JPH0849802A - 水管群を有するボイラの燃焼装置と該燃焼装置を使用するボイラの燃焼方法 - Google Patents
水管群を有するボイラの燃焼装置と該燃焼装置を使用するボイラの燃焼方法Info
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- JPH0849802A JPH0849802A JP5063522A JP6352293A JPH0849802A JP H0849802 A JPH0849802 A JP H0849802A JP 5063522 A JP5063522 A JP 5063522A JP 6352293 A JP6352293 A JP 6352293A JP H0849802 A JPH0849802 A JP H0849802A
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- F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 燃焼範囲やターンダウンが広く燃焼が安定で
低騒音のバーナー体型のボイラを提供する。 【構成】 バーナと称される部分を無くして水管群の上
流側に空気供給器２と燃料供給器３とを設けて水管群内
で混合するか又は燃料供給器３に空気又は酸素を予混合
せしめるようにして燃焼せしめ、更に又は水管群内に燃
焼層をガス流れ方向に一層又は複数段に分割して設け、
燃料を予混合して水管群の上流側又は該水管群中に単数
又は複数段に配設された燃料供給管３に配分供給する
か、更に燃料と空気と燃料供給管３に供給して該管表面
へ個別に噴出せしめる。更に各段の燃料供給管３と第１
段水管１までの距離Ｌ、水管群のピッチをＰとし、水管
又は燃料供給管３の直径をＤとしたときＬ≧３Ｄ，Ｐ≧
２Ｄとなし、更に水管又は燃料供給管３の外面に出張り
を設けた水管群を有するボイラの燃焼装置と燃焼方法。
低騒音のバーナー体型のボイラを提供する。 【構成】 バーナと称される部分を無くして水管群の上
流側に空気供給器２と燃料供給器３とを設けて水管群内
で混合するか又は燃料供給器３に空気又は酸素を予混合
せしめるようにして燃焼せしめ、更に又は水管群内に燃
焼層をガス流れ方向に一層又は複数段に分割して設け、
燃料を予混合して水管群の上流側又は該水管群中に単数
又は複数段に配設された燃料供給管３に配分供給する
か、更に燃料と空気と燃料供給管３に供給して該管表面
へ個別に噴出せしめる。更に各段の燃料供給管３と第１
段水管１までの距離Ｌ、水管群のピッチをＰとし、水管
又は燃料供給管３の直径をＤとしたときＬ≧３Ｄ，Ｐ≧
２Ｄとなし、更に水管又は燃料供給管３の外面に出張り
を設けた水管群を有するボイラの燃焼装置と燃焼方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自然循環式、強制循環式
又は貫流式等の水管式ボイラや炉筒水管式ボイラ或は同
様形式の真空ヒ−タ−や吸収式冷凍機用再生器等の、水
管を有する全てのボイラ、蒸気発生器、或は瞬間湯沸器
や熱交換き等と称されるもの（以下全てボイラという）
において、該水管群内で燃料を燃焼させることによつて
ＮＯｘの生成を抑制せしめて高負荷燃焼させ、ボイラの
火炉を著しく小さくすることによつて、ボイラの小型軽
量化を達成した収熱水管内挿型燃焼室を備えた水管式ボ
イラと該水管式ボイラの新規な燃焼装置と該燃焼装置を
使用する燃焼方法に関するものである。
又は貫流式等の水管式ボイラや炉筒水管式ボイラ或は同
様形式の真空ヒ−タ−や吸収式冷凍機用再生器等の、水
管を有する全てのボイラ、蒸気発生器、或は瞬間湯沸器
や熱交換き等と称されるもの（以下全てボイラという）
において、該水管群内で燃料を燃焼させることによつて
ＮＯｘの生成を抑制せしめて高負荷燃焼させ、ボイラの
火炉を著しく小さくすることによつて、ボイラの小型軽
量化を達成した収熱水管内挿型燃焼室を備えた水管式ボ
イラと該水管式ボイラの新規な燃焼装置と該燃焼装置を
使用する燃焼方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ボイラ燃焼室の容積は、その構造
上ボイラ全容積の中で最大の部分を占めており、ボイラ
の性能とコストを大きく左右するものであるため、その
燃焼室の小型化と高性能化が要望されていた。そのため
の技術として、現在までに本発明者らは、従来型の燃焼
室を著しく小さくして実際上燃焼室をほぼゼロにした、
いわば燃焼室なしのボイラに関する下記二方式を提案
し、着々とそれらを実現してきた。その一は予混合バ−
ナなどによる高負荷平面燃焼によるもの（以下「高負荷
燃焼方式」という。特開昭60−205105号、〔図11〕、
〔図12〕）、他の一はバ−ナ火炎を、その直後に設けた
水管群中に進入させ、該水管群内で燃焼と伝熱を行うも
の（「収熱水管内挿型燃焼室方式、又は管巣燃焼方式」
という。特開平２−272207号、〔図13〕、〔図14〕）で
ある。なお〔図12〕、〔図14〕は〔図11〕、〔図13〕の
それぞれII−II断面図を示す。
上ボイラ全容積の中で最大の部分を占めており、ボイラ
の性能とコストを大きく左右するものであるため、その
燃焼室の小型化と高性能化が要望されていた。そのため
の技術として、現在までに本発明者らは、従来型の燃焼
室を著しく小さくして実際上燃焼室をほぼゼロにした、
いわば燃焼室なしのボイラに関する下記二方式を提案
し、着々とそれらを実現してきた。その一は予混合バ−
ナなどによる高負荷平面燃焼によるもの（以下「高負荷
燃焼方式」という。特開昭60−205105号、〔図11〕、
〔図12〕）、他の一はバ−ナ火炎を、その直後に設けた
水管群中に進入させ、該水管群内で燃焼と伝熱を行うも
の（「収熱水管内挿型燃焼室方式、又は管巣燃焼方式」
という。特開平２−272207号、〔図13〕、〔図14〕）で
ある。なお〔図12〕、〔図14〕は〔図11〕、〔図13〕の
それぞれII−II断面図を示す。
【０００３】
【図１１】
【０００４】
【図１２】
【０００５】
【図１３】
【０００６】
【図１４】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の高負荷燃焼方式
や収熱水管内挿型燃焼室方式には下記に示すような解決
すべき課題がある。 (イ) 高負荷燃焼方式 この方式は高負荷燃焼、即ち単位燃焼室容積当りの燃焼
負荷を上げることによつて相対的に燃焼室容積を小さく
しようとするものであるが、これを押し進めるとますま
すバ−ナの短炎化〔（図11）及び（図12）においてバ−
ナ(12)の火炎(11)が水管群(1) に当らないように該火炎
を短く小さくすること〕の限界、即ちそのためには燃焼
用フアンの動力増大、不安定燃焼や振動、騒音などが発
生し易くなつたり、或は局部不均等加熱などによる水管
の焼損や未燃ガス発生、ＮＯｘの増大、更には該燃焼室
吸収熱量割合の減少に伴つて燃焼室出口ガス温度が上る
ことによる後部接触伝熱面の増大などがあり、問題は多
く、大きくかつ解決が困難で、どうにもならない技術障
壁になつてきていた。その内、例えばＮＯｘ低減のため
には予混合の希薄燃焼という方法もあるが、その結果は
排ガスの顕熱損失が増大して省エネルギ−上問題となる
など、いよいよこの技術によるボイラの小型化高性能の
