JPS6324321Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は垂直水管型貫流ボイラなどのボイラに
関するものである。

この種のボイラの従来のものの例を第１図及び
第２図に示せば、上方の蒸気室１及び下方の水室
２が環状に形成され、これら両室は多数の垂直な
水管３により連結されている。これらの水管３は
互に密接して並べられて環状の水管列を形成し、
このようにして形成された内方の第１環状水管列
４及び第２環状水管列５が、同心円状に配列され
ている。中央部には燃焼室１１が形成され、一部
の水管を設けずに形成した開口部１２，１４及び
第１及び第２環状水管列４，５の間に形成された
ガス通路９により燃焼室１１と排気口１３とが連
通され、バーナ１５により燃焼室１１内で発生し
た燃焼ガスが排気口１３まで通過する間に水管３
を加熱するようになつている。

最外側の第２環状水管列５の外側には外套６と
の間に断熱材１７が充填されている。

このようなボイラにおいては、断熱材１７を必
要とし、また外部へのガスの漏洩を防ぐために第
２環状水管列５の水管３相互の間を溶接して完全
に密閉するか、外套６を完全密閉構造とすること
が必要となり、構造が複雑となり、製作費もかさ
むなどの欠点があつた。

また同じ伝熱面積のまま小型にするために断熱
材１７を除いて第２環状水管列５と外套６との間
にも燃焼ガスを導くようにすると、燃焼ガスのフ
ローが二重となり方向転換の数が増して圧力損失
が大となり、しかも外套６はなお密閉構造が必要
であり、構造複雑となり製作費もかさむ。

従つて通常第１図ないし第２図の如き構造が用
いられるが、最外部の第２環状水管列５の外面は
有効な伝熱面積として利用できない。この外面も
伝熱面として利用しようとすると上記の如き欠点
を生じ、また伝熱面積が過大となり危険を生ずる
場合もある。

環状水管列の外側の燃焼ガスの熱をさらに利用
する例としては例えば特開昭47−19203号公報に
示された発明がある。該特許公開公報には、第１
環状水管列（第２環状水管列はない）の外側に予
熱室（第二パス１９）を隔てて外胴板１８を設
け、予熱室に、燃焼ガスを導いた後排出し、一方
外胴板１８の外側に空気ジヤケツト２３を設け、
該空気ジヤケツト２３燃焼用空気を通して予熱せ
しめて燃焼ガスの排熱の利用がはかられているも
のが示されている。

この例においては、予熱室の燃焼用空気は、下
方に接線方向に導入され、上方中央のバーナに至
るまで左ネジ状に旋回上昇して流れる。一方外胴
板の内側の燃焼ガスは下部の炉室出口２１からそ
らせ板２２を経て上方の煙突Ｓまで右ネジ状に旋
回上昇して流れるようになつている。

このような従来例においては、伝熱壁である外
胴板の両側のガスは一方は左ネジ状、他方は右ネ
ジ状に旋回上昇して、互いにほぼ直交の流れとな
り大きな熱貫流率が得られるようになつている。

しかしながら、前述の如く、第２図の如き従来
例において、外側の第２環状水管列５の外面を有
効な伝熱面として利用するために、断熱材１７を
除き、その空間に、特開昭47−19293号公報に示
された発明の如く下方から接線方向に燃焼用空気
を導入しても、燃焼用空気は左ネジ状に旋回上昇
するのに対し、第２環状水管列５の水管の中の水
は垂直方向に流れ（主として下降流）ているので
互いに直交せず、或る浅い角度を以て流れるので
熱貫流率が小となり効率の低下を来す欠点があつ
た。

本考案は、従来のものの上記の如き欠点を除
き、複数列の環状水管列の最外部に燃焼用空気の
予熱室を有するボイラにおいて、燃焼用空気の流
れと、水管内の水の流れとがほぼ直交流となり熱
貫流率が大であつて効率の高いボイラを提供する
ことを目的とするものである。

本考案は、複数本の水管を密接して並べて形成
した環状水管列が、同心環状に複数列備えられて
蒸気室と水室とを接続し、最外部の環状水管列の
外面に直接せつして燃焼用空気の予熱室を設け、
最内部の環状水管列の内側に燃焼室が形成され、
前記各環状水管列の内外を貫通する燃焼ガス通路
及び前記各環状水管列相互の間に形成された燃焼
ガスにより、前記燃焼室と外部への排気口が連通
され、前記予熱室と前記燃焼ガス通路とが、前記
最外部の環状水管列により実質的に遮断せれてい
るボイラにおいて、該予熱室の空気入口及び空気
出口の位置が、中心に対しほぼ反対側にあり、か
つ高さが何れも前記水管高さのほぼ中央となるよ
うにしたことを特徴とするボイラである。

