JPS63131903A - ボイラ - Google Patents
ボイラInfo
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- JPS63131903A JPS63131903A JP62116034A JP11603487A JPS63131903A JP S63131903 A JPS63131903 A JP S63131903A JP 62116034 A JP62116034 A JP 62116034A JP 11603487 A JP11603487 A JP 11603487A JP S63131903 A JPS63131903 A JP S63131903A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B7/00—Steam boilers of furnace-tube type, i.e. the combustion of fuel being performed inside one or more furnace tubes built-in in the boiler body
- F22B7/12—Steam boilers of furnace-tube type, i.e. the combustion of fuel being performed inside one or more furnace tubes built-in in the boiler body with auxiliary fire tubes; Arrangement of header boxes providing for return diversion of flue gas flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
- F23M9/06—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in fire-boxes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
- F23C3/006—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M5/00—Casings; Linings; Walls
- F23M5/08—Cooling thereof; Tube walls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
- F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
- F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
- F24H1/28—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes
- F24H1/285—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes with the fire tubes arranged alongside the combustion chamber
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
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。
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、特にサイクロン燃焼器を有するボイラ
に関する。
に関する。
［従来の技術］
従来は、低品質の石炭や野菜くずを含む種々の固形材料
を燃焼又は焼却するために、サイクロン燃焼器（ｃｙｃ
ｌｏｎｉｃ ｃｏｍｂｕｓｔｏｒ）を燃焼チャンバ内
に乱流ガスのサイクロンを発生するのに使用して来た。
を燃焼又は焼却するために、サイクロン燃焼器（ｃｙｃ
ｌｏｎｉｃ ｃｏｍｂｕｓｔｏｒ）を燃焼チャンバ内
に乱流ガスのサイクロンを発生するのに使用して来た。
このような燃焼器は、ｒｃｏｍｂｕｓｔｔｏｎ ａｎ
ｄ ＦＩａｍｅＪ誌の第２３巻第１４３頁乃至第２０
１頁（１９７４年）に掲載のエフ。サイアト（Ｎ。
ｄ ＦＩａｍｅＪ誌の第２３巻第１４３頁乃至第２０
１頁（１９７４年）に掲載のエフ。サイアト（Ｎ。
３ｙｒｅｄ）及びジエイ、エム、ビーア（Ｊ。
Ｍ、 Ｂｅｅｒ）の［ＣＯｍｂｕｓｔｉＯｎｉｎ
５ｗ１ｒｌｔｎａ Ｆｌｏｗｓ：ＲｅｖｉｅｗＪ（ス
ワーリング流れに於ける燃焼ニレビュー）に開示されて
いる。サイクロン燃焼器を有する流体化ベッドボイラは
米国特許第４．４５７．２８９号に開示されている。こ
れらの文献は本願に取り込まれている。サイクロン燃焼
器を有するファイヤチューブボイラはオスウェイボウ・
パッケジ・ボイラ・カンパニ・インコーボレイテド（Ｑ
ｓｗｅｇｏ ｐａｃｋａｇｅＢｏｉｌｅｒ Ｃｏ、
、Ｉｎｃ、）のサイクロサーム部門で市販されて来た。
５ｗ１ｒｌｔｎａ Ｆｌｏｗｓ：ＲｅｖｉｅｗＪ（ス
ワーリング流れに於ける燃焼ニレビュー）に開示されて
いる。サイクロン燃焼器を有する流体化ベッドボイラは
米国特許第４．４５７．２８９号に開示されている。こ
れらの文献は本願に取り込まれている。サイクロン燃焼
器を有するファイヤチューブボイラはオスウェイボウ・
