JP3946647B2 - Hot air generator - Google Patents
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Description
【0001】
【技術分野】
本発明は,ガスタービンの排気ガスが流れる排気ダクト内に配設し,燃料と排気ガスの一部とを燃焼させて熱風を発生させるよう構成してなるエアヒートバーナを有する熱風発生装置に関する。
【0002】
【従来技術】
図8,図9に示すごとく,ガスタービン96等の排気ガス901が流れる排気ダクト95内に配設し,排気ガス901を燃焼用空気として用いて燃焼を行い,熱風を発生させるエアヒートバーナ9がある。そして,上記排気ダクト95は,ボイラ97等に接続しておき,上記熱風によりこのボイラ97等の加熱を行っている。これによれば,上記排気ガス901の熱量を利用して,効率的にボイラ97等の加熱を行うことができる。このようなエアヒートバーナ9としては,例えば,特許文献1に示すものがある。
【0003】
そして,上記エアヒートバーナ9においては,上記ガスタービン96等の停止時にも,燃焼が行えるよう上記排気ダクト95には,送風機94により常温空気902を供給するための空気ダクト941を合流させている。また,上記排気ガス901を用いた燃焼と,上記常温空気902を用いた燃焼とが行えるようにするために,エアヒートバーナ9と上記排気ダクト95との間の間隙952には,可動式の開閉板93を配設している。
【0004】
そして,図8に示すごとく,ガスタービン96等の運転時には,上記開閉板93を操作して上記間隙952を開け,この間隙952より排気ガス901の一部をバイパスさせると共に排気ガス901の残りをエアヒートバーナ9に供給して燃焼を行っている。また,図9に示すごとく,ガスタービン96等の停止時には,上記開閉板93を操作して上記間隙952を閉じ,上記常温空気902のほとんどをエアヒートバーナ9に供給して燃焼を行っている。
【0005】
【特許文献1】
特許第2967314号公報
【0006】
【解決しようとする課題】
しかしながら,上記排気ダクト95を流れる排気ガス901の流量は,上記ガスタービン96等の運転の状態によって変動する。そのため,ガスタービン96の運転時において,エアヒートバーナ9に供給する排気ガス901の流量は,排気ダクト95内を流れる排気ガス901の流量の変動に応じて変動してしまう。
そのため,上記従来のエアヒートバーナ9によっては,タービン96等の運転状態の変動により燃焼が不安定になるおそれがある。
【0007】
本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので,排気ダクト内を流れる排気ガスの流量の変動に拘わらず,安定して効率よく熱風を発生させることができる熱風発生装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題の解決手段】
本発明は,ガスタービンの排気ガスが流れる排気ダクト内に配設し,燃料と上記排気ガスの一部とを燃焼させて,該燃焼により生じた燃焼ガスを上記排気ガスと混合して熱風を発生させるよう構成してなるエアヒートバーナを有する熱風発生装置において,
上記エアヒートバーナは,上記燃料を上記排気ダクト内に噴出させる燃料噴出ヘッダーと,上記排気ガスを上記排気ダクト内に噴出させる空気噴出筒とを有しており,該空気噴出筒は,上記燃料噴出ヘッダーを外側から囲っており,
かつ,上記空気噴出筒には,該空気噴出筒に上記排気ガスを供給する流量調節ファンを接続してなり,また,該流量調節ファンの吸込口は,上記エアヒートバーナが配設された位置よりも上流側の上記排気ダクト内に開口させてあり,
上記空気噴出筒と上記排気ダクトとの間には,上記流量調節ファンに吸い込まれる排気ガスの一部以外の排気ガスの残りを上記空気噴出筒の下流側に通過させるためのバイパス通路が形成されており,
上記流量調節ファンにより,上記排気ダクト内を流れる排気ガスの一部を吸い込むと共に,所望流量の排気ガスを流量調節空気として上記空気噴出筒に供給し,該空気噴出筒から噴出させた上記流量調節空気と上記燃料噴出ヘッダーから噴出させた上記燃料とを燃焼させて生じた燃焼ガスを,上記バイパス通路を下流側に向かって流れる排気ガスの残りと混合させて,上記排気ダクト内に熱風を発生させるよう構成してあり,
上記エアヒートバーナ及び上記流量調節ファンは,上記排気ダクトの一部を構成する取付部材に配設してあり,該取付部材は,上記エアヒートバーナを上記排気ダクトに設けたバーナ配設穴を介して該排気ダクト内に挿入する状態で,該排気ダクトに対して着脱可能であることを特徴とする熱風発生装置にある(請求項1)。
【0009】
本発明の熱風発生装置は,上記流量調節ファンにより,上記排気ダクト内を流れる排気ガスの流量に変動が生じても,この排気ガスの一部を,所望の流量で安定してエアヒートバーナに供給できるようにしたものである。
