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JP6433185B2 - Thermal equipment for preheating air - Google Patents

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Description

本発明は、ボイラなど燃焼を行う熱機器に関するものであって、熱機器の燃焼装置には予熱した燃焼用空気を供給するようにしている空気予熱を行う熱機器に関するものである。   The present invention relates to a thermal apparatus that performs combustion, such as a boiler, and relates to a thermal apparatus that performs air preheating in which preheated combustion air is supplied to a combustion apparatus of the thermal apparatus.

特開2014−89023号公報に記載があるように、ボイラへ供給する燃焼用空気とボイラから排出する燃焼ガスの間で熱交換を行い、燃焼用空気を予熱するボイラが知られている。ボイラから排出される燃焼ガスの熱を利用して燃焼用空気の予熱を行うと、ボイラ内の火炎温度を上昇させることができるため、ボイラの効率を向上させることができる。ボイラへ供給する燃焼用空気は、送風機にて加圧し、給気ダクトを通してボイラへ送る。ボイラは、中心部に燃焼室を持ち、その周囲に水管を環状に配置した構造であって、燃焼室の上部に設けたバーナによって燃焼室内で燃焼を行うものであると、燃焼用空気は燃焼室の上方から燃焼室内へ供給することになる。このような燃焼室の上部にバーナを設置したボイラでは、燃料も燃焼室の上方から燃焼室へ向けて噴射する。この時、燃焼用空気の流れに片寄りが発生していると、均一な燃焼を行うことができず、燃焼状態が悪化する。そのため、バーナの手前に燃焼用空気を整流するウインドボックスを設けておき、ウインドボックスで整流した燃焼用空気をバーナへ供給するようにしている。 As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-89023, a boiler that preheats combustion air by performing heat exchange between the combustion air supplied to the boiler and the combustion gas discharged from the boiler is known. When the combustion air is preheated using the heat of the combustion gas discharged from the boiler, the flame temperature in the boiler can be raised, so that the efficiency of the boiler can be improved. The combustion air supplied to the boiler is pressurized by a blower and sent to the boiler through an air supply duct. A boiler has a structure in which a combustion chamber is provided in the center and a water pipe is arranged in an annular shape around the combustion chamber, and combustion is performed in a combustion chamber by a burner provided at the upper portion of the combustion chamber. The fuel is supplied from above the chamber into the combustion chamber. In such a boiler in which a burner is installed at the top of the combustion chamber, fuel is also injected from above the combustion chamber toward the combustion chamber. At this time, if there is a deviation in the flow of combustion air, uniform combustion cannot be performed, and the combustion state deteriorates. For this reason, a wind box for rectifying the combustion air is provided in front of the burner, and the combustion air rectified by the wind box is supplied to the burner.

燃焼室が円筒形の空間である場合、一般的にはバーナとウインドボックスも円筒形状となる。円筒形のバーナは、中心軸付近で燃料を噴射するようにしており、燃料噴射部の周囲に燃焼筒を設けて燃焼用空気は燃焼筒内を通して供給する。下向きに火炎の燃焼を行うバーナであれば、バーナの上側にウインドボックスを設置する。ウインドボックスは円筒形であるバーナと同心であって、バーナの外径よりも大きな円筒形の外筒と、外筒の上面をふさぐ天板を持っている。ウインドボックスの内部には、前記燃焼筒の根本側を突出するようにして接続しており、ウインドボックス内は燃焼筒によって内側空間と外側空間に分割している。 When the combustion chamber is a cylindrical space, the burner and the wind box are also generally cylindrical. The cylindrical burner is designed to inject fuel near the center axis. A combustion cylinder is provided around the fuel injection portion, and combustion air is supplied through the combustion cylinder. If it is a burner that burns flames downward, a wind box is installed above the burner. The wind box is concentric with a cylindrical burner, and has a cylindrical outer cylinder larger than the outer diameter of the burner and a top plate that covers the upper surface of the outer cylinder. The inside of the wind box is connected so as to protrude from the base side of the combustion cylinder, and the inside of the wind box is divided into an inner space and an outer space by the combustion cylinder.

