JPH06123401A - 炉筒式ボイラ - Google Patents

炉筒式ボイラ

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Publication number
JPH06123401A
JPH06123401A JP27043492A JP27043492A JPH06123401A JP H06123401 A JPH06123401 A JP H06123401A JP 27043492 A JP27043492 A JP 27043492A JP 27043492 A JP27043492 A JP 27043492A JP H06123401 A JPH06123401 A JP H06123401A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drum
water
furnace
combustion
heat transfer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP27043492A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiichi Otsuka
馨一 大塚
Kazuhiro Ito
和博 伊藤
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TAKAO TEKKOSHO KK
Original Assignee
TAKAO TEKKOSHO KK
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Publication date
Application filed by TAKAO TEKKOSHO KK filed Critical TAKAO TEKKOSHO KK
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はバーナを備えた横置型の円筒状ドラ
ム内に炉筒を設けた炉筒式ボイラに関し、その目的は小
さなボイラ規模でも高温火炎を形成する過剰な燃焼を行
なわずに高出力を発揮することができ、その結果高温燃
焼による高NOxを抑制すると共に、耐用年数の長い炉
筒式ボイラを提供することにある。 【構成】 横置型の円筒状胴を上下に平行配置し、下側
胴を放射伝熱面とし、上側胴を汽水分離室とする。ドラ
ム11の外周には、ドラム軸長手方向に続く燃焼ガス通路
20を残して、複数本の湾曲水管6,7をドラム周方向に
配設してこれを接触伝熱面とし、該燃焼ガス通路20は炉
筒2に連通され、且つ湾曲水管6,7を上側胴に連通さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はボイラ寸法を小さくして
も高出力化と低NOx化を達成することができ、且つ高
負荷燃焼を回避することによって装置のクラック事故な
どを防止できる様に構成された炉筒式ボイラに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】丸ボイラとしては図5に示す様な炉筒煙
管式ボイラが汎用されている。この種の炉筒煙管式ボイ
ラにおいては、横置きされた筒状の炉筒2がドラム1内
に設けられ、該炉筒2の前端部には燃焼用バーナ21が設
けられて該炉筒2の内部が燃焼室22となる。炉筒2の周
囲には水が存在するので炉筒2は放射伝熱面を構成す
る。該燃焼室22の先端部(燃焼用バーナ21から見て遠い
側)には煙室23を形成し、該煙室23を形成する側壁24の
一部には多数本の直線状煙管3を接合し、これをドラム
内で且つ炉筒2の上方に該炉筒と同軸且つ平行に並設す
る。該煙管3はドラム1内の水に浸された状態となって
接触伝熱面を構成し、出口側端は排気管5に連通され
る。従って煙室23の燃焼ガスは矢印A1 で示す様に流
れ、上記煙管3内を通って排気管5から矢印A2 方向へ
排出される過程において、ドラム1内の水を放射伝熱及
び接触伝熱によって加熱する。なお前記煙管3の端部は
前後の各煙室を画成する前管板、後管板に貫通支持され
る。
【0003】尚上記ドラム1内の水Wは上記炉筒2及び
煙管3を浸す(通常はドラム上部の約1/3を残して)
と共に、該水面の上部に気水分離室4が形成され、必要
な蒸気はこの気水分離室4からボイラ外部へ取出され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで燃焼技術は年
々向上しており、小さな燃焼室22内においても高負荷燃
焼で且つ完全燃焼ができる様になってきたが、高負荷燃
焼によって小型高出力化が進み、その結果燃焼温度が高
くなって、ボイラの耐用年数が短くなる傾向が出てお
り、例えば煙管のガス入口部であるボイラ後部管板の煙
管取付部において過熱による管端割れ或はクラックの発
生が起こり易くなり、水漏れやガス漏れ等が早期に発生
するという問題があった。また高負荷燃焼による他の弊
害としては、火炎温度の上昇で窒素酸化物の発生量が増
加し大気汚染をもたらすという不都合がある。
