JP2583273Y2 - Square multi-tube type once-through boiler - Google Patents

Square multi-tube type once-through boiler

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JP2583273Y2
JP2583273Y2 JP1993032602U JP3260293U JP2583273Y2 JP 2583273 Y2 JP2583273 Y2 JP 2583273Y2 JP 1993032602 U JP1993032602 U JP 1993032602U JP 3260293 U JP3260293 U JP 3260293U JP 2583273 Y2 JP2583273 Y2 JP 2583273Y2
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water pipe
vertical water
heat transfer
gas
water pipes
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保 三浦
収 田中
誠二 田井
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Miura Co Ltd
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Miura Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この考案は、燃焼ガスを垂直水管
に対する交叉線方向に直線的に流通させる形式の角型多
管式貫流ボイラに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to a prismatic multi-tube once-through boiler of the type which linearly flows in the cross-line direction of the combustion gas with respect to the vertical water tubes.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に小型の多管式貫流ボイラは、円筒
型を成す水管組立体(缶体)をベースとして製作されて
いる。これは、水管を環状に配置し、その内部を燃焼室
としている。しかし、このような缶体構造とすると、ボ
イラの設置場所や配置状況によっては比較的大きなスペ
ースを占有することになり易いため、近年では所謂角型
缶体構造をベースとした種々の多管式貫流ボイラが提案
されている(例えば、実開昭56−136904号公報
参照)。
2. Description of the Related Art Generally, a small multi-tube once-through boiler is manufactured based on a water pipe assembly (can body) having a cylindrical shape. In this, a water pipe is arranged in a ring shape, and the inside thereof is used as a combustion chamber. However, such a can body structure tends to occupy a relatively large space depending on the installation location and arrangement of the boiler, and in recent years, various multi-tube types based on a so-called square can body structure have been used. Once-through boiler proposed
(For example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-136904)
reference).

【0003】[0003]

【考案が解決しようとする課題】前記従来の角型多管式
貫流ボイラ、例えば、前記実開昭56−136904号
公報に開示されているようなボイラにおける熱交換は、
燃焼室に続く炉内を第1・第2ガス通路に画成する一対
の水管パネルによってのみ行われるため、伝熱面面積が
少ないものとなっている。また、この水管パネルは、水
管を密着させて配置しているため、互いに接触する水管
同志の間に扇状の領域、所謂死水域が形成され、この死
水域においては水管パネル間に比べてガス流速が低下
し、このために水管への熱伝達率が低く、実際の熱伝達
に有効な面積はいっそう少ないものとなっており、熱効
率を向上する上で問題がある。
SUMMARY OF THE INVENTION The conventional rectangular multi-tube once- through boiler , for example, the Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 56-136904.
Heat exchange in a boiler as disclosed in the gazette
To be done only by a pair of water tube panels defining a subsequent combustion chamber furnace to the first and second gas passages, the heat transfer surface area is in the <br/> small castings. Further, in this water pipe panel, since the water pipes are arranged in close contact with each other, a fan-shaped area, a so-called dead water area, is formed between the water pipes that come into contact with each other.
Gas flow rate is lower in water area than between water pipe panels
And, Therefore low heat transfer rate to the water tubes, effective area of the actual heat transfer is a more small castings, there is a problem in improving the thermal efficiency.

【0004】また前記のように燃焼室に連なる第1ガス
通路の他に、この第1ガス流路から反転して流れる第2
ガス通路を設ける必要があるため、缶体の小型化、特に
幅方向の縮小は難しく、この点でも前記缶体自体の熱効
率の向上の障害ともなる。
[0004] In addition to the first gas passage connected to the combustion chamber as described above, the second gas flowing in reverse from the first gas passage is also provided.
Since it is necessary to provide a gas passage, the can body can be downsized , especially
It is difficult to reduce the size in the width direction, which also hinders the improvement of the thermal efficiency of the can itself .

【0005】更に、近年の環境汚染問題等により、ボイ
ラからの有害燃焼排気物、特にNOx ,CO等の更なる
低減化が求められているが、前記の角型多管式貫流ボイ
ラにおいては、何等の対策も施されていない。即ち、こ
の角型多管式貫流ボイラにおいては、バーナの前面に
は、燃焼室と、これに連なる第1ガス通路とを設けてあ
り、全体としてバーナ前面に広い空間が存在するため、
バーナから噴出された燃料(予混合気を含む)は、その
まま高温度で燃焼する。従って、この燃焼の際に、サー
マルNO x (thermal NO x が発生し、また、CO2
が熱解離してCOが発生するといった問題が生じる。
Further, due to recent environmental pollution problems, further reduction of harmful combustion exhaust gas from the boiler, particularly NO x , CO, etc., has been demanded. No measures have been taken. That is, in this rectangular multi-tube once-through boiler, a combustion chamber and a first gas passage connected to the combustion chamber are provided on the front surface of the burner, and a wide space exists on the front surface of the burner as a whole.
The fuel (including the premixed gas) injected from the burner burns at a high temperature as it is. Therefore, when the combustion Sir
Mar NO x (thermal NO x) is generated, also, CO 2
However, there is a problem that CO is generated by thermal dissociation.

