JP2768264B2 - ボイラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、貫流ボイラ，自然循
環式水管ボイラ，強制循環式水管ボイラ等の水管ボイラ
や、炉筒ボイラ，煙管ボイラ，炉筒煙管ボイラ等の丸ボ
イラ等の各種ボイラに適用して好適な、新規な熱回収機
構を有するボイラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボイラは、一般的に、燃焼装置によって
生成した熱ガスを加熱源として水やその他の熱媒液を加
熱し、蒸気や温水を得るためのものである。近年におい
ては、容量の割に大型化する炉筒ボイラ，煙管ボイラ，
炉筒煙管ボイラ等の丸ボイラに代わり、多数の水管（伝
熱管）を用いる所謂水管ボイラが、容量の割に小型化が
可能なために多用されている。この種の水管ボイラに
は、貫流ボイラ，自然循環式水管ボイラ，強制循環式水
管ボイラ等があり、これらは、伝熱部を１乃至複数の水
管によって構成したものである。ここでいう熱ガスと
は、燃焼火炎，燃焼ガスを含む比較的高温のガス体を含
み、さらに燃焼ガスは、燃焼が完結するまでのものを含
む。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の水管ボイラは、
ボイラ缶体内において、燃焼装置によって生成した熱ガ
スからなるべく多くの熱回収を行ない、ボイラ缶体での
ボイラ効率を向上した構成をとっている。

【０００４】そのため、このような水管ボイラにおいて
は、ボイラ缶体においてなるべく広い伝熱面積を確保
し、より発生熱量の大きい燃焼装置を用いて熱の有効利
用を図るため、燃焼室とこの燃焼室からボイラ缶体にお
ける排ガス出口までの間のガス通路とを複数の水管で区
画構成した缶体構造となっている。そして、燃焼室にお
いては、燃焼装置によって生成した熱ガスから主として
輻射伝熱による熱回収を行い、燃焼室から排ガス出口ま
での間のガス通路においては、主として接触伝熱による
熱回収を行なって、ボイラ缶体内において熱ガスからな
るべく多くの熱量を回収する構成としてある。

【０００５】ところで、一般に、前述の熱ガスから輻射
伝熱を受ける伝熱部（以下では、輻射伝熱部と称す
る。）は伝熱量が多く、燃焼室から導出した熱ガスから
接触伝熱を受ける伝熱部（以下では、接触伝熱部と称す
る。）は、前記輻射伝熱部より伝熱量が少なくなってい
る。しかし、前述のような水管ボイラにおいては、輻射
伝熱部の水管も、接触伝熱部の水管も、同一の耐圧，耐
熱強度の水管を用いているため、各水管毎の伝熱量の格
差が著しく、ボイラ缶体での熱回収量、熱交換効率の点
からして、伝熱面積が不用意に大きくなっており、高価
で自由度の低い伝熱部となっていた。また、前記接触伝
熱部における熱回収量を増大するためには、前記接触伝
熱部の伝熱面積を拡大するか、あるいは前記接触伝熱部
における熱ガスの流通隙間を狭め、流通速度を増やす必
要がある。しかし、このような手法の場合は、ボイラ缶
体の圧力損失の増大を招くため、送風機の容量の上昇は
不可避であり、このような送風機を用いることも大幅な
コスト増となる。

【０００６】したがって、この発明が解決しようとする
課題は、在来のボイラにおいて伝熱部の自由度を上げる
とともに、ボイラ缶体の小型化を図り、さらに、送風機
等の補助機器の小容量化並びにコストの低減化を図り、
これによりシステムとしてのボイラ全体の小型化・高効
率化を達成することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、前述の課題
を解決するためになされたもので、その具体的手段は、
少なくとも内部に輻射伝熱部を備えたボイラ缶体と、こ
のボイラ缶体に設けられたウインドボックスと、このウ
インドボックスの中央部に設けられ、前記輻射伝熱部に
臨ませて配置された燃焼装置と、この燃焼装置の周囲に
設けられて前記ボイラ缶体内から排ガスを排出するため
の煙道と、前記ウインドボックス内に設けられて、前記
燃焼装置への燃焼用空気と前記煙道からの排ガスとの間
で熱交換を行なう熱交換器とを具備したボイラを第一の
特徴とし、前記熱交換器が、隔壁部材によって前記ウイ
ンドボックス内部を、前記燃焼装置に連なる燃焼用空気
導入通路と前記煙道に連なる排ガス排出通路とに区画形
成し、前記隔壁部材を熱交換面とした構造であることを
第二の特徴とし、前記隔壁部材が、前記排ガス排出通路
の外側に前記燃焼用空気導入通路を形成するように、前
記ウインドボックス内部を区画していることを第三の特
徴とし、前記隔壁部材が、前記燃焼用空気導入通路から
少なくとも前記排ガス排出通路に向けて熱交換面を突出
させたことを第四の特徴とするボイラである。

