JP4260619B2 - 瞬間蒸気製造装置 - Google Patents
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Description
その中で従来から比較的容易に得られるエネルギー源となっている蒸気は、大容量のエネルギー源にはなりにくいが、それなりに工場における蒸気機関・蒸気タービンなどの蒸気原動機や往復機械の駆動用の動力源から加熱用等の分野において利用されている。
このようなボイラーを用いるには当然スケールの生成が重要な問題となりその除去に当っては、ボイラーに供給する水に含まれる不純物を水処理装置で除去しているがそれでも不十分なため薬品による水質調節処理などの水質管理を行なっている。
又、加熱用に使用するバーナの火力をより強くすることが望まれ色々なものが開発されてより質のよい蒸気(高温蒸気)を製造するようになって来ている。
筒形の周壁胴と下部に設けたダクト接続孔に後方に向けて送風ダクトを接続した後方側壁板と中央部にガス放出口を穿設し、該ガス放出口に連通し前方に突き出すガス放出筒を接続した前方側壁板とよりなる外側燃焼筒体と、
周壁に複数のガス噴出孔が穿設され、下側周壁の前部に燃焼用給気孔が、後部に点火用給気孔が各々穿設され、前方開口側は中心にガス吐出口を設けた蓋板により被蓋され、後端縁が前記外側燃焼筒体の後方側壁板の内壁面の中間上部に密着接合される前記外側燃焼筒体の周壁胴より小径の筒状の周壁胴からなる内側燃焼筒体と、
前端が前記燃焼用給気孔を介して前記内側燃焼筒体に連通し、後端が前記送風ダクト内に臨む前記送風ダクトより小径の給気管と、
上端が前記点火用給気孔を介して前記内側燃焼筒体に連通し、下端が前記給気管内に臨む前記給気管より小径の補助給気管と、
前記内側燃焼筒体内に連通する燃料供給管と点火装置と、を備え、
前記内側燃焼筒体は前記蓋板と前記外側燃焼筒体の前方側壁板間が適間隔を隔てる状態で前記外側燃焼筒体に内設され、また前記送風ダクトには空気圧と給気量を調節可能な加圧空気供給装置が連結され、前記燃料供給管には燃料の供給量の調整可能な燃料供給装置が連結され、さらに前記点火装置には供給圧と供給量の調整可能な点火燃料用ポンプが連結されてなる逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと、
該逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーに連設される蒸気発生装置と、からなり、 前記蒸気発生装置は、上板と下板で上下を蓋した蒸気発生筒の側板外周下部に挿入口が設けられる接続筒が突設され、前記側板外周上部に接続筒と軸線が平行に排出筒が突設され、適宜位置の1箇所又は数箇所に水溶液注入口が設けられ、水溶液供給管を介して前記水溶液注入口から水溶液を供給する水溶液供給装置が設けられ、
前記蒸気発生装置と前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーは、接続筒に形成された取付板と前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーに形成されたフランジ部で連結され、前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーのガス放出筒は接続筒内に位置するように構成したものである。
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー(特許第2838241号)は、着火直後出口温度が1500℃にもなり、エネルギー集束率の極めて高い高温・高エネルギーの火炎を放出し、又このバーナは理論的空気量のみで完全燃焼するため、窒素酸化物の発生もなく、高温でガス化された燃料をバーナ内部で繰り返し旋回して酸素と激しく交わり高温となるため、未燃の炭化水素や一酸化炭素等の発生がなく、この火炎に水を噴霧又は滴下して瞬間的に直接水蒸気を製造するものである。
この場合、燃焼ガスと水蒸気の割合は、水の噴霧の割合によっては60%以上にも達する無害の高温の完全混合蒸気となる。
そして逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーよりの完全燃焼ガスによって蒸気発生筒内の旋回或は循環によって加熱効率を高め、高温の完全混合蒸気に処理するためスケールの発生を抑え蒸気発生能力を維持することが出来る。
周壁に複数のガス噴出孔が穿設され、下側周壁の前部に燃焼用給気孔が、後部に点火用給気孔が各々穿設され、前方開口側は中心にガス吐出口を設けた蓋板により被蓋され、後端縁が前記外側燃焼筒体の後方側壁板の内壁面の中間上部に密着接合される前記外側燃焼筒体の周壁胴より小径の筒状の周壁胴からなる内側燃焼筒体と、
前端が前記燃焼用給気孔を介して前記内側燃焼筒体に連通し、後端が前記送風ダクト内に臨む前記送風ダクトより小径の給気管と、