パッケジ・ボイラ・カンパニ・インコーボレイテド（Ｑ
ｓｗｅｇｏ ｐａｃｋａｇｅＢｏｉｌｅｒ Ｃｏ、
、Ｉｎｃ、）のサイクロサーム部門で市販されて来た。
公知の断熱型サイクロン燃焼器は、高い比熱発生（ｈｉ
ｏｈ ５ｐｅｃｉｆｉｃ ｈｅａｔｒｅ ｌ ｅａ
ｓｅ＞を行なうが、燃焼温度が高くＮＯｘの発生も大き
いと言う問題がある。燃焼は低容量の燃焼の場合は不安
定であり、流体力学的ターンダウン比（ｈｙｄｒｏｄｙ
ｎａｍｉｃｔｕｒｎｄｏｗｎ ｒａｔｉｏ）が高いと
非断熱燃焼ができなくなる。
ｏｈ ５ｐｅｃｉｆｉｃ ｈｅａｔｒｅ ｌ ｅａ
ｓｅ＞を行なうが、燃焼温度が高くＮＯｘの発生も大き
いと言う問題がある。燃焼は低容量の燃焼の場合は不安
定であり、流体力学的ターンダウン比（ｈｙｄｒｏｄｙ
ｎａｍｉｃｔｕｒｎｄｏｗｎ ｒａｔｉｏ）が高いと
非断熱燃焼ができなくなる。
ボイラの流体力学的ターンダウン比は、最大負荷に於け
る圧縮空気の、最小負荷に於ける圧縮空気に対する比と
定義され、負荷領域の両限界間で作動するボイラの能力
を示すものである。ターンダウン比が高いと、ある特定
の時間に蒸気発生のレベルが広範囲に及ぶ。蒸気発生の
範囲が広いことはボイラの蒸気の状態を効率的に換える
のに重要である。
る圧縮空気の、最小負荷に於ける圧縮空気に対する比と
定義され、負荷領域の両限界間で作動するボイラの能力
を示すものである。ターンダウン比が高いと、ある特定
の時間に蒸気発生のレベルが広範囲に及ぶ。蒸気発生の
範囲が広いことはボイラの蒸気の状態を効率的に換える
のに重要である。
［発明が解決しようとする問題点］
この発明は、サイクロン燃焼法
（ｃｙｃｌｏｎｉｃ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）を用い
、かつ比熱発生（！３ｐｅＣｉ ｆ ｉ Ｃｈｅａｔ
ｒｅｌｅａｓｅ）が非常に大きく、ＣＯ及びＮＯｘの
発生時に余剰空気が少なくかつ燃焼温度が比較的低いボ
イラを提供するものである。
、かつ比熱発生（！３ｐｅＣｉ ｆ ｉ Ｃｈｅａｔ
ｒｅｌｅａｓｅ）が非常に大きく、ＣＯ及びＮＯｘの
発生時に余剰空気が少なくかつ燃焼温度が比較的低いボ
イラを提供するものである。
又、この発明は、サイクロン燃焼法を用い低容量燃焼の
際に安定しているボイラを提供するものである。
際に安定しているボイラを提供するものである。
更に、この発明は、サイクロン燃焼法を用い高いターン
ダウン比を有するボイラを提供するものである。
ダウン比を有するボイラを提供するものである。
［問題点を解決するための手段］
この発明に基づくボイラは、サイクロン燃焼器を具備し
、第１及び第２チャンバと、空気・燃料供給手段と、出
口喉部と、熱交換器とを有して成る。
、第１及び第２チャンバと、空気・燃料供給手段と、出
口喉部と、熱交換器とを有して成る。
第１チャンバは、前端、後端及び長手方向へ延び実質的
に冷却されずかつ耐熱材でライニングされた実質的に円
筒形の外壁とを有する。
に冷却されずかつ耐熱材でライニングされた実質的に円
筒形の外壁とを有する。
第２チャンバは、第１チャンバの前記後端に実質的に長
手方向に整合して流体を通じさせる前端、後端及び長手
方向へ延びる実質的に円筒形の外壁を有する。
手方向に整合して流体を通じさせる前端、後端及び長手
方向へ延びる実質的に円筒形の外壁を有する。
空気・燃料供給手段は、第１チャンバ内に直接に空気と
燃料を供給しかつ第１及び第２チャンバ内で燃焼させる
ための熱ガスのサイクロン・フロー・パターンを形成す
る構成になっている。
燃料を供給しかつ第１及び第２チャンバ内で燃焼させる
ための熱ガスのサイクロン・フロー・パターンを形成す
る構成になっている。
出口喉部は、第２チャンバの内径よりも小さな直径を有
し、第２チャンバの後端に実質的に同軸に整合され第２
チヤ、ンバからの熱ガスを排気するための実質的に円筒
形になっている。
し、第２チャンバの後端に実質的に同軸に整合され第２
チヤ、ンバからの熱ガスを排気するための実質的に円筒
形になっている。
熱交換器は、第２チャンバを囲繞し第１チャンバの外壁
を実質的に冷却することなく第２チャンバの外壁を冷却
する構成に成っている。
を実質的に冷却することなく第２チャンバの外壁を冷却
する構成に成っている。
［実施例、作用、発明の効果］
以下、図面を参照して本発明を実施例に基づいて説明す
る。
る。
本発明によれば、サイクロン燃焼器を有するボイラは、
（ａ） 前端、後端及び長手方向へ延び実質的に冷却
されずかつ耐熱材でライニングされた実質的に円筒形の
外壁とを有する第１チャンバと、（ｂ） 第１チャン
バの後端に実質的に長手方向に整合して流体を通じさせ
る前端、後端及び長手方向へ延びる実質的に円筒形の外
壁を有する第２チャンバと、 （ｃ） 第１チャンバ内に直接に空気と燃料を供給し
かつ第１及び第２チャンバ内で燃焼させるための熱ガス
のサイクロン・フロー・パターンを形成するための供給
手段と、 （ｄ） 第２チャンバの内径よりも小さな直径を有し
、第２チャンバの後端に実質的に同軸に整合され第２チ
ャンバからの熱ガスを排気するための実質的に円筒形の
出口喉部と、 （ｅ） 第２チャンバを囲繞し第１チャンバの外壁を
実質的に冷却することなく第２チャンバの外壁を冷却す
るための熱交換器と を具備して成る。
されずかつ耐熱材でライニングされた実質的に円筒形の
外壁とを有する第１チャンバと、（ｂ） 第１チャン
バの後端に実質的に長手方向に整合して流体を通じさせ
