JPH0722203U - 多管式貫流ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼性能が良く、かつ、高効率の多管式貫流
ボイラを提供する。 【構成】 環状の上部管寄１０及び環状の下部管寄１２
を有し、これらの管寄間を複数の鉛直な内列水管１４と
複数の鉛直な外列水管１６とで２重に接続して連通さ
せ、内列水管同士を内側板状ひれ１８で接続して内列水
管及び内側板状ひれの内側を燃焼室２０とし、外列水管
同士を外側板状ひれ２２で接続して、内列水管１４及び
内側板状ひれと外列水管１６及び外側板状ひれとの間を
ガス通路２４とした多管式貫流ボイラにおいて、一部の
内列水管の下部における内列水管間に、ガス通路２４へ
のガス入口部２６を設けて、反転して流入したガスが、
ガス通路２４を上昇してから水平ガス流れとなる方向転
換室２８を、ガス通路２４内の下部に形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、燃焼性能の良い高効率の多管式貫流ボイラに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、多管式貫流ボイラとしては、実開平２−２１４０２号公報に示されるよ うに、環状の上部管寄及び環状の下部管寄を有し、これらの管寄間を複数の鉛直 な水管で円筒状に内列、外列の２重に接続して連通させ、相隣る内列水管の間に 内側板状ひれを取り付け、相隣る外列水管の間に外側板状ひれを取り付けて、内 列水管及び板状ひれの内側を燃焼室とし、内列水管及び板状ひれと外列水管及び 板状ひれとの間に、水管と略直角に燃焼ガスを流すためのガス通路を設けた構造 のものが知られている。 なお、内列水管壁の一部を水管の全長にわたって燃焼ガス出口としており、ガ スはこの燃焼ガス出口からガス通路内に導入されるようになっている。すなわち 、燃焼ガスの進行方向に対し、火炉（燃焼室）の横側面から燃焼ガスを取り出す 、いわゆる片流れ燃焼方式である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のように、従来の多管式貫流ボイラにおいては、一般に次の理由で、縦列 水管に対しガスが水平方向に流れる水平ガス流れ方式が採用されている。 （１） 水管に直角にガスが流れる場合の熱伝達率は、水管に平行にガスが流れ る場合に比べて優れている。 （２） ひれ付管を用いる場合、長手フィンに比べ環状フィン又はスパイラルフ ィンは法的伝熱面積が５０% と優遇されている上に、環状フィンやスパイラルフ ィンは、ガスが水管に直角に流れる場合に有効である。

【０００４】 従来の多管式貫流ボイラにおけるように、バーナを頂部に設け、内列水管壁の 一部を水管の全長にわたって燃焼ガス出口とし、この燃焼ガス出口からガスをガ ス通路内に導入するトップバーナ・水平流れ方式を採用すると、燃焼室内のフロ ーパターンは、前述のような片流れ燃焼となり、燃焼品質が低下するという問題 がある。

【０００５】 本考案は上記の点に鑑みなされたもので、本考案の目的は、燃焼室内の下部に ガス入口部を設けるとともに、ガス通路内の下部に、順流燃焼させたガスを反転 した後、横流れとするための方向転換室を設けることにより、順流燃焼方式の採 用を可能とし、かつ、対流部は従来と同様に水平流れ方式を採用することにより 、燃焼性能の良い高効率の多管式貫流ボイラを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案の多管式貫流ボイラは、図面を参照して 説明すれば、環状の上部管寄１０及び環状の下部管寄１２を有し、これらの管寄 間を複数の鉛直な内列水管１４と複数の鉛直な外列水管１６とで２重に接続して 連通させ、内列水管同士を内側板状ひれ１８で接続して内列水管及び内側板状ひ れの内側を燃焼室２０とし、外列水管同士を外側板状ひれ２２で接続して、内列 水管１４及び内側板状ひれと外列水管１６及び外側板状ひれとの間をガス通路２ ４とした多管式貫流ボイラにおいて、 一部の内列水管の下部における内列水管間に、ガス通路２４へのガス入口部２ ６を設けて、反転して流入したガスが、ガス通路２４を上昇してから水平ガス流 れとなる方向転換室２８を、ガス通路２４内の下部に形成したことを特徴として いる。