【0006】また、一般にバーナからの燃焼ガス流は、
水管への伝熱により下流側ほど温度が低下し、これに伴
って体積が減少するため、前記のように単に水管壁を平
行に配置した構造のボイラでは、燃焼ガスの下流側にお
いて流速が低下し、伝熱効率が著しく低下するという問
題も生じる。
[0006] Generally, the combustion gas flow from the burner is
Since the temperature decreases toward the downstream side due to heat transfer to the water pipe and the volume decreases accordingly, in a boiler having a structure in which the water pipe walls are simply arranged in parallel as described above, the flow velocity of the combustion gas on the downstream side is reduced. And the heat transfer efficiency is significantly reduced.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この考案は、これらの課
題を解決するためになされたもので、複数本の垂直水管
1aを2列に整列配置するとともに、各列の隣り合う垂
直水管1a同志をフィン状部材6で連結して一対の水管
壁1,1を形成し、該一対の水管壁1,1を構成する各
垂直水管1a,1a,…の上下端を上下のヘッダ10,
11にそれぞれ連結し、前記一対の水管壁1,1の長手
方向の一端側にバーナ5を設けるとともに、他端側に排
ガス出口8を設け、前記一対の水管壁1,1と前記ヘッ
ダ10,11とにより前記バーナ5からの燃焼ガスが実
質上直線的に通過するガス通路9を形成し、該ガス通路
9内に、前記燃焼ガスの流通を許容する間隔をもって、
かつ当該ガス通路9のほぼ全域に亘って多数の垂直水管
2a,3a,4aを挿設し、さらに該多数の垂直水管
a,3a,4aの上下端を前記上下のヘッダ10,11
にそれぞれ連結し、前記ガス通路9内に挿設した多数の
垂直水管2a,3a,4aは伝熱面密度の異なった2以
上の水管群2,3,4を構成し、これら水管群2,3,
4が前記ガス通路9内における燃焼ガスの流れ方向上流
側から下流側に向けて、伝熱面密度の小なるものから大
なるものの順に配置されていることを特徴としている。
The present invention has been made to solve these problems. A plurality of vertical water pipes 1a are arranged in two rows, and adjacent vertical water pipes 1a in each row are connected to each other. Are connected by a fin-shaped member 6 to form a pair of water pipe walls 1, 1, and upper and lower ends of each of the vertical water pipes 1a, 1a,.
11 and a burner 5 is provided at one end in the longitudinal direction of the pair of water pipe walls 1 and 1, and an exhaust gas outlet 8 is provided at the other end, and the pair of water pipe walls 1 and 1 and the header are provided. 10 and 11 form a gas passage 9 through which the combustion gas from the burner 5 passes substantially linearly. In the gas passage 9, at intervals allowing the flow of the combustion gas,
A large number of vertical water pipes 2a, 3a, 4a are inserted and inserted substantially over the entire area of the gas passage 9, and the upper and lower ends of the large number of vertical water pipes a, 3a, 4a are connected to the upper and lower headers 10, 11, respectively.
And a number of vertical water pipes 2a, 3a, 4a inserted into the gas passage 9 constitute two or more water pipe groups 2, 3, 4 having different heat transfer surface densities. 3,
4 are characterized in that the heat transfer surface densities are arranged in ascending order from low to high in the gas passage 9 from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the combustion gas.

【0008】[0008]

