JPH11141808A - コージェネ用排気再燃ボイラ - Google Patents
コージェネ用排気再燃ボイラInfo
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- JPH11141808A JPH11141808A JP32220197A JP32220197A JPH11141808A JP H11141808 A JPH11141808 A JP H11141808A JP 32220197 A JP32220197 A JP 32220197A JP 32220197 A JP32220197 A JP 32220197A JP H11141808 A JPH11141808 A JP H11141808A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
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- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バーナをターンダウンしても燃焼が不安定に
なったり一酸化炭素を発生したりしない排気再燃ボイラ
を提供する。 【構成】 排気再燃ボイラ１の燃焼室２の壁に穿設した
バーナ装着孔３の内周面とバーナ４の筒部との間に若干
の間隙５を設け、この間隙５を通して排気を燃焼室２内
に供給すると共に、バーナ筒部の外周にフランジ状乃至
コーン状のガイド部材６を設け、このガイド部材６によ
り排気の噴出方向を火炎から離間するように斜め外方へ
向けた。
なったり一酸化炭素を発生したりしない排気再燃ボイラ
を提供する。 【構成】 排気再燃ボイラ１の燃焼室２の壁に穿設した
バーナ装着孔３の内周面とバーナ４の筒部との間に若干
の間隙５を設け、この間隙５を通して排気を燃焼室２内
に供給すると共に、バーナ筒部の外周にフランジ状乃至
コーン状のガイド部材６を設け、このガイド部材６によ
り排気の噴出方向を火炎から離間するように斜め外方へ
向けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン又は
ガスエンジン発電機の排気を熱源として利用するコージ
ェネ用排気再燃ボイラに関するものである。
ガスエンジン発電機の排気を熱源として利用するコージ
ェネ用排気再燃ボイラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にコージェネレーションシステムに
おいては、タービンあるいはエンジンからの高温排気を
更に加熱して利用するために、排気再燃バーナを設けて
いる。図４はその一例を示したもので、通常ボイラの燃
焼室２へタービンからの排気を導入する孔１１は、排気
再燃バーナ４の装着箇所とは離れた位置に設けられてい
る。しかし小型のコージェネレーションシステムでは、
図５に示すように、バーナ装着孔３を排気導入孔として
兼用したものも試みられている。すなわち同図において
は、バーナ４の筒部が内外筒９，１０の二重構造となっ
ており、外筒１０を通して排気が燃焼室２内に導入され
ている。このようにすれば、汎用のボイラを利用するこ
とができるので、コスト的に有利である上に、火炎を排
気によって適度に冷却することにより、火炎中の局部高
温域の発生を防止してＮＯｘの発生量を抑制し得るとい
う利点がある。
おいては、タービンあるいはエンジンからの高温排気を
更に加熱して利用するために、排気再燃バーナを設けて
いる。図４はその一例を示したもので、通常ボイラの燃
焼室２へタービンからの排気を導入する孔１１は、排気
再燃バーナ４の装着箇所とは離れた位置に設けられてい
る。しかし小型のコージェネレーションシステムでは、
図５に示すように、バーナ装着孔３を排気導入孔として
兼用したものも試みられている。すなわち同図において
は、バーナ４の筒部が内外筒９，１０の二重構造となっ
ており、外筒１０を通して排気が燃焼室２内に導入され
ている。このようにすれば、汎用のボイラを利用するこ
とができるので、コスト的に有利である上に、火炎を排
気によって適度に冷却することにより、火炎中の局部高
温域の発生を防止してＮＯｘの発生量を抑制し得るとい
う利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図５の構
成は、バーナ４を常にフル運転する場合には問題がない
が、ボイラの負荷に応じてバーナをターンダウンし、燃
焼量を調節しようとすると、火炎の周囲を取り巻くよう
に燃焼室２内へ送り込まれている排気の流量あるいは流
速が、火炎の噴出速度に対して相対的に大きくなり、そ
