(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱室を迂回する第１のバイパス通路を備えた排ガス通路を前記加熱室に臨んで開口させ、エンジンなどから出る排ガスを該加熱室に案内すると共に、前記開口に併設して面状火炎形バーナを備え、加熱室に立設された複数の液管の内部を通す液体を加熱して蒸気を発生させる廃熱併用型ボイラにおいて、
前記第１のバイパス通路の途中に第１の開閉機構を備え、前記加熱室の排気口側を第２の開閉機構を介して前記第１の開閉機構の下流側へ接続し、前記加熱室への液体供給を行わないとき、第１の開閉機構によって当該通路を開け、第２の開閉機構によって当該通路を閉じ、面状火炎形バーナへの燃料供給を停止し、面状火炎形バーナに燃焼用空気を供給する送風機を運転すると共に、前記排ガス通路の前記第１のバイパス通路との分岐より上流部分で第２のバイパス通路を分岐させ、加熱室および第１のバイパス通路に至る排ガス通路に第３の開閉機構を設け、前記第２のバイパス通路に第４の開閉機構を設けて、前記加熱室への液体供給を行わないとき、前記第３の開閉機構によって当該通路を閉じ、第４の開閉機構によって当該通路を開ける制御器を備えたことを特徴とする廃熱併用型ボイラ。
【請求項２】
加熱室の上方に各液管の上端部が開口した蒸気発生部か形成され、加熱室の下方に各液管の下端部が開口した液体循環部が形成され、各液管の上端部を越える高さまで吸収冷凍機の吸収液が注入されて使用されることを特徴とする請求項１に記載の廃熱併用型ボイラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はボイラーに関するものであり、特に詳しくはエンジンなどから出る排ガスの熱を利用するボイラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のボイラとして、例えば図３に示したように、エンジンなどから排出された高温の排ガスを通す排ガス通路Ｌ１の途中に、吸収式冷凍機の高温再生器１００の加熱室１を介在させると共に、高温再生器１００を迂回するバイパス通路Ｂ３も設け、高温再生器１００で吸収液を加熱して冷媒蒸気を発生させるときには、バイパス通路Ｂ３に介在するダンパーＤ５を操作してバイパス通路Ｂ３を閉じると共に、高温再生器１００に至る通路に介在するダンパーＤ６を操作してこの通路を開け、エンジンなどから出て排ガス通路Ｌ１の上流側から供給される高温の排ガスを高温再生器１００の加熱室１に送り込み、この排ガスの余熱によって吸収液を加熱して冷媒蒸気を発生させるようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成の従来の廃熱併用型ボイラは、高温再生器１００の運転停止中にエンジンなどから出る高温の排ガスが加熱室１に漏れ込んだときには、注入してある吸収液が過熱されることがあるので、放熱器２１を設け、この放熱器に冷却水を供給して放熱させるように構成されており、製造コスト・占有スペース共に大きくなると云った問題点があり、この点の解決が課題となっていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、加熱室を迂回する第１のバイパス通路を備えた排ガス通路を前記加熱室に臨んで開口させ、エンジンなどから出る排ガスを該加熱室に案内すると共に、前記開口に併設して面状火炎形バーナを備え、加熱室に立設された複数の液管の内部を通す液体を加熱して蒸気を発生させる廃熱併用型ボイラにおいて、前記第１のバイパス通路の途中に第１の開閉機構を備え、前記加熱室の排気口側を第２の開閉機構を介して前記第１の開閉機構の下流側へ接続し、前記加熱室への液体供給を行わないとき、第１の開閉機構によって当該通路を開け、第２の開閉機構によって当該通路を閉じ、面状火炎形バーナへの燃料供給を停止し、面状火炎形バーナに燃焼用空気を供給する送風機を運転すると共に、前記排ガス通路の前記第１のバイパス通路との分岐より上流部分で第２のバイパス通路を分岐させ、加熱室および第１のバイパス通路に至る排ガス通路に第３の開閉機構を設け、前記第２のバイパス通路に第４の開閉機構を設けて、前記加熱室への液体供給を行わないとき、前記第３の開閉機構によって当該通路を閉じ、第４の開閉機構によって当該通路を開ける制御器を備えた第１の構成の廃熱併用型ボイラと、
【０００８】
前記第１の構成の廃熱併用型ボイラにおいて、加熱室の上方に各液管の上端部が開口した蒸気発生部を形成し、加熱室の下方に各液管の下端部が開口した液体循環部を形成し、各液管の上端部を越える高さまで吸収冷凍機の吸収液を注入して使用するようにした第２の構成の廃熱併用型ボイラと、
を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明になる廃熱併用型ボイラの一実施形態として、吸収冷凍機の高温再生器１００を例に挙げて説明する。
【００１０】
