JPH08303703A - 水管ボイラ - Google Patents
水管ボイラInfo
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- JPH08303703A JPH08303703A JP12961395A JP12961395A JPH08303703A JP H08303703 A JPH08303703 A JP H08303703A JP 12961395 A JP12961395 A JP 12961395A JP 12961395 A JP12961395 A JP 12961395A JP H08303703 A JPH08303703 A JP H08303703A
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- water
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製作が容易な従来と同様の環状の缶体構造で
ありながら、各水管の温度分布が均一で伝熱効率が高め
られ、低NOx化と低CO化が可能な水管ボイラを提供
すること。 【構成】 垂直上下方向に配列した多数本の水管5に対
して、水平方向に燃焼ガスを噴出するようにバーナ3を
配設する。水管5の一部によってバーナ3の下流側直前
に複数本の水管5を所定距離ずつ離して2列配置した前
部水管群6を形成する。他の水管5によって矩形状の燃
焼室8を形成するように、前部水管群6の両側と後面に
複数本の水管5を連結した1列目の側部水管壁7−1,
7−1と後部水管壁9−1とを設ける。1列目の側部水
管壁7−1,7−1の外側に2列目の側部水管壁7−
2,7−2を設ける。燃焼室8で燃焼した燃焼ガスを、
1列目の側部水管壁7−1,7−1と後部水管壁9−1
との間に設けた隙間10,10からガス通過通路15,
16を通過させ、煙道13から排気する。
ありながら、各水管の温度分布が均一で伝熱効率が高め
られ、低NOx化と低CO化が可能な水管ボイラを提供
すること。 【構成】 垂直上下方向に配列した多数本の水管5に対
して、水平方向に燃焼ガスを噴出するようにバーナ3を
配設する。水管5の一部によってバーナ3の下流側直前
に複数本の水管5を所定距離ずつ離して2列配置した前
部水管群6を形成する。他の水管5によって矩形状の燃
焼室8を形成するように、前部水管群6の両側と後面に
複数本の水管5を連結した1列目の側部水管壁7−1,
7−1と後部水管壁9−1とを設ける。1列目の側部水
管壁7−1,7−1の外側に2列目の側部水管壁7−
2,7−2を設ける。燃焼室8で燃焼した燃焼ガスを、
1列目の側部水管壁7−1,7−1と後部水管壁9−1
との間に設けた隙間10,10からガス通過通路15,
16を通過させ、煙道13から排気する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水管ボイラに関し、特
に水管を略垂直上下方向に配列した立て型の水管ボイラ
に関するものである。
に水管を略垂直上下方向に配列した立て型の水管ボイラ
に関するものである。
【0002】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】図9,図
10は従来の立て型の水管ボイラを示す図であり、図9
はその概略横断面図、図10はその概略縦断面図であ
る。
10は従来の立て型の水管ボイラを示す図であり、図9
はその概略横断面図、図10はその概略縦断面図であ
る。
【0003】同図に示すように従来の立て型水管ボイラ
は、多数本の水管85を円筒状に2重に配列してその中
央に燃焼室87を形成し、該水管85の上下端をそれぞ
れ上部管寄せ89と下部管寄せ91に接続し、またその
上部にバーナ93を取り付けて構成されていた。ここで
水管85が形成する内側の円筒中には隙間97が設けら
れており、また水管85が形成する内側と外側の円筒の
間はガス通過通路99を形成している。
は、多数本の水管85を円筒状に2重に配列してその中
央に燃焼室87を形成し、該水管85の上下端をそれぞ
れ上部管寄せ89と下部管寄せ91に接続し、またその
上部にバーナ93を取り付けて構成されていた。ここで
水管85が形成する内側の円筒中には隙間97が設けら
れており、また水管85が形成する内側と外側の円筒の
間はガス通過通路99を形成している。
【0004】そしてバーナ93によって燃焼室87内に
火炎95を形成し、その燃焼ガスを隙間97からガス通
過通路99に導入し、煙道101から排気するが、その
間に水管85は、燃焼室87での輻射と燃焼ガスの対流
による伝熱を受ける。
火炎95を形成し、その燃焼ガスを隙間97からガス通
過通路99に導入し、煙道101から排気するが、その
間に水管85は、燃焼室87での輻射と燃焼ガスの対流
による伝熱を受ける。
【0005】しかしながらこの種の従来例にあっては、
バーナ93の火炎95が水管85に対して平行に吹き出
されるので、多くの場合、各水管85で形成する燃焼室
87及びガス通路99を通過する燃焼ガスの縦方向の各
部の温度分布が均一でなくなり、有効に伝熱を受ける水
管85は少なく、伝熱効率という点では無駄な空間が多
かった。
バーナ93の火炎95が水管85に対して平行に吹き出
されるので、多くの場合、各水管85で形成する燃焼室
87及びガス通路99を通過する燃焼ガスの縦方向の各
部の温度分布が均一でなくなり、有効に伝熱を受ける水
