JPS6222959A - 放射加熱形水系用ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放射加熱形水系用ボイラ特にその円筒構造に係
る。

〔従来の技術〕

本出願人が共同出願人である先行技術の米国特許第４．
４４２．１９９号において（放射加熱形水系用ボイラ）
円筒状殻を有し、その中にガスを燃焼させる燃焼要素が
間怠的に配置された熱交換器をもっている放射加熱形水
系用ボイラが開示されている。

この燃焼要素はガス／空気混合物のごとき熱源に連通さ
れ、この熱源は該燃焼要素内で着火され、この着火され
たガスは該燃焼要素を連通して包囲している中空の殻の
中へ行く。該燃焼要素の周りの隙間の位置にらせん状に
巻かれた管が配置され、それを通って水がポンプで送ら
れ、この水は該燃焼要素から放射される熱を吸収する。

本出願人による出廓番号第４３０．３８８号の同日出願
には、改良されたボイラ構造が開示され、それでは内方
殻が波型の壁として形成され、それにより水に対するら
せん状径路及び該放射熱源に対する類似の反対方向径路
が画定されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらの構造は既知の熱交換器装置より高度に効果的で
あり一層効率が大きいが、数個の欠陥が充分に打破され
ていない。例えば、らせん状に巻かれた管又は波型の内
方殻を使用しても、依然として高いコスト、複雑な構造
、及び組立及び修理に要する労力の大きいことはさけら
れない。

よって本発明の目的は、放射加熱形水系用ボイラに使用
する丸ボイラを提供するにあって、今日迄知られたもの
に比較して構造簡単かつ改良された作用効率を与えるも
のを提供するにある。

また本発明の特別の目的は放射加熱形水系用ボイラに使
用する丸ボイラであって、容易に入手し得るか及び／又
は容易に生産し得る部品より形成することができ、かつ
容易に分解組立のできるものを提供するにある。

これらの目的並びに他の目的、特徴及び利益は好適なし
かしながら例として示す実施例の次の開示から一層充分
に説明しよう。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、放射加熱形水系用ボイラは一対の間怠
的に配列された両端の開放された押出し形成の円筒殻を
有し、対向している内部壁は滑らかでありかつそれらの
間に流体を保持するための室を画定している。この室へ
の入口が該外方殻の一端を通って伸びそして出口がその
他端から伸びている。これら二つの殻の間に、がっ各般
の壁に当接して連続したらせん状に配置されたワイヤが
ある。このワイヤ一端から他端へ伸び、がっ該流体室内
に該入口から出口までのらせん状通路を画定する。百般
の間に形成された室の両端は、それぞれ取外し自在のキ
ャップにより閉じられ、これらのキャップは百般の両端
を収容する環状凹部を具備し、またもって同様に百般の
同軸配置を固定維持する。キャップは殻に取外し自在の
クランプ金具により保持される。

燃焼要素は、その一端はキャップを通って内方殻内に伸
張しかつガス／空気混合物のごとき燃料源に連通し、こ
の燃料源は燃焼要素内で着火されて燃焼要素から外方へ
熱放射を生ずる。好ましくは、この熱交換器は、燃焼要
素に対向して中心軸に沿って配列された栓の形状のガス
冷却即ち排気要素を具備する。これらの同芯殻の対向し
ていない表面は、熱交換を強化しかつ栓を定位置に保持
するためリブ、縦みぞその他類似品を具備してよい。

〔実施例〕

以下本発明を実施例につき図面を参照しながら一層詳細
に説明しよう。

第１及び２図において、本ボイラは相互に間怠的に隔置
されている外方円筒殻（１２）及び内方円筒殻（１４）
より形成される。全体として（１０）であられすボイラ
である。

第４図において、百般の両端は環状上方キャンプ（２０
）及び下方キャップ（２２）にそれぞれ形成されている
環状スロット（１６ａ）、（１６ｂ）及び（１８ａ　）
　、　　（１８ｂ　）の中に固定され、これらのスロッ
トは内方殻（１４）を外方殻（１２）に対して固定位置
に保持し、もってこれら百般の間にその全長に亘って密
閉された環状室（２４）を画定し、その中に加熱される
べき水が位置する。

