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熱源設備であるボイラの仕組み

熱源設備には、「冷やす」を中心とした冷凍機だけでなく、「暖める」を中心としたボイラもあります。
今回はボイラについて整理していきたいと思います。

そもそもボイラとは何かというと、大きな工場や病院、ホテルなどで利用される温水暖房や給湯を作る熱源装置になります。
仕組みとしては、やかんに水を入れてガスコンロで沸騰させるイメージです。そこで出てくる水蒸気やお湯の熱を使って給湯に使ったり、暖房に使ったりします。ボイラにもいくつか種類があります。

1.鋳鉄製ボイラ: セクションごとに分割して搬入や修理ができる鋳鉄製のボイラ。寿命は長いが強度は弱い。

2.丸ボイラ: 内部に石炭を焚く炉筒や煙管がある円筒形のボイラー。水を満たした鋼鉄製の筒を主体にしてつくられています。
 2-1.炉筒煙管ボイラ: 円筒形をしたボイラ。水を満たした筒に煙管を設け、そこに燃焼ガスを通して水を熱します。保有水量が多い為、負荷変動に強くホテルなどでも多く使われます。
 2-2.立ボイラ: 縦型の水缶に炉を設けたボイラ。効率が低くメンテも大変ですが、据え付け面積が小さく移動用(船など)や小工場用として普及しました。(今は主流ではありません。)

3.水管ボイラ: 多数の水管で繋いだボイラ。ボイラ水循環方法によって強制循環式や自然循環式、貫流式に分かれます。
 3-1.貫流ボイラ: 管で構成されるボイラ。管の一方から水を入れ、ガスバーナーで加熱、もう一方から蒸気を取り出します。ボイラ水が循環せずに、大きなドラムも無い為、コンパクトです。ボイラ技士の資格も必要ないのが特徴です。

ボイラの種類は、上記のように材料によって大きく「鋳鉄」製か「鋼鉄」製かの2種類に分かれます。

そして、鋼鉄製ボイラは構造によって、更に「丸ボイラ」と「水管ボイラ」の2種類に分かれます。丸ボイラと水管ボイラの大きな違いは、丸ボイラはドラム缶に入った水を直接温めるイメージで、水管ボイラはドラム缶とドラム缶を繋いだ管に入っている水を温めるイメージです。

水管ボイラの良さは管に入った水を温める為、直ぐに温めることができ、少量の場合には即対応が可能です。ただ、同時に大量に使われてしまうような負荷変動に弱い部分があります。丸ボイラの方が直ぐに全体を温めることは苦手ですが、負荷変動には強くなります。

丸ボイラの中には、「立ボイラ」や「煙管ボイラ」、「炉筒煙管ボイラ」、「炉筒ボイラ」があり、水管ボイラの中には、「自然循環式ボイラ」や「強制循環式ボイラ」、「貫流ボイラ」があります。

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