【０００８】

【作用】この発明に係るボイラによるときは、先ず、燃
焼室を画成する輻射伝熱面において、燃焼装置によって
生成した熱ガスから熱回収を行い、前記燃焼室から排出
される排ガスを前記燃焼装置の周囲に設けた煙道を介し
てウインドボックス内に流入させて、このウインドボッ
クス内の熱交換器によって排ガスから燃焼用空気への熱
回収を行ない、熱回収した燃焼用空気によって前記燃焼
装置によって熱ガスを発生させる。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明を水管ボイラの一種である
多管式貫流ボイラに適用した第一実施例を概略的に示す
縦断面の説明図である。ここで、この第一実施例におい
ては、蒸気ボイラとしてあるが、この缶体構造は温水ボ
イラや、水の代わりに熱媒液を被加熱流体として用いる
熱媒ボイラにおいても同様に適用できる。

【００１０】先ず、ボイラ缶体Ｋについて説明すると、
このボイラ缶体Ｋは、多数の水管１，１，…を環状に配
置して環状水管列２として配列し、この環状水管列２を
環状をなす一対の上部ヘッダ３並びに下部ヘッダ４間に
配置し、前記各水管１の上端同士並びに下端同士を、そ
れぞれ、前記上部ヘッダ３並びに前記下部ヘッダ４に連
通するように接続して構成してある。前記環状水管列２
において、隣り合う水管１同士の間は、熱ガスの流通を
実質上防止するべく、隙間を無くするか、あるいはその
間を塞ぐ閉鎖部材（図示せず）を設けている。前記環状
水管列２の外側には、この環状水管列２を包囲するボイ
ラ外壁８を設けてある。前記上部ヘッダ３の上方中央部
には、送風手段（図示省略）からの燃焼用空気を整流し
て燃焼装置６に供給するウインドボックス５を配置する
とともに、内方（中央部）には燃焼装置６を設け、これ
により前記環状水管列２の内側を燃焼室７としてある。
この缶体構造においては、前記各水管１は、前記燃焼室
７のみを構成しており、この燃焼室７に対面する前記各
水管１は、前記燃焼装置６によって発生する熱ガスから
の伝熱が最も効率良く行なわれる。

【００１１】さらに、前記上部ヘッダ３の下面並びに前
記下部ヘッダ４の上面には、前記各水管１の固定部分
（一般的には溶接による）を保護するための耐火物層
９，１０を形成してあり、前記下部ヘッダ４側の耐火物
層１０については、環状の前記下部ヘッダ４の中央部を
閉鎖する形状とし、ここからの熱ガスの流出を防止して
ある。また、環状をなす前記上部ヘッダ３の中央部の空
間と前記燃焼装置６との間は熱ガスを排ガスとして系外
に排出するための煙道１２としてある。

