[发明专利]锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及包括蒸汽锅炉、温水锅炉、废热锅炉以及排气锅炉在内的各种锅炉。

背景技术

多管式的锅炉在形成为环状的上部管集合体和下部管集合体之间具备将多个水管排列为同心圆筒状而构成的罐体。在这样的罐体中，内侧水管列的内侧为燃烧室，内侧水管列与外侧水管列的间隙为燃烧气体路。

因此，当从在罐体上部设置的燃烧器朝向燃烧室内进行燃料的燃烧时，燃烧气体在燃烧室的下部反转，并通过内侧水管列与外侧水管列之间而作为排气从罐体上部被排出向烟道。在这期间，燃烧气体与各水管内的水进行热交换，各水管内的水被加热。为有效进行向水管内的水导热，在各外侧水管(以及各内侧水管)上设有翅片，增加导热面积。

但是，需要考虑燃烧气体温度随着到下游而降低这一点。例如，在上述锅炉的罐体，在内侧水管列与外侧水管列之间的燃烧气体路向上方流动的燃烧气体随着越到上方而燃烧气体温度下降。即，与燃烧气体路的上方相比，燃烧气体路的下方为高温部。

因此，在不考虑这种事情，而仅仅是简单地在各水管上以上下等间隔的方式设置同一形状的翅片时，在上游侧安装的翅片产生的热应力变大。尤其，在水管内附着有水垢(水中的硬度成分析出的物质)的情况下，从翅片向水管内的水的导热受到阻碍，因此，存在着在翅片上产生过大的热应力的顾虑。此时，翅片还存在过热而脱落或者烧损的顾虑。另一方面，还需要考虑燃烧气体从燃烧室进入燃烧气体路时的压力损失。

考虑这些方面，虽然也可考虑在高温部完全不设置翅片，但不利用高温部在进行高效的热回收方面并不优选。另一方面，在除了使内侧水管列的内外连通用的小径部外的上下方向整个区域设置翅片、或在各外侧水管的上下方向整个区域设置翅片时，还存在燃烧气体从燃烧室进入燃烧气体路时的压力损失变得过大、或在燃烧室下部掉头后不久的从燃烧气体向各水管的热传导率变得过高的情况。

发明内容

本发明要解决的问题是：缓和在翅片产生的热应力，并且减轻燃烧气体的压力损失，同时实现有效的热回收。

本发明为了解决所述问题而提出，技术方案1所述的发明是一种锅炉，其特征在于具备下面的(a)～(h)的构成要件。

(a)多个内侧导热管，其在上部管集合体和下部管集合体之间排列为圆筒状而构成内侧导热管列。

(b)多个外侧导热管，其以包围所述内侧导热管列的方式，在所述上部管集合体和所述下部管集合体之间排列为圆筒状而构成外侧导热管列。

(c)内侧翅片，其在圆筒状的所述内侧导热管列的外周侧从所述各内侧导热管突出设置。

(d)外侧翅片，其在圆筒状的所述外侧导热管列的内周侧从所述各外侧导热管突出设置。

(e)内列连通部，其设置于所述内侧导热管列的下端部，并使所述内侧导热管列的内外连通。

(f)外列连通部，其设置于所述外侧导热管列的上端部，并使所述外侧导热管列的内外连通。

(g)无内侧翅片区域，其是没有所述内侧翅片的区域，且在所述各内侧导热管的下端部且直到所述内列连通部的上端的上方设置。

(h)无外侧翅片区域，其设置于所述各外侧导热管的长度方向中途部，是没有所述外侧翅片的区域，并将其长度方向中途部配置于与所述内列连通部的上端对应的高度。

根据技术方案1所述的发明，各内侧导热管将与内列连通部对应的高度区域以及其上方的设定区域设为无内侧翅片区域，各外侧导热管将从与内列连通部的上端对应的高度起算的上下设定区域设为无外侧翅片区域。在这样的构成的情况下，由于在从燃烧室(内侧导热管列的内侧)向燃烧气体路(内侧导热管列和外侧导热管列的间隙)的燃烧气体的流入部未设置翅片，因此防止从刚在燃烧室下部掉头后的燃烧气体向各导热管的热传导率变得过高，并且可以减轻燃烧气体的压力损失。另一方面，通过在从燃烧室向燃烧气体路的流入部以外的区域，尤其在外侧导热管的最下部区域还设置翅片，从而可以最大限度地实现热回收。

技术方案2所述的发明是技术方案1所述的锅炉，其特征在于，所述无内侧翅片区域是与所述内列连通部对应的高度区域、以及从所述内列连通部的上端往上直到第一设定距离为止的区域，所述第一设定距离是最下部的所述内侧翅片的设置间距的2～10倍的距离，所述无外侧翅片区域是从与所述内列连通部的上端对应的高度往上直到第二设定距离为止的区域、以及从与所述内列连通部的上端对应的高度往下直到比该第二设定距离短的距离为止的区域，所述第二设定距离是最下部的所述外侧翅片的设置间距的2～10倍的距离。