すなわち,上記排気ダクトを流れる排気ガスの一部は,上記排気ダクトにおいてエアヒートバーナの配設位置よりも上流側に開口する上記吸込口から,上記流量調節ファンに吸い込まれる。また,一方で,上記排気ダクトを流れる排気ガスの残りは,エアヒートバーナと排気ダクトとの間の間隙を通過して,排気ダクトの下流側に向かって流れる。
【0010】
そして,上記流量調節ファンに吸い込まれた排気ガスは,この流量調節ファンによって流量を調節することができ,流量の調節を行った状態で上記空気噴出筒に供給することができる。そのため,上記排気ダクトを流れる排気ガスの流量に変動があった場合でも,上記空気噴出筒へは,上記流量の調節が行われた所望流量の排気ガスを供給することができる。
【0011】
そのため,エアヒートバーナにおいては,上記所望の流量の排気ガスと上記燃料とを燃焼させることができ,上記排気ダクト内における排気ガスの流量の変動に拘わらず,安定して燃焼を行うことができる。
また,上記エアヒートバーナにおいては,上記排気ガスにおける残存酸素及び熱エネルギーを利用して燃焼を行うことができる。そのため,上記熱風発生装置の熱利用効率を向上させることができる。
【0012】
そして,上記エアヒートバーナによる燃焼の後には,この燃焼により生じた燃焼ガスと,上記間隙を下流側に向かって流れる排気ガスとが混合されて,上記排気ダクト内に熱風を発生させることができる。
それ故,本発明の熱風発生装置によれば,排気ダクトを流れる排気ガスの流量の変動に拘わらず,安定して効率よく熱風を発生させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において,上記燃料には,都市ガス,LPGの他,各種の気体燃料を用いることができる。また,本発明において,上記上流側とは,上記排気ダクト内における排気ガスの流れの上流側をいう。
【0014】
また,上記ガスタービンは,マイクロガスタービンとすることができ,上記排気ダクトは,マイクロガスタービンの排気ダクトとすることができる。そして,上記排気ガスは,酸素濃度が16〜19%であると共に温度が250〜300℃である上記マイクロガスタービンの排気ガスとすることができる。この場合には,上記マイクロガスタービンの排気ガスの残存酸素及び熱エネルギーを効果的に活用することができる。
【0015】
本発明においては,上記流量調節ファンは,上記吸込口から上記排気ガスの一部を吸い込むと共にフレッシュエアーを吸い込むよう構成してあることが好ましい(請求項2)。
この場合には,上記排気ガス中における酸素濃度が低くて燃焼に適さないときでも,この排気ガスと上記フレッシュエアーとを混合することができる。そして,上記フレッシュエアーの混合により,上記エアヒートバーナにおける燃焼に用いる排気ガスの酸素濃度を調整して高くすることができる。そのため,排気ガス中の酸素濃度が低いときでも,エアヒートバーナにおいて安定して燃焼を行うことができる。
なお,上記フレッシュエアーとは,酸素濃度が約21%の常温空気のことをいう。
【0016】
また,上記排気ダクトは,上記熱風を送り込む熱風循環炉に接続されており,また,該熱風循環炉から上記排気ダクトへは,上記熱風循環炉内の雰囲気ガスを上記排気ダクト内に還流させるための還流ダクトが接続されており,かつ該還流ダクトには,上記雰囲気ガスを上記排気ダクト内に送風するための還流送風機が配設されていることが好ましい(請求項3)。
【0017】
この場合には,上記熱風発生装置によって発生させた熱風を,上記排気ダクトから上記熱風循環炉に供給することができる。また,上記還流送風機による上記還流ダクトへの雰囲気ガスの送風により,雰囲気ガスと熱風とを効果的に混合して,上記熱風循環炉内に対流させることができる。そのため,安定して効率よく熱風循環炉内の加熱を行うことができる。
また,上記熱風循環炉としては,乾燥炉,焼戻し加熱炉,ベーキング炉等の種々のものがある。
【0018】
また,上記還流ダクトは,上記エアヒートバーナが配設された位置よりも下流側の上記排気ダクト内に開口させることができる(請求項4)。
この場合には,上記熱風発生装置によって発生させた熱風を,上記還流ダクトから上記排気ダクトに送風した上記雰囲気ガスと混合し,この混合気を上記熱風循環炉内に供給することができる。
【0019】
また,上記還流ダクトは,上記エアヒートバーナが配設された位置よりも上流側の上記排気ダクト内に開口させることもできる(請求項5)。
この場合には,上記熱風発生装置は,上記排気ダクト内を流れる排気ガスと,上記還流ダクトから上記排気ダクトに送風した上記雰囲気ガスとを混合した混合気を用いて上記熱風を発生させ,この熱風を上記熱風循環炉内に供給することができる。
【0020】
【実施例】
以下に,図面を用いて本発明の熱風発生装置にかかる実施例につき説明する。
(実施例1)
本例の熱風発生装置1は,図1に示すごとく,マイクロガスタービン6の排気ガス103が流れる排気ダクト5内に配設し,燃料101と上記排気ガス103の一部とを燃焼させて,この燃焼により生じた燃焼ガス104を上記排気ガス103と混合して熱風105を発生させるエアヒートバーナ10を有している。このエアヒートバーナ10は,上記燃料101を上記排気ダクト5内に噴出させる燃料噴出ヘッダー2と,この燃料噴出ヘッダー2の周辺に配設した空気噴出筒3とを有している。
