專利名稱：鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍋爐(多管式貫流鍋爐)。
背景技術(shù)：
以往，已公知有具有罐體的鍋爐，該罐體備有環(huán)形排列的水管組。 在這樣的鍋爐中， 一般來說，在該水管組的中央部配置燃燒器。也就 是說，在這樣結(jié)構(gòu)的鍋爐中，排列成環(huán)形的水管組的中央部起到用于 使從燃燒器供給的燃料燃燒的燃燒室的作用。
另外，在現(xiàn)有技術(shù)的鍋爐中，為了提高在燃燒器中生成的燃燒氣 體的熱回收量，已知有在構(gòu)成水管組的既定的水管上設(shè)置翅片的技術(shù) (例如參照專利文獻(xiàn)l)。
但是，在現(xiàn)有技術(shù)的鍋爐中，存在由于水管上的翅片設(shè)置位置而 導(dǎo)致無法進(jìn)行有效的熱回收的問題。也就是說，存在不能有效利用設(shè) 置在構(gòu)成鍋爐的水管組上的擴(kuò)大傳熱面的問題。另外，視情況而有因 燃燒氣體而變得過熱的翅片上產(chǎn)生裂痕、脫落等的問題。
專利文獻(xiàn)l:日本特開平2-75805號公報

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明正是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而做出的，其課 題是提供具備有效地進(jìn)行熱回收并具有高耐久性的擴(kuò)大傳熱面(翅片 等)的水管組的鍋爐。
本發(fā)明是如下的鍋爐，其包括具有環(huán)形排列的內(nèi)側(cè)水管組和外側(cè) 水管組的罐體、以及配置于上述內(nèi)側(cè)水管組的中央部的燃燒器，其特 征在于，構(gòu)成上述內(nèi)側(cè)水管組的相鄰的內(nèi)側(cè)水管之間，除了設(shè)有氣體 流路的部分以外均被封閉；在上述氣體流路附近的上述內(nèi)側(cè)水管組和 上述外側(cè)水管組的至少一方上，設(shè)有擴(kuò)大傳熱面(例如柱式翅片)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于在溫差變大的區(qū)域即上述氣體流路附近設(shè)置上 述擴(kuò)大傳熱面(例如柱式翅片)，故能夠有效地進(jìn)行熱回收。另外， 若采用柱式翅片作為擴(kuò)大傳熱面，則即使成為過熱狀態(tài)，也難于產(chǎn)生
裂痕、脫落等。而且，根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在內(nèi)側(cè)氣體流路附近設(shè)有擴(kuò) 大傳熱面，從而能夠在早期階段就從燃燒氣體進(jìn)行熱回收，在早期就
降低燃燒氣體溫度，故能夠降低熱NOx的產(chǎn)生。
另外，本發(fā)明的鍋爐，優(yōu)選在上述氣體流路附近的上述內(nèi)側(cè)水管 組和上述外側(cè)水管組上，設(shè)有上述擴(kuò)大傳熱面(例如柱式翅片)；上 述外側(cè)水管組設(shè)有比上述內(nèi)側(cè)水管組更多的上述擴(kuò)大傳熱面(例如柱 式翅片)。
根據(jù)本發(fā)明的鍋爐，在設(shè)置于上述內(nèi)側(cè)水管組中央部的燃燒器中 生成的燃燒氣體通過上述氣體流路、與上述外側(cè)水管組接觸，然后， 在水管組之間(上述內(nèi)側(cè)水管組和上述外側(cè)水管組之間)流通。也就 是說，燃燒氣體與上述外側(cè)水管組接觸的時間更長，根據(jù)該優(yōu)選結(jié)構(gòu) (上述外側(cè)水管組設(shè)有比上述內(nèi)側(cè)水管組更多的上述擴(kuò)大傳熱面的結(jié) 構(gòu))，能夠更有效地對燃燒氣體進(jìn)行熱回收。
而且，本發(fā)明的鍋爐優(yōu)選僅在上述氣體流路附近的上述外側(cè)水管 組上設(shè)置上述擴(kuò)大傳熱面(例如柱式翅片)。
根據(jù)本發(fā)明的鍋爐，如上所述，在設(shè)置于上述內(nèi)側(cè)水管組中央部 的燃燒器中生成的燃燒氣體通過上述氣體流路、與上述外側(cè)水管組接 觸，然后，沿著上述外側(cè)水管組在水管組之間流通。因此，根據(jù)該優(yōu) 選的結(jié)構(gòu)，利用設(shè)置在更多地與燃燒氣體相接觸的上述外側(cè)水管組上 的上述擴(kuò)大傳熱面(例如柱式翅片)，能夠更有效地對燃燒氣體進(jìn)行 熱回收。
此外，本發(fā)明的鍋爐優(yōu)選將上述氣體流路呈環(huán)狀地設(shè)置在上述內(nèi) 側(cè)水管組的一端側(cè)。更具體地說，本發(fā)明的鍋爐優(yōu)選將上述氣體流路 呈環(huán)狀地設(shè)置在上述內(nèi)側(cè)水管組的上端側(cè)或下端側(cè)。
而且，本發(fā)明的鍋爐優(yōu)選在設(shè)置于上述氣體流路附近的上述擴(kuò)大 傳熱面(例如柱式翅片)的下游側(cè)，設(shè)有相對于氣體流傾斜的平板狀 的翅片。
另外，本發(fā)明的鍋爐優(yōu)選將上述平板狀的翅片相對于上述氣體流 的傾斜角度設(shè)為20°~85。(相對于水平方向設(shè)為5。-70°)。
根據(jù)本發(fā)明，能夠得到具備有效地進(jìn)行熱回收并具有高耐久性的 擴(kuò)大傳熱面(翅片等)的水管組的鍋爐。而且，根據(jù)本發(fā)明，能夠得 到實(shí)現(xiàn)低NOx化的鍋爐。


圖l是本發(fā)明的第一實(shí)施例的鍋爐的縱剖面的說明圖。
圖2是沿圖1的II-II線的橫剖面的簡略說明圖。
圖3是沿圖i的ni-ni線的橫剖面的簡略說明圖。
圖4是沿圖1的IV-IV線的橫剖面的簡略說明圖。
圖5是本發(fā)明的第二實(shí)施例的鍋爐的橫剖面的簡略說明圖。
圖6是本發(fā)明的第三實(shí)施例的鍋爐的縱剖面的說明圖。
圖7是沿圖6的VII-VII線的橫剖面的簡略說明圖。
圖8是沿圖6的VIII-VIII線的橫剖面的簡略說明圖。
圖9是沿圖6的IX-IX線的橫剖面的簡略說明圖。
圖IO是本發(fā)明的第四實(shí)施例的鍋爐的縱剖面的說明圖。
圖ll是沿圖IO的XI-XI線的橫剖面的簡略說明圖。
圖12是沿圖IO的XII-XII線的橫剖面的簡略說明圖。
圖13是沿圖IO的XIII-XIII線的橫剖面的簡略說明圖。
圖14是本發(fā)明的第五實(shí)施例的鍋爐的縱剖面的說明圖。
圖15是本發(fā)明的實(shí)施例的燃燒器的縱剖面的說明圖。
圖16是圖15所示的燃燒器的仰視圖。
圖17是本發(fā)明的其它實(shí)施例的鍋爐的縱剖面的說明圖。
圖18是沿圖17的Z1-Z1線的橫剖面的簡略說明圖。
圖19是沿圖17的Z2-Z2線的橫剖面的簡略說明圖。
具體實(shí)施例方式
在對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明之前，先對本說明書中所使用的 術(shù)語進(jìn)行說明。
在本說明書中，在僅稱"氣體"的情況下，氣體是包括燃燒反應(yīng) 中的氣體和燃燒反應(yīng)結(jié)束后的氣體中的至少一方的概念，也可以稱之 為燃燒氣體。也就是說，氣體是包含了下述任一情況的概念，即，既 包括燃燒反應(yīng)中的氣體又包括燃燒反應(yīng)結(jié)束后的氣體的情況、僅包括 燃燒反應(yīng)中的氣體的情況、或者僅包括燃燒反應(yīng)結(jié)束后的氣體的情 況。以下，在沒有特別說明的情況下，指的是同樣的概念。
另外，排氣是指燃燒反應(yīng)結(jié)束或基本結(jié)束了的氣體。而且，在沒
有特別說明的情況下，排氣是指通過鍋爐的罐體內(nèi)部而到達(dá)煙囪部的氣體、以及在罐體內(nèi)循環(huán)的氣體這兩者或其中任一者。 下面，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
首先，本實(shí)施方式的第一形態(tài)的鍋爐，其包括具有環(huán)形排列的內(nèi)側(cè)水管組和外側(cè)水管組的罐體、以及配置于內(nèi)側(cè)水管組的中央部的燃 燒器，其特征在于，構(gòu)成內(nèi)側(cè)水管組的相鄰的內(nèi)側(cè)水管之間，除了設(shè)
有氣體流路的部分以外均被封閉；在氣體流路附近的內(nèi)側(cè)水管組和上 述外側(cè)水管組的至少一方上，設(shè)有擴(kuò)大傳熱面(例如柱式翅片)。
另外，本實(shí)施方式的第二形態(tài)的鍋爐，在第一形態(tài)的結(jié)構(gòu)中，在氣體流路附近的內(nèi)側(cè)水管組和外側(cè)水管組上設(shè)有擴(kuò)大傳熱面(例如柱 式翅片，外側(cè)水管組設(shè)有比內(nèi)側(cè)水管組更多的擴(kuò)大傳熱面(例如柱 式翅片)。
而且，本實(shí)施方式的第三形態(tài)的鍋爐，在第一形態(tài)的結(jié)構(gòu)中，僅 在氣體流路附近的外側(cè)水管組上設(shè)置擴(kuò)大傳熱面(例如柱式翅片。
另外，本實(shí)施方式的第四形態(tài)的鍋爐，在第一形態(tài)至第三形態(tài)中 的任一結(jié)構(gòu)中，氣體流路在內(nèi)側(cè)水管組的一端側(cè)設(shè)置成環(huán)狀。也就是 說，本實(shí)施方式的鍋爐的氣體流路在內(nèi)側(cè)水管組的上端側(cè)或下端側(cè)設(shè) 置成環(huán)狀。
而且，本實(shí)施方式的第五形態(tài)的鍋爐，在第一形態(tài)至第四形態(tài)中 的任一結(jié)構(gòu)中，在設(shè)置于氣體流路附近的擴(kuò)大傳熱面(例如柱式翅片) 的下游側(cè)，設(shè)有相對于氣體流傾斜的平板狀的翅片。
另外，本實(shí)施方式的第六形態(tài)的鍋爐，在第五形態(tài)的結(jié)構(gòu)中，平 板狀的翅片相對于氣體流傾斜的角度優(yōu)選為20°~85° (相對于水平方 向?yàn)?°~70°)。
第一實(shí)施例
下面，根據(jù)附圖來說明本發(fā)明第一實(shí)施例的鍋爐。 圖l是本發(fā)明第一實(shí)施例的鍋爐的縱剖面的說明圖。圖2是沿圖1 的II-II線的橫剖面的筒略說明圖。圖3是沿圖1的III-III線的橫剖面 的簡略說明圖。圖4是沿圖1的IV-IV線的橫剖面的簡略說明圖。
