JP4748900B2 - Water tube boiler - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、業務用、空調用、産業用、発電用に使用される自然循環式の水管式ボイラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図1に示すように、従来の水管式ボイラは、図1に示すように蒸発水管3(加熱上昇管)群とは別に独立した非加熱降水管30を設け、該降水管30からの水を下部管寄2を介して各蒸発管3に分配し、汽水ドラム4ー非加熱降水管30ー下部管寄2ー蒸発管3群ー汽水ドラム4という水循環ループを構成していた。
【0003】
この降水管は、高温ガス通路外で非加熱として設けられる為、汽水ドラム、蒸発水管群、高温ガス通路の制約を受け、曲がり部分が多かった。
【0004】
又近年、この降水管を設けることのない、蒸発水管群下部より給水する所謂多管式貫流ボイラが使用される場合がある。
【0005】
【発明解決しようとする課題】
このように、従来の水管式ボイラでは、降水管は蒸発水管群とは、別の熱的・物理的制約を受けるために、ボイラ本体から隔離されたような出っ張った配管ルートを取らざるを得なかった。そのために、降水管や蒸発管下部への分配管は、スペースも余計に必要とし、加工や組み立てにも多大な時間を要していた。
【0006】
更には、蒸発水管群下部より給水する所謂多管式貫流ボイラが使用される場合には、本質的に水循環性能が悪く、水管の焼損や熱疲労等の水管へのダメージが避けられず、安全性や信頼性に問題があった。
【0007】
このように、従来の水管式ボイラ等では、降水管の設置の構造に問題があり、且つ製造コストもかかっていた点を改善し、降水管ループの簡略化を含む水管式ボイラを実現することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、上下部管寄に連結し複数の管列を備えた水管群の一部を適宜非加熱降水管とし、他を加熱上昇管として2つに分け、且つ加熱上昇管と非加熱降水管との間には断熱壁が設けられた水管式ボイラを提供するものである。
【0009】
前記非加熱降水管をフィンで結合したことで、燃焼ガスに対して密閉された構造とすることができる
【0010】
前記上部管寄には、加熱上昇管と非加熱降水管とに分流する仕切部を設けたもので、上部管寄内を仕切る部材を設けることで、2つの異なる機能を有する管群を1つの上部管寄で行うことが可能となり、一層コンパクト化が図られる。
【0011】
前記上部又は下部管寄は、単一の容器体から形成され、又断面が同一の半円形状であるので製作がより容易となり、又組み立ても簡単とする。
【0012】
水管式ボイラに於ける上下部管寄に連結し複数の管列を備えた水管群の一部を適宜非加熱降水管とし、他を加熱上昇管として2つに分け、且つ加熱上昇管と非加熱降水管との間には断熱壁を設けたものにおいて、上下部管寄に連結した水管群を1モジュールとし、該モジュールを高温ガスの流れ方向に単段又は複数段以上列設したものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
【0015】
図2には、本発明の1実施例である降水管を有する水管式ボイラの断面図を示している。
【0016】
本発明の水管式ボイラの実施例では、図2に示されるように、汽水ドラム4、該汽水ドラム4から下方に汽水連絡管5及び降水連絡管7を通して、上部管寄1へつながり、更に、加熱上昇管3、非加熱降水管301を通して、下部管寄2へと連絡している。ここでは、非加熱降水管301は、前記水管群の一部が、その役を果たすことになるので、格別他の特別な形状構造のものを必要としないので、コンパクトとなり且つ製作は容易となり簡易な構造が得られる。
【0017】
特に、上部管寄1内は、加熱上昇管3、降水連絡管7と非加熱降水管301とが連結してあるので、内部が仕切板7によって仕切られている。
従って、加熱上昇管3は、仕切された室10から汽水連絡官5を通って、汽水ドラム4へ蒸気が上昇する。これに対して、汽水ドラム4からは、水が降水管7を通って、仕切られた室11を通り下方へ流出する。そこで、何も格別の装置は必要とせず単に上部管寄1内を仕切るだけで済むので簡単な構成に一層役立つ。
【0018】
又、上部管寄1又は下部管寄2は、単一の容器体で形成されているので、管群の組み立ては容易である。更に、図4に示すように、断面は半円形状とし、上下官寄で同じものとすれば、製作も組み立ても簡単となる利点がある。
【0019】
仕切板7は、加熱上昇管3と非加熱降水管301との蒸気と水とが接するものとなるので、伝熱面積が小さい図示ものでは、断熱材を覆うこと等は不要だが、伝熱面積が大となれば、設けることも求められよう。
【0020】
なお、上記実施例では、汽水ドラム4からの上部管寄1を共通のものとして、室10と11に分けたが、その他として、降水連絡管7を受ける室10と11を別個の独立した室として設けられる事も可能である。
【0021】
更に、図2の平面図に示すように、複数の加熱上昇管3及び非加熱降水管301は、1モジュールから形成されておりユニット化されている。この状況は、図4の側面図に示すものからも理解される。汽水ドラム4から、降水連絡管7が、各モジュールへ延びており、上部管寄1と連絡しているのがわかる。
