４実施形態のボイラ装置の内部を表す概略平面視を示す。なお、前述した実施形態で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００２８】
第２実施形態のボイラ装置では、図３に示すように、火炎及び燃焼ガス流を前部蒸気管２３などの下部側に導く案内手段として、排出された燃焼ガスの一部をボイラ火炉１３の天井部１５に設けられた噴射ノズルから下方に向けて噴射された再循環ガスとしている。
【００２９】
即ち、ボイラ火炉本体１１の空気室１９に隣接して隔壁３１により再循環ガス室３２が形成され、燃焼ガス排出口２６からこの再循環ガス室３２に接続する再循環供給管３３が設けられ、この再循環供給管３３に流量調整弁３４を装着する一方、再循環ガス室３２に天井部１５を貫通して火炉１３内に連通する噴射ノズル３５が装着されている。この噴射ノズル３５は、天井部１５から下方の火炉１３に向け、主バーナ１６と前部蒸気管２３との間に再循環ガスを遮断空気として噴射する。
【００３０】
従って、主バーナ１６から液体燃料及びアトマイズ流体が火炉１３に向けて噴射されると共に、空気室１９から燃焼用空気が送給されて着火することで、火炉１３内に所定の火炎が形成されて燃焼を開始する。このとき、燃焼ガス排出口２６から排出された燃焼ガスの一部が再循環供給管３３を通して流量調整弁３４で流量調整されてから再循環ガス室３２に至り、噴射ノズル３５から火炉１３内における主バーナ１６と前部蒸気管２３との間に下方に向けて再循環ガスとして噴射される。
【００３１】
そのため、火炎が前部蒸気管２３側に流れずにショートパスを防止でき、燃焼空気が前部蒸気管２３などの下方から遅れて流れ込むこととなり、燃焼性を向上できる。また、再循環ガスを火炉１３に噴射することで、燃焼用空気量を一定に制御したままで前部蒸気管２３側へ送り込まれる燃焼ガス量を増加できるため、伝熱効率を向上できる。
【００３２】
第３実施形態のボイラ装置では、図４及び図５に示すように、火炎及び燃焼ガス流を前部蒸気管２３などの下部側に導く案内手段として、燃焼用空気の一部をボイラ火炉１３に設けられた噴射ノズルから下方に向けて噴射された遮断空気とし、主バーナ１６を水平移動可能としている。
【００３３】
即ち、ボイラ火炉本体１１の上部には主バーナ４１が矩形の枠体４２により水平移動自在に装着されており、主バーナ４１と枠体４２との間には燃焼用空気の漏洩防止のための弾性変形可能なシール部材４３が介装されている。そして、ボイラ火炉本体１１には流体シリンダ式の主バーナ移動装置４４が設けられ、主バーナ４１を水平移動して前部蒸気管２３との距離を変更可能となっている。そして、ボイラ火炉本体１１の空気室１９と主バーナ４１との間には燃焼用空気量を調整する空気流量調整ダンパ４５が装着されている。また、ボイラ火炉本体１１の空気室１９に隣接して隔壁４６により遮断空気室４７が形成されて遮断空気流量調整ダンパ４８により連通され、この遮断空気室４７に天井部１５を貫通して火炉１３内に連通する噴射ノズル４８が装着されている。
【００３４】
従って、主バーナ４１から液体燃料及びアトマイズ流体が火炉１３に向けて噴射されると共に、空気室１９から燃焼用空気が送給されて着火することで、火炉１３内に所定の火炎が形成されて燃焼を開始する。このとき、空気室１９から遮断空気流量調整ダンパ４８を介して遮断空気室４７に分岐した燃焼用空気の一部が、噴射ノズル３５から火炉１３内における主バーナ１６と前部蒸気管２３との間に下方に向けて遮断空気として噴射される。そのため、火炎が前部蒸気管２３側に流れずにショートパスを防止でき、燃焼空気が前部蒸気管２３などの下方から遅れて流れ込むこととなり、燃焼性を向上できる。
【００３５】
そして、主バーナ４１により形成される火炎の形状により、噴射ノズル３５から遮断空気が噴射されても、前部蒸気管２３への火炎の飛び込みを十分に防止できないときには、主バーナ移動装置４４により主バーナ４１を水平移動して前部蒸気管２３から離間させることで、火炎及び燃焼ガス流の流れをコントロールし、火炉１３内での火炎の滞留時間を延長して伝熱効率を向上できる。なお、火炎が小さいときには、主バーナ移動装置４４により主バーナ４１を前部蒸気管２３に接近させてもよい。
