JPH11248103A - 廃熱併用型ボイラ - Google Patents

廃熱併用型ボイラ

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JPH11248103A
JPH11248103A JP10050674A JP5067498A JPH11248103A JP H11248103 A JPH11248103 A JP H11248103A JP 10050674 A JP10050674 A JP 10050674A JP 5067498 A JP5067498 A JP 5067498A JP H11248103 A JPH11248103 A JP H11248103A
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exhaust gas
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Norikazu Kubota
伯一 久保田
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

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、放熱器を不要に
して装置の小型化を図る。 【解決手段】 加熱室1に液管4が立設された高温再生
器100で冷媒蒸気を発生させないときで、エンジン2
00などから高温の排ガスが排ガス通路L1に供給され
ているときには、この排ガスが加熱室1に流入しないで
第2のバイパス通路B2を通って排気されるように、ダ
ンパーD3を閉じ、ダンパーD4を開けると共に、さら
にダンパーD1を開け、ダンパーD2を閉じ、この状態
で面状火炎型バーナ10の送風機12を定格以下の所定
の回転数で運転し、送風機12が加熱室1に吹き込む空
気を排ガスチャンバー13から排ガス通路L1に逆流さ
せ、第1のバイパス通路B1と、排ガス通路L2のダン
パーD2より下流の部分を介して排出する制御器20を
設けるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はボイラーに関する
ものであり、特に詳しくはエンジンなどから出る排ガス
の熱を利用するボイラーに関する。
【0002】
【従来の技術】この種のボイラとして、例えば図3に示
したように、エンジンなどから排出された高温の排ガス
を通す排ガス通路L1の途中に、吸収式冷凍機の高温再
生器100の加熱室1を介在させると共に、高温再生器
100を迂回するバイパス通路B3も設け、高温再生器
100で吸収液を加熱して冷媒蒸気を発生させるときに
は、バイパス通路B3に介在するダンパーD5を操作し
てバイパス通路B3を閉じると共に、高温再生器100
に至る通路に介在するダンパーD6を操作してこの通路
を開け、エンジンなどから出て排ガス通路L1の上流側
から供給される高温の排ガスを高温再生器100の加熱
室1に送り込み、この排ガスの余熱によって吸収液を加
熱して冷媒蒸気を発生させるようにしたものがある。
【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、高温再生器100の運転停止
中にエンジンなどから出る高温の排ガスが加熱室1に漏
れ込んだときには、注入してある吸収液が過熱されるこ
とがあるので、放熱器21を設け、この放熱器に冷却水
を供給して放熱させるように構成されており、製造コス
ト・占有スペース共に大きくなると云った問題点があ
り、この点の解決が課題となっていた。
【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、エンジンなどから出る排ガスを案内する排ガ
ス通路の開口部と、面状火炎型バーナとが加熱室に臨ん
で併設され、加熱室に立設された複数の液管の内部を通
す液体を加熱して蒸気を発生させるボイラにおいて、前
記排ガス通路が開閉機構を備えて加熱室を迂回するバイ
パス通路を有するようにした第1の構成の廃熱併用型ボ
イラと、
【0005】前記第1の構成の廃熱併用型ボイラにおい
て、バイパス通路の通路抵抗が、加熱室を経由する通路
の通路抵抗より小さくなるようにした第2の構成の廃熱
併用型ボイラと、
【0006】前記第1または第2の構成の廃熱併用型ボ
イラにおいて、加熱室の排気口側をバイパス通路の開閉
機構(以下、第1の開閉機構と云う)より下流側部分と
開閉機構(以下、第2の開閉機構と云う)を介して接続
し、ボイラーへの液体供給を行わないとき、第1の開閉
機構によって当該通路を開け、第2の開閉機構によって
当該通路を閉じ、面状火炎型バーナへの燃料供給を停止
し、面状火炎型バーナに燃焼用空気を供給する送風機を
運転する制御器を備えるようにした第3の構成の廃熱併
用型ボイラと、
【0007】前記第3の構成の廃熱併用型ボイラにおい
て、排ガス通路がバイパス通路(以下、第1のバイパス
通路と云う)との分岐部より上流部分で分岐された第2
のバイパス通路を有し、加熱室および第1のバイパス通
路に至る排ガス通路に第3の開閉機構を設け、第2のバ
イパス通路に第4の開閉機構を設け、ボイラーへの液体
供給を行わないとき、第3の開閉機構によって当該通路
を閉じ、第4の開閉機構によって当該通路を開ける制御
器を備えるようにした第4の構成の廃熱併用型ボイラ
と、
【0008】前記第1〜第4の構成の廃熱併用型ボイラ
において、加熱室の上方に各液管の上端部が開口した蒸
気発生部を形成し、加熱室の下方に各液管の下端部が開
口した液体循環部を形成し、各液管の上端部を越える高
さにまで吸収冷凍機の吸収液を注入して使用するように
した第5の構成の廃熱併用型ボイラと、を提供するもの
である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明になる廃熱併用型ボ
イラの一実施形態として、吸収冷凍機の高温再生器10