【0022】
各モジュールは、図2に示すように、複数の加熱上昇管3の管列の両端には断熱壁302、302が設けられている。
断熱壁302は、断面が矩形状であって、上下方向に延びているので、汽水ドラム4を支えるための強度を増す部材としての役割をも果たしている。勿論、断面が矩形に限定されるのではなく、適宜採用できる。
それら断熱壁301の外壁側方には、非加熱降水管301が設けられるのである。
なお、必要に応じて、断熱壁は片方のみでもよい。
【0023】
断熱壁301の外壁側に、コンパクトに非加熱降水管301が設置できることになるので、全体構造が小型化できることになる。
【0024】
更に、モジュール化すれば、ユニット毎に取り出したりして点検や修理が行える利点もある。
【0025】
前記実施例では、断熱壁301の外壁側に非加熱降水管301が設置されているが、図5に示すように、加熱上昇管3の中に設けることも可能である。
【0026】
即ち、非加熱降水管301を加熱上昇管3の中に断熱部材で囲って設置すことも可能である。この場合には、燃焼ガスの流れが、加熱上昇管3に対して有効となるように設置されねばならない。
このように、断熱壁を設置することで、降水管を水管群の適宜のところへ設ける事が可能となった。
【0027】
更に、モジュール両端の非加熱降水管302には、フィン303を設けて、メンブレンフォールとすれば、やはりユニット化が行え、製造や点検にも利点があるのはわかる。更に、断熱壁302,302をフィン303で連結するので、燃焼ガスが漏れることはなくなり、特別の炉壁は必要ない。
【0028】
又、汽水ドラム4は、加熱上昇管3の管列に対して、図3や図4に示すように、中央部へ設置できる構造ともなり、従来のようにアンバランスなものとならないので、汽水ドラム4の支持を加熱上昇管3や非加熱降水管301群によって平均化して行うことができるので、管の強度を一部的に大きく取らなくても済み、コストの低減にも寄与できる構造となる。又モジュール化した場合には、更に製作や組み立てが容易となるのが理解される。
更に、降水連絡官7も、図4に示すように、左右対称となるので、準備する降水管7も、図1に示す従来のように、異なった寸法のものを必要とせず、2種類の降水連絡官7を設けるだけでよいので、より簡易化した構造が得られる。
【0029】
勿論、汽水ドラム4は、加熱上昇管3の管列に対して、図6に示すように、中央部ではなく、従来のように片方にも設置できる構造とすることもできる。
【0030】
このように、汽水ドラム4からの水は、降水連絡管7より、上部管寄1,非加熱降水管301、下部管寄2を経て、加熱上昇管3へ入る。ここで、蒸発が起こり、気水混合状態で、上部管寄1,汽水連絡官5を通り、汽水ドラム4へ導かれる。
【0031】
【発明の効果】
本発明の水管式ボイラは、外部に独立した非加熱降水管を設けなくても、一部の水管群を利用するので、別設したものを必要とせず、コンパクトとなり、又製作やメインテナンスも容易でそれと同じ水循環回路が得られる。
【0032】
更に上下部管寄に連結した水管群を1モジュールとし、該モジュールを高温ガスの流れ方向に単段又は複数段列設したので、製造やメインテナンスはより容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の水管式ボイラの汽水ドラムと加熱上昇管、非加熱降水管との関係を示す図である。
【図2】本発明の1実施例である水管式ボイラの加熱上昇管、断熱壁と非加熱降水管との関係を示す図であるである。
【図3】前図2における水管式ボイラの加熱上昇管、断熱壁と非加熱降水管との平面図を示す。
【図4】図2に示す水管式ボイラの側面図である。
【図5】本発明の他の実施例である水管式ボイラの加熱上昇管、断熱壁と非加熱降水管との関係を示す図であるである。
【図6】本発明の他の実施例である水管式ボイラの加熱上昇管、断熱壁と非加熱降水管との関係を示す図であるである。
【符号の説明】
1 上部管寄
2 下部管寄
3 加熱上昇管(蒸発管)
301 非加熱降水管
302 断熱壁
4 汽水ドラム
5 汽水連絡管
6 仕切板
7 降水連絡管
10、11 室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a natural circulation water tube boiler used for business use, air conditioning, industrial use, and power generation.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 1, the conventional water tube boiler is provided with an
[0003]
Since this downcomer pipe is provided as non-heated outside the hot gas passage, it has many bent parts due to restrictions of brackish water drum, evaporating water pipe group and hot gas passage.