ブレ−クスル−(break through) は限界に来ていた。
や収熱水管内挿型燃焼室方式には下記に示すような解決
すべき課題がある。 (イ) 高負荷燃焼方式 この方式は高負荷燃焼、即ち単位燃焼室容積当りの燃焼
負荷を上げることによつて相対的に燃焼室容積を小さく
しようとするものであるが、これを押し進めるとますま
すバ−ナの短炎化〔（図11）及び（図12）においてバ−
ナ(12)の火炎(11)が水管群(1) に当らないように該火炎
を短く小さくすること〕の限界、即ちそのためには燃焼
用フアンの動力増大、不安定燃焼や振動、騒音などが発
生し易くなつたり、或は局部不均等加熱などによる水管
の焼損や未燃ガス発生、ＮＯｘの増大、更には該燃焼室
吸収熱量割合の減少に伴つて燃焼室出口ガス温度が上る
ことによる後部接触伝熱面の増大などがあり、問題は多
く、大きくかつ解決が困難で、どうにもならない技術障
壁になつてきていた。その内、例えばＮＯｘ低減のため
には予混合の希薄燃焼という方法もあるが、その結果は
排ガスの顕熱損失が増大して省エネルギ−上問題となる
など、いよいよこの技術によるボイラの小型化高性能の
ブレ−クスル−(break through) は限界に来ていた。
【０００８】(ロ) 管巣燃焼方式 本発明者らのうちの６名による管巣燃焼方式、即ち〔図
13〕及び〔図14〕に示すように水管群(1) 内に燃焼火炎
を形成せしめる方法の場合、その条件を整えれば該管巣
によつて燃焼と伝熱が促進され、実質上燃焼室がなくな
ることによるボイラの小型化と、該水管群(1) による吸
熱により燃焼温度が低下するためボイラの低ＮＯｘ化は
達成される。しかしながらその性能は、特に水管群(1)
内へ一方から火炎を吹き込むためのバ−ナ(12)特性の影
響を強く受け、その燃焼範囲やタ−ンダウン(Turn dow
n) が狭く、振動燃焼や燃焼騒音が発生し易いという問
題があつた。即ち管巣内に燃料を燃焼させるという目的
に対してはまだまだ改良が必要であつた。
13〕及び〔図14〕に示すように水管群(1) 内に燃焼火炎
を形成せしめる方法の場合、その条件を整えれば該管巣
によつて燃焼と伝熱が促進され、実質上燃焼室がなくな
ることによるボイラの小型化と、該水管群(1) による吸
熱により燃焼温度が低下するためボイラの低ＮＯｘ化は
達成される。しかしながらその性能は、特に水管群(1)
内へ一方から火炎を吹き込むためのバ−ナ(12)特性の影
響を強く受け、その燃焼範囲やタ−ンダウン(Turn dow
n) が狭く、振動燃焼や燃焼騒音が発生し易いという問
題があつた。即ち管巣内に燃料を燃焼させるという目的
に対してはまだまだ改良が必要であつた。
【０００９】上記(イ),(ロ) 何れの方式も、保炎と混合と
をバ−ナ部で行い、燃焼と伝熱とを水管群部で行うとい
う機能分離の構成と、ボイラ全体の小型高性能化という
目的のために両者のマツチングがうまく噛み合わないと
いう基本的な問題が残っていた。即ち従来のバ−ナでは
保炎器まわりから燃焼用空気が噴出され、保炎器面から
燃焼火炎が形成されるので、保炎性能が悪いと火炎がリ
フトしたり、振動したりする不具合が生じた。また燃料
と燃焼用空気の混合状態もバ−ナの設計で決まり、いく
ら水管群で混合が促進されるとしても、それはスケ−ル
のより小さなカルマン渦による局部的混合でしかなく、
ガス通路全断面内で大きく変動する空気比分布を持つよ
うな混合の悪いバ−ナでは長炎とならざるを得ないし、
また燃焼ガスの温度が下がつてしまうと、ＣＯや未燃ガ
スの再燃焼ができないままに排出されることになる。
をバ−ナ部で行い、燃焼と伝熱とを水管群部で行うとい
う機能分離の構成と、ボイラ全体の小型高性能化という
目的のために両者のマツチングがうまく噛み合わないと
いう基本的な問題が残っていた。即ち従来のバ−ナでは
保炎器まわりから燃焼用空気が噴出され、保炎器面から
燃焼火炎が形成されるので、保炎性能が悪いと火炎がリ
フトしたり、振動したりする不具合が生じた。また燃料
と燃焼用空気の混合状態もバ−ナの設計で決まり、いく
ら水管群で混合が促進されるとしても、それはスケ−ル
のより小さなカルマン渦による局部的混合でしかなく、
ガス通路全断面内で大きく変動する空気比分布を持つよ
うな混合の悪いバ−ナでは長炎とならざるを得ないし、
また燃焼ガスの温度が下がつてしまうと、ＣＯや未燃ガ
スの再燃焼ができないままに排出されることになる。
【００１０】本発明は上記課題を解決するために本発明
者らの発明になる従来の管巣燃焼方式を根本的に改良し
て、その長所を更に生かし、バ−ナ部とボイラ本体の水
管群とを従来のように別個のものとして構成するのでは
なく、下記の目的にマツチするように一体型に構成する
ことによつて、燃焼範囲やタ−ンダウンが広く、燃焼が
安定で低騒音のバ−ナ一体型のボイラの燃焼装置と該燃
焼装置を使用するボイラの燃焼方式を提供することを目
的とするものである。
者らの発明になる従来の管巣燃焼方式を根本的に改良し
て、その長所を更に生かし、バ−ナ部とボイラ本体の水
管群とを従来のように別個のものとして構成するのでは
なく、下記の目的にマツチするように一体型に構成する
ことによつて、燃焼範囲やタ−ンダウンが広く、燃焼が
安定で低騒音のバ−ナ一体型のボイラの燃焼装置と該燃
焼装置を使用するボイラの燃焼方式を提供することを目
的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は従来のバ−ナと
称されている部分をなくして、水管群の上流側及び／又
は内部に燃焼用空気供給器と燃料供給器乃至は空気混合
燃料供給器及び各種形状の燃焼層を設けてボイラを構成
し、該燃焼層及び個々の水管によつて燃焼と保炎と混合
とを行う構成とする。該水管群内の該燃焼層は燃焼触媒
などの層を平面状又は環状で、かつ多孔室又はハニカム
状の通気孔を有するように、一層又は多層に、かつ流れ
方向に単数或は複数に分割して設けることにより、それ
らと水管群自身による混合促進との相乗効果で更に燃焼
反応が促進される。ここで水管の面前では全断面にわた
つてできるだけ均一な空気比分布を持たせるように燃焼
用空気供給器、燃料供給器乃至は空気混合燃料供給器を
構成するのが、全体の燃焼性をよくし、また各水管の伝
熱面熱負荷の分布を一様にするために好ましい。そのた
めには、燃料供給器乃至は空気混合燃料供給器として、
水管とほぼ同一直径の供給管を水管群の上流側及び／又
は内部中間に水管と同一配列上に、或は複数段にわたつ
て配設し、該供給管にはその管軸に沿つて例えばほぼ等
ピツチで燃料又は空気混合燃料噴出ノズルを設け、該供
給管と第一段水管までの距離Ｌを水管及び該供給管の直
径をＤとしたとき、Ｌ≧３Ｄとなるように構成するのが
よい。該供給管がない場合は第一段水管と第二段水管と
の距離ＬをＬ≧３Ｄに構成するのがよい。更に水管群の
燃料又は空気の流れ方向のピツチＰと水管の直径Ｄとの
関係をＰ≧２Ｄにするのがよい。Ｌ＜３Ｄ又はＰ＜２Ｄ
の場合は共にカルマン渦による火炎の混合促進が困難と
なり均一な燃焼ガス分布とはならない。更に別の例とし
ては該燃料供給器乃至は空気混合燃料供給器としての燃
料供給管の直径と配列とを水管の直径とは無関係の任意
のものとして、更に何れの場合にも水管の外面にその保
炎を助けるための出張りを設けて、それら供給管と第一
段水管までの距離Ｌを供給管の直径Ｄｎと出張りの高さ
ｈの２倍の合計の３倍程度以上になるようにするのがよ
