JPH06288502A - ボイラのガス焚きバーナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した燃焼、低ＮＯx化を図り得るボイラ
のガス焚きバーナ装置を提供する。 【構成】 ガスバーナ３２から火炉１内にガスを噴出し
得るように形成したバーナスロート部２０の周辺部分に
おける隣り合う炉壁管３１相互を連結するフィン３３に
スリット形エアポート３４を穿設する。スリット形エア
ポート３４と連通するエアボックス３５をウィンドボッ
クス９内に形成すると共に、エアボックス３５にウィン
ドボックス９に開口する空気導入口３６を設けて、ウィ
ンドボックス９内に導入した燃焼用空気１７の一部をエ
アボックス３５及びスリット形エアポート３４を通り火
炉１内に導入し得るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、安定した燃焼を行い得
ると共に、低ＮＯx化を図り得るボイラのガス焚きバー
ナ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、使用されているボイラは図４に
示す如くなっている。

【０００３】図中１は火炉、２は該火炉１に設けられた
バーナ、３は該バーナ２により燃料を燃焼させた際に発
生する燃焼ガス、４は火炉１に副側壁５を介し連結され
た後部伝熱部、６は該後部伝熱部４内に設置された加熱
器、再熱器、節炭器等の加熱管群、７は該加熱管群６の
水、蒸気を加熱或いは過熱した燃焼ガス３を排ガス８と
して排出するための排ガスダクト、９はバーナ２を被覆
し該バーナ２の燃料噴出部分に空気流を導くようにする
ためのウィンドボックスである。前記火炉１の上部には
図示してないがドラム或いは気水分離器が取付けられて
いる。

【０００４】又、図中１０は強圧通風機１１とウィンド
ボックス９を連結し且つ該ウィンドボックス９に空気を
供給するための空気供給用ダクト、１２は排ガスダクト
７の中途部に組込まれ且つ排ガス８を煙突１３を介し大
気中に送り出すための誘引通風機、１４は一端が排ガス
ダクト７における誘引通風機１２の入側に連結され且つ
他端が空気供給用ダクト１０における強圧通風機１１の
出側に連結されしかも中途部に排ガス循環ファン１５を
備えた排ガス循環ダクトである。

【０００５】前記ボイラの通常運転時には、強圧通風機
１１により空気供給用ダクト１０内に空気１６が送給さ
れると共に排ガス循環ファン１５により排ガス循環ダク
ト１４を通って送給された排ガス８の一部が空気供給用
ダクト１０へ導入され、空気１６と排ガス８の一部が混
合することにより酸素濃度の若干低い（約１５％）二次
空気が燃焼用空気１７として生成され、この生成された
燃焼用空気１７は空気供給用ダクト１０を通ってウィン
ドボックス９内へ導入され、ウィンドボックス９から各
バーナ２の燃焼部へ送給され、火炉１の下部に吹込まれ
た燃料が各バーナ２により燃焼される。この燃料の燃焼
により生じた燃焼ガス３は火炉１の下部から上部へ上昇
しこの上昇中に火炉１内の図示されてない被加熱物を加
熱して副側壁５を通り後部伝熱部４に送られ、該後部伝
熱部４で加熱管群６の水、蒸気を加熱或いは過熱してか
ら排ガス８として排ガスダクト７から排出される。

【０００６】前記せるボイラにおいて、重油等の油の燃
料を空気噴射により霧状にして燃焼を行っており、斯か
るボイラのバーナ部分の構造は図５に示す如くなってい
る。

【０００７】即ち、油バーナ１８の油吐出口に対向する
炉壁部分は火炉１と連通するように開口されており、そ
の開口周縁部分にキャスタブル１９が施されていてバー
ナスロート部２０が形成されており、油バーナ１８を囲
繞する先細り形状の筒体２１と油バーナ１８との間に多
段燃焼用バーナ２２が配設されており、筒体２１の火炉
１側部分の外側にインナレジスタベーン２３及びアウタ
レジスタベーン２４が配設されていると共に、インナレ
ジスタベーン２３はアクチュエータ２５に、動力伝達軸
２６を介し連結されていて開度が調節されるようになっ
ており、且つ前記アウタレジスタベーン２４も同様に図
示しないアクチュエータに連結されていて開度が調整さ
れるようになっており、しかも筒体２１の根元部（反火
炉１側の部分）には周方向に複数の空気導入口２７が設
けられている。

