JP4952373B2 - boiler - Google Patents
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Description
この発明は、蒸気ボイラ、温水ボイラ、熱媒ボイラ、および廃熱ボイラや排ガスボイラを含む各種ボイラに関するものである。特に、上部管寄せと下部管寄せとの間を、円筒状に配列した複数の垂直伝熱管にて連結し、この伝熱管列の上方外周部から放射状に排出される排ガスを円筒状の缶体カバーを介して煙道へ導く缶体を備えた多管式のボイラに関するものである。 The present invention relates to various boilers including steam boilers, hot water boilers, heat medium boilers, waste heat boilers and exhaust gas boilers. In particular, the upper header and the lower header are connected by a plurality of vertical heat transfer tubes arranged in a cylindrical shape, and the exhaust gas discharged radially from the upper outer peripheral portion of the heat transfer tube row is a cylindrical can body. The present invention relates to a multi-tube boiler having a can that leads to a flue through a cover.
下記各特許文献に開示されるように、環状に形成した上部管寄せと下部管寄せとの間に、多数の内側水管を円筒状に配列して内側水管列を構成すると共に、この内側水管列を取り囲むように多数の外側水管を円筒状に配列して外側水管列を構成し、内側水管間には上部管寄せから下方へ延出する内側縦ヒレを設けると共に、外側水管間には下部管寄せから上方へ延出する外側縦ヒレを設けた缶体が知られている。 As disclosed in the following patent documents, a plurality of inner water tubes are arranged in a cylindrical shape between an annular upper header and a lower header to form an inner water tube row. A large number of outer water pipes are arranged in a cylindrical shape so as to surround the outer water pipe, and an inner vertical fin extending downward from the upper header is provided between the inner water pipes, and a lower pipe is provided between the outer water pipes. There is known a can body provided with outer vertical fins extending upward from the base.
このような缶体を備えるボイラは、内側水管列の内側が燃焼室とされ、内側水管列と外側水管列との間が燃焼ガス流路とされる。そして、燃焼室と燃焼ガス流路とは、内側水管列の下部において、内側縦ヒレを設けなかったことで形成された内側水管間の隙間により連通される。また、燃焼ガス流路と煙道とは、外側水管列の上部において、外側縦ヒレを設けなかったことで形成された外側水管間の隙間により連通される。 In a boiler having such a can, the inside of the inner water tube row is a combustion chamber, and the space between the inner water tube row and the outer water tube row is a combustion gas flow path. And a combustion chamber and a combustion gas flow path are connected by the clearance gap between the inner side water pipes formed by having not provided the inner side vertical fin in the lower part of the inner side water pipe row | line | column. Further, the combustion gas flow path and the flue are communicated by a gap between the outer water pipes formed by not providing the outer vertical fins in the upper part of the outer water pipe row.
従って、缶体上部に設置したバーナから燃焼室内へ向けて燃料の燃焼を行うと、燃焼ガスは燃焼室の下部で反転して、内側水管列と外側水管列との間の燃焼ガス流路を上方へ流れ、排ガスとして缶体上部から煙道へ排出される。この間、燃焼ガスは、各水管内の水と熱交換し、各水管内の水の加熱が図られる。
前記各特許文献に開示されるボイラでは、外側水管列の上方外周部から排ガスが排出される関係上、煙道は缶体の上部に接続されている。ところが、煙道は、缶体の上部ではなく、缶体の下部に接続したい場合がある。たとえば、排ガスの熱を用いてボイラへの給水を加熱するためのエコノマイザを設置する場合は、缶体の下部から排ガスを導出するのが便利である。 In the boilers disclosed in each of the above patent documents, the flue is connected to the upper part of the can body because the exhaust gas is discharged from the upper outer peripheral portion of the outer water tube row. However, there are cases where it is desired to connect the flue to the lower portion of the can body, not the upper portion of the can body. For example, when installing an economizer for heating the feed water to the boiler using the heat of the exhaust gas, it is convenient to derive the exhaust gas from the lower part of the can body.
具体的には、エコノマイザには、排ガスを下方から上方へ流したい場合があるが、缶体の上部から排ガスが導出される構成では、エコノマイザの設置位置が上方となってしまい、全体としてコンパクトな構成とすることができない。エコノマイザを下方に設置して、缶体の上部とエコノマイザの下部とを煙道で接続したり、あるいはエコノマイザの上方から下方へ排ガスを流したりすることも考えられるが、配管が複雑となるだけでなく、その配管分だけやはりコンパクトな構成とすることができない。しかも、排ガス流路の表面積が大きくなるので、放熱損失が増大される。 Specifically, the economizer may want to let the exhaust gas flow from the bottom to the top. However, in the configuration in which the exhaust gas is led out from the upper part of the can body, the economizer installation position is upward, and the overall size is compact. Cannot be configured. It is possible to install an economizer in the lower part and connect the upper part of the can body and the lower part of the economizer with a flue, or let exhaust gas flow from the upper part to the lower part of the economizer, but the piping is only complicated. Also, it is impossible to make a compact configuration for the piping. Moreover, since the surface area of the exhaust gas passage is increased, the heat dissipation loss is increased.
