JP4405652B2 - 燃焼ガス通路に水平な熱吸収用フィンを設けたボイラ - Google Patents

Description

【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に燃焼ガスを流動させる多管式貫流ボイラであって、燃焼ガス通路に水平な熱吸収用フィンを設けたボイラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上部に環状の上部管寄せ、下部にも環状の下部管寄せを設け、上下管寄せ間を内外２列の多数の垂直水管で連結し、中央部で燃焼を行って水管を加熱するボイラがある。各水管列での隣接する水管の間は、水管端部の通煙口を設ける部分を除いて閉そくすることで、内側水管列と外側水管列の間に燃焼ガス通路を設けておく。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煙道と接続しておき、燃焼ガス通路では垂直方向に燃焼ガスを流動することで燃焼ガス通路に面した水管を加熱する。
【０００３】
前記ボイラにおいて、水管の燃焼ガス通路に面している部分に、水平な熱吸収用フィンを設けて、熱吸収量を増大している。ボイラにおいても、一般の装置と同様に小型で高効率なものが望まれており、熱吸収用フィンを設けることで、大きさを変えずにボイラの熱吸収量を増大することができる。内外２列の水管を環状に設ける場合、設置面積を小さくするために、内側水管列と外側水管列は、各水管を同一ピッチ角であって、内側と外側で半ピッチずらして配置することを行っており、この場合、内側水管列での各水管の間隔は、外側水管列の各水管の間隔よりも狭くなる。外側水管の場合には間隔が広いため、隣り合う水管の間にそれぞれ熱吸収用フィンを設けることができるが、内側水管の場合には間隔が狭いため、外側水管のように隣り合う水管の間に熱吸収用フィンを設けることはできない。そのため内側水管には熱吸収用フィンを接続しないか、接続するとしても特願H11-141368に記載のように、外側水管は各段に熱吸収用フィンを２枚ずつ接続するが、内側水管は各段に熱吸収用フィンを１枚ずつ接続することにしていた。
【０００４】
【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流動させる構成の多管式ボイラにおいて、熱の吸収量を増加させることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上部に環状の上部管寄せ、下部にも環状の下部管寄せを設け、上下管寄せ間を内外２列に配置した多数の水管で連結し、内側水管列と外側水管列の間に燃焼ガス通路を設け、燃焼ガス通路で燃焼ガスを流動させる構成とした多管式ボイラにおいて、内側水管及び外側水管の前記燃焼ガス通路に面した部分に、水平な熱吸収用フィンを多数段設けておき、熱吸収用フィンを設けた内側水管列は、熱吸収用フィンによる伝熱面積が大きな内側水管Ａと、熱吸収用フィンによる伝熱面積は小さな内側水管Ｂの２種類の水管からなり、内側水管Ａと内側水管Ｂを交互に配置する。
【０００６】
上記の熱吸収用フィンは扇紙型のフィンであって、内側水管Ａは多数段に設ける熱吸収用フィンを各段に内側水管Ｂよりも多い枚数ずつ設けたものであり、内側水管Ａは熱吸収用フィンの接続枚数を多くすることで内側水管Ｂよりも伝熱面積を大きくする。
【０００７】
【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。図１は本発明を実施したボイラの縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。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を設け、上下の管寄せの間は環状に並べた多数の内側水管３と外側水管４で連結している。内側水管３と外側水管４は、内側通煙口５及び外側通煙口６を設け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そく用フィン８で閉そくしており、内側水管３と外側水管４の間には燃焼ガス通路７を形成する。内側水管３で囲んだ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。
【０００８】
内側水管下部には閉そく用フィン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を接続する。燃焼室９で発生した燃焼ガスは、内側通煙口５を通って燃焼ガス通路７に入り、燃焼ガス通路７を上向きに流れる。外側水管上部にも閉そく用フィン８を設けていない外側通煙口６を設け、燃焼ガス通路７を通ってきた燃焼排ガスは外側通煙口６を通してボイラの周方向に取り出し、その後燃焼排ガスを集合させて煙道より排気するようにしている。
【０００９】
内側水管３と外側水管４の燃焼ガス通路に面している部分には、扇紙の形の熱吸収用フィン１１を熱吸収面が燃焼ガス流に対して交差するように水平に多数段設けておく。内側水管３と外側水管４に接続する熱吸収用フィン１１は、それぞれ同形状の熱吸収用フィンを用いる。しかし、内側水管３は各段に２枚ずつ熱吸収用フィンを接続した内側水管Ａと、各段に１枚ずつ熱吸収用フィンを接続した内側水管Ｂを交互に配置し、外側水管４はすべて各段に２枚ずつ熱吸収用フィンを接続しておく。
【００１０】
内側水管の間隔は狭いため、隣り合う水管の間にそれぞれ熱吸収用フィン１１を設けるということはできない。しかし、内側水管Ａと内側水管Ｂを交互に配置することにより、隣り合う水管の間には片方の水管にのみ熱吸収用フィン１１を設置することになるため、水管の間隔を広げなくとも、熱吸収用フィン１１を増加することができる。内側水管Ａと内側水管Ｂは、同じ熱吸収用フィン１１を使用し、内側水管Ａは各段に２枚、内側水管Ｂは各段に１枚ずつ接続するものであるため、熱吸収用フィン１１は共通化でき、かつ内側水管Ａの伝熱面積を増加することができる。
【００１１】
バーナ１０の燃焼を行うと、燃焼室９内で高温の燃焼ガスが発生し、燃焼ガスは最初に内側水管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内へ入り、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内を移動しながら熱吸収用フィン１１を加熱し、燃焼ガスの熱が熱吸収用フィン１１を通って水管内の缶水を加熱する。熱吸収用フィン１１を各段に２枚とした内側水管Ａでは、従来よりも伝熱面積が大きくなっており、より多くの熱を吸収することができるため、燃焼ガスから水管へ達する熱の全体量は増加する。そのため、ボイラを大きくせずにボイラの熱吸収量を増やすことができる。
【００１２】
なお、本実施例では燃焼ガス通路７に燃焼ガスを垂直に流動させる構成のボイラに基づいて説明を行ったが、本発明はこの形状に限定するものではなく、燃焼ガス通路７に燃焼ガスを水平方向に流動させるボイラであっても同様であり、伝熱面積を増加することで熱吸収量を増加することができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明を実施することにより、ボイラの大きさを変えずに熱吸収用フィンによる熱吸収量を増加させることができ、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】 本発明の一実施例のボイラ縦断面図
【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 閉そく用フィン
９ 燃焼室
１０ バーナ
１１ 熱吸収用フィン

Claims (1)

1. 上部に環状の上部管寄せ、下部にも環状の下部管寄せを設け、上下管寄せ間を内外２列に配置した多数の水管で連結し、内側水管列と外側水管列の間に燃焼ガス通路を設け、燃焼ガス通路で燃焼ガスを流動させる構成とした多管式ボイラにおいて、内側水管及び外側水管の前記燃焼ガス通路に面した部分に、水平な熱吸収用フィンを多数段設けておき、熱吸収用フィンを設けた内側水管列は、熱吸収用フィンによる伝熱面積が大きな内側水管Ａと、熱吸収用フィンによる伝熱面積は小さな内側水管Ｂの２種類の水管からなり、内側水管Ａと内側水管Ｂを交互に配置しており、内側水管Ａは多数段に設ける熱吸収用フィンを各段に内側水管Ｂよりも多い枚数ずつ設けていることを特徴とする燃焼ガス通路に水平な熱吸収用フィンを設けたボイラ。

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