[0004]
In recent years, a so-called multi-pipe once-through boiler that supplies water from the lower part of the evaporating water pipe group without the precipitation pipe is sometimes used.
[0005]
[Problem to be Solved by the Invention]
In this way, in conventional water tube boilers, the downpipe is subject to thermal and physical restrictions different from those of the evaporative water tube group, so it has to take a protruding piping route that is isolated from the boiler body. There wasn't. Therefore, the distribution pipe to the lower part of the downpipe and the evaporation pipe requires extra space, and processing and assembly take a lot of time.
[0006]
Furthermore, when a so-called multi-tube type once-through boiler that supplies water from the lower part of the evaporative water tube group is used, the water circulation performance is inherently poor, and damage to the water tube such as burning of the water tube or thermal fatigue is inevitable, which is safe. There was a problem in reliability and reliability.
[0007]
As described above, in the conventional water tube boiler, etc., there is a problem in the structure of installation of the downcomer and the manufacturing cost is increased, and a water tube boiler including simplification of the downcomer loop is realized. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a part of the water pipe group connected to the upper and lower pipes and provided with a plurality of pipe rows is appropriately set as an unheated downcomer, the other as a heated riser, It is intended to provide a water tube boiler provided with a heat insulating wall between the unheated downcomer.
[0009]
By connecting the unheated downcomer with fins, it is possible to make a structure sealed against combustion gas.
The upper pipe is provided with a partition for dividing the heated rise pipe and the non-heated down pipe. By providing a member for partitioning the inside of the upper pipe, a pipe group having two different functions is provided. It becomes possible to carry out with the upper pipe holder, and further downsizing is achieved.
[0011]
The upper or lower header is formed from a single container body, and has a semicircular shape with the same cross section , so that it is easier to manufacture and easy to assemble.
[0012]
In the water tube boiler, a part of the water tube group connected to the upper and lower pipes and having a plurality of tube rows is appropriately set as an unheated downpipe, and the other is divided into two as a heated riser, In the case where a heat insulating wall is provided between the heated precipitation pipes, the water pipe group connected to the upper and lower pipes is one module, and the modules are arranged in a single stage or in multiple stages in the flow direction of the high temperature gas. is there.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a water tube boiler having a downcomer that is one embodiment of the present invention.
[0016]
In the embodiment of the water tube boiler of the present invention, as shown in FIG. 2, the
[0017]
In particular, the inside of the upper header 1 is partitioned by the
Therefore, in the
[0018]
Moreover, since the upper header 1 or the
[0019]
Since the
[0020]
In addition, in the said Example, although the upper header 1 from the
[0021]
Further, as shown in the plan view of FIG. 2, the plurality of
[0022]
As shown in FIG. 2, each module is provided with
Since the
An
In addition, only one side may be sufficient as the heat insulation wall as needed.
[0023]
Since the
[0024]
Furthermore, when modularized, there is an advantage that inspection and repair can be performed by taking out each unit.
[0025]
In the embodiment, the
[0026]
That is, it is also possible to install the
In this way, it was possible to install the downpipe at an appropriate place in the water tube group by installing the heat insulating wall.
[0027]
Further, it can be seen that if the
[0028]
Also, the
Further, since the
[0029]
Needless to say, the
[0030]
In this way, water from the
[0031]
【The invention's effect】
The water tube boiler of the present invention uses a part of the water tube group without providing an independent non-heated downpipe outside, so that it does not require a separate tube, is compact, and is easy to manufacture and maintain. The same water circulation circuit can be obtained.
[0032]
Further, since the water pipe group connected to the upper and lower pipes is made into one module and the module is arranged in a single stage or a plurality of stages in the flow direction of the high temperature gas, manufacturing and maintenance becomes easier.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a brackish drum, a heating riser pipe, and an unheated downcomer pipe of a conventional water tube boiler.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a heating riser, a heat insulating wall, and an unheated downcomer of a water tube boiler that is one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a heating riser, a heat insulating wall, and an unheated downcomer of the water tube boiler in FIG.
4 is a side view of the water tube boiler shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between a heating riser, a heat insulating wall and an unheated downcomer of a water tube boiler that is another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between a heating riser, a heat insulating wall and an unheated downcomer of a water tube boiler that is another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1
301
Claims (5)
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