如圖1等中所示，本實(shí)施例的鍋爐1采用具有環(huán)形排列的水管組 的罐體IO、以及配置于這些水管組的中央部的燃燒器40而構(gòu)成。在燃 燒器40的上方位置，設(shè)有將燃燒用空氣供給到燃燒器40的風(fēng)箱50。
罐體IO通過在上部集水管ll和下部集水管12之間立設(shè)多個水管 組(內(nèi)側(cè)水管組20、外側(cè)水管組30)而構(gòu)成。這些水管組20、 30大 致同心地環(huán)形排列，距內(nèi)側(cè)水管組20隔開既定間隔地設(shè)有外側(cè)水管組 30，在內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30之間形成環(huán)形氣體流路60。
在本實(shí)施例中，內(nèi)側(cè)水管組20采用多個內(nèi)側(cè)水管21和笫一縱鰭 板部24而構(gòu)成。各內(nèi)側(cè)水管21以隔開大致均等的既定間隔的狀態(tài)構(gòu) 成環(huán)形。在各內(nèi)側(cè)水管21之間，設(shè)置有以消除相鄰的內(nèi)側(cè)水管21之 間的間隙的方式連接的第一縱鰭板部24。也就是說，在本實(shí)施例中， 通過采用該第一縱鰭板部24而使得內(nèi)側(cè)水管組20以緊密接觸的狀態(tài) 環(huán)形構(gòu)成。
另外，各內(nèi)側(cè)水管21的下端部21a形成縮徑部。在本實(shí)施例的內(nèi) 側(cè)水管組20中，該縮徑的下端部21a周邊的空間起到形成為環(huán)形的內(nèi) 側(cè)氣體流路25 (相當(dāng)于本發(fā)明的"氣體流路")的作用。也就是說， 該內(nèi)側(cè)氣體流路25起到將在內(nèi)側(cè)水管組20內(nèi)部生成的氣體導(dǎo)向環(huán)形 氣體流路60的作用。
在本實(shí)施例中，外側(cè)水管組30采用多個外側(cè)水管31和第二縱鰭 板部34構(gòu)成。各外側(cè)水管31以隔開大致均等的既定間隔的狀態(tài)構(gòu)成 環(huán)形。在各外側(cè)水管31之間，設(shè)置有以消除相鄰的外側(cè)水管31之間 的間隙的方式連接的第二縱鰭板部34。也就是說，在本實(shí)施例中，通 過采用該第二縱鰭板部34而使得外側(cè)水管組30以緊密接觸的狀態(tài)環(huán) 形構(gòu)成。
另外，各外側(cè)水管31的上端部31a形成縮徑部。在本實(shí)施例的外 側(cè)水管組30中，該縮徑的上端部31a周邊的空間起到環(huán)形的外側(cè)氣體 流路35的作用。該外側(cè)氣體流路35起到將導(dǎo)入到環(huán)形氣體流路60內(nèi) 的氣體導(dǎo)向排氣筒卯側(cè)的作用。也就是說，在內(nèi)側(cè)水管組20內(nèi)部生 成的氣體經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25、環(huán)形氣體流路60、以及外側(cè)氣體流路 35而集中到排氣筒90，并經(jīng)由該排氣筒90被排出到罐體10的外部。
在構(gòu)成內(nèi)側(cè)水管組20的各內(nèi)側(cè)水管21上，在下端部21a上設(shè)有多 個第一柱式翅片22 (相當(dāng)于本發(fā)明的"擴(kuò)大傳熱面")。在位于設(shè)有 第一柱式翅片22的部位的下游側(cè)(氣體流的下游側(cè))的內(nèi)側(cè)水管21 上，在其環(huán)形氣體流路60側(cè)設(shè)有多個平板狀的第一翅片23(相當(dāng)于 本發(fā)明的"平板狀翅片")。
另外，在構(gòu)成外側(cè)水管組30的各外側(cè)水管31上，在內(nèi)側(cè)氣體流 路25的附近設(shè)有多個第二柱式翅片32 (相當(dāng)于本發(fā)明的"擴(kuò)大傳熱 面")。在位于設(shè)有第二柱式翅片32的部位的下游側(cè)(氣體流的下游 側(cè))的外側(cè)水管31上，在其環(huán)形氣體流路60側(cè)設(shè)有多個平板狀的第 二翅片33 (相當(dāng)于本發(fā)明的"平板狀翅片")。
也就是說，在本實(shí)施例中，在內(nèi)側(cè)氣體流路25附近的內(nèi)側(cè)水管組 20 (構(gòu)成該內(nèi)側(cè)水管組20的內(nèi)側(cè)水管21)和外側(cè)水管組30 (構(gòu)成該 外側(cè)水管組30的外側(cè)水管31)上，設(shè)有柱式翅片(第一柱式翅片22、 第二柱式翅片32)，在這些柱式翅片的下游側(cè)(氣體流的下游側(cè))設(shè) 有平板狀的翅片(第一翅片23、笫二翅片33)。在本實(shí)施例中，笫一 翅片23和第二翅片33相對于氣體流(垂直方向的流動)成80。的傾斜 角度(相對于水平方向成10。的傾斜角度)地設(shè)置。另外，在本實(shí)施例 中，該平板狀的第一翅片23和第二翅片33的高度優(yōu)選為6mm~12mm 左右。而且，在本實(shí)施例中，所有的平板狀的第一翅片23和第二翅片 33的高度不僅可以相同，也可以根據(jù)需要來改變其高度。例如，可以 將位于下方的平板狀的第一翅片23和第二翅片33的高度設(shè)為6mm， 將位于上方的平板狀的第一翅片23和第二翅片33的高度設(shè)為12mm。 也就是說，下方的翅片(橫鰭板)從水管外周面延伸的長度比上方的 翅片(橫鰭板)從水管外周面延伸的長度短。
并未特別限定構(gòu)成本實(shí)施例的鍋爐1的燃燒器40的結(jié)構(gòu)，可以適 用采用氣體燃料或液體燃料中任一種的燃燒器。也就是說，在本實(shí)施 例中，在具有環(huán)形構(gòu)成的水管組20、 30的罐體10內(nèi)，只要是可以適 當(dāng)形成火焰F的燃燒器40，則可以采用任意結(jié)構(gòu)的燃燒器。
本實(shí)施例的鍋爐1如上所述地構(gòu)成，基于該結(jié)構(gòu)而能夠獲得如下 的作用效果。下面，采用上述的附圖(圖1~圖4)來具體地說明其作 用效果。
在本實(shí)施例中，如圖1所示，從設(shè)置于內(nèi)側(cè)水管組20中央部的燃 燒器40朝向下方形成火焰F(燃燒氣體)。在燃燒器40中生成的燃燒 氣體G0沿著內(nèi)側(cè)水管組20朝向下方流動。沿著內(nèi)側(cè)水管組20向下方 流動的氣體，在與罐體IO的下表面相沖突后成為朝向周向呈放射狀流 動的氣體G1 (參照圖1和圖2)的流動，經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25而被導(dǎo) 入環(huán)形氣體流路60內(nèi)。
經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25而被導(dǎo)入環(huán)形氣體流路60內(nèi)的氣體G2，接 著就沿著內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30朝向上方流動。此時，相應(yīng) 于設(shè)置在內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30上的平板狀翅片(第一翅片 23、第二翅片33)的傾斜角度，氣體G2—邊回旋一邊朝向上方流動。 然后， 一邊回旋一邊向上方流動的氣體G2，在與罐體10的上表面相 沖突后成為朝向周向呈放射狀流動的氣體G3 (參照圖1和圖4)的流 動，經(jīng)由外側(cè)氣體流路35而被集中到排氣筒卯，再經(jīng)由該排氣筒90 排出到罐體10的外部。
在上述那樣的氣體流中，在燃燒器40內(nèi)生成的火焰(燃燒氣體) 的熱量由內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30所回收。
更具體地說，首先，在內(nèi)側(cè)水管組20的內(nèi)表面?zhèn)?設(shè)有燃燒器40 的一側(cè)(燃燒室側(cè)))，由氣體GO、 Gl和內(nèi)側(cè)水管組20的內(nèi)表面接 觸來進(jìn)行熱回收。然后，在氣體G1通過內(nèi)側(cè)氣體流路25時，氣體G1 與內(nèi)側(cè)水管組20(構(gòu)成內(nèi)側(cè)水管組20的內(nèi)側(cè)水管21的下端部21a )和 設(shè)置于內(nèi)側(cè)氣體流路25附近的第一柱式翅片22接觸來進(jìn)行熱回收。
然后，在氣體G1通過內(nèi)側(cè)氣體流路25后，氣體與外側(cè)水管組30 的下端部相沖突，而且，由于在該內(nèi)側(cè)氣體流路25附近設(shè)有柱式翅片 22、 32，從而促進(jìn)了該內(nèi)側(cè)氣體流路25附近的紊流狀態(tài)。因此，在該 內(nèi)側(cè)氣體流路25附近，能夠有效地進(jìn)行第一柱式翅片22和第二柱式 翅片32與氣體的接觸，進(jìn)行高效的熱回收。
接下來， 一邊在環(huán)形氣體流路60內(nèi)回旋一邊向上方流動的氣體 G2，與內(nèi)側(cè)水管組20、外側(cè)水管組30、以及分別i殳置于水管組20、 30上的平板狀翅片(第一翅片23、第二翅片33)相接觸，通過進(jìn)行這 些接觸來對氣體G2進(jìn)行熱回收。最后， 一邊在環(huán)形氣體流路60內(nèi)回 旋一邊向上方流動的氣體G3經(jīng)由外側(cè)氣體流路35被集中到排氣筒90 中，在此期間，通過氣體G3與外側(cè)水管組30外側(cè)(排氣筒90側(cè))相 接觸來進(jìn)行熱回收。
根據(jù)本實(shí)施例，如上述那樣構(gòu)成鍋爐1并使氣體如上述那樣在其 罐體10內(nèi)流動，從而能夠得到具備有效地進(jìn)行熱回收并具有高耐久性 的擴(kuò)大傳熱面(翅片等)的水管組的鍋爐。
具體地說，根據(jù)本實(shí)施例的鍋爐l，由于在溫差變大的區(qū)域即內(nèi)側(cè) 氣體流路25 (氣體流路)附近設(shè)有柱式翅片22、 32 (擴(kuò)大傳熱面)，