【0005】一方炉筒式ボイラの大きさは、政令により
上記ドラムの直径及び長さによって把握されるので、上
記ドラムの直径及び長さをむやみに大きくしないことが
望まれるという事情が存在する。
【0006】そこで本発明者らはドラムサイズをできる
だけ小さくしたものでありながら高出力の操業ができ、
しかも火炎温度を必要以上に高くしなくとも高効率にエ
ネルギーを発生することができる様な炉筒式ボイラを提
供する目的で研究を重ね、本発明を完成した。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明は、横置型の円筒状胴を上下に平行配置し、下側胴
内には放射伝熱面を構成する炉筒を燃焼室として収納す
ると共に、該炉筒外周面と下部胴内周面の間に設けた空
間を水室として該水室を上側胴と連通せしめ、且つ該下
部胴の外周面にはその円弧に沿った湾曲水管を該下部胴
の胴軸長手方向に沿って多数本配列して水管列を形成す
ると共に各水管の上部を上側胴と連通せしめ、上記各連
通によって上側胴内を汽水分離室とし、更に該水管列を
前記燃焼排ガスの通路に面接させて接触伝熱面を構成し
てなることをを要旨とするものである。
【0008】
【作用】従来は燃焼ガスの有する余熱を有効利用するた
めに煙管を設けていたが、本発明の上記構成によりこの
様な煙管を必要としなくなったので、該煙管接合部に多
発していたクラックが防止できる様になると共に、煙管
をドラム内に配設しないのでドラム径を小さくできる。
なお燃焼ガスの有する余熱は燃焼ガス通路の両側に設け
られる炉筒外部面及び水管によって有効に活用され、ド
ラム及び水管内の水を効率的に加熱する。
【0009】また水管がドラムの外側に設けられるの
で、ドラム自体を小径に設計でき、ボイラサイズを政令
上の免許を要しない大きさのものとすることができる。
なお前記ドラムの上方に1又は複数本の上昇管を介して
筒状の缶体を接続し、該缶体を気水分離室として利用す
る様な構成を採用しているので、ドラムはさらに小径に
形成でき、ボイラの小型化を進めていくことが可能とな
る。
【0010】
【実施例】図1は本発明ボイラの代表的な実施例を示す
一部破断側面図、図2は図1のII−II線断面図、図3は
図1のIII −III 線断面図である。横置きの円筒状ドラ
ム11内には、それより小外径の炉筒2が同軸状に設けら
れ、ドラム11の内面と炉筒2の外面の間には水Wが満た
されるに十分な空間が残される。そして該炉筒2の一端
(図1の左端)にはバーナ21が設けられると共に、他端
(図1の右端)25は煙室14に連続される。
【0011】上記ドラム11の上方には、該ドラム11と略
平行に缶体9が配設され、ドラム11内の前記空間8と缶
体9の内部空間4は連通管10(図例においては2本設け
られている場合における右側の1本のみを示している)
を介して通じ合っている。またドラム11の下方には、図
1,3に見られる様な下部ヘッダー管13Aがドラム11と
平行(水平方向)に配設されると共に、上記連通管10の
中間部壁面には、図1に見られる様な上部ヘッダー管13
Bが水平方向に接続される。そして炉筒式ボイラの定常
運転に際しては、前記ドラム11の前記空間8内は勿論の
こと、これらと連通する前記下部ヘッダー管13A,上部
ヘッダー管13Bの内部にも水Wを入れる(図例において
は水Wの収納部分を点で示す)。
【0012】一方前記ドラム11の外壁面を構成する耐火
壁12a には、図2に見られる様にドラム11の左側半面及
び右側半面を取り囲む様な空胴部(燃焼ガス通路20,20
a)を形成すると共に(燃焼ガス通路20,20aの上部は耐
火壁12bに、下部は耐火壁12aに夫々接する)、更に図
3に見られる様に、該燃焼ガス通路20,20a(図3では
20だけを示す)内には夫々独立した複数本の半円状に湾
曲した水管7をドラム周方向に沿う様に配設する。そし
て各水管7の下部側一端7aは下部ヘッダー管13Aの周
壁に開口する様に接続すると共に、上部側他端7bは前
記缶体9の内部空間4に開口する様に接続する。なお前
記水管の上部側端部7bは、水管7同士の接合重なりを
避けるため、図1の例に示した様に上下にずらした位置
(7b,7b1 )に接合することが推奨される。
【0013】また煙室14の耐火壁12の内面にも複数本の
半円状水管6を配設し、該水管6の下部側一端6aを下
部ヘッダー管13Aの周壁に、また上部側他端6bを上部
ヘッダー管13Bの周壁に夫々開口する様に接続する。こ
れらの水管6,7内には、水量が少ない時には下部ヘッ
ダー管13Aを介して水Wが入り、水量が多い時には(図
1,3の状態)上部ヘッダー管13Bを介して水が連通す
る。
【0014】上記説明によって理解される様に、水管7
の外側は図2の如く耐火壁12aに接し、水管6の外側は
同じく図2に示す様に耐火壁12に接する。そして更に、
図3に示す様にドラム11外側の上部及び下部には耐火層
12b,12cが存在し、前記燃焼ガス通路20,20aはドラム
11の左右両側にドラム軸方向に沿って形成される。そし
て図2に示す様に、その一方端は上記煙室14内のガスを
導き入れる様に連通されると共に、他端は図示しない排