0を例に挙げて説明する。
【0010】1は加熱室であり、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。
【0011】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が設けられ、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1
0がその燃焼プレート11を液管4に向けて横向きに設
置され、排ガス取り入れ口8には排ガスチャンバー13
が設置されている。
【0012】なお、燃焼プレート11は、送風機12に
よって供給される空気と、図示しないガス管を介して供
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、この混合ガスを図示しない無数の細孔か
ら通過させてその表面で燃焼させるものである。
【0013】排ガスチャンバー13は加熱室1に臨む面
が広く開口すると共に、他の面、例えば上面に排ガス取
り入れ口14が開設され、ここにエンジン200などか
ら出る高温の排ガスが通る排ガス通路L1が接続され、
途中に介在するダンパーD3(解決手段で云う第3の開
閉機構)を操作することによって、加熱室1に排ガスが
適宜供給できるようになっている。
【0014】なお、この発明では、ダンパーの両側の通
路が連通するようにダンパーを操作することをダンパー
を「開く」、両側の通路が遮断するようにダンパーを操
作することをダンパーを「閉じる」と、簡単に云う。
【0015】したがって、ダンパーD3を開くことによ
ってエンジン200などから出る高温の排ガスが、排ガ
ス通路L1を介して高温再生器100の加熱室1に排ガ
スチャンバー13から供給できるようになり、ダンパー
D3を閉じることによってエンジン200などから出る
排ガスが加熱室1に供給できなくなる。
【0016】この排ガス通路L1は、ダンパーD3より
下流の部分で分岐した第1のバイパス通路B1を有し、
その途中に介在するダンパーD1(解決手段で云う第1
の開閉機構)より下流の部分が、排気口9に接続された
排ガス通路L2のダンパーD2(解決手段で云う第2の
開閉機構)より下流の部分に接続している。
【0017】なお、この第1のバイパス通路B1は、高
温再生器100の加熱室1を経由する排ガスの通路より
短く、且つ、充分な太さに形成されて、エンジン200
などから供給される高温のガスが、ダンパーD1・D2
・D3を開けたときには、高温再生器100の加熱室1
を経由して流れる排ガスより、第1のバイパス通路B1
を経由して流れる排ガスの方が多くなるように、すなわ
ち、第1のバイパス通路B1の通路抵抗の方が高温再生
器100の加熱室1を経由する排ガスの通路の抵抗より
小さくなっている。
【0018】また、排ガス通路L1は、ダンパーD3よ
り上流の部分で分岐された第2のバイパス通路B2を有
している。この第2のバイパス通路B2にはダンパーD
4(解決手段で云う第4の開閉機構)が介在する
【0019】なお、高温再生器100の蒸気発生部2と
液体循環部3とを連通する前記液管4は、加熱室1に千
鳥状に一様に配設され、エンジン200などから出て排
ガス通路L1・排ガスチャンバー13から供給される高
温の排ガスや、面状火炎型バーナ10による火炎、およ
びその火炎によって生成される燃焼ガスが万遍なく接触
するようになっている。
【0020】また、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15の流入口16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。
【0021】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。
【0022】さらに、吸収液15の温度を計測する温度
センサ19と制御器20とが設置され、高温再生器10
0で吸収液15を加熱して冷媒蒸気を発生させるときに
は、制御器20から所要の制御信号を出力してダンパー
D1・D4を閉じ、ダンパーD2・D3を開けて、エン
ジン200などから出る高温の排ガスを排ガスチャンバ
ー13から高温再生器100の加熱室1に供給して吸収
液15を加熱し、加熱作用を終えて温度低下した排ガス
を排気口9・排ガス通路L2から排気する。
【0023】そして、エンジン200の回転数が低くい
ために、排ガスチャンバー13から高温再生器100の
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15の量が多く、エンジン2
00などから出る高温の排ガスを加熱室1に供給しても
吸収液15の温度が充分に上昇せず、したがって必要な
量の冷媒蒸気が発生しないときには、面状火炎型バーナ
10に点火して、高温再生器100における吸収液15
を加熱する能力を最大にする。
【0024】このように、吸収液15を加熱して冷媒蒸
気を発生させる熱源には、排ガス通路L1から排ガスチ
ャンバー13に取り込まれるエンジン100などから出
る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。
【0025】なお、温度センサ19が計測する吸収液1
5の温度が所定の温度より低いときには、最初から面状
火炎型バーナ10による加熱も行い、所定温度に達して
から、面状火炎型バーナ10による加熱を停止するよう
に起動するのが好ましい。
【0026】一方、高温再生器100で冷媒蒸気を発生
させないときで、エンジン200などから高温の排ガス
が排ガス通路L1に供給されているときには、この高温
の排ガスが高温再生器100の加熱室1に流入しないで
第2のバイパス通路B2を通って排気されるように、制
御器20から所要の制御信号を出力して、ダンパーD3
を閉じ、ダンパーD4を開けると共に、さらにダンパー
D1を開け、ダンパーD2を閉じ、この状態で送風機1
