JPH1019201A

JPH1019201A - ボイラ

Info

Publication number: JPH1019201A
Application number: JP8188317A
Authority: JP
Inventors: Noboru Takubo; 昇田窪; Kanta Kondo; 幹太近藤
Original assignee: MIURA KENKYUSHO KK; Miura Co Ltd
Current assignee: MIURA KENKYUSHO KK; Miura Co Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23
Anticipated expiration: 2016-06-28
Also published as: JP4252633B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の水管を環状に配列したり、１本、或は
複数本の水管をコイル状に巻回する等して略円筒形状の
缶体構造としたボイラにおいて、一層の低ＮＯxと、高
効率化、小型化を達成すること。【解決手段】少なくとも２つの環状伝熱部４，５を備
え、これらの環状伝熱部４，５を多重に配置し、最内周
側の第１環状伝熱部４の一方の開口端に、火炎の噴出方
向が第１環状伝熱部の軸方向と略平行になるように燃焼
装置７を設けて、第１環状伝熱部４の内側を第１燃焼空
間１１とし、第１環状伝熱部４とその外側の第２環状伝
熱部５との間を第２燃焼空間１２とし、第１環状伝熱部
４を、燃焼装置７からの火炎の噴出方向と交差する方向
に、燃焼装置７に近接させて配置し、第１環状伝熱部４
の周面に第１環状伝熱部の内外を連通する流通隙間３０
を形成して、この流通隙間３０を介して第１燃焼室１１
内の火炎を第２燃焼室１２内に導入するようにした構
成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ボイラに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、比較的小容量の水管ボイラは、複
数本の水管を環状に配列したものや、一本或は複数本の
水管をコイル状に巻回したもの等のように、略円筒形状
の缶体構造のものが一般的である。このような形式の水
管ボイラは、最内周側の環状水管列、或は螺旋状水管の
内周側を燃焼室としたもので、近年までに、水管に伝熱
ヒレを取り付けたり、燃焼室から排気管までの燃焼ガス
流路を工夫する等、種々の改良が加えられ、低ＮＯx
化、並びに効率の向上が図られてきた。しかし、現状の
缶体構造では、低ＮＯx 化、並びに効率の向上に限界が
見えてきており、更に、近年の省スペース化の要望に応
える必要性も生じている。そこで、近年においては、こ
のような円筒形状の水管ボイラから脱却し、省スペース
化と熱効率の向上とを達成するため、所謂角型の缶体構
造の水管ボイラを開発し、実用に供している。ところ
で、前記の円筒型缶体構造の水管ボイラは、比較的安価
に製作できるという利点を有しており、一方、角型缶体
構造の水管ボイラは、予混合式ガス燃焼装置との組み合
わせにより高い熱効率と低ＮＯx 化を達成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、この発明は、
前記円筒型の缶体構造のボイラにおいて、一層の低ＮＯ
x 化と、高効率化、小型化を達成することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、少なくとも
２つの環状伝熱部を備え、これらの環状伝熱部を多重に
配置し、最内周側の第１環状伝熱部の一方の開口端に、
火炎の噴出方向が第１環状伝熱部の軸方向と略平行にな
るように燃焼装置を設けて、第１環状伝熱部の内側を第
１燃焼空間とし、前記第１環状伝熱部とその外側に位置
する第２環状伝熱部との間を第２燃焼空間とし、前記第
１環状伝熱部を、燃焼装置からの火炎の噴出方向と交差
する方向に、燃焼装置に近接させて配置し、前記第１環
状伝熱部の周面に第１環状伝熱部の内外を連通する流通
隙間を形成して、この流通隙間を介して前記第１燃焼室
の火炎を第２燃焼室内に導入するようにした構成により
上述課題を解決するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】この発明は、蒸気や温水を得るた
めのボイラとして実施される。この発明は、少なくとも
２つの環状伝熱部を備え、これらの環状伝熱部を内外二
重に配置し、最内周側の第１環状伝熱部の一方の開口端
に、火炎の噴出方向がこの第１環状伝熱部の軸方向と略
平行になるように燃焼装置を設けた構成のボイラを基本
的な実施形態とするものである。そして、この第１環状
伝熱部の内側を第１燃焼空間とし、前記第１環状伝熱部
とこの第１環状伝熱部と隣接する第２環状伝熱部との間
を第２燃焼空間として構成する。前記第１環状伝熱部
は、燃焼装置に対して、燃焼装置からの火炎の噴出方向
と交差する方向に近接させて配置することにより、前記
第１環状伝熱部の周囲に形成した流通隙間を介して前記
第１燃焼室の火炎を第２燃焼室内に導入している。換言
すれば、その内側と外側とを連通する流通隙間を形成し
た第１環状伝熱部と、第１環状伝熱部の外側に所定の間
隔をおいて取り巻くように配置した第２環状伝熱部と、
前記第１環状伝熱部の軸方向の一方の開口端に、第１環
状伝熱部内を臨ませて配置した燃焼装置とを備え、前記
第１環状伝熱部は、前記燃焼装置から噴出する火炎内に
位置するように、前記燃焼装置からの火炎の噴出方向と
交差する方向に、近接させて配置したことである。従っ
て、この発明のボイラにおいては、燃焼装置からの火炎
は、第１燃焼室の流通隙間を介して、第１燃焼室から第
２燃焼室に達することになり、そのため、燃焼温度は前
記第１環状伝熱部によって急冷され、サーマルＮＯx の
生成率の少ない温度領域に調整される。そして、第１環
状伝熱部によって急冷された後、第２燃焼室内に流入し
た火炎は、この第２燃焼室内においては伝熱が行なわれ
ないため、温度の低下が少なく、そのために燃料の未燃
分が反応し、ＣＯについても酸化されてＣＯ₂となる。
更に、第１環状伝熱部は、このような燃焼温度の制御を
行なうのみならず、伝熱を行なうため、同一の外形寸法
のボイラに比べて熱回収量が増加する。

