熱媒ボイラ
【課題】 燃料種に応じた予熱上限温度で予熱し、熱媒ボイラの高効率を維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにした熱媒ボイラを得る。
【解決手段】 気体燃料を燃焼させるボイラから排出される排ガスと送風機８を用いてバーナ２に送る燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱するレキュペレータ１１を備えた熱媒ボイラであって、燃料種に応じてレキュペレータ１１の伝熱面積を調整する伝熱面積調整手段１４を備えた。
【解決手段】 気体燃料を燃焼させるボイラから排出される排ガスと送風機８を用いてバーナ２に送る燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱するレキュペレータ１１を備えた熱媒ボイラであって、燃料種に応じてレキュペレータ１１の伝熱面積を調整する伝熱面積調整手段１４を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体燃料を燃焼させるボイラから排出される排ガスと送風機を用いてバーナに送る燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱するレキュペレータを備えた熱媒ボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱媒ボイラは、熱媒油を高温（２５０℃〜３００℃）に加熱し、この熱媒油を熱源として間接的に使用するものとして広く使用されている。加熱される熱媒油の温度は２５０℃〜３００℃と高いため、排ガス温度は３００℃〜３５０℃になり、持ち去られるエネルギーが大きい。このため、例えば、小型貫流ボイラのボイラ効率が９２％以上であるのに比較して、熱媒ボイラのボイラ効率は約８０％程度と熱効率が悪い。熱媒ボイラの高効率化を図るためには燃焼用空気を予熱することが一般的方法であり、燃焼用空気を予熱する方法として、ボイラから排出される排ガスと燃焼用空気とを熱交換する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、燃焼用空気の予熱温度を高めることにより、排ガス中の窒素酸化物濃度（以下、ＮＯｘ濃度という。）も増加してしまい、大気汚染防止法で規制されている１５０ｐｐｍを超えてしまう場合がある。熱媒ボイラの高効率を維持しながらも、前記規制値を超えないようにするには予熱温度の上限を求め、予熱上限温度を超えない範囲で燃焼用空気を予熱する必要がある。この予熱上限温度は燃料の発熱量によって変わるため、例えば都市ガス（１３Ａ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）などの燃料種ごとに定める必要がある。
【０００４】
従来、燃焼用空気の予熱による排ガス中のＮＯｘの大量放出を抑制するものとして、空気ダクトと排ガスダクトのいずれか一方に熱交換器内を通過しないバイパスダクトを設け、前記ダクト内にバイパスダクトを流れる流体量を制御する切り換えダンパーを設けた排熱回収システムがある（例えば、特許文献２参照。）。
特許文献２に記載されている排熱回収システムによれば、前記ダクト内に設けた切り換えダンパーを切り換えてバイパスダクトを流れる流体量を制御し、排ガス中のＮＯｘの量を所定量以下に抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２４３６０５号公報
【特許文献２】特開昭５８−１５８４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記したように大気汚染防止法の規制値を超えないようにするために設ける予熱上限温度は燃料種によって異なるため、熱媒ボイラの高効率を維持しながらも、前記規制値を超えないようにするためには、燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することが望まれるが、特許文献２に記載されている排熱回収システムには燃料種に応じた予熱上限温度で予熱するといった記載はなく、このため燃料種によっては予熱上限温度に達しない温度の予熱となってしまい、ボイラの効率を高めることができず、また予熱上限温度を超えた温度で予熱し、排ガス中のＮＯｘ濃度が前記規制値を超えてしまう場合があるといった問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、燃料種に応じた予熱上限温度で予熱し、熱媒ボイラの高効率を維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにした熱媒ボイラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、気体燃料を燃焼させるボイラから排出される排ガスと送風機を用いてバーナに送る燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱するレキュペレータを備えた熱媒ボイラであって、燃料種に応じてレキュペレータの伝熱面積を調整する伝熱面積調整手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、伝熱面積調整手段によりレキュペレータの伝熱面積を大きく、或いは小さく調整することにより、燃焼用空気の予熱温度を調整することができるので、レキュペレータの伝熱面積を調整することにより燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができることになり、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記伝熱面積調整手段は、レキュペレータの排ガス入口に備えられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、前記レキュペレータの排ガス入口流路断面積を調整することにより、前記レキュペレータを流れる排ガスと燃焼用空気との熱交換面積を調整し、燃焼用空気の予熱温度を調整することができるので、燃焼用空気を燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができ、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の、前記伝熱面積調整手段は、モータの駆動により前記レキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する流路調整仕切板と、燃焼用空気供給ラインにおけるレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサとを備え、燃料種に応じた燃焼用空気の予熱上限温度を記憶し、温度センサで検出した温度により、燃料種に応じて燃焼用空気の温度が予熱上限温度を超えないように前記モータを制御して前記レキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する制御部とからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、温度センサで検出したレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を入力し、前記レキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度が燃料種に応じた予熱上限温度よりも低ければモータを駆動して前記流路調整仕切板により前記レキュペレータの排ガス入口の開口量が大きくなるように調整して前記レキュペレータの伝熱面積を大きくすることにより燃焼用空気の温度を上昇させ、前記レキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度が前記予熱上限温度を超えるような場合は、モータを駆動して前記流路調整仕切板により前記レキュペレータの排ガス入口の開口量が小さくなるように調整して前記レキュペレータの伝熱面積を小さくして燃焼用空気の温度の上昇を抑え、予熱上限温度を超えないようにすることができる。