【作用】この考案に係る角型多管式貫流ボイラによれ
ば、垂直水管をフィン状部材で連結した一対の水管壁が
設けられ、且つ、一対の垂直水管で画成される燃焼ガス
のガス通路のほぼ全域にわたって多数の水管が挿設され
ているので、燃焼ガスが垂直水管に直接接触して対流伝
熱により効果的な熱伝達が行われることになり、少設置
スペース化を実現することができる。また、この考案で
は、垂直水管をフィン状部材で連結した一対の水管壁で
画成されるガス通路のほぼ全域に亘って多数の垂直水管
を挿設することにより、バーナに近接して、水管壁の垂
直水管も含んで多数の垂直水管が存在することになり、
高負荷燃焼を行っても、水管壁を構成する垂直水管及び
ガス通路の垂直水管との対流伝熱に(これら垂直水管の
間を燃焼ガスが流通することによる伝熱)によって、燃
焼ガスの温度が低く抑えられ、しかも、高温雰囲気の滞
留時間も短縮されるのでNOxの発生を低減することが
できる。
According to the square multi-tube once-through boiler according to the present invention, a pair of water pipe walls is provided, in which the vertical water pipes are connected by fin-shaped members, and the combustion gas defined by the pair of vertical water pipes is provided. Since a large number of water pipes are inserted in almost the entire area of the gas passage, the combustion gas directly contacts the vertical water pipes and effective heat transfer is performed by convection heat transfer, realizing a small installation space. be able to. Also, in this invention, by inserting a number of vertical water pipes over almost the entire area of a gas passage defined by a pair of water pipe walls connecting the vertical water pipes with fin-shaped members, in the vicinity of the burner, There will be many vertical water pipes including the vertical water pipe on the water pipe wall,
Even when high-load combustion is performed, the convective heat transfer between the vertical water pipes constituting the water pipe wall and the vertical water pipes in the gas passage (heat transfer due to the combustion gas flowing between these vertical water pipes) causes Since the temperature is kept low and the residence time in the high-temperature atmosphere is also shortened, the generation of NOx can be reduced.

【0009】更に、ガス通路に挿設した水管群が燃焼ガ
の流れ方向上流側から下流側に向けて、伝熱面密度の
小なるものから大なるものの順に配置されていることに
より、燃焼ガスからの熱伝達が上流側から下流側まで均
等になる。
[0009] Further, a group of water pipes inserted in the gas passage is provided with a combustion gas.
From the scan of the flow direction upstream side toward the downstream side, by being arranged in the order of large That Is from those made small heating surface density, the heat transfer from the combustion gases to equalize the upstream side to the downstream side.

【0010】[0010]

【実施例】図1及び図2は、この考案に係る角型多管式
貫流ボイラの一実施例を示すものである。図面におい
て、水管壁1は、略直管状の垂直水管1aを等間隔で1
列に配置して成るもので、隣合う垂直水管1a同志をフ
ィン状部材6で連結することにより、垂直水管1a同志
の間隔を塞いだ状態としてある。このような構成の水管
壁1を2枚、対面させ、両者が互いに略平行をなすよう
に配置してある。これにより、この水管壁1,1は、ボ
イラ缶体の外郭を画成するとともに、伝熱面としての機
能も具備している。
1 and 2 show one embodiment of a rectangular multi-tube once-through boiler according to the present invention. In the drawing, a water pipe wall 1 is formed by forming a substantially straight vertical water pipe 1a at regular intervals.
The vertical water pipes 1a are arranged in rows, and the adjacent vertical water pipes 1a are connected to each other by fin-shaped members 6, thereby closing the vertical water pipes 1a. Two water pipe walls 1 having such a configuration face each other and are arranged so that they are substantially parallel to each other. Thus, the water pipe walls 1 and 1 define the outer shell of the boiler can and also have a function as a heat transfer surface.

【0011】前記一対の水管壁1,1を構成する各垂直
水管1aの上下端は、上下のヘッダ10,11のそれぞ
れに連結してある。尚、この実施例における上下の各ヘ
ッダ10,11は、夫々缶体の長手方向に対して左右に
独立した構成となっており、これら上部並びに下部同志
のものを外部配管等によって連結することにより、一体
化してある。
The upper and lower ends of each vertical water pipe 1a forming the pair of water pipe walls 1 , 1 are connected to upper and lower headers 10 , 11 , respectively. The upper and lower headers 10 and 11 in this embodiment are independent of each other with respect to the longitudinal direction of the can body. The upper and lower headers are connected to each other by external piping or the like. , Integrated.

【0012】そして、前記一対の水管壁1,1の長手方
向の一端部に、予混合バーナ等のバーナを設けると共
に、他端部に排ガス出口を設け、前記一対の水管壁
1,1と前記上下のヘッダ10,11とにより前記バー
からの燃焼ガスが実質上直線的に通過するガス通路
を形成している。
A burner 5 such as a premix burner is provided at one longitudinal end of the pair of water pipe walls 1 and 1 , and an exhaust gas outlet 8 is provided at the other end.
Gas passage combustion gases substantially linearly passing from the burner 5 by 1,1 and the upper and lower headers 10 and 11
9 are formed.

