JP2024032219A - boiler - Google Patents

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Abstract

【課題】ボイラの性能の維持を図ることができるボイラを提供することである。【解決手段】上部ヘッダと下部ヘッダとを燃焼室内において連結する複数の水管を備えるボイラであって、前記燃焼室から排ガスを導出する排気口と、前記燃焼室外において前記上部ヘッダと前記下部ヘッダとを連通する連通管とを備え、前記連通管は、前記排気口側に設けられている。【選択図】図2An object of the present invention is to provide a boiler that can maintain the performance of the boiler. [Solution] A boiler including a plurality of water pipes connecting an upper header and a lower header in a combustion chamber, the exhaust port leading out exhaust gas from the combustion chamber, and connecting the upper header and the lower header outside the combustion chamber. and a communication pipe that communicates with the exhaust port, and the communication pipe is provided on the exhaust port side. [Selection diagram] Figure 2

Description

本発明は、ボイラに関する。 The present invention relates to a boiler.

特許文献1に開示されるように、上部ヘッダと下部ヘッダとを燃焼室内において連結する複数の水管、および、排ガスを排出する排気口を備える蒸気ボイラが知られている。このようなボイラでは、下部ヘッダから給水した水を水管内にて加熱し、降水管を介して上部ヘッダに蒸気とともに押し上げられた缶水を下部ヘッダに循環させている。 As disclosed in Patent Document 1, a steam boiler is known that includes a plurality of water pipes that connect an upper header and a lower header in a combustion chamber, and an exhaust port that discharges exhaust gas. In such a boiler, water supplied from a lower header is heated in a water pipe, and canned water that is pushed up along with steam to an upper header via a downcomer pipe is circulated to the lower header.

特開2003-56803号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-56803

ボイラにおいては、一般的に、排ガスが排気口から排出されるため、排気口に近い水管ほど、水管の単位面積当たりにおいて受熱する熱量(以下、熱負荷ともいう)が高くなる。このため、水管から蒸気とともに上部ヘッダに押し上げられた水は、排気口に近く熱負荷が高い水管よりも、排気口から離れており熱負荷が低い水管に流れ込みやすい。このような状況下において、特許文献1に記載のボイラでは、降水管が排気口と正反対であって熱負荷が低い側に設けられている。このため、排気口から離れており熱負荷が低い水管については、上部ヘッダおよび降水管を介して、水を循環させることができるのに対し、排気口に近い水管については循環が悪くなる。その結果、排気口に近く循環が悪い水管ほど腐食しやすくなり、ボイラの性能(例えば、水管の耐久性・伝熱性など)を低下させてしまう虞があった。 In a boiler, exhaust gas is generally discharged from the exhaust port, so the closer a water pipe is to the exhaust port, the higher the amount of heat received per unit area of the water pipe (hereinafter also referred to as heat load). For this reason, the water pushed up from the water pipes to the upper header together with steam tends to flow into the water pipes that are farther away from the exhaust port and have a lower heat load than to the water pipes that are closer to the exhaust port and have a higher heat load. Under such circumstances, in the boiler described in Patent Document 1, the downcomer pipe is provided on the side opposite to the exhaust port and on the side where the heat load is low. For this reason, water can be circulated through the upper header and downcomer pipes in water pipes that are far away from the exhaust port and have a low heat load, whereas water circulation is poor in water pipes that are close to the exhaust port. As a result, the closer the water pipe is to the exhaust port and the worse the circulation, the more likely it is to corrode, which may reduce the performance of the boiler (for example, the durability and heat conductivity of the water pipe).

本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、ボイラの性能の維持を図ることができるボイラを提供する。 The present invention was devised in view of such circumstances, and provides a boiler that can maintain the performance of the boiler.

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うボイラは、上部ヘッダと下部ヘッダとを燃焼室内において連結する複数の水管を備えるボイラであって、前記燃焼室から排ガスを導出する排気口と、前記燃焼室外において前記上部ヘッダと前記下部ヘッダとを連通する連通管とを備え、前記連通管は、前記排気口側に設けられている。 In order to achieve the above object, a boiler according to an aspect of the present invention is a boiler including a plurality of water pipes connecting an upper header and a lower header in a combustion chamber, the boiler including an exhaust port for leading out exhaust gas from the combustion chamber. , a communication pipe that communicates the upper header and the lower header outside the combustion chamber, and the communication pipe is provided on the exhaust port side.

