(57)【要約】【課題】バーナの下方から供給する空気の偏流を抑制することのできるボイラを提供すること。【解決手段】ボイラ１は、上下方向に延びる筒状の缶体１０と、缶体１０の下部に配置され、上方に向かって燃料ガスを噴出するバーナ２０と、バーナ２０の外側に配置され該バーナの周囲を覆う燃焼筒３０と、燃焼筒３０の周面に形成される複数の貫通穴３１と、燃焼筒３０の側方に配置される空気導入口５１と、を備える。また、バーナ２０は、缶体１０の下部に配置され缶体１０の下部を塞ぐ蓋部２３と、蓋部２３を貫通し上方に延びる管状のノズル部２１と、ノズル部２１の上端部に設けられ、上方に向かって拡径した形状を有するバーナヘッド２２と、バーナヘッド２２に形成される複数の貫通穴２２ａと、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延びる筒状の缶体と、
前記缶体の下部に配置され、上方に向かって燃料ガスを噴出するバーナと、
前記バーナの外側に配置され該バーナの周囲を覆う燃焼筒と、
前記燃焼筒の周面に形成される複数の貫通穴と、
前記燃焼筒の側方に配置される空気導入口と、を備えるボイラ。
【請求項２】
前記バーナは、前記缶体の下部に配置され該缶体の下部を塞ぐ蓋部と、該蓋部を貫通し上方に延びる管状のノズル部と、該ノズル部の上端部に設けられ、上方に向かって拡径した形状を有するバーナヘッドと、該バーナヘッドに形成される複数の貫通穴と、を備える請求項１に記載のボイラ。
【請求項３】
前記燃焼筒の下端部は、前記蓋部に接合され、該燃焼筒の上端部は、前記バーナの上端部よりも上方に位置する請求項２に記載のボイラ。
【請求項４】
前記バーナと前記燃焼筒との間に配置されるスパークロッドと、フレイムロッドと、を更に備え、
前記スパークロッドの先端部及び前記フレイムロッドの先端部は、前記バーナヘッドに形成された貫通穴からバーナの内部に挿入される請求項２又は３に記載のボイラ。
【請求項５】
前記複数の貫通穴は、前記燃焼筒の周面における下部の領域の全周に亘って形成される請求項１〜４のいずれかに記載のボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラに関する。より詳細には、缶体と、この缶体の下部に配置されるバーナとを備えるボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の水管が内部に配置された筒状の缶体と、この缶体の内部に配置されるバーナと、を備えるボイラが知られている。このようなボイラでは、バーナから燃料となる燃料ガスが噴出されると共に、バーナの外側から空気が供給されて、空気及び燃料ガスが混合され燃焼する。そして、燃料ガスの燃焼により、複数の水管の内部に供給された水が加熱され、蒸気が生成される。
【０００３】
このようなボイラにおいて、バーナの周囲に筒状の燃焼筒を配置し、この燃焼筒の内部に空気を導入することでバーナに供給される空気を整流し、燃料ガスの燃焼性を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、バーナを缶体の下部に配置し、バーナの下方から空気を導入して燃料ガスを燃焼させるボイラも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７１５２７号公報
【特許文献２】特開平９−２９２１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、バーナを缶体の下部に配置したボイラでは、燃料ガス及び空気を缶体の上方に向かって噴出させる必要がある。しかしながら、このようにバーナを缶体の下部に配置した場合には、バーナに供給する空気に偏流が生じやすく、単にバーナの周囲に燃焼筒を配置したとしても、バーナに供給される空気を十分に整流できない場合がある。
【０００７】
