專利名稱：鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括蒸氣鍋爐、溫水鍋爐、熱媒鍋爐、以及廢熱鍋爐 及排氣鍋爐在內(nèi)的各種鍋爐。特別涉及具備罐體的多管式的鍋爐，該 罐體具有以圓筒狀排列并將上部集管件與下部集管件之間連結(jié)的多個 垂直傳熱管、和在以圓筒狀排列的多個垂直傳熱管的周向的至少一部 分上設(shè)在相鄰的垂直傳熱管的間隙中的縱翅片。
本申請對在2007年4月20日提出的日本特許申請第2007-112229
號主張優(yōu)先權(quán)，這里援用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
作為多管式的鍋爐，已知有在特開平2-75805號公報(圖1~圖3) 中公開的結(jié)構(gòu)。在這種鍋爐的罐體上，在以環(huán)狀形成的上部集管件與 下部集管件之間設(shè)有多個水管。這多個水管在上部集管件及下部集管 件的周向上排列為一列或兩列。在具備這樣的水管列的罐體中，將內(nèi) 側(cè)的水管列的更內(nèi)側(cè)作為燃燒室，將內(nèi)側(cè)的水管列的外側(cè)作為燃燒氣 體流路。
如果使燃料燃燒以從設(shè)置在罐體上部的燃燒器朝向燃燒室內(nèi)產(chǎn)生 火焰，則燃燒氣體在燃燒室的下部反轉(zhuǎn)，通過內(nèi)側(cè)的水管列與外側(cè)的 水管列之間、或者外側(cè)的水管列與罐體罩之間，作為排氣被從罐體上 部向煙道排出。在此期間，燃燒氣體與各水管內(nèi)的水熱交換，由此將 各水管內(nèi)的水加熱。
通常基于罐體內(nèi)的壓力控制鍋爐。因此，罐體內(nèi)的水或蒸氣的溫 度成為控制壓力下的飽和溫度，水管的溫度也接近于該飽和溫度。另 一方面，由于罐體罩與高溫的燃燒氣體或排氣接觸，所以成為比水管 溫度高的溫度。因而，在水管與罐體罩是相同材質(zhì)的情況下，因溫度 差而在水管的熱膨脹量與罐體罩的熱膨脹量之間產(chǎn)生差異，在罐體罩 上作用有熱應(yīng)力。即，在罐體罩上，因與水管的溫度差而作用熱應(yīng)力
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是使水管的熱膨脹與罐體罩的熱膨脹平衡、 緩和作用在罐體罩上的熱應(yīng)力。
本發(fā)明的鍋爐的第一技術(shù)方案，具備多個傳熱管，以圓筒狀排 列在上部集管件與下部集管件之間，構(gòu)成傳熱管列；圓筒狀的罐體罩， 設(shè)在上述上部集管件與上述下部集管件之間，包圍上述傳熱管列；隔 熱部件，配置在上述傳熱管列與上述罐體罩之間的間隙的既定的區(qū)域 中。
根據(jù)本發(fā)明的鍋爐的第一技術(shù)方案，罐體罩的沒有設(shè)置隔熱部件 的區(qū)域的溫度借助于燃燒氣體或排氣的作用而比傳熱管溫度(是罐內(nèi) 壓力下的熱媒的飽和溫度，比燃燒氣體溫度低)高，而罐體罩的設(shè)有 隔熱部件的區(qū)域由于不與燃燒氣體或排氣接觸、并且從傳熱管的傳熱 受到抑制，所以溫度比傳熱管溫度低。因而，罐體罩的沒有設(shè)置隔熱 部件的區(qū)域(即高溫部)的熱膨脹量比傳熱管大，而罐體罩的設(shè)有隔 熱部件的區(qū)域(即低溫部)的熱膨脹量比傳熱管小。所以，通過預(yù)先 調(diào)節(jié)填充在間隙中的隔熱部件的厚度及高度，能夠抑制上述低溫部的 罐體罩的伸長，使罐體罩整體的伸長為與傳熱管的伸長相同的程度。
