JP3223058U - エコノマイザー - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく水を加温させ、且つ、点検及び清掃が容易な構造のエコノマイザーを提供する。【解決手段】流入口及び流出口を側面に形成して水が通過する円筒状の水管１１と、水管の上端位置に上部区画壁１７を介して連結する上部連結管４０と、水管の下端位置に下部区画壁１４を介して連結する下部連結管２０と、上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、上部区画壁と下部区画壁との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるとともに、上部連結管の上面に開口可能な天板を設け、上部連結管の菅内を二分する垂直区画壁４２を設け、二分された一方の上部連結管内を燃焼排ガス導入室Ａとしてその側面にガス導入口１５を設け、二分された他方の上部連結管内を燃焼排ガス排出室としてその側面にガス排出口を設け、下部連結管の下面に清掃用配管８５を設けた。【選択図】図５Ｂ

Description

本考案は、ボイラーへ給水される水をボイラーの燃焼排ガスで予熱するエコノマイザーに関する。

ボイラーへ給水される水を、ボイラーから廃棄される燃焼排ガスの熱で予熱を行うエコノマイザーは、熱を有効に利用可能なことから広く一般的に利用されている。
例えば、特許文献１に記載されたエコノマイザー（図２５）は、ボイラー１で発生した燃焼排ガスが流通する煙道２内に、多数の水管を配設し、各水管内を流れる水が熱交換により加熱される構成となっている。また、煙道外側のＵ字管４及び煙道外側に鏡板５を設けることで、水管の経路を折り返し、再び逆方向に向けて煙道２を貫通させることを繰り返すことによって経路を長くするとともに、煙道２内の水管には熱吸収を良くするために多数のフィン管３が設けられている。

特許文献１に記載のエコノマイザーによれば、ボイラー１に連結する煙道２内において、給水経路を煙道上部および下部で折り返すことで煙道内に縦方向の水管を多数配置し、少なくとも下部の折り返し部（Ｕ字管４）が煙道内部に設けられている。そして、ボイラー１からブロー配管６を介してブロー水を噴射する噴霧ノズル７を煙道内の水管に向けて配置することで、水管に向けてブロー水を噴霧させ、折り返し部が水に浸かるように煙道下部の水槽（水部９）にブロー水が溜められ、水槽からオーバーフローした水が排水管８から排水される。

特許第３５８７８９５号公報

従来のエコノマイザーの構造によれば、煙道２内に配置された給水経路（水管）により、水管内の水を加温するものであるので、水管内を流れる水に対する熱吸収効率が悪く、期待通りの加温を行うことができないという課題があった。また、水管の体積が小さいため、加温された水の保有水量（例えば１０〜２０リットル）に限界があり、時間当たりの給水量が多くなると十分な加温が維持できなくなるという構造上の問題があった。
また、水管の外側に設けた突起物であるフィン管３に燃焼排ガスが接触するので、汚れが付着し易くこれを除去することが困難であるという課題があった。

そこで本考案者は、効率よく水を加温させることができる構造として、図２２〜図２４に示すエコノマイザー（特願２０１９−０５４５５１）を提案した。
このエコノマイザーは、流入口１２及び流出口１３を側面に形成して水が通過する円筒状の水管１１内の下端位置に燃焼排ガス導入口１５に臨む燃焼排ガス導入室２０と、燃焼排ガス導入室２０に対して区画された下部連結室３０を設け、水管内の上端位置に燃焼排ガス排気口１９に臨む燃焼排ガス排出室４０と、燃焼排ガス排出室４０に対して区画されて燃焼排ガス排出室４０を囲む上部環状連結室５０を設けている。

そして、水管１１内に燃焼排ガスを流通させるため、燃焼排ガス導入室２０と上部環状連結室５０とを連結するように水管１１の内壁周囲に沿って下部区画壁１４及び上部区画壁１７を貫通して立設された複数の第１のガス管６１と、上部環状連結室５０と下部連結室３０とを連結するように第１のガス管の内側位置に下部区画壁１４及び上部区画壁１７を貫通して立設された複数の第２のガス管６２と、下部連結室３０と燃焼排ガス排出室４０とを連結するように第２のガス管の内側位置に下部区画壁１４及び上部区画壁１７を貫通して立設された複数の第３のガス管６３とを備えることで、ボイラーで発生した燃焼排ガスを利用して水を加温する。

水が通過する円筒状の水管１１内の下方位置には円板状の下部区画壁１４が装着され、水管１１の下端位置に形成されたガス導入口１５に臨む燃焼排ガス導入室２０が形成されている。
また、下部区画壁１４の下面側を円錐蓋部１６で塞ぐことで、燃焼排ガス導入室２０に対して区画された下部連結室３０が形成されている。下部連結室３０は、円錐蓋部１６で塞がれているため、燃焼排ガス導入室側に凸となる円錐空間で構成されている。

水管１１内の上方位置には円板状の上部区画壁１７が装着され、上部区画壁１７と水管１１の天板裏面との間に環状区画壁１８が装着されることで、水管１１の上端位置に形成されたガス排気口１９に臨む燃焼排ガス排出室４０と、燃焼排ガス排出室４０を囲む上部環状連結室５０が形成されている。

上記構造によれば、複数のガス管６１，６２，６３において、水管１１底面側から導入された燃焼排ガスが水管１１上部で折り返して下方に流れ、更に水管１１下部で折り返して上方に流れて水管１１上面側から流出される際の熱交換で水管１１内の水を加温する。
複数の第１のガス管６１と複数の第２のガス管６２は、本数及び断面積の総和を等しくして水管１１内に環状に一列に配置しているので、配置できるガス管の本数が制限されることがある。例えば、上述の例において、第３のガス管６３を環状区画壁１８の内側に溶接により配置できる本数は、溶接作業を確保するために制限されるので、それにともなって第１のガス管６１及び第２のガス管６２の本数が決まる。第１のガス管６１も一列に配列されるので、第２のガス管６２に比較して配置密度が低くなる。そのため、配置本数を最大限多くして効果的な加温を行うことに支障を来すという課題が存在した。