【0013】前記のガス通路内には、前記バーナ5か
らの燃焼ガスの流通を許容する間隔をもって、多数の垂
直水管2a,3a,4aを挿設してある。この際の垂直
水管相互の間隔は、燃焼ガスと垂直水管との接触伝熱効
率を向上させるためにはなるべく狭く設定するのが好ま
しいが、極端に狭くすると垂直水管2a,3a,4a
回りのガス流速が早くなりすぎて圧力損失が大きくな
り、逆に、極端に広くするとガス流速が遅くなって前記
接触伝熱効率が低下し、更に、挿設する垂直水管2a,
3a,4aの本数が減少し、伝熱面積が減少することに
なり、従って、伝熱量自体も減少する。このため、前記
各垂直水管2a,3a,4a相互の間隔は、例えば、
1に示すように前記垂直水管2a,3a,4aの直径と
同等以下とするのが好ましい。
In the gas passage 9 , the burner 5
A number of vertical water pipes 2a, 3a, 4a are inserted at intervals allowing the flow of the combustion gas . In this case, the interval between the vertical water pipes is preferably set to be as small as possible in order to improve the contact heat transfer efficiency between the combustion gas and the vertical water pipes. However, if the interval is extremely narrow, each of the vertical water pipes 2a, 3a, 4a is set.
The surrounding gas flow velocity becomes too fast and the pressure loss increases. Conversely, if the gas flow velocity is extremely wide, the gas flow velocity decreases and the contact heat transfer efficiency decreases .
3a, the number of 4a is reduced, in particular to reduce the heat transfer area
Therefore, the amount of heat transfer itself also decreases . For this reason,
The intervals between the vertical water pipes 2a, 3a, 4a are, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the diameter is preferably equal to or less than the diameter of the vertical water pipes 2a, 3a, 4a .

【0014】そして、前記多数の垂直水管2a,3a,
4aは、この間隔を保持して前記ガス通路のほぼ全域
にわたって挿設してある。この結果、前記バーナの近
傍にまで垂直水管2a,3a,4aが挿設されることに
なり、バーナとこのバーナに対面する垂直水管との
間隔も極めて小さくなる。
The plurality of vertical water pipes 2a, 3a,
4a is are then inserted over substantially the entire region of the gas passage 9 to hold the spacing. As a result, vertical water tubes 2a to the vicinity of the burner 5, 3a, 4a is to be inserted, the interval is extremely small with vertical water tube which faces the burner 5 and the burner 5.

【0015】また、ガス通路に挿設する垂直水管
a,3a,4aのうち、前記一対の水管壁1,1に隣接
する垂直水管は、図1に示すように前記水管壁1,1
構成する垂直水管1a,1aと千鳥状配列となるように
挿設してある。このような配列とすることにより、前記
一対の水管壁1,1と両ヘッダ10,11及び前記各垂
直水管2a,3a,4aとで構成される水管組立体20
(図1に示す左右の幅)を縮小することができる
と共に、垂直水管相互の間隔狭め、より多くの垂直水
管を挿設することができる。
The vertical water pipe 2 inserted into the gas passage 9
a, 3a, 4a , the vertical water pipes adjacent to the pair of water pipe walls 1 , 1 are arranged in a staggered arrangement with the vertical water pipes 1a, 1a constituting the water pipe walls 1 , 1 as shown in FIG. It is inserted so that it becomes. With such arrangement, the
A pair of water pipe walls 1, 1 and both headers 10, 11,
Water pipe assembly 20 composed of straight water pipes 2a, 3a, 4a
It is possible to reduce the horizontal width (the width of the right and left shown in FIG. 1) of, reduce the width of each vertical water tubes cross, more vertical water tubes can be inserted.

【0016】このように前記ガス通路9のほぼ全域にわ
たって挿設された各垂直水管2a,3a,4aの上下端
は、前記水管壁1,1を構成する垂直水管1a,1a
様に、前記上下のヘッダ10,11にそれぞれ連結して
ある。
As described above, almost all areas of the gas passage 9 are covered.
The upper and lower ends of the vertically inserted vertical water pipes 2a, 3a, 4a are connected to the upper and lower headers 10 , 11 similarly to the vertical water pipes 1a, 1a constituting the water pipe walls 1 , 1 , respectively.

