(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリフィスが介装されている送風手段の空気吸込口部と、該送風手段の送風量を制御する空気制御ダンパと、ドラフト制御ダンパが設けられた煙道と、該煙道の前記ドラフト制御ダンパの上流側から分岐され、かつ前記空気吸込口部の前記オリフィスの下流側に接続されている、排ガス再循環量制御手段を有しない排ガス再循環ダクトと、を備える油だき式吸収冷凍装置における窒素酸化物低減方法であって、
前記オリフィスの下流側の空気吸込口部内の圧力を定格最大負荷において−３０ｍｍＡｑ程度となるよう設定し、
前記オリフィスおよび排ガス再循環ダクトを、排ガス再循環量の燃焼用空気中における割合を定格最大負荷において１５％程度となるよう設定し、
前記煙道ドラフト圧力が−５ｍｍＡｑ〜＋５ｍｍＡｑの範囲となるよう前記ドラフト制御ダンパを制御し、
前記空気制御ダンパを負荷に応じた開度とし、
それにより、負荷が３０％〜１００％の範囲において、排ガス中のＮＯＸ値がＯ2濃度０％換算にて６０ｐｐｍを超えないようにする
ことを特徴とする油だき式吸収冷凍装置の窒素酸化物低減方法。
【請求項２】
前記煙道ドラフト圧力が−５ｍｍＡｑ〜＋２ｍｍＡｑの範囲となるよう前記ドラフト制御ダンパを制御することを特徴とする請求項１記載の油だき式吸収冷凍装置の窒素酸化物低減方法。
【請求項３】
油だき式吸収冷凍装置の窒素酸化物低減装置であって、  オリフィスが介装されている送風手段の空気吸込口部と、該送風手段の送風量を制御する空気制御ダンパと、ドラフト制御ダンパが設けられた煙道と、該煙道の前記ドラフト制御ダンパの上流側から分岐され、かつ前記空気吸込口部の前記オリフィスの下流側に接続されている、排ガス再循環量制御手段を有しない排ガス再循環ダクトとを備え、
前記送風手段が、定格最大負荷にて前記非可動式流量制御手段の下流側の空気吸込口ダクト内の圧力を−３０ｍｍＡｑ程度とすることができる能力を有するものとされ、
前記排ガス再循環ダクトが、定格最大負荷にて排ガス再循環量の燃焼用空気中における割合を、定格最大負荷において１５％程度とする能力を有するものとされ、
前記ドラフト制御ダンパにより前記煙道ドラフト圧力が−５ｍｍＡｑ〜＋５ｍｍＡｑの範囲となるよう制御され、
前記空気制御ダンパが負荷に応じた開度とされ、
それにより、負荷が３０％〜１００％の範囲において、排ガス中のＮＯＸ値がＯ2濃度０％換算にて６０ｐｐｍを超えないようにされてなる
ことを特徴とする油だき式吸収冷凍装置の窒素酸化物低減装置。
【請求項４】
ドラフト制御ダンパにより煙道ドラフト圧力が−５ｍｍＡｑ〜＋２ｍｍＡｑの範囲となるよう制御されてなることを特徴とする請求項３記載の油だき式吸収冷凍装置の窒素酸化物低減装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の窒素酸化物低減装置を備えてなることを特徴とする油だき式吸収冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油だき式吸収冷凍装置の窒素酸化物低減方法および窒素酸化物低減装置に関する。さらに詳しくは、構成および操作が簡素化されているにもかかわらず、窒素酸化物の排出が著しく低減される油だき式吸収冷凍装置の窒素酸化物低減方法および窒素酸化物低減装置に関する。なお、本明細書における冷凍装置には冷凍機ばかりでなく冷温水機も含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、油だき式吸収冷凍機や冷温水機における排ガス中の窒素酸化物（以下、単にＮＯＸという）を低減するために、燃焼装置にはいわゆる低ＮＯＸバーナーが用いられ、それにより排ガス中のＮＯＸがＯ2濃度０％換算にて８５ｐｐｍ程度にまで低減されている。
【０００３】
しかしながら、都市部の地域冷暖房設備においてはＮＯＸの発生源が多く大気汚染が深刻であるところから、吸収冷凍機や吸収冷温水機からのＮＯＸ排出量がＯ2濃度０％換算にて６０ｐｐｍ以下とするよう求められている。
【０００４】