【0021】
上記空気噴出筒3には,この空気噴出筒3に上記排気ガス103を供給するための流量調節ファン4が接続されている。また,この流量調節ファン4の吸込口401は,上記エアヒートバーナ10が配設された位置よりも上流側の上記排気ダクト5内に開口している。
そして,上記熱風循環装置1は,上記流量調節ファン4により,上記排気ダクト5内を流れる排気ガス103の一部を吸い込むと共に,所望流量の排気ガス103を流量調節空気102として上記空気噴出筒3に供給するよう構成されている。
【0022】
以下に,これを詳説する。
本例においては,図1に示すごとく,上記排気ダクト5は,マイクロガスタービン6の排気ダクト5であり,上記排気ガス103は,酸素濃度が16〜19%であると共に温度が250〜300℃である上記マイクロガスタービン6の排気ガス103である。
そして,上記排気ダクト5は,熱風乾燥炉71に接続されており,上記エアヒートバーナ10は,上記熱風105を上記熱風乾燥炉71に供給するよう構成されている。また,上記熱風乾燥炉71は,この炉内温度を80〜300℃に保持し,炉内に配置した対象物の乾燥を行うものである。
また,上記熱風乾燥炉71には,この熱風乾燥炉71内の雰囲気ガス107の一部を排気するための排気口711が設けてある。
【0023】
また,図1,図2に示すごとく,上記エアヒートバーナ10における燃料噴出ヘッダー2は,上記排気ダクト5の下流側に向けて燃料噴出部21を有しており,この燃料噴出部21には上記燃料101を噴出させるための複数の燃料噴出孔211が設けてある。また,本例の燃料101は燃料ガスとしての都市ガスであり,上記燃料噴出ヘッダー2には,上記燃料101を供給するための燃料供給管22が接続されている。
なお,上記上流側とは,上記排気ダクト5内における排気ガス103の流れの上流側をいい,上記下流側とは,排気ダクト5内における排気ガス103の流れの下流側のことをいう。
【0024】
また,図2に示すごとく,上記空気噴出筒3は,上記燃料噴出ヘッダー2における燃料噴出部21の下流側に配設した空気噴出部31と,この空気噴出部31及び燃料噴出ヘッダー2を外側から囲うよう配設した空気供給筒32とを有している。
上記空気噴出部31は,上記燃料噴出部21の両側において,排気ダクト5の下流側に向けて拡大傾斜して形成した一対の空気噴出プレートにより形成されている。この空気噴出部31には,これに供給された上記流量調節空気102を噴出させるための複数の空気噴出孔311が設けてある。
また,上記流量調節ファン4の吐出口402は,上記空気噴出筒3における空気供給筒32に接続されている。
【0025】
また,図1に示すごとく,上記エアヒートバーナ10と上記排気ダクト5との間には,上記流量調節ファン4に吸い込まれる排気ガス103の一部以外の排気ガス103の残りをエアヒートバーナ10の下流側に通過させるためのバイパス通路51が形成されている。
また,上記流量調節ファン4の吐出口402と,上記空気噴出筒3とは吐出配管42により接続されている。
【0026】
また,上記流量調節ファン4は,排気モータ43によってファン(図示略)を回転させて,吸込口401から吸い込んだ排気ガス103を,吐出口402から所望の流量で上記流量調節空気102として吐き出すものである。本例の流量調節ファン4の吐出流量は,略一定流量としている。そして,上記エアヒートバーナ10においては,略一定流量の流量調節空気102と上記燃料101とにより燃焼を行う。
【0027】
また,図1に示すごとく,本例においては,上記吐出配管42には,上記流量調節ファン4の吐出口402から吐き出された流量調節空気102の流量を絞るための流量調節弁44(バタフライバルブ)が設けてある。そして,この流量調節弁44を絞ることによって,上記流量調節空気102の流量をさらに調節することができる。
なお,上記流量調節空気102の流量の調節は,上記排気モータ43の回転数を制御することによっても行うことができる。
【0028】
また,上記流量調節空気102の流量の調節においては,以下のようなフィードバック制御を行うことができる。
すなわち,例えば,図3に示すごとく,上記吐出配管42に,この吐出配管42内の流量を測定するための流量計45を設け,この流量計45による流量値に基づいて上記流量調節弁44又は上記排気モータ43を操作することにより,上記流量調節空気102の流量をフィードバック制御することができる。
また,例えば,図4に示すごとく,上記熱風発生装置1に,上記空気噴出筒3内又は上記吐出配管42内と上記排気ダクト5内との差圧を測定する差圧計46を設け,この差圧計46による差圧に基づいて上記流量調節弁44又は上記排気モータ43を操作することにより,上記流量調節空気102の流量をフィードバック制御することもできる。
【0029】