ウインドボックスの外筒は、燃焼用空気を押し込む送風機からの燃焼用空気を通す給気ダクトと接続しており、給気ダクトを通して送られた燃焼用空気は、まずウインドボックスの外側空間内に入る。燃焼筒の上端とウインドボックス天板の間は、空気を流入するために間隔を開けており、外側空間に入った燃焼用空気は、燃焼筒の上側を乗り越えて内側空間内に入り、燃焼筒内を通って燃焼部へ下向きに流れる。ウインドボックスの外筒と給気ダクトの接続部は、外筒に対して接線方向に接続する場合と外筒に対して直角に接続する場合がある。外筒に対して給気ダクトを接線方向に接続した場合、燃焼用空気は外筒の内周面に沿って流れ、外側空間内で旋回しながら内側空間内へ入る。外筒に対して給気ダクトを直角に接続した場合、内側空間は給気ダクトの延長線上になるため、燃焼用空気はウインドボックス内の燃焼筒外周面に正面から衝突し、燃焼筒の外周面に沿って流れながら内側空間内に入る。ウインドボックスで燃焼用空気の整流を行うことで、燃焼装置での燃焼性を向上させることができる。 The outer cylinder of the wind box is connected to an air supply duct through which the combustion air from the blower that pushes in the combustion air is passed, and the combustion air sent through the air supply duct first enters the outer space of the wind box. . A space is provided between the upper end of the combustion cylinder and the windbox top plate to allow air to flow in. Combustion air that has entered the outer space passes over the upper side of the combustion cylinder and enters the inner space, and enters the combustion cylinder. Flows downward through the combustion section. The connection portion between the outer cylinder of the wind box and the air supply duct may be connected in a tangential direction to the outer cylinder or may be connected at a right angle to the outer cylinder. When the air supply duct is connected to the outer cylinder in the tangential direction, the combustion air flows along the inner peripheral surface of the outer cylinder, and enters the inner space while turning in the outer space. When the air supply duct is connected to the outer cylinder at a right angle, the inner space is on the extension line of the air supply duct, so the combustion air collides from the front with the outer peripheral surface of the combustion cylinder in the wind box, and the outer periphery of the combustion cylinder Enter the inner space while flowing along the surface. By rectifying the combustion air in the wind box, the combustibility in the combustion apparatus can be improved.

またボイラでは、バーナで燃焼を行うことによって発生させた高温の燃焼ガスでボイラ水の加熱を行い、ボイラ水との熱交換を行った後の燃焼ガスはボイラ内から排出している。この時に排出される燃焼ガスは、数百℃程度の熱を持っているため、排出している燃焼ガスから熱を回収することが行われている。燃焼ガスによってボイラの給水や燃焼用空気の予熱を行うと、ボイラの効率を向上させることができる。特開2014−89023号公報には、燃焼用空気と燃焼ガスの間で熱交換を行うエアヒータを備えており、燃焼用空気は排出している燃焼ガスによって予熱するようにしている。 Further, in the boiler, the boiler water is heated by the high-temperature combustion gas generated by burning in the burner, and the combustion gas after heat exchange with the boiler water is discharged from the boiler. Since the combustion gas discharged at this time has a heat of about several hundred degrees Celsius, heat is recovered from the discharged combustion gas. If the boiler feed water or combustion air is preheated by the combustion gas, the efficiency of the boiler can be improved. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-89023 includes an air heater that exchanges heat between combustion air and combustion gas, and the combustion air is preheated by the exhausted combustion gas.

エアヒータによる燃焼用空気の予熱を行った場合、ウインドボックス内に入る燃焼用空気は高温となる。すると、ウインドボックスの外郭温度が上昇し、ウインドボックスからの熱の放出が行われる。ウインドボックスの周囲には、ボイラの運転に必要な制御装置や測定装置などが配置されており、ウインドボックスからの放熱量が高くなった場合にはそれらの装置に悪影響を与えることがある。そのため、ウインドボックスには断熱材を巻くなどして熱が放出されないようにする必要がある。ウインドボックスにはバーナを設置しているが、バーナはメンテナンスのために取り外しができるものでなければならない。そのため、ウインドボックスに断熱材を巻く場合にもバーナを取り外すことのできる構造にする必要があり、構造が複雑なものになっていた。 When the combustion air is preheated by the air heater, the combustion air entering the wind box becomes high temperature. Then, the outer temperature of the wind box rises, and heat is released from the wind box. Around the wind box, control devices and measuring devices necessary for the operation of the boiler are arranged, and when the amount of heat released from the wind box becomes high, these devices may be adversely affected. Therefore, it is necessary to prevent heat from being released by, for example, winding a heat insulating material around the wind box. The windbox has a burner, but the burner must be removable for maintenance. For this reason, it is necessary to make the structure in which the burner can be removed even when the heat insulating material is wound around the wind box, and the structure is complicated.

特開2014−89023号公報JP 2014-89023 A

本発明が解決しようとする課題は、燃焼用空気の予熱を行っている熱機器であって、予熱を行った燃焼用空気はウインドボックスを経由してバーナへ供給するようにしている熱機器において、ウインドボックスからの放熱を低減することにある。   The problem to be solved by the present invention is a thermal device that preheats combustion air, and the preheated combustion air is supplied to a burner via a wind box. It is to reduce the heat radiation from the windbox.