上方及び下方キャップ（２０）及び（２２）はバンドク
ランプ（２６）により百般を流体密関係に固定する。こ
のバンドクランプ（２６）は、外方殻の端に沿う周溝（
２８）及びキャンプの傾斜している端（３０）に嵌入す
る■形横断面をもっている。このバンドクランプ（２６
）はその両端（３２）をボルト（３４）によって引張る
ことによって締め付けられる。上方及び下方クランプは
同一であるので互換性がある。ボイラを修理のために取
外すべきときは、このボルトは容易に緩められてキャン
プを単純に除去することができる。キャップと殻の間に
必要な圧力シールは、単純なＯ−リングシール（３６）
であり、スロット（１６ａ　）　、　　（１６ｂ　）　
。

（１８ａ　）　、　　（１８ｂ　）の中に置かれる。

殻（１２）及び（１４）の対向している内壁の間には細
長い連続したらせん巻きのワイヤ（３８）がしっかり保
持される。このワイヤ（３日）は固定配置を維持するよ
うな堅牢性をもちかつワイヤが百般の両表面と同時に当
接するような直径をもっている。その結果、ワイヤは該
内部室（２４）の壁とでボイラの一端から他端まで流体
が流れるためのらせん状通路を形成する。通路は第１図
において矢印（Ａ）で示す。

外方殻（１２）の下方端に近い部分を通って冷却水を導
入するための入口（４０）が、そしてその上方端に近い
部分を通って加熱された水のための出口（４２）が設け
られる。

入口首部（４６）をもっている多孔質の燃焼要素（４４
）が内方殻（１４）内の中央空間位置に適宜取付けられ
る。燃焼要素の首部（４６）は、上方キャップ（２０）
の中央孔（５２）を取囲む肩（５０）の上に座っている
フランジ状の板（４８）の中にかしめつける。該フラン
ジ状板（４８）がしっかりシートするように導管フィッ
ティング（５４）がキャンプ（２０）の頂端に取付けら
れ、このフィッティング（５４）は燃焼ガス源（図示せ
ず）と連通され、燃焼ガスは加圧されて矢印Ｂの方向に
燃焼要素（４４）の中へそしてその壁構造の多孔を押通
されて燃焼ガスはそこから放射状に放出される。図示の
ごとく、導管フィンティング（５４）は少なくともボル
ト（５６）によりキャップ（２０）に固定され、そして
適当なシール（５８）が首部（４６）の周りに間装され
もってガス／空気又は燃焼生成物の漏洩に対してシール
する。このようにして、キャンプ（２０）　。

燃焼要素（４４）　、入口ダクト及び導管フィッティン
グ（５４）は一体の組立体として形成されるので組合さ
れた状態で取外すことができる。一方、ボルト（５６）
のみを取外すことにより、導管フィンティング（５４）
は除去されるので、シール（５８）及び燃焼要素（４４
）は、殻（１２）　、　　（１４）及び／又はキャップ
（２０）の組立を乱すことなく、孔（５２）を通って外
へ持上げて取出すことができる。

室（２４）の内外にある殻（１２）及び（１４）の表面
形状は飄界的でなく、平坦でよいが内方殻（１４）の最
も内側の表面を、改良された熱伝達表面を与えるように
複数個の縦方向に平行な縦みぞ（６０）を持つように形
成するときには増大された熱伝導が得られることが判っ
た。この縦みぞ（６０）は、特に燃焼要素（４４）及び
栓（６６）の頂部近辺の領域を黒色被覆するか陽極地理
を行う。これは放射熱吸収率を大いに増加する。外方殻
の最も外方表面は縦方向に伸びているボス（６４）を具
備する。

このボス（６４）は強度を増しかつバンドクランプ（２
６）の取付は手段を与え及び入口及び出口（４０）及び
（４２）を設ける。この構造はすべての溶接を省略する
。このボイラの殻（１２）及び（１４）に対する好まし
い構造はアルミニウムその他による押出し構造である。

キャップ（２０）及び（２２）は鋳物でよい。

セラミック又は金属材料より成る栓（６６）が内方殻の
内部に位置する。この栓は内方殻内に、縦みぞ（６０）
の端に対ししっかりと圧力はめされ、下方端即ち燃焼要
素とは反対の遠い端から上方へと伸びている。この栓は
排気ガスの放火性芯が内方殻から急速に逃げ出るのを防
ぐ。下方キャップ（２２）は排気出口（６８）を具備す
る。栓（６６）は排気ガスの逃げ出るのを調整する一方
、同時に該熱ガスと該縦みぞ（６０）と栓（６６）によ
り形成されている個々の縦みぞ熱伝達チャンネル（１０
０）間の非常に効果的な熱伝達を可能とする。この効果
はボイラの寸法を小さくする。セラミック栓が使用され
るとき、該放火性のガスは栓自身を熱くかつ白熱とし、
内方殻の熱に加わる。このガスは栓の周りを通過すると
き冷却されそして下方キャップ（２２）の出口（６８）
を通過して外へ出る（矢印（Ｃ））。

