(57)【要約】【課題】  過熱による水管損傷を防止すると共に水位制御を容易にして（水位帯を広げて）、高品質の蒸気を供給可能なボイラを提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、複数の水管を用いて構成された缶体２０を備えたボイラ１であって、前記缶体２０の上方位置に設けられる断熱材８１の充填範囲が、前記水管の熱流束条件によって異なり、熱流束の低い前記水管周辺に対して、より多くの断熱材８１が充填されることを特徴としている。【選択図】  図１
2008224052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の水管を用いて構成された缶体を備えたボイラであって、
前記缶体の上方位置に設けられる断熱材の充填範囲が、前記水管の温度条件によって異なり、温度が高い前記水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填される
ことを特徴とするボイラ。
【請求項２】
複数の水管を用いて構成された缶体を備えたボイラであって、
前記缶体の上方位置に設けられる断熱材の充填範囲が、前記水管の熱流束条件によって異なり、熱流束の低い前記水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填される
ことを特徴とするボイラ。
【請求項３】
複数の水管を用いて構成された缶体を備えたボイラであって、
前記缶体の上方位置に設けられる断熱材の充填範囲が、前記水管の温度条件および熱流束条件の少なくとも一方の条件によって異なり、
温度が高い水管周辺および熱流束の低い水管周辺の少なくとも一方の水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填される
ことを特徴とするボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、種々のボイラにおいては、熱負荷に応じてボイラ内の水位を適宜変化させる等の水位制御が行われている（特許文献１参照）。このような水位制御を行うのは、生成される蒸気の品質を適切に（高乾き度に）維持するためである。かかる水位制御は、例えば、ボイラ内に設けられた水位検出棒等を用いて行われる。より具体的には、水位制御棒等にて得られる水位情報に基づいて給水ポンプを制御することにより、水位制御を行っている。
【０００３】
従来技術にかかるボイラにおいて、熱負荷が大きい場合には、ボイラを構成する水管内の沸騰状態が激しくなり、水管群の上部に設けられている上部ヘッダに対して蒸気と共に多くの水滴が吐出され、蒸気の乾き度が低下する。したがって、高負荷燃焼が行われる場合には、ボイラの水位を下げなければ、高乾き度を維持することが困難となる。
【０００４】
一方、熱負荷が小さい場合には、ボイラを構成する水管内の沸騰状態が弱く、吐出される蒸気が水滴を伴うことが少ないため、水管の上部が水（水滴）で冷却されない。つまり、このような低負荷燃焼が行われる場合には、水管上部が冷却されず過熱状態となり、水管が損傷しやすくなるため、必要に応じて、ボイラの水位を上げなければならない。
【０００５】
上述したように、ボイラにて高乾き度の蒸気を得るためには、水位制御を行って水管内の水位を下げる必要があるが、水位を下げると、過熱による水管損傷のおそれがあるという問題が生ずる。また、この水管損傷を防止するためには、水位制御を行って水管内の水位を上げる必要があるが、水位を上げると、高乾き度の蒸気を得ることが困難となるという問題が生ずる。
【０００６】
従来技術にかかるボイラにおいては、これらの問題を解決するために、「過熱限界水位」と「乾き度限界水位」との間（水位帯）で水位を制御して、ボイラを駆動させるわけであるが、近年におけるボイラの小型化（同一缶体における燃焼量の増加等）の影響から、この水位帯は狭くなる傾向にある。つまり、このように、ボイラの小型化（同一缶体における燃焼量の増加等）が進むことによって水位帯が狭くなると、高品質の蒸気を連続的に供給可能なボイラを得ることが困難となる。