JPS634113B2 - - Google Patents

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JPS634113B2
JPS634113B2 JP57084740A JP8474082A JPS634113B2 JP S634113 B2 JPS634113 B2 JP S634113B2 JP 57084740 A JP57084740 A JP 57084740A JP 8474082 A JP8474082 A JP 8474082A JP S634113 B2 JPS634113 B2 JP S634113B2
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JP
Japan
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tubes
row
combustion chamber
chamber
flame
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JP57084740A
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English (en)
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JPS58203371A (ja
Inventor
Akira Nishiguchi
Sanpei Usui
Tomihisa Oochi
Kazumi Iwai
Kenji Machizawa
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US06/495,584 priority patent/US4499859A/en
Publication of JPS58203371A publication Critical patent/JPS58203371A/ja
Publication of JPS634113B2 publication Critical patent/JPS634113B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B33/00Boilers; Analysers; Rectifiers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B7/00Steam 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
    • F22B7/04Steam 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 water tubes
    • F22B7/06Steam 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 water tubes inside the furnace tube in transverse arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2333/00Details of boilers; Analysers; Rectifiers
    • F25B2333/003Details of boilers; Analysers; Rectifiers the generator or boiler is heated by combustion gas

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蒸気発生装置に係り、とくに吸収式
冷温水機の発生器として好適な蒸気発生装置に関
する。
第1図は従来技術にもとづいて構成された吸収
式冷温水機の発生器で、ガスもしくは液体燃料供
給管1、ノズル2、空気供給管3、バーナダクト
4、固定部品5、保炎板6などから構成されたバ
ーナ部と、燃焼室25を取り囲む内筒壁21、外
筒壁22、上記燃焼室の下流側に設けられた千鳥
配列の溶液管23などから構成されたボイラ部と
からなる。内筒壁2と外筒壁22との間および溶
液管23の内部には溶液24があり、溶液面上部
には気液分離室が構成されている。
かかる構成の発生器ではバーナの特性から火炎
7が長く従つて火炎形状が不均一となる傾向があ
る。このため、発生器の炉筒部では火炎が内筒壁
21や溶液管23に触れて燃焼反応が停止するク
エンチング現象が起ることによりCOガスの発生
を防止するため、並びに火炎と溶液との熱交換が
十分行なわれて溶液管群23に流入する燃焼ガス
温度が適正な値となつて溶液管群23における熱
交換が過大とならないようにするために、前記燃
焼室を巾、高さとも十分余裕のある大きさにする
とともに、火炎の長さに合わせて十分な長さの炉
筒とする必要があり、発生器の寸法を小さくする
ことができなかつた。
また、燃焼室負荷を大きくできないために、高
温の燃焼ガスが溶液管23の1列目の管23aに
ぶつかり、その先端部に局部過熱が発生する。さ
らに、溶液管23の1列目の管23aの間隙で絞
られて流速を増した燃焼ガスが、2列目の管23
bの先端を直撃し、ここでも局部過熱が発生す