上記の構成によれば、上部ヘッダと下部ヘッダとを連通する連通管が、熱負荷が高い排気口側に設けられている。これにより、排気口に近く熱負荷が高くなる水管内の缶水についても連通管を介して循環しやすくなり、複数の水管間における循環量の偏りを抑えることにより局部腐食を抑制できる。その結果、ボイラの耐久性能を高めることができる。 According to the above configuration, the communication pipe that communicates the upper header and the lower header is provided on the exhaust port side where the heat load is high. As a result, canned water in the water pipes near the exhaust port and subject to a high heat load can be easily circulated through the communication pipe, and local corrosion can be suppressed by suppressing imbalance in the amount of circulation between the plurality of water pipes. As a result, the durability of the boiler can be improved.

好ましくは、前記下部ヘッダには、給水口が設けられており、前記給水口は、前記排気口と反対側に設けられている。 Preferably, the lower header is provided with a water supply port, and the water supply port is provided on a side opposite to the exhaust port.

上記の構成によれば、給水口が、熱負荷が低い排気口と反対側に設けられている。これにより、給水口が排気口側に設けられている場合と比較して、給水口付近における水管へのスケールの付着を抑制でき、複数の水管間においてスケールが不均一に付着してしまうことを抑制できる。その結果、ボイラの伝熱性能を維持できる。 According to the above configuration, the water supply port is provided on the side opposite to the exhaust port where the heat load is low. As a result, compared to the case where the water supply port is provided on the exhaust port side, scale adhesion to the water pipes near the water supply port can be suppressed, and scale can be prevented from adhering unevenly between multiple water pipes. It can be suppressed. As a result, the heat transfer performance of the boiler can be maintained.

好ましくは、前記連通管は、気水分離器を含む。 Preferably, the communication pipe includes a steam separator.

上記の構成によれば、連通管を気水分離器接続用の管に兼用できるため、部品点数を増やしてしまうことを防止できる。 According to the above configuration, since the communication pipe can also be used as a pipe for connecting the steam/water separator, it is possible to prevent an increase in the number of parts.

本発明におけるボイラの縦断面図を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a vertical cross-sectional view of a boiler in the present invention. ボイラを図1のZ-Z線で切断した断面を上から見た場合の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the boiler taken along the Z-Z line in FIG. 1 when viewed from above. 本発明におけるボイラの別の実施形態の一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of another embodiment of the boiler in this invention.

以下に、図1および図2を参照しつつ、本発明の実施形態に係るボイラ1の概略構成について説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が本発明に含まれることが意図される。 Below, a schematic configuration of a boiler 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. It should be noted that the present invention is not limited to these examples, but is indicated by the scope of the claims, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the scope of the claims are included in the present invention. Ru.

図1には、ボイラ1が備える構成のうちの、燃料を燃焼させて蒸気を生成する缶体2が示されている。缶体2は、略円筒状に形成されており、その内部に燃料を燃焼させるバーナ3、複数の水管9(9a、9b)、上部ヘッダ7、および下部ヘッダ8などを含む。複数の水管9は、各々、上部ヘッダ7と下部ヘッダ8との間に連結して構成されている。なお、燃料は、ガスなどの気体である例について説明するが、気体に限らず、油などの液体であってもよい。 FIG. 1 shows a can body 2, which is included in a boiler 1 and which burns fuel to generate steam. The can body 2 is formed into a substantially cylindrical shape, and includes therein a burner 3 for burning fuel, a plurality of water pipes 9 (9a, 9b), an upper header 7, a lower header 8, and the like. The plurality of water pipes 9 are connected between the upper header 7 and the lower header 8, respectively. Note that although an example in which the fuel is a gas such as gas will be described, the fuel is not limited to gas, and may be a liquid such as oil.

図2に示すように、複数の水管9は、缶体2の内部に環状に収容されており、缶体2の円周方向に所定の間隔で立設されている内側水管9aと、当該内側水管9aよりも外側において缶体2の円周方向に所定の間隔で立設されている外側水管9bとを含む。これらの内側水管9aと外側水管9bとをまとめて水管9ともいう。図1に示すように、内側水管9aのうち隣り合う水管の隙間には、当該隙間を閉塞するように、下端部の隙間を残して内側縦ヒレ9a´が設けられる。外側水管9bについても隣り合う水管の隙間には、当該隙間を閉塞するように、上端部の隙間を残して外側縦ヒレ9b´が設けられる。これにより、缶体2の略中央部に燃焼室4、および燃焼ガス通路5が形成される。燃焼ガス通路5を通った排気ガスは、排気口15から排気ダクト11に導出され缶体2外部に排出される。 As shown in FIG. 2, the plurality of water pipes 9 are annularly housed inside the can body 2, and include inner water pipes 9a that are erected at predetermined intervals in the circumferential direction of the can body 2; It includes outer water pipes 9b that are erected at predetermined intervals in the circumferential direction of the can body 2 on the outside of the water pipes 9a. These inner water pipes 9a and outer water pipes 9b are also collectively referred to as water pipes 9. As shown in FIG. 1, an inner vertical fin 9a' is provided in a gap between adjacent water tubes among the inner water tubes 9a, leaving a gap at the lower end so as to close the gap. Regarding the outer water tubes 9b, outer vertical fins 9b' are provided in the gaps between adjacent water tubes, leaving a gap at the upper end so as to close the gaps. As a result, a combustion chamber 4 and a combustion gas passage 5 are formed approximately in the center of the can body 2. The exhaust gas that has passed through the combustion gas passage 5 is led out from the exhaust port 15 to the exhaust duct 11 and discharged to the outside of the can body 2 .