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２４７４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、過熱による水管損傷を防止すると共に水位制御を容易にして（水位帯を広げて）、高品質の蒸気を供給可能なボイラを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数の水管を用いて構成された缶体を備えたボイラであって、前記缶体の上方位置に設けられる断熱材の充填範囲が、前記水管の温度条件によって異なり、温度が高い前記水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填されることを特徴としている。より具体的には、本発明は、ボイラを構成する水管内の水位を所定水位以下に設定した際に、高温のガスが接触する水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填されることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、温度が高くなる前記水管周辺に対してより多くの断熱材が充填されているため、所定水位以下に水位を下げたことによって水管内の沸騰不足が生じても（濡れ状態が不足しても）、高温となる前記水管周辺は前記断熱材にて保護され、水管損傷を防止することができる。つまり、このような構成であれば、水位を下げても水管損傷を防止することが可能となるため、過熱による水管損傷を防止すると共に水位制御を容易にして、高品質の蒸気を供給可能なボイラを得ることができる。
【００１１】
また、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数の水管を用いて構成された缶体を備えたボイラであって、前記缶体の上方位置に設けられる断熱材の充填範囲が、前記水管の熱流束条件によって異なり、熱流束の低い前記水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填されることを特徴としている。より具体的には、本発明は、ボイラを構成する水管内の水位を所定水位以下に設定した際に、熱流束が低下する水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填されることを特徴としている。
【００１２】
このような構成によれば、熱流束が低下する前記水管周辺に対してより多くの断熱材が充填されているため、所定水位以下に水位を下げたことによって水管内の沸騰不足が生じても（濡れ状態が不足しても）、熱流束が低下する前記水管周辺は前記断熱材にて保護され、水管損傷を防止することができる。つまり、このような構成であれば、水位を下げても水管損傷を防止することが可能となるため、過熱による水管損傷を防止すると共に水位制御を容易にして、高品質の蒸気を供給可能なボイラを得ることができる。
【００１３】
さらに、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数の水管を用いて構成された缶体を備えたボイラであって、前記缶体の上方位置に設けられる断熱材の充填範囲が、前記水管の温度条件および熱流束条件の少なくとも一方の条件によって異なり、温度が高い水管周辺および熱流束の低い水管周辺の少なくとも一方の水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填されることを特徴としている。より具体的には、本発明は、ボイラを構成する水管内の水位を所定水位以下に設定した際に、高温のガスが接触している水管周辺および熱流束の低い水管周辺の少なくとも一方に対して、より多くの断熱材が充填されることを特徴としている。
【００１４】
このような構成によれば、例えば、温度が高く熱流束が低い前記水管周辺に対してより多くの断熱材が充填されているため、所定水位以下に水位を下げたことによって水管内の沸騰不足が生じても（濡れ状態が不足しても）、高温となって熱流束が低い前記水管周辺は前記断熱材にて保護され、水管損傷を防止することができる。つまり、このような構成であれば、水位を下げても水管損傷を防止することが可能となるため、過熱による水管損傷を防止すると共に水位制御を容易にして、高品質の蒸気を供給可能なボイラを得ることができる。
【００１５】