管85は少なく、伝熱効率という点では無駄な空間が多
かった。
【0006】また近年、火炎の存在する領域に水管を配
して燃焼域とし、火炎を水管によって冷却して低NOx
化を図る方式のボイラが提案されている。この方式は低
NOx化には有効であるが、火炎を冷却するため一酸化
炭素(CO)が発生し易い。
して燃焼域とし、火炎を水管によって冷却して低NOx
化を図る方式のボイラが提案されている。この方式は低
NOx化には有効であるが、火炎を冷却するため一酸化
炭素(CO)が発生し易い。
【0007】このため、特開平6−159612号公報
に開示されているように、この残存COを酸化させるた
め、新たな2次燃焼空間を備える従来とは異なった特殊
形状のボイラが提案されている。
に開示されているように、この残存COを酸化させるた
め、新たな2次燃焼空間を備える従来とは異なった特殊
形状のボイラが提案されている。
【0008】しかしながらこの種のボイラは、従来の円
筒形の燃焼室を内蔵する環状の缶体構造のボイラとはそ
の構造が異なるため、製造効率及び生産性、耐久性、メ
ンテナンス性において必ずしも充分なものではなかっ
た。
筒形の燃焼室を内蔵する環状の缶体構造のボイラとはそ
の構造が異なるため、製造効率及び生産性、耐久性、メ
ンテナンス性において必ずしも充分なものではなかっ
た。
【0009】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
ありその目的は、製作が容易な従来と同様の環状の缶体
構造でありながら、燃焼ガスの縦方向の各部の温度分布
が均一で伝熱効率が高められ、また低NOx化と低CO
化が可能な水管ボイラを提供することにある。
ありその目的は、製作が容易な従来と同様の環状の缶体
構造でありながら、燃焼ガスの縦方向の各部の温度分布
が均一で伝熱効率が高められ、また低NOx化と低CO
化が可能な水管ボイラを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、略垂直上下方向に配列された多数本の水管
と、略水平方向に燃焼ガスを噴出するバーナとを具備
し、前記燃焼ガスを前記水管に対して交差する方向に流
す構造の水管ボイラにおいて、前記多数本の水管は、バ
ーナの下流側に略矩形状の燃焼室を形成するように、バ
ーナの両側からバーナの燃焼ガスが噴出する方向に向け
て複数本の水管を連結した側部水管壁と、燃焼室の後面
にバーナの燃焼ガスが噴出する方向に対して略垂直方向
に複数本の水管を連結した後部水管壁とを形成し、少な
くとも側部水管壁と後部水管壁の間に隙間を設け、さら
に燃焼室で燃焼した燃焼ガスを該隙間を通して側部水管
壁の背面と後部水管壁の背面に通すガス通過通路を形成
した。なお前記燃焼室は、燃焼が完了するのに必要なだ
けの広さがあれば良い。言い替えれば燃焼完了後のガス
が側部水管壁と後部水管壁の間に設けた隙間を通過して
いくのであれば、燃焼室の広さの大小は問題ではない。
更に前記多数本の水管の内の一部によって前部水管群を
形成してもよい。この前部水管群は、バーナの下流であ
って該バーナの火炎が当たる位置に複数本の水管を所定
距離ずつ離して1列以上配置することによって構成され
る。そして更に前記側部水管壁を1列目としてその外側
に、所定の隙間を介して2列目の側部水管壁を設けるこ
とによって、燃焼室で燃焼した燃焼ガスを1列目の側部
水管壁と後部水管壁の間に設けた隙間から1列目の側部
水管壁と2列目の側部水管壁の隙間を通して該2列目の
側部水管壁の背面と後部水管壁の背面に通すガス通過通
路を形成してもよい。また2列目の側部水管壁のさらに
外側に、3列目の側部水管壁を設けたり、後部水管壁を
2列設けてもよい。この場合は、燃焼室側の後部水管壁
を構成する水管の間に隙間を設け、燃焼室で燃焼した燃
焼ガスを2列からなる後部水管壁の間に導いて複数列か
らなる側部水管壁の間をジグザグに通過した後に後側の
後部水管壁の背面に通すガス通過通路を形成する。更に
複数列の水管壁を構成する各水管の配置を、碁盤の目状
又は千鳥配列にしたり、また側部水管壁又は後部水管壁
を形成する水管を、伝熱促進用のひれ付き水管、又は伝
熱促進板付き水管で構成してもよい。また側部水管壁又
は後部水管壁を、燃焼室の中心からそれぞれに至る長さ
よりも長い曲率半径で湾曲せしめてもよい。
め本発明は、略垂直上下方向に配列された多数本の水管
と、略水平方向に燃焼ガスを噴出するバーナとを具備
し、前記燃焼ガスを前記水管に対して交差する方向に流
す構造の水管ボイラにおいて、前記多数本の水管は、バ
ーナの下流側に略矩形状の燃焼室を形成するように、バ
ーナの両側からバーナの燃焼ガスが噴出する方向に向け
て複数本の水管を連結した側部水管壁と、燃焼室の後面
にバーナの燃焼ガスが噴出する方向に対して略垂直方向
に複数本の水管を連結した後部水管壁とを形成し、少な
くとも側部水管壁と後部水管壁の間に隙間を設け、さら
に燃焼室で燃焼した燃焼ガスを該隙間を通して側部水管
壁の背面と後部水管壁の背面に通すガス通過通路を形成
した。なお前記燃焼室は、燃焼が完了するのに必要なだ
けの広さがあれば良い。言い替えれば燃焼完了後のガス
が側部水管壁と後部水管壁の間に設けた隙間を通過して
いくのであれば、燃焼室の広さの大小は問題ではない。
更に前記多数本の水管の内の一部によって前部水管群を
形成してもよい。この前部水管群は、バーナの下流であ
って該バーナの火炎が当たる位置に複数本の水管を所定