請求項1に記載の発明は、ボイラなど燃焼装置を持った熱機器であって、燃焼装置へ供給する燃焼用空気はウインドボックスで整流するようにしており、途中に燃焼用空気を予熱する空気予熱装置を設けた給気ダクトをウインドボックスの外郭部分に接続することで、予熱した燃焼用空気を燃焼装置に供給するようにしている空気予熱を行う熱機器において、前記ウインドボックスの外郭部分には、ウインドボックス外側壁とウインドボックス内側壁からなる内外2重の壁を設け、ウインドボックス内側壁の内側を整流空間、ウインドボックス外側壁とウインドボックス内側壁で挟まれた空間を吸熱空間とし、吸熱空間は最下流部で給気ダクト又は整流空間に接続し
ておくとともに、空気予熱装置を通した燃焼用空気をウインドボックスの整流空間へ供給する給気ダクトと、給気ダクトの前記空気予熱装置よりも上流側から分岐して、前記空気予熱装置を通さずに燃焼用空気をウインドボックスの吸熱空間へ供給するバイパス給気管を設けておき、給気ダクトを通して供給する燃焼用空気は、ウインドボックス内側壁の内側に設けた整流空間へ直接供給し、バイパス給気管を通して供給する燃焼用空気は、ウインドボックス内側壁の外側に設けた吸熱空間を経由した後に整流空間内へ入るようにしていることを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a thermal apparatus having a combustion device such as a boiler, wherein the combustion air supplied to the combustion device is rectified by a wind box, and the air preheats the combustion air in the middle In a thermal apparatus that performs air preheating in which a preheated combustion air is supplied to a combustion device by connecting a supply duct provided with a preheating device to the outer portion of the windbox, the outer portion of the windbox Provides a double wall consisting of the outer wall of the windbox and the inner wall of the windbox, the inside of the inner wall of the windbox is the rectifying space, and the space between the outer wall of the windbox and the inner wall of the windbox is the endothermic space, The heat absorption space is connected to the air supply duct or the rectification space at the most downstream part, and the combustion air passing through the air preheating device is adjusted to the windbox. An air supply duct that supplies air to the space, and a bypass air supply pipe that branches from the upstream side of the air preheating device of the air supply duct and supplies combustion air to the heat absorption space of the wind box without passing through the air preheating device. Combustion air supplied through the air supply duct is supplied directly to the rectifying space provided inside the inner wall of the wind box, and combustion air supplied through the bypass air supply pipe is provided outside the inner wall of the wind box. It is characterized in that it enters the rectifying space after passing through the endothermic space.

請求項2に記載の発明は、前記の空気予熱を行う燃焼装置において、吸熱空間は整流空間を取り囲むように設置しており、吸熱空間の最下流部で給気ダクト又は整流空間と接続するようにしており、吸熱空間内を流れてきた燃焼用空気は吸熱空間の終端で給気ダクトからの燃焼用空気と合流するようにしていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the combustion apparatus that performs the air preheating, the heat absorption space is installed so as to surround the rectification space, and is connected to the supply duct or the rectification space at the most downstream portion of the heat absorption space. The combustion air that has flowed through the heat absorption space is merged with the combustion air from the air supply duct at the end of the heat absorption space.

この場合、予熱した燃焼用空気はウインドボックス外側壁とは接しないため、この燃焼用空気によってウインドボックスの最外面を加熱することはない。なお、予熱した燃焼用空気はウインドボックス内側壁とは接触するため、内側壁の温度は上昇し、内側壁から周囲への熱の放出は発生する。しかし内側壁の外周側には予熱を行わなかった燃焼用空気を流しており、内側壁から放出される熱は、予熱しなかった燃焼用空気が吸収する。そのためにウインドボックスの外郭を形成している外部壁の温度上昇は少なくなり、ウインドボックスの外郭から周囲に放出される熱量は低減される。 In this case, since the preheated combustion air does not contact the outer wall of the windbox, the outermost surface of the windbox is not heated by the combustion air. Since the preheated combustion air comes into contact with the inner wall of the wind box, the temperature of the inner wall rises, and heat is released from the inner wall to the surroundings. However, combustion air that has not been preheated flows on the outer peripheral side of the inner wall, and the heat released from the inner wall is absorbed by the combustion air that has not been preheated. Therefore, the temperature rise of the outer wall forming the outline of the wind box is reduced, and the amount of heat released from the outline of the wind box to the surroundings is reduced.