本考案は、上記実情に鑑みて提案されたものであり、同じ面積におけるガス管の本数を最大限設置して効率よく水を加温させることができるとともに、点検及び清掃が容易な構造のエコノマイザーを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため本考案（請求項１）は、ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するエコノマイザーにおいて、
流入口（１２）及び流出口（１３）を側面に形成して前記水が通過する円筒状の水管（１１）と、
前記水管（１１）の上端位置に上部区画壁（１７）を介して連結する上部連結管（４０）と、
前記水管（１１）の下端位置に下部区画壁（１４）を介して連結する下部連結管（２０）と、
前記上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、前記上部区画壁（１７）と下部区画壁（１４）との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるともに、
前記上部連結管（４０）の上面に開口可能な天板（４１）を設け、
前記上部連結管（４０）の菅内を二分する垂直区画壁（４２）を設け、
二分された一方の上部連結管内を燃焼排ガス導入室（Ａ）としてその側面にガス導入口（１５）を設け、
二分された他方の上部連結管内を燃焼排ガス排出室（Ｂ）としてその側面にガス排出口（１９）を設け、
前記下部連結管（２０）の下面（２１）に清掃用配管（８５）を設けたことを特徴としている。

請求項２は、ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するエコノマイザーにおいて、
流入口（１２）及び流出口（１３）を側面に形成して前記水が通過する円筒状の水管（１１）と、
前記水管（１１）の上端位置に上部区画壁（１７）を介して連結する上部連結管（４０）と、
前記水管（１１）の下端位置に下部区画壁（１４）を介して連結する下部連結管（２０）と、
前記上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、前記上部区画壁（１７）と下部区画壁（１４）との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるともに、
前記上部連結管（４０）の上面に開口可能な天板（４１）を設け、
前記下部連結管（４０）の菅内を二分する第１垂直区画壁（４３）を設け、
二分された一方の上部連結管内を更に二分する第２垂直区画壁（４４）を設け、
前記第２垂直区画壁（４４）で更に二分された一方の上部連結管内を燃焼排ガス導入室（Ａ）としてその側面にガス導入口（１５）を設け、
前記第２垂直区画壁（４４）で更に二分された他方の上部連結管内を燃焼排ガス排出室（Ｂ）としてその側面にガス排出口（１９）を設け、
前記第１垂直区画壁（４３）に直交する面を含む位置で前記下部連結管の菅内を二分する第３垂直区画壁（２３）を設け、
前記第３垂直区画壁（２３）で二分された各下部連結管の下面に清掃用配管（８５）をそれぞれ設けたことを特徴としている。

請求項３は、ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するエコノマイザーにおいて、
流入口（１２）及び流出口（１３）を側面に形成して前記水が通過する円筒状の水管（１１）と、
前記水管（１１）の上端位置に上部区画壁（１７）を介して連結する上部連結管（４０）と、
前記水管（１１）の下端位置に下部区画壁（１４）を介して連結する下部連結管（２０）と、
前記上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、前記上部区画壁（１７）と下部区画壁（１４）との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるともに、
前記上部連結管（４０）の上面に開口可能な天板（４１）を設け、
前記下部連結管（２０）の菅内を二分する垂直区画壁（２２）を設け、
二分された一方の下部連結管内を燃焼排ガス導入室（Ａ）としてその下面にガス導入口（１５）を設け、
二分された他方の下部連結管内を燃焼排ガス排出室（Ｂ）としてその下面にガス排出口（１９）を設けたことを特徴としている。

請求項４は、ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するエコノマイザーにおいて、
流入口（１２）及び流出口（１３）を側面に形成して前記水が通過する円筒状の水管（１１）と、
前記水管（１１）の上端位置に上部区画壁（１７）を介して連結する上部連結管（４０）と、
前記水管（１１）の下端位置に下部区画壁（１４）を介して連結する下部連結管（２０）と、
前記上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、前記上部区画壁（１７）と下部区画壁（１４）との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるともに、
前記上部連結管（４０）の上面に開口可能な天板（４１）を設け、
前記下部連結管（２０）の菅内を二分する第５垂直区画壁（２４）を設け、
二分された一方の下部連結管内を更に二分する第６垂直区画壁（２５）を設け、
前記第６垂直区画壁（２５）で更に二分された一方の下部連結管内を燃焼排ガス導入室（Ａ）としてその下面にガス導入口（１５）を設け、
前記第６垂直区画壁（２５）で更に二分された他方の下部連結管内を燃焼排ガス排出室（Ｂ）としてその下面にガス排出口（１９）を設け、
前記第５垂直区画壁（２４）に直交する面を含む位置で前記上部連結管（４０）の菅内を二分する第７垂直区画壁（４５）を設け、
前記第５垂直区画壁（２４）で二分され、前記ガス導入口（１５）及び前記ガス排出口（１９）が形成されない室側の下面に清掃用配管（８５）を設けたことを特徴としている。

請求項５は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のエコノマイザーにおいて、
前記流入口（１２）は水管側面下方位置に、前記流出口（１３）は水管側面上方位置にそれぞれ形成することを特徴としている。

請求項６は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のエコノマイザーにおいて、
前記水管（１１）を圧力水容器で構成することを特徴としている。

