JPH11248102A - 廃熱併用型ボイラおよびその利用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンなどから出る廃ガスを利用した省エ
ネタイプの廃熱併用型ボイラにおいて装置の小型化を図
る。 【解決手段】 多数の液管４が立設された加熱室１の前
方に、長い燃焼室が不要な面状火炎型バーナ１０と、エ
ンジンなどから出る排ガスを取り込むことのできる排ガ
スチャンバー１４とを設置し、排ガスチャンバー１４か
ら加熱室１に供給する排ガスの熱量が不足するときだ
け、面状火炎型バーナ１０に点火して吸収液１６を加熱
し、冷媒蒸気を発生するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はボイラおよびその
利用装置に関するものであり、特に詳しくはエンジンな
どから出る排ガスの熱を利用して熱効率を高めるように
したものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンなどから排出された排ガスが通
過する通路に臨んで、ガスや石油などを燃料とするダク
トバーナを設置し、エンジンなどから出た排ガスと、ダ
クトバーナで生成された高温の燃焼ガスとの混合ガスを
用いて水などを加熱し、蒸気を発生するようにした省エ
ネタイプの廃熱併用型ボイラがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の従
来の廃熱併用型ボイラは、ダクトバーナが不完全燃焼し
ないように、また、排ガスの低ＮＯ_X 化を図るためにも
長い加熱室が必要であった。したがって、装置を小型化
することが困難で用途が限定されると云った問題点があ
り、小型化を図って用途を拡げる必要があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、加熱室に立設された複数の液管の内部に通す
液体を加熱して蒸気を発生させるボイラにおいて、エン
ジンなどから出る排ガスの取り入れ口と、面状火炎型バ
ーナとを加熱室に臨んで設けるようにした廃熱併用型ボ
イラと、

【０００５】加熱室の上方に各液管の上端部が開口した
蒸気発生部が形成され、加熱室の下方に各液管の下端部
が開口した液体循環部が形成された前記廃熱併用型ボイ
ラを、各液管の上端部を越える高さにまで注入された吸
収液を加熱して冷媒を吸収液から蒸発分離する高温再生
器として使用するようにした第１の構成の廃熱併用型吸
収冷凍機と、

【０００６】前記構成の廃熱併用型ボイラまたは廃熱併
用型吸収冷凍機において、排ガスの熱量が不足するとき
に面状火炎型バーナによる加熱を行うようにした廃熱併
用型ボイラまたは廃熱併用型吸収冷凍機と、を提供する
ものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【０００８】１は吸収冷凍機の高温再生器１００の加熱
室であり、その上方には蒸気発生部２が、下方には液体
循環部３が鉄板などにより囲われて設けられている。蒸
気発生部２と液体循環部３とは、加熱室１に立設した多
数の液管４と、加熱室１の側方に設けた二重壁の間の右
側部空隙５と左側部空隙６とを介して連通している。

【０００９】また、加熱室１の前方右部分にはバーナ設
置口７が、前方左部分には排ガス取り入れ口８が、後方
には排気口９が開口し、バーナ設置口７には長い燃焼室
が不要な、それ自体は従来周知の面状火炎型バーナ１０
がその燃焼プレート１１を液管４に向けて設置され、排
ガス取り入れ口８には排ガスチャンバー１４が設置され
ている。

【００１０】燃焼プレート１１は、送風機１２によって
供給される空気と、図示しないガス管によって供給され
るガスとを混合する図示しない混合室の前面に配置され
ていて、この混合ガスを通過させてその表面で燃焼させ
るものである。なお、１３は燃焼プレート１１の下方に
設置されている点火バーナである。

【００１１】排ガスチャンバー１４は加熱室１に臨む面
が広く開口すると共に、他の面に開閉弁１５が設置さ
れ、図示しないエンジンなどから出る高温の排ガスをこ
の開閉弁１５を介して取り込んで、加熱室１に供給でき
るようになっている。

【００１２】液管４は、加熱室１に千鳥状に一様に配設
されて、排ガスチャンバー１４から供給されるエンジン
などの排ガスや、面状火炎型バーナ１０による火炎、お
よびその火炎が万遍なく接触するようになっている。

【００１３】なお、液体循環部３のバーナ設置口７側に
は器内に注入する吸収液１６の図示しない流入口が設け
られ、吸収冷凍機の図示しない吸収器から、冷媒を吸収
して吸収液濃度が低下した吸収液、いわゆる稀液が注入
できるようになっている。

