JPH10132202A - Once-through boiler - Google Patents
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- JPH10132202A JPH10132202A JP29976996A JP29976996A JPH10132202A JP H10132202 A JPH10132202 A JP H10132202A JP 29976996 A JP29976996 A JP 29976996A JP 29976996 A JP29976996 A JP 29976996A JP H10132202 A JPH10132202 A JP H10132202A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス燃料を利用し
た予混合式の貫流ボイラに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a once-through boiler of the premix type utilizing gaseous fuel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の上記貫流ボイラの一般的な構成を
図１５及び図１６に示す。同図に示すように、上下に所
定間隔離間して一対の管寄せ１，２が配置され、この上
下管寄せ１，２は、鉛直方向に延びる複数の水管３で接
続されている。この水管３の内、外側に位置する水管３
は、互いに接触した状態で環状に配置されて水管列４が
形成され、この水管列４の内部が燃焼室５となるように
構成されている。そして、この水管列４の水管の欠落部
に予混合式バーナである表面燃焼式バーナ６が設置さ
れ、更に水管列４の他方の欠落部に燃焼ガス出口部７が
設けられている。2. Description of the Related Art FIGS. 15 and 16 show a general structure of a conventional once-through boiler. As shown in the figure, a pair of headers 1 and 2 are arranged vertically separated by a predetermined distance, and the upper and lower headers 1 and 2 are connected by a plurality of water pipes 3 extending in the vertical direction. Out of the water tubes 3, the water tube 3 located outside
Are arranged annularly in contact with each other to form a water pipe row 4, and the inside of this water pipe row 4 is configured to be a combustion chamber 5. A surface-combustion burner 6 which is a premixed burner is installed in the missing portion of the water pipe of the water pipe row 4, and a combustion gas outlet 7 is provided in the other missing part of the water pipe row 4.
【０００３】そして、図示しない混合室で予め混合され
た予混合気（可燃ガス）８がダクト９に導入されてバー
ナ６から燃焼室５に向けて噴出し、点火により燃焼して
火炎１０を形成する。燃焼ガス１１は、水管３と熱交換
した後、燃焼ガス出口部７から外部に排出されるように
なっている。[0003] A premixed gas (flammable gas) 8 premixed in a mixing chamber (not shown) is introduced into a duct 9, is ejected from a burner 6 toward a combustion chamber 5, and burns by ignition to form a flame 10. I do. After the combustion gas 11 exchanges heat with the water pipe 3, the combustion gas 11 is discharged to the outside from the combustion gas outlet 7.
【０００４】[0004]
【発明が解決しよとする課題】しかしながら、上記従来
の貫流ボイラにあっては、水管とは独立したバーナが必
要であったため、以下のような問題があった。However, in the conventional once-through boiler described above, a burner independent of the water pipe was required, so that there were the following problems.
【０００５】即ち、ボイラの大容量化を図るため、バー
ナ燃焼面をそのままとして燃焼量を増大しようとする
と、バーナを通過する予混合気（可燃ガス）の通気損失
が急増して、送風圧が増大し、送風機が大型化してしま
う。バーナ燃焼面を広くして燃焼量を増大しようとする
と、燃焼室に臨むバーナ取付面を広くする必要があり、
このため燃焼室の形状を容量に比例させて大きくする必
要があり、ボイラが大型化してしまう。[0005] That is, if an attempt is made to increase the amount of combustion while keeping the burner combustion surface unchanged in order to increase the capacity of the boiler, the ventilation loss of the premixed gas (combustible gas) passing through the burner sharply increases, and the blowing pressure increases. And the size of the blower increases. In order to increase the amount of combustion by increasing the burner combustion surface, it is necessary to increase the burner mounting surface facing the combustion chamber.
For this reason, it is necessary to increase the shape of the combustion chamber in proportion to the capacity, and the boiler becomes large.
【０００６】尚、バーナ燃焼面を広くするために、水管
列が占めていた面に水管列に代えて新たなバーナを配置
して大容量化を図った場合には、燃焼室を構成する面に
占める水冷伝熱面の割合が減少し、燃焼室における吸熱
量が減少して、ボイラの熱効率が低下してしまう。[0006] In order to increase the burner burning area, if a new burner is arranged in place of the water pipe array on the surface occupied by the water pipe array to increase the capacity, the surface constituting the combustion chamber is required. , The proportion of the water-cooled heat transfer surface in the combustion chamber decreases, the amount of heat absorbed in the combustion chamber decreases, and the thermal efficiency of the boiler decreases.
【０００７】又、上記従来の貫流ボイラにあっては、バ
ーナからの火炎は環状水管列の内側に形成された燃焼室
内に保炎されるが、火炎から環状水管列の内側に配され
た水管までの距離が長いと火炎温度が上昇して排ガス中
のＮＯｘ が上昇し、逆に、環状水管列の内側に配され
た水管を火炎の近傍に配した場合には、火炎は冷却され
て低ＮＯｘ 燃焼が可能であるが、ＣＯガスが発生する
問題がある。In the above-mentioned conventional once-through boiler, the flame from the burner is held in a combustion chamber formed inside the row of annular water pipes, but the water pipe arranged inside the row of annular water pipes from the flame. If the distance is long, the flame temperature rises and NOx in the exhaust gas Rises, and conversely, when the water pipe arranged inside the annular water pipe row is arranged near the flame, the flame is cooled and the low NOx Although combustion is possible, there is a problem that CO gas is generated.