請求項１〜請求項４のエコノマイザーによれば、燃焼排ガスを流通させるために立設された複数のガス管を水管（１１）内に配設することで、水管内に供給される水がガス管の周囲で効率良く加温される。
また、水管（１１）内でのガス管による燃焼排ガスの流れを、一往復（請求項１及び請求項３）又は二往復（請求項２及び請求項４）とすることで、ガス導入口とガス排出口の位置を同じ高さ位置に形成することができる。
天板（４１）の開閉で各ガス管の上部開口を臨むことができ、各ガス管の内部の点検や清掃を容易に行うことが可能となる。
また、燃焼排ガス通過室（Ｂ）の下面に清掃用配管（８５）を連結することで、清掃時にガス管の上端から水を注入した場合に、燃焼排ガス通過室（Ｂ）を介して清掃用配管（８５）から回収して排出することができる。

請求項１及び請求項３のエコノマイザーによれば、水平面において水管（１１）を二分割する領域（半円柱部分）に第１のガス管（６１）及び第２のガス管（６２）を互いのガス管の配置位置に制限されることなく配設できるので、半円部分において各ガス管の本数を多く設置することが可能となる。

請求項２及び請求項４のエコノマイザーによれば、水平面において水管（１１）を四分割する領域（９０度の扇形状部分）に第１のガス管（６１）、第２のガス管（６２）、第３のガス管（６３）、第４のガス管（６４）を互いのガス管の配置位置に制限されることなく配設できるので、扇形状部分において各ガス管の本数を多く設置することが可能となる。

請求項５によれば、流入口（１２）を下方位置に、流出口（１３）を上方位置に形成することで、加温された水を流出し易くすることができる。

請求項６によれば、水管（１１）を圧力水容器で構成することで加温された水を１００℃以上の温度にすることができる。

本考案の一実施例に係るエコノマイザーの正面説明図である。 図１のエコノマイザーの側面説明図である。 図１のエコノマイザーの平面説明図である。 図１のエコノマイザーの底面説明図である。 エコノマイザーの水管内に設置した複数のガス管を上面から臨む平面説明図である。 エコノマイザーの水管内に設置した複数のガス管内を流れる燃焼排気ガスの流れ方向を説明するためのモデル図である。 エコノマイザーの水管内に設置した複数のガス管を下面から臨む底面説明図である。 天板が開口した状態のエコノマイザーを示すモデル図である。 本考案の他の実施例に係るエコノマイザーの正面説明図である。 図７のエコノマイザーの側面説明図である。 図７のエコノマイザーの平面説明図である。 図７のエコノマイザーの底面説明図である。 エコノマイザーの水管内に設置した複数のガス管を上面から臨む平面説明図である。 エコノマイザーの水管内に設置した複数のガス管内を流れる燃焼排気ガスの流れ方向を説明するためのモデル図である。 エコノマイザーの水管内に設置した複数のガス管を下面から臨む底面説明図である。 本考案の他の実施例に係るエコノマイザーの正面説明図である。 図１２のエコノマイザーの側面説明図である。 図１２のエコノマイザーの平面説明図である。 図１２のエコノマイザーの底面説明図である。 エコノマイザーの水管内に設置した複数のガス管を上面から臨む平面説明図である。 エコノマイザーの水管内に設置した複数のガス管内を流れる燃焼排気ガスの流れ方向を説明するためのモデル図である。 エコノマイザーの水管内に設置した複数のガス管を下面から臨む底面説明図である。 本考案の他の実施例に係るエコノマイザーの正面説明図である。 図１７のエコノマイザーの側面説明図である。 図１７のエコノマイザーの平面説明図である。 図１７のエコノマイザーの底面説明図である。 エコノマイザーの水管内に設置した複数のガス管を上面から臨む平面説明図である。 エコノマイザーの水管内に設置した複数のガス管内を流れる燃焼排気ガスの流れ方向を説明するためのモデル図である。 エコノマイザーの水管内に設置した複数のガス管を下面から臨む底面説明図である。 本考案者が提案したエコノマイザーの縦断面説明図である。 図２２のII−II線断面説明図である。 図２２のIII−III線断面説明図である。 従来のエコノマイザーの構造を示す構成説明図である。

本考案に係るエコノマイザーの実施形態の一例について、図１〜図６を参照しながら説明する。図１〜図６において、図２２〜図２４と同一の構成を採る部分については、同一符号を付している。
エコノマイザーは、ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するものであり、図１に示すように、円筒状の水管（水容器）１１に対して、流入口１２及び流出口１３を側面に２個ずつ形成している。流入口１２は水管側面における下方位置に１８０度間隔で形成され、流出口１３は水管側面の上方位置に１８０度間隔で形成され、二か所の流入口１２から供給された水（給水）が水管内部で温められて上昇し二か所の流出口１３から流出（排水）するように構成されている。

水が通過する円筒状の水管１１内の下端位置には円板状の下部区画壁１４が装着され、この下部区画壁１４を覆うように、水管１１と同径の下部連結管２０がフランジ部同士（フランジ部１１ａとフランジ部２０ａ）を対向して連結固定している。下部連結管２０は底板２１で塞がれている。
水管１１と下部連結管２０との連結は、水管１１に形成されたフランジ部１１ａと、下部連結管２０に形成されたフランジ部２０ａとを対向させ、複数のボルト７１とナット７２で脱着可能に連結固定されている。
底板２１の中央には、下部連結管２０に流れた水を回収するための清掃用配管８５が連結されている。

水管１１内の上端位置には円板状の上部区画壁１７が装着され、この上部区画壁１７を覆うように、水管１１と同径の上部連結管４０がフランジ部同士（フランジ部１１ｂとフランジ部４０ａ）を対向して連結固定している。上部連結管４０の上面は、開口可能な天板４１で塞がれている。
水管１１と上部連結管４０との連結は、水管１１に形成されたフランジ部１１ｂと、上部連結管４０に形成されたフランジ部４０ａとを対向させ、複数のボルト７１とナット７２で脱着可能に連結固定されている。

上部連結管４０の側面には、互いに対向する位置に燃焼ガス導入口１５及び燃焼ガス排出口１９が形成されている（図１、図２、図４）。燃焼ガス導入口１５には導入ガス管８１が、燃焼ガス排出口１９には排気ガス管８２が、それぞれ水平方向に連結されている。

