JPS6233209A - ボイラ−におけるパルス燃焼方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボイラーにおけるパルス燃焼方法に関し、詳
しくは燃焼ガスによる動力回収方法をも併せ行うことが
できる方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、ボイラー燃焼において、炉内に燃焼用空気を供給
するための空気送風機としては、遠心式のターボブロワ
−が用いられる。該ブ［］ワーの空気供給は連続的にな
るので、炉内の燃焼も連続的に行われることになる。

一方、所謂「パルス燃焼」として知られている燃焼方法
は、周期的な爆発燃焼を燃焼空間で起こす燃焼方法であ
って、燃焼室の前部には、燃焼管と燃焼室内の圧力脈動
に応じて開閉コントロールする給気弁があり、燃焼室の
後部には、尾管といわれる比較的長い排気管が設けられ
た構造を骨子として作動するものであって、燃焼の周期
は、燃焼室の１法と排気管の寸法によって決まる燃焼器
の持つ固有な振動周期に従うものである。

イしてこのパルス燃焼方法にＪ、ると、脈動により燃焼
ガスの撹拌が起り、燃焼ガスの流動時の層流が破壊され
境膜がなくなるため、燃焼ガスの流動する通路断面の各
部における温度差がなくなり、伝熱効率が理論上非常に
良くなる利点があることが知られている。

このように、パルス燃焼方法は、伝熱効率等において好
ましい燃焼方法であると言えるが、このパルス燃焼を生
起さけるために特別の手段が必要であり、したがってこ
のため構造が複雑化し、］ス１〜高となる欠点を免れな
い。

（発明が解決しＪ：うとする問題点） 本発明は、スクリュー式の容積型空気圧縮機を給気用と
して用い、その固有の作動である「おすめす両ロータの
歯端面による吐出ポートの断続的開閉」の作動を利用す
ることにより、前記従来のパルス燃焼方法の欠点を解消
するとともに、伝熱効率の高いボイラーを得ることを目
的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

ボイラーの燃焼室にスクリュー式の容積型空気圧縮機を
用いて空気を供給するにあたり、前記圧縮殿の吐出ポー
トを前記圧縮様のおすめす両ロータの歯端面により回転
中、断続的に開閉させ、圧縮空気を脈動的に前記燃焼室
に供給し、前記燃焼室内の燃焼にパルス燃焼を発生させ
るとともに、燃焼ガスの熱を前記燃焼室内の熱交換器に
より吸収させるボイラーにおけるパルス燃焼方法である
。

（作用） ボイラーの燃焼室にスクリュー式の容積型空気圧縮機を
用いて空気を供給すると、前記圧縮機の吐出ポートはお
すめす両ロータの歯端面により回転中、断続的に開閉さ
れ、圧縮空気が脈動的に前記燃焼室に供給され、このた
め前記燃焼室内の燃焼がパルス燃焼となり、ボイラー内
の伝熱効率が著しく向上するので熱交換器により吸収で
きる熱醋が増大する。

〔実施例〕

第１図は、本発明のボイラーのパルス燃焼方法を行わせ
る１実施例のフローシートダイヤグラムであり、第２図
、第３図は、それに使用されるスクリュー式の容積型空
気圧縮機の作動原理を説明するための図面である。

第２図及び第３図において、３０は容積型空気圧縮機の
ケーシング内壁であって、ケーシング内におすロータ３
５とめすロータ３６が互いに噛合うように設置される。

３１は各ロータの回転軸の端部を支持する軸受部である
。３２はケーシングの吐出側ハウジングに設けられた吐
出ポートであり、３３はアンローダ−スライド弁、３４
はバイパス通路である。

おすロータ３５とめずロータ３６は、第３図のような回
転方向に互いに逆回転するので、吸入孔から流入した両
ロータの歯面とケーシング内面との間に閉じ込められた
空気は、おすロータ３５とめづ°ロータ３６のかみ合い
の進展に伴い、順次その容積が縮小されるので空気の圧
縮が行われ、設計容積比υ・に至ると、閉じ込められた
空間３７の空気は吐出ポート３２と連通して所定圧力に
圧縮された圧縮空気となって吐出される。閉じ込められ
た空間３１は両日−タの回転の進展に伴い次第に縮小し
、吐出終了時には閉じ込み空間が０となる。これはおす
ロータ３５どめ１０−ク３６の両歯端面により吐出ポー
ト３２が閉鎖されることを意味している。

吐出ポート３２は、次の閉じ込み空間が連通ずるまで閉
鎖することになる。おすロータ３５とめすロータ３６の
歯数に応じた複数の「閉じ込み空間（互いに連通せず独
立空間である）は、ロータの回転数に対応する回数で吐
出ポート３２に断続的に連通し、圧縮空気の吐出が行わ
れる（両ロータの歯端面による吐出ポートの断続的開閉
による）。

