JP4640705B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

この発明は、バーナの火炎からの輻射熱による影響を抑制することができるバーナを側面に備えた燃焼装置に関するものである。

複数の水管がそれぞれ垂直に立設された箱型形状の缶体の一側面に、バーナが装着され、これとは反対側の側面に煙道が設けられたボイラ（燃焼装置）が知られている。前記バーナが装着される前記一側面の正面板には、開口部が形成されており、ここへ前記バーナのバーナエレメントが組み込まれる。この種のボイラにおいては、前記缶体内の熱を外へ放出させないようにするため、前記開口部の外周に断熱材を形成し、さらに前記断熱材の外周にシール材を設け、前記バーナの一側面と前記正面板とで、前記断熱材および前記シール材を挟むように前記バーナを装着する構成となっている（たとえば、特許文献１参照）。

前記ボイラには、前記バーナから前記煙道へ向かって流れる燃焼ガス（燃焼反応中のガスを含む。）を導くように、前記水管同士が一列に接続された水管壁が前記缶体の両側面に沿って、それぞれ形成されている。この水管壁の前記正面板寄りの端部の水管は、前記正面板の左右面，すなわち前記開口部を形成した前記正面板の左右部分にそれぞれ接続されている。これは、前記両側面へ燃焼ガスが漏れないようにするためである。したがって、前記左右部分は、前記端部の水管により冷却されるので、前記バーナの火炎による輻射熱を受けても、前記左右部分から前記シール材へ熱が伝わりにくい構成となっている。
実用新案登録第２５８９１２０号公報

しかしながら、前記開口部を上下方向から挟む位置にある前記正面板の上下面，すなわち前記開口部を形成した前記正面板の上方部分および下方部分は、前記各水管のいずれとも接続されておらず、前記バーナの火炎からの輻射熱により過熱される構成となっていた。したがって、前記上方部分および前記下方部分が、前記バーナの火炎からの輻射熱によって過熱され、前記シール材へ熱が伝わり溶融するおそれがあったため、従来技術においては、耐熱性の高いシール材を選択するか、前記シール材を頻繁に交換する必要があった。とくに、この種のボイラにおいては、前記バーナエレメントは、前記正面板の下方に組み入れられているため、前記下方部分が火炎の影響を受けやすい構成となっていた。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決することを目的とする。具体的には、前記バーナの火炎からの輻射熱によって、前記開口部に装着された前記シール材の溶融を防止することを目的とする。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、燃焼装置の一側面を構成する正面板の開口部へシール材を介して装着されたバーナを備え、前記開口部を形成した前記正面板の上方部分または下方部分の少なくとも一方に断熱処理を施し、前記燃焼装置は、上部ヘッダおよび下部ヘッダと、これらの両ヘッダとそれぞれ接続された複数の水管とにより構成された缶体を備えたボイラであって、前記上方部分および前記下方部分は、前記上部ヘッダおよび前記下部ヘッダとそれぞれ接続され、前記上部ヘッダの下面および前記下部ヘッダの上面には、それぞれ上部耐火物層および下部耐火物層が形成され、前記バーナが前記開口部へ装着され、前記開口部の上部を前記上部耐火物層の表面位置と同じか上方となるようにし、および／または前記開口部の下部を前記下部耐火物層の表面位置と同じか下方となるようにしたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、前記断熱処理は、前記上方部分または前記下方部分の少なくとも一方へ断熱材層または耐火物層を形成したことを特徴としている。

請求項１から請求項４に記載の発明によれば、前記バーナの火炎からの輻射熱によって、前記開口部へ装着されたシール材の溶融を防止することができる。

以下、この発明を実施した燃焼装置の実施例を図１から図５に基づいて詳細に説明する。図１は、燃焼装置の具体例である実施例のボイラ１の断面説明図であり、また図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面説明図であり、そして図３は、前記ボイラ１の一側面を構成する正面板３の正面説明図である。そして、図４は、前記ボイラ１に適用されるバーナ２の正面説明図である。さらに、図５は、図１に示す実施例の要部拡大図である。

この第一実施例の前記ボイラ１は、箱型形状の缶体８と、ハニカム構造のバーナエレメント１２を備える前記バーナ２と、煙道２８などから構成されている。前記缶体８は、前記正面板３，背面板４，両側の側面板５，５（図２参照），上部ヘッダ６および下部ヘッダ７から構成されている。そして、前記缶体８には、一端を前記上部ヘッダ６の下面と接続され、他端を前記下部ヘッダ７の上面と接続された複数の水管９，９，…が立設されており、前記上部ヘッダ６の下面には、上部耐火物層１０が形成され、また前記下部ヘッダ７の上面には、下部耐火物層１１が形成されている。また、前記バーナ２は、前記正面板３に装着されており、前記煙道２８は、前記背面板４に装着されている。そして、前記正面板３に形成された開口部１３よりも上方に位置する上方部分１９（図３参照）および前記開口部１３よりも下方に位置する下方部分１４（図３参照）には、それぞれ断熱処置が施されている。