結(jié)果，能夠緩和作用在罐體罩上的熱應(yīng)力。
本發(fā)明的鍋爐的第二技術(shù)方案，具備多個內(nèi)側(cè)傳熱管，以圓筒 狀排列在上部集管件與下部集管件之間，構(gòu)成內(nèi)側(cè)傳熱管列；多個外 側(cè)傳熱管，以圓筒狀排列在上述上部集管件與上述下部集管件之間， 構(gòu)成外側(cè)傳熱管列，包圍上述內(nèi)側(cè)傳熱管列；多個內(nèi)側(cè)縱翅片，除了 上述內(nèi)側(cè)傳熱管列的上下方向的一端部以外、將相鄰的上述內(nèi)側(cè)傳熱 管彼此的間隙堵塞；多個外側(cè)縱翅片，除了上述外側(cè)傳熱管列的上下 方向的另一端部以外、將相鄰的上述外側(cè)傳熱管彼此的間隙堵塞；圓 筒狀的罐體罩，設(shè)在上述上部集管件與上述下部集管件之間，包圍上 述外側(cè)傳熱管列；隔熱部件，配置在上述外側(cè)傳熱管列與上述罐體罩 之間的間隙的既定的區(qū)域中。
,據(jù)本發(fā)明的鍋爐的第二，術(shù)方案，罐體罩的沒，設(shè)置隔熱部件
壓力下的熱媒的飽和溫度，比燃燒氣體溫度低)高，而罐體罩的設(shè)有 隔熱部件的區(qū)域由于不與燃燒氣體或排氣接觸、并且抑制了從傳熱管 的傳熱，所以溫度比傳熱管溫度低。因而，罐體罩的沒有設(shè)置隔熱部件的區(qū)域(即高溫部)的熱膨脹量比傳熱管大，而罐體罩的設(shè)有隔熱 部件的區(qū)域(即低溫部)的熱膨脹量比傳熱管小。所以，通過預(yù)先調(diào) 節(jié)填充在間隙中的隔熱部件的厚度及高度，能夠抑制上述低溫部的罐 體罩的伸長，使罐體罩整體的伸長為與傳熱管的伸長相同的程度。結(jié) 果，能夠緩和作用在罐體罩上的熱應(yīng)力。
在本發(fā)明的鍋爐的第二技術(shù)方案中，也可以是，上述隔熱部件填 充在上述傳熱管列的上下方向的一端部側(cè)。
在本發(fā)明的鍋爐的第二技術(shù)方案中，也可以是，上述罐體罩在上
述傳熱管列的上下方向的另一端部具有大徑部；以包圍上述罐體罩的 方式設(shè)有殼體。此時，優(yōu)選地將燃燒用空氣經(jīng)由上述罐體罩與上述殼 體之間的空間向上述內(nèi)側(cè)傳熱管列的更內(nèi)側(cè)的燃燒室送入。
根據(jù)本發(fā)明的鍋爐的第二技術(shù)方案，可以利用經(jīng)由罐體罩與殼體 之間的空間送入到燃燒室中的燃燒用空氣將罐體罩積極地冷卻。由此， 能夠減小隔熱部件的厚度、使鍋爐小型化。此外，通過將燃燒用空氣 預(yù)熱，能夠提高熱效率。
在本發(fā)明的鍋爐的第一技術(shù)方案中，也可以是，在罐體罩上設(shè)有 能夠沿上下方向伸縮的伸縮部。在本發(fā)明的鍋爐的第二技術(shù)方案中也 同樣。
根據(jù)本發(fā)明的鍋爐的第一技術(shù)方案及第二技術(shù)方案，通過設(shè)在罐 體罩上的伸縮部的伸縮，能夠更可靠地緩和作用在罐體罩上的熱應(yīng)力。
根據(jù)本發(fā)明的鍋爐，能夠使傳熱管的熱膨脹與罐體罩的熱膨脹平 衡，緩和作用在罐體罩上的熱應(yīng)力。


