JPH0429217Y2 - - Google Patents

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JPH0429217Y2
JPH0429217Y2 JP1985135303U JP13530385U JPH0429217Y2 JP H0429217 Y2 JPH0429217 Y2 JP H0429217Y2 JP 1985135303 U JP1985135303 U JP 1985135303U JP 13530385 U JP13530385 U JP 13530385U JP H0429217 Y2 JPH0429217 Y2 JP H0429217Y2
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heat exchanger
vertical heat
heat transfer
burner
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【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、表面燃焼バーナを用いたボイラー
に係り、とくに燃焼室内に垂直伝熱管を複数本配
置し、表面燃焼バーナの燃焼ガスによるワン・パ
ス加熱方式に関するものである。
[Detailed explanation of the invention] [Industrial application field] This invention relates to a boiler using a surface combustion burner, and in particular, a plurality of vertical heat transfer tubes are arranged in the combustion chamber, and the combustion gas of the surface combustion burner is used to generate one heat exchanger. This relates to a pass heating method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、ガス燃料を使用した蒸気ボイラーあるい
は温水ボイラー等においては、伝熱管で包囲して
形成される空間を燃焼室となし、この燃焼室から
の幅射伝熱と燃焼ガス接触伝熱により、伝熱管内
の被加熱物を加熱すると云つた構成が採られてい
た。
Conventionally, in steam boilers or hot water boilers that use gas fuel, a space surrounded by heat transfer tubes is used as a combustion chamber, and heat transfer from this combustion chamber is performed by radial heat transfer and catalytic heat transfer from the combustion gas. A configuration was adopted in which the object to be heated inside the heat tube was heated.

たとえば、第8図は従来のボイラーの実施例に
おける一態様を示した縦断面図で、第9図は第8
図の中央部の横断面図である。図示のボイラー
は、環状の上部管寄せ1、環状の下部管寄せ2、
これらの上下両管寄せを連結している一定の間隔
を保持して環状に一列に配列された複数本の垂直
水管17、ガスバーナ18、外壁19、煙道20
および節炭器21を含んでなる上焚き構造のボイ
ラーである。図示のように、環状の垂直水管17
群の内側には燃焼室22が形成されている。さら
に、各垂直水管17には、その軸方向のほぼ全長
にわたつて1個のフイン23が取り付けられてお
り、隣接する各垂直水管17とともに燃焼ガス流
路24を形成している。ここで、フイン23の先
端は、第9図から明らかなように、隣接する垂直
水管17の管壁とほぼ平行になるように、隣接す
る垂直水管17の管壁に接近せしめられている。
そして、煙道20に連通して節炭器21が設けら
れている。
For example, FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing one aspect of a conventional boiler, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the central part of the figure. The illustrated boiler includes an annular upper header 1, an annular lower header 2,
A plurality of vertical water pipes 17, a gas burner 18, an outer wall 19, and a flue 20 are arranged in a ring in a row at a constant interval, connecting these upper and lower headers.
It is a boiler with a top-firing structure that includes a fuel economizer 21 and a fuel economizer 21. As shown, an annular vertical water pipe 17
A combustion chamber 22 is formed inside the group. Furthermore, one fin 23 is attached to each vertical water pipe 17 over almost its entire axial length, and forms a combustion gas flow path 24 together with each adjacent vertical water pipe 17 . Here, as is clear from FIG. 9, the tip of the fin 23 is brought close to the wall of the adjacent vertical water pipe 17 so as to be substantially parallel to the wall of the adjacent vertical water pipe 17.
A carbon saver 21 is provided in communication with the flue 20.

このような構造において、ガスバーナ18で燃
焼した燃焼ガスは、まず最初に燃焼室22に達
し、一部はここで垂直水管17群を加熱する。そ
して、燃焼ガス流路24内を強制的に流動せしめ
られ、垂直水管17群の外側に流出し、垂直水管
17群の外側通路を通過し、煙道20から節炭器
21に導かれ、外部に排出されるように構成され
ている。
In such a structure, the combustion gas burned in the gas burner 18 first reaches the combustion chamber 22, where a part of it heats the group of vertical water pipes 17. The combustion gas is forced to flow in the combustion gas flow path 24, flows out to the outside of the vertical water pipes 17, passes through the outer passage of the vertical water pipes 17, is guided from the flue 20 to the economizer 21, and is led to the outside. It is configured to be discharged.

したがつて、従来のガス燃料を使用したボイラ
ーにおいては、つぎのような問題があつた。
Therefore, conventional boilers using gas fuel have the following problems.

