JPH06331102A - 貫流ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼ガスの流れを合理的にして、各蒸発管の
伝熱量を容易に均一化でき、小型で高い伝熱効率を得る
ことができる貫流ボイラを提供する。 【構成】 上部管寄１３と下部管寄１４を有する容器１
内の前記上部管寄１３と下部管寄１４との間に、多数の
蒸発管１５を配設して蒸発管群１６を構成し、蒸発管群
１６に蒸発管１５と交叉する方向に燃焼ガス９を流すよ
うにしてある貫流ボイラであって、上部管寄１３と下部
管寄１４との間に、容器１内を上下に区画して上部ガス
通路１７と下部ガス通路１８を形成すると共に、一側に
上下部ガス通路１７，１８を連通する連通口１９を形成
するようにした仕切板２０を配設し、前記連通口１９が
形成された側とは反対側の容器前壁２３の下部位置に、
下部ガス通路１８に対向した表面バーナ２４を設置する
と共に、容器前壁２３の上部位置に排ガス出口２５を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼ガスを蒸発管群に
流通させる形式の貫流ボイラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、貫流ボイラの一例としては実公平
２−２８９０２号公報に示されているようなものがあ
り、この技術を図４及び図５を用いて説明する。

【０００３】図中、１は上部に上部管寄１３、下部に下
部管寄１４を有した長方形の容器であり、該容器１の内
部２における前記上部管寄１３と下部管寄１４との間に
は複数の蒸発管３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを配設して蒸発
管群４を構成している。ここで、蒸発管３ａは容器１の
長手方向両側に配置された管であって、該蒸発管３ａ，
３ａ相互間を連結部材（フィン）５で連結することによ
り、前記容器１の内側に側壁６を構成している。

【０００４】７は容器１の長手方向一端の前壁８に設置
した表面バーナであり、該表面バーナ７によって燃焼し
た燃焼ガス９は前記蒸発管群４と交叉するように図中左
上流から右下流に向けて流れ、容器１の他端後壁１０の
排ガス出口１１から外部に排出されるようになってい
る。

【０００５】図示の場合、側壁６内に配設されている蒸
発管群４は、前記燃焼ガス９の流れ方向に沿って、伝熱
面積の小さいものからフィン１２などを備えることによ
って伝熱面積を大きくしたものを順次配列して、各蒸発
管３ｂ，３ｃ，３ｄにおける伝熱量が上流側から下流側
まで、できるだけ均一になるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４、
図５に示した貫流ボイラでは、一方向にのみ燃焼ガス９
を流す形式であるため、燃焼ガス９からの伝熱効率を上
げようとする場合には燃焼ガス９の流通系路を直線状に
長く設定しなければならなくなり、よって装置全体が長
大化し、大きな設置スペースを必要とする問題がある。

【０００７】又、図４、図５の貫流ボイラは、燃焼ガス
９の流れに沿って各蒸発管３ｂ，３ｃ，３ｄの伝熱面積
を変化させることにより各蒸発管３ｂ，３ｃ，３ｄの伝
熱量を均一化させて貫流ボイラ全体の伝熱効率を向上さ
せるようにしているが、前記したように各蒸発管３ｂ，
３ｃ，３ｄの構成を変えることによって伝熱量を均一化
することは技術的に困難で設計が大変になる問題があ
り、図４、図５のような構成では伝熱量が段階的に変化
し、またフィン１２等を備えた蒸発管３ｃ，３ｄの製造
には非常に手間が掛かり、装置全体が高価なものとなる
問題がある。

【０００８】更に、前記図４、図５の貫流ボイラにおい
ては、表面バーナ７に近い位置の蒸発管３ｂが最も高温
に晒され、しかも内部の蒸気は上昇するほど高温になる
ために表面バーナ７に近い位置の蒸発管３ｂの上端部が
焼損する恐れも生じていた。