一方、外側水管列の上方外周部から放射状に排出される排ガスを受け入れる円筒状の缶体カバーへの煙道の接続位置を単に下方とするだけでは、圧力損失が生じるため好ましくない。 On the other hand, it is not preferable that the connection position of the flue to the cylindrical can cover for receiving the exhaust gas discharged radially from the upper outer peripheral portion of the outer water tube row is simply set downward because pressure loss occurs.
この発明が解決しようとする課題は、缶体カバーから煙道までの圧力損失を防止すると共に、放熱損失も低減しつつ、コンパクトな構成で、缶体の下部から排ガスを導出可能とすることにある。 The problem to be solved by the present invention is to prevent the pressure loss from the can body cover to the flue and reduce the heat dissipation loss, and to enable exhaust gas to be derived from the lower part of the can body with a compact configuration. is there.
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、上部管寄せと下部管寄せとの間に円筒状に配列されて伝熱管列を構成する複数の伝熱管と、前記伝熱管列の上方外周部から放射状に排出される排ガスを受け入れる円筒状の缶体カバーと、この缶体カバーの周方向一部に設けられ、前記缶体カバーの円筒面から外方へ膨出すると共に、前記缶体カバーの上部から下方へ延出して設けられ、この延出部に煙道が接続される膨出ダクトとを備えることを特徴とするボイラである。 This invention was made in order to solve the said subject, and invention of Claim 1 is arranged in the cylindrical form between the upper header and the lower header, and comprises the some heat exchanger tube row | line | column. A heat transfer tube, a cylindrical can body cover for receiving exhaust gas discharged radially from the upper outer peripheral portion of the heat transfer tube row, and provided in a part of the circumferential direction of the can body cover, from the cylindrical surface of the can body cover The boiler is characterized by having a bulge duct that bulges outward and is provided to extend downward from the upper portion of the can body cover, and to which a flue is connected.
請求項1に記載の発明によれば、円筒状の缶体カバーは、伝熱管列の上方外周部から放射状に排出される排ガスを受け入れる。缶体カバーの周方向の一部には、径方向外側へ膨らみ出ると共に、上部から下方へ延出して、膨出ダクトが形成されている。そして、この膨出ダクトを介して缶体カバーには煙道が接続されるので、圧力損失や放熱損失を防止しつつ、缶体の下部から排ガスを導出することができる。しかも、全体としてコンパクトな構成とすることができる。 According to the first aspect of the present invention, the cylindrical can cover receives exhaust gas discharged radially from the upper outer peripheral portion of the heat transfer tube array. A bulge duct is formed at a part of the can body cover in the circumferential direction and bulges outward in the radial direction and extends downward from the upper part. And since a flue is connected to a can cover through this bulge duct, exhaust gas can be led out from the lower part of a can, preventing pressure loss and heat dissipation loss. Moreover, the overall configuration can be made compact.
請求項2に記載の発明は、上部管寄せと下部管寄せとの間に円筒状に配列されて内側伝熱管列を構成する複数の内側伝熱管と、前記内側伝熱管列を取り囲むように、前記上部管寄せと前記下部管寄せとの間に円筒状に配列されて外側伝熱管列を構成する複数の外側伝熱管と、前記内側伝熱管列の下端部を残して、隣接する前記内側伝熱管間の隙間を閉塞するよう設けられる複数の内側縦ヒレと、前記外側伝熱管列の上端部を残して、隣接する前記外側伝熱管間の隙間を閉塞するよう設けられる複数の外側縦ヒレと、前記外側伝熱管列を取り囲むように、前記上部管寄せと前記下部管寄せとの間、または前記上部管寄せと、前記外側縦ヒレを有する箇所における前記外側伝熱管列との間、に設けられる円筒状の缶体カバーと、この缶体カバーの周方向一部に設けられ、前記缶体カバーの円筒面から外方へ膨出すると共に、前記缶体カバーの上部から下方へ延出して設けられ、この延出部に煙道が接続される膨出ダクトとを備えることを特徴とするボイラである。
The invention according to
請求項2に記載の発明によれば、円筒状の缶体カバーは、外側伝熱管列の上方外周部から放射状に排出される排ガスを受け入れる。缶体カバーの周方向の一部には、径方向外側へ膨らみ出ると共に、上部から下方へ延出して、膨出ダクトが形成されている。そして、この膨出ダクトを介して缶体カバーには煙道が接続されるので、圧力損失や放熱損失を防止しつつ、缶体の下部から排ガスを導出することができる。しかも、全体としてコンパクトな構成とすることができる。
According to invention of
請求項3に記載の発明は、前記缶体カバーを取り囲むように、ケーシングがさらに設けられ、前記缶体カバーと前記ケーシングとの間の空間を介して、燃焼用空気が前記内側伝熱管列よりも内側の燃焼室へ送り込まれることを特徴とする請求項2に記載のボイラである。
According to a third aspect of the present invention, a casing is further provided so as to surround the can body cover, and combustion air is supplied from the inner heat transfer tube array via a space between the can body cover and the casing. The boiler according to
請求項3に記載の発明によれば、ボイラの給気を予熱するので、さらに放熱損失を低減することができる。また、缶体カバーに生じる熱応力の緩和を図ることができる。 According to the third aspect of the present invention, since the boiler supply air is preheated, the heat dissipation loss can be further reduced. Moreover, the thermal stress generated in the can cover can be relaxed.