上部連結管４０内は、垂直上部区画壁４２により燃焼ガス導入口１５に臨む燃焼排ガス導入室Ａと、燃焼ガス排出口１９に臨む燃焼排ガス排出室Ｂとに区画されている（図５Ｂ）。垂直上部区画壁４２は、天板４１（上部連結管４０）の直径位置に配置されることで、燃焼排ガス導入室Ａと燃焼排ガス排出室Ｂとをほぼ同一の体積に形成している。
天板４１は、燃焼排ガス導入室Ａ及び燃焼排ガス排出室Ｂに対してそれぞれ密封状態となるシール構造を備えて構成されている。

下部連結管２０内は、燃焼排ガス導入室Ａからガス管に流れ込んだ燃焼廃ガスが水管１１内に多数配置されたガス管を介して燃焼排ガス排出室Ｂへ流れる際の燃焼排ガス通過室Ｃを形成している。

水管１１内には、燃焼排ガスを流通させるため、複数のガス管が配設されている。
ガス管は、図５Ａ，５Ｂ，５Ｃに示すように、下部区画壁１４及び上部区画壁１７を貫通して燃焼排ガス導入室Ａと燃焼排ガス通過室Ｃとを連結するように水管１１における水平面の１／２面積部分（半円形状）に立設された複数の第１のガス管６１と、下部区画壁１４及び上部区画壁１７を貫通して燃焼排ガス通過室Ｃと燃焼排ガス排出室Ｂとを連結するように水管１１における水平面の１／２面積部分（半円形状）に立設された複数の第２のガス管６２とから構成されている。すなわち、図５Ａ，５Ｂ，５Ｃの例では、水管１１の各半円形状柱部分（図５Ａにおいて垂直上部区画壁４２の延長面で区画された各領域）にそれぞれ４７本のガス管が配置されている。

すなわち、第１のガス管６１は、水管１１の半円形状柱部分に４７本が配置され、燃焼排ガス導入室Ａと燃焼排ガス通過室Ｃとを連通するように構成され、ガス導入口１５から燃焼排ガス導入室Ａに導かれた燃焼排ガスが複数の第１のガス管６１を通って下方に移動し（図５Ｂの通路Ｏから通路Ｐ）、一旦燃焼排ガス通過室Ｃに導かれる。
第２のガス管６２は、水管１１の半円形状柱部分に４７本が配置され、燃焼排ガス通過室Ｃと燃焼排ガス排出室Ｂとを連通するように構成されることで、燃焼排ガス通過室Ｃからの燃焼排ガスが複数の第２のガス管６２を通って上方に移動し（図５の通路Ｑから通路Ｒ）、燃焼排ガス排出室Ｂに導かれる。

上述した構成によれば、水平面で半円形状部分に配置される各ガス管群は、他のガス管の配置位置による制限を受けることなく自由に配置できるので、半円形状の面積部分にできるだけ多くの本数のガス管を設置することが可能となる。
その結果、ガス管を多く配置することで、ガス管の断面積を小さくして（ガス流路を絞って）ガスの流通速度を上げるとともに、本数を増やすことで伝熱面積を減らすことなく水管内における燃焼排ガスと水との間接加熱を行うことが可能となり、水槽内の水を効率良く加温することができる。

また、第１のガス管６１及び第２のガス管６２は、それぞれ同じ数（４７本）だけ設けられ、各ガス管の直径も同じにして流通路となる総断面積が同じになるように形成されている。これは、燃焼排ガスが第１のガス管６１から第２のガス管６２へ移動するに際して生じる抵抗が少なくなるようにするためである。

また、水管１１の上部連結管４０の燃焼排ガス導入室Ａ及び燃焼排ガス排出室Ｂに対して、図６に示すように、天板４１が開口することで、上部区画壁１７を貫通する第１のガス管６１及び第２のガス管６２及の各端部が上方から臨めるようなっている。上部連結管４０に対する天板４１の取り付けは、例えば蝶番により連結して開口可能に構成することで、各ガス管の内部の点検を容易に行うことができる。
この状態で上方の開口から燃焼排ガス導入室Ａ及び燃焼排ガス排出室Ｂに高圧洗浄水を注入すれば、洗浄水は各ガス管内を通過して燃焼排ガス通過室Ｃに導かれ、清掃用配管８５を介して外部に排出させることができ、ガス管内部の洗浄を容易に行うことができる。

図７〜図１１は、エコノマイザーの実施形態の他の例を示したもので、図１〜図６に示したエコノマイザーと同一の構成を採る部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略するとともに、異なる構成について以下に説明する。
図７〜図１１のエコノマイザーは、図１〜図６のエコノマイザーでは導入ガス管８１及び排気ガス管８２を水管１１の側部上方位置に形成したのに対して、水管１１の下面位置に形成したものである。

すなわち、下部連結管２０の底板２１に燃焼排ガス導入口１５及び燃焼排ガス排気口１９を形成し（図７、図１１Ｂ）、燃焼排ガス導入口１５に導入ガス管８１を、燃焼排ガス排気口１９に排気ガス管８２をそれぞれ連結している。
下部連結管２０内は、垂直下部区画壁２２により燃焼ガス導入口１５に臨む燃焼排ガス導入室Ａと、燃焼ガス排出口１９に臨む燃焼排ガス排出室Ｂとに区画されている（図１１Ｂ）。垂直下部区画壁２２は、下部連結管２０の直径位置に配置されることで、燃焼排ガス導入室Ａと燃焼排ガス排出室Ｂとをほぼ同一の体積に形成している。そして、上部連結管４０内には区画壁を設けることなく、燃焼排ガス導入室Ａからガス管に流れ込んだ燃焼廃ガスが水管１１内に多数配置されたガス管を介して燃焼排ガス排出室Ｂへ流れる際の燃焼排ガス通過室Ｃが形成されている。