【０００８】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、熱効率が低下してしまうことを防止しつつ、コン
パクトな構成で大容量化を図ることができ、しかも排ガ
ス中のＮＯｘ及びＣＯガスを低減させることができる貫
流ボイラを提供することを目的とする。[0008] The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to increase the capacity with a compact configuration while preventing a decrease in thermal efficiency. It is an object to provide a once-through boiler capable of reducing gas.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、上下に配置した管寄せを鉛直方向に伸びる複数の水
管で接続し、前記水管から燃焼室を囲繞する水管列を形
成するとともに、前記水管列を構成する水管と水管の間
に前記燃焼室に向けて可燃ガスを噴出する炎孔群を複数
設け、前記燃焼室を囲繞する水管列の一部に燃焼ガス出
口部を設けたことを特徴とする。According to the first aspect of the present invention, the vertically arranged headers are connected by a plurality of vertically extending water pipes, and a water pipe row surrounding the combustion chamber is formed from the water pipes. A plurality of flame holes for ejecting combustible gas toward the combustion chamber are provided between water pipes constituting the water pipe row, and a combustion gas outlet is provided in a part of the water pipe row surrounding the combustion chamber. It is characterized by the following.
【００１０】又、請求項２に記載の発明は、上下に配置
した管寄せを鉛直方向に伸びる複数の水管で接続し、前
記水管から燃焼室を囲繞する水管列を形成するととも
に、前記水管列を構成する水管と水管の間に前記燃焼室
に向けて可燃ガスを噴出する炎孔群を複数設け、前記管
寄せに燃焼ガス出口部を設けたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, the vertically arranged headers are connected by a plurality of vertically extending water pipes, and a water pipe row surrounding a combustion chamber is formed from the water pipes. A plurality of flame holes for ejecting combustible gas toward the combustion chamber are provided between water pipes, and a combustion gas outlet is provided in the header.
【００１１】又、請求項３に記載の発明は、上下に配置
した管寄せを鉛直方向に伸びる複数の水管で接続し、前
記水管から燃焼室を囲繞する水管列を形成するととも
に、前記水管列を構成する水管と水管の間に前記燃焼室
に向けて可燃ガスを噴出する炎孔群を複数設け、該炎孔
群の前方に火炎冷却用水管と該水管及び他の水管で囲ま
れた断熱空間とを設け、更に前記水管列の一部に燃焼ガ
ス出口部を設けたことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, the vertically arranged headers are connected by a plurality of vertically extending water pipes, and a water pipe row surrounding a combustion chamber is formed from the water pipes. A plurality of flame holes for ejecting combustible gas toward the combustion chamber are provided between the water tubes constituting the water tube, and a flame cooling water tube and a heat insulation surrounded by the water tube and other water tubes in front of the flame hole group. A space is provided, and a combustion gas outlet is provided in a part of the water pipe row.
【００１２】又、請求項４に記載の発明は、上下に配置
した管寄せを鉛直方向に伸びる複数の水管で接続し、前
記水管から燃焼室を囲繞する水管列を形成するととも
に、前記水管列を構成する水管と水管の間に前記燃焼室
に向けて可燃ガスを噴出する炎孔群を複数設け、該炎孔
群の前方に火炎冷却用水管と該水管及び他の水管で囲ま
れた断熱空間とを設け、更に前記管寄せに燃焼ガス出口
部を設けたことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, the vertically arranged headers are connected by a plurality of vertically extending water pipes, and a water pipe row surrounding a combustion chamber is formed from the water pipes. A plurality of flame holes for ejecting combustible gas toward the combustion chamber are provided between the water tubes constituting the water tube, and a flame cooling water tube and a heat insulation surrounded by the water tube and other water tubes in front of the flame hole group. And a combustion gas outlet portion is provided in the header.
【００１３】又、請求項５に記載の発明は、前記炎孔群
を水管のひれ部に設けたことを特徴とする。The invention according to claim 5 is characterized in that the flame hole group is provided at a fin of a water pipe.
【００１４】このように構成した本発明によれば、水管
列を構成する水管と水管の間に燃焼室に向けて可燃ガス
を噴出する炎孔群を複数設け、燃焼室を取囲む円周面に
配置された複数の炎孔群から燃焼室に向けて可燃ガスを
噴出させて燃焼させることができ、これによって、燃焼
室の寸法と形状を大型化することなく、十分なボイラ燃
焼面を得ることができる。そして、水管に十分に伝熱し
た燃焼ガスを水管列の一部に設けた、又は管寄せに設け
た燃焼ガス出口部から外部に排出することができる。According to the present invention, a plurality of flame holes for ejecting combustible gas toward the combustion chamber are provided between the water pipes constituting the water pipe row, and the circumferential surface surrounding the combustion chamber is provided. Combustible gas can be ejected from the plurality of flame holes arranged in the combustion chamber toward the combustion chamber and burned, thereby obtaining a sufficient boiler combustion surface without increasing the size and shape of the combustion chamber be able to. Then, the combustion gas sufficiently transferred to the water pipes can be discharged to the outside from a combustion gas outlet provided in a part of the water pipe row or provided in the header.
【００１５】更に、火炎冷却用水管で火炎を冷却すると
ともに、断熱空間でＣＯガスをＣＯ2ガスに変化させ
て、ＮＯｘ及びＣＯガス成分を低減させることができ
る。Further, the flame can be cooled by the flame cooling water pipe, and the CO gas can be changed to CO 2 gas in the adiabatic space to reduce NOx and CO gas components.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１７】図１乃至図３は、本発明の第１の実施の形
態における貫流ボイラを示すもので、この貫流ボイラに
は、所定間隔離間して上下に配置された一対の管寄せ
１，２が備えられ、この管寄せ１，２は、鉛直方向に延
びる複数の水管３で接続されている。そして、前記水管
３のうち、外側に位置する水管３は、所定間隔離間した
状態で円環状に並列に配置されているとともに、互いに
隣接する水管３，３間をひれ２０で塞いで内部に燃焼室
５ａを構成した水管列４ａが形成されている。FIGS. 1 to 3 show a once-through boiler according to a first embodiment of the present invention. The once-through boiler includes a pair of headers 1 and 2, which are vertically arranged at a predetermined interval. The headers 1 and 2 are connected by a plurality of water tubes 3 extending in a vertical direction. Out of the water pipes 3, the water pipes 3 located outside are arranged in parallel in an annular shape with a predetermined separation therebetween, and the water pipes 3, 3 adjacent to each other are closed by fins 20 to burn inside. A water tube row 4a that forms the chamber 5a is formed.