る前端、後端及び長手方向へ延びる実質的に円筒形の外
壁を有する第２チャンバと、 （ｃ） 第１チャンバ内に直接に空気と燃料を供給し
かつ第１及び第２チャンバ内で燃焼させるための熱ガス
のサイクロン・フロー・パターンを形成するための供給
手段と、 （ｄ） 第２チャンバの内径よりも小さな直径を有し
、第２チャンバの後端に実質的に同軸に整合され第２チ
ャンバからの熱ガスを排気するための実質的に円筒形の
出口喉部と、 （ｅ） 第２チャンバを囲繞し第１チャンバの外壁を
実質的に冷却することなく第２チャンバの外壁を冷却す
るための熱交換器と を具備して成る。
第１図は、この発明の１実施例の基づく、サイクロン燃
焼器を有するファイヤチューブボイラの垂直断面図であ
る。燃焼器はモリソンチューブ（Ｍｏｒｌｓｏｎ ｔ
ｕｂｅ）としても知られている中央ファイヤチューブを
含み、これには燃焼チャンバ２１があって、第１チャン
バ２２及び第２チャンバ２４によって規定される領域を
含む。
焼器を有するファイヤチューブボイラの垂直断面図であ
る。燃焼器はモリソンチューブ（Ｍｏｒｌｓｏｎ ｔ
ｕｂｅ）としても知られている中央ファイヤチューブを
含み、これには燃焼チャンバ２１があって、第１チャン
バ２２及び第２チャンバ２４によって規定される領域を
含む。
第１チャンバ２２は、前端２６と、後端２８と、実質的
には冷却されず耐熱材でライニングされている長手方向
へ延びる実質的に円筒形の外壁３０を包含する。
には冷却されず耐熱材でライニングされている長手方向
へ延びる実質的に円筒形の外壁３０を包含する。
第２チャンバ２４°は、前端３２と、後端３４と、望ま
しくは金属製の実質的に長手方向に延びる外壁３６を有
する。第１チャンバ２２の後端２８と第２チャンバ２４
の前端３２は流体が通じるように連通され、互いに長手
方向に整合している。
しくは金属製の実質的に長手方向に延びる外壁３６を有
する。第１チャンバ２２の後端２８と第２チャンバ２４
の前端３２は流体が通じるように連通され、互いに長手
方向に整合している。
プリナム（ｐ Ｉ ｅｎｕｍ）又はマニホルド３８及び
接線方向ノズル４０のような、第１チャンバ２２に直接
に空気及び燃料を供給する手段は、第１チャンバ２２及
び第２チャンバ２４によって規定される燃焼チャンバ内
で熱ガスのサイクロン・フロｍ０パターン（ｃｙｃ ｌ
ｏｎ ｉ ｃｆ ｌ ｏｗｐａｔｔｅｒｎ）を形成す
る。
接線方向ノズル４０のような、第１チャンバ２２に直接
に空気及び燃料を供給する手段は、第１チャンバ２２及
び第２チャンバ２４によって規定される燃焼チャンバ内
で熱ガスのサイクロン・フロｍ０パターン（ｃｙｃ ｌ
ｏｎ ｉ ｃｆ ｌ ｏｗｐａｔｔｅｒｎ）を形成す
る。
望ましくは液状又は気体状の燃料は、ノズル４３によっ
て接線方向へ導入されるが、これに加えて又はこれと別
にノズル４１によって第１チャンバ２２内へ半径方向に
導入されるようにしてもよい。実質的に円筒形の出口喉
部４２を第２チャンバ２４の後端３４に設置して第２チ
ャンバ２４の同軸に整合させ、この際出口喉部４２の直
径を第２チャンバ２４の内径よりも小さくして置く。
て接線方向へ導入されるが、これに加えて又はこれと別
にノズル４１によって第１チャンバ２２内へ半径方向に
導入されるようにしてもよい。実質的に円筒形の出口喉
部４２を第２チャンバ２４の後端３４に設置して第２チ
ャンバ２４の同軸に整合させ、この際出口喉部４２の直
径を第２チャンバ２４の内径よりも小さくして置く。
この実施例に於いては、送風機（図示せず）のような圧
縮空気源はノズル４０を通してプリナム又はマニホルド
３８から第１チャンバ２２内へ空気を送る。
縮空気源はノズル４０を通してプリナム又はマニホルド
３８から第１チャンバ２２内へ空気を送る。
この発明においては、接線方向の空気ノズル４０の横断
面積と第１チャンバ２２及び第２チャンバ２４の幾何学
的特性が、スワール数（Ｓ）（Ｓｗｉｒｌ ｎｕｍｂ
ｅｒ）が少なくとも約０．６、レイノルズ数（Ｒｅ）が
少なくとも約ｉｓ、ｏｏｏであることが重要である。こ
れらの数は最大容量で作動する時に第１チャンバ２２及
び第２チャンバ２４内で乱流のサイクロン（ｃｙｃｌｏ
ｎｅ ｏｆ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ）を形成するの
に必要である。他方、最大容量に於けるスワール数及び
レイノルズ数はこれらの値を超えてはならない。接線方
向空気ノズル４０並びに第１チャンバ２２及び第２チャ
ンバ２４によって構成される燃焼チャンバを通して受は
入れ難い圧力降下が生じるからである。
面積と第１チャンバ２２及び第２チャンバ２４の幾何学
的特性が、スワール数（Ｓ）（Ｓｗｉｒｌ ｎｕｍｂ
ｅｒ）が少なくとも約０．６、レイノルズ数（Ｒｅ）が
少なくとも約ｉｓ、ｏｏｏであることが重要である。こ
れらの数は最大容量で作動する時に第１チャンバ２２及
び第２チャンバ２４内で乱流のサイクロン（ｃｙｃｌｏ
ｎｅ ｏｆ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ）を形成するの
に必要である。他方、最大容量に於けるスワール数及び
レイノルズ数はこれらの値を超えてはならない。接線方
向空気ノズル４０並びに第１チャンバ２２及び第２チャ
ンバ２４によって構成される燃焼チャンバを通して受は
入れ難い圧力降下が生じるからである。
乱流のサイクロンでは、３．５ｘ１０”Ｋｃａｌ／立方
米・９時まで及びそれより高い比熱発生率（ｓｐｅｃｉ
