水管锅炉制造技术

水管锅炉，其中环状配置多个第一水管形成第一水管列，内侧设置燃烧室，第一水管列的一个部分上设置第一开口部，于前述燃烧室内正在进行燃烧反应的气体存在的区域，环状地配置多个冷却水管形成的冷却水管列，在相邻的前述冷却水管之间设置允许正在进入燃烧反应的气体流过的间隙，在前述冷却水管列与前述第一水管列之间设置燃烧反应继续进行的区域，正在进行燃烧反应的气体基本上均匀接触前述各冷却水管。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及直通式锅炉，自然循环式水管锅炉，强制循环式水管锅炉等水管锅炉。水管锅炉是由水管构成锅炉体的锅炉。前述水管锅炉体的结构中，具有以环状配置的多根水管，由环状水管列包围起来的柱形空间构成燃烧室。在该燃烧室内主要以热辐射进行传热，在前述燃烧室的下游侧主要以对流的方式进行传热。近年来，对于这种水管锅炉要求进一步降低NOx和CO。对于降低NOx，在现有的锅炉体上安装低NOx的燃烧器，或安装排放气体再循环装置进行处理，而对于降低CO的排放，通过调整燃烧装置的燃烧状态来处理。但是，随着对环境问题认识的提高，则要求进一步降低NOx和CO的排放。本专利技术要解决的问题，是利用锅炉体和燃烧器本身简化的结构，以便进一步降低NOx和CO。权利要求1所述的本专利技术，其特征为，按环状配置多个第一水管形成第一水管列，在该第一水管列内侧设置燃烧室，在前述第一水管列的一个部分上设置第一开口部，在前述燃烧室内存在正在进行燃烧反应的气体的区域，环状地配置多个冷却水管形成冷却水管列，在相邻的前述冷却水管之间设置允许正在进行燃烧反应的气体流通的间隙，在前述冷却水管列与前述第一水管列之间，设置令燃烧反应继续进行的区域，正在进行燃烧反应中的气体与前述各冷却水管大致均匀地接触。权利要求2所述的本专利技术，其特征为，堵塞预定数量的与前述第一开口部对向的前述间隙。权利要求3所述的本专利技术，其特征为，靠近前述第一开口部的前述间隙的宽度小于远离前述第一开口部的前述间隙的宽度。权利要求4所述的本专利技术，其特征为，指向前述燃烧配置的前述燃烧器的中心与前述冷却水管列的中心相对，向远离前述第一开口部的方向偏心。权利要求5所述的本专利技术，其特征为，令指向前述燃烧室配置的燃烧器的轴线向远离前述第一开口部的方向倾斜。权利要求6所述的本专利技术，其特征为，前述冷却水管列由多个水管列构成。进而，权利要求7所述的本专利技术，其特征为，在前述第一水管列的外侧环状地配置多个第二水管，形成第二水管列，在该第二水管的一部分上设置第二开口部，在前述第一水管列与第二水管列之间设置气体通路。附图说明图1是本专利技术的第一实施例的纵剖面说明图。图2是沿图1的II-II线截取的剖面说明图。图3是本专利技术的第二实施例的说明图，它是示意地表示冷却水管配置例子的横剖面说明图。图4是本专利技术的第三实施例的说明图，它是示意地表示冷却水管配置例子的横剖面说明图。图5是本专利技术第四个实施例的说明图，是示意地表示冷却水管配置例子的横剖面图。图6是本专利技术的第五实施例的说明图，是示意地表示燃烧器配置例子的横剖面图。图7是本专利技术的第六实施例的说明图，是示意地表示燃烧器配置例子的纵剖面说明图。图8是本专利技术的第七实施例的说明图，是表示气体通路的结构的横剖面说明图。本专利技术作为多管式水管锅炉加以实施，除适用于蒸汽锅炉及热水锅炉之外，也适用于加热载热体的载热体锅炉等。通过环状地配置多个第一水管，构成第一水管列，于该第一水管列的内侧形成燃烧室。在前述第一水管列的一部分上，设置第一开口部。该第一开口部，除制成在周向具有适当宽度的单一开口部之外，还可分割开来设置多个开口部，在开口部之间设置一根或两根前述第一水管。在前述燃烧室存在正在进行燃烧反应的气体的区域内，环状地配置多个冷却水管，构成冷却水管列。在相邻的前述冷却水管之间，形成允许正在进行燃烧反应的气体流通的间隙。前述正在进行燃烧反应的气体，会含有火焰，是正在产生燃烧反应的处于最高温度的气体。即，前述冷却水管配置在火焰中，与火焰接触。在前述冷却水管列与前述第一水管列之间，设有燃烧反应继续进行的区域。在前述燃烧室内，由于正在进行燃烧反应的气体流向前述第一开口部，与靠近前述第一开口部的前述冷却水管接触的正在进行燃烧反应的气体量增多，而与远离前述第一开口的前述冷却水管接触的正在进行燃烧反应的气体量减少，而本专利技术的水管锅炉，则如下面所述，正在进行燃烧反应的气体相对于前述各冷却水管大致上均匀接触。