(57)【要約】【課題】  給水連絡管１内で大きな温度変動が発生することを防止し、給水連絡管１や給水枝管３における疲労亀裂の発生を防止する。【解決手段】  複数の伝熱部１３を持ち、各伝熱部で缶水を加熱して蒸気を発生するボイラであって、前記各伝熱部との間を給水枝管３によって接続している給水連絡管１、伝熱部から沸き上がってきた高温の缶水を給水連絡管１へ還流させる還水管７、低温の給水を給水連絡管へ供給する給水配管１４を持ち、還水管７を通して給水連絡管１に戻ってきた還流水と、給水配管１４を通して給水連絡管１へ送っている給水を給水連絡管１４から複数の伝熱部１３へ分配して供給しているボイラにおいて、給水配管１４の一端を給水連絡管１内に挿入することで給水連絡管１の内部に給水内管２を設け、給水内管２の壁面には、前記複数の給水枝管３内へ向けて給水を噴出することができるように、各給水枝管３に合わせて複数の給水吐出穴８を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の伝熱部を持ち、各伝熱部で缶水を加熱して蒸気を発生するボイラであって、前記各伝熱部との間を給水枝管によって接続している給水連絡管、伝熱部から沸き上がってきた高温の缶水を給水連絡管へ還流させる還水管、低温の給水を給水連絡管へ供給する給水配管を持ち、還水管を通して給水連絡管に戻ってきた還流水と、給水配管を通して給水連絡管へ送っている給水を給水連絡管から複数の伝熱部へ分配して供給しているボイラにおいて、給水配管の一端を給水連絡管内に挿入することで給水連絡管の内部に給水内管を設け、給水内管の壁面には、前記複数の給水枝管内へ向けて給水を噴出することができるように、各給水枝管に合わせて複数の給水吐出穴を設けたことを特徴とする複数の伝熱部を持ったボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の伝熱部を持ち、給水連絡管に接続した給水枝管から各伝熱部に給水を分配して供給する構成のボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
実公平７−４０８０４号公報には、多数の伝熱水管と接続している下部ヘッダー内に給水管を挿入固着したボイラが記載されている。下部ヘッダー内の給水配管には多数の給水孔を穿設しており、下部ヘッダー内の全体に片寄ることなく噴出することで複数の伝熱部である各水管へ給水を均等に供給できるようにしている。また、ドレンを下部ヘッダーに戻す降水戻り管を設けており、下部ヘッダーには高温のドレンが還流するようにもなっている。
【０００３】
こういったボイラの場合、高温の還流水はほぼ一定量が連続的に下部ヘッダー内へ戻り続けるが、給水は間欠的に大流量の低温水を供給するため、下部ヘッダー内では、給水を開始すると温度が低下し、給水を停止すると温度が上昇するということを繰り返す。下部ヘッダー内の温度が、給水の発停に応じて１００℃程度の温度幅で上下するということを繰り返していると、下部ヘッダーに接続している水管等に熱膨張収縮による曲げ応力が掛かり、疲労亀裂を発生する可能性があった。
【特許文献１】実公平７−４０８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、複数の伝熱部を持ち、給水連絡管に接続した複数の給水枝管から各伝熱部に給水を分配する構成のボイラにおいて、給水の発停によって給水連絡管内で大きな温度変動が発生することを防止し、給水連絡管や給水枝管における疲労亀裂の発生を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
複数の伝熱部を持ち、各伝熱部で缶水を加熱して蒸気を発生するボイラであって、前記各伝熱部との間を給水枝管によって接続している給水連絡管、伝熱部から沸き上がってきた高温の缶水を給水連絡管へ還流させる還水管、低温の給水を給水連絡管へ供給する給水配管を持ち、還水管を通して給水連絡管に戻ってきた還流水と、給水配管を通して給水連絡管へ送っている給水を給水連絡管から複数の伝熱部へ分配して供給しているボイラにおいて、給水配管の一端を給水連絡管内に挿入することで給水連絡管の内部に給水内管を設け、給水内管の壁面には、前記複数の給水枝管内へ向けて給水を噴出することができるように、各給水枝管に合わせて複数の給水吐出穴を設ける。
【発明の効果】
【０００６】
