JPH0665708U - ボイラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボイラの熱効率を向上すると共に、ＮＯ_Xの
発生を防止する。 【構成】 ボイラ本体１と、該ボイラ本体１に接続した
排ガスダクト２と、前記ボイラ本体１に燃焼空気供給配
管３を介して燃焼空気を供給する燃焼空気供給装置６と
を備えたボイラ装置であって、前記排ガスダクト２の前
記ボイラ本体１出口位置に酸化触媒装置７を配設し、且
つ該酸化触媒装置７の排ガス出口部に熱交換器（熱回収
装置）８を配設し、前記燃焼空気供給配管３と前記酸化
触媒装置７の排ガス入口部との間に流量調節器９を備え
た酸化用空気供給配管１０を配設してなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ボイラ装置、特に小型のボイラ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図２に示す従来の小型のボイラ装置は、ボイラ本体１と、該ボイラ本体１に接 続した排ガスダクト２と、前記ボイラ本体１に燃焼空気供給配管３を介して燃焼 空気を供給する空気ファン４と、前記ボイラ本体１のバーナに燃料を供給する燃 料供給配管５を備えている。

【０００３】 前記した通常のボイラ本体１においては、該ボイラ本体１に供給される燃料に 対して設定された空燃比になるように空気ファン４からの燃焼空気の流量を調節 して供給するようにしている。通常では完全燃焼を行わせるために、燃料の燃焼 に見合う理論空燃比以上の過剰の燃焼空気をボイラ本体１に供給するようにして いる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、燃焼空気の供給量を多くすると燃焼によって排ガスダクト２か ら排出される高温の排ガス流量が増加し、熱量を有した排ガスが多量に外部に放 出されることにより、ボイラ本体１での熱回収量が減少して、結果としてボイラ 本体１の熱効率が低下する問題がある。

【０００５】 又、燃焼空気の供給量を増加して空気過剰の状態で燃焼を行うと燃焼が活発と なりＮＯ_Xの発生が増加する問題も有している。

【０００６】 本考案は、上述の実情に鑑み、ボイラの熱効率を向上すると共に、ＮＯ_Xの発 生を防止し得るようにしたボイラ装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ボイラ本体と、該ボイラ本体に接続した排ガスダクトと、前記ボイ ラ本体に燃焼空気供給配管を介して燃焼空気を供給する燃焼空気供給装置とを備 えたボイラ装置であって、前記排ガスダクトの前記ボイラ本体出口位置に酸化触 媒装置を配設し、且つ該酸化触媒装置の排ガス出口部に熱回収装置を配設し、前 記燃焼空気供給配管と前記酸化触媒装置の排ガス入口部との間に流量調節器を備 えた酸化用空気供給配管を配設したことを特徴とするボイラ装置にかかるもので ある。

【０００８】

【作用】

一定の空燃比で燃焼空気供給装置からボイラ本体に供給される燃焼空気の一部 を、酸化用空気供給配管の流量調節器の制御によって酸化触媒装置へと流入させ ることにより、ボイラ本体に供給される燃焼空気量を減少して、ボイラ本体内で の燃焼を燃焼空気不足の状態で行わせるようにする。燃焼空気不足の状態で燃焼 した排ガスは、一酸化炭素を含んだ状態で酸化触媒装置に導かれるが、このとき 、前記酸化用空気供給配管からの燃焼空気と混合されることによって酸化触媒装 置において低い温度で完全燃焼される。該酸化触媒装置において完全燃焼された 排ガスは熱回収装置に導かれることによって熱回収される。

【０００９】 従って、ボイラ本体に供給される燃焼空気量が減少されることによって排ガス 量が減少され、ボイラ本体から排ガスと共に外部に排出される熱量が減少し、更 に前記排ガスが酸化触媒装置において完全燃焼された後にその熱が熱回収装置に よって熱回収されるので、ボイラ装置全体の熱効率が向上され、更にボイラ本体 では燃焼空気不足の状態で燃焼され、酸化触媒装置では低い燃焼温度で完全燃焼 されることによってＮＯ_Xの発生も防止することができる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１１】 図１は本考案の一実施例を示すもので、図中、図２に示すものと同一の構成部 分については同一の符号を付すことによって説明を省略するものとし、以下、本 考案に特有の構成についてのみ説明して行く。

【００１２】 図中、６は空気ファン６ａと、燃焼空気供給配管３に配設され燃焼空気の流量 を検出する流量計６ｂと、該流量計６ｂの下流側に配設され燃焼空気の流量を調 整する開度調整ダンパ６ｃとからなる燃焼空気供給装置であり、該燃焼空気供給 装置６は燃焼空気供給配管３を介してボイラ本体１と接続している。