１は加熱室であり、その上方には蒸気発生部２が、下方には液体循環部３が鉄板などにより囲われて設けられている。蒸気発生部２と液体循環部３とは、加熱室１に立設した多数の液管４と、加熱室１の側方に設けた二重壁の間の右側部空隙５と左側部空隙６とを介して連通している。
【００１１】
また、加熱室１の前方右部分にはバーナ設置口７が、前方左部分には排ガス取り入れ口８が、後方には排気口９が設けられ、バーナ設置口７には長い燃焼室が不要な、それ自体は従来周知の面状火炎型バーナ１０がその燃焼プレート１１を液管４に向けて横向きに設置され、排ガス取り入れ口８には排ガスチャンバー１３が設置されている。
【００１２】
なお、燃焼プレート１１は、送風機１２によって供給される空気と、図示しないガス管を介して供給されるガスとを混合する図示しない混合室の前面に配置されていて、この混合ガスを図示しない無数の細孔から通過させてその表面で燃焼させるものである。
【００１３】
排ガスチャンバー１３は加熱室１に臨む面が広く開口すると共に、他の面、例えば上面に排ガス取り入れ口１４が開設され、ここにエンジン２００などから出る高温の排ガスが通る排ガス通路Ｌ１が接続され、途中に介在するダンパーＤ３（解決手段で云う第３の開閉機構）を操作することによって、加熱室１に排ガスが適宜供給できるようになっている。
【００１４】
なお、この発明では、ダンパーの両側の通路が連通するようにダンパーを操作することをダンパーを「開く」、両側の通路が遮断するようにダンパーを操作することをダンパーを「閉じる」と、簡単に云う。
【００１５】
したがって、ダンパーＤ３を開くことによってエンジン２００などから出る高温の排ガスが、排ガス通路Ｌ１を介して高温再生器１００の加熱室１に排ガスチャンバー１３から供給できるようになり、ダンパーＤ３を閉じることによってエンジン２００などから出る排ガスが加熱室１に供給できなくなる。
【００１６】
この排ガス通路Ｌ１は、ダンパーＤ３より下流の部分で分岐した第１のバイパス通路Ｂ１を有し、その途中に介在するダンパーＤ１（解決手段で云う第１の開閉機構）より下流の部分が、排気口９に接続された排ガス通路Ｌ２のダンパーＤ２（解決手段で云う第２の開閉機構）より下流の部分に接続している。
【００１７】
なお、この第１のバイパス通路Ｂ１は、高温再生器１００の加熱室１を経由する排ガスの通路より短く、且つ、充分な太さに形成されて、エンジン２００などから供給される高温のガスが、ダンパーＤ１・Ｄ２・Ｄ３を開けたときには、高温再生器１００の加熱室１を経由して流れる排ガスより、第１のバイパス通路Ｂ１を経由して流れる排ガスの方が多くなるように、すなわち、第１のバイパス通路Ｂ１の通路抵抗の方が高温再生器１００の加熱室１を経由する排ガスの通路の抵抗より小さくなっている。
【００１８】
また、排ガス通路Ｌ１は、ダンパーＤ３より上流の部分で分岐された第２のバイパス通路Ｂ２を有している。この第２のバイパス通路Ｂ２にはダンパーＤ４（解決手段で云う第４の開閉機構）が介在する
【００１９】
なお、高温再生器１００の蒸気発生部２と液体循環部３とを連通する前記液管４は、加熱室１に千鳥状に一様に配設され、エンジン２００などから出て排ガス通路Ｌ１・排ガスチャンバー１３から供給される高温の排ガスや、面状火炎型バーナ１０による火炎、およびその火炎によって生成される燃焼ガスが万遍なく接触するようになっている。
【００２０】
また、液体循環部３のバーナ設置口７側には器内に注入する吸収液１５の流入口１６が設けられ、吸収冷凍機の図示しない吸収器から、冷媒を吸収して吸収液濃度が低下した吸収液、いわゆる稀液が注入できるようになっている。
【００２１】
また、蒸気発生部２の排気口９側上方には冷媒蒸気の流出口１７が開設され、その下方の蒸気発生部２側方には吸収液の流出口１８が開設されている。
【００２２】
さらに、吸収液１５の温度を計測する温度センサ１９と制御器２０とが設置され、高温再生器１００で吸収液１５を加熱して冷媒蒸気を発生させるときには、制御器２０から所要の制御信号を出力してダンパーＤ１・Ｄ４を閉じ、ダンパーＤ２・Ｄ３を開けて、エンジン２００などから出る高温の排ガスを排ガスチャンバー１３から高温再生器１００の加熱室１に供給して吸収液１５を加熱し、加熱作用を終えて温度低下した排ガスを排気口９・排ガス通路Ｌ２から排気する。
【００２３】
そして、エンジン２００の回転数が低くいために、排ガスチャンバー１３から高温再生器１００の加熱室１に供給する排ガスの量が少なかったり、あるいは器内に注入される吸収液１５の量が多く、エンジン２００などから出る高温の排ガスを加熱室１に供給しても吸収液１５の温度が充分に上昇せず、したがって必要な量の冷媒蒸気が発生しないときには、面状火炎型バーナ１０に点火して、高温再生器１００における吸収液１５を加熱する能力を最大にする。
【００２４】
このように、吸収液１５を加熱して冷媒蒸気を発生させる熱源には、排ガス通路Ｌ１から排ガスチャンバー１３に取り込まれるエンジン１００などから出る排ガスがメインに利用され、この排ガスによる加熱で熱量が不足するときだけ面状火炎型バーナ１０に点火されるので、熱効率が高く省エネが図れる。