従って、常に燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができることになり、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の、前記伝熱面積調整手段は、レキュペレータの燃焼用空気入口に備えられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、前記レキュペレータの燃焼用空気入口流路断面積を調整することにより、前記レキュペレータを流れる排ガスと燃焼用空気との熱交換面積を調整し、燃焼用空気の予熱温度を調整することができるので、前記レキュペレータの燃焼用空気入口流路断面積を調整することにより燃焼用空気を燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができ、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の、前記伝熱面積調整手段は、モータの駆動によりレキュペレータの燃焼用空気入口の開口量を調整する流路調整仕切板と、燃焼用空気供給ラインにおけるレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサとを備え、燃料種に応じた燃焼用空気の予熱上限温度を記憶し、温度センサで検出した温度により、燃料種に応じて燃焼用空気の温度が予熱上限温度を超えないように前記モータを制御して前記レキュペレータの燃焼用空気入口の開口量を調整する制御部とからなることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、温度センサで検出したレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を入力し、前記レキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度が燃料種に応じた予熱上限温度よりも低ければモータを駆動して前記流路調整仕切板により前記レキュペレータの燃焼用空気入口の開口量が大きくなるように調整して前記レキュペレータの伝熱面積を大きくすることにより燃焼用空気の温度を上昇させ、前記レキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度が前記予熱上限温度を超えるような場合は、モータを駆動して前記流路調整仕切板により前記レキュペレータの燃焼用空気入口の開口量が小さくなるように調整して前記レキュペレータの伝熱面積を小さくして燃焼用空気の温度の上昇を抑え、予熱上限温度を超えないようにすることができる。従って、常に燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができることになり、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レキュペレータの伝熱面積を調整することにより、燃料種ごとに、燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができ、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る熱媒ボイラの実施の形態の第１例を示す概略構成図である。
【図２】第１例で使用されるレキュペレータの一例を示す概略構成斜視図である。
【図３】第１例で使用されるレキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する流路調整仕切板の一例を示す概略構成斜視図である。
【図４】第１例で使用されるレキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する流路調整仕切板の他例を示す概略構成斜視図である。
【図５】本発明に係る熱媒ボイラの実施の形態の第２例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る熱媒ボイラを実施するための形態を、図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る熱媒ボイラの実施の形態の第１例を示す概略構成図、図２は第１例で使用されるレキュペレータの一例を示す概略構成斜視図、図３は第１例で使用されるレキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する流路調整仕切板の一例を示す概略構成斜視図、図４は第１例で使用されるレキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する流路調整仕切板の他例を示す概略構成斜視図である。
【００２１】
本例の熱媒ボイラ１は、上部にバーナ２が配置され、熱媒油が通る熱媒油加熱管３を２重のコイル状に形成した缶体４の内側に燃焼室５を形成している。バーナ２は缶体４の上部に設けられたウインドボックス６に取り付けられており、ウインドボックス６に燃焼用空気供給ライン７を介して燃焼用空気を送り込む送風機８を備えている。送風機８にはインバータ９が備えられており、インバータ９の周波数を制御することにより送風機８の回転数を制御して風量を調整できるようになっている。燃焼室５で燃焼した燃焼ガスは、缶体４を構成する２重のコイル状に形成した熱媒油加熱管３の内列下方の隙間から内列と外列の間に流入し、内列と外列の間を上昇する。熱媒油加熱管３の内列と外列の間を上昇した燃焼ガスは排ガスライン１０へ流れる。
【００２２】
また、排ガスライン１０と燃焼用空気供給ライン７とに接続するレキュペレータ１１を備えており、排ガスライン１０を流通する排ガスと燃焼用空気供給ライン７を流通する燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱する。バーナ２には、燃料ガスを供給する燃料ガス供給ライン１２が接続されている。燃料ガス供給ライン１２には、バーナ２へ燃料ガスを供給する燃料ガス流量調整弁１３が設けられている。
【００２３】
図２は本例で使用されるレキュペレータ１１の一例を示す概略構成斜視図であり、１１ａは排ガス入口、１１ｂは排ガス出口、１１ｃは燃焼用空気入口、１１ｄは燃焼用空気出口である。
本例では、レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａに、燃料種に応じてレキュペレータ１１の伝熱面積を調整する伝熱面積調整手段１４が備えられている。伝熱面積調整手段１４は、レキュペレータ１１の伝熱面積を調整するためにレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量を調整するようになっている。その開口量はレキュペレータ１１の伝熱面積が燃料種に応じた予熱上限温度で燃焼用空気を予熱できる伝熱面積となるように、燃料種ごとに設定されている。なお、予熱上限温度は、都市ガス（１３Ａ）３００℃、液化石油ガス（ＬＰＧ）２００℃などとして設定されている。
【００２４】
本例では、伝熱面積調整手段１４として流路調整仕切板１５が用いられ、排ガス入口１１ａの一部を塞いでその開口量を調整することによりレキュペレータ１１の伝熱面積を調整している。
