| 【発明の名称】 |
吸収式冷温水器の高温再生器における低ＮＯｘシステム |
| 【発明者】 |
【氏名】永山 聡
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| 【要約】 |
【課題】空冷吸収式冷温水器の高温再生器に使用するバーナとしては、低ＮＯｘバーナが使用されているが、燃焼は狭いインナーチューブ内で行われるため、水管による火炎の冷却と、排ガスの再循環とが期待できず、結局ＮＯｘの低減を行えないでいる。
【解決手段】そこで本発明では、高温再生器本体２の上部にバーナ１００を設置すると共に、本体内の燃焼室３に、上部ヘッダ４と下部ヘッダ５間に水管６を設置し、バーナと水管との間にインナーチューブ８とアウターチューブ９を設けると共に、前記バーナは、耐熱金属繊維により構成した布状素材を立体形状の燃焼面に構成した表面燃焼バーナとした高温再生器を提案するものである。この構成では、ＮＯｘと共にＣＯも低減することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 高温再生器本体の上部にバーナを設置すると共に、本体内の燃焼室に、上部ヘッダと下部ヘッダ間に水管を設置し、バーナと水管との間にインナーチューブとアウターチューブを設けると共に、前記バーナは、耐熱金属繊維により構成した布状素材を立体形状の燃焼面に構成した表面燃焼バーナとしたことを特徴とする吸収式冷温水器の高温再生器における低ＮＯｘシステム【請求項２】 高温再生器本体の上部にバーナを設置すると共に、本体内の燃焼室に、上部ヘッダと下部ヘッダ間に水管を設置し、バーナと水管との間にアウターチューブを設けると共に、前記バーナは、耐熱金属繊維により構成した布状素材を立体形状の燃焼面に構成した表面燃焼バーナとしたことを特徴とする吸収式冷温水器の高温再生器における低ＮＯｘシステム【請求項３】 表面燃焼バーナは、円錐形状の燃焼面を構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の吸収式冷温水器の高温再生器における低ＮＯｘシステム【請求項４】 表面燃焼バーナは、円筒形状の燃焼面を構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の吸収式冷温水器の高温再生器における低ＮＯｘシステム【請求項５】 表面燃焼バーナは長尺の構成としたことを特徴とする請求項１〜４までのいずれか１項記載の吸収式冷温水器の高温再生器における低ＮＯｘシステム |
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸収式冷温水器の高温再生器における低ＮＯｘシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】吸収式冷温水器は従来水冷式のものが一般的であったが、昨今、空冷式のものも開発され、既に商品化されているものもある。しかし、この空冷式の吸収式冷温水器は、高温再生器において溶液の圧力が大気圧を超えてしまうため、法律上はボイラに分類され、運用にボイラ技士が必要になるという問題点がある。これを回避するための１つの方法として、高温再生器の伝熱面積を５ｍ2未満の貫流式にする方法が用いられており、バーナとしてはボイラに多く用いられている構造の低ＮＯｘバーナが適用されている。
【０００３】図５はこのような高温再生器の構造を示すものであり、また図６は低ＮＯｘバーナの構造を示すものである。図において、符号１は高温再生器本体２の上部に設置されたバーナで、本体２内の燃焼室３には、上部ヘッダ４と下部ヘッダ５間に水管６が設置されており、溶液は、図中矢印で示すように、水管６内を、下部ヘッダ５側から上部ヘッダ４側に流れて、燃焼室３内の排ガスと熱交換する。一方、燃焼室３内の排ガスは上部の煙道７を経て排出される。ところで、吸収式冷温水器に用いられている臭化リチウム水溶液は腐食性があり、局所的に２００℃以上にしてはならないという制約があるため、高温再生器ではボイラのようにバーナの火炎を水管にあてることができない。このため従来は、図５に示すようにバーナ１と水管６との間にインナーチューブ８とアウターチューブ９を設け、その輻射熱を利用して水管６を加熱する方式をとっている。一方、バーナ１は先混合方式であり、バーナ中心軸に燃料供給管１０を配置すると共に、その外周に空気通路１１を構成し、燃料供給管１０の先端側に保炎板１２を設けた構成である。保炎板１２は図示を省略しているが、燃焼用空気をバーナ軸方向に通過させる穴を多数形成すると共に、燃料供給管には保炎板の下流側において放射方向に燃料ガスを噴出するノズル孔を設けている。このような構成のバーナは、火炎が薄膜状に広がりを持ち、火炎が水管により冷却されることと、中心部が負圧になって自己排ガス再循環が行われることを前提として低ＮＯｘを計るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したとおり高温再生器ではボイラのようにバーナの火炎を水管にあてることができず、インナーチューブとアウターチューブを設けているため、上述した低ＮＯｘバーナを使用していてもＮＯｘが高い。例えば、図４に示すように、現状、運転ポイント（Ｏ2＝約6.5％）で、０％換算ＮＯｘが約80ppmである。その理由は、まずインナーチューブは温度が約９００℃にまで上昇するため、ボイラでは期待できる水管による火炎冷却が成り立たないことと、インナーチューブのために燃焼空間が狭く限定され、排ガスの再循環領域がなくなってしまうことによる。そこで、本発明はこのような高温再生器においてＮＯｘを低減することのできる低ＮＯｘバーナを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決するために、本発明では、高温再生器本体の上部にバーナを設置すると共に、本体内の燃焼室に、上部ヘッダと下部ヘッダ間に水管を設置し、バーナと水管との間にインナーチューブとアウターチューブを設けると共に、前記バーナは、耐熱金属繊維により構成した布状素材を立体形状の燃焼面に構成した表面燃焼バーナとした吸収式冷温水器の高温再生器における低ＮＯｘシステムを提案するものである。
