JP2943417B2 - 角型多管式貫流ボイラ - 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、角型缶体からなる省
スペース型の角型多管式貫流ボイラに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に小型の貫流ボイラは、ベッド上に
缶体を載置し、この缶体に断熱材を介してケーシングを
被せ、さらに送風機や給水ポンプ，バーナ等の付帯機器
を配置した構成を備えている。

【０００３】ところで、近年１台の大型ボイラの代わり
に、多数台の小型ボイラを設置する多缶設置方式が賞用
され、起蒸特性や負荷追従性，経済性の点から各産業界
にて注目されている。このように、小型ボイラを多缶設
置する場合は、通常横並び状態で連結することに関し
て、夫々のボイラ個体を略直方体形状とした角型構造の
ものが多くなっている。

【０００４】これらの角型構造のボイラは、平行な複数
の水管列からなる缶体を角型のハウジングないしはケー
シング内に収容して構成されており、これに前述の付帯
機器を組み付けて全体が極めて薄型構造になるように工
夫されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そのような角型の缶体
（水管の配列形態）は、薄型化に適しているけれども、
ボイラの蒸発量を大きくすべく大容量化を図ろうとする
と、次の様な問題点に遭遇する。

【０００６】即ち、缶体の大容量化とともに送風機及び
セパレータも大容量化せざるを得ず、特に送風機の大容
量化は送風機の重量増加につながり、缶体の頂部の高い
位置において送風機を取り外し、修理交換することが極
めて困難になる。又、同種の角型貫流ボイラは複数のボ
イラを密着状態に多缶設置して使用することが多く、従
来のままでは送風機のメンテナンスが一層困難となる。

【０００７】この他、従来の角型缶体では送風機出口か
らバーナまでの距離を十分取ることができない構造のた
め、１次空気の偏流を生じやすく、結果として良好な燃
焼を得難いという問題点がある。

【０００８】さらに、缶体の大容量化に伴い、設置基準
や構造規格等からヘッダの高さが制限される場合があ
り、そうした条件下では蒸気出口から乾き度の低い蒸気
が出ることになりがちで、セパレータとヘッダ蒸気出口
との間の流路が短いことにより乾き度の低い蒸気しか得
られないことが判明した。

【０００９】

【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、上部・下部のヘッダ
間に略垂直な水管群を前面側から背面側にわたって縦列
配置してなる角型缶体と、この角型缶体の前面部に取り
付けたバーナと、前記角型缶体の側方に所定幅の機器配
置空間部を設けた状態で前記缶体全体を被うごとく配置
したケーシングと、前記機器配置空間部内において前記
缶体の背面寄り箇所に設置した送風機と、この送風機の
吹出し口に接続してあって前記缶体の側面に対し略平行
かつ垂直に配置した吹出し側ダクト部分，前記バーナの
吹込み口に接続してあって前記缶体の前面に対し略平行
かつ垂直に配置した吹込み側ダクト部分及びこれらのダ
クト部分を接続する中間ダクト部分の少なくとも３部分
を有するバーナダクトと、前記機器配置空間部内におい
て前記缶体の前面側寄り箇所に樹立し、蒸気取出し管を
介在して前記上部ヘッダに連通させたセパレータとを具
備することを第一の特徴とし、さらにこのような第一の
特徴を有する角型多管式貫流ボイラにおいて、前記送風
機を載置した送風機台と、この送風機台を前記缶体の背
面側より引出すことができるように前記送風機台を案内
支持する案内部材とを設け、前記送風機と前記バーナダ
クトの間を切離し自在に構成したことを第二の特徴とす
る。

【００１０】

【実施例】図１乃至図８は、発明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。

【００１１】この角型多管式貫流ボイラの角型缶体１の
構成について、図６〜図８にその具体例を示している。
図６〜図８において、角型缶体１は、略垂直の複数の水
管２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅからなり、またこの角
型缶体１には、バーナ３として全１次空気式平面燃焼バ
ーナを設けてある。前記各水管２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２
Ｄ，２Ｅは、複数本を実質上平行に縦列配置して５列の
水管群としたものであり、全体で図示するような縦長の
角型缶体１を構成している。それらの各水管のうち、角
型缶体１の両側外方に位置する水管群２Ａ，２Ｅは、隣
合うもの同士がフィン状部材４で連なっていて、前記角
型缶体１の両側で互いに略平行となり未燃焼及び燃焼済
みのガス通路を区画形成する水管壁を形成している。