い。もちろん燃料又は空気混合燃料供給管自身を燃焼層
で、又は更にそれを二重管で形成せしめてもよい。
称されている部分をなくして、水管群の上流側及び／又
は内部に燃焼用空気供給器と燃料供給器乃至は空気混合
燃料供給器及び各種形状の燃焼層を設けてボイラを構成
し、該燃焼層及び個々の水管によつて燃焼と保炎と混合
とを行う構成とする。該水管群内の該燃焼層は燃焼触媒
などの層を平面状又は環状で、かつ多孔室又はハニカム
状の通気孔を有するように、一層又は多層に、かつ流れ
方向に単数或は複数に分割して設けることにより、それ
らと水管群自身による混合促進との相乗効果で更に燃焼
反応が促進される。ここで水管の面前では全断面にわた
つてできるだけ均一な空気比分布を持たせるように燃焼
用空気供給器、燃料供給器乃至は空気混合燃料供給器を
構成するのが、全体の燃焼性をよくし、また各水管の伝
熱面熱負荷の分布を一様にするために好ましい。そのた
めには、燃料供給器乃至は空気混合燃料供給器として、
水管とほぼ同一直径の供給管を水管群の上流側及び／又
は内部中間に水管と同一配列上に、或は複数段にわたつ
て配設し、該供給管にはその管軸に沿つて例えばほぼ等
ピツチで燃料又は空気混合燃料噴出ノズルを設け、該供
給管と第一段水管までの距離Ｌを水管及び該供給管の直
径をＤとしたとき、Ｌ≧３Ｄとなるように構成するのが
よい。該供給管がない場合は第一段水管と第二段水管と
の距離ＬをＬ≧３Ｄに構成するのがよい。更に水管群の
燃料又は空気の流れ方向のピツチＰと水管の直径Ｄとの
関係をＰ≧２Ｄにするのがよい。Ｌ＜３Ｄ又はＰ＜２Ｄ
の場合は共にカルマン渦による火炎の混合促進が困難と
なり均一な燃焼ガス分布とはならない。更に別の例とし
ては該燃料供給器乃至は空気混合燃料供給器としての燃
料供給管の直径と配列とを水管の直径とは無関係の任意
のものとして、更に何れの場合にも水管の外面にその保
炎を助けるための出張りを設けて、それら供給管と第一
段水管までの距離Ｌを供給管の直径Ｄｎと出張りの高さ
ｈの２倍の合計の３倍程度以上になるようにするのがよ
い。もちろん燃料又は空気混合燃料供給管自身を燃焼層
で、又は更にそれを二重管で形成せしめてもよい。
【００１２】
【作用】前記本発明者らによる既発明の管巣燃焼方式の
ボイラでは従来のバ−ナを使用しており、燃焼と保炎と
一部の燃料と空気の混合とはバ−ナで行い、水管による
流体混合によつて燃焼と伝熱とを促進しようとしたもの
である。しかし前記のように種々な問題があるため、本
発明では従来型のバ−ナをやめて、燃焼と保炎と混合と
をまさしく管群内で行おうとするものである。
ボイラでは従来のバ−ナを使用しており、燃焼と保炎と
一部の燃料と空気の混合とはバ−ナで行い、水管による
流体混合によつて燃焼と伝熱とを促進しようとしたもの
である。しかし前記のように種々な問題があるため、本
発明では従来型のバ−ナをやめて、燃焼と保炎と混合と
をまさしく管群内で行おうとするものである。
【００１３】つまり燃焼や保炎や混合の機能を果たす従
来のバ−ナをなくし、別個に供給された燃料或は空気混
合燃料と燃焼用空気とを水管群内で、或は該水管群内に
設けられた燃焼層で燃焼反応させるとともに、該水管群
内の燃焼と保炎と混合とを個々の水管後流でも行おうと
するものである。本発明では個々の水管がブラフボデ−
(bluff body)（絶壁体）となつて強力な保炎器として作
用するし、水管群の配列の調整により個々の水管の後流
でカルマン渦が形成され流体混合が促進されるという特
徴がある。即ち本発明は水管群がバ−ナの保炎と混合と
いう重要な機能を十分に備えており、これを大いに利用
しようとするものである。何よりも管巣燃焼の本来の目
的たる管群中で燃焼させ、かつ吸熱させるという目的に
合致する発明として有効である。
来のバ−ナをなくし、別個に供給された燃料或は空気混
合燃料と燃焼用空気とを水管群内で、或は該水管群内に
設けられた燃焼層で燃焼反応させるとともに、該水管群
内の燃焼と保炎と混合とを個々の水管後流でも行おうと
するものである。本発明では個々の水管がブラフボデ−
(bluff body)（絶壁体）となつて強力な保炎器として作
用するし、水管群の配列の調整により個々の水管の後流
でカルマン渦が形成され流体混合が促進されるという特
徴がある。即ち本発明は水管群がバ−ナの保炎と混合と
いう重要な機能を十分に備えており、これを大いに利用
しようとするものである。何よりも管巣燃焼の本来の目
的たる管群中で燃焼させ、かつ吸熱させるという目的に
合致する発明として有効である。
【００１４】これらを〔図２〕の概念図に示す。水管の
後流部では水管のごく近傍に淀み部がありここで保炎さ
れる。水管から離れた次の水管までの空間部では、カル
マン渦が形成されており、ここで混合が促進され、それ
により燃焼、保炎と伝熱が促進される。この現象が後流
の水管に至るまで繰り返されて、完全燃焼が達成され
る。ここで、水管群の間に燃焼触媒などからなる燃焼層
を挿入、或は該燃料又は空気混合燃料の供給管自身を該
燃焼層で形成せしめることにより、該燃焼層で燃焼反応
が急激に進み、全体の燃焼性が更に良化する。なお、水
管乃至は燃料供給管の保炎のためのブラフボデ−の機能
を更に補強するために、水管及び／又は燃料供給管の外
面に、任意の数、角度、高さの出張りを設けると好適で
ある。更に該出張りにＵ型又は角型又は任意の直径の丸
穴を配設すると更に好適である。
後流部では水管のごく近傍に淀み部がありここで保炎さ
れる。水管から離れた次の水管までの空間部では、カル
マン渦が形成されており、ここで混合が促進され、それ
により燃焼、保炎と伝熱が促進される。この現象が後流
の水管に至るまで繰り返されて、完全燃焼が達成され
る。ここで、水管群の間に燃焼触媒などからなる燃焼層
を挿入、或は該燃料又は空気混合燃料の供給管自身を該
燃焼層で形成せしめることにより、該燃焼層で燃焼反応
が急激に進み、全体の燃焼性が更に良化する。なお、水
管乃至は燃料供給管の保炎のためのブラフボデ−の機能
を更に補強するために、水管及び／又は燃料供給管の外
面に、任意の数、角度、高さの出張りを設けると好適で
ある。更に該出張りにＵ型又は角型又は任意の直径の丸
穴を配設すると更に好適である。
【００１５】
【図２】
【００１６】次に図面によつて本発明の実施例を詳細説
明する。
明する。
【実施例１】〔図１〕の１−(1) において、燃焼用空気
は図示しない押し込みフアンにより燃焼用空気供給器
(2) を通して、水管群(1) の面前にできるだけ偏流のな
い均一な流速分布となるようにボイラ(10)に供給され
る。一方燃料は燃料供給器(3) から、水管群の上流側で
燃焼用空気と直交混合するように供給され、第一段水管
よりも後流に設けられた点火バ−ナ(5) により点火され
る。これにより火炎は〔図２〕に示されるように各水管
の後流部により保炎され、主流部で燃焼と伝熱が行われ
る。なお、第一段水管の上流側には若干の混合スペ−ス
(7) があるが、流れの淀み部を作らないことにより火炎
は形成されない。この方法は構造的に最もシンプルであ
るが、混合性能が良くない場合は均一燃焼の点で問題が
残る。なお、この場合の燃料供給器(3) への供給燃料
は、〔図１〕の１−(1) のように燃料のみとするか（こ
の場合は前面からの燃焼用空気は全量必要）、或は〔図
１〕の１−(2) のように空気を部分予混合した燃料とす
