JPH086899B2 - 多管式貫流ボイラの缶体構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、多管式貫流ボイラの
缶体構造の改良に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、多管式貫流ボイラの缶体構造
は、上部ヘッダと下部ヘッダとを複数本の水管で連結し
て構成してあり、缶内の水位を所定の位置に保つため
に、水位検出器を内蔵した水位制御筒を設けて水位を検
出し、該水位検出器からの信号に応じて給水ポンプをＯ
Ｎ−ＯＦＦ稼動させるようにしている。前記水位制御筒
は、水管の側方位置に配置してあり、水位制御筒の上端
部を上部ヘッダに、水位制御筒の下端部を下部ヘッダに
それぞれ連絡管によって連通させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の構成により、全
ての水管内の水位は同一の水位に制御されているわけで
あるが、実際上は、バーナに対する水管の相対位置、燃
焼ガス通路の構造等によって各水管の熱負荷は一様でな
く、その沸騰状態は管ごとに異なる。熱負荷の高い水管
は、沸騰が激しく、水管上端部より蒸気と共に多量の水
が噴出し、蒸気の乾き度を低下させる要因になってい
る。一方、熱負荷の低い水管は、沸騰が弱く水面の盛り
上がりが少ないため、水管の上部に水が到達する機会が
少なくなり、それが甚だしい場合は水管の上部が過熱さ
れるという問題がある。これらの、蒸気の乾き度が良好
で且つ水管の過熱がない、という相反する条件を同時に
満たす水位制御位置は、非常に狭い範囲にしかなく、水
位制御を困難なものにしていた。また、水位制御幅が狭
いと、給水ポンプの発停回数が増加し給水ポンプの寿命
が短くなるなどの問題も生じる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述の課題
に鑑みて為されたもので、適正水位制御範囲を拡げて水
位制御を容易なものとし、余裕をもって水位制御を行う
ことができる缶体構造を提供するものであり、具体的に
は、上部ヘッダと下部ヘッダとを複数本の水管で連結し
てボイラ缶体を構成し、上部ヘッダに蒸気取り出し管
を、下部ヘッダに給水管をそれぞれ接続し、缶内へ水を
供給する給水手段と、缶内の水を加熱するための加熱手
段を備えた構成の多管式貫流ボイラにおいて、熱負荷が
大きい水管における出口部の流通抵抗を、熱負荷が小さ
い水管における出口部の流通抵抗より大きくする流通抵
抗調節部材を設けたことを特徴としている。

【０００５】

【作用】上述の構成によれば、水管の出口部の流通抵抗
を、熱負荷の大きい水管は大きく、熱負荷の小さい水管
は小さく設定することにより、各水管内の水位を熱負荷
に応じて調節し、各水管ごとに適正な水位が設定され
る。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の好ましい実施例を図面に基
づいて説明する。上部ヘッダ(1)および下部ヘッダ(2)
を複数本の水管(3) で連結してボイラ缶体を構成してい
る。上部ヘッダ(1) には蒸気取り出し管(4) を、下部ヘ
ッダ(2) には給水管(5) をそれぞれ接続してあり、この
給水管(5) に、缶内へ水を供給する給水手段(6) を挿入
している。加熱手段(7) は、蒸気使用量に応じて稼動
し、缶内の水を加熱する働きをする。水位検出器を内蔵
した水位制御筒(8) は、連絡管(9),(9) により上部ヘッ
ダ(1) および下部ヘッダ(2) に連通している。この水位
制御筒(8) 内の水位検出器からの信号に応じて、前記給
水手段(6) がＯＮ−ＯＦＦ稼動し、缶内の水位が所定の
レベルに維持されるようになっている。

【０００７】水管(3) の出口部に設けられた流通抵抗調
節部材(10)は、水管出口部の流通抵抗を調節する働きを
する。水管出口部の流通抵抗は、各水管の熱負荷に応じ
て調節してあり、熱負荷が大きい水管の流通抵抗を、熱
負荷が小さい水管の流通抵抗より大きく設定している。
例えば、出口部の流通抵抗を出口部の流路断面積により
調節する場合は、熱負荷が大きい水管における出口部の
流路断面積を、熱負荷が小さい水管における出口部の流
路断面積より小さく設定する。このような水管出口部に
おける流通抵抗の調節は、各水管の熱負荷に応じて漸次
大きくなるように設定してもよいし、３段階あるいは４
段階程度の複数段階に区分して設定することもできる。