【０００６】この発明は、燃焼装置の下流側において、
第１環状伝熱部の内側を第１燃焼室としてあり、この第
１燃焼室内においては、燃料と燃焼用空気とが噴出し、
両者が混合された状態となっている。この混合された流
体は、所謂燃焼反応によって火炎を生じる。本書では、
燃焼反応中のガス体のうち、光としてとして明確に目視
可能な部分を火炎と称している。尚、火炎より後流側に
は、目視不可能な高温のガス領域が生じており、これら
の内の一部は燃焼反応を継続している。本書では、これ
らの燃焼反応継続中の高温ガスが含まれている部分を燃
焼ガスと称している。

【０００７】更に、この発明は、第１環状伝熱部の流通
隙間から第２環状伝熱部に向けて噴出する火炎の温度を
８００度〜１３００度となるように、燃焼装置と第１環
状伝熱部との間隔，及び前記第１環状伝熱部の流通隙間
を設定することによって、サーマルＮＯx の生成を抑制
するとともにＣＯの酸化を促し、低ＮＯx 化と低ＣＯ化
を達成する。この１３００度以下という火炎温度は、サ
ーマルＮＯx の生成量の少ない温度領域であり、８００
度以上という火炎温度は、ＣＯからＣＯ₂への酸化反応
の比較的活発な温度領域を意味する。即ち、火炎温度
が、１３００度以上の領域では、空気中の窒素の酸化に
よるサーマルＮＯx の生成量が急激に増加し、８００度
以下の領域では、ＣＯからＣＯ₂への反応速度が低下す
るためである。更に、前記燃焼装置と第１環状伝熱部と
の間隔，及び前記第１環状伝熱部の流通隙間の設定は、
燃焼装置の発生熱量に応じて、第１環状伝熱部の各部の
寸法，流通隙間の寸法、個数を適宜調整することによっ
て行う。

【０００８】ここで、前記第１環状伝熱部は、内部に被
加熱流体を流通させ、この被加熱流体と火炎との熱交換
を行なう構成物を指しており、具体的には、複数本の水
管を適宜の間隔をおいて環状に配置した水管列や、コイ
ル状に巻回してなる螺旋状水管によって構成したものを
含むものである。第１環状伝熱部をこのような水管によ
って構成した場合、第２燃焼室内に流入する火炎の温度
を８００度〜１３００度とするためには、水管の間隔
を、水管の外径の０．１〜２倍とし、更に、燃焼装置と
第１環状伝熱部との間隔を、水管の径の０．１〜２倍と
することによって達成される。