従って、本発明は、バーナに供給される空気に偏流が発生することを防げるボイラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上下方向に延びる筒状の缶体と、前記缶体の下部に配置され、上方に向かって燃料ガスを噴出するバーナと、前記バーナの外側に配置され該バーナの周囲を覆う燃焼筒と、前記燃焼筒の周面に形成される複数の貫通穴と、前記燃焼筒の側方に配置される空気導入口と、を備えるボイラに関する。
【０００９】
また、前記バーナは、前記缶体の下部に配置され該缶体の下部を塞ぐ蓋部と、該蓋部を貫通し上方に延びる管状のノズル部と、該ノズル部の上端部に設けられ、上方に向かって拡径した形状を有するバーナヘッドと、該バーナヘッドに形成される複数の貫通穴と、を備えることが好ましい。
【００１０】
また、前記燃焼筒の下端部は、前記蓋部に接合され、該燃焼筒の上端部は、前記バーナの上端部よりも上方に位置することが好ましい。
【００１１】
また、前記バーナと前記燃焼筒との間に配置されるスパークロッドと、フレイムロッドと、を更に備え、前記スパークロッドの先端部及び前記フレイムロッドの先端部は、前記バーナヘッドに形成された貫通穴からバーナの内部に挿入されることが好ましい。
【００１２】
また、前記複数の貫通穴は、前記燃焼筒の周面における下部の領域の全周に亘って形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、バーナの下方から供給する空気の偏流を抑制することのできるボイラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイラを示す概略図である。
【図２】本発明のボイラのバーナ部分の近傍を示す図である。
【図３】図２に示すバーナの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のボイラの好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、図１を参照して、本実施形態のボイラ１の全体構成について説明する。
本実施形態のボイラ１は、缶体１０と、バーナ２０と、燃焼筒３０と、送風機４０と、ウインドボックス５０と、空気導入口５１と、スパークロッド６０と、フレイムロッド７０と、排気筒８０と、を備える。
【００１６】
缶体１０は、筒状の本体部１１と、複数の水管１２と、下部管寄せ１３と、上部管寄せ１４と、キャスタ１５と、を備える。
本体部１１は、上下方向に延びる筒状に形成される。
複数の水管１２は、本体部１１の内部において、本体部１１の内周面に沿うように上面視で環状に並んで配置される。複数の水管１２は、所定の間隔をあけ、上下方向に延びて配置される。複数の水管１２の内部には、下部管寄せ１３から水が供給される。
【００１７】
下部管寄せ１３は、複数の水管１２の下方に配置され、複数の水管１２の下部に接続されている。下部管寄せ１３には、給水配管（図示せず）から水が供給され、この下部管寄せ１３から複数の水管１２に水が供給される。
【００１８】
上部管寄せ１４は、複数の水管１２の上方に配置され、複数の水管１２の上部に接続されている。上部管寄せ１４には、複数の水管１２で生成された蒸気が集合する。この上部管寄せ１４に集合された蒸気は、蒸気出口（図示省略）を介して外部に供給される。
【００１９】
キャスタ１５は、コンクリート等の耐火性を有する部材により板状に構成される。このキャスタ１５は、環状に並んだ複数の水管１２の内側に配置されて、これら複数の水管１２に固定される。キャスタ１５は、下方から上方に向かって流れる燃焼ガスの流れを缶体１０の高さ方向の中央部より若干上方において遮蔽する。
【００２０】
バーナ２０は、図２及び図３に示すように、ノズル部２１と、バーナヘッド２２と、蓋部２３と、を備える。バーナ２０は、缶体１０の下部に配置される。バーナ２０は、耐熱性の部材で構成され、燃料となる燃料ガスを上方に向かって噴出し、缶体１０の内部へ供給する。
【００２１】