上端が前記点火用給気孔を介して前記内側燃焼筒体に連通し、下端が前記給気管内に臨む前記給気管より小径の補助給気管と、
前記内側燃焼筒体内に連通する燃料供給管と点火装置と、を備え、
前記内側燃焼筒体は前記蓋板と前記外側燃焼筒体の前方側壁板間が適間隔を隔てる状態で前記外側燃焼筒体に内設され、また前記送風ダクトには空気圧と給気量を調節可能な加圧空気供給装置が連結され、前記燃料供給管には燃料の供給量の調整可能な燃料供給装置が連結され、さらに前記点火装置には供給圧と供給量の調整可能な点火燃料用ポンプが連結されてなる逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと、
該逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーに連設される蒸気発生装置と、からなり、 前記蒸気発生装置は、上板と下板で上下を蓋した蒸気発生筒の側板外周下部に挿入口が設けられる接続筒が突設され、前記側板外周上部に接続筒と軸線が平行に排出筒が突設され、適宜位置の1箇所又は数箇所に水溶液注入口が設けられ、水溶液供給管を介して前記水溶液注入口から水溶液を供給する水溶液供給装置が設けられ、
前記蒸気発生装置と前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーは、接続筒に形成された取付板と前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーに形成されたフランジ部で連結され、前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーのガス放出筒は接続筒内に位置するように構成したものである。
始めに逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー(特許第2838241号)の基本概要を説明する。
先ずは構成について説明する。
図中1は外側燃焼筒体であって、外周面の前端部にフランジ部2aを設けた筒形の周壁胴2と、下部に設けたダクト接続孔3に後方に向けて送風ダクト4を接続した後方側壁板5(ガスの流れ方向を前方とする)及び中央部にガス放出口6を穿設し、該放出口6に連通した前方に突き出するガス放出筒7を接続した前方側壁板8とよりなる。
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAは、加圧空気供給装置Dを稼働して、適圧かつ適量の加圧空気a(図中実線矢印で示す)を送風ダクト4に給気すれば、加圧空気aは送風ダクト4と給気管18間を通り外側燃焼筒体1内と、給気管18及び補助給気管20を経て燃焼用給気孔11及び点火用給気孔12を介して内側燃焼筒体15内に噴流する。
構成について
図中Bは蒸気発生手段を具体化した蒸気発生装置全体を示し、30は円筒からなり中央に排出口31aを穿設した側板31と、挿入口32aを穿設した側板32とにて両端を蓋し、外周二箇所に水を主成分とする水溶液の水溶液注入口33を設けた蒸気発生筒であって、一方の側板31中央に排出筒34を突設し、他方の側板32側に該蒸気発生筒30と同じ大きさの取付穴35aを穿設した取付板35を設けている。
このような構成からなる蒸気発生装置Bの挿入口32aに逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAのガス放出筒7を挿設してガス放出筒7が蒸気発生筒30内となるよう設け、取付板35とフランジ部2aを連結して逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAと蒸気発生装置Bを一体としている。
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAを作動してガス放出筒7より噴出する完全燃焼ガスGによって蒸気発生装置Bの蒸気発生筒30が加熱されて高温になると、水溶液供給装置Jを作動して水溶液j(図中点線矢印で示す)を水溶液供給管36より蒸気発生筒30内に供給する。
このように蒸気発生筒30内に供給された水溶液jは、完全燃焼ガスGによって加熱されて瞬時に水蒸気h(図中一点鎖線矢印で示す)となり、蒸気発生筒30内を内周に沿って回る。
そして蒸気発生筒30内で加熱によって発生した水蒸気hは、蒸気発生筒30内を回ると共にガス放出筒7の方向への循環を行いながら高温の完仝混合蒸気H(図中二点鎖線矢印で示す)となって排出筒34より外部に放出し必要な次工程に送給する。
尚、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーA(特許第2838241号)の基本概要は実施例1と同じのため説明は省略する。
次に本実施例2の蒸気発生手段について説明する。
構成について