燃焼部が1ケ所に集中して設けられるので、
燃焼面の負荷が大きく、少ない調節量で大きな
変化が生じる等、燃焼性の調節が困難である。
Since the combustion part is concentrated in one place,
It is difficult to adjust the combustibility because the load on the combustion surface is large and a small amount of adjustment causes a large change.

燃焼炎が大きくかつ長くなるため、大きな空
間の燃焼室が必要となり、ボイラー全体として
も、その容積並びに設置スペースが大きくな
る。
Since the combustion flame becomes large and long, a large combustion chamber is required, and the volume and installation space of the boiler as a whole becomes large.

燃焼部が集中しているので、燃焼ガスのもつ
運動エネルギーにより、燃焼ガスと伝熱水管と
の接触伝熱に片寄りを生じ、伝熱水管全体にわ
たつての均等な伝熱が困難であり、伝熱効率の
向上に限界がある。
Since the combustion area is concentrated, the kinetic energy of the combustion gas causes uneven contact heat transfer between the combustion gas and the heat transfer water tube, making it difficult to transfer heat evenly throughout the heat transfer water tube. , there is a limit to the improvement of heat transfer efficiency.

また、燃焼部が集中していることにより、最
適の燃焼状態を得るための燃焼室構造がほぼ円
筒状に特定され、燃焼室に後続する節炭器との
取合いが複雑となり、節炭器を含めたボイラー
全体としても設置スペースが大きくなる。
In addition, due to the concentration of combustion parts, the combustion chamber structure to obtain the optimum combustion condition is specified as a nearly cylindrical shape, which complicates the interaction with the economizer that follows the combustion chamber. The installation space for the entire boiler including this will be larger.

〔考案が解決しようとする課題〕[The problem that the idea attempts to solve]

この考案は、上記の点に鑑み、燃焼、伝熱の向
上を図るとともに、低コストで省スペースのボイ
ラーを提供しようとするものである。
In view of the above points, this invention aims to improve combustion and heat transfer, and provides a low-cost, space-saving boiler.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この考案は、前記課題を解決するためになされ
たもので、ボイラーケーシングの一方の側壁に燃
料入口を、その他方の側壁に燃焼ガス出口をそれ
ぞれ設け、前記ボイラーケーシング内に角型の燃
焼室を形成し、該燃焼室内の、前記燃料入口に近
接する位置に表面燃焼バーナを設置する一方、該
表面燃焼バーナに近接させて、前記燃料入口と相
対する側に複数の垂直伝熱管を配置してなり、前
記燃焼室は、前記表面燃焼バーナおよび前記垂直
伝熱管を収容するとともに、前記垂直伝熱管の、
前記表面燃焼バーナと相対する側において、前記
垂直伝熱管を通過した燃焼ガスを集めるための膨
張空間を存する大きさであり、さらに前記燃料入
口から供給した混合燃料ガスが前記表面燃焼バー
ナを介して燃焼ガスとなつて、前記垂直伝熱管よ
り前記燃焼ガス出口へ向けて、前記垂直伝熱管に
対し交差方向に、かつ直線状に流動する構成とな
し、前記表面燃焼バーナと前記垂直伝熱管とを実
質上平行に配置し、前記垂直伝熱管は、各上端部
を上部管寄せで、また各下端部を下部管寄せでそ
れぞれ連結した状態で、その間に水冷壁を形成し
ていることを特徴としているものである。
This invention was made in order to solve the above problem, and a fuel inlet is provided on one side wall of the boiler casing, a combustion gas outlet is provided on the other side wall, and a square combustion chamber is provided within the boiler casing. a surface combustion burner is disposed within the combustion chamber at a position adjacent to the fuel inlet, and a plurality of vertical heat transfer tubes are disposed adjacent to the surface combustion burner on a side facing the fuel inlet. The combustion chamber accommodates the surface combustion burner and the vertical heat exchanger tube, and the combustion chamber accommodates the surface combustion burner and the vertical heat exchanger tube.
On the side facing the surface combustion burner, the size is such that it has an expansion space for collecting the combustion gas that has passed through the vertical heat transfer tube, and further, the mixed fuel gas supplied from the fuel inlet passes through the surface combustion burner. The combustion gas is configured to flow from the vertical heat exchanger tube toward the combustion gas outlet in a direction crossing the vertical heat exchanger tube and in a straight line, and the surface combustion burner and the vertical heat exchanger tube are connected to each other. The vertical heat exchanger tubes are arranged substantially in parallel, and each of the vertical heat exchanger tubes has its upper end connected by an upper header and its lower end connected by a lower header, and a water-cooled wall is formed therebetween. It is something that exists.