本発明を実施することで、ウインドボックスの外郭から周囲に放出される熱量は少なくなるため、ウインドボックスの周囲に設置している制御装置や測定装置などへの熱による影響を低減することができる。ウインドボックスからの放熱量を減少し、燃焼部へ供給する熱量が増加することにより、効率の低下を低減することができる。そしてウインドボックスに断熱材を施工する必要は無くなるため、ウインドボックスの分解は容易であり、バーナの取り出しも容易に行える。 By carrying out the present invention, the amount of heat released from the outline of the wind box to the surroundings is reduced, so that it is possible to reduce the influence of heat on the control devices and measuring devices installed around the wind box. . Reduction in efficiency can be reduced by reducing the amount of heat released from the windbox and increasing the amount of heat supplied to the combustion section. Since there is no need to install a heat insulating material on the wind box, the wind box can be easily disassembled and the burner can be easily taken out.

本発明を実施しているボイラのフロー図Flow diagram of boiler implementing the present invention 第一の実施例におけるウインドボックス部分の断面平面図Sectional plan view of the wind box portion in the first embodiment 第一の実施例におけるウインドボックス部分の一部断面斜視図Partial cross-sectional perspective view of the wind box portion in the first embodiment 第二の実施例におけるウインドボックス部分の断面平面図Sectional plan view of the windbox portion in the second embodiment 第三の実施例におけるウインドボックス部分の断面平面図Sectional plan view of the wind box portion in the third embodiment

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図1は本発明を実施しているボイラのフロー図、図2は第一の実施例におけるウインドボックス部分の断面平面図、図3は第一の実施例におけるウインドボックス部分の一部断面斜視図、図4は第二の実施例におけるウインドボックス部分の断面平面図、図5は第三の実施例におけるウインドボックス部分の断面平面図である。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flow diagram of a boiler embodying the present invention, FIG. 2 is a sectional plan view of a wind box portion in the first embodiment, and FIG. 3 is a partial sectional perspective view of a wind box portion in the first embodiment. 4 is a cross-sectional plan view of the wind box portion in the second embodiment, and FIG. 5 is a cross-sectional plan view of the wind box portion in the third embodiment.

図1に記載しているボイラ11は、中央に燃焼室を持ち、燃焼室の周囲を伝熱管で取り囲んだ構成としている。このボイラ11では、熱使用機器14との間を熱媒体循環配管15で接続しており、熱使用機器14とボイラ11の間で熱媒体の循環を行うことで熱使用機器14への熱供給を行う熱媒ボイラとしている。燃焼室の上部には燃焼装置を設置しており、燃焼装置は燃焼室へ向けて下向きに火炎の燃焼を行う。燃焼によって熱媒体の加熱を行い、加熱した熱媒体を熱使用機器14に供給して熱使用機器14で熱を使用し、温度の低下した熱媒体はボイラ11に戻すことで再び加熱する。 A boiler 11 shown in FIG. 1 has a combustion chamber in the center, and has a configuration in which the periphery of the combustion chamber is surrounded by a heat transfer tube. In the boiler 11, the heat use device 14 is connected to the heat use device 14 by a heat medium circulation pipe 15, and heat supply to the heat use device 14 is performed by circulating the heat medium between the heat use device 14 and the boiler 11. The heating medium boiler that performs A combustion device is installed in the upper part of the combustion chamber, and the combustion device burns the flame downward toward the combustion chamber. The heat medium is heated by combustion, the heated heat medium is supplied to the heat using device 14, the heat is used in the heat using device 14, and the heat medium whose temperature has decreased is returned to the boiler 11 to be heated again.