圖l是表示本發(fā)明的鍋爐的實(shí)施例1的概略縱剖視圖。 圖2是表示在圖1的罐體中沒有填充隔熱部件的狀態(tài)的圖。 圖3是表示本發(fā)明的鍋爐的實(shí)施例2的概略縱剖視圖。 圖4是表示本發(fā)明的鍋爐的實(shí)施例3的概略縱剖^見圖。 圖5是表示本發(fā)明的鍋爐的實(shí)施例4的概略縱剖^見圖。
具體實(shí)施例方式
接著，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。本發(fā)明的鍋爐對種類沒有特別限制，例如是蒸氣鍋爐、溫水鍋爐、 熱媒鍋爐、廢熱鍋爐或排氣鍋爐。在哪種情況下，鍋爐都是多管式鍋 爐，典型地是多管式小型貫流鍋爐。
具體而言，鍋爐具備具有上部集管件、下部集管件、和將上部集 管件與下部集管件之間連接的多個傳熱管的罐體。上部集管件與下部
集管件上下分隔而平行地配置，分別呈中空的圓環(huán)狀。多個傳熱管都 垂直地配置，配置在上部集管件與下部集管件之間。即，各傳熱管的 上端部連接在上部集管件上，并且下端部連接在下部集管件上。各傳 熱管通過沿著上部集管件與下部集管件的周向排列在上部集管件與下 部集管件之間，構(gòu)成圓筒狀的傳熱管列。
傳熱管列并不限于一列，也可以是兩列或三列、或者其以上。例 如，罐體具備內(nèi)側(cè)傳熱管列和外側(cè)傳熱管列。在此情況下，內(nèi)側(cè)傳熱 管列由以圓筒狀排列在上部集管件與下部集管件之間的多個內(nèi)側(cè)傳熱 管構(gòu)成。此外，外側(cè)傳熱管列由以包圍內(nèi)側(cè)傳熱管列的方式、以圓筒 狀排列在上部集管件與下部集管件之間的多個外側(cè)傳熱管構(gòu)成。在這 樣使傳熱管列為多個的情況下，各傳熱管列以同心圓筒狀排列。
罐體通常將上下方向的一方封閉，而在上下方向的另一方設(shè)有燃 燒器。這樣，排列在最內(nèi)側(cè)的傳熱管列的更內(nèi)側(cè)成為燃燒室，能夠使 燃料燃燒以使得從燃燒器朝向該燃燒室內(nèi)產(chǎn)生火焰。但是，在廢熱鍋 爐或排氣鍋爐的情況下，罐體將上下方向的一方封閉，而在上下方向 的另一方設(shè)置開口部，將排氣從該開口部導(dǎo)入到鍋爐內(nèi)。即，在廢熱 鍋爐或排氣鍋爐的情況下，將排氣導(dǎo)入到排列在最內(nèi)側(cè)的傳熱管列的 更內(nèi)側(cè)的空間中。在哪種情況下，罐體的外周部都由罐體罩覆蓋。
罐體罩是包圍各傳熱管列而設(shè)在上部集管件與下部集管件之間的 圓筒狀的部件。罐體罩的上端部與上部集管件之間被無間隙地密封， 罐體罩的下端部與下部集管件之間也被無間隙地密封。在罐體罩上連
接有煙道。來自燃燒室的燃燒氣體(在廢熱鍋爐或排氣鍋爐的情況下 是排氣)在與在各傳熱管中流動的熱媒(水等)熱交換后，作為排氣 凈皮從煙道排出。
燃燒氣體通過既定的路徑在外側(cè)傳熱管列與內(nèi)側(cè)傳熱管列之間的 空間、以及傳熱管列與罐體罩之間的空間中流通，以使其與在傳熱管 中流動的熱媒的熱交換變得有效?；蛘撸ㄟ^既定的路徑，在外側(cè)傳熱管列與內(nèi)側(cè)傳熱管列之間的空間、或傳熱管列與罐體罩之間的空間 二者的某一者中流通。為了少見定該路徑，也可以在一部分或全部傳熱 管列上設(shè)置用來除了其上下方向的一端部或上下方向的另 一端部以 外、將相鄰的傳熱管彼此的間隙堵塞的縱翅片。在此情況下，燃燒氣 體在形成于沒有設(shè)置縱翅片的部分上的相鄰傳熱管彼此的間隙中流 通。