〔作用〕[Effect]

この考案によれば、ボイラーケーシング内に形
成された角型の燃焼室内において、表面燃焼バー
ナを作動させると、表面燃焼バーナの燃焼ガス
は、ほぼ直線状に燃焼室内を流動し、各垂直伝熱
管の隙間を通過する。この通過の際に接触伝熱に
より各垂直伝熱管内の被加熱物を加熱する。
According to this invention, when the surface combustion burner is operated in the rectangular combustion chamber formed in the boiler casing, the combustion gas of the surface combustion burner flows almost linearly inside the combustion chamber, and each vertical heat transfer tube pass through the gap. During this passage, the object to be heated in each vertical heat transfer tube is heated by contact heat transfer.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この考案の具体的実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。
Hereinafter, specific embodiments of this invention will be described in detail based on the drawings.

第1図は、この考案の第一実施例の断面説明図
で、第2図は第1図の−線断面図である。第
1図および第2図において、ボイラーの基本的形
状はほぼ直方体状で、ボイラーケーシング4で包
囲したほぼ角型の燃焼室12が形成されている。
この燃焼室12内において、その一側壁には表面
燃焼バーナ5が配置されており、この表面燃焼バ
ーナ5の燃焼ガスが燃焼室12の対向する他側壁
へ向かつてほぼ直線的に流動する構成となつてい
る。そして、燃焼室12内には、表面燃焼バーナ
5の燃焼ガスの流動方向に対してほぼ直角に交差
する垂直伝熱管3が複数本配置されている。各垂
直伝熱管3は、互いにわずかの隙間イを保持して
平行に複数列平板状に配置されており、燃焼ガス
の流動方向の上流側、すなわち表面燃焼バーナ5
側の各垂直伝熱管3の管列と、燃焼ガスの流動方
向の下流側の各垂直伝熱管3の管列とが互いに千
鳥状に配置されている。
FIG. 1 is an explanatory sectional view of a first embodiment of this invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line -- in FIG. In FIGS. 1 and 2, the basic shape of the boiler is a substantially rectangular parallelepiped, and a substantially rectangular combustion chamber 12 surrounded by a boiler casing 4 is formed.
In this combustion chamber 12, a surface combustion burner 5 is disposed on one side wall thereof, and the combustion gas of this surface combustion burner 5 is configured to flow almost linearly toward the opposite side wall of the combustion chamber 12. It's summery. In the combustion chamber 12, a plurality of vertical heat exchanger tubes 3 are arranged, which intersect at a substantially right angle to the flow direction of the combustion gas of the surface combustion burner 5. The vertical heat exchanger tubes 3 are arranged in parallel in a plurality of rows in a flat plate shape with a slight gap between them, and are arranged on the upstream side in the flow direction of combustion gas, that is, on the surface combustion burner 5.
The tube rows of the vertical heat transfer tubes 3 on the side and the tube rows of the vertical heat transfer tubes 3 on the downstream side in the flow direction of the combustion gas are arranged in a staggered manner.

したがつて、燃焼室12の大きさは、表面燃焼
バーナ5と各垂直伝熱管3を収容するとともに、
各垂直伝熱管3の、表面燃焼バーナ5と相対する
側において、各垂直伝熱管3を通過した燃焼ガス
を集めるための膨張空間が存在する大きさとなつ
ている。
Therefore, the size of the combustion chamber 12 is such that it accommodates the surface combustion burner 5 and each vertical heat exchanger tube 3, and
On the side of each vertical heat exchanger tube 3 facing the surface combustion burner 5, the size is such that there is an expansion space for collecting the combustion gas that has passed through each vertical heat exchanger tube 3.