気管に向けて燃焼排ガスを排出する様に集合せしめられ
る。従って炉筒2内に形成された燃焼ガスは白抜き矢印
に示す様に、煙室14及び燃焼ガス通路20を通過して外部
へ排出されるので、燃焼ガスは炉筒2とドラム11の間に
収納される水(符号8の部分)に対して放射伝熱され、
かつ水管6,7内の水に対して接触伝熱され、ここに効
率的な熱利用が行なわれる。
【0015】上記の構成からなる炉筒式ボイラであれ
ば、同サイズの炉筒に対してはより小さなドラムで済
み、一方同サイズのドラムに対してはより大きい炉筒を
用いることができる。ちなみに同サイズのドラムを用い
た従来の炉筒煙管式ボイラと比較すると、燃焼室22の容
積を2〜2.2 倍、伝熱面積を1.5 〜1.6 倍とすることが
でき、また従来の換算蒸発量が1500kg/hであったものを
2400〜2500kg/hまで高めることができる様になった。
【0016】図4は上記燃焼ガス通路20の好ましい実施
例を示す断面説明図であり、ドラム11の外側には周方向
に沿う突条11aが任意間隔で任意数設けられると共に、
水管7には管軸方向に沿う様なフィン7c,7c…が形
成され、該突条11a及びフィン7cによって伝熱面積を
増加し、さらに突条11a及び水管7の配置を工夫するこ
とによって燃焼ガス流を矢印に示す様に蛇行させ熱交換
効率を高めることができる。
【0017】本発明ボイラは以上の図例に限定されるも
のではなく、缶体9を設けないで気液分離室をドラム11
の上方に形成するものや、図1に示す上部ヘッダー管13
Bを複数本として缶体9の側部に接続し、水管6,7の
上端と連通する様に構成したものでも良い。また炉筒2
やドラム11の形状並びに水管6,7の形状は断面多角形
や螺旋状のもの等でも良く、さらに水管6,7は内外径
方向に2重又は3重に重ねる様に配設したものであって
も構わない。
【0018】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、同サイズの炉筒に対してはより小さなドラムで済
み、一方同サイズのドラムに対してはより大きい炉筒を
用いることができる。従って所謂法定上のボイラ免許を
有しない者が運転できる様な小サイズの炉筒に設計する
場合であっても、全体としては高出力のボイラとして製
作できる様になった。また接触伝熱面が従来の煙管方式
から下部胴外周面の水管方式に変更されることとなった
ので、高負荷燃焼を緩和しつつ高出力化と低NOx化が
達成され、さらに局部過熱によるクラックの発生及びそ
れに基づく水漏れといった危険をなくすことができる様
になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的な実施例を示す一部破断側面図
である。
【図2】図1のII−II線断面説明図である。
【図3】図1のIII −III 線断面説明図である。
【図4】燃焼ガス通路の好ましい例を示す断面説明図で
ある。
【図5】従来の炉筒式ボイラを示す断面説明図である。
【符号の説明】
1,11 ドラム 2 炉筒 3 煙管 14,23 煙室 4 気水分離室 5 排気管 6,7 水管 9 缶体 21 バーナ
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】丸ボイラとしては図5に示す様な炉筒煙
管式ボイラが汎用されている。この種の炉筒煙管式ボイ
ラにおいては、横置きされた筒状の炉筒2がドラム1内
に設けられ、該炉筒2の前端部には燃焼用バーナ21が設
けられて該炉筒2の内部が燃焼室22となる。炉筒2の周
囲には水が存在するので炉筒2は放射伝熱面を構成す
る。該燃焼室22の先端部(燃焼用バーナ21から見て遠い
側)には煙室23を形成し、該煙室23と連なる後管板24の
一部には多数本の直線状煙管3を接合し、これをドラム
内で且つ炉筒2周辺の横及び上方に該炉筒と同軸且つ平
行に並設する。該煙管3はドラム1内の水に浸された状
態となって接触伝熱面を構成し、出口側端は排気管5に
連通される。従って煙室23の燃焼ガスは矢印A1 で示す
様に流れ、上記煙管3内を通って排気管5から矢印A2
方向へ排出される過程において、ドラム1内の水を放射
伝熱及び接触伝熱によって加熱する。なお前記煙管3の
端部は前後の各煙室を画成する前管板、後管板に貫通支
持される。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【作用】従来の装置構成によれば炉筒前端部に設けたバ
ーナで燃焼した燃焼ガスの保有熱は、炉筒の放射伝熱面
で熱吸収させた後、さらに熱吸収の徹底を図るため接触
伝熱面に煙管を設けていたが、本発明の上記構成により
この様な煙管を必要としなくなったので、該煙管接合部
に多発していたクラックが防止できる様になると共に、
煙管をドラム内に配設しないのでドラム径を小さくでき
る。なお燃焼ガスの保有熱は燃焼ガス通路の両側に設け
られる下部胴外部面及び水管によって構成した接触伝熱
面により徹底した吸収が図られ、ドラム及び水管内の水
を効率的に加熱する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】一方前記ドラム11の外壁面を構成する耐火