【００３６】
なお、上述した実施形態において、主バーナ４１を流体シリンダ式の主バーナ移動装置４４により水平移動可能としたが、駆動モータやねじ軸等を利用してもよい。また、主バーナ４１をチルト可能として噴射角度を変更することで、火炎と前部蒸気管２３との距離を変更するようにしてもよい。更に、主バーナ４１と空気流量調整ダンパ４５とを別体としたが、第１実施形態の主バーナ１６のように一体としてもよく、燃焼用空気の通過口も角形に限らず、丸形でもよい。
【００３７】
第４実施形態のボイラ装置では、図６及び図７に示すように、火炎及び燃焼ガス流を前部蒸気管２３などの下部側に導く案内手段として、ボイラ火炉１３の天井部１５から垂設された複数の噴射管を設け、この複数の噴射管は上下移動可能とすると共に、先端部から燃焼用空気の一部を下方に向けて遮断空気として噴射可能としている。
【００３８】
即ち、ボイラ火炉本体１１の上部には主バーナ５１が枠体５２に装着されており、空気室１９と主バーナ５１との間には燃焼用空気量を調整する空気流量調整ダンパ５３が装着されている。また、ボイラ火炉本体１１の空気室１９に隣接して隔壁５４により遮断空気室５５が形成されて遮断空気流量調整ダンパ５６により連通され、この遮断空気室５５に天井部１５を貫通して火炉１３内に突出する複数の噴射管５７が上下移動自在に装着され、燃焼用空気の漏洩防止のためのシール部材５８が装着されている。この各噴射管５７は上下移動操作装置５９により一体となって上下移動可能であり、先端部から燃焼用空気の一部を遮断空気として噴射可能となっている。
【００３９】
従って、主バーナ５１から液体燃料及びアトマイズ流体が火炉１３に向けて噴射されると共に、空気室１９から燃焼用空気が送給されて着火することで、火炉１３内に所定の火炎が形成されて燃焼を開始する。このとき、複数の噴射管５７が主バーナ１６と前部蒸気管２３との間に垂下しており、且つ、空気室１９から遮断空気流量調整ダンパ５６を介して遮断空気室５５に分岐した燃焼用空気の一部が、各噴射管５７の先端部から下方に向けて遮断空気として噴射される。そのため、火炎が前部蒸気管２３側に流れずにショートパスを防止でき、燃焼空気が前部蒸気管２３などの下方から流れ込むこととなり、燃焼性を向上できる。
【００４０】
そして、主バーナ４１により形成される火炎の形状などにより、上下移動操作装置５９により各噴射管５７を上下移動して遮断空気の噴射位置を変更することで、火炎及び燃焼ガス流の流れをコントロールし、火炉１３内での火炎の滞留時間を延長して伝熱効率を向上できる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１の発明のボイラ装置は、上下方向に配置される伝熱管群とボイラ火炉とが水平方向に隣接して設けられ、ボイラ火炉の天井部に設けられたバーナからボイラ火炉の下方に向けて燃料を噴射して火炎を形成して燃焼し、燃焼ガスの流れを下向きから水平方向に転換させ、該火炎からの輻射熱及び前記燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により前記ボイラ火炉に隣接する伝熱管群内の蒸気との間で熱交換を行うボイラ装置において、前記火炎及び水平方向に転換される前記燃焼ガス流を前記伝熱管群の下方に導く案内手段を設けてなり、前記案内手段は、前記バーナに供給する燃焼用空気の一部を分岐し、前記ボイラ火炉の天井部に設けられた噴射ノズルから下方に向けて噴射された遮断空気であるので、火炎が伝熱管群の下方に向かって形成されることでショートパスを防止することができ、伝熱管群への火炎の流入を遅らせると共に、燃焼空気を伝熱管の下方へ流れさせることとなり、燃焼性を向上させることができ、結果として火炎や燃焼ガス流を制御することで伝熱効率の向上を図ることができる。また、火炎が浮力によって前部蒸気管側に早期に流れることを防止することができる。更に、既存の燃焼空気により火炎が浮力によって伝熱管群の上部に流れることを防止でき、装置の簡素化を図ることができる。