前記各水管９は、所定の間隔を隔てて前記缶体８内のほぼ全域に立設されている（図１および図２参照）。前記各側面板５寄りに立設された前記各水管９同士は、記各側面板５に沿うように一列に接続され、それぞれ水管壁１５，１５を構成している。この各水管壁１５の前記正面板３寄りのそれぞれの端部水管１６，１６は、前記正面板３とそれぞれ接続され、これとは反対側の前記各水管壁１５の端部は、前記背面板４とそれぞれ接続されている。これによって前記各水管壁１５の端部から燃焼ガス（燃焼反応中のガスを含む。）が漏れるのを防止している。

前記正面板３には、図３に示すように、四角形の開口部１３が形成され、この開口部１３よりも下方の下方部分１４には、前記バーナ２の取り外しの際に用いられる支持板１７（図１参照）が設けられている。そして、前記正面板３には、前記開口部１３の左右方向（図２の左右方向）の両開口縁に沿って、上下方向にそれぞれ第一角材１８，１８が設けられ、これらは前記端部水管１６とそれぞれ接続されている（図２参照）。また、前記開口部１３を形成した前記正面板３の上方部分１９および前記下方部分１４には、それぞれ水平方向の第二角材２０，２０が設けられている。これらは、前記正面板３の補強材として機能する。ここで、前記正面板３の左右部分（前記開口部１３を形成した前記正面板３の左側部分と右側部分）には、上下方向へ一定間隔を隔てて複数のボルト穴２１，２１，…が設けられているが、これは前記正面板３を前記バーナ２と接続するためのものである。

前記バーナ２は、図４に示すように、上方に空気流入部２２が設けられ、一側面を構成する接続板２３に前記バーナエレメント１２が装着されている。前記バーナエレメント１２の外周には、断熱材２４が設けられ、この断熱材２４の外周にはシール材２５が設けられている。前記バーナ２が、前記正面板３と接続された状態では、前記バーナエレメント１２の外周縁は、前記開口部１３に入り、かつ前記シール材２５は、前記接続板２３と前記正面板３とで挟まれるように、前記接続板２３と前記正面板３とが向かい合っている。また、前記断熱材２４の内周縁は、前記開口部１３内へ突出し、前記断熱材２４の外周縁は前記正面板３および前記各耐火物層１０，１１とそれぞれ当接している。

図５（ａ）および図５（ｂ）は、それぞれ図１の前記開口部１３の上方箇所および下方箇所を拡大したものであり、前記断熱処置を施した状態を表している。この第一実施例では、前記断熱処置として、前記正面板３の開口縁上部２６を、前記上部耐火物層１０の表面よりも上方位置とし、前記正面板３の開口縁下部２７を、前記下部耐火物層１１の表面よりも下方位置としている。したがって、前記開口縁上部２６および前記開口縁下部２７には、それぞれ前記上部耐火物層１０および前記下部耐火物層１１が積層された状態となっている。さらに、前記断熱材２４の外周縁の上部は、前記上方部分１９および前記上部耐火物層１０と、前記接続板２３とによって挟まれ、また前記断熱材２４の外周縁の下部は、前記下方部分１４および前記下部耐火物層１１と、前記接続板２３とによって挟まれる構成となっている。ここで前記開口縁上部２６とは、前記開口部１３を形成する前記正面板３の内周の上辺であり、前記開口縁下部２７とは、前記開口部１３を形成する前記正面板３の内周の下辺である。

この第一実施例では、前記上方部分１９の前記缶体３の内部側および前記開口縁上部２６は、前記上部耐火物層１０によって覆われ、前記下方部分１４の前記缶体３の内部側および前記開口縁下部２７は、前記下部耐火物層１１によって覆われているので、前記上方部分１９および前記下方部分１４は、前記バーナ２の火炎からの輻射熱により過熱されることがなく、前記シール材２５へ熱が伝わって溶融することがない。また、前記上方部分１９の前記バーナ２側は、前記上部耐火物層１０と前記接続板２３との間を前記断熱材２４によって塞がれ、前記下方部分１４の前記バーナ２側は、前記下部耐火物層１１と前記接続板２３との間を前記断熱材２４によって塞がれる構成となっているので、前記シール材２５が直接、前記バーナ２の火炎からの輻射熱を受けることがない。したがって、前記シール材２５の交換頻度をより少なくすることができ、より耐熱温度の低いシール材を用いることができる。

ここで、この第一実施例の変形例を説明すると、この第一実施例では、前記開口縁上部２６は、前記上部耐火物層１０の表面位置よりも上方となるように形成され、前記開口縁下部２７は、前記下部耐火物層１１の表面位置よりも下方となるように形成されているが、前記開口縁上部２６および前記開口縁下部２７を、それぞれ前記上部耐火物層１０および前記下部耐火物層１１の表面位置と同じになるように形成し、さらに前記断熱材２４を前記開口縁上部２６および前記開口縁下部２７に積層する構成としてもよい。これによっても、前記上方部分１９および前記下方部分１４は、前記バーナ２の火炎からの輻射熱により過熱されることがなく、前記シール材２５へ熱が伝わったり、前記シール材２５が、直接、前記バーナ２の火炎からの輻射熱を受けることがない。このように、前記前記上方部分１９または前記下方部分１４と前記シール材２５が、火炎による輻射熱による影響を受けないように，すなわち断熱材層または耐火物層によって輻射熱を遮るように構成する
ことが好ましい。