各垂直伝熱管3は、平板状に配列され、かつ千
鳥状に配列されているので、各垂直伝熱管3相互
の隙間イの設定が容易であり、また燃焼ガスとの
接触伝熱が効果的に行われる。そして、各垂直伝
熱管3の上端部は、その断面形状が蒲鉾形、円あ
るいは矩形状で真直ぐな上部管寄せ1にそれぞれ
連通しており、またその下端部は、上部管寄せ1
とほぼ同形状でかつ平行な下部管寄せ2にそれぞ
れ連通している。これにより、各垂直伝熱管3
は、両管寄せ1,2間において水冷壁を形成して
いることになる。なお、第1図および第2図の実
施例において、各垂直伝熱管3の管列の配置とし
て2列の場合について図示して説明したが、この
管列は、実施に応じて、単列あるいは3列以上の
複数列とすることも好適である。
Since the vertical heat exchanger tubes 3 are arranged in a flat plate shape and arranged in a staggered manner, it is easy to set the mutual gap A between the vertical heat exchanger tubes 3, and the contact heat transfer with the combustion gas is effective. It will be held on. The upper end of each vertical heat exchanger tube 3 has a semicircular, circular, or rectangular cross-sectional shape and communicates with the straight upper header 1, and the lower end thereof is connected to the upper header 1.
They each communicate with a lower header 2 which has substantially the same shape as and is parallel to the lower header 2. As a result, each vertical heat exchanger tube 3
This means that a water-cooled wall is formed between the headers 1 and 2. In the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the arrangement of the vertical heat exchanger tubes 3 in two rows has been illustrated and explained, but the tube rows may be arranged in a single row or in a single row depending on the implementation. It is also preferable to have multiple rows of three or more rows.

そして、燃焼室12内には、燃焼ガスの流動方
向の下流側において、各垂直伝熱管3の管列に可
及的に近接した位置に節炭器6が配置されてい
る。すなわち、節炭器6は、燃焼室12内の膨張
空間において、各垂直伝熱管3の管列に近接した
状態で配置されている。この節炭器6は、たとえ
ばヘツダー(符号省略)を結ぶ多数の伝熱管(符
号省略)を平板状に配列した多管式のもので、前
記各垂直伝熱管3の管列への連接が容易で、かつ
全体としてコンパクトに組み合わせることができ
る構成となつている。そして、節炭器6は、下部
管寄せ2と連絡管7により連結されており、節炭
器6で予熱された水等の被加熱流体が下部管寄せ
2内へ流入するように構成されている。この節炭
器6の下流側のボイラーケーシング4には、燃焼
ガス出口15が設けられている。なお、この節炭
器6は、第5図に示すごとく、伝熱管をヘアピン
形状としたヘアピン式節炭器とすることも好適で
ある。また、節炭器6は、実施に応じて燃焼室1
2の外部に配置する構成も好適である。
In the combustion chamber 12, the economizer 6 is arranged at a position as close as possible to the row of vertical heat transfer tubes 3 on the downstream side in the flow direction of the combustion gas. That is, the economizer 6 is arranged in the expansion space within the combustion chamber 12 in close proximity to each row of vertical heat exchanger tubes 3. This economizer 6 is a multi-tube type in which a large number of heat transfer tubes (code omitted) are arranged in a flat plate shape, for example, connecting headers (code omitted), and each of the vertical heat transfer tubes 3 can be easily connected to a tube row. , and has a configuration that can be combined compactly as a whole. The economizer 6 is connected to the lower header 2 by a communication pipe 7, and is configured so that the fluid to be heated such as water preheated by the economizer 6 flows into the lower header 2. There is. A combustion gas outlet 15 is provided in the boiler casing 4 on the downstream side of the economizer 6 . In addition, it is also suitable for this economizer 6 to be a hairpin type economizer in which the heat transfer tube is shaped like a hairpin, as shown in FIG. In addition, the economizer 6 may be installed in the combustion chamber 1 depending on the implementation.
A configuration in which it is placed outside of 2 is also suitable.

