JPS6284201A - 多管式貫流ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多管式貫流ボイラに関するものである。

（従来技術） 従来、上下一対の管寄せ間に多数の内側水管を環状に配
列し、外側水管と内側水管とで三角形を形成するよう外
側水管を内側水管と相互に適宜間隔を隔てた状態で配列
し、各内側水管の間に形成される隙間に、上部管寄せか
ら垂設される内側ヒレを、また外側水管と各内側水管の
間に形成される隙間に、下部管寄せから立設される外側
ヒレをそれぞれ取付け、該内側水管と外側木管と内側ヒ
レと外側ヒレの四者によって多数のガス通路を形成する
ようにした多管式貫流ボイラは公知である。

ところが、この種の従来の多管式貫流ボイラに用いられ
ている水管は平滑な外表面を有する素管であり、燃焼ガ
スは乱流状態で流動するが、水管ならびにフィン面上に
は、境界層が形成され、これが伝熱抵抗となって熱伝達
効率は比較的低い値に制約される。従って、このような
構成のものにおいてその伝熱効率を高めようとすれば、
水管を大径化したりあるいは長寸化したりしてその伝熱
面積を増加させる必要があり、勢い装置の大型化あるい
は設置スペースの増大を招くことになる。

（発明の目的） 本発明は、上記従来技術の項で指摘した問題点を改善し
ようとするもので、装置の大型化を招くことなく高水準
の伝熱効率が得られるようにした多管式貫流ボイラを提
供することを目的とするものである。

（目的を達成するための手段） 本発明は上記の目的を達成するための手段として、水管
外表面に円周方向の適宜範囲または全周に亘って円周方
向または螺旋方向に延びる突起体を形成したものである
。

（作　用） 本発明では上記の手段により、ガス通路内を流通する燃
焼ガスが、内側水管及び外側水管の外表面に形成された
突起体により、前述の境界層が分断され、その結果燃焼
ガス流にはげしい渦が発生し、該燃焼ガスと伝熱面との
伝熱効率が促進されるという作用が得られる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図及び第２図には本発明の実施例に係る多管式貫流
ボイラＺが示されている。この貫流ボイラＺは、略筒状
に形成されたケーシング１２と該ケーシング１２内に同
心状に配置された断熱材１■よりなる二重壁容器状のボ
イラ本体！内に、上下一対の環状の上部管寄せ３と下部
管寄せ４をそれぞれ配設するとともに、該上下一対の管
寄せ３゜４間に多数の内側水管５，５・・と外側水管６
．６・・を、該谷内側水管５，５・・を径方向内側に、
各外側水管６．６・・を径方向外側にそれぞれ位置せし
めた状態で２個の同心円状にそれぞれ列設配置して構成
されている。尚、第１図及び第２図において符号２は燃
焼装置、９およびＩＯはボイラ本体ｌの上下２位置に配
置された耐火物、１３は煙道である。

内側水管５，５・・は、第１図ないし第３図に示す如く
相互に微小隙間Ｒ、、Ｒ、・・をもって円周上に離隔配
置されており、その上端及び下端はそれぞれ上記上部管
寄せ３と下部管寄せ４にそれぞれ接続されている。

一方、外側水管６，６・・は、各内側水管５，５・・に
対して相互に適宜間隔Ｓ、を隔てた状態で該谷内側水管
５．５・・の外側に円周状に配列されている。

又、この実施例においては、内側水管５．５・、の配列
ビッヂ角Ｏ３と外側水管６．６・・の配列ビッヂ角θ２
とを同一ビッヂ角に設定しており、しかもこれらの配列
状態においては、各内側水管５．５・・と各外側水管６
，６・・とがそれぞれ円周方向において１７２ピッチ（
θ＝θ１／２＝θ、／２）づつずれるように両者間にお
ける相対位置が設定されている。

さらに、この実施例においては、本発明を適用して、第
３図及び第４図に示す如く内側水管５の外表面５ａ及び
外側水管６の外表面６ａに、円周に沿って環状に延びる
突起体１７を、しかもその管長方向に適宜ピッチで多数
形成している。この突起体１７は中実の四角形断面を有
している。