例如，在罐體具備內(nèi)側(cè)傳熱管列和外側(cè)傳熱管列的情況下，在內(nèi) 側(cè)傳熱管列上設(shè)有內(nèi)側(cè)縱翅片，使其除了上下方向的一端部以外將相 鄰的內(nèi)側(cè)傳熱管彼此的間隙堵塞。此外，在外側(cè)傳熱管列上設(shè)有外側(cè) 縱翅片，使其除了上下方向的另一端部以外將相鄰的外側(cè)傳熱管彼此 的間隙堵塞。并且，內(nèi)側(cè)傳熱管列的更內(nèi)側(cè)成為燃燒室。
在此情況下，來自燃燒室的燃燒氣體在內(nèi)側(cè)傳熱管列的上下方向 的 一 端部經(jīng)由形成在沒有設(shè)置內(nèi)側(cè)縱翅片的部分上的內(nèi)側(cè)傳熱管彼此 的間隙;波向內(nèi)側(cè)傳熱管列與外側(cè)傳熱管列的間隙導(dǎo)入。進(jìn)而，在外側(cè) 傳熱管列的上下方向的另一端部，經(jīng)由形成在沒有設(shè)置外側(cè)縱翅片的 部分上的外側(cè)傳熱管彼此的間隙被向外側(cè)傳熱管列與罐體罩的間隙導(dǎo) 入。接著，其排氣經(jīng)由連接到罐體罩的煙道被向外部排出。
在從排列在最外側(cè)的外側(cè)傳熱管列的上下方向的一端部或者上下 方向的另一端部的整周排出燃燒氣體而構(gòu)成的罐體的情況下，需要在 外側(cè)傳熱管列的外側(cè)整周上設(shè)置罐體罩。在此情況下，排氣經(jīng)由罐體 罩在煙道中流通，被向外部排出。
在這樣構(gòu)成的罐體的情況下，各傳熱管的溫度接近于其內(nèi)部壓力 下的媒體(水或蒸氣等)的飽和溫度。但是，由于罐體罩與比傳熱管
的溫度高例如50 ~ 150°C的燃燒氣體接觸，所以罐體罩的溫度比各傳熱 管高。因而，有在罐體罩上因與傳熱管的溫度差而作用熱應(yīng)力的不良 狀況。
為了緩和該熱應(yīng)力，只要使各傳熱管的熱膨脹與罐體罩的熱膨脹 平衡就可以。所以，在外側(cè)傳熱管列與罐體罩之間的間隙的既定的區(qū) 域中填充隔熱部件。由于通過燃燒氣體或排氣將罐體罩加熱，所以相 鄰于沒有設(shè)置隔熱部件的區(qū)域(即高溫部)的罐體罩的溫度變得比傳 熱管溫度(大致等于罐內(nèi)壓力下的熱媒的飽和溫度，比燃燒氣體溫度 低)高。但是，相鄰于設(shè)有隔熱部件的區(qū)域(即低溫部)的罐體罩的由于罐體罩不與燃燒氣體或排氣直接接觸、并且被抑制了來自傳熱管
的傳熱，所以溫度比傳熱管溫度低。所以，通過調(diào)節(jié)填充在間隙中的 隔熱部件的厚度和高度，能夠抑制上述低溫部的伸長，使罐體罩的伸 長成為與傳熱管的伸長相同的程度。結(jié)杲，能夠緩和在罐體罩上產(chǎn)生 的熱應(yīng)力。
在從外側(cè)傳熱管列的上方外周部排出燃燒氣體的情況下，只要在 外側(cè)傳熱管列與罐體罩的間隙的下部區(qū)域中填充隔熱部件就可以。另 一方面，在從外側(cè)傳熱管列的下方外周部排出燃燒氣體的情況下，只 要將隔熱部件填充到外側(cè)傳熱管列與罐體罩的間隙的上部區(qū)域中就可 以。
