JPS6334403A - ヒレ付伝熱管の相対配列構造 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明はヒレ付伝熱管の相対配列構造の改良に係り、特
に多管式負流ボイラーに使用して有効なヒレを有する伝
熱管の相対的配列構造に閤するものである。

し発明の技術的背慎とその問題点］ 一般にボイラー等における伝熱管表面には熱伝達を促進
する目的でヒレが取付けられている。

多管式負流ボイラーにおいても同様で、伝熱効率の向上
を目的として第６図のごとく伝熱管としての本管（１）
に燃焼ガスの流れ方向に対し直角方向にヒレα匂を設け
る方法が採用されていた（直角配列式）。しかし、この
方式ではヒレ１４）の下流側に渦流が発生し、燃焼ガス
の圧力損失が大きいといった内題がある。そこで、近年
では伝熱効率の向上を図るとともに燃焼ガスの圧力損失
の低下を目的として例えば、第７図（イ）（縦断面図）
、（ロ）　（平面断面図）に示す如く平板状ヒレ（３）
を燃焼ガスの流れ方向Ａに平行に設ける方法がとられる
ようになった（平行配列式）。この平行配列式は従前直
角配列式に比べ、伝熱ヒレの面積の増加による伝熱効率
の向上の割に燃焼ガスの圧力損失が小さいという利益が
ある。しかしながら、前記平行間ダ１においても、平板
状ヒレを燃焼ガス流れ方向同一平面に配すると、隣接Ｊ
る平板状ヒレ闇あるいは平板状ヒレとボイラー外壁間に
ショートバス流路が形成され燃焼ガスと平板基部（水管
に溶接される側のヒレ部分〉との接触伝熱が不十分なた
め、十分な熱伝達を発揮することができない。しかも、
水管隙間から流出した高速状態にある燃焼ガスが接触す
るヒレの部分が狭く、接触伝熱の向上に限界があるとい
った問題がある。ざらに該伝熱管は円板のヒレを伝熱管
の円周表面に溶着層る構成であるので、製造が困難であ
り、コストが大幅に増加するといった問題もある。

［発明の目的〕 本発明は上記のような事情に鑑みて成されたものであっ
て、その目的は燃焼ガスと伝熱ヒレとの実質的な接触伝
熱面積の向上と、燃焼ガスの持つ運動エネルギーを有効
に利用して伝熱効率の向上を図るとともに、簡単に製造
しつるコストの低順なヒレ付伝熱管の相対配列構造を提
供することにある。

［発明の概要］ 上記目的を達成するために本発明では、複数個の伝熱管
を互いに隙間（イ）を設けて一列に配置し、前記隙間（
イ）を加熱流体の流路とし、伝熱管（１）の外径よりも
大なる長さとした一対の平板状ヒレ（３）　＊’　（３
）を、適用加熱流体の流れ方向Ａに平行状態となるよう
に各伝熱管（１）に取付け、かつ隣り合ったヒレ（３）
ｉ３）同志を互いに上下に玉なり合うごとく設けたこと
を特徴とする。

［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明のヒレ付伝熱管の相対配列構造を利用した多
管式真流ボイラーの縦断面図、第２図は第１図の■−■
断面図、第３図は一部拡大図、第４図は第３図のＩＶ　
−ＩＶ矢視図である。上記図面において、上部管寄せ（
うおよび下部管寄せ（６）がともに環状に形成されてい
る。上下管寄せ（５゜（６）は伝熱管としての多数の水
管（１）で連結されているのであるが、これら木管（１
）は管軸方向に並列に設けられ、わずかな隙間（イ）を
持たせた環状水管壁として配設され、これら隙間（イ）
は燃焼ガスの流路（２）として形成されている。水管壁
の外側にはこれより間隔をおいてボイラー外１（７］が
設けられている。かくして水管壁とボイラー外壁（７）
との間に環状の燃焼ガス通路（８）が形成される。上部
管寄せ（５）の内側には燃焼装置（９）が設けられてい
る。

環状水管壁内には燃焼室（至）が形成されている。ボイ
ラー外壁（７）の一部に煙道（４）が設けられている。

しかして、水管隙ｆｉ！（イ）は燃焼室（至）から燃焼
ガス通路（８）に向う燃焼ガス流路に形成される。水管
外表面には平板状ヒレ（３）の両端部平面Ｂがその本管
の両側隙間を臨んだ状態で燃焼ガス流れ方向Ａに平行と
なる向き（即ち本管の円周方向）であって、流れ方向へ
に対して直角方向（即ち管軸方向）に所要間隔をおいて
多段状に溶接固着されている。