また,図1に示すごとく,上記エアヒートバーナ10及び上記流量調節ファン4を有する熱風発生装置1は,上記排気ダクト5内にこれを配設するための取付部材50に配設されている。そして,上記排気ダクト5に設けたバーナ配設穴52にエアヒートバーナ10を挿入するようにして,上記排気ダクト5に上記取付部材50を取り付けることにより,熱風発生装置1を排気ダクト5に配設することができる。そして,熱風発生装置1のメンテナンスや取替えが必要なときには,上記取付部材50を上記排気ダクト5との間で着脱することにより,容易にこれに対応することができる。
【0030】
本例の熱風発生装置1は,上記流量調節ファン4により,上記排気ダクト5内を流れる排気ガス103の流量に変動が生じても,この排気ガス103の一部を,所望の流量で安定してエアヒートバーナ10に供給できるようにしたものである。
すなわち,上記マイクロガスタービン6から排気された排気ガス103は,上記エアヒートバーナ10に向かって上記排気ダクト5内を流れる。そして,上記排気ダクト5内を流れる排気ガス103の一部は,上記流量調節ファン4の回転により上記吸込口401からこの流量調節ファン4に吸い込まれる。また,一方で,上記排気ダクト5内を流れる排気ガス103の残りは,エアヒートバーナ10と排気ダクト5との間のバイパス通路51を通過して,排気ダクト5の下流側に向かって流れる。
【0031】
そして,上記流量調節ファン4に吸い込まれた排気ガス103は,この流量調節ファン4によってその流量が調節され,流量調節空気102として上記吐出配管42を通過して上記空気噴出筒3に供給される。そのため,上記マイクロガスタービン6の運転状態に変動が生じ,上記排気ダクト5内を流れる排気ガス103の流量に変動が生じた場合でも,上記空気噴出筒3へは上記排気ガス103の流量の調節を行った流量調節空気102を供給することができる。
【0032】
そのため,エアヒートバーナ10においては,上記空気噴出筒3から噴出される所望流量の排気ガス103である流量調節空気102と,上記燃料噴出ヘッダー2から噴出される燃料101とを燃焼させることができる。そのため,上記エアヒートバーナ10においては,上記排気ダクト5内を流れる排気ガス103の流量の変動に拘わらず,安定して燃焼を行うことができる。
また,上記エアヒートバーナ10においては,上記排気ガス103における残存酸素及び熱エネルギーを利用して燃焼を行うことができる。そのため,熱風発生装置1の熱利用効率を向上させることができる。
【0033】
そして,上記エアヒートバーナ10による燃焼の後には,この燃焼により生じた燃焼ガス104と,上記バイパス通路51を下流側に向かって流れる排気ガス103の残りとが混合されて,上記排気ダクト5内に熱風105を発生させることができる。そして,この熱風105を上記熱風乾燥炉71内に供給して,この熱風乾燥炉71内の乾燥を行うことができる。
それ故,本例の熱風発生装置1によれば,排気ダクト5内を流れる排気ガス103の流量の変動に拘わらず,安定して効率よく熱風105を発生させて熱風乾燥炉71内の乾燥を行うことができる。
【0034】
(実施例2)
本例は,図5に示すごとく,上記流量調節ファン4を,上記吸込口401から上記排気ガス103の一部を吸い込むと共に,酸素濃度が約21%の常温空気であるフレッシュエアー106を吸い込むよう構成した例である。
すなわち,本例の吸込口401は,上記排気ダクト5に開口しており,この吸込口401には,上記流量調節ファン4に上記フレッシュエアー106を供給するためのエアー配管411が開口している。そして,流量調節ファン4は,排気ガス103とフレッシュエアー106とを混合した混合気を,上記流量調節空気102として所望の流量で上記空気噴出筒3に供給することができる。
【0035】
本例においては,上記排気ガス103中における酸素濃度が低くて燃焼に適さないときでも,この排気ガス103と上記フレッシュエアー106とを混合することができる。そして,上記フレッシュエアー106の混合により,上記燃焼に用いる流量調節空気102の酸素濃度を調整することができる。そのため,排気ガス103中の酸素濃度が低いときでも,エアヒートバーナ10において安定して燃焼を行うことができる。
本例においても,その他は上記実施例1と同様であり,上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
【0036】
(実施例3)
本例は,図6に示すごとく,上記排気ダクト5を,上記熱風105を送り込むための熱風循環炉72に接続し,この熱風循環炉72から上記排気ダクト5へは,熱風循環炉72内の雰囲気ガス107を上記排気ダクト5内に還流させるための還流ダクト73を接続した例である。
また,この還流ダクト73には,上記雰囲気ガス107を上記排気ダクト5内に送風するための還流送風機731が配設されている。また,本例の還流ダクト73は,上記エアヒートバーナ10が配設された位置よりも排気ガス103の流れの下流側の上記排気ダクト5内に開口している。