【0017】以上のように構成した缶体20によれば
燃焼ガスの流通経路、即ち、ガス通路を直線状に比較
的長く設定でき、バーナからの燃焼ガスが最後尾の垂
直水管4aを通過するまでに要する時間を比較的長く設
定できる。即ち、前記水管組立体20内における燃焼ガ
スの滞留時間が、比較的長くなり、燃焼ガスは、前述し
たように、このガス通路において各垂直水管1a,2
a,3a,4aと伝熱を行って温度が徐々に低下する。
According to the can 20 constructed as described above,
The flow path of the combustion gas , that is, the gas passage 9 can be set to be relatively long linearly, and the time required for the combustion gas from the burner 5 to pass through the last vertical water pipe 4a can be set to be relatively long. That is, the combustion gas in the water pipe assembly 20 is
The residence time of the gas becomes relatively long, and the combustion gas flows through the vertical water pipes 1a, 2a in this gas passage 9 as described above.
The temperature is gradually reduced by conducting heat transfer with the a, 3a and 4a .

【0018】従って、この考案に係る貫流ボイラにおい
ては、ガス通路全体において局所的に高温となる箇所
が無く、NOx 特にサーマルNOx をより効果的に抑制
することができる。しかも、上流側においても燃焼ガス
温度を低く抑えられるため、発生したCO2 が熱解離
によりCOを再び生成することがない。
Accordingly, in the once-through boiler according to the present invention, there is no locally high temperature portion in the entire gas passage 9 and NO x, particularly thermal NO x, is more effectively suppressed.
can do. In addition, the combustion gas
For suppressing the temperature low, the generated CO 2 is thermal dissociation
Never generate again CO by.

【0019】また、水管壁1,1は、略直管状の垂直水
1aを等間隔で1列に配置し、隣合う垂直水管1a
志の間隔をフィン状部材で塞いで構成してあるから、
従来のボイラのように、ガス流速が低下して熱伝達率が
低下する領域がほとんど生じないため、ガス通路に面
する垂直水管1aの全表面を伝熱に寄与させることがで
き、この点においても熱効率が向上する。
The water pipe walls 1 and 1 are formed by arranging substantially straight vertical water pipes 1a in a row at equal intervals and closing the interval between adjacent vertical water pipes 1a with a fin-shaped member 6. From
Unlike the conventional boiler, there is almost no region where the gas flow rate decreases and the heat transfer coefficient decreases, so that the entire surface of the vertical water pipe 1a facing the gas passage 9 can contribute to heat transfer. Also, the thermal efficiency is improved.

【0020】ここで、前記の構成のボイラにおけるバー
として、予混合バーナを用いた場合の具体例につい
て説明する。この予混合バーナに空気比 1.3の予混合気
を供給して燃焼させた場合、NOxは従来のものに比べ
て 1/3〜 1/2程度までに低減し、またCOは、十数ppm
以下までに低減するという結果が得られた。このN
x ,CO値は、排ガス再循環装置付きのボイラで循環
率を10%としたものと同等であるが、この考案のボイラ
では、全く循環させず、1方向にのみ燃焼ガスを流通さ
せる形式でこのような有害排気物の低減作用があり、し
かも排ガス循環用の複雑な配管が不要で、構造が極めて
シンプルになる。
Here, a specific example in which a premix burner is used as the burner 5 in the boiler having the above configuration will be described. If this were the premixed burner to burn by supplying premixture of air ratio 1.3, NO x is reduced by 1/3 to about 1/2 as compared with the conventional, also CO is ten ppm
The result of reducing to below was obtained. This N
The O x and CO values are equivalent to those of a boiler equipped with an exhaust gas recirculation system with a circulation rate of 10%. However, the boiler of the present invention circulates the combustion gas in one direction without any circulation. In addition, there is an effect of reducing such harmful exhaust, and a complicated piping for exhaust gas circulation is not required, so that the structure becomes extremely simple.

【0021】図示する実施例において更に説明すると、
前記の各垂直水管2a,3a,4aは、水管壁1,1間
にこの長手方向に沿って、2列状態で、前記バーナ
から前記排ガス出口側に向けて所定本数ずつ等間隔で
配列してあり、その各々の垂直水管は上流側から、直管
2a,ヒレ付水管3a,エロフィン管4aとしてある。
Further explanation in the illustrated embodiment :
Each of the vertical water pipes 2a, 3a, 4a is provided between the water pipe walls 1, 1.
Along the longitudinal direction, in two rows state, the Yes from the burner 5 side are arranged at regular intervals by a predetermined number toward the exhaust gas outlet 8 side, vertical water tubes of each of the upstream side, the straight pipe
2a, finned water pipe 3a, and erofin pipe 4a .