さらに、この第一実施例の変形例を説明すると、この第一実施例では、前記上方部分１９および前記下方部分１４に対して断熱処置を施しているが、前記バーナ２の装着位置によっては、火炎による影響がある前記上方部分１９または前記下方部分１４の一方に断熱処置を施してもよい。

つぎに、この発明の第二実施例を図６に基づいて説明する。図６は、第二実施例の要部拡大図である。図６において、この第二実施例は、図５における第一実施例と比べ、断熱処置の施し方が相違し、その他の構成は、第一実施例の構成と同様であるので、同一構成部材には同一符号を附し、その詳細な説明を省略する。

さて、第一実施例と相違する断熱処置について述べる。この第二実施例における正面板３の開口縁上部２９は、前記上部耐火物層１０の表面位置よりも下方となるように形成され、また前記正面板３の開口縁下部３０は、前記下部耐火物層１１の表面位置よりも上方となるように形成されている。そして、前記開口縁上部２９および前記開口縁下部３０は、断熱材３１によってそれぞれ覆われる構成となっており、したがって前記断熱材３１は、前記上部耐火物層１０および前記下部耐火物層１１とそれぞれ当接している。

この第二実施例によれば、前記正面板３の上方部分１９および下方部分１４は、前記バーナ２の火炎による輻射熱を受けない構成となっており、さらに前記シール材２５が、直接、前記バーナ２の火炎からの輻射熱を受けることがない。また、前記断熱材３１の外周縁の上部は、前記上方部分１９と前記接続板２３とによって挟まれ、また前記断熱材３１の外周縁の下部は、前記下方部分１４と前記接続板２３とによって挟まれる構成となっているので、前記シール材２５が、直接、前記バーナ２の火炎からの輻射熱を受けることがない。

ここで、この第二実施例の変形例を説明すると、この第二実施例では、前記開口縁上部２９は、前記上部耐火物層１０の表面位置よりも下方となるように構成され、また前記開口縁下部３０は、前記下部耐火物層１０の表面位置よりも上方となるように構成されているが、前記開口縁上部２９および前記開口縁下部３０を、それぞれ前記上部耐火物層１０および前記下部耐火物層１１の表面位置と同じになるように構成し、さらに前記開口縁上部２９および前記開口縁下部３０に、前記断熱材３１を積層する構成としてもよい。これによっても、前記上方部分１９および前記下方部分１４は、前記バーナ２の火炎からの輻射熱により過熱されることがなく、前記シール材２５へ熱が伝わって溶融することがない。

さらに、この第二実施例の変形例を説明すると、この第二実施例では、前記上方部分１９および前記下方部分１４に対して断熱処置を施しているが、前記バーナ２の装着位置によっては、火炎による影響がある前記上方部分１９または前記下方部分１４の一方に断熱処置を施してもよい。

この発明に係る実施例の断面説明図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面説明図。 この発明に係る正面板を示す正面説明図。 この発明に係るバーナを示す正面説明図。 第一実施例の要部拡大図であり、（ａ）は開口部の上方箇所を示し、（ｂ）は開口部の下方箇所を示す。 第二実施例の要部拡大図であり、（ａ）は開口部の上方箇所を示し、（ｂ）は開口部の下方箇所を示す。

符号の説明

１ ボイラ（燃焼装置）
２ バーナ
３ 正面板
６ 上部ヘッダ
７ 下部ヘッダ
８ 缶体
９ 水管
１４ 下方部分
１０ 上部耐火物層
１１ 下部耐火物層
１９ 上方部分

Claims (2)

1. 燃焼装置の一側面を構成する正面板の開口部へシール材を介して装着されたバーナを備え、前記開口部を形成した前記正面板の上方部分または下方部分の少なくとも一方に断熱処理を施し、前記燃焼装置は、上部ヘッダおよび下部ヘッダと、これらの両ヘッダとそれぞれ接続された複数の水管とにより構成された缶体を備えたボイラであって、
   前記上方部分および前記下方部分は、前記上部ヘッダおよび前記下部ヘッダとそれぞれ接続され、前記上部ヘッダの下面および前記下部ヘッダの上面には、それぞれ上部耐火物層および下部耐火物層が形成され、
   前記バーナが前記開口部へ装着され、
   前記開口部の上部を前記上部耐火物層の表面位置と同じか上方となるようにし、および／または前記開口部の下部を前記下部耐火物層の表面位置と同じか下方となるようにした
   ことを特徴とするボイラ。
2. 前記断熱処理は、前記上方部分または前記下方部分の少なくとも一方へ断熱材層または耐火物層を形成したことを特徴とする請求項１に記載のボイラ。
   

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