本例では、図３に示すように、流路調整仕切板１５は、レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａに、スライド可能に配置され、流路調整仕切板１５に設けたラック２５とモータ１６の駆動軸に設けたピニオン２６を噛み合わせ、モータ１６の駆動により流路調整仕切板１５をスライドさせて排ガス入口１１ａの一部を塞ぐように開閉させることにより排ガス入口１１ａの開口量を調整するようになっている。
このスライド方式に代えて、流路調整仕切板１５の他例として図４に示すように、レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａに回転軸２７を渡して設け、この回転軸２７に流路調整仕切板１５を取り付け、モータ１６の駆動により回転軸２７を介して流路調整仕切板１５を回転させて排ガス入口１１ａの一部を塞ぐように開閉させることにより排ガス入口１１ａの開口量を調整するようにしてもよい。
この流路調整仕切板１５の開閉動作はモータ１６の駆動により行うが、手動により行うようにしてもよい。
なお、伝熱面積調整手段１４は流路調整仕切板１５に限られるものではなく、前記レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量を調整できるものであればよい。
【００２５】
また、本例では、燃焼用空気供給ライン７におけるレキュペレータ１１の出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサ１７が設けられており、温度センサ１７で検出した燃焼用空気の温度を制御部１８へ発信するようになっている。
【００２６】
送風機８とレキュペレータ１１の間の燃焼用空気供給ライン７には、燃焼用空気供給ライン７を流通する燃焼用空気に圧力損失を付与する圧力損失部１９が設けられている。さらに、圧力損失部１９の入口側と出口側の圧力を検出して差圧を求める差圧検出手段２０が設けられており、差圧検出手段２０により求めた圧力損失部１９の入口側と出口側の差圧を制御部１８へ発信するようになっている。
【００２７】
本例の熱媒ボイラ１は、熱媒油は負荷機器（図示省略）と缶体４との間で循環ポンプ２１の運転により循環しており、負荷機器で温度が低下した熱媒油が缶体４の熱媒油加熱管３に戻り、缶体４で加熱されて、再び負荷機器に送られるようになっている。また、缶体４の熱媒油加熱管３の出口には温度センサ２２が設けられている。
【００２８】
制御部１８は、熱媒油加熱管３の出口に設けた温度センサ２２が検出する温度に応じて、必要燃焼量を決定し、その燃焼量になるように燃料ガス流量調整弁１３を調整するとともに、決定された燃焼量に応じた燃焼用空気量になるようにインバータ９の周波数を制御することにより送風機８の回転数を制御して風量を調整する機能と、燃料種に応じた燃焼用空気の予熱上限温度を記憶し、温度センサ１７で検出したレキュペレータ１１の出口側の燃焼用空気の温度データを取り込み、レキュペレータ１１の出口側の燃焼用空気の温度が、燃料種毎に決められた予熱上限温度を超えないようにモータ１６を制御して流路調整仕切板１５の開閉動作を行わせレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量を調整する機能と、燃料種の燃焼量に対応した燃焼用空気供給ライン７に設けた圧力損失部１９の入口側と出口側の差圧、差圧に対応したインバータ９の周波数の数値を記憶し、インバータ９の周波数を検出された差圧に対応する周波数に制御する機能を有している。
【００２９】
このように構成した本例の熱媒ボイラ１は、つぎのように運転される。
運転開始に先立ち、先ず、運転プログラム上での設定、或いは操作パネルなどのスイッチを入れ、制御部１８に燃料種あるいは燃焼用空気の予熱上限温度を入力して運転を開始する。このとき、レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量は最大の状態にあり、レキュペレータ１１の伝熱面積は最大となっている。
熱媒ボイラ１の運転開始により、熱媒油は缶体４で加熱されて負荷機器と缶体４との間で循環ポンプ２１の運転により循環する。
【００３０】
運転中、ウインドボックス６に送られる燃焼用空気はレキュペレータ１１で排ガスと熱交換して予熱されて燃焼用空気の温度が上昇し、レキュペレータ１１の出口側の燃焼用空気の温度が入力した燃料種の予熱上限温度を超えるような場合、制御部１８はモータ１６を駆動して流路調整仕切板１５によりレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量が小さくなるように調整してレキュペレータ１１の伝熱面積を小さくして燃焼用空気の温度の上昇を抑え、予熱上限温度を超えないようにする。また、燃焼用空気の温度が予熱上限温度よりも低くなったときは、モータ１６を駆動して流路調整仕切板１５によりレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量が大きくなるように調整してレキュペレータ１１の伝熱面積を大きくすることにより燃焼用空気の温度を上昇させる。
【００３１】
このようにして運転中、レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量は制御部１８により、燃料種に応じた予熱上限温度で燃焼用空気を予熱できる伝熱面積となるように自動調整される。
また、レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量の調整により燃焼用空気供給ライン７を流れる燃焼用空気の圧力損失が上昇するが、制御部１８が燃焼用空気供給ライン７に設けた圧力損失部１９の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ９を制御して送風機８からの送風量を制御する。
【００３２】
このようにレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの流路断面積を調整することにより燃焼用空気を燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができ、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる。
レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量の調整により燃焼用空気供給ライン７を流れる燃焼用空気の圧力損失が上昇するが、制御部１８が燃焼用空気供給ライン７に設けた圧力損失部１９の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ９を制御して送風機８からの送風量を制御するので、流路断面積の調整を行っても一定の空燃比を保つことができ、安定した燃焼性を維持することができる。
【００３３】
図５は本発明に係る熱媒ボイラの実施の形態の第２例を示す概略構成図である。
本例の熱媒ボイラについて、前記第１例と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略し、第１例と異なる構成についてのみ説明する。
【００３４】
本例の熱媒ボイラ１は、レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃに、燃料種に応じてレキュペレータ１１の伝熱面積を調整する伝熱面積調整手段２３が備えられている。伝熱面積調整手段２３は、レキュペレータ１１の伝熱面積を調整するためにレキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量を調整するようになっている。その開口量はレキュペレータ１１の伝熱面積が燃料種に応じた予熱上限温度で燃焼用空気を予熱できる伝熱面積となるように、燃料種ごとに設定されている。なお、予熱上限温度は、都市ガス（１３Ａ）３００℃、液化石油ガス（ＬＰＧ）２００℃などとして設定されている。