また、本発明は、複数の水管を用いて構成された缶体を備えたボイラであって、前記缶体の上方位置に設けられる断熱材の充填範囲が、前記水管の表面温度によって異なり、表面温度がボイラ水飽和温度よりも５０℃以上高い水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填されることを特徴としている。例えば、ボイラ圧力が０．５ＭＰａの場合には、水管表面温度が２０９℃以上になる水管周辺に対して断熱材が施工されることが好ましく、ボイラ圧力が０．７ＭＰａの場合には、水管表面温度が２２１℃以上になる水管周辺に対して断熱材が施工されることが好ましく、ボイラ圧力が１．０ＭＰａの場合には、水管表面温度が２３５℃以上になる水管周辺に対して断熱材が施工されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、過熱による水管損傷を防止すると共に水位制御を容易にして（水位帯を広げて）、高品質の蒸気を供給可能なボイラを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語について説明する。
【００１８】
本明細書において、単に「ガス」と称する場合、ガスとは、燃焼反応中のガスおよび燃焼反応が完了したガスの少なくとも一方を含む概念であり、燃焼ガスと称することもできる。つまり、ガスとは、燃焼反応中のガスおよび燃焼反応が完了したガスの両方を有する場合、燃焼反応中のガスのみを有する場合、あるいは燃焼反応が完了したガスのみを有する場合の、いずれをも含む概念である。以下、特に説明しない場合は同様の概念である。
【００１９】
また、排ガスとは、燃焼反応が完了または殆ど完了したガスを意味する。さらに、特に説明しない場合は、ボイラの缶体内を通過して煙突部に達したガスを排ガスという。
【００２０】
また、ガス温度は、特に説明しない限り、燃焼反応中のガスの温度を意味し、燃焼温度あるいは燃焼火炎温度と同義である。さらに、ガス温度の抑制とは、ガス（燃焼火炎）温度の最高値を低く抑えることを意味する。なお、通常、燃焼反応は、上述した「燃焼反応が完了したガス」中においても極微量であるが継続しているので、「燃焼反応の完了」とは、燃焼反応の１００％完結を意味するものではない。
【００２１】
次に、本発明創出の過程について説明する。
【００２２】
先述したように、従来技術にかかるボイラは、高品質（高乾き度）の蒸気を得ることを目的として、所定の水位帯（「過熱限界水位」と「乾き度限界水位」との間）内にて水位制御を行っている。しかしながら、近年におけるボイラの小型化（同一缶体における燃焼量の増加等）の影響から、この水位帯は狭くなる傾向にある。また、単に高乾き度の蒸気を求めてボイラを運転すると、水管損傷という別の問題が生ずる。
【００２３】
つまり、ボイラにて高乾き度の蒸気を得るためには、水位制御を行って水管内の水位を下げる必要があるが、水位を下げると、過熱による水管損傷のおそれがある。また、この水管損傷を防止するためには、水位制御を行って水管内の水位を上げる必要があるが、水位を上げると、高乾き度の蒸気を得ることが困難となる。
【００２４】
ボイラにて、高乾き度の蒸気を得るために最も簡単な手段は、「水位を下げる」ことである。ただし、そうすると、上述したように「水管損傷」という問題が生ずる。そこで、本願発明者は、「水位を下げる」と共に、「水管損傷防止」を実現すべく、本願発明を創出するに至った。具体的には、本願発明者は、水位を下げた際に損傷の可能性のある「水管」を特定し、その水管に対して「損傷防止手段」を施すことに想到し、本願発明を創出した。
【００２５】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２６】
まず、本実施形態の第一態様にかかるボイラは、複数の水管を用いて構成された缶体を備えたボイラであって、前記缶体の上方位置に設けられる断熱材の充填範囲が、前記水管の温度条件によって異なり、温度が高い前記水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填されることを特徴としている。
【００２７】
また、本実施形態の第二態様にかかるボイラは、複数の水管を用いて構成された缶体を備えたボイラであって、前記缶体の上方位置に設けられる断熱材の充填範囲が、前記水管の熱流束条件によって異なり、熱流束の低い前記水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填されることを特徴としている。
【００２８】
さらに、本実施形態の第三態様にかかるボイラは、複数の水管を用いて構成された缶体を備えたボイラであって、前記缶体の上方位置に設けられる断熱材の充填範囲が、前記水管の温度条件および熱流束条件の少なくとも一方の条件によって異なり、温度が高い水管周辺および熱流束の低い水管周辺の少なくとも一方の水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填されることを特徴としている。