さて、表面燃焼バーナ5は、ボイラーケーシン
グ4に設けた燃料入口13に通じる燃料分配室1
4を介して燃焼室12の一側壁に配置されてお
り、燃料入口13とは比較的近接した配置状態と
なつている。また、各垂直伝熱管3の最上流側の
管列との間に適宜な間隔を保持して配置されてい
る。この間隔は、たとえば100mm程度が好適であ
るが、実施に応じて適宜選択するものである。こ
の表面燃焼バーナ5は、好ましくは不規則多角形
状の砂質粒子をアルミナゾル、水ガラス等の無機
質結合剤で平板状に形成した助燃体(符号省略)
であることが望ましい。そして、この助燃体は、
第3図に示すごとく、成形並びに運搬、組立てに
適した適度の大きさのブロツク部材8に分割し、
互いに隣接する端面にミゾ9をそれぞれ設け、組
立ての際、このミゾ9で形成される空洞部に無機
質結合剤10を充填することにより、ブロツク部
材8を相互に固着して一体的なものとすることが
好ましく、また第4図に示すごとく、ブロツク部
材8の一端面にミゾ9を設けるとともに、他端面
にサネ11を設け、このミゾ9とサネ11とを嵌
合することにより、ブロツク部材8を相互に連結
して一体的なものとすることも好ましい。このよ
うに、表面燃焼バーナ5を構成する助燃体をブロ
ツク部材8に分割することにより、助燃体の製
作、取扱いが容易となり、かつ均等、良質な助燃
体とすることができる。
Now, the surface combustion burner 5 has a fuel distribution chamber 1 which communicates with a fuel inlet 13 provided in the boiler casing 4.
4 on one side wall of the combustion chamber 12, and is relatively close to the fuel inlet 13. Further, each vertical heat exchanger tube 3 is arranged with an appropriate distance between it and the tube row on the most upstream side. This interval is preferably about 100 mm, for example, but it is selected as appropriate depending on the implementation. This surface combustion burner 5 is preferably a combustion auxiliary body (number omitted) made of irregular polygonal sand particles formed into a flat plate using an inorganic binder such as alumina sol or water glass.
It is desirable that And this combustion aid is
As shown in Fig. 3, it is divided into block members 8 of appropriate size suitable for molding, transportation, and assembly.
Grooves 9 are provided on the end faces adjacent to each other, and during assembly, the cavities formed by the grooves 9 are filled with an inorganic binder 10, thereby fixing the block members 8 to each other and making them integral. Preferably, as shown in FIG. 4, a groove 9 is provided on one end surface of the block member 8, and a tongue 11 is provided on the other end surface, and the groove 9 and tongue 11 are fitted together to form the block member 8. It is also preferable to interconnect them to form an integral structure. By dividing the auxiliary combustion body constituting the surface combustion burner 5 into the block members 8 in this way, the auxiliary combustion body can be easily manufactured and handled, and can be made uniform and of high quality.

さらに、助燃体は、ほぼ垂直に設けるものであ
るが、実施に応じて、その上部が垂直軸に対して
燃料入口13側へわずかに傾斜するごとく、傾斜
角θをもつて燃焼室12内に設けることも好適で
ある。この構成によれば、燃焼室12内におい
て、各垂直伝熱管3の管列側は、この管列の配列
によつて規制され、自由に形状を構成することが
できないのに対し、燃料分配室14側のボイラー
ケーシング4は、燃料入口13に向かつて絞り形
状等に自由に構成することができるので、燃料分
配室14側に対しては、助燃体は確実に保持され
る。したがつて、助燃体を垂直面に対して燃料分
配室14側にθの角度をもつて傾斜して設けるこ
とにより、助燃体の燃焼室12内における各垂直
伝熱管3側への崩壊を防止することができる。
Furthermore, although the combustion assisting body is provided almost vertically, depending on the implementation, it may be installed in the combustion chamber 12 at an inclination angle θ such that its upper part is slightly inclined toward the fuel inlet 13 side with respect to the vertical axis. It is also suitable to provide. According to this configuration, in the combustion chamber 12, the tube row side of each vertical heat transfer tube 3 is restricted by the arrangement of this tube row and cannot be configured freely, whereas the fuel distribution chamber Since the boiler casing 4 on the 14 side can be freely formed into a constricted shape or the like toward the fuel inlet 13, the combustion aid is reliably held on the fuel distribution chamber 14 side. Therefore, by providing the auxiliary combustion body at an angle of θ toward the fuel distribution chamber 14 with respect to the vertical plane, the auxiliary combustion body is prevented from collapsing toward the vertical heat transfer tubes 3 in the combustion chamber 12. can do.

