JPH0711284Y2 - 多管式貫流ボイラー - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、燃焼ガスから熱を効率よく回収できるように
改良された多管式貫流ボイラー、特に、２重の環状水管
列を備えた多管式貫流ボイラーに関するものである。

従来の技術 従来、一般に使用されている多管式貫流ボイラーにおい
ては、第５図〜第７図に示したように、環状に形成され
た上部管寄せ（１）および下部管寄せ（２）が多数の垂
直な水管（３）、（６）によって連結され、二重の環状
水管列が形成されている。そして、内側水管列の間隙を
臨む位置に外側水管列の水管（６）が、隣接する内側水
管列の水管（３）から間隔をおいて配置されており、外
側水管列の水管（６）は、内側水管列の水管（３）のピ
ッチ角（Ａ）と等しいピッチ角（Ｂ）で、かつ同水管
（３）の位置より半ピッチ角ずれて配列されている。さ
らに、外側水管列の水管（６）は、内側水管列の水管
（３）よりも小さい径を有している。内側水管列の内側
空間には燃焼室（４）が形成され、燃焼室（４）の上部
開口中央部には、バーナ（５）が燃焼室（４）内下方に
向かって突出するように取付けられている。

外側水管列の外側であって、上部管寄せ（１）および下
部管寄せ（２）の間には、外側水管列を全長にわたって
包囲する円筒状の外壁（７）が同外側水管列から間隔を
おいて設けられている。外壁（７）の一部には、燃焼ガ
ス排気口（８）が形成されている。

また、燃焼室（４）と前記外側水管列の外側空間（９）
とは、内側水管列の間隙から、内側水管列と外側水管列
との間隙を経て外側水管列の間隙に至る燃焼ガス流路
（10）によって連通されている。

かかる構成のボイラーにおいて、内側水管列の水管
（３）は、燃焼室（４）内に放射されるバーナ（５）の
火炎による輻射熱、および燃焼ガスの対流による熱伝導
によって加熱され、一方、外側水管列の水管（６）は、
燃焼ガス流路（10）を通過する高温の燃焼ガスによって
加熱される。

この場合、内側水管列の水管（３）と外側水管列の水管
（６）との間において熱負荷を均一にするために、水管
（６）の径を水管（３）の径よりも小さくしているにも
かかわらず、依然として熱負荷の均一化が十分ではな
く、水管（３）にスケール付着および腐食が集中し、さ
らに、燃焼室（４）から燃焼ガス流路（10）を通って外
部へ放出される燃焼ガスから熱を効率よく回収すること
ができず、かなりの燃料が浪費されてしまうという問題
点がある。

そこで、かかる欠点を解消するため、燃焼ガス流路（1
0）中にそらせ板を取付け、燃焼ガスから効率よく熱回
収を行うとともに、内側水管列の水管（３）および外側
水管列の水管（６）の間において熱負荷の均一化を図る
ことができる多管式貫流ボイラーが考案されている。

例えば、実開昭62-185301号公報においては、第５図〜
第７図で説明した多管式貫流ボイラーにおいて、第８図
に示すように、外側水管列の各水管（６）の内側水管列
の水管（３）に対向する左右側面部に、水管（６）の母
線方向に沿って略全長にわたってのびる一対のそらせ板
（11）が設けられている。これら各一対のそらせ板（1
1）は、水管（６）外側からみてハの字形に突出し、先
端が外側水管列の間隙の中央付近に達するような横断面
形状を有している。

こうして、燃焼ガスは互いに隣接する水管（３）の間隙
を通過した後、この間隙から左右に分かれ、隣接するそ
らせ板（11）先端縁の間隙を通過し、外部に放出される
ようになっている。