【０００７】 上記の多管式貫流ボイラにおいて、内列水管１４と外列水管１６との間に、ス パイラル状のひれ３０又は全周囲に周方向のひれ３２を有する中央水管３４を配 置して３列構造とすることが好ましい。 また、本考案は、ガス通路２４において、ガスの流れが一方向であるようにし た構成の多管式貫流ボイラや、ガス通路２４においてガスの流れがガス入口部２ ６で互いに逆方向に振り分けられるようにした構成の多管式貫流ボイラのいずれ にも適用することができる。 上記のように、本考案の多管式貫流ボイラにおいては、燃焼室の燃焼ガスの進 行方向の下流にガス出口を設ける。すなわち、内列水管壁（メンブレン水冷壁） の下流側の一部において、内側板状ひれ（縦ひれ）を適当長さ切り欠く等の手段 により、燃焼ガス出口を形成し、燃焼室の上部から下部まで燃焼ガスが一方向に 流れる順流燃焼方式としたことを特徴としている。

【０００８】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の好適な実施例を詳細に説明する。ただし、この 実施例に記載されている構成部材の形状、その相対配置などは、とくに特定的な 記載がない限りは、本考案の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、 単なる説明例にすぎない。 実施例１ 図１は本実施例の多管式貫流ボイラの縦断面を示し、図２は図１において矢印 Ａ方向に見た内列水管部分を示し、図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面を示してい る。

【０００９】 １０は環状の上部管寄、１２は環状の下部管寄で、これらの管寄１０，１２の 間を鉛直方向の多数の水管で連結し、これらの水管は内列水管１４及び外列水管 １６で同心円状に水管列を形成している。そして、内列水管同士を内側板状ひれ １８で接続して内列水管及び内側板状ひれの内側を燃焼室２０とし、外側水管同 士を外側板状ひれ２２で接続して、内列水管１４及び内側板状ひれ１８と、外側 水管１６及び外側板状ひれ２２との間をガス通路２４としている。

【００１０】 図２及び図３に示すように、一部の内列水管１４（図では一例として５本）の 下部における内列水管と隣接する内列水管との間隙にガス入口部２６が設けられ 、このガス入口部２６から流入したガスが、図１に示すように、ガス通路２４を 反転上昇した後、水平ガス流れとなるように、ガス通路内の下部に方向転換室２ ８が形成されている。燃焼ガスは方向転換室２８を上昇しつつ水平ガス流れとな り、ガス通路２４内をほぼ１周して流れ、ガス出口部２５から煙道２７を通って 排出される。

【００１１】 内列水管１４と外列水管１６との間には、スパイラル状のひれ３０又は全周囲 に周方向のひれ３２を有する中央水管３４が配置されて順流３列構造とされてお り、燃焼ガスの保有する熱を効率よく吸収できるようになっている。３６はバー ナ等の燃焼装置、３８は耐火断熱材である。 ガス入口部２６は、図２に示すように、ガス入口部２６に相当する部分のみ内 側板状ひれを設けずに開口部としたり、またはガス入口部２６に相当する部分の み内側板状ひれを切り欠いたりすることにより形成される。

【００１２】 つぎに、実施例１における作用について説明する。燃焼装置３６からの燃焼ガ スは内列水管１４に熱を与えながら燃焼室２０内の下部まで順流で流下し、下部 のガス入口部２６からガス通路２４内に流入する。このガスはガス通路２４内の 下部の方向転換室２８で上方向に方向を転換した後（反転した後）、水平ガス流 れとなり、ガス通路２４内をほぼ１周し、ガス出口部２５から煙道２７を通って 排出される。このとき、内列水管１４、外列水管１６及び中央水管３４に熱を与 える。中央水管３４はひれ付水管で構成されているので、ひれの伝熱面積をすべ て有効に使用することができ、このため、伝熱量が増加する。

【００１３】 本実施例においては、全周囲に周方向のひれを有する水管であれば、中央水管 ３４として用いることができる。代表的なものは、図４及び図５に示すような、 スパイラル状のひれ３０を高周波連続溶接により取り付けたソリッド形のもので ある。 また、図６及び図７に示すように、スパイラル状のひれ３０ａを高周波連続溶 接により取り付けたセレート形のものとすることも可能である。 さらに、図８及び図９に示すように、多数のリング状のひれ３２を全周囲に周 方向に溶接した水管等を中央水管３４として用いることも可能である。

【００１４】 実施例２ 本実施例は、図１０に示すように、燃焼室２０内の燃焼ガスが、内列水管１４ に設けられたガス入口部２６からガス通路２４内の下部の方向転換室２８に流入 し、矢印の方向に互いに反対方向に振り分けられて流れ、内列水管１４、外列水 管１６及び中央水管３４に熱を与えた後、外列水管１６のガス出口部２５から煙 道２７を通って排出されるようにしたものである。他の構成、作用は実施例１の 場合と同様である。