のために火炎が排気により冷却され過ぎて不完全燃焼を
起こし易くなるという問題があった。図３（ｂ）のグラ
フの曲線Ｂは、排気再燃バーナ４をターンダウンした場
合の様子を示したもので、燃焼量を７５％以下に絞る
と、急激にＣＯガスが増加する。そこで本発明は、この
ような問題点を解消し、バーナ装着孔３を利用して排気
を導入するようにした場合にも、バーナ４のターンダウ
ン比を大きくとることができるような排気再燃ボイラの
構造を提供することを目的とするものである。
成は、バーナ４を常にフル運転する場合には問題がない
が、ボイラの負荷に応じてバーナをターンダウンし、燃
焼量を調節しようとすると、火炎の周囲を取り巻くよう
に燃焼室２内へ送り込まれている排気の流量あるいは流
速が、火炎の噴出速度に対して相対的に大きくなり、そ
のために火炎が排気により冷却され過ぎて不完全燃焼を
起こし易くなるという問題があった。図３（ｂ）のグラ
フの曲線Ｂは、排気再燃バーナ４をターンダウンした場
合の様子を示したもので、燃焼量を７５％以下に絞る
と、急激にＣＯガスが増加する。そこで本発明は、この
ような問題点を解消し、バーナ装着孔３を利用して排気
を導入するようにした場合にも、バーナ４のターンダウ
ン比を大きくとることができるような排気再燃ボイラの
構造を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によるコージェネ
用排気再燃ボイラは、図１に示すように、排気再燃ボイ
ラ１の燃焼室２の壁に穿設したバーナ装着孔３の内周面
とバーナ４の筒部との間に若干の間隙５を設け、この間
隙５を通して排気を燃焼室２内に供給すると共に、バー
ナ筒部の外周にフランジ状乃至コーン状のガイド部材６
を設け、このガイド部材６により排気の噴出方向を火炎
から離間するように斜め外方へ向けたものであって、こ
の構成によれば、火炎の根元部分と排気流との間には火
炎から発生した排ガスが停滞することになって、エンジ
ン排気が火炎の根元部分に接触することがなく、従って
バーナ燃焼量を絞った時にも、火炎中の未燃成分が排気
流によって冷やされることがないので、不完全燃焼によ
るＣＯの発生を防止することができ、しかもこの排気流
は前方では内側の圧力が下がるために、結局内側へ引き
戻されて火炎の先端部分と接触することになり、これが
火炎温度の過上昇を防止してＮＯｘの発生を抑制するの
である。なお請求項２の発明は、排気再燃用バーナ４と
して汎用のバーナを利用する場合に、これをバーナ装着
孔３に保持するためにアダプタ７を使用するが、このア
ダプタ７の円筒部７ａの外周面に上述のガイド部材６を
設けたものである。また請求項３の発明は、例えば図６
に従来例のように、バーナ４の筒部を内外筒の二重構造
として、外筒１０を通して燃焼室２内で排気を供給する
ようにした場合に、内筒９の外周面に上記ガイド部材６
を設けることにより、図１あるいは図２の場合と全く同
様の効果が得られるものである。
用排気再燃ボイラは、図１に示すように、排気再燃ボイ
ラ１の燃焼室２の壁に穿設したバーナ装着孔３の内周面
とバーナ４の筒部との間に若干の間隙５を設け、この間
隙５を通して排気を燃焼室２内に供給すると共に、バー
ナ筒部の外周にフランジ状乃至コーン状のガイド部材６
を設け、このガイド部材６により排気の噴出方向を火炎
から離間するように斜め外方へ向けたものであって、こ
の構成によれば、火炎の根元部分と排気流との間には火
炎から発生した排ガスが停滞することになって、エンジ
ン排気が火炎の根元部分に接触することがなく、従って
バーナ燃焼量を絞った時にも、火炎中の未燃成分が排気
流によって冷やされることがないので、不完全燃焼によ
るＣＯの発生を防止することができ、しかもこの排気流
は前方では内側の圧力が下がるために、結局内側へ引き
戻されて火炎の先端部分と接触することになり、これが
火炎温度の過上昇を防止してＮＯｘの発生を抑制するの
である。なお請求項２の発明は、排気再燃用バーナ４と
して汎用のバーナを利用する場合に、これをバーナ装着
孔３に保持するためにアダプタ７を使用するが、このア
ダプタ７の円筒部７ａの外周面に上述のガイド部材６を
設けたものである。また請求項３の発明は、例えば図６
に従来例のように、バーナ４の筒部を内外筒の二重構造
として、外筒１０を通して燃焼室２内で排気を供給する
ようにした場合に、内筒９の外周面に上記ガイド部材６
を設けることにより、図１あるいは図２の場合と全く同
様の効果が得られるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明によるコージ
ェネ用排気再燃ボイラの一実施例の全体的な構造、