る。これらの局部過熱により腐食の進行が速くな
り、機器の寿命が短かくなつたり不凝縮ガス発生
量が増大して、縮凝器、吸収器の熱伝達率が低下
するなどの不具合が起こる。これを防ぐために
は、溶液管の位置を下流側に下げたり、管と管の
間隙を広くしたりする必要があり、発生器がさら
に大形化するという欠点があつた。
本発明の目的は、発生器全体の熱流束の均一化
を図り、これにより平均熱流束を増大して小形化
を達成した吸収式冷温水器の発生器を提供するこ
とにある。
本発明は、三次空気を導入して燃料と空気の混
合と促進し炎の短縮を達成した小形高負荷のアル
ミ製ライン状バーナを用いて燃焼室を短かくし、
燃焼室を短かくしたことにより高温の燃焼ガスが
溶液管群に流入して1列目、2列目の溶液管の先
端部に局部過熱が発生するのを防ぐために燃焼室
にフインを設けて燃焼ガスの温度を下げるように
したこと、また、溶液管先端部の局所熱伝達率が
溶液管先端部の曲率半径の平方根に逆比例するこ
とに着目し、高温の燃焼ガスのぶつかる溶液管1
列目だけを後列よりも径の大きな管にしたこと、
さらに、第1列目の管の径をD、第1列目の管と
管の間隙をSとした場合に、一般にD>2Sであ
り、第1列目の管と管の間隙の中心線と第2列目
の管の中心線のずれaをS/2<a<(D―
S)/2となるように配列することにより、第1
列目の管と管の間隙で絞られて流速が最大となつ
た燃焼ガスが2列目の管の先端にぶつからず、少
しずれた位置にぶつかるので、流れが免れて局部
過熱を防止できるようにしたことを特徴としてい
る。
また、アルミ製ライン状バーナを用いた場合、
バーナ自体が炎により加熱されアルミの耐熱上問
題となることを防ぐためにボイラとの結合部でバ
ーナを冷却しなければならず、ボイラとバーナの
結合力を強くする必要がありこの結合部にボイラ
とバーナの材料の熱膨張率の違いにより熱応力が
発生してバーナが疲労破壊するおそれがある。そ
こで、二次燃焼室に熱遮蔽板を設けることにより
火炎からの放射や対流による熱がバーナに入ら
ず、熱遮蔽板を通つて直接ボイラへ流れるように
したことを特徴としている。これによりバーナの
温度は上がらず、バーナとボイラの結合力を強く
する必要もなくなり熱応力の問題は解決される。
以下本発明を吸収式冷温水機の発生器に適用し
た一実施例を第2図に従つて説明する。
構成は、燃焼用空気を送り込むフアン7とこの
フアンを駆動するモータ8とバーナ10を取り囲
む空気室9とボイラ部20からなつている。上記
バーナ10は、ガス燃料もしくはガス化した液体
燃料と一次空気を予混合する予混合室11、予混
合気を流すライン状のポート部12、ライン状の
炎口面13、ライン状の炎口面13の両側から二
次空気を流す流路14、炎口面13に対向してラ
イン状の絞り部15を設けるための絞り15a、
一次燃焼室16、絞り部15の下流に火炎の両側
から三次空気を流す噴出口17を設けた二次燃焼
室18、三次空気室19、などからなり、ボイラ
部20は、バーナ10を取り付ける端板27、端
板27から二次燃焼室内に突出した熱遮蔽板2
8、熱遮蔽板28の三次空気噴出口に対向する位
置にあけた三次空気流路29、従来技術の燃焼室
に相当する三次燃焼室25、燃焼室25を取り囲
む内筒壁21、バーナ10の数だけ燃焼室を仕切
る伝熱壁21a、内筒壁21および伝熱壁21a
から燃焼室25へ突き出したフイン26、外筒壁
22、燃焼室25の下流側に設置された溶液管2
3からなつている。溶液管23は、1列目の径の
大きな裸管23a、2列目以降の径の小さな裸管
23b、裸管の下流側に配置されたフイン管23
cからなつており、内筒壁21と外筒壁22の間
および溶液管23の内部には溶液24がある。
かかる構成のバーナ部はその機能として(i)一次
空気率を低くし、二次空気と三次空気により燃焼
を完結するように構成したため、燃料として各種
ガスやガス化した液体燃料などを使用できるだけ
でなく、火炎7の長さが短かく、火炎形状も一定
となる、(ii)燃焼室負荷を従来の約2.5倍にできる
ので、燃焼室25を小形化する能力を有してい
る。
以上述べたバーナの機能を活用するものとして
フイン26の作用がある。すなわち、火炎形状が
一定であることを利用し、その火炎形状に合せ
て、火炎のなかに入らないようにフイン26を取
付けることにより、フイン26を特に高温とする
ことなく、またCO発生を抑止しながら火炎7の
外部の高温燃焼ガスから、対流などにより効果的
に熱をフイン26、内筒壁21を経由して燃焼室
25の周囲の溶液24に伝えることができる。
フイン26の作用により、燃焼室25の周囲の
溶液への熱流束が高くできると、燃焼ガスの温度
が低下するので溶液管23をバーナ側に近づけて
も、溶液管23の熱流束が異常に大きくなること
がないので、燃焼ガスの流れ方向の燃焼室25の
長さを短かくできる。
また、溶液管の1列目の管23aの径を後列よ
りも大きくしたので、1列目の溶液管23a先端
部の局所熱伝達率はこの先端の曲率半径の平方根
に反比例して小さくなる。さらに、1列目の管2
3aと2列目以降の管23bの管径が異なつてお
り、2列目の管23bの中心が1列目の管23a
の間隙の中心からずれているので、1列目の管2
3aの間隙で絞られて流速の速くなつた燃焼ガス
が2列目の管23bの中心から少しずれたところ
に当たり、よどみ点が発生せず、溶液管における
