JP2019190781A

JP2019190781A - 多管式貫流ボイラー

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Publication number: JP2019190781A
Application number: JP2018086253A
Authority: JP
Inventors: 忠行猪野; Tadayuki Ino
Original assignee: INO TAKAYUKI
Current assignee: INO TAKAYUKI
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2019-10-31
Anticipated expiration: 2038-04-27
Also published as: JP7099864B2

Abstract

【課題】多管式貫流ボイラーにおいて、消費蒸気を発生させための燃焼ガスとして廃油を使用可能とするとともに、水管の清掃を容易に行うことができる構造を得る。【解決手段】複数の各水管の両端側をそれぞれ連通し、各水管にボイラー水を供給する一方、燃焼室からの燃焼ガスを複数の水管の外側に供給して水管内のボイラー水を加熱蒸発させ、消費蒸気を取り出すようにした多管式貫流ボイラーにおいて、燃焼室９は水平方向に延設された円筒形状とし、前記各水管は燃焼室９の左右側にそれぞれ配置された円弧形状とし、燃焼室９の左右に配置された水管列に対して、上端に設けた直線状の左右の上部管寄せ１及び下端に設けた直線状の左右の下部管寄せ２でそれぞれ連結するとともに、燃焼室９を臨む一端側に蓋体（扉）２２を形成する。【選択図】図３

Description

本発明は、多数の水管を加熱することで蒸気を発生させる多管式貫流ボイラーに関し、特に、再生油を燃料として使用可能とした多管式貫流ボイラーの構造に関する。

多管式貫流ボイラーは、例えば特許文献１に開示された図８及び図９に示されるように、上下有底の円筒状の燃焼筒内に複数の水管を鉛直方向に配列し、環状の上部管寄せ１と下部管寄せ２の間を内側水管列３と外側水管列４の２列の各水管で連結し、隣接する内側水管列３並びに隣接する外側水管列４の間を閉塞（閉鎖用フィン８）するとともに、内側水管列３における水管間の一部を開口（内側通煙口５）させることで、内側水管列３と外側水管列４の間に燃焼ガス通路７を形成し、下部管寄せ２から各水管にボイラー水を供給するように構成されている。
上記構造において、燃焼筒内に設置したバーナー１０に燃料を供給して燃焼させることで、燃焼室９に燃焼ガスを発生させ、その燃焼ガスを燃焼ガス通路７から複数の水管外側に供給して水管内のボイラー水を加熱蒸発させ、上部管寄せ１から消費蒸気を取り出す構造となっている。また、燃焼排ガスは、燃焼ガス通路７及び外側通煙口６を通って温度が低下した燃焼排ガスとして煙道１２から排出される。
上部管寄せ１及び下部管寄せ２の周囲部分は耐火材１３で覆われ、燃焼筒全体は断熱材１４で覆われている。

特許第２９１４６４７号公報

しかしながら、上述した多管式貫流ボイラーによれば、燃焼室９が密封されて燃焼筒内の清掃などが困難な構造であるため、燃焼させる燃焼ガスが限定され、残灰が発生し易い廃油などを使用することができないという問題点があった。
また、水管内部に付着する水に含まれる不純物に対しては、洗浄のための薬品等を使用することで清掃が行われるが、十分な洗浄効果を得ることができないという問題点があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、消費蒸気を発生させための燃焼ガスとして廃油を使用可能とするとともに、水管の清掃を容易に行うことができる多管式貫流ボイラーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明（請求項１）は、複数の各水管の両端側をそれぞれ連通し、各水管にボイラー水を供給する一方、各水管の内側に燃焼室を形成し、該燃焼室からの燃焼ガスを複数の水管の外側に供給して水管内のボイラー水を加熱蒸発させ、消費蒸気を取り出すようにした多管式貫流ボイラーにおいて、
前記燃焼室（９）は水平方向に延設された円筒形状とし、
前記各水管は前記燃焼室（９）の左右側にそれぞれ配置された円弧形状とし、
前記燃焼室（９）の左側に配置された水管列に対して、上端に設けた直線状の左側上部管寄せ（１Ｌ）及び下端に設けた直線状の左側下部管寄せ（２Ｌ）でそれぞれ連結し、
前記燃焼室（９）の右側に配置された水管列に対して、上端に設けた直線状の右側上部管寄せ（１Ｒ）及び下端に設けた直線状の右側下部管寄せ（１Ｒ）でそれぞれ連結するとともに、
前記燃焼室（９）を臨む一端側に扉（蓋体２２）を形成したことを特徴としている。