距離ずつ離して1列以上配置することによって構成され
る。そして更に前記側部水管壁を1列目としてその外側
に、所定の隙間を介して2列目の側部水管壁を設けるこ
とによって、燃焼室で燃焼した燃焼ガスを1列目の側部
水管壁と後部水管壁の間に設けた隙間から1列目の側部
水管壁と2列目の側部水管壁の隙間を通して該2列目の
側部水管壁の背面と後部水管壁の背面に通すガス通過通
路を形成してもよい。また2列目の側部水管壁のさらに
外側に、3列目の側部水管壁を設けたり、後部水管壁を
2列設けてもよい。この場合は、燃焼室側の後部水管壁
を構成する水管の間に隙間を設け、燃焼室で燃焼した燃
焼ガスを2列からなる後部水管壁の間に導いて複数列か
らなる側部水管壁の間をジグザグに通過した後に後側の
後部水管壁の背面に通すガス通過通路を形成する。更に
複数列の水管壁を構成する各水管の配置を、碁盤の目状
又は千鳥配列にしたり、また側部水管壁又は後部水管壁
を形成する水管を、伝熱促進用のひれ付き水管、又は伝
熱促進板付き水管で構成してもよい。また側部水管壁又
は後部水管壁を、燃焼室の中心からそれぞれに至る長さ
よりも長い曲率半径で湾曲せしめてもよい。
【0011】
【作用】前記構成とすることで、幅が狭く縦に長い長方
形のバーナを用いて、燃焼ガスを水管に対して常にほぼ
垂直に流すことができるので、燃焼ガスの縦方向の各部
の温度分布がほぼ均一となり、各水管の伝熱面を有効に
利用できる。またバーナ近傍に複数本の前部水管群を配
置することで熱の伝達効率が高められると同時に、火炎
温度を低下させ低NOx化を図ることができる。火炎温
度を約1300℃以下に低下させると、COが発生する
が、前部水管群の下流側において略矩形状に構成された
燃焼室内でCOをCO2に酸化することができる。つま
り低NOx化と低CO化が可能となる。そして、側部水
管壁や後部水管壁を複数列にすれば伝熱面を多くできて
伝熱効果が上がり、またひれ付き水管や伝熱促進板付き
水管を用いたり、水管壁の配置を千鳥配置にすれば、よ
り伝熱効果が上がることは当然である。さらに後部水管
壁を2列またはさらに多数列配置すれば伝熱効率が上が
るので、ボイラを縦長に延ばすことなくその伝熱効率を
高めることができる。つまり本発明は、製作が容易な従
来の缶状構造でありながら、水管配列構造の変更によっ
て、高性能で低NOx化,低CO化の図れる水管ボイラ
を提供できる。
形のバーナを用いて、燃焼ガスを水管に対して常にほぼ
垂直に流すことができるので、燃焼ガスの縦方向の各部
の温度分布がほぼ均一となり、各水管の伝熱面を有効に
利用できる。またバーナ近傍に複数本の前部水管群を配
置することで熱の伝達効率が高められると同時に、火炎
温度を低下させ低NOx化を図ることができる。火炎温
度を約1300℃以下に低下させると、COが発生する
が、前部水管群の下流側において略矩形状に構成された
燃焼室内でCOをCO2に酸化することができる。つま
り低NOx化と低CO化が可能となる。そして、側部水
管壁や後部水管壁を複数列にすれば伝熱面を多くできて
伝熱効果が上がり、またひれ付き水管や伝熱促進板付き
水管を用いたり、水管壁の配置を千鳥配置にすれば、よ
り伝熱効果が上がることは当然である。さらに後部水管
壁を2列またはさらに多数列配置すれば伝熱効率が上が
るので、ボイラを縦長に延ばすことなくその伝熱効率を
高めることができる。つまり本発明は、製作が容易な従
来の缶状構造でありながら、水管配列構造の変更によっ
て、高性能で低NOx化,低CO化の図れる水管ボイラ
を提供できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は本発明の第1実施例にかかる水管ボ
イラの構造を示す概略横断面図であり、図2は概略縦断
面図である。
に説明する。図1は本発明の第1実施例にかかる水管ボ
イラの構造を示す概略横断面図であり、図2は概略縦断
面図である。
【0013】両図に示すようにこの水管ボイラは、その
上下を上部管寄せ1と下部管寄せ2に接続されてケーシ
ング12内に略垂直上下方向に立設して配列された多数
本の水管5と、該ケーシング12の外周側面の所定位置
に略水平方向に燃焼ガスを噴出するように取り付けられ
たバーナ3と、該ケーシング12のバーナ3と反対側の
位置に設けられた排気用の煙道13とを具備している。
なお上部管寄せ1の中央には、点検口14が設けられて
おり、蓋14aで塞がれている。
上下を上部管寄せ1と下部管寄せ2に接続されてケーシ
ング12内に略垂直上下方向に立設して配列された多数
本の水管5と、該ケーシング12の外周側面の所定位置
に略水平方向に燃焼ガスを噴出するように取り付けられ
たバーナ3と、該ケーシング12のバーナ3と反対側の
位置に設けられた排気用の煙道13とを具備している。
なお上部管寄せ1の中央には、点検口14が設けられて
おり、蓋14aで塞がれている。
【0014】つまりこの水管ボイラは、立設した水管5
に対して交差する方向に燃焼ガスを流す立て型水管ボイ
ラである。以下各構成部分について詳細に説明する。
に対して交差する方向に燃焼ガスを流す立て型水管ボイ
ラである。以下各構成部分について詳細に説明する。
【0015】バーナ3は、その幅が狭く縦に長い長方形
状のバーナである。このバーナ3は、短炎である例えば
表面燃焼バーナであることが好ましいがこれに限定され
るものではなく、他の予混合バーナや先混合バーナであ
っても良い。
状のバーナである。このバーナ3は、短炎である例えば
