JPH0313481B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、小径でコンパクトな構成の坑底用
蒸気発生装置に関するものである。

坑底ボイラの場合、坑井のサイズに合せて小径
とする必要があり、また坑井内えの挿入設置及び
坑井までの搬送等を容易にするため長さもできる
だけ小さく、コンパクトな構成とすることが要請
されている。

しかし、現実には、蒸発伝熱面を小径の中に配
するため長大となり、又燃焼排ガスを地上に排出
する際排気導管内で露点以下となり、導管の定温
腐蝕が問題となつている。この場合耐蝕性の良い
ステンレス鋼管の使用も考えられるが、地上まで
の長距離導管を高価なステンレス鋼管とすること
は経済的に成立せず、またコーテング材等につい
ても通常の排気温度に耐える適当なものが見当ら
ない実情にある。

この発明は上記のような実情に鑑みてなされた
ものであつて、小形で且つ伝熱効率のよい坑底用
蒸気発生装置を提供することを目的とするもので
ある。

この発明の坑底用蒸気発生装置は、頂部に燃焼
排ガス出口を有する円筒状本体外壁内に、給水管
寄せに接続される鉛直蒸発管を相互に接続して形
成した筒状の蒸発管部を本体外壁との間に間隙を
存して設け、この蒸発管部の上部内側に耐火材を
設けて燃焼室とすると共にその下方を放射伝熱部
とし、且つ下端部で蒸発管を分離して燃焼排ガス
通路を形成すると共に、内側に上下方向に屈曲さ
せて対流伝熱部を形成したものである。

以下この発明装置の一実施例を図面により説明
する。図中２０は、筒状の本体外壁で、頂部中央
部に燃焼器１０が設けられ、また頂部外周部に燃
焼排ガス出口（図示せず）が設けられている。燃
焼器１０は、ケーシング１１の中にアトマイザー
１２、スワラー１３及びフレームホルダー１４を
設けて構成されている。燃焼器１０に接して、給
水管（図示せず）に接続される環状の給水管寄せ
３１が設けられている。この管寄せ３１に、多数
の蒸発管３２を垂設して、筒状の蒸発管部３０が
構成されている。蒸発管部３０は、本体外壁２０
のと間に排ガス流路２５となる間隙を存して設け
られている。密接して配列される蒸発管３２の管
寄せ３１への溶接を容易にするため、第２図に示
す如く径小金物３２ａを蒸発管３２の上端に溶接
し、この径小金物３２ａを管寄せ３１に溶接する
ようにしている。また上記径小金物３２ａには並
列した蒸発管３２における流動を安定化させるた
めに、絞り３３が設けられている。なお、溶接施
行を容易にするために、蒸発管３２自体の端部を
小径に絞つてもよい。この場合は、絞りを管寄せ
３１の管壁３１ａに形成する。また径小金物３２
ａ、絞り小径部相互間の隙間に、後述する蒸発管
３２相互間と同様に、接続板を挿入してガスタイ
トにシール溶接する。

蒸発管３２の上部は、第３図に示す如く、相互
に直接接続するか又は第４図に示す如く接続板３
４を介してガスタイトにシール溶接され円筒状を
なしている。そして上端部内側に耐火材２１をラ
イニングして燃焼室Ａを形成し、燃焼の安定化を
図ると共に、耐火材２１によつて遮蔽された蒸発
管３２にエコノマイザとしての機能をもたせるよ
うにしてある。この燃焼室Ａの下方は放射伝熱部
Ｂとなつている。蒸発管３２は下端部で、相互に
接続せず分離させ、相互に離間させて燃焼排ガス
の通路を形成するように外方に曲げ拡径蒸発管部
３５としてある。この拡径部３５で、第６図に示
す如く、２本の蒸発管３２，３２は１本にまとめ
られて蒸発管３６となつている。蒸発管３６は内
側上方にＵベンドされてから更に内側下方にＵベ
ンドされて、蒸気集合管４０に接続されている。
こうして、その断面を第５図に示す対流伝熱部Ｃ
を形成している。この場合蒸発管３６のＵベンド
は、断面における蒸発管相互間の半径方向間隔が
離れている型と、間隔が狭い型との２種類と
し、型と型を周方向に交互に配列してある。
これによつて狭い断面積内に多数の蒸発管３６を
配列することができるようにすると共に、第７図
に示す如く、蒸気集合管４０の上端管板４１への
蒸発管３６の接続位置を相互に離間させて溶接施
工が容易にできるようにしてある。

