JP3373127B2 - 燃焼ガス流に対し交差する熱吸収用フィンを持った多管式貫流ボイラ - Google Patents

燃焼ガス流に対し交差する熱吸収用フィンを持った多管式貫流ボイラ

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JP3373127B2
JP3373127B2 JP04160297A JP4160297A JP3373127B2 JP 3373127 B2 JP3373127 B2 JP 3373127B2 JP 04160297 A JP04160297 A JP 04160297A JP 4160297 A JP4160297 A JP 4160297A JP 3373127 B2 JP3373127 B2 JP 3373127B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内側水管列と外側水管
列の間に設けた燃焼ガス通路内で燃焼ガスを水管の中心
軸と平行方向に流動させるボイラであって、燃焼ガス通
路に燃焼ガス流に対し交差する熱吸収用フィンを持った
多管式貫流ボイラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】環状に形成した上部管寄せと下部管寄せ
の間を、環状に並べた内側水管と外側水管の2列の水管
で連結し、内側水管ならびに外側水管での隣接する水管
の間を水管端部の通煙口が設けられる部分を除いて閉塞
することで、内側水管列と外側水管列の間に燃焼ガス通
路を形成しておき、燃焼ガス通路は内側水管の端部に設
けた内側通煙口によってボイラ中心部の燃焼室と接続さ
せ、内側通煙口と管軸方向反対側の外側水管の端部に設
けた外側通煙口によって煙道と接続し、燃焼室で発生さ
せた燃焼ガスは燃焼ガス通路内を水管の中心軸と平行方
向に流動させる多管式貫流ボイラが知られている。
【0003】また、隣接する水管の間のうち、一ヶ所を
除いて他の部分は全長にわたって閉塞させ、一ヶ所の水
管間は全長にわたって開口させておき、燃焼ガス通路で
の燃焼ガスの流れは水管の中心軸と交差する方向に流動
させる構成の多管式貫流ボイラもあり、該ボイラの場合
には外側水管での燃焼ガス通路に面した部分に水平方向
の熱吸収用フィンを設け、熱吸収用フィンの幅広の面と
平行に燃焼ガスを流すことも行われている。
【0004】燃焼ガス通路で燃焼ガスを水管の中心軸と
平行方向に流動させるボイラの場合、外側水管の各水管
への加熱量を均一にすることができるという長所がある
が、該ボイラの場合に外側水管へ水平方向の熱吸収用フ
ィンを設けると、熱吸収用フィンの幅広の面が燃焼ガス
の流れと交差することとなり、熱吸収用フィンは内側通
煙口に達した燃焼ガスが燃焼ガス通路内へ入ることを妨
げる働きをすることとなる。そのため、該ボイラには熱
吸収用フィンを設けることができず、熱吸収用フィンを
設けなかった場合には外側水管の熱吸収量が低くなると
いう問題があった。
【0005】また、熱吸収用フィンを設けたボイラの場
合、熱吸収用フィンが燃焼ガスによって過熱される場合
があり、過熱によって熱吸収用フィンの割れや脱落が発
生するという問題もあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、内外2列の水管列の間に設けた燃焼ガス通
路に燃焼ガスを水管の管軸方向と平行に流動させる構成
の多管式貫流ボイラにおいて、外側水管による熱の吸収
量を増大させることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】環状に形成した上下の管
寄せ間を環状に並べた内側水管と外側水管の2列の水管
で連結し、各水管列での隣接する水管の間を水管端部の
通煙口を設ける部分を除いて閉塞することで、内側水管
列と外側水管列の間に燃焼ガス通路を形成しておき、燃
焼ガス通路は内側水管端部に設けた内側通煙口によって
ボイラ中心部の燃焼室と接続し、内側通煙口と管軸方向
反対側の外側水管端部に設けた外側通煙口によって燃焼
排ガスを排出する多管式貫流ボイラにおいて、外側水管
の燃焼ガス通路に面する部分を、外側通煙口を設けた側
の水管端側である燃焼ガス流下流側部分と、内側通煙口
に近い水管端側である燃焼ガス流上流側部分との2つに
区分し、燃焼ガス流下流側部分に多数段の熱吸収用フィ
ンを幅広の面が燃焼ガスの流れに対して交差するように
取り付け、燃焼ガス流上流側部分には熱吸収用フィンを
取り付けない構成とする。
【0008】また、外側水管の燃焼ガス流下流側部分
は、燃焼ガス通路を流れる燃焼ガスの温度が850℃よ
りも低い部分に設け、外側水管の燃焼ガス流上流側部分
は、燃焼ガス通路内へ送られた燃焼ガスが水管の中心軸
と平行な方向に向けて流れることができるようになるま
での長さを持たせる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図面を用いて
説明する。缶体の上部には環状の上部管寄せ1、下部に
も環状の下部管寄せ2が設けられ、上下の管寄せの間を
環状に並んだ内側水管3と外側水管4が連結しており、
水管と管寄せの連結部は耐火材13で覆っている。内側
水管3と外側水管4は、内側通煙口5および外側通煙口
6が設けられる水管端部以外の部分で、それぞれの隣接
する水管の間を管軸方向に平行な閉塞用フィン8で閉塞
しており、内側水管3と外側水管4の間には燃焼ガス通
路7が形成される。内側水管3で囲まれたボイラ中心部
分は燃焼室9であり、燃焼室9上部にバーナ10を設け
る。内側水管下部には閉塞用フィン8を設けていない内
側通煙口5が燃焼室9を取り囲むように設けられてお
り、内側通煙口5によって燃焼室9と燃焼ガス通路7が
接続され、外側水管上部の閉塞用フィン8を設けていな
い外側通煙口6によって燃焼ガス通路7を送られてきた
燃焼排ガスをボイラの周方向に排出し、その後燃焼排ガ
スは集合させて煙道12より排気させるようにしてい
る。
【0010】外側水管4の燃焼ガス通路に面した表面
は、外側通煙口6を設けている側である水管上部と、内
側通煙口5に近い側である水管下部とに区分し、水管上
部は燃焼ガス流の下流側であるために燃焼ガス流下流側
部分14、水管下部は燃焼ガス流の上流側であるために
燃焼ガス流上流側部分15と名付ける。燃焼ガス流下流
側部分14には熱吸収用フィン11を幅広の面が燃焼ガ
ス流に対して交差するように多数段設けておく。燃焼ガ
ス流下流側部分14は燃焼ガス通路7を流れる燃焼ガス
の温度が850℃より下回る部分に設けることとし、熱
吸収用フィン11は850℃より高温の燃焼ガスに触れ
ることががないようにしておく。また、燃焼ガス流上流
側部分15の長さは、内側通煙口5を水平方向に通過し
て燃焼ガス通路7へ入った燃焼ガスの流れが上向き流れ
るようになるための距離を持たせておき、燃焼ガス流上
流側部分15の内側通煙口5の開口高さを除いた部分の
長さは内側通煙口5の開口高さの2倍以上とする。本発
明を完成させる際に使用したボイラでは、内側通煙口5
の開口高さを80mm、燃焼ガス流上流側部分15の長さ
を400mmとした時、燃焼ガス温度と燃焼ガス流動方向
の条件を満たすことができ、ボイラ効率も高くなった。
【0011】バーナ10を燃焼させると、燃焼室9内で
高温の燃焼ガスが発生し、まず最初に内側水管3の燃焼
室9側の面を加熱する。続いて燃焼ガスは内側通煙口5
より燃焼ガス通路7内へ達し、外側水管4に衝突すると
燃焼ガス通路7内を上方向へ向けて流れる。燃焼ガスは
燃焼ガス通路7内で流動しながら内側水管3と外側水管
4の燃焼ガス流上流側部分15の面を加熱し、水管に熱
を与えることによって燃焼ガスの温度は低下する。燃焼
ガスは次に熱吸収用フィン11を設けた燃焼ガス流下流
側部分14へ達し、燃焼ガスは流れ方向と交差方向に設
けた熱吸収用フィン11によって乱流となる。外側水管
4は熱吸収用フィン11によって伝熱面積が広げられて
おり、熱吸収用フィン11を設けたことによって多くの
熱を吸収することができる。熱吸収用フィン11を外側
水管4の下部まで設けていた場合には燃焼ガスが燃焼ガ
ス通路7へ入ることを熱吸収用フィン11によって妨害
することになるが、燃焼ガス流上流側部分15には熱吸
収用フィン11を設けないことにより、燃焼ガスは燃焼
ガス通路7内を上方向に向けて流れる流れができてお
り、一度上向きの流れが形成されると、燃焼ガス通路7
に熱吸収用フィン11を設けてあっても燃焼ガスは上方
向へ向けて流れ続ける。また、熱吸収用フィン11は燃
焼ガス温度が850℃より低い部分にのみ設けているの
で熱吸収用フィン11が過熱されることはない。
【0012】
【発明の効果】本発明を実施することにより、外側水管
による熱の吸収量を増大することができ、ボイラ効率を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示した縦断面図
【図2】図1のA−A断面図
【符号の説明】
1 上部管寄せ 2 下部管寄せ 3 内側水管 4 外側水管 5 内側通煙口 6 外側通煙口 7 燃焼ガス通路 8 閉塞用フィン 9 燃焼室 10 バーナ 11 熱吸収用フィン 12 煙道 13 耐火材 14 燃焼ガス流下流側部分 15 燃焼ガス流上流側部分
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−75805(JP,A) 特開 平3−70901(JP,A) 特開 平6−174203(JP,A) 特開 昭62−155401(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F22B 21/06 F22B 37/10 602