表面燃焼バーナであることが好ましいがこれに限定され
るものではなく、他の予混合バーナや先混合バーナであ
っても良い。
【0016】次に多数本の水管5は、前部水管群6と、
1列目の側部水管壁7−1,7−1と、2列目の側部水
管壁7−2,7−2と、後部水管壁9−1とを構成する
ように配列されている。以下それぞれについて説明す
る。
1列目の側部水管壁7−1,7−1と、2列目の側部水
管壁7−2,7−2と、後部水管壁9−1とを構成する
ように配列されている。以下それぞれについて説明す
る。
【0017】即ち、前部水管群6は、バーナ3の下流側
の直前に2列配置されており、各列の水管5は、その間
を燃焼ガスが通過できるように所定距離ずつ離されてい
る。
の直前に2列配置されており、各列の水管5は、その間
を燃焼ガスが通過できるように所定距離ずつ離されてい
る。
【0018】1列目の側部水管壁7−1,7−1は、前
部水管群6の両側からバーナの燃焼ガスが噴出する方向
に向けて複数本の水管5を密接して連結して構成されて
おり、その間には燃焼室8が形成される。
部水管群6の両側からバーナの燃焼ガスが噴出する方向
に向けて複数本の水管5を密接して連結して構成されて
おり、その間には燃焼室8が形成される。
【0019】後部水管壁9−1は、燃焼室8の後面にバ
ーナ3の燃焼ガスが噴出する方向に対して垂直方向に複
数本の水管を密接して連結して構成されている。これに
よって燃焼室8は、略矩形状に構成される。
ーナ3の燃焼ガスが噴出する方向に対して垂直方向に複
数本の水管を密接して連結して構成されている。これに
よって燃焼室8は、略矩形状に構成される。
【0020】なおこの後部水管壁9−1と1列目の側部
水管壁7−1,7−1の間には、燃焼ガスが通過する隙
間10,10が設けられている。
水管壁7−1,7−1の間には、燃焼ガスが通過する隙
間10,10が設けられている。
【0021】2列目の側部水管壁7−2,7−2は、1
列目の側部水管壁7−1,7−1の外側に、該側部水管
壁7−1,7−1と所定の隙間を介して配置され、複数
本の水管5を密接して連結して構成されている。
列目の側部水管壁7−1,7−1の外側に、該側部水管
壁7−1,7−1と所定の隙間を介して配置され、複数
本の水管5を密接して連結して構成されている。
【0022】この2列目の側部水管壁7−2,7−2の
一端は後部水管壁9−1の両端の水管5,5に密接して
連結されており、他端はケーシング12との間に所定の
隙間を設けている。
一端は後部水管壁9−1の両端の水管5,5に密接して
連結されており、他端はケーシング12との間に所定の
隙間を設けている。
【0023】また後部水管壁9−1の後面側に所定の隙
間を介して板状のバッフル22が設けられている。この
バッフル22の中央には燃焼ガスが通過する隙間22a
が設けられている。
間を介して板状のバッフル22が設けられている。この
バッフル22の中央には燃焼ガスが通過する隙間22a
が設けられている。
【0024】そして1列目の側部水管壁7−1,7−1
と2列目の側部水管壁7−2,7−2の間の隙間がガス
通過通路15を形成し、また2列目の側部水管壁7−
2,7−2の背面とケーシング12の間の隙間及び後部
水管壁9−1とバッフル22の間の隙間がガス通過通路
16を形成している。
と2列目の側部水管壁7−2,7−2の間の隙間がガス
通過通路15を形成し、また2列目の側部水管壁7−
2,7−2の背面とケーシング12の間の隙間及び後部
水管壁9−1とバッフル22の間の隙間がガス通過通路
16を形成している。
【0025】次にこの水管ボイラの動作を説明する。燃
料ガスが送風機(図示しない)により押し込まれた空気
と混合してバーナ3で燃焼し火炎4が生じる。
料ガスが送風機(図示しない)により押し込まれた空気
と混合してバーナ3で燃焼し火炎4が生じる。
【0026】火炎4は前部水管群6に衝突して熱交換さ
れ、火炎4の温度が低下する。これによりNOxの発生
は低減するが、同時にCOが発生する。
れ、火炎4の温度が低下する。これによりNOxの発生
は低減するが、同時にCOが発生する。
【0027】高濃度のCOを含む燃焼ガスは、燃焼室8
に流入し、ここで残存COを酸化してCO2ガスとし燃
焼反応が完了する。
に流入し、ここで残存COを酸化してCO2ガスとし燃
焼反応が完了する。
【0028】燃焼完了後の燃焼ガスは、隙間10,10
からガス通過通路15へ流入し、両側部水管壁7−1,
7−2を構成する水管5の表面を高速で流れて更に熱伝
達を行なう。
からガス通過通路15へ流入し、両側部水管壁7−1,
7−2を構成する水管5の表面を高速で流れて更に熱伝
達を行なう。
【0029】そして該燃焼ガスは、2列目の側部水管壁
7−2,7−2とケーシング12の間の隙間でターンし
てガス通過通路16へ流入し、2列目の側部水管壁7−
2,7−2と後部水管壁9−1の背面を高速で流れて更
に熱伝達を行ない、バッフル22の隙間22aから外側
へ導かれて煙道13より排出される。
7−2,7−2とケーシング12の間の隙間でターンし
てガス通過通路16へ流入し、2列目の側部水管壁7−
2,7−2と後部水管壁9−1の背面を高速で流れて更
に熱伝達を行ない、バッフル22の隙間22aから外側
へ導かれて煙道13より排出される。
【0030】この間、下部管寄せ2から各水管5へ供給
された水は、各水管5内で加熱され、温水又は蒸気とな
って上部管寄せ1から取り出される。なお燃焼室8上部
