JPH0367901A - 小型低圧蒸気ボイラー - 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〕 この発明は、例えば食品の蒸し加工に用いられるような
低圧蒸気を得るための小型低圧蒸気ボイラーに関する。

〔従来の技術〕

この種の蒸し用ボイラーは、原動機用ボイラーや熱交換
用ボイラーのように過熱蒸気をつくるものてはなく、飽
和蒸気をつくるものである。この飽和蒸気の用途として
は、米英、もち、和菓子、かまほこ、麺、茶などの食品
の製造かある。従来の蒸し加工に用いられているボイラ
ーは、ボイラー及び圧力容器安全規則に規定されている
小型ボイラーあるいは簡易ボイラーに属するものてあり
、構造的には、多管式貫流ボイラー、燃焼炉全体か缶壁
て囲まれた低圧式ボイラー、このほかに別条とせいろを
組合せたような蒸し専用機のかま等かある。

〔発明か解決しようとする課題） 蒸し加工の目的は食品の生成分である澱粉質のアルファ
化（糊化）である。澱粉のアルファ化には十分な加水と
加熱か必要である（澱粉の加水分解）。

低圧の飽和蒸気は製品に触れると直ちに凝縮し製品表面
に治って凝縮液膜を形成し潜熱を放射する。製品は凝縮
による水分と潜熱を吸収することによりアルファ化する
。過熱蒸気はその特性上製品に触れても凝縮せずに製品
表面の水分を菖発させ、加水とは逆に水分を奪う結果、
製品の焼け、焦げ、斑点、蒸しむら等の原因となる。

前記多管式貫流ボイラーは、小型ボイラーに属するよう
に最高圧力１０ｋｇ／ｃｍ２としているものか多く、蒸
し用に用いる場合に０．５　ｋｇ／ｃＵａ２程度に減圧
することになる。減圧のための減圧弁を使用すると、減
圧後の飽和蒸気中には過熱蒸気か混在しており、この過
熱蒸気か製品に触れ、焼け、焦げ、斑点、蒸しむら等か
生し良好な製品か得られないのである。

減圧弁を用いずに飽和蒸気を得るには、冷却装置を用い
て０．５　ｋｇ／ｃｍ２に相当する温度まて過熱蒸気を
冷却するか、リボイラー（二次ボイラー）の水を過熱蒸
気で再蒸発させ、０．５　ｋｇ／ｃｍ２の飽和蒸気を取
り出す方法かあるか、いずれも設備費用か嵩む点に問題
かある。また、前記低圧ボイラーや蒸し機専用のかまで
は、ａｔ口蒸気は直接間られるかボイラー効率か６０％
前後て、７０％くらいか限界てあり、前記多管式貫流ボ
イラーのそれか８５％（但し過熱蒸気を得るものとして
）であるのに比べると大幅に劣る。

また、前記小型ボイラー、簡易ボイラーは、ボイラー及
び圧力容器安全規則（昭和４７年９月３１１日労働省令
第３３号）による使用圧力、伝熱面積、その他に制限を
受けるか、その制限を満足することにより安全て管理の
容易なものか得られる。

この発明は、蒸しに使用する低圧の飽和蒸気か得られて
、ボイラー効率か良く、前記小型ボイラーに属するよう
なボイラーを提供することを目的とするものである。

前記目的の達成のためにボイラー効率の面て有利な燃焼
室を水管て囲んた水管式を採用することにしたか、小型
ボイラーにおける伝熱面積の制限かあるため、水管の本
数を少なくすることと、バーナの良好な燃焼作用を確保
するために必要な大きい燃焼室容積とすることか相反す
ることになり、また水管の間隔を大きくすると熱効率も
悪くなるという問題のあることかわかった。

この発明は、上記の問題を解決することを技術的課題と
する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の手段は、下部室と、その下部室の上側に間隔
をおいて設けられ内部にボイラー水の水面か位置する上
部室と、これら下部室と上部室との間を結ぶように設け
た炉筒と、その炉筒の内周而から離れた内側付置に瓦い
に間隔を隔てて炉筒の内周而に沿うように環状に配列さ
れかつ前記下部室と上部室とを連通ずるように設けられ
た複数本の水管と、前記上部室を上下に貫通しかつ前記
水管の環状配列の内側に達するように設けられたバーナ
取付口とを具備する小型低圧蒸気ボイラーにおいて、前
記炉筒内の環状配列の水管の互いに隣り合うものの間に
燃焼ガスガイドを配置し、その燃焼ガスカイトと前記水
管外周面との間に円弧状断面の小、間隙を残存させたこ
とを特徴とする。

