JP2002243106A - ボイラ - Google Patents

ボイラ

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JP2002243106A
JP2002243106A JP2001044413A JP2001044413A JP2002243106A JP 2002243106 A JP2002243106 A JP 2002243106A JP 2001044413 A JP2001044413 A JP 2001044413A JP 2001044413 A JP2001044413 A JP 2001044413A JP 2002243106 A JP2002243106 A JP 2002243106A
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JP
Japan
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boiler
superheater
combustion gas
group
plate
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English (en)
Inventor
Hidefumi Nagano
英文 永野
Fumio Shimoda
文男 下田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーナの燃焼で発生した燃焼ガスが、火炉か
ら過熱器や蒸発管群を通過して流れるように構成された
ボイラにおいて、燃焼ガスがそれらの過熱器と蒸発管群
を均一に流れるように燃焼ガスの流動パターンを調整可
能に構成したボイラを提供すること。 【解決手段】 バーナ1の燃焼で発生した燃焼ガスが、
火炉2から過熱器4や蒸発管群5を通過して流れるよう
に構成されている。蒸発管群5の出口側に整流板20が
上下方向に間隔を保って3段に設けられている。整流板
20は回転軸21によって角度を変えられるようになっ
ていて、過熱器4や蒸発管群5を流れる燃焼ガスの流動
パターンが均一になるように調整される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バーナの燃焼で発
生した燃焼ガスが火炉から蒸発管群や過熱器を通過して
流れるように構成されたボイラに関する。
【0002】
【従来の技術】従来採用されている舶用ボイラとして、
過熱器を備えた場合の内部構造の例を図8に示してあ
る。図8において、1はバーナで、2は火炉を示してい
る。3はフロントバンクチューブ、4は過熱器、5は蒸
発管群(リアバンクチューブ)である。6は出口側ガス
ダクト、7はガス出口を示している。
【0003】バーナ1の燃焼で発生した燃焼ガスは、火
炉2からフロントバンクチューブ3、過熱器4、蒸発管
群5と熱交換を行いながら流れ、出口側ガスダクト6を
経てガス出口7へと流出する。過熱器4の上部には過熱
器メンテナンススペース8があり、過熱器4を通過する
ことなくここを燃焼ガスがバイパス通過して過熱器4に
おける熱交換率が低下するのを防ぐため、フロントバン
クチューブ3の上部と蒸発管群5の上部にバッフルプレ
ート9,10が設けられている。図8において、11は
蒸気ドラム、12は水ドラム、13,14はヘッダー、
15はウォールチューブを示している。
【0004】図8に示した舶用ボイラにおける燃焼ガス
の流れは、図9に示すようになり、過熱器4と蒸発管群
5をにおいてガスが通過しない区域が存在する。1つは
過熱器4の上部を含む区域Aであり、もう1つは蒸発管
群5の下部を含む区域Bである。これらの区域A,Bで
は、過熱器4や蒸発管群5からなる熱交換管群との間の
熱交換が行われず、ボイラが効果的な運転を行えない原
因の1つとなっている。
【0005】過熱器4や蒸発管群5からなる熱交換管群
全体に亘って均一に燃焼ガスを流すことがボイラを効率
よく運転するために肝要であり、特に過熱器を有するボ
イラにおいては、燃焼ガスを過熱器管に効率的に流すこ
とが重要である。
【0006】図8に示す舶用ボイラのように燃焼ガスが
火炉2から過熱器4や蒸発管群5を通過して出口側ガス
ダクト6へと排出される2胴水管式ボイラでは、燃焼ガ
スの流動特性は、過熱器4及び蒸発管群5の入口に装備
されるバッフルプレート9,10、出口側ガスダクト
6、ガス出口7の位置及び形状で一義的に決まり、ボイ
ラ製作後にボイラの燃焼ガスフローの変更を行うことは
できない。
【0007】また、ボイラの設計において燃焼ガスの流
れを計算し、ボイラ構造を設計しても、実際のボイラに
おける燃焼ガスは計算されたものと異なることもある。
更には、ボイラの負荷が変動した場合は燃焼ガスの流れ
も変化するが、従来はその燃焼ガス流れの変化について
の配慮は全くなされていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、バーナの燃
焼で発生した燃焼ガスが、火炉から過熱器や蒸発管群を
通過して流れるように構成されたボイラにおいて、ボイ
ラ製作後においても、燃焼ガスがそれらの過熱器と蒸発
管群を均一に流れるように燃焼ガスの流動パターンを調