【００１２】前記の各水管群２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，
２Ｅの各水管は、互いに隣り合う水管群の水管に対し千
鳥状に配列してある。各水管群の長手方向の本数は約同
数としてあり、この実施例では前述の両側外側の各水管
群２Ａ，２Ｅはそれぞれ１２本、その間の各水管群２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄはそれぞれ１１本となっている。

【００１３】中央列の水管群２Ｃにおいて、バーナ３の
直前の水管とその直後の水管との間は、フィン状部材Ｆ
３によって封鎖した状態にある。これらの水管の隙間に
おいては、バーナ３からの燃焼ガス（未燃ガス分も含
む）の流速が速く、カルマン渦の発生が著しいため、こ
の隙間を封鎖することによってカルマン渦の発生を防止
し、燃焼に伴う振動、騒音の発生を有効に抑制すること
ができる。前述の各水管群２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２
Ｅにおいて、隣り合う水管間の間隙は、水管の直径Ｄと
略等しいかそれ以下に設定する。

【００１４】ここで、前記水管群２Ｂ，２Ｄの後半部分
には横ヒレ状のフィンＦ１，Ｆ１，・・・を隣り合う水
管群方向に向けて付設してあり、特に最後部の水管（図
示例では２本）には、エロフィンＦ２を付設してある。

【００１５】上部ヘッダ５は、前記各水管群の各水管の
先端を貫通支持する管板５Ａと、略蒲鉾型をなして各水
管の先端を覆うように両端が前記管板５Ａに溶着される
管寄せ胴板５Ｂと、胴板５Ｂの両端開口を封止する一対
の蓋体５Ｃ，５Ｃとからなる。下部ヘッダ６は上部ヘッ
ダ５と同様な構成であるので説明を省略する。

【００１６】以上の構造の角型缶体１は、バーナ３に近
接して水管群が配置されているため、１次空気と燃料ガ
スとの混合気が水管群間で低温燃焼し、窒素酸化物の発
生を抑えることができる。

【００１７】以下では、前記角型缶体１を備えた角型多
管式貫流ボイラについて、図１〜図５を参照しながら説
明する。まず、角型本体ケーシング７は、前面のパネル
７Ａ，側面のパネル７Ｂ，７Ｃ及び後面のパネル７Ｄか
らなり、第一基台枠８の４隅に立設した枠材（図示省
略）に着脱自在に固定している。前記角型缶体１は、第
一基台枠８に対しこの第一基台枠８上で缶体１前後方向
にスライド自在に構成した第二基台枠９に固定するが、
その固定位置は側面パネル７Ｂに近接した位置である。

【００１８】機器配置空間部１０は、角型缶体１と側面
パネル７Ｃとの間に形成してあって、その後部寄りに送
風機１１（送風機，駆動モータ，駆動ベルトからなるが
ノンベルト型とすることもでき、また形状も限定されな
い），給水ポンプ１２を前後に配置してある。

【００１９】送風機１１と給水ポンプ１２は、第二基台
枠９上で缶体１の前後方向にスライド自在の送風機台１
３に対して着脱自在にボルト，ナットにより固定する。

【００２０】この場合、前記第一基台枠８に対する第二
基台枠９のスライド構造及び第二基台枠９に対する送風
機台１３のスライド構造は、レール及び転動体によるも
のや、レール及び滑べり軸受等によるものでよく、図示
する例では、レール２９及び転動体３０の組み合せを用
いている。

【００２１】さらに、この実施例では、図５に示すよう
に、レール２９上に適宜の高さ突出させたストッパ３１
を設けておき、メンテナンス等の為に送風機１１を本体
ケーシング１から引出す際に、このストッパ３１と転動
体３０との当接により作業者に注意を喚起して送風機台
１３が不用意に脱落するのを防止することができる。こ
こで、このストッパ３１の高さは、転動体３０との当接
時に適宜のショックが生じる程度であり、さらに送風機
台１３を引き出せば、転動体３０が比較的容易にこのス
トッパ３１を乗り越え得るようにしておく。

