JPH0335563B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、小径でコンパクトな構成の蒸気発
生装置に関するものである。

例えば坑底ボイラの場合、坑井のサイズに合せ
て小径とする必要があり、また坑井内への挿入設
置及び坑井までの搬送等を容易にするため長さも
できるだけ小さく、コンパクトな構成とすること
が要請されている。

上記要請に応えられるようにした蒸気発生装置
が、例えば特願昭59−61184により提案されてい
る。これは筒状缶囲の上端部に燃焼器を設け、環
状の給水管寄せから垂設された多数の蒸発管相互
を接続して円筒状水冷壁である放射伝熱部を形成
することにより外径寸法を小さくし、この放射伝
熱部に続いて蒸発管を内側にベンドした対流伝熱
部を設けることにより伝熱面積を減らすことなく
発生装置全体の長さを短かくしたコンパクトな構
成となつている。そして燃焼排ガスを缶囲内壁と
蒸発管部との間隙を通すことにより、給水を加熱
すると共に、排ガス出力温度を低下させるように
なつている。

しかし、対流伝熱部でＵベンドされた多数の蒸
発管を比較的短かい間隙で配設する場合、細長い
蒸発管は撓み易く、組立施工が面倒であること、
また使用状態で熱膨張により変形し、均一なガス
流路を形成する面で好ましくない等の問題があ
る。また缶囲と蒸発管部との熱膨張差を、缶囲下
端部と蒸気集合管との間に膨張接手を設けて吸収
するようにしているが、蒸気発生装置の固定を缶
囲上端部で行い懸吊する場合又は蒸気集合管部を
固定して装置荷重を受け持つようにした場合等に
膨張接手は相当の荷重に耐え得る構造としなけれ
ばならず、好ましい構造ではない。

この発明は、上記のような問題点を解消できる
ようにした蒸気発生装置を提供することを目的と
するものである。

この発明の蒸気発生装置の特徴は、対流伝熱部
の上下方向にＵベンドされた蒸発管を、缶軸方向
の熱膨張移動を許容しつつ半径方向支持金物によ
り支持したことである。また缶囲と蒸発管部との
熱膨張差を吸収するために、蒸発管部の末端部に
ループを形成したことである。

以下この発明の一実施例を図面により説明す
る。図中１は円筒状の缶囲で、上端部に設けられ
た固定金物１ａに、頭部接続金物５がボルトで固
定されている。この接続金物の上側に燃料、給
水、空気等の供給配管６が接続され、また下側に
環状の給水管寄せ２及び燃焼器４が設けられてい
る。給水管寄せ２に、多数の蒸発管３１を垂設し
て、筒状の蒸発管部３が構成されている。蒸発管
部３は缶囲内壁との間に燃焼排ガス通路１１とな
る間隙を介して設けられており、排ガスは上記接
続金物５に接続された排ガス管路７を通つて排出
される。

蒸発管部３の上部は、蒸発管３１を相互に直接
接続するか、又は第４図に示す如く接続部材３１
ａを介してガスタイトにシール溶接して、円筒状
水冷壁である放射伝熱部Ｒを形成している。そし
て下端部で、第２図に示す如く、２本の蒸発管３
１，３１を１本の蒸発管３２にまとめることによ
り、蒸発管３２，３２間に燃焼排ガスの通路を形
成している。蒸発管３２は内側上方にＵベンドさ
れてから、更に内側下方にＵベンドされて、その
断面を第４図に示す対流伝熱部Ｃを形成してい
る。この場合蒸発管３２のＵベンドは、断面にお
ける蒸発管相互間の半径方向間隔が離れている
3A型と、間隔が狭い3B型との２種類とし、3A型
と3B型を周方向に交互に配列して、狭い断面積
内に多数の蒸発管３２ａ，３２ｂ及び３３ａ，３
３ｂを配列できるようにしてある。この場合3A
型について第３図及び第５図に示す如く、２本の
蒸発管３１，３１と、１本にまとめられた上向き
蒸発管３２ａ及び下向き蒸発管３３ａとは、半径
方向の支持金物２０Ａにより支持されている。こ
の支持金物２０Ａは、長手方向に適宜の間隔で設
けられている。支持金物２０Ａは、蒸発管３１，
３１に溶着されたＬ型金物２１ａ，２１ａと、上
向き蒸発管３２ａに溶着されたＴ型金物２２ａと
の組合せ及び蒸発管３２ａに溶着されたＬ型金物
２３ａ，２３ａと、下向き蒸発管３３ａに溶着さ
れたＴ型金物２４ａとの組合せの両者により構成
され、各蒸発管の熱膨張による缶軸方向の移動を
許容しつつ半径方向では蒸発管相互を所定の間隔
を保持して支持するようになつている。また3B
型についても第６図に示す如く、２本の蒸発管３
１，３１と１本にまとめられた上向も蒸発管３２
ｂ及び下向き蒸発管３３ｂとは半径方向支持金物
２０Ｂにより支持されている。支持金物２０Ｂ
は、第３図に示す如く、管長方向で支持金物２０
Ａとは異る位置に取付けて、支持金物による通気
抵抗の増大をさけるようにしてある。支持金物２
０Ｂは、蒸発管３１，３１に溶着されたＬ型金物
２１ｂ，２１ｂと、上向き蒸発管３２ｂに溶着さ
れた平板２２ｂとの組合せ及び蒸発管３２ｂに溶
着されたコ字状金物２３ｂ，２３ｂと下向き蒸発
管３３ｂに溶着された平板２４ｂとの組合せの両
者により構成されている。そして、3A型及び3B
型の下向き蒸発管３３ａと３３ｂとは逆Ｔ型金物
２５を介して相互に連結されている。