整可能に構成し、効率的な運転を可能としたボイラを提
供することを課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、バーナの燃焼で発生した燃焼ガスを、火
炉から過熱器や蒸発管群を通過して流すように構成した
ボイラにおいて、前記蒸発管群の近傍、例えば蒸発管群
の出口側整流板を設けたボイラを提供する。
【0010】このように構成した本発明のボイラでは、
蒸発管群の近傍に設けられた整流板によって燃焼ガスの
流れのパターンを変え、過熱器や蒸発管群からなる熱交
換管群の間を均一に流すことができる。
【0011】本発明のボイラにおいて、整流板を角度変
更可能な構造にして設けると、燃焼ガスが過熱器や蒸発
管群の間を均一に流れるように調整することが可能とな
り、過熱蒸気温度の調整などを容易に行えるものとなっ
て好ましい。
【0012】本発明のボイラにおいて、整流板を上下多
段に設けた構成にすると燃焼ガスの流れのパターンをよ
り均一に調整することができるものとなる。
【0013】本発明のボイラにおいて、前記した整流板
の設置に加えて、蒸発管群の間、又は蒸発管群と過熱器
との間に追加の整流板を設置すると、過熱器や蒸発管群
の間を流れる燃焼ガスに対する整流効果が更に高められ
て好ましい。この場合、その追加の整流板を角度変更可
能に設けると、燃焼ガスの流れのパターンをその都度、
所望の状態に調整可能なものとなる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図1〜7に示した
実施の形態に基づいて具体的に説明する。図1〜7にお
いて、図8に示した従来のボイラの構造と実質同じ部分
には同じ符号を付してあり、それらについての重複する
説明は省略する。
【0015】(第1実施形態)まず、図1に示した本発
明の第1実施形態によるボイラについて説明する。図1
において、20は蒸発管群5の出口側に配置された整流
板であり、上下方向に互いに間隔を保って3段に設けら
れている。この整流板20の構造を図2,図3に示して
ある。整流板20にはその長手方向に伸びる回転軸21
が設けられ、この回転軸21の回転によってその角度を
調整可能となっている。
【0016】回転軸21は、出口側ガスダクト6に回転
可能に支持され、回転軸21の一端は出口側ガスダクト
6の外部へ突出されて、そこに回転軸21を回転させて
整流板20の角度を調整するためのハンドル22が設け
られている(図2の(a)図)。回転軸21を回転させ
て整流板20の角度を調整するのには、ハンドルによる
手動式に代え、回転軸21をモータ23によって回転さ
せる電動式にしてもよい(図2の(b)図)。
【0017】整流板20の傾斜角度は、ボイラ負荷のガ
ス流れラインを設計的及び実際的に計測して決定し、調
整する。図3の(a)の手動式の場合は、負荷値/角度
の数値から、各整流板20のハンドル22を回して調整
する。図3の(b)のモータ23による場合は、モータ
23をシンクロモータとし、ボイラ負荷に応じて各整流
板20の角度を連動させて調整する。なお、整流板20
は図3の(a)に示すように平板型でも、図3の(b)
に示すように曲面板であってもよい。
【0018】以上説明したように、蒸発管群5の出口側
に整流板20を配置したボイラによれば、燃焼ガスの流
れのパターンは、図4に示すように過熱器4や蒸発管群
5を均一に流れるように調整することが可能であり、図
9に示した従来のボイラにおける燃焼ガスが通過しない
区域A,Bにも均一に燃焼ガスを通過させることができ
る。
【0019】(第2実施形態)次に、図5に示した第2
実施形態によるボイラについて説明する。図5におい
て、30は追加の整流板で、蒸発管群5の中に、上下方
向に間隔を保って3段に設けられている。この追加の整
流板30も回転軸31によって角度が調整可能になって
いる。その他の構成は、図1に示した第1実施形態によ
るボイラの構成と実質同じであり、その説明を省略す
る。
【0020】なお、整流板20と追加の整流板30の連
動操作は、図6に示すように各整流板20,30をリン
ク機構25,35で接続し、制御器24を介してボイラ
負荷に応じて1つのシンクロモータで調整することも可
能である。この第2実施形態によるボイラにおいては、
整流板20と追加の整流板30によって、燃焼ガスの流
れに対し2段の整流作用が与えられ、その整流効果が高
められている。
【0021】(第3実施形態)次に、図7に示した第3
実施形態によるボイラについて説明する。図7におい
て、40は追加の整流板で、蒸発管群5と過熱器4との
間に、上下方向に間隔を保って3段に設けられている。
この追加の整流板40も回転軸41によって角度が調整
可能になっている。その他の構成は、図1に示した第1
実施形態によるボイラの構成と実質同じであり、その説
明を省略する。
【0022】この第3実施形態によるボイラにおいて
は、整流板20と追加の整流板40によって、燃焼ガス
の流れに対し2段の整流作用が与えられ、その整流効果
が高められている。
【0023】以上、本発明を図示した実施形態に基づい
て具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限
定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その