しかも、該平板状ヒレは燃焼室■と燃焼ガス通路（８）
の水管両側に設けられるとともに隣接する水管相互の平
板状ヒレは互いに半ピツチずらせた状態で設けられてい
る。

上記のような構成においてその作用を説明すると、燃焼
室で発生した燃焼ガスは先ず輻射伝熱と対流伝熱により
燃焼室側平板状ヒレ及び本管表面と熱交換を行い、水管
に対してほぼ直角に流れて隣接本管（１）、（１）によ
り形成される隙間（イ）を対流伝熱によって平板状ヒレ
端部Ｂ及び本管表面と熱交換しながら通過し、さらに隙
間（イ）の下流側に設けた平板状ヒレとも熱交換を行い
、低温となり燃焼ガス通路を通って煙道から系外に排出
される。このとき平板状ヒレは燃焼室と燃焼ガス通路の
水管両側に設けられ、水管の実質伝熱面積が増加する上
に、平板状ヒレ両端Ｂは本管隙間を臨むごとく設けられ
ているので、本管隙間に流入し又水管隙間から流出した
＾速状態にある燃焼ガスと接触する面積が広く伝熱率が
高い。しかも、本管に設けた平板状のヒレは燃焼ガス流
れに対して平行に配設された状態であるので、燃焼ガス
の通過圧力損失はヒレ枚数が多く伝熱効率が高い割に高
くならない。ざらに平板状ヒレと水管との連続溶接部は
略半円状であるので平板状ヒレと水管との溶接に際して
プロジェクション溶接の採用が可能で自ｌＩＪ溶接化が
容易で製造コストも安ｉとなる。

又、平板状ヒレ個々の水管への溶接長さは従来に比べ短
いので、平板状ヒレと本管との温度差を主要因として両
者間に生じる熱膨脹差は小さく、ヒレあるいは水管に亀
裂や変形をもたらすような溶接部における熱応力が低減
づる。

第５図は他の実施例の説明図であって燃焼室側の下部に
隔壁αＤを配し、燃焼ガスが水管隙間を２度通過するこ
とにように構成した場合を示す。このように構成するこ
とにより本管群全域にわたって均一なガス流れが形成さ
れ、水管に設けたすべての平板状ヒレが伝熱促進ヒレと
して有効に作用する。

し発明の効果］ 本発明は上述のように構成したので下記のような効果が
ある。

（１）水管間隙間の高速ガス′ａ域に平板状ヒレ端面を
臨ませた構成であるので高速ガスとの接触面積が広く、
かつヒレとの接触伝熱係数が高くなり伝熱効率が向上す
る。

（２）シかも、平板状ヒレが燃焼室と燃焼ガス通路の本
管両側に設けられることにより水管の実質伝熱面積が増
加し水管ｌ＼の伝熱舗が大幅に向上する。

（３）平板状ヒレと本管との連続溶接部材が略半円状で
あるので、溶接に際してはプロジエクシコン溶接の採用
が可能で容易に自動化ができ低順な平板状ヒレ付本管を
得ることができる。

（４）　　ヒレ−個当りの水管溶接長さは従来に比べ短
いので平板状ヒレと本管との温度差を主要因として両者
間に生じる熱膨脹差は小さく、ヒレあるいは水管に亀裂
や変形をもたら１ような溶接部における熱応力が低下す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヒレ付伝熱管の相対配列構造を利用し
た多管式貫流ボイラーの縦断面図、第２図は第１図の■
−■断面図、第３図は第２図の一部拡大図、第４図は第
３図の［Ｖ　−ＩＶ矢視図、第５図、第６図はそれぞれ
従来の実施例の説明図である。 （１）、・・・伝熱管、水管　　　（２）・・・流路（
３）・・・平板状ヒレ　　　　（４）・・・煙道（５）
・・・上部管寄せ　　　　（６）・・・下部管寄せ（７
）・・・ボイラー外壁　　　（８）・・・燃焼ガス通路
（９）・・・燃焼装置　　　　　■・・・燃焼室１）計
量願人　　　　三浦工業株式会社第１図 第２図 第５図 第６図 （イ）　　　　　第　”　図 手続補　正置（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６１年特許願第７５３１５号 ２、発明の名称 ヒレ付伝熱管の相対配列構造 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ６、補正の内容 明細書第８真下から５行目、「第６図はそれぞれ」とあ
るのを「第６図、第７図（イ）、（ロ）はそれぞれ」と
補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の伝熱管（１）を互いに隙間（イ）を設けて一列
   に配置し、前記隙間（イ）を加熱流体の流路（２）とし
   、伝熱管（１）の外径よりも大なる長さとした一対の平
   板状ヒレ（３）、（３）を、適用加熱流体の流れ方向Ａ
   に平行状態となるように各伝熱管（１）に取付け、かつ
   隣合ったヒレ（３）、（３）同志を互いに上下に重なり
   合うごとく設けたことを特徴とするヒレ付伝熱管の相対
   配列構造。