ここで、上記構成における作用について説明す
る。まず、ボイラーを稼動すると、水等の被加熱
流体は、流体供給手段(図示省略)により節炭器
6に供給され、連絡管7および下部管寄せ2を介
して各垂直伝熱管3に至り、各垂直伝熱管3にて
所定の温度に加熱され、蒸気となつて系外に移送
される。一方、燃料については、燃料供給手段
(図示省略)により燃料ガスと空気が所定の比率
に混合され、適正な混合燃料ガスとなつて、燃料
入口13より燃料分配室14に供給される。燃料
分配室14に至つた混合燃料ガスは、燃料分配室
14の働きにより均等に分配されて、表面燃焼バ
ーナ5を構成している助燃体(符号省略)の砂質
粒子層に入り、砂質粒子を冷却しながら砂質粒子
間を通過して砂質粒子層の燃焼表面に至る。この
砂質粒子層において、混合燃料ガスは、種々変化
する砂質粒子間の隙間流路の働きにより、さらに
均質な混合燃料ガスとなり、かつ均一なガス流れ
を形成する。ここで、図示されていないが、ボイ
ラーケーシング4を貫通し、前記燃焼表面に近接
して設けられた着火手段により引火し、以後良好
な表面燃焼が行われる。そして、その表面燃焼に
より生成した燃焼ガスは、まず幅射伝熱により各
垂直伝熱管3を加熱し、燃焼ガス自体、その温度
を低下した後、各垂直伝熱管3の隙間イを通過
し、接触伝熱によりさらに温度を低下して膨張空
間内の節炭器6に至る。節炭器6においても接触
伝熱を行い、燃焼ガス温度をさらに低下した後、
燃焼ガス出口15より系外へ排出される。このと
き、表面燃焼バーナ5は、平板状に配列された垂
直伝熱管3群と実質上平行に対面した状態で設け
られるため、その燃焼表面が従来に比べて格段に
広くなり、単位当りの燃焼負荷が小さい。したが
つて、砂質粒子を用いた表面燃焼バーナ5の特性
としての均質な混合燃料ガス並びに均一な燃料流
れを得ることができると云つた効果と相俟つて、
燃焼性の調整が非常に容易で、燃焼表面に良好な
青火を簡単に得ることができる。しかも、燃焼炎
が短いので、表面燃焼バーナ5の燃焼表面と各垂
直伝熱管3群との間隔を小さくすることができ、
全体としての燃焼室12を小さくすることができ
る。また、各垂直伝熱管3群は平板状に配列する
ものであるから、平板状に形成された節炭器6を
可及的に近接して設けることができ、全体とし
て、従来のボイラーに比べて大幅にコンパクトに
することができる。さらに、垂直伝熱管3群は平
板状に構成されているので、ボイラーの容量ある
いは垂直伝熱管3群の負荷容量の大小にかかわら
ず、最適な垂直伝熱管3群の隙間イの設定が容易
であり、また燃焼表面が垂直伝熱管3群を覆う構
成であるので、垂直伝熱管3群の隙間イにおける
燃焼ガスの流れが均等となり、良好な熱伝達が得
られ、伝熱面単位当りの平均伝熱量を倍加するこ
とができるとともに、垂直伝熱管3の局部的な過
熱の発生を防止することができる。
Here, the operation of the above configuration will be explained. First, when the boiler is operated, a fluid to be heated such as water is supplied to the economizer 6 by a fluid supply means (not shown), and reaches each vertical heat exchanger tube 3 via the connecting pipe 7 and the lower header 2. It is heated to a predetermined temperature in each vertical heat exchanger tube 3, turned into steam, and transferred to the outside of the system. On the other hand, regarding fuel, fuel gas and air are mixed at a predetermined ratio by a fuel supply means (not shown) to form a proper mixed fuel gas, which is then supplied from the fuel inlet 13 to the fuel distribution chamber 14 . The mixed fuel gas that has reached the fuel distribution chamber 14 is evenly distributed by the function of the fuel distribution chamber 14, enters the sandy particle layer of the auxiliary combustion body (number omitted) constituting the surface combustion burner 5, and enters the sandy particle layer. While cooling the particles, they pass between the sandy particles and reach the burning surface of the sandy particle layer. In this sandy particle layer, the mixed fuel gas becomes a more homogeneous mixed fuel gas due to the function of the interstitial channels between the sandy particles that change in various ways, and forms a uniform gas flow. Here, although not shown, the fuel passes through the boiler casing 4 and is ignited by an ignition means provided close to the combustion surface, and thereafter good surface combustion is performed. The combustion gas generated by the surface combustion first heats each vertical heat exchanger tube 3 by radial heat transfer, and after lowering the temperature of the combustion gas itself, passes through the gap A between each vertical heat exchanger tube 3, The temperature is further reduced by contact heat transfer and reaches the economizer 6 in the expansion space. Contact heat transfer is also performed in the economizer 6 to further lower the combustion gas temperature, and then
The combustion gas is discharged from the system through the outlet 15. At this time, since the surface combustion burner 5 is provided substantially parallel to and facing the three groups of vertical heat transfer tubes arranged in a flat plate shape, its combustion surface is much wider than in the past, and the combustion per unit The load is small. Therefore, in conjunction with the effect of being able to obtain a homogeneous mixed fuel gas and a uniform fuel flow, which are the characteristics of the surface combustion burner 5 using sandy particles,
It is very easy to adjust the flammability, and it is easy to obtain a good green flame on the burning surface. Moreover, since the combustion flame is short, the distance between the combustion surface of the surface combustion burner 5 and each group of vertical heat exchanger tubes 3 can be reduced.
The combustion chamber 12 as a whole can be made smaller. In addition, since the three groups of vertical heat transfer tubes are arranged in a flat plate shape, the flat plate-shaped economizers 6 can be installed as close as possible, and the overall efficiency is improved compared to conventional boilers. can be made significantly more compact. Furthermore, since the 3 groups of vertical heat exchanger tubes are configured in a flat plate shape, it is easy to set the optimal clearance between the 3 groups of vertical heat exchanger tubes, regardless of the capacity of the boiler or the load capacity of the 3 groups of vertical heat exchanger tubes. In addition, since the combustion surface is configured to cover the three groups of vertical heat transfer tubes, the flow of combustion gas in the gap A between the three groups of vertical heat transfer tubes becomes uniform, good heat transfer is obtained, and the average per heat transfer surface unit is The amount of heat transfer can be doubled, and local overheating of the vertical heat exchanger tubes 3 can be prevented.