【0022】そして、これらの各垂直水管2a,3a,
4aは、伝熱面密度(燃焼ガスの単位流路長さ当たりの
伝熱面面積)の異なった3つの水管群2,3,4を構成
し、これら第1〜第3水管群2,3,4は、前記ガス通
内においてバーナ側から排ガス出口側に向け
て、前記伝熱面密度の小なるものから大なるものの順に
配置している
The vertical water pipes 2a, 3a,
4a is a heat transfer surface density (per unit flow path length of combustion gas)
The first to third water pipe groups 2, 3, and 4 have different heat transfer surface areas) , and the first to third water pipe groups 2, 3, and 4 are arranged in the gas passage 9 from the burner 5 side to the exhaust gas outlet 8 side. , The heat transfer surface densities are arranged in ascending order.

【0023】この構成により前記バーナからの燃焼
ガスは、水管壁1,1間のガス通路を、直管状の垂直
水管2aからなる第1水管群、ヒレ付垂直水管3a
らなる第2水管群、並びにエロフィン管4aからなる
第3水管群に対して伝熱を行いながら通過し、排ガス
出口から、エコノマイザ(図示省略)を介して、ある
いは直接煙突(図示省略)から流出する。
[0023] With this configuration, combustion from the burner 5
Gas, the gas passages 9 between the water tube walls 1,1, formed of the first water tube group 2, the second water tube group 3 consisting of fins with vertical water tubes 3a and Erofin tube 4a, consisting of a straight tubular vertical water tubes 2a the It passes while performing heat transfer to the three water pipe group 4 , and flows out of the exhaust gas outlet 8 via an economizer (not shown) or directly from a chimney (not shown).

【0024】ここで燃焼ガスは、前述したように上流側
では高温で体積も大きいが下流側では垂直水管への伝熱
により低温となり、体積も減少して、伝熱効率も減少す
。しかしながら、この考案においては、下流側ほど伝
熱面密度を高めてあるため、前記各垂直水管2a,3
a,4aにおける伝熱量は、上流側の垂直水管2aから
下流側の垂直水管4a亘って低下することはなく、全
体的に略均一となり、燃焼ガスの温度も徐々に低下する
ことになる。
Here, as described above, the combustion gas has a high temperature and a large volume on the upstream side, but has a low temperature on the downstream side due to heat transfer to the vertical water pipe, and the volume is reduced , and the heat transfer efficiency is also reduced . However, Oite this invention, because that is increasing the heat transfer surface density toward the downstream side, each vertical water tubes 2a, 3
a, the amount of heat transfer in 4a is not be lowered over a vertical water pipe 4a downstream from the upstream side of the vertical water tubes 2a, generally becomes substantially uniform, the temperature of the combustion gases will be gradually reduced.

【0025】この点において具体的な実験結果を説明す
ると、燃焼面負荷が 600〜 1,200×104 kcal/m2 ・ h
のバーナを用いた場合において、ガス通路内の温度分
布を測定すると、図中A点で約 1,200℃,B点で約 550
℃,C点で約 370℃という結果が得られた。
In this regard, specific experimental results will be described.
Then, the combustion surface load is 600 ~ 1,200 × 10 4 kcal / m 2・ h
When the temperature distribution in the gas passage 9 is measured using the burner of No. 1, the temperature is about 1,200 ° C. at the point A in FIG.
A result of about 370 ° C. was obtained at the point C and C.

【0026】これにより、上流側の伝熱面密度の小なる
水管群においても、燃焼ガスの温度が低く抑えられ
いるため、NO x 特にサーマルNO x の発生がより一層
効果的に抑制されることになる。また、下流側の伝熱面
密度の大なる水管群3,4においては、燃焼ガスの温度
徐々に低下していくため、酸化したCO 2 が熱解離に
よりCOを再び生成することがなく、COの発生より
一層効果的に抑制されることになる。
[0026] Thus, also in the water tube group 2 comprised a small heat transfer surface density of the upstream side, suppressed to the temperature of the combustion gas is low
Are therefore, NO x in particular the generation of thermal NO x is even more
It will be effectively suppressed. Further, in the water tube groups 3 and 4 having a large heat transfer surface density on the downstream side, the temperature of the combustion gas is reduced.
Because There gradually decreased, CO 2 was oxidized to thermal dissociation
CO is not generated again, and the generation of CO is more effectively suppressed.

【0027】次に、第3図は、この考案の他の実施例を
示すものである。同図の実施例においては、各水管壁
は、ボイラ本体の中程までの長さで、下流側を狭くして
ある。そして、この水管壁1,1間に直列に直管状の垂
直水管2aを配列してなる水管群を位置させている。
前記の水管壁1,1より下流側には、例えばこの実施例
のごとく断熱壁を両側に配置し、この断熱壁7,7
に、2列配置のエロフィン管4aからなる水管群を配
置する。
Next, FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In the embodiment of the figure, the water tubes walls 1
Is about the middle of the boiler body and narrow on the downstream side. Then, a water tube group 2 in which straight tubular vertical water tubes 2a are arranged in series between the water tube walls 1 and 1 is located.
On the downstream side of the water pipe walls 1, 1 , for example, heat insulating walls 7 are arranged on both sides as in this embodiment, and a water pipe group 4 composed of two rows of erofin pipes 4a is provided between the heat insulating walls 7, 7. Place.