【００１４】また、蒸気発生部２の排気口９側上方には
冷媒蒸気の流出口１７が開設され、その下方の蒸気発生
部２側方には吸収液の流出口１８が開設されている。

【００１５】さらに、吸収液１６の温度を計測する温度
センサ１９と、この温度センサ１９の出力に基づいて、
面状火炎型バーナ１０の火力および開閉弁１５の開閉を
例えば図４のように制御する制御器２０とが設置されて
いる。

【００１６】すなわち、制御器２０は先ず吸収液１６の
温度ｔを温度センサ１９によって計測し（ステップＳ
１）、その温度ｔが所定の温度α以下であるか、β（但
し、α＜β）以上であるか、αとβの間にあるかを判定
する（ステップＳ２）。

【００１７】そして、前記判定でｔ≦αであれば、排ガ
スチャンバー１４の開閉弁１５の開弁と、面状火炎型バ
ーナ１０の燃焼とを指示し（ステップＳ３・Ｓ４）、加
熱室１において吸収液１６を加熱する能力を最大にす
る。

【００１８】一方、前記判定でｔ≧βであれば、排ガス
チャンバー１４の開閉弁１５の閉弁と、面状火炎型バー
ナ１０の燃焼停止とを指示し（ステップＳ７・Ｓ８）、
加熱室１において吸収液１６を加熱する能力を零にす
る。

【００１９】また、前記判定でα＜ｔ＜βであれば、排
ガスチャンバー１４の開閉弁１５の開弁と、面状火炎型
バーナ１０の燃焼停止とを指示し（ステップＳ５・Ｓ
６）、加熱室１において吸収液１６を加熱する能力を中
間にする。

【００２０】したがって、高温再生器１００において
は、図示しないエンジンの回転数が低くいために排ガス
チャンバー１４から加熱室１に供給する排ガスの量が少
なかったり、あるいは器内に注入される吸収液１６の量
が多く、排ガスチャンバー１４から加熱室１に供給する
エンジンなどの排ガスだけでは吸収液１６の温度ｔが所
定の温度αに達せず、所要の量の冷媒蒸気が発生してい
ないときには、面状火炎型バーナ１０に点火されて吸収
液１６に対する加熱作用が強まり、その結果として冷媒
蒸気の発生量が増加する。

【００２１】一方、吸収液１６の温度ｔが所定の温度β
以上に上昇し、冷媒蒸気の発生量が多くなり過ぎたとき
には面状火炎型バーナ１０による加熱の停止と共に、開
閉弁１５が閉弁され、排ガスチャンバー１４から加熱室
１への排ガスの供給が停止されるので、吸収液１６に対
する加熱作用が零になり、その結果として冷媒蒸気の発
生量が減少する。

【００２２】また、吸収液１６の温度ｔが所定の温度α
とβの間にあって、冷媒蒸気の発生量が負荷にほぼ見合
っているときには、面状火炎型バーナ１０による加熱を
停止する一方で、開閉弁１５が開弁され、吸収液１６に
対する加熱作用は排ガスチャンバー１４から加熱室１に
供給される排ガスの熱によってのみ行われる。

【００２３】このように、吸収液１６を加熱して冷媒蒸
気を発生させる熱源には、開閉弁１５から排ガスチャン
バー１４に取り込まれるエンジンなどの排ガスがメイン
に利用され、この排ガスによる加熱で熱量が不足すると
きだけ面状火炎型バーナ１０に点火されるので、熱効率
が高く省エネが図れると云った利点がある。

【００２４】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸
脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。

【００２５】例えば、温度センサ１９が計測する吸収液
１６の温度ｔが所定の温度α以下の場合に開閉弁１５の
開弁と面状火炎型バーナ１０の燃焼を行い、吸収液１６
の温度ｔが所定の温度αより高いときに開閉弁１５を開
弁し、面状火炎型バーナ１０の燃焼を停止する図４に示
した制御では、吸収液１６の温度ｔが所定の温度αを上
下する度に面状火炎型バーナ１０の燃焼／停止が繰り返
され、面状火炎型バーナ１０の寿命が短くなると云った
欠点がある。