【００３５】
本例では、伝熱面積調整手段２３として流路調整仕切板２４が用いられ、燃焼用空気入口１１ｃの一部を塞いでその開口量を調整することによりレキュペレータ１１の伝熱面積を調整している。
本例では、流路調整仕切板２４は、レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃをスライドして一部を塞ぐように開閉して燃焼用空気入口１１ｃの開口量を調整するようになっている。この構成は、図示しないが、第１例のレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量をスライドして調整する流路調整仕切板１５のスライド機構（図３参照。）と同様の機構が採用されている。
このスライド方式に代えて、流路調整仕切板２４の他例として、燃焼用空気入口１１ｃに渡して設けた回転軸に流路調整仕切板２４を取り付け、これを回転させることにより開口量を調整する方式でもよい。この構成は、図示しないが、第１例のレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量を回転して調整する流路調整仕切板１５の回転機構（図４参照。）と同様の機構が採用される。
この流路調整仕切板２４の開閉動作はモータ１６の駆動により行うが、手動により行うようにしてもよい。
なお、伝熱面積調整手段２３は流路調整仕切板２４に限られるものではなく、前記レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量を調整できるものであればよい。
その他の構成は第１例と同一なので第１例の説明を援用し、その説明を省略する。
【００３６】
このように構成した本例の熱媒ボイラ１は、つぎのように運転される。
本例の熱媒ボイラ１は、第１例と同様に、運転開始に先立ち、先ず、運転プログラム上での設定、或いは操作パネルなどのスイッチを入れ、制御部１８に燃料種を入力して運転を開始する。このとき、レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量は最大の状態にあり、レキュペレータ１１の伝熱面積は最大となっている。
熱媒ボイラ１の運転開始により、熱媒油は缶体４で加熱されて負荷機器と缶体４との間で循環ポンプ２１の運転により循環する。
【００３７】
運転中、ウインドボックス６に送られる燃焼用空気はレキュペレータ１１で排ガスと熱交換して予熱されて燃焼用空気の温度が上昇し、レキュペレータ１１の出口側の燃焼用空気の温度が入力した燃料種の予熱上限温度を超えるような場合、制御部１８はモータ１６を駆動して流路調整仕切板２４によりレキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量が小さくなるように調整してレキュペレータ１１の伝熱面積を小さくして燃焼用空気の温度の上昇を抑え、予熱上限温度を超えないようにする。また、燃焼用空気の温度が予熱上限温度よりも低くなったときは、モータ１６を駆動して流路調整仕切板２４によりレキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量が大きくなるように調整してレキュペレータ１１の伝熱面積を大きくすることにより燃焼用空気の温度を上昇させる。
【００３８】
このようにして運転中、レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量は制御部１８により、燃料種に応じた予熱上限温度で燃焼用空気を予熱できる伝熱面積となるように自動調整される。
また、レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量の調整により燃焼用空気供給ライン７を流れる燃焼用空気の圧力損失が上昇するが、制御部１８が燃焼用空気供給ライン７に設けた圧力損失部１９の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ９を制御して送風機８からの送風量を制御する。
【００３９】
このようにレキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの流路断面積を調整することにより燃焼用空気を燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができ、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる。
レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量の調整により、燃焼用空気供給ライン７を流れる燃焼用空気の圧力損失が上昇するが、制御部１８が燃焼用空気供給ライン７に設けた圧力損失部１９の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ９を制御して送風機８からの送風量を制御するので、流路断面積の調整を行っても一定の空燃比を保つことができ、安定した燃焼性を維持することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 熱媒ボイラ
２ バーナ
３ 熱媒油加熱管
４ 缶体
５ 燃焼室
６ ウインドボックス
７ 燃焼用空気供給ライン
８ 送風機
９ インバータ
１０ 排ガスライン
１１ レキュペレータ
１１ａ 排ガス入口
１１ｂ 排ガス出口
１１ｃ 燃焼用空気入口
１１ｄ 燃焼用空気出口
１２ 燃料ガス供給ライン
１３ 燃料ガス流量調整弁
１４ 伝熱面積調整手段
１５ 流路調整仕切板
１６ モータ
１７ 温度センサ
１８ 制御部
１９ 圧力損失部
２０ 差圧検出手段
２１ 循環ポンプ
２２ 温度センサ
２３ 伝熱面積調整手段
２４ 流路調整仕切板
２５ ラック
２６ ピニオン
２７ 回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体燃料を燃焼させるボイラから排出される排ガスと送風機を用いてバーナに送る燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱するレキュペレータを備えた熱媒ボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱媒ボイラは、熱媒油を高温（２５０℃〜３００℃）に加熱し、この熱媒油を熱源として間接的に使用するものとして広く使用されている。加熱される熱媒油の温度は２５０℃〜３００℃と高いため、排ガス温度は３００℃〜３５０℃になり、持ち去られるエネルギーが大きい。このため、例えば、小型貫流ボイラのボイラ効率が９２％以上であるのに比較して、熱媒ボイラのボイラ効率は約８０％程度と熱効率が悪い。熱媒ボイラの高効率化を図るためには燃焼用空気を予熱することが一般的方法であり、燃焼用空気を予熱する方法として、ボイラから排出される排ガスと燃焼用空気とを熱交換する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、燃焼用空気の予熱温度を高めることにより、排ガス中の窒素酸化物濃度（以下、ＮＯｘ濃度という。）も増加してしまい、大気汚染防止法で規制されている１５０ｐｐｍを超えてしまう場合がある。熱媒ボイラの高効率を維持しながらも、前記規制値を超えないようにするには予熱温度の上限を求め、予熱上限温度を超えない範囲で燃焼用空気を予熱する必要がある。この予熱上限温度は燃料の発熱量によって変わるため、例えば都市ガス（１３Ａ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）などの燃料種ごとに定める必要がある。
【０００４】