【００１３】 又、排ガスダクト２のボイラ本体１出口位置には、一酸化炭素ＣＯと略等量の 酸素Ｏ₂量で反応すると共に、その反応温度が２００℃〜４００℃の酸化触媒を 有する酸化触媒装置７が配設され、該酸化触媒装置７の下流側（酸化触媒装置７ の排ガス出口部）には熱交換器（熱回収装置）８が配設され、給水を予熱してボ イラ本体１に導くようにしている。前記燃焼空気供給配管３と酸化触媒装置７の 排ガス入口部との間には、燃焼空気の流量を検出する流量計９ａと、該流量計９ ａの下流側に配設され燃焼空気の流量を調整する開度調整ダンパ９ｂとからなる 流量調節器９を備えた酸化用空気供給配管１０が配設されている。更に、前記燃 料供給配管５には該燃料供給配管５内を流通する燃料の量を検出する流量検出計 １１が配設されている。

【００１４】 尚、前記ボイラ本体１と酸化触媒装置７との間の排ガスダクト２には、該排ガ スダクト２内を流通する排ガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度検 出計１２が必要に応じて配設されている。

【００１５】 図中、１３は制御装置であり、該制御装置１３は前記流量計６ｂからの燃焼空 気の総流量を検出した燃焼空気総流量信号１４が入力されると共に流量検出計１ １からの燃料流量信号１６が関数発生器１５により空気流量信号１６ａに変換さ れて入力され、且つ前記燃焼空気総流量信号１４及び空気流量信号１６ａから開 度調整ダンパ６ｃの開度を制御する開度制御信号１７を出す引算器１８を備えて いる。

【００１６】 又、前記制御装置１３は前記流量計６ｂからの燃焼空気総流量信号１４と、流 量計９ａからの酸化用空気供給配管１０内を流通する燃焼空気の流量を検出した 酸化用空気供給配管内流量信号１９とを入力し、酸化用空気供給配管１０内を流 通する燃焼空気量を前記燃焼空気総流量信号１４との比で設定し、設定した開度 制御信号２０で開度調整ダンパ９ｂの開度を制御する割り算設定器２１を備えて いる。更に流量検出計１１からの燃料流量信号１６を関数発生器２２に入力して 空気補正信号１６ｂを得、該空気補正信号１６ｂにより、前記割り算設定器２１ から出された開度制御信号２０の補正を行う補正引算器２３を備えている。

【００１７】 尚、前記一酸化炭素濃度検出計１２を備えた場合には、前記制御装置１３に一 酸化炭素濃度検出計１２からの一酸化炭素濃度信号２４と、流量計６ｂからの燃 焼空気総流量信号１４とを入力して排ガスダクト２内を流通する一酸化炭素の流 量を計算する掛算演算器２５を備えると共に、該掛算演算器２５によって計算さ れた一酸化炭素流量信号２６を入力し前記一酸化炭素の流量に対しそれを燃焼さ せるのに必要な必要空気流量信号２６ａを演算して出力する関数発生器２７を備 え、更に前記必要空気流量信号２６ａによって前記開度制御信号２０の補正を行 う補正引算器２８を備えるようにしてもよい。

【００１８】 而して、燃焼空気は、その総流量が流量計６ｂによって検出されて燃焼空気総 流量信号１４として引算器１８に入力され、該引算器１８において燃焼空気総流 量信号１４と燃料流量信号１６を関数発生器１５により変換された空気流量信号 １６ａとにより、前記燃焼空気供給配管３の燃焼空気量と燃料供給配管５からボ イラ本体１に供給される燃料の量が理論空燃比となるよう計算され、計算された 結果は引算器１８から開度制御信号１７として開度調整ダンパ６ｃに送られて開 度調整ダンパ６ｃの開度が調整され、よって燃焼空気供給装置６により常に一定 の空燃比になるように燃焼空気供給配管３へ燃焼空気が供給される。

【００１９】 又、前記燃焼空気供給装置６からボイラ本体１に供給される燃焼空気の一部は 酸化用空気供給配管１０内を常に流通して酸化触媒装置７へと流入するようにな っているが、酸化触媒装置７への流入量は、酸化用空気供給配管１０内を流通す る燃焼空気の流量を検出した流量計９ａからの酸化用空気供給配管内流量信号１ ９と燃焼空気総流量信号１４とを入力し、酸化用空気供給配管１０内を流通する 燃焼空気量が燃焼空気供給配管３内を流通する燃焼空気に対して常に一定の割合 となるよう計算され、計算された結果が割り算設定器２１から開度制御信号２０ として開度調整ダンパ９ｂに送られ、前記開度制御信号２０に従って開度調整ダ ンパ９ｂの開度が調整される。更に、燃料流量信号１６を入力している関数発生 器２２からの空気補正信号１６ｂが補正引算器２３に出力されることにより、前 記開度制御信号２０が燃料の流量に基づいて補正される。

