JPS5852438Y2 - ボイラ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、熱効率の向上を図ったボイラに関する。

一般に立形、および横形のボイラは、第３図および第４
図に示すような構造になっている。

すなわち、第３図は立形のボイラを示し、ケーシング３
０下部には耐火レンガの燃焼室３１が形成され、この燃
焼室上方に縦方向に煙管３２．３２・・・・・・３２が
配設された水タンク３３が設けられている。

前記燃焼室の側部にはバーナ３４が設けられ、このバー
ナ３４は燃焼室３１の対向する耐火レンガ壁３５に向っ
て噴射される。

第４図は横形のボイラを示し、ケーシング４０の下部−
側に燃焼室４１が設けられ、ケーシング上部に水管４３
が横方向に伸びた燃焼室４２が設けられ、これら室４１
．４２の周囲には水タンク４４が形成されている。

燃焼室４１の一側部にはバーナ４５が取付けられ、この
バーナ４５の火炎は燃焼室４１のバーナ４５の対向壁４
６をなす耐火レンガに吹付けられる。

このように、従来の立形および横形のボイラにおいては
、バーナ３４，４５の火炎を耐火レンガにあてているが
、このように火炎温度が１番高い部分を耐火レンガ３５
．４６にあてると、多くの熱がレンガに吸収され、有効
な火炎の熱が熱交換器に作用しないという欠点があった
。

本考案は、かかる点に鑑み、バーナからの熱を有効に利
用できる熱交換率の高いボイラを提供することを目的と
する。

この目的は、四周および上部を二重構造として水層を構
成した直立筒状の本体内に、その中心縦軸に沿って螺旋
形の加熱管を配すると共に、加熱管と本体内壁との間に
上部には少し隙間を残して、密接螺旋形に水管を巻いた
筒状の隔壁を設け、加熱管下部に水入口を接続し、加熱
管上部と隔壁上部を接続し、隔壁下部と水層下部を接続
し、かつ上部水層に水出口を接続して水の加熱通路を構
成し、加熱管下方に高圧バーナを設置し、本体下部に煙
道を開口することによって遠戚される。

以下、図面を参照して、本考案の１実施について説明す
る。

先ずボイラ本体１は、四周および上部を二重構造にし、
その間に水層２，２′を構成した直立筒状をなし、その
外表を保温材３で被覆する。

加熱管４は、螺旋形で、本体１の中心縦軸に沿って設置
される。

加熱管４と本体１内壁との間には、木管を密接螺旋形に
巻いた筒状の隔壁５を配置する。

隔壁５の上端と本体１上壁との間は隙間６を設ける。

水の入ロアは加熱管４の下端に接続し、加熱管４上端と
隔壁５の上端を接続し、隔壁５の下端は本体１周側の水
層２下端部に連通し、水の出口８は本体１上部の水層２
′から上方へ導出される。

バーナ９は加熱管４下方に置き、本体１の下部に煙道１
０が開口する。

１１はドレーンを示す。バーナ９への重油の供給系統は
第２図に示す。

燃料タンク１２の重油はポンプ１３により圧送され、切
換弁１４により低圧通路１５、高圧通路１６に切換えら
れる。

低圧通路１５は、ダンブナ１７が接続され、また逆止弁
１８を経て高圧通路１６と合流する。

合流した供給通路１９はフィルタ２０を経てバーナ９に
導かれる。

ポンプ回路にはサージタンクを取付ける。

またバーナノズルより噴出する重油の吐出圧力はリリー
フバルブにより調整される。

かがる重油供給系統を有する高圧バーナは、Ａ重油液体
燃料を超高圧で噴霧し、Ａ重油の粒子を２μ以下で巾７
０〜１５０ ｍ／ｍで扇形型に広げ超高ノズルから噴霧
し燃焼するバーナーであり、その燃焼効率は９７％以上
であり、又ＮＯｘは、低く、着火後すぐに完全燃焼がお
きる。

その理由はＡ重油に対しポンプ１３により１５０ ｋｇ
／ｃｍ２の圧力を加える為、超高ノズルより噴霧する微
粒子は最高に細粒化される為空気中の酸素と化合しやす
く、いわゆる、酸化度合が非常に良く、理論空気のみに
して完全燃焼するためである。

またガンタイプバーナを大気中で燃焼すると空気中の酸
素と化合が悪く煙が出てＮＯ，発生の原因になってしま
うが高圧バーナは、大気中で燃焼しても噴霧する微粒子
が小さいため必要空気量は理論空気量で十分である。

これに対し、従来のバーナは、ノズル依り噴霧する粒子
の大きさが３０〜６０μ前後のため、燃焼効率が悪く、
シかも燃焼に必要な空気量以上の空気を人ないと燃焼が
できない。

次に作用を述べる。

バーナ９は筒状本体１内下部に置かれているので、燃焼
による熱風は下から上へ吹き上げ、オーツドックスな燃
焼状態を得る。

そしてこの燃焼火炎の最も熱カロリの高い先端部が、加
熱管４および隔壁５に接し、それぞれの内在する水と熱
交換する。

上昇した熱風は土壁内の水層２′を加熱し、反転して隔
壁５と本体１内壁間を通って煙道から排出されるが、そ
の間に隔壁５内の水および水層２を加熱する。

一方、水は、入ロアから導入され、加熱管４内を螺旋形
に上昇し、次いで隔壁５内を螺旋形に降下し、更に水層
２となって上昇し、水層２′に集って出口８から湯とな
って他へ供給される。

