JPS6039921B2 - 螺旋式水管ボイラ - Google Patents
螺旋式水管ボイラInfo
- Publication number
- JPS6039921B2 JPS6039921B2 JP57087410A JP8741082A JPS6039921B2 JP S6039921 B2 JPS6039921 B2 JP S6039921B2 JP 57087410 A JP57087410 A JP 57087410A JP 8741082 A JP8741082 A JP 8741082A JP S6039921 B2 JPS6039921 B2 JP S6039921B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boiler
- heat transfer
- water tube
- tube boiler
- combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、水管を螺施状に巻き上げて所定の直径の円筒
形として燃焼室を構成し、巻き上げ直径の異る他の円筒
形を燃焼室用円筒形に対して同０円状に配し、もって形
成される直径の異なる円筒形間の環状流路より構成され
る対流伝熱部を構成することより成る螺施式水管ボィラ
の、対流伝熱部分の改良に関する。
形として燃焼室を構成し、巻き上げ直径の異る他の円筒
形を燃焼室用円筒形に対して同０円状に配し、もって形
成される直径の異なる円筒形間の環状流路より構成され
る対流伝熱部を構成することより成る螺施式水管ボィラ
の、対流伝熱部分の改良に関する。
第１図に従来の螺施式水管ボィラの棺斑略図を示す。
水管は螺施状に巻き上げた内側円筒１と同Ｄ円状に配し
た外側円筒２より構成される。
た外側円筒２より構成される。
それぞれの円筒の水管と水管は隣接水管同志、全面的に
または部分的に溶接されて互に密着を保ち燃焼ガスが水
管の間から洩れることはない。外側円筒２は、溶接の替
りに、外側ケーシング３に密接して巻き上げられ、この
ケーシングによってガスシールを行うこともある。ボィ
ラ給水は、たとえば外側円筒２の上部から入り、外側円
筒を施回しながら流れ下って、技下端において連絡管４
によって内側円筒へ移る。ボィラ水は内側円筒１を下部
から施回しながら流れ上って最上機から、例えば気水分
磁器（図示していない）へと流れ出て行く。缶水の循環
力は付属ポンプの圧力によって確保される。バーナ５、
内側円筒１の上部に取付られる。
または部分的に溶接されて互に密着を保ち燃焼ガスが水
管の間から洩れることはない。外側円筒２は、溶接の替
りに、外側ケーシング３に密接して巻き上げられ、この
ケーシングによってガスシールを行うこともある。ボィ
ラ給水は、たとえば外側円筒２の上部から入り、外側円
筒を施回しながら流れ下って、技下端において連絡管４
によって内側円筒へ移る。ボィラ水は内側円筒１を下部
から施回しながら流れ上って最上機から、例えば気水分
磁器（図示していない）へと流れ出て行く。缶水の循環
力は付属ポンプの圧力によって確保される。バーナ５、
内側円筒１の上部に取付られる。
内側円筒１の上部は、上部耐火物６によってガスシール
される。外側円筒２の底部は、底部耐火物７によってガ
スシールされる。バーナ５によって内側円筒１の内部を
燃焼室として燃料が燃焼する。
される。外側円筒２の底部は、底部耐火物７によってガ
スシールされる。バーナ５によって内側円筒１の内部を
燃焼室として燃料が燃焼する。
生成した燃焼ガスは燃焼室内を流下し、内側円筒１と外
側円筒２との間の環状流略８を上方へ流れ、上端のガス
ヘッダ部９へ集まり、或る方向に取付られた排気ロー０
より流出していく。このような螺施式水管ボィラは、水
管を比較的容易に構成することができるうえ、ボイラ全
体をコンパクトな形にまとめることが出来るので、強制
貫流ポィラ、強制循環ボィラおよび強制循環熱煤ボィラ
等として多く実用化されており、熱出力１０万ｋｃａｌ
／時間〜３００方ｋｃａｌ／時間におよぶ。
側円筒２との間の環状流略８を上方へ流れ、上端のガス
ヘッダ部９へ集まり、或る方向に取付られた排気ロー０
より流出していく。このような螺施式水管ボィラは、水
管を比較的容易に構成することができるうえ、ボイラ全
体をコンパクトな形にまとめることが出来るので、強制
貫流ポィラ、強制循環ボィラおよび強制循環熱煤ボィラ
等として多く実用化されており、熱出力１０万ｋｃａｌ
／時間〜３００方ｋｃａｌ／時間におよぶ。