ｆｉｃ ｈｅａｔｒ ｌ ｅａｓｅ）と天然ガス及び
軽い燃料油を燃やす時にそれぞれ約６０乃至１２０ｐｌ
）ｍ及び約１２０乃至１８０ｐｐｍの煙道ガス（ｆｌｕ
ｅｇａｓ）内のＮｏｘａｌ度が得られる。所望のスワー
ル数とレイノルズ数を得るためには、出口喉部４２と第
２チャンバ２４の内部は、第１チャンバ２２の接線方向
の空気ノズルの横断面積と共に、ある幾何学的特性を示
さなくてはならない。
米・９時まで及びそれより高い比熱発生率（ｓｐｅｃｉ
ｆｉｃ ｈｅａｔｒ ｌ ｅａｓｅ）と天然ガス及び
軽い燃料油を燃やす時にそれぞれ約６０乃至１２０ｐｌ
）ｍ及び約１２０乃至１８０ｐｐｍの煙道ガス（ｆｌｕ
ｅｇａｓ）内のＮｏｘａｌ度が得られる。所望のスワー
ル数とレイノルズ数を得るためには、出口喉部４２と第
２チャンバ２４の内部は、第１チャンバ２２の接線方向
の空気ノズルの横断面積と共に、ある幾何学的特性を示
さなくてはならない。
これらの特徴を以下に詳述するが、これらは上述のサイ
アトとビー７との記事で一般的に論じられており、これ
に関連させながら説明することにする。
アトとビー７との記事で一般的に論じられており、これ
に関連させながら説明することにする。
第１チャンバ２２及び第２チャンバ２４から成る燃焼チ
ャンバ２１が、この中でスワール数が少なくとも約０．
６、レイノルズ数が少なくとも約ｉｓ、ｏｏｏ、出口喉
部４２の直径（Ｄｅ）と第２チャンバ２４の内壁の直径
（Ｄｏ）の比、即ち、Ｄｅ／Ｄｏ （これをＸと置く）
が約０．４と約０．７との間の範囲内にあるようになっ
ている場合、第１チャンバ２２及び第２チャンバ２４は
、運転中、３つもの共軸のトロイダル循環ゾーンを持つ
大きな内部逆流ゾーンを示す。このような循環ゾーンは
従来のサイクロン燃焼器の分野で一般に知られている。
ャンバ２１が、この中でスワール数が少なくとも約０．
６、レイノルズ数が少なくとも約ｉｓ、ｏｏｏ、出口喉
部４２の直径（Ｄｅ）と第２チャンバ２４の内壁の直径
（Ｄｏ）の比、即ち、Ｄｅ／Ｄｏ （これをＸと置く）
が約０．４と約０．７との間の範囲内にあるようになっ
ている場合、第１チャンバ２２及び第２チャンバ２４は
、運転中、３つもの共軸のトロイダル循環ゾーンを持つ
大きな内部逆流ゾーンを示す。このような循環ゾーンは
従来のサイクロン燃焼器の分野で一般に知られている。
高レベルの乱流とこれが結び付くと、熱交換が著しく増
進され、従って、第１チャンバ２２′及び第２チャンバ
２４全体を通して比較的均等な温度が得られる。
進され、従って、第１チャンバ２２′及び第２チャンバ
２４全体を通して比較的均等な温度が得られる。
比Ｘの値は望ましくは約０．４乃至約０．７に範囲内に
あるとよい。何故ならば、Ｘが増加するにつれて、燃料
チャンバを通じて圧力降下が減少し、スワール数が増加
するからである。Ｘの値が高いほど望ましい。然し、Ｘ
の値が０．７を超えると、内部逆流ゾーンが十分には形
成されない。
あるとよい。何故ならば、Ｘが増加するにつれて、燃料
チャンバを通じて圧力降下が減少し、スワール数が増加
するからである。Ｘの値が高いほど望ましい。然し、Ｘ
の値が０．７を超えると、内部逆流ゾーンが十分には形
成されない。
熱交換手段が、第１チャンバ２２の壁３０を実質的に冷
却することなく第２チャンバ２４の壁３６を冷却するた
めに第２チャンバ２４を囲繞している。熱交換手段は、
望ましくは、従来のもののように、ボイラ外殻４８、第
２チャンバ２４からの熱ガスを導くた°め外殻４８と、
モリソンチューブ５４の間に設けられたガス管５０と、
ガス管５０と第２チャンバ２４の外部の外殻４８内にあ
って第２チャンバ２４とガス管５０内の熱ガスによって
加熱される水を導くための空間５２から成る。
却することなく第２チャンバ２４の壁３６を冷却するた
めに第２チャンバ２４を囲繞している。熱交換手段は、
望ましくは、従来のもののように、ボイラ外殻４８、第
２チャンバ２４からの熱ガスを導くた°め外殻４８と、
モリソンチューブ５４の間に設けられたガス管５０と、
ガス管５０と第２チャンバ２４の外部の外殻４８内にあ
って第２チャンバ２４とガス管５０内の熱ガスによって
加熱される水を導くための空間５２から成る。
ボイラ容量が小さい場合でも、空気と燃料が噴射される
第１チャンバ２２の壁を冷却しないで第２チャンバ２４
の壁のみを冷却することによって安定した燃焼が行われ
る。この安定した燃焼によって高いターンダウン比が達
成される。例えば、この構造にした結果、ターンダウン
比は４：１から１０＝１まで及びそれよりも高い値に増
加される。余剰空気は２５−３０％から５％に減少出来
、１０：１の高ターンダウン比で５％に保つことが出来
る。火炎温度は、従来のファイヤチューブボイラの約３
０００’ Ｆ （約１６５０°Ｃ）に対して、２０００
’ Ｆ （１０９０″Ｃ）及びそれより低くなる。従っ
て、火炎温度がより低くかつ余剰空気がより少ないため
に、ＮＯｘの発生は標準のバーナ／ボイラ装置よりも少
なくなる。
第１チャンバ２２の壁を冷却しないで第２チャンバ２４
の壁のみを冷却することによって安定した燃焼が行われ
る。この安定した燃焼によって高いターンダウン比が達
成される。例えば、この構造にした結果、ターンダウン
比は４：１から１０＝１まで及びそれよりも高い値に増
加される。余剰空気は２５−３０％から５％に減少出来
、１０：１の高ターンダウン比で５％に保つことが出来
る。火炎温度は、従来のファイヤチューブボイラの約３
０００’ Ｆ （約１６５０°Ｃ）に対して、２０００