從而能夠有效地進(jìn)行熱回收。此外，由于設(shè)置于該內(nèi)側(cè)氣體流路25附 近的擴(kuò)大傳熱面是柱式翅片22、 32，故即使成為過熱狀態(tài)，也難于產(chǎn) 生裂痕、脫落等。而且，根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在內(nèi)側(cè)氣體流路25附近設(shè) 有柱式翅片22、 32，從而能夠在早期階段就從燃燒氣體進(jìn)行熱回收， 在早期就降低燃燒氣體溫度，故能夠降低熱NOx的產(chǎn)生。
另外，在本實(shí)施例的鍋爐l中，在設(shè)置于內(nèi)側(cè)氣體流路25附近的 柱式翅片22、 32的下游側(cè)，設(shè)有相對于氣體流傾斜的平板狀翅片23、 33。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可構(gòu)成不浪費(fèi)地更有效回收不能由柱式翅片22、 32回收的熱量的、可高效運(yùn)轉(zhuǎn)的鍋爐l。
而且，在本實(shí)施例的鍋爐l中，設(shè)置于柱式翅片22、 32下游側(cè)的 平板狀翅片23、 33，相對于氣體流以既定的角度傾斜設(shè)置，并且，氣 體一邊在環(huán)形氣體流路60內(nèi)回旋一邊上升。也就是說，與相對于氣體 流呈直角設(shè)置翅片的情況相比，本實(shí)施例的翅片23、 33不阻礙氣體的 流動，從而能夠獲得可實(shí)現(xiàn)低壓損的鍋爐1。
另外，根據(jù)本實(shí)施例的鍋爐l，如上述那樣，可以有效地進(jìn)行熱回 收，以此可以實(shí)現(xiàn)鍋爐的小型化。也就是說，通過提高熱回收率而可
提高鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，從而可相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)鍋爐的小型化。 第二實(shí)施例
下面說明本發(fā)明笫二實(shí)施例的鍋爐。本發(fā)明笫二實(shí)施例的鍋爐的 基本結(jié)構(gòu)與之前說明的第一實(shí)施例相同。因此，在下面的說明中，對
與第 一 實(shí)施例相同的部分賦予與第 一 實(shí)施例相同的附圖標(biāo)記并省略其 詳細(xì)的說明，而主要對與第一實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖5是本發(fā)明的第二實(shí)施例的鍋爐的橫剖面的簡略說明圖。更具 體地說，圖5是與之前說明的笫一實(shí)施例的圖2相當(dāng)?shù)暮喡哉f明圖。 也就是說，該圖5是本實(shí)施例的鍋爐的內(nèi)側(cè)氣體流路25 (相當(dāng)于本發(fā) 明的"氣體流路")附近的橫剖面的簡略說明圖。
如之前說明的那樣，本實(shí)施例的鍋爐1基本上具有與第一實(shí)施例 同樣的結(jié)構(gòu)，與第一實(shí)施例不同的是，設(shè)置于內(nèi)側(cè)氣體流路25附近的 柱式翅片22、 32的數(shù)量。與第一實(shí)施例相比，在本實(shí)施例中，設(shè)置于 內(nèi)側(cè)水管21的下端部21a上的第一柱式翅片22少，而設(shè)置于外側(cè)水管 31的下端部上的第二柱式翅片32多。更詳細(xì)地說，在內(nèi)側(cè)水管21的 下端部21a的環(huán)形氣體流路60側(cè)并未設(shè)置第一柱式翅片22，而將該相應(yīng)(內(nèi)側(cè)水管21處減少的)的柱式翅片設(shè)置在外側(cè)水管31的下端部。
如在第一實(shí)施例中說明的那樣，在氣體Gl通過內(nèi)側(cè)氣體流路25 后，該氣體與外側(cè)水管組30的下端部相沖突。然后，在內(nèi)側(cè)氣體流路 25附近，氣體主要沿著外側(cè)水管組30向上方流動。這樣，在內(nèi)側(cè)氣體 流路25附近，外側(cè)水管組30與氣體接觸的次數(shù)要多于內(nèi)側(cè)水管組20 與氣體接觸的次數(shù)。
本實(shí)施例是著眼于該氣體的流動而構(gòu)成的，其目的在于提供能夠 更高效地進(jìn)行熱回收的鍋爐1。
如上所述，本實(shí)施例的鍋爐的特征在于，在內(nèi)側(cè)氣體流路25附近 的內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30上設(shè)置柱式翅片22、 32，外側(cè)水管 組30所設(shè)置的柱式翅片要多于內(nèi)側(cè)水管組20所設(shè)置的柱式翅片。
根據(jù)本實(shí)施例的鍋爐1，在設(shè)置于內(nèi)側(cè)水管組20中央部的燃燒器 40中生成的燃燒氣體，經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25而與外側(cè)水管組30接觸 后，在水管組之間(內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30之間)(環(huán)形氣 體流路60)流通。此時，氣體從內(nèi)側(cè)水管組20向外側(cè)水管組30連續(xù) 地流動，故在環(huán)形氣體流路60內(nèi)，氣體與外側(cè)水管組30接觸的時間 不管怎么說都要比氣體與內(nèi)側(cè)水管組20接觸的時間長。因此，根據(jù)本 實(shí)施例，由于外側(cè)水管組30設(shè)有比內(nèi)側(cè)水管組20更多的柱式翅片， 故能夠更有效地對燃燒氣體進(jìn)行熱回收。
另外，根據(jù)本實(shí)施例的鍋爐l，在上述作用效果的基礎(chǔ)上，當(dāng)然也 能夠得到第一實(shí)施例中所獲得的作用效果。
第三實(shí)施例
下面對本發(fā)明第三實(shí)施例的鍋爐進(jìn)行說明。本發(fā)明第三實(shí)施例的 鍋爐的基本結(jié)構(gòu)與之前說明的第一實(shí)施例相同。因此，在下面的說明 中，對與笫一實(shí)施例相同的部分賦予與笫一實(shí)施例相同的附圖標(biāo)記并 省略其詳細(xì)的說明，而主要對與第一實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖6是本發(fā)明第三實(shí)施例的鍋爐的縱剖面的說明圖。圖7是沿圖6 的VII-VII線的橫剖面的簡略說明圖。圖8是沿圖6的VIII-VIII線的 橫剖面的簡略說明圖。圖9是沿圖6的IX-IX線的橫剖面的簡略說明 圖。
如圖6等中所示，本實(shí)施例的鍋爐1采用具有環(huán)形排列的水管組 的罐體IO、以及配置于這些水管組的中央部的燃燒器40而構(gòu)成。在燃燒器40的上方位置，設(shè)有將燃燒用空氣供給到燃燒器40的風(fēng)箱50。
罐體IO在上部集水管11和下部集水管12之間立設(shè)有多個水管組 (內(nèi)側(cè)水管組20、外側(cè)水管組30)而構(gòu)成。這些水管組20、 30大致 同心地環(huán)形排列，距內(nèi)側(cè)水管組20隔開既定間隔地設(shè)有外側(cè)水管組 30，在內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30之間形成環(huán)形氣體流路60。
在本實(shí)施例中，內(nèi)側(cè)水管組20采用多個內(nèi)側(cè)水管21和第一縱鰭 板部24而構(gòu)成。各內(nèi)側(cè)水管21以隔開大致均等的既定間隔的狀態(tài)構(gòu) 成環(huán)形。在各內(nèi)側(cè)水管21之間，以消除相鄰的內(nèi)側(cè)水管21之間的間 隙的方式連接著第一縱鰭板部24。也就是說，在本實(shí)施例中，通過采 用該第一縱鰭板部24而使得內(nèi)側(cè)水管組20以緊密接觸的狀態(tài)環(huán)形構(gòu) 成。
另外，各內(nèi)側(cè)水管21的下端部21a形成縮徑部。在本實(shí)施例的內(nèi) 側(cè)水管組20中，該縮徑的下端部21a周邊的空間起到環(huán)形形成的內(nèi)側(cè) 氣體流路25 (相當(dāng)于本發(fā)明的"氣體流路")的作用。也就是說，該 內(nèi)側(cè)氣體流路25起到將在內(nèi)側(cè)水管組20內(nèi)部生成的氣體導(dǎo)向環(huán)形氣 體流路60的作用。
在本實(shí)施例中，外側(cè)水管組30采用多個外側(cè)水管31和第二縱鰭 板部34而構(gòu)成。各外側(cè)水管31以隔開大致均等的既定間隔的狀態(tài)構(gòu) 成環(huán)形。在各外側(cè)水管31之間，以消除相鄰的外側(cè)水管31之間的間 隙的方式連接著笫二縱鰭板部34。也就是說，在本實(shí)施例中，通過采 用該第二縱鰭板部34而使得外側(cè)水管組30以緊密接觸的狀態(tài)環(huán)形構(gòu) 成。
另外，連接于各外側(cè)水管31之間的第二縱鰭板部34，如圖6所示， 在該笫二縱鰭板部34與設(shè)置于罐體10的內(nèi)壁上方部的隔熱部件之間 設(shè)有既定的空間。在本實(shí)施例的外側(cè)水管組30中，形成于該第二縱鰭 板部34上方的空間(形成于第二縱鰭板部34和上部隔熱部件之間的 空間)起到環(huán)形的外側(cè)氣體流路35的作用。該外側(cè)氣體流路35起到 將導(dǎo)入到環(huán)形氣體流路60內(nèi)的氣體導(dǎo)向排氣筒90側(cè)的作用。也就是 說，在內(nèi)側(cè)水管組20內(nèi)部生成的氣體經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25、環(huán)形氣體 流路60、以及外側(cè)氣體流路35而集中到排氣筒90，并經(jīng)由該排氣筒 90被排出到罐體IO的外部。
