水管锅炉制造技术

一种水管锅炉，对面向气体通路的传热面进行整体改进，将传热面结构分成三段，有效地提高锅炉效率，同时实现炉体的细小化。包括环状的第一水管列和环状的第二水管列，在第一水管列的外侧配置第二水管列，同时在第一水管列的内侧设置燃烧室，在上述两水管列之间形成从上述第一开口部至上述第二开口部的气体通路，面向该气体通路的传热面沿气体的流向从上游侧起为高温区传热面结构、中温区传热面结构和低温区传热面结构。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直通锅炉、自然循环式水管锅炉、强制循环式水管锅炉等水管锅炉的炉体结构。在水管锅炉的炉体结构中，有将数根水管配置成环状而形成内侧水管列，将该内侧水管列的内侧作为燃烧室，再在上述内侧水管列的外侧环状地配置数根水管而形成外侧水管列，在两水管列之间形成气体通路的结构。在上述水管锅炉中，为了提高锅炉的效率，采用了在上述水管中设置散热片以增大传热面积的对策。具体地说，在设置于外侧水管列中开口部附近的指定根数的外侧水管上设置全周散热片，以实现锅炉效率的提高(例如，参照特开平9-133301号公报)。但是，在面向上述气体通路的传热面中，仅改善了上述外侧水管列中一部分的传热面结构。即，上述传热面的结构仅设定成上述外侧水管列的开口部附近和其上游侧的二段。而且，虽然为了防止上述全周散热片的烧坏，上述设置了全周散热片的水管是设置在气体温度降低到指定温度以下的区域，但该区域是上述气体通路全体的下游一侧中有限的区域。因此，未能充分实现传热量的增加。另外，在通过设置上述全周散热片而在一定程度上可达到传热量增加的锅炉中，要想有效地利用设置了全周散热片的水管的传热面全体，还必须下许多工夫。本专利技术要解决的课题是，整体改善面向气体通路的传热面，即，将传热面结构分为三段，与此同时，有效地利用设置了全周散热片的水管的传热面全体，进一步提高锅炉效率，同时实现炉体整体的细小化。本专利技术是为了解决上述问题而提出的，技术方案1所记载的专利技术的特征为，包括由数根水管构成、具有第一开口部的环状的第一水管列和由数根水管构成、具有第二开口部的环状的第二水管列，在上述第一水管列的外侧配置上述第二水管列，同时在上述第一水管列的内侧设置燃烧室，在上述两水管列之间形成从上述第一开口部至上述第二开口部的气体通路，面向该气体通路的传热面沿气体的流向从上游侧起为高温区传热面结构、中温区传热面结构和低温区传热面结构。技术方案2所记载的专利技术的特征为，上述高温区传热面结构中，上述两水管列为由无散热片的水管构成的水管壁结构，上述中温区传热面结构中，至少上述第二水管列为由单侧带有散热片的水管构成的水管壁结构，上述低温区传热面结构中，上述第一水管列为由无散热片的水管构成的水管壁结构，上述第二水管列为相互以指定间隔配置了带有全周散热片的水管的结构。技术方案3所记载的专利技术的特征为，上述高温区传热面结构中，上述两水管列为由无散热片的水管构成的水管壁结构，上述中温区传热面结构中，至少上述第二水管列为由单侧带有散热片的水管构成的水管壁结构，上述低温区传热面结构中，上述第一水管列为由单侧带有散热片的水管构成的水管壁结构，上述第二水管列为相互以指定间隔配置了带有全周散热片的水管的结构。技术方案4所记载的专利技术的特征为，构成上述低温区传热面结构的部分中上述第二水管列为相互以指定间隔配置了数个带有全周散热片的水管的结构，在各带有全周散热片的水管的外侧设置了导向部件。技术方案5所记载的专利技术的特征为，上述导向部件沿上述各带有全周散热片的水管形成凹凸状。技术方案6所记载的专利技术的特征为，上述导向部件的内侧上设置了多个突起。技术方案7所记载的专利技术的特征为，构成上述低温区传热面结构的上述单侧带有散热片的水管的结构为具有以沿其轴向延伸的状态设置的第三散热片，该第三散热片向上述各带有全周散热片的水管之间突出。技术方案8所记载的专利技术的特征为，构成上述低温区传热面结构的上述单侧带有散热片的水管的结构为具有在其轴向上为多段状、并且大致水平设置的平板状第四散热片。根据本专利技术，通过在面向气体通路的传热面结构整体上想办法，将其分为三段的传热面结构，可根据气体温度选择最适合的传热面结构，可有效地提高锅炉效率。而且通过在高温区传热面结构和低温区传热面结构之间设置中温区传热面结构，可在更上游位置降低气体温度，将更上游位置作为起点，设置对传热量的增加效果好的低温区传热面结构。