JPH0370901A - ボイラーの缶体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ボイラーの缶体構造の改良に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来より、ボイラーの缶体構造に関しては、ボイラー効
率向上のために種々の提案がなされている。例えば、多
管式貫流ボイラーにおいては、第６図に示すような缶体
構造が、缶体自体をコンパクトに製作し得る点、高効率
を発揮するという点で多用されている。

上記缶体は、上部管寄せ、および下部管寄せ（共に図示
せず）をともに環状に形成し、これら上下管寄せを多数
の水管（１）で連結して２個の同心円状の内側水管列（
２）並びに外側水管列（３）とし、上記内側と外側の水
管列（２）、　（３）との間に燃焼ガス流路（４）を形
成し、内側水管列（２）の一部に水管（１）の全長にわ
たる開口部（５）を設けて燃焼室（６）と上記燃焼ガス
流路（４）とを連通させ、外側水管列（３）の一部に、
上記開口部（５）と離隔する位置に水管（１）の全長に
わたる開口部（７）を設けて燃焼ガス流路（４）と煙道
（８）とを連通させたものである。

上記缶体では、燃焼室（６）に面する内側水管列（２）
の各水管表面は、主に燃焼火炎からの輻射伝熱を受け、
燃焼ガス流路（４）に面する内側並びに外側水管列（２
）、　（３）の各水管表面は、上記燃焼室から、燃焼ガ
ス流路（４）内に流入し、煙道（８）に向けて流通する
燃焼ガスからの対流伝熱を受ける。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記の缶体において、各木管の熱負荷が均一
ではなく、燃焼室出口付近の水管は、燃焼火炎からの輻
射伝熱と高温の燃焼ガス流による対流伝熱とにより、熱
負荷が高くなる。そのため、この箇所の水管の過熱やス
ケール付着の問題が生じ易く、その対策として、木管温
度を監視して上記過熱やスケール付着を防止する機構等
を設ける必要がある。

更に、高温の燃焼ガスが内外水管列間の燃焼ガス流路（
対流伝熱部）に流入するため、圧力損失が大きく、送風
機等の小容量化、小型化を図り難いという問題もある。

〔課題を解決するための手段］ この発明は、上記課題を解決するためになされたもので
、上部管寄せと下部管寄せ間を多数の水管で連結してな
るボイラーの缶体において、水管を適宜の隙間をおいて
、環状に配列して内部を燃焼室とした内側水管列を形成
すると共に、この水管列の外方に、水管間隙間を封止し
た外側水管列を形成し、さらに上記雨水管列間の空間を
上下に区画して上部流路並びに下部流路を形成すると共
に、それら水管列の間において、上部流路と下部流路と
を連結する上下方向の連結流路を形成し、かつ内側水管
列を挟んで上記上部流路の上記連結流路と実質上対向す
る位置に燃焼ガス排出用の煙道を開設したことを特徴と
するボイラーの缶体構造である。

〔作用〕

この発明に係るボイラーの缶体構造によれば、燃焼ガス
は、缶体下部における内側水管列の水管隙間を放射方向
に通過した後、雨水管列間に形成される流路の一箇所に
集まるように流れ、更に、この一箇所に集中した燃焼ガ
スは、缶体上部において、雨水管列間に形成される流路
内に上昇して流入した後、この流入箇所と対向する位置
にある煙道に向けて流れる。

〔実施例〕

第１図〜第３図は、この発明に係るボイラーの缶体構造
の一実施例を示すものである。

図面において、０ωは上部管寄せ、（１１）は下部管寄
せで、これら管寄せは何れも環状をなし、その間に多数
の水管ＱＺＩが配設されている。

上記水管（転）は両管寄せＧＯ）、　＜Ｉ＋）間に同心
状に、内外２列に配設され、内側木管列Ｑ３）並びに外
側水管列側を形成している。そして、内側水管列０■で
囲まれる空間が燃焼室（１９となっている。この燃焼室
（１５）の上方部にはバーナ０６）が設けられている。

上記内側水管列（＋３）と外側水管列０４）との間の略
円筒状の空間は、仕切板０′ｒ）によって上下方向（即
ち水管の長さ方向）に区画されており、これによって２
つの円筒状の流路、即ち、上部流路（１８）及び下部流
路（］（＋１が形成され、上部流路Ｃωと下部流路Ｏｇ
）とは、連結流路１２＋）によってｌ箇所で連通した状
態にある。

上記の連結流路＋２（Ｄは、図示する実ｈ１例では、外
側水管列側より外方に突出させて形成されている。

上記内側水管列（１３１において、上部流路ｏ８）に位
置する水管隙間は、適宜のフィン状部材（２）で閉鎖さ
れており、また、下部流路（１９）における上記連結流
路（２０）と対向する位置の水管隙間は、上記フィン状
部材（２）により、或いは、新たなフィン状部材により
閉鎖されている。

上記外側水管列０４）は、各水管間隙間をフィン状部材
（支）によって閉鎖されており、上記の連結流路０ωと
対向する側における上部流路（１８）側には、燃焼ガス
を外部に排出するための煙道（至）が設けられている。