【０００９】前記第１環状伝熱部に形成する流通隙間
は、全てが同じ寸法である場合も適宜異なる寸法とした
場合を含み、また流通隙間を形成する間隔も等間隔の場
合と適宜異なった間隔で形成する場合を含む。更に、第
１環状伝熱部を水管で構成する場合、全ての水管が同じ
ものである場合も、寸法や形状、材質が異なる場合も含
む。一方、第２環状伝熱部は、前記第１環状伝熱部と同
様の構成のほか、炉筒式のボイラのような炉筒とした構
成を含む。即ち、第１環状伝熱部は、第１燃焼室と第２
燃焼室とを連通する流通隙間を備えていればよく、第２
環状伝熱部は、このような流通隙間を必ずしも設ける必
要はない。更に、第１環状伝熱部，第２環状伝熱部の配
置は、第１環状伝熱部の外側に第２環状伝熱部を配置し
てあれば良く、これら環状伝熱部の配置は、その軸線
が、水平方向、垂直方向に限らない。更に、燃焼装置
は、特定の形式の燃焼装置（バーナ）に限るものではな
く、燃焼装置全体を含む概念である。即ち、この発明の
ボイラは、上述のように、燃焼装置からの火炎を包み込
むように第１伝熱部を設けた構成となっており、火炎お
噴出方向下流側には、所定の空間が広がっている。その
ため、先混合式バーナ（拡散燃焼式バーナともいう）等
のように、バーナの下流側に燃料（液体、並びに気体の
ものを含む）と燃焼用空気を混合させる領域を必要とす
るものについても適用できるからである。もちろん、バ
ーナ下流側に燃料と燃焼用空気を混合させる領域を必要
としない形式のバーナ、例えば、予混合式バーナを適用
できることはいうまでもない。

【００１０】更に、第１環状水管列の燃焼装置側におけ
る流通隙間を広く設定することにより、燃焼装置下流側
の燃焼ガス（火炎を含む概念である。）を、燃焼装置の
根元部分に再度供給（再循環）するができ、このことに
より火炎温度が低下し、低ＮＯx 化を達成する。この構
成では、通常の燃焼装置であっても、燃焼ガスの再循環
を行なうことができるものであるが、燃焼装置を、自己
再循環機能を備えた所謂自己再循環式燃焼装置とした場
合に、この排ガスの再循環機能を確実に発揮させること
ができ、更に低ＮＯx 化を達成することができる。燃焼
装置として、自己再循環型の燃焼装置を適用する構成で
は、排ガスの再循環による効果が確実に発揮され、火炎
の温度を低下させて低ＮＯx 化が行なわれる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明を水管ボイラに適用した第１
実施例について、図１，図２を参照しながら説明する。
尚、図１は、この発明に係るボイラの第１実施例の縦断
面構造を示す説明図，図２は、図１のII−II線に沿う断
面を示す説明図である。図示するボイラは、多数の水管
を備えた所謂多管式水管ボイラであって、このボイラの
缶体１は、環状の上部管寄せ２、及び下部管寄せ３と、
この上部管寄せ２と下部管寄せ３の間に、径方向に間隔
をおいた内外二重の環状伝熱部４，５を配置したもので
ある。この２つの環状伝熱部４，５は、それぞれ多数の
垂直水管６を所定の間隔で環状に配置した環状水管列と
して構成してある。前記上部管寄せ２、並びに下部管寄
せ３は、それぞれ矩形断面の環状をなす中空容器であっ
て、両管寄せ２，３は、前記環状伝熱部４，５を構成す
る多数の垂直水管６で連結してある。ここで、各水管６
内には、上部管寄せ２、或は下部管寄せ３から被加熱流
体が供給される。前記二重の環状伝熱部４，５のうち、
内側に位置する第１環状伝熱部４は、垂直水管６を所定
の間隔をおいて配置したもので、その水管６の間隔は、
外側に位置する第２環状伝熱部５のものよりも広く設定
してある。第２環状伝熱部５は、比較的狭い間隔を介し
て水管６を配列してあり、この第２環状伝熱部５の外周
側においては、各水管６に、その軸線方向に沿う平板状
の伝熱ヒレ９を取り付けてある。

