ボイラ
【課題】 缶体カバーから煙道へ排ガスを送る場合の圧力損失や放熱損失を防止する。
【解決手段】 外側水管列８は、上端部において外側縦ヒレ１１が設けられないことで、外列連通部１２が設けられる。この外列連通部１２を介して、外側水管列８の上端部から放射状に、排ガスが導出される。この排ガスは、円筒状の缶体カバー１６に受け入れられる。缶体カバー１６の周方向一部には、外方へ膨出して膨出ダクト１９が上下方向へ沿って形成されている。この膨出ダクト１９を介して、缶体２からの排ガスは、煙道２０へ排出される。
【解決手段】 外側水管列８は、上端部において外側縦ヒレ１１が設けられないことで、外列連通部１２が設けられる。この外列連通部１２を介して、外側水管列８の上端部から放射状に、排ガスが導出される。この排ガスは、円筒状の缶体カバー１６に受け入れられる。缶体カバー１６の周方向一部には、外方へ膨出して膨出ダクト１９が上下方向へ沿って形成されている。この膨出ダクト１９を介して、缶体２からの排ガスは、煙道２０へ排出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【特許文献１】特開昭６２−１５５４０１号公報 （第１図）
【特許文献２】特許第３３７３１２７号公報 （図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【実施例】
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のボイラの一実施例を示す概略縦断面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【特許文献１】特開昭６２−１５５４０１号公報 （第１図）
【特許文献２】特許第３３７３１２７号公報 （図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【実施例】
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のボイラの一実施例を示す概略縦断面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２９２０３５（Ｐ２００８−２９２０３５Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３６７５４（Ｐ２００７−１３６７５４）
【出願日】平成１９年５月２３日（２００７．５．２３）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２３日（２００７．５．２３）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
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