’ Ｆ （１０９０″Ｃ）及びそれより低くなる。従っ
て、火炎温度がより低くかつ余剰空気がより少ないため
に、ＮＯｘの発生は標準のバーナ／ボイラ装置よりも少
なくなる。
中央ファイヤチューブは、望ましくは、第２チャンバ２
４の壁３６から延び、これに整合し連続している円筒管
１５４を含むと良い。熱ガスが出口喉部４２を通って円
筒管５４内に導かれる。
４の壁３６から延び、これに整合し連続している円筒管
１５４を含むと良い。熱ガスが出口喉部４２を通って円
筒管５４内に導かれる。
熱交換手段は、又、後部コンパートメント５６及び前部
コンパートメント５８を含むことが望ましく、この後部
コンパートメント５６は、第１図の下部に示されている
１ような所定の第１のセットのガス管５０を通して第２
チャンバ２４から円筒管５４の中の熱ガスの流れを指向
するためのものであり、前部コンパートメント５８は、
熱ガスを反対方向へ第１のセットのガス管５０から第１
図の上部の第２のセットのガス管５０へ向けるためのも
のである。このことは、ガス流を示す矢印で表わされて
おり、従来からファイヤチューブボイラに対して知られ
ていたことである。
コンパートメント５８を含むことが望ましく、この後部
コンパートメント５６は、第１図の下部に示されている
１ような所定の第１のセットのガス管５０を通して第２
チャンバ２４から円筒管５４の中の熱ガスの流れを指向
するためのものであり、前部コンパートメント５８は、
熱ガスを反対方向へ第１のセットのガス管５０から第１
図の上部の第２のセットのガス管５０へ向けるためのも
のである。このことは、ガス流を示す矢印で表わされて
おり、従来からファイヤチューブボイラに対して知られ
ていたことである。
第３図に示すように、空気燃料供給手段は、空気と燃料
を別々にかつ直接に第１チャンバ２２内へ供給するため
と空気及び燃料を第１チャンバ２２と第２チャンバ２４
゛の中で混合し燃焼させるための別々の通路を含むこと
が望ましい。第１チャンバ２２と第２チャンバ２４の長
さの比は燃焼チャンバ２１内の燃焼温度に影響を与える
。一般に、第１チャンバ２２の長さが第２チャンバ２４
の長さに対して減少すると、燃焼温度が低下する。この
比は、燃焼温度を低くするとＮＯＸの発生が少なくなる
から、重要である。天然ガスと燃料用油（ｆｕｅｌ
ｏｉｌ）の比は、低容量の燃焼器に対しては通常１．５
より低く、非常に高い容量の燃料器に対しては０．５よ
り低くなり得る。第１チャンバ２２と第２チャンバ２４
の長さの比は実質的に約０．２：１乃至１．５：１の範
囲内にあることが望ましい。これによって、高い容量の
燃焼に対しても、燃焼温度を２０００−２２００゜Ｆ
（１０９０−１２００″’Ｃ）より少なくすることが出
来る。
を別々にかつ直接に第１チャンバ２２内へ供給するため
と空気及び燃料を第１チャンバ２２と第２チャンバ２４
゛の中で混合し燃焼させるための別々の通路を含むこと
が望ましい。第１チャンバ２２と第２チャンバ２４の長
さの比は燃焼チャンバ２１内の燃焼温度に影響を与える
。一般に、第１チャンバ２２の長さが第２チャンバ２４
の長さに対して減少すると、燃焼温度が低下する。この
比は、燃焼温度を低くするとＮＯＸの発生が少なくなる
から、重要である。天然ガスと燃料用油（ｆｕｅｌ
ｏｉｌ）の比は、低容量の燃焼器に対しては通常１．５
より低く、非常に高い容量の燃料器に対しては０．５よ
り低くなり得る。第１チャンバ２２と第２チャンバ２４
の長さの比は実質的に約０．２：１乃至１．５：１の範
囲内にあることが望ましい。これによって、高い容量の
燃焼に対しても、燃焼温度を２０００−２２００゜Ｆ
（１０９０−１２００″’Ｃ）より少なくすることが出
来る。
加熱によって第２チャンバ２４の金属壁３６の損傷を避
けるために、壁３６の前端３２を耐熱材６０でライニン
グする。
けるために、壁３６の前端３２を耐熱材６０でライニン
グする。
上述のサイクロン燃焼器をボイラ系の中に設置すること
が望ましいが、これを実質的なボイラ装置を用いない燃
焼又は反応に用いてもよい。
が望ましいが、これを実質的なボイラ装置を用いない燃
焼又は反応に用いてもよい。
このようなサイクロン燃焼器は、
（ａ） 前端、後端及び長手方向へ延び実質的に冷却
されずかつ耐熱材でライニングされた実質的に円筒形の
外壁とを有する第１チャンバと、（ｂ） 第１チャン
バの後端に長手方向に整合して流体を通じさせる前端、
後端及び長手方向へ延びる実質的に円筒形の外壁を有す
る第２チャンバと、 （ｃ） 第１チャンバ内に直接に空気と燃料を供給し
かつ第１及び第２チャンバ内にサイクロン・フロー・パ
ターンを形成するための供給手段と、（ｄ） 第２チ
ャンバの内径よりも小さな直径を有し、第２チャンバの
後端に実質的に同軸に整合された実質的に円筒形の出口
喉部と、（ｅ） 第１チャンバの外壁を実質的に冷却
することなく第２チャンバの外壁を冷却するための熱交
換器と を具備して成る。
されずかつ耐熱材でライニングされた実質的に円筒形の
外壁とを有する第１チャンバと、（ｂ） 第１チャン
バの後端に長手方向に整合して流体を通じさせる前端、
後端及び長手方向へ延びる実質的に円筒形の外壁を有す
る第２チャンバと、 （ｃ） 第１チャンバ内に直接に空気と燃料を供給し
かつ第１及び第２チャンバ内にサイクロン・フロー・パ
ターンを形成するための供給手段と、（ｄ） 第２チ
ャンバの内径よりも小さな直径を有し、第２チャンバの
後端に実質的に同軸に整合された実質的に円筒形の出口
喉部と、（ｅ） 第１チャンバの外壁を実質的に冷却