【００１５】 実施例３ 本実施例は、図１１及び図１２に示すように、順流２列構造の多管式貫流ボイ ラとしたもので、実施例１において、中央水管を用いない場合である。他の構成 及び作用は実施例１の場合と同様である。

【００１６】 実施例４ 本実施例は、図１３に示すように、燃焼室２０内の燃焼ガスが、内列水管１４ に設けられたガス入口部２６からガス通路２４内の下部の方向転換室２８に流入 し、互いに反対方向に振り分けられて流れ、内列水管１４及び外列水管１６に熱 を与えた後、外列水管１６のガス出口部２５から煙道２７を通って排出されるよ うにしたものである。他の構成、作用は実施例３の場合と同様である。

【００１７】

【考案の効果】

本考案は上記にように構成されているので、つぎのような効果を奏する。 （１） 燃焼室内の下部における内列水管壁にガス入口部を設けるとともに、ガ ス通路内の下部に方向転換室を設けているので、燃焼装置からの燃焼ガスは内列 水管に沿って下方向に順流に流れ、このため、燃焼性能が良くなり、かつ、高い 効率の熱交換を達成することができる。 （２） 内列水管と外列水管との間に全周囲に周方向にひれを有する中央水管を 配設する順流３列構造とする場合は、全周囲のひれのすべての伝熱面積を有効に 使用することができ、収熱量が増加してボイラ効率が向上する。 （３） スパイラル状のひれ付水管を用いる場合は、より生産性に優れているの で、より安価で、信頼性が高く、高性能の多管式貫流ボイラを提供することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の多管式貫流ボイラの一実施例を示す縦
断面説明図である。

【図２】図１において矢印Ａ方向に見た内列水管及びガ
ス入口部の説明図である。

【図３】図１におけるＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図４】図１に示す多管式貫流ボイラにおいて用いられ
るひれ付水管の一例を示す断面図である。

【図５】同側面図である。

【図６】図１に示す多管式貫流ボイラにおいて用いられ
るひれ付水管の他の例を示す断面図である。

【図７】同側面図である。

【図８】図１に示す多管式貫流ボイラにおいて用いられ
るひれ付水管のさらに他の例を示す一部切欠断面図であ
る。

【図９】同側面図である。

【図１０】本考案の多管式貫流ボイラの他の実施例を示
す横断面図である。

【図１１】本考案の多管式貫流ボイラのさらに他の実施
例を示す縦断面図である。

【図１２】図１１におけるＣ−Ｃ線拡大断面図である。

【図１３】図１１におけるＣ−Ｃ線拡大断面の他の例を
示す図である。

【符号の説明】

１０ 上部管寄 １２ 下部管寄 １４ 内列水管 １６ 外列水管 １８ 内側板状ひれ ２０ 燃焼室 ２２ 外側板状ひれ ２４ ガス通路 ２６ ガス入口部 ２８ 方向転換室 ３０ スパイラル状のひれ ３２ 全周囲に周方向に設けられたひれ ３４ 中央水管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 柳田 高秀 滋賀県草津市青地町1000番地 川重冷熱工 業株式会社本社工場内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状の上部管寄（１０）及び環状の下部
   管寄（１２）を有し、これらの管寄間を複数の鉛直な内
   列水管（１４）と複数の鉛直な外列水管（１６）とで２
   重に接続して連通させ、内列水管同士を内側板状ひれ
   （１８）で接続して内列水管及び内側板状ひれの内側を
   燃焼室（２０）とし、外列水管同士を外側板状ひれ（２
   ２）で接続して、内列水管（１４）及び内側板状ひれと
   外列水管（１６）及び外側板状ひれとの間をガス通路
   （２４）とした多管式貫流ボイラにおいて、 一部の内列水管の下部における内列水管間に、ガス通路
   （２４）へのガス入口部（２６）を設けて、反転して流
   入したガスが、ガス通路（２４）を上昇してから水平ガ
   ス流れとなる方向転換室（２８）を、ガス通路（２４）
   内の下部に形成したことを特徴とする多管式貫流ボイ
   ラ。
2. 【請求項２】 内列水管（１４）と外列水管（１６）と
   の間に、スパイラル状のひれ（３０）又は全周囲に周方
   向のひれ（３２）を有する中央水管（３４）を配置して
   ３列構造としたことを特徴とする請求項１記載の多管式
   貫流ボイラ。
3. 【請求項３】 ガス通路（２４）において、ガスの流れ
   が一方向であるようにしたことを特徴とする請求項１又
   は２記載の多管式貫流ボイラ。
4. 【請求項４】 ガス通路（２４）において、ガスの流れ
   がガス入口部（２６）で互いに逆方向に振り分けられる
   ようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の多管
   式貫流ボイラ。