従来、燃焼用空気の予熱による排ガス中のＮＯｘの大量放出を抑制するものとして、空気ダクトと排ガスダクトのいずれか一方に熱交換器内を通過しないバイパスダクトを設け、前記ダクト内にバイパスダクトを流れる流体量を制御する切り換えダンパーを設けた排熱回収システムがある（例えば、特許文献２参照。）。
特許文献２に記載されている排熱回収システムによれば、前記ダクト内に設けた切り換えダンパーを切り換えてバイパスダクトを流れる流体量を制御し、排ガス中のＮＯｘの量を所定量以下に抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２４３６０５号公報
【特許文献２】特開昭５８−１５８４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記したように大気汚染防止法の規制値を超えないようにするために設ける予熱上限温度は燃料種によって異なるため、熱媒ボイラの高効率を維持しながらも、前記規制値を超えないようにするためには、燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することが望まれるが、特許文献２に記載されている排熱回収システムには燃料種に応じた予熱上限温度で予熱するといった記載はなく、このため燃料種によっては予熱上限温度に達しない温度の予熱となってしまい、ボイラの効率を高めることができず、また予熱上限温度を超えた温度で予熱し、排ガス中のＮＯｘ濃度が前記規制値を超えてしまう場合があるといった問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、燃料種に応じた予熱上限温度で予熱し、熱媒ボイラの高効率を維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにした熱媒ボイラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、気体燃料を燃焼させるボイラから排出される排ガスと送風機を用いてバーナに送る燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱するレキュペレータを備えた熱媒ボイラであって、燃料種に応じてレキュペレータの伝熱面積を調整する伝熱面積調整手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、伝熱面積調整手段によりレキュペレータの伝熱面積を大きく、或いは小さく調整することにより、燃焼用空気の予熱温度を調整することができるので、レキュペレータの伝熱面積を調整することにより燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができることになり、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記伝熱面積調整手段は、レキュペレータの排ガス入口に備えられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、前記レキュペレータの排ガス入口流路断面積を調整することにより、前記レキュペレータを流れる排ガスと燃焼用空気との熱交換面積を調整し、燃焼用空気の予熱温度を調整することができるので、燃焼用空気を燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができ、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の、前記伝熱面積調整手段は、モータの駆動により前記レキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する流路調整仕切板と、燃焼用空気供給ラインにおけるレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサとを備え、燃料種に応じた燃焼用空気の予熱上限温度を記憶し、温度センサで検出した温度により、燃料種に応じて燃焼用空気の温度が予熱上限温度を超えないように前記モータを制御して前記レキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する制御部とからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、温度センサで検出したレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を入力し、前記レキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度が燃料種に応じた予熱上限温度よりも低ければモータを駆動して前記流路調整仕切板により前記レキュペレータの排ガス入口の開口量が大きくなるように調整して前記レキュペレータの伝熱面積を大きくすることにより燃焼用空気の温度を上昇させ、前記レキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度が前記予熱上限温度を超えるような場合は、モータを駆動して前記流路調整仕切板により前記レキュペレータの排ガス入口の開口量が小さくなるように調整して前記レキュペレータの伝熱面積を小さくして燃焼用空気の温度の上昇を抑え、予熱上限温度を超えないようにすることができる。従って、常に燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができることになり、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の、前記伝熱面積調整手段は、レキュペレータの燃焼用空気入口に備えられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、前記レキュペレータの燃焼用空気入口流路断面積を調整することにより、前記レキュペレータを流れる排ガスと燃焼用空気との熱交換面積を調整し、燃焼用空気の予熱温度を調整することができるので、前記レキュペレータの燃焼用空気入口流路断面積を調整することにより燃焼用空気を燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができ、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の、前記伝熱面積調整手段は、モータの駆動によりレキュペレータの燃焼用空気入口の開口量を調整する流路調整仕切板と、燃焼用空気供給ラインにおけるレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサとを備え、燃料種に応じた燃焼用空気の予熱上限温度を記憶し、温度センサで検出した温度により、燃料種に応じて燃焼用空気の温度が予熱上限温度を超えないように前記モータを制御して前記レキュペレータの燃焼用空気入口の開口量を調整する制御部とからなることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、温度センサで検出したレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を入力し、前記レキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度が燃料種に応じた予熱上限温度よりも低ければモータを駆動して前記流路調整仕切板により前記レキュペレータの燃焼用空気入口の開口量が大きくなるように調整して前記レキュペレータの伝熱面積を大きくすることにより燃焼用空気の温度を上昇させ、前記レキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度が前記予熱上限温度を超えるような場合は、モータを駆動して前記流路調整仕切板により前記レキュペレータの燃焼用空気入口の開口量が小さくなるように調整して前記レキュペレータの伝熱面積を小さくして燃焼用空気の温度の上昇を抑え、予熱上限温度を超えないようにすることができる。従って、常に燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができることになり、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レキュペレータの伝熱面積を調整することにより、燃料種ごとに、燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができ、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る熱媒ボイラの実施の形態の第１例を示す概略構成図である。