【００２０】 尚、前記一酸化炭素濃度検出計１２が配設されている場合には、掛算演算器２ ５によって一酸化炭素濃度信号２４と、燃焼空気総流量信号１４とから排ガスダ クト２内を流通する一酸化炭素の流量を計算し、得られた一酸化炭素流量信号２ ６に対する排ガス中の一酸化炭素量を燃焼させるのに必要な空気流量を関数発生 器２７によって演算し、該関数発生器２７からの必要空気流量信号２６ａを補正 引算器２８に入力して前記開度制御信号２０の補正を行うようにしても良い。

【００２１】 又、前記開度調整ダンパ９ｂの開度制御を前記一酸化炭素濃度検出計１２から の一酸化炭素濃度信号２４と燃焼空気総流量信号１４から得られた必要空気流量 信号２６ａのみによって行うことも考えられるが、一酸化炭素濃度を検出してそ れに基づいて制御するフィードバック制御となるために、応答遅れを生じる問題 があり、又一酸化炭素濃度検出計１２は高価であり、しかも連続検出が困難であ るために過渡的変動に追随できない問題がある。従って、一酸化炭素濃度検出に 基づいた制御回路は備えなくてもよい。

【００２２】 上記したように、燃料流量に見合った燃焼空気の総流量の一部が酸化触媒装置 ７に導かれることにより、ボイラ本体１内は燃焼空気不足の状態で燃焼されるこ とになるので、ボイラ本体１から熱を有して排出される排ガス量が減少すること によってボイラ本体１の実質的な熱効率が向上する。

【００２３】 又、燃焼空気不足の状態で燃焼した排ガスは、一酸化炭素を含んだ状態で酸化 触媒装置７に流入するが、このとき前記排ガスは酸化用空気供給配管１０からの 燃焼空気と混合されて酸化触媒装置７に流入し、該酸化触媒装置７において２０ ０℃〜４００℃の低温で完全燃焼され、該酸化触媒装置７において完全燃焼され た排ガスは熱交換器８によって熱回収されるのでボイラ装置全体の熱効率も向上 する。

【００２４】 更に、ボイラ本体１への燃焼空気の供給量が減少すること、及び酸化触媒装置 ７が２００℃〜４００℃の低い温度で反応して排ガス中の一酸化炭素を完全燃焼 することから、ＮＯ_Xの発生も防止することができる。

【００２５】 尚、本考案は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本考案の要旨を 逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案のボイラ装置によれば、以下のような優れた効果 を奏し得る。

【００２７】 Ｉ）ボイラ本体に供給する燃焼空気量を減少して排ガス量を減少させることが でき、よってボイラ本体の実質的な熱効率を向上させることができる。

【００２８】 ＩＩ）上記した如くボイラ本体の実質的な熱効率を向上できると共に、排ガス が酸化触媒装置において完全燃焼された後、その熱が熱回収装置によって熱回収 されるので、ボイラ装置全体の熱効率も向上する。

【００２９】 ＩＩＩ）ボイラ本体、酸化触媒装置の燃焼温度を低く保持することによってＮ Ｏ_Xの発生も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の概略模式図である。

【図２】従来例のボイラ装置の一例を示す概略模式図で
ある。

【符号の説明】

１ ボイラ本体 ２ 排ガスダクト ３ 燃焼空気供給配管 ６ 燃焼空気供給装置 ７ 酸化触媒装置 ８ 熱交換器（熱回収装置） ９ 流量調節器 １０ 酸化用空気供給配管

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラ本体と、該ボイラ本体に接続した
   排ガスダクトと、前記ボイラ本体に燃焼空気供給配管を
   介して燃焼空気を供給する燃焼空気供給装置とを備えた
   ボイラ装置であって、前記排ガスダクトの前記ボイラ本
   体出口位置に酸化触媒装置を配設し、且つ該酸化触媒装
   置の排ガス出口部に熱回収装置を配設し、前記燃焼空気
   供給配管と前記酸化触媒装置の排ガス入口部との間に流
   量調節器を備えた酸化用空気供給配管を配設したことを
   特徴とするボイラ装置。