することなく第２チャンバの外壁を冷却するための熱交
換器と を具備して成る。
以上に実施例について説明して来たが、本発明はこれら
に限定されるものでなく、特許請求の範囲に示された技
術的範囲内の発明を包含するのは当然である。
に限定されるものでなく、特許請求の範囲に示された技
術的範囲内の発明を包含するのは当然である。
第１図は本発明に基づくボイラの１実施例の縦断面図、
第２図は第１図の実施例の端面図、第３図は第１図の３
−３線に沿う断面図、第４図は第１図の４−４線に沿う
断面図である。 ２１・・・燃焼チャンバ、２２・・・第１チャンバ、２
４・・・第２チャンバ、２６・・・前端、２８・・・後
端、３０・・・外壁、３２・・・前端、３４・・・後端
、３６・・・外壁、３８・・・マニホルド（プリナム）
、４０．４１・・・ノズル、４２・・・出口喉部、４３
・・・ノズル、４８・・・外殻、５０・・・ガス管、５
２・・・空間、５４・・・モリソンチューブ（円筒管）
、５６・・・後部コンパートメント、５８・・・前部コ
ンパートメント、６０・・・耐熱材。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図 手続補正書（方式） １、事件の表示 特願昭６２−１１６０３４号 ２、発明の名称 ボイラ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ドンリー・チクノロシーズ・インコーポレー７４
、代理人 住所 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 ＵＢＥビ
ル昭和６２年７月２８日 ６、補正の対象 適正な願書（代表者の氏名）、委任状およびその訳文、
図面 ７、補正の内容 別紙の通り
第２図は第１図の実施例の端面図、第３図は第１図の３
−３線に沿う断面図、第４図は第１図の４−４線に沿う
断面図である。 ２１・・・燃焼チャンバ、２２・・・第１チャンバ、２
４・・・第２チャンバ、２６・・・前端、２８・・・後
端、３０・・・外壁、３２・・・前端、３４・・・後端
、３６・・・外壁、３８・・・マニホルド（プリナム）
、４０．４１・・・ノズル、４２・・・出口喉部、４３
・・・ノズル、４８・・・外殻、５０・・・ガス管、５
２・・・空間、５４・・・モリソンチューブ（円筒管）
、５６・・・後部コンパートメント、５８・・・前部コ
ンパートメント、６０・・・耐熱材。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図 手続補正書（方式） １、事件の表示 特願昭６２−１１６０３４号 ２、発明の名称 ボイラ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ドンリー・チクノロシーズ・インコーポレー７４
、代理人 住所 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 ＵＢＥビ
ル昭和６２年７月２８日 ６、補正の対象 適正な願書（代表者の氏名）、委任状およびその訳文、
図面 ７、補正の内容 別紙の通り
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、サイクロン燃焼器を有し、 （ａ）前端、後端及び長手方向へ延び実質的に冷却され
ずかつ耐熱材でライニングされた実質的に円筒形の外壁
とを有する第１チャンバと、（ｂ）前記第１チャンバの
前記後端に実質的に長手方向に整合して流体を通じさせ
る前端、後端及び長手方向へ延びる実質的に円筒形の外
壁を有する第２チャンバと、 （ｃ）前記第１チャンバ内に直接に空気と燃料を供給し
かつ前記第１チャンバ及び前記第２チャンバ内で燃焼さ
せるための熱ガスのサイクロン・フロー・パターンを形
成するための供給手段と、（ｄ）前記第２チャンバの内
径よりも小さな直径を有し、前記第２チャンバの前記後
端に実質的に同軸に整合され前記第２チャンバからの熱
ガスを排気するための実質的に円筒形の出口喉部と、（
ｅ）前記第２チャンバを囲繞し前記第１チャンバの前記
外壁を実質的に冷却することなく前記第２チャンバの前
記外壁を冷却するための熱交換器と を具備して成ることを特徴とするボイラ。 ２、前記第２チャンバの前記後端から延出し前記第２チ
ャンバに実質的に長手方向に整合する実質的に円筒形の
管を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載のボイラ。 ３、前記供給手段は、空気と燃料を個別にかつ直接に前
記第１チャンバ内へ供給するためと前記第１チャンバ及
び前記第２チャンバ内でこれらの空気及び燃料を混合し
燃焼させるための空気供給手段と燃料供給手段を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
のボイラ。 ４、前記空気供給手段及び前記燃料供給手段は空気及び
燃料をそれぞれ前記第１チャンバ内へ接線方向へ射出す
るための同軸のノズルであることを特徴とする特許請求
の範囲第３項に記載のボイラ。 ５、前記第１チャンバ及び前記第２チャンバの長さの比
は実質的に０．２：１乃至１．５：１の範囲内にあるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいず
れかの１に記載のボイラ。 ６、前記第２チャンバの前記外壁は耐熱材でライニング
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