このように、スクリュー式の容積型空気圧縮機による圧
縮空気の吐出は、脈動的に行われることになる。

第１図において、２は前記のスクリュー式の容積型空気
圧縮機であり、３はボイラーの燃焼室、１は容積型空気
圧縮１２に駆動軸１１により直結されたスクリュー式の
膨ｒ＆は（“あって、燃焼室３からの燃焼ガスを導入し
て附帯的に回転力を得て前配圧縮機２を駆動し、更に駆
動＠１２により発電機１０に６連結され、補助的に発電
も行うことができるように構成されている。

容積型空気圧縮機２により吸気管５から吸入された空気
は、所定の圧ノコにまで圧縮された後、空気供給管６を
経て脈動的に燃焼室３へ供給される。

燃料は、油管又はガス管９ａがら空気供給管６のノズル
部１７に導入され、エゼクタ一方式により圧縮空気と混
合して燃焼室３へ供給される。なお、燃料は油管又はガ
ス管９ｂにより容積型空気圧縮機２の閉じ込み後の位置
２７から吸入し、空気と混合して圧縮し空気供給管６に
吐出するようにしてもよく、又油管又はガス管９Ｃを紅
て圧縮空気とは別に燃焼室３内に供給することもできる
。前記のようにして燃焼室３内に脈動的に噴ＱＪ２Ｇさ
れた空気又は空気と燃料との混合気は、燃焼室３内にお
いてパルス燃焼を行う。

燃焼室３内における燃焼は脈動的に行われるので、パル
ス燃焼の特徴である伝熱効率の向上が得られ、流入流出
口２５を通って熱交換器２４内を流通する被加熱流体に
対する熱の伝達が著しく促准される。

又、熱交１！！！器２４は燃焼ガスの脈動を整流し減衰
する方向に動くので、それが設置される燃焼室３はバッ
ファ作用を有することになり、排気管７を経て膨張機１
に噴射流入される燃焼ガスの脈動を緩和する機能を有す
ることになる。そのため、膨張様１の回転力のむらを減
少さＶることができる。

もっとも、膨張機１はスクリュー式であるから、遠心型
タービンのように流入する燃焼ガスの脈動による効率の
低下を来たすことはなく、動力の回収を十分行うことが
できる。したがって本実施例によれば、ボイラーの伝熱
効率を向上できるとともに、燃焼ガスから効率よ＜　ｆ
）」力の回収し行うことができる。

又、燃焼室３内におけるパルス燃焼により、空気供給管
６を介して容積型空気圧縮機２の方へ至る逆火に関して
は、装置の寸法、形状等を適当に設計することにより、
おすロータとめずロータの歯端面が前記圧縮機２の吐出
ポート３２を閉鎖するときにタイミングを合わせるよう
にしてそれを防ぐことができる。なお、空気供給管６の
途中に適当な逆流阻止手段３８を設けることもできる。

膨張機１を流出した排がスは排気管２１を経て更に熱交
換器２２に流入し、伝熱コイル２３を流れる流体に余熱
を伝達する。

１９は点火栓であり、パルス燃焼の周期に合せて着火作
動を行わせることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、パルス燃焼のために特別の機構や装置
を必要とすることなく伝熱効率の著しく高い燃焼が得ら
れるので、高効率のボイラーを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を遂行する一実施例のフローシー
トダイヤグラム、第２図及び第３図は本発明において使
用されるスクリュー式の容積型空気圧縮機の部分断面図
である。 ２・・スクリュー式の容積型空気圧縮機、３・・ボイラ
ーの燃焼室、２４・・熱交換器、３２・・吐出ポート、
３５・・おザロータ、３６・めすロータ。 昭和６０年８月１日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボイラーの燃焼室にスクリュー式の容積型空気圧
   縮機を用いて空気を供給するに際し、前記圧縮機の吐出
   ポートを前記圧縮機のおすロータ、めすロータの歯端面
   により断続的に開閉することにより、脈動的供給を行な
   わせ、前記燃焼室の燃焼をパルス燃焼にするとともに、
   燃焼ガスの熱を前記燃焼室内の熱交換器により吸収させ
   ることを特徴とするボイラーにおけるパルス燃焼方法。
2. （２）スクリュー式の容積型空気圧縮機のロータのガス
   閉じ込み後の位置に燃料を噴射し、空気と燃料との混合
   ガスを吐出することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のボイラーにおけるパルス燃焼方法。
3. （３）ボイラーの燃焼室からの燃焼ガスをスクリュー式
   の容積型膨脹機に導入して回転力を得、これにより容積
   型空気圧縮機を駆動することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載のボイラーにおけるパルス燃焼
   方法。