バーナ3は、燃焼室4の上方に設けられている。バーナ3は、複数の水管9の内部に導入された缶水を加熱して、蒸気を生成する。また、バーナ3には、空気供給装置から燃焼用空気が供給されるとともに、燃料供給装置から燃料ガスが供給される。空気供給装置は、送風機を含み、燃料供給装置は、流量調整弁を含む。ボイラ1の燃焼量は、ボイラ1の運転・動作を制御する制御装置により、燃焼状態(燃焼量)に応じた態様で送風機および流量調整弁が制御されることにより、連続的又は段階的に調整される。例えば、燃焼状態が高燃焼状態であるときには、流量調整弁の開度が100%に制御され、高燃焼状態よりも燃焼量が小さい低燃焼状態であるときには、流量調整弁の開度が50%に制御される。 Burner 3 is provided above combustion chamber 4 . The burner 3 heats canned water introduced into the plurality of water pipes 9 to generate steam. Further, the burner 3 is supplied with combustion air from an air supply device and fuel gas from a fuel supply device. The air supply device includes a blower, and the fuel supply device includes a flow rate regulating valve. The combustion amount of the boiler 1 is adjusted continuously or in stages by controlling the blower and flow rate adjustment valve in a manner according to the combustion state (combustion amount) by a control device that controls the operation and operation of the boiler 1. be done. For example, when the combustion state is a high combustion state, the opening degree of the flow rate regulating valve is controlled to 100%, and when the combustion state is a low combustion state, where the combustion amount is smaller than the high combustion state, the opening degree of the flow rate regulating valve is controlled to 50%. controlled by.

下部ヘッダ8は、缶体2の下部に設けられ、複数の水管9の下部と連結されている。下部ヘッダ8は、缶体2に給水を行う給水管10と接続されている。給水管10の上流側には、給水ポンプや逆止弁(いずれも図示せず)が設けられている。給水ポンプから給水管10を介して送られてくる水は、給水口14から下部ヘッダ8へ給水される。給水された水は水管9において加熱される。 The lower header 8 is provided at the lower part of the can body 2 and is connected to the lower parts of the plurality of water pipes 9. The lower header 8 is connected to a water supply pipe 10 that supplies water to the can body 2. A water supply pump and a check valve (both not shown) are provided on the upstream side of the water supply pipe 10. Water sent from the water supply pump via the water supply pipe 10 is supplied to the lower header 8 from the water supply port 14. The supplied water is heated in the water pipe 9.

上部ヘッダ7は、缶体2の上部に設けられ、複数の水管9の上部と連結されている。上部ヘッダ7は、複数の水管9において生成した蒸気や、蒸気とともに押し上げられた水を集め、乾き蒸気と水分とに分離(気水分離)する機能を有している。上部ヘッダ7にて分離された乾き蒸気は、蒸気供給管6を介して所定の機器に送り出される。一方、上部ヘッダ7にて分離された水分は、上部ヘッダ7と下部ヘッダ8とを連通する降水管12を介して下部ヘッダ8に戻される。これにより、後述する上部ヘッダ7内で行われる循環に加えてさらに缶水が循環される。なお、降水管12には、途中に缶体2の缶水を排出するブロー配管13が接続されている。ブロー配管13にはブロー弁13aが設けられている。ブロー弁13aを開くことにより、缶体2内の缶水の排出(ブロー)を行うことができる。 The upper header 7 is provided at the upper part of the can body 2 and is connected to the upper parts of the plurality of water pipes 9. The upper header 7 has a function of collecting steam generated in the plurality of water pipes 9 and water pushed up together with the steam, and separating it into dry steam and moisture (steam-water separation). The dry steam separated in the upper header 7 is sent out to predetermined equipment via the steam supply pipe 6. On the other hand, the moisture separated in the upper header 7 is returned to the lower header 8 via the downcomer pipe 12 that communicates the upper header 7 and the lower header 8. As a result, canned water is further circulated in addition to the circulation performed within the upper header 7, which will be described later. Note that a blow pipe 13 for discharging can water from the can body 2 is connected to the downcomer pipe 12 in the middle. The blow pipe 13 is provided with a blow valve 13a. By opening the blow valve 13a, the can water in the can body 2 can be discharged (blow).