そして、第6図は、この考案の第二実施例の断
面説明図で、第7図は第6図の−線断面図で
ある。この実施例においては、垂直伝熱管3群と
節炭器6間に仕切壁16を設け、垂直伝熱管3群
を通過した燃焼ガスを節炭器6の下部に導き、節
炭器6を下部から上部に向かつて流れる燃焼ガス
の流れを形成するようにしたものである。このよ
うに構成することにより、節炭器6を通過した燃
焼ガスを系外に導く煙道(図示省略)との取合い
が容易で、第1図および第2図に示す第一実施例
に比べてコンパクトにまとめることができ、より
省スペース化を図ることができる。なお、他の構
成並びに作用、効果については、第1図および第
2図で示した第一実施例と同様であるので、その
詳細な説明は省略する。
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view of a second embodiment of this invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line -- in FIG. In this embodiment, a partition wall 16 is provided between the three groups of vertical heat transfer tubes and the economizer 6, and the combustion gas that has passed through the three groups of vertical heat transfer tubes is guided to the lower part of the economizer 6. This is to form a flow of combustion gas that flows from the top to the top. With this configuration, it is easy to connect with the flue (not shown) that guides the combustion gas that has passed through the economizer 6 out of the system, and compared to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. It can be made compact and can save more space. Note that other configurations, functions, and effects are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, so detailed explanation thereof will be omitted.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

この考案は、以上のように構成されているの
で、下記のような効果が得られる。
Since this invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

燃焼面積が広くなり、単位面積当りの燃焼面
の負荷が小さく、調節量に応じた変化を期待す
ることができ、燃焼性の調節が容易である。
The combustion area is large, the load on the combustion surface per unit area is small, and changes depending on the amount of adjustment can be expected, making it easy to adjust the combustibility.

垂直伝熱管群を表面燃焼バーナと対面した状
態で配置する構成であるので、熱伝達と圧力損
失から決定される最適な垂直伝熱管の隙間の設
定が容易であり、低コストで伝熱効率の優れた
缶体構造とすることができる。
Since the vertical heat transfer tube group is arranged facing the surface combustion burner, it is easy to set the optimum gap between the vertical heat transfer tubes determined from heat transfer and pressure loss, resulting in excellent heat transfer efficiency at low cost. It can be made into a can body structure.

燃焼表面が垂直伝熱管群を覆う構成であるの
で、垂直伝熱管群の隙間における燃焼ガスの流
れが均等となり、良好な熱伝達が得られ、伝熱
面単位当りの平均伝熱量が倍加するとともに、
垂直伝熱管の局部的な過熱の発生を防止するこ
とができる。
Since the combustion surface covers the vertical heat transfer tube group, the flow of combustion gas in the gaps between the vertical heat transfer tube groups becomes uniform, good heat transfer is obtained, and the average amount of heat transfer per unit of heat transfer surface is doubled. ,
Local overheating of the vertical heat exchanger tubes can be prevented.

以上の効果が相俟つて、ボイラーの伝熱効率
は従来に比べて大幅に増加する。
The combination of the above effects greatly increases the heat transfer efficiency of the boiler compared to conventional methods.