【０００９】本発明は上述の実情に鑑み、燃焼ガスの流
れを合理的なものにすることにより、各蒸発管の伝熱量
を容易に均一化でき、小型で高い伝熱効率を得ることが
でき、しかも蒸発管の焼損の問題も低減できる貫流ボイ
ラを提供することを目的としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上部管寄と下
部管寄を有する容器内の前記上部管寄と下部管寄との間
に、多数の蒸発管を配設して蒸発管群を構成し、該蒸発
管群に蒸発管と交叉する方向に燃焼ガスを流すようにし
てある貫流ボイラであって、前記上部管寄と下部管寄と
の間に、前記容器内を上下に区画して上部ガス通路と下
部ガス通路を形成すると共に、一側に上下部ガス通路を
連通する連通口を形成するようにした仕切板を配設し、
前記連通口が形成された側とは反対側の容器前壁の下部
位置に、前記下部ガス通路に対向した表面バーナを設置
すると共に、前記容器前壁の上部位置に排ガス出口を形
成したことを特徴とする貫流ボイラ、及び前記仕切板を
上部ガス通路と下部ガス通路での夫々の燃焼ガスの平均
通過流速が等しくなるような位置に取付けたことを特徴
とする貫流ボイラ、に係るものである。

【００１１】

【作用】請求項１の発明では、仕切板により表面バーナ
からの燃焼ガスが、下部ガス通路内を下流側に流通した
後、連通口を介して上部ガス通路内に流入し、上部ガス
通路内を下流側から排ガス出口に向うように流通するの
で、各蒸発管の伝熱量が下部ガス通路と上部ガス通路か
ら受ける伝熱量の合計となるので、各蒸発管の伝熱量が
合理的に均一化されるようになり、よって貫流ボイラの
伝熱効率を向上させて小型化することができ、蒸発管の
焼損の問題も低減できる。

【００１２】請求項２の発明では、仕切板を、上部ガス
通路と下部ガス通路における燃焼ガスの平均通過流速が
夫々等しくなるような位置に取付けるようにしているの
で、各蒸発管の伝熱効率を更に正確に均一化し、同時に
燃焼ガスのドラフトロスも低減できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１４】図１〜図３に示すように、上部管寄１３と
下部管寄１４を有する容器１内の前記上部管寄１３と下
部管寄１４との間に、多数の蒸発管１５を接続配置する
ことにより蒸発管群１６を構成する。この時、図２に示
すように容器１の長手方向両側の蒸発管３ａは図４と同
様に相互間を連結部材（フィン）５で連結することによ
り側壁６を構成するようにしており、該側壁６内に配設
される多数の蒸発管１５は総て単純な直管形状を有して
いる。

【００１５】前記上部管寄１３と下部管寄１４との間
に、前記容器１内を上下に区画して上部ガス通路１７と
下部ガス通路１８を形成すると共に、一側に上部ガス通
路１７と下部ガス通路１８を連通する連通口１９を形成
するようにした仕切板２０を配設する。仕切板２０は耐
熱性のセラミックス、或いは耐熱金属等によって構成さ
れており、図３に示すように仕切板２０に形成した蒸発
管設置用の開口２１に前記蒸発管１５を貫通配置し、且
つ仕切板２０の開口２１をかしめ２２等によって蒸発管
１５に接触支持させることにより、蒸発管１５と仕切板
２０との間の熱の伝達と、所定の力が作用した際の軸方
向への移動とを可能にしている。

【００１６】前記仕切板２０によって形成された連通口
１９とは反対側の容器１の前壁２３の下部位置に、前記
下部ガス通路１８に対向する表面バーナ２４を設置し、
また前記容器前壁２３の上部位置に排ガス出口２５を形
成する。

【００１７】前記上部管寄１３と下部管寄１４との間に
は気水分離装置２６が配設されており、また下部管寄１
４には給水管２７が接続されている。また、前記容器１
における上部管寄１３の上側位置には、前記排ガス出口
２５に連通したエコノマイザや空気予熱器等の排熱回収
装置２８が備えてあり、該排熱回収装置２８からの排ガ
スが排出口２９から外部に排出されるようになってい
る。図中９は燃焼ガス、３０は保温材、３１は蒸気を示
す。

【００１８】次に上記実施例の作用を説明する。

【００１９】給水管２７から下部管寄１４に給水し、表
面バーナ２４による燃焼を行なうと、表面バーナ２４か
らの燃焼ガス９は、下部ガス通路１８内を下流側に向っ
て流通する間に各蒸発管１５の下部を加熱し、その後連
通口１９を介して上部ガス通路１７内に流入し、今度は
各蒸発管１５の上部を加熱しながら上部ガス通路１７内
を連通口１９から排ガス出口２５に向うように流通す
る。