〔作用〕

この手段によれば、上部室と下部室との間の炉文色 筒内が、水管とへガスカイトにより囲まれた内側の燃焼
室間とその外側の筒状空間とに分けられており、燃焼空
間内てバーナによる燃料の燃焼か行なわれ、水管と燃焼
ガスガイ１〜との間の小間隙な燃焼ガスか通って筒状空
間に至り、そして通常設けられている煙突へと排出され
る。この間、高温の燃焼カスは燃焼空間内で水管及び燃
焼カスカイトを加熱し、さらに小間隙を高速て通り抜け
る間にも水管及び燃焼ガスガイドを加熱する。小間隙を
通り抜ける燃焼ガスは主に水管側に熱を奪われる。この
時の燃焼ガスから水管への燃焼の伝達効率は、燃焼ガス
か高速度て水管表面を流れることになるのて水管側へ熱
を与えて低温となったガスが水管表面に低温ガス層を形
成することなく後続の燃焼ガスで押し出される状態てあ
り、きわめて良好である。水管内の加熱された水は」一
部室内へ１−昇して一部か蒸発し、上部室上方から飽和
蒸気として取出されて使用される。なお、給水は下部室
に対して行なう。前記燃焼空間は水管と燃焼ガスガイド
と上部室の下面の部分及び下部室の上面の部分とによっ
て形成されるから、伝熱面積に含められない燃焼ガスガ
イドの存在により燃焼空間、すなわち燃焼室容積を必要
な大きさに形成できてしかも伝熱面積か小型ボイラーの
限界以上に大きくならないものとすることがてきる。

また、燃焼ガスガイドは伝熱面を構成しないものである
から耐火物て構成てき、ボイラー運転中は燃焼室側か赤
熱状態となってカーボンの付着かなく、しかも水管表面
に対するカーボンの付着をも防止する。

〔実施例〕

以下この発明の１実施例を図を用いて説明する。図にお
いて、ｌは下部室、２は上部室、３は炉筒、４は水管、
５は燃焼カスガイドである。

下部室１は、第１図に示すように、短円筒形の容器状を
なし、下面中央に給排水口１０、内部に円板形をなし下
部室１の内周面との間に間隙を残して４木の支持棒】１
に支持された仕切板１２を設けられている。

上部室２は、第１図に示すように、下部室ｌの上側に離
れて配置され、第１図及び第２図に示すように、中央部
を上下に貫通したバーナ取付口１３を設けられた環状の
内部を有し、上面に安全弁取付座１４、蒸気取出口１５
を有し、このほかにも圧力計取付座１６、水面計取付座
１７．１７ａ等か設けられている。

炉筒３は、第１図に示すように、下部室ｌと上部室２の
夫々の外周面を結ぶ筒体であり、周面の上部に煙突１８
を結合されている。

水管４は、第１図及び第３図に示すように、この実施例
ては８本の外管４ａか上下方向に平行して下部室ｌと上
部室２とを連通ずるように下部室ｌの上面壁１ａと上部
室２の下面壁２ａとに設けてあり、その外管４ａの配置
は炉筒３と同軸の円筒面に沿って１ｔいに凹陥を隔てた
環状配列となっている。外管４ａの夫々の内側には内部
水管４ｂか同軸的に配置されており、外管４ａとの間に
上昇水路１９を形成し、内部水管４ｂ内が下降水路２０
とされている。内部水管４ｂの上端は外管４ａの上端よ
りも上側に伸延して前記環状配列の内側へ屈曲して開口
しており、下端は外管４ａの下端よりも下側に伸延して
開口している。