るか、又は〔図１〕の１−(3) のように空気の全量を元
混合した燃料とする（この場合は前面からの燃焼用空気
は不要）かは設計上最良のものとされてよい。本発明の
他の実施例の燃料供給器又は燃料供給管への供給燃料に
ついても同様である。
は図示しない押し込みフアンにより燃焼用空気供給器
(2) を通して、水管群(1) の面前にできるだけ偏流のな
い均一な流速分布となるようにボイラ(10)に供給され
る。一方燃料は燃料供給器(3) から、水管群の上流側で
燃焼用空気と直交混合するように供給され、第一段水管
よりも後流に設けられた点火バ−ナ(5) により点火され
る。これにより火炎は〔図２〕に示されるように各水管
の後流部により保炎され、主流部で燃焼と伝熱が行われ
る。なお、第一段水管の上流側には若干の混合スペ−ス
(7) があるが、流れの淀み部を作らないことにより火炎
は形成されない。この方法は構造的に最もシンプルであ
るが、混合性能が良くない場合は均一燃焼の点で問題が
残る。なお、この場合の燃料供給器(3) への供給燃料
は、〔図１〕の１−(1) のように燃料のみとするか（こ
の場合は前面からの燃焼用空気は全量必要）、或は〔図
１〕の１−(2) のように空気を部分予混合した燃料とす
るか、又は〔図１〕の１−(3) のように空気の全量を元
混合した燃料とする（この場合は前面からの燃焼用空気
は不要）かは設計上最良のものとされてよい。本発明の
他の実施例の燃料供給器又は燃料供給管への供給燃料に
ついても同様である。
【００１７】
【図１】の１−(1)
【００１８】
【図１】の１−(2)
【００１９】
【図１】の１−(3)
【００２０】
【実施例２】更に改良されたものとして実施例２を以下
〔図３〕、〔図４〕、〔図５〕、〔図６〕、〔図７〕、
〔図８〕、〔図９〕に示す。〔図３〕の３Ａ−(1) は
〔図１〕の１−(1) と同様に燃焼用空気は燃焼用空気供
給器(2) を通して、水管群(1) の面前に均一、一様に供
給される。ここで燃料は燃料供給器(3) から燃料供給管
(4) をへて供給されるが、該燃料供給管(4) は該水管群
(1) とほぼ同一直径として該水管群の上流側、又は後述
の〔図９〕の(42)のように該水管群の中間に、該水管群
と同一配列上に配設される。なお、第一段水管群｛〔図
３〕の３Ａ−(1) 又は〔図９〕｝の(1) の全面にできる
だけ均一な燃焼ガス分布を与えるため、第一段水管まで
の距離Ｌは水管及び燃料供給管の直径をＤとしたとき、
Ｌ≧３Ｄとなるように構成すると好適である。〔図３〕
の３Ａ−(2) は〔図３〕の３Ａ−(1) のＩ−Ｉ断面を示
す。〔図３〕の３Ｂ−(1) は〔図１〕の１−(2) と同様
に、燃料に空気を予混合して燃料供給管(4) に供給する
一実施例、〔図３〕の３Ｂ−(2) はそのII−II断面図。
〔図３〕の３Ｃ−(1)は〔図１〕の１−(3) と同様に、
燃料に全空気量を元混合して該燃料供給管に供給する一
実施例。〔図３〕の３Ｃ−(2) はそのIII −III 断面を
示す。
〔図３〕、〔図４〕、〔図５〕、〔図６〕、〔図７〕、
〔図８〕、〔図９〕に示す。〔図３〕の３Ａ−(1) は
〔図１〕の１−(1) と同様に燃焼用空気は燃焼用空気供
給器(2) を通して、水管群(1) の面前に均一、一様に供
給される。ここで燃料は燃料供給器(3) から燃料供給管
(4) をへて供給されるが、該燃料供給管(4) は該水管群
(1) とほぼ同一直径として該水管群の上流側、又は後述
の〔図９〕の(42)のように該水管群の中間に、該水管群
と同一配列上に配設される。なお、第一段水管群｛〔図
３〕の３Ａ−(1) 又は〔図９〕｝の(1) の全面にできる
だけ均一な燃焼ガス分布を与えるため、第一段水管まで
の距離Ｌは水管及び燃料供給管の直径をＤとしたとき、
Ｌ≧３Ｄとなるように構成すると好適である。〔図３〕
の３Ａ−(2) は〔図３〕の３Ａ−(1) のＩ−Ｉ断面を示
す。〔図３〕の３Ｂ−(1) は〔図１〕の１−(2) と同様
に、燃料に空気を予混合して燃料供給管(4) に供給する
一実施例、〔図３〕の３Ｂ−(2) はそのII−II断面図。
〔図３〕の３Ｃ−(1)は〔図１〕の１−(3) と同様に、
燃料に全空気量を元混合して該燃料供給管に供給する一
実施例。〔図３〕の３Ｃ−(2) はそのIII −III 断面を
示す。
【００２１】
【図３】
【００２２】
【図４】
【００２３】
【図５】
【００２４】
【図６】
【００２５】
【図７】
【００２６】
【図８】
【００２７】
【図９】
【００２８】
【図３】の３Ａ−(1)
【００２９】
【図３】の３Ａ−(2)
【００３０】
【図３】の３Ｂ−(1)
【００３１】
【図３】の３Ｂ−(2)
【００３２】
【図３】の３Ｃ−(1)
【００３３】
【図３】の３Ｃ−(2)
【００３４】なお、燃料供給管(4) には、〔図４〕の４
−(1) に示すように管軸に沿つてほぼ等ピツチで燃料噴
出ノズル(8) を設けて、燃料を噴出せしめる。この場合
できるだけ上流側に向けて吹き出すように該燃料噴出ノ
ズルを設けるのが、燃料と空気の混合性能を良くし、該
燃料供給管の後流部で保炎するのに有利である。これに
より全断面で均一な空気比分布と燃料の燃焼量分布を持
たせることになり、各水管の後流で個々に保炎され、カ
ルマン渦により主流部で更に混合促進され、均一燃焼、
保炎と伝熱による一定低温燃焼が行われることになり、
低ＮＯｘが達成される。該燃料供給管にはその他に、
〔図４〕の４−(2) 、〔図４〕の４−(3)又は後記の
〔図５〕の５−(1) 〜〔図５〕の５−(5) 及びそれらの
組み合わせのそれぞれの実施例がある。何れにしろこれ
らにより、従来のようなバ−ナを持つ場合に比べてその
保炎面積が各段に広くなるため、火炎のリフト（吹き飛
び）や振動燃焼を起こすことなく安定で低騒音の燃焼が
達成される。また従来バ−ナが、その断面において空気
比分布が大きく、かつ水管群に対して速度分布の大きな
噴流火炎であるために水管の局部焼損や、不均一伝熱面
熱負荷分布による熱疲労、腐食疲労による問題があつた
のに比して、本発明のようにすることによりそれらの欠
点はなくなる。更に従来バ−ナのような大きな流動抵抗
が必要なくなり、フアン動力を小さくでき、省電力が達
成される。該燃料供給管は水管と異なり、前面では燃焼
用空気による冷却と後面では火炎による加熱を受けるた
め熱歪が発生する可能性があるのでこの場合〔図４〕の
４−(2) に示すような二重管水冷構造とするのもよい。
〔図４〕の４−(2) において(4) は二重管構成の燃料供
給管、(8) が燃料噴出ノズル、(91)及び(92)は冷却水入
口及び出口を示す。〔図４〕の４−(3) は〔図４〕の４
−(2) の二重管水冷構造において、該燃料供給管内に更
に燃料供給用の内管を設けて、該燃料供給用の内管内で
燃料と空気を混合させようとする、いわば三重管構造と
したもので、大型ボイラ用などで、先混合に近い構造と
してより安全な設計を可能にした一実施例である。な
お、本発明の水管群(1) では、流れ方向の水管のピツチ
Ｐを水管の直径をＤとして、Ｐ≧２Ｄとすることにより
カルマン渦が形成されるので混合が促進され、燃焼と伝
熱が良化する。Ｐ＜２Ｄの場合には火炎によるカルマン
渦が形成され難く、その結果火炎の混合が促進されな
い。
−(1) に示すように管軸に沿つてほぼ等ピツチで燃料噴