【０００８】図４に示す空気供給用ダクト１０の先端は
ウィンドボックス９内で開口していて、空気供給用ダク
ト１０から導かれた燃焼用空気１７は別れて一方は、矢
印ａで示す如く空気導入口２７から筒体２１を通りバー
ナスロート部２０に導出されるようになっていると共
に、他方は矢印ｂで示す如くアウタレジスタベーン２４
を通り流れ又該アウタレジスタベーン２４を通った空気
の一部は矢印ｃで示す如くインナレジスタベーン２３を
通り流れ、バーナスロート部２０で合流し油バーナ１８
からの噴出油と混合し得るようになっている。図中２８
はウィンドボックス９の壁部分を形成する補強材、２９
は油バーナ１８を火炉１の炉心方向に対し近付けたり或
いは離したりするように移動せしめる油圧シリンダ、３
０は多段燃焼用バーナ２２とガス源とを連結するための
連結管を示す。

【０００９】燃焼に際し、バーナスロート部２０に矢印
ａ，ｂ，ｃで示すように導かれた燃焼用空気１７は、バ
ーナスロート部２０の近傍で油バーナ１８からの噴出油
と混合し、この状態で着火して燃焼を行っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記油焚きボイラの場
合には、ＮＯxや煤塵の発生が多いため、近年、公害防
止の観点からＮＯxの低減を図り得られ、しかもいずれ
の燃料よりも点火、消火及び燃焼率の加減が自由で、負
荷の変化に応じて容易に正確に燃焼することができるの
みでなく、少量の過剰空気で完全燃焼をするから排ガス
による熱損失が少なく、しかも灰分を含有しないので灰
分による種々の障害がない、という長所を有する気体燃
料を用いるガス焚きボイラの採用が図られている。

【００１１】前記せる油焚きボイラにおいては、燃料油
と燃焼用空気の混合性をよくし且つ燃焼反応を早めるた
めにバーナスロート部２０で燃焼用空気の流速を高める
構造としており、そのために油焚きボイラをガス焚きボ
イラに変更して燃焼用空気を全量バーナスロート部２０
から火炉１内へ導入しようとすると、空気流速が大き過
ぎ、このために気体燃料が燃焼して生成された火炎が吹
き消えてしまうことがあって不安定な燃焼となる。

【００１２】そこで空気流速を小さくして燃焼の安定化
を図るためにバーナスロート部２０の縁部を形成するキ
ャスタブル１９を削ってバーナスロート部２０の直径を
大きくすることも考えられるが、直径の大きさによって
は炉壁管３１が露出したり又炉壁管３１を切断する必要
が生じ、好ましくない。

【００１３】本発明は、上述の実情に鑑み、油焚きボイ
ラからガス焚きボイラに変更した場合に、バーナスロー
ト部の直径を大きくしなくても火炎が燃焼用空気により
消えることがなく、安定した燃焼を行い得るようにした
ボイラのガス焚きバーナ装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ウィンドボッ
クス内に適数のバーナを備え且つ空気供給用ダクトから
燃焼用空気を導き前記バーナにより火炉内の燃焼を行い
得るようにしたボイラにおいて、前記バーナをガスバー
ナとし該ガスバーナのガス噴出口と火炉との連通部であ
るバーナスロート部の周辺部分における隣り合う炉壁管
を相互に連結するフィンにスリット形エアポートを設け
ると共に、該スリット形エアポートと連通し且つ空気導
入口を有するエアボックスをウィンドボックス内に設け
たことを特徴とするボイラのガス焚きバーナ装置、にか
かるものである。

【００１５】

【作用】ウィンドボックス内に導入した燃焼用空気の一
部はスリット形エアポートから火炉内に流出する。この
ため、バーナスロート部から流出する燃焼用空気の流量
が減少してバーナスロート部における燃焼用空気の流速
を小さくすることができて、燃焼の安定化を図り得る。

【００１６】

【実施例】以下、図１〜図３を参照しつつ本発明の実施
例について説明する。

【００１７】火炉１内壁に配管された複数の炉壁管３１
は、バーナスロート部２０において図２及び図３に示す
如くバーナスロート部２０を遮らないように火炉１の炉
心方向にずらし又火炉１の炉周方向にずらして配管して
あって、ガスバーナ３２から火炉１への噴霧ガス流を遮
らないようになっている。尚、図２及び図３では、炉壁
管３１の配管状態を明らかにするためにアルファベット
の添え字を付して炉壁管を３１ａ，３１ｂ，…３１ｎと
して表示している。

