JPH09133305A - ボイラ用の非対称分岐管装置 - Google Patents
ボイラ用の非対称分岐管装置Info
- Publication number
- JPH09133305A JPH09133305A JP29271795A JP29271795A JPH09133305A JP H09133305 A JPH09133305 A JP H09133305A JP 29271795 A JP29271795 A JP 29271795A JP 29271795 A JP29271795 A JP 29271795A JP H09133305 A JPH09133305 A JP H09133305A
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- JP
- Japan
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- boiler
- branch pipe
- main pipe
- furnace wall
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炉壁を構成する各炉壁管に流れる２相流の高
温水と水蒸気の混合割合を各炉壁管についてほヾ同一と
する。 【解決手段】 元管２に対して一定の角度を有する第１
と第２の分岐管１ａ，１ｂが元管２の端部に順次結合さ
れて形成されたボイラ用の非対称分岐管装置において、
上記元管２の内部に設けられ元管２の端部に向けて垂直
状態から水平状態に滑らかに旋回する旋回リボン型形状
の仕切り板３を備えたことによって、ボイラの炉壁管を
流れる高温水及び水蒸気の混合割合が各炉壁管について
ほヾ同一となるため、伝熱性能が向上し、ボイラの性能
の向上が可能となる。
温水と水蒸気の混合割合を各炉壁管についてほヾ同一と
する。 【解決手段】 元管２に対して一定の角度を有する第１
と第２の分岐管１ａ，１ｂが元管２の端部に順次結合さ
れて形成されたボイラ用の非対称分岐管装置において、
上記元管２の内部に設けられ元管２の端部に向けて垂直
状態から水平状態に滑らかに旋回する旋回リボン型形状
の仕切り板３を備えたことによって、ボイラの炉壁管を
流れる高温水及び水蒸気の混合割合が各炉壁管について
ほヾ同一となるため、伝熱性能が向上し、ボイラの性能
の向上が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、貫流ボイラ等に使
用するボイラ用の非対称分岐管装置に関する。
用するボイラ用の非対称分岐管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の貫流ボイラに使用される分岐管
は、外形が型鍛造により成形され、内部の穴がドリル等
による機械加工により製造されており、図４に示すよう
に非対称に形成されていた。
は、外形が型鍛造により成形され、内部の穴がドリル等
による機械加工により製造されており、図４に示すよう
に非対称に形成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ボイラの分岐管は、チ
ューブ内の高温水及び水蒸気を分岐したり、あるいは集
合させる機能を有するものである。特に、スパイラリワ
ウンドチューブの場合には、非対称の形状をしている。
ューブ内の高温水及び水蒸気を分岐したり、あるいは集
合させる機能を有するものである。特に、スパイラリワ
ウンドチューブの場合には、非対称の形状をしている。
【０００４】従来の貫流ボイラに使用された非対称分岐
管において、ボイラの低負荷運転時には、炉壁を構成す
るスパイラリワウンドチューブ内の流れは、高温水と水
蒸気の混合した２相流となり、かつ、管路に沿って気液
の割合が変化した２相流となる。
管において、ボイラの低負荷運転時には、炉壁を構成す
るスパイラリワウンドチューブ内の流れは、高温水と水
蒸気の混合した２相流となり、かつ、管路に沿って気液
の割合が変化した２相流となる。
【０００５】この２相流が生じる位置に図４に示したよ
うな分岐管０１ａ，０１ｂが存在すると、密度の小さい
水蒸気が分岐管１ａの方に多く流れ、密度の大きい高温
水は分岐管１ｂに多く流れるために、炉壁を構成する管
内の高温水と水蒸気の割合が管によって異なり、炉壁管
の伝熱性能が低下するという課題があった。
うな分岐管０１ａ，０１ｂが存在すると、密度の小さい
水蒸気が分岐管１ａの方に多く流れ、密度の大きい高温
水は分岐管１ｂに多く流れるために、炉壁を構成する管
内の高温水と水蒸気の割合が管によって異なり、炉壁管
の伝熱性能が低下するという課題があった。
【０００６】本発明は、上記課題を解決するため、高温
水と水蒸気の２相流を分岐する分岐管において、高温水
と水蒸気を同一の割合で分岐しうる分岐管を実現しよう
とするものである。
水と水蒸気の２相流を分岐する分岐管において、高温水
と水蒸気を同一の割合で分岐しうる分岐管を実現しよう
とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るボイラ用の非対称分岐管装置は、元管に対して一定
の角度を有する第１と第２の分岐管が元管の端部に順次
結合されて形成されたボイラ用の非対称分岐管装置にお
いて、上記元管の内部に設けられ元管内部に位置する一
端側が垂直に配設され元管端部に位置する他端側が水平
に配設された旋回リボン型形状の仕切り板を備えたこと
を特徴としている。
係るボイラ用の非対称分岐管装置は、元管に対して一定
の角度を有する第１と第２の分岐管が元管の端部に順次
結合されて形成されたボイラ用の非対称分岐管装置にお
いて、上記元管の内部に設けられ元管内部に位置する一
端側が垂直に配設され元管端部に位置する他端側が水平
に配設された旋回リボン型形状の仕切り板を備えたこと
を特徴としている。
【０００８】上記において、元管内部を流れる高温水と
水蒸気が混合した２相流は、仕切り板の一端側により分
岐される。この仕切り板の一端側は垂直に配設されてお
り、上記２相流は左右に分岐されるため、分岐された２
相流の高温水と水蒸気の混合割合は、元の２相流の混合
割合とほヾ同一である。
水蒸気が混合した２相流は、仕切り板の一端側により分
岐される。この仕切り板の一端側は垂直に配設されてお
り、上記２相流は左右に分岐されるため、分岐された２
相流の高温水と水蒸気の混合割合は、元の２相流の混合
割合とほヾ同一である。
【０００９】上記左右に分岐された２相流は、仕切り板
が滑らかに旋回する旋回リボン型形状のため、それぞれ
仕切り板により元管内を旋回しながら流れ、元管の端部
で一方は仕切り板の上側となり、他方は下側となって、
上側の２相流は第１の分岐管内へ、下側の２相流は第２
の分岐管内へ流入する。
が滑らかに旋回する旋回リボン型形状のため、それぞれ
仕切り板により元管内を旋回しながら流れ、元管の端部
で一方は仕切り板の上側となり、他方は下側となって、
上側の２相流は第１の分岐管内へ、下側の２相流は第２
の分岐管内へ流入する。
【００１０】そのため、炉壁を構成するスパイラリワウ
ンドチューブ内の高温水と水蒸気の割合は、全ての管に
ついてほヾ同一となり、伝熱特性すなわちボイラの性能
を向上させることが可能となる。
ンドチューブ内の高温水と水蒸気の割合は、全ての管に
ついてほヾ同一となり、伝熱特性すなわちボイラの性能
を向上させることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係るボイ
ラ用の非対称分岐管装置について、図１により説明す
る。
ラ用の非対称分岐管装置について、図１により説明す
る。
【００１２】図１に示す本実施形態は、元管２と、同元
管２の端部に順次結合され同元管２と一定の角度で上方
に屈折した分岐管１ａ，１ｂとにより形成されたボイラ
用の非対称分岐管装置において、上記元管２の内部に設
けられ元管２の内部に位置する一端側が垂直に配設され
元管２の端部に向かうに従い滑らかに旋回し元管２の端
部に位置する他端側が水平となる旋回リボン型形状に形
成された仕切り板３を備えている。
管２の端部に順次結合され同元管２と一定の角度で上方
に屈折した分岐管１ａ，１ｂとにより形成されたボイラ
用の非対称分岐管装置において、上記元管２の内部に設
けられ元管２の内部に位置する一端側が垂直に配設され
元管２の端部に向かうに従い滑らかに旋回し元管２の端
部に位置する他端側が水平となる旋回リボン型形状に形
成された仕切り板３を備えている。
【００１３】上記において、その端部から離れた元管２
の内部に位置する仕切り板３の一端側が垂直に設置され
ているため、この仕切り板３の一端側で高温水と水蒸気
の混合した２相流は左右に分岐され、分岐されたそれぞ
れの２相流の高温水と水蒸気の割合は、左右でほヾ同一
である。
の内部に位置する仕切り板３の一端側が垂直に設置され
ているため、この仕切り板３の一端側で高温水と水蒸気
の混合した２相流は左右に分岐され、分岐されたそれぞ
れの２相流の高温水と水蒸気の割合は、左右でほヾ同一
である。
【００１４】上記仕切り板３は元管２の端部に向かうに
従い垂直状態から水平状態に滑らかに旋回する旋回リボ
ン型形状に形成されているため、左右に分岐された２相
流の一方は、仕切り板３の上方を流れて分岐管１ａに流
入し、他方の２相流は仕切り板３の下方を流れて分岐管
１ｂに流入する。
従い垂直状態から水平状態に滑らかに旋回する旋回リボ
ン型形状に形成されているため、左右に分岐された２相
流の一方は、仕切り板３の上方を流れて分岐管１ａに流
入し、他方の２相流は仕切り板３の下方を流れて分岐管
１ｂに流入する。
【００１５】そのため、炉壁を構成するスパイラリワウ
ンドチューブ内の高温水と水蒸気の割合は、全ての管に
ついてほヾ同一となり、伝熱特性すなわちボイラの性能
を向上させることができた。
ンドチューブ内の高温水と水蒸気の割合は、全ての管に
ついてほヾ同一となり、伝熱特性すなわちボイラの性能
を向上させることができた。
【００１６】次に、本実施形態に係る非対称分岐管装置
の製造方法について説明する。本製造方法においては、
まず、溶融石英を主成分としたセラミック粉末にバイン