燃焼室4での燃料の燃焼による燃焼ガスは、図1の点線矢印で示すように、内側水管9aと外側水管9bとの間の燃焼ガス通路5へ導出される。そして、その燃焼ガスは、外側水管9bの外側を通り、排ガスとして、排気口15から排気ダクト11へ導出される。この際、燃焼ガスは、複数の水管9内の水と熱交換し、複数の水管9内において水の加熱が図られる。これにより、複数の水管9内において加熱された水は、蒸気となり、上部ヘッダ7から、蒸気供給管6を介して蒸気を用いる各種装置に供給される。 Combustion gas resulting from combustion of fuel in the combustion chamber 4 is led out to the combustion gas passage 5 between the inner water pipe 9a and the outer water pipe 9b, as shown by the dotted arrow in FIG. Then, the combustion gas passes outside the outer water pipe 9b and is led out as exhaust gas from the exhaust port 15 to the exhaust duct 11. At this time, the combustion gas exchanges heat with the water in the plurality of water pipes 9, and the water in the plurality of water pipes 9 is heated. Thereby, the water heated in the plurality of water pipes 9 turns into steam, which is supplied from the upper header 7 via the steam supply pipe 6 to various devices that use steam.

以上のような缶体構造を有するボイラ1においては、1箇所に設けられている排気口15から燃焼ガスが排出されるため、燃焼ガスが排気口15に近づく方向に偏る(寄る)ように燃焼ガス通路5内を通過する。このため、排気口15に近い水管ほど燃焼ガスとより多く接するため熱負荷が高くなり、排気口15から離れている水管ほど熱負荷が低くなる。このように、排気口15との位置関係によって水管の熱負荷に偏りが生じることによる課題について、図2を参照しつつ説明する。 In the boiler 1 having the above-described can body structure, combustion gas is discharged from the exhaust port 15 provided at one location, so combustion is performed so that the combustion gas is biased toward the exhaust port 15. It passes through the gas passage 5. Therefore, the closer the water tube is to the exhaust port 15, the more the water tube comes into contact with the combustion gas, resulting in a higher heat load, and the farther the water tube is from the exhaust port 15, the lower the heat load. The problem caused by uneven heat load on the water pipes depending on the positional relationship with the exhaust port 15 will be described with reference to FIG. 2.

図2では、説明の便宜を図るために、缶体2の中央(中心)と排気口15の幅方向(左右方向)における中央位置とを通る軸をY軸とし、当該Y軸と直交し缶体2の中央を通る軸をX軸として図示している。また、以下の説明において、排気口15側とは、缶体2をX軸で分けた場合(図2に示す上下)における、排気口15が含まれる側(図2における缶体2のX軸よりも上半分側)をいい、排気口15と反対側とは、缶体2をX軸で分けた場合における、排気口15が含まれない側(図2における缶体2のX軸よりも下半分側)をいう。 In FIG. 2, for convenience of explanation, the axis passing through the center (center) of the can body 2 and the center position in the width direction (horizontal direction) of the exhaust port 15 is defined as the Y axis, and the axis perpendicular to the Y axis The axis passing through the center of the body 2 is shown as the X axis. In the following description, the exhaust port 15 side refers to the side where the exhaust port 15 is included (the side along the X axis of the can body 2 in FIG. 2) when the can body 2 is divided along the The side opposite to the exhaust port 15 is the side that does not include the exhaust port 15 when the can body 2 is divided along the X-axis (the side opposite to the X-axis of the can body 2 in FIG. 2). lower half side).

前述したとおり、本実施形態のボイラ1においては、排気口15に近い水管ほど熱負荷が高くなり、排気口15から離れている水管ほど熱負荷が低くなる。このため、図2のX軸において大別した場合、排気口15側の水管の方が、排気口15と反対側の水管よりも熱負荷が高くなる。 As described above, in the boiler 1 of this embodiment, the closer the water pipes are to the exhaust port 15, the higher the heat load becomes, and the farther away from the exhaust port 15 the water pipes are, the lower the heat load becomes. Therefore, when roughly classified on the X axis in FIG. 2, the water pipe on the exhaust port 15 side has a higher heat load than the water pipe on the opposite side to the exhaust port 15.