さらに、請求項4に記載の発明は、最も外側に配列される外側伝熱管列と、前記膨出ダクトが設けられた前記缶体カバーとの隙間断面積は、前記煙道の断面積以上とされることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のボイラである。 Furthermore, in the invention according to claim 4, the clearance cross-sectional area between the outer heat transfer tube array arranged on the outermost side and the can cover provided with the bulging duct is equal to or larger than the cross-sectional area of the flue. It is carried out, It is a boiler of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
請求項4に記載の発明によれば、膨出ダクトが設けられた箇所における缶体側の排ガス流路断面積は、煙道の断面積以上とされるので、缶体カバーから煙道までの圧力損失を確実に防止できる。 According to the fourth aspect of the present invention, the exhaust gas cross-sectional area on the can body side at the location where the bulging duct is provided is equal to or larger than the cross-sectional area of the flue, so the pressure from the can body cover to the flue Loss can be reliably prevented.
この発明のボイラによれば、缶体カバーから煙道までの圧力損失を防止すると共に、放熱損失も低減しつつ、コンパクトな構成で、缶体の下部から排ガスを導出可能とすることができる。 According to the boiler of this invention, while preventing the pressure loss from a can body cover to a flue and reducing heat dissipation loss, exhaust gas can be derived from the lower part of the can body with a compact configuration.
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。
本発明のボイラは、その種類を特に問わないが、たとえば、蒸気ボイラ、温水ボイラ、熱媒ボイラ、廃熱ボイラまたは排ガスボイラである。いずれの場合も、ボイラは、多管式ボイラとされ、典型的には多管式小型貫流ボイラとされる。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
The type of the boiler of the present invention is not particularly limited, and is, for example, a steam boiler, a hot water boiler, a heat medium boiler, a waste heat boiler, or an exhaust gas boiler. In either case, the boiler is a multi-tube boiler, typically a multi-tube small once-through boiler.
具体的には、ボイラは、上部管寄せと下部管寄せとの間を複数の伝熱管で接続して構成される缶体を備える。上部管寄せと下部管寄せとは、上下に離隔して平行に配置され、それぞれ中空の円環状とされている。各伝熱管は、垂直に配置され、上部管寄せと下部管寄せとの間を接続する。すなわち、各伝熱管は、上端部が上部管寄せに接続される一方、下端部が下部管寄せに接続される。各伝熱管は、上部管寄せと下部管寄せとの間に、それらの周方向へ沿って配列されることで、円筒状の伝熱管列を構成する。 Specifically, the boiler includes a can body configured by connecting an upper header and a lower header with a plurality of heat transfer tubes. The upper header and the lower header are arranged vertically in parallel with each other, and each has a hollow annular shape. Each heat transfer tube is arranged vertically and connects between the upper header and the lower header. That is, each heat transfer tube has an upper end connected to the upper header, and a lower end connected to the lower header. Each heat transfer tube is arranged along the circumferential direction between the upper header and the lower header, thereby forming a cylindrical heat transfer tube array.
伝熱管列は、一列に限らず、二列もしくは三列、またはそれ以上であってもよい。たとえば、缶体は、内側伝熱管列と外側伝熱管列とを備える。この場合、内側伝熱管列は、上部管寄せと下部管寄せとの間に円筒状に配列された複数の内側伝熱管から構成される。また、外側伝熱管列は、内側伝熱管列を取り囲むように、上部管寄せと下部管寄せとの間に円筒状に配列された複数の外側伝熱管から構成される。このように伝熱管列を複数とする場合、各伝熱管列は同心円筒状に配列される。 The heat transfer tube rows are not limited to one row, but may be two rows, three rows, or more. For example, the can body includes an inner heat transfer tube row and an outer heat transfer tube row. In this case, the inner heat transfer tube row is composed of a plurality of inner heat transfer tubes arranged in a cylindrical shape between the upper header and the lower header. The outer heat transfer tube row is composed of a plurality of outer heat transfer tubes arranged in a cylindrical shape between the upper header and the lower header so as to surround the inner heat transfer tube row. When a plurality of heat transfer tube rows are provided in this way, each heat transfer tube row is arranged in a concentric cylindrical shape.