為了更可靠地進(jìn)行在罐體罩上產(chǎn)生的熱應(yīng)力的緩和，優(yōu)選地利用 經(jīng)由罐體罩與殼體之間的空間送入到燃燒室中的燃燒用空氣將罐體罩 積極地冷卻。具體而言，只要在罐體罩的作為上述高溫部的部位上設(shè) 置大徑部、并設(shè)置殼體以包圍該罐體罩就可以。在此情況下，燃燒用 空氣經(jīng)由上述罐體罩與上述殼體之間的空間被向上述內(nèi)側(cè)傳熱管列的 更內(nèi)側(cè)的燃燒室送入。這樣，可以通過向送風(fēng)沖幾吸入的空氣、或者來 自送風(fēng)機(jī)的吹出空氣將罐體罩冷卻。
進(jìn)而，如杲在罐體罩的一部分上設(shè)置可伸縮的伸縮部、例如蛇腹 狀的伸縮部，則能夠更可靠地緩和作用在罐體罩上的熱應(yīng)力。 (實(shí)施例1 )
以下，基于附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的具體的實(shí)施例。
圖1是表示本發(fā)明的鍋爐的實(shí)施例1的概略縱剖視圖。本實(shí)施例
的鍋爐1是具備圓筒狀的罐體2的多管式小型貫流鍋爐。罐體2具備 上部集管件3、下部集管件4、和以圓筒狀排列并將上部集管件3與下 部集管件4連接的多個水管(傳熱管)5、 6。
上部集管件3及下部集管件4上下分隔而平行地配置，分別形成 中空的圓環(huán)狀。此外，上部集管件3及下部集管件4分別水平地配置， 并且配置在同一軸線上。
多個水管5垂直地配置，各水管5的上端部連接在上部集管件3 上，并且下端部連接在下部集管件4上。各水管5通過向上部集管件3 及下部集管件4的周向依次排列，構(gòu)成呈圓筒狀的水管列。另一方面， 多個水管6也垂直地配置，各水管6的上端部連接在上部集管件3上，并且下端部連接在下部集管件4上。各水管6通過在以圓筒狀排列的 各水管5的外側(cè)向上部集管件3及下部集管件4的周向依次排列，構(gòu) 成呈圓筒狀的水管列。在本實(shí)施例中，由多個水管5構(gòu)成的內(nèi)側(cè)水管 列7、和由多個水管6構(gòu)成的外側(cè)水管列8以同心圓狀配置。即，外側(cè) 水管列8包圍內(nèi)側(cè)水管列7地配置。另外，以下將水管5稱作內(nèi)側(cè)水 管，將水管6稱作外側(cè)水管。
在內(nèi)側(cè)水管列7上，i殳有內(nèi)側(cè)縱翅片9, 4吏其除了下端部的既定區(qū) 域以外將相鄰的內(nèi)側(cè)水管5彼此的間隙堵塞。即，相鄰的內(nèi)側(cè)水管5 彼此的間隙除了下端部的既定區(qū)域以外，^皮內(nèi)側(cè)縱翅片9堵塞。在內(nèi) 側(cè)水管列7的沒有設(shè)置內(nèi)側(cè)縱翅片9的部分上，留有相鄰的內(nèi)側(cè)水管5 彼此的間隙。該間隙形成用來將內(nèi)側(cè)水管列7的內(nèi)側(cè)空間與外側(cè)空間 連通的連通部(以下稱作內(nèi)列連通部)10。
在外側(cè)水管列8上，設(shè)有外側(cè)縱翅片11,使其除了上端部的既定 區(qū)域以外將相鄰的外側(cè)水管6彼此的間隙堵塞。即，相鄰的外側(cè)水管6 彼此的間隙除了上端部的既定區(qū)域以外，被外側(cè)縱翅片ll堵塞。在外 側(cè)水管列8的沒有設(shè)置外側(cè)縱翅片11的部分上，留有相鄰的外側(cè)水管 6彼此的間隙。該間隙形成用來將外側(cè)水管列8的內(nèi)側(cè)空間與外側(cè)空間 連通的連通部(以下稱作外列連通部)12。