2を定格以下の所定の回転数、例えば定格の30%で運
転し、送風機12が加熱室1に吹き込む空気を排ガスチ
ャンバー13の排ガス取り入れ口14から排ガス通路L
1に逆流させ、第1のバイパス通路B1と、排ガス通路
L2のダンパーD2より下流の部分を介して排出する。
【0027】排ガス通路L1のダンパーD3より下流部
分の圧力は、送風機12による加圧排気作用で上昇し、
排ガス通路L1のダンパーD3より上流の部分から下流
部分にガス体が入り込むことが防止される。このため、
エンジン200などから出る高温の排ガスの加熱室1へ
の流入が二重に防止され、高温再生器100の吸収液1
5が加熱されることがなく、従来必要であった放熱器が
不要となった。
【0028】しかも、第1のバイパス通路B1の通路抵
抗が、高温再生器100の加熱室1を経由する通路の抵
抗より小さく設けられているので、高温再生器100の
運転停止中にダンパーD3が不調でエンジン200など
から出る高温の排ガスがダンパーD3の下流側に流れ込
むことがあっても、大半は第1のバイパス通路B1を経
由して排気され、加熱室1に流入する量は限定される。
【0029】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。
【0030】例えば、排ガスチャンバー13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13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。
【0031】また、高温再生器100は、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
ることもできる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明の廃熱併用型
ボイラは、エンジンの回転数が低くて加熱室に供給する
排ガスの量が少なかったり、あるいは器内に注入される
液量が多く、エンジンなどから出る高温の排ガスを加熱
室に供給しても液温が充分に上昇せず、したがって必要
な量の蒸気が発生しないときだけ、面状火炎型バーナに
点火して加熱する能力を最大にするので、熱効率が高く
省エネが図れる。
【0033】特に、請求項2〜4の廃熱併用型ボイラに
おいては、エンジンなどから出る高温の排ガスが運転停
止中のボイラに供給されることがないので、従来必要で
あった放熱器が不要となり、製造コストの削減と設置ス
ペースの削減が同時に図れるようになった。
【0034】また、長い燃焼室を必要としない面状火炎
型バーナを使用するので、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、これによ
り吸収冷凍機の高温再生器などの小型化も可能になっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施形態の説明図である。
【図2】 一実施形態の要部(高温再生器)の説明図で
ある。
【図3】 従来技術の説明図である。
【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 排ガスチャンバー 14 排ガス取り入れ口 15 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 B1 第1のバイパス通路 B2 第2のバイパス通路 D1〜D6 ダンパー L1・L2 排ガス通路 100 高温再生器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンなどから出る排ガスを案内する
    排ガス通路の開口部と、面状火炎型バーナとが加熱室に
    臨んで併設され、加熱室に立設された複数の液管の内部
    を通す液体を加熱して蒸気を発生させるボイラにおい
    て、 前記排ガス通路が開閉機構を備えて加熱室を迂回するバ
    イパス通路を有することを特徴とする廃熱併用型ボイ
    ラ。
  2. 【請求項2】 バイパス通路の通路抵抗が、加熱室を経
    由する通路の通路抵抗より小さいことを特徴とする請求
    項1記載の廃熱併用型ボイラ。
  3. 【請求項3】 加熱室の排気口側がバイパス通路の開閉
    機構(以下、第1の開閉機構と云う)より下流側部分と
    開閉機構(以下、第2の開閉機構と云う)を介して接続
    され、ボイラーへの液体供給を行わないとき、第1の開
    閉機構によって当該通路を開け、第2の開閉機構によっ
    て当該通路を閉じ、面状火炎型バーナへの燃料供給を停
    止し、面状火炎型バーナに燃焼用空気を供給する送風機
    を運転する制御器を備えたことを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の廃熱併用型ボイラ。
  4. 【請求項4】 排ガス通路がバイパス通路(以下、第1
    のバイパス通路と云う)との分岐部より上流部分で分岐
    された第2のバイパス通路を有し、加熱室および第1の
    バイパス通路に至る排ガス通路に第3の開閉機構が設け
    られ、第2のバイパス通路に第4の開閉機構が設けら
    れ、ボイラーへの液体供給を行わないとき、第3の開閉
    機構によって当該通路を閉じ、第4の開閉機構によって
    当該通路を開ける制御器を備えたことを特徴とする請求
    項3記載の廃熱併用型ボイラ。
  5. 【請求項5】 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、各液管の上端部を
    越える高さにまで吸収冷凍機の吸収液が注入されて使用
    されることを特徴とする請求項1〜4何れかに記載の廃
    熱併用型ボイラ。
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