出ノズル(8) を設けて、燃料を噴出せしめる。この場合
できるだけ上流側に向けて吹き出すように該燃料噴出ノ
ズルを設けるのが、燃料と空気の混合性能を良くし、該
燃料供給管の後流部で保炎するのに有利である。これに
より全断面で均一な空気比分布と燃料の燃焼量分布を持
たせることになり、各水管の後流で個々に保炎され、カ
ルマン渦により主流部で更に混合促進され、均一燃焼、
保炎と伝熱による一定低温燃焼が行われることになり、
低ＮＯｘが達成される。該燃料供給管にはその他に、
〔図４〕の４−(2) 、〔図４〕の４−(3)又は後記の
〔図５〕の５−(1) 〜〔図５〕の５−(5) 及びそれらの
組み合わせのそれぞれの実施例がある。何れにしろこれ
らにより、従来のようなバ−ナを持つ場合に比べてその
保炎面積が各段に広くなるため、火炎のリフト（吹き飛
び）や振動燃焼を起こすことなく安定で低騒音の燃焼が
達成される。また従来バ−ナが、その断面において空気
比分布が大きく、かつ水管群に対して速度分布の大きな
噴流火炎であるために水管の局部焼損や、不均一伝熱面
熱負荷分布による熱疲労、腐食疲労による問題があつた
のに比して、本発明のようにすることによりそれらの欠
点はなくなる。更に従来バ−ナのような大きな流動抵抗
が必要なくなり、フアン動力を小さくでき、省電力が達
成される。該燃料供給管は水管と異なり、前面では燃焼
用空気による冷却と後面では火炎による加熱を受けるた
め熱歪が発生する可能性があるのでこの場合〔図４〕の
４−(2) に示すような二重管水冷構造とするのもよい。
〔図４〕の４−(2) において(4) は二重管構成の燃料供
給管、(8) が燃料噴出ノズル、(91)及び(92)は冷却水入
口及び出口を示す。〔図４〕の４−(3) は〔図４〕の４
−(2) の二重管水冷構造において、該燃料供給管内に更
に燃料供給用の内管を設けて、該燃料供給用の内管内で
燃料と空気を混合させようとする、いわば三重管構造と
したもので、大型ボイラ用などで、先混合に近い構造と
してより安全な設計を可能にした一実施例である。な
お、本発明の水管群(1) では、流れ方向の水管のピツチ
Ｐを水管の直径をＤとして、Ｐ≧２Ｄとすることにより
カルマン渦が形成されるので混合が促進され、燃焼と伝
熱が良化する。Ｐ＜２Ｄの場合には火炎によるカルマン
渦が形成され難く、その結果火炎の混合が促進されな
い。
【００３５】
【図４】の４−(1)
【００３６】
【図４】の４−(2)
【００３７】
【図４】の４−(3)
【００３８】
【図５】の５−(1)
【００３９】
【図５】の５−(2)
【００４０】
【図５】の５−(3)
【００４１】
【図５】の５−(4)
【００４２】
【図５】の５−(5)
【００４３】
【実施例３】本発明の別の一実施例として、燃焼触媒な
どからなる燃焼層(61)、(62)、(63)を使用したそれぞれ
一実施例を〔図６〕に示す。その適用については触媒等
の材料の耐熱性の問題があり、現状では1300℃程度が限
界で、通常ボイラの場合、火炎温度は局部的に1500〜18
00℃にも達するためにいまだ使用できるに至つていな
い。しかし使用方法によつては現在の技術水準でも十分
に使用できるものがある。本発明では、水管群内に上記
したような燃焼触媒などからなる燃焼層を設けることに
よりこの問題を解決した。
どからなる燃焼層(61)、(62)、(63)を使用したそれぞれ
一実施例を〔図６〕に示す。その適用については触媒等
の材料の耐熱性の問題があり、現状では1300℃程度が限
界で、通常ボイラの場合、火炎温度は局部的に1500〜18
00℃にも達するためにいまだ使用できるに至つていな
い。しかし使用方法によつては現在の技術水準でも十分
に使用できるものがある。本発明では、水管群内に上記
したような燃焼触媒などからなる燃焼層を設けることに
よりこの問題を解決した。
【００４４】〔図６〕に示す本発明の実施例では、燃焼
層(61)及び／又は(62)、(63)が水管群(1) の前面及び中
間に複数に分割して設けられている。また燃焼用空気は
上流から供給されるが、同じ上流側に、該燃焼層表面で
燃焼反応が進む温度（400 ℃程度）になるまで予熱する
ための点火バ−ナ(5) を設ける。本実施例の第一の例で
は、第一段の燃焼層(61)の直前において、燃料供給器(3
1)により全燃料が供給され、各段の燃焼層(61)、(62)及
び(63)の各出口で1000〜1200℃程度の燃焼ガス温度とな
るように各段の燃焼割合を燃焼層に使用される触媒層の
厚みで調整する（触媒層の厚みは20mm程度となる）。そ
して各段の水管群(11)、(12)、(13)により燃焼と混合と
伝熱が行われ、後段の燃焼層(62)、(63)の入口温度が80
0 〜1000℃程度まで冷却される。このような構成とする
ことによつて、低温燃焼が可能となり、ＮＯｘ値が10〜
20ppm という極めて低い低ＮＯｘ燃焼が達成され、更に
該燃焼層効果により燃焼範囲が広く、排ガスＯ2 濃度も
１％以下の低空気比燃焼が可能となり省エネルギ−性能
が向上する。
層(61)及び／又は(62)、(63)が水管群(1) の前面及び中
間に複数に分割して設けられている。また燃焼用空気は
上流から供給されるが、同じ上流側に、該燃焼層表面で
燃焼反応が進む温度（400 ℃程度）になるまで予熱する
ための点火バ−ナ(5) を設ける。本実施例の第一の例で
は、第一段の燃焼層(61)の直前において、燃料供給器(3
1)により全燃料が供給され、各段の燃焼層(61)、(62)及
び(63)の各出口で1000〜1200℃程度の燃焼ガス温度とな
るように各段の燃焼割合を燃焼層に使用される触媒層の
厚みで調整する（触媒層の厚みは20mm程度となる）。そ
して各段の水管群(11)、(12)、(13)により燃焼と混合と
伝熱が行われ、後段の燃焼層(62)、(63)の入口温度が80
0 〜1000℃程度まで冷却される。このような構成とする
ことによつて、低温燃焼が可能となり、ＮＯｘ値が10〜
20ppm という極めて低い低ＮＯｘ燃焼が達成され、更に
該燃焼層効果により燃焼範囲が広く、排ガスＯ2 濃度も
１％以下の低空気比燃焼が可能となり省エネルギ−性能
が向上する。
【００４５】なお、上記は第一段燃焼層(61)の上流側の
１次燃料供給器(31)に全燃料を供給する場合を示した
が、これとは別の実施例では、各段燃焼層(62)、(63)の
直前において２次燃料供給器(32)及び３次燃料供給器(3
3)から、各段燃焼層の燃焼量分を段階的に供給するよう
にしてもよい。この場合、各段燃焼層は投入燃料分を完
全燃焼させるだけの厚みとすると好適である。また各燃
料供給器への供給燃料は、前記したように燃料のみとす
るか、空気を部分予混合した燃料又は全量を元混合した
燃料とするかは設計上最良のものとされてよい。
１次燃料供給器(31)に全燃料を供給する場合を示した
が、これとは別の実施例では、各段燃焼層(62)、(63)の
直前において２次燃料供給器(32)及び３次燃料供給器(3
3)から、各段燃焼層の燃焼量分を段階的に供給するよう
にしてもよい。この場合、各段燃焼層は投入燃料分を完
全燃焼させるだけの厚みとすると好適である。また各燃
料供給器への供給燃料は、前記したように燃料のみとす
るか、空気を部分予混合した燃料又は全量を元混合した
燃料とするかは設計上最良のものとされてよい。
【００４６】〔図７〕は、〔図６〕の平面状燃焼層(65)