この型式のボィラにおける熱の吸収は、大別して、内側
円筒１により構成される燃焼室における燃焼火炎からの
放射伝熱による熱吸収と、内外円筒間１，２の環状流路
における高温燃焼ガスの流略壁面に対する姿触熱伝達に
よる熱吸収との合計となる。燃焼室における放射民熱は
主として、燃焼火炎の大きさ、燃焼室の大きさ、燃競条
件等によって定まる。
円筒１により構成される燃焼室における燃焼火炎からの
放射伝熱による熱吸収と、内外円筒間１，２の環状流路
における高温燃焼ガスの流略壁面に対する姿触熱伝達に
よる熱吸収との合計となる。燃焼室における放射民熱は
主として、燃焼火炎の大きさ、燃焼室の大きさ、燃競条
件等によって定まる。
ボィラの設計手法においては燃隣室の大きさは燃焼に必
要な寸法によって決定される。したがって、ボィラにお
ける吸熱の一要素たる燃焼室における吸熱は、ボィラに
使用するバーナ機構によりほぼ一義的に定まってしまい
、菱靖十者が任意に定め得ないものである。現在の通常
の燃焼方式では、燃焼室は１で容積当り５０万〜１００
万ｋｃａｌ／時間の燃焼量を有する設計とこれらる場合
が多く、燃焼室における吸熱量つまり第１図ａの内側円
筒の内周側での吸熱量は、ボィラ全体における吸熱量の
６０％〜４０％となる。ボィラの残りの必要とされる吸
熱量は４０〜６０％となる。
要な寸法によって決定される。したがって、ボィラにお
ける吸熱の一要素たる燃焼室における吸熱は、ボィラに
使用するバーナ機構によりほぼ一義的に定まってしまい
、菱靖十者が任意に定め得ないものである。現在の通常
の燃焼方式では、燃焼室は１で容積当り５０万〜１００
万ｋｃａｌ／時間の燃焼量を有する設計とこれらる場合
が多く、燃焼室における吸熱量つまり第１図ａの内側円
筒の内周側での吸熱量は、ボィラ全体における吸熱量の
６０％〜４０％となる。ボィラの残りの必要とされる吸
熱量は４０〜６０％となる。
これらの熱量は第１図の環状流路８を、燃焼ガスが流動
する間に流略を形成する内外円筒１，２の水管面に、い
わゆる接触熱伝達によって吸収されなければならない。
この接触熱伝達により吸熱量は‘１｝式によって示され
る。△Ｑ＝Ａ×Ｋ×△Ｔ ………‘１１ここ
に、Ｑ：接触熱伝達による吸熱量 ｋｃａｌ
／ｈＡ：接触熱伝熱面積 でＫ
：接触による熱貫流係数 ｋｃａｌ′めｈ℃△
Ｔ：対数平均温度差で‘２｝式で定義される ℃ここ
に、灯１：環状流路入口のガス温度 ℃ぬ
２：環状流路出口のガス温度 ℃ｔｗ：ボ
ィう水の温度 ℃ある型式のボ
イラに対してｔＷはボィラの運転条件、ｔ０１は主とし
て燃焼室の大きさによって定まってしまう。
する間に流略を形成する内外円筒１，２の水管面に、い
わゆる接触熱伝達によって吸収されなければならない。
この接触熱伝達により吸熱量は‘１｝式によって示され
る。△Ｑ＝Ａ×Ｋ×△Ｔ ………‘１１ここ
に、Ｑ：接触熱伝達による吸熱量 ｋｃａｌ
／ｈＡ：接触熱伝熱面積 でＫ
：接触による熱貫流係数 ｋｃａｌ′めｈ℃△
Ｔ：対数平均温度差で‘２｝式で定義される ℃ここ
に、灯１：環状流路入口のガス温度 ℃ぬ
２：環状流路出口のガス温度 ℃ｔｗ：ボ
ィう水の温度 ℃ある型式のボ
イラに対してｔＷはボィラの運転条件、ｔ０１は主とし
て燃焼室の大きさによって定まってしまう。
Ａは燃焼室の大きさによってほぼ定まってしまう値であ
る。Ｋは環状流路８を流動する高温燃焼ガスの流速によ
ってほぼ定まってしまう値であり、環状流路のスキ間６
を決定すれば一定値となる。ｔＧ２はポィラの設計効率
目標に対して設計者が任意に決めたい値であるが、【１
｝、■式によって、ボィラの燃焼室の寸法が定まれば、
一義的に決つてしまう。
る。Ｋは環状流路８を流動する高温燃焼ガスの流速によ
ってほぼ定まってしまう値であり、環状流路のスキ間６
を決定すれば一定値となる。ｔＧ２はポィラの設計効率
目標に対して設計者が任意に決めたい値であるが、【１
｝、■式によって、ボィラの燃焼室の寸法が定まれば、
一義的に決つてしまう。
虹１を下げてボィラ効率を上げるためには常に接触伝熱
面積Ａを大きくするだけでなく、燃選港室も大きくし、
ボイラ全体を不ｖ必要に大きくせざるを得ない。このた
め楊合によって第２図に示すごとく、接舷伝熱部をもう
一遍余分に採用していわゆる３バスボイラとする必要が
生じる。
面積Ａを大きくするだけでなく、燃選港室も大きくし、
ボイラ全体を不ｖ必要に大きくせざるを得ない。このた
め楊合によって第２図に示すごとく、接舷伝熱部をもう