また、熱負荷が高い水管では、蒸気の生成量が多く、上部ヘッダ7に勢いよく蒸気を送るとともに水も押し上げることとなる。一方、熱負荷が低い水管では、蒸気の生成が緩慢となり、上部ヘッダ7への勢いが弱い。このため、上部ヘッダ7に押し上げられた水は、排気口15に近く熱負荷が高い水管よりも、蒸気の生成量が少なく勢いがない排気口15からより離れた熱負荷が低い水管に流れ込みやすくなる。図2のX軸において大別した場合、上部ヘッダ7に押し上げられた水は、排気口15側の水管よりも、排気口15と反対側の水管に流れ込みやすくなる。これにより、排気口15と反対側の水管の缶水については、上部ヘッダ7を介して水を循環させることができるのに対し、排気口15側の水管においては水の循環が悪くなる。その結果、缶体2内における水循環(水質)が不均一となり、排気口15に近く循環が悪い水管ほど低濃縮(低pH)の缶水となるため他の対策を施さなければ腐食しやすくなり(局部腐食)、水管の耐久性能を低下させてしまう虞があった。 In addition, in water pipes with a high heat load, a large amount of steam is generated, and the steam is sent vigorously to the upper header 7, and water is also pushed up. On the other hand, in water pipes with a low heat load, steam generation is slow and the momentum toward the upper header 7 is weak. Therefore, the water pushed up to the upper header 7 is more likely to flow into water pipes with a low heat load that are further away from the exhaust port 15, where the amount of steam generated is small and has no momentum, than into water pipes with a high heat load near the exhaust port 15. Become. Roughly classified on the X axis in FIG. 2, the water pushed up by the upper header 7 flows more easily into the water pipe on the opposite side of the exhaust port 15 than into the water pipe on the side of the exhaust port 15. As a result, canned water in the water tube on the opposite side to the exhaust port 15 can be circulated through the upper header 7, whereas water circulation in the water tube on the side of the exhaust port 15 becomes poor. As a result, the water circulation (water quality) within the can body 2 becomes uneven, and the closer the water pipe is to the exhaust port 15 and the worse the circulation, the less concentrated (lower pH) the can water becomes, making it more likely to corrode unless other measures are taken. (local corrosion), which could reduce the durability of the water pipe.

そこで、本実施形態におけるボイラ1では、上部ヘッダ7と下部ヘッダ8とを連通する連通管としての降水管12を缶体内において熱負荷が高くなる排気口15側に設けた。すなわち、上部ヘッダ7および下部ヘッダ8各々の排気口15側の所定位置において降水管12を接続させた。降水管12は、缶体外に設けられているため熱負荷はゼロである。このため、上部ヘッダ7に押し上げられた水を降水管12に流入させることができ、排気口15に近く熱負荷が高い水管に流れ込みやすくなる。これにより、排気口15側の水管内においても水の循環を促すことができ、缶体2内における水循環(水質)が極力均一となることにより、水管の局部腐食を抑制でき、水管の耐久性能を高めることができる。本実施形態における降水管12は排気口15と隣接する位置に設けられている例を示しているが、排気口15側に設けられているものであればこれに限らず、例えば、排気口15と垂直方向において重畳する位置に(例えば、Y軸上であって排気ダクト11を迂回するように)設けられているものであってもよい。 Therefore, in the boiler 1 in this embodiment, the downcomer pipe 12 as a communication pipe that communicates the upper header 7 and the lower header 8 is provided on the exhaust port 15 side where the heat load is high in the can body. That is, the downcomer pipe 12 was connected at a predetermined position on the exhaust port 15 side of each of the upper header 7 and the lower header 8. Since the downcomer pipe 12 is provided outside the can body, the heat load is zero. Therefore, the water pushed up by the upper header 7 can flow into the downcomer pipe 12, making it easier to flow into the water pipe near the exhaust port 15 and having a high heat load. As a result, water circulation can be promoted even in the water pipe on the side of the exhaust port 15, and the water circulation (water quality) in the can body 2 is made as uniform as possible, thereby suppressing local corrosion of the water pipe and improving the durability of the water pipe. can be increased. Although the example in which the downcomer pipe 12 in this embodiment is provided at a position adjacent to the exhaust port 15 is shown, the downcomer pipe 12 is not limited to this as long as it is provided on the exhaust port 15 side. The exhaust duct 11 may be provided at a position that overlaps with the exhaust duct 11 in the vertical direction (for example, on the Y axis and bypassing the exhaust duct 11).