又、上記各内側水管５，５・・間に形成される隙間Ｒ、
、Ｒ、・・には内側ヒレ７．７・・が、また該谷内側水
管５．５・・と上記外側水管６．６−・の間に形成され
る隙間Ｒ，，ｆｌ、・・には外側ヒレ８．８・・がそれ
ぞれ取付けられている。この各内側ヒレ７．７・・と外
側ヒレ８．８・・は、それぞれ隣接する２つの水管５，
５または水管５．６に跨がる横幅をもつ縦長帯状に形成
されている。又、これら内外各ヒレ７．８は、その各両
端をそれぞれ隣接する２つの水管５，５または水管５，
６に溶接するとともに、内側ヒレ７はさらにその上端を
上部管寄せ３に、また外側ヒレ８はさらにその下端を下
部管寄せ４にそれぞれ溶接することによって固定されて
いる。又、この各内側ヒレ７．７・・および各内側水管
５，５・・により環状に囲繞された内部空間は燃焼室１
８とされており、該燃焼室１８の上方には上記燃焼装置
２が取付けられている。

内側ヒレ７は上部管寄せ３の下面から下方に垂設され、
又外側ヒレ８は下部管寄せ４の上面から上方に立設せし
められている。さらに該内側ヒレ７と外側ヒレ８とは、
径方向において所定長さだけ重合するようにして配設さ
れている。従って、内外両ヒレ７．８と隣接する一対の
内側水管５と外側水管６の間には縦方向の細長いガス通
路１６が形成されていることになる。

このガス通路１６の下端部には、内側ヒレ７の下端と下
部管寄せ４との間の隙間で構成される底部ガス通路１４
が形成されており、該底部ガス通路１４を介してガス通
路１６と燃焼室１８とが相互に連通せしめられている。

またガス通路１６の上端部には、外側ヒレ８の上端と上
部管寄せ３との間の隙間で構成される上部ガス通路１５
が形成されており、上記ガス通路１６は上部ガス通路１
５を介して煙道１３に連通せしめられている。

次に、図示の貫流ボイラＺの作用を説明すると、この貫
流ボイラＺでは、燃焼装置２に点火すると燃焼室１８内
で発生した燃焼ガスＧは、底部ガス通路１４．１４・・
から、各内側水管５，５・・および内側ヒレ７．７・・
および各外側水管６，６・・および外側ヒレ８．８・・
によって形成される多数のガス通路１６．１６・・中を
上昇し、上部ガス通路１５．１５・・にて集合し、煙道
１３より外部へ排出される。燃焼ガスＧはガス通路１６
中を上昇する際に内外各水管５，５・・、６．６・、　
Ｂ　ｒＫ　ｒｊｘ　／Ｊｊ欠しｌ、　７　７　、−　　
Ｑ　　Ｑ　−−１−ｔ＊鋲ｌ＋１て内外各水管５．５・
・、６．６・・内の缶水と熱交換し該缶水の温度を高め
るように作用する。

この際、この実施例においては本発明を適用して内・外
路水管５，５・・、６，６・・の外表面に突起体１７．
１７・・を多数形成しているため、ガス通路１６内を流
通する燃焼ガスＧはこれら各突起体１７．１７・・と接
触することによりその流れが撹乱される。従って、ガス
通路１６内を流通するガスのほとんど全量が万遍無く伝
熱面に接触せしめられ、より高水準の伝達効率が得られ
ることとなる。即ち、この貫流ボイラＺは、内・外路水
管５，５・・、６．６・・の外表面に突起体１７、１７
・・を形成するという簡単な手段により、装置の大型化
を招くことなく伝熱効率の向上を図ることができるもの
である。

尚、上記実施例においては第４図に示す如く内・外路水
管５．６の外表面５　ａ、　６　ａ上に形成される突起
体１７を中実の四角形断面を６つ突起体で構成し且つこ
れを水管外表面の全周に亘って環状に形成したが、本発
明はこれに限定されるものでなく、例えばその断面形状
としては、第５図ないし第１４図に示す如く中実台形断
面（第５図）、中実三角形断面（第６図）、中実円形断
面（第７図）、中実円弧形断面（第８図）、中実正弦波
形断面（第９図）、中空四角形断面（第１０図）、中空
台形断面（第１１図）、中空三角形断面（第１２図）、
中空円弧形断面（第１３図）、中空正弦波形断面（第１
４図）等の如く種々の形状を採用することができる。ま
た、突起体１７の円周方向における形成範囲については
、上記各実施例の如く水管外表面の全周に亘って形成す
るのにかえて該水管外表面の周方向の一部範囲にのみ形
成することもできる。さらに、該突起体■７の形成方向
については、上記各実施例の如く円周方向に沿って環状
に形成する外に、例えば、水管外表面に沿って螺旋方向
に形成することもできる。