更に、上記内外側水管列（１３）、０４）の上部流路（
１８）内における水管の対向部には、夫々略水平の多数
の伝熱ヒレ（２）が上下方向に配設されている。

上記構成の缶体による機能を以下に説明する。

上記内側水管列ｑつにおいて、燃焼室θつに比む各水管
表面は、主にバーナ０６）の燃焼火炎から輻射伝熱と燃
焼ガスからの対流伝熱を受ける。そして、燃焼室Ｑ５）
内で生成した燃焼ガスは、内側水管列ａつの下部におけ
る各水管隙間（１３ａ）から外側水管列０４）に向けて
放射方向に吹き出し、この際に内側水管列（１３）の各
水管（１２）は対流伝熱を受ける。上記雨水管列（１３
）、０４）の間の空間、即ち、下部流路（１９）内に流
入した燃焼ガスは、上記連結通路１２［Ｄに向けて流れ
、その後、この連結通路Ｉ２０を通って上部流路（１８
）に向けて流れるが、この際に、上記下部流路（１９）
に臨む各水管列（１３）、（１４）の各水管表面に熱伝
達を行う。

この後、上記の熱伝達により温度の低下した燃焼ガスは
、連結通路（２０）を通って上部空間（１０に流入し、
上部流路（１８）に沿って互いに反対方向に分流し、煙
道■に向けて流れ名。この際、燃焼ガスは、上部流路（
１８）に臨む各水管Ｑ３）、０４）の各水管表面に熱伝
達が行われるが、この表面には多数の伝熱ヒレ（社）が
取付けられているため、これまでの熱伝達により温度の
低下した燃焼ガスから、より多くの熱を回収することが
できる。

従って、上記缶体においては、燃焼直後の高温の燃焼ガ
スは、内側水管列ａ刃下部のほぼ全周にわたって設けら
れた水管隙間（１３ａ）から、下部流路（１９）に流入
するため、限られた水管に熱負荷が集中することなく、
この内側水管列側の各水管（１２１は、略均等な伝熱を
受け、また全周囲に吹出すための圧力損失も少ない。更
に、この高温の燃焼ガスは、上記の内側水管列（１３）
下部の水管隙間（１３ａ）から、下部流路（１９）に流
入して、この流路Ｏｇ）内を流通するため、高温の燃焼
ガスは、常に内部に水を保有する水管０の下部のみを流
れることになり、水管■の過熱を防止することができる
。

更に、上記連結流路！２０を流れる比較的低温（４（１
０〜５（１０°Ｃ）の燃焼ガスを、この流路から容易に
分岐させて取出すことができるため、この燃焼ガスを節
炭器（エコノコイザー）や、より高温度域の熱交換器、
例えば、過熱蒸気を得るためのスーパーヒータ等に供給
することができる。

また、上記構成において、伝熱ヒレ（２）は内外側水管
列の上半部分にのみ設けられるため、在来のものより製
作工数が省かれてローコスト化が図れる。

尚、本発明は、上述した実施例に限るものではなく、例
えば、内側水管列（１３）における連結流路（至）側の
水管隙間をフィン状部材で塞ぐ代わりに、第４図に示す
ように、この箇所の水管（１２）を互いに密接して配置
してもよく、更にまた、連結流路Ｑ（Ｄを外側水管列０
４）により外方に突出させて形成せずとも、第５図に示
すように仕切板０７）に切欠き部（１７ａ）を形成し４
この切欠き部（１７ａ）でもって上部流路ｑ印と下部流
路（１９）とを連通させてもよい。

更に本発明は、貫流ボイラーのみならず、この発明と同
種の缶体構造を適用している他の水管ボイラーの缶体に
も適用するこてができる。

〔発明の効果〕

この発明に係るボイラーの缶体構造によれば、燃焼直後
の高温の燃焼ガスを内側水管列下部の多数の水管隙間か
ら放射状に下部流路に向けて流通させるようにしである
ため、在来のもののように限られた木管に熱負荷が集中
することなく、略均−な熱伝達が行えることになり、更
に、この高温の燃焼ガスは、常に内部に水を保有する水
管下部のみを流れるため、従来、問題となっていたスケ
ール付着、水管の過熱等の問題や圧力損失に起因する送
風機の大容量化等の問題を解消することができる。

更に、この発明によれば、水管下部における熱伝達後、
温度低下した燃焼ガスを、上部流路に導いて更に熱回収
を行うようにしたため、熱回収効率も高い。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、この発明に係るボイラーの缶体構造
の一実施例を示すもので、第１図は縦断側面図、第２図
は、第１図のＩ−１線に沿う断面図、第３図は第１図の
■−■線に沿う断面図である。 第４図、第５図は、夫々この発明に係るボイラーの缶体
構造の他の実施例を示す横断面図である。 第６図は従来のボイラーの缶体構造の一例を示す横断面
図である。 ０Φ・・・上部管寄せ Ｑ２）・・・水管 ０４）・・・外側水管列 ＯＤ・・・仕切板 側・・・下部流路 （至）・・・煙道 （１１）・・・下部管寄せ Ｑ３）・・・内側水管列 （１５）・・・燃焼室 ＱｆＤ・・・上部流路 ＋２１）・・・連結流路 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上部管寄せ（１０）と下部管寄せ（１１）間を多数の水
   管（１２）で連結してなるボイラーの缶体において、 水管（１２）を適宜の隙間をおいて、環状に配列して内
   部を燃焼室（１５）とした内側水管列（１３）を形成す
   ると共に、この水管列（１３）の外方に、水管間隙間を
   封止した外側水管列（１４）を形成し、さらに 上記両水管列（１３）、（１４）間の空間を上下に区画
   して上部流路（１８）並びに下部流路（１９）を形成す
   ると共に、それら水管列の間において上部流路（１８）
   と下部流路（１９）とを連結する上下方向の連結流路（
   ２０）を形成し、かつ 内側水管列を挟んで、上記上部流路（１８）の上記連結
   流路（２０）と実質上対向する位置に燃焼ガス排出用の
   煙道（２３）を開設したことを特徴とするボイラーの缶
   体構造。