蒸発管３３ａ，３３ｂの末端部に缶囲２と蒸発
管部３との熱膨張差を吸収するループ１３が形成
されている。これら蒸発管の末端は、缶囲２の下
端部に固着される管板８に接続され、蒸気は蒸気
集合管９に流れるようになつている。ところで、
蒸発管部３の上端は管寄せ２に接続され、この管
寄せは頭部金物５及び固定金物１ａを介して缶囲
２に固定され、一方下端は管板８を介して缶囲２
に固定されているので、本装置の据付け、取外し
に際し缶囲２に外力が作用しても、蒸発管部３に
無理な力が作用することはない。一方缶囲２と蒸
発管部３との温度差により、蒸発管部３が膨張し
た場合、対流伝熱部での蒸発管のＵベンド部は小
さな曲率で曲げられており、膨張差を余り吸収で
きないが、蒸発着末端に形成された大きな曲率の
ループ１３によつて充分に吸収することができ
る。

次に本発明の組立は、まず環状管寄せ２と蒸発
管部３を２分割した半割り状態で内外面の容接及
び対流伝熱部の組立を行ない、ついで両半割り部
を重ね合せ接続部を外面溶接して１体に組立て
る。この場合、逆Ｔ字型金物２５（第６図）は対
流伝熱部の中心部にあるので、分割面に位置する
逆Ｔ字型金物２５の片側を蒸発管３３ａに溶接す
ることはできないが、この蒸発管３３ａの他側は
次の逆Ｔ字型金物に溶接されているので特に支障
はない。

この発明の蒸気発生装置は上記のようなもの
で、対流伝熱部の蒸発管を半径方向支持金物で支
持する構成により組立、施工を容易にすることが
でき、またガス流を均一にすることができる。ま
た、蒸発管部の末端部に缶囲と蒸発管部との熱膨
張差吸収用のループを形成したので、本装置の据
付取外しを何らの制約を受けることなく行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す縦断面
図、第２図は第１図の−矢視の蒸発管の接合
状体を示す説明図、第３図は対流伝熱部の蒸発管
のＵベンド状態及び支持状態を示す説明図、第４
図は第１図−矢視の拡大断面図、第５図、第
６図はそれぞれ3A型及び3B型の蒸発管を支持金
物で支持した状態の拡大説明図である。 １……缶囲、２……環状給水管寄せ、３……蒸
発管部、４……燃焼器、８……管板、９……蒸気
集合管、１１……燃焼排ガス通路、１３……ルー
プ、３１……蒸発管、３２ａ，３２ｂ，３３ａ，
３３ｂ……蒸発管、２０Ａ，２０Ｂ……支持金
物、Ｒ……放射伝熱部、Ｃ……対流伝熱部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上端部に燃焼器を設けた円筒状缶囲と、この
   缶囲内に該缶囲内壁との間に燃焼排ガスの通路と
   なる間隙を存して設けられた筒状の蒸発管部と、
   この蒸発管部の末端に接続された蒸気集合管とか
   らなり、上記蒸発管部は環状給水管寄せに垂設さ
   れた多数の蒸発管から構成され、これら蒸発管の
   上部は相互に接続され円筒状水冷壁である放射伝
   熱部を形成すると共に、下端部で蒸発管は複数本
   が１本にまとめられて内側上方にＵベンドされて
   から更に内側下方にＵベンドされて対流伝熱を形
   成し、その末端が上記蒸気集合管に接続されてい
   るものにおいて、上記対流伝熱部の上下方向にＵ
   ベンドされた蒸発管は半径方向支持金物により缶
   軸方向の熱膨張移動を許容しつつ支持されている
   ことを特徴とする蒸気発生装置。 ２ 蒸発管部の末端部に、缶囲と蒸発管部との熱
   膨張差吸収用のループが形成されている特許請求
   の範囲第１項に記載の蒸気発生装置。