【００１８】そして、図１において、約左半分に位置す
る前記ひれ２０の約下半分には、図３に示すように前記
燃焼室５ａに向けて予混合気（可燃ガス）８を噴出する
多数の炎孔群からなる炎孔群２１が設けられている。炎
孔群２１は、図示するように燃焼室５ａを囲繞する水管
３からなる水管列４ａの、略左半分の円周面に沿って、
複数組が配置されている。そして、図１において右半分
に位置する部分には、前記水管列４ａの一部に前記ひれ
２０を省略した燃焼ガス出口部７ａが設けられている。In FIG. 1, a plurality of premixed gas (combustible gas) 8 is ejected toward the combustion chamber 5a at the lower half of the fin 20 located at the approximately left half as shown in FIG. The flame hole group 21 is provided. The flame hole group 21 extends along a substantially left half circumferential surface of a water pipe row 4a composed of water pipes 3 surrounding the combustion chamber 5a as shown in the figure.
Multiple sets are arranged. In the portion located in the right half in FIG. 1, a combustion gas outlet 7a in which the fin 20 is omitted from a part of the water pipe row 4a is provided.
【００１９】ここに、この例においては、図３に詳細に
示すように、ひれ２０にその長手方向に沿って細ピッチ
で複数列（図では２列）に亘って延びる多数の小孔２０
ａを設け、これらの小孔２０ａの集合を１組の炎孔群２
１として用いる。尚、図４に示すように、平板３０と波
板３１とを積層した積層体３２の内部に形成される多数
の孔３２ａを炎孔群２１としても良く、このことは以下
の例においても同様である。Here, in this example, as shown in detail in FIG. 3, a plurality of small holes 20 extending in a plurality of rows (two rows in the figure) are formed in the fin 20 at a fine pitch along its longitudinal direction.
a, and a set of these small holes 20 a
Used as 1. As shown in FIG. 4, a large number of holes 32a formed inside a laminated body 32 in which a flat plate 30 and a corrugated plate 31 are laminated may be used as a flame hole group 21, and the same applies to the following examples. It is.
【００２０】そして、図１に示すように前記炎孔群２１
が形成された領域を外から囲むように、円弧状に延びる
ダクト９ａが設けられ、このダクト９ａの上流側に、図
示しないが、送風器および燃焼ガスと空気を混合する混
合器室が配置されている。Then, as shown in FIG.
A duct 9a extending in an arc shape is provided so as to surround the region in which is formed from the outside, and a blower and a mixer chamber (not shown) for mixing combustion gas and air are arranged upstream of the duct 9a. ing.
【００２１】これによって、可燃ガスである予混合気８
は、ダクト９ａ内に導入された後、燃焼室５ａを囲繞す
る円周面に設けられた多数の炎孔群２１から燃焼室５ａ
に向けて噴出し、図示しない点火装置により点火されて
燃焼室５ａ内に火炎１０を形成する。燃焼ガス１１は、
各水管３と熱交換した後、水管列４ａに設けられたガス
出口部７ａから煙導に排出されるようになっている。Thus, the premixed gas 8 which is a combustible gas
After being introduced into the duct 9a, a large number of flame holes 21 provided on the circumferential surface surrounding the combustion chamber 5a
And is ignited by an ignition device (not shown) to form a flame 10 in the combustion chamber 5a. The combustion gas 11 is
After exchanging heat with each water pipe 3, the gas is discharged from the gas outlet 7a provided in the water pipe row 4a to the smoke pipe.
【００２２】ここで、前記のように、炎孔群２１を水管
列４ａを構成するひれ２０に設けることにより、燃焼室
５ａを囲んだ水管列４ａのひれ２０のあるところならば
何処にでも炎孔群２１による燃焼面を設けることができ
て、水管列４ａで燃焼室５ａを囲んだまま広い燃焼面を
実現できる。これにより、バーナ燃焼面を取り付けるた
めの従来の水管なしスペースを省略して、燃焼室を燃焼
に必要な最小容量とすることができる。Here, as described above, the flame hole group 21 is provided on the fins 20 constituting the water pipe row 4a, so that the flame can be provided anywhere where the fins 20 of the water pipe row 4a surrounding the combustion chamber 5a are located. A combustion surface by the hole group 21 can be provided, and a wide combustion surface can be realized while surrounding the combustion chamber 5a by the water pipe row 4a. This eliminates the conventional space without a water tube for mounting the burner combustion surface and allows the combustion chamber to have the minimum capacity required for combustion.
【００２３】また、広い燃焼面を形成することにより、
予混合気８が炎孔群２１を通過する際の通気抵抗を小さ
くすることができ、送風圧を増大させることなく、送風
機の小型化を図ることができ、同時に、燃料ガスの供給
圧力も低くすることができる。そして、燃焼室５ａはそ
の周囲を水管列４ａで囲まれ、且つ、各火炎１０は、水
管３，３に挟まれた水管列４ａの近傍に形成されるた
め、火炎からの熱を近傍の水管列４ａで効率良く吸熱す
ることができる。このように、火炎からの熱を近傍の水
管３が効果的に吸熱することにより、伝熱効率を高める
と共に火炎の温度が下がる。Further, by forming a wide combustion surface,
The ventilation resistance when the premixed gas 8 passes through the flame hole group 21 can be reduced, and the blower can be reduced in size without increasing the blowing pressure, and at the same time, the supply pressure of the fuel gas is also reduced. can do. The combustion chamber 5a is surrounded by a water pipe row 4a, and each flame 10 is formed in the vicinity of the water pipe row 4a sandwiched between the water pipes 3, 3, so that heat from the flame is transferred to the nearby water pipe 4a. The heat can be efficiently absorbed by the row 4a. In this manner, the heat from the flame is effectively absorbed by the nearby water pipe 3, thereby increasing the heat transfer efficiency and lowering the temperature of the flame.