ダとしてコロイダルシリカを配合し、更に硬化促進剤と
してマグネシア粉末を配合して混合したスラリを所定の
型に流し込み、乾燥後に約１０００℃の温度で焼成し
て、元管２の内面及び旋回リボン型の仕切り板を形成す
るための中子４，５を一対製造する。図２は、この一対
の中子４，５の概略形状を示している。
の製造方法について説明する。本製造方法においては、
まず、溶融石英を主成分としたセラミック粉末にバイン
ダとしてコロイダルシリカを配合し、更に硬化促進剤と
してマグネシア粉末を配合して混合したスラリを所定の
型に流し込み、乾燥後に約１０００℃の温度で焼成し
て、元管２の内面及び旋回リボン型の仕切り板を形成す
るための中子４，５を一対製造する。図２は、この一対
の中子４，５の概略形状を示している。
【００１７】この中子４，５を所定の形状を有する金型
内に設置し、ワックスを射出成形して、精密鋳造用の模
型を製作する。この模型について、通常の精密鋳造用の
鋳型を製作する場合と同じ要領により、ジルコン及びム
ライトを主成分とするセラミックを用い、コロイダルシ
リカをバインダとして鋳型を構築する。
内に設置し、ワックスを射出成形して、精密鋳造用の模
型を製作する。この模型について、通常の精密鋳造用の
鋳型を製作する場合と同じ要領により、ジルコン及びム
ライトを主成分とするセラミックを用い、コロイダルシ
リカをバインダとして鋳型を構築する。
【００１８】この鋳型を乾燥後に約１０００℃の温度で
焼成し、この鋳型に所定の組成の溶湯を鋳造する。冷却
後に鋳型及び中子を除去し、押湯及び湯道等を切断した
後に所定の熱処理を実施する。以上の工程で製造するこ
とにより、図１に示す装置を完成することができる。
焼成し、この鋳型に所定の組成の溶湯を鋳造する。冷却
後に鋳型及び中子を除去し、押湯及び湯道等を切断した
後に所定の熱処理を実施する。以上の工程で製造するこ
とにより、図１に示す装置を完成することができる。
【００１９】
【実施例】前記一実施形態に係る非対称分岐管装置につ
いては、その性能確保のため、上記製造方法により分岐
管装置を製造し、また、従来の形状の分岐管装置を製造
して比較試験を実施しており、その内容を一実施例とし
て以下に説明する。
いては、その性能確保のため、上記製造方法により分岐
管装置を製造し、また、従来の形状の分岐管装置を製造
して比較試験を実施しており、その内容を一実施例とし
て以下に説明する。
【００２０】本実施例においては、高温水及び水蒸気の
代替として常温の水及び空気を使用し、２相流の分岐特
性の模擬試験を実施しており、その結果は図３に示すも
のであった。なお、図３に使用した記号は以下のとおり
である。
代替として常温の水及び空気を使用し、２相流の分岐特
性の模擬試験を実施しており、その結果は図３に示すも
のであった。なお、図３に使用した記号は以下のとおり
である。
【００２１】 αιA ＝ＱιA ／ＱT 、ＱT ＝ＱιA ＋ＱιB こゝで、ＱιA ：分岐管Ａに流れた水の流量（Kg/m2 ・
s ） ＱιB ：分岐管Ｂに流れた水の流量（Kg/m2 ・s ） β：水と空気の割合、β＝（ｑιA ＋ｑιB ）／（ｑgA
＋ｑgb） こゝで、ｑιA ：分岐管Ａに流れた水の流量（m3/m2 ・
s ) ｑιB ：分岐管Ｂに流れた水の流量（m3/m2 ・s ) ｑgA ：分岐管Ａに流れた空気の流量（m3/m2 ・s ) ｑgb ：分岐管Ｂに流れた空気の流量（m3/m2 ・s ) 図３においては、従来の仕切り板がない分岐管装置で
は、水と空気（実際のボイラでは高温水と水蒸気）の割
合が分岐される管によって大きく異なっているが、本実
施例の旋回リボン型仕切り板を有する分岐管装置では、
分岐管１ａに分岐される水の分配率αιA はほヾ０．５
に近い値であり、流速によらずほヾ均一である。すなわ
ち、ボイラの低負荷運転時でも比較的均一に分配される
ことがわかる。
s ） ＱιB ：分岐管Ｂに流れた水の流量（Kg/m2 ・s ） β：水と空気の割合、β＝（ｑιA ＋ｑιB ）／（ｑgA
＋ｑgb） こゝで、ｑιA ：分岐管Ａに流れた水の流量（m3/m2 ・
s ) ｑιB ：分岐管Ｂに流れた水の流量（m3/m2 ・s ) ｑgA ：分岐管Ａに流れた空気の流量（m3/m2 ・s ) ｑgb ：分岐管Ｂに流れた空気の流量（m3/m2 ・s ) 図３においては、従来の仕切り板がない分岐管装置で
は、水と空気（実際のボイラでは高温水と水蒸気）の割
合が分岐される管によって大きく異なっているが、本実
施例の旋回リボン型仕切り板を有する分岐管装置では、
分岐管１ａに分岐される水の分配率αιA はほヾ０．５
に近い値であり、流速によらずほヾ均一である。すなわ
ち、ボイラの低負荷運転時でも比較的均一に分配される
ことがわかる。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、元管に対して一定の角度を有
する第１と第２の分岐管が元管の端部に順次結合されて
形成されたボイラ用の非対称分岐管装置において、上記
元管の内部に設けられ元管の端部に向けて垂直状態から