ボイラ水と放火性ガスの流は向流である。

上述の構造は本出願人の先行特許及び同日出願に記載の
構造と相違するが熱交換器の基本作用はＩＪｆ（ＩＩで
あるので、燃焼要素、栓、及び水流のこれ以上の詳細は
、これらの開示を参照すれば当業者には明らかであろう
。外方殻（１２）及び縦みぞ付き内方殻（１４）の形状
はまた、水流及びガス／空気混合物を燃焼要素（４４）
へ提供するブロワに対する圧力要件を減少し、これは該
先行特許と対比するとき、運転費及び製造費を減少する
という追加の利益を与える。

上記出願人の先行特許及び同日出願に記載され理解され
るごとく、燃焼要素（４４）の作用は、燃焼ガスを着火
しその結果燃焼要素（４４）の周表面又はその近くに、
多孔質物体の白熱によりあられれる燃焼反応が生ずる。

その結果、放射状に流れる排気ガスが、高温となり、そ
れにより、室（２４）内の水のごとき流れている熱交換
流体への熱伝達が行われる。

上述のごとく、本発明は先行装置とは異なり、二重殻熱
交換器を提供するものであり、内方及び外方殻は共に両
端開放形状の単一金属管である。

第４図により明らかなごとく、作用中は、流体の流速は
、内方及び外方殻間に形成されている室全体が内方殻の
外方表面と接触して流れかつ、該全表面を介して熱伝導
を行っている流体で充堪されるような流速になることが
判るであろう。室（２４）内に含まれる流体の柱の断面
及び厚さは、比較的小さいので、内方殻からの熱伝導は
全く迅速でありかつ室（２４）内の水全体はいつでも熱
伝達を受ける。

作用中は、加熱されるべき水はらせん流パターンをとり
、それにより断熱境界層の影響を減少し、かつ高い熱伝
達を与える。

このボイラは、外方殻の外方表面に当接している断熱層
及び装飾包囲ハウジングの中に包囲してもよい。

本発明の範囲を進展することなく上に記載し図示した実
施例から各種の変形修正を行い得ることは云うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るボイラの長さ方向の部分断面図；
第２図は第１図のボイラの２−２線方向より見た平面図
；第３図は第１図のボイラの３−３線に沿った横断面図
；そして第４図は第１図のボイラの４−４線に沿った縦
断面図。図において、（１０）はボイラ、（１２）は外
方殻、（１４）は内方殻、（１６ａ）　、　　（１６ｂ
）　、　　（１８ａ）　、　　（１８ｂ）はスロット、
（２０）　、　　（２２）はキャンプ、（２４）は室、
（２６）はバンドクランプ、（３６）は０−リングシー
ル、（３８）はワイヤ、（４０）は入口、（４２）は出
口、（４４）は燃焼要素、（４６）は首部、（４８）は
フランジ板、（５０）は肩、（５２）は中央孔、（５４
）は導管フィッティング、（５８）はシール、（６０）
は縦みぞ、（６４）はボス、（６６）は栓、（６８）は
排気出口、（１００）はチャンネルである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、同芯配列された一対の外方及び内方の両端開放円筒
   形殻でその間に水を保持する室を画定するもの；上記一
   対の円筒形設の各端を閉じかつそれに取外し自在に固定
   されるキャップ；該外方殻の一端を通って伸びて水を上
   記室に供給するための入口及び他端において上記室から
   水を吐出するための出口；上記他端から該内方殻の中へ
   伸びて上記内方殻に対して外方へと放射している熱源を
   与える燃焼要素；上記両殻の間に配列され各壁と当接し
   て上記室を上記入口から上記出口に至る連続したらせん
   通路に分割している、連続している細長いらせん巻きワ
   イヤ；及び上記燃焼要素から上記両殻の間の上記室の中
   へ流入している水への熱伝達を容易とするための上記内
   方殻の内部表面上を縦方向に伸びている複数個のリブを
   有することを特徴とする放射加熱形水系用ボイラ。 ２、貫流する上記熱源の排気を調整するため上記内方殻
   の該一端に配列された多孔栓を有し、上記栓が上記内方
   殻の該リブを強制的に嵌合されて保持され、そして上記
   一端にあるキャップを通って伸びている出口を有する特
   許請求の範囲第１項記載の放射加熱形水系用ボイラ。