水管１１内には、図１〜６のエコノマイザーと同様に、各半円形状柱部分（図１１Ｃにおいて垂直下部区画壁２２の延長面で区画された各領域）にそれぞれ４７本のガス管が配置されている。
すなわち、第１のガス管６１は、水管１１の半円形状柱部分に４７本が配置され、燃焼排ガス導入室Ａと燃焼排ガス通過室Ｃとを連通するように構成され、ガス導入口１５から燃焼排ガス導入室Ａに導かれた燃焼排ガスが複数の第１のガス管６１を通って上方に移動し（図１１Ｂの通路Ｏから通路Ｐ）、一旦燃焼排ガス通過室Ｃに導かれる。
第２のガス管６２は、水管１１の半円形状柱部分に４７本が配置され、燃焼排ガス通過室Ｃと燃焼排ガス排出室Ｂとを連通するように構成されることで、燃焼排ガス通過室Ｃからの燃焼排ガスが複数の第２のガス管６２を通って下方に移動し（図１１Ｂの通路Ｑから通路Ｒ）、燃焼排ガス排出室Ｂに導かれる。

図１２〜図１６は、エコノマイザーの実施形態の他の例を示したもので、図１〜図６に示したエコノマイザーと同一の構成を採る部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略するとともに、異なる構成について以下に説明する。
図１〜図６のエコノマイザーでは、導入ガス管８１から導かれた燃焼排ガスが、第１のガス管６１で一旦下方に流れ、第２のガス管６２で上方に流れて排気ガス管８２から排出する２パス構造（水管１１内で一往復）を採用していたが、図１２〜図１６のエコノマイザーは、第１のガス管６１で一旦下方に流れ、第２のガス管６２で上方に流れ、第３のガス管６３で再度下方に流れ、第４のガス管６４で再度上方に流れて排気ガス管８２から排出する４パス構造（水管１１内で二往復）を採用している。

すなわち、垂直上部区画壁（第１垂直区画壁）４３により上部連結管４０を二つの室に分け、一方の室を（上部）燃焼排ガス通過室Ｃとするとともに、他方の室を垂直上部区画壁（第１垂直区画壁）４３が含まれる面に直交する位置で垂直上部区画壁（第２垂直区画壁）４４により更に二分し、燃焼ガス導入口１５に臨む燃焼排ガス導入室Ａと、燃焼ガス排出口１９に臨む燃焼排ガス排出室Ｂとに区画する（図１４）。
燃焼排ガス導入室Ａは、導入ガス管８１から燃焼排ガスが導かれる室であり、燃焼排ガス排出室Ｂは、水管１１を通過した排気ガス管８２へ導くための室である。（上部）燃焼排ガス通過室Ｃは、導入ガス管８１から導かれた燃焼排ガスが排気ガス管８２へ導かれるまでに通過する室である。

下部連結管２０内は、垂直上部区画壁４３が含まれた面に位置する垂直下部区画壁（第３垂直区画壁）２３により二つの（下部）燃焼排ガス通過室Ｄ，Ｅに区画されている（図１６）。
（下部）燃焼排ガス通過室Ｄ及び（下部）燃焼排ガス通過室Ｅは、導入ガス管８１から導かれた燃焼排ガスが排気ガス管８２へ導かれるまでに通過する室である。

また、燃焼排ガス通過室Ｄ，Ｅに対応する底板２１の下面にそれぞれ清掃用配管８５を連結することで、天板４１の開口時に、第１のガス管６１、ガス管６２、第３のガス管６３及び第４のガス管の上端から清掃するための水を供給した場合、燃焼排ガス通過室Ｄ，Ｅに流れた水を回収して廃棄することができる。

第１のガス管６１は、水管１１の１／４円形状柱部分に２２本が配置され、燃焼排ガス導入室Ａと燃焼排ガス通過室Ｄとを連通するように構成され、ガス導入口１５から燃焼排ガス導入室Ａに導かれた燃焼排ガスが複数の第１のガス管６１を通って下方に移動し（図１６Ｂの通路Ｏから通路Ｐ）、一旦燃焼排ガス通過室Ｄに導かれる。
第２のガス管６２は、水管１１の１／４円形状柱部分に２２本が配置され、（下部）燃焼排ガス通過室Ｄと（上部）燃焼排ガス通過室Ｃとを連通するように構成されることで、燃焼排ガス通過室Ｄからの燃焼排ガスが複数の第２のガス管６２を通って上方に移動し（図１６Ｂの通路Ｑから通路Ｒ）、燃焼排ガス通過室Ｃに導かれる。
第３のガス管６３は、水管１１の１／４円形状柱部分に２２本が配置され、（上部）燃焼排ガス通過室Ｃと（下部）燃焼排ガス通過室Ｅとを連通するように構成されることで、燃焼排ガス通過室Ｃからの燃焼排ガスが複数の第３のガス管６３を通って下方に移動し（図１６Ｂの通路Ｓから通路Ｔ）、燃焼排ガス通過室Ｅに導かれる。
第４のガス管６４は、水管１１の１／４円形状柱部分に２２本が配置され、（下部）燃焼排ガス通過室Ｄと燃焼排ガス排出室Ｂとを連通するように構成されることで、下部燃焼排ガス通過室Ｅからの燃焼排ガスが複数の第３のガス管６３を通って上方に移動し（図１６Ｂの通路Ｕから通路Ｗ）、燃焼排ガス排出室Ｂを介してガス排気口１９から排出される。

上記構造によれば、天板４１を開口させることで、ガス排気口１９に排気ガス管８２が連結された状態で、上部連結管４０の上面側全てを開口させることができ、第１のガス管６１、第２のガス管６２、第３のガス管６３及び第４の全ての上端が臨めるようになっている。