【００２５】
なお、温度センサ１９が計測する吸収液１５の温度が所定の温度より低いときには、最初から面状火炎型バーナ１０による加熱も行い、所定温度に達してから、面状火炎型バーナ１０による加熱を停止するように起動するのが好ましい。
【００２６】
一方、高温再生器１００で冷媒蒸気を発生させないときで、エンジン２００などから高温の排ガスが排ガス通路Ｌ１に供給されているときには、この高温の排ガスが高温再生器１００の加熱室１に流入しないで第２のバイパス通路Ｂ２を通って排気されるように、制御器２０から所要の制御信号を出力して、ダンパーＤ３を閉じ、ダンパーＤ４を開けると共に、さらにダンパーＤ１を開け、ダンパーＤ２を閉じ、この状態で送風機１２を定格以下の所定の回転数、例えば定格の３０％で運転し、送風機１２が加熱室１に吹き込む空気を排ガスチャンバー１３の排ガス取り入れ口１４から排ガス通路Ｌ１に逆流させ、第１のバイパス通路Ｂ１と、排ガス通路Ｌ２のダンパーＤ２より下流の部分を介して排出する。
【００２７】
排ガス通路Ｌ１のダンパーＤ３より下流部分の圧力は、送風機１２による加圧排気作用で上昇し、排ガス通路Ｌ１のダンパーＤ３より上流の部分から下流部分にガス体が入り込むことが防止される。このため、エンジン２００などから出る高温の排ガスの加熱室１への流入が二重に防止され、高温再生器１００の吸収液１５が加熱されることがなく、従来必要であった放熱器が不要となった。
【００２８】
しかも、第１のバイパス通路Ｂ１の通路抵抗が、高温再生器１００の加熱室１を経由する通路の抵抗より小さく設けられているので、高温再生器１００の運転停止中にダンパーＤ３が不調でエンジン２００などから出る高温の排ガスがダンパーＤ３の下流側に流れ込むことがあっても、大半は第１のバイパス通路Ｂ１を経由して排気され、加熱室１に流入する量は限定される。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００３０】
例えば、排ガスチャンバー１３を面状火炎型バーナ１０の上に重ねて設置したり、排ガスチャンバー１３を二つに分割し、その間に面状火炎型バーナ１０を設置することも可能である。
【００３１】
また、高温再生器１００は、面状火炎型バーナ１０の前方に液管４を密に立設すると共に、この密に立設した液管４とその他の部位に立設する液管４との間に液管４を全く立設しない空間を設け、面状火炎型バーナ１０が生成する火炎と燃焼ガスの温度を、液管を密に立設した部分で所定の温度まで速やかに下げ、高温燃焼時に増加すると云われるＮＯｘの生成量を低下させ、その後は液管４を全く立設していない部分を通過させて燃焼ガスの温度低下を抑えて燃焼を促進し、低温燃焼時に増加すると云われるＣＯの発生を抑えるように構成することもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の廃熱併用型ボイラは、エンジンの回転数が低くて加熱室に供給する排ガスの量が少なかったり、あるいは器内に注入される液量が多く、エンジンなどから出る高温の排ガスを加熱室に供給しても液温が充分に上昇せず、したがって必要な量の蒸気が発生しないときだけ、面状火炎型バーナに点火して加熱する能力を最大にするので、熱効率が高く省エネが図れる。
【００３３】
特に、上記廃熱併用型ボイラにおいては、エンジンなどから出る高温の排ガスが運転停止中のボイラに供給されることがないので、従来必要であった放熱器が不要となり、製造コストの削減と設置スペースの削減が同時に図れるようになった。
【００３４】
また、長い燃焼室を必要としない面状火炎型バーナを使用するので、液管を立設した加熱室にバーナを直接臨ませて設置することが可能であり、これにより吸収冷凍機の高温再生器などの小型化も可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施形態の説明図である。
【図２】  一実施形態の要部（高温再生器）の説明図である。
【図３】  従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１  加熱室
２  蒸気発生部
３  液体循環部
４  液管
５  右側部空隙
６  左側部空隙
７  バーナ設置口
８  排ガス取り入れ口
９  排気口
１０  面状火炎型バーナ
１１  燃焼プレート
１２  送風機
１３  排ガスチャンバー
１４  排ガス取り入れ口
１５  吸収液
１７  蒸気流出口
１８  吸収液流出口
１９  温度センサ
２０  制御器
Ｂ１  第１のバイパス通路
Ｂ２  第２のバイパス通路
Ｄ１〜Ｄ６  ダンパー
Ｌ１・Ｌ２  排ガス通路
１００  高温再生器
【図１】
0003762537.tif 000002
【図２】
0003762537.tif 000003
【図３】
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