第５項のいずれかの１に記載のボイラ。 ７、（ａ）前端、後端及び長手方向へ延び 実質的に冷却されずかつ耐熱材でライニングされた実質
的に円筒形の外壁とを有する第１チャンバと、 （ｂ）前記第１チャンバの前記後端に実質的に長手方向
に整合して流体を通じさせる前端、後端及び長手方向へ
延びる実質的に円筒形の外壁を有すると共にボイラファ
イヤチューブの少なくとも一部を形成する第２チャンバ
と、 （ｃ）前記第１チャンバ内に直接に空気と燃料を供給し
かつ前記第１チャンバ及び前記第２チャンバ内で燃焼さ
せるための熱ガスのサイクロン・フロー・パターンを形
成するための供給手段と、（ｄ）前記第２チャンバの内
径よりも小さな直径を有し、前記第２チャンバの前記後
端に実質的に同軸に整合された実質的に円筒形の出口喉
部と、 （ｅ）外殻、前記第２チャンバからの熱ガスを通すため
前記外殻と前記第２チャンバの間に設けられたガス管及
び前記第２チャンバと前記ガス管内の加熱ガスによって
加熱された水を通すため前記外管と前記第２チャンバの
外の前記外殻内の空間とから成り前記第２チャンバを囲
繞して前記第１チャンバの前記外壁を実質的に冷却する
ことなく前記第２チャンバの前記外壁を冷却するための
熱交換器と を具備して成ることを特徴とするボイラ。 ８、前記熱交換器は所定の第１のセットのガス管を通し
て前記第２チャンバからの熱ガスの流れを生じさせかつ
第２のセットのガス管を通して戻すための指向手段を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載のボイ
ラ。 ９、前記第２チャンバの前記後端から延出し前記第２チ
ャンバに実質的に長手方向に整合する実質的に円筒形の
管を有することを特徴とする特許請求の範囲第８項に記
載のボイラ。 １０、前記ボイラファイヤチューブは前記第２チャンバ
及び前記実質的に円筒形の管から成り、前記熱交換器は
前記ガス管を通して前記実質的に円筒形の管からの熱ガ
スの流れを生じさせる指向手段を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第９項に記載のボイラ。 １１、前記ガス管は前記第２チャンバに平行に延びてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第７項乃至第第１０
項に記載のボイラ。 １２、（ａ）前端、後端及び長手方向へ延び実質的に冷
却されずかつ耐熱材でライニングされた実質的に円筒形
の外壁とを有する第１チャンバと、 （ｂ）前記第１チャンバの前記後端に実質的に長手方向
に整合して流体を通じさせる前端、後端及び長手方向へ
延びる実質的に円筒形の外壁を有する第２チャンバと、 （ｃ）前記第１チャンバ内に直接に空気と燃料を供給し
、ボイラの最大容量でスワール数が少なくとも実質的に
０．６及びレイノルズ数が少なくとも実質的に１８，０
００を有し、前記第１チャンバ及び前記第２チャンバ内
で燃焼させるための熱ガスのサイクロン・フロー・パタ
ーンを形成するための供給手段と、 （ｄ）前記第２チャンバの内径よりも小さな直径を有し
、前記第２チャンバの前記後端に実質的に同軸に整合さ
れた実質的に円筒形の出口喉部と、 （ｅ）前記第２チャンバを囲繞し前記第１チャンバの前
記外壁を実質的に冷却することなく前記第２チャンバの
前記外壁を冷却するための熱交換器と を具備して成ることを特徴とするボイラ。 １３、前記出口喉部の直径と前記第２チャンバの内表面
の直径の比は実質的に０．４乃至０．７の範囲にあるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載のボイラ
。 １４、（ａ）前端、後端及び長手方向へ延び実質的に冷
却されずかつ耐熱材でライニングされた実質的に円筒形
の外壁とを有する第１チャンバと、 （ｂ）前記第１チャンバの前記後端に実質的に長手方向
に整合して流体を通じさせる前端、後端及び長手方向へ
延びる実質的に円筒形の外壁を有する第２チャンバと、 （ｃ）前記第１チャンバ内に直接に空気と燃料を供給し
かつ前記第１チャンバ及び前記第２チャンバ内で燃焼さ
せるためのサイクロン・フロー・パターンを形成するた
めの供給手段と、 （ｄ）前記第２チャンバの内径よりも小さな直径を有し
、前記第２チャンバの前記後端に実質的に同軸に整合さ
れた実質的に円筒形の出口喉部と、 （ｅ）前記第１チャンバの前記外壁を実質的に冷却する
ことなく前記第２チャンバの前記外壁を冷却するための
熱交換器と を具備して成ることを特徴とするボイラ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US92809686A | 1986-11-07 | 1986-11-07 | |
| US928096 | 1986-11-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63131903A true JPS63131903A (ja) | 1988-06-03 |
Family
ID=25455725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62116034A Pending JPS63131903A (ja) | 1986-11-07 | 1987-05-14 | ボイラ |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0266857A3 (ja) |