一遍余分に採用していわゆる３バスボイラとする必要が
生じる。
この３パスボィラにおいてもガス遍路２パスから３パス
への折返し部分のガス温度が４００〜４５ぴ０となると
通常の鋼材をシェルに使用出釆なくなるため、本型式の
ボイラ製作容量には限界が生じ、大容量のものを製作す
ることが出来なくなる。本発明は、螺施式水管ボィラの
上記の欠点を補い、効率よく大容量機種まで製作可能と
するもので以下実施例に基づいて、その構成・作用・効
果について詳述する。
への折返し部分のガス温度が４００〜４５ぴ０となると
通常の鋼材をシェルに使用出釆なくなるため、本型式の
ボイラ製作容量には限界が生じ、大容量のものを製作す
ることが出来なくなる。本発明は、螺施式水管ボィラの
上記の欠点を補い、効率よく大容量機種まで製作可能と
するもので以下実施例に基づいて、その構成・作用・効
果について詳述する。
第３図は、前記螺施式水管ボィラの環状ガス流離をガス
の流れ方向に断面したもので、外・内円筒形を構成する
水管（直径Ｄ，，Ｄ２）になってなるスキ間６の流路を
ガスが流れる。
の流れ方向に断面したもので、外・内円筒形を構成する
水管（直径Ｄ，，Ｄ２）になってなるスキ間６の流路を
ガスが流れる。
スキ間の両端は管外面によって構成されるので、ガス流
はスキ間の大きいところを順次流れて、適当な乱流作用
を生じて流れる。このため、スムースな流れに比し対流
熱伝達は多少良好となるが、いわゆる管外直交流程の良
好な値にはならない。第４図は螺施式水管ポィラの環状
流路の熱伝達の促進のための本発明の一実施例である。
はスキ間の大きいところを順次流れて、適当な乱流作用
を生じて流れる。このため、スムースな流れに比し対流
熱伝達は多少良好となるが、いわゆる管外直交流程の良
好な値にはならない。第４図は螺施式水管ポィラの環状
流路の熱伝達の促進のための本発明の一実施例である。
円筒の表面に直径ｄの丸棒を、燃焼ガス流れ方向に対し
てある角度８、間隔ピッチＰをもって配列する。第４図
ａは円筒軸Ｘ−Ｘに平行な面で環状流離を切断した断面
図であり、第４図ｂはＹ−Ｙより内側円筒を視た図面で
ある。熱伝達促進バッフルは水管より成る円筒の外面に
沿って配列してあるため実際にはだ円状に加工され。こ
のように環状流路にバッフルを配列すると、燃焼ガス流
れは、１部分はバッフルに沿うて８だけ流れ角度を変え
、他の１部はバッフルを秦に越えて流れて行く。
てある角度８、間隔ピッチＰをもって配列する。第４図
ａは円筒軸Ｘ−Ｘに平行な面で環状流離を切断した断面
図であり、第４図ｂはＹ−Ｙより内側円筒を視た図面で
ある。熱伝達促進バッフルは水管より成る円筒の外面に
沿って配列してあるため実際にはだ円状に加工され。こ
のように環状流路にバッフルを配列すると、燃焼ガス流
れは、１部分はバッフルに沿うて８だけ流れ角度を変え
、他の１部はバッフルを秦に越えて流れて行く。
流れの前者の成分は、水管よりなる壁面に対するガスの
相対速度を（１／ｃｏｓ８）だけ大きくし、もって熱伝
達率が増大せしめる。他の流れ成分はバッフルを乗り越
えて流れることにより、バツフル後方に渦流を生じ、も
って壁面近傍の流れに乱流を生じ熱伝達を増大しめる。
これら２成分の流体的要素によって第４図の如く作成し
た伝熱面の熱伝達率は著しく向上する。第５図は円筒を
展開した図である。
相対速度を（１／ｃｏｓ８）だけ大きくし、もって熱伝
達率が増大せしめる。他の流れ成分はバッフルを乗り越
えて流れることにより、バツフル後方に渦流を生じ、も
って壁面近傍の流れに乱流を生じ熱伝達を増大しめる。
これら２成分の流体的要素によって第４図の如く作成し
た伝熱面の熱伝達率は著しく向上する。第５図は円筒を
展開した図である。
ａ図は８本の熱伝達促進のバッフルをガス流れ角度に対
して角度ａの頃斜をもって配列したものである。この様
な配列でも充分な効果を有するが、更にｂ図の如くバッ
フルを途中で角度を変えてａ′とした場合には、バッフ
ルによる乱流効果が更に大きく熱伝達が更に向上する。
第６図は上記のような熱伝達率促進の基本的な考え方に
もとづいた螺施式水管ボィラの一例である。
して角度ａの頃斜をもって配列したものである。この様
な配列でも充分な効果を有するが、更にｂ図の如くバッ
フルを途中で角度を変えてａ′とした場合には、バッフ
ルによる乱流効果が更に大きく熱伝達が更に向上する。
第６図は上記のような熱伝達率促進の基本的な考え方に
もとづいた螺施式水管ボィラの一例である。
バーナ５によって燃焼生成した燃焼ガスは燃焼室を流下