また、特許文献1として例示したボイラでは、下部ヘッダへの給水口が排気口側であって熱負荷が高い側に設けられている。また、前述したとおり、熱負荷が高い排気口側に降水管が連通されていないボイラにおいては、排気口側の水管内の循環が悪い。このため、給水された水は、排気口側に偏り、熱負荷が高いことにより蒸発が促されることにより、排気口側の水管内にスケールが付着しやすくなる。その結果、局所的にスケールが付着した排気口側の水管が過熱されやすくなり、スケール付着による熱効率の低下を招き、ボイラとしての本来の伝熱性能を維持できない虞があった。 Furthermore, in the boiler exemplified as Patent Document 1, the water supply port to the lower header is provided on the exhaust port side and on the side where the heat load is high. Further, as described above, in a boiler in which a downcomer pipe is not connected to the exhaust port side where the heat load is high, circulation in the water pipe on the exhaust port side is poor. For this reason, the supplied water is biased toward the exhaust port side, and the high heat load promotes evaporation, making it easy for scale to adhere inside the water pipes on the exhaust port side. As a result, the water pipe on the exhaust port side where scale has locally adhered is likely to be overheated, leading to a decrease in thermal efficiency due to scale adhesion, and there is a possibility that the original heat transfer performance of the boiler cannot be maintained.

そこで、本実施形態におけるボイラ1では、給水口14を、下部ヘッダ8のうち排気口15と反対側に設けた。前述したとおり、給水口14付近の熱負荷が低い水管では、蒸気の生成が緩慢であるとともに、上部ヘッダ7を介して缶水が循環される。このため、給水された水のみが急激に加熱されて蒸発してしまうことを抑制でき、給水口14付近の水管に集中して局所的にスケールが付着することを抑止できる。その結果、ボイラとしての本来の伝熱性能を維持できる。 Therefore, in the boiler 1 in this embodiment, the water supply port 14 is provided on the side of the lower header 8 opposite to the exhaust port 15. As described above, in the water pipes near the water supply port 14 where the heat load is low, steam is generated slowly and canned water is circulated through the upper header 7. Therefore, it is possible to prevent only the supplied water from being rapidly heated and evaporated, and it is possible to prevent scale from locally adhering to the water pipes near the water supply port 14. As a result, the original heat transfer performance of the boiler can be maintained.

また、図2に示すように、本実施形態における給水口14は、Y軸方向と隣接する位置で、かつ、降水管12の略対角線上(例えば180度反対側)となる位置に設けられている。これにより、ブロー弁13aと対角線上となり、給水されたばかりの新水が循環される前に排水(ブロー)されてしまうことを抑止できるため、さらに水質の均一化が図られ、缶水が異常に濃縮されすぎてしまうことを防止できる。また、ボイラ1の奥行サイズを抑えることができ、小型化が可能となる。なお、給水口14は、排気口15と反対側に設けられているものであればこれに限らず、例えば、ボイラ1の中央位置を挟んで排気口15と正反対となる位置に(例えば、Y軸上に)設けられているものであってもよい。 Further, as shown in FIG. 2, the water supply port 14 in this embodiment is provided at a position adjacent to the Y-axis direction and approximately diagonally (for example, 180 degrees opposite side) of the downcomer pipe 12. There is. This makes it diagonal to the blow valve 13a, and prevents fresh water that has just been supplied from being drained (blown) before it is circulated, which further equalizes the water quality and prevents abnormal canned water. This can prevent it from becoming too concentrated. Moreover, the depth size of the boiler 1 can be suppressed, and miniaturization becomes possible. Note that the water supply port 14 is not limited to this as long as it is provided on the side opposite to the exhaust port 15, and for example, the water supply port 14 is located at a position directly opposite to the exhaust port 15 with the center position of the boiler 1 in between (for example, Y It may also be provided on the shaft.

以上のように、本実施形態においては。降水管12が、缶体2において排気口15側において連通される。これにより、缶体2における熱負荷が高いことによる循環しにくい側の缶水を循環させやすくなり水質が均一となる。そのため、缶体2内の腐食を抑制し、ボイラの耐久性能が維持される。また、給水口14が、排気口15と反対側の下部ヘッダ8に設けられる。これにより、缶体2内の局所的なスケール付着を抑止し、ボイラの伝熱性能が維持される。その結果、ボイラとしての本来の性能の維持を図ることができる。 As described above, in this embodiment. A downcomer pipe 12 is communicated with the can body 2 on the exhaust port 15 side. This makes it easier to circulate the can water on the side where it is difficult to circulate due to the high heat load in the can body 2, and the water quality becomes uniform. Therefore, corrosion within the can body 2 is suppressed, and the durability of the boiler is maintained. Further, a water supply port 14 is provided in the lower header 8 on the opposite side to the exhaust port 15. Thereby, local scale adhesion within the can body 2 is suppressed, and the heat transfer performance of the boiler is maintained. As a result, the original performance of the boiler can be maintained.