（ｂ）はその要部を示したものである。排気再燃用バー
ナ４は、排気再燃ボイラ１の燃焼室２の壁２ａに穿設さ
れたバーナ装着孔３に、孔３の内周面との間に若干の間
隙５をおいて装着され、この間隙５を通してガスタービ
ンあるいはガスエンジンからの排気が燃焼室２内に供給
されている。７はバーナ４をバーナ装着孔３内に保持す
るための円筒状のアダプタで、その外周面に排気ダクト
を接続するための接続口８が設けられており、アダプタ
７内に供給された排気は、バーナ装着孔３の内周面とバ
ーナ４の筒部との間の間隙５を通って燃焼室２内に噴出
するようになっているが、このときバーナ筒部の外周に
設けられているフランジ状乃至コーン状のガイド部材６
が排気の噴出方向を火炎から離間するように斜め外方へ
向けるのである。こうして外方へ広がりながら噴出する
排気流は、その内側の気圧を低下させるように作用する
ために、前方では再び内側へ引き寄せられて火炎と接触
することになり、火炎を冷却することによってＮＯｘの
発生を抑制する。しかしそのときは火炎は既に燃焼をほ
ぼ完了しているために、この排気との接触で不完全燃焼
を引き起こすことはない。結局上記ガイド部材６は、排
気と火炎との接触時期を若干遅らせることによって、低
ＮＯｘ効果を維持しながらＣＯガスの発生を防止してい
るのである。またボイラ２の負荷に応じてバーナ４をタ
ーンダウンし、火炎が小さくなった場合に、図６の従来
例では排気の流量及び流速が相対的に大きくなるため
に、火炎が排気によって冷却され過ぎて不完全燃焼を起
こす原因となっていたが、本発明によればターンダウン
された火炎にも排気が接触しないので、不完全燃焼を起
こすおそれがない。
ェネ用排気再燃ボイラの一実施例の全体的な構造、
（ｂ）はその要部を示したものである。排気再燃用バー
ナ４は、排気再燃ボイラ１の燃焼室２の壁２ａに穿設さ
れたバーナ装着孔３に、孔３の内周面との間に若干の間
隙５をおいて装着され、この間隙５を通してガスタービ
ンあるいはガスエンジンからの排気が燃焼室２内に供給
されている。７はバーナ４をバーナ装着孔３内に保持す
るための円筒状のアダプタで、その外周面に排気ダクト
を接続するための接続口８が設けられており、アダプタ
７内に供給された排気は、バーナ装着孔３の内周面とバ
ーナ４の筒部との間の間隙５を通って燃焼室２内に噴出
するようになっているが、このときバーナ筒部の外周に
設けられているフランジ状乃至コーン状のガイド部材６
が排気の噴出方向を火炎から離間するように斜め外方へ
向けるのである。こうして外方へ広がりながら噴出する
排気流は、その内側の気圧を低下させるように作用する
ために、前方では再び内側へ引き寄せられて火炎と接触
することになり、火炎を冷却することによってＮＯｘの
発生を抑制する。しかしそのときは火炎は既に燃焼をほ
ぼ完了しているために、この排気との接触で不完全燃焼
を引き起こすことはない。結局上記ガイド部材６は、排
気と火炎との接触時期を若干遅らせることによって、低
ＮＯｘ効果を維持しながらＣＯガスの発生を防止してい
るのである。またボイラ２の負荷に応じてバーナ４をタ
ーンダウンし、火炎が小さくなった場合に、図６の従来
例では排気の流量及び流速が相対的に大きくなるため
に、火炎が排気によって冷却され過ぎて不完全燃焼を起
こす原因となっていたが、本発明によればターンダウン
された火炎にも排気が接触しないので、不完全燃焼を起
こすおそれがない。
【０００６】図２は請求項２の発明の実施例を示したも
ので、バーナ４をバーナ装着孔３に保持するためのアダ
プタ７を利用し、その円筒部７ａの外周面に上述のガイ
ド部材６を設けたものである。この場合、排気はアダプ
タ７の外筒に設けられたダクト接続口８から入って、ア
ダプタ円筒部７ａとバーナ装着孔３の内周面との間の間
隙５を通るようになっており、図２の場合と同様に、ア
ダプタ円筒部７ａの外周のガイド部材６により斜め外方
に逸らされるために、火炎の未燃部分あるいは小さく絞
られた火炎に接触せず、ＣＯの発生が未然に防止され
る。
ので、バーナ４をバーナ装着孔３に保持するためのアダ
プタ７を利用し、その円筒部７ａの外周面に上述のガイ
ド部材６を設けたものである。この場合、排気はアダプ
タ７の外筒に設けられたダクト接続口８から入って、ア
ダプタ円筒部７ａとバーナ装着孔３の内周面との間の間
隙５を通るようになっており、図２の場合と同様に、ア
ダプタ円筒部７ａの外周のガイド部材６により斜め外方
に逸らされるために、火炎の未燃部分あるいは小さく絞
られた火炎に接触せず、ＣＯの発生が未然に防止され
る。
【０００７】また図６の従来例のように、バーナ４の筒
部が内筒９と外筒１０の二重構造となり、外筒１０を通