在構(gòu)成內(nèi)側(cè)水管組20的各內(nèi)側(cè)水管21上，在下端部21a的上方位置(內(nèi)側(cè)氣體流路25附近)設(shè)有多個第一柱式翅片22(相當(dāng)于本發(fā)明 的"擴(kuò)大傳熱面")。更具體地說，從面向環(huán)形氣體流路60側(cè)的各內(nèi) 側(cè)水管21的大致中央部到下方位置，設(shè)有多個第一柱式翅片22。在位 于設(shè)有第一柱式翅片22的部位的下游側(cè)(氣體流的下游側(cè))的內(nèi)側(cè)水 管21上，在其環(huán)形氣體流路60側(cè)設(shè)有多個平板狀的第一翅片23 (相
當(dāng)于本發(fā)明的"平板狀翅片")。
另外，在構(gòu)成外側(cè)水管組30的各外側(cè)水管31上，在內(nèi)側(cè)氣體流 路25的附近設(shè)有多個第二柱式翅片32 (相當(dāng)于本發(fā)明的"擴(kuò)大傳熱 面，，)。更具體地說，從面向環(huán)形氣體流路60側(cè)的各外側(cè)水管31的 大致中央部到下方位置，設(shè)有多個第二柱式翅片32。在位于設(shè)有第二 柱式翅片32的部位的下游側(cè)(氣體流的下游側(cè))的外側(cè)水管31上， 在其環(huán)形氣體流路60側(cè)設(shè)有多個平板狀的第二翅片33 (相當(dāng)于本發(fā) 明的"平板狀翅片")。
也就是說，在本實(shí)施例中，在內(nèi)側(cè)氣體流路25附近的內(nèi)側(cè)水管組 20 (構(gòu)成該內(nèi)側(cè)水管組20的內(nèi)側(cè)水管21)和外側(cè)水管組30 (構(gòu)成該 外側(cè)水管組30的外側(cè)水管31)上，設(shè)有柱式翅片(第一柱式翅片22、 第二柱式翅片32)，在這些柱式翅片的下游側(cè)(氣體流的下游側(cè))設(shè) 有平板狀的翅片(第一翅片23、第二翅片33)。在本實(shí)施例中，第一 翅片23和第二翅片33相對于氣體流(垂直方向的流動)成80。的傾斜 角度(相對于水平方向成10。的傾斜角度)地設(shè)置。另外，在本實(shí)施例 中，該平板狀的第一翅片23和第二翅片33的高度優(yōu)選為6mm 12mm 左右。而且，在本實(shí)施例中，所有的平板狀的第一翅片23和第二翅片 33的高度不僅可以相同，也可以根據(jù)需要來改變其高度。例如，可以 將位于下方的平板狀的第一翅片23和第二翅片33的高度設(shè)為6mm, 將位于上方的平板狀的第一翅片23和第二翅片33的高度設(shè)為12mm。 也就是說，下方的翅片(橫鰭板)從水管外周面延伸的長度比上方的 翅片(橫鰭板)從水管外周面延伸的長度短。
并未特別限定構(gòu)成本實(shí)施例的鍋爐1的燃燒器40的結(jié)構(gòu)，可以適 用采用氣體燃料或液體燃料中任一種的燃燒器。也就是說，在本實(shí)施 例中，在具有環(huán)形構(gòu)成的水管組20、 30的罐體10內(nèi)，只要是可以適 當(dāng)形成火焰F的燃燒器40，則可以采用任意結(jié)構(gòu)的燃燒器。
本實(shí)施例的鍋爐1如上所述地構(gòu)成，基于該結(jié)構(gòu)而能夠得到與之
前說明的第一實(shí)施例同樣的作用效果。 第四實(shí)施例
下面對本發(fā)明第四實(shí)施例的鍋爐進(jìn)行說明。本發(fā)明第四實(shí)施例的 鍋爐的基本結(jié)構(gòu)具有與之前說明的第一實(shí)施例相同的部分。因此，在 下面的說明中，對與第一實(shí)施例相同的部分賦予與第一實(shí)施例相同的 附圖標(biāo)記并省略其詳細(xì)的說明，而主要對與笫一實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)進(jìn) 行說明。
圖10是本發(fā)明第四實(shí)施例的鍋爐的縱剖面的說明圖。圖11是沿 圖10的XI-XI線的橫剖面的簡略說明圖。圖12是沿圖10的XII-XII 線的橫剖面的簡略說明圖。圖13是沿圖IO的XIII-XIII線的橫剖面的
簡略說明圖。
如圖IO等中所示，本實(shí)施例的鍋爐1采用具有環(huán)形排列的水管組 的罐體IO、以及配置于逸些水管組的中央部的燃燒器40而構(gòu)成。在燃 燒器40的上方位置，設(shè)有將燃燒用空氣供給到燃燒器40的風(fēng)箱50。
罐體IO在上部集水管ll和下部集水管12之間立設(shè)有多個水管組 (內(nèi)側(cè)水管組20、外側(cè)水管組30)而構(gòu)成。這些水管組20、 30大致 同心地環(huán)形排列，距內(nèi)側(cè)水管組20隔開既定間隔地設(shè)有外側(cè)水管組 30，在內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30之間形成環(huán)形氣體流路60。
在該罐體10的內(nèi)表面(側(cè)面、上表面、下表面)設(shè)有隔熱部件。 更具體地說，在水管組20、 30的軸向側(cè)面填充設(shè)有側(cè)面隔熱部71，在 水管組20、 30的上端側(cè)(罐體10的上表面)填充設(shè)有上側(cè)隔熱部72， 在水管組20、 30的下端側(cè)(罐體10的下表面)填充設(shè)有下側(cè)隔熱部 73。上側(cè)隔熱部72在罐體10的上表面以加工面為平面的方式填充著 隔熱部件。下側(cè)隔熱部73在罐體10的下表面以加工面為凹形的方式 填充著隔熱部件，具有中央凹陷部"A、傾斜部"B以及平面部"C。
在本實(shí)施例中，內(nèi)側(cè)水管組20采用多個內(nèi)側(cè)水管21和第一縱鰭 板部24而構(gòu)成。各內(nèi)側(cè)水管21以隔開大致均等的既定間隔的狀態(tài)構(gòu) 成環(huán)形。在各內(nèi)側(cè)水管21之間，以消除相鄰的內(nèi)側(cè)水管21之間的間 隙的方式連接著第一縱鰭板部24。也就是說，在本實(shí)施例中，通過采 用該第一縱鰭板部24而使得內(nèi)側(cè)水管組20以緊密接觸的狀態(tài)環(huán)形構(gòu) 成。
另外，各內(nèi)側(cè)水管21的下端部21a形成縮徑部。在本實(shí)施例的內(nèi)
側(cè)水管組20中，該縮徑的下端部21a周邊的空間起到環(huán)形形成的內(nèi)側(cè) 氣體流路25 (相當(dāng)于本發(fā)明的"氣體流路")的作用。也就是說，該 內(nèi)側(cè)氣體流路25起到將在內(nèi)側(cè)水管組20內(nèi)部生成的氣體導(dǎo)向環(huán)形氣 體流路60的作用。
在本實(shí)施例中，外側(cè)水管組30采用多個外側(cè)水管31和第二縱鰭 板部34而構(gòu)成。各外側(cè)水管31以隔開大致均等的既定間隔的狀態(tài)構(gòu) 成環(huán)形。在各外側(cè)水管31之間，以消除相鄰的外側(cè)水管31之間的間 隙的方式連接著第二縱鰭板部34。也就是說，在本實(shí)施例中，通過采 用該第二縱鰭板部34而使得外側(cè)水管組30以緊密接觸的狀態(tài)環(huán)形構(gòu) 成。
另外，各外側(cè)水管31的上端部31a形成縮徑部。在本實(shí)施例的外 側(cè)水管組30中，該縮徑的上端部31a周邊的空間起到環(huán)形的外側(cè)氣體 流路35的作用。該外側(cè)氣體流路35起到將導(dǎo)入到環(huán)形氣體流路60內(nèi) 的氣體導(dǎo)向排氣筒90側(cè)的作用。也就是說，在內(nèi)側(cè)水管組20內(nèi)部生 成的氣體經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25、環(huán)形氣體流路60、以及外側(cè)氣體流路 35而集中到排氣筒90，并經(jīng)由該排氣筒卯被排出到罐體10的外部。
在構(gòu)成內(nèi)側(cè)水管組20的各內(nèi)側(cè)水管21上，在下端部21a及其上方 位置上(內(nèi)側(cè)氣體流路25附近)設(shè)有多個第一柱式翅片22 (相當(dāng)于本 發(fā)明的"擴(kuò)大傳熱面")。更具體地說，從面向環(huán)形氣體流路60側(cè)的 各內(nèi)側(cè)水管21的大致中央部到下方位置，設(shè)有多個第一柱式翅片22。 在位于設(shè)有笫一柱式翅片22的部位的下游側(cè)(氣體流的下游側(cè))的內(nèi) 側(cè)水管21上，在其環(huán)形氣體流路60側(cè)設(shè)有多個平板狀的笫一翅片23 (相當(dāng)于本發(fā)明的"平板狀翅片")。
另外，在構(gòu)成外側(cè)水管組30的各外側(cè)水管31上，在內(nèi)側(cè)氣體流 路25的附近設(shè)有多個笫二柱式翅片32 (相當(dāng)于本發(fā)明的"擴(kuò)大傳熱 面")。更具體地說，從面向環(huán)形氣體流路60側(cè)的各外側(cè)水管31的 大致中央部到下方位置，設(shè)有多個第二柱式翅片32。在位于設(shè)有第二 柱式翅片32的部位的下游側(cè)(氣體流的下游側(cè))的外側(cè)水管31上， 在其環(huán)形氣體流路60側(cè)設(shè)有多個平板狀的第二翅片33 (相當(dāng)于本發(fā) 明的"平板狀翅片")。
也就是說，在本實(shí)施例中，在內(nèi)側(cè)氣體流路25附近的內(nèi)側(cè)水管組 20 (構(gòu)成該內(nèi)側(cè)水管組20的內(nèi)側(cè)水管21)和外側(cè)水管組30 (構(gòu)成該
外側(cè)水管組30的外側(cè)水管31)上，設(shè)有柱式翅片(笫一柱式翅片22、 第二柱式翅片32)，在這些柱式翅片的下游側(cè)(氣體流的下游側(cè))設(shè) 有平板狀的翅片(第一翅片23、第二翅片33)。在本實(shí)施例中，第一 翅片23和第二翅片33相對于氣體流(垂直方向的流動)成80。的傾斜 角度(相對于水平方向成10。的傾斜角度)地設(shè)置。另外，在本實(shí)施例 中，該平板狀的第一翅片23和第二翅片33的高度優(yōu)選為6mm~12mm 左右。而且，在本實(shí)施例中，所有的平板狀的第一翅片23和笫二翅片 33的高度不僅可以相同，也可以根據(jù)需要來改變其高度。例如，可以 將位于下方的平板狀的第一翅片23和第二翅片33的高度設(shè)為6mm， 將位于上方的平板狀的第一翅片23和第二翅片33的高度設(shè)為12mm。 也就是說，下方的翅片(橫鰭板)從水管外周面延伸的長度比上方的 翅片(橫鰭板)從水管外周面延伸的長度短。