【００１２】前記ウインドボックス５は、その内部を流
通する燃焼用空気と前記煙道１２からの排ガスとの間で
熱交換を行なう熱交換器Ｈを配置してある。

【００１３】このように構成することにより、燃焼装置
６によって燃焼室７内に生成する熱ガスは、先ず、輻射
伝熱によって前記燃焼室７を画成する各水管１への伝熱
を行い、前記各水管１内の水（あるいは、熱媒液）を加
熱する。そして、熱ガスが上部ヘッダ３と前記燃焼装置
６との間の煙道１２を通って、ウインドボックス５の内
の熱交換器Ｈ内に流入した後、煙突等の排出手段（図示
省略）から直接、あるいは給水予熱器の節炭器（図示省
略）を介して間接的に排ガスとして排出される。この排
ガスが、前記熱交換器Ｈを通過する際には、燃焼用空気
に対して熱交換が行なわれる。したがって、燃焼用空気
は加熱されるために、排ガスの熱を再び前記燃焼室７内
に回収することができ、しかも、この熱回収は、前記燃
焼室７への燃焼用空気の入口に最も近く、前記燃焼室７
からの排ガスの出口である前記煙道１２に最も近い、前
記ウインドボックス５内で行なわれるため、排ガスから
の熱を無駄に系外に放熱することなく、燃焼用空気への
熱交換を効率良く行なうことができる。

【００１４】また、排ガスによって燃焼用空気の加熱が
行なわれることにより、排熱として捨てられていた熱を
有効に利用できる他、燃焼状態の安定化が図れる。この
場合に、液体燃料を用いた燃焼装置の場合においては、
さらに、液体の流動や着火性が良くなるという利点があ
り、特に、液体燃料を気化させて燃焼させる燃焼装置の
場合には気化が完全に、しかも効率良く行なえるため
に、燃料を無駄なく効率良く燃焼させることができると
いう利点がある。

【００１５】すなわち、第一実施例においては、最も伝
熱効率の良い輻射伝熱部のみを耐熱・耐圧構造とし、従
来のボイラのように伝熱効率の低い接触伝熱部をボイラ
缶体内に構成することなく、燃焼用空気によって回収す
るように構成してあるため、従来のボイラのように熱回
収率の低い接触伝熱部まで耐熱・耐圧構造とする必要は
なく、また、各水管毎の伝熱量は均一となるため、各水
管毎の伝熱量の著しい格差が無く、ボイラとしての伝熱
面積の縮小化を達成する。換言すれば、より狭い伝熱面
積にて熱回収量を増加することができ、したがって、容
量の割に小型化が可能であり、しかも、従来、熱回収量
を増加する目的でボイラ缶体内に構成していた接触伝熱
部を排除することにより、一層の小型化が図れる。さら
に、接触伝熱部を排除することにより送風手段の小容量
化が図れるため、この点によっても小型化が図れ、ボイ
ラシステムとしては、大幅な小型化と高能率化が達成で
きる。

【００１６】図２は、第一実施例同様に、この発明を水
管ボイラの一種である多管式貫流ボイラの他の形式のボ
イラ缶体に適用した第二実施例を概略的に示す縦断面の
説明図で、前記第一実施例と対応する構成要素には同一
の参照番号および符号を附してその詳細説明を省略す
る。ここで、この第二実施例においても、蒸気ボイラと
してあるが、この缶体構造は温水ボイラや、水の代わり
に熱媒液を被加熱流体として用いる熱媒ボイラにおいて
も同様に適用できる。

【００１７】この第二実施例におけるボイラ缶体Ｋにつ
いて説明すると、このボイラ缶体Ｋは、前記上部ヘッダ
３の上方に、第二上部ヘッダ１３を設け、前記上部ヘッ
ダ３と前記第二上部ヘッダ１３との間を複数の連結管１
４，１４，…によって連結してある。ここで、これらの
連結管１４，１４，…の本数は、前記上部ヘッダ３と前
記下部ヘッダ４とを連結する水管１，１，…の本数と同
数かそれ以下の本数となっている。前記第二上部ヘッダ
１３は、前記上部ヘッダ３において発生した蒸気を、前
記各連結管１４を介して、さらにその上方の前記第二上
部ヘッダ１３内に導くことにより、液滴分の混入を防
ぎ、蒸気の乾き度の低下を防止できる。

【００１８】さらに、ウインドボックス５は、前記第二
上部ヘッダ１３よりも上方位置に取り付けてあり、この
ウインドボックス５の内側中央部には、燃焼装置６を設
けてある。前記上部ヘッダ３側の耐火物層９は、前記第
二上部ヘッダ１３および前記各連結管１４を埋没させる
ように形成してあり、前記下部ヘッダ４側の耐火物層１
０は、第一実施例と同様に熱ガスの流出を防止すべく、
前記下部ヘッダ４の中央部を閉鎖する形状としてある。