そのため、低ＮＯＸバーナーによるＮＯＸの低減だけでは不十分となり、排ガスインジェクション（排ガス再循環）方式を併用することが提案されている。図３は、従来より提案されている、排ガス再循環方式を併用した油だき式吸収冷温水機１００の概略図である。この油だき式吸収冷温水機１００では、押込送風機（以下、単に送風機という）１０１の空気吸込口ダクト１０２に第１制御ダンパ１０３を設けるとともに、この空気吸込口ダクト１０２の第１制御ダンパ１０３の下流側に、第２制御ダンパ１１１が介装されている、排ガスダクト１２０のドラフト制御ダンパ１２１の上流側から分岐された排ガス再循環ダクト１１０の先端を接続し、この第１制御ダンパ１０３および第２制御ダンパ１１１の開度を適宜調整することにより、ＮＯＸの排出量が前記規制値以下となるようにされている。なお、図３中、符号１１２は起動時の安全を確保するための燃焼室内プレパージ用オン・オフダンパを、符号１０４は空気制御ダンパを示す。そして、このオン・オフダンパ１１２は、起動時にオフ（全閉）されて燃焼ガス系統のパージがなされ、その後の運転においてはオン（全開）されている。
【０００５】
しかしながら、前記提案にかかわる排ガス再循環方式においては、第１制御ダンパ１０３および第２制御ダンパ１１１の開度を調整することによりＮＯＸの排出量を低減しているので、構成が複雑であるとともに、その操作も煩雑であるという問題がある。そのため、製造コストも高く、かつランニング・コストも高いという問題もある。
【０００６】
なお、既設の小型ボイラで燃焼制御が、オン／オフあるいはハイ／ロー／オフとされるものにおいては、ＮＯＸの排出量の規制が緩やかで、ＮＯＸの低減が少なくてよいために、図４に示すように、プレパージ用オン・オフダンパ２０１が介装されている排ガス再循環ダクト２０２を設け、運転時にこのオン・オフダンパ２０１をオン（全開）して排ガス再循環ダクト２０２から、燃焼用空気に排ガスをなりゆきに任せて混入させ、ＮＯＸを低減させることがなされている。
【０００７】
しかしながら、前述したような厳しいＮＯＸ規制がなされている油だき式吸収冷温水機に、前記既設の小型ボイラのＮＯＸ低減に用いられている、いわゆるなりゆき方式をそのまま適用するには無理がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、構成および操作が簡素化されているにもかかわらず、窒素酸化物の排出が著しく低減される油だき式吸収冷凍装置の窒素酸化物低減方法および窒素酸化物低減装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の油だき式吸収冷凍装置における窒素酸化物低減方法は、オリフィスが介装されている送風手段の空気吸込口部と、該送風手段の送風量を制御する空気制御ダンパと、ドラフト制御ダンパが設けられた煙道と、該煙道の前記ドラフト制御ダンパの上流側から分岐され、かつ前記空気吸込口部の前記オリフィスの下流側に接続されている、排ガス再循環量制御手段を有しない排ガス再循環ダクトと、を備える油だき式吸収冷凍装置における窒素酸化物低減方法であって、
前記オリフィスの下流側の空気吸込口部内の圧力を定格最大負荷において−３０ｍｍＡｑ程度となるよう設定し、
前記オリフィスおよび排ガス再循環ダクトを、排ガス再循環量の燃焼用空気中における割合を定格最大負荷において１５％程度となるよう設定し、
前記煙道ドラフト圧力が−５ｍｍＡｑ〜＋５ｍｍＡｑの範囲となるよう前記ドラフト制御ダンパを制御し、
前記空気制御ダンパを負荷に応じた開度とし、
それにより、負荷が３０％〜１００％の範囲において、排ガス中のＮＯＸ値がＯ2濃度０％換算にて６０ｐｐｍを超えないようにする
ことを特徴とする。
【００１２】
なお、本発明の油だき式吸収冷凍装置の窒素酸化物低減方法においては、前記煙道ドラフト圧力が−５ｍｍＡｑ〜＋２ｍｍＡｑの範囲となるよう前記ドラフト制御ダンパを制御するのが好ましい。
【００１３】
一方、本発明の油だき式吸収冷凍装置の窒素酸化物低減装置は、油だき式吸収冷凍装置の窒素酸化物低減装置であって、
オリフィスが介装されている送風手段の空気吸込口部と、該送風手段の送風量を制御する空気制御ダンパと、ドラフト制御ダンパが設けられた煙道と、該煙道の前記ドラフト制御ダンパの上流側から分岐され、かつ前記空気吸込口部の前記オリフィスの下流側に接続されている、排ガス再循環量制御手段を有しない排ガス再循環ダクトとを備え、
前記送風手段が、定格最大負荷にて前記非可動式流量制御手段の下流側の空気吸込口ダクト内の圧力を−３０ｍｍＡｑ程度とすることができる能力を有するものとされ、
前記排ガス再循環ダクトが、定格最大負荷にて排ガス再循環量の燃焼用空気中における割合を、定格最大負荷において１５％程度とする能力を有するものとされ、