この開本はあらゆる道程で熱風と熱交換が行われ、バー
ナ燃焼火炎の持つ熱カロリを効率よく熱交換する。

従来のボイラでは、円筒横置が多く、火炎先端は円筒内
壁に接触して炎の先端の高カロリが活用されていないも
のに比べ、本考案ボイラでは比較的に高く火炎が立昇り
、有効な熱交換が可能であり、また従来の熱風誘導のた
めの隔壁は鋼板などで構成したのに比べ、隔壁自体を加
熱管の一部として利用しているので、熱風に対する受熱
面積が広く熱交換が良好であり、ボイラ内を通過する熱
風と、三層に構成した水路とが、全道程に於いて熱交換
し、極めて高い熱効率をあげている。

なお、従来のバーナは、噴射圧力が低いし、過剰空気が
ちであるので炎を耐火レンガにあててレンガを加熱させ
、レンガの熱を利用する必要があるが、高圧バーナを使
用すれば、本考案のような構成が可能となる。

バーナ部では、重油噴出の低圧から高圧への切換時に於
ける瞬間停止を防いでいる。

即ち、一般にバーナでの燃焼は、先ず低圧で重油を噴出
し、数秒後に高圧に変換する。

この際通常の配管回路では、−たん低圧側が閉まり、次
いで高圧側が作動し、この瞬間重油の噴出が切れてバー
ナの火が消える。

従って再度高圧着火のときに危険を伴う。

これを防いだのが第２図示の配管で、低圧側作動時に高
圧回路１６に重油が充満して圧力が掛っているので、切
換弁１４の作動によって高圧側に切換えられた場合、高
圧通路１６の重油は低圧から高圧へ変換され、そのまま
連続してバーナ部９より噴出される。

この際低圧通路１５には逆止弁１８によって逆流を防止
する。

こうして切換時に於ける瞬間的停止が防止され、失火が
なく、危険性は皆無となる。

低圧通路１５の低圧保持は普通リリーフバルブを用いる
が、２ケ所にリリーフバルブを用いるとチャタリングに
よって異常な作動音が発生するが、圧力ダンブナ１７の
使用によって作動音は発生しない。

また圧カダンプナ１７にはエア抜きがあるため、配管中
のエアも併せて抜くことができる。

ポンプ回路に取付けたサージタンクにより重油の温度コ
ントロールが行われ、吐出量の減少が図られる。

即ちバーナ着火後時間経過と共に重油の温度が上昇し、
粘度の低下と共にポンプの吐出圧が減少されバーナ部よ
りの重油の吐出量をコントロールする。

これは燃焼室内の温度上昇と比例し、管体内温度上昇が
上限に達したときに、バーナよりの重油吐出量が減少さ
れるので燃料の節約となる。

数値で示すと、４０ｋｇ／ｃｍ２噴出の場合で着火時２
２２ｃｃ／ｍの吐出量が、５０分後には３５ｋｇ／ｃｍ
２に減圧され、吐出量は２０９ｃｃ／ｍとなり、約６％
節約される。

またバーナノズルより噴出される重油の吐出圧力をコン
トロールすることによって管体内温塵の最適条件に適合
した熱カロリを燃焼させることが可能である。

即ち、ノズル口径Ｑ、２５ｍｍφの場合、圧力調整範囲
は４０〜６０ ｋｇ／Ｃｍ２が可能であり、吐出量とし
ては２０００ ｃｃ／Ｈの範囲となる。

熱カロリは１２４８５５〜１５３２８１ ｋｃａｌ／ｋ
ｇとなる。

これによってボイラの燃焼が湯温などの周囲状況に合わ
せて巾広くコントロールすることが可能で、最も効果的
な熱カロリを発生できる。

本考案は、四周および上部を二重構造として水層を構成
した直立筒状の本体内にその中心縦軸に沿って螺旋形の
加熱管を配すると共に、加熱管と本体内壁との間に上部
には少し隙間を残して、密接螺旋形に木管を巻いた筒状
の隔壁を設け、加熱管下部に水入口を接続し、加熱管上
部と隔壁上部を接続し、隔壁下部と水層下部を接続し、
かつ上部水層に水出口を接続して水の加熱通路を構成し
、加熱管下方に高圧バーナを設置し、本体下部に煙道を
開口したので、バーナからの熱をきわめて有効に利用で
き、熱交換率が高くなるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案ボイラの縦断正面図、第２図はバーナへ
の重油の供給回路図、第３図は従来の立型のボイラの縦
断面図、第４図は従来の横形のボイラの縦断面図である
。 １・・・・・・本体、２，２′・・・・・・水層、３・
・・・・・保温材、４・・・・・・加熱管、５・・・・
・・隔壁、６・・・・・・隙間、７・・・・・・入口、
８・・・・・・出口、９・・・・・・バーナ、１０・・
・・・・煙道、１１・・・・・・ドレーン、１２・・・
・・・燃料タンク、１３・・・・・・ポンプ、１４・・
・・・・切換弁、１５・・・・・・低圧回路、１６・・
・・・・高圧回路、１７・・・・・・ダンブナ、１８・
・・・・・逆止弁、１９・・・・・・供給通路、２０・
・・・・・フィルタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 四周および上部を二重構造として水層を構成した直立筒
   状の本体内に、その中心縦軸に沿って螺旋形の加熱管を
   配すると共に、加熱管と本体内壁との間に上部には少し
   隙間を残して、密接螺旋形に木管を巻いた筒状の隔壁を
   設け、加熱管下部に水入口を接続し、加熱管上部と隔壁
   上部を接続し、隔壁下部と水層下部を接続し、かつ上部
   水層に水出口を接続して水の加熱通路を構成し、加熱管
   下方に高圧バーナを設置し、本体下部に煙道を開口して
   なることを特徴とするボイラ。