【００１２】前記第１環状伝熱部４の軸方向の一方の開
口端側、即ち上部管寄せ２の内方（中央部）には、燃焼
装置７を配置してある。この燃焼装置７は、上部管寄せ
２よりも下方側に突出した状態で設けてあり、前記第１
環状伝熱部４の略軸方向に沿って火炎を噴出する。従っ
て、第１環状伝熱部４の内側は、燃料と燃焼用空気を反
応させ、火炎を形成する第１燃焼室１１となる。前記第
１環状伝熱部４と第２環状伝熱部５との間の空間は、第
２燃焼室１２として構成されるもので、第１環状伝熱部
４を構成する水管６間の隙間（以下流通隙間という）３
０によって前記第１燃焼室１１と連通してある。ここ
で、前記第１環状伝熱部４は、前記燃焼装置７からの火
炎の噴出方向と交叉する方向に、前記燃焼装置７に近接
させた状態で配置してある。そのため、前記燃焼装置７
からの火炎は、前記流通隙間３０を介して第２燃焼室１
２内に流入する。上述した第１環状伝熱部４，第２環状
伝熱部５，燃焼装置７の配置関係によって、従来のボイ
ラにおいて燃焼装置７の下流側に形成され、火炎を充満
させるための独立した広い空間としての燃焼室は、第１
環状伝熱部４を越えてその外方の第２環状伝熱部５にま
で形成されることになる。換言すれば、この発明のボイ
ラは、燃焼装置７から噴出する火炎内に位置するよう
に、第１環状伝熱部４の水管６を配置したもので、この
水管６の軸線は、前記火炎の噴出方向に沿う方向とな
る。

【００１３】更に、この発明のボイラにおいて、燃焼装
置７の発生熱量，第１環状伝熱部の各部の寸法，燃焼装
置７と第１環状伝熱部４との間隔，第１環状伝熱部４の
流通隙間３０の寸法，個数，配置間隔等は、流通隙間３
０から第２環状伝熱部５に向けて噴出する火炎の温度が
８００度〜１３００度となるように設定してある。この
１３００度以下という火炎温度は、サーマルＮＯx の生
成の少ない温度領域であり、８００度以上という火炎温
度は、ＣＯからＣＯ₂への酸化反応の比較的活発な温度
領域を意味する。即ち、火炎温度が、１３００度以上の
領域では、空気中の窒素の酸化によるサーマルＮＯx の
生成量が急激に増加し、８００度以下の領域では、ＣＯ
からＣＯ₂への反応速度が低下するためである。第２燃
焼室１２内に流入する火炎の温度を８００度〜１３００
度とするためには、この第１実施例のように第１環状
伝熱部４を多数の水管６によって構成した場合、各水管
６の間隔（即ち、流通隙間３０）を、水管６の外径の
０．１〜２倍とし、更に、燃焼装置７と第１環状伝熱部
４との間隔を、水管６の外径の０．１〜２倍とする。こ
こで流通隙間３０の下限値は、この流通隙間３０を火炎
が通過する際に、火炎が消滅せず、火炎を維持し得る間
隔であり、更に、火炎が前記の温度範囲の下限値を維持
し得る間隔である。一方、上限値は、火炎を１３００度
以下に冷却するとともに、ボイラの外径当りの伝熱面面
積を維持するための間隔である。（当然、流通間隔３０
を大きく設定すると、第１環状伝熱部における水管の本
数が減少する）。更に、燃焼装置７と第１環状伝熱部４
との間隔の下限値は、上部ヘッダ２に対する燃焼装置７
と第１環状伝熱部４の取付時の都合から決定され、上限
値は、第１環状伝熱部４内において１３００度を越える
温度領域が発生しないように火炎を冷却することがで
き、第１環状伝熱部４の過熱を防止することのできる間
隔である。

【００１４】更に、前記上部管寄せ２における第１，第
２環状伝熱部４，５の水管６との接合部分には、この部
分を覆うように耐火材１８を施工してある。一方の下部
管寄せ３側においても、前記第１、第２環状伝熱部４，
５の水管６との接合部分を部分を覆うように耐火材１８
を施工している。更に下部管寄せ３においては、中央の
空洞部を適宜の耐火材やその他の部材によって閉鎖して
いる。更に、外方の第２環状伝熱部５の外側には、この
第２環状伝熱部５を包囲するようにボイラ外壁８を設け
てある。この第２環状伝熱部５と外壁８との間に、排気
口２０に連なるガス流路１７を構成する。このガス流路
１７は、第２環状伝熱部５を構成する水管６間の隙間
（以下第２流通隙間という）３２によって前記第２燃焼
室１２と連通してある。