| JP (1) | JPS63131903A (ja) |
| KR (1) | KR880006498A (ja) |
| AU (1) | AU593104B2 (ja) |
| DK (1) | DK235287A (ja) |
| FI (1) | FI872037A (ja) |
| MY (1) | MY100885A (ja) |
| NO (1) | NO871975L (ja) |
| NZ (1) | NZ220266A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH074616A (ja) * | 1991-08-01 | 1995-01-10 | Inst Of Gas Technol | サイクロン式燃焼 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2124069A1 (en) * | 1993-05-24 | 1994-11-25 | Boris M. Kramnik | Low emission, fixed geometry gas turbine combustor |
| ATE228628T1 (de) * | 1997-03-18 | 2002-12-15 | Alstom Switzerland Ltd | Kesselanlage für eine wärmeerzeugung |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1180954A (en) * | 1980-12-09 | 1985-01-15 | Kiyomi Okada | Combustion apparatus for granular solid fuel |
| US4457289A (en) * | 1982-04-20 | 1984-07-03 | York-Shipley, Inc. | Fast fluidized bed reactor and method of operating the reactor |
| EP0130225B1 (de) * | 1983-07-01 | 1987-05-06 | Ruhrkohle-Carborat GmbH | Dreizugkessel für Drehströmungsfeuerung |
| EP0143510A1 (en) * | 1983-08-08 | 1985-06-05 | Inc. Aqua-Chem | Bio-mass suspension burner |
-
1987
- 1987-05-08 DK DK235287A patent/DK235287A/da unknown
- 1987-05-08 FI FI872037A patent/FI872037A/fi not_active IP Right Cessation
- 1987-05-11 AU AU72691/87A patent/AU593104B2/en not_active Ceased
- 1987-05-11 NZ NZ220266A patent/NZ220266A/xx unknown
- 1987-05-12 EP EP87304216A patent/EP0266857A3/en not_active Ceased
- 1987-05-13 MY MYPI87000644A patent/MY100885A/en unknown
- 1987-05-13 NO NO871975A patent/NO871975L/no unknown
- 1987-05-14 KR KR870004720A patent/KR880006498A/ko not_active Application Discontinuation
- 1987-05-14 JP JP62116034A patent/JPS63131903A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH074616A (ja) * | 1991-08-01 | 1995-01-10 | Inst Of Gas Technol | サイクロン式燃焼 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR880006498A (ko) | 1988-07-23 |
| NO871975L (no) | 1988-05-09 |
| FI872037A (fi) | 1988-05-08 |
| DK235287D0 (da) | 1987-05-08 |
| AU593104B2 (en) | 1990-02-01 |
| EP0266857A2 (en) | 1988-05-11 |
| MY100885A (en) | 1991-05-16 |
| DK235287A (da) | 1988-05-08 |
| NO871975D0 (no) | 1987-05-13 |
| AU7269187A (en) | 1988-05-12 |
| EP0266857A3 (en) | 1988-11-17 |
| NZ220266A (en) | 1988-11-29 |
| FI872037A0 (fi) | 1987-05-08 |
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