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 環状に形成した上下の管寄せ間を環状に
    並べた内側水管と外側水管の2列の水管で連結し、各水
    管列での隣接する水管の間を水管端部の通煙口を設ける
    部分を除いて閉塞することで、内側水管列と外側水管列
    の間に燃焼ガス通路を形成しておき、燃焼ガス通路は内
    側水管端部に設けた内側通煙口によってボイラ中心部の
    燃焼室と接続し、内側通煙口と管軸方向反対側の外側水
    管端部に設けた外側通煙口によって燃焼排ガスを排出す
    る多管式貫流ボイラにおいて、外側水管の燃焼ガス通路
    に面する部分を、外側通煙口を設けた側の水管端側であ
    る燃焼ガス流下流側部分と、内側通煙口に近い水管端側
    である燃焼ガス流上流側部分との2つに区分し、燃焼ガ
    ス流下流側部分に多数段の熱吸収用フィンを幅広の面が
    燃焼ガスの流れに対して交差するように取り付け、燃焼
    ガス流上流側部分には熱吸収用フィンを取り付けない構
    成としたことを特徴とする多管式貫流ボイラ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の多管式貫流ボイラにお
    いて、外側水管の燃焼ガス流下流側部分は、燃焼ガス通
    路を流れる燃焼ガスの温度が850℃よりも低い部分に
    設けることを特徴とする多管式貫流ボイラ。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の多管式貫流ボイラにお
    いて、外側水管の燃焼ガス流上流側部分のうち内側通煙
    口を除いた部分は、燃焼ガス通路内へ送られた燃焼ガス
    が水管の中心軸と平行な方向に向けて流れることができ
    るようになるまでの長さである内側通煙口の開口高さの
    2倍以上を有していることを特徴とする多管式貫流ボイ
    ラ。
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