燃焼装置は、円筒形のウインドボックス1と、ウインドボックス1の中心軸部分に燃料噴射部を設けている。ウインドボックス1内には、ウインドボックス1と同心の円筒であって、ウインドボックス1の底面を貫通するように設置した燃焼筒3を設けている。燃焼筒3の上端は、ウインドボックス1の天井面よりは低い位置としており、燃焼筒3の上端とウインドボックス天井面の間に燃焼用空気が燃焼筒3内へ入るための入口流路を作っている。燃焼筒3の下端はウインドボックス1の底面よりも下側まで延びており、燃焼筒3内を通して燃焼筒3の先へ燃焼用空気を送る。燃焼筒3内の先端部には、燃焼筒3内を流れてくる燃焼用空気を分散して燃焼部へ供給するためのバッフル板を設けており、バッフル板の空気噴出口からバーナ先側の燃焼部へ燃焼用空気を噴出する。燃焼筒3の中心軸部分には燃料ガス管5を設けておき、バッフル板よりも先側とした燃料ガス管先端部に燃料噴射ノズルを設置し、燃料噴射ノズルから噴射した燃料ガスと、その周囲に流す燃焼用空気を混合させて燃焼を行うようにしている。 The combustion apparatus is provided with a cylindrical wind box 1 and a fuel injection portion at a central axis portion of the wind box 1. In the wind box 1, there is provided a combustion cylinder 3 that is concentric with the wind box 1 and is installed so as to penetrate the bottom surface of the wind box 1. The upper end of the combustion cylinder 3 is positioned lower than the ceiling surface of the wind box 1, and an inlet passage for allowing combustion air to enter the combustion cylinder 3 is formed between the upper end of the combustion cylinder 3 and the wind box ceiling surface. ing. The lower end of the combustion cylinder 3 extends below the bottom surface of the wind box 1 and sends combustion air through the combustion cylinder 3 to the tip of the combustion cylinder 3. A baffle plate for dispersing and supplying combustion air flowing in the combustion cylinder 3 to the combustion section is provided at the tip of the combustion cylinder 3. Combustion air is ejected to the combustion section. A fuel gas pipe 5 is provided in the central axis portion of the combustion cylinder 3, a fuel injection nozzle is installed at the tip of the fuel gas pipe ahead of the baffle plate, the fuel gas injected from the fuel injection nozzle, Combustion air flowing around is mixed to perform combustion.

ウインドボックス1内の外郭部分には、ウインドボックス外側壁8とウインドボックス内側壁9からなる二重の壁体を設けており、二重壁の間を吸熱空間6、ウインドボックス内側壁9の内側を整流空間4としている。吸熱空間6は細い環状の空間であって、整流空間4の周囲を取り囲むものとなり、整流空間4との間にウインドボックス内側壁9で区画している部分では、吸熱空間6と整流空間4の間で燃焼用空気が流れないようにしている。 The outer portion of the wind box 1 is provided with a double wall composed of an outer wall 8 of the wind box and an inner wall 9 of the wind box, and the heat absorbing space 6 and the inner side of the inner wall 9 of the wind box are provided between the double walls. Is the rectifying space 4. The endothermic space 6 is a thin annular space, and surrounds the periphery of the rectifying space 4. In the portion partitioned by the wind box inner wall 9 between the rectifying space 4, the endothermic space 6 and the rectifying space 4 are separated. Combustion air does not flow between them.

ウインドボックス1には、送風機10から燃焼用空気を供給してくる給気ダクト2を接続している。第一の実施例では、給気ダクト2はウインドボックスの接線方向に接続したものである。給気ダクト2の途中にはエアヒータ7を設けている。エアヒータ7は、ボイラ11内で熱媒体の加熱を行った後にボイラ11から排気ダクト13を通して排出している排ガスと、送風機10から給気ダクト2を通して燃焼装置へ送っている燃焼用空気の間で熱交換を行うものであり、エアヒータ7を通すことで燃焼用空気の温度は上昇する。
給気ダクト2はウインドボックス内側壁9の内側、つまり整流空間4に接続している。整流空間4内に入った燃焼用空気は、ウインドボックス内側壁9と燃焼筒3の間の空間内を旋回しながら、燃焼筒3の内側へ入る。
An air supply duct 2 that supplies combustion air from a blower 10 is connected to the wind box 1. In the first embodiment, the air supply duct 2 is connected in the tangential direction of the wind box. An air heater 7 is provided in the middle of the air supply duct 2. The air heater 7 is between the exhaust gas discharged from the boiler 11 through the exhaust duct 13 after heating the heat medium in the boiler 11 and the combustion air being sent from the blower 10 to the combustion device through the air supply duct 2. Heat exchange is performed, and the temperature of the combustion air rises by passing through the air heater 7.
The air supply duct 2 is connected to the inside of the inner wall 9 of the wind box, that is, to the rectifying space 4. Combustion air that has entered the rectifying space 4 enters the inside of the combustion cylinder 3 while swirling in the space between the windbox inner wall 9 and the combustion cylinder 3.