また,本例の熱風循環路炉72は,その炉内に配置した対象物の乾燥を行う熱風循環乾燥炉である。また,熱風循環炉72には,この熱風循環炉72内の雰囲気ガス107の一部を排気するための排気口721が設けてある。
【0037】
本例においては,上記熱風発生装置1によって発生させた熱風105を,上記還流ダクト73から上記排気ダクト5に送風した上記雰囲気ガス107と混合し,この混合気108を上記熱風循環炉72に供給することができる。また,上記還流送風機731による還流ダクト73から排気ダクト5への雰囲気ガス107の送風により,上記混合気108を熱風循環炉72内に強制的に対流させることができる。そのため,安定して効率よく熱風循環炉72内における乾燥を行うことができる。
本例においても,その他は上記実施例1と同様であり,上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
【0038】
また,図7に示すごとく,上記還流ダクト73は,上記エアヒートバーナ10が配設された位置よりも排気ガス103の流れの上流側の上記排気ダクト5内に開口させておくこともできる。この場合には,上記熱風発生装置1は,上記排気ダクト5内を流れる排気ガス103と,上記還流ダクト73から上記排気ダクト5に送風した上記雰囲気ガス107とが混合された混合気109を用いて上記熱風105を発生させ,この熱風105を上記熱風循環炉72に供給することができる。この場合にも,上記と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における,熱風発生装置を示す説明図。
【図2】実施例1における,エアヒートバーナを示す斜視説明図。
【図3】実施例1における,流量計を用いて排気ファンの吐出流量のフィードバック制御を行う場合の熱風発生装置を示す説明図。
【図4】実施例1における,差圧計を用いて排気ファンの吐出流量のフィードバック制御を行う場合の熱風発生装置を示す説明図。
【図5】実施例2における,フレッシュエアーを利用した熱風発生装置を示す説明図。
【図6】実施例3における,熱風発生装置を熱風循環炉に用い,還流ダクトをエアヒートバーナが配設された位置よりも下流側の排気ダクト内に開口させた場合の熱風発生装置を示す説明図。
【図7】実施例3における,熱風発生装置を熱風循環炉に用い,還流ダクトをエアヒートバーナが配設された位置よりも上流側の排気ダクト内に開口させた場合の熱風発生装置を示す説明図。
【図8】従来例における,開閉板を開けた状態のエアヒートバーナを示す説明図。
【図9】従来例における,開閉板を閉じた状態のエアヒートバーナを示す説明図。
【符号の説明】
1...熱風発生装置,
101...燃料,
102...流量調節空気,
103...排気ガス,
104...燃焼ガス,
105...熱風,
106...フレッシュエアー,
107...雰囲気ガス,
10...エアヒートバーナ,
2...燃料噴出ヘッダー,
3...空気噴出筒,
4...流量調節ファン,
401...吸込口,
402...吐出口,
411...エアー配管,
5...排気ダクト,
6...マイクロガスタービン,
71...熱風乾燥炉,
72...熱風循環炉,
73...還流ダクト,
731...還流送風機,[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a hot air generator having an air heat burner that is disposed in an exhaust duct through which exhaust gas of a gas turbine flows and is configured to generate hot air by burning fuel and a part of the exhaust gas.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIGS. 8 and 9, an
[0003]
In the
[0004]
As shown in FIG. 8, when the
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2967314 [0006]
[Problems to be solved]
However, the flow rate of the
Therefore, depending on the conventional
[0007]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and provides a hot air generator capable of generating hot air stably and efficiently regardless of fluctuations in the flow rate of exhaust gas flowing in the exhaust duct. It is what.