【００１５】さて、以上の構成において燃焼装置７を作
動させると、この燃焼装置７からの火炎は、図示するよ
うに、前記第１環状伝熱部４の軸線方向に、上部管寄せ
２から下部管寄せ３に向けて噴出し、この火炎の噴出方
向に対して交差する方向に広がるように形成される。従
って、この火炎は、第１環状伝熱部４の各水管６表面を
舐めるように形成され、第１環状伝熱部４の流通隙間３
０を通って第２燃焼室１２内に流入する。この火炎は、
燃焼装置７に近い部分では、噴出方向に対して交差する
方向にあまり広がっていないため、火炎の後流側に形成
される高温の燃焼ガスが前記流通隙間３０を介して第２
燃焼室１２内に流入する。従って、この火炎、並びに燃
焼ガスは、前記第１環状伝熱部４の各水管６内を流れる
被加熱流体との間で熱交換を行なって急激に冷却されて
温度が低下するため、サーマルＮＯx の発生が抑制され
る。そして、前記第１環状伝熱部４間の流通隙間３０を
通過した火炎は、後流側の第２燃焼室１２で一定温度
（前述の８００度）以上に保持された状態での比較的長
い時間の滞留により、酸化反応が促進され、特にＣＯの
発生が防止される。この作用は、燃焼装置７から火炎の
噴出方向に対して交差する方向、即ち、第１，第２環状
伝熱部４，５の径方向についてのものであるが、各水管
６の軸線方向について注目すると、火炎は、燃焼装置７
から、上述のように、第１環状伝熱部４の各水管６を舐
めるように形成されている。従って、火炎の先端側ほど
前記水管６への伝熱によって温度が低下している。ま
た、この第１実施例の水管ボイラが下部管寄３せから給
水を受ける貫流ボイラなどの形式のものにおいては、火
炎の方向と被加熱流体の方向とが互いに逆向きの所謂、
対向流となるため熱効率がよい。しかも、前記水管６
は、火炎の先端部や外周部の高温となる箇所が接触する
ことはなく、順次、水管６との伝熱により温度低下する
ため、過熱を防止できる。しかも、このように水管６の
温度が均一化することにより、第１，第２燃焼室１１，
１２においても、局所的に高温となる箇所が存在しない
ので、サーマルＮＯx の生成を抑制できる。

【００１６】以上のようにして、８００度〜１３００度
に温度を調整されて第２燃焼室１２内に流入した火炎
は、第２環状伝熱部５の第２流通隙間３２からボイラ外
壁８内側のガス流路１７に流入する。この際には、第２
環状伝熱部５の各水管６に取り付けた伝熱ヒレ９によっ
てより多くの熱を回収することができ、更に、ガス流路
１７を通過する燃焼ガスは、第２環状伝熱部５の外側か
らの伝熱を行なって水管６内の被加熱流体を加熱した
後、排出口２０からボイラ外に排出される。即ち、この
発明に係るボイラは、燃焼装置７から噴出される火炎内
に第１環状伝熱部（第１実施例では環状の水管列）４を
配置し、第１環状伝熱部４の流通隙間３０から第１伝熱
部４の外方に火炎を噴出するように構成し、この第１環
状伝熱部４によって火炎を所定の温度以下に急冷し、第
１環状伝熱部４と第２環状伝熱部５との間の第２燃焼室
１２内において急冷した火炎の温度を所定の温度以上に
保持することにより、前記火炎の噴出方向に沿って温度
を調整し、サーマルＮＯx やＣＯ等の有害な燃焼排気物
の生成を抑制するものである。更に、上述のように、燃
焼装置７からの火炎内に第１伝熱部４を設けることによ
り、火炎の噴出方向下流側には、所定の空間が広がって
いる。従って、この発明のボイラに使用する燃焼装置と
しては、バーナの下流側からすぐに火炎の形成を行える
予混合式バーナの他、バーナの下流側に燃料（液体、並
びに気体のものを含む）と燃焼用空気を混合させる領域
を必要とする先混合式バーナ（拡散燃焼式バーナともい
う）や、気化燃焼式バーナ等、各種のバーナを適用する
ことができる。更に、この発明に係るボイラは、上述の
ように各種の燃焼装置を適用することができる上に、こ
の燃焼装置が使用する燃料の種類も液体、気体に関らず
選択することができる。