また、下部燃焼排ガス通過室２２の下面に清掃用配管８５を連結することで、天板４１開口時に、第２のガス管６２及び第３のガス管６３の上端から清掃するための水を供給した場合、下部燃焼排ガス通過室２２に流れた水を回収して廃棄することができる。

図１７〜図２１は、エコノマイザーの実施形態の他の例を示したもので、図１１〜図１６に示したエコノマイザーと同一の構成を採る部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略するとともに、異なる構成について以下に説明する。
図１７〜図２１のエコノマイザーは、図１１〜図１６のエコノマイザーでは導入ガス管８１及び排気ガス管８２を水管１１の側部上方位置に形成したのに対して、水管１１の下面位置に形成したものである。

すなわち、下部連結管２０の底板２１に燃焼排ガス導入口１５及び燃焼排ガス排気口１９を形成し、燃焼排ガス導入口１５に導入ガス管８１を、燃焼排ガス排気口１９に排気ガス管８２をそれぞれ連結している。
下部連結管２０内は、垂直下部区画壁（第５垂直区画壁）２４により下部連結管２０を二つの室に分け（図２１Ｂ）、一方の室を（下部）燃焼排ガス通過室Ｄとするとともに、他方の室を垂直下部区画壁（第５垂直区画壁）２４に直交する位置で垂直下部区画壁（第２垂直区画壁）２５により更に二分し、燃焼ガス導入口１５に臨む燃焼排ガス導入室Ａと、燃焼ガス排出口１９に臨む燃焼排ガス排出室Ｂとに区画する（図２１）。
燃焼排ガス導入室Ａは、導入ガス管８１から燃焼排ガスが導かれる室であり、燃焼排ガス排出室Ｂは、水管１１を通過した燃焼排気ガスを排気ガス管８２へ導くための室である。（上部）燃焼排ガス通過室Ｄは、導入ガス管８１から導かれた燃焼排ガスが排気ガス管８２へ導かれるまでに通過する室である。

上部連結管４０内は、垂直下部区画壁２４が含まれた面に直交する位置で垂直上部区画壁（第７垂直区画壁）４５により二つの（上部）燃焼排ガス通過室Ｃ，Ｆに区画されている（図２１）。
（上部）燃焼排ガス通過室Ｃ及び（上部）燃焼排ガス通過室Ｆは、導入ガス管８１から導かれた燃焼排ガスが排気ガス管８２へ導かれるまでに通過する室である。

また、燃焼排ガス通過室Ｄに対応する底板２１の下面に清掃用配管８５を連結することで、天板４１の開口時に、第２のガス管６２及び第３のガス管６３の上端から清掃するための水を供給した場合、燃焼排ガス通過室Ｄに流れた水を回収して廃棄することができる。

第１のガス管６１は、水管１１の１／４円形状柱部分に２２本が配置され、燃焼排ガス導入室Ａと燃焼排ガス通過室Ｃとを連通するように構成され、ガス導入口１５から燃焼排ガス導入室Ａに導かれた燃焼排ガスが複数の第１のガス管６１を通って上方に移動し（図２１Ｂの通路Ｏから通路Ｐ）、一旦燃焼排ガス通過室Ｃに導かれる。
第２のガス管６２は、水管１１の１／４円形状柱部分に２２本が配置され、（上部）燃焼排ガス通過室Ｃと（下部）燃焼排ガス通過室Ｄとを連通するように構成されることで、燃焼排ガス通過室Ｃからの燃焼排ガスが複数の第２のガス管６２を通って下方に移動し（図２１Ｂの通路Ｑから通路Ｒ）、燃焼排ガス通過室Ｄに導かれる。
第３のガス管６３は、水管１１の１／４円形状柱部分に２２本が配置され、（下部）燃焼排ガス通過室Ｄと（上部）燃焼排ガス通過室Ｆとを連通するように構成されることで、燃焼排ガス通過室Ｄからの燃焼排ガスが複数の第３のガス管６３を通って上方に移動し（図２１Ｂの通路Ｓから通路Ｔ）、燃焼排ガス通過室Ｆに導かれる。
第４のガス管６４は、水管１１の１／４円形状柱部分に２２本が配置され、（上部）燃焼排ガス通過室Ｆと燃焼排ガス排出室Ｂとを連通するように構成されることで、上部燃焼排ガス通過室Ｆからの燃焼排ガスが複数の第４のガス管６４を通って下方に移動し（図２１Ｂの通路Ｕから通路Ｗ）、燃焼排ガス排出室Ｂを介してガス排気口１９から排出される。

上述した各エコノマイザーの構造によれば、導入ガス管８１からガス導入口１５を介して導入された高温の燃焼排ガスは、燃焼排ガス棒入館２０から水管１１内のガス管を一往復（ガス管６１，６２）又は二往復（ガス管６１，６２，６３，６４）して上部連結管４０に流れる。
また、水管１１の流入口１２から供給された水は、ガス管の周囲に接して加温しながら水管１１内を下から上へ移動し、流出口１３から流出される。

上述したエコノマイザーによれば、燃焼排ガスを流通させるために立設された複数のガス管（第１のガス管６１、第２のガス管６２、第３のガス管６３、第４のガス管６４）を水管１１内に配設することで、水管１１内に供給される水がガス管の周囲で効率良く加温される。
すなわち、水管１１内にガス管が配設されるため、水管１１の体積を十分に大きくすることができるので保有水量（例えば２００〜４００リットル、好ましくは３００リットル以上）を多くでき、時間当たりの給水量が増加してもそれによる水の温度低下を抑えることができ、十分な加温（１００℃程度まで可能）を維持できるという効果がある。