また、第５図〜第７図で説明した多管式貫流ボイラーに
おいて、第９図に示すように、各燃焼ガス流路（10）中
に、外側水管列の水管（６）と略同じ長さを有し、か
つ、外側水管列の間隙の中央部から外側に突出しながら
両側に分岐し、隣接する水管（６）を、これと等間隔を
おいて部分的に囲撓するような横断面形状を有するそら
せ板（12）を備えたものや、第10図に示すように、外側
水管列の各水管（６）の母線方向の沿って略全長にわた
って、そらせ板（13）を、隣接する水管（６）に向かっ
て外側水管列外周の略接線方向に、同外側水管列の間隙
を封閉するように突出し、その先端部で前記隣接する水
管（６）と間隔をおくように取付けたものがある。

考案が解決しようとする課題 しかし、上記の第８図に示したそらせ板の構成では、そ
らせ板（11）は、燃焼ガス流路（10）中を通過する燃焼
ガスを受けて加熱され、このそらせ板（11）が受けた熱
はその基端部から外側水管列の水管（６）に伝導される
が、一方、燃焼ガスによって直接加熱される水管部分の
面積が減少するため、効果的なものであるとはいえな
い。

また、第９図に示したそらせ板（12）においては、燃焼
ガスが、そらせ板（12）に案内されて水管（６）を取り
巻くように流れ、水管（６）およびそらせ板（12）が効
果的に加熱されるが、そらせ板（12）が燃焼ガスから回
収した熱が、内側水管列の水管（３）および外側水管列
の水管（６）のいずれにも伝導されることがないという
欠点を有している。

さらに、第10図に示したそらせ板（13）の場合には、そ
らせ板（13）の先端部付近でしか効果的な熱伝達が行わ
れないという欠点を有している。

したがって、本考案の課題は、上記の点に鑑み、従来の
ものに代わる、燃焼ガスからの熱回収を効率よく行うこ
とができる、簡単な構造を有するそらせ板を備えた多管
式貫流ボイラーを提供することである。

課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために、本考案の構成を、上部管
寄せおよび下部管寄せを互いに間隔をおいて配置された
多数の垂直な水管によって連結して二重の環状水管列を
形成し、内側水管列の間隙を臨む位置に外側水管列の水
管を、隣接する内側水管列の水管から間隔をおいて配置
し、内側水管列の内側空間を燃焼室とし、燃焼室と外側
水管列の外側空間を、内側水管列の間隙から内側水管列
と外側水管列との間隙を経て外側水管列の間隙に至る燃
焼ガス流路によって連通させてなる多管式貫流ボイラー
において、内側水管列の各水管の外周面に、その母線方
向に沿って略全長にわたってのびる一対のそらせ板を設
けたものであって、各一対のそらせ板は、ボイラーの横
断面において、内側水管列の水管から外側水管列の間隙
中に放射状に突出した後、隣接する外側水管列の水管を
これから間隔をおいて部分的に囲撓しながら外側水管列
の外側空間までのびており、そらせ板とこれによって部
分的に囲撓される外側水管列の水管との間の間隙は、燃
焼ガス流路の一部をなしているものであることを特徴と
する多管式貫流ボイラーとしたものである。

また、内側水管列の水管の径が、外側水管列の水管の径
よりも大きくなるような構成とすることもでき、この場
合には、内側水管列の水管および外側水管列の水管の間
における熱負荷の均一化を効果的に行うことができる。

作用 上記の構成において、内側水管列の水管は、燃焼室内に
放射されたバーナの火炎による輻射熱、および燃焼ガス
の対流によって加熱される。

また、燃焼ガスは、内側水管列の間隙から燃焼ガス流路
内に入り、そらせ板と外側水管列の水管の外周との間隙
を通過して外側水管列の水管の外周を取り巻くように流
れ、隣接するそらせ板先端縁の間隙から外部へ放出され
る。このとき、燃焼ガスは外側水管列の水管およびそら
せ板を加熱する。そらせ板が受けた熱は、その基端部か
ら内側水管列の水管に伝導され、これらの水管の加熱を
補助する。