【００１９】前記上部ヘッダ３および前記第二上部ヘッ
ダ１３の中央部の空間と前記燃焼装置６との間は熱ガス
を排ガスとして系外に排出するための煙道１２とする
が、この第二実施例においては、前記上部ヘッダ３側の
耐火物層９を以下のように成形することによって前記煙
道１２を構成している。すなわち、前記上部ヘッダ３と
前記第二上部ヘッダ１３との間の耐火物層９は、前記燃
焼室７に対する開口部をテーパ形状に成形し、この開口
部と前記ウインドボックス５との間の接続部を絞り部と
している。

【００２０】このように前記上部ヘッダ３側の耐火物層
９の開口部をテーパ形状とすることにより、前記燃焼装
置６からの熱ガスが前記燃焼室７内に効果的に広がり、
また、前記耐火物層９が熱ガスの輻射熱を前記燃焼室７
内に反射するため、輻射伝熱による効率が高まる。さら
に、前記耐火物層９に絞り部を設けることにより、前記
燃焼装置６から噴出する熱ガスが、前記燃焼室７内の熱
ガスを前記煙道１２に向けて吸引する作用も発揮する。
この第二実施例の缶体構造においても、前記各水管１
は、前記燃焼室７のみを構成しており、この燃焼室７に
対面する前記各水管１は、前記燃焼装置６によって発生
する熱ガスからの伝熱が最も効率良く行なわれる。

【００２１】この第二実施例において、前記ウインドボ
ックス５内に設けて、その内部を流通する燃焼用空気と
前記煙道１２からの排ガスとの間で熱交換を行なう熱交
換器Ｈは、次のような構成としてある。すなわち、前記
ウインドボックス５の内部を適宜の隔壁部材１５で２乃
至複数の空間に区画形成し、少なくとも一つの空間を前
記燃焼装置６に連なる燃焼用空気導入通路１６とし、残
りの空間を前記煙道１２に連なる排ガス排出通路１７と
に区画形成し、前記隔壁部材１５を熱交換面とした構造
である。

【００２２】詳細に説明すると、第二実施例において
は、前記ウインドボックス５はボイラ缶体Ｋと略同軸を
なすように設けた筒状の本体部分５ａと、この本体部分
５ａの側方に設けた接続配管部分５ｂとを備えている。
前記本体部分５ａは、その内側に適宜の間隔をおいて配
置した第一隔壁部材１５ａによって、２つの空間に区画
形成してあり、また前記接続配管部分５ｂは、その内側
に適宜の間隔をおいて配置した第二隔壁部材１５ｂによ
って、２つの空間に区画形成してある。前記本体部分５
ａと前記第一隔壁部材１５ａとの間の空間は、前記接続
配管部分５ｂと前記第二隔壁部材１５ｂとの間の空間と
連通しており、この空間が前記燃焼用空気導入通路１６
となる。したがって、この燃焼用空気導入通路１６の前
記接続配管部分５ｂ側には燃焼用空気の供給手段Ｆを接
続し、前記本体部分５ａ側には前記燃焼装置６を接続す
る。一方、前記第一隔壁部材１５ａの内側の空間は、前
記第二隔壁部材１５ｂの内側の空間と連通しており、こ
の空間が前記排ガス排出通路１７となる。したがって、
この排ガス排出通路１７の前記接続配管部分５ｂ側には
煙突等の排気手段を直接、あるいはエコノマイザー等の
熱回収手段を介して間接的に接続する。

【００２３】ここで、前記燃焼装置６の前記ウインドボ
ックス５への取付要領は、前記燃焼装置６の空気取入口
６ａを前記燃焼用空気導入通路１６に開口するように、
前記第一隔壁部材１５ａに対して取り付け、前記燃焼装
置６の燃料配管６ｂを前記ウインドボックス５の本体部
分５ａの外方から、前記燃焼用空気導入通路１６を介し
て前記燃焼装置６に接続することによって行なう。