【００１７】次に、この発明に係るボイラの第２実施例
について、図３を参照しながら説明する。尚、図３は、
この発明に係るボイラの第２実施例の縦断面構造を示す
説明図で、前記第１実施例と同様の構成部材には、同一
参照番号を附してその詳細説明を省略する。また、第２
実施例においては、水管の配置は前記第１実施例と同様
であるので、水管の配置を示す図面を省略してある。こ
の第２実施例においては、前記上部管寄せ２側の水管６
の流通隙間３０を他の箇所より広く設定している。即
ち、上部管寄せ２と第１環状伝熱部４との接合部には前
述のような耐火物１８を施工せず、また、各箇所におけ
る水管６を絞り加工してあることにより、第１環状伝熱
部４の燃焼装置７側における水管６の流通隙間３０を他
の箇所より広く設定している。この構成により、燃焼装
置７下流側の燃焼ガス（火炎を含む。）を第２燃焼室１
２を介して、燃焼装置７の根元部分に再度供給（再循
環）するができ、このことにより火炎温度が低下し、低
ＮＯx 化を達成する。即ち、このような燃焼ガスの流通
過程において、燃焼装置７からの燃焼ガスの主流は第１
環状伝熱部４内を流通するが、この際に、燃焼装置７の
基部と第１環状伝熱部４との間にはこの主流によって圧
力低下が生じており、そのため、第２燃焼室１２内の燃
焼ガスの一部は第２燃焼室１２の上方から第１燃焼室１
１内の燃焼装置７近傍に循環する。従って、燃焼火炎の
反応温度の上昇が抑制され、不要な温度上昇が阻止され
るため、サーマルＮＯx の発生が抑制される。この場合
には、前記第２燃焼室１２によって燃焼ガスを缶体内に
留める時間を引き延ばし、特に未燃焼物の酸化反応を惹
起するほかに、燃焼ガスの再循環による作用によって、
有害排気物の低減が図れる。更に、この第２実施例にお
いて、前記燃焼装置７を、自己再循環機能を備えた所謂
自己再循環式の燃焼装置７とすることにより、前述の排
ガスの再循環機能を確実に発揮させることができ、更に
低ＮＯx 化を達成することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るボ
イラにおいては、前記第１環状伝熱部内側の第１燃焼室
と第１環状伝熱部と第２環状伝熱部との間の第２燃焼室
とを、第１環状伝熱部の流通隙間を介して連通し、前記
第１燃焼室内に形成される火炎を第１環状伝熱部の流通
隙間から第２燃焼室内に導入するものであるから、火炎
が第１環状伝熱部の流通隙間を通って第２燃焼室に移動
する際に、この第１環状伝熱部によって火炎の温度をサ
ーマルＮＯx の生成が少ない温度領域にまで急冷するこ
とができ、ＮＯx 排出量を大幅に低減できる。更に、前
記第２燃焼室内においては、前記急冷した火炎の温度を
所定の温度以上に保持することにより、ＣＯをＣＯ₂に
酸化することができるため、このＣＯについても排出量
を大幅に低減できることになる。従って、この発明に係
るボイラによれば、前記のようなＮＯx やＣＯ等の有害
な燃焼排気物の生成を抑制でき、環境問題に対応したク
リーンな排ガスのボイラを提供できることになる。

【００１９】更に、この発明に係るボイラによれば、燃
焼装置に近接させて第１環状伝熱部を設け、この第１環
状伝熱部によって燃焼装置の下流側に形成される燃焼室
を２つに区画した構成となるため、従来のボイラのよう
に燃焼装置の下流側に独立した広い燃焼室を設けるもの
に比べて水管の設置本数を増加することができ、この点
において熱回収量を高めることができる。このことは、
同一の熱回収量であれば、小型化、省スペース化が図れ
ることを意味する。