請求項２は、請求項１の多管式貫流ボイラーにおいて、
前記扉（蓋体２２）の外側面にバーナー（１０）を設置し、前記燃焼室（９）に燃焼ガスを供給することを特徴としている。

請求項３は、請求項１の多管式貫流ボイラーにおいて、
前記水管列は、内側水管列（３）と外側水管列（４）とから構成され、外側水管列（４）の各水管は、内側水管列（３）の各水管の間に配置されたことを特徴としている。

請求項４は、請求項１の多管式貫流ボイラーにおいて、
左側上部管寄せ（１Ｌ）及び右側上部管寄せ（１Ｒ）の前記扉（蓋体２２）側の各前面と、左側下部管寄せ（２Ｒ）及び右側下部管寄せ（２Ｒ）の前記扉（蓋体２２）側の各前面に、開閉可能な孔部を形成したことを特徴としている。

請求項５は、請求項４の多管式貫流ボイラーにおいて、
内側水管列（３）及び外側水管列（４）から構成される水管列群は、前記燃焼室（９）の奥側に対して前記扉（蓋体２２）側が低い位置となるように配置することを特徴としている。

請求項１によれば、燃焼室（９）は水平方向に延設された円筒形状とし、前記燃焼室（９）を臨む一端側に扉（蓋体２２）を形成したことで、扉（蓋体２２）の開閉動作で内部を臨ませることができ、燃焼室（９）を容易に清掃可能となることで、廃油を燃焼燃料として使用することが可能となる。

請求項２によれば、バーナー（１０）を扉（蓋体２２）に設置したまま開閉動作を行うことができる。

請求項３によれば、外側水管列（４）の各水管を内側水管列（３）の各水管の間に配置させることで、多数の水管をコンパクトに収納することができる。

請求項４によれば、上部管寄せ（１）及び下部管寄せ（２）に開閉可能な孔部（ネジ蓋２５）を設けることで、液体を用いた各水管内の洗浄を容易に行うことができる。

請求項４によれば、角度を付けることで流体が流れ易くし、洗浄時に各水管内に液体が残るのを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る多管式貫流ボイラーを示す側面説明図である。本発明の一実施形態に係る多管式貫流ボイラーを示す正面説明図である。内側水管列及び外側水管列の正面説明図である。上部管寄せと内側水管及び外側水管との連結構造を示す一部断面説明図である。内側水管列及び外側水管を示す側面説明図である。多管式貫流ボイラーの本体内における燃焼ガスの流通路の一例を示す平面説明図である。多管式貫流ボイラーの本体内における燃焼ガスの流通路の他の例を示す平面説明図である。従来の多管式貫流ボイラーの概略構造を示す構成説明図である。図８のＡ−Ａ断面説明図である。

本発明の多管式貫流ボイラーの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は多管式貫流ボイラーの外観を示すもので、横向きに配置された円筒状の本体２０に装着されたヒンジ部２１に対して、本体２０の前面側を開閉する扉となる蓋体２２が回動可能に装着されている。蓋体２２の外側面には、バーナー１０が設置され、バーナー１０に燃料を供給して燃焼させることで、本体２０内部の燃焼室９に燃焼ガスを発生させるようになっている。
本体２０の燃焼室９に発生した燃焼ガスは、本体２０の内部に設置された複数の水管を外側から加熱し、本体２０の上方に設けた煙道１２から燃焼排ガスとして搬出される。

次に、多管式貫流ボイラーの本体２０の内部構造について、図３〜図６を参照しながら説明する。
本体２０の中央には、水平方向に延設された円筒形状の燃焼室９が形成され、燃焼室９の周囲を囲むように複数の円弧状水管が配設されている。
複数の円弧状水管の内、燃焼室９の左内側に配置された水管群を内側水管列３Ｌとし、各上端を直線状の左側上部管寄せ１Ｌで連結するとともに、各下端を直線状の左側下部管寄せ２Ｌで連結する。同様に、燃焼室９の右内側に配置された水管群を内側水管列３Ｒとし、各上端を直線状の右側上部管寄せ１Ｒで連結するとともに、各下端を直線状の右側下部管寄せ２Ｒで連結する。また、左右の内側水管列３Ｌ，３Ｒを構成する各水管の間を閉塞用フィン８で連結する。