【００２２】前述の第二基台枠９及び送風機台１３は、
使用時には、図示するようにボルト等の一時締結手段に
より、各々第一基台枠８及び第二基台枠９に固定してお
くのが好ましい（図５参照）。

【００２３】送風機１１は、送風機ケ−シングと単段の
遠心ファンとから薄型に構成するとともに、吸い込み口
（図示省略）本体内側に向けて、且つ吹出し口１１Ａを
上方に向けて配置する。ここで、給水ポンプ１２は、送
風機台１３上に載置することがメンテナンス上望ましい
が、必ずしも送風機とともに載置する必要はない。

【００２４】バーナダクト１４は、送風機１１の吹出し
口１１Ａに接続してあって缶体１の側面に沿って上方向
に延びる吹出し側ダクト部分１４Ａ，バーナ３の吹込み
口に接続してあって缶体１の前面に沿って下方向に延び
る吹込み側ダクト部分１４Ｃ及びこれら２つのダクト部
分を接続する中間ダクト部分１４Ｂの３部分を備えてい
る。前記中間ダクト部分１４Ｂは、この実施例では、前
記缶体１の上面に沿って延設した構成としてある。

【００２５】吹出し側ダクト部１４Ａの途中には、着脱
自在のフレキシブルな布製ダクト部１５を設けてあり、
この部分でダクト１４を切離し自在に構成している。こ
の布製ダクト部１５は、寸法誤差の吸収と着脱自在にす
ることを狙って設けたものであるが、ダクト分離部を送
風機の吹出し口１１Ａとダクト１４の接続部とすること
もできる。

【００２６】前記中間ダクト部１４Ｂの前端部には、ダ
ンパ部１６を設けてある。このダンパ部１６は、図２紙
面に垂直方向に回転軸（図示省略）を設け、この軸に通
風量を調整するダンパ部材（図示省略）を取りつけた構
造である。このダンパ１６部はバーナダクト１４の中間
ダクト部１４Ｂ前端に取りつけているため、ダンパ部１
６とバーナ３との間の整流区間を長く確保できること
と、ダンパ部１６と送風機１１との間の整流区間を長く
取ることで１次空気とガスノズル１７から供給される燃
料ガスとの混合性を良好にする。

【００２７】機器配置空間部１０の前寄り部分（送風機
１１よりも前方部分）には、サイクロン型のセパレータ
１８が垂設されており、このセパレータ１８は蒸気取り
出し管１９との間を蒸気流通管２０で連通接続してい
る。蒸気流通管２０は缶体１上面とバーナダクト１４の
下面との間に配設される。上部ヘッダ５と蒸気流通管２
０との間を連通接続する補助蒸気取り出し管２１，２２
は、蒸気流通管２０による圧力損失を低減を狙って設け
たものである。上部ヘッダ５内の補助蒸気取り出し管２
２の下端開口の下方には水平方向にバッフル板２８を設
けて、バーナ３に近い水管から沸騰してくる乾き度の低
い蒸気が直接取り出し管２２から流出しないようにして
いる。ここで、中間に位置する補助蒸気取り出し管２１
は必ずしも必要でないことが実験的に確認されている。

【００２８】セパレータ１８の前方には、液面計２３，
ガス配管２４，ガスバルブ類２５を設けてある。缶体１
の後方には、垂直フランジ（図示省略）を介して節炭器
２６を接続してある。この節炭器２６の上部は、排ガス
出口２７である。

【００２９】次に、以上の構成の実施例の動作を説明す
る。送風機１１により吸い込まれた１次空気はバーナダ
クト１４を通して燃料ガスとの混合部に送られる。この
間、特に中間ダクト部１４Ｂにおいて整流作用を受け、
ダンパ部１６を通過した後、ガスノズル１７から供給さ
れる燃料ガスと良好に混合される。バーナ３からの混合
気は主に水管群間で燃焼した後、節炭器２６を経て排ガ
ス出口２７から排出される。

【００３０】一方、上部ヘッダ５からの蒸気は、蒸気取
り出し管１９，２１，２２から蒸気流通管２０を経てセ
パレータ１８に入り、ここで気液分離される。このと
き、上部ヘッダ５から乾き度の低い蒸気が流出したとし
ても、比較的長い蒸気流通管２０の存在によって重力分
離作用を受け、液分の分離が促進され、乾き度が向上す
る。

