
【機】 takuma's boiler
cropland; farmland; field
bear; Bruin
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【醫】 F.; feature; formula; Ty.; type
boiler
【化】 boiler
田熊式鍋爐(Tiankuang-type Boiler)是20世紀初期由日本工程師田熊常吉(Tsunekichi Takuma)研發的一種改良型水管鍋爐,屬于自然循環式鍋爐的範疇。該鍋爐通過優化水管布局和燃燒室結構,顯著提升了熱效率與蒸汽壓力穩定性,曾在東亞工業領域廣泛應用。
核心結構與原理
其設計特點包括采用多組彎折水管形成循環回路,并配置分集箱結構(divided header system),實現水汽分離和循環加速。燃燒室采用階梯式爐排設計,燃料燃燒後熱量通過輻射和對流方式傳遞至水管,加熱内部介質生成高壓蒸汽。相較于傳統火管鍋爐,其熱效率提升約15%-20%。
曆史影響與技術革新
田熊常吉于1912年獲得該鍋爐的專利,其分集箱技術被收錄于《日本工業技術史》(日本機械學會,1935年)。該設計推動了中國、韓國等地的紡織與化工行業能源設備升級,上海鍋爐廠1950年代曾仿制該型號。
現代關聯性
雖然田熊式鍋爐已逐步被強制循環鍋爐取代,但其分集箱原理仍影響ASME鍋爐标準中水管布局規範。英國機械工程師協會(IMechE)2020年發布的《鍋爐技術演進報告》将其列為20世紀十大經典工業鍋爐設計之一。
田熊式鍋爐是由日本發明家田熊常吉于1912年設計的一種自然循環式水管鍋爐,其核心創新在于借鑒人體血液循環原理,實現了鍋爐熱效率的大幅提升。以下是詳細解釋:
設計原理
田熊常吉通過對比人體血液循環模型與鍋爐結構,将動脈、靜脈、心髒瓣膜等生物系統等值變換為工程部件。例如:
技術突破
該鍋爐采用“自然循環”設計,通過水流和蒸汽的自發循環,減少能量損耗,熱效率比傳統鍋爐提高約10%。其煙筒狀集水器結構優化了熱量分布,成為20世紀上半葉工業鍋爐的經典設計。
應用與影響
背景補充:田熊常吉因此發明入選“日本十大發明家”,其設計思想被收錄于創新方法論“等值變換法”案例庫,成為工程學經典參考。
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