JP2000205507A - 流体混合器およびボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 火炉水壁出口における流体の乾き度が１付近
になるように設計された火炉においても、エンタルピ偏
差を生じさせることがなく、火炉水壁を構成する管間で
の温度差を低減し、火炉耐圧部の障害を防止する流体混
合器およびボイラを提供する。 【解決手段】 火炉水壁が上下に分割されるとともに、
下側の火炉水壁１を構成する伝熱管の出口に接続された
下側火炉水壁出口管寄せからの複数本の流入側連絡管
４、及び上側の火炉水壁２を構成する伝熱管入口に接続
された上側火炉水壁入口管寄せに接続される流出側連絡
管５が円筒形の流体混合器本体の周囲に配置された流体
混合器３において、流体混合器本体のほぼ中心に、ミス
トを分散させる内挿物６を設置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、事業用及
び産業用ボイラ火炉の水壁管内の流体の管毎のエンタル
ピ偏差を低減する流体混合器及びボイラに係り、特に火
炉高さ方向に分割された火炉水壁間に設けられ、下側火
炉水壁管からの流体のエンタルピ偏差を低減する流体混
合器およびボイラに関する。

【０００２】

【従来の技術】事業用または産業用の石炭焚きボイラ
は、おおよそ、図１４に示すように、燃料を燃焼させ主
として幅射伝熱により熱量を吸収する火炉９と、燃焼ガ
スを伝熱管群に流通させ主として対流伝熱により熱量を
吸収する横置き伝熱部１０と、火炉９からの若干の輻射
伝熱と燃焼ガスの流通による対流とにより熱量を吸収す
る吊下げ伝熱部１００とで構成される。火炉９は多数の
チューブより成る水壁で構成されており、この水壁には
下部の水壁入口管寄せ２００から供水される。この大部
分の領域ではほぼ均一な熱負荷を受ける。しかしなが
ら、燃焼装置であるバーナ１１の近傍では熱負荷が局所
的に高くなるため、火炉水壁出口において、管内流体の
エンタルピに管毎に偏差を生じる。従来型ボイラであれ
ば、火炉水壁出口の流体の乾き度（クオリティ：蒸気含
有率）が０．５〜０．７と低く、飽和状態が維持されて
おりエンタルピ偏差を生じても温度偏差を生じることは
なかつた。一方、火炉水壁出口の流体の乾き度を１付近
まで上げ、火炉水壁で蒸発を完結させることで、各伝熱
菅群を簡略化して火炉をコンパクトにできる。このよう
な火炉では、エンタルピ偏差を生じると、エンタルピの
高い側の流体は過熱蒸気となるため、温度が飽和温度以
上になり、エンタルピの低い側の流体との温度差を生じ
る。そして温度差がある値以上になると、水壁を構成す
るメタルに発生する熱応力が過大となり、火炉水壁の設
計強度を超え、最悪の場合、運転を中止することにな
る。従来型ボイラでは、一定負荷時においてはこのよう
な問題を生じないため、特別な対策を講じる必要はない
が、負荷上昇時あるいは下降時には一時的に温度差を生
じるため、火炉水壁の中間高さの部位に図１５に示すよ
うな火炉水壁中間管寄せ１３を設け、下側の火炉水壁管
１２−２からの流体を混合したのち上側の火炉水壁管１
２−１に流す構造が採用されている例もある。また、図
１６に示すように火炉水壁を上下に分割し、下側の火炉
水壁１を構成する伝熱管の出口に接続された下側水壁出
口管寄せを設け、流体混合器１４で混合したのち、上側
の火炉水壁２を構成する伝熱管入口に接続された上側水
壁入口管寄せに流す構造も採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来型ボイ
ラであれば、温度差を低減するために、火炉水壁出口の
流体の乾き度を０．５〜０．７になるように設計され
る。そうすれば、火炉水壁の熱吸収量のアンバランスを
生じても、火炉水壁出口の流体の乾き度は１を超えるは
ない。したがって、管内流体は常に飽和温度に保たれる
ため、温度差を生じることはない。これに対し、火炉水
壁出口における流体の乾き度が１付近になるように設計
された火炉では、熱吸収量のアンバランスを生じると、
熱吸収量の高い管は乾き度が１を越え、飽和温度以上に
なる。一方、熱吸収量の低い管は常に飽和温度である。
したがって、熱吸収量の高い管と低い管とで温度差を生
じる。管内流体の流動状態は乾き度によって変化する。
流量を一定とすると、乾き度の増大により、管内の流動
状態は図１７（ａ）乃至（ｃ）のように変化する。すな
わち、乾き度の小さい領域では、液相の占める割合が大
きく、管壁に液膜が形成されるスラグ流（図１７（ｂ）
参照）もしくは気泡流（図１７（ａ）参照）となるのに
対し、乾き度が大きい領域では、管内を液相がミスト
（微小液滴）となって浮遊する環状噴霧流（図１７
（ｃ）参照）となる。また、後述する図４，５に示すよ
うに、流速が大きい中心部へのミストの集中が起こって
分散しない。したがって、乾き度を大きくした構造のも
のでは、流動様式が大きく異なるため、従来の手法をそ
のまま適用することは不可能である。実際に、この手法
を用いてデータを採取した結果、図１８に示すように、
ＥＣＲ負荷（ボイラ負荷）が３０％，５０％等の部分負
荷時にメタル温度差（℃）が設計許容値を超え問題とな
つた。