【０００８】次に、作用について説明する。水管の熱負
荷は、バーナに対する水管の相対位置、燃焼ガス通路の
構造等によって各水管ごとに異なる。熱負荷の大きい水
管では、管内の沸騰が激しいため管内に多量の気泡が存
在し、その分だけ水量が少ないので、管の下端にかかる
水の重量即ち圧力は小さくなる。一方、熱負荷の小さい
水管では、管内の気泡が少なく水量が多いため、管の下
端にかかる水の重量即ち圧力が大きくなる傾向がある。
全ての水管が共通の下部ヘッダに連結されている場合、
水位制御筒による外部水位が高いと下部ヘッダ内の圧力
が高くなり、熱負荷の大きい水管では、圧力差に応じて
水が下端から流入し、上部ヘッダへ向かって流出する。
従って、蒸気乾き度が低下し易くなる。一方、水位制御
筒による外部水位が低いと下部ヘッダ内の圧力が低くな
り、熱負荷の小さい水管では、水が管の上端まで達する
ことができず、上端の管面が乾燥し、外部からの加熱に
より管壁温度が許容限界以上まで上昇してしまう。

【０００９】即ち、各水管には、その熱負荷に応じた適
正水位があり、熱負荷の大きい水管は、出口部に前記流
通抵抗調節部材(10)を設けて管内の圧力を高め、水管下
端の圧力が比較的高い外部水位とほぼ釣り合うようにし
て、水が過度に流入するのを防ぐようにする。このよう
に、熱負荷が大きい水管ほど管出口部に大きい抵抗を設
けることにより、外部水位が全ての水管に共通であって
も、各水管ごとに適正水位を設定することができる。

【００１０】

【発明の効果】この発明は、以上のような構成であり、
次のような実用的効果を得ることができる。 (1) 蒸気の乾き度が良好で且つ水管の過熱がない、とい
う相反する条件を同時に満たす適正水位制御範囲を広く
設定することができ、水位制御が容易になる。 (2) 水位制御範囲を広く設定することができるため、給
水ポンプの発停回数を減少させることができ、給水ポン
プの寿命が延びる。 (3) セパレータを備えていない簡易ボイラでも、乾き度
の高い良質の蒸気を水管過熱の問題なく提供することが
できる。 (4) セパレータを備えた小型ボイラにおいても、セパレ
ータに流入する蒸気の乾き度が高いため、従来のものよ
り簡単な構造のセパレータでよく、また、セパレータの
取付位置を従来のものより低くすることができ、ボイラ
装置全体の高さを低く設定することができる。従って、
ボイラの運搬や搬入も容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明における一実施例を示す説明図であ
る。

【図２】この発明の実施例の要部を拡大して示す縦断面
図である。

【符号の説明】 １ 上部ヘッダ ２ 下部ヘッダ ３ 水管 ４ 蒸気取り出し管 ５ 給水管 ６ 給水手段 ７ 加熱手段 ８ 水位制御筒 ９ 連絡管 10 流通抵抗調節部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部ヘッダ(1) と下部ヘッダ(2) とを複
   数本の水管(3) で連結してボイラ缶体を構成し、上部ヘ
   ッダ(1) に蒸気取り出し管(4) を、下部ヘッダ(2) に給
   水管(5) をそれぞれ接続し、缶内へ水を供給する給水手
   段(6) と、缶内の水を加熱するための加熱手段(7) を備
   えた構成の多管式貫流ボイラにおいて、熱負荷が大きい
   水管における出口部の流通抵抗を、熱負荷が小さい水管
   における出口部の流通抵抗より大きくする流通抵抗調節
   部材(10)を設けたことを特徴とする多管式貫流ボイラの
   缶体構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の多管式貫流ボイラの缶
   体構造において、熱負荷が大きい水管における出口部の
   流路断面積を、熱負荷が小さい水管における出口部の流
   路断面積より小さく設定したことを特徴とする多管式貫
   流ボイラの缶体構造。