本発明を実施することで、給水連絡管における温度変化を低減することができ、熱膨張収縮が少なくなるため、給水枝管などに疲労亀裂が発生することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明を実施している排ガスボイラの給水連絡管部分の断面図、図２は本発明を実施している排ガスボイラの缶体部分の斜視図である。排ガスボイラは上部に平行な上部管寄せ１０を複数設置し、下部にも平行な下部管寄せ４を複数設置しており、上下管寄せ間を多数の伝熱水管５で連結している。上下の管寄せは複数設けているが、各上下管寄せは１対１で対応させており、一対の上下管寄せとその間を結ぶ多数の伝熱水管５によって１つの伝熱ユニット１３を形成している。各伝熱ユニット１３は一列の伝熱水管５しか設けていないが、伝熱ユニットを重ねるように並べることで排ガスボイラは略直方体としている。排ガスボイラは伝熱水管５部分に排ガスを流すことで排ガスの熱を伝熱水管５に取り込ませ、伝熱水管５内の缶水を加熱することで蒸気を発生する。
【０００８】
各伝熱ユニット１３はそれぞれ独立しているが、給水経路と蒸気経路は共通としている。排ガスボイラの下部には共通の給水連絡管１を設け、給水連絡管１と各下部管寄せ４の間は給水枝管３でつなぐ。給水枝管３は下部管寄せ４と同数設けておき、給水連絡管１からの給水は個々の給水枝管３を通して分配する。排ガスボイラの上部にも共通の蒸気連絡管１２を設け、蒸気連絡管１２と各上部管寄せ１０の間も蒸気枝管でつなぐ。各伝熱ユニットで発生した蒸気は、蒸気連絡管１２を通して気水分離器６へ送り、気水分離器６に接続している蒸気配管１１を通して蒸気を取り出す。伝熱水管５内の缶水を加熱すると、伝熱水管５内の缶水が蒸発するとともに、缶水の沸き上がりが発生するため、気水分離器６へ送られる蒸気は高温の缶水を含んでおり、気水分離器６で蒸気と缶水に分離する。気水分離器６で分離した缶水は、気水分離器６と給水連絡管１を結ぶ還水管７内を流れ、還流水として給水連絡管１の還流水入口９から給水連絡管１内へ戻る。還流水は給水連絡管１内へ連続的に還流し、還流水は高温であるため、給水連絡管１内の温度は高くなっている。
【０００９】
給水連絡管１は、給水配管１４の先端側を給水連絡管１内に挿入することで２重管としておく。給水配管１４の給水連絡管１内に挿入した部分である給水内管２は、給水連絡管１と平行に設置しておき、給水内管２の壁面には複数の給水吐出穴８を設ける。給水吐出穴８は、複数設けている各給水枝管３の中に向けて給水を噴射することができるように、給水枝管３と位置を合わせておき、給水枝管３以外の方向に向けて給水を噴射することがないようにしておく。
【００１０】
給水配管１４を通して供給する給水の制御は、ボイラ内の水位が下限水位まで低下すると、図示していない給水ポンプを稼働することで給水を開始し、ボイラ内の水位が上限水位まで上昇すると、給水ポンプを停止することで給水を停止する。給水配管１４を通して送っている給水は、給水吐出穴８から給水枝管３の中へ向けて噴射するため、給水の大部分はそのまま給水枝管３内へ入る。そのため、間欠的に大流量の低温水を供給していても、給水による給水連絡管１内の温度低下はわずかとなり、給水連絡管１の温度が大きく変化することはない。
【００１１】
給水連絡管１内で高温の還流水と低温の給水を混合していた従来の場合、給水を開始すると給水連絡管１内の温度は低温の給水によって低下し、給水を終了すると給水連絡管１内の温度は高温の還流水によって上昇することを繰り返していた。給水連絡管１の温度が上下すると、給水連絡管１の熱膨張収縮により、給水枝管３は給水連絡管１との間で曲げ応力が掛かり、疲労亀裂を発生するということがあった。
【００１２】
しかし、給水連絡管１での温度変化を小さくすと、給水連絡管１の熱膨張収縮も小さくなるため、給水枝管３は給水連絡管１との間で曲げ応力が掛かるということがなくなり、疲労亀裂の発生を防止することができる。なお、給水枝管３の温度は給水時に一時的に変化するが、各給水枝管３の温度変化はほぼ同時に発生するため、伸縮差による応力は発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を実施している排ガスボイラの給水連絡管部分の断面図
【図２】本発明を実施している排ガスボイラの缶体部分の斜視図
【符号の説明】
【００１４】
１  給水連絡管        
２  給水内管      
３  給水枝管        
４  下部管寄せ      
５  伝熱水管            
６  気水分離器        
７  還水管
８  給水吐出穴
９  還流水入口
１０  上部管寄せ  
１１  蒸気配管
１２  蒸気連絡管
１３  伝熱ユニット
１４  給水配管    
【図１】
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【図２】
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