【００３１】又、送風機１１及び給水ポンプ１２の点検
や交換等のメンテナンス時には、本体の後方から後面パ
ネル７Ｄを外して、図４のごとく送風機台１３を後方へ
引き出すことで、簡単にメンテナンスを行える。この引
き出し時、送風機台１３を受ける受け台（図示省略）を
用意しておくことで、一層メンテナンスが容易となる。
さらに、角型缶体１のメンテナンスを行う場合には、前
面パネル７Ａを外して図３のごとく第二基台枠９を前方
に引き出すことで同様に簡単にメンテナンスを行える。
このように２段階スライド構造によってボイラ部品のメ
ンテナンス性は飛躍的に向上している。この効果は密接
多缶設置時、即ちボイラを複数密接状態に設置する時に
特に有効である。

【００３２】本発明は以上の実施例に限定されるもので
はなく、例えば缶体構造は角型であれば構造は種々変更
可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る角
型多管式貫流ボイラによれば、ボイラ自体のみならず送
風機のメンテナンス性を向上できるとともに、バーナの
燃焼性を良好にでき、さらにはヘッダ高さの低いものに
あっても高い乾き度の蒸気を得ることができるなど多大
なる効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る角型貫流ボイラの一実施例を示
す概略的な横断面図である。

【図２】同実施例の前面パネル７Ａ，後面パネル７Ｄ及
び側面パネル７Ｃを外した状態の側面図である。

【図３】同実施例の前面パネル７Ａ，後面パネル７Ｄ及
び側面パネル７Ｃを外し且つ第一基台枠９を前方へ引き
出した状態を示す側面図である。

【図４】同実施例の前面パネル７Ａ，後面パネル７Ｄ及
び側面パネル７Ｃを外し且つ送風機台１３を後方へ引き
出した状態を示す側面図である。

【図５】同実施例の第二基台枠９と送風機台１３との間
のスライド構造を例示する斜視図である。

【図６】缶体の構造を例示する側面図である。

【図７】缶体の構造を例示する概略横断面図である。

【図８】缶体の構造を例示する要部拡大縦断面図であ
る。

【符号の簡単な説明】１ 缶体５ ヘッダ７ 本体ケ−シング７Ｂ 側面パネル７Ｃ 側面パネル１１ 送風機１４ バーナダクト１７ セパレータ

フロントページの続き (72)発明者 三浦 正敏 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株 式会社 内 審査官 小菅 一弘 (56)参考文献 実開 昭59−87545（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−88103（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F22B 31/00 F22B 33/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部・下部のヘッダ５，６間に略垂直な
   水管群２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｅ，２Ｆを前面側から背面
   側にわたって縦列配置してなる角型缶体１と、この角型
   缶体１の前面部に取り付けたバーナ３と、前記角型缶体
   １の側方に所定幅の機器配置空間部１０を設けた状態で
   前記缶体１全体を被うごとく配置したケーシング７と、
   前記機器配置空間部１０内において前記缶体１の背面寄
   り箇所に設置した送風機１１と、この送風機１１の吹出
   し口１１Ａに接続してあって前記缶体１の側面に対し略
   平行かつ垂直に配置した吹出し側ダクト部分１４Ａ，前
   記バーナ３の吹込み口に接続してあって前記缶体の前面
   に対し略平行かつ垂直に配置した吹込み側ダクト部分１
   ４Ｃ及びこれらのダクト部分１４Ａ，１４Ｃを接続する
   中間ダクト部分１４Ｂの少なくとも３部分を有するバー
   ナダクト１４と、前記機器配置空間部１０内において前
   記缶体１の前面側寄り箇所に樹立し、蒸気取出し管１
   ９，２１，２２を介在して前記上部ヘッダ５に連通させ
   たセパレータ１８とを具備することを特徴とする角型多
   管式貫流ボイラ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の角型多管式貫流ボイラ
   において、前記送風機１１を載置した送風機台１３と、
   この送風機台１３を前記缶体１の背面側より引出すこと
   ができるように前記送風機台１３を案内支持する案内部
   材とを設け、前記送風機１１とバーナダクト１４の間を
   切離し自在に構成したことを特徴とする角型多管式貫流
   ボイラ。