并未特別限定構(gòu)成本實(shí)施例的鍋爐1的燃燒器40的結(jié)構(gòu)，可以適 用采用氣體燃料或液體燃料中任一種的燃燒器。也就是說，在本實(shí)施 例中，在具有環(huán)形的水管組20、 30的罐體10內(nèi)，只要是可以適當(dāng)形 成火焰F的燃燒器40，則可以采用任意結(jié)構(gòu)的燃燒器。
本實(shí)施例的鍋爐1如上所述地構(gòu)成，基于該結(jié)構(gòu)而能夠得到如下 作用效果。下面，采用上述的附圖(圖10~圖13)來具體地說明該作 用效果。
在本實(shí)施例中，如圖IO所示，從設(shè)置于內(nèi)側(cè)水管組20中央部的 燃燒器40朝向下方形成火焰F(燃燒氣體)。在燃燒器40中生成的燃 燒氣體GO沿著內(nèi)側(cè)水管組20朝向下方流動。沿著內(nèi)側(cè)水管組20向下 方流動的氣體，在與罐體10的下表面(下側(cè)隔熱部73)相沖突后成為 朝向周向呈放射狀流動的氣體Gl (參照圖10和圖11)的流動，經(jīng)由 內(nèi)側(cè)氣體流路25而被導(dǎo)入環(huán)形氣體流路60內(nèi)。更具體地說，沿著內(nèi) 側(cè)水管組20向下方流動的氣體，首先與形成下側(cè)隔熱部73的中央凹 陷部73A相沖突，然后，沿著形成下側(cè)隔熱部73的傾斜部73B向斜上 方流動，接著經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25而被導(dǎo)入環(huán)形氣體流路60內(nèi)。
經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25而被導(dǎo)入環(huán)形氣體流路60內(nèi)的氣體G2，接 著就沿著內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30朝向上方流動。此時，相應(yīng) 于設(shè)置于內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30上的平板狀翅片(第一翅片 23、第二翅片33)的傾斜角度，氣體G2朝向上方流動。然后，向上
方流動的氣體G2，在與罐體10的上表面相沖突后成為朝向周向呈放 射狀流動的氣體G3 (參照圖10和圖13)的流動，經(jīng)由外側(cè)氣體流路 35而被集中到排氣筒90，再經(jīng)由該排氣筒90排出到罐體10的外部。
在上述那樣的氣體流中，在燃燒器40內(nèi)生成的火焰(燃燒氣體) 的熱量由內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30所回收。
更具體地說，首先，在內(nèi)側(cè)水管組20的內(nèi)表面?zhèn)?設(shè)有燃燒器40 的一側(cè)(燃燒室側(cè)))，由氣體GO、 Gl和內(nèi)側(cè)水管組20的內(nèi)表面接 觸來進(jìn)行熱回收。然后，在氣體G1通過內(nèi)側(cè)氣體流路25時，氣體G1 與內(nèi)側(cè)水管組20(構(gòu)成內(nèi)側(cè)水管組20的內(nèi)側(cè)水管21的下端部21a)和 設(shè)置于內(nèi)側(cè)氣體流路25附近的第一柱式翅片22接觸來進(jìn)行熱回收。
然后，在氣體G1通過內(nèi)側(cè)氣體流路25后，氣體與外側(cè)水管組30 的下端部相沖突，而且，由于在該內(nèi)側(cè)氣體流路25附近設(shè)有柱式翅片 22、 32，從而促進(jìn)了該內(nèi)側(cè)氣體流路25附近的紊流狀態(tài)。因此，在該 內(nèi)側(cè)氣體流路25附近，能夠有效地進(jìn)行第一柱式翅片22和第二柱式 翅片32與氣體的接觸，進(jìn)行高效的熱回收。
接下來，在環(huán)形氣體流路60內(nèi)向上方流動的氣體G2，與內(nèi)側(cè)水 管組20、外側(cè)水管組30、以及分別設(shè)置于水管組20、 30上的平板狀 翅片(笫一翅片23、第二翅片33)相接觸，通過進(jìn)行這些接觸來對氣體 G2進(jìn)行熱回收。最后，在環(huán)形氣體流路60內(nèi)向上方流動的氣體G3經(jīng) 由外側(cè)氣體流路35被集中到排氣筒90中，在此期間，通過氣體G3與 外側(cè)水管組30外側(cè)(排氣筒卯側(cè))相接觸來進(jìn)行熱回收。
根據(jù)本實(shí)施例，如上述那樣構(gòu)成鍋爐1并使氣體如上述那樣在其 罐體10內(nèi)流動，減少了罐體的壓損，從而能夠得到如下的鍋爐。即， 擴(kuò)大了可設(shè)置翅片等擴(kuò)大傳熱面的部位，在該可設(shè)置部位上設(shè)置高耐 久性的擴(kuò)大傳熱面(翅片等)而可以防止擴(kuò)大傳熱面的裂痕、脫落等， 從而能夠有效地進(jìn)4亍熱回收。
在本實(shí)施例的鍋爐l中，以在燃燒器40內(nèi)生成的燃燒氣體容易流 入氣體流路25的方式，設(shè)定設(shè)置在內(nèi)側(cè)水管組20下端側(cè)的下側(cè)隔熱 部73的形狀。更具體地說，沿著內(nèi)側(cè)水管組20向下方流動的氣體， 與構(gòu)成罐體10下表面的下側(cè)隔熱部73的中央凹陷部73A相沖突，然 后，沿著構(gòu)成下側(cè)隔熱部73的傾斜部73B向斜上方流動，接著到達(dá)設(shè) 有內(nèi)側(cè)氣體流路25的平面部73C，而后經(jīng)由該內(nèi)側(cè)氣體流路25而被導(dǎo)
入環(huán)形氣體流路60內(nèi)。這樣，根據(jù)本實(shí)施例，通過將設(shè)置于罐體下部 (內(nèi)側(cè)水管組的下端側(cè))的隔熱部件(下側(cè)隔熱部73)加工成促進(jìn)燃 燒氣體的流動的形狀(凹形)，能夠減小燃燒氣體發(fā)生轉(zhuǎn)向的區(qū)域(罐 體下部)中的偏流，減小罐體的壓損。
另外，在本實(shí)施例的鍋爐1中，如上所述，由于罐體下部的偏流 變小(罐體壓損變小)，從而可以在溫差變大的區(qū)域即內(nèi)側(cè)氣體流路 25附近設(shè)置大量的擴(kuò)大傳熱面(柱式翅片22、 32等)。在本實(shí)施例中， 由于采用柱式翅片22、 32作為擴(kuò)大傳熱面，故即使成為過熱狀態(tài)，也 難于在擴(kuò)大傳熱面上產(chǎn)生裂痕、脫落等。因此，根據(jù)本實(shí)施例可以得 到如下的鍋爐，即，通過減少罐體的壓損而擴(kuò)大了可設(shè)置翅片等擴(kuò)大 傳熱面的部位，在該可設(shè)置部位上設(shè)置高耐久性的擴(kuò)大傳熱面(翅片 等)而可以防止擴(kuò)大傳熱面的裂痕、脫落等，從而能夠有效地進(jìn)行熱 回收。而且，根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在內(nèi)側(cè)氣體流路25附近設(shè)有柱式翅片 22、 32，從而能夠在早期階段就從燃燒氣體進(jìn)行熱回收，在早期就降 低燃燒氣體溫度，故能夠降低熱NOx的產(chǎn)生。
另外，在本實(shí)施例的鍋爐l中，在設(shè)置于內(nèi)側(cè)氣體流路25附近的 柱式翅片22、 32的下游側(cè)，設(shè)有相對于氣體流傾斜的平板狀翅片23、 33。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可構(gòu)成不浪費(fèi)地更有效回收不能由柱式翅片22、 32回收的熱量的、可高效運(yùn)轉(zhuǎn)的鍋爐l。
另外，在本實(shí)施例的鍋爐l中，設(shè)置于柱式翅片22、 32下游側(cè)的 平板狀翅片23、 33，相對于氣體流以既定的角度傾斜設(shè)置，并且，氣 體在環(huán)形氣體流路60內(nèi)上升。也就是說，與相對于氣體流成直角設(shè)置 翅片的情況相比，本實(shí)施例的翅片23、 33不阻礙氣體的流動，從而能 夠獲得可實(shí)現(xiàn)低壓損的鍋爐1。
而且，根據(jù)本實(shí)施例的鍋爐l，如上述那樣，可以有效地進(jìn)行熱回 收，以此可以實(shí)現(xiàn)鍋爐的小型化。也就是說，通過提高熱回收率而可 提高鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，從而可相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)鍋爐的小型化。
笫五實(shí)施例
下面說明本發(fā)明第五實(shí)施例的鍋爐。本發(fā)明第五實(shí)施例的鍋爐的 基本結(jié)構(gòu)與之前說明的第四實(shí)施例相同。因此，在下面的說明中，對
與第四實(shí)施例相同的部分賦予與第四實(shí)施例相同的附圖標(biāo)記并省略其 詳細(xì)的說明，而主要對與第四實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖14是本發(fā)明第五實(shí)施例的鍋爐的縱剖面的說明圖。更具體地 說，圖14是與之前說明的第四實(shí)施例的圖IO相當(dāng)?shù)恼f明圖。
如之前說明的那樣，本實(shí)施例的鍋爐1基本上具有與第四實(shí)施例 同樣的結(jié)構(gòu)，與第四實(shí)施例不同的僅僅是罐體10的下表面結(jié)構(gòu)。更具 體地說，在本實(shí)施例中，如圖14所示，在水管組20、 30的軸向側(cè)面 填充設(shè)有側(cè)面隔熱部71，在水管組20、 30的上端側(cè)(罐體10的上表 面)填充設(shè)有上側(cè)隔熱部72，在水管組20、 30的下端側(cè)(罐體10的 下表面)填充設(shè)有下側(cè)隔熱部83 (下側(cè)隔熱部)。上側(cè)隔熱部72在罐 體10的上表面以加工面為平面的方式填充著隔熱部件。下側(cè)隔熱部33 在罐體IO的下表面以加工面為凸形的方式填充著隔熱部件，具有中央 凸部83A、凹陷部83B以及平面部83C。