【０００４】本発明の第１の課題は、火炉水壁出口にお
ける流体の乾き度が１付近になるように設計された火炉
においても、エンタルピ偏差を生じさせることがなく、
火炉水壁を構成する管間での温度差を低減し、火炉耐圧
部の障害を防止する流体混合器およびボイラを提供する
ことにある。本発明の第２の課題は、流体混合器本体の
内部に設けた内挿物または柱のエロージョンによる摩耗
を防止する流体混合器およびその流体混合器を有するボ
イラを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題は、火炉
高さ方向に火炉水壁が上下に分割されるとともに、下側
の火炉水壁を構成する伝熱管の出口に接続された下側火
炉水壁出口管寄せからの複数本の流入側連絡管、及び上
側の火炉水壁を構成する伝熱管入口に接続された上側火
炉水壁入口管寄せに接続される流出側連絡管が配置され
た流体混合器において、前記流体混合器本体のほぼ中心
に、ミストを分散させる内挿物を設置した第１の手段に
より解決される。上記第１の課題は、火炉水壁が上下に
分割されるとともに、下側の火炉水壁を構成する伝熱管
の出口に接続された下側火炉水壁出口管寄せからの複数
本の流入側連絡管、及び上側の火炉水壁を構成する伝熱
管入口に接続された上側火炉水壁入口管寄せに接続され
る流出側連絡管が配置された流体混合器において、前記
流体混合器本体の底部の中央に、ミストを分散させる柱
を設置した第２の手段により解決される。上記第１の課
題は、第１または２の手段において、前記内挿物または
前記柱の上端の垂直位置を、前記流体混合器本体に複数
段にわたって設置された流出側連絡管の最上段の位置よ
りも高くした第３の手段により解決される。上記第２の
課題は、第１または２の手段において、前記内挿物また
は前記柱の上端の垂直位置を、前記流体混合器本体に複
数段にわたって配置された流出側連絡管の最上段の位置
よりも高くした第４の手段により解決される。上記第２
の課題は、第１または２の手段において、前記内挿物ま
たは前記柱の上面を耐摩耗材で被覆した第５の手段によ
り解決される。上記第１の課題は、火炉水壁が上下に分
割されるとともに、下側の火炉水壁を構成する伝熱管の
出口に接続された下側火炉水壁の出口管寄せからの複数
本の流入側連絡管、及び上側の火炉水壁を構成する伝熱
管入口に接続された上側火炉水壁の入口管寄せに接続さ
れる流出側連絡管が配置された流体混合器において、前
記流入側連絡管を前記流体混合器本体の天井部に上方か
ら接続し、前記流出側連絡管を前記流体混合器本体の囲
りに放射状に配置した第６の手段により解決される。上
記第１，２の課題は、第１〜６の手段のいずれかの流体
混合器を備えた第７の手段により解決される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明を超臨界圧変圧貫流ボイラに適用し
た例を示す説明図、図２は本発明の第１の実施の形態の
（図１に示す）流体混合器を拡大して示す説明図、図３
は本発明の第１の実施の形態の流体混合器の下部側を拡
大して示す断面図、図４は流体混合器内のミスト濃度分
布を示す説明図、図５は本発明をボイラ火炉に適用して
得られた、エンタルピ偏差の測定値の一例を示す説明図
である。