【００２４】また、各ひれ２０に設けられた複数組の炎
孔群２１の間には、水管３の存在によって隙間が設けら
れた形となり、この隙間で燃焼気の再循環流を発生させ
て安定した燃焼を行わせることができ、火炎温度の低減
と相まってこの燃焼気の自己再循環流により低ＮＯｘ
燃焼を実現できる。Further, a gap is provided between the plurality of sets of flame holes 21 provided on each fin 20 due to the presence of the water pipe 3, and a recirculation flow of the combustion air is generated in the gap. Stable combustion can be performed, and low NOx is generated by the self-recirculation flow of the combustion air in combination with the reduction of the flame temperature.
Combustion can be realized.
【００２５】ここに、前述のように、ひれ２０の約下半
分の領域、即ち、水管３のなかでも缶水に満たされて火
炎１０を噴出して加熱して良い水管部の近傍に炎孔群２
１を設けることにより、火炎１０による水管３の過熱を
防止することができる。これは、貫流ボイラの場合に
は、缶水は水管の下部管寄せから上部管寄せまでの全長
にわたって満たされていないため、水管の全長を火炎で
加熱すると、缶水で満たされていない領域の水管は過熱
して、変形または損傷の懸念があるからである。そこ
で、缶水で満たされた水管３の下方部のみにバーナ燃焼
面を設けて加熱することにより、前述した問題が生じな
い。As described above, a flame hole is formed in the lower half of the fin 20, that is, in the vicinity of the water pipe portion which is filled with can water in the water pipe 3 and which can emit the flame 10 and be heated. Group 2
By providing 1, the overheating of the water pipe 3 by the flame 10 can be prevented. This is because, in the case of once-through boilers, the can water is not filled over the entire length from the lower header to the upper header of the water pipe. This is because the water pipe overheats and may be deformed or damaged. Therefore, the above-described problem does not occur by providing a burner combustion surface only in the lower part of the water pipe 3 filled with can water and heating.
【００２６】また、缶水で満たされた水管３の表面温度
は低いので、火炎１０で加熱する際に、火炎１０と水管
３との温度差が大きくなり、火炎１０から水管３への伝
熱量を大きくすることができる。しかも、炎孔群２１が
水管３に隣合わせて設けてあって、水管３により冷却さ
れて過熱しないため、炎孔部は熱劣化せず長寿命で、且
つ、逆火しないバーナとすることができる。Since the surface temperature of the water tube 3 filled with can water is low, the temperature difference between the flame 10 and the water tube 3 when heating with the flame 10 becomes large, and the amount of heat transferred from the flame 10 to the water tube 3 is increased. Can be increased. Moreover, since the flame hole group 21 is provided adjacent to the water pipe 3 and is cooled by the water pipe 3 and does not overheat, the flame hole portion is not deteriorated by heat, has a long life, and can be a burner which does not flash back. .
【００２７】なお、図示していないが、水管列に設けた
バーナ燃焼面を分割して、各燃焼面の空燃比を変えて濃
燃焼域と希薄燃焼域を構成することにより、多段燃焼に
よる低ＮＯｘ 燃焼も実現できる。Although not shown, the burner combustion surface provided in the water tube row is divided, and the air-fuel ratio of each combustion surface is changed to form a rich combustion region and a lean combustion region. NOx Combustion can also be realized.
【００２８】図５及び図６は、上記第１の実施の形態の
変形例を示すもので、この例は、外側に位置する水管３
を矩形状に配置して、矩形状の水管列４ｂで囲まれた燃
焼室５ｂを形成する。この矩形状の水管列４ｂの一辺側
に位置するひれ２０に炎孔群２１を設けて、この炎孔群
２１が形成された領域をダクト９ｂで囲み、更にこのダ
クト９ｂと向かい合う辺側に燃焼ガス出口部７ｂを設け
たものである。FIGS. 5 and 6 show a modification of the first embodiment. In this modification, the water pipe 3 located on the outside is shown.
Are arranged in a rectangular shape to form a combustion chamber 5b surrounded by a rectangular water tube row 4b. A group of flame holes 21 is provided on a fin 20 located on one side of the rectangular water pipe row 4b, a region in which the group of flame holes 21 is formed is surrounded by a duct 9b, and combustion is further performed on the side facing the duct 9b. A gas outlet 7b is provided.
【００２９】このように、水管列及び該水管列で囲まれ
た燃焼室をボイラの設置場所等に合わせて任意の形状に
形成することができる。As described above, the water pipe row and the combustion chamber surrounded by the water pipe row can be formed in an arbitrary shape according to the installation location of the boiler and the like.
【００３０】図７及び図８は、本発明の第２の実施の形
態における貫流ボイラを示すもので、前記図１及び図２
に示す例と異なる点は、以下の通りである。即ち、外側
に位置する円管３を所定間隔離間させて円環状に並列に
配置し、全ての円管３，３間をひれ２０で塞いで燃焼室
５ｃを囲む水管列４ｃを形成するとともに、内側に位置
する水管３を円環状に並べて、その一部に隙間Ｓを形成
し、更に上部管寄せ１の中央部に燃焼ガス出口部７ｃを
設けたものである。FIGS. 7 and 8 show a once-through boiler according to a second embodiment of the present invention.
Are different from the example shown in FIG. That is, the circular pipes 3 located on the outside are arranged in parallel in an annular shape with a predetermined spacing therebetween, and all the circular pipes 3 are closed with fins 20 to form a water pipe row 4c surrounding the combustion chamber 5c, The water pipes 3 located inside are arranged in an annular shape, a gap S is formed in a part thereof, and a combustion gas outlet 7c is provided in the center of the upper header 1.
