JPH0740806Y2 - 多管式ボイラの水管取付構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、多管式ボイラの熱交
換装置として配設した水管の取付構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ボイラ、エコノマイザー等を
含む各種熱交換装置は、熱交換効率向上のために、種々
の構造のものが提案されている。例えば、多管式ボイラ
等においては、図５〜図６に示すように、上部ヘッダ１
１および下部ヘッダ１２をともに環状に形成し、これら
上部ヘッダ１１と下部ヘッダ１２とを管板１１ａ、１２
ａを介して環状に多数の水管１３で連結し、この水管１
３群によって囲まれた空間を燃焼室１４に形成してい
る。前記上部ヘッダ１１上に設けた燃焼バーナ（図示省
略）からの燃焼ガスは、燃焼室１４内で輻射伝熱と隣接
す各水管１３の隙間を通過する際の対流熱伝達により熱
交換した後、水管１３群と外壁部材１５との間に形成し
た燃焼ガス流路１６を経て缶体外に排出される。

【０００３】ところで、上記のような構成において熱交
換効率を向上させるためには、隣接する各水管１３を近
接又は密接状態に配置して燃焼ガスの流速を速めること
が必須条件である。したがって、水管１３を近接又は、
密接状態で管板１１ａ、１２ａに溶接する手法として
は、各水管１３の両端部に図５に示すように絞り加工に
よりテーパー状部１３ａと円筒状の縮径部１３ｂを連設
し、この縮径部１３ｂを各管板１１ａ、１２ａに貫通し
た水管孔１１ｂ、１２ｂに挿入した後、管板１１ａ、１
２ａから突出した水管１３の縮径部１３ｂを溶接する。
このため、近接又は密接した各水管１３の隙間は、各管
板１１ａ、１２ａ側に対して前記テーパー部１３ａ、縮
径部１３ｂの順に広くなり、燃焼ガスがこの広い隙間を
主に通過（いわゆるショートパス）するので熱交換効率
が低下する。

【０００４】そこで従来は、キャスタブルと称する耐火
性充填物１７を前記隙間や、燃焼ガスの接触を防止する
箇所に施工し、前述のショートパスの防止並びに接触部
の保護を図っている。しかしながら、この耐火性充填物
１７の施工は、粉末状の耐火材料を水等で混練したもの
を型枠等を用いて、所定の形状に流し込み、その後乾燥
するので製造リードタイムも長く作業環境も悪いので改
善が望まれている。又、耐火性充填物１７によって覆わ
れた水管１３の非熱交換部Ａは、缶体を小型化する上で
の障害となっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】この考案は、上述のよ
うに、従来の多管式ボイラの水管取付構造では、熱交換
効率向上の耐火性充填物を施工するため、製造リードタ
イムも長く作業環境も悪いので、水管端部の絞り形状を
改変して耐火性充填物の流し込みを不要もしくは減少し
た多管式ボイラの水管取付構造を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、この考案は、
多数の水管で上下ヘッダとを連結した構成の缶体におい
て、前記水管の少なくとも一端部に屈曲部を形成し、こ
の屈曲部を相対する前記上部ヘッダの管板に設けた水管
孔の周縁部に当接し、前記屈曲部の外面と水管孔の内周
面とを溶着したことを特徴としている。

【０００７】

【作用】この考案によれば、従来必要としていた上部管
板および下部管板と水管両端部側にできる隙間への耐火
性充填物の施工を省略することができる。

【０００８】

【実施例】以下、この考案の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１〜図２は、この考案に係る多管式ボ
イラ１の水管取付構造の一例を示すものであって、この
考案の特徴は、図２に示すように、水管４の両端部に絞
り加工によって所定の寸法の屈曲部４ａを形成した水管
４を用いたことで、この実施例では、相対する上部管板
２ｂと下部管板３ｂに設けた水管孔２ｃ、３ｃの周縁部
に、前記水管４の屈曲部４ａの外面をそれぞれ当接し、
水管孔２ｃ、３ｃの内周面とを溶接加工により溶着した
ことである。

【０００９】前記水管４の屈曲部４ａを形成する加工法
としては、ロールまたはプレスによる絞り加工等があり
従来の水管形状よりも容易に形成できる。又、各水管４
同志の隣接する隙間は、図２に示すように通常０〜2.5
ｍｍ程度に設定しているが、上記屈曲部４ａを形成する
ことにより各管板２ｂ、３ｂに穿設する水管孔２ｃ、３
ｃの間隔２ｄ、３ｄを長くできるとともに、必要な溶接
脚長を確保できるので高い溶接強度を得ることができ
る。