【００１８】前記のように配管された炉壁管３１は隣り
合う炉壁管３１とフィン３３により連結されており、バ
ーナスロート部２０を火炉１側から見て該バーナスロー
ト部２０の上下両側において円弧を描くように前記各フ
ィン３３には図１及び図２に示す如くスリット形エアポ
ート３４が穿設されており、該スリット形エアポート３
４と連通するエアボックス３５が、ウィンドボックス９
内のバーナスロート部２０の上下両側に形成されている
と共に、エアボックス３５の反火炉１側には複数の空気
導入口３６が設けられていて、前記空気供給用ダクト１
０からのウィンドボックス９内への燃焼用空気１７の一
部を空気導入口３６を介しエアボックス３５に導きフィ
ン３３のスリット形エアポート３４から火炉１に噴出し
得るようになっている。図１及び図２中、図４と同一符
号のものは同一物を示す。

【００１９】燃焼に際し、ガスバーナ３２から噴出する
ガス燃料の燃焼を行うための燃焼用空気１７を図４に示
す空気供給用ダクト１０からウィンドボックス９に供給
すると、一部の燃焼用空気１７は筒体２１に空気導入口
２７から矢印ａで示す如く供給されると共に、一部の燃
焼用空気１７は矢印ｂで示す如くアウタレジスタベーン
２４を通り又該アウタレジスタベーン２４に至った燃焼
用空気１７の一部は更に矢印ｃで示す如くインナレジス
タベーン２３を通りバーナスロート部２０に導かれ、筒
体２１に導かれた燃焼用空気１７と合流して火炉１内に
導出される。更にウィンドボックス９内の一部の燃焼用
空気１７は空気導入口３６を通ってエアボックス３５に
導かれスリット形エアポート３４から矢印ｄで示す如く
火炉１内に導出される。

【００２０】従ってアウタレジスタベーン２４及びイン
ナレジスタベーン２３を通りバーナスロート部２０に導
かれた燃焼用空気１７の一部は、自動的に空気導入口３
６からエアボックス３５に供給されスリット形エアポー
ト３４から火炉１に送り出されることになるので、バー
ナスロート部２０における空気流速が小さくなり、その
ために火炎が吹き消えてしまうことがなくなり燃焼の安
定化を図り得る。

【００２１】尚本発明は、図示し説明した実施例にのみ
限定されることなく、例えばウィンドボックス９内の燃
焼用空気１７を導入する空気導入口２７及び空気導入口
３６の部分にダクトや流量調整弁等を設けてスリット形
エアポート３４から火炉１に導出する空気量を調節する
ようにすること、多段燃焼用バーナを備えたボイラにつ
いて説明したが多段燃焼用バーナを備えないボイラに適
用すること等は任意であり、その他、本発明の要旨を逸
脱しない限り種々変更を加え得ることは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように本発明のボイラのガス
焚きバーナ装置によれば、ウィンドボックスに噴出しバ
ーナスロート部に導く空気の一部を、フィンに設けたス
リット形エアポートから火炉に噴出してバーナスロート
部における空気流速を小さくし得るようにしたので、火
炎の吹き消え現象をなくすことができて燃焼の安定化を
図り得ると共に、バーナスロート部に特別な加工を加え
ることなくフィンにスリット形エアポートを設けるのみ
でよいので、油バーナをガスバーナに簡単に交換するこ
とができて、低ＮＯx化及びボイラの有効活用化を図り
得て産業上極めて有益である、等種々の優れた効果を奏
し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボイラのガス焚きバーナ装置の構造を
示す縦断側面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向拡大矢視図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。

【図４】ボイラの設備全体を示す概要図である。

【図５】図４に示すボイラのバーナ部分を示す拡大縦断
側面図である。

【符号の説明】

１ 火炉 ９ ウィンドボックス １７ 燃焼用空気 １９ キャスタブル ２０ バーナスロート部 ２１ 筒体 ２３ インナレジスタベーン ２４ アウタレジスタベーン ２５ アクチュエータ ２７ 空気導入口 ３１ 炉壁管 ３２ ガスバーナ ３３ フィン ３４ スリット形エアポート ３５ エアボックス ３６ 空気導入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウィンドボックス内に適数のバーナを備
   え且つ空気供給用ダクトから燃焼用空気を導き前記バー
   ナにより火炉内の燃焼を行い得るようにしたボイラにお
   いて、前記バーナをガスバーナとし該ガスバーナのガス
   噴出口と火炉との連通部であるバーナスロート部の周辺
   部分における隣り合う炉壁管を相互に連結するフィンに
   スリット形エアポートを設けると共に、該スリット形エ
   アポートと連通し且つ空気導入口を有するエアボックス
   をウィンドボックス内に設けたことを特徴とするボイラ
   のガス焚きバーナ装置。