【００３１】これによって、ダクト９ｃ内に導かれた予
混合気（燃焼ガス）８は、ひれ２０に設けられた炎孔群
２１を通過して、図示しない点火装置により点火され、
燃焼室５ｃ内に火炎１０を形成した後、燃焼ガス１１は
水管３と熱交換して、上部管寄せ１に設けられた燃焼ガ
ス出口部７ｃから煙導に排出されるようになっている。As a result, the premixed gas (combustion gas) 8 introduced into the duct 9c passes through the flame holes 21 provided on the fin 20, and is ignited by an ignition device (not shown).
After forming the flame 10 in the combustion chamber 5c, the combustion gas 11 exchanges heat with the water pipe 3 and is discharged from the combustion gas outlet 7c provided in the upper header 1 to the smoke guide.
【００３２】ここで、上部管寄せ１は環状に構成してあ
り、環状の中に燃焼ガスを通過させるためのガス出口部
７ｃを設けてある。このように構成することにより、燃
焼ガス出口部７ｃを管寄せ１の内周側に設けて、ボイラ
のよりコンパクト化を図ることができる。Here, the upper header 1 is formed in an annular shape, and a gas outlet portion 7c for allowing combustion gas to pass therethrough is provided in the annular shape. With such a configuration, the combustion gas outlet 7c is provided on the inner peripheral side of the header 1, so that the boiler can be made more compact.
【００３３】図９及び図１０は、上記第２の実施の形態
の変形例を示すもので、この例は、外側に位置する水管
３を矩形状に配置して矩形状に連続した水管列４ｄで囲
まれた燃焼室５ｄを形成するとともに、内側に位置する
水管３も矩形状に並べてその一部に隙間Ｓを形成し、更
に上部管寄せ１の中央部に燃焼ガス出口部７ｄを設けた
ものである。FIGS. 9 and 10 show a modification of the second embodiment. In this example, the water tubes 3 located outside are arranged in a rectangular shape, and a water tube row 4d continuous in a rectangular shape is formed. 5d, the water pipes 3 located inside are also arranged in a rectangular shape to form a gap S in a part thereof, and a combustion gas outlet 7d is provided in the center of the upper header 1. Things.
【００３４】図１１及び図１２は、本発明の第３の実施
の形態における貫流バーナを示すもので、上記各形態と
異なる点は、以下の通りである。FIGS. 11 and 12 show a once-through burner according to a third embodiment of the present invention. The difference from the above embodiments is as follows.
【００３５】即ち、外側に位置する円管３を所定間隔離
間させて円環状に並列に配置し、全ての円管３，３間を
ひれ２０で塞いで燃焼室５ｅを囲む水管列４ｅを形成す
るとともに、全てのひれ２０の約下半分に炎孔群２１を
設け、この炎孔群２１の全形成領域を円環状に延びるダ
クト９ｅで外側から覆う。そして、前記水管列４ｅの内
側に該水管列４ｅに近接させて各ひれ２０と対向する位
置に火炎冷却用水管４０ａを円環状に配置し、更にこの
火炎冷却用水管４０ａと内側に位置する水管３との間に
断熱空間４１ａを設けたものである。That is, the outer pipes 3 are arranged in parallel in an annular shape with a predetermined spacing therebetween, and all the pipes 3 are closed with fins 20 to form a water pipe row 4e surrounding the combustion chamber 5e. At the same time, a group of flame holes 21 is provided in approximately the lower half of all the fins 20, and the entire formation region of the group of flame holes 21 is covered from outside with a duct 9e extending in an annular shape. A flame cooling water pipe 40a is annularly arranged inside the water pipe row 4e at a position facing each fin 20 in close proximity to the water pipe row 4e, and further, the flame cooling water pipe 40a and the water pipe located inside. 3 is provided with a heat insulating space 41a.
【００３６】ここに、前記内側に位置する水管３は、所
定間隔離間した状態で円環状に配置されており、また、
上部管寄せ１の中央部に燃焼ガス出口部７ｅが設けられ
ている。Here, the water pipes 3 located on the inner side are arranged in a ring shape with a predetermined interval therebetween.
A combustion gas outlet 7e is provided at the center of the upper header 1.
【００３７】これによって、ダクト９ｅ内に導かれた予
混合気（燃焼ガス）８は、ひれ２０に設けられた炎孔群
２１を通過して、図示しない点火装置により点火され、
燃焼室５ｅ内に火炎１０を形成する。この時、火炎１０
は、火炎冷却用水管４０ａで冷却され、更に燃焼ガス１
１中のＣＯガスは断熱空間４１ａで酸化されてＣＯ2ガ
スとなる。そして、燃焼ガス１１は内側に位置する水管
３と熱交換して、上部管寄せ１に設けられた燃焼ガス出
口部７ｅから煙導に至るようになっている。As a result, the premixed gas (combustion gas) 8 guided into the duct 9e passes through the flame holes 21 provided on the fin 20, and is ignited by an ignition device (not shown).
A flame 10 is formed in the combustion chamber 5e. At this time, the flame 10
Is cooled by the flame cooling water pipe 40a, and the combustion gas 1
The CO gas in 1 is oxidized in the heat insulating space 41a to become CO 2 gas. Then, the combustion gas 11 exchanges heat with the water pipe 3 located inside, and reaches the smoke guide from the combustion gas outlet 7 e provided in the upper header 1.