【００２６】このため、面状火炎型バーナ１０は、図５
に示したように吸収液１６の温度ｔが所定の温度α１よ
り低いときには燃焼させ、吸収液１６の温度ｔが所定の
温度α２より高いときには燃焼を停止し、吸収液１６の
温度ｔがα１とα２の間にあるときにはその前の状態を
継続させるように制御することで、面状火炎型バーナ１
０の燃焼／停止の頻繁な繰り返しが防止できる。排ガス
チャンバー１４の開閉弁１５の開閉も同様に制御するこ
とができる。

【００２７】また、温度センサ１９に代えて蒸気発生部
２の気相部の圧力を計測する圧力センサを設置し、この
圧力センサが計測する圧力に基づいて排ガスチャンバー
１４の開閉弁１５と面状火炎型バーナ１０とを、温度セ
ンサ１９における場合と同様に制御することもできる。

【００２８】また、図示しない蒸発器から取り出す、あ
るいは蒸発器に戻る冷水の温度と吸収液１６の温度ｔま
たは蒸気発生部２の圧力との相関により算出された操作
量をもって、排ガスチャンバー１４の開閉弁１５と面状
火炎型バーナ１０とを制御することもできる。

【００２９】また、排ガスチャンバー１４を面状火炎型
バーナ１０の上に重ねて設置したり、排ガスチャンバー
１４を二つに分割し、その間に面状火炎型バーナ１０を
設置することも可能である。

【００３０】また、面状火炎型バーナ１０の前方に液管
４を密に立設すると共に、この密に立設した液管４とそ
の他の部位に立設する液管４との間に液管４を全く立設
しない空間を設け、面状火炎型バーナ１０が生成する火
炎と燃焼ガスの温度を、液管を密に立設した部分で所定
の温度まで速やかに下げ、高温燃焼時に増加すると云わ
れるＮＯｘの生成量を低下させ、その後は液管４を全く
立設していない部分を通過させて燃焼ガスの温度低下を
抑えて燃焼を促進し、低温燃焼時に増加すると云われる
ＣＯの発生を抑えるように構成することも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の廃熱併用型
ボイラまたは廃熱型吸収冷凍機によれば、加熱源には主
にエンジンなどの排ガスが利用され、この排ガスによる
加熱で熱量が不足するときだけ面状火炎型バーナが使用
されるので、熱効率が高く省エネが図れる。

【００３２】また、長い燃焼室を必要としない面状火炎
型バーナを利用したので、液管を立設した加熱室にバー
ナを直接臨ませて設置することが可能であり、装置の小
型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 側方から見た高温再生器の説明図である。

【図２】 上方から見た高温再生器の説明図である。

【図３】 図２におけるＡ−Ａ線矢視の説明図である。

【図４】 制御の一例を示す説明図である。

【図５】 変形実施の説明図である。

【符号の説明】

１ 加熱室 ２ 蒸気発生部 ３ 液体循環部 ４ 液管 ５ 右側部空隙 ６ 左側部空隙 ７ バーナ設置口 ８ 排ガス取り入れ口 ９ 排気口 １０ 面状火炎型バーナ １１ 燃焼プレート １２ 送風機 １３ 点火バーナ １４ 排ガスチャンバー １５ 開閉弁 １６ 吸収液 １７ 蒸気流出口 １８ 吸収液流出口 １９ 温度センサ ２０ 制御器 １００ 高温再生器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱室に立設された複数の液管の内部に
   通す液体を加熱して蒸気を発生させるボイラにおいて、 エンジンなどから出る排ガスの取り入れ口と、面状火炎
   型バーナとが加熱室に臨んで設けられたことを特徴とす
   る廃熱併用型ボイラ。
2. 【請求項２】 加熱室の上方に各液管の上端部が開口し
   た蒸気発生部が形成され、加熱室の下方に各液管の下端
   部が開口した液体循環部が形成された請求項１記載の廃
   熱併用型ボイラが、各液管の上端部を越える高さにまで
   注入された吸収液を加熱して冷媒を吸収液から蒸発分離
   する高温再生器として使用されたことを特徴とする廃熱
   併用型吸収冷凍機。
3. 【請求項３】 排ガスの熱量が不足するときに面状火炎
   型バーナによる加熱が行われることを特徴とする請求項
   １記載の廃熱併用型ボイラまたは請求項２記載の廃熱併
   用型吸収冷凍機。