局部過熱を防止でき、全体の熱流束均一化を達成
できる。
また、かかる構成のアルミ製バーナを用いた場
合、二次燃焼室において反応中の高温(1300〜
1500℃)の燃焼ガスからのふく射や対流により、
二次燃焼室の壁18aに熱が伝わり高温(約350
℃)になるために、アルミの耐熱上問題になり、
ボイラ端板27との接合部において、ボイラとバ
ーナの材質の違いによる熱膨張率の違いにより熱
応力が発生し疲労破壊の恐れもでてくる。しか
し、本発明の構成においては二次燃焼室内に熱遮
蔽板28が突出しており、高温の燃焼ガスからの
ふく射や対流による熱はこの熱遮蔽板を通つてボ
イラへ流れるので、壁18aの温度は高温になる
ことはなくなり、アルミの耐熱問題や熱疲労破壊
の問題は解決される。
実際本構成の発生器において、バーナ熱入力
30000Kcal/hのものを2台用いて、20冷凍トン
用のものを設計したのであるが、従来技術に比べ
て同一冷凍トン当たりの容積は約1/2となり、大
幅な小形化が達成できた。
また、かかる構成の発生器においては、バーナ
を2台用いたので容量制御が容易になるという効
果があり、また、燃焼用空気の空気室9がバーナ
10を取り囲んでいるので、この燃焼用空気によ
りバーナの冷却ができるという効果もある。
本発明によれば、炎の短かい小形高負荷のアル
ミ製ライン状バーナを用いて燃焼室を小さくし、
燃焼室にはフインを取り付け、溶液管の1列目は
管径を大きくし、2列目の管の中心は1列目の管
と管の中心からずらすことにより溶液管の先端部
分の局部過熱を防ぎ、発生器全体の均一加熱を達
成し、これにより平均熱流束を増大して発生器の
小形化と低価格を図ることができる。
燃焼室にフインを取付け炉筒部を短縮できたの
で溶液封入量が少なくてすみ、従つて発生器の熱
容量が小さくなり、冷媒蒸気発生までの時間を短
縮でき、起動特性の優れた吸収式冷温水機を提供
できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の発生器の横断面図、第2図は本
発明の発生器の横断面図、第3図はバーナ部断面
図。 10…バーナ、11…予混合室、12…ポート
部、13…炎口面、14…二次空気流路、15…
絞り部、16…一次燃焼室、17…三次空気噴出
口、18…二次燃焼室、21…内筒壁、21a…
伝熱壁、22…外筒壁、23…溶液管、25…三
次燃焼室、26…フイン、28…熱遮蔽板、29
…三次空気流路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 燃焼室を有する燃焼器と、この燃焼室の下流
    側に設けた液室と、この液室上に設けられた気液
    分離室からなる吸収式冷温水機の発生器におい
    て、前記燃焼器は、ガス燃料もしくはガス化した
    燃料と一次空気とを予混合する混合室、予混合気
    を流すライン状のポート部、ライン上の炎口面、
    ライン状の炎口面の両側から二次空気を流す流
    路、炎口面に対向してライン状の絞りを設けた一
    次燃焼室および絞りの下流に火炎の両側から三次
    空気を流す噴出口を設けた二次燃焼室を備え、液
    室の内側が三次燃焼室となつており、この液室の
    内壁面にフインを設け、溶液管の燃焼室に有する
    第1列目の管の先端部の曲率半径を第2列目の曲
    率半径よりも大きくし、上記第1列目の管同士の
    間隙をS、第2列目の管の直径をDとした場合
    に、第2列目の管の中心を、1列目の管と管との
    間隙の中心からS/2より大きく、(D―S)/
    2を越えない範囲でずらした千鳥配列にしたこと
    を特徴とする蒸気発生装置。
JP57084740A 1982-05-21 1982-05-21 蒸気発生装置 Granted JPS58203371A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57084740A JPS58203371A (ja) 1982-05-21 1982-05-21 蒸気発生装置
US06/495,584 US4499859A (en) 1982-05-21 1983-05-18 Vapor generator

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JP57084740A JPS58203371A (ja) 1982-05-21 1982-05-21 蒸気発生装置

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JPS58203371A JPS58203371A (ja) 1983-11-26
JPS634113B2 true JPS634113B2 (ja) 1988-01-27

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ID=13839088

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JP57084740A Granted JPS58203371A (ja) 1982-05-21 1982-05-21 蒸気発生装置

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