在各內(nèi)側(cè)水管5上，根據(jù)要求，也可以還設(shè)置從其外周面突出的 內(nèi)側(cè)橫翅片(圖示省略)。各內(nèi)側(cè)橫翅片可以上下分隔地在各內(nèi)側(cè)水 管5上設(shè)置多個。此外，各內(nèi)側(cè)橫翅片通常向各內(nèi)側(cè)水管5的徑向外 側(cè)以凸緣狀延伸設(shè)置。同樣，在各外側(cè)水管6上，根據(jù)要求，也可以 還設(shè)置從其外周面突出的外側(cè)橫翅片(圖示省略)。各外側(cè)橫翅片可 以上下分隔地在各外側(cè)水管6上設(shè)置多個。此外，各外側(cè)橫翅片通常 向各外側(cè)水管6的徑向外側(cè)以凸緣狀延伸設(shè)置。此時，通過使各橫翅 片相對于水平方向傾斜希望的角度，能夠使燃燒氣體產(chǎn)生旋繞流。橫 翅片的設(shè)置的有無、設(shè)置區(qū)域及設(shè)置位置、設(shè)置片數(shù)、形狀及大小等 可以適當(dāng)；也i殳定。
進(jìn)而，在上部集管件3與下部集管件4之間，設(shè)有圓筒狀的罐體 罩13,使其包圍外側(cè)水管列8。罐體罩13的上端部與上部集管件3之 間被無間隙地密封，罐體罩13的下端部與下部集管件4之間也被無間 隙地密封。在罐體罩13的周側(cè)壁的上部連接有煙道14。在上部集管件3的下表面上設(shè)有耐火部件15,使其覆蓋上部集管 件3與各內(nèi)側(cè)水管5的連接部、以及上部集管件3與各外側(cè)水管6的連 接部。在下部集管件4的上表面上也設(shè)有耐火部件15，使其覆蓋與各 內(nèi)側(cè)水管5的連接部、以及上部集管件3與各外側(cè)水管6的連接部。 下部集管件4側(cè)的耐火部件15設(shè)置為，將下部集管件4的中央部也堵 塞。在下部集管件4側(cè)的耐火部件15的中央部，形成有圓柱狀或圓錐 臺狀的凹部。
在圖示例中，在各內(nèi)側(cè)水管5的下端部上形成有比其他部分直徑 小的小徑部16。小徑部16是為了將通過內(nèi)列連通部IO的燃燒氣體確 保希望的流量而設(shè)置的。因而，即使不設(shè)置小徑部16，在能夠?qū)⑼ㄟ^ 內(nèi)列連通部10的燃燒氣體確保為希望的流量的情況下，小徑部16不 是必須的。內(nèi)列連通部10的大小也依存于相鄰的內(nèi)側(cè)水管5彼此的間 隙與內(nèi)側(cè)縱翅片9的下端部的高度方向位置。所以，也可以不設(shè)置小 徑部16而調(diào)節(jié)它們的尺寸。另外，在圖示例中，在各外側(cè)水管6的上 端部上沒有形成小徑部16,但也可以與各內(nèi)側(cè)水管5同樣地形成小徑 部16。
在上部集管件3的中央部上，設(shè)有朝向下方產(chǎn)生火焰的燃燒器17。 對該燃燒器17供給燃料并且供給燃燒用空氣。通過使燃燒器17動作， 在罐體2內(nèi)進(jìn)行燃料的燃燒。此時，內(nèi)側(cè)水管列7的內(nèi)側(cè)作為燃燒室 18發(fā)揮功能。