【図２】第１例で使用されるレキュペレータの一例を示す概略構成斜視図である。
【図３】第１例で使用されるレキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する流路調整仕切板の一例を示す概略構成斜視図である。
【図４】第１例で使用されるレキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する流路調整仕切板の他例を示す概略構成斜視図である。
【図５】本発明に係る熱媒ボイラの実施の形態の第２例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る熱媒ボイラを実施するための形態を、図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る熱媒ボイラの実施の形態の第１例を示す概略構成図、図２は第１例で使用されるレキュペレータの一例を示す概略構成斜視図、図３は第１例で使用されるレキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する流路調整仕切板の一例を示す概略構成斜視図、図４は第１例で使用されるレキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する流路調整仕切板の他例を示す概略構成斜視図である。
【００２１】
本例の熱媒ボイラ１は、上部にバーナ２が配置され、熱媒油が通る熱媒油加熱管３を２重のコイル状に形成した缶体４の内側に燃焼室５を形成している。バーナ２は缶体４の上部に設けられたウインドボックス６に取り付けられており、ウインドボックス６に燃焼用空気供給ライン７を介して燃焼用空気を送り込む送風機８を備えている。送風機８にはインバータ９が備えられており、インバータ９の周波数を制御することにより送風機８の回転数を制御して風量を調整できるようになっている。燃焼室５で燃焼した燃焼ガスは、缶体４を構成する２重のコイル状に形成した熱媒油加熱管３の内列下方の隙間から内列と外列の間に流入し、内列と外列の間を上昇する。熱媒油加熱管３の内列と外列の間を上昇した燃焼ガスは排ガスライン１０へ流れる。
【００２２】
また、排ガスライン１０と燃焼用空気供給ライン７とに接続するレキュペレータ１１を備えており、排ガスライン１０を流通する排ガスと燃焼用空気供給ライン７を流通する燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱する。バーナ２には、燃料ガスを供給する燃料ガス供給ライン１２が接続されている。燃料ガス供給ライン１２には、バーナ２へ燃料ガスを供給する燃料ガス流量調整弁１３が設けられている。
【００２３】
図２は本例で使用されるレキュペレータ１１の一例を示す概略構成斜視図であり、１１ａは排ガス入口、１１ｂは排ガス出口、１１ｃは燃焼用空気入口、１１ｄは燃焼用空気出口である。
本例では、レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａに、燃料種に応じてレキュペレータ１１の伝熱面積を調整する伝熱面積調整手段１４が備えられている。伝熱面積調整手段１４は、レキュペレータ１１の伝熱面積を調整するためにレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量を調整するようになっている。その開口量はレキュペレータ１１の伝熱面積が燃料種に応じた予熱上限温度で燃焼用空気を予熱できる伝熱面積となるように、燃料種ごとに設定されている。なお、予熱上限温度は、都市ガス（１３Ａ）３００℃、液化石油ガス（ＬＰＧ）２００℃などとして設定されている。
【００２４】
本例では、伝熱面積調整手段１４として流路調整仕切板１５が用いられ、排ガス入口１１ａの一部を塞いでその開口量を調整することによりレキュペレータ１１の伝熱面積を調整している。
本例では、図３に示すように、流路調整仕切板１５は、レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａに、スライド可能に配置され、流路調整仕切板１５に設けたラック２５とモータ１６の駆動軸に設けたピニオン２６を噛み合わせ、モータ１６の駆動により流路調整仕切板１５をスライドさせて排ガス入口１１ａの一部を塞ぐように開閉させることにより排ガス入口１１ａの開口量を調整するようになっている。
このスライド方式に代えて、流路調整仕切板１５の他例として図４に示すように、レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａに回転軸２７を渡して設け、この回転軸２７に流路調整仕切板１５を取り付け、モータ１６の駆動により回転軸２７を介して流路調整仕切板１５を回転させて排ガス入口１１ａの一部を塞ぐように開閉させることにより排ガス入口１１ａの開口量を調整するようにしてもよい。
この流路調整仕切板１５の開閉動作はモータ１６の駆動により行うが、手動により行うようにしてもよい。
なお、伝熱面積調整手段１４は流路調整仕切板１５に限られるものではなく、前記レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量を調整できるものであればよい。
【００２５】
また、本例では、燃焼用空気供給ライン７におけるレキュペレータ１１の出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサ１７が設けられており、温度センサ１７で検出した燃焼用空気の温度を制御部１８へ発信するようになっている。
【００２６】
送風機８とレキュペレータ１１の間の燃焼用空気供給ライン７には、燃焼用空気供給ライン７を流通する燃焼用空気に圧力損失を付与する圧力損失部１９が設けられている。さらに、圧力損失部１９の入口側と出口側の圧力を検出して差圧を求める差圧検出手段２０が設けられており、差圧検出手段２０により求めた圧力損失部１９の入口側と出口側の差圧を制御部１８へ発信するようになっている。
【００２７】
本例の熱媒ボイラ１は、熱媒油は負荷機器（図示省略）と缶体４との間で循環ポンプ２１の運転により循環しており、負荷機器で温度が低下した熱媒油が缶体４の熱媒油加熱管３に戻り、缶体４で加熱されて、再び負荷機器に送られるようになっている。また、缶体４の熱媒油加熱管３の出口には温度センサ２２が設けられている。
【００２８】