【0028】この貫流ボイラにおいても、前掲の実施例
(第1図及び第2図)と同様に、燃焼ガスの流通方向上
流から下流に向けて、単位流路長当りの伝熱面積を増加
させており、従って、上述の実施例同様、伝熱効率の向
上、並びに、NOx ,CO等の有害排気物の低減が図れ
ることになる。
In this once-through boiler as well, as in the previous embodiment (FIGS. 1 and 2), the heat transfer area per unit flow path length is increased from upstream to downstream in the flow direction of the combustion gas. and, therefore, the above-described embodiments similarly improves the heat transfer efficiency, as well as, NO x, so that can be reduced harmful emissions such as CO.

【0029】[0029]

【考案の効果】以上説明したように、この考案に係る角
型多管式貫流ボイラは、ガス通路内のほぼ全域にって
多数の垂直水管を挿設した構成であるから、燃焼ガスを
水管に直接接触させて対流伝熱により熱伝達を行わせる
ことにより、燃焼ガス温度を低く抑えるとともに、その
温度を徐々に比較的均一に下降させながら通過させるこ
とになるためNOx ,CO等の有害燃焼排気物の発生
を抑えることができ、近年の最重要課題である有害燃焼
排気物に関する公害対策として頗る効果的なものとな
る。
As has been described above devised], square-tube once-through boiler according to this invention, since a configuration in which inserted a number of vertical water tubes I Wataru substantially the entire inside gas passage, the combustion gas because by in direct contact with the water tubes to perform heat transfer by convection heat transfer, along with suppressing the combustion gas temperature, thereby passing while gradually relatively uniformly lowered the <br/> temperature, NO The generation of harmful combustion exhaust such as x , CO, etc. can be suppressed, and it is extremely effective as a pollution control measure relating to harmful combustion exhaust, which is the most important subject in recent years.

【0030】しかも、この考案によれば、一対の水管壁
と上下のヘッダとにより、バーナからの燃焼ガスが実質
上直線的に通過するガス通路を形成したものであるか
ら、従来の角型多缶式貫流ボイラーのように、対向する
水管パネルの外側にガス通路を形成する必要がなく、水
管組立体の横幅の縮小をきわめて簡単、かつ容易に行う
ことができる。
Further , according to the present invention, a pair of water pipe walls is provided.
And the upper and lower headers effectively reduce the combustion gas from the burner.
Is the gas passage formed to pass straight up
Like conventional square multi-can once-through boilers,
There is no need to form gas passages outside the water pipe panel,
Very simple and easy to reduce the width of the tube assembly
be able to.

【0031】また、この考案において、水管壁は、複数
の垂直水管を2列に整列は位置し、各列における隣り合
う垂直水管同志をフィン状部材で連結したものであるか
ら、前記従来のボイラーのように、ガス流速が低下して
熱伝達率が低下する領域、即ち死水域が形成されず、ガ
ス通路に面する垂直水管の全表面を伝熱に寄与させるこ
とができ、熱伝達面積を効果的に確保することできる。
しかも、ガス通路内には、燃焼ガスの流通を許容する間
隔をもって、かつこのガス通路のほぼ全領域に亘って多
数の垂直水管を挿設したものであるから、伝熱面積をき
わめて広く取れることになり、同一容量で比較した場合
の全体の大きさを縮小することができ、設置スペースの
削減を可能とすることができる。したがって、同一スペ
ース内に多数のボイラーを設置することができるため、
近年、効率化のために賞用されている多缶設置システム
に対してきわめて有効なボイラーを提供することができ
る。
In the present invention, the water pipe wall has a plurality of walls.
The vertical water pipes are aligned in two rows, and the adjacent
Vertical water pipes connected by fin-shaped members
However, as in the conventional boiler, the gas flow rate is
An area where the heat transfer coefficient decreases, that is, a dead water area is not formed,
The entire surface of the vertical water pipe facing the water passage can contribute to heat transfer.
And the heat transfer area can be effectively secured.
In addition, while the combustion gas is allowed to flow in the gas passage,
At intervals and over substantially the entire area of the gas passage.
Since the number of vertical water pipes is inserted, the heat transfer area
As a result, when compared with the same capacity
Of the installation space can be reduced.
Reduction can be made possible. Therefore, the same
Because many boilers can be installed in the base,
In recent years, a multi-can installation system has been awarded for efficiency.
Can provide a very effective boiler for
You.