内側水管列３の外側には、内側水管列３の各水管の間に配置された水管が配置され、これらの水管群で外側水管列４を構成している。外側水管列４は、左右の内側水管列３の外側にそれぞれ配置され、左右の内側水管列３と同様に、左側の水管群の各上端が左側上部管寄せ１Ｌに連結し、各下端が左側下部管寄せ２Ｌに連結し、右側の水管群の各上端が右側上部管寄せ１Ｒに連結し、各下端が右側下部管寄せ２Ｒに連結している。また、左右の外側水管列４を構成する各水管の間は、内側水管列３と同様に、閉塞用フィン８で連結されている。

燃焼ガス供給側（蓋体２２側）においては、蓋体２２の内側壁と端部水管との間に内側通煙口５が形成されるとともに、内側水管列３の水管を連結する閉鎖用フィン８に切欠部（内側通煙口５Ａ）を形成している。すなわち、図６に示すように、蓋体２２側から３つ分の閉鎖用フィン８について、それぞれ切欠部（斜線部）を形成している。この切欠部は、その切欠面積が蓋体２２側が一番広くなる３段階の開口で形成する。これは、バーナー１０の燃焼ガスの噴出口に近い位置の切欠部を大きくすることで（図５参照）、区画壁３０に衝突して逆流した燃焼ガスが蓋体２２側付近まで戻り易いようにしている。

また、本体２０の内部における燃焼ガスの噴射先の内側水管列３の端部付近には、厚さを有する耐熱ステンレスで構成された区画壁３０を設置することで燃焼室９が区画され、バーナー１０から噴射される燃焼ガスは、区画壁３０に衝突した後に全て逆流するように構成されている。

左側下部管寄せ２Ｌ及び右側下部管寄せ２Ｒの下面には給水口２３がそれぞれ設けられ、左側上部管寄せ１Ｌ及び右側上部管寄せ１Ｒの上面には蒸気排出口２４がそれぞれ設けられている。
また、内側水管列３（左側内側水管列３Ｌ及び右側内側水管列３Ｒ）、外側水管列４（左側外側水管列４Ｌ及び右側外側水管列４Ｒ）から構成される水管列群は、奥側に対して蓋体（扉）２２側が低い位置となるように本体２０内に傾斜して配置されている。傾斜角度は、例えば５度程度が好ましい。

上部管寄せ１Ｌ，１Ｒ及び下部管寄せ２Ｌ，２Ｒの蓋体（扉）２２側には、ネジ蓋２５がそれぞれ装着されている。このネジ蓋２５を外すことで上部管寄せ及び下部管寄せに孔部を開口させることができる。
そして、上部管寄せ１Ｌ，１Ｒ側の孔部から洗浄用の水を供給し、下部管寄せ２Ｌ，２Ｒ側の孔部から排出させることで、各水管の内部を洗浄することが可能となる。この際、蓋体（扉）２２側が奥側に対して低い位置に配置されているので、水管内部を洗浄する水が下部管寄せ２Ｌ，２Ｒ側の孔部から排出され易くすることができる。
上部管寄せ１Ｌ，１Ｒ及び下部管寄せ２Ｌ，２Ｒの周囲部分は耐火材１３で覆われ、燃焼筒全体は断熱材１４で覆われている（図６）。

上述した構造により、左側下部管寄せ２Ｌ及び右側下部管寄せ２Ｒの各給水口２３から水を供給すると、円弧状に配設された複数の各水管にボイラー水が供給されるとともに、バーナー１０から燃焼ガスが燃焼室９に供給されると、燃焼室９からの燃焼ガスが内側水管列３の各水管の内側面（燃焼室９側の面）に接触し水管内のボイラー水を加熱させる。
燃焼ガスは、燃焼室９の端部に設置された区画壁３０で跳ね返り蓋体２２側に戻されるが、図６に示すように、内側通煙口５及び切欠部（内側通煙口５Ａ）から内側水管列３と外側水管列４の間の燃焼ガス通路７Ａに導かれ、内側水管列３の内側面及び外側水管列４の内側面に接触し水管内のボイラー水を加熱させる。
内側水管列３及び外側水管列４の水管内のボイラー水が加熱されて蒸気となり、左側上部管寄せ１Ｌ及び右側上部管寄せ１Ｒに設けた蒸気排出口２４から取り出し、所望の供給場所で消費される。
燃焼ガスは水管内のボイラー水を加熱させることで温度が低下し、煙道１２から外部に排出される。