壁12a には、図2に見られる様にドラム11の左側半面及
び右側半面を取り囲む様な空胴部(燃焼ガス通路20)を
形成すると共に(燃焼ガス通路20の上部は耐火壁12b
に、下部は耐火壁12aに夫々接する)、更に図3に見ら
れる様に、該燃焼ガス通路20内には夫々独立した複数本
の半円状に湾曲した水管7をドラム周方向に沿う様に配
設する。そして各水管7の下部側一端7aは下部ヘッダ
ー管13Aの周壁に開口する様に接続すると共に、上部側
他端7bは前記缶体9の内部空間4に開口する様に接続
する。なお前記水管の上部側端部7bは、水管7同士の
接合重なりを避けるため、図1の例に示した様に上下に
ずらした位置(7b,7b1 )に接合することが推奨さ
れる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】また煙室14の耐火壁12の内面にも複数本の
半円状水管6を配設し、該水管6の下部側一端6aを下
部ヘッダー管13Aの周壁に、また上部側他端6bを上部
ヘッダー管13Bの周壁に夫々開口する様に接続する。こ
れらの水管6,7内には、下部ヘッダー管13A及び上部
ヘッダー管13Bを介して水が連通する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】上記説明によって理解される様に、水管7
の外側は図2の如く耐火壁12aに接し、水管6の外側は
同じく図2に示す様に耐火壁12に接する。そして更に、
図3に示す様にドラム11外側の上部及び下部には耐火層
12b,12cが存在し、前記燃焼ガス通路20,20aはドラム
11の左右両側にドラム軸方向に沿って形成される。そし
て図2に示す様に、その一方端は上記煙室14内のガスを
導き入れる様に連通されると共に、他端は図示しない排
気管に向けて燃焼排ガスを排出する様に集合せしめられ
る。従って炉筒2内に形成された燃焼ガスは白抜き矢印
に示す様に、煙室14及び燃焼ガス通路20を通過して外部
へ排出されるので、燃焼ガスは炉筒2とドラム11の間に
収納される水(符号8の部分)に対して放射伝熱され、
かつ水管6,7内の水に対して接触伝熱され、ここに効
率的な熱交換が行なわれる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 横置型の円筒状胴を上下に平行配置し、
    下側胴内には放射伝熱面を構成する炉筒を燃焼室として
    収納すると共に、該炉筒外周面と下部胴内周面の間に設
    けた空間を水室として該水室を上側胴と連通せしめ、且
    つ該下部胴の外周面にはその円弧に沿った湾曲水管を該
    下部胴の胴軸長手方向に沿って多数本配列して水管列を
    形成すると共に各水管の上部を上側胴と連通せしめ、上
    記各連通によって上側胴内を汽水分離室とし、更に該水
    管列を前記燃焼排ガスの通路に配置して接触伝熱面を構
    成してなることを特徴とする炉筒式ボイラ。
JP27043492A 1992-10-08 1992-10-08 炉筒式ボイラ Withdrawn JPH06123401A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27043492A JPH06123401A (ja) 1992-10-08 1992-10-08 炉筒式ボイラ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27043492A JPH06123401A (ja) 1992-10-08 1992-10-08 炉筒式ボイラ

Publications (1)

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JPH06123401A true JPH06123401A (ja) 1994-05-06

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ID=17486230

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JP27043492A Withdrawn JPH06123401A (ja) 1992-10-08 1992-10-08 炉筒式ボイラ

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JP (1) JPH06123401A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101144612B (zh) 2007-10-09 2010-05-19 西安交通大学 一种撬装式燃油超临界压力直流注汽锅炉

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Legal Events

Date Code Title Description
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Effective date: 20000104