JPS6133363Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は貫流ボイラなど多数の平行な伝熱管を
有するボイラに関するものである。

〔従来技術〕

従来例えば貫流ボイラでは、多数の垂直な伝熱
管を隣接してほぼ円筒形の燃焼室を形成し、燃焼
室で発生した高温ガスを他に導き別の伝熱管にて
熱交換を行なわしめるものがある。この場合、隣
接する伝熱管の間の隙間から高温ガスが漏洩しな
いようにするため、伝熱管をフイン付チユーブに
て作製しフイン相互を全長にわたつて溶接して密
閉することが行なわれている。

また、フインのないチユーブを用いて隣接した
ものの相互を全長にわたつて溶接により接合、密
閉したものもある。

また、別の例として、フインのないチユーブ
を、相互間を溶接せずにただ密着して並べるだけ
で伝熱壁を形成しているものもある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来のものには次の
如き問題点が見られる。

即ち、フインを有する、油は有しないチユーブ
の相互を全長にわたつて溶接で密閉するものにお
いては、 (1) 製作時に、溶接作業に多大の手間と費用とを
要する。

(2) 製作時に、溶接熱量が膨大なので、熱歪によ
る変形が残つたり、大きな熱応力が残留する。

(3) 運転時に、燃焼熱により、(2)とは別の熱歪が
発生し、(2)で変形した部分は更に変形を生じ易
く、また、残留熱応力のある部分はさらに熱応
力が加算されて破損し易くなる。

というような問題点を有する。

一方フインを有さないチユーブを、相互は溶接
しないでただ密着して並べたものにおいては、 (1) 製作時に、チユーブ自体の寸法、形状の誤
差、組立誤差などにより、チユーブ相互の間に
間隙を生ずる部分ができるが、拘束を十分与え
られないので、その隙間を狭くすることが困難
である。

(2) 運転時に、燃焼熱を受けて伝熱管は膨張し、
部分的に曲がりを生ずる。この際伝熱管相互の
間には離れる方向には拘束がないので、曲がり
の方向はまちまちとなり、製作時に密着してい
る部分でも、製作時隙間を生じている部分で
も、部分によつては大きな隙間となり、高温ガ
スの漏洩を招く。従つて伝熱管の外側に耐圧度
と密閉度とを有する周壁を必要とする。

本考案は、従来のものの上記の問題点を解決
し、製作が容易であり、運転に当たり伝熱管相互
の間の隙間の増大を抑制することにより高温ガス
の漏洩を防止して、十分な耐圧度と密閉度とが要
求されるような周壁を必要とせず、さらに熱応力
の増加を防いで強度の低下を防ぎ、信頼性があ
り、かつ軽量なボイラを提供することを目的とす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、多数の直管伝熱管が平行に密接して
並べられて伝熱壁が形成され、該伝熱壁により燃
焼室及び高温ガス通路が形成され、隣接する前記
伝熱管相互の間は長手方向の一部分が溶接ビード
により接合されていることを特徴とするボイラで
ある。

〔作用〕

本考案は上記の如く構成されているので次の如
き作用を有する。

(1) 溶接が伝熱管の長手方向の一部分であるの
で、製作時に、溶接作業の手間と費用は大幅に
減少する。

(2) 溶接量が少ないので、伝熱管に加えられる熱
量は少なく、熱歪による変形が小さく、残留熱
応力も小さい。

(3) 製作時に隣接する伝熱管の一部を溶接にて拘
束するので、相互間の間隙が僅少となるように
矯正保持することができる。

(4) 運転時には燃焼熱を受けて膨張、変形する
が、相互間の一部分が溶接により拘束を受けて
いるので、曲がりの方向も拘束され、溶接され
ていない短い部分の曲がりが或る程度拘束され
ない状態となるに過ぎず相対的な変形量は少な
く、隙間を生じたとしても僅少である。製作
時、或いは運転時に生ずるこのような僅小の隙
間は、燃焼に伴ない発生するすすや不純物によ
り次第に充填されて閉塞され、伝熱壁は密閉状
態になる。従つて、高温ガスの漏洩のおそれが
なく、伝熱管の外側に、さらに十分な耐圧度と
密閉度とが要求される周壁を設ける必要はな
い。

(5) 製作時の残留変形や残留熱応力が小さいの
で、運転時に大なる燃焼熱を受けても、大きな
変形或いは大きな熱応力を生じない。

〔実施例〕

本考案を実施例につき図面を用いて説明すれ
ば、第１図ないし第７図において、直管状の複数
本の伝熱管１，１′，１″は垂直に平行に密接して
並べられて伝熱壁を形成し、伝熱管１，１′，
１″の上端及び下端はそれぞれ矩形状の管板２，
３に接続している。各管板２，３にはそれぞれ外
板４，５が取付けられ中に氷室６，７を形成する
管寄せ８，９を構成している。第２図、第３図、
第５図に示すように外板４の断面は二方向にアー
チ状に彎曲し、外板５の断面は一方向にアーチ状
に彎曲している。

伝熱管１，１′，１″の配列は第６図及び第７図
に示す如く、全体が管板２，３の矩形の内に収容
され、一部の伝熱管１，１″により矩形の一方に
片寄つて燃焼室１０が形成され、他の一部の伝熱
管１により燃焼室１０に続き矩形の長辺に沿つて
延長された高温ガス通路１１が形成され、さらに
他の伝熱管１，１′及び燃焼室１０及び高温ガス
通路１１を形成した伝熱管１，１″の一部によ
り、矩形の短辺で折返り逆行する高温ガス通路１
２が形成され、長辺に沿う部分の一部の開口１３
にて開口する。この開口１３は伝熱管１′及び
１″の間に全長にわたつて開口しているほぼ矩形
状の開口であり、ふた板１４によりおおわれてい
る。