（発明の効果） 続いて、本発明の詳細な説明すると、この多管式貫流ボ
イラは、内側水管の外表面と外側木管の外表面にそれぞ
れ突起体を形成しているため、核内・外各水管と内・４
各ヒレによって囲繞形成されるガス通路内を燃焼ガスが
流通する際、該燃焼ガスの流れが上記各突起体により撹
乱され、該燃焼ガス全体が万遍坤く伝熱面に対して接触
仕しめられ、このため、従来の貫流ボイラの如くガス通
路内においての燃焼ガスの撹乱作用が期待できない構成
の場合に比してより高水準の伝熱効率を、しかも装置の
大型化を摺くことなく容易に実現できるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかがる多管式貫流ボイラの縦
断面図、第２図は第１図の■−Ｉｌ横断面図、第３図は
第２図の要部拡大図、第４図は水管の拡大図、第５図な
いし第１４図は他の突起体形状図である。 ｌ・・・・・ボイラ本体 ２・・・・・燃焼装置 ３・・・・・上部管寄仕 ４・・・・・下部管寄せ ５・・・・・内側水管 ６・・・・・外側水管 ７・・・・・内側ヒレ ８・・・・・外側ヒレ １７・・・・突起体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、環状に形成した上部管寄せ（３）と下部管寄せ（４
   ）の間に、多数の内側水管（５）、（５）・・を相互に
   適宜間隔（Ｓ＿１）を隔てた状態で円周方向に、また多
   数の外側水管（６）、（６）・・を上記各内側水管（５
   ）、（５）・・の外側においてしかも該各内側水管（５
   ）、（５）・・に対してそれぞれ適宜間隔（Ｓ＿２）を
   隔てた状態で円周方向に、それぞれ配列するとともに、
   上記各内側水管（５）、（５）・・の配列ピッチ角（θ
   ＿１）と上記各外側水管（６）、（６）・・の配列ピッ
   チ角（θ＿２）とを同一とし且つ円周方向において上記
   各内側水管（５）、（５）・・と各外側水管（６）、（
   ６）・・がそれぞれ１／２ピッチずつずれるように該各
   内側水管（５）、（５）・・と各外側水管（６）、（６
   ）・・の周方向相対位置を設定し、さらに、上記各内側
   水管（５）、（５）・・間に形成される各内側隙間（Ｒ
   ＿１）、（Ｒ＿１）・・には上記上部管寄せ（３）から
   垂設された内側ヒレ（７）、（７）・・を、また上記各
   外側水管（６）、（６）・・間に形成される各外側隙間
   （Ｒ＿２）、（Ｒ＿２）・・には上記下部管寄せ（４）
   上に立設された外側ヒレ（８）、（８）・・を、それぞ
   れ相互に径方向に適宜範囲だけ重合させた状態で取付け
   、上記各内側水管（５）、（５）・・と上記各内側ヒレ
   （７）、（７）・・と上記各外側水管（６）、（６）・
   ・と上記各外側ヒレ（８）、（８）・・の四者によって
   多数のガス通路（１６）、（１６）・・を形成してなる
   多管式貫流ボイラであって、上記各内側水管（５）、（
   ５）・・の外表面及び上記各外側水管（６）、（６）・
   ・の外表面に、その円周方向の適宜範囲またはその全周
   に亘って円周方向又は螺旋方向に延びる突起体（１７）
   が形成されていることを特徴とする多管式貫流ボイラ。 ２、上記突起体（１７）が、四角形断面とされている特
   許請求の範囲第１項記載の多管式貫流ボイラ。 ３、上記突起体（１７）が、台形断面とされている特許
   請求の範囲第１項記載の多管式貫流ボイラ。 ４、上記突起体（１７）が、三角形断面とされている特
   許請求の範囲第１項記載の多管式貫流ボイラ。 ５、上記突起体（１７）が、円形断面とされている特許
   請求の範囲第１項記載の多管式貫流ボイラ。 ６、上記突起体（１７）が、円弧形断面とされている特
   許請求の範囲第１項記載の多管式貫流ボイラ。 ７、上記突起体（１７）が、正弦波形状断面とされてい
   る特許請求の範囲第１項記載の多管式貫流ボイラ。