【００２９】
＜第一実施例＞
以下、図面に基づき、本発明の第一実施例にかかるボイラについて説明する。
【００３０】
図１は、本発明の第一実施例にかかるボイラの縦断面の説明図を示している。また、図２は、図１のII−II線に沿う横断面の説明図を示している。
【００３１】
これらの図１および図２に示すように、本実施例にかかるボイラ１は、平面状の予混合ガス噴出面（平板状で、予混合ガス噴出孔が略同一平面状に形成された燃焼面）を有する完全予混合式のバーナ１０、多数の熱吸収用の水管（伝熱管）２１，２２，２３を用いて構成された缶体２０、バーナ１０に対して燃焼用空気を送るために設けられた送風機３０、および缶体２０内の排ガスをボイラ１外部に排出するために設けられた煙突部４０等を用いて構成されている。
【００３２】
本実施例にかかるボイラ１を構成するバーナ１０は、予混合ガス噴出孔が略同一平面状に形成された予混合ガス噴出面を有する予混合ガスバーナであって、波板と平板とを交互に積層して構成されている。このような構成に基づき、バーナ１０の予混合ガス噴出面（燃焼面）１０ａには、多数の予混合ガス噴出孔が形成されることとなる。そして、このバーナ１０は、後述する缶体２０を構成する水管（水管群）に近接して設けられている。なお、詳細な構造等はここでは省略するが、本実施例にかかるバーナ１０は、例えば、特許第３２２１５８２号公報に記載された「燃焼バーナ」と同様な構成を有している。
【００３３】
また、本実施例にかかるボイラ１を構成する缶体２０は、上部管寄せ２４、下部管寄せ２５、およびこれらの上下部管寄せ２４，２５間に立脚して配設された複数の水管（外側水管２１，内側水管２２，中央水管２３）等を用いて構成されている。この缶体２０内においては、外側水管２１、内側水管２２、および中央水管２３が、ガス流動方向（缶体２０の長手方向）に配置されており、中央水管群（中央水管２３を用いて構成された水管群）を中心として、二列ずつの内側水管群（内側水管２２を用いて構成された水管群）および外側水管群（外側水管群２１を用いて構成された水管群）が構成されている。また、隣り合う水管同士は、千鳥状に配設されている。
【００３４】
さらに、図２に示すように、本実施例にかかる缶体２０においては、長手方向の両側部に設けられた外側水管２１と、各外側水管２１間を連結した連結部２６とを用いて、一対の水管壁２７が構成されている。缶体２０は、この一対の水管壁２７と、上下部管寄せ２４，２５とを用いて、略矩形のガス流動空間２９が形成されることとなり、このガス流動空間２９内に、所定間隔を隔てて、内側水管２２および中央水管２３が配設されている。
【００３５】
本実施例にかかるボイラ１を構成する送風機３０は、バーナ１０に対して燃焼用空気を送るために設けられたものであって、この送風機３０とバーナ１０とは、空気供給経路部３１を用いて接続されている。この空気供給経路部３１中には、ガス燃料供給管３２が設けられており、ガス燃料供給管３２には、高燃焼時と低燃焼時とで燃料流量を調整する燃料調整弁３３が設けられている。なお、この空気供給経路部３１には、必要に応じて、燃料と空気との混合性を向上させるために絞り部を設けることも可能である。
【００３６】
本実施例にかかるボイラ１を構成する煙突部４０は、その入口がバーナ１０と対向すべく、缶体２０の最下流側に設けられている。したがって、本実施例にかかるボイラ１においては、バーナ１０にて生成されたガスは、缶体２０を構成する水管２１，２２，２３と直接的に接触した後（接触して熱交換を行った後）、排ガスとして煙突部４０を介してボイラ１外部に排出される。
【００３７】
本実施例にかかるボイラ１は、図１に示すように、缶体２０の上方位置および下方位置に、それぞれ断熱材８１，８２が設けられている（充填されている）。この図１から明らかなように、缶体２０の上方位置に設けられている上部断熱材８１（本発明の「断熱材」に相当）は、バーナ１０近接側から煙突部４０側に向けて、下向きに傾斜するような状態で設けられている。また、缶体２０の下方位置に設けられている下部断熱材８２は、それぞれの水管２１，２２，２３の下部に均一となるように設けられている。
【００３８】
本実施例にかかるボイラ１は、以上のように構成されており、この構成に基づき、そのボイラ1内部では、次のような燃焼状態が形成される。
【００３９】