ウインドボックス1の吸熱空間6の側にも燃焼用空気を供給するようにしており、吸熱空間6にはバイパス給気管12を接続している。バイパス給気管12は、給気ダクト2のエアヒータ7よりも上流側から分岐し、エアヒータ7は通さずにウインドボックス1へ接続したものであり、そのため、バイパス給気管12を通して吸熱空間6内に入る燃焼用空気の温度は、エアヒータ7を通した後に整流空間4に入る予熱後燃焼用空気温度に比べて低いものとなる。第一の実施例では、吸熱空間6は整流空間4の周囲をほぼ1周した後の最下流部で給気ダクト2に接続しており、バイパス給気管を通して送られてきた燃焼用空気は、吸熱空間6を1周した後で、給気ダクト2を通して送られてきた燃焼用空気と合流している。 Combustion air is also supplied to the endothermic space 6 side of the windbox 1, and a bypass air supply pipe 12 is connected to the endothermic space 6. The bypass air supply pipe 12 branches from the upstream side of the air heater 7 of the air supply duct 2 and is connected to the wind box 1 without passing through the air heater 7. Therefore, the bypass air supply pipe 12 enters the heat absorption space 6 through the bypass air supply pipe 12. The temperature of the combustion air is lower than the preheated combustion air temperature that enters the rectifying space 4 after passing through the air heater 7. In the first embodiment, the endothermic space 6 is connected to the air supply duct 2 at the most downstream part after making one round of the circumference of the rectifying space 4, and the combustion air sent through the bypass air supply pipe is After making one round of the endothermic space 6, it merges with the combustion air sent through the air supply duct 2.

ウインドボックス1をこのような構造にすると、エアヒータ7で予熱して温度が上昇した燃焼用空気は、整流空間4内で旋回をしつつ、燃焼筒3内へ入る。予熱した燃焼用空気が整流空間4内で旋回していると、予熱燃焼用空気が保有する熱の一部はウインドボックス内側壁9に移り、ウインドボックス内側壁9の温度が上昇する。温度の上昇したウインドボックス内側壁9では、整流空間4とは逆側の面である吸熱空間6の側へ熱の放出を行うが、吸熱空間6へ放出される熱は、吸熱空間6内を流れる予熱していない燃焼用空気が取り込む。そのため、ウインドボックスに高温の燃焼用空気を供給していても、ウインドボックスの周囲に放出される熱量は少なくすることができる。また、吸熱空間6内を流れる燃焼用空気は、ウインドボックス内側壁9からの放出熱を回収した後に整流空間4内へ入るため、この放出熱も有効に活用することができる。 When the wind box 1 has such a structure, the combustion air that has been preheated by the air heater 7 and rises in temperature enters the combustion cylinder 3 while swirling in the rectifying space 4. When the preheated combustion air is swirling in the rectifying space 4, a part of the heat held by the preheated combustion air is transferred to the windbox inner wall 9 and the temperature of the windbox inner wall 9 is increased. In the inner wall 9 of the wind box where the temperature has risen, heat is released to the endothermic space 6 which is the surface opposite to the rectifying space 4. Flowing non-preheated combustion air is taken in. For this reason, even when high-temperature combustion air is supplied to the wind box, the amount of heat released around the wind box can be reduced. Further, since the combustion air flowing in the heat absorption space 6 enters the rectifying space 4 after recovering the heat released from the inner wall 9 of the windbox, this heat can also be used effectively.

なお、吸熱空間6内を流れる燃焼用空気の温度が上昇することでウインドボックス外側壁8の温度が上昇することも考えられる。しかし、吸熱空間6での燃焼用空気温度の上昇量は、エアヒータ7における燃焼用空気温度の上昇量に比べて大幅に低いものとなる。そのため、ウインドボックス外側壁8での温度上昇量は少ないものとなり、ウインドボックス外側壁8からの放熱量は少ない。ウインドボックスからの放熱量が少なくなっているため、ウインドボックス周辺の機器類では熱による影響を受けることがなくなる。 It is also conceivable that the temperature of the windbox outer wall 8 rises due to an increase in the temperature of the combustion air flowing in the endothermic space 6. However, the amount of increase in the combustion air temperature in the endothermic space 6 is significantly lower than the amount of increase in the combustion air temperature in the air heater 7. Therefore, the amount of temperature rise at the windbox outer wall 8 is small, and the amount of heat released from the windbox outer wall 8 is small. Since the heat radiation from the windbox is reduced, the devices around the windbox are not affected by heat.

第二の実施例は、ウインドボックス1の垂直方向の中心軸と給気ダクトの水平方向中心軸の延長線が交差するように、給気ダクト2を接続した場合のものである。この場合においても、ウインドボックス1内の外郭部分には、ウインドボックス外側壁8とウインドボックス内側壁9からなる二重の壁体を設けており、二重壁の間を吸熱空間6、内側の壁であるウインドボックス内側壁9のさらに内側を整流空間4としている。 In the second embodiment, the air supply duct 2 is connected so that the vertical center axis of the windbox 1 and the extension line of the horizontal central axis of the air supply duct intersect. Also in this case, the outer wall portion of the wind box 1 is provided with a double wall body composed of the wind box outer wall 8 and the wind box inner wall wall 9, and the heat absorption space 6 between the double wall and the inner side is provided. A further inside of the inner wall 9 of the wind box that is a wall is a rectifying space 4.