を波状に変えたもので、平面状では熱膨張や熱応力など
による強度に問題がある場合、或は該層の表面積を増加
させた方がよい時などの場合に、このような波状にする
ことによつて必要な強度や条件が保持できるのである。
更に本発明の一実施例として、〔図８〕に示すように、
本発明は空気を予混合した燃料供給管(4) を用いたこと
によつて空気と燃料が全通路断面に均一に分配され、従
つて全断面で均一な燃焼が可能となり、温度が均一にな
り各部の水管や燃焼層に生じる熱応力による不具合はな
くなる。更に本発明の他の一実施例として、〔図９〕は
既述の空気を予混合した燃料供給管(4)を該水管群中に
(41)、(42)のように多段に設け、かつ該燃料供給管を前
記の〔図４〕のようなものとする他に、後記の〔図５〕
のように燃焼層で構成したもので、これにより〔図
６〕、〔図７〕及び〔図８〕の燃焼層(61)、(62)、(63)
が省略でき、その全体構成はより簡略にできることにな
る。
を波状に変えたもので、平面状では熱膨張や熱応力など
による強度に問題がある場合、或は該層の表面積を増加
させた方がよい時などの場合に、このような波状にする
ことによつて必要な強度や条件が保持できるのである。
更に本発明の一実施例として、〔図８〕に示すように、
本発明は空気を予混合した燃料供給管(4) を用いたこと
によつて空気と燃料が全通路断面に均一に分配され、従
つて全断面で均一な燃焼が可能となり、温度が均一にな
り各部の水管や燃焼層に生じる熱応力による不具合はな
くなる。更に本発明の他の一実施例として、〔図９〕は
既述の空気を予混合した燃料供給管(4)を該水管群中に
(41)、(42)のように多段に設け、かつ該燃料供給管を前
記の〔図４〕のようなものとする他に、後記の〔図５〕
のように燃焼層で構成したもので、これにより〔図
６〕、〔図７〕及び〔図８〕の燃焼層(61)、(62)、(63)
が省略でき、その全体構成はより簡略にできることにな
る。
【００４７】〔図５〕は〔図３〕の各実施例及び〔図
９〕の該燃料又は空気を予混合した燃料供給管(4) 自身
を燃焼触媒などからなる燃焼層で構成した例で、〔図
５〕の５−(1) は燃料供給管全体を多孔質又はハニカム
状の燃焼層で構成したもの、〔図５〕の５−(2) は該燃
焼層管の前面に適当な数の穴を設けたもの、〔図５〕の
５−(3) は同様の燃焼層管においてガス流れ方向に対抗
した向きに適当な管軸方向に距離をおいたピツチで燃料
噴出ノズルを設けたもの、〔図５〕の５−(4) は流れに
直角の方向に穴をあけたもの、〔図５〕の５−(5) は該
供給管(4) を上記のような実施例とするものにおいて、
内部に燃料供給用内管を設けて、別個に供給されてきた
燃料と空気を該管内で混合して表面から混合燃料として
噴出せしめる二重管構造とした一実施例を示す。
９〕の該燃料又は空気を予混合した燃料供給管(4) 自身
を燃焼触媒などからなる燃焼層で構成した例で、〔図
５〕の５−(1) は燃料供給管全体を多孔質又はハニカム
状の燃焼層で構成したもの、〔図５〕の５−(2) は該燃
焼層管の前面に適当な数の穴を設けたもの、〔図５〕の
５−(3) は同様の燃焼層管においてガス流れ方向に対抗
した向きに適当な管軸方向に距離をおいたピツチで燃料
噴出ノズルを設けたもの、〔図５〕の５−(4) は流れに
直角の方向に穴をあけたもの、〔図５〕の５−(5) は該
供給管(4) を上記のような実施例とするものにおいて、
内部に燃料供給用内管を設けて、別個に供給されてきた
燃料と空気を該管内で混合して表面から混合燃料として
噴出せしめる二重管構造とした一実施例を示す。
【００４８】
【実施例４】本発明の他の実施例を〔図１０〕に示す。
〔図１０〕は本発明の各実施例における水管又は燃料供
給管において、本発明の目的、構成及び作用効果の基本
となる保炎において、その機能を更に補強するために、
該水管又は燃料供給管外面に任意の数、角度及び高さの
出張り(13)を設けたそれぞれ実施例の一部を示したもの
である。何れの場合も〔図４〕又は〔図５〕と組合わせ
て実施されてもよい。
〔図１０〕は本発明の各実施例における水管又は燃料供
給管において、本発明の目的、構成及び作用効果の基本
となる保炎において、その機能を更に補強するために、
該水管又は燃料供給管外面に任意の数、角度及び高さの
出張り(13)を設けたそれぞれ実施例の一部を示したもの
である。何れの場合も〔図４〕又は〔図５〕と組合わせ
て実施されてもよい。
【００４９】
【図１０】
【００５０】〔図10〕の10−(1A)は該水管(1) に該出張
り(13)を２枚、それぞれ流れの直角方向に設けて、その
高さを(h) としたもので、この場合の水管本体の直径(D
w)と(2h)の合計が前記の水管の直径(D) に相当する。他
の実施例において、該出張りの数、角度、高さを変化さ
せることはその目的、構成、効果上可能である。
り(13)を２枚、それぞれ流れの直角方向に設けて、その
高さを(h) としたもので、この場合の水管本体の直径(D
w)と(2h)の合計が前記の水管の直径(D) に相当する。他
の実施例において、該出張りの数、角度、高さを変化さ
せることはその目的、構成、効果上可能である。
【００５１】
【図１０】の 10 −(1A)
【００５２】〔図10〕の10−(1B)は該燃料供給管におけ
る同様の実施例で燃料又は混合燃料噴出ノズル(8) を出
張り(13)の後流側に設けた一実施例を示す。この場合の
燃料供給管の直径(Dn)は上記の(Dw)に相当する。
る同様の実施例で燃料又は混合燃料噴出ノズル(8) を出
張り(13)の後流側に設けた一実施例を示す。この場合の
燃料供給管の直径(Dn)は上記の(Dw)に相当する。
【００５３】
【図１０】の 10 −(1B)
【００５４】〔図10〕の10−(2A)と〔図10〕の−(2B)は
該燃料管に出張り(13)を設けた一実施例で、〔図10〕の
10−(2A)は該出張り(13)に各種の切り込みを設けた一実
施例のうち、Ｕ字型の切り込み(14)を設けた一実施例
で、〔図10〕の10−(2B)は丸穴(19)を設けた一実施例を
示す。何れの場合においても、切り込みの中間に燃料噴
出ノズルを配置するのがよく、また〔図10〕の10−(2B)
の丸穴(19)は通常内側は小径、外側に大径を配置するの
がその保炎作用上好ましい。本実施例はもちろん該水管
の出張りに同様に実施されてもよい。
該燃料管に出張り(13)を設けた一実施例で、〔図10〕の
10−(2A)は該出張り(13)に各種の切り込みを設けた一実
施例のうち、Ｕ字型の切り込み(14)を設けた一実施例
で、〔図10〕の10−(2B)は丸穴(19)を設けた一実施例を
示す。何れの場合においても、切り込みの中間に燃料噴
出ノズルを配置するのがよく、また〔図10〕の10−(2B)
の丸穴(19)は通常内側は小径、外側に大径を配置するの
がその保炎作用上好ましい。本実施例はもちろん該水管
の出張りに同様に実施されてもよい。
【００５５】
【図１０】の 10 −(2A)
【００５６】
【図１０】の 10 −(2B)
【００５７】
【発明の効果】本発明の効果を纏めると下記の通りであ
る。 従来バ−ナで発生したリフトや振動燃焼という問題
はなくなり、燃焼範囲が広く、低騒音でなおかつボイラ
の小型化と低ＮＯｘ化が達成された。 従来のようなバ−ナがなくなり、その均一分布と均