【０００６】また本発明では、高温再生器本体の上部にバーナを設置すると共に、本体内の燃焼室に、上部ヘッダと下部ヘッダ間に水管を設置し、バーナと水管との間にアウターチューブを設けると共に、前記バーナは、耐熱金属繊維により構成した布状素材を立体形状の燃焼面に構成した表面燃焼バーナとした吸収式冷温水器の高温再生器における低ＮＯｘシステムを提案するものである。
【０００７】また本発明では、上記の構成において、表面燃焼バーナは、円錐形状の燃焼面を構成することを提案する。
【０００８】また本発明では、上記の構成において、表面燃焼バーナは、円筒形状の燃焼面を構成することを提案する。
【０００９】また本発明では、以上の構成において、表面燃焼バーナは長尺の構成とすることを提案する。
【００１０】本発明によれば、耐熱金属繊維により構成した布状素材を立体形状の燃焼面に構成した表面燃焼バーナは、予混合気により燃焼面において均一に赤熱または短炎のブルーフレームで燃焼を行うことができ、長い距離に渡っての均一加熱が可能であると共に、高温のインナーチューブの影響を殆ど受けることなく燃焼が可能であるため、低ＮＯｘであり、また短炎のためにＣＯの発生も少ない。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１〜図３は本発明に係る吸収式冷温水器の高温再生器の実施の形態を示すもので、図５に示す従来の高温再生器と同様な構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。即ち、本発明では、高温再生器本体２の上部にバーナ１００を設置すると共に、本体内の燃焼室３に、上部ヘッダ４と下部ヘッダ５間に水管６を設置し、バーナ１００と水管６との間にインナーチューブ８とアウターチューブ９を設けた高温再生器において、前記バーナ１００は、耐熱金属繊維により構成した布状素材を立体形状の燃焼面１０１に構成した表面燃焼バーナとしたことを特徴とするものである。耐熱金属繊維は、耐熱鋼やインコネル等の耐熱金属を繊維状に形成したもので、この耐熱金属繊維を編物加工や織物加工により布状素材を構成することができる。耐熱金属繊維の布状素材は、例えばメタルファイバーニット等として提供されている。このような耐熱金属繊維の布状素材を立体形状の燃焼面に構成した表面燃焼バーナは、例えば特開平１０−１６０１２９号公報に開示されている。
【００１２】まず図１は本発明の第１の実施の形態を示すもので、この実施の形態では、表面燃焼バーナ１００は、円錐形状の燃焼面１０１を構成している。上述したとおり、表面燃焼バーナ１００は、予混合気により燃焼面において均一に赤熱（面積負荷 200〜1000kＷ／ｍ2）または短炎のブルーフレーム（面積負荷 1000kＷ／ｍ2以上）の各モードで燃焼を行うことができるのであるが、この実施の形態では、表面燃焼バーナ１００は面積負荷の大きいブルーフレームモードで運転し、インナーチューブ８を加熱して、その輻射熱と、排ガスによる伝熱を利用するものである。尚、符号１０２で示すものは、火炎を模式的に示すものである。
【００１３】上記第１の実施の形態においては、表面燃焼バーナ１００の燃焼面１０１はインナーチューブ８の上部に配置しているが、図２に示す第２の実施の形態では、第１の実施の形態よりも燃焼面１０１を下げて、インナーチューブ８の中間部に配置しており、このような配置では、インナーチューブ８の温度分布は中間部が最も高くなる分布が得られる。尚、符号１０３は予混合管である。
【００１４】次に図３は本発明の第３の実施の形態を示すもので、この実施の形態では、表面燃焼バーナ１００は、長尺の円筒形状の燃焼面１０１を構成している。このような表面燃焼バーナ１００では、上述したように赤熱モードとブルーフレームモードのいずれのモードの運転においても、長い距離に渡ってインナーチューブ８を均一加熱することができる。特に、面積負荷が小さい赤熱モードで運転する場合には、局部加熱しにくいので、インナーチューブ８を省略することもできる。
【００１５】以上の第１〜第３の実施の形態に示すような形状の他、表面燃焼バーナ１００の燃焼面１０１の立体形状は、所望の形状とすることができ、こうして燃焼室３内において所望の温度分布を得ることができる。
【００１６】図４は図５に示した従来のバーナと本発明の表面燃焼バーナを用いた高温再生器におけるＮＯｘ及びＣＯ特性を測定した結果を示すもので、本発明の表面燃焼バーナを用いたものでは、ＮＯｘ及びＣＯのいずれにおいても従来と比較して発生量が低減されている。例えば本発明を適用することにより、運転ポイント（Ｏ2＝約6.5％）で、０％換算ＮＯｘが約80ppmであったものが、０％換算ＮＯｘをインナーチューブ８内でも約30ppmに低減することができ、同様にＣＯも低減することができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は以上のとおり、空冷吸収式冷温水器の高温再生器に、耐熱金属繊維により構成した布状素材を立体形状の燃焼面に構成した表面燃焼バーナを適用しているので、以下のような効果がある。
ａ．燃焼室内に所望の温度分布を与えることができ、インナーチューブ内においても低ＮＯｘを実現することができると共に、ＣＯの低減も計れる。
ｂ．上記表面燃焼バーナは圧力損失が非常に少ないため、高温再生器を、ガス低圧供給（200mmＨ2Ｏ）のまま運転することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２０２６２
【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年２月２５日（１９９９．２．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７１１０２
【弁理士】
【氏名又は名称】三觜 晃司
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２４９４２７（Ｐ２０００−２４９４２７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月１４日（２０００．９．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−４８８３１ |
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