本實(shí)施例的鍋爐1如上所述地構(gòu)成，基于該結(jié)構(gòu)而能夠獲得如下 的作用效果。下面，基于圖14 (根據(jù)需要也同時參照圖11 ~圖13)來 具體地說明該作用效果。
在本實(shí)施例中，如圖14所示，從設(shè)置于內(nèi)側(cè)水管組20中央部的 燃燒器40朝向下方形成火焰F(燃燒氣體)。在燃燒器40中生成的燃 燒氣體G0沿著內(nèi)側(cè)水管組20朝向下方流動。沿著內(nèi)側(cè)水管組加向下 方流動的氣體，在與罐體10的下表面(下側(cè)隔熱部83)相沖突后成為 朝向周向呈放射狀流動的氣體Gl的流動，經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25而被 導(dǎo)入環(huán)形氣體流路60內(nèi)。更具體地說，沿著內(nèi)側(cè)水管組20向下方流 動的氣體，首先被形成下側(cè)隔熱部83的中央凸部83A均勻地向周向分 配，與凹陷部83B相沖突后，沿著該凹陷部向斜上方流動，接著 經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25而被導(dǎo)入環(huán)形氣體流路60內(nèi)。
經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25而被導(dǎo)入環(huán)形氣體流路60內(nèi)的氣體G2，接 著就沿著內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30朝向上方流動。此時，相應(yīng) 于設(shè)置于內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30上的平板狀翅片(第一翅片 23、第二翅片33)的傾斜角度，氣體G2朝向上方流動。然后，向上 方流動的氣體G2，在與罐體10的上表面相沖突后成為朝向周向呈放 射狀流動的氣體G3的流動，經(jīng)由外側(cè)氣體流路35而被集中到排氣筒 90，再經(jīng)由該排氣筒90排出到罐體10的外部。在這樣的氣體流中， 在燃燒器40內(nèi)生成的火焰(燃燒氣體)的熱量由內(nèi)側(cè)水管組20和外 側(cè)水管組30所回收。
根據(jù)本實(shí)施例，如上述那樣構(gòu)成鍋爐1并使氣體如上述那樣在其
罐體10內(nèi)流動，從而能夠得到如下的鍋爐。即，通過減少罐體壓損而
擴(kuò)大了可設(shè)置翅片等擴(kuò)大傳熱面的部位，在該可設(shè)置部位上設(shè)置高耐 久性的擴(kuò)大傳熱面(翅片等)而可以防止擴(kuò)大傳熱面的裂痕、脫落等， 從而能夠有效地進(jìn)行熱回收。
在本實(shí)施例的鍋爐l中，以在燃燒器40內(nèi)生成的燃燒氣體容易流 入氣體流路25的方式，設(shè)定設(shè)置在內(nèi)側(cè)水管組20下端側(cè)的下側(cè)隔熱 部83的形狀。更具體地說，沿著內(nèi)側(cè)水管組20向下方流動的氣體， 與構(gòu)成罐體10下表面的下側(cè)隔熱部83的中央凸部83A相沖突而被向 周向均勻分配，然后，沿著構(gòu)成下側(cè)隔熱部83的凹陷部83B向斜上方 流動，接著到達(dá)設(shè)有內(nèi)側(cè)氣體流路25的平面部83C，而后經(jīng)由該內(nèi)側(cè) 氣體流路25而被導(dǎo)入環(huán)形氣體流路60內(nèi)。這樣，根據(jù)本實(shí)施例，通 過將設(shè)置于罐體下部(內(nèi)側(cè)水管組的下端側(cè))的隔熱部件(下側(cè)隔熱 部83)加工成促進(jìn)燃燒氣體的流動的形狀(凸形)，能夠減小燃燒氣 體發(fā)生轉(zhuǎn)向的區(qū)域(罐體下部)中的偏流，減小罐體的壓損。
另外，與第四實(shí)施例同樣地，在本實(shí)施例的鍋爐l中，如上所述， 由于罐體下部的偏流變小(罐體壓損變小)，從而可以在溫差變大的 區(qū)域即內(nèi)側(cè)氣體流路25附近設(shè)置大量的擴(kuò)大傳熱面(柱式翅片22、 32 等)。在本實(shí)施例中，由于采用柱式翅片22、 32作為擴(kuò)大傳熱面，故
即使成為過熱狀態(tài)，也難于在擴(kuò)大傳熱面上產(chǎn)生裂痕、脫落等。因此， 根據(jù)本實(shí)施例可以得到如下的鍋爐，即，通過減少罐體壓損而擴(kuò)大了
可設(shè)置翅片等擴(kuò)大傳熱面的部位，在該可設(shè)置部位上設(shè)置高耐久性的 擴(kuò)大傳熱面(翅片等)而可以防止擴(kuò)大傳熱面的裂痕、脫落等，從而 能夠有效地進(jìn)行熱回收。而且，根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在內(nèi)側(cè)氣體流路25 附近設(shè)有柱式翅片22、 32，從而能夠在早期階段就從燃燒氣體進(jìn)行熱 回收，在早期就降低燃燒氣體溫度，故能夠降低熱NOx的產(chǎn)生。
而且，如上所述，本實(shí)施例的鍋爐1除了設(shè)置于內(nèi)側(cè)水管組20下 端側(cè)的下側(cè)隔熱部件83的形狀以外，具有與第四實(shí)施例同樣的結(jié)構(gòu)。 因此，在該第五實(shí)施例中也可以得到之前說明的第四實(shí)施例所獲得的 全部效果。
其它實(shí)施例等
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式和實(shí)施例(以下稱為"上述實(shí)施方
式等")，在能夠適用本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可以根據(jù)需要進(jìn)行各種 變換來加以實(shí)施，而這些變化均包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
在上述實(shí)施方式等中，對在內(nèi)側(cè)氣體流路25 (氣體流路)附近的 內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30雙方上設(shè)置柱式翅片22、 32的情況進(jìn) 行了說明，但本發(fā)明并不局限于該結(jié)構(gòu)。因此，例如可以只在內(nèi)側(cè)氣 體流路25附近的外側(cè)水管組30上設(shè)置柱式翅片。如上所述，由于氣 體從內(nèi)側(cè)水管組20向外側(cè)水管組30連續(xù)地流動，故在環(huán)形氣體流路 60內(nèi)，氣體與外側(cè)水管組30接觸的時間比氣體與內(nèi)側(cè)水管組20接觸 的時間長。因此，即使只在內(nèi)側(cè)氣體流路25附近的外側(cè)水管組30上 設(shè)置柱式翅片，也可以比較有效地對燃燒氣體進(jìn)行熱回收。
另外，在上述實(shí)施方式等中，對在內(nèi)側(cè)水管組的下端側(cè)設(shè)置環(huán)形 的內(nèi)側(cè)氣體流路25 (氣體流路)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不 局限于此。因此，例如也可以在內(nèi)側(cè)水管組的上端側(cè)i殳置環(huán)形的內(nèi)側(cè) 氣體流路(相當(dāng)于本發(fā)明的"氣體流路，，)。此時，在內(nèi)側(cè)水管組的 上端側(cè)設(shè)置內(nèi)側(cè)氣體流路的情況下，為了提高熱回收率(為了提高氣 體與水管組的接觸時間)，優(yōu)選將外側(cè)氣體流路設(shè)置在外側(cè)水管組的 下端側(cè)。
而且，在上述實(shí)施方式等中，鍋爐采用配設(shè)有大致同心圓狀的兩 列水管組的罐體，但本發(fā)明并不局限于該結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要，也可以配 置三列以上的水管組來構(gòu)成罐體。假設(shè)在大致同心圓狀地配置三列水 管組(例如內(nèi)側(cè)水管組、中間水管組、外側(cè)水管組)而構(gòu)成罐體的情 況下，若在內(nèi)側(cè)水管組的一端側(cè)(例如下端側(cè))設(shè)置內(nèi)側(cè)氣體流路， 則優(yōu)選在中間水管組的另一端側(cè)(例如上端側(cè))設(shè)置中間氣體流路， 在外側(cè)水管組的一端側(cè)(例如下端側(cè))設(shè)置外側(cè)氣體流路。
另外，在上述實(shí)施方式等中，對采用圓柱形狀的柱式翅片22、 32 的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不局限于該結(jié)構(gòu)，只要是可適當(dāng)?shù)睾?接到水管上的高耐久性的突起物，則可以采用任何形狀。因此，也可 以采用具有例如斜圓柱形狀、橢圓柱形狀(也包括斜橢圓柱形狀)、 棱柱形狀(也包括斜棱柱形狀)、圓錐形狀(也包括斜圓錐形狀)、 棱錐形狀(也包括斜棱錐形狀)等形狀的柱式翅片。
而且，在上述實(shí)施方式等中，并未對燃燒器40的結(jié)構(gòu)進(jìn)行特別的 說明，本發(fā)明并不限于任何特定的結(jié)構(gòu)，例如可以采用圖15和圖16
所示的燃燒器40。在此，圖15表示本發(fā)明實(shí)施例的燃燒器的縱剖面的 說明圖。圖16表示圖15所示的燃燒器的仰視圖。
構(gòu)成本實(shí)施例的鍋爐1的燃燒器40設(shè)置在風(fēng)箱50內(nèi)的隔壁171 上(參照圖15)，該風(fēng)箱50是向該燃燒器40供給燃燒用空氣的空氣 供給機(jī)構(gòu)。具體地說，將構(gòu)成燃燒器40的載置板41從上方載置于隔 壁171上，并利用螺栓等緊固機(jī)構(gòu)(省略圖示)將載置板41緊固于隔 壁171上，從而將燃燒器40設(shè)置于風(fēng)箱50內(nèi)的隔壁171上。