[0008]
[Means for solving problems]
The present invention is arranged in an exhaust duct through which an exhaust gas of a gas turbine flows, burns fuel and a part of the exhaust gas, mixes the combustion gas generated by the combustion with the exhaust gas, and generates hot air. In a hot air generator having an air heat burner configured to generate,
The air heat burner, a fuel injection header for ejecting the fuel into the exhaust duct, and the exhaust gas and an air ejection tube for jetting into the exhaust duct, the air ejection tube, the fuel Encloses the spout header from the outside,
The air jet cylinder is connected to a flow rate adjusting fan for supplying the exhaust gas to the air jet cylinder, and a suction port of the flow rate adjusting fan is located at a position where the air heat burner is disposed. Is opened in the exhaust duct on the upstream side,
A bypass passage is formed between the air ejection cylinder and the exhaust duct for allowing the remainder of the exhaust gas other than a part of the exhaust gas sucked into the flow rate adjusting fan to pass downstream of the air ejection cylinder. And
By the flow rate adjusting fan sucks a portion of the exhaust gas flowing in the exhaust duct, and supplied to the air ejection pipe of the exhaust gas of a desired flow rate as a flow rate adjusting air, the flow rate regulation jetted from the air jetting tube Combustion gas generated by burning air and the fuel ejected from the fuel ejection header is mixed with the remainder of the exhaust gas flowing downstream in the bypass passage to generate hot air in the exhaust duct. cause as configured Thea is,
The air heat burner and the flow rate adjusting fan are disposed on a mounting member constituting a part of the exhaust duct, and the mounting member has a burner mounting hole in which the air heat burner is provided in the exhaust duct. The hot air generator is detachable from the exhaust duct while being inserted into the exhaust duct .
[0009]
In the hot air generator of the present invention, even if the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust duct varies due to the flow rate adjusting fan, a part of the exhaust gas is stably transferred to the air heat burner at a desired flow rate. It can be supplied.
That is, a part of the exhaust gas flowing through the exhaust duct is sucked into the flow rate adjusting fan from the suction port that opens upstream from the position where the air heat burner is disposed in the exhaust duct. On the other hand, the remainder of the exhaust gas flowing through the exhaust duct flows through the gap between the air heat burner and the exhaust duct and flows toward the downstream side of the exhaust duct.
[0010]
The exhaust gas sucked into the flow rate adjusting fan can be adjusted in flow rate by the flow rate adjusting fan, and can be supplied to the air ejection cylinder in a state where the flow rate is adjusted. Therefore, even when the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust duct varies, the exhaust gas having a desired flow rate with the flow rate adjusted can be supplied to the air ejection cylinder.
[0011]
Therefore, in the air heat burner, the exhaust gas having the desired flow rate and the fuel can be combusted, and the combustion can be stably performed regardless of fluctuations in the exhaust gas flow rate in the exhaust duct. .
In the air heat burner, combustion can be performed using residual oxygen and thermal energy in the exhaust gas. Therefore, the heat utilization efficiency of the hot air generator can be improved.
[0012]
After combustion by the air heat burner, the combustion gas generated by the combustion and the exhaust gas flowing toward the downstream side through the gap can be mixed to generate hot air in the exhaust duct. .
Therefore, according to the hot air generator of the present invention, hot air can be generated stably and efficiently regardless of fluctuations in the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust duct.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of the present invention described above will be described.
In the present invention, various gaseous fuels can be used as the fuel in addition to city gas and LPG. In the present invention, the upstream side means the upstream side of the flow of exhaust gas in the exhaust duct.
[0014]
The gas turbine may be a micro gas turbine, and the exhaust duct may be an exhaust duct of a micro gas turbine. And the said exhaust gas can be made into the exhaust gas of the said micro gas turbine whose oxygen concentration is 16 to 19% and temperature is 250 to 300 degreeC. In this case, residual oxygen and thermal energy of the exhaust gas of the micro gas turbine can be effectively utilized.
[0015]
In the present invention, it is preferable that the flow rate adjusting fan is configured to suck in a part of the exhaust gas and suck in fresh air from the suction port.