【００３８】即ち、各火炎１０は、炎孔群２１を挟んだ
水管列４ｅの両側の水管３，３と炎孔２０の先の火炎冷
却用水管４０ａで囲まれた空間内に形成され、同時に火
炎冷却用水管４０ａにより冷却されて火炎温度が低減し
てＮＯｘの生成が抑制される。しかも、このように火炎
を急冷すると、燃焼反応を抑制してＣＯガスの発生を伴
うことになるが、ここで、火炎冷却用水管４０ａの下流
に設けた断熱空間４１ａ内に流入した燃焼ガス１１は、
例えば１０００〜１５００℃に維持され、これによっ
て、ＣＯはＣＯ2 に酸化されて、ＣＯガスの生成が抑制
されるようになっている。That is, each flame 10 is formed in a space surrounded by the water pipes 3 and 3 on both sides of the water pipe row 4e sandwiching the flame hole group 21 and the flame cooling water pipe 40a ahead of the flame hole 20. Cooled by the flame cooling water pipe 40a, the flame temperature is reduced, and the generation of NOx is suppressed. Moreover, when the flame is rapidly cooled in this manner, the combustion reaction is suppressed and CO gas is generated. However, the combustion gas 11 flowing into the heat insulating space 41a provided downstream of the flame cooling water pipe 40a is used. Is
For example, the temperature is maintained at 1000 to 1500 ° C., whereby CO is oxidized to CO 2 and the generation of CO gas is suppressed.
【００３９】図１３及び図１４は、本発明の第４の実施
の形態における貫流ボイラを示すもので、上記各例と異
なる点は、以下の通りである。FIGS. 13 and 14 show a once-through boiler according to a fourth embodiment of the present invention. The differences from the above-described examples are as follows.
【００４０】即ち、外側に位置する水管３を矩形状に配
置して矩形状の水管列４ｆで囲まれた燃焼室５ｆを形成
するとともに、この矩形状の水管列４ｆの一辺側に位置
するひれ２０に炎孔群２１を設けて、この炎孔群２１が
形成された領域をダクト９ｆで囲み、更に前記各炎孔群
２１を設けたひれ２０に互いに対向する位置に火炎冷却
用水管４０ｂを配置し、この火炎冷却用水管４０ｂと直
線状に並ぶ内側の水管３との間に断熱空間４１ｂを設け
たものである。That is, the water pipes 3 located outside are arranged in a rectangular shape to form a combustion chamber 5f surrounded by a rectangular water pipe row 4f, and the fins located on one side of the rectangular water pipe row 4f. A group of flame holes 21 is provided in 20, a region in which the group of flame holes 21 is formed is surrounded by a duct 9f, and a water pipe 40b for flame cooling is provided at a position facing each of the fins 20 provided with the group of flame holes 21. The heat insulating space 41b is provided between the flame cooling water pipe 40b and the inner water pipe 3 arranged in a straight line.
【００４１】ここに、前記内側に位置する水管３は、所
定間隔離間した状態で、前記火炎冷却用水管４０ｂと平
行に２列に並べられ、また、水管列４ｆの一部に燃焼ガ
ス出口部７ｆが設けられている。Here, the water pipes 3 located inside are arranged in two rows in parallel with the flame cooling water pipes 40b in a state of being separated by a predetermined distance, and a part of the water pipe row 4f has a combustion gas outlet portion. 7f is provided.
【００４２】これによって、ダクト９ｆ内に導かれた予
混合気（燃焼ガス）８は、ひれ２０に設けられた炎孔群
２１を通過して、図示しない点火装置により点火され、
燃焼室５ｆ内に火炎１０を形成するのであるが、この
時、火炎１０は、火炎冷却用水管４０ｂで冷却されてＮ
Ｏｘが抑制される。更に燃焼ガス１１中のＣＯガス成分
は、断熱空間４１ｂで酸化されその大部分がＣＯ2 ガス
となって、内側に位置する水管３と熱交換して、水管列
４ｆに設けられた燃焼ガス出口部７ｆから煙導に排出さ
れるようになっている。As a result, the premixed gas (combustion gas) 8 guided into the duct 9f passes through a group of flame holes 21 provided in the fin 20, and is ignited by an ignition device (not shown).
The flame 10 is formed in the combustion chamber 5f. At this time, the flame 10 is cooled by the flame cooling water pipe 40b and becomes N
Ox is suppressed. Further, the CO gas component in the combustion gas 11 is oxidized in the adiabatic space 41b and most of it becomes CO 2 gas, which exchanges heat with the water pipe 3 located inside, and the combustion gas outlet provided in the water pipe row 4f. The smoke is discharged from the section 7f.
【００４３】[0043]
【発明の効果】上記のように、本発明は、燃焼室を囲ん
だ水管列のひれに炎孔を設けてバーナ燃焼面とすること
により、次のような効果を奏する。As described above, the present invention has the following effects by providing a flame hole in the fin of the water tube row surrounding the combustion chamber to provide a burner combustion surface.
【００４４】１） 広いバーナ燃焼面を設けても、バー
ナを取り付けるための燃焼室に臨む水管なしスペースを
確保する必要がないため、燃焼室を大形化する必要がな
い。即ち、従来の水管なしスペースにバーナを設けたも
のは、バーナの取付スペースに応じて燃焼室の形状と寸
法を大型化する必要があった。本発明によれば、燃焼室
を囲んだ水管列のひれ部分にバーナ燃焼面を形成してい
るため、バーナを設置するための水管なしスペースを確
保する必要がなくなり、燃焼室の形状と寸法を大型化す
ることなく、燃焼室は燃焼に必要な最小容積として、ボ
イラをコンパクトにすることができる。1) Even if a wide burner combustion surface is provided, there is no need to secure a space without a water pipe facing the combustion chamber for mounting the burner, so that there is no need to enlarge the combustion chamber. That is, in the conventional case where a burner is provided in a space without a water pipe, it is necessary to enlarge the shape and size of the combustion chamber in accordance with the installation space of the burner. According to the present invention, since the burner combustion surface is formed in the fin portion of the water pipe row surrounding the combustion chamber, it is not necessary to secure a space without a water pipe for installing a burner, and the shape and dimensions of the combustion chamber are reduced. Without increasing the size, the combustion chamber can be made the minimum volume necessary for combustion, and the boiler can be made compact.
