(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に設けた複数の垂直水管と該水管の間を閉塞する閉塞用フィンからなる水管壁を２面形成し、２面の水管壁で挟まれた部分を燃焼ガス通路としておき、燃焼ガス通路で燃焼ガスを上下方向に流動させるボイラにおいて、水管の燃焼ガス通路に面している部分に水管軸とは垂直で燃焼ガス流に対して熱吸収面が交差する向きであって、燃焼ガスの流動方向に対しては垂直から僅かに傾斜させている扇紙の形の熱吸収用フィンを多数段設け、水管壁の各水管には熱吸収用フィンを多数段設けた熱吸収用フィン列を２列設けておき、２列の熱吸収用フィンの傾斜方向は互いに逆方向としたことを特徴とする燃焼ガス流に対し交差する熱吸収用フィンを設けたボイラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、燃焼ガス流に対し熱吸収面を交差させるように熱吸収用フィンを設けたボイラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水管表面に燃焼ガスを流動させて燃焼ガスの熱を水管に吸収させる場合、より多くの熱を吸収させるために水管表面へ熱吸収用フィンを設けることがある。熱吸収用フィンの熱吸収面を燃焼ガスの流れに対して交差するように取り付ける場合、図４に記載のように燃焼ガスが熱吸収用フィンへ垂直に衝突するように設け、燃焼ガスが熱吸収用フィンに沿って流れるようにされている。前記熱吸収用フィンを水管表面に設けることで熱吸収用フィンの無い場合よりも熱の吸収量を増加させることができるが、さらなる熱吸収量の増加が望まれていた。また、燃焼ガスを熱吸収用フィンへ垂直に衝突させるようにした場合、衝突部分に燃焼ガスの滞留部分ができ、燃焼ガスの流れを阻害するため炉内の圧力が上昇するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、熱吸収用フィンによる熱吸収量を増大することと、燃焼ガスをスムーズに流して炉内圧力の上昇を防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
平行に設けた複数の垂直水管と該水管の間を閉塞する閉塞用フィンからなる水管壁を２面形成し、２面の水管壁で挟まれた部分を燃焼ガス通路としておき、燃焼ガス通路で燃焼ガスを上下方向に流動させるボイラにおいて、水管の燃焼ガス通路に面している部分に水管軸とは垂直で燃焼ガス流に対して熱吸収面が交差する向きであって、燃焼ガスの流動方向に対しては垂直から僅かに傾斜させている扇紙の形の熱吸収用フィンを多数段設ける。水管壁の各水管には熱吸収用フィンを多数段設けた熱吸収用フィン列を２列設けておき、２列の熱吸収用フィンの傾斜方向は互いに逆方向とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は一実施例での水管の一部の斜視図、図２は本発明を実施しているボイラの縦断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。缶体の上部には環状の上部管寄せ１、下部にも環状の下部管寄せ２が設けられ、上下の管寄せの間を環状に並んだ内側水管３と外側水管４が連結しており、水管と管寄せの連結部は耐火材１３で覆っている。内側水管３と外側水管４は、内側通煙口５および外側通煙口６が設けられる水管端部以外の部分で、それぞれの隣接する水管の間を管軸方向に平行な閉塞用フィン８で閉塞しており、内側水管３と外側水管４の間には燃焼ガス通路７が形成される。内側水管３で囲まれたボイラ中心部分は燃焼室９であり、燃焼室９上部にバーナ１０を設ける。内側水管下部には閉塞用フィン８を設けていない内側通煙口５が燃焼室９を取り囲むように設けられており、内側通煙口５によって燃焼室９と燃焼ガス通路７が接続され、外側水管上部の閉塞用フィン８を設けていない外側通煙口６によって燃焼ガス通路７を送られてきた燃焼排ガスをボイラの周方向に排出し、その後は煙道１２より排出させるようにしている。