【００２４】以上の構成により、前記第一隔壁部材１５
ａと前記第二隔壁部材１５ｂは、前記燃焼用空気導入通
路１６と前記排ガス排出通路１７とを区画するととも
に、前記各通路１６，１７を流れる燃焼用空気と排ガス
との熱交換面として機能する構造となっており、この熱
交換要領は、前記第一実施例と同様であるので説明を省
略する。

【００２５】また、以上のように、前記排ガス排出通路
１７の外側に、前記燃焼用空気導入通路１６を位置させ
ることは、熱回収率を高める上で好ましく、また、この
ように配置することにより、前記燃焼用空気導入通路１
６を断熱層として利用できるため、前記ウインドボック
ス５の外表面の高熱化が防止できるため、安全上におい
ても好ましい。

【００２６】さらに、この第二実施例においては、前記
第一隔壁部材１５ａに、前記燃焼用空気導入通路１６か
ら少なくとも前記排ガス排出通路１７に向けて突出させ
た第三隔壁部材１５ｃ，１５ｃ，…を設けてある。これ
らの各第三隔壁部材１５ｃは、前記燃焼用空気導入通路
１６から前記排ガス排出通路１７に向けて突出すること
により、燃焼用空気と排ガスとの熱交換面を拡大し、さ
らに、前記各第三隔壁部材１５ｃは、前記煙道１２に向
かって突出して、比較的温度の高い排ガス領域に達して
いるため、排ガスからの熱回収量を増大でき、ボイラ効
率を高める。前記各第三隔壁部材１５ｃは、図示するよ
うに、略有底円筒形状のもので、前記燃焼装置６の周囲
に適宜の間隔でもって複数配置してある。前記各第三隔
壁部材１５ｃのそれぞれは、その内部に略Ｕ字型の往復
流路を形成するべく、その内部を軸線方向に添う仕切部
材２０によって区画してある。さらに、前記各仕切部材
２０は、前記燃焼用空気導入通路１６における前記各第
三隔壁部材１５ｃの配設位置に跨って、前記ウインドボ
ックス５の内側と前記第一隔壁部材１５ａとを区画して
いる。したがって、送風手段からの燃焼用空気は、全
て、前記各第三隔壁部材１５ｃの内部に形成される略Ｕ
字型の往復流路を介して、前記燃焼装置６に流入する。
ここで、この略Ｕ字型の往復流路の形成については、前
記各第三隔壁部材１５ｃの内部を軸線方向に区画する仕
切部材２０を用いる必要はなく、前記各第三隔壁部材１
５ｃをＵ字管形状とすることによっても容易に構成する
ことができる。

【００２７】また、この第二実施例においては、前記耐
火物層９の上端開口部に前記各第三隔壁部材１５ｃを適
宜の間隔でもって取り囲む筒状の整流部材２１を設けて
あり、この整流部材２１により、前記煙道１２からの排
ガスを前記各第三隔壁部材１５ｃに確実に接触させ、熱
交換を行なうことを可能にしている。

【００２８】図３，図４は、それぞれ、この発明を水管
ボイラの一種である単管式のボイラ、所謂モノチューブ
式ボイラに適用した第三実施例，第四実施例を概略的に
示す縦断面の説明図で、第一実施例および第二実施例と
対応する構成要素には同一の参照番号および符号を附し
てその詳細説明を省略する。ここで、この第三実施例お
よび第四実施例に示す構成は、熱媒液を加熱する所謂熱
媒ボイラに多用されるが、この缶体構造は水を加熱流体
とする通常のボイラ（蒸気ボイラ，温水ボイラ）におい
ても同様に適用できる。

【００２９】図３に示す第三実施例においては、そのボ
イラ缶体Ｋの基本構造を、伝熱管（前記第一実施例およ
び第二実施例の水管に相当するもので、以下の実施例で
は、伝熱管と称する。）１を螺旋状に巻回して筒形状の
伝熱管壁３０を形成し、この伝熱管壁３０の最内周空間
に燃焼装置６を臨ませて配置し、この空間部を燃焼室７
とすることによって、この燃焼室７に対面する伝熱管部
分を輻射伝熱部としたものである。この第三実施例にお
いても、前記各実施例同様に、ウインドボックス５内に
おいて、排ガスから燃焼用空気への熱回収を行なうこと
により、従来のボイラのように伝熱効率の低い接触伝熱
部をボイラ缶体内に構成することなく、熱効率を向上す
ることができ、しかも各伝熱管毎の伝熱面負荷は均一と
なるため、各伝熱管毎の伝熱量の著しい格差が無く、ボ
イラとしての伝熱面積の縮小化を達成し、ボイラシステ
ムとして大幅な小型化と高能率化が達成できる。