ウインドボックス1には、送風機10から燃焼用空気を供給してくる給気ダクト2と、給気ダクト2から分岐したバイパス給気管12を接続している。給気ダクト2は整流空間4に接続しており、給気ダクト2からウインドボックス1内に入った燃焼用空気は、燃焼筒3に対して正面から衝突し、燃焼筒3の外側面に沿って左右に分かれて流れながら、燃焼筒3の内側に入る。吸熱空間6には、バイパス給気管12を接続している。吸熱空間6は整流空間4の周囲をほぼ一周した後に、給気ダクト2の整流空間4との境界付近で給気ダクト2を通して送られてきた燃焼用空気と合流させるようにしている。そのため、バイパス給気管12を通して送られてきた燃焼用空気も、最終的には給気ダクト2を通して供給されてきた燃焼用空気と合流することになる。   An air supply duct 2 that supplies combustion air from the blower 10 and a bypass air supply pipe 12 branched from the air supply duct 2 are connected to the wind box 1. The air supply duct 2 is connected to the rectifying space 4, and the combustion air that has entered the wind box 1 from the air supply duct 2 collides with the combustion cylinder 3 from the front and follows the outer surface of the combustion cylinder 3. Then, it enters the inside of the combustion cylinder 3 while flowing separately on the left and right. A bypass air supply pipe 12 is connected to the heat absorption space 6. The heat absorption space 6 makes a round around the rectifying space 4 and then merges with the combustion air sent through the air supply duct 2 in the vicinity of the boundary between the air supply duct 2 and the rectification space 4. Therefore, the combustion air sent through the bypass air supply pipe 12 finally joins with the combustion air supplied through the air supply duct 2.

ここでも給気ダクト2の途中にはエアヒータ7を設けており、エアヒータ7を通すことで燃焼用空気の温度は上昇する。給気ダクト2からウインドボックス1内に入った燃焼用空気は、整流空間4内を流れて燃焼筒3の周囲から燃焼筒3の内側へ入る。この時、整流空間4内を流れる燃焼用空気は温度を高めたものであるため、燃焼用空気はウインドボックス内側壁9の加熱を行う。 Again, an air heater 7 is provided in the middle of the air supply duct 2, and the temperature of the combustion air rises by passing the air heater 7. Combustion air that has entered the wind box 1 from the air supply duct 2 flows through the rectifying space 4 and enters the inside of the combustion cylinder 3 from the periphery of the combustion cylinder 3. At this time, since the combustion air flowing in the rectifying space 4 has an increased temperature, the combustion air heats the inner wall 9 of the wind box.

ウインドボックス内側壁9の温度が上昇すると、ウインドボックス内側壁9から吸熱空間6への熱の放出が行われるが、吸熱空間6には予熱していない燃焼用空気を流しているため、ウインドボックス内側壁9からの熱は吸熱空間6内を流れる燃焼用空気が回収する。
このようにすることで、ウインドボックス1からその周囲へ放出する熱量は低減することができ、ウインドボックス1の周囲に設置している制御装置や測定装置に対する熱の影響を低減することができる。
When the temperature of the inner side wall 9 of the wind box rises, heat is released from the inner side wall 9 of the wind box to the heat absorbing space 6, but combustion air that has not been preheated flows through the heat absorbing space 6. The heat from the inner wall 9 is recovered by the combustion air flowing in the endothermic space 6.
By doing in this way, the amount of heat released from the wind box 1 to the periphery thereof can be reduced, and the influence of heat on the control device and the measuring device installed around the wind box 1 can be reduced.

なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。例えば、図5に記載している第三の実施例は、第二の実施例から吸熱空間6を変更したものである。この実施例では、吸熱空間の最終端はバイパス給気管12接続部とは燃焼筒3を挟んだ反対側としている。この場合、バイパス給気管12から吸熱空間6内に入った燃焼用空気は、図の上方側と下方側に分かれて進む。吸熱空間6の最終端部分ではウインドボックス内側壁9を切り欠いており、吸熱空間6内を流れる燃焼用空気は、吸熱空間の終端から整流空間4内へ入るようになっている。このような構成としてもウインドボックスからの放熱量を低減する発明を実施することができる。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and many modifications can be made by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. For example, in the third embodiment shown in FIG. 5, the endothermic space 6 is changed from the second embodiment. In this embodiment, the final end of the heat absorption space is opposite to the bypass air supply pipe 12 connecting portion with the combustion cylinder 3 interposed therebetween. In this case, the combustion air that has entered the heat absorbing space 6 from the bypass air supply pipe 12 proceeds separately on the upper side and the lower side in the figure. The windbox inner wall 9 is cut out at the end portion of the endothermic space 6 so that combustion air flowing in the endothermic space 6 enters the rectifying space 4 from the end of the endothermic space. Even with such a configuration, the invention for reducing the amount of heat released from the windbox can be implemented.