の点検口14より燃焼室8内の点検が可能である。
された水は、各水管5内で加熱され、温水又は蒸気とな
って上部管寄せ1から取り出される。なお燃焼室8上部
の点検口14より燃焼室8内の点検が可能である。
【0031】以上のように本実施例においては、燃焼ガ
スを各水管5に対して常に略垂直に交差する方向に流す
ので燃焼ガスの縦方向の各部が略均一な温度分布となり
水管5全体の伝熱面を有効に利用できる。しかもこの水
管ボイラは従来の缶体構造とほぼ同一で、水管の配列構
造を変更することによって製造できるのでその製作が容
易である。
スを各水管5に対して常に略垂直に交差する方向に流す
ので燃焼ガスの縦方向の各部が略均一な温度分布となり
水管5全体の伝熱面を有効に利用できる。しかもこの水
管ボイラは従来の缶体構造とほぼ同一で、水管の配列構
造を変更することによって製造できるのでその製作が容
易である。
【0032】特に本実施例においては、バーナ3近傍に
複数本の前部水管群6を配置することで効率よく伝熱さ
れると同時に低NOx化が図れ、また燃焼室8によって
低CO化が図れ、且つ側部水管壁7−1,7−2とケー
シング12で構成したガス通過通路15,16を燃焼ガ
スが各水管5に対して略垂直に高速で通過する構造とし
たのでさらに伝熱効率を高くできた。
複数本の前部水管群6を配置することで効率よく伝熱さ
れると同時に低NOx化が図れ、また燃焼室8によって
低CO化が図れ、且つ側部水管壁7−1,7−2とケー
シング12で構成したガス通過通路15,16を燃焼ガ
スが各水管5に対して略垂直に高速で通過する構造とし
たのでさらに伝熱効率を高くできた。
【0033】ところでこの第1実施例においては、前部
水管群6を配置したが、その理由は前述のように燃焼ガ
スの低NOx化を図るためであり、その効果が必要なけ
れば配置する必要はない。
水管群6を配置したが、その理由は前述のように燃焼ガ
スの低NOx化を図るためであり、その効果が必要なけ
れば配置する必要はない。
【0034】この場合、火炎4の冷却による燃焼方式で
の低NOx化は図れないが、より安定した燃焼が行なえ
るので、いろいろな形式のバーナの選択が容易に可能と
なる。
の低NOx化は図れないが、より安定した燃焼が行なえ
るので、いろいろな形式のバーナの選択が容易に可能と
なる。
【0035】またこの場合であっても、低NOx化以外
の前記第1実施例の効果は全て発揮する。つまり水管5
全体の伝熱面を有効に利用でき、且つガス通過通路1
5,16を燃焼ガスが高速で通過するのでその伝熱効率
を高くでき、またその製作が容易になるという効果を生
じる。
の前記第1実施例の効果は全て発揮する。つまり水管5
全体の伝熱面を有効に利用でき、且つガス通過通路1
5,16を燃焼ガスが高速で通過するのでその伝熱効率
を高くでき、またその製作が容易になるという効果を生
じる。
【0036】図3は本発明の第2実施例にかかる水管構
造を示す概略横断面図である。なお前記第1実施例と同
一または相当部分には同一符号を附してその詳細な説明
は省略する。
造を示す概略横断面図である。なお前記第1実施例と同
一または相当部分には同一符号を附してその詳細な説明
は省略する。
【0037】この実施例において前記第1実施例と相違
する点は、第1実施例において設けた2列目の側部水管
壁7−2,7−2の代わりに、平板状の側板11,11
を設けて、側部水管壁7−1,7−1と、側板11,1
1と、ケーシング12の間に形成されるガス通過通路1
5,16に燃焼ガスを通過させるようにした点である。
する点は、第1実施例において設けた2列目の側部水管
壁7−2,7−2の代わりに、平板状の側板11,11
を設けて、側部水管壁7−1,7−1と、側板11,1
1と、ケーシング12の間に形成されるガス通過通路1
5,16に燃焼ガスを通過させるようにした点である。
【0038】この実施例は例えば法規上、ボイラの伝熱
面に制約等がある場合に、該伝熱面を制限するのに利用
できる。
面に制約等がある場合に、該伝熱面を制限するのに利用
できる。
【0039】図4は本発明の第3実施例にかかる水管ボ
イラの構造を示す概略横断面図である。この実施例にお
いては、2列目の側部水管壁7−2,7−2のさらに外
側に、該2列目の側部水管壁7−2,7−2と所定の隙
間を介して3列目の側部水管壁7−3,7−3を設け、
且つ後部水管壁9−1,9−2を2列設けている。なお
燃焼室8側の後部水管壁9−1を構成する各水管5の間
には1か所以上の隙間17を設けている。
イラの構造を示す概略横断面図である。この実施例にお
いては、2列目の側部水管壁7−2,7−2のさらに外
側に、該2列目の側部水管壁7−2,7−2と所定の隙
間を介して3列目の側部水管壁7−3,7−3を設け、
且つ後部水管壁9−1,9−2を2列設けている。なお
燃焼室8側の後部水管壁9−1を構成する各水管5の間
には1か所以上の隙間17を設けている。
【0040】従って燃焼室8で燃焼した燃焼ガスは、隙
間17を通って2列の後部水管壁9−1,9−2の間に
導かれ、次に隙間10,10を通って各側部水管壁7−
1,7−2,7−3の間のガス通過通路15,16をジ
グザグに高速で通過した後に後側の後部水管壁9−2の
背面から外部に排気される。
間17を通って2列の後部水管壁9−1,9−2の間に
導かれ、次に隙間10,10を通って各側部水管壁7−
1,7−2,7−3の間のガス通過通路15,16をジ
グザグに高速で通過した後に後側の後部水管壁9−2の