ふた板１４は第２図、第３図に示す如く下部に
高温ガス通路としての穴１５が設けられ煙道１６
を備えている。ふた板１４の取付けは第８図に詳
細を示す如く、伝熱管１′と１″との間に上下に全
長にわたつてバー１７が設けられており、このバ
ー１７にフツクボルト１８を掛けてふた板１４に
複数個設けられた穴を通してナツト１９で引止め
る。２０は断熱材によるパツキンである。

伝熱管１，１′，１″は隣接するものが密接する
ように配置されているが、パイプの製作誤作やボ
イラ製作時の歪などにより部分的に僅かの隙間を
伴なう。ボイラの稼動時に熱により各部が変形し
てこの隙間がさらに拡大するのを防ぐため伝熱管
１，１′，１″のほぼ中央の一部分を第３図に示す
如く溶接ビード２１にて接合している。伝熱管
１，１′，１″が長ければ溶接ビードは長手方向に
複数個所設けてもよい。

伝熱管１，１′，１″及び管寄せ８の外側には断
熱材２２が直接当てられて取巻き、さらにその外
側をカバー２３がおおつている。

燃焼室１０の直上には管寄せ８を貫通してたき
口２４が設けられ、バーナ２５が装着される。た
き口２４は円筒状であり、管寄せ８の外板４及び
管板２を固定し両者を拘束している。２６，２７
はそれぞれ外板４と管板２及び外板５と管板３と
を接続するステイである。

２８は給水管、２９は蒸気排出管、３０はブロ
ー管、３１は脚である。

本実施例において、ボイラ稼動時には、バーナ
２５により燃焼室１０にて加熱された高温ガスは
高温ガス通路１１，１２を通る間に伝熱管１，
１′，１″の中の水を加熱して蒸発せしめ、開口１
３を経て煙道１６に入り、煙突あるいは次の排気
処理工程に導かれる。伝熱管１，１′，１″の相互
の間には前述する如くパイプ自体の寸法、形状誤
差や、組立時の誤差により部分的に僅小な間隙が
生じており、稼動開始当初はこの間隙はそのまま
残つているが、これらの隙間は、運転時に燃焼熱
によつて生ずる僅かの間隙も含めて、稼動開始後
或る期間が経過すると燃焼の際発生するすすや不
純物が充填されてこの間隙は閉塞され、燃焼室１
０、高温ガス通路１１，１２は密閉され伝熱管
１，１′，１″により構成される伝熱壁面を通じて
高温ガスが外部に流出することはない。ボイラ内
温度の変化、不均一によつてはこの間隙の状態が
変化する傾向があるが、伝熱管１，１′，１″の途
中の必須個所を溶接ビードにて固定しているので
温度の変化、不均一があつても間隙の状態は変化
せず、燃焼室１０、高温ガス通路１１，１２の密
閉は確保される。従つて伝熱管１，１′，１″の外
側には断熱材２２とこれを押えるための簡単なカ
バー２３があるのみであり、ガス漏洩防止のため
の耐圧度と密閉度を有する周壁は不要となる。周
壁が不要となることにより材料費、周壁加工及び
組立費が節減され重量も軽減される。

また、製作時の変形や残留応力も小さいので、
運転時に高温の燃焼熱を受けても大きな変形や熱
応力は生ぜず、強度的に信頼性が大である。

〔考案の効果〕

本考案により、次の如き顕著な効果を奏するボ
イラを提供することができる。

(1) 製作時において溶接量が少ないので、作業の
手間と費用を大幅に低減することができ、かつ
変形量及び残留応力を小さくすることができ
る。

(2) 製作時に、伝熱管相互を或る程度拘束するの
で、相互間の間隙を、製作状態で僅小とするこ
とができる。

(3) 伝熱管相互が或る程度拘束されているので、
運転時に高熱の燃焼熱を受けても伝熱管相互の
相対的変化は少なく、間隙は僅少を保つ。

(4) これらの僅小な間隙は、燃焼に伴なうすすや
不燃物で次第に埋められ密閉状態となるので、
高温ガスの漏洩は防がれ、伝熱管の外側に、十
分な耐圧度と密閉度とを要求する周壁が不要と
なり、小型、軽量となる。

(5) 製作時の残留変形や残留応力が小さく、運転
時に高温の燃焼熱を受けても大きな変形や熱応
力を生じず、信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図、第２図
は第３図のそれぞれ−線、−線における
断面側面図、第３図は第１図の−線断面背面
図、第４図は第１図の−線矢視図、（但しバ
ーナ、カバー、断熱材は省略、一部破断）、第５
図は第４図の−線断面図、第６図、第７図は
第１図のそれぞれ−線、−線における断
面平面図、第８図は第３図の−線における断
面平面図である。 １，１′，１″……伝熱管、２，３……管板、
４，５……外板、６，７……氷室、８，９……管
寄せ、１０……燃焼室、１１，１２……高温ガス
通路、１３……開口、１４……ふた板、１５……
穴、１６……煙道、１７……バー、１８……フツ
クボルト、１９……ナツト、２０……パツキン、
２１……溶接ビード、２２……断熱材、２３……
カバー、２４……たき口、２５……バーナ、２
６，２７……ステイ、２８……給水管、２９……
蒸気排出管、３０……ブロー管、３１……脚。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 多数の直管伝熱管が平行に密接して並べられて
   伝熱壁が形成され、該伝熱壁により燃焼室及び高
   温ガス通路が形成され、隣接する前記伝熱管相互
   の間は長手方向の一部分が溶接ビードにより接合
   されていることを特徴とするボイラ。