し、内側円筒１と外側円筒２との間の環状流路８を上方
へ流れる。このとき内側円筒１に取付けられた熱伝達促
進バッフル１ １によって燃焼ガス流から水管の熱伝達
は著しく向上し、燃焼ガスの保有熱は充分にボィラ水に
伝達される。熱伝達促進バッフルの効果の一例として、
バッフルを有しない通常のボィラのバツフルを有する本
発明によるポィラとの比較例を下に記す。このように、
熱伝達促進バッフルを付けることによって、ボィラの排
ガス温度が１１０００低下し、ボィラ効率を６％向上さ
せることが出来る。５００ｋ９／Ｈボィラの燃料消費量
はＡ重油で３７そ／日であり、６％の効率の向上によっ
て年間５０００〜１００００その燃料の節約となり、そ
の効果は多大である。
し、内側円筒１と外側円筒２との間の環状流路８を上方
へ流れる。このとき内側円筒１に取付けられた熱伝達促
進バッフル１ １によって燃焼ガス流から水管の熱伝達
は著しく向上し、燃焼ガスの保有熱は充分にボィラ水に
伝達される。熱伝達促進バッフルの効果の一例として、
バッフルを有しない通常のボィラのバツフルを有する本
発明によるポィラとの比較例を下に記す。このように、
熱伝達促進バッフルを付けることによって、ボィラの排
ガス温度が１１０００低下し、ボィラ効率を６％向上さ
せることが出来る。５００ｋ９／Ｈボィラの燃料消費量
はＡ重油で３７そ／日であり、６％の効率の向上によっ
て年間５０００〜１００００その燃料の節約となり、そ
の効果は多大である。
また、上記例より大型のボィラに対するその他の例を下
記する。これは第２図に示す３ｐａｓｓボィラの沙ａｓ
ｓ部にバッフルを付けた場合と付けない場合との比較で
ある。
記する。これは第２図に示す３ｐａｓｓボィラの沙ａｓ
ｓ部にバッフルを付けた場合と付けない場合との比較で
ある。
本発明による熱伝達促進のバッフルを用いることにより
、ボイラ効率は６％向上し、多大の燃料節約になる。
、ボイラ効率は６％向上し、多大の燃料節約になる。
さらに、通常のボィラ設計においては、本ａｓｓ部から
３ｐａｓｓ部への折返し部分の温度が５００ｑＣに達し
、通常の鋼材ではポィラ構造物を設計し得なくなり、こ
の型式のボィラが成り立たなくなる。それに比して本発
明の設計では３７０ｑｏとなるので一般的には鋼材料が
使用出来、もって螺施式水管ボィラの適用範囲を大型ボ
ィラにまで広げることが出来る。
３ｐａｓｓ部への折返し部分の温度が５００ｑＣに達し
、通常の鋼材ではポィラ構造物を設計し得なくなり、こ
の型式のボィラが成り立たなくなる。それに比して本発
明の設計では３７０ｑｏとなるので一般的には鋼材料が
使用出来、もって螺施式水管ボィラの適用範囲を大型ボ
ィラにまで広げることが出来る。
このように、この発明の効果は顕著である。
以上の説明においては、内側円筒の外側にバッフルを付
した例につき述べたが、本発明の効果は外側円筒の内側
に、もしくは内外円筒を共にバッフルを付けた場合にも
その効果は発揮される。第２図の３ｐａｓｓにバツフル
を付した場合も同様である。
した例につき述べたが、本発明の効果は外側円筒の内側
に、もしくは内外円筒を共にバッフルを付けた場合にも
その効果は発揮される。第２図の３ｐａｓｓにバツフル
を付した場合も同様である。
第１図は従来の螺施式水管ボィラの一例を示す図でａは
縦断面、ｂは横断面、第２図は３パス式螺施式水管ボィ
ラの概略図、第３図は環状流路の概念図、第４図は本発
明による熱伝達促進バッフル穣を有する環状流路の概念
図、第５図は環状流略に本発明の熱伝達促進のバッフル
を付けたものの展開図、第６図は本発明による螺施式水
管ボィラを示す図。 １・・・・・・内側円筒、２・…・・外側円筒、３・・
・・・・外側ケーシング、４・・・・・・連絡管、５・
・・・・・バーナ、６・・・…上部耐火物、７…・・・
底部耐火物、８・・・・・・環状流路、９……ガスヘッ
ダー部、１０……排気口、Ｉ１・・・・・・熱伝達促進
バッフル。 ＺＩ醜く瓜 １図（の ２ト オ３図 ／「４ｌ凶似Ｊ ｔくか） ５ ‘０１ ５一（舷） 」く）
縦断面、ｂは横断面、第２図は３パス式螺施式水管ボィ
ラの概略図、第３図は環状流路の概念図、第４図は本発
明による熱伝達促進バッフル穣を有する環状流路の概念
図、第５図は環状流略に本発明の熱伝達促進のバッフル
を付けたものの展開図、第６図は本発明による螺施式水
管ボィラを示す図。 １・・・・・・内側円筒、２・…・・外側円筒、３・・
・・・・外側ケーシング、４・・・・・・連絡管、５・
・・・・・バーナ、６・・・…上部耐火物、７…・・・