【０００７】まず、図１に示すように、本実施の形態が
適用される超臨界圧変圧貫流ボイラは周囲が多数のチュ
ーブ（伝熱管）よりなる水壁で構成されており、水壁が
火炉の高さの中間部よりも高い位置で上下に分割されて
いる。つまり、火炉の下側火炉水壁１は伝熱管が傾斜し
たスパイラル壁で構成され、火炉の上側火炉水壁２は伝
熱管が垂直な垂直壁で構成されている。このスパライル
壁は、垂直壁にした場合には、出口側での温度偏差が大
になるのを抑制するために設けている。スパライル壁及
び垂直壁は上述したように多数の伝熱管で構成されてい
るが、数十本程度を一つにまとめて管寄せで結合する構
造となっている。スパイラル壁である下側火炉水壁１の
入口管寄せ２００より給水が行われる。下側火炉水壁１
の出口管寄せには各々流入側連絡管４が接続され、この
流入側連絡管４は流体混合器３の周囲上部に放射状に接
続される。また、流体混合器３の周囲下部には、上側火
炉水壁２の入口管寄せに接続されている流出側連絡管５
が放射状に配設されている。

【０００８】この流体混合器３は図２に示すように円筒
形をしており、複数本の流入側側連絡管４が周囲上部に
放射状に配置され、また複数本の流出側連絡管５が周囲
下部に放射状に配置されている。下側火炉水壁１より延
びる流入側連絡管４を通ってきた流体は流体混合器３内
で混合され、上側火炉水壁２の入口管寄せと接続された
流出側連絡管５に分配され流出する。この流体混合器３
の内部には、図３に示すように、その中心軸Ｌ上に内挿
物６として平板を設置している。この内挿物６は流体混
合器３の底部３ａに立設された支持棒７の上端に設けら
れ、また内挿物６の上面は流出側連絡管５より高く設定
されている。なお、内挿物６の形状は平板に限定され
ず、円盤や三角錐等でもよく、つまり、ミストが衝突
し、飛散できるものであればどんな形状でも良い。ま
た、内挿物（または後述する柱）の外径を流体混合器内
径の０．５倍以上とすることが好ましい。

【０００９】ところで、流体混合器３に流入側連絡管４
より流入するミストは気相に同伴され、慣性力を持って
いるため、ミストは流体混合器３の内部に均一に分散で
きず、図４に示すように流体混合器３の中心部へ密集す
る。つまり、図４に示すように、流体混合器３の中央部
でミスト濃度が高くなっている。

【００１０】これを模式的に示せば、図５に示すように
なる。図５にて粒径の小さいミストは気流の流れに同伴
され流出側連絡管５から均等に流出するが、液相の大部
分を占める粒径の大きなミストは慣性力により流体混合
器３の中心部に密集し、そのまま底部３ａまで到達する
ので、気相流れとは無関係に流出側連絡管５から流出す
る。特に、流出側連絡管５から流入する流れが不均一な
場合、流出側連絡管５の特定の箇所からの流出量が多く
なり、管毎のエンタルピ偏差が大きくなる。