缶体は、通常、上下方向一方が閉塞され、上下方向他方にバーナが設けられる。このようにして、最も内側に配列される伝熱管列よりも内側が燃焼室とされ、この燃焼室内へ向けてバーナから燃料の燃焼が可能とされる。但し、廃熱ボイラや排ガスボイラとする場合には、缶体は、上下方向一方が閉塞され、上下方向他方の開口部から排ガスが導入される。つまり、廃熱ボイラや排ガスボイラの場合には、最も内側に配列される伝熱管列よりも内側の空間へ、排ガスが導入される。 The can body is normally closed on one side in the vertical direction and provided with a burner on the other side in the vertical direction. In this way, the inside of the heat transfer tube array arranged on the innermost side is the combustion chamber, and fuel can be burned from the burner into the combustion chamber. However, when a waste heat boiler or an exhaust gas boiler is used, the can body is closed on one side in the vertical direction, and the exhaust gas is introduced from the other opening in the vertical direction. That is, in the case of a waste heat boiler or an exhaust gas boiler, exhaust gas is introduced into the space inside the heat transfer tube array arranged on the innermost side.
燃焼室からの燃焼ガス(廃熱ボイラや排ガスボイラの場合には排ガス)は、伝熱管との熱交換が有効になされるように、缶体内を設定された経路で流通する。たとえば、缶体が内側伝熱管列と外側伝熱管列とを備える場合、内側伝熱管列には、その下端部を残して、隣接する内側伝熱管間の隙間を閉塞するように、内側縦ヒレが設けられる。また、外側伝熱管列には、その上端部を残して、隣接する外側伝熱管間の隙間を閉塞するように、外側縦ヒレが設けられる。但し、各伝熱管列は、周方向に隣接する伝熱管同士を密接させると共に、下端部または上端部を縮径して、隣接する伝熱管間に隙間を設けてもよい。このようにして形成された内側伝熱管間の隙間、および外側伝熱管間の隙間を介して、燃焼ガスは缶体内を流動する。 Combustion gas from the combustion chamber (exhaust gas in the case of a waste heat boiler or an exhaust gas boiler) circulates in a can through a set path so that heat exchange with the heat transfer tube is effectively performed. For example, when the can body includes an inner heat transfer tube row and an outer heat transfer tube row, the inner heat transfer tube row leaves the lower end portion of the inner heat transfer tube row so as to close the gap between the adjacent inner heat transfer tubes. Is provided. The outer heat transfer tube row is provided with an outer vertical fin so as to close the gap between the adjacent outer heat transfer tubes, leaving the upper end portion thereof. However, in each heat transfer tube row, the heat transfer tubes adjacent in the circumferential direction may be in close contact with each other, and the lower end portion or the upper end portion may be reduced in diameter to provide a gap between the adjacent heat transfer tubes. The combustion gas flows in the can through the gaps between the inner heat transfer tubes and the gaps between the outer heat transfer tubes formed in this way.
いずれにしても、燃焼ガスは、最も外側に配列される外側伝熱管列の上端部外周から排出される。つまり、各伝熱管との熱交換後の排ガスは、外側伝熱管列の上端部において、外側伝熱管間の隙間から放射状に排出される。 In any case, the combustion gas is discharged from the outer periphery of the upper end portion of the outer heat transfer tube array arranged on the outermost side. That is, the exhaust gas after heat exchange with each heat transfer tube is discharged radially from the gap between the outer heat transfer tubes at the upper end of the outer heat transfer tube row.
外側伝熱管列の上端部から放射状に排出される排ガスは、缶体の外周部に設けられた缶体カバーに受け入れられる。缶体カバーは、典型的には円筒状とされる。そして、缶体カバーは、各伝熱管列を取り囲むように、上部管寄せと下部管寄せとの間、または上部管寄せと、外側伝熱管列の外側縦ヒレを設けた箇所との間、に設けられる。この際、缶体カバーは、上部管寄せとの隙間が封止される一方、下部管寄せまたは外側伝熱管列の中途との隙間が封止される。上部管寄せと下部管寄せとの間に設けられる缶体カバーは、大径部を備えるのがよい。この大径部は、缶体カバーの周側壁上方に設けるのがよい。 The exhaust gas discharged radially from the upper end portion of the outer heat transfer tube row is received by a can body cover provided on the outer periphery of the can body. The can cover is typically cylindrical. And the can cover is between the upper header and the lower header, or between the upper header and the place where the outer vertical fin of the outer heat transfer tube row is provided so as to surround each heat transfer tube row. Provided. At this time, the can cover has a gap between the lower header and the middle of the outer heat transfer tube row sealed while a gap with the upper header is sealed. The can cover provided between the upper header and the lower header preferably has a large diameter portion. The large diameter portion is preferably provided above the peripheral side wall of the can body cover.