本考案を、実施例につき図面を用いて説明すれ
ば、第３図、第４図において複数本の水管３を密
接して並べて形成した第１環状水管列４及び第２
環状水管列５が同心円状に二重に備えられて蒸気
室１と水室２とを接続し、外側の第２環状水管列
５の外面に直接接して燃焼用空気の予熱室１０が
外套６に囲まれて設けられ、内側の第１環状水管
列４の中に燃焼室１１が形成され、第１環状水管
列４及び第２環状水管列５の一部に水管のない部
分を設けて燃焼ガス通路としての開口部１２及び
１４が設けられ、第１及び第２環状水管列４及び
５の間には環状のガス通路９が設けられている。
１６は空気入口で予熱室１０に接続している。８
は空気導管であり、バーナ１５用の燃焼用空気を
供給するフアン７の吸込口と予熱室１０とを接続
している。

予熱室１０への空気の吸込口と、空気導管８へ
の空気の出口とは、中心に対しほぼ反対側の位置
にあり、かつ高さは何れも水管３の高さのほぼ中
央にあり、予熱室１０内の空気は、水管３に対し
てほぼ直角な方向に流れるようになつている。

燃焼ガスの通る通路と、燃焼用空気の通路とは
第２環状水管列５により実質的に遮断されてい
る。

このようなボイラの作動にあたつては燃焼室１
１で発生した燃焼ガスは、輻射伝熱により水管３
と熱交換を行ない開口部１２より環状のガス通路
９に入り、水管３とほぼ直角に流れて対流伝熱に
より水管３と熱交換を行ない、開口部１４を経て
排気口１３に至る。他方空気入口１６から吸込ま
れた燃焼用空気は予熱室１０を水管３とほぼ直角
に流れて水管３と熱交換して昇温され空気導管８
を経てフアン７によりバーナ１５に供給される。

本実施例はこのように構成され作用するので、
最外側の環状水管列の外側の表面も伝熱有効面積
として利用でき、又管群直交流の熱交換であるの
で熱貫流率が大であり、高い効率を以て熱の回収
を十分はかることができる。また、予熱は通常
140℃程度で十分なので、水管温度180℃程度で有
効に予熱ができる。

しかもガスシールに関しては、第２環状水管列
５の水管３の相互間に多少の隙間があつても、予
熱室１０の中に漏洩した燃焼ガスは燃焼用空気に
混じてフアン７に吸い込まれて再び燃焼室１１に
戻されるので外部に洩れることはなく、また外套
６に多少隙間があつても予熱室１０が負圧である
ので外部の空気が予熱室１０に吸い込まれること
はあつても、燃焼ガスが混じた燃焼用空気が外部
に漏洩することはなく、厳密なガスシール構造を
必要とせず、構造が極めて簡単となり、製作も容
易となり、かつ安全である。

第５図及び第６図は別の実施例を示し、フアン
７が予熱室１０の空気入口１６に設けられ、吐出
空気が燃焼用空気として予熱室１０を通過するよ
うにしたものである。熱回収に関する効果は上述
の実施例と同様であり、ガスシールに関しては、
第２環状水管列５又は外套６のシールが完全でな
くとも予熱室１０内の高圧の燃焼用空気がガス通
路９又は外部に流出するのみであり、燃焼ガスが
外に洩れるおそれはないので、やはり構造が極め
て簡単となり、製造も容易で、かつ安全度が高
い。

本考案により、シール構造が簡単となり構造が
簡単で、製造容易となるほか、熱の有効な回収が
はかれ、さらに、予熱室内の空気流を水管に対し
直交流となして熱伝達率を大となし、熱貫流率を
良好となして効率の高いボイラを提供することが
でき、実用上極めて大なる効果を奏することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来例の縦断面図及び横断
面図、第３図及び第４図は本考案の実施例の縦断
面図及び横断面図、第５図及び第６図は本考案の
別の実施例の縦断面図及び横断面図である。 １……蒸気室、２……水室、３……水管、４…
…第１環状水管列、５……第２環状水管列、６…
…外套、７……フアン、８……空気導管、９……
ガス通路、１０……予熱室、１１……燃焼室、１
２……開口部、１３……排気口、１４……開口
部、１５……バーナ、１６……空気入口、１７…
…断熱材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数本の水管を密接して並べて形成した環状水
   管列が、同心環状に複数列備えられて蒸気室と水
   室とを接続し、最外部の環状水管列の外面に直接
   接して燃焼用空気の予熱室を設け、最内部の環状
   水管列の内側に燃焼室が形成され、前記各環状水
   管列の内外を貫通する燃焼ガス通路及び前記各環
   状水管列相互の間に形成された燃焼ガス通路によ
   り、前記燃焼室と外部への排気口が連通され、前
   記予熱室と前記燃焼ガス通路とが、前記最外部の
   環状水管列により実質的に遮断せれているボイラ
   において、該予熱室の空気入口及び空気出口の位
   置が、中心に対しほぼ反対側にあり、かつ高さが
   何れも前記水管高さのほぼ中央となるようにした
   ことを特徴とするボイラ。