【００３０】ここで、一般に、在来の熱媒ボイラにおい
ては、熱媒液の高温での劣化を防止する必要から伝熱管
における伝熱面負荷（伝熱管の受熱面における単位面積
当たりの受熱量）の向上に限界があり、その伝熱面負荷
は、水を加熱する通常のボイラよりも低く設定してある
ため、輻射伝熱部から流出する熱ガスは温度が低く、接
触伝熱部を設けて熱回収を図る場合においても、その量
は前述の通常のボイラよりも少なくなるため、前述の通
常のボイラよりも条件が厳しくなっている。しかし、こ
の第三実施例のような構成とすることにより、接触伝熱
部を設けた形式のボイラ缶体以上に効果的に熱回収が行
なわれるため、缶体構造の簡略化が達成でき、特に、こ
のような熱媒ボイラに好適である。

【００３１】図４に示す第四実施例においては、そのボ
イラ缶体Ｋの基本構造を、伝熱管１を螺旋状に巻回して
巻上直径の異なる２重の筒形状をなす伝熱管壁３１，３
２を形成し、その最内周空間に燃焼装置６を臨ませて配
置してこの空間部を燃焼室７とすることによって、この
燃焼室７に対面する伝熱管部分を輻射伝熱部とし、２重
の円筒状伝熱管壁３１，３２の間を前記燃焼室７からの
熱ガスの流通隙間３３とすることによって、この流通隙
間３３に対面する伝熱管部分を接触伝熱部としたもので
ある。

【００３２】この第四実施例のボイラ缶体Ｋは、前記燃
焼室７から前記流通隙間３３への熱ガスの流通を内側の
伝熱管壁３１下部に設けた間隙３４によって行い、前記
流通隙間３３から煙道１２への排ガスの流通を、耐火物
層９に放射状に多数設けた煙道流入口１２’によって行
なうように構成したものである。この第四実施例におい
ても、第三実施例同様に、ウインドボックス５内におい
て、排ガスから燃焼用空気への熱回収を行なうことによ
り、熱効率を向上することができる。ここで、この第四
実施例のボイラ缶体Ｋは、熱回収量を高めるために接触
伝熱部を設けた所謂従来の形式のものであるが、この発
明を適用することにより、熱ガスからの熱回収量を増大
することができ、燃料の節減が図れるために、熱効率が
上昇する。

【００３３】以上の各実施例において、ボイラから排出
される排ガスからさらに熱回収を行い、熱効率を高める
ために、前記排ガス排出通路１７の下流に、例えば、シ
ェル＆チューブ式やプレート式等の固定型の熱交換器，
セラミックハニカムやコルゲート式蓄熱体を備えた蓄熱
型熱交換器を利用した空気予熱器や、例えば、チューブ
式やシェル＆チューブ式等の固定型の熱交換器を利用し
た給水予熱器を接続してあってもよく、これによりボイ
ラの効率を一層向上することができる。

【００３４】また、以上の説明においては、この発明を
水管ボイラの一例として多管式貫流ボイラに適用した場
合について説明したが、この発明においては、その他の
形式の水管ボイラ、すなわち、自然循環式水管ボイラや
強制循環式水管ボイラ等にも容易に適用することができ
る。なぜならば、これらのボイラの相違点は、ボイラ缶
体内における水（あるいは、熱媒液）の循環比率と、こ
の循環を循環ポンプなどの送液手段を用いて強制的に行
なうかどうかという点にあるからで、ボイラ缶体自体
は、略同一の構造であるためである。