【００４２】
請求項２の発明のボイラ装置は、上下方向に配置される伝熱管群とボイラ火炉とが水平方向に隣接して設けられ、ボイラ火炉の天井部に設けられたバーナからボイラ火炉の下方に向けて燃料を噴射して火炎を形成して燃焼し、燃焼ガスの流れを下向きから水平方向に転換させ、該火炎からの輻射熱及び前記燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により前記ボイラ火炉に隣接する伝熱管群内の蒸気との間で熱交換を行うボイラ装置において、前記火炎及び水平方向に転換される前記燃焼ガス流を前記伝熱管群の下方に導く案内手段を設けてなり、前記案内手段は、前記伝熱管と熱交換を行った後に排出される燃焼ガスの一部を分岐し、前記ボイラ火炉の天井部に設けられた噴射ノズルから下方に噴射された再循環ガスであるので、火炎が伝熱管群の下方に向かって形成されることでショートパスを防止することができ、伝熱管群への火炎の流入を遅らせると共に、燃焼空気を伝熱管の下方へ流れさせることとなり、燃焼性を向上させることができ、結果として火炎や燃焼ガス流を制御することで伝熱効率の向上を図ることができる。また、火炎が浮力によって前部蒸気管側に早期に流れることを防止することができる。更に、燃焼用空気量を一定に制御したままで伝熱管群へ送り込まれる燃焼ガス量を増加できるため、伝熱効率を向上することができる。
【００４３】
請求項３の発明のボイラ装置は、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、前記噴射ノズルから下方に向けて噴射された遮断空気あるいは再循環ガスの噴射量を調整する噴射量調整手段を設けたので、遮断空気あるいは再循環ガスの噴射量を調整することで火炎の形状を調整することが可能となり、伝熱管の配置やバーナ負荷に応じて最適な火炎の形状とすることで、伝熱効率を向上することができる。
【００４４】
請求項４の発明のボイラ装置は、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、前記バーナは、前記ボイラ火炉の天井部に水平移動自在に設けられたので、バーナを水平移動して伝熱管に対して接近離間させることで、火炎及び燃焼ガス流の流れをコントロールし、火炉内での火炎の滞留時間を延長して伝熱効率を向上することができる。
【００４５】
請求項５の本発明のボイラ装置は、請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、前記案内手段は、前記ボイラ火炉の天井部から垂設された複数の噴射管であって、該複数の噴射管は上下移動可能であると共に、先端部から空気を噴射可能としたので、噴射管及びこの噴射管から噴射される遮断空気により火炎のショートパスを防止することができ、また、遮断空気の噴射位置を変更することで、火炎及び燃焼ガス流の流れをコントロールし、火炉内での火炎の滞留時間を延長して伝熱効率を向上することができる。
【００４６】
請求項６の本発明のボイラ装置は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のボイラ装置を、船舶搭載用として適用するので、装置の小型軽量化によって船舶上でのスペースの有効利用を図ることができる。
【００４７】
そして、案内手段をボイラ火炉の天井部から垂下された案内板としたので、簡単な構造で火炎が浮力によって伝熱管群の上部に流れることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るボイラ装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態のボイラ装置の内部を表す概略平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るボイラ装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るボイラ装置の概略構成図である。