図中Cは蒸気発生手段を具体化した蒸気発生装置全体を示し、38は円筒からなり上板39と底板40にて上下を蓋した蒸気発生筒であって、側板38a外周下部に挿入口41aを設けた角筒からなる接続筒41の一面が側板38aと接線になるよう突設し、接続筒41先端外周に取付板42を設け、側板38a外周上部に排出筒43を接続筒41と軸芯が平行で且つ接続筒41と同じ側で接線に近い位置となるよう突設し、上板39と底板40中央に水溶液注入口44を設けている。
このような構成からなる蒸気発生装置Cの挿入口41aに逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAのガス放出筒7を挿設してガス放出筒7が蒸気発生筒38の接続筒41内となるよう設け、取付板42とフランジ部2aを連結して逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAと蒸気発生装置Cを一体としている。
本実施例の水溶液jの給水によって水蒸気hを発生させ完全混合蒸気Hとして水溶液供給管45より送給する内容は実施例1と同じのため説明は省略する。
但し、水蒸気hを発生させ完全混合蒸気Hとなるまでは、水蒸気hは蒸気発生筒38内を旋回しながら上昇して行く点が実施例1と異なる。
尚、実施例1及び実施例2によれば、高温の完全混合蒸気(約500℃以上)を製造することが出来るが、実施例1では約800℃以上の完全混合蒸気の製造が可能であり蒸気製造がどちらかと云えば小容量向きであり、実施例2は約500℃以上の完全混合蒸気の製造が可能であり蒸気製造がどちらかと云えば大容量向きである。
又、実施例1及び実施例2共に、水の加熱が従来のボイラーのように間接加熱と違って水を直接加熱にて蒸化するようにしている。
B 蒸気発生装置
C 蒸気発生装置
H 完全混合蒸気
J 水溶液供給装置
7 ガス放出筒
30 蒸気発生筒
31 側板
31a 排出口
32 側板
32a 挿入口
33 水溶液注入口
34 排出筒
35 取付板
35a 取付穴
36 水溶液供給管
37 水溶液供給パイプ
38 蒸気発生筒
38a 側板
39 上板
40 底板
41 接続筒
41a 挿入口
42 取付板
43 排出筒
44 水溶液注入口
45 水溶液供給管
46 水溶液供給パイプ
Claims (1)
- 筒形の周壁胴と下部に設けたダクト接続孔に後方に向けて送風ダクトを接続した後方側壁板と中央部にガス放出口を穿設し、該ガス放出口に連通し前方に突き出すガス放出筒を接続した前方側壁板とよりなる外側燃焼筒体と、
周壁に複数のガス噴出孔が穿設され、下側周壁の前部に燃焼用給気孔が、後部に点火用給気孔が各々穿設され、前方開口側は中心にガス吐出口を設けた蓋板により被蓋され、後端縁が前記外側燃焼筒体の後方側壁板の内壁面の中間上部に密着接合される前記外側燃焼筒体の周壁胴より小径の筒状の周壁胴からなる内側燃焼筒体と、
前端が前記燃焼用給気孔を介して前記内側燃焼筒体に連通し、後端が前記送風ダクト内に臨む前記送風ダクトより小径の給気管と、
上端が前記点火用給気孔を介して前記内側燃焼筒体に連通し、下端が前記給気管内に臨む前記給気管より小径の補助給気管と、
前記内側燃焼筒体内に連通する燃料供給管と点火装置と、を備え、
前記内側燃焼筒体は前記蓋板と前記外側燃焼筒体の前方側壁板間が適間隔を隔てる状態で前記外側燃焼筒体に内設され、また前記送風ダクトには空気圧と給気量を調節可能な加圧空気供給装置が連結され、前記燃料供給管には燃料の供給量の調整可能な燃料供給装置が連結され、さらに前記点火装置には供給圧と供給量の調整可能な点火燃料用ポンプが連結されてなる逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと、
該逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーに連設される蒸気発生装置と、からなり、 前記蒸気発生装置は、上板と下板で上下を蓋した蒸気発生筒の側板外周下部に挿入口が設けられる接続筒が突設され、前記側板外周上部に接続筒と軸線が平行に排出筒が突設され、適宜位置の1箇所又は数箇所に水溶液注入口が設けられ、水溶液供給管を介して前記水溶液注入口から水溶液を供給する水溶液供給装置が設けられ、
前記蒸気発生装置と前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーは、接続筒に形成された取付板と前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーに形成されたフランジ部で連結され、前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーのガス放出筒は接続筒内に位置するように構成されてなることを特徴とする瞬間蒸気製造装置。
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