【0032】更に、前記ガス通路内に、伝熱面密度の異
なった2以上の水管群を、ガス通路内における燃焼ガス
の流れ方向上流側から下流側に向けて、伝熱面密度の小
なるものから大なるものの順に配置したことにより、
焼ガスからの熱伝達を上流側から下流側まで均等化させ
ることができて、局所的な熱伝達効率の低下を防止で
き、安定した熱伝達を行なうことができる。このため、
ボイラ自体の効率の向上が図れ、ランニングコストの低
減も可能となり、この種のボイラとして頗る効果的であ
る。
Further, two or more water pipe groups having different heat transfer surface densities are provided in the gas passage from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the combustion gas in the gas passage . by disposing the order of those large consisting made small density, fuel
The heat transfer from the burning gas can be equalized from the upstream side to the downstream side, so that a local decrease in heat transfer efficiency can be prevented, and stable heat transfer can be performed. For this reason,
Increased efficiency of the boiler itself Hakare, the running costs can also be a Do Ri, extremely effective der As this type of boiler
You.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この考案に係る角型多管式貫流ボイラの一実施
例の概略的な横断面を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic cross section of an embodiment of a square multi-tube once-through boiler according to the present invention.

【図2】第1図の正面説明図である。FIG. 2 is an explanatory front view of FIG. 1;

【図3】他の実施例を示す概略的な横断面を示す説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a schematic cross section showing another embodiment.

【符号の説明】 第1の水管群2a 水管(直管) 第2の水管群3a 水管(ヒレ付水管) 第3の水管群4a 水管(エロフィン管) ガス通路[Description of Signs] 2 First water pipe group 2a water pipe (straight pipe) 3 Second water pipe group 3a water pipe (water pipe with fins) 4 Third water pipe group 4a water pipe (erophine pipe) 9 gas passage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F22B 21/04──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F22B 21/04

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 複数本の垂直水管1aを2列に整列配置
するとともに、各列の隣り合う垂直水管1a同志をフィ
ン状部材6で連結して一対の水管壁1,1を形成し、該
一対の水管壁1,1を構成する各垂直水管1a,1a,
…の上下端を上下のヘッダ10,11にそれぞれ連結
し、前記一対の水管壁1,1の長手方向の一端側にバー
ナ5を設けるとともに、他端側に排ガス出口8を設け、
前記一対の水管壁1,1と前記ヘッダ10,11とによ
り前記バーナ5からの燃焼ガスが実質上直線的に通過す
るガス通路9を形成し、該ガス通路9内に、前記燃焼ガ
スの流通を許容する間隔をもって、かつ当該ガス通路9
のほぼ全域に亘って多数の垂直水管2a,3a,4aを
挿設し、さらに該多数の垂直水管a,3a,4aの上下
端を前記上下のヘッダ10,11にそれぞれ連結し、前
記ガス通路9内に挿設した多数の垂直水管2a,3a,
4aは伝熱面密度の異なった2以上の水管群2,3,4
を構成し、これら水管群2,3,4が前記ガス通路9内
における燃焼ガスの流れ方向上流側から下流側に向け
伝熱面密度の小なるものから大なるものの順に配置
されていることを特徴とする角型多管式貫流ボイラ。
1. A plurality of vertical water pipes 1a are arranged in two rows.
And the adjacent vertical water pipes 1a in each row are
And a pair of water tube walls 1, 1 formed by connecting
Each vertical water pipe 1a, 1a, which constitutes a pair of water pipe walls 1, 1
… Connect upper and lower ends to upper and lower headers 10 and 11 respectively
A bar is provided at one end of the pair of water pipe walls 1, 1 in the longitudinal direction.
And an exhaust gas outlet 8 at the other end,
By the pair of water pipe walls 1, 1 and the headers 10, 11,
The combustion gas from the burner 5 passes substantially linearly.
The gas passage 9 is formed, and the combustion gas is
Gas passage 9 at an interval allowing the flow of gas
A large number of vertical water pipes 2a, 3a, 4a
The vertical water pipes a, 3a, 4a
Connect the ends to the upper and lower headers 10 and 11, respectively,
A large number of vertical water pipes 2a, 3a,
4a denotes two or more water tube groups 2, 3, and 4 having different heat transfer surface densities.
And these water pipe groups 2, 3, and 4
Characterized in that the heat transfer surface densities are arranged in ascending order from high to low , from upstream to downstream in the flow direction of the combustion gas.
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