另外，与相同蒸发量的炉体相比，由于可减少水管根数，所以可进一步减小炉体的外径，使其成为细小的炉体。这样，根据本专利技术，可有效地利用带有全周散热片的水管的传热面整体，进一步提高锅炉效率。即，由于在带有全周散热片的水管外侧设置有导向部件，所以在气体沿带有全周散热片的水管外周流动的同时，气体流速也增大，因此可使带有全周散热片的水管的传热面整体发挥作用，进行传热，可有效地提高传热量。附图说明图1为本专利技术中第一实施例的纵剖面说明图。图2为沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的横剖面说明图。图3为本专利技术中第二实施例的横剖面说明图。图4为本专利技术中第三实施例的横剖面说明图。图5为本专利技术中第四实施例的横剖面说明图。图6为放大表示导向部件的第一变形例主要部分的横剖面说明图。图7为放大表示导向部件的第二变形例主要部分的横剖面说明图。图8为放大表示导向部件的第三变形例主要部分的横剖面说明图。图9为放大表示导向部件的第四变形例主要部分的横剖面说明图。以下，对本专利技术的实施形式加以说明。本专利技术是作为多管式的水管锅炉而实施的，除了蒸气锅炉或温水锅炉之外，也适用于加热载热体的载热体锅炉。由数根水管形成环状的第一水管列，在该第一水管列的内侧设有燃烧室。在上述第一水管列的外侧形成由数根水管构成的环状的第二水管列，在该第二水管列和上述第一水管列之间设有气体通路。在上述第一水管列中设置第一开口部，通过该第一开口部连通上述燃烧室和上述气体通路。在上述第二水管列中设置第二开口部，通过该第二开口部连通上述气体通路和烟道。上述气体通路沿气体的流向从上游一侧起根据气体温度依次分成高温区、中温区和低温区，面向上述气体通路的传热面与各温度区相对应地分别被设定成高温区传热面结构、中温区传热面结构和低温区传热面结构。各传热面结构分别被设定成最适合的传热面结构，以便根据气体温度，在考虑了上述各水管的热负荷、上述气体通路的流通阻抗、上述各水管中设置的散热片的烧坏等情况下可获得最大的传热量。即，上述高温区传热面结构中，将上述两水管列设定成由数根无散热片的水管构成的水管壁结构，上述中温区传热面结构中，至少将上述第二水管列设定成由数根单侧带有散热片的水管构成的水管壁结构，上述低温区传热面结构中，将上述第二水管列设定成相互以指定间隔配置了数根带有全周散热片的水管的结构。首先，对上述高温区传热面结构加以说明。由于在上述高温区中流动的气体温度较高，上述高温区传热面结构为上述两水管列均为不设置散热片的无散热片水管，以使水管的热负荷不至过高。由于水管的热负荷不会过高，所以不易附着锅垢，可靠地防止水管烧坏。以下，对上述中温区传热面结构加以说明。上述中温区中，由于在高温区中的传热而气体温度降低，因此由于体积的减小而气体流速降低，因而传热量减小。因此，上述中温区传热面结构是在上述水管的单侧(上述气体通路一侧)上设置散热片，增加一根水管的传热面积，以增加传热量。虽然上述中温区传热面结构中，至少上述第二水管列是由上述单侧带有散热片的水管构成，但当以上述单侧带有散热片的水管构成上述两水管列时，上述中温区中的传热量可进一步增加。其中，上述中温区传热面结构中的上述散热片的结构为从上述水管的周壁向上述气体通路突出的横翅片形状，将平板状的散热片部件设置成大致水平、且在上述水管的轴向上为多段状。当使上述散热片为横翅片形状时，可制成压力损失小的炉体结构，而不会增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水管锅炉，其特征在于：包括由数根水管（３）构成、具有第一开口部（５）的环状的第一水管列（４）和由数根水管（３）构成、具有第二开口部（１０）的环状的第二水管列（９），在上述第一水管列（４）的外侧配置上述第二水管列（９），同时在上述第一水管列（４）的内侧设置燃烧室（７），在上述两水管列（４、９）之间形成从上述第一开口部（５）至上述第二开口部（１０）的气体通路（１２），面向该气体通路（１２）的传热面沿气体的流向从上游侧起为高温区传热面结构、中温区传热面结构和低温区传热面结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：茅原敏广，川上昭典，森松隆史，若江弘一，近藤干太，大久保智浩，田中收，
申请(专利权)人：三浦工业株式会社，株式会社三浦研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]