して排気が供給されているような場合にも、内筒９の外
周に図１乃至図２のようなフランジ状あるいはコーン状
ののガイド部材７を設けることによって、排気の噴出方
向を斜め外方へ向けることにより、図１〜２の場合と全
く同様の効果を持たせることができる。
部が内筒９と外筒１０の二重構造となり、外筒１０を通
して排気が供給されているような場合にも、内筒９の外
周に図１乃至図２のようなフランジ状あるいはコーン状
ののガイド部材７を設けることによって、排気の噴出方
向を斜め外方へ向けることにより、図１〜２の場合と全
く同様の効果を持たせることができる。
【０００８】図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明によるＮ
Ｏｘ及びＣＯの削減の効果を示したもので、（ａ）は図
１の実施例によるＮＯｘ発生量を図４の従来例と比較し
たもので、横軸はターンダウン率である。また（ｂ）は
図１の実施例によるＣＯガス発生量を図５の従来例と比
較したもので、本発明によればターンダウン比を１０：
１にとっても、ＣＯの発生は殆ど見られないことが示さ
れている。
Ｏｘ及びＣＯの削減の効果を示したもので、（ａ）は図
１の実施例によるＮＯｘ発生量を図４の従来例と比較し
たもので、横軸はターンダウン率である。また（ｂ）は
図１の実施例によるＣＯガス発生量を図５の従来例と比
較したもので、本発明によればターンダウン比を１０：
１にとっても、ＣＯの発生は殆ど見られないことが示さ
れている。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば上述のように、コージェ
ネ用排気再燃ボイラの排気導入口１２をバーナ装着孔３
と共用することにより、ボイラのコストダウンを図ると
共に、ガイド部材７を設けることにより、バーナ火炎の
周囲に送り込まれた排気の噴出方向を斜め外方に向け
て、火炎の根元部分では排気が火炎に接触せず、火炎の
先端部分では排気が適度に火炎と混合してＮＯｘ発生量
を低減するようにし、それによってフル燃焼時のみなら
ず、ターンダウン時においても、排気と火炎の未燃成分
との接触による不完全燃焼を防止して、ＣＯの発生を低
減し、燃焼の不安定を防止し得るという効果があり、従
って従来のように分割火炎型、排気再循環型など複雑な
構造のバーナを用いなくても、簡易な直進炎バーナを使
用し、且つ汎用のボイラを利用して、コージェネ用排気
再燃ボイラの低ＮＯｘ化を行うことができるという利点
がある。
ネ用排気再燃ボイラの排気導入口１２をバーナ装着孔３
と共用することにより、ボイラのコストダウンを図ると
共に、ガイド部材７を設けることにより、バーナ火炎の
周囲に送り込まれた排気の噴出方向を斜め外方に向け
て、火炎の根元部分では排気が火炎に接触せず、火炎の
先端部分では排気が適度に火炎と混合してＮＯｘ発生量
を低減するようにし、それによってフル燃焼時のみなら
ず、ターンダウン時においても、排気と火炎の未燃成分
との接触による不完全燃焼を防止して、ＣＯの発生を低
減し、燃焼の不安定を防止し得るという効果があり、従
って従来のように分割火炎型、排気再循環型など複雑な
構造のバーナを用いなくても、簡易な直進炎バーナを使
用し、且つ汎用のボイラを利用して、コージェネ用排気
再燃ボイラの低ＮＯｘ化を行うことができるという利点
がある。
【図１】 （ａ）は本発明の一実施例の概略断面図、
（ｂ）は同上の要部縦断面図。
（ｂ）は同上の要部縦断面図。
【図２】 （ａ）は本発明の他の実施例の要部正面図、
（ｂ）は同上の一部切欠して断面を示した下面図。
（ｂ）は同上の一部切欠して断面を示した下面図。
【図３】 本発明によるＮＯｘ低減効果を示すグラフ、
（ｂ）は同上によるＣＯ低減効果を示すグラフ。
（ｂ）は同上によるＣＯ低減効果を示すグラフ。
【図４】 従来例の縦断面図。
【図５】 他の従来例の縦断面図。
１ 排気再燃ボイラ ２ 燃焼室」 ３ バーナ装着孔 ４ 排気再燃バーナ ５ 間隙 ６ ガイド部材 ７ アダプタ ８ 排気ダクト接続口 ９ 内筒 １０ 外筒 １１ 排気導入口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 啓充 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 大橋 俊邦 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
Claims (3)
- 【請求項１】 ガスエンジン又はガスタービンの排気を
バーナで再加熱して利用する排気再燃ボイラにおいて、
ボイラの燃焼室の壁に穿設したバーナ装着孔の内周面と