缶体カバーには、その周方向の一部において、径方向外側へ膨らみ出ると共に、上部から下方へ延出して膨出ダクトが設けられる。缶体カバーに大径部を設ける場合、膨出ダクトは、この大径部に設けるのがよい。膨出ダクトは、缶体カバーの周側壁自体を膨出させて形成してもよいし、缶体カバーの周側壁に形成した開口部に、缶体カバーとは別体の部材を溶接などして設けてもよい。また、膨出ダクトにおける外側伝熱管列と対向する内面には、断熱材を設けてもよい。缶体カバーには、膨出ダクトの下方への延出部を介して、煙道が接続される。これにより、煙道は、缶体下部に接続されることになる。燃焼室からの燃焼ガスは、各伝熱管と熱交換後、排ガスとして煙道へ排出される。 The can body cover is provided with a bulging duct that bulges outward in the radial direction and extends downward from the upper part in a part of the circumferential direction. When providing a large diameter part in a can body cover, it is good to provide a bulging duct in this large diameter part. The bulging duct may be formed by bulging the peripheral side wall of the can body cover itself, or by welding a member separate from the can body cover to the opening formed in the peripheral side wall of the can body cover. May be provided. Moreover, you may provide a heat insulating material in the inner surface facing the outer side heat exchanger tube row | line in a bulging duct. A flue is connected to the can body cover through the downward extension part of the bulging duct. Thereby, a flue is connected to a can lower part. Combustion gas from the combustion chamber is discharged to the flue as exhaust gas after heat exchange with each heat transfer tube.
このような構成により、本発明のボイラでは、缶体下部から排ガスを導出することができる。これにより、排ガスとの熱交換でボイラへの給水を予熱するエコノマイザを設置する場合、ボイラ全体としてコンパクトな構成とすることができる。すなわち、エコノマイザを設置する際、缶体下部とエコノマイザ下部とが煙道により接続できるので、缶体上部とエコノマイザ下部とが煙道により接続される場合と比較して、煙道を上下に配管する必要がなく、エコノマイザを簡易に下方に設置できると共に、缶体とエコノマイザとを近づけて設置できる。さらに、本発明では、膨出ダクトは、缶体カバーから膨出するようにして設けられる。これにより、膨出ダクトは、上下に配管される場合の煙道と比較して、その表面積が小さくなるので、放熱損失を低減できる。さらに、膨出ダクトは、缶体カバーから煙道へ排ガスを導く際、圧力損失を防止できる。ところで、煙道の縦断面積は、最も外側に配列される外側伝熱管列と缶体カバーとの円筒状隙間の横断面積に、膨出ダクトの膨出横断面積を加えた面積より大きくするのが好ましい。これにより、缶体カバーから煙道への排ガスの圧力損失を確実に防止することができる。 With such a configuration, in the boiler of the present invention, exhaust gas can be derived from the lower portion of the can body. Thereby, when installing the economizer which preheats the water supply to a boiler by heat exchange with exhaust gas, it can be set as a compact structure as the whole boiler. That is, when installing an economizer, the lower part of the can and the lower part of the economizer can be connected by a flue, so the upper part of the can and the lower part of the economizer are connected by a flue and the flue is routed up and down. There is no need, and the economizer can be easily installed below, and the can body and the economizer can be installed close to each other. Furthermore, in the present invention, the bulging duct is provided so as to bulge from the can cover. Thereby, since the surface area becomes small compared with the flue at the time of piping up and down, an expansion | swelling duct can reduce heat dissipation loss. Furthermore, the bulge duct can prevent pressure loss when exhaust gas is guided from the can cover to the flue. By the way, the vertical cross-sectional area of the flue should be larger than the area obtained by adding the bulging cross-sectional area of the bulging duct to the cross-sectional area of the cylindrical gap between the outer heat transfer tube array arranged on the outermost side and the can cover. preferable. Thereby, the pressure loss of the exhaust gas from the can cover to the flue can be surely prevented.
ところで、本発明では、缶体カバーを取り囲むように、ケーシングを設け、缶体カバーとケーシングとの間の空間を介して、燃焼用空気を燃焼室へ送り込む構成としてもよい。送風機への吸込空気、または送風機からの吐出空気により、燃焼用空気が予熱されるので、放熱損失の低減を図ることができる。また、缶体カバーの冷却を図ることができる。 By the way, in this invention, it is good also as a structure which provides a casing so that a can body cover may be surrounded and sends combustion air to a combustion chamber via the space between a can body cover and a casing. Since the combustion air is preheated by the intake air to the blower or the discharge air from the blower, it is possible to reduce the heat dissipation loss. Further, the can cover can be cooled.