In this case, even when the oxygen concentration in the exhaust gas is low and not suitable for combustion, the exhaust gas and the fresh air can be mixed. By mixing the fresh air, the oxygen concentration of the exhaust gas used for combustion in the air heat burner can be adjusted and increased. Therefore, even when the oxygen concentration in the exhaust gas is low, the air heat burner can stably perform combustion.
Note that the fresh air refers to room temperature air having an oxygen concentration of about 21%.
[0016]
The exhaust duct is connected to a hot air circulating furnace for sending the hot air, and the atmosphere gas in the hot air circulating furnace is recirculated from the hot air circulating furnace to the exhaust duct into the exhaust duct. It is preferable that a recirculation blower for blowing the atmosphere gas into the exhaust duct is disposed in the recirculation duct.
[0017]
In this case, the hot air generated by the hot air generator can be supplied from the exhaust duct to the hot air circulation furnace. Further, the atmospheric gas and hot air can be effectively mixed and blown into the hot air circulating furnace by blowing the atmospheric gas to the reflux duct by the reflux fan. Therefore, it is possible to stably and efficiently heat the hot air circulating furnace.
As the hot air circulating furnace, there are various types such as a drying furnace, a tempering heating furnace, and a baking furnace.
[0018]
The reflux duct can be opened in the exhaust duct on the downstream side of the position where the air heat burner is disposed.
In this case, the hot air generated by the hot air generator can be mixed with the atmospheric gas blown from the reflux duct to the exhaust duct, and the mixed gas can be supplied into the hot air circulation furnace.
[0019]
Further, the reflux duct can be opened in the exhaust duct upstream from the position where the air heat burner is disposed.
In this case, the hot air generator generates the hot air using an air-fuel mixture obtained by mixing the exhaust gas flowing in the exhaust duct and the atmospheric gas blown from the reflux duct to the exhaust duct. Hot air can be supplied into the hot air circulating furnace.
[0020]
【Example】
Embodiments of the hot air generator of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Example 1
As shown in FIG. 1, the
[0021]
A flow
The hot
[0022]
This is described in detail below.
In this example, as shown in FIG. 1, the
The
The hot
[0023]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The upstream side means the upstream side of the flow of the
[0024]
As shown in FIG. 2, the
The
The
[0025]
Further, as shown in FIG. 1, between the
The
[0026]
The flow
[0027]
As shown in FIG. 1, in this example, a flow rate adjusting valve 44 (butterfly valve) for reducing the flow rate of the flow
The flow rate of the flow
[0028]
Further, in the adjustment of the flow rate of the flow
That is, for example, as shown in FIG. 3, the
For example, as shown in FIG. 4, the
[0029]
Further, as shown in FIG. 1, the
[0030]
The
That is, the
[0031]
The flow rate of the
[0032]
Therefore, in the
In the
[0033]
After the combustion by the
Therefore, according to the
[0034]
(Example 2)
In this example, as shown in FIG. 5, the flow
That is, the
[0035]
In this example, even when the oxygen concentration in the
Also in this example, the other parts are the same as those in the first embodiment, and the same effects as those in the first embodiment can be obtained.
[0036]
(Example 3)
In this example, as shown in FIG. 6, the
The
Moreover, the hot-air
[0037]
In this example, the
Also in this example, the other parts are the same as those in the first embodiment, and the same effects as those in the first embodiment can be obtained.
[0038]
Further, as shown in FIG. 7, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a hot air generator in
FIG. 2 is a perspective explanatory view showing an air heat burner according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a hot air generator when feedback control of the discharge flow rate of the exhaust fan is performed using a flow meter in the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory view showing a hot air generator when feedback control of the discharge flow rate of the exhaust fan is performed using a differential pressure gauge in the first embodiment.
5 is an explanatory view showing a hot air generator using fresh air in
FIG. 6 shows the hot air generator when the hot air generator in Example 3 is used in a hot air circulation furnace and the reflux duct is opened in the exhaust duct downstream of the position where the air heat burner is installed. Illustration.
7 shows a hot air generator when a hot air generator is used in a hot air circulating furnace in Example 3 and a reflux duct is opened in an exhaust duct upstream of a position where an air heat burner is disposed. FIG. Illustration.
FIG. 8 is an explanatory view showing an air heat burner in a state where an opening / closing plate is opened in a conventional example.
FIG. 9 is an explanatory view showing an air heat burner in a state in which an opening / closing plate is closed in a conventional example.