【００１１】よって、前記第１の実施の形態のように、
流体混合器３の中心部に内挿物６を設置することによ
り、流体混合器３の中心部に密集するミストが内挿物６
の上面に衝突して飛散されるため、流体混合器３の中心
部に密集するミストを流出側連絡管５の上流側で効果的
に分散できるので、複数本の流出側連絡管５へのミスト
の分散割合の均一が図れる。測定結果の一例を図６に示
すが、この図６から明らかなように、内挿物６を設置し
た実施の形態の場合は内挿物６を設置しない場合（従来
例）に比べ、エンタルピ偏差の低減効果は非常に大き
く、負荷にかかわらず、エンタルピ偏差はＥＣＲ負荷３
０％のとき１５、ＥＣＲ負荷５０％のとき１０程度とな
る。なお、図６にて従来例のＥＣＲ負荷３０％のときの
エンタルピ偏差を１００としてある。

【００１２】したがって、下側火炉水壁１の内部流体に
エンタルピ偏差があり、一部過熱蒸気となる場合でも、
流体混合器３においてエンタルピ偏差が混合されて流体
混合器３から流出され、上側火炉水壁２の入口では、エ
ンタルピ偏差が低減できるため、上側火炉水壁２の出口
における伝熱管間の温度差を大幅に低減できるので、メ
タルに発生する熱応力を火炉水壁の設計強度以下に抑え
ることが可能となる。そのため、火炉の寿命が延び、火
炉水壁の損傷事故も防止できる。

【００１３】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図７は本発明の第２の実施の形態を示す説明図であ
る。この第２の実施の形態では、流体混合器３の底部の
中央部に柱８を設置しており、この柱８は底部３ａから
立設され、柱８の上面８ａは流出側連絡管５より高い位
置に設定されている。この第２の実施の形態の柱８でも
前記第１の実施の形態の内挿物（平板）の場合と同等の
効果を発揮する。すなわち、流体混合器３の中心部に密
集するミストは柱８の上面８ａに衝突し、飛散するの
で、複数本の流出側連絡管５へのミストの分配量の均一
化が図れる。なお、柱８の形状は、円柱や角柱などに限
定されず、楕円柱や矩形柱などでも良い。また、第２の
実施の形態（あるいは後述する以下の実施の形態）で、
特に、説明していないボイラ等の構成は前記第１の実施
の形態と同様である。

【００１４】以上のように、前記第１，２の実施の形態
にあっては、流入側連絡管４及び流出側連絡管５を円筒
形の流体混合器３の周囲に放射状に配置することによ
り、周方向のエンタルピ偏差を低減できると同時に、旋
回を発生することがないので、流体混合器３の内部のエ
ロージョンを防止できる。さらに、流体混合器３の中心
部に内挿物６（あるいは柱８）を設置することにより、
流体混合器３の中心部に密集するミストを分散できるの
で、複数本の流出側連絡管５へのミストの分散割合の均
一化が図れる。したがって、下側の火炉水壁１の伝熱管
の内部流体にエンタルピ偏差があり、一部過熱蒸気とな
る場合でも、流体混合器３においてエンタルピが混合さ
れ、上側の火炉水壁２の伝熱管入口では、エンタルピの
偏差が低減できる。よって、上側の火炉水壁２の伝熱管
出口における伝熱管間の温度差を大幅に低減できるた
め、伝熱管に発生する熱応力を火炉水壁の設計強度以下
に抑えることが可能となるので、火炉の寿命が延び、火
炉水壁の損傷事故も防止できる。

【００１５】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。図８も本発明の第３の実施の形態を示す説明図であ
る。この第３の実施の形態は、流体混合器３に接続され
る流出側連絡管５の本数が多く、流体混合器３の周囲に
流出側連絡管５を複数段にわたって設置する必要がある
場合に、前記図７の柱より細径の柱８を立設してある。
そして、この柱８の設置位置（上面８ａの位置）を複数
段の流出側連絡管５の最上段よりも高い位置に設定する
ことで、効果的にミストを分散させ、流出側連絡管５の
段間のミスト分散量の均一化が図れる。

【００１６】次に、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。図９は本発明の第４の実施の形態を示す説明図であ
る。この第４の実施の形態は、前記図８と同様に流出側
連絡管５が複数段にわたって設置された場合に効果を発
揮する。この第４の実施の形態は、前記図７と図８との
構成を組み合わせたもので、つまり、図８の柱８の直径
（円柱の場合）を大きくして図９に示すように構成する
（ミストが衝突する柱８の上面の面積を大きくする）こ
とにより、効果的にミストを分散させ、流出側連絡管５
の段間のミスト分散量の均一化が図れる点について最高
の性能を発揮することは言うまでもない。

