シンブルチューブボイラー
.png)
シンブルチューブボイラーは蒸気ボイラーの一種で、通常は補助ボイラーまたは熱回収ボイラーとして使用されます。垂直に設置されるため、水管ボイラーの一種とみなされます。
説明
このボイラーの特徴は「シンブルチューブ」です。これは短い水平水管で、片端が閉じられ、先細りになっています。そのため、同じく片端が閉じられた管を使用するフィールドチューブボイラーに似ていますが、重要な違いがあります。フィールドチューブボイラーは下向きの垂直管を使用し、この管にも内部管があります。この追加の管によって、流れは中央の冷たい下降流と、外側の温水と沸騰蒸気の上昇流に分離されます。シンブルチューブではこのような分離は起こらず、沸騰は管に沿って前後に流れるランダムなプロセスです。
シンブルチューブボイラーはトーマス・クラークソンの実験を経て開発され、現在でもクラークソン社が製造元として深く結びついています。[ 1 ]他のメーカーも少量生産していました。ニューカッスル・アポン・タインのニーヴン社は、クラークソンが製造を開始してから数十年後の1935年に、比較的小規模な改良で特許を取得しました。[ 2 ]
沸騰はランダムであるため、ボイラーの蒸発能力と最高炉温はどちらも制限されます。しかし、ボイラーは小さな容積で広い加熱面積を確保でき、その面積に比べて建設コストが比較的低く、清掃も容易です。そのため、このボイラーは主に一次蒸気発生器としてではなく、二次サービスやホテルサービス、特に船上サービスを支える ドンキーボイラーとして利用されることが一般的でした。
これらのボイラーは、直火ボイラーよりも低い温度で運転できるため、大型船舶ディーゼルエンジンの排気熱を利用する熱回収ボイラーとしても主に使用されました。中には、航行中は排気ガスで加熱し、港湾内では重油で加熱する 複合ボイラーとして装備されたものもありました。
工事
シンブルチューブボイラーは、沸騰流を変化させるために水平方向のチューブを必要とするため、ボイラー本体は垂直構造となっている。大半のボイラー本体は中央に大きな垂直の煙道を備え、周囲のウォータージャケットからシンブルチューブが煙道内に突出している。これらのシンブルチューブは鋼鉄の深絞り成形によって形成される。この成形法はビクトリア朝時代には存在しなかったが、後に安価な生産手段となった。高温のガスはボイラー本体の下から流入し、上部から流出する。チューブ上のガスの流れを改善するため、一連の水平ディスクがロッドまたはチェーンで中央空間に降ろされ、ガス流をチューブ上を放射状に外側へ押し出す。[ 2 ]これらの内側を向いたシンブルの清掃は困難を極める。1954年にクラークソンズが取得した特許には、中央煙道にアクセスするためのスライド式シャッターを外側に備えたボイラー本体が記載されている。[ 3 ]
別の形態では、中央の水タンクに外向きのシンブルが取り付けられ、その周囲を乾燥した金属板のケーシングで囲まれていました。ケーシングを通じた熱損失のため効率はやや劣りましたが、管の清掃が容易でした。これらは、汚れた排ガスを処理する産業用熱回収に使用されました。シンブル管の小さな欠点は、シンブルの外側の火側は清掃しやすいものの、内側の水側は清掃が困難、あるいは不可能であることです。ここにスケールが蓄積すると、不可能になる前に「卵の殻の厚さ」まで除去する必要があります。[ 4 ]
ボイラーが複合燃焼用に配置されていた場合、中央煙突版は石油燃焼で使用されました。燃料ボイラーには、循環を改善するために、より従来的な形状の垂直水管が含まれることもありました。[ 1 ]一般的な垂直交差管ボイラーの場合のように、交差管が存在することさえありました。[ 3 ]船舶用の一般的な形式には、内側と外側の両方の煙突があり、それぞれに別々のガス回路がありました。内側の煙突は石油燃焼に使用され、外側は排熱回収に使用されました。[ 5 ]これにより、石油燃焼煙突への排気の逆流の問題が回避されました。船舶用の別の複合形式では、2 つのボイラーが使用されました。1 つは中央煙突を備えた最小限の形式で、ディーゼル エンジンの消音エコノマイザとして使用され、もう 1 つは純粋な石油燃焼の中央煙突ボイラーとして使用されました。[ 6 ]エコノマイザは、（通常高い位置に取り付けられるため）給水加熱器としてポンプ循環で使用されました。このシステムは、バナナボートや客船 などの加熱貨物など、港にいるときでも大量の蒸気が必要な場所で使用されました。
典型的なボイラーは直径7フィート（2.1メートル）、高さ18フィート（5.5メートル）です。
アプリケーション
主な用途は、初期のディーゼルエンジン船から今日に至るまでです。蒸気ウインチやクレーンから家庭用暖房、燃料油としてのバンカーオイルの加熱に至るまで、多くの船舶システムは、このような補助ボイラーによって生成された蒸気を使用しています。
シンブルチューブボイラーを直接燃焼発電機として使用した稀な例は、1920年にレイランド社の蒸気貨車に取り付けた実験である。 [ 7 ] [ 8 ]このコークス燃焼ボイラーは直径2フィート（0.61メートル）、高さ2.75フィート（0.84メートル）で、128本の管を備えている。[ 7 ]翌年、クラークソン社はオリンピアの商業自動車展示会で自社製の3トン蒸気貨車を出展した。[ 9 ]
参考文献
- ^ a b Flanagan, GTH (1990). 「第2章 補助ボイラー」 .船舶用ボイラー（第3版）. Butterworth-Heinemann. pp. 12– 14. ISBN 0750618213。
- ^ a b US 2047881、ニヴン、ウィリアム・ジョン、「シンブルチューブボイラー」、1936年7月14日発行
- ^ a b GB 705595、Spurr、Samuel William、「シンブルチューブボイラーの改良」、1954年3月17日発行、Clarkson Thimble Tube Boiler Co. に譲渡。
- ^ミルトン、JH (1961) [1953]. 「第2章 補助ボイラー」.船舶用蒸気ボイラー（第2版）. ロンドン: ニューネス. p. 137.
- ^ミルトン『船舶用ボイラー』 125、136～137ページ。
- ^ミルトン『船舶用ボイラー』 123ページ。
- ^ a b「シンブルチューブボイラーへの改造」コマーシャル・モーター誌、1923年8月28日。
- ^ 「シンブルチューブボイラー：ユーザーの経験」コマーシャルモーター誌、1923年11月13日。
- ^「商業モーター博覧会」『エンジニア』誌、432ページ、1921年10月21日。