通過燃燒室18中的燃料燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體經(jīng)由內(nèi)列連通部10 被向內(nèi)側(cè)水管列7與外側(cè)水管列8之間的燃燒氣體流路19導(dǎo)出。接著， 該燃燒氣體經(jīng)由外列連通部12 ^皮向外側(cè)水管列8與罐體罩13之間的 間隙20導(dǎo)出。然后，作為排氣，經(jīng)由連接在罐體罩13上的煙道14被 向外部排出。在此期間，燃燒氣體與各內(nèi)側(cè)水管5內(nèi)的水、以及各外 側(cè)水管6內(nèi)的水熱交換，由此將各水管內(nèi)的水加熱。被加熱的水變?yōu)?蒸氣，能夠從上部集管件3取出。被取出的蒸氣經(jīng)由氣水分離器(圖 示省略)等被向蒸氣使用設(shè)備(圖示省略)傳送。
在外側(cè)水管列8與罐體罩13之間形成有呈圓筒狀的間隙20。在間 隙20中，沿著形成外側(cè)水管列8的多個外側(cè)水管6的排列方向、在從 下部集管件4側(cè)的耐火部件15的上表面到既定高度的區(qū)域中填充有隔 熱部件21。隔熱部件21的種類沒有特別限定，例如是陶瓷纖維或石棉。設(shè)置這樣的隔熱部件21的理由如下。
圖2是表示在圖1的罐體2中沒有填充隔熱部件21的狀態(tài)的圖。 假如在圖2的狀態(tài)下使用鍋爐1,則燃燒氣體通過燃燒氣體通路19， 從燃燒室18向間隙20、遍及整周而無偏向地大致均勻?qū)搿Ｔ诖饲闆r 下，水管5、 6接近于其內(nèi)部的壓力的水或蒸氣的飽和溫度(例如150 ~ 180°C),而罐體罩13由于與比水管5、 6高溫的燃燒氣體接觸，所以 罐體罩13的溫度變得接近于排氣溫度(例如350°C )。因而，在罐體 罩13上，因罐體罩13與各水管5、 6的溫度差而在熱膨脹量上產(chǎn)生差 異，由此作用有熱應(yīng)力。
為了緩和該熱應(yīng)力，在本實(shí)施例中，如圖l所示，在外側(cè)水管列8 與罐體罩13間的間隙20中，如上述那樣填充有隔熱部件21。由此， 由于通過燃燒氣體將罐體罩13加熱，所以相鄰于沒有填充隔熱部件21 的區(qū)域(即高溫部)的溫度變得比傳熱管溫度(大致等于罐內(nèi)壓力下 的熱媒的飽和溫度，比燃燒氣體溫度低)高。但是，相鄰于設(shè)有隔熱 部件21的區(qū)域(即低溫部)的罐體罩13由于罐體罩13不與燃燒氣體 直接接觸、并且抑制了來自傳熱管的傳熱，所以溫度比傳熱管溫度低。 所以，預(yù)先調(diào)節(jié)隔熱部件21的厚度和高度，以使組合了上述高溫部和 上述低溫部的罐體罩13整體的熱膨脹量成為與各水管5、 6的熱膨脹 量相同的程度。由此，能夠緩和在罐體罩13上產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
在本實(shí)施例的鍋爐1中，在用來封閉排氣的罐體罩13內(nèi)側(cè)的間隙 20中，沿著構(gòu)成外側(cè)水管列8的多個外側(cè)水管6的排列方向、并且在 從下部集管件4側(cè)的耐火部件15的上表面到既定高度的區(qū)域中填充有 隔熱部件21。因而，排氣不會流到填充有隔熱部件21的區(qū)域中。由此， 在罐體罩13的上部和下部之間產(chǎn)生溫度差，罐體罩13上部的溫度變 得比各水管5、 6高，另一方面，罐體罩13下部的溫度變得比各水管5、 6低，所以罐體罩13的伸長成為與各水管5、 6的伸長相同的程度。結(jié) 果，能夠緩和在罐體罩13上產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