本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な上記の実施の形態の変形例などについて説明する。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and applications are possible. Modifications of the above embodiments applicable to the present invention will be described below.

上記の実施の形態では、気水分離を上部ヘッダ7内のみで行う例について説明した。しかし、図3に示すように気水分離器16が設けられているボイラにも適用することができる。このようなボイラにおいては、生成した蒸気が沸き上がった缶水とともに上部ヘッダ7から連絡管17を介して気水分離器16に流入し、当該気水分離器16により分離され、蒸気供給管6から蒸気が取り出される。また、降水管12は、気水分離器16の下部と下部ヘッダ8とを連通するように設けられており、気水分離器16により分離された缶水は、降水管12を介して下部ヘッダ8に戻される。この場合、上部ヘッダ7と下部ヘッダ8とを連通する連通管は、連絡管17、気水分離器16および降水管12により構成される。連絡管17、気水分離器16および降水管12は、缶体2内において熱負荷が高くなる排気口15側に設けられている。すなわち、上部ヘッダ7の排気口15側の所定位置において連絡管17が接続され、下部ヘッダ8の排気口15側の所定位置において降水管12が接続されている。これにより、缶体2における熱負荷が高いことによる循環しにくい側の缶水を循環させやすくなり水質が均一となる。そのため、缶体2内の腐食を抑制し、ボイラの耐久性能が維持される。また、上部ヘッダ7と下部ヘッダ8とを連通する連通管を気水分離器接続用の管に兼用できるため、部品点数を増やしてしまうことを防止できる。なお、図3では、連絡管17を、上部ヘッダ7の上方位置に接続している例を示しているが、上部ヘッダ7の排気口15側の位置に接続するものであればこれに限らず、上部ヘッダ7の下方位置に接続するものであってもよい。 In the above embodiment, an example in which the steam and water separation is performed only within the upper header 7 has been described. However, it can also be applied to a boiler provided with a steam separator 16 as shown in FIG. In such a boiler, the generated steam flows from the upper header 7 together with the boiled can water into the steam water separator 16 via the communication pipe 17, is separated by the steam water separator 16, and is discharged from the steam supply pipe 6. Steam is extracted. Further, the downpipe 12 is provided to communicate the lower part of the steam water separator 16 and the lower header 8, and the canned water separated by the steam water separator 16 is transferred to the lower header via the downcomer pipe 12. Returned to 8. In this case, a communication pipe that communicates the upper header 7 and the lower header 8 is constituted by a communication pipe 17, a steam separator 16, and a downcomer pipe 12. The communication pipe 17, the steam separator 16, and the downcomer pipe 12 are provided within the can body 2 on the exhaust port 15 side where the heat load is high. That is, the communication pipe 17 is connected to the upper header 7 at a predetermined position on the exhaust port 15 side, and the downcomer pipe 12 is connected to the lower header 8 at a predetermined position on the exhaust port 15 side. This makes it easier to circulate the can water on the side where it is difficult to circulate due to the high heat load in the can body 2, and the water quality becomes uniform. Therefore, corrosion within the can body 2 is suppressed and the durability of the boiler is maintained. Further, since the communication pipe that communicates the upper header 7 and the lower header 8 can also be used as a pipe for connecting the steam separator, it is possible to prevent an increase in the number of parts. Although FIG. 3 shows an example in which the connecting pipe 17 is connected to a position above the upper header 7, the connection pipe 17 is not limited to this as long as it is connected to a position on the exhaust port 15 side of the upper header 7. , it may be connected to a lower position of the upper header 7.