【００１０】以上のようにして、上下管板２ｂ、３ｂに
必要な水管４を溶接した後、下部管板３ｂには下部ヘッ
ダ部材３ａを固着して下部ヘッダ３を形成し、上部管板
２ｂには上部ヘッダ部材２ａを固着して上部ヘッダ２を
形成した後、外壁部材５を固着し、下部ヘッダ３の中心
空間部へ別途施工した耐火性充填物６を挿入する。一
方、前記水管４群によって囲まれた空間を燃焼室７と
し、水管４と外壁部材５との間を燃焼ガス流路８に形成
した構成としている。

【００１１】上記構成の多管式ボイラによれば、前記上
部ヘッダ２上に設けた燃焼バーナ（図示省略）からの燃
焼ガスは、燃焼室７内で輻射伝熱と隣接する各水管４の
隙間を通過する際の対流熱伝達により熱交換した後、燃
焼ガス流路８を経て缶体外に排出される。この燃焼ガス
は、燃焼室７内より燃焼ガス流路８への流出の際、前記
水管４と上下管板２ｂ、３ｂとの間は水管４の屈曲部４
ａが当接しているのでショートパスをすることはない。
そして、従来の耐火性充填物によって覆われた水管の伝
熱に寄与しない部分Ａ寸法（図５参照）を削除すること
ができるので、缶体全高をＨ₂ よりＨ₁ に低くしボイラ
の小型化ができる。

【００１２】つぎに、上記実施例にかわる第２実施例に
ついて説明する。図３に示すように、水管４の両端部に
絞り加工によって屈曲部（直角水平部）４ｂを形成した
ものであって、この直角水平部４ｂに所定の寸法の開口
孔４ｃを設けている。この両端部に形成した直角水平部
４ｂと開口孔４ｃとを相対する上下管板２ｂ、３ｂに設
けた水管孔２ｃ、３ｃの中心部に衝合し、水管孔２ｃ、
３ｃの内周面と直角水平部とを溶接加工により溶着した
ものである。

【００１３】つぎに、第３実施例について説明する。図
４に示すように、この実施例では、上部ヘッダ側へは第
１実施例で示した水管取付構造を実施し、下部ヘッダ側
は従来の水管取付構造を実施したものである。これは、
水管４と上部管板２ｂを溶接後、下部管板３ｂへの溶接
は、従来の水管縮径部を水管孔３ｃに挿入した状態にお
いて、簡単な治具等により上部管板２ｂと下部管板３ｂ
間との寸法を容易に設定できる。又、従来例と比較して
キャスタ施工工程を一工程削減できる効果もある。

【００１４】上記第１〜第３実施例は、すべて上部ヘッ
ダ側に燃焼装置を設けたが、この燃焼装置を下部ヘッダ
側に設けることも可能であり、この場合は耐火性充填物
は、上部ヘッダ側に施工する。

【００１５】

【考案の効果】この考案は、以上のように構成したの
で、次のような効果がある。即ち、水管の両端部に絞り
加工によって屈曲部を形成し、この屈曲部を上下管板に
設けた水管孔に当接し、水管孔の内周面より溶接加工に
より溶着したので、従来必要であった管板と水管両端側
との隙間へ耐火性充填物の施工を省略又は減少すること
ができ、また、耐火性充填物で覆われた部分を削除した
ので、従来に比し缶体の高さを低くし小型化を実現する
ことができる。さらに、耐火性充填物の廃止と缶体の小
型化により製造コストの削減と製造リードタイムを短縮
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案を実施した多管式ボイラの水管取付構
造を正面より見た断面説明図である。

【図２】図１の水管と管板との取付部を拡大して示す断
面説明図である。

【図３】図１の実施例にかわる第２の実施例を示すもの
で、水管と管板との取付部を拡大して示す断面説明図で
ある。

【図４】図１の実施例にかわる第３の実施例を示すもの
で、多管式ボイラの水管取付構造を正面より見た断面説
明図である。

【図５】従来の多管式ボイラの水管取付構造を正面より
見た説明図である。

【図６】図５の水管取付構造を上面より見た説明図であ
る。

【符号の説明】

２ 上部ヘッダ ２ｂ 管板 ２ｃ 水管孔 ３ 下部ヘッダ ４ 水管 ４ａ 屈曲部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平４−10204（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の水管４で上下のヘッダ２、３を連
   結した構成の缶体において、前記水管４の少なくとも一
   端部に屈曲部４ａを形成し、この屈曲部４ａを相対する
   前記上部ヘッダ２の管板２ｂに設けた水管孔２ｃの周縁
   部に当接し、前記屈曲部４ａの外面と水管孔２ｃの内周
   面とを溶着したことを特徴とする多管式ボイラの水管取
   付構造。