本實(shí)施例的燃燒器40如圖15和圖16所示，例如包括將液體燃 料噴霧的噴嘴部42(第一噴嘴部42a、第二噴嘴部42b )(燃料噴出部)； 以末端位于第一噴嘴郜42a附近的方式設(shè)置的點(diǎn)火器43;用于使從風(fēng) 箱50供給的空氣與從噴嘴部42噴射的液體燃料相混合而設(shè)置的空氣 供給路徑(一次空氣供給用的笫一空氣供給路徑44、 二次空氣供給用 的第二空氣供給路徑45);用于將從笫一空氣供給路徑44供給的空氣 噴向燃燒室16側(cè)的中央空氣噴出部46;以及將從第二空氣供給路徑45 供給的空氣噴向燃燒室16側(cè)的多個周圍空氣噴出部47 (空氣噴出部) (第一周圍空氣噴出部47a-第六周圍空氣噴出部47f)。
本實(shí)施例的噴嘴部42設(shè)有在低燃燒時和高燃燒時將液體燃料噴 霧的第一噴嘴部42a;以及只在高燃燒時將液體燃料噴霧的第二噴嘴部 42b。也就是說，噴嘴部42具有在低燃燒時(和高燃燒時)成為燃料 供給狀態(tài)的第一噴嘴部42a和在高燃燒時與第一噴嘴部42a —起成為 燃料供給狀態(tài)的第二噴嘴部42b，根據(jù)鍋爐的燃燒負(fù)荷來適當(dāng)?shù)厍袚Q各 噴嘴部42的燃料供給狀態(tài)。即，根據(jù)需要來開關(guān)控制各噴嘴部42a、 42b 。
構(gòu)成燃燒器40的第一空氣供給路徑44采用設(shè)置在噴嘴部42外側(cè) 的第一筒部件54而構(gòu)成，第二空氣供給路徑45采用第一筒部件54而 構(gòu)成。也就是說，第一筒部件54內(nèi)側(cè)區(qū)域起到第一空氣供給路徑44 的作用，而形成于第一筒部件54和笫二筒部件55之間的區(qū)域起到第 二空氣供給路徑45的作用。在第二筒部件55的上端部，形成越向上 方則越向外擴(kuò)張的擴(kuò)張部55A。設(shè)置具有這樣形狀的擴(kuò)張部55A是為 了使從風(fēng)箱50供給的空氣沿笫二空氣供給路徑45內(nèi)的橫截面方向均 勻地流動。若并未設(shè)置該擴(kuò)張部55A,則空氣流會附著在第二筒部件 55的內(nèi)壁上流動，從而導(dǎo)致空氣在第二空氣供給路徑45內(nèi)的橫截面方
向上不均勻地流動。
在笫一筒部件54的末端部(鍋爐1的燃燒室16側(cè)的端部)上，設(shè) 有穿設(shè)了中央空氣噴出部46的第一空氣供給板56，從風(fēng)箱50供給的 空氣通過該中央空氣噴出部46而被噴向燃燒室16側(cè)。另外，在第二 筒部件55的末端部(鍋爐1的燃燒室16側(cè)的端部)上，設(shè)有具有多 個周圍空氣噴出部47的第二空氣供給板57，從風(fēng)箱50供給的空氣不 僅通過該中央空氣噴出部46、還通過這些多個周圍空氣噴出部47而被 噴向燃燒室16側(cè)。
如圖15和圖16所示，周圍空氣噴出部47 (空氣噴出部)設(shè)置在 噴嘴部42的周圍。該周圍空氣噴出部47以向內(nèi)側(cè)噴出空氣的方式構(gòu) 成，從而防止在燃燒器40中生成的氣體向外側(cè)擴(kuò)散。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)， 液體燃料和燃燒開始階段的火焰(氣體)難于接觸罐體IO的內(nèi)側(cè)水管 組20，故能消除燃燒器40附近不良的不完全燃燒，有效地防止CO、 煤塵的產(chǎn)生。
本實(shí)施例的周圍空氣噴出部47具有將從各周圍空氣噴出部47 (第一周圍空氣噴出部47a-第六周圍空氣噴出部Wf)噴出的空氣導(dǎo) 向內(nèi)側(cè)(噴嘴部42側(cè))方向的引導(dǎo)部58 (笫一引導(dǎo)部58a 第六引導(dǎo) 部58f);以及促進(jìn)從各周圍空氣噴出部47(第一周圍空氣噴出部47a~ 第六周圍空氣噴出部47f)噴出的空氣擴(kuò)散的擴(kuò)散部59 (第一擴(kuò)散部 59a 笫六擴(kuò)散部59f)。
更具體地說，在本實(shí)施例中，在第二空氣供給板57上，穿設(shè)有六 個大致梯形的貫通孔部51 (第一貫通孔部51a 第六貫通孔部51f)， 在各貫通孔部51的外周側(cè)(遠(yuǎn)離噴嘴部42的一側(cè))，用板狀部件構(gòu) 成引導(dǎo)部58 (第一引導(dǎo)部58a-第六引導(dǎo)部58f)。該引導(dǎo)部58以覆 蓋各貫通孔部51的一部分的方式構(gòu)成，在本實(shí)施例中，并未由該引導(dǎo) 部58覆蓋的部分起到促進(jìn)從周圍空氣噴出部47噴出的空氣擴(kuò)散的擴(kuò) 散部59 (第一擴(kuò)散部59a 第六擴(kuò)散部59f)的作用。
各引導(dǎo)部58使板狀部件傾斜地構(gòu)成，以使從各周圍空氣噴出部47 噴出的空氣的至少一部分(主要是貫通孔部51的由引導(dǎo)部58覆蓋的
區(qū)域的空氣)向內(nèi)側(cè)(噴嘴部42側(cè))方向噴出。此時的傾斜角度e(安
裝角度)優(yōu)選20°~60°左右。
另外，設(shè)定各引導(dǎo)部58的高度，以防止從噴嘴部42呈錐形(以噴嘴部42為頂點(diǎn)的三棱錐狀)噴霧的液體燃料與各引導(dǎo)部58接觸。
如上所述，擴(kuò)散部59 (第一擴(kuò)散部59a 第六擴(kuò)散部590是貫通 孔部51中并未被引導(dǎo)部58所覆蓋的部分(在圖15和圖16中由虛線所 包圍的區(qū)域)。在該部分(擴(kuò)散部59)上，由于并未設(shè)置引導(dǎo)部58等 那樣的、用于對通過第二空氣供給路徑45供給的空氣進(jìn)行整流的要 素，故從擴(kuò)散部59噴出的空氣急劇擴(kuò)大。
因此，在本實(shí)施例的燃燒器40中，從周圍空氣噴出部47噴出的 空氣被引導(dǎo)部58導(dǎo)向內(nèi)側(cè)方向，并且，該空氣的一部分在擴(kuò)散部59 的作用下被促進(jìn)擴(kuò)散。
在本實(shí)施例的燃燒器40中，通過適當(dāng)?shù)厍袚Q(開關(guān)控制)噴嘴部 42的燃料供給狀態(tài)，可以切換到停止?fàn)顟B(tài)、低燃燒狀態(tài)和高燃燒狀態(tài) 中的任一狀態(tài)。也就是說，可以在燃燒狀態(tài)持續(xù)時、從低燃燒向高燃 燒切換或者從高燃燒向低燃燒切換。
一般來說，向燃燒器40供給空氣的供給量采用設(shè)置在風(fēng)箱50和 鼓風(fēng)機(jī)之間的管道內(nèi)的風(fēng)門(未圖示)、控制鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的變頻器 等(未圖示)來進(jìn)行調(diào)整。并且，相應(yīng)于液體燃料的供給量來供給該 空氣。例如，在采用具有同樣燃料供給性能的兩個噴頭所構(gòu)成的燃燒 器中，若設(shè)從任一方的噴頭噴射液體燃料時(低燃燒時)供給的空氣 量為"1"，則從雙方的噴頭噴射液體燃料時(高燃燒時)供給的空氣 量為"2"。采用風(fēng)門、變頻器來進(jìn)行該空氣量的調(diào)整。
如圖15等所示，在如上所述構(gòu)成并起作用的燃燒器40中，以向 內(nèi)側(cè)噴出來自周圍空氣噴出部47的空氣的方式設(shè)置引導(dǎo)部58。因此， 在燃燒器40中，以抑制擴(kuò)散的狀態(tài)朝向下方形成火焰F (燃燒氣體) (省略圖示)。因此，在燃燒器40中生成的燃燒氣體GO沿著內(nèi)側(cè)水 管組20向下方流動。沿著內(nèi)側(cè)水管組20朝下方流動的氣體在與罐體 IO的下表面相沖突后，成為朝向周向呈放射狀流動的氣體G1的流動， 經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25而被導(dǎo)入環(huán)形氣體流路60內(nèi)。
經(jīng)由內(nèi)側(cè)氣體流路25而被導(dǎo)入環(huán)形氣體流路60內(nèi)的氣體G2，接 著就沿著內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30朝向上方流動。此時，相應(yīng) 于設(shè)置于內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30上的平板狀翅片(第一翅片 23、第二翅片33)的傾斜角度，氣體G2朝向上方流動。然后，向上 方流動的氣體G2，在與罐體10的上表面相沖突后成為朝向周向呈放
射狀流動的氣體G3的流動，經(jīng)由外側(cè)氣體流路35而被集中到排氣筒 90，再經(jīng)由該排氣筒90排出到罐體IO的外部。
在上述那樣的氣體流中，在燃燒器40內(nèi)生成的火焰(燃燒氣體) 的熱量由內(nèi)側(cè)水管組20和外側(cè)水管組30所回收。
根據(jù)本實(shí)施例的燃燒器40，由于周圍空氣噴出部47具有引導(dǎo)部 58，從而能夠相應(yīng)于罐體的結(jié)構(gòu)(氣體流路的位置等)來控制火焰(氣 體)的流動，從而實(shí)現(xiàn)有害物質(zhì)的減少化(低煤塵化、低NOx化)。 在本實(shí)施例中，罐體10的內(nèi)側(cè)氣體流路25在下方構(gòu)成環(huán)形，使氣體 相對于該內(nèi)側(cè)氣體流路25均勻地流動，并且，將引導(dǎo)部58設(shè)定為朝 內(nèi)側(cè)(噴嘴部42側(cè))噴出燃燒用空氣的角度，以便于消除氣體等與內(nèi) 側(cè)水管組20的早期接觸。若基于該結(jié)構(gòu)而朝內(nèi)側(cè)噴出燃燒用空氣，則 液體燃料和燃燒開始階段的火焰(氣體)難于與罐體10的內(nèi)側(cè)水管組 20相接觸，從而消除燃燒器40附近不良的不完全燃燒，能夠有效地防 止CO、煤塵的產(chǎn)生。
此外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于在噴嘴部42的周圍設(shè)有多個周圍空氣噴 出部47，故形成了分割火焰而能夠?qū)崿F(xiàn)低NOx化。
而且，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于具有引導(dǎo)部58，使得燃燒用空氣集中而 能以高速與液體燃料相接觸，故使得火焰的燃燒狀態(tài)接近氣化燃燒、 能夠?qū)崿F(xiàn)低NOx化。另外，通過這樣設(shè)置引導(dǎo)部58來提高噴出的燃燒 用空氣的流速，從而巻入引導(dǎo)部58周圍的氣體(成為自身再循環(huán)的狀 態(tài))，故能夠?qū)崿F(xiàn)低NOx化。