この場合、一般に、燃焼ガスの流速がより大きければ、
燃焼ガスから外側水管列の水管およびそらせ板への熱伝
導効果も大きくなるため、そらせ板と外側水管列の水管
との間隔およびそらせ板の長さを、燃焼ガス流路を通過
する燃焼ガスの速度が可能な限り増大するように予め設
定しておくのが好ましい。

さらに、内側水管列の水管の径を外側水管列の水管の径
よりも大きくした場合には、内側水管列の水管および外
側水管列の水管の間における熱負荷の均一化をより効果
的に行うことができる。

実施例 本考案の実施例は、第５図〜第７図で既に説明した従来
の二重水管列構造において、そらせ板の構成を従来のも
のより改良したものである。したがって、そらせ板の構
成のみを説明することとし、従来例と同じ構成要素につ
いては同一番号を付して説明を省略する。

第１図および第２図は、本考案の１実施例を示した断面
図であり、内側水管列の各水管（３）の外側部分に、水
管（３）の母線方向に沿って略全長にわたってのびる一
対のそらせ板（14）が設けられている。これら各一対の
そらせ板（14）は、外側水管列の間隙を放射状に突出
し、その先端部で隣接する外側水管列の水管（６）を、
水管（６）の外側水管列外周を形成する部分の中央手前
まで、同水管（６）との間隔を徐々に狭めながら部分的
に囲撓するような横断面形状を有している。こうして、
燃焼ガスが、そらせ板（14）に案内されながら略一定の
流速で燃焼ガス流路（10）を通過するようになってい
る。

上記の構成において、内側水管列の水管（３）は、従来
例と同様に、燃焼室内に放射されたバーナの火炎による
輻射熱、および燃焼ガスの対流によって加熱される。

燃焼ガスは、内側水管列の間隙から燃焼ガス流路（10）
内に入り、そらせ板（14）と外側水管列の水管（６）の
外周との間隙を通過して水管（６）の外周を取り巻くよ
うに流れ、隣接するそらせ板先端縁の間隙から外側空間
へ放出される。このとき、燃焼ガスは水管（６）および
そらせ板（14）を加熱する。そらせ板（14）が受けた熱
は、その基端部から内側水管列の水管（３）に伝導さ
れ、水管（３）の加熱を補助する。

この場合、一般に、燃焼ガスの流速がより大きければ、
燃焼ガスから水管（６）およびそらせ板（14）への熱伝
導効果も大きくなるため、そらせ板（14）と水管（６）
との間隔およびそらせ板の長さを、燃焼ガス流路を通過
する燃焼ガスの速度が可能な限り増大するように予め設
定しておくのが好ましい。

こうして、燃焼ガス流路（10）を通過する燃焼ガスから
熱を効率よく回収することができ、燃料を節約できると
ともに、内側水管列の水管（３）および外側水管列の水
管（６）の間で熱負荷を均一にすることができ、内側水
管列の水管（３）にスケール付着、腐食が集中するのを
防止することができる。

第３図は、本考案の別の実施例を示した断面図であり、
内側水管列の各水管（３）の外側部分に、水管（３）の
母線方向に沿って略全長にわたってのびる一対のそらせ
板（15）が設けられている。これら各一対のそらせ板
（15）は、外側水管列の間隙を互いに平行となるように
突出し、その先端部で、隣接する外側水管列の水管
（６）を、水管（６）における外側水管列外周を形成す
る部分の中央手前の位置まで、同水管（６）と等間隔を
保ちながら部分的に囲撓するような横断面形状を有して
いる。

この実施例の場合には、そらせ板の設計および取付けが
第１図および第２図の実施例の場合よりも容易となる。

第４図は、本考案のさらに別の実施例を示したものであ
り、内側水管列の各水管（３）の外側部分に、水管
（３）の母線方向に沿って略全長にわたってのびる一対
のそらせ板（16）が設けられている。これら各一対のそ
らせ板（16）は、外側水管列の間隙を略Ｖ字形状となる
よう突出し、その先端部で、一度、隣接する水管（６）
側に屈曲し、同水管（６）と所定間隔を保ちながら、水
管（６）を水管（６）における外側水管列外周を形成す
る部分の中央手前の位置まで部分的に囲撓するような横
断面形状を有している。