前記ドラフト制御ダンパにより前記煙道ドラフト圧力が−５ｍｍＡｑ〜＋５ｍｍＡｑの範囲となるよう制御され、
前記空気制御ダンパが負荷に応じた開度とされ、
それにより、負荷が３０％〜１００％の範囲において、排ガス中のＮＯＸ値がＯ2濃度０％換算にて６０ｐｐｍを超えないようにされてなる
ことを特徴とする。
【００１４】
本発明の油だき式吸収冷凍装置の窒素酸化物低減装置においては、ドラフト制御ダンパにより煙道ドラフト圧力が−５ｍｍＡｑ〜＋２ｍｍＡｑの範囲となるよう制御されてもよい。
【００１６】
【作用】
本発明においては、排ガス再循環ダクトに排ガス再循環量制御手段が設けられておらず、しかも負荷に応じた排ガス再循環量を排ガス再循環ダクトの両端部の圧力差により得ているので、煩雑な操作を行うことなく排ガス中のＮＯＸ値が所定の規制値以下に抑えられる。
【００１７】
すなわち、非可動式流量制御手段の下流側の空気吸込口ダクト内の圧力が定格最大負荷において−３０ｍｍＡｑ程度、および燃焼用空気中における排ガス再循環量の割合が定格最大負荷において１５％程度となるように、押込送風機の能力、非可動式流量制御手段の能力、および排ガス再循環ダクトの能力を設定しているので、油だき式吸収冷凍装置の負荷に応じて、押込送風機の出口側に設けられている空気制御ダンパの開度を調整するのみで、所望の排ガス再循環量が確保されて排ガス中のＮＯＸの値が所定の規制値以下に抑えられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明するが、本発明はかかる実施の形態のみに限定されるものではない。なお、ここでは油だき式吸収冷凍装置は、油だき式吸収冷温水機とされている。
【００１９】
本発明の油だき式吸収冷温水機の窒素酸化物低減方法に適用される窒素酸化物低減装置１０を搭載した油だき式吸収冷温水機１の概略図を図１に示し、同窒素酸化物低減装置１０は、送風機１１の空気吸込口ダクト２に非可動式流量制御手段１２、例えば流量制御オリフィス１２Ａを介装させるとともに、煙道３のドラフト制御ダンパ３１の上流側から分岐された排ガス再循環ダクト１３を空気吸込口ダクト２の前記非可動式流量制御手段１２の下流側に接続させた構成とされている。また、図１から明らかなように、排ガス再循環ダクトには排ガス再循環量制御手段は設けられていない。なお、図１中、符号４は点火時の安全を確保するために掃気する際に閉止するオン・オフダンパを、符号５は空気制御ダンパを、符号６は油バーナーを示す。
【００２０】
ここで、油バーナー６に燃焼用空気を供給する送風機１１は、定格最大負荷（ＭＣＲ）において送風機１１入口、すなわち前記非可動式流量制御手段１２の下流側の圧力を−３０ｍｍＡｑ程度にできる能力を有するものとされ、また非可動式流量制御手段１２および排ガス再循環ダクト１３はＭＣＲにおいて排ガス循環量の燃焼用空気中に占める割合が１５％程度となるようにされている。
【００２１】
次に、かかる構成とされている窒素酸化物低減装置１０の動作の一例について説明する。
【００２２】
掃気が終了して点火時の安全を確保するためのオン・オフダンパ４がオン（全開）されると、運転盤Ｃからの指令により、油バーナー６が点火され、そして徐々に燃料供給量が増大され、最終的に所定の燃焼量、例えばＭＣＲとされる。このとき、送風機１１の入口圧力は前述したように−３０ｍｍＡｑ程度とされるとともに、煙道ドラフト圧力が−５ｍｍＡｑ〜＋５ｍｍＡｑの範囲とされ、あるいは必要に応じて煙道ドラフト制御ダンパ３１の制御を付加することにより排ガスダクト３内の圧力が−５ｍｍＡｑ〜＋５ｍｍＡｑの範囲とされているので、排ガス再循環量が燃焼用空気中に占める割合が１５％程度となり、その結果排ガス中のＮＯＸ値がＯ2濃度０％換算にて２０ｐｐｍ程度に抑えられる。
【００２３】
この状態で、運転盤Ｃからの負荷指令により燃焼量が変化させられると、空気制御ダンパ５の開度が調整されて燃焼用空気量が変動するが、この場合は減少するが、空気吸込口ダクト２には流量制御オリフィス１２Ａが設けられて空気吸込口に一定の圧力損失を生じさせることにより吸込空気量が減少するにもかかわらず、送風機１１の入口圧力がＮＯＸ値を確保できるある程度の負圧に維持されるとともに、煙道３内のドラフト圧力が−５ｍｍＡｑ〜＋５ｍｍＡｑの範囲、あるいは必要に応じてドラフト制御ダンパ３１の制御を付加することにより−５ｍｍＡｑ〜＋５ｍｍＡｑの範囲とされているため、負荷が変動しても負荷に対応した排ガス再循環量が確保されることとなり、排ガス中のＮＯＸ値はＯ2濃度０％換算にて６０ｐｐｍを超えることはない。なお、燃焼安定性の点からは、前記ドラフト圧力が−５ｍｍＡｑ〜＋２ｍｍＡｑの範囲とされるのが好ましい。