具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことはいう
までもない。例えば、上記実施形態では、整流板20,
30,40は、いづれも角度を調整可能に構成されてい
るが、所望の取付け角度に固定したものであってもよ
い。
【0024】また、第2実施形態及び第3実施形態にお
いては、整流板20を角度調整可能とし、整流板30,
40を所望角度に固定した構成としてもよい。更に、ま
た、第2実施形態と第3実施形態を組み合わせ整流板2
0,30,40を3段に設けた構成としてもよい。ま
た、前記した実施形態では、整流板を上下方向に3段に
設けているが、場合によっては1段でもよいし、3段以
外の複数段であってもよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、バーナ
の燃焼で発生した燃焼ガスを、火炉から過熱器や蒸発管
群を通過して流すように構成したボイラにおいて、前記
蒸発管群の近傍、例えば蒸発管群の出口側整流板を設け
たボイラを提供する。
【0026】このように構成した本発明のボイラにおい
ては、蒸発管群の近傍に設けられた整流板によって燃焼
ガスの流れのパターンを変え、過熱器や蒸発管群からな
る熱交換管群の間を均一に流すことができる。
【0027】本発明のボイラにおいて、前記整流板を角
度変更可能な構造にして設けたものでは、燃焼ガスが過
熱器や蒸発管群の間を均一に流れるように調整すること
が可能となり、過熱蒸気温度の調整などを容易に行え
る。また、本発明のボイラにおいて、整流板を上下多段
に設けた構成にしたものでは、燃焼ガスの流れのパター
ンをより均一に調整することができる。
【0028】本発明のボイラにおいて、前記した整流板
の設置に加えて、蒸発管群の間、又は蒸発管群と過熱器
との間に追加の整流板を設置したものでは、過熱器や蒸
発管群の間を流れる燃焼ガスに対する整流効果が更に高
められる。この追加の整流板を角度変更可能に設けたも
のでは、燃焼ガスの流れのパターンをその都度、所望の
状態に調整可能となる。以上のように、本発明によれ
ば、燃焼ガスが熱交換管の間を均一に流れるように燃焼
ガスの流動パターンを調整可能に構成したボイラが提供
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態によるボイラの内部構造
を示す説明図。
【図2】本発明のボイラで採用する整流板の構造を示す
側面図で、(a)は手動方式、(b)は電動方式を示す
図面。
【図3】図2のA−A線に沿う断面図で、(a)は平板
型の整流板、(b)は曲面板からなる整流板の断面図。
【図4】本発明の第1実施形態によるボイラにおける燃
焼ガスの流れを示す説明図。
【図5】本発明の第2実施形態によるボイラの内部構造
を示す説明図。
【図6】第2実施形態における整流板を連動操作する場
合の構成を示す説明図。
【図7】本発明の第3実施形態によるボイラの内部構造
を示す説明図。
【図8】従来のボイラの内部構造を示す説明図。
【図9】図8に示した従来のボイラにおける燃焼ガスの
流れを示す説明図。
【符号の説明】
1 バーナ 2 火炉 3 フロントバンクチューブ 4 過熱器 5 蒸発管群(リアバンクチューブ) 6 出口側ガスダクト 7 ガス出口 8 過熱器メンテナンススペース 9 バッフルプレート 10 バッフルプレート 11 蒸気ドラム 12 水ドラム 13 ヘッダー 14 ヘッダー 15 ウォールチューブ 20 整流板 21 回転軸 22 ハンドル 23 モータ 24 制御器 25 リンク機構 30 追加の整流板 31 回転軸 40 追加の整流板 41 回転軸

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーナの燃焼で発生した燃焼ガスが、火
    炉から過熱器や蒸発管群を通過して流れるように構成し
    たボイラにおいて、前記蒸発管群の近傍に整流板を設け
    たことを特徴とするボイラ。
  2. 【請求項2】 前記整流板を前記蒸発管群の出口側に設
    けたことを特徴とする請求項1に記載のボイラ。
  3. 【請求項3】 前記整流板を角度変更可能に設けたこと
    を特徴とする請求項1又は2に記載のボイラ。
  4. 【請求項4】 前記整流板を上下方向に多段に設けたこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のボ
    イラ。
  5. 【請求項5】 前記蒸発管群の間に追加の整流板を設け
    たことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載
    のボイラ。
  6. 【請求項6】 前記蒸発管群と過熱器の間に追加の整流
    板を設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1
    つに記載のボイラ。
  7. 【請求項7】 前記追加の整流板を角度変更可能に設け
    たことを特徴とする請求項5又は6に記載のボイラ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20080513