燃焼ガスガイド５は、第３図に示すように、各水管４の
間を埋めるような横断面形状か大略台形状の耐火物、例
えばキャスタフル耐火物で形成された細長いもので、ガ
イド押え２１．２２で結束するようにして位置決め支持
されている。そして、水管４の外面と燃焼ガスガイド５
との間には小間隙Ｃか形成されており、そのＣの幅寸法
はバーナの容量及び小間隙Ｃの全長等に関係して映めら
れるか、−殻間には０．８〜１．２　ｍｍ程度とされる
。なお、耐火物の一部を金属て置き換えた構成としても
よい。

図において、２３は断熱材、２４は架台、２５は外板、
２６は天板、２７は点検口、２８はファインセラミック
ス製目地材、２９は常用水面、３０はしやま板である。

このボイラーは、給水して、バーナに点火すると、水管
４及び燃焼ガスガイド５の内側の燃焼空間て燃焼か行な
われ、燃焼ガスは小間隙Ｃを通って外側の煙道に出る。

この間に燃焼ガスは水管４の外管４ａを外面側から加熱
し、内部の水を昇温させる。これによって上昇水路１９
内の水は上昇し、この」二昇に応して上部室２内の比較
的下方の水か内部水管４ｂ内の下降水路２０を通って下
部室ｌの仕切板１２の上側に戻る。水面２９からは蒸発
か継続的に行なわれる。

このボイラーは、前記小型ボイラーの制限を満足するよ
うに、伝熱面積１ｍ２以下、最高圧力１．０　ｋｇ／　
ｃｍ２以下、蒸発量８０ｋｇ／　ｈの条件でボイラー効
率８０％を予定して製作したものである。実際の運転に
おいてボイラー効率は８０％になることが確認された。

なお、外径寸法は高さか１：１００ｍｍ、外板部の直径
が５４０■である。

上記実施例は小型ボイラーの制限を満足する構成として
示したか、簡易ボイラーの制限を満足するものとして製
作することもてきる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、実質的に燃焼室を形成することにな
る水管の環状配列において、隣り合う水管と水管との間
に燃焼ガスガイドを設け、その燃焼ガスガイドと水管外
周面との間に円弧状断面の小間隙を残存させた４！ａ成
により、水管の本数を少なくしても燃焼室容積を必要な
大きさに大きく形成てきるものとなったのて、水管ボイ
ラーの伝熱面積を小型ボイラーの制限を満足するものと
して製作てき、しかも小間隙を高速度て流れる燃焼ガス
による水管への熱の伝達効率か良好であることから、飽
和蒸気を直接得る構成でありながら従来の飽和蒸気か直
接得られる低圧ボイラーや蒸し専用のがまよりはボイラ
ー効率か格段と良いものとなる。その効率は従来の過熱
蒸気を得る小型ボイラーのボイラー効率に匹敵する効率
である。従って、蒸し用ホイラーとしてきわめて優秀な
小型低圧ボイラーか得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例の縦断面図、第２図は同実
施例の平面図、第３図は第１図におけるＡ−Ａ断面図で
ある。 ｌ・・・・下部室、２・・・・上部室、３・・・・炉筒
、４・・・・水管、５・・・・燃焼ガスガイ１〜．１３
・・・・バーナ取伺口、Ｃ・・・・小間隙。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下部室と、その下部室の上側に間隔をおいて設け
   られ内部にボイラー水の水面が位置する上部室と、これ
   ら下部室と上部室との間を結ぶように設けた炉筒と、そ
   の炉筒の内周面から離れた内側位置に互いに間隔を隔て
   て炉筒の内周面に沿うように環状に配列されかつ前記下
   部室と上部室とを連通するように設けられた複数本の水
   管と、前記上部室を上下に貫通しかつ前記水管の環状配
   列の内側に達するように設けられたバーナ取付口とを具
   備する小型低圧蒸気ボイラーにおいて、前記炉筒内の環
   状配列の水管の互いに隣り合うものの間に燃焼ガスガイ
   ドを配置し、その燃焼ガスガイドと前記水管外周面との
   間に円弧状断面の小間隙を残存させたことを特徴とする
   小型低圧蒸気ボイラー。
2. （２）請求項（１）に記載の小型低圧蒸気ボイラーにお
   いて、前記燃焼ガスガイドが耐火物製であることを特徴
   とする小型低圧蒸気ボイラー。