【０００７】
外側水管４の燃焼ガス通路に面した表面である水管伝熱面には、同心円で半径が異なり円弧角の等しい２つの弧と、それぞれの弧の両端を通る２つの半径で囲まれている扇紙の形の熱吸収用フィン１１を扇紙形の熱吸収面が燃焼ガス流に対して交差するように多数段設けておく。熱吸収用フィン１１の円弧角は水管伝熱面の円弧角の半分よりも小さな角度とし、熱吸収用フィン１１を多数段設けた熱吸収用フィン列を１本の水管の水管伝熱面上に２列平行に設けておき、２列の熱吸収用フィン列の間には熱吸収用フィン１１の無い空間である燃焼ガス主流動部１４を設ける。熱吸収用フィン１１は燃焼ガス主流動部１４側を低くし、左右に離れるにつれて高い位置となるようにして燃焼ガスの流動方向に対して垂直から僅かに傾斜しており、２列の熱吸収用フィン列の傾斜方向は互いに逆方向としている。熱吸収用フィンを燃焼ガスの流動方向に対して垂直から僅かに傾斜させているため、熱吸収用フィン１１部分に達した燃焼ガスはそのまま熱吸収用フィン１１に沿って左右の上方へ流動することとなり、熱吸収用フィン１１に多くの熱が吸収される。なお、熱吸収用フィン１１の傾斜角度はボイラの形状ごとに最適となるように決定される。
【０００８】
バーナ１０を燃焼させると、燃焼室９内で高温の燃焼ガスが発生し、まず最初に内側水管３の燃焼室９側の面を加熱する。続いて燃焼ガスは内側通煙口５より燃焼ガス通路７内へ達し、燃焼ガス通路７内を下部から上部へ流動しながら内側水管３と外側水管４の燃焼ガス通路７側の面を加熱する。この時、燃焼ガスは燃焼ガス主流動部１４を流れ、燃焼ガス主流動部１４の右側に設けられている熱吸収用フィン列に達した燃焼ガスは熱吸収用フィン１１の熱吸収面に沿って右上方へ流れ、燃焼ガス主流動部１４の左側に設けられている熱吸収用フィン列に達した燃焼ガスは熱吸収用フィン１１の熱吸収面に沿って左上方へ流れる。
【０００９】
熱吸収用フィン１１を燃焼ガス流に対し垂直に設けていた場合、図４に記載のように熱吸収用フィン１１に達した燃焼ガスは熱吸収用フィン１１側へ向かう流れと燃焼ガス主流動部へ戻る流れに分岐し、熱吸収用フィン１１に沿って流れる燃焼ガス量は燃焼ガス主流動部１４へ戻る分少なくなる。しかし、熱吸収用フィン１１を燃焼ガス流に対して傾斜させた場合、図１に記載したように熱吸収用フィン１１部分に達した燃焼ガスはそのまま熱吸収用フィン１１に沿って右又は左上方へ流動することとなるため、熱吸収用フィン１１に沿って多くの燃焼ガス量が流れる。熱吸収用フィン１１に沿って流れる燃焼ガス量が多くなると熱吸収用フィン１１に吸収される熱量も多くなるため、より多くの熱が外側水管に吸収されることとなる。
【００１０】
また、熱吸収用フィン１１に達した燃焼ガスは、熱吸収用フィン１１が傾斜しているため、滞留することなくスムーズに流れることとなり、熱吸収用フィン１１による抵抗は熱吸収用フィンを燃焼ガス流に対して垂直に設けた場合よりも少なくなる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明を実施することにより、水管への熱の吸収量を増大させることができるようになる。また、熱吸収用フィンによる圧力損失を低減させることができ、炉内圧力を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例での外側水管の一部分を抜き出した熱吸収用フィンの斜視図
【図２】 本発明の一実施例を示した縦断面図
【図３】 図２のＡ−Ａ断面図
【図４】 従来の熱吸収用フィンの場合の燃焼ガスの流れの説明図
【符号の説明】
３ 内側水管
４ 外側水管
５ 内側通煙口
６ 外側通煙口
７ 燃焼ガス通路
８ 閉塞用フィン
９ 燃焼室
１１ 熱吸収用フィン
１２ 煙道
１４ 燃焼ガス主流動部
【図１】
0003666777.tif 000002
【図２】
0003666777.tif 000003
【図３】
0003666777.tif 000004
【図４】
0003666777.tif 000005