【００３５】さらに、この発明は、前述のような水管ボ
イラ以外にも、炉筒ボイラ，煙管ボイラ，炉筒煙管ボイ
ラ等の丸ボイラにおいても同様に適用できる。すなわ
ち、この発明においては、ウインドボックス５に近接さ
せて燃焼室７からの排ガスを燃焼室７外に導出する煙道
１２を形成することのできるボイラ缶体であれば、その
ウインドボックス５に熱交換器Ｈを配置することによっ
て容易に実施可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、燃焼室を画成する輻射伝熱面において、燃焼装置に
よって生成した熱ガスから熱回収を行ない、燃焼室から
排出される排ガスを、前記燃焼装置の周囲に設けた煙道
を介してウインドボックス内に流入させて、このウイン
ドボックスにおいて排ガスから燃焼用空気への熱回収を
行ない、熱回収した燃焼用空気によって前記燃焼装置に
よって熱ガスを発生させる構成であるので、従来のボイ
ラのように伝熱効率の低い接触伝熱部を構成することな
く、熱効率を向上することができ、しかも各伝熱管毎の
伝熱面負荷は均一となるため、各伝熱管毎の伝熱量の著
しい格差が無く、ボイラとしての伝熱面積の縮小化を達
成し、ボイラシステムとして大幅な小型化と高能率化が
達成できる。さらに、接触伝熱部を排除することにより
送風手段の小容量化が図れるため、この点によっても小
型化が図れ、ボイラシステムとしては、大幅な小型化と
高能率化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を水管ボイラの一種である多管式貫流
ボイラに適用した第一実施例を概略的に示す縦断面の説
明図である。

【図２】この発明を水管ボイラの一種である多管式貫流
ボイラに適用した第二実施例を概略的に示す縦断面の説
明図である。

【図３】図２の III−III 線に沿って切断した、第二実
施例のウインドボックス部分の構造を概略的に示す拡大
横断面の説明図である。

【図４】この発明を水管ボイラの一種であるモノチュー
ブ式の貫流ボイラに適用した第三実施例を概略的に示す
縦断面の説明図である。

【図５】この発明を水管ボイラの一種であるモノチュー
ブ式の貫流ボイラに適用した第四実施例を概略的に示す
縦断面の説明図である。

【符号の説明】Ｋ ボイラ缶体Ｈ 熱交換器１ 水管（伝熱管）５ ウインドボックス５ａ ウインドボックスの本体部分５ｂ ウインドボックスの接続配管部分６ 燃焼装置７ 燃焼室１２ 煙道１５ 隔壁部材１５ａ 第一隔壁部材１５ｂ 第二隔壁部材１５ｃ 第三隔壁部材１６ 燃焼用空気導入通路 １７ 排ガス排出通路

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも内部に輻射伝熱部を備えたボ
   イラ缶体Ｋと、このボイラ缶体Ｋに設けられたウインド
   ボックス５と、このウインドボックス５の中央部に設け
   られ、前記輻射伝熱部に臨ませて配置された燃焼装置６
   と、この燃焼装置６の周囲に設けられて前記ボイラ缶体
   Ｋ内から排ガスを排出するための煙道１２と、前記ウイ
   ンドボックス５内に設けられて、前記燃焼装置６への燃
   焼用空気と前記煙道１２からの排ガスとの間で熱交換を
   行なう熱交換器Ｈとを具備することを特徴とするボイ
   ラ。
2. 【請求項２】 前記熱交換器Ｈが、隔壁部材１５によっ
   て前記ウインドボックス５内部を、前記燃焼装置６に連
   なる燃焼用空気導入通路１６と前記煙道１２に連なる排
   ガス排出通路１７とに区画形成し、前記隔壁部材１５を
   熱交換面とした構造であることを特徴とする請求項１に
   記載のボイラ。
3. 【請求項３】 前記隔壁部材１５が、前記排ガス排出通
   路１７の外側に前記燃焼用空気導入通路１６を形成する
   ように、前記ウインドボックス５内部を区画しているこ
   とを特徴とする請求項２に記載のボイラ。
4. 【請求項４】 前記隔壁部材１５が、前記燃焼用空気導
   入通路１６から少なくとも前記排ガス排出通路１７に向
   けて熱交換面を突出させたことを特徴とする請求項２又
   は請求項３に記載のボイラ。