背面から外部に排気される。
【0041】この実施例においては、側部水管壁7−
1,7−2,7−3を3列とし、また後部水管壁9−
1,9−2を2列としたので、更にその伝熱効率を高め
ることができる。
1,7−2,7−3を3列とし、また後部水管壁9−
1,9−2を2列としたので、更にその伝熱効率を高め
ることができる。
【0042】図5は本発明の第4実施例にかかる水管ボ
イラの構造を示す概略横断面図である。この実施例にお
いては、3列に構成した側部水管壁7−1,7−2,7
−3がいずれもひれ付き水管20で構成されている。ま
た各ひれ付き水管20は千鳥配列になるように配置され
ている。
イラの構造を示す概略横断面図である。この実施例にお
いては、3列に構成した側部水管壁7−1,7−2,7
−3がいずれもひれ付き水管20で構成されている。ま
た各ひれ付き水管20は千鳥配列になるように配置され
ている。
【0043】また前側の後部水管壁9−1は、燃焼室8
を介して相対向する水管壁(この実施例の場合は前部水
管群6)との距離L1の1/2以上の半径R1を持つよ
うに多少湾曲して構成されている。つまり後部水管壁9
−1は、燃焼室8の中心から後部水管壁9−1に至る長
さ(距離L1の1/2の長さ)よりも長い曲率半径で湾
曲されている。言い替えれば、燃焼室8が円形にならず
ほぼ矩形状を保つ程度の湾曲にしている。
を介して相対向する水管壁(この実施例の場合は前部水
管群6)との距離L1の1/2以上の半径R1を持つよ
うに多少湾曲して構成されている。つまり後部水管壁9
−1は、燃焼室8の中心から後部水管壁9−1に至る長
さ(距離L1の1/2の長さ)よりも長い曲率半径で湾
曲されている。言い替えれば、燃焼室8が円形にならず
ほぼ矩形状を保つ程度の湾曲にしている。
【0044】また後側の後部水管壁9−2は、前側の後
部水管壁9−1と隙間19だけ離間され、ひれの長さの
異なるひれ付き水管20で連結され、さらに前側の後部
水管壁9−1の各水管5に対して千鳥配列となるように
構成され、その両端を2列目の側部水管壁7−2,7−
2と連結している。この後部水管壁9−2も前側の後部
水管壁9−1の湾曲と同一の条件で湾曲している。
部水管壁9−1と隙間19だけ離間され、ひれの長さの
異なるひれ付き水管20で連結され、さらに前側の後部
水管壁9−1の各水管5に対して千鳥配列となるように
構成され、その両端を2列目の側部水管壁7−2,7−
2と連結している。この後部水管壁9−2も前側の後部
水管壁9−1の湾曲と同一の条件で湾曲している。
【0045】このようにひれ付き水管20を用いること
によって、対流伝熱効率が高められ、また後部水管壁9
−1,9−2を湾曲させることで略円形のケーシング1
2内に無駄な空間をなくし、ボイラの省スペース化が図
られる。
によって、対流伝熱効率が高められ、また後部水管壁9
−1,9−2を湾曲させることで略円形のケーシング1
2内に無駄な空間をなくし、ボイラの省スペース化が図
られる。
【0046】図6は本発明の第5実施例にかかる水管ボ
イラの構造を示す概略横断面図である。この実施例にお
いては、後部水管壁9−1,9−2を湾曲させるばかり
でなく、燃焼室8を介して相対向する側部水管壁7−
1,7−1も、その間の距離L2の1/2以上の半径R
2をもって湾曲されている。つまり側部水管壁7−1
も、燃焼室8の中心から側部水管壁7−1に至る長さ
(距離L2の1/2の長さ)よりも長い曲率半径で湾曲
されている。また相対向する側部水管壁7−2,7−2
と側部水管壁7−3,7−3も、同様の条件で湾曲され
ている。
イラの構造を示す概略横断面図である。この実施例にお
いては、後部水管壁9−1,9−2を湾曲させるばかり
でなく、燃焼室8を介して相対向する側部水管壁7−
1,7−1も、その間の距離L2の1/2以上の半径R
2をもって湾曲されている。つまり側部水管壁7−1
も、燃焼室8の中心から側部水管壁7−1に至る長さ
(距離L2の1/2の長さ)よりも長い曲率半径で湾曲
されている。また相対向する側部水管壁7−2,7−2
と側部水管壁7−3,7−3も、同様の条件で湾曲され
ている。
【0047】この実施例では、側部水管壁7−2,7−
3を構成する水管も、ひれの長さの異なるひれ付き水管
20とされ、これらを構成する水管と1列目の側部水管
壁7−1を構成する水管とが千鳥配列で配置されてい
る。
3を構成する水管も、ひれの長さの異なるひれ付き水管
20とされ、これらを構成する水管と1列目の側部水管
壁7−1を構成する水管とが千鳥配列で配置されてい
る。
【0048】これによって環状の缶体構造に最適で無駄
な空間のない水管配列構造を構成することができ、ボイ
ラの省スペース化が図れる。
な空間のない水管配列構造を構成することができ、ボイ
ラの省スペース化が図れる。
【0049】図7は本発明の第6実施例にかかる水管ボ
イラの構造を示す概略横断面図である。この実施例は、
前記図5に示す第4実施例にかかる水管ボイラの側部水
管壁7−1,7−2,7−3のガス通過通路15,16
に面する面に、伝熱促進体21を取り付けて、熱伝達を
さらに向上させたものである。
イラの構造を示す概略横断面図である。この実施例は、
前記図5に示す第4実施例にかかる水管ボイラの側部水
管壁7−1,7−2,7−3のガス通過通路15,16
に面する面に、伝熱促進体21を取り付けて、熱伝達を
さらに向上させたものである。
【0050】伝熱促進体21は、例えば帯状の板をV字