1 ウインドボックス
2 給気ダクト
3 燃焼筒
4 整流空間
5 燃料ガス管
6 吸熱空間
7 エアヒータ
8 ウインドボックス外側壁
9 ウインドボックス内側壁
10 送風機
11 ボイラ
12 バイパス給気管
13 排気ダクト
14 熱使用機器
15 熱媒体循環配管







1 Windbox
2 Air supply duct
3 Combustion cylinder
4 Rectification space
5 Fuel gas pipe
6 Endothermic space
7 Air heater 8 Wind box outer wall 9 Wind box inner wall
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Blower 11 Boiler 12 Bypass air supply pipe 13 Exhaust duct 14 Heat use apparatus 15 Heat medium circulation piping







Claims (2)

ボイラなど燃焼装置を持った熱機器であって、燃焼装置へ供給する燃焼用空気はウインドボックスで整流するようにしており、途中に燃焼用空気を予熱する空気予熱装置を設けた給気ダクトをウインドボックスの外郭部分に接続することで、予熱した燃焼用空気を燃焼装置に供給するようにしている空気予熱を行う熱機器において、
前記ウインドボックスの外郭部分には、ウインドボックス外側壁とウインドボックス内側壁からなる内外2重の壁を設け、ウインドボックス内側壁の内側を整流空間、ウインドボックス外側壁とウインドボックス内側壁で挟まれた空間を吸熱空間とし、吸熱空間は最下流部で給気ダクト又は整流空間に接続し
ておくとともに、
空気予熱装置を通した燃焼用空気をウインドボックスの整流空間へ供給する給気ダクトと、
給気ダクトの前記空気予熱装置よりも上流側から分岐して、前記空気予熱装置を通さずに燃焼用空気をウインドボックスの吸熱空間へ供給するバイパス給気管を設けておき、
給気ダクトを通して供給する燃焼用空気は、ウインドボックス内側壁の内側に設けた整流空間へ直接供給し、
バイパス給気管を通して供給する燃焼用空気は、ウインドボックス内側壁の外側に設けた吸熱空間を経由した後に整流空間内へ入るようにしていることを特徴する空気予熱を行う熱機器。
It is a heat device with a combustion device such as a boiler, and the combustion air supplied to the combustion device is rectified by a wind box, and an air supply duct provided with an air preheating device for preheating the combustion air is provided on the way. By connecting to the outer part of the wind box, in the thermal equipment that performs the air pre-heating to supply the pre-heated combustion air to the combustion device,
The outer portion of the wind box is provided with an inner / outer double wall consisting of an outer wall of the wind box and an inner wall of the wind box, and the inner side of the inner wall of the wind box is sandwiched between the rectifying space and the outer wall of the wind box and the inner wall of the wind box. The endothermic space is the endothermic space, and the endothermic space is connected to the air supply duct or the rectifying space at the most downstream portion ,
An air supply duct for supplying combustion air that has passed through an air preheating device to the rectifying space of the wind box;
A bypass air supply pipe that branches from the upstream side of the air preheating device of the air supply duct and supplies combustion air to the heat absorption space of the wind box without passing through the air preheating device is provided.
Combustion air supplied through the air supply duct is supplied directly to the rectifying space provided inside the inner wall of the wind box,
Combustion air supplied through the bypass air supply tube, the thermal device that performs air preheater, characterized in that it is to enter into the rectifying space after passing through the endothermic space provided outside the wind box inner wall.
請求項1に記載の空気予熱を行う熱機器において、吸熱空間は整流空間を取り囲むように設置しており、吸熱空間の最下流部で給気ダクト又は整流空間と接続するようにしており、吸熱空間内を流れてきた燃焼用空気は吸熱空間の終端で給気ダクトからの燃焼用空気と合流するようにしていることを特徴とする空気予熱を行う燃焼装置。

The thermal apparatus for preheating air according to claim 1, wherein the heat absorption space is installed so as to surround the rectification space, and is connected to the air supply duct or the rectification space at the most downstream portion of the heat absorption space. A combustion apparatus for preheating air, characterized in that combustion air that has flowed through the space joins combustion air from an air supply duct at the end of the heat absorption space.

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