【００１７】以上のように、前記第３，４の実施の形態
にあっては、流体混合器３の内部のエロージョンを防止
できるとともに、流体混合器３に接続される流出側連絡
管５の本数が多い場合に、流出側連絡管５を複数段に分
けて設置する必要が生じた場合でも、流体混合器３の中
心部に密集するミストを分散できるため、複数本の流出
側連絡管５へのミストの分散割合の均一化が図れる。し
たがって、下側の火炉水壁１の伝熱管の内部流体にエン
タルピ偏差があり、一部過熱蒸気となる場合でも、流体
混合器３においてエンタルピ混合され、上側の火炉水壁
２の伝熱管入口では、エンタルピ偏差が低減できる。よ
って、上側の火炉水壁２の伝熱管出口における伝熱管間
の温度差を大幅に低減できるため、メタルに発生する熱
応力を火炉水壁の設計強度以下に抑えることが可能とな
るので、火炉の寿命が延び、火炉水壁の損傷事故も防止
できる。

【００１８】次に、本発明の第５の実施の形態を説明す
る。図１０は本発明の第５の実施の形態を示す説明図で
ある。火炉は、前述した実施の形態と同様に火炉水壁が
上下に分割されていると共に、下側の火炉水壁を構成す
る伝熱管の出口に接続された下側水壁の出口管寄せから
複数の流入側連絡管４０が、流体混合器３に接続されて
いる。この第５の実施の形態では、図１０に示すよう
に、複数の流入側連絡管４０は流体混合器３の円筒形の
本体天井部３ｂに接続されている。複数の流入側連絡管
４０は本体天井部３ｂに対して垂直に接続され、さらに
半径方向に屈曲されて放射状に配設されている。このよ
うな前記第５の実施の形態にあっては、流体混合器３内
に複数の流入側連絡管４０は本体天井部３ｂに接続され
ているので、流入側連絡管４０より流入するミストは流
体混合器３の中心部へ密集することはなく、複数本の流
出側連絡管５へのミストの分散割合の均一化を図れる。
なお、第５の実施の形態は内挿物または柱等と組み合わ
せて使用しても良い。

【００１９】ところで、上述したように流体混合器の内
部は気液二相流であり、管内流体の流動状態は図１８
（ｃ）に示すような環状噴霧流となる。環状噴霧流で
は、気流中を液相であるミストが浮遊し、ミストが流体
混合器の中央部に密集し、内部で加速される。そこで、
前記各実施の形態のように、密集したミストを内挿物６
または柱８によって分散させることで、エンタルピ偏差
を大幅に低減できる。しかしながら、ミストが内挿物６
または柱８の上面に高速で衝突するため、内挿物６また
は柱８の上面がエロージョンにより摩耗（孔蝕）する虞
がある。これを解決する実施の形態を以下説明する。

【００２０】図１１は本発明の第６の実施の形態を示す
説明図である。この第６の実施の形態では、内挿物とし
て円柱２０が設置された例を示してあり、この円柱２０
の上面のみに耐摩耗材としてセラミック２１を被覆して
ある。なお、耐摩耗材は、高強度で耐摩耗性が高ければ
良く、例えば、炭素鋼、ステンレスの鋳物等でも良い。
このような前記第６の実施の形態にあっては、前記各実
施の形態と同様な流体混合器３の流入側連絡管４より流
入したミストが気相に同伴され、流体混合器３の中心部
へ密集し、円柱２０の上面に衝突しても、円柱２０の上
面がセラミック２１で被覆されているので、円柱（内挿
物）２０のエロージョンは発生せず、摩耗を防止でき、
流体混合器３の性能を損ねることがない。