[Explanation of symbols]
1. . . Hot air generator,
101. . . fuel,
102. . . Flow control air,
103. . . Exhaust gas,
104. . . Combustion gas,
105. . . Hot air,
106. . . Fresh air,
107. . . Atmospheric gas,
10. . . Air heat burner,
2. . . Fuel jet header,
3. . . Air jet cylinder,
4). . . Flow control fan,
401. . . Inlet,
402. . . Discharge port,
411. . . Air piping,
5). . . Exhaust duct,
6). . . Micro gas turbine,
71. . . Hot air drying furnace,
72. . . Hot air circulation furnace,
73. . . Reflux duct,
731. . . Reflux fan,
Claims (7)
上記エアヒートバーナは,上記燃料を上記排気ダクト内に噴出させる燃料噴出ヘッダーと,上記排気ガスを上記排気ダクト内に噴出させる空気噴出筒とを有しており,該空気噴出筒は,上記燃料噴出ヘッダーを外側から囲っており,
かつ,上記空気噴出筒には,該空気噴出筒に上記排気ガスを供給する流量調節ファンを接続してなり,また,該流量調節ファンの吸込口は,上記エアヒートバーナが配設された位置よりも上流側の上記排気ダクト内に開口させてあり,
上記空気噴出筒と上記排気ダクトとの間には,上記流量調節ファンに吸い込まれる排気ガスの一部以外の排気ガスの残りを上記空気噴出筒の下流側に通過させるためのバイパス通路が形成されており,
上記流量調節ファンにより,上記排気ダクト内を流れる排気ガスの一部を吸い込むと共に,所望流量の排気ガスを流量調節空気として上記空気噴出筒に供給し,該空気噴出筒から噴出させた上記流量調節空気と上記燃料噴出ヘッダーから噴出させた上記燃料とを燃焼させて生じた燃焼ガスを,上記バイパス通路を下流側に向かって流れる排気ガスの残りと混合させて,上記排気ダクト内に熱風を発生させるよう構成してあり,
上記エアヒートバーナ及び上記流量調節ファンは,上記排気ダクトの一部を構成する取付部材に配設してあり,該取付部材は,上記エアヒートバーナを上記排気ダクトに設けたバーナ配設穴を介して該排気ダクト内に挿入する状態で,該排気ダクトに対して着脱可能であることを特徴とする熱風発生装置。Arranged in an exhaust duct through which exhaust gas of a gas turbine flows, combusts fuel and a part of the exhaust gas, and mixes the combustion gas generated by the combustion with the exhaust gas to generate hot air In a hot air generator having an air heat burner,
The air heat burner, a fuel injection header for ejecting the fuel into the exhaust duct, and the exhaust gas and an air ejection tube for jetting into the exhaust duct, the air ejection tube, the fuel Encloses the spout header from the outside,
The air jet cylinder is connected to a flow rate adjusting fan for supplying the exhaust gas to the air jet cylinder, and a suction port of the flow rate adjusting fan is located at a position where the air heat burner is disposed. Is opened in the exhaust duct on the upstream side,
A bypass passage is formed between the air ejection cylinder and the exhaust duct for allowing the remainder of the exhaust gas other than a part of the exhaust gas sucked into the flow rate adjusting fan to pass downstream of the air ejection cylinder. And
By the flow rate adjusting fan sucks a portion of the exhaust gas flowing in the exhaust duct, and supplied to the air ejection pipe of the exhaust gas of a desired flow rate as a flow rate adjusting air, the flow rate regulation jetted from the air jetting tube Combustion gas generated by burning air and the fuel ejected from the fuel ejection header is mixed with the remainder of the exhaust gas flowing downstream in the bypass passage to generate hot air in the exhaust duct. cause as configured Thea is,
The air heat burner and the flow rate adjusting fan are disposed on a mounting member constituting a part of the exhaust duct, and the mounting member has a burner mounting hole in which the air heat burner is provided in the exhaust duct. The hot air generator is detachable from the exhaust duct while being inserted into the exhaust duct .
該流量計による流量値に基づいて上記流量調節弁又は上記流量調節ファンを操作することにより,上記流量調節空気の流量が所望流量になるようフィードバック制御するよう構成してあることを特徴とする熱風発生装置。 The hot air is configured to perform feedback control so that the flow rate of the flow rate adjustment air becomes a desired flow rate by operating the flow rate adjustment valve or the flow rate adjustment fan based on a flow rate value by the flow meter. Generator.
該差圧計による差圧に基づいて上記流量調節弁又は上記流量調節ファンを操作することにより,上記流量調節空気の流量が所望流量になるようフィードバック制御するよう構成 The feedback control is performed so that the flow rate of the flow rate adjustment air becomes a desired flow rate by operating the flow rate adjustment valve or the flow rate adjustment fan based on the differential pressure by the differential pressure gauge. してあることを特徴とする熱風発生装置。A hot air generator characterized by that.
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