蒸気集合管４０の上端にフランジ２３を溶着す
ると共に、このフランジ２３に蒸発管３６の末端
部を囲う内筒２４の下端を溶着し、上端はフリー
にしてある。一方本体外壁２０の下端部と上記フ
ランジ２３との間に膨張接手２２を設け、本体外
壁２０と蒸発管との熱膨脹差を吸収すると共に、
外界とのシールをするようにしてある。

次に、本発明装置の作用について説明する。燃
焼器１０によつて着火された燃料及び空気の混合
体は、耐火材２１で囲まれた燃焼室Ａ内で燃焼を
ほぼ完結する。燃焼をほぼ完結した高温燃焼ガス
は、燃焼室Ａに続く放射伝熱部Ｂで筒状に密接し
て配列された多数本の蒸発管３２と放射伝熱熱交
換を行い、続いて下部の対流伝熱部Ｃに至り、蒸
発管３２，３６の管軸に平行に流れつつ対流伝熱
熱交換を行う。燃焼ガスは、下端に達した後拡径
部３５に形成された通路を通り、Ｕターンして蒸
発管部３０と本体外壁２０との間に形成された燃
焼排ガス流路２５を通り燃焼室Ａの外側のエコノ
マイザー部で給水を加熱してから、充分温度が下
つた状態で本体外壁２０の上端部に設けられた排
ガス管（図示せず）によつて排出される。

給水は、給水管（図示せず）から管寄せ３１に
入り、蒸発管３２との間に設けられた絞り３３に
よつて安定した状態で多数の蒸発管３２に送給さ
れ、まず上記エコノマイザー部で加熱される。続
いて蒸発管３２内を貫流しつつ放射伝熱部Ｂ、伝
流伝熱部Ｃで加熱され、蒸気（通常80％前後の蒸
気乾度）となつて集合管４０から、逆止弁（図示
せず）を経て坑井中に供給される。

この発明の坑底用蒸気発生装置は、上記のよう
なもので、次のような効果を奏する。

(1) 伝熱面を密集配列する構成によつて、外径寸
法を小さくすると共に、蒸発管を上下方向に屈
曲させる構成によつて、長さを短かくすること
ができる。

(2) 蒸発管部の上部に耐火材によつて囲まれた燃
焼室を設けることにより燃焼の安定化を図ると
共に、燃焼室外側にエコノマイザー部を形成す
ることにより燃焼排ガスとの熱交換を促進して
排ガス出口温度を低下させ、排ガス導管の底温
腐蝕の問題を回避することができる。

(3) 給水管寄せと蒸発管との間に絞りを設けるこ
とにより、並列貫流蒸発管における流動を安定
化することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明装置の一実施例を示すもので、
第１図は縦断面図、第２図は管寄せと蒸発管との
接続部の拡大縦断面図、第３図、第４図は第１図
の−矢視の蒸発管のそれぞれ異なる接続状態
を示す部分拡大断面図、第５図は第１図の−
矢視拡大断面図、第６図は、第１図の−矢視
の蒸発管の接合状態を示す説明図、第７図は第１
図の−矢視の拡大断面図である。 １０……燃焼器、２０……本体外壁、２１……
耐火材、２２……膨脹接手、２５……排ガス流
路、３０……蒸発管部、３１……管寄せ、３２，
３６……蒸発管、３３……絞り、３４……接続
板、３５……拡径部、４０……蒸気集合管、４１
……管板、Ａ……燃焼室、Ｂ……放射伝熱部、Ｃ
……対流伝熱部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上端部に燃焼排ガス出口を有する円筒状本体
   外壁と、この本体外壁の上端中央部に設けられた
   燃焼器と、上記本体外壁内に該外壁内周面との間
   に燃焼排ガス流路となる間〓を存して設けられた
   筒状の蒸発管部と、この蒸発管部の上端部内周に
   設けられた燃焼室を形成する耐火材で、上記の筒
   状の蒸発管部との間に燃焼排ガス流路を形成する
   ものと、上記蒸発管部の末端に接続された蒸気集
   合管とからなり、上記蒸発管部は、給水管に接続
   された環状給水管寄せと、この管寄せに絞りを介
   して垂設された多数の蒸発管とから構成され、 これら蒸発管の上部は相互に接続され円筒状を
   なして上記燃焼室の下方に放射伝熱部を形成する
   と共に、下端部は分離された排ガス通路を形成
   し、その後この分離蒸発管は複数本が１本にまと
   められて内側上方にＵベンドされてから更に内側
   下方にＵベンドされて対流伝熱部を形成し、その
   末端が上記蒸気集合管に接続されている坑底用蒸
   気発生装置。