【００２１】また、図１２は本発明の第７の実施の形態
を示す説明図であり、この第７の実施の形態では、内挿
物３０の上面に凹部３１を形成し、つまり、この凹部３
１は周りを壁で囲まれた状態となっており、凹部３１内
に水を溜められるようになっている。この水は流体混合
器３内のミスト等の液体が凹部に衝突等することによっ
て次第に溜められる。もちろん予め溜めておいても良
い。このような前記第７の実施の形態にあっては、高速
で浮遊するミストが内挿物に直接衝突することがなく、
凹部３１内に溜められた水に衝突するので、エロージョ
ンを防止できる。したがって、摩耗を防止でき、流体混
合器３の性能を損ねることがない。なお、図１３は内挿
物の上面を平面とした場合（平板型）と、凹部３１を設
けた場合（凹部型）のエロージョン量を比較した説明図
であり、この図 から明らかなように、エロージョン量
は平板型を１００とすると凹部型は１０程度であり、エ
ロージョンの発生を大幅に低減できる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１又は７記載の発明によれば、流
体混合器本体のほぼ中心に、ミストを分散させる内挿物
を設置したため、ボイラ火炉に適用することにより、下
側の火炉水壁伝熱管の内部流体にエンタルピ偏差があ
り、一部過熱蒸気となる場合でも、流体混合器において
エンタルピが混合され、上側の火炉水壁伝熱管入口で
は、エンタルピの偏差が低減でき、上側の火炉水壁伝熱
管出口における伝熱管間の温度差を大幅に低減できるの
で、メタルに発生する熱応力を火炉水壁の設計強度以下
に抑えることができて、火炉の寿命が延び、火炉水壁の
損傷事故も防止できる。請求項２又は７記載の発明によ
れば、流体混合器本体の底部の中央に、ミストを分散さ
せる柱を設置したため、ボイラ火炉に適用することによ
り、下側の火炉水壁伝熱管の内部流体にエンタルピの偏
差があり、一部過熱蒸気となる場合でも、流体混合器に
おいてエンタルピが混合され、上側の火炉水壁伝熱管入
口では、エンタルピの偏差が低減でき、上側の火炉水壁
伝熱管出口における伝熱管間の温度差を大幅に低減でき
るので、メタルに発生する熱応力を火炉水壁の設計強度
以下に抑えることができて、火炉の寿命が延び、火炉水
壁の損傷事故も防止できる。請求項３又は７記載の発明
によれば、内挿物または柱の上端の垂直位置を、流体混
合器本体に複数段にわたって設置された流出側連絡管の
最上段の位置よりも高くしたため、流体混合器の内部の
エロージョンを防止できるとともに、流体混合器に接続
される流出側連絡管の本数が多い場合に、流出側連絡管
を複数段に分けて設置する必要が生じた場合でも、流体
混合器の中心部に密集するミストを分散できるので、複
数本の流出側連絡管へのミストの分散割合の均一化が図
れる。したがって、下側の火炉水壁の伝熱管の内部流体
にエンタルピの偏差があり、一部過熱蒸気となる場合で
も、流体混合器においてエンタルピが混合され、上側の
火炉水壁の伝熱管入口では、エンタルピの偏差が低減で
きる。よって、上側の火炉水壁の伝熱管出口における伝
熱管間の温度差を大幅に低減できるため、メタルに発生
する熱応力を火炉水壁の設計強度以下に抑えることが可
能となるので、火炉の寿命が延び、火炉水壁の損傷事故
も防止できる。請求項４又は７記載の発明によれば、内
挿物または柱の上面を耐摩耗材で被覆したため、エロー
ジョンを防止できるので、内挿物または柱の摩耗を防止
でき、流体混合器の性能を損ねることがない。請求項５
又は７記載の発明によれば、凹部内に溜められた水に衝
突するため、エロージョンを防止できるので、内挿物ま
たは柱の摩耗を防止でき、流体混合器の性能を損ねるこ
とがない。請求項６又は７記載の発明によれば、流体混
合器内に複数の流入側連絡管は本体天井部に接続されて
いるので、流入側連絡管より流入するミストは流体混合
器の中心部へ密集することはなく、複数本の流出側連絡
管へのミストの分散割合の均一化を一層図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を超臨界圧変圧貫流ボイラに適用した例
を示す説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の流体混合器を拡大
して示す説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の流体混合器の下部
側を拡大して示す断面図である。

