
【机】 takuma's boiler
cropland; farmland; field
bear; Bruin
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【医】 F.; feature; formula; Ty.; type
boiler
【化】 boiler
田熊式锅炉(Tiankuang-type Boiler)是20世纪初期由日本工程师田熊常吉(Tsunekichi Takuma)研发的一种改良型水管锅炉,属于自然循环式锅炉的范畴。该锅炉通过优化水管布局和燃烧室结构,显著提升了热效率与蒸汽压力稳定性,曾在东亚工业领域广泛应用。
核心结构与原理
其设计特点包括采用多组弯折水管形成循环回路,并配置分集箱结构(divided header system),实现水汽分离和循环加速。燃烧室采用阶梯式炉排设计,燃料燃烧后热量通过辐射和对流方式传递至水管,加热内部介质生成高压蒸汽。相较于传统火管锅炉,其热效率提升约15%-20%。
历史影响与技术革新
田熊常吉于1912年获得该锅炉的专利,其分集箱技术被收录于《日本工业技术史》(日本机械学会,1935年)。该设计推动了中国、韩国等地的纺织与化工行业能源设备升级,上海锅炉厂1950年代曾仿制该型号。
现代关联性
虽然田熊式锅炉已逐步被强制循环锅炉取代,但其分集箱原理仍影响ASME锅炉标准中水管布局规范。英国机械工程师协会(IMechE)2020年发布的《锅炉技术演进报告》将其列为20世纪十大经典工业锅炉设计之一。
田熊式锅炉是由日本发明家田熊常吉于1912年设计的一种自然循环式水管锅炉,其核心创新在于借鉴人体血液循环原理,实现了锅炉热效率的大幅提升。以下是详细解释:
设计原理
田熊常吉通过对比人体血液循环模型与锅炉结构,将动脉、静脉、心脏瓣膜等生物系统等值变换为工程部件。例如:
技术突破
该锅炉采用“自然循环”设计,通过水流和蒸汽的自发循环,减少能量损耗,热效率比传统锅炉提高约10%。其烟筒状集水器结构优化了热量分布,成为20世纪上半叶工业锅炉的经典设计。
应用与影响
背景补充:田熊常吉因此发明入选“日本十大发明家”,其设计思想被收录于创新方法论“等值变换法”案例库,成为工程学经典参考。
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