この実施例の場合にはそらせ板の設計および取付けが容
易であり、また、第２図で説明した実施例と同様の効果
を得ることができる。

考案の効果 以上のように本考案によれば、燃焼室から燃焼ガス流路
を通って外側水管列の外側空間へ放出される燃焼ガス
が、そらせ板に案内されて、外側水管列の水管の外周を
取り巻くように流れることにより、外側水管列の水管が
効率よく加熱される。これと同時に、そらせ板自体も燃
焼ガスによって加熱され、このそらせ板が燃焼ガスから
受けた熱は、同そらせ板の基端部から内側水管列の水管
へ伝導され、内側水管列の水管の加熱を補助する。

こうして、燃焼ガスから熱を効率よく回収することがで
き、燃料を節約することができとともに、内側水管列の
水管および外側水管列の水管の間において熱負荷を均一
にすることが可能となり、その結果、内側水管列の水管
にスケール付着、腐食が集中することを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の１実施例を示す断面図、 第２図は、第１図の部分的な拡大図、 第３図は、本考案の別の実施例を示す断面図、 第４図は、本考案のさらに別の実施例を示す断面図、 第５図は、従来の多管式貫流ボイラーを示す縦断面図、 第６図は、同従来の多管式貫流ボイラーの横断面図、 第７図は、第６図の部分的な拡大図、 第８図は、従来のそらせ板の構成を示す断面図、 第９図は、従来のそらせ板の別の構成を示す断面図、 第10図は、従来のそらせ板のさらに別の構成を示す断面
図である。 （１）……上部管寄せ （２）……下部管寄せ （３）……内側水管列の水管 （４）……燃焼室 （６）……外側水管列の水管 （９）……外側空間 （10）……燃焼ガス流路 （14），（15），（16）……そらせ板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 渡辺 茂広 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式 会社内 (72)考案者 安 範雄 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式 会社内 (56)参考文献 実開 昭61−192103（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上部管寄せ（１）および下部管寄せ（２）
   を互いに間隔をおいて配置された多数の垂直な水管
   （３）、（６）によって連結して二重の環状水管列を形
   成し、内側水管列の間隙を臨む位置に外側水管列の水管
   （６）を、隣接する内側水管列の水管（３）から間隔を
   おいて配置し、前記内側水管列の内側空間を燃焼室
   （４）とし、前記燃焼室（４）と前記外側水管列の外側
   空間（９）を、前記内側水管列の間隙から前記内側水管
   列と前記外側水管列との間隙を経て前記外側水管列の間
   隙に至る燃焼ガス流路（10）によって連通させてなる多
   管式貫流ボイラーにおいて、 前記内側水管列の各水管（３）の外周面に、その母線方
   向に沿って略全長にわたってのびる一対のそらせ板（1
   4）、（15）、（16）を設けたものであって、前記各一
   対のそらせ板（14）、（15）、（16）は、前記ボイラー
   の横断面において、前記内側水管列の水管（３）から前
   記外側水管列の間隙中に放射状に突出した後、隣接する
   前記外側水管列の水管（６）をこれから間隔をおいて部
   分的に囲撓しながら前記外側水管列の前記外側空間
   （９）までのびており、前記そらせ板（14）、（15）、
   （16）とこれによって部分的に囲撓される前記外側水管
   列の水管（６）との間の間隙は、前記燃焼ガス流路（1
   0）の一部をなしているものであることを特徴とする多
   管式貫流ボイラー。
2. 【請求項２】前記内側水管列の水管（３）の径が前記外
   側水管列の水管（６）の径よりも大きくなっていること
   を特徴とする第１請求項に記載の多管式貫流ボイラー。