型に折り曲げたものを、ガス通過通路15,16内に突
出するように水管20に取り付けて、燃焼ガスの流れに
乱れを生じさせて熱伝達を向上させるものである。
型に折り曲げたものを、ガス通過通路15,16内に突
出するように水管20に取り付けて、燃焼ガスの流れに
乱れを生じさせて熱伝達を向上させるものである。
【0051】図8は本発明の第7実施例にかかる水管ボ
イラの構造を示す概略横断面図である。この実施例は、
前記図4に示す第3実施例にかかる水管ボイラに取り付
けた火炎4の冷却のための前部水管群6を配置していな
い構造としている。
イラの構造を示す概略横断面図である。この実施例は、
前記図4に示す第3実施例にかかる水管ボイラに取り付
けた火炎4の冷却のための前部水管群6を配置していな
い構造としている。
【0052】第1実施例のところでも説明したが、この
実施例によれば、火炎4の冷却による燃焼方式での低N
Ox化は図れないが、それ以外の第3実施例の効果は全
て発揮する。なお前部水管群6を配置しない構造は、前
記第2,第4,第5,第6実施例にも適用できることは
言うまでもない。
実施例によれば、火炎4の冷却による燃焼方式での低N
Ox化は図れないが、それ以外の第3実施例の効果は全
て発揮する。なお前部水管群6を配置しない構造は、前
記第2,第4,第5,第6実施例にも適用できることは
言うまでもない。
【0053】なお本発明は上記各実施例に限定されず、
種々の変形が可能であり、例えば、側部水管壁又は後部
水管壁はそれぞれ3列以上又は2列以上としても良い。
種々の変形が可能であり、例えば、側部水管壁又は後部
水管壁はそれぞれ3列以上又は2列以上としても良い。
【0054】また上記各実施例では、水管壁を複数列配
設するときはいずれも各水管が略千鳥状となるように配
列したが、その代りに、各水管が碁盤の目状になるよう
に整列して配列しても良い。
設するときはいずれも各水管が略千鳥状となるように配
列したが、その代りに、各水管が碁盤の目状になるよう
に整列して配列しても良い。
【0055】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、以下のような優れた効果を有する。 燃焼ガスを各水管に対して交差する方向に流す缶体構
造なので、各水管の伝熱面が有効に利用でき、伝熱効率
がよい。
れば、以下のような優れた効果を有する。 燃焼ガスを各水管に対して交差する方向に流す缶体構
造なので、各水管の伝熱面が有効に利用でき、伝熱効率
がよい。
【0056】従来の缶体製造技術で製作可能であり、
製造効率及び生産性が高く、低コストで製造できる。
製造効率及び生産性が高く、低コストで製造できる。
【0057】バーナの下流側直前に前部水管群を設け
た場合は、低NOx化と低CO化が同時に図れる。
た場合は、低NOx化と低CO化が同時に図れる。
【図1】本発明の第1実施例にかかる水管ボイラの構造
を示す概略横断面図である。
を示す概略横断面図である。
【図2】本発明の第1実施例にかかる水管ボイラの構造
を示す概略縦断面図である。
を示す概略縦断面図である。
【図3】本発明の第2実施例にかかる水管ボイラの構造
を示す概略横断面図である。
を示す概略横断面図である。
【図4】本発明の第3実施例にかかる水管ボイラの構造
を示す概略横断面図である。
を示す概略横断面図である。
【図5】本発明の第4実施例にかかる水管ボイラの構造
を示す概略横断面図である。
を示す概略横断面図である。
【図6】本発明の第5実施例にかかる水管ボイラの構造
を示す概略横断面図である。
を示す概略横断面図である。
【図7】本発明の第6実施例にかかる水管ボイラの構造
を示す概略横断面図である。
を示す概略横断面図である。
【図8】本発明の第7実施例にかかる水管ボイラの構造
を示す概略横断面図である。
を示す概略横断面図である。
【図9】従来の立て型の水管ボイラを示す概略横断面図
である。
である。
【図10】従来の立て型の水管ボイラを示す概略縦断面
図である。
図である。
1 上部管寄せ 2 下部管寄せ 3 バーナ 4 火炎 5 水管 6 前部水管群 7−1 1列目の側部水管壁 7−2 2列目の側部水管壁 7−3 3列目の側部水管壁 8 燃焼室 9−1,9−2 後部水管壁 10 隙間 11 側板 12 ケーシング 13 煙道 14 点検口 15,16 ガス通過通路 17 隙間 20 ひれ付き水管 21 伝熱促進体 22 バッフル
Claims (7)
- 【請求項1】 略垂直上下方向に配列された多数本の水
管と、略水平方向に燃焼ガスを噴出するバーナとを具備
し、前記燃焼ガスを前記水管に対して交差する方向に流
す構造の水管ボイラにおいて、 前記多数本の水管は、バーナの下流側に略矩形状の燃焼
室を形成するように、バーナの両側からバーナの燃焼ガ
スが噴出する方向に向けて複数本の水管を連結した側部
水管壁と、燃焼室の後面にバーナの燃焼ガスが噴出する
方向に対して略垂直方向に複数本の水管を連結した後部
水管壁とを形成し、 少なくとも側部水管壁と後部水管壁の間に隙間を設け、
さらに燃焼室で燃焼した燃焼ガスを該隙間を通して側部
水管壁の背面と後部水管壁の背面に通すガス通過通路を
形成したことを特徴とする水管ボイラ。 - 【請求項2】 前記多数本の水管の内の一部は、バーナ
の下流であって該バーナの火炎が当たる位置に複数本の
水管を所定距離ずつ離して1列以上配置することによっ
て前部水管群を形成していることを特徴とする請求項1