【００４５】２） 水管列のひれ部分にバーナ燃焼面を
設けているため、バーナ燃焼面を設けても燃焼室を囲む
伝熱面積を減じることがない。即ち、本発明によれば、
従来ではバーナが占めていた面にも水管列を設けること
ができ、火炎からの輻射熱を効率良く吸収することがで
きる。特に、火炎を噴出する炎孔群が水管の間にあるた
めに、火炎が水管の近傍に形成されて火炎からの熱を効
果的に吸熱することができる。2) Since the burner combustion surface is provided at the fin portion of the water tube row, the provision of the burner combustion surface does not reduce the heat transfer area surrounding the combustion chamber. That is, according to the present invention,
A water tube row can also be provided on the surface previously occupied by the burner, and the radiant heat from the flame can be efficiently absorbed. In particular, since the flame holes that emit the flame are located between the water tubes, the flame is formed in the vicinity of the water tube and can effectively absorb heat from the flame.
【００４６】３） 火炎の熱を近傍の水管で吸収して、
火炎温度を下げることができる。また、各ひれに設けら
れた一群の火炎の間に水管で火炎の隙間を設けており、
この隙間に燃焼気の再循環流が発生して、安定した燃焼
を行うことができる。更に、火炎温度の低減と相まって
燃焼気の自己再循環流による低ＮＯｘ 燃焼も同時に実
現できる。3) The heat of the flame is absorbed by a nearby water pipe,
Flame temperature can be reduced. In addition, a gap of flame is provided with a water pipe between a group of flames provided on each fin,
A recirculating flow of the combustion air is generated in the gap, and stable combustion can be performed. Furthermore, low NOx due to the self-recirculation flow of the combustion air in combination with the reduction of the flame temperature Combustion can also be realized at the same time.
【００４７】４） 燃焼室を囲む水管列の面であればバ
ーナ燃焼面を広く構成することができ、バーナ単位面積
当たりの通過混合気量を小さくして、バーナ通気損失を
小さくすることができる。これにより、送風圧を増大せ
ず、送風機の小型化を図ることができる。同時に、燃料
ガスの供給圧力も低くすることができる。4) The burner combustion surface can be made wider as long as it is a water tube row surrounding the combustion chamber, the amount of air-fuel mixture passing per unit area of the burner can be reduced, and the burner ventilation loss can be reduced. . Thus, it is possible to reduce the size of the blower without increasing the blowing pressure. At the same time, the supply pressure of the fuel gas can be reduced.
【００４８】５） 水管のなかでも缶水に満たされて火
炎を噴出して加熱して良い水管部にだけ炎孔群を設ける
ことにより、火炎による水管の加熱の懸念をなくすこと
ができる。また、缶水で満たされた水管の表面温度は低
いので、火炎と水管との温度差を大きくして、火炎から
水管への伝熱量を大きくすることができる。5) By providing a group of flame holes only in the water pipe portion which can be filled with canned water and jetted out of the flame to be heated, the fear of heating the water pipe by the flame can be eliminated. Further, since the surface temperature of the water tube filled with can water is low, the temperature difference between the flame and the water tube can be increased, and the amount of heat transfer from the flame to the water tube can be increased.
【００４９】６） 燃焼室を囲んだ水管列の水管間に炎
孔群を設けて、バーナ燃焼面となし、炎孔の先に火炎冷
却用水管とその下流に断熱空間とを設けることにより、
次の効果を生み出す。即ち、火炎は炎孔群を挟んだ水管
列の両側の水管と炎孔群の先の火炎冷却用水管で囲まれ
た空間内に形成され、冷却されてＮＯｘ の生成が抑制
される。また、火炎冷却用水管の下流に設けた断熱空間
でＣＯガス成分は酸化されて、ＣＯガス成分の生成を抑
制して、低ＮＯｘ 、低ＣＯ燃焼を行うことができる。6) By providing a group of flame holes between the water tubes of the water tube row surrounding the combustion chamber to form a burner combustion surface, and providing a flame cooling water tube at the end of the flame hole and an adiabatic space downstream thereof.
It produces the following effects: That is, the flame is formed in a space surrounded by the water pipes on both sides of the water pipe row sandwiching the flame hole group and the flame cooling water pipe at the end of the flame hole group, and cooled to form NOx. Is suppressed. Further, the CO gas component is oxidized in the adiabatic space provided downstream of the flame cooling water pipe, and the generation of the CO gas component is suppressed to reduce the NOx. , Low CO combustion.
【図１】本発明の第１の実施の形態における貫流ボイラ
の横断平面図。FIG. 1 is a cross-sectional plan view of a once-through boiler according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同じく、縦断正面図（図１のＡ−Ａ線断面
図）。2 is a longitudinal sectional front view (a sectional view taken along line AA in FIG. 1).
【図３】同じく、ひれ及び炎孔の部分を示す拡大図。FIG. 3 is an enlarged view showing a fin and a flame hole.
【図４】ひれ及び炎孔の他の例を示す図３相当図。FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 3, showing another example of a fin and a flame hole;
【図５】第１の実施の形態における貫流ボイラの変形例
を示す図１相当図。FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 1, showing a modification of the once-through boiler in the first embodiment.
【図６】同じく、図５のＢ−Ｂ線断面図。FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG. 5;
【図７】本発明の第２の実施の形態における貫流ボイラ
の図１相当図。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 1 of a once-through boiler according to a second embodiment of the present invention.
【図８】図７のＣ−Ｃ線断面図。FIG. 8 is a sectional view taken along line CC of FIG. 7;
【図９】第２の実施の形態における貫流ボイラの変形例
を示す図１相当図。FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a modification of the once-through boiler in the second embodiment.
【図１０】同じく、図９のＤ−Ｄ線断面図。FIG. 10 is a sectional view taken along line DD in FIG. 9;
【図１１】本発明の第３の実施の形態における貫流ボイ
ラの図１相当図。FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 1 of a once-through boiler according to a third embodiment of the present invention.