ノズル部２１は、管状に形成され、上下方向に延びるように配置される。ノズル部２１の下端部は、燃料ガスの供給管（図示省略）に接続される。
【００２２】
バーナヘッド２２は、ノズル部２１の上端部に接続される。バーナヘッド２２は、上方に向かって拡径した形状を有する。バーナヘッド２２の側面には、複数の貫通穴２２ａが形成される。
【００２３】
蓋部２３は、円板状に形成され、缶体１０の下部に配置される。蓋部２３は、略水平方向に配置される。蓋部２３の略中心部には、貫通穴（図示せず）が形成されており、この貫通穴にノズル部２１が挿入される。蓋部２３は、缶体１０の下部を塞ぐことで、バーナ２０から缶体１０の内部において燃焼ガスが流通する空間を塞いでいる。
【００２４】
燃焼筒３０は、バーナ２０の外側に配置され、バーナ２０の周囲を覆っている。燃焼筒３０は、その下端部がバーナ２０の蓋部２３に接続され、その上端部がバーナ２０の上端部よりも上方に位置している。
燃焼筒３０の周面には、複数の貫通穴３１が形成される。本実施形態では、複数の貫通穴３１は、燃焼筒３０の下部の領域の全周に亘って、略均等な間隔をあけて形成される。複数の貫通穴３１が形成される領域は、燃焼筒３０の内部に空気を好適に送り込む観点から、燃焼筒３０の下端部から４０ｍｍ〜８０ｍｍまでの範囲であることが好ましい。
【００２５】
以上の燃焼筒３０における複数の貫通穴３１が形成されていない領域は、ステンレス等の耐熱性を有する金属からなる板状部材を筒状に成形することで形成される。また、燃焼筒３０における複数の貫通穴３１が形成された領域は、パンチングメタルを筒状に成形することで形成される。そして、これらの２つの部材が溶接等により接続されて本実施形態の燃焼筒３０が構成される。
【００２６】
送風機４０は、燃焼筒３０の下部における側方に配置される。送風機４０は、燃焼筒３０の下端部に向かって延びる空気供給路４２を通じて燃焼筒３０に空気を供給する。送風機４０は、空気供給路４２に配置されたダンパ４１の開閉により、供給する空気の風量を調節する。
【００２７】
ウインドボックス５０は、燃焼筒３０の下部及び蓋部２３を覆う。このウインドボックス５０の側面には、開口が形成されており、この開口に送風機４０から延びる空気供給路４２が接続されている。ウインドボックス５０は、燃焼筒３０の周囲において、送風機４０から供給される空気が拡散することを防止する。
空気導入口５１は、ウインドボックス５０の側面の開口により構成される。空気導入口５１は、燃焼筒３０の側方に配置されている。
【００２８】
スパークロッド６０は、ボイラ１の下方から延び、バーナ２０と燃焼筒３０との間に配置される。スパークロッド６０の先端部は、バーナヘッド２２における複数の貫通穴２２ａからバーナ２０の内部に挿入される。スパークロッド６０は、バーナ２０から噴出される燃料ガスに着火する着火装置である。
【００２９】
フレイムロッド７０は、ボイラ１の下方から延び、バーナ２０と燃焼筒３０との間に配置される。フレイムロッド７０の先端部は、バーナヘッド２２における複数の貫通穴２２ａからバーナ２０の内部に挿入される。フレイムロッド７０は、バーナ２０から火炎が発生しているか否かを検知する。
【００３０】
排気筒８０は、缶体１０の上部に配置される。排気筒８０は、缶体１０の内部を流通した燃焼ガスを缶体１０の外部へ排出する流路である。
【００３１】
次に、本実施形態のボイラ１の具体的な動作について説明する。
本実施形態のボイラ１では、送風機４０から送られた空気は、燃焼筒３０の側方から供給され、燃焼筒３０の下部に設けられた複数の貫通穴３１から燃焼筒３０の内部に流入する。そして、燃焼筒３０の内部に流入した空気は、バーナ２０から供給される燃料ガスと混合されて燃焼される。
【００３２】