上記の実施の形態では、図1に示すように、1箇所の給水口14を介して下部ヘッダ8へ給水される例について説明した。しかし、給水口の数は、これに限らず、複数箇所設けられているものであってもよい。例えば、給水口として2箇所設ける場合、給水管を途中で2経路に分岐させて、一方の経路を第1の給水口に接続し、他方の経路を第2の給水口に接続し、2箇所の給水口を介して下部ヘッダ8へ給水されるようにしてもよい。この場合、第1の給水口と、第2の給水口とは、いずれも排気口15や降水管12と反対側となる位置に設けられているものであればよい。例えば、第1の給水口は、降水管12の略対角線上(例えば180度反対側)となる位置に設け、第2の給水口は、第1の給水口から缶体2の円周方向に所定の間隔(20度~30度に相当する距離)をあけた位置に設けられているものであってもよい。また、第1の給水口と第2の給水口とが、各々、缶体2の円周方向に所定の間隔(20度~30度に相当する距離)をあけて、その間隔の中間位置が降水管12の略対角線上(例えば180度反対側)となるように設けられているものであってもよい。 In the above embodiment, as shown in FIG. 1, an example has been described in which water is supplied to the lower header 8 through one water supply port 14. However, the number of water supply ports is not limited to this, and may be provided at a plurality of locations. For example, if two water inlets are provided, the water supply pipe is branched into two routes in the middle, one route is connected to the first water inlet, the other route is connected to the second water inlet, and the two routes are connected. Water may be supplied to the lower header 8 through the water supply port. In this case, the first water supply port and the second water supply port may both be provided at positions opposite to the exhaust port 15 and the downcomer pipe 12. For example, the first water supply port is provided at a position approximately diagonally (for example, 180 degrees opposite) to the downcomer pipe 12, and the second water supply port is provided in the circumferential direction of the can body 2 from the first water supply port. They may be provided at predetermined intervals (a distance corresponding to 20 degrees to 30 degrees). Further, the first water supply port and the second water supply port are spaced apart from each other by a predetermined interval (distance corresponding to 20 degrees to 30 degrees) in the circumferential direction of the can body 2, and the intermediate position of the interval is It may be provided approximately diagonally (for example, 180 degrees opposite side) of the downcomer pipe 12.

上記の実施の形態における内側水管9aは、図1に示すように、隣り合う水管との隙間を閉塞するように、内側縦ヒレ9a´が設けられている例について説明したが、内側縦ヒレ9a´を設けずに、例えば、隣り合う水管が互いに接するように水管を詰めて配置させるようにしてもよい。また、外側水管9bについても同様に、外側縦ヒレ9b´を設けずに、隣り合う水管が互いに接するように水管を詰めて配置させるようにしてもよい。 As shown in FIG. 1, the inner water pipe 9a in the above embodiment has been described as an example in which the inner vertical fin 9a' is provided so as to close the gap between adjacent water pipes. For example, the water pipes may be arranged close together so that adjacent water pipes are in contact with each other without providing the water pipes. Similarly, for the outer water tubes 9b, the outer vertical fins 9b' may not be provided, and the water tubes may be arranged close together so that adjacent water tubes touch each other.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of this invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.

1 ボイラ
2 缶体
3 バーナ
4 燃焼室
5 燃焼ガス通路
6 蒸気供給管
7 上部ヘッダ
8 下部ヘッダ
9a 内側水管
9b 外側水管
9a´ 内側縦ヒレ
9b´ 外側縦ヒレ
10 給水管
11 排気ダクト
12 降水管
13 ブロー配管
13a ブロー弁
14 給水口
15 排気口
16 気水分離器
17 連絡管
1 Boiler 2 Can body 3 Burner 4 Combustion chamber 5 Combustion gas passage 6 Steam supply pipe 7 Upper header 8 Lower header 9a Inner water pipe 9b Outer water pipe 9a' Inner vertical fin 9b' Outer vertical fin 10 Water supply pipe 11 Exhaust duct 12 Downpipe 13 Blow piping 13a Blow valve 14 Water supply port 15 Exhaust port 16 Steam/water separator 17 Communication pipe

Claims (3)

上部ヘッダと下部ヘッダとを燃焼室内において連結する複数の水管を備えるボイラであって、
前記燃焼室から排ガスを導出する排気口と、
前記燃焼室外において前記上部ヘッダと前記下部ヘッダとを連通する連通管とを備え、
前記連通管は、前記排気口側に設けられている、ボイラ。
A boiler comprising a plurality of water pipes connecting an upper header and a lower header in a combustion chamber,
an exhaust port that leads out exhaust gas from the combustion chamber;
a communication pipe that communicates the upper header and the lower header outside the combustion chamber,
The communication pipe is provided on the exhaust port side of the boiler.
前記下部ヘッダには、給水口が設けられており、
前記給水口は、前記排気口と反対側に設けられている、請求項1に記載のボイラ。
The lower header is provided with a water supply port,
The boiler according to claim 1, wherein the water supply port is provided on a side opposite to the exhaust port.
前記連通管は、気水分離器を含む、請求項1または請求項2に記載のボイラ。 The boiler according to claim 1 or 2, wherein the communication pipe includes a steam separator.
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