【図１２】図１１のＥ−Ｅ線断面図。FIG. 12 is a sectional view taken along line EE of FIG. 11;
【図１３】本発明の第４の実施の形態における貫流ボイ
ラの図１相当図。FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 1 of a once-through boiler according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１４】同じく、図１３のＦ−Ｆ線断面図。FIG. 14 is a sectional view taken along line FF of FIG. 13;
【図１５】従来の貫流ボイラを示す図１相当図。FIG. 15 is a view corresponding to FIG. 1 showing a conventional once-through boiler.
【図１６】同じく、図１５のＧ−Ｇ線断面図。FIG. 16 is a sectional view taken along line GG of FIG. 15;
１，２ 管寄せ ３ 水管 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ、４ｆ 水管列 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ 燃焼室 ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ 燃焼ガス出口
部 ８ 予混合気（可燃ガス） ２０ ひれ ２１ 炎孔群 ４０ａ，４０ｂ 火炎冷却用水管 ４１ａ，４１ｂ 断熱空間1, 2 header 3 water pipe 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f water pipe row 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f combustion chamber 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f combustion gas outlet 8 Mixture (flammable gas) 20 Fin 21 Flame hole group 40a, 40b Flame cooling water pipe 41a, 41b Insulated space
Claims (5)
る複数の水管で接続し、前記水管から燃焼室を囲繞する
水管列を形成するとともに、 前記水管列を構成する水管と水管の間に前記燃焼室に向
けて可燃ガスを噴出する炎孔群を複数設け、前記燃焼室
を囲繞する水管列の一部に燃焼ガス出口部を設けたこと
を特徴とする貫流ボイラ。A vertically arranged header is connected by a plurality of water pipes extending in a vertical direction, and a water pipe row surrounding a combustion chamber is formed from the water pipes, and between the water pipes constituting the water pipe row. A once-through boiler, wherein a plurality of flame holes for ejecting combustible gas toward the combustion chamber are provided, and a combustion gas outlet is provided in a part of a water pipe row surrounding the combustion chamber.
る複数の水管で接続し、前記水管から燃焼室を囲繞する
水管列を形成するとともに、 前記水管列を構成する水管と水管の間に前記燃焼室に向
けて可燃ガスを噴出する炎孔群を複数設け、前記管寄せ
に燃焼ガス出口部を設けたことを特徴とする貫流ボイ
ラ。2. A header arranged vertically and connected by a plurality of water pipes extending in a vertical direction to form a water pipe row surrounding a combustion chamber from the water pipes, and between water pipes constituting the water pipe row. A once-through boiler, wherein a plurality of flame holes for ejecting combustible gas toward the combustion chamber are provided, and a combustion gas outlet is provided in the header.
る複数の水管で接続し、前記水管から燃焼室を囲繞する
水管列を形成するとともに、 前記水管列を構成する水管と水管の間に前記燃焼室に向
けて可燃ガスを噴出する炎孔群を複数設け、該炎孔群の
前方に火炎冷却用水管と該水管及び他の水管で囲まれた
断熱空間とを設け、更に前記水管列の一部に燃焼ガス出
口部を設けたことを特徴とする貫流ボイラ。3. A header arranged vertically and connected by a plurality of water pipes extending in a vertical direction to form a row of water pipes surrounding a combustion chamber from the water pipes, and between the water pipes constituting the row of water pipes. A plurality of flame holes for ejecting combustible gas toward the combustion chamber are provided, and a flame cooling water pipe and an adiabatic space surrounded by the water pipe and other water pipes are provided in front of the flame hole group, and the water pipe row is further provided. A once-through boiler characterized in that a combustion gas outlet is provided in a part of the boiler.
る複数の水管で接続し、前記水管から燃焼室を囲繞する
水管列を形成するとともに、 前記水管列を構成する水管と水管の間に前記燃焼室に向
けて可燃ガスを噴出する炎孔群を複数設け、該炎孔群の
前方に火炎冷却用水管と該水管及び他の水管で囲まれた
断熱空間とを設け、更に前記管寄せに燃焼ガス出口部を
設けたことを特徴とする貫流ボイラ。4. A header arranged vertically is connected by a plurality of water pipes extending in a vertical direction, and a water pipe row surrounding a combustion chamber is formed from the water pipes, and between water pipes constituting the water pipe row. A plurality of flame holes for ejecting combustible gas toward the combustion chamber are provided, and a flame cooling water pipe and an adiabatic space surrounded by the water pipe and other water pipes are provided in front of the flame hole groups. A once-through boiler, characterized in that a combustion gas outlet is provided at the bottom.
を特徴とする請求項１乃至４記載の貫流ボイラ。5. The once-through boiler according to claim 1, wherein the flame holes are provided at a fin of a water pipe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29976996A JPH10132202A (en) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | Once-through boiler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29976996A JPH10132202A (en) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | Once-through boiler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132202A true JPH10132202A (en) | 1998-05-22 |
Family
ID=17876749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29976996A Pending JPH10132202A (en) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | Once-through boiler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10132202A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107588421A (en) * | 2017-10-18 | 2018-01-16 | 力聚热力设备科技有限公司 | A kind of slit-aperture type flame combustion apparatus |
| CN107606615A (en) * | 2017-10-18 | 2018-01-19 | 力聚热力设备科技有限公司 | Combustor in slit-aperture type flame combustion apparatus |
-
1996
- 1996-10-24 JP JP29976996A patent/JPH10132202A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107588421A (en) * | 2017-10-18 | 2018-01-16 | 力聚热力设备科技有限公司 | A kind of slit-aperture type flame combustion apparatus |
| CN107606615A (en) * | 2017-10-18 | 2018-01-19 | 力聚热力设备科技有限公司 | Combustor in slit-aperture type flame combustion apparatus |
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