まず、ガス燃料供給管３２から供給されたガス燃料と、送風機３０から供給された空気および排ガスとが、空気供給経路部３１中で混合され、ここで混合された予混合ガス（以下、排ガスを含んだ予混合ガスも単に「予混合ガス」という。）がバーナ１０に供給される。ここで、ガス燃料供給管３２からは、ボイラ１にて必要とされる燃焼量のガス燃料が供給される。このガス燃料の供給量の調整は、燃料調整弁３３によって行われる。送風機３０からは、予混合ガスの空気比が１〜１．３程度となるように、空気が供給される。
【００４０】
バーナ１０の予混合ガス噴出面１０ａから噴出された予混合ガス等は、着火手段（図示省略）により着火され、バーナ１０にて火炎を伴う燃焼反応中のガスＦが形成される。予混合ガス等は、バーナ１０から、缶体２０内の水管２１，２２，２３に対して、略垂直となるように（直交するように）噴出されているため、燃焼反応中のガスＦは、缶体２０内の水管２１，２２，２３と交差するように接触を繰り返して（水管と熱交換を行った後）、排ガスとなる。そして、この排ガスは、缶体２０の最下流側に設けられた煙突部４０を介してボイラ１外部に排出される。
【００４１】
なお、本実施例においては、中央水管群と外側水管群との間に設けられた第一領域６１は、ＣＯ酸化手段（燃焼反応促進領域）としても機能する。つまり、第一領域６１を設けることによって、ガス中のＣＯの酸化が促進される。さらに、缶体２０の最下流側の第二領域７１も、ＣＯ酸化手段（燃焼反応促進領域）として機能し得る。なお、ここでは、特に示していないが、この第一領域６１および第二領域７１の少なくとも一方には、より燃焼反応を促進するために、ＣＯ酸化触媒物質を設けてもよい。
【００４２】
各水管２１，２２，２３中の水は、バーナ１０から噴出のガスとの熱交換によって加熱されて蒸気化される。この蒸気は、上部管寄せ２４に接続された蒸気取出手段（図示省略）を介して、蒸気使用設備（図示省略）に供給される。
【００４３】
本実施例にかかるボイラ１は、図１および図２に示すように構成され、その内部において上述したような燃焼状態が形成されているため、次のような効果を得ることができる。
【００４４】
本実施例にかかるボイラ１において、バーナ１０からの燃焼ガス流は、水管との熱交換により下流側ほどその温度が低下し、これに伴って体積も減少する。したがって、ボイラ１の缶体２０内においては、燃焼ガス（ガスＦ）の下流側にて熱流束が低下する（伝熱効率が低下する）。つまり、このようなボイラ１においては、水管２１，２２，２３内の水位を所定水位以下に下げると、ガスＦの下流側（煙突部４０に近接する側）にて熱流束が低下し水管内が沸騰不足となって（水管上部の濡れが不足して）、水管の上部位置にて（濡れ不足が生じた位置にて）水管損傷が起こる可能性がある。
【００４５】
そこで、本実施例にかかるボイラ１においては、缶体２０の上方位置に設けられた上部断熱材８１（本発明の「断熱材」に相当）が、バーナ１０近接側から煙突部４０側に向けて、下向きに傾斜するような状態で設けられている。つまり、本実施例によれば、水管２１，２２，２３内の水位を所定水位以下に下げた場合に熱流束が低下して水管損傷が起こる可能性がある水管に対して、より多くの断熱材が充填されている。すなわち、本実施例にかかるボイラ１は、複数の水管２１，２２，２３を用いて構成された缶体２０を備えたボイラ１であって、缶体２０の上方位置に設けられる断熱材（上部断熱材８１）の充填範囲が、水管２１，２２，２３の熱流束条件によって異なり、熱流束の低い水管２１，２２，２３周辺に対して、より多くの断熱材（上部断熱材８１）が充填されるべく構成されている。
【００４６】
本実施例にかかるボイラ１によれば、上述したように、熱流束が低下する水管２１，２２，２３周辺に対してより多くの上部断熱材８１が充填されているため、所定水位以下に水位を下げたことによって水管２１，２２，２３内の沸騰不足が生じても（濡れ状態が不足しても）、熱流束が低下する水管２１，２２，２３周辺は上部断熱材８１にて保護され、水管損傷を防止することができる。つまり、このような構成であれば、水位を下げても水管損傷を防止することが可能となるため、過熱による水管損傷を防止すると共に水位制御を容易にして、高品質の蒸気を供給可能なボイラ１を得ることができる。
【００４７】
また、本実施例においては、バーナ１０の近傍に水管２１，２２，２３が設けられているため、バーナ１０にて生成されたガスがこの水管２１，２２，２３にて冷却されて、ガス温度がＮＯｘ発生限界以下に抑制される。つまり、ガス温度がＮＯｘ発生限界以下に抑制されるため、効果的にＮＯｘ値の低減を図ることができる。
【００４８】