制御部１８は、熱媒油加熱管３の出口に設けた温度センサ２２が検出する温度に応じて、必要燃焼量を決定し、その燃焼量になるように燃料ガス流量調整弁１３を調整するとともに、決定された燃焼量に応じた燃焼用空気量になるようにインバータ９の周波数を制御することにより送風機８の回転数を制御して風量を調整する機能と、燃料種に応じた燃焼用空気の予熱上限温度を記憶し、温度センサ１７で検出したレキュペレータ１１の出口側の燃焼用空気の温度データを取り込み、レキュペレータ１１の出口側の燃焼用空気の温度が、燃料種毎に決められた予熱上限温度を超えないようにモータ１６を制御して流路調整仕切板１５の開閉動作を行わせレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量を調整する機能と、燃料種の燃焼量に対応した燃焼用空気供給ライン７に設けた圧力損失部１９の入口側と出口側の差圧、差圧に対応したインバータ９の周波数の数値を記憶し、インバータ９の周波数を検出された差圧に対応する周波数に制御する機能を有している。
【００２９】
このように構成した本例の熱媒ボイラ１は、つぎのように運転される。
運転開始に先立ち、先ず、運転プログラム上での設定、或いは操作パネルなどのスイッチを入れ、制御部１８に燃料種あるいは燃焼用空気の予熱上限温度を入力して運転を開始する。このとき、レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量は最大の状態にあり、レキュペレータ１１の伝熱面積は最大となっている。
熱媒ボイラ１の運転開始により、熱媒油は缶体４で加熱されて負荷機器と缶体４との間で循環ポンプ２１の運転により循環する。
【００３０】
運転中、ウインドボックス６に送られる燃焼用空気はレキュペレータ１１で排ガスと熱交換して予熱されて燃焼用空気の温度が上昇し、レキュペレータ１１の出口側の燃焼用空気の温度が入力した燃料種の予熱上限温度を超えるような場合、制御部１８はモータ１６を駆動して流路調整仕切板１５によりレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量が小さくなるように調整してレキュペレータ１１の伝熱面積を小さくして燃焼用空気の温度の上昇を抑え、予熱上限温度を超えないようにする。また、燃焼用空気の温度が予熱上限温度よりも低くなったときは、モータ１６を駆動して流路調整仕切板１５によりレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量が大きくなるように調整してレキュペレータ１１の伝熱面積を大きくすることにより燃焼用空気の温度を上昇させる。
【００３１】
このようにして運転中、レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量は制御部１８により、燃料種に応じた予熱上限温度で燃焼用空気を予熱できる伝熱面積となるように自動調整される。
また、レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量の調整により燃焼用空気供給ライン７を流れる燃焼用空気の圧力損失が上昇するが、制御部１８が燃焼用空気供給ライン７に設けた圧力損失部１９の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ９を制御して送風機８からの送風量を制御する。
【００３２】
このようにレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの流路断面積を調整することにより燃焼用空気を燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができ、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる。
レキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量の調整により燃焼用空気供給ライン７を流れる燃焼用空気の圧力損失が上昇するが、制御部１８が燃焼用空気供給ライン７に設けた圧力損失部１９の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ９を制御して送風機８からの送風量を制御するので、流路断面積の調整を行っても一定の空燃比を保つことができ、安定した燃焼性を維持することができる。
【００３３】
図５は本発明に係る熱媒ボイラの実施の形態の第２例を示す概略構成図である。
本例の熱媒ボイラについて、前記第１例と同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略し、第１例と異なる構成についてのみ説明する。
【００３４】
本例の熱媒ボイラ１は、レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃに、燃料種に応じてレキュペレータ１１の伝熱面積を調整する伝熱面積調整手段２３が備えられている。伝熱面積調整手段２３は、レキュペレータ１１の伝熱面積を調整するためにレキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量を調整するようになっている。その開口量はレキュペレータ１１の伝熱面積が燃料種に応じた予熱上限温度で燃焼用空気を予熱できる伝熱面積となるように、燃料種ごとに設定されている。なお、予熱上限温度は、都市ガス（１３Ａ）３００℃、液化石油ガス（ＬＰＧ）２００℃などとして設定されている。
【００３５】
本例では、伝熱面積調整手段２３として流路調整仕切板２４が用いられ、燃焼用空気入口１１ｃの一部を塞いでその開口量を調整することによりレキュペレータ１１の伝熱面積を調整している。
本例では、流路調整仕切板２４は、レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃをスライドして一部を塞ぐように開閉して燃焼用空気入口１１ｃの開口量を調整するようになっている。この構成は、図示しないが、第１例のレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量をスライドして調整する流路調整仕切板１５のスライド機構（図３参照。）と同様の機構が採用されている。
このスライド方式に代えて、流路調整仕切板２４の他例として、燃焼用空気入口１１ｃに渡して設けた回転軸に流路調整仕切板２４を取り付け、これを回転させることにより開口量を調整する方式でもよい。この構成は、図示しないが、第１例のレキュペレータ１１の排ガス入口１１ａの開口量を回転して調整する流路調整仕切板１５の回転機構（図４参照。）と同様の機構が採用される。
この流路調整仕切板２４の開閉動作はモータ１６の駆動により行うが、手動により行うようにしてもよい。
なお、伝熱面積調整手段２３は流路調整仕切板２４に限られるものではなく、前記レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量を調整できるものであればよい。
その他の構成は第１例と同一なので第１例の説明を援用し、その説明を省略する。
【００３６】
このように構成した本例の熱媒ボイラ１は、つぎのように運転される。
本例の熱媒ボイラ１は、第１例と同様に、運転開始に先立ち、先ず、運転プログラム上での設定、或いは操作パネルなどのスイッチを入れ、制御部１８に燃料種を入力して運転を開始する。このとき、レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量は最大の状態にあり、レキュペレータ１１の伝熱面積は最大となっている。
熱媒ボイラ１の運転開始により、熱媒油は缶体４で加熱されて負荷機器と缶体４との間で循環ポンプ２１の運転により循環する。
【００３７】
運転中、ウインドボックス６に送られる燃焼用空気はレキュペレータ１１で排ガスと熱交換して予熱されて燃焼用空気の温度が上昇し、レキュペレータ１１の出口側の燃焼用空気の温度が入力した燃料種の予熱上限温度を超えるような場合、制御部１８はモータ１６を駆動して流路調整仕切板２４によりレキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量が小さくなるように調整してレキュペレータ１１の伝熱面積を小さくして燃焼用空気の温度の上昇を抑え、予熱上限温度を超えないようにする。また、燃焼用空気の温度が予熱上限温度よりも低くなったときは、モータ１６を駆動して流路調整仕切板２４によりレキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量が大きくなるように調整してレキュペレータ１１の伝熱面積を大きくすることにより燃焼用空気の温度を上昇させる。