首先，说明前述冷却水管的配置方法。在前述冷却水管的前述间隙中，将预定数量的面对前述第一开口部的前述间隙堵塞。此外，在前述冷却水管的前述间隙中，靠近前述第一开口部的前述间隙的宽度小于远离前述第一开口部的前述间隙的宽度。利用这种结构，抑制正在进行燃烧反应的气体走捷径流向前述第一开口部使正在进行燃烧反应的气体与前述各冷却水管基本上均匀地接触。其次，对指向前述燃烧室的燃烧器的配置方法进行说明。使前述燃烧器的中心相对于前述冷却水管到中心向远离前述第一开口的方向偏心。此外，使前述燃烧器的轴线向远离前述第一开口部的方向倾斜。通过这样配置，抑制正在进行燃烧反应的气体由于前述冷却水管的配置而造成不均匀的扩散，使正在进行燃烧反应的气体基本上均匀地与前述各冷却水管接触。下面详细说明在前述燃烧室内正在进行燃烧反应的气体流及其反应。在前述燃烧室内由于燃料的燃烧所发生的正在进行燃烧反应的气体，被前述冷却水管冷却，温度降低抑制热NOx的生成。由于正在进行燃烧反应的气体流过前述冷却水管的前述间隙，与前述冷却水管的整个表面接触冷却。如用Zeldovich机理所说明的那样，燃烧反应温度越高，热NOx的生成速度显著加快，其生成量越大，而燃烧反应温度越低，其生成速度显著降低，其生成量减少，特别是当燃烧反应温度在1400℃以下，热NOx的生成速度显著减馒。因此，按照使其燃烧反应温度在1400℃以下的方式来设定前述冷却水管的条数及传热面积。当用多个水管列构成前述冷却水管列时，单位空间的传热面积增大，可提高因冷却而降低NOx生成量的效果。通过前述冷却水管之间的间隙的正在进行燃烧反应的气体，在前述冷却水管列与前述第一水管列之间的区域内，继续进行燃烧反应，进行CO，HC等燃烧反应的中间生成物和燃料中未燃烧部分的燃烧反应。由于残留在正在进行燃烧反应的气体中的CO被氧化成CO2，所以从锅炉中排放的CO量减少。如上面所述，通过令正在进行燃烧反应的气体与前述各冷却水管基本上均匀接触，在前述各冷却水管中，通过冷却可获得基本上均匀地降低NOx的效果。从而，可以防止在冷却不均匀的情况下所产生的那种因冷却不足使NOx的量增大以及因过度冷却造成的CO生成量的增大。在前述第一水管外侧，环形地配置第二水管列是优选实施方案。在前述第一水管列和第二水管列之间形成气体通路，在前述第二水管列的一个部分上设置第二开口部。该第二开口部和前述第一开口部一样，除单一的开口部外，也可由多个开口部构成。在前述燃烧室内，进行辐射传热和对流传热。燃烧反应基本结束的气体从前述第一开口部流入前述气体通路，在前述气体通路中，主要进行对流传热。通过设置前述第二水管列，可增大传热量。燃烧反应结束的气体，从前述第二开口部排向外部。下面参照图1和图2，说明将本专利技术应用于多管式直通锅炉的第一实施例。图1是本专利技术的第一实施例的纵剖面说明图，图2是沿图1的II-II线的横截面说明图。锅炉的炉体具有按预定距离隔开设置上部集流管2和下部集流管3。在这些上部集流管2和下部集流管3外周之间，配置外壁4。在前述上部集流管2和前述下部集流管3之间，环状地配置多根(在第一实施例中为29根)第一水管5。这些第一水管5构成环状的第一水管列6，前述各第一水管5的上下端部分别连到前述上部集流管2和前述下部集流管3上。该第一水管列6，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
水管锅炉，其特征为，环状配置多个第一水管５形成第一水管列６，于该第一水管列６的内侧设置燃烧室９，在前述第一水管列６的一个部分上设置第一开口部７，在前述燃烧室９内于正在进行燃烧反应的气体存在的区域环状地配置多个冷却水管，形成冷却水管列１１，在相邻冷却水管１０之间设置允许正在进行燃烧反应的气体流通的间隙１２，在前述冷却水管１１与前述第一水管列６之间设置燃烧反应继续进行的区域１３，正在进行燃烧反应的气体均匀地与前述各冷却水管接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田洼升，田中孝典，
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]