さらに、本実施例においては、上述したように燃焼反応後あるいは途中に水管を設けて冷却することに加え、ガス通過速度を速くすることで（例えば、１０ｍ／ｓ以上に設定することで）、ガスが高温度になることを抑えてＮＯｘ生成を抑制している。また、本実施例にかかるボイラを構成する水管の配置、ガスと水管群との接触状態、ガスの通過速度は、燃料種類による燃焼反応にも影響される。本実施例は、プロパン・ブタンを主成分とするＬＰＧとメタンを主成分とする都市ガス（１３Ａなど）に合わせて設計されている。具体的には、これらの燃料を燃焼させた際に、ガス通過速度が１０ｍ／ｓ以上となるような水管配列構成が採用されており、この構成に基づき低ＮＯｘ化を図っている。
【００４９】
＜第二実施例＞
次に、図面に基づき、本発明の第二実施例にかかるボイラについて説明する。
【００５０】
本発明の第二実施例にかかるボイラ２は、基本構成は第一実施例にかかるボイラ１と略同様であり、その缶体２０の上方に設けられる上部断熱材の充填範囲のみが第一実施例と異なる。したがって、以下においては、第一実施例と異なる部分である、上部断熱材周辺の構造について主に説明する。なお、特に説明を行わない部分は、第一実施例と同様であり、第一実施例と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を行う。
【００５１】
図３は、本発明の第二実施例にかかるボイラの縦断面の説明図を示している。なお、図３のII−II線に沿う横断面の説明図は、図２と同様であるため、ここではその説明は省略する。
【００５２】
本実施例にかかるボイラ２は、図３に示すように、缶体２０の上方位置および下方位置に、それぞれ断熱材９１（第一上部断熱材９１Ａ，第二上部断熱材９１Ｂ，第三上部断熱材９１Ｃ），８２が設けられている（充填されている）。この図３から明らかなように、缶体２０の上方位置に設けられている上部断熱材９１（本発明の「断熱材」に相当）は、水管が受ける熱的影響の違いに応じて、その充填範囲が異なるべく構成されている。また、缶体２０の下方位置に設けられている下部断熱材８２は、それぞれの水管２１，２２，２３の下部に均一となるように設けられている。
【００５３】
第一実施例にて説明したように、本実施例にかかるボイラ２においても、バーナ１０からの燃焼ガス流は、水管との熱交換により下流側ほどその温度が低下し、これに伴って体積も減少する。したがって、ボイラ２の缶体２０内においては、燃焼ガス（ガスＦ）の下流側にて熱流束が低下する（伝熱効率が低下する）。また、ボイラ２の燃焼量によっては、バーナ１０近傍に位置する水管の上部位置が過熱状態となる場合がある。
【００５４】
つまり、このようなボイラ２においては、水管２１，２２，２３内の水位を所定水位以下に下げると、ガスＦの下流側（煙突部４０に近接する側）にて熱流束が低下し水管内が沸騰不足となって（水管上部の濡れが不足して）、水管の上部位置にて（濡れ不足が生じた位置にて）水管損傷が起こる可能性がある。また、ボイラ２の燃焼量によっては、水管２１，２２，２３内の水位を所定水位以下に下げることによって、バーナ１０近傍に位置する水管の上部位置が過熱状態となって、水管損傷が起こる可能性がある。
【００５５】
そこで、本実施例にかかるボイラ２においては、缶体２０の上方位置に設けられた上部断熱材９１（本発明の「断熱材」に相当）が、水管２１，２２，２３の温度条件および熱流束条件に応じて、異なる領域に充填されている。より具体的には、本実施例においては、過熱状態となりやすいバーナ１０近傍の水管上部に第一上部断熱材９１Ａが設けられ、熱流束が低下しやすい煙突部４０近傍の水管上部に第三上部断熱材９１Ｃが設けられている。本実施例においては、熱的状態および水管内の沸騰状態（濡れ状態）が比較的安定している中央部近傍の水管上部には第二上部断熱材９１Ｂが設けられている。つまり、本実施例によれば、水管２１，２２，２３内の水位を所定水位以下に下げた場合に高温となったり熱流束が低下したりして水管損傷が起こる可能性がある水管に対して、より多くの断熱材が充填されている。
【００５６】
すなわち、本実施例にかかるボイラ２は、複数の水管２１，２２，２３を用いて構成された缶体２０を備えたボイラ２であって、缶体２０の上方位置に設けられる断熱材（上部断熱材９１）の充填範囲が、水管２１，２２，２３の温度条件および熱流束条件の少なくとも一方の条件によって異なり、温度が高い水管２１，２２，２３周辺および熱流束の低い水管２１，２２，２３周辺の少なくとも一方の水管２１，２２，２３周辺に対して、より多くの断熱材（上部断熱材９１）が充填されるべく構成されている。