上述した構造の多管式貫流ボイラーの構造によれば、バーナー１０の燃焼燃料として廃油を使用することが可能となる。
すなわち、燃焼室９を水平方向に延設された円筒形状とすることで、燃焼室９を臨む一端側に蓋体（扉）２２を形成することができるため、蓋体（扉）２２の開閉動作で燃焼室９の内部を開口させることができるようになる。
そのため、廃油を燃焼ガスの燃料として使用することで燃焼室９が不純物で汚染された場合においても、開口させることで側方から容易に内部を清掃して不純物の除去を行うことができる。

図７は、多管式貫流ボイラーの他の実施形態を示すもので、内側通煙口となる切欠部の形成位置が図６と異なる例である。すなわち、図７の多管式貫流ボイラーにおいては、内側水管列３及び外側水管列４の各水管を閉鎖用フィン８で連結しているが、外側水管列４の燃焼ガス供給側（蓋体２２側）の両側３か所の閉鎖用フィン８において、切欠部（内側通煙口５Ｂ）をそれぞれ形成している。他の構成は図３〜図６の多管式貫流ボイラーと同じである。

この構成により、バーナー１０から燃焼室９に噴射し端部の区画壁３０で跳ね返り蓋体２２側に戻された燃焼ガスは、図７に示すように、内側通煙口５から内側水管列と外側水管列の間の燃焼ガス通路７Ａに導かれるとともに、切欠部（内側通煙口５Ｂ）から外側水管列４と本体２０の外壁（ボイラー外壁）の間の燃焼ガス通路７Ｂにも導かれ、外側水管列４の各水管の両側の外側面に接触し水管内のボイラー水を加熱させる。したがって、外側水管列の各水管に対して、燃焼ガスにより加熱する接触面積が大きくなるように作用するので、外側水管列４の各水管を効率良く加熱させることができる。

１…上部管寄せ
２…下部管寄せ
３，３Ｌ，３Ｒ…内側水管列
４，４Ｌ，４Ｒ…外側水管列
５，５Ａ，５Ｂ…内側通煙口
６…外側通煙口
７，７Ａ，７Ｂ…燃焼ガス通路
８…閉鎖用フィン
９…燃焼室
１０…バーナー
１２…煙道
１３…耐火材
１４…断熱材
２０…本体
２１…ヒンジ部
２２…蓋体（扉）
２３…給水口
２４…蒸気排出口
２５…ネジ蓋
３０…区画壁

Claims

複数の各水管の両端側をそれぞれ連通し、各水管にボイラー水を供給する一方、各水管の内側に燃焼室を形成し、該燃焼室からの燃焼ガスを複数の水管の外側に供給して水管内のボイラー水を加熱蒸発させ、消費蒸気を取り出すようにした多管式貫流ボイラーにおいて、
前記燃焼室は水平方向に延設された円筒形状とし、
前記各水管は前記燃焼室の左右側にそれぞれ配置された円弧形状とし、
前記燃焼室の左側に配置された水管列に対して、上端に設けた直線状の左側上部管寄せ及び下端に設けた直線状の左側下部管寄せでそれぞれ連結し、
前記燃焼室の右側に配置された水管列に対して、上端に設けた直線状の右側上部管寄せ及び下端に設けた直線状の右側下部管寄せでそれぞれ連結するとともに、
前記燃焼室を臨む一端側に扉を形成したことを特徴とする多管式貫流ボイラー。
前記扉の外側面にバーナーを設置し、前記燃焼室に燃焼ガスを供給する請求項１に記載の多管式貫流ボイラー。
前記水管列は、内側水管列と外側水管列とから構成され、外側水管列の各水管は、内側水管列の各水管の間に配置された請求項１に記載の多管式貫流ボイラー。
左側上部管寄せ及び右側上部管寄せの前記扉側の各前面と、左側下部管寄せ及び右側下部管寄せの前記扉側の各前面に、開閉可能な孔部を形成した請求項１に記載の多管式貫流ボイラー。
内側水管列及び外側水管列から構成される水管列群は、前記燃焼室の奥側に対して前記扉側が低い位置となるように配置する請求項４に記載の多管式貫流ボイラー。