底部耐火物、８・・・・・・環状流路、９……ガスヘッ
ダー部、１０……排気口、Ｉ１・・・・・・熱伝達促進
バッフル。 ＺＩ醜く瓜 １図（の ２ト オ３図 ／「４ｌ凶似Ｊ ｔくか） ５ ‘０１ ５一（舷） 」く）
Claims (1)
- １ 水管を螺施状に巻き上げて所定の直径の円筒形とし
た水管ボイラにおいて、巻き上げ直径の異なる円筒形間
の環状流路より構成される対流伝熱部分に、燃焼ガス流
れ方向に対してある角度をもつて配列した、丸棒または
角棒よりなりその外径または高さが環状流路の巾より小
なるバツフルを有することを特徴とする螺施式水管ボイ
ラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57087410A JPS6039921B2 (ja) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | 螺旋式水管ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57087410A JPS6039921B2 (ja) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | 螺旋式水管ボイラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58205003A JPS58205003A (ja) | 1983-11-29 |
| JPS6039921B2 true JPS6039921B2 (ja) | 1985-09-09 |
Family
ID=13914102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57087410A Expired JPS6039921B2 (ja) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | 螺旋式水管ボイラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6039921B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018501103A (ja) * | 2014-10-30 | 2018-01-18 | スティーム イー ホールディングス リミテッド | 液体分注装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH063284B2 (ja) * | 1984-09-21 | 1994-01-12 | バブコツク日立株式会社 | 貫流ボイラ |
| JPS61256101A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-13 | 株式会社 タクマ | 螺旋式水管ボイラ |
| JP2012141102A (ja) * | 2010-12-29 | 2012-07-26 | Naigai Special Eng Co Ltd | 加熱蒸気発生装置 |
| WO2018180462A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 日本ゼオン株式会社 | 変性炭化水素樹脂 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5229642U (ja) * | 1975-08-23 | 1977-03-02 |
-
1982
- 1982-05-24 JP JP57087410A patent/JPS6039921B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018501103A (ja) * | 2014-10-30 | 2018-01-18 | スティーム イー ホールディングス リミテッド | 液体分注装置 |
| JP2020124713A (ja) * | 2014-10-30 | 2020-08-20 | スティーム イー ホールディングス リミテッド | 液体分注装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58205003A (ja) | 1983-11-29 |
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