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明のボイラの一実施例を示す概略縦断面図であり、図2は、そのII−II断面図である。本実施例のボイラ1は、円筒状の缶体2を備えた多管式小型貫流ボイラである。缶体2は、上部管寄せ3と下部管寄せ4との間を、円筒状に配列された多数の水管(伝熱管)5,5,…、6,6,…で接続して構成される。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an embodiment of the boiler of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II. The boiler 1 of this embodiment is a multi-tube small once-through boiler provided with a
上部管寄せ3と下部管寄せ4とは、上下に離隔して平行に配置され、それぞれ中空の円環状とされている。また、上部管寄せ3と下部管寄せ4とは、それぞれ水平に配置されると共に、同一軸線上に配置される。
The
各水管5,6は、垂直に配置され、下端部が下部管寄せ4に接続される一方、上端部が上部管寄せ3に接続される。各水管5,6は、上部管寄せ3と下部管寄せ4との周方向へ順次に配列されることで、円筒状の水管列を構成する。本実施例では、内側水管列7と外側水管列8とが同心円筒状に配列されている。内側水管列7は、円筒状に配列された内側水管5,5,…にて構成される。一方、外側水管列8は、内側水管列7を取り囲むように、円筒状に配列された外側水管6,6,…にて構成される。
Each of the
内側水管列7には、下端部の設定領域を残して、隣接する内側水管5,5間の隙間を閉塞するように、内側縦ヒレ9が設けられる。つまり、内側水管5,5間の隙間は、下端部の設定領域を残して、内側縦ヒレ9にて閉塞される。内側水管列7は、内側縦ヒレ9が設けられない下端部において、隣接する内側水管5,5間に隙間が空けられる。この隙間は、内側水管列7の内側と外側とを連通するための連通部(内列連通部という)10とされる。
Inner
外側水管列8には、上端部の設定領域を残して、隣接する外側水管6,6間の隙間を閉塞するように、外側縦ヒレ11が設けられる。つまり、外側水管6,6間の隙間は、上端部の設定領域を残して、外側縦ヒレ11にて閉塞される。外側水管列8は、外側縦ヒレ11が設けられない上端部において、隣接する外側水管6,6間に隙間が空けられる。この隙間は、外側水管列8の内側と外側とを連通するための連通部(外列連通部という)12とされる。
The outer
ところで、各内側水管5には、所望により、その外周面から突出する内側横ヒレ(図示省略)をさらに設けてもよい。また、同様に、各外側水管6には、所望により、その外周面から突出する外側横ヒレ(図示省略)をさらに設けてもよい。各横ヒレは、上下に離隔して各水管5,6に複数設けることができる。また、各横ヒレは、通常、各水管5,6の径方向外側へツバ状に延出して設けられる。この際、水平方向に対し所望角度だけ傾斜させておくことで、燃焼ガスに旋回流を生じさせることができる。
By the way, each
また、図示例では、各内側水管5の下端部は、それより上部よりも縮径部13に形成されている。これは、内列連通部10を通過する燃焼ガスの流量を所望に確保するためである。従って、内列連通部10を通過する燃焼ガスの流量を所望に確保できる場合には、縮径部13は必須ではない。内列連通部10の大きさは、隣接する内側水管5,5間の隙間と、内側縦ヒレ9の下端部の高さ位置にも左右されるため、縮径部13を設ける代わりに、これら寸法を調整してもよい。一方、図示例では、各外側水管6の上端部には、縮径部13は形成されていないが、各内側水管5と同様に縮径部13を形成してもよい。
Moreover, in the example of illustration, the lower end part of each inner
上部管寄せ3の下面および下部管寄せ4の上面には、各管寄せ3,4と各水管5,6との接続部を覆うように、耐火材14が設けられる。この際、下部管寄せ4側の耐火材14は、下部管寄せ4の中央部をも閉塞するように設けられる。下部管寄せ4側の耐火材14の中央部には、円柱状または円錐台状の凹部15が形成されている。
A
上部管寄せ3と下部管寄せ4との間にはさらに、外側水管列8を取り囲むように、円筒状の缶体カバー16が設けられる。図示例では、缶体カバー16は、上方に大径部17を配置する一方、下方に小径部18を配置した段付き円筒状に形成されている。缶体カバー16は、上端部において、上部管寄せ3との隙間が封止され、下端部において、下部管寄せ4との隙間が封止される。ここで、小径部18と外側水管列8との間の円筒状隙間には、断熱材(図示省略)を充填してもよい。
A cylindrical can cover 16 is provided between the
缶体カバー16の大径部17には、その周方向一部において、径方向外側へ膨らみ出ると共に、上下方向へ延出して膨出ダクト19が設けられる。図示例の膨出ダクト19は、側面視略矩形状とされる。膨出ダクト19は、膨出方向の壁面が、図2では缶体カバー16と同心の円筒面とされるが、これは平面視直線状としてもよい。また、膨出ダクト19の上下方向寸法は、適宜変更可能である。そして、膨出ダクト19の下端部には、煙道20が接続される。
The large-
煙道20は、軸線が左右方向に沿う短円筒状とされ、その先端部には、中空ボックス状の接続部21を介して、エコノマイザ22が接続される。中空ボックス状の接続部21は、煙道20からの排ガスを上方のエコノマイザ22へ向けるために、下端面が傾斜面とされている。このようにして、缶体2の周側面下部からの排ガスは、煙道20を介して、エコノマイザ22の下部から上方へ導かれる。煙道20の縦断面積は、図2において、外側水管列8と大径部17との円筒状隙間の横断面積に、膨出ダクト19の膨出横断面積を加えた面積より大きくするのが、缶体カバー16から煙道20への排ガスの圧力損失を防止する点で好ましい。
The
エコノマイザ22は、周知のとおり、ボイラ1の下部管寄せ4から各水管5,6内へ導入する給水を加熱するためのものである。そのために、エコノマイザ22には、下部管寄せ4への給水路23が設けられている。これにより、エコノマイザ22において、下方から導入された排ガスが、ボイラ1への給水を加熱する。そして排ガスは、上方の排気筒24から導出される。
As is well known, the
上部管寄せ3の中央部には、下方へ向けてバーナ25が設けられる。このバーナ25には、燃料が供給されると共に、燃焼用空気が供給される。バーナ25を作動させることで、缶体2内において燃料の燃焼が行われる。この際、内側水管列7の内側は、燃焼室26として機能する。
A