【００３８】
このようにして運転中、レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量は制御部１８により、燃料種に応じた予熱上限温度で燃焼用空気を予熱できる伝熱面積となるように自動調整される。
また、レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量の調整により燃焼用空気供給ライン７を流れる燃焼用空気の圧力損失が上昇するが、制御部１８が燃焼用空気供給ライン７に設けた圧力損失部１９の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ９を制御して送風機８からの送風量を制御する。
【００３９】
このようにレキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの流路断面積を調整することにより燃焼用空気を燃料種に応じた予熱上限温度で予熱することができ、熱媒ボイラの効率を高く維持しながら、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えないようにすることができる。
レキュペレータ１１の燃焼用空気入口１１ｃの開口量の調整により、燃焼用空気供給ライン７を流れる燃焼用空気の圧力損失が上昇するが、制御部１８が燃焼用空気供給ライン７に設けた圧力損失部１９の入口側と出口側の差圧に基づいて、インバータ９を制御して送風機８からの送風量を制御するので、流路断面積の調整を行っても一定の空燃比を保つことができ、安定した燃焼性を維持することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 熱媒ボイラ
２ バーナ
３ 熱媒油加熱管
４ 缶体
５ 燃焼室
６ ウインドボックス
７ 燃焼用空気供給ライン
８ 送風機
９ インバータ
１０ 排ガスライン
１１ レキュペレータ
１１ａ 排ガス入口
１１ｂ 排ガス出口
１１ｃ 燃焼用空気入口
１１ｄ 燃焼用空気出口
１２ 燃料ガス供給ライン
１３ 燃料ガス流量調整弁
１４ 伝熱面積調整手段
１５ 流路調整仕切板
１６ モータ
１７ 温度センサ
１８ 制御部
１９ 圧力損失部
２０ 差圧検出手段
２１ 循環ポンプ
２２ 温度センサ
２３ 伝熱面積調整手段
２４ 流路調整仕切板
２５ ラック
２６ ピニオン
２７ 回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料を燃焼させるボイラから排出される排ガスと送風機を用いてバーナに送る燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱するレキュペレータを備えた熱媒ボイラであって、
燃料種に応じてレキュペレータの伝熱面積を調整する伝熱面積調整手段を備えたことを特徴とする熱媒ボイラ。
【請求項２】
前記伝熱面積調整手段は、レキュペレータの排ガス入口に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の熱媒ボイラ。
【請求項３】
前記伝熱面積調整手段は、モータの駆動により前記レキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する流路調整仕切板と、燃焼用空気供給ラインにおけるレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサとを備え、燃料種に応じた燃焼用空気の予熱上限温度を記憶し、温度センサで検出した温度により、燃料種に応じて燃焼用空気の温度が予熱上限温度を超えないように前記モータを制御して前記レキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する制御部とからなることを特徴とする請求項２に記載の熱媒ボイラ。
【請求項４】
前記伝熱面積調整手段は、レキュペレータの燃焼用空気入口に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の熱媒ボイラ。
【請求項５】
前記伝熱面積調整手段は、モータの駆動によりレキュペレータの燃焼用空気入口の開口量を調整する流路調整仕切板と、燃焼用空気供給ラインにおけるレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサとを備え、燃料種に応じた燃焼用空気の予熱上限温度を記憶し、温度センサで検出した温度により、燃料種に応じて燃焼用空気の温度が予熱上限温度を超えないように前記モータを制御して前記レキュペレータの燃焼用空気入口の開口量を調整する制御部とからなることを特徴とする請求項４に記載の熱媒ボイラ。
【請求項１】
気体燃料を燃焼させるボイラから排出される排ガスと送風機を用いてバーナに送る燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱するレキュペレータを備えた熱媒ボイラであって、
燃料種に応じてレキュペレータの伝熱面積を調整する伝熱面積調整手段を備えたことを特徴とする熱媒ボイラ。
【請求項２】
前記伝熱面積調整手段は、レキュペレータの排ガス入口に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の熱媒ボイラ。
【請求項３】
前記伝熱面積調整手段は、モータの駆動により前記レキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する流路調整仕切板と、燃焼用空気供給ラインにおけるレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサとを備え、燃料種に応じた燃焼用空気の予熱上限温度を記憶し、温度センサで検出した温度により、燃料種に応じて燃焼用空気の温度が予熱上限温度を超えないように前記モータを制御して前記レキュペレータの排ガス入口の開口量を調整する制御部とからなることを特徴とする請求項２に記載の熱媒ボイラ。
【請求項４】
前記伝熱面積調整手段は、レキュペレータの燃焼用空気入口に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の熱媒ボイラ。
【請求項５】
前記伝熱面積調整手段は、モータの駆動によりレキュペレータの燃焼用空気入口の開口量を調整する流路調整仕切板と、燃焼用空気供給ラインにおけるレキュペレータの出口側の燃焼用空気の温度を検出する温度センサとを備え、燃料種に応じた燃焼用空気の予熱上限温度を記憶し、温度センサで検出した温度により、燃料種に応じて燃焼用空気の温度が予熱上限温度を超えないように前記モータを制御して前記レキュペレータの燃焼用空気入口の開口量を調整する制御部とからなることを特徴とする請求項４に記載の熱媒ボイラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０８７１１（Ｐ２０１３−１０８７１１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５９０３（Ｐ２０１１−２５５９０３）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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