【図４】流体混合器内のミスト濃度分布を示す説明図で
ある。

【図５】流体混合器内の気流の流れを模式的に示す説明
図である。

【図６】本発明をボイラ火炉に適用して得られた、エン
タルピ偏差の測定値の一例を示す説明図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態の流体混合器底部の
中央部に円柱を設置した説明図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態を示し、流体混合器
に接続される連絡管の本数が多く、混合器の周囲に連絡
管を複数段にわたって設置した場合への適用例を示す説
明図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態を示し、図７と同様
に連絡管が複数段にわたって設置された場合への適用例
を示す説明図である。

【図１０】本発明の第５の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図１１】本発明の第６の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図１２】本発明の第７の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図１３】平板型と凹部型のエロージョン量を比較した
説明図である。

【図１４】事業用ボイラを例にとり、その概略を示す説
明図である。

【図１５】従来例の中間管寄せを採用した説明図であ
る。

【図１６】従来例の混合器を採用した説明図である。

【図１７】管内流体の流動状態を摸式的に示す説明図で
ある。

【図１８】従来例を炉水壁出口における流体の乾き度が
１付近になるように設計された火炉に適用した際の、メ
タル温度差を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 下側火炉水壁 ２ 上側火炉水壁 ３ 流体混合器 ３ａ 底部 ３ｂ 本体天井部 ４ 流入側連絡管 ５ 流出側連絡管 ６ 内挿物 ７ 支持棒 ８ 柱 ８ａ 上面 ２０ 円柱 ２１ セラミック ３０ 内挿物 ３１ 凹部 ４０ 流入側連絡管

フロントページの続き (72)発明者 松田 順一郎 広島県呉市宝町６番９号 バブコツク日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 吉廻 秀久 広島県呉市宝町３番36号 バブコツク日立 株式会社呉研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火炉高さ方向に火炉水壁が上下に分割さ
   れるとともに、下側の火炉水壁を構成する伝熱管の出口
   に接続された下側火炉水壁出口管寄せからの複数本の流
   入側連絡管、及び上側の火炉水壁を構成する伝熱管入口
   に接続された上側火炉水壁入口管寄せに接続される流出
   側連絡管が配置された流体混合器において、 前記流体混合器本体のほぼ中心に、ミストを分散させる
   内挿物を設置したことを特徴とする流体混合器。
2. 【請求項２】 火炉水壁が上下に分割されるとともに、
   下側の火炉水壁を構成する伝熱管の出口に接続された下
   側火炉水壁出口管寄せからの複数本の流入側連絡管、及
   び上側の火炉水壁を構成する伝熱管入口に接続された上
   側火炉水壁入口管寄せに接続される流出側連絡管が配置
   された流体混合器において、 前記流体混合器本体の底部の中央に、ミストを分散させ
   る柱を設置したことを特徴とする流体混合器。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載において、前記内
   挿物または前記柱の上端の垂直位置を、前記流体混合器
   本体に複数段にわたって配置された流出側連絡管の最上
   段の位置よりも高くしたことを特徴とする流体混合器。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載において、前記内
   挿物または前記柱の上面を耐摩耗材で被覆したことを特
   徴とする流体混合器。
5. 【請求項５】 請求項１または２記載において、前記内
   挿物または前記柱の上面に凹部を設けたことを特徴とす
   る流体混合器。
6. 【請求項６】 火炉水壁が上下に分割されるとともに、
   下側の火炉水壁を構成する伝熱管の出口に接続された下
   側火炉水壁の出口管寄せからの複数本の流入側連絡管、
   及び上側の火炉水壁を構成する伝熱管入口に接続された
   上側火炉水壁の入口管寄せに接続される流出側連絡管が
   配置された流体混合器において、 前記流入側連絡管を前記流体混合器本体の天井部に上方
   から接続し、前記流出側連絡管を前記流体混合器本体の
   囲りに放射状に配置したことを特徴とする流体混合器。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかの流体混合器を
   備えたことを特徴とするボイラ。