【００２０】更に、この発明に係るボイラにおいては、
燃焼装置の火炎の噴出方向に所定の空間（第１燃焼室）
が広がっているため、上述のように各種の燃焼装置を適
用することができる上に、この燃焼装置が使用する燃料
の種類も液体、気体に関らず選択することができる。

【００２１】更に、この発明に係るボイラにおいては、
燃焼ガスを缶体内で再循環させる構成であるため、従来
の独立した燃焼ガス再循環流路を備えたものに比べて燃
焼ガスからの余計な放熱がなく、熱効率の低下を防止す
ることができる。また、燃焼ガスをボイラ内部において
再循環させることにより、燃焼装置側に供給する構成と
してあるため、燃焼装置からの火炎に含まれる未燃焼部
分は加熱され、混合が促進されて均一な燃焼火炎を得る
ことができ、又、この際に、燃焼火炎中に燃焼ガスが供
給されるため、燃焼火炎の温度上昇が抑えられ、有害排
気物、特に、サーマルＮＯx の生成が抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るボイラの第１実施例の縦断面構
造を示す説明図である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面を示す説明図であ
る。

【図３】この発明に係るボイラの第２実施例の縦断面構
造を示す説明図である。

【符号の説明】

４第１環状伝熱部５第２環状伝熱部（第２環状伝熱部）６垂直水管（水管）７燃焼装置１１第１燃焼室１２第２燃焼室３０流通隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２つの環状伝熱部４，５を備
え、これらの環状伝熱部４，５を多重に配置し、最内周
側の第１環状伝熱部４の一方の開口端に、火炎の噴出方
向が第１環状伝熱部の軸方向と略平行になるように燃焼
装置７を設けて、第１環状伝熱部４の内側を第１燃焼空
間１１とし、前記第１環状伝熱部４とその外側に位置す
る第２環状伝熱部５との間を第２燃焼空間１２とし、前
記第１環状伝熱部４を、燃焼装置７からの火炎の噴出方
向と交差する方向に、燃焼装置７に近接させて配置し、
前記第１環状伝熱部４の周面に第１環状伝熱部４の内外
を連通する流通隙間３０を形成して、この流通隙間３０
を介して第１燃焼室１１内の火炎を第２燃焼室１２内に
導入するようにしたことを特徴とするボイラ。
【請求項２】内側と外側とを連通する流通隙間３０を
形成した第１環状伝熱部４と、第１環状伝熱部４の外側
に所定の間隔をおいて取り巻くように配置した第２環状
伝熱部５と、前記第１環状伝熱部４の軸方向の一方の開
口端に、第１環状伝熱部４内を臨ませて配置した燃焼装
置７とを備え、前記第１環状伝熱部４は、前記燃焼装置
７から噴出する火炎内に位置するように、前記燃焼装置
７からの火炎の噴出方向と交差する方向に、近接させて
配置したことを特徴とするボイラ。
【請求項３】前記第１環状伝熱部４の流通隙間３０か
ら第２環状伝熱部５に向けて噴出する火炎の温度を８０
０度〜１３００度となるように、燃焼装置７と第１環状
伝熱部４との間隔，及び前記第１環状伝熱部４の流通隙
間３０を設定したことを特徴とする請求項１，又は請求
項２に記載のボイラ。
【請求項４】前記第１環状伝熱部４は、複数の水管６
を適宜の間隔をおいて環状に配置した水管列であること
を特徴とする請求項１，請求項２，又は請求項３に記載
のボイラ。
【請求項５】前記第１環状伝熱部４は、コイル状に巻
回してなる螺旋状水管であることを特徴とする請求項１
記載のボイラ。
【請求項６】前記第１環状伝熱部４と燃焼装置７との
間の隙間を、水管の外径の０．１〜２倍としたことを特
徴とする請求項４，又は請求項５に記載のボイラ。
【請求項７】前記第１環状伝熱部４の流通隙間３０
を、水管６の外径の０．１〜２倍としたことを特徴とす
る請求項４，又は請求項５に記載のボイラ。
【請求項８】前記第１環状伝熱部４の流通隙間３０
を、前記燃焼装置７を取り付けた側を他より広く設定し
たことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記
載のボイラ。