【００２０】この時、下部ガス通路１８を流通する際に
蒸発管１５が受ける熱は表面バーナ２４側が大きくて連
通口１９側が小さくなり、また上部ガス通路１７を流通
する際に蒸発管１５が受ける熱は連通口１９側が大きく
て排ガス出口２５側が小さくなり、且つ各蒸発管１５の
伝熱量は下部ガス通路１８で受ける熱と上部ガス通路１
７で受ける熱との合計になるため、総ての蒸発管１５は
伝熱量が合理的に均一化されるようになる。

【００２１】従って、貫流ボイラ全体の伝熱効率を向上
させることができ、よって貫流ボイラを小型化すること
ができる。また、表面バーナ２４に近い位置の最も高温
に晒される蒸発管１５が、上部ガス通路１７では加熱温
度が最も低くなっているので、蒸発管が過熱によって焼
損するような問題も生じない。

【００２２】また、前記容器１内に備える仕切板２０
を、上部ガス通路１７と下部ガス通路１８における燃焼
ガス９の平均通過流速が夫々等しくなるような位置に取
付ける。

【００２３】即ち高温の燃焼ガス９は体積が大きいが、
温度が低下していくと徐々に体積が収縮するので、燃焼
ガス９の流速も低下することになる。このため、燃焼ガ
ス９の温度変化による体積に見合った位置に仕切板２０
を設置して上部ガス通路１７と下部ガス通路１８の断面
積を設定すると、上部ガス通路１７と下部ガス通路１８
における燃焼ガス９の平均通過流速を等しくすることが
できる。

【００２４】このように、上部ガス通路１７と下部ガス
通路１８における燃焼ガス９の平均通過流速を等しくす
ると、各蒸発管１５の伝熱効率を更に高め、且つ各蒸発
管１５の伝熱量を更に正確に均一化することができ、同
時に燃焼ガス９のドラフトロスを低減することができ
る。

【００２５】なお、本発明の貫流ボイラは上述の実施例
のみに限定されるものではなく、容器及び側壁の構成は
種々変更し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変更を加え得る等は勿論である。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、容器内に仕切
板を設けて上部ガス通路と下部ガス通路を形成し、燃焼
ガスの流れを反転させるようにしたことにより、簡単な
構成にて各蒸発管の伝熱量を容易且つ安価に均一化する
ことができ、更に伝熱効率を高めて貫流ボイラの小型化
を図ることができる。

【００２７】請求項２の発明によれば、上部ガス通路と
下部ガス通路における燃焼ガスの平均通過流速が等しく
なる位置に仕切板を設けているので、各蒸発管の伝熱効
率を更に高め、且つ各蒸発管の伝熱量を更に正確に均一
化することができ、同時に燃焼ガスのドラフトロスを低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の貫流ボイラの一実施例を示す縦断側面
図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。

【図３】図１のＩＩＩ部拡大図である。

【図４】従来の貫流ボイラの一例を示す平面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ方向矢視図である。

【符号の説明】

１ 容器 ９ 燃焼ガス １３ 上部管寄 １４ 下部管寄 １５ 蒸発管 １６ 蒸発管群 １７ 上部ガス通路 １８ 下部ガス通路 １９ 連通口 ２０ 仕切板 ２３ 容器前壁 ２４ 表面バーナ ２５ 排ガス出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仁井 義哲 広島県呉市昭和町４番41号 石川島汎用ボ イラ株式会社本社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部管寄と下部管寄を有する容器内の前
   記上部管寄と下部管寄との間に、多数の蒸発管を配設し
   て蒸発管群を構成し、該蒸発管群に蒸発管と交叉する方
   向に燃焼ガスを流すようにしてある貫流ボイラであっ
   て、前記上部管寄と下部管寄との間に、前記容器内を上
   下に区画して上部ガス通路と下部ガス通路を形成すると
   共に、一側に上下部ガス通路を連通する連通口を形成す
   るようにした仕切板を配設し、前記連通口が形成された
   側とは反対側の容器前壁の下部位置に、前記下部ガス通
   路に対向した表面バーナを設置すると共に、前記容器前
   壁の上部位置に排ガス出口を形成したことを特徴とする
   貫流ボイラ。
2. 【請求項２】 仕切板を上部ガス通路と下部ガス通路で
   の夫々の燃焼ガスの平均通過流速が等しくなるような位
   置に取付けたことを特徴とする請求項１に記載の貫流ボ
   イラ。