バーナの筒部との間に若干の間隙を設け、該間隙を通し
て上記排気を燃焼室内に供給すると共に、バーナ筒部の
外周面にフランジ状乃至コーン状のガイド部材を設け
て、該ガイド部材により上記排気の噴出方向を火炎から
離間するように斜め外方へ向けたことを特徴とするコー
ジェネ用排気再燃ボイラ。 - 【請求項２】 ガスエンジン又はガスタービンの排気を
バーナで再加熱して利用する排気再燃ボイラにおいて、
ボイラ燃焼室のバーナ装着孔に取り付けたバーナ保持用
アダプタの円筒部とバーナ装着孔の内周面との間に若干
の間隙を設け、該アダプタの円筒部にバーナ筒部を挿着
して、上記間隙を通して上記排気を燃焼室内に供給する
と共に、上記アダプタの円筒部の外周面にフランジ状乃
至コーン状のガイド部材を設けて、該ガイド部材により
上記排気の噴出方向をバーナの火炎から離間するように
斜め外方へ向けたことを特徴とするコージェネ用排気再
燃ボイラ。 - 【請求項３】 ガスエンジン又はガスタービンの排気を
バーナで再加熱して利用する排気再燃ボイラにおいて、
ボイラの燃焼室に装着したバーナの筒部を二重構造とし
て、内筒に燃焼用空気と燃料を供給して内筒の先端より
火炎を噴出させると共に、外筒を通じて上記排気を燃焼
室内に供給するようにし、内筒の外周面にフランジ状乃
至コーン状のガイド部材を設けて、該ガイド部材により
上記排気の噴出方向を火炎から離間するように斜め外方
へ向けたことを特徴とするコージェネ用排気再燃ボイ
ラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32220197A JP3857792B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | コージェネ用排気再燃ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32220197A JP3857792B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | コージェネ用排気再燃ボイラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11141808A true JPH11141808A (ja) | 1999-05-28 |
| JP3857792B2 JP3857792B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
ID=18141090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32220197A Expired - Fee Related JP3857792B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | コージェネ用排気再燃ボイラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3857792B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002333110A (ja) * | 2001-05-08 | 2002-11-22 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼装置 |
| JP2017166814A (ja) * | 2016-03-09 | 2017-09-21 | ボルカノ株式会社 | 燃焼装置 |
-
1997
- 1997-11-07 JP JP32220197A patent/JP3857792B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002333110A (ja) * | 2001-05-08 | 2002-11-22 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼装置 |
| JP2017166814A (ja) * | 2016-03-09 | 2017-09-21 | ボルカノ株式会社 | 燃焼装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3857792B2 (ja) | 2006-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| A521 | Written amendment |
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