燃焼室26での燃料の燃焼による燃焼ガスは、内列連通部10を介して、内側水管列7と外側水管列8との間の燃焼ガス流路27へ導出される。そして、その燃焼ガスは、外列連通部12を介して、外側水管列8と缶体カバー16との間の円筒状隙間へ導出される。その後、排ガスとして、缶体カバー16に形成された膨出ダクト19を介して煙道20へ導出され、その煙道20からエコノマイザ22および排気筒24を介して、外部へ放出される。この際、燃焼ガスは、各水管5,6内の水と熱交換し、各水管5,6内の水の加熱が図られる。これにより、上部管寄せ3から蒸気を取り出すことができ、その蒸気は気水分離器(図示省略)などを介して、蒸気使用設備(図示省略)へ送られる。
Combustion gas resulting from the combustion of fuel in the
本実施例では、缶体カバー16を取り囲むように、円筒状のケーシング28が設けられる。そして、缶体カバー16とケーシング28との間の円筒状空間は、上端部が開口される一方、下端部は閉塞されている。また、ケーシング28の周側壁下部には、連絡路29を介して送風機30の吸込口が接続される。この送風機30は、バーナ25へ燃焼用空気を送り込むためのものである。
In the present embodiment, a
従って、外気は、上部管寄せ3上方のバーナ25を取り囲む位置から、缶体カバー16とケーシング28との間の空間を介して、燃焼用空気として燃焼室26へ送り込まれることになる。これにより、送風機30への吸込空気にて、燃焼用空気の予熱を図ることができる。また、缶体カバー16の冷却を図ることもできる。但し、送風機30への吸込みではなく、送風機30からの吐出により、燃焼用空気の予熱を図ってもよい。具体的には、送風機30からの吐出空気を、缶体カバー16とケーシング28との空間を介して、燃焼用空気として燃焼室26へ送り込んでもよい。
Accordingly, the outside air is sent to the
本実施例のボイラ1によれば、膨出ダクト19は缶体カバー16の一部を兼ねるように構成される。従って、缶体カバー16上部とエコノマイザ22とを単に煙道20で直接接続する場合と比較して、放熱損失を低減できる。さらに、膨出ダクト19は、缶体カバー16から煙道20への排ガスの圧力損失を防止できる。しかも、本実施例では、煙道20が缶体2下部に接続される構成である。これにより、エコノマイザ22を設置する場合、このエコノマイザ22下部と缶体2下部とが煙道20により容易に接続できるので、エコノマイザ22を比較的下方に設置できると共に、エコノマイザ22と缶体2との離隔距離を短くすることができる。従って、ボイラ1全体としてコンパクトな構成とすることができる。また、本実施例のボイラ1では、缶体カバー16を取り囲むように、ケーシング28が設けられる。これにより、燃焼用空気が予熱されるので、放熱損失を低減することができる。
According to the boiler 1 of the present embodiment, the bulging
また、本実施例では、各水管列7(8)は、隣接する水管5,5(6,6)間に隙間を空けて、その隙間に縦ヒレ9(11)を設ける構成である。このような構成により、各水管5,5(6,6)間の隙間への燃焼ガスの流入を可能として、その隙間がデッドスペースとなるのを防止し、また縦ヒレ9(11)により、燃焼ガスから各水管5(6)への伝熱効率を高めることができる。さらに、外側水管列8の上端部全周から放射状に排ガスを出した後、缶体カバー16に形成された膨出ダクト19を介して煙道20へ排ガスを導く構成であるから、外側水管列8の周方向全域で均等な排ガスの流れを確保することができる。
Further, in this embodiment, each water tube row 7 (8) has a configuration in which a gap is provided between
本発明のボイラは、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、前記実施例では、上部管寄せ3と下部管寄せ4との間に缶体カバー16が設けられたが、上部管寄せ3と、外側水管列8の外側縦ヒレ11を設けた箇所との間に缶体カバーを設けてもよい。この場合、外側水管列8および外側縦ヒレ11は、その下端部において、下部管寄せ4との隙間が封止される。これにより、燃焼ガスまたは排ガスは、外側水管列8の外周部には接触しない。従って、下部管寄せ4上面の耐火材14は、外側水管列8の外周側には設けなくてもよい。
The boiler of the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and can be changed as appropriate. For example, in the above embodiment, the can cover 16 is provided between the
前記実施例では、内側水管列7と外側水管列8とを設けたが、水管列の数は適宜に増減できる。また、前記実施例では、缶体2の下部を閉塞し、缶体2の上部にバーナ25を設けたが、これとは逆に、缶体2の上部を閉塞し、缶体2の下部にバーナ25を設けてもよい。また、前記実施例では、ボイラ1への給水は、エコノマイザ22下端部からエコノマイザ22上端部を通って行われたが、これとは逆に、エコノマイザ22上端部からエコノマイザ22下端部を通って行われてもよい。ところで、膨出ダクト19には、その膨出方向の壁面の内面に、二点鎖線で示すように断熱材31を設けてもよい。これにより、外方への放熱を抑制することができる。
In the above embodiment, the inner
また、前記実施例では、蒸気ボイラに適用した例について説明したが、温水ボイラや熱媒ボイラにも同様に適用可能である。さらに、前記実施例において、バーナ25を設ける代わりに、内側水管列7の内側に排ガスを導入すれば、廃熱ボイラや排ガスボイラとすることができる。
Moreover, although the said Example demonstrated the example applied to the steam boiler, it is applicable similarly to a hot water boiler and a heat-medium boiler. Furthermore, in the said Example, if waste gas is introduce | transduced inside the inner side
1 ボイラ
3 上部管寄せ
4 下部管寄せ
5 内側水管(内側伝熱管)
6 外側水管(外側伝熱管)
7 内側水管列(内側伝熱管列)
8 外側水管列(外側伝熱管列)
9 内側縦ヒレ
11 外側縦ヒレ
16 缶体カバー
19 膨出ダクト
20 煙道
26 燃焼室
28 ケーシング
1
6 Outside water pipe (outside heat transfer pipe)
7 Inner water tube row (inner heat transfer tube row)