【図５】第３実施形態のボイラ装置の内部を表す概略平面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るボイラ装置の概略構成図である。
【図７】第４実施形態のボイラ装置の内部を表す概略平面図である。
【図８】従来のボイラ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１１ ボイラ火炉本体
１２ 蒸気管
１３ 火炉
１６ 主バーナ
１９ 空気室
２３ 前部蒸気管（伝熱管群）
２４ 後部蒸気管
２５ 過熱蒸気管群
２６ 燃焼ガス排出口
２７ 分岐管
２８ 流量調整ダンパ（噴射量調整手段）
２９ 噴射ノズル（案内手段）
３２ 再循環ガス室
３４ 流量調整弁（噴射量調整手段）
３５ 噴射ノズル（案内手段）
４１ 主バーナ
４４ 主バーナ移動装置
４５ 空気流量調整ダンパ
４７ 遮断空気室
４８ 遮断空気流量調整ダンパ（噴射量調整手段）
４９ 噴射ノズル（案内手段）
５１ 主バーナ
５３ 空気流量調整ダンパ
５５ 遮断空気室
５６ 遮断空気流量調整ダンパ（噴射量調整手段）
５７ 噴射管（案内手段）
５９ 上下移動操作装置
Claims (6)
- 上下方向に配置される伝熱管群とボイラ火炉とが水平方向に隣接して設けられ、
ボイラ火炉の天井部に設けられたバーナからボイラ火炉の下方に向けて燃料を噴射して火炎を形成して燃焼し、
燃焼ガスの流れを下向きから水平方向に転換させ、
該火炎からの輻射熱及び前記燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により前記ボイラ火炉に隣接する伝熱管群内の蒸気との間で熱交換を行うボイラ装置において、
前記火炎及び水平方向に転換される前記燃焼ガス流を前記伝熱管群の下方に導く案内手段を設けてなり、
前記案内手段は、
前記バーナに供給する燃焼用空気の一部を分岐し、前記ボイラ火炉の天井部に設けられた噴射ノズルから下方に向けて噴射された遮断空気である
ことを特徴とするボイラ装置。 - 上下方向に配置される伝熱管群とボイラ火炉とが水平方向に隣接して設けられ、
ボイラ火炉の天井部に設けられたバーナからボイラ火炉の下方に向けて燃料を噴射して火炎を形成して燃焼し、
燃焼ガスの流れを下向きから水平方向に転換させ、
該火炎からの輻射熱及び前記燃焼で発生した燃焼ガスとの対流伝熱により前記ボイラ火炉に隣接する伝熱管群内の蒸気との間で熱交換を行うボイラ装置において、
前記火炎及び水平方向に転換される前記燃焼ガス流を前記伝熱管群の下方に導く案内手段を設けてなり、
前記案内手段は、
前記伝熱管と熱交換を行った後に排出される燃焼ガスの一部を分岐し、前記ボイラ火炉の天井部に設けられた噴射ノズルから下方に噴射された再循環ガスである
ことを特徴とするボイラ装置。 - 請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、
前記噴射ノズルから下方に向けて噴射された遮断空気あるいは再循環ガスの噴射量を調整する噴射量調整手段を設けた
ことを特徴とするボイラ装置。 - 請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、
前記バーナは、前記ボイラ火炉の天井部に水平移動自在に設けられた
ことを特徴とするボイラ装置。 - 請求項１もしくは請求項２に記載のボイラ装置において、
前記案内手段は、前記ボイラ火炉の天井部から垂設された複数の噴射管であって、該複数の噴射管は上下移動可能であると共に、先端部から空気を噴射可能である
ことを特徴とするボイラ装置。 - 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のボイラ装置を、船舶搭載用として適用することを特徴とするボイラ装置。
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