一混合のために要した流動抵抗分は不要となり、フアン
動力が大幅に低減され、省電力が達成された。 低空気比燃焼が可能となるため、ボイラ効率が向上
し省エネルギ−が達成された。 ＮＯｘ値も現状では不可能な10〜20ppm 程度に押さ
えられ、また排ガス中のＯ2 濃度が１％程度の低空気比
の燃焼が可能となつた。 水管又は燃料供給管の外表面に任意の数、角度、高
さの出張りを設けることによつて、本発明の保炎機能を
更に増強することが可能になつた。 何よりも大きな効果は、本発明者らの目的としたボ
イラ本体を構成する水管群とバ−ナとの本来的なマツチ
ングによる一体化が本発明によりようやく実現し、水管
群の中に燃焼層又は燃料供給管、それも燃料層からなる
該水管とほぼ同形状の燃料供給管からなることにより、
該ボイラの小型高性能化はより実現しやすくなつた。
る。 従来バ−ナで発生したリフトや振動燃焼という問題
はなくなり、燃焼範囲が広く、低騒音でなおかつボイラ
の小型化と低ＮＯｘ化が達成された。 従来のようなバ−ナがなくなり、その均一分布と均
一混合のために要した流動抵抗分は不要となり、フアン
動力が大幅に低減され、省電力が達成された。 低空気比燃焼が可能となるため、ボイラ効率が向上
し省エネルギ−が達成された。 ＮＯｘ値も現状では不可能な10〜20ppm 程度に押さ
えられ、また排ガス中のＯ2 濃度が１％程度の低空気比
の燃焼が可能となつた。 水管又は燃料供給管の外表面に任意の数、角度、高
さの出張りを設けることによつて、本発明の保炎機能を
更に増強することが可能になつた。 何よりも大きな効果は、本発明者らの目的としたボ
イラ本体を構成する水管群とバ−ナとの本来的なマツチ
ングによる一体化が本発明によりようやく実現し、水管
群の中に燃焼層又は燃料供給管、それも燃料層からなる
該水管とほぼ同形状の燃料供給管からなることにより、
該ボイラの小型高性能化はより実現しやすくなつた。
【図１】の１−(1),１−(2),１−(3)本発明による一実
施例。
施例。
【図２】本発明による水管群保炎の概念図。
【図３】の３Ａ−(1),３Ａ−(2),３Ｂ−(1),３Ｂ−(2),
３Ｃ−(1),３Ｃ−(2)本発明による他の実施例。
３Ｃ−(1),３Ｃ−(2)本発明による他の実施例。
【図４】の４−(1),４−(2),４−(3)本発明の燃料供給
管の実施例。
管の実施例。
【図５】の５−(1),５−(2),５−(3),５−(4),５−(5)
本発明の燃料供給管の実施例。
本発明の燃料供給管の実施例。
【図６】，
【図７】，
【図８】，
【図９】本発明による他の実施例。
【図10】の10−(1A),10 −(2A),10 −(1B),10 −(2B)本
発明の水管の他の実施例。
発明の水管の他の実施例。
【図11】，
【図12】，
【図13】，
【図14】従来方式のボイラ。
１．水管 ２．燃焼用空気供給器 ３．燃料供給器 ４．燃料供給管 ５．点火供給管 ７．混合スペ−ス ８．燃料噴出ノズル ８′．混合燃料噴出ノズル １０．ボイラ １１．平面火炎 １２．平面火炎バ−ナ １３．出張り １４．Ｕ字形の切り込み １５．燃焼用空気 １６．燃料 １７．保炎部 １８．カルマン渦による混合促進状態 １９．丸穴 ３１．１次燃料供給器 ３２．２次燃料供給器 ３３．３次燃料供給器 ４１，４２．燃料供給器 ６１，６２，６３，６５．燃焼層 ９１．冷却水入口 ９２．冷却水出口 ９３．燃焼用空気流れ方向
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年７月４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】（１），（２）本発明による一実施例。
【図２】本発明による一実施例。
【図３】本発明による水管群保炎の概念図。
【図４】（１），（２）本発明による他の実施例。
【図５】（１），（２）本発明による他の実施例。
【図６】（１）（２）本発明による他の実施例。
【図７】（１），（２），（３）本発明の燃料供給管の
実施例。
実施例。
【図８】（１）（２），（３），（４），（５）本発明
の燃料供給管の実施例。
の燃料供給管の実施例。
【図９】本発明による他の実施例。
【図１０】本発明による他の実施例。
【図１１】本発明による他の実施例。
【図１２】本発明による他の実施例。
【図１３】（１Ａ），（２Ａ），（１Ｂ），（２Ｂ）本
発明の水管の他の実施例。
発明の水管の他の実施例。
【図１４】従来方式のボイラ。
【図１５】従来方式のボイラ。
【図１６】従来方式のボイラ。
【図１７】従来方式のボイラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図１０】
【図１２】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１１】
【図１５】
【図１７】
【図７】
【図８】
【図１４】
【図１３】
【図１６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 廣 大阪市北区大淀北１丁目９番36号 株式会 社ヒラカワガイダム内 (72)発明者 植田 芳治 大阪市北区大淀北１丁目９番36号 株式会 社ヒラカワガイダム内 (72)発明者 木下 正成 大阪市北区大淀北１丁目９番36号 株式会 社ヒラカワガイダム内 (72)発明者 山本 雅通 大阪市北区大淀北１丁目９番36号 株式会 社ヒラカワガイダム内 (72)発明者 唐沢 宗良 大阪市北区大淀北１丁目９番36号 株式会 社ヒラカワガイダム内 (72)発明者 上梨 厚見 大阪市北区大淀北１丁目９番36号 株式会 社ヒラカワガイダム内 (72)発明者 石谷 清幹 兵庫県芦屋市岩園町８番７号 (72)発明者 栗本 一哉 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 本間 六雄 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 安岡 省 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 仲町 一郎 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 長谷部 宏之 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 光富 博之 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 坂井 亮 名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦瓦斯 株式会社内 (72)発明者 岡田 浩 名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦瓦斯 株式会社内
Claims (15)
- 【請求項１】 水管群を有するボイラにおいて、水管群
の上流側に空気が供給される空気供給器と燃料が供給さ
れる燃料供給器とをそれぞれ別個に設け、点火用バ−ナ
を水管群の上流部又は水管群の第１列目と第２列目との
間の部分に備えたことを特徴とする水管群を有するボイ
ラの燃焼装置。 - 【請求項２】 水管群内に平面状又は波状等の任意の形
状に形成せしめた燃焼触媒などからなる燃焼層をガスの