より詳細には、本実施形態では、送風機４０は、ボイラ１の下部に配置され、ウインドボックス５０における燃焼筒３０の側方に設けられた空気導入口５１に向かって空気を供給する。燃焼筒３０の下端部は、バーナ２０に設けられた蓋部２３により塞がれているので、空気導入口５１から導入された空気は、燃焼筒３０の下部の周面に複数設けられた貫通穴３１から燃焼筒３０の内部に流入する。ここで、本実施形態では、複数の貫通穴３１は、燃焼筒３０の下部の所定の領域の全周に亘って形成されているので、燃焼筒３０の側方から空気が供給された場合であっても、燃焼筒３０の内部には、整流された空気が流入される。
【００３３】
次いで、燃焼筒３０の内部に整流された状態で流入した空気は、燃焼筒３０の内壁面により上方に向かって供給され、バーナヘッド２２に形成された複数の貫通穴２２ａからバーナヘッド２２の内側に流入する。
一方、燃焼筒３０の内部には、バーナ２０が配置されており、燃料ガスは、バーナ２０のノズル部２１を流通してバーナヘッド２２から噴出される。
そして、燃焼筒３０の上部において、バーナヘッド２２から噴出された燃料ガスと燃焼筒３０の上部に供給された燃料ガスとが混合され、この混合されたガスがスパークロッド６０により着火されて燃焼する。
【００３４】
次いで、燃焼筒３０の上部において燃料ガスが燃焼されて発生した燃焼ガスは、缶体１０の内部を、キャスタ１５が配置された位置まで上昇する。また、キャスタ１５により上昇が遮られた燃焼ガスは、複数の水管１２の隙間を通ってこれら複数の水管１２の周囲に回り込んで上昇し、排気筒８０から外部に排出される。これにより、複数の水管１２の内部に供給された水は効率的に加熱され、蒸気が生成される。
【００３５】
以上説明した本実施形態のボイラ１によれば、以下のような効果を奏する。
【００３６】
（１）ボイラを１、缶体１０の下部に配置され上方に向かって燃料ガスを噴出するバーナ２０と、このバーナ２０の外側に配置される燃焼筒３０と、この燃焼筒３０の周面に形成された複数の貫通穴３１と、を含んで構成した。これにより、空気導入口５１から導入された空気を、複数の貫通穴３１を通じて、偏流を生じさせることなく整流された状態でバーナ２０と燃焼筒３０との間の空間に導入できる。よって、バーナ２０から噴出される燃料ガスに、空気を均一に混合させられるので、ボイラ１の燃焼性を向上させられる。
【００３７】
（２）燃焼筒３０の下端部を蓋部２３に接続させ、燃焼筒３０の上端部をバーナ２０の上端部よりも上方に位置させた。これにより、燃焼筒３０に形成された複数の貫通穴３１からのみバーナ２０と燃焼筒３０との間の空間に空気を導入させられる。よって、バーナ２０と燃焼筒３０との間の空間に、より整流された空気を導入できるので、ボイラ１の燃焼性を更に向上させられる。
【００３８】
（３）バーナ２０と燃焼筒３０との間の空間にスパークロッド６０やフレイムロッド７０等の部材を配置した場合には、これらの部材が配置されることにより偏流が生じやすくなる。そこで、複数の貫通穴３１を、燃焼筒３０の周面における下部の領域の全周に亘って形成した。これにより、バーナ２０と燃焼筒３０との間の空間に燃焼筒３０の全周から空気を導入できるので、スパークロッド６０やフレイムロッド７０等を配置することによる偏流の影響を低減できる。
【００３９】
以上、本発明のボイラの好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態では、燃焼筒３０を、２つの部材を接続して構成したが、これに限らない。即ち、燃焼筒を単一の部材で構成し、この燃焼筒の一部に貫通穴を形成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１    ボイラ
１０  缶体
２０  バーナ
２１  ノズル部
２２  バーナヘッド
２２ａ  貫通穴
２３  蓋部
３０  燃焼筒
３１  貫通穴
５１  空気導入口
６０  スパークロッド
７０  フレイムロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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