記載の水管ボイラ。 - 【請求項3】 前記側部水管壁を1列目としてその外側
に、所定の隙間を介して2列目の側部水管壁を設けるこ
とによって、燃焼室で燃焼した燃焼ガスを1列目の側部
水管壁と後部水管壁の間に設けた隙間から1列目の側部
水管壁と2列目の側部水管壁の隙間を通して該2列目の
側部水管壁の背面と後部水管壁の背面に通すガス通過通
路を形成したことを特徴とする請求項1又は2記載の水
管ボイラ。 - 【請求項4】 前記2列目の側部水管壁のさらに外側
に、所定の隙間を介して3列目又はそれ以上の列からな
る側部水管壁を設け、且つ前記後部水管壁を2列設けて
その燃焼室側の後部水管壁を構成する水管の間には少な
くとも1か所の隙間を設け、燃焼室で燃焼した燃焼ガス
を2列の後部水管壁の間に導いて複数列からなる側部水
管壁の間をジグザグに通過した後に後側の後部水管壁の
背面に通すガス通過通路を形成したことを特徴とする請
求項3記載の水管ボイラ。 - 【請求項5】 複数列の水管壁を構成する各水管の配置
を、碁盤の目状又は千鳥配列にしたことを特徴とする請
求項3又は4記載の水管ボイラ。 - 【請求項6】 前記側部水管壁又は後部水管壁を形成す
る水管を、伝熱促進用のひれ付き水管、又は伝熱促進板
付き水管で構成したことを特徴とする請求項1乃至5の
内の何れか1項記載の水管ボイラ。 - 【請求項7】 側部水管壁又は後部水管壁は、燃焼室の
中心からそれぞれに至る長さよりも長い曲率半径で湾曲
せしめられていることを特徴とする請求項1乃至6の内
の何れか1項記載の水管ボイラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12961395A JPH08303703A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 水管ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12961395A JPH08303703A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 水管ボイラ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08303703A true JPH08303703A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=15013802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12961395A Pending JPH08303703A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 水管ボイラ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08303703A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102788343A (zh) * | 2012-08-06 | 2012-11-21 | 安阳方快锅炉有限公司 | 水管式冷凝饱和蒸汽锅炉 |
CN105987376A (zh) * | 2015-02-11 | 2016-10-05 | 李根钧 | 一种燃料洁净燃烧和净化排放的燃烧设备 |
CN110207093A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-06 | 浙江世纪兄弟锅炉有限公司 | 一种多燃料通用的蒸汽发生器节能环保炉胆 |
JP2023005055A (ja) * | 2021-06-28 | 2023-01-18 | 三菱重工パワーインダストリー株式会社 | 燃焼設備 |
WO2024023894A1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | 三菱重工パワーインダストリー株式会社 | 燃焼設備 |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP12961395A patent/JPH08303703A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102788343A (zh) * | 2012-08-06 | 2012-11-21 | 安阳方快锅炉有限公司 | 水管式冷凝饱和蒸汽锅炉 |
CN105987376A (zh) * | 2015-02-11 | 2016-10-05 | 李根钧 | 一种燃料洁净燃烧和净化排放的燃烧设备 |
CN110207093A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-06 | 浙江世纪兄弟锅炉有限公司 | 一种多燃料通用的蒸汽发生器节能环保炉胆 |
JP2023005055A (ja) * | 2021-06-28 | 2023-01-18 | 三菱重工パワーインダストリー株式会社 | 燃焼設備 |
WO2024023894A1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | 三菱重工パワーインダストリー株式会社 | 燃焼設備 |
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