8 Outside water tube row (outside heat transfer tube row)
9 inner
Claims (4)
前記伝熱管列の上方外周部から放射状に排出される排ガスを受け入れる円筒状の缶体カバーと、
この缶体カバーの周方向一部に設けられ、前記缶体カバーの円筒面から外方へ膨出すると共に、前記缶体カバーの上部から下方へ延出して設けられ、この延出部に煙道が接続される膨出ダクトと
を備えることを特徴とするボイラ。 A plurality of heat transfer tubes arranged in a cylindrical shape between the upper header and the lower header to form a heat transfer tube array;
A cylindrical can cover for receiving exhaust gas discharged radially from the upper outer periphery of the heat transfer tube row;
The can body cover is provided at a part of the circumferential direction of the can body cover, bulges outward from the cylindrical surface of the can body cover, and extends downward from the upper portion of the can body cover. And a bulging duct to which a road is connected.
前記内側伝熱管列を取り囲むように、前記上部管寄せと前記下部管寄せとの間に円筒状に配列されて外側伝熱管列を構成する複数の外側伝熱管と、
前記内側伝熱管列の下端部を残して、隣接する前記内側伝熱管間の隙間を閉塞するよう設けられる複数の内側縦ヒレと、
前記外側伝熱管列の上端部を残して、隣接する前記外側伝熱管間の隙間を閉塞するよう設けられる複数の外側縦ヒレと、
前記外側伝熱管列を取り囲むように、前記上部管寄せと前記下部管寄せとの間、または前記上部管寄せと、前記外側縦ヒレを有する箇所における前記外側伝熱管列との間、に設けられる円筒状の缶体カバーと、
この缶体カバーの周方向一部に設けられ、前記缶体カバーの円筒面から外方へ膨出すると共に、前記缶体カバーの上部から下方へ延出して設けられ、この延出部に煙道が接続される膨出ダクトと
を備えることを特徴とするボイラ。 A plurality of inner heat transfer tubes arranged in a cylindrical shape between the upper header and the lower header to form an inner heat transfer tube row;
A plurality of outer heat transfer tubes that are arranged in a cylindrical shape between the upper header and the lower header so as to surround the inner heat transfer tube row and constitute an outer heat transfer tube row,
A plurality of inner longitudinal fins provided to close the gap between the adjacent inner heat transfer tubes, leaving the lower end of the inner heat transfer tube row;
A plurality of outer vertical fins provided to close the gap between the adjacent outer heat transfer tubes, leaving the upper end of the outer heat transfer tube row;
Provided between the upper header and the lower header, or between the upper header and the outer heat transfer tube row at the location having the outer vertical fin so as to surround the outer heat transfer tube row. A cylindrical can cover,
The can body cover is provided at a part of the circumferential direction of the can body cover, bulges outward from the cylindrical surface of the can body cover, and extends downward from the upper portion of the can body cover. And a bulging duct to which a road is connected.
前記缶体カバーと前記ケーシングとの間の空間を介して、燃焼用空気が前記内側伝熱管列よりも内側の燃焼室へ送り込まれる
ことを特徴とする請求項2に記載のボイラ。 A casing is further provided so as to surround the can body cover,
The boiler according to claim 2, wherein combustion air is sent into a combustion chamber inside the inner heat transfer tube row through a space between the can cover and the casing.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のボイラ。 The gap cross-sectional area between the outer heat transfer tube array arranged on the outermost side and the can cover provided with the bulging duct is equal to or larger than the cross-sectional area of the flue. The boiler according to any one of 3.
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