また、表面燃焼バーナは炎の長さが小さいも
のであるから、表面燃焼バーナと垂直伝熱管群
との間隔を小さくすることができ、全体として
の燃焼室の大きさを小さくすることができる。
Furthermore, since the surface combustion burner has a short flame, the distance between the surface combustion burner and the vertical heat transfer tube group can be reduced, and the overall size of the combustion chamber can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの考案の第一実施例の断面説明図、
第2図は第1図の−線断面図、第3図は第一
実施例における表面燃焼バーナを構成する助燃体
の斜視説明図、第4図は助燃体の他の実施例の斜
視説明図、第5図は節炭器の実施例の説明図、第
6図はこの考案の第二実施例の断面説明図、第7
図は第6図の−線断面図、第8図は従来のボ
イラーの実施例における一態様を示した縦断面
図、第9図は第8図の中央部の横断面図である。 1……上部管寄せ、2……下部管寄せ、3……
垂直伝熱管、4……ボイラーケーシング、5……
表面燃焼バーナ、12……燃焼室、13……燃料
入口、15……燃焼ガス出口。
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory diagram of the first embodiment of this invention.
Fig. 2 is a sectional view taken along the - line in Fig. 1, Fig. 3 is a perspective explanatory view of a combustion assisting body constituting the surface combustion burner in the first embodiment, and Fig. 4 is a perspective explanatory view of another embodiment of the combustion assisting body. , Figure 5 is an explanatory diagram of an embodiment of the economizer, Figure 6 is a cross-sectional diagram of the second embodiment of this invention, and Figure 7 is an explanatory diagram of the second embodiment of the invention.
The drawings are a sectional view taken along the line -- in FIG. 6, FIG. 8 is a vertical sectional view showing one aspect of an embodiment of a conventional boiler, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the central part of FIG. 1... Upper header, 2... Lower header, 3...
Vertical heat exchanger tube, 4... Boiler casing, 5...
Surface combustion burner, 12... Combustion chamber, 13... Fuel inlet, 15... Combustion gas outlet.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ボイラーケーシング4の一方の側壁に燃料入口
13を、その他方の側壁に燃焼ガス出口15をそ
れぞれ設け、前記ボイラーケーシング4内に角型
の燃焼室12を形成し、該燃焼室12内の、前記
燃料入口13に近接する位置に表面燃焼バーナ5
を設置する一方、該表面燃焼バーナ5に近接させ
て、前記燃料入口13と相対する側に複数の垂直
伝熱管3を配置してなり、前記燃焼室12は、前
記表面燃焼バーナ5および前記垂直伝熱管3を収
容するとともに、前記垂直伝熱管3の、前記表面
燃焼バーナ5と相対する側において、前記垂直伝
熱管3を通過した燃焼ガスを集めるための膨張空
間を存する大きさであり、さらに前記燃料入口1
3から供給した混合燃料ガスが前記表面燃焼バー
ナ5を介して燃焼ガスとなつて、前記垂直伝熱管
3より前記燃焼ガス出口15へ向けて、前記垂直
伝熱管3に対し交差方向に、かつ直線状に流動す
る構成となし、前記表面燃焼バーナ5と前記垂直
伝熱管3とを実質上平行に配置し、前記垂直伝熱
管3は、各上端部を上部管寄せ1で、また各下端
部を下部管寄せ2でそれぞれ連結した状態で、そ
の間に水冷壁を形成していることを特徴とする表
面燃焼バーナを用いたボイラー。
A fuel inlet 13 is provided on one side wall of the boiler casing 4, and a combustion gas outlet 15 is provided on the other side wall, a rectangular combustion chamber 12 is formed in the boiler casing 4, and the A surface combustion burner 5 is located near the fuel inlet 13.
while a plurality of vertical heat exchanger tubes 3 are disposed close to the surface combustion burner 5 on the side facing the fuel inlet 13, and the combustion chamber 12 is connected to the surface combustion burner 5 and the vertical heat exchanger tubes 3. It has a size that accommodates the heat exchanger tube 3 and has an expansion space on the side of the vertical heat exchanger tube 3 facing the surface combustion burner 5 for collecting the combustion gas that has passed through the vertical heat exchanger tube 3, and further Said fuel inlet 1
The mixed fuel gas supplied from 3 becomes combustion gas through the surface combustion burner 5, and is directed from the vertical heat exchanger tube 3 toward the combustion gas outlet 15 in a direction transverse to the vertical heat exchanger tube 3 and in a straight line. The surface combustion burner 5 and the vertical heat exchanger tubes 3 are arranged substantially parallel to each other, and each of the vertical heat exchanger tubes 3 has an upper end with an upper header 1 and a lower end with an upper header 1. A boiler using surface combustion burners, characterized in that they are connected by a lower header 2 and a water-cooled wall is formed between them.
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