水平状態に滑らかに旋回する旋回リボン型形状の仕切り
板を備えたことによって、ボイラの炉壁管を流れる高温
水及び水蒸気の混合割合が各炉壁管についてほヾ同一と
なるため、伝熱性能が向上し、ボイラの性能の向上が可
能となる。
する第１と第２の分岐管が元管の端部に順次結合されて
形成されたボイラ用の非対称分岐管装置において、上記
元管の内部に設けられ元管の端部に向けて垂直状態から
水平状態に滑らかに旋回する旋回リボン型形状の仕切り
板を備えたことによって、ボイラの炉壁管を流れる高温
水及び水蒸気の混合割合が各炉壁管についてほヾ同一と
なるため、伝熱性能が向上し、ボイラの性能の向上が可
能となる。
【図１】本発明の実施の一形態に係る非対称分岐管装置
の説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図、（ｄ）は
（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
の説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図、（ｄ）は
（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図２】上記一実施形態に係る装置の製造に用いる中子
の説明図である。
の説明図である。
【図３】本発明の一実施例に係る分配特性の説明図であ
る。
る。
【図４】従来の分岐管の説明図である。
１ａ，１ｂ 分岐管 ２ 元管 ３ 仕切り板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山室 繁昭 神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 粥川 愛仁 神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 山内 崇賢 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 中村 和博 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 古河 洋文 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 元管に対して一定の角度を有する第１と
第２の分岐管が元管の端部に順次結合されて形成された
ボイラ用の非対称分岐管装置において、上記元管の内部
に設けられ元管内部に位置する一端側が垂直に配設され
元管端部に位置する他端側が水平に配設された旋回リボ
ン型形状の仕切り板を備えたことを特徴とするボイラ用
の非対称分岐管装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29271795A JPH09133305A (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | ボイラ用の非対称分岐管装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29271795A JPH09133305A (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | ボイラ用の非対称分岐管装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133305A true JPH09133305A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17785408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29271795A Withdrawn JPH09133305A (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | ボイラ用の非対称分岐管装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09133305A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7707859B2 (en) | 2006-08-15 | 2010-05-04 | Whirlpool Corporation | Water supply control for a steam generator of a fabric treatment appliance |
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-
1995
- 1995-11-10 JP JP29271795A patent/JPH09133305A/ja not_active Withdrawn
Cited By (17)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030204 |