【００２４】
このように、本実施の形態においては、油だき式吸収冷温水機１の各負荷において、空気制御ダンパ５を所望の負荷に応じた開度とし、煙道３内のドラフト圧力を−５ｍｍＡｑ〜＋５ｍｍＡｑの範囲にあるようにすれば、排ガス中のＮＯＸ値を制限値内に抑えることができるという優れた効果が得られる。換言すれば、ＮＯＸ低減に必要な排ガス再循環量を、送風機の吸込口と煙道とに接続した排ガス再循環ダクト両端になりゆきで形成されるある一定値内の圧力差のみで得ることができるという優れた効果が得られる。
【００２５】
【実施例】
以下、より具体的な実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。
【００２６】
シグマチル３００型油だき式吸収冷温水機（川重冷熱工業株式会社製、商品名）に本発明の実施例の窒素酸化物低減装置を搭載して排ガス中のＮＯＸ値の変化を測定した。
【００２７】
この測定に用いたシグマチル３００型油だき式吸収冷温水機および窒素酸化物低減装置の要目は次のとおりである。
【００２８】
（１）シグマチル３００型油だき式吸収冷温水機
▲１▼燃焼量（灯油）：  ８９．４リットル／Ｈ
▲２▼冷凍能力：３００ＵＳＴＲ
▲３▼油バーナー：圧力噴霧式油バーナー
【００２９】
（２）窒素酸化物低減装置
▲１▼流量制御オリフィス：内径１９８ｍｍφ
▲２▼排ガス再循環量：ＭＣＲ時１５％（煙道ドラフト圧力：−５ｍｍＡｑ時）
▲３▼再循環ダクト：丸形３インチダクト
【００３０】
測定例１
煙道ドラフト制御ダンパにより煙道内のドラフト圧力を−５ｍｍＡｑに、送風機吸込口圧力を−３０ｍｍＡｑに制御し、負荷を１００％〜３０％の間で変化させて、その際の排ガス中のＮＯＸ値を測定し、その結果を図２に示す。
【００３１】
測定例２
煙道ドラフト制御ダンパにより煙道内のドラフト圧力を＋５ｍｍＡｑに、送風機吸込口圧力を−２５ｍｍＡｑに制御し、負荷を１００％〜２５％の間で変化させて、その際の排ガス中のＮＯＸ値を測定し、その結果を図２に併せて示す。
【００３２】
図２から明らかなように、測定例１〜２のいずれにおいても、排ガス中のＮＯＸ値が、Ｏ2濃度０％換算にて６０ｐｐｍを超えていないのがわかる。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明においては空気吸込口ダクトに非可動式流量制御手段を設けるとともに、送風機の入口圧力をある一定値以上の負圧として、圧力制御手段を有しない排ガス再循環ダクトの基端部の圧力を所定範囲としているので、窒素酸化物低減装置の構成および操作が簡素化されているにもかかわらず、常時負荷に対応した排ガス再循環量が確保され、排ガス中のＮＯＸ値を所定の制限値内に抑えることができるという優れた効果が得られる。また、構成が簡素化されていることから、製造コストおよびランニングコストの低減も図られるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に用いられる窒素酸化物低減装置の一例の概略図である。
【図２】本発明の実施例における測定結果のグラフである。
【図３】従来より提案されている窒素酸化物低減装置の一例の概略図である。
【図４】既設の小型ボイラで採用されている窒素酸化物低減装置の概略図である。
【符号の説明】
１          油だき式吸収冷温水機
２          空気吸込口ダクト
３          煙道
３１        煙道ドラフト制御ダンパ
４          オン・オフダンパ
５          空気制御ダンパ
６          油バーナー
１０          窒素酸化物低減装置
１１          押込送風機
１２          非可動式流量制御手段
１２Ａ        流量制御オリフィス
１３          排ガス再循環ダクト
【図１】
0003668910.tif 000002
【図２】
0003668910.tif 000003
【図３】
0003668910.tif 000004
【図４】
0003668910.tif 000005