【００５７】
本実施例にかかるボイラ２によれば、上述したように、高温となる（過熱状態となる）水管２１，２２，２３周辺、および熱流束が低下する水管２１，２２，２３周辺に対してより多くの上部断熱材９１（具体的には、第一上部断熱材９１Ａおよび第三上部断熱材９１Ｃ）が充填されているため、所定水位以下に水位を下げたことによって水管２１，２２，２３内の沸騰不足が生じても（濡れ状態が不足しても）、水管２１，２２，２３周辺は上部断熱材９１にて保護され、水管損傷を防止することができる。つまり、このような構成であれば、水位を下げても水管損傷を防止することが可能となるため、過熱による水管損傷を防止すると共に水位制御を容易にして、高品質の蒸気を供給可能なボイラ２を得ることができる。
【００５８】
また、本実施例においては、第一実施例にて説明した他の効果も、第一実施例と同様に得ることができる。
【００５９】
＜その他の実施例＞
なお、本発明は、上述した実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で必要に応じて種々の変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６０】
例えば、上記実施例等においては、熱流束が低下する水管に対して断熱材を多く充填する場合（第一実施例）、過熱状態となる水管と熱流束が低下する水管に対して断熱材を多く充填する場合（第二実施例）について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。したがって、例えば、その缶体中の過熱状態となる水管のみに対して断熱材を多く充填したり、過熱状態となって熱流束が低下する水管に対して断熱材を多く充填したりした構成であっても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６１】
また、上記実施例等においては、ボイラを構成する缶体が角型である場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、缶体構成は特に限定されない。したがって、例えば、缶体構造が丸型であるボイラ（同心円状に配置された複数の水管群にて構成されたボイラ）であっても、本発明を適用することが可能である。つまり、どのような缶体構造を有するボイラであっても、複数の水管を用いて構成された缶体を備えたボイラであって、缶体の上方位置に設けられる断熱材の充填範囲が、水管の温度条件および熱流束条件の少なくとも一方の条件によって異なり、温度が高い水管周辺および熱流束の低い水管周辺の少なくとも一方の水管周辺に対して、より多くの断熱材が充填される構成であれば、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６２】
さらに、上述した実施例等においては、缶体２０を構成する水管２１，２２，２３には、特にフィン等は設けていないが、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて、フィン等を設けたり、水管自身に何等かの加工を施したりしてもよい。したがって、例えば、本発明にかかる缶体を構成する場合には、スタッドピン、エロフィン、セレートフィン、台形ネジ付管（比較的ピッチが長いもの）、コルゲート管等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第一実施例にかかるボイラの縦断面の説明図である。
【図２】図１のII−II線に沿う横断面の説明図である。
【図３】本発明の第二実施例にかかるボイラの縦断面の説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…ボイラ
２…ボイラ
１０…バーナ
１０ａ…予混合ガス噴出面
２０…缶体
２１…外側水管（水管）
２２…内側水管（水管）
２３…中央水管（水管）
２４…上部管寄せ
２５…下部管寄せ
２６…連結部
２７…水管壁
２９…ガス流動空間
３０…送風機
３１…空気供給経路部
３２…ガス燃料供給管
３３…燃料調整弁
４０…煙突部
６１…第一領域
７１…第二領域
８１…上部断熱材
８２…下部断熱材
９１…上部断熱材
９１Ａ…第一上部断熱材
９２Ｂ…第二上部断熱材
９２Ｃ…第三上部断熱材
【図１】
2008224052.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008224052.tif 000005