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技術 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

出願人 株式会社サムソン
発明者 磯野嘉久岸本和志高島博史
出願日 1997年7月23日 (23年0ヶ月経過) 出願番号 1997-214212
公開日 1999年2月16日 (21年5ヶ月経過) 公開番号 1999-044401
状態 特許登録済
技術分野 蒸気ボイラの種類 蒸気ボイラの細部
主要キーワード 熱吸収面 衝突部分 水管表面 熱吸収量 熱吸収用フィン 水管壁 管寄せ 燃焼ガス量
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年2月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

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を低下させることにある。

解決手段

平行に設けた複数の垂直水管4と該水管の間を閉塞する閉塞用フィン8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11を多数段設ける。

概要

背景

水管表面燃焼ガス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5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。

概要

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を低下させることにある。

平行に設けた複数の垂直水管4と該水管の間を閉塞する閉塞用フィン8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11を多数段設ける。

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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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。

請求項2

請求項1に記載の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において、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それぞれ同じ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。

請求項3

請求項1に記載の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において、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。

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

水管表面燃焼ガス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5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

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。

発明が解決しようとする課題

0005

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。

課題を解決するための手段

0006

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3は本発明を実施しているボイラの縦断面図、図4図3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。

発明を実施するための最良の形態

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は燃焼ガス通路7側から外側水管4に向かって右側を高くしており、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設けている。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5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

熱吸収用フィン11に沿って流れた燃焼ガスは、右隣にある水管でも同様に熱交換を行いながら上方へ向けて流れ、水管を加熱することで温度の低下した燃焼排ガスは外側通煙口6、煙道12を通って排出される。

0012

図2は本発明の他の実施例であり、請求項3に関するものである。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、図1の場合と同じように熱吸収用フィン11に多くの熱が吸収される。

0013

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。

発明の効果

0014

図1本発明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他の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3本発明の一実施例を示した縦断面図
図4図3のA−A断面図
図5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

図面の簡単な説明

0015

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

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