流れ方向に一層又は複数層に分割して備えたことを特徴
とする請求項１記載の水管群を有するボイラの燃焼装
置。 - 【請求項３】 水管とほぼ同一直径を有し、該水管群の
上流側及び／又は該水管群中の適当位置に該水管群と同
一配列上に単段又は複数段に配設された燃料供給管を備
えたことを特徴とする請求項１又は２記載の水管群を有
するボイラの燃焼装置。 - 【請求項４】 水管群を有するボイラの水管群と同一配
列の各段の燃料供給管とその下流の第一段水管までの距
離Ｌを、水管又は燃料供給管の直径をＤとしたとき、Ｌ
≧３Ｄとなしたことを特徴とする請求項１，２又は３記
載の水管群を有するボイラの燃焼装置。 - 【請求項５】 各燃料供給管には管軸に沿つて上流側又
は空気と直行する方向にほぼ等ピツチで複数個の燃料噴
出ノズルを設けたことを特徴とする請求項１，２，３又
は４記載の水管群を有するボイラの燃焼装置。 - 【請求項６】 燃料供給管を水冷却管を備えた水冷二重
構造にするか又は燃料供給管、燃焼用空気パイプ及び水
冷却管を備えた水冷三重構造としたことを特徴とする請
求項１，２，３，４又は５記載の水管群を有するボイラ
の燃焼装置。 - 【請求項７】 燃焼触媒等からなる燃焼層で形成された
燃料供給管を多孔質に構成するか又は燃料供給管に適当
な数と方向に燃料噴出ノズルを備えるか及び／又は燃料
供給管を内外にそれぞれ空気及び燃料を個別に導入され
る二重管構造としたことを特徴とする請求項１，２，
３，４，５又は６記載の水管群を有するボイラの燃焼装
置。 - 【請求項８】 水管群の燃料又は空気の流れ方向のピツ
チＰと水管の直径(D) との関係をＰ≧２Ｄと成したこと
を特徴とする請求項１，２，３，４，５，６又は７記載
の水管群を有するボイラの燃焼装置。 - 【請求項９】 水管及び／又は燃料供給管の外面に出張
り(13)を設けたことを特徴とする請求項１，２，３，
４，５，６，７又は８記載の水管群を有するボイラの燃
焼装置。 - 【請求項１０】 水管及び／又は燃料供給管の外面に設
けた出張りの数、高さ及びその角度を任意のものとした
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，
８又は９記載の水管群を有するボイラの燃焼装置。 - 【請求項１１】 水管及び／又は燃料供給管の外面に設
けられた出張りにＵ型又は角型又は任意の直径の丸穴を
配設されてなることを特徴とする請求項１，２，３，
４，５，６，７，８，９又は１０記載の水管群を有する
ボイラの燃焼装置。 - 【請求項１２】 水管群を有するボイラの燃焼装置にお
いて、水管群の上流側の空気供給器と燃料供給器とに空
気と燃料とをそれぞれ別個に供給し、水管群内で混合し
て燃焼せしめ個々の水管によつて、その燃焼の保持（保
炎）と混合と収熱とを行うことを特徴とする水管群を有
するボイラの燃焼方法。 - 【請求項１３】 水管群を有するボイラの燃焼装置にお
いて、水管群内に燃焼触媒等からなる燃焼層を、すべて
の燃料が必ず通過するように平面状又は波状等の任意の
形状に形成せしめ、該燃焼層をガス流れ方向に一層又は
複数層に分割して設けるか、又は燃料を供給するに当つ
て燃料を燃料供給器から純燃料のまま、或は純燃料に空
気又は酸素を適当な比率で予混合して水管とほぼ同一直
径を有し、該水管群の上流側及び／又は該水管群中の適
当な位置に該水管群と同一配列上に単段又は複数段に配
設された燃料供給管に配分供給するようにするか、又は
更に該燃料供給管に燃料と空気とを別個に供給し、該燃
料供給管内で或は該燃料供給管表面へ個別に噴出せしめ
るようにしたことを特徴とする水管群を有するボイラの
燃焼方法。 - 【請求項１４】 燃料供給管を燃焼触媒からなる多孔質
の燃焼層で構成された水管群を有するボイラの燃焼装置
において、燃料供給管に燃料分布に適当な数と方向に燃
料噴出ノズルを設け、及び／又は該燃料供給管を二重構
造として、内外にそれぞれ空気及び燃料を個別に導入せ
しめて該燃料供給管内又は表面部に適当な比率に混合さ
せるようにしたことを特徴とする水管群を有するボイラ
の燃焼方法。 - 【請求項１５】 水管群を有するボイラの燃焼装置にお
いて、燃料供給管の直径と配列とを水管群の直径と配列
とに無関係に任意のものとしたことを特徴とする水管群
を有するボイラの燃焼方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5063522A JP2632635B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 水管群を有するボイラの燃焼装置と該燃焼装置を使用するボイラの燃焼方法 |
| GB9402933A GB2275527B (en) | 1993-02-25 | 1994-02-16 | Combustion devices in tube nested boilers and their method of combustion |
| DE4405894A DE4405894C2 (de) | 1993-02-25 | 1994-02-19 | Wasserrohrkessel |
| US08/201,419 US5482009A (en) | 1993-02-25 | 1994-02-24 | Combustion device in tube nested boiler and its method of combustion |
| US08/465,344 US5746159A (en) | 1993-02-25 | 1995-06-05 | Combustion device in tube nested boiler and its method of combustion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5063522A JP2632635B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 水管群を有するボイラの燃焼装置と該燃焼装置を使用するボイラの燃焼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0849802A true JPH0849802A (ja) | 1996-02-20 |
| JP2632635B2 JP2632635B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=13231639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5063522A Expired - Lifetime JP2632635B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 水管群を有するボイラの燃焼装置と該燃焼装置を使用するボイラの燃焼方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5482009A (ja) |
| JP (1) | JP2632635B2 (ja) |
| DE (1) | DE4405894C2 (ja) |
| GB (1) | GB2275527B (ja) |
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