另外，構(gòu)成本實(shí)施例的燃燒器40的周圍空氣噴出部47不僅具有 發(fā)揮上述各種效果的引導(dǎo)部58，還具有擴(kuò)散部59。該擴(kuò)散部59如之 前說明的那樣，是貫通孔部51中并未被引導(dǎo)部58所覆蓋的部分(參 照圖15和圖16)。也就是說，由于未在該擴(kuò)散部59上設(shè)置引導(dǎo)部58 等那樣的、用于對空氣進(jìn)行整流的要素，故從擴(kuò)散部59噴出的空氣在 擴(kuò)散部59的邊緣部分(貫通孔部51的邊緣部分)急劇擴(kuò)大。這樣， 在燃燒器40的附近，在空氣中產(chǎn)生小的紊流，能夠使得從噴嘴部42 噴射的液體燃料和空氣的混合狀態(tài)局部不均勻。本實(shí)施例的燃燒器40 具有這樣的擴(kuò)散部59，故不僅能形成良好的混合狀態(tài)，還能夠有意地 形成局部不均勻的混合狀態(tài)。也就是說，在本實(shí)施例中，通過設(shè)置擴(kuò) 散部59而可在燃燒器40附近形成濃淡燃燒的燃燒狀態(tài)，故可降低氣
體的溫度，降低NOx值。當(dāng)然，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于周圍空氣噴出部47 具有擴(kuò)散部59，故能夠有效地混合液體燃料和燃燒用空氣來實(shí)現(xiàn)低煤 塵化。
如上所述，采用了本實(shí)施例的燃燒器40(參照圖15等)的鍋爐1， 通過抑制罐體IO的燃燒室16內(nèi)的氣體擴(kuò)散來降低CO和煤塵、通過在 罐體10內(nèi)形成的適當(dāng)?shù)呐艢庋h(huán)流來降低氣體的溫度、通過形成適當(dāng) 的分割火焰來降低氣體的溫度、以及通過由擴(kuò)散部59形成的濃淡燃燒 來降低氣體的溫度這些效果協(xié)同作用，能夠?qū)崿F(xiàn)NOx的降低、CO的 降低、以及煤塵的降低等。
而且，在上述實(shí)施方式等中，對在構(gòu)成罐體的各水管上設(shè)置柱式 翅片和平板狀翅片作為擴(kuò)大傳熱面的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不 局限于該結(jié)構(gòu)，在各水管上設(shè)置多個種類的(例如形狀不同的)平板 狀翅片的結(jié)構(gòu)也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。因此，例如本發(fā)明的其它實(shí) 施例的鍋爐也可以采用圖17、圖18和圖19中所示的結(jié)構(gòu)。
在此，圖n是本發(fā)明的其它實(shí)施例的鍋爐的縱剖面的說明圖。圖
18是沿圖17的Z1-Z1線的橫剖面的簡略說明圖(局部放大圖)。圖19 是沿圖17的Z2-Z2線的橫剖面的簡略說明圖(局部放大圖)。本實(shí)施 例的鍋爐的基本結(jié)構(gòu)與笫三實(shí)施例中所說明的鍋爐同樣，僅在設(shè)置于 各水管上的翅片的結(jié)構(gòu)方面有所不同。因此，在下面的說明中，對與 第三實(shí)施例相同的部分賦予與笫三實(shí)施例相同的附圖標(biāo)記并省略其詳 細(xì)的說明，而主要對與第三實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
如圖17等中所示，在本實(shí)施例的鍋爐中，在各水管21、 31的下 方位置，設(shè)有相對于氣體流(垂直方向的流動)成80。的傾斜角度(相 對于水平方向成10。的傾斜角度)的平板狀的擴(kuò)大傳熱面(下方內(nèi)側(cè)橫 鰭板122、下方外側(cè)橫鰭板132)。另外，在各水管21、 31的上方位置， 設(shè)有相對于氣體流(垂直方向的流動)成80。的傾斜角度(相對于水平 方向成10。的傾斜角度)的平板狀的翅片(上方內(nèi)側(cè)橫鰭板123、上方 外側(cè)橫鰭板133)。也就是說，根據(jù)本實(shí)施例，設(shè)置于下方的鰭板122、 132和設(shè)置于上方的鰭板123、 133以同樣的角度(傾斜角度)安裝在 水管21、 31上。
另外，如圖18所示，在構(gòu)成本實(shí)施例的鍋爐的各內(nèi)側(cè)水管21的 下方設(shè)有下方內(nèi)側(cè)橫鰭板122 (相當(dāng)于本發(fā)明的"擴(kuò)大傳熱面")，在 各外側(cè)水管31的下方設(shè)有下方外側(cè)橫鰭板132 (相當(dāng)于本發(fā)明的"擴(kuò) 大傳熱面")。本實(shí)施例的下方內(nèi)側(cè)橫鰭板122和下方外側(cè)橫鰭板132
的高度設(shè)為6mm左右。
而且，如圖19所示，在構(gòu)成本實(shí)施例的鍋爐的各內(nèi)側(cè)水管21的 上方設(shè)有上方內(nèi)側(cè)橫鰭板123 (相當(dāng)于本發(fā)明的"平板狀的翅片")， 在各外側(cè)水管31的上方設(shè)有上方外側(cè)橫鰭板133(相當(dāng)于本發(fā)明的"平 板狀的翅片，，)。在此，在上方內(nèi)側(cè)橫鰭板123和上方外側(cè)橫鰭板133 的末端部分別設(shè)有切口 (上方內(nèi)側(cè)橫鰭板切口部123A、上方外側(cè)橫鰭 板切口部133A)。本實(shí)施例的上方內(nèi)側(cè)橫鰭板123和上方外側(cè)橫鰭板 133的高度設(shè)定為12mm左右。
如上所述，在本實(shí)施例中，所有的擴(kuò)大傳熱面均采用平板狀的翅 片(橫鰭板)構(gòu)成，下方的翅片(橫鰭板)122、 132從水管外周面延 伸的長度比上方的翅片(橫鰭板)123、 133從水管外周面延伸的長度 短。
由于本實(shí)施例的鍋爐如上述那樣構(gòu)成，故能夠得到與之前說明的 各實(shí)施例同樣的效果。也就是說，即使在設(shè)置橫鰭板122、 132來代替 柱式翅片的情況下，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該橫鰭板122、 132的高度等，也
能夠承受既定的熱應(yīng)力、進(jìn)行有效的熱回收。
另外，根據(jù)本實(shí)施例，設(shè)置于下方的鰭板122、 132和設(shè)置于上方 的鰭板123、 133以同樣的角度(傾斜角度)安裝在水管21、 31上，故 能夠減少制造時的工時等，從而提高鍋爐制造時的制造效率。
另外，在本實(shí)施例中，對以相對于氣體流(垂直方向的流動)成 80。的傾斜角度(相對于水平方向成10。的傾斜角度)的方式將鰭板 122、 123、 132、 133設(shè)置于水管21、 31上的情況進(jìn)行了說明，但是本 發(fā)明并不局限于該結(jié)構(gòu)，只要是設(shè)置于下方的鰭板和設(shè)置于上方的鰭 板以同樣的傾斜角度安裝于水管上，則不特別限定其傾斜角度。因此， 例如，設(shè)置于下方的鰭板122、 132和設(shè)置于上方的鰭板123、 133相對 于氣體流(垂直方向的流動)成40。的傾斜角度(相對于水平方向成60° 的傾斜角度)地安裝于水管21、 31上的結(jié)構(gòu)，也屬于本發(fā)明的技術(shù)范 圍。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐，包括具有環(huán)形排列的內(nèi)側(cè)水管組和外側(cè)水管組的罐體、以及配置于上述內(nèi)側(cè)水管組的中央部的燃燒器，其特征在于，構(gòu)成上述內(nèi)側(cè)水管組的相鄰的內(nèi)側(cè)水管之間，除了設(shè)有氣體流路的部分以外均被封閉；在上述氣體流路附近的上述內(nèi)側(cè)水管組和上述外側(cè)水管組的至少一方上，設(shè)有擴(kuò)大傳熱面。
2. 如權(quán)利要求l所述的鍋爐，其特征在于，在上述氣體流路附近 的上述內(nèi)側(cè)水管組和上述外側(cè)水管組上，設(shè)有上述擴(kuò)大傳熱面；上述外側(cè)水管組設(shè)有比上述內(nèi)側(cè)水管組更多的上述擴(kuò)大傳熱面。
3. 如權(quán)利要求l所述的鍋爐，其特征在于，僅在上述氣體流路附 近的上述外側(cè)水管組上設(shè)置上述擴(kuò)大傳熱面。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的鍋爐，其特征在于，上述氣 體流路在上述內(nèi)側(cè)水管組的一端側(cè)設(shè)置成環(huán)狀。
5. 如權(quán)利要求l至4中任一項所述的鍋爐，其特征在于，在設(shè)置 于上述氣體流路附近的上述擴(kuò)大傳熱面的下游側(cè)，設(shè)有相對于氣體流 傾斜的平板狀的翅片。
6. 如權(quán)利要求5所述的鍋爐，其特征在于，上述平板狀的翅片相 對于上述氣體流傾斜的角度為20°~85°。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供具備有效地進(jìn)行熱回收并具有高耐久性的擴(kuò)大傳熱面(翅片等)的水管組的鍋爐。本發(fā)明是如下鍋爐(1)，其包括具有環(huán)形排列的內(nèi)側(cè)水管組(20)和外側(cè)水管組(30)的罐體(10)、以及配置于上述內(nèi)側(cè)水管組(20)的中央部的燃燒器(40)，其特征在于，構(gòu)成上述內(nèi)側(cè)水管組(20)的相鄰的內(nèi)側(cè)水管之間，除了設(shè)有氣體流路的部分以外均被封閉，在上述氣體流路附近的上述內(nèi)側(cè)水管組(20)和上述外側(cè)水管組(30)的至少一方上，設(shè)有柱式翅片(22、32)。
文檔編號F24H1/40GK101191662SQ20071019607
公開日2008年6月4日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者角宗司 申請人:三浦工業(yè)株式會社