燃焼排ガスは水管１１内に直接導かれることが無く、各ガス管内を流通するだけなので、水管１１内に燃焼排ガスによる汚れが付着することがない。
図１〜図６のエコノマイザー（図１２〜図１６のエコノマイザー）によれば、上部連結管４０の側面側にガス排気口１９を設けることで、上部連結管４０の上面側全てを天板４１の開閉で開口させることが可能となり、第１のガス管６１及び第２のガス管６２（第１のガス管６１、第２のガス管６２、第３のガス管６３及び第４のガス管６４）の全ての上端が臨めるようにすることができる。
図７〜図１１のエコノマイザー（図１７〜図２１のエコノマイザー）によれば、下部連結管２０の下面側にガス排気口１９を設けることで、上部連結管４０の上面側全てを天板４１の開閉で開口させることが可能となり、第１のガス管６１及び第２のガス管６２（第１のガス管６１、第２のガス管６２、第３のガス管６３及び第４のガス管６４）の全ての上端が臨めるようにすることができる。

また、ガス管の上端から清掃するための水を供給した場合、（下部）燃焼排ガス通過室に流れた水を清掃用配管８５から回収して廃棄する（例えば、図５Ｂの通路Ｚ、図１６Ｂの通路Ｙ及び通路Ｚ、図２１Ｂの通路Ｚ）ことができる。

上述したエコノマイザーの水管１１は、保有水の水面に大気圧がかかり、水管内部で温められた水が流出口１３から流出（排水）する水容器で構成したが、ホンプ圧力による給水と、電磁弁制御による水位保持により、大気圧と異なる一定の圧力で水が貯留する圧力水容器で構成してもよい。水管１１を圧力水容器とした場合、加温された水を１００℃以上の１５０℃程度まで上昇させることができる。

１１…水管（圧力水容器）
１１ａ、１１ｂ…フランジ部
１２…流入口
１３…流出口
１４…下部区画壁
１５…燃焼排ガス導入口
１７…上部区画壁
１９…燃焼排ガス排気口
２０…下部連結管
２０ａ…フランジ部
２１…底板
２２…垂直下部区画壁（垂直区画壁）
２３…垂直下部区画壁（第３垂直区画壁）
２４…垂直下部区画壁（第５垂直区画壁）
２５…垂直下部区画壁（第６垂直区画壁）
４０…上部連結管
４０ａ…フランジ部
４１…天板
４２…垂直上部区画壁（垂直区画壁）
４３…垂直上部区画壁（第１垂直区画壁）
４４…垂直上部区画壁（第２垂直区画壁）
４５…垂直上部区画壁（第７垂直区画壁）
６１…第１のガス管
６２…第２のガス管
６３…第３のガス管
６４…第４のガス管
８１…導入ガス管
８２…排気ガス管
８５…清掃用配管
Ａ…燃焼排ガス導入室
Ｂ…燃焼排ガス排気室
Ｃ…燃焼排ガス通過室
Ｄ…燃焼排ガス通過室
Ｅ…燃焼排ガス通過室
Ｆ…燃焼排ガス通過室

上記目的を達成するため本考案（請求項１）は、ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するエコノマイザーにおいて、
流入口（１２）及び流出口（１３）を側面に形成して前記水が通過する円筒状の水管（１１）と、
前記水管（１１）の上端位置に上部区画壁（１７）を介して連結する上部連結管（４０）と、
前記水管（１１）の下端位置に下部区画壁（１４）を介して連結する下部連結管（２０）と、
前記上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、前記上部区画壁（１７）と下部区画壁（１４）との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるとともに、
前記上部連結管（４０）の上面に開口可能な天板（４１）を設け、
前記上部連結管（４０）の菅内を二分する垂直区画壁（４２）を設け、
二分された一方の上部連結管内を燃焼排ガス導入室（Ａ）としてその側面にガス導入口（１５）を設け、
二分された他方の上部連結管内を燃焼排ガス排出室（Ｂ）としてその側面にガス排出口（１９）を設け、
前記下部連結管（２０）の下面（２１）に清掃用配管（８５）を設けたことを特徴としている。

請求項２は、ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するエコノマイザーにおいて、
流入口（１２）及び流出口（１３）を側面に形成して前記水が通過する円筒状の水管（１１）と、
前記水管（１１）の上端位置に上部区画壁（１７）を介して連結する上部連結管（４０）と、
前記水管（１１）の下端位置に下部区画壁（１４）を介して連結する下部連結管（２０）と、
前記上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、前記上部区画壁（１７）と下部区画壁（１４）との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるとともに、
前記上部連結管（４０）の上面に開口可能な天板（４１）を設け、
前記上部連結管（４０）の菅内を二分する第１垂直区画壁（４３）を設け、
二分された一方の上部連結管内を更に二分する第２垂直区画壁（４４）を設け、
前記第２垂直区画壁（４４）で更に二分された一方の上部連結管内を燃焼排ガス導入室（Ａ）としてその側面にガス導入口（１５）を設け、
前記第２垂直区画壁（４４）で更に二分された他方の上部連結管内を燃焼排ガス排出室（Ｂ）としてその側面にガス排出口（１９）を設け、
前記第１垂直区画壁（４３）に直交する面を含む位置で前記下部連結管の菅内を二分する第３垂直区画壁（２３）を設け、
前記第３垂直区画壁（２３）で二分された各下部連結管の下面に清掃用配管（８５）をそれぞれ設けたことを特徴としている。

請求項３は、ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するエコノマイザーにおいて、
流入口（１２）及び流出口（１３）を側面に形成して前記水が通過する円筒状の水管（１１）と、
前記水管（１１）の上端位置に上部区画壁（１７）を介して連結する上部連結管（４０）と、
前記水管（１１）の下端位置に下部区画壁（１４）を介して連結する下部連結管（２０）と、
前記上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、前記上部区画壁（１７）と下部区画壁（１４）との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるとともに、
前記上部連結管（４０）の上面に開口可能な天板（４１）を設け、
前記下部連結管（２０）の菅内を二分する垂直区画壁（２２）を設け、
二分された一方の下部連結管内を燃焼排ガス導入室（Ａ）としてその下面にガス導入口（１５）を設け、
二分された他方の下部連結管内を燃焼排ガス排出室（Ｂ）としてその下面にガス排出口（１９）を設けたことを特徴としている。

請求項４は、ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するエコノマイザーにおいて、
流入口（１２）及び流出口（１３）を側面に形成して前記水が通過する円筒状の水管（１１）と、
前記水管（１１）の上端位置に上部区画壁（１７）を介して連結する上部連結管（４０）と、
前記水管（１１）の下端位置に下部区画壁（１４）を介して連結する下部連結管（２０）と、
前記上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、前記上部区画壁（１７）と下部区画壁（１４）との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるとともに、
前記上部連結管（４０）の上面に開口可能な天板（４１）を設け、
前記下部連結管（２０）の菅内を二分する第５垂直区画壁（２４）を設け、
二分された一方の下部連結管内を更に二分する第６垂直区画壁（２５）を設け、
前記第６垂直区画壁（２５）で更に二分された一方の下部連結管内を燃焼排ガス導入室（Ａ）としてその下面にガス導入口（１５）を設け、
前記第６垂直区画壁（２５）で更に二分された他方の下部連結管内を燃焼排ガス排出室（Ｂ）としてその下面にガス排出口（１９）を設け、
前記第５垂直区画壁（２４）に直交する面を含む位置で前記上部連結管（４０）の菅内を二分する第７垂直区画壁（４５）を設け、
前記第５垂直区画壁（２４）で二分され、前記ガス導入口（１５）及び前記ガス排出口（１９）が形成されない室側の下面に清掃用配管（８５）を設けたことを特徴としている。

Claims (6)

1. ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するエコノマイザーにおいて、
   流入口及び流出口を側面に形成して前記水が通過する円筒状の水管と、
   前記水管の上端位置に上部区画壁を介して連結する上部連結管と、
   前記水管の下端位置に下部区画壁を介して連結する下部連結管と、
   前記上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、前記上部区画壁と下部区画壁との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるともに、
   前記上部連結管の上面に開口可能な天板を設け、
   前記上部連結管の菅内を二分する垂直区画壁を設け、
   二分された一方の上部連結管内を燃焼排ガス導入室としてその側面にガス導入口を設け、
   二分された他方の上部連結管内を燃焼排ガス排出室としてその側面にガス排出口を設け、
   前記下部連結管の下面に清掃用配管を設けたことを特徴とするエコノマイザー。
2. ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するエコノマイザーにおいて、
   流入口及び流出口を側面に形成して前記水が通過する円筒状の水管と、
   前記水管の上端位置に上部区画壁を介して連結する上部連結管と、
   前記水管の下端位置に下部区画壁を介して連結する下部連結管と、
   前記上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、前記上部区画壁と下部区画壁との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるともに、
   前記上部連結管の上面に開口可能な天板を設け、
   前記上部連結管の菅内を二分する第１垂直区画壁を設け、
   二分された一方の上部連結管内を更に二分する第２垂直区画壁を設け、
   前記第２垂直区画壁で更に二分された一方の上部連結管内を燃焼排ガス導入室としてその側面にガス導入口を設け、
   前記第２垂直区画壁で更に二分された他方の上部連結管内を燃焼排ガス排出室としてその側面にガス排出口を設け、
   前記第１垂直区画壁に直交する面を含む位置で前記下部連結管の菅内を二分する第３垂直区画壁を設け、
   前記第３垂直区画壁で二分された各下部連結管の下面に清掃用配管をそれぞれ設けたことを特徴とするエコノマイザー。
3. ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するエコノマイザーにおいて、
   流入口及び流出口を側面に形成して前記水が通過する円筒状の水管と、
   前記水管の上端位置に上部区画壁を介して連結する上部連結管と、
   前記水管の下端位置に下部区画壁を介して連結する下部連結管と、
   前記上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、前記上部区画壁と下部区画壁との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるともに、
   前記上部連結管の上面に開口可能な天板を設け、
   前記下部連結管の菅内を二分する垂直区画壁を設け、
   二分された一方の下部連結管内を燃焼排ガス導入室としてその下面にガス導入口を設け、
   二分された他方の下部連結管内を燃焼排ガス排出室としてその下面にガス排出口を設けたことを特徴とするエコノマイザー。
4. ボイラーで発生した燃焼排ガスにより水を加温するエコノマイザーにおいて、
   流入口及び流出口を側面に形成して前記水が通過する円筒状の水管と、
   前記水管の上端位置に上部区画壁を介して連結する上部連結管と、
   前記水管の下端位置に下部区画壁を介して連結する下部連結管と、
   前記上部連結管側の空間と下部連結管側の空間とを繋ぐように、前記上部区画壁と下部区画壁との間を貫通して立設された複数のガス管とを備えるともに、
   前記上部連結管の上面に開口可能な天板を設け、
   前記下部連結管の菅内を二分する第５垂直区画壁を設け、
   二分された一方の下部連結管内を更に二分する第６垂直区画壁を設け、
   前記第６垂直区画壁で更に二分された一方の下部連結管内を燃焼排ガス導入室としてその下面にガス導入口を設け、
   前記第６垂直区画壁で更に二分された他方の下部連結管内を燃焼排ガス排出室としてその下面にガス排出口を設け、
   前記第５垂直区画壁に直交する面を含む位置で前記上部連結管の菅内を二分する第７垂直区画壁を設け、
   前記第５垂直区画壁で二分され、前記ガス導入口及び前記ガス排出口が形成されない室側の下面に清掃用配管を設けたことを特徴とするエコノマイザー。
5. 前記流入口は水管側面下方位置に、前記流出口は水管側面上方位置にそれぞれ形成する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のエコノマイザー。
6. 前記水管を圧力水容器で構成する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のエコノマイザー。

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