并且，在本實(shí)施例中，隔熱部件21如下填充，即，使其將外側(cè)水 管列8與罐體罩13的間隙20完全填埋。因而，將罐體罩13的低溫部 保持為與比燃燒氣體低溫的外側(cè)水管列8相比還低溫。由此，能夠減 小隔熱部件21的厚度。
在本實(shí)施例中，在內(nèi)側(cè)水管列7上設(shè)有內(nèi)側(cè)縱翅片9，使其將相鄰的內(nèi)側(cè)水管5彼此的間隙堵塞。在外側(cè)水管列8上設(shè)有外側(cè)縱翅片11， 使其將相鄰的外側(cè)水管6彼此的間隙堵塞。由此，能夠進(jìn)行燃燒氣體 向內(nèi)側(cè)水管5彼此的間隙、以及外側(cè)水管6彼此的間隙的流入，防止 該間隙成為死空間。進(jìn)而，通過內(nèi)側(cè)縱翅片9及外側(cè)縱翅片11，能夠 提高從燃燒氣體向內(nèi)側(cè)水管5及外側(cè)水管6的傳熱效率。除此以外， 由于在從外側(cè)水管列8的整周以放射狀將燃燒氣體排出后，經(jīng)由外側(cè) 水管列8與罐體罩13的間隙20將排氣向煙道14引導(dǎo)，所以能夠在外 側(cè)水管列8的周向整個區(qū)域中實(shí)現(xiàn)均勻的排氣的流動。 (實(shí)施例2)
圖3是表示本發(fā)明的鍋爐的實(shí)施例2的概略縱剖視圖。本實(shí)施例2 的鍋爐也基本上與上述實(shí)施例1的鍋爐1同樣。所以，以下以兩者不 同的點(diǎn)為中心進(jìn)行;兌明，對于對應(yīng)的部位標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記進(jìn)4亍i兌 明。
在上述實(shí)施例l中，罐體罩13是單純的圓筒狀，而在本實(shí)施例2 中，罐體罩13具備能夠沿罐體罩13的軸向伸縮的蛇腹?fàn)畹纳炜s部22。 該伸縮部22設(shè)在沒有填充隔熱部件21的上述高溫部。由于罐體罩13 具備伸縮部22,即使在罐體罩13的熱膨脹量與各水管5、 6的熱膨脹 量之間產(chǎn)生差異，伸縮部22也會通過伸長或縮短來吸收該差異。由此， 能夠更可靠地緩和在罐體罩13上產(chǎn)生的熱應(yīng)力。其他結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施 例1同樣，所以省略說明。 (實(shí)施例3 )
圖4是表示本發(fā)明的鍋爐的實(shí)施例3的概略縱剖視圖。本實(shí)施例3 的鍋爐也基本上與上述實(shí)施例1的鍋爐1同樣。所以，以下以兩者不 同的點(diǎn)為中心進(jìn)行說明，對于對應(yīng)的部位標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行說 明。
在上述實(shí)施例l中，罐體罩13是單純的圓筒狀，而在本實(shí)施例3 中，罐體罩13具備大徑部23。該大徑部23設(shè)在沒有填充隔熱部件21 的上述高溫部側(cè)。該大徑部23承接從外側(cè)水管列8的上部以放射狀排 出的排氣，在周向整個區(qū)域中確保均勻的排氣的流動。此外，大徑部 23降低了來自外列連通部12的排氣被向煙道14排出之前的壓力損失。 在本實(shí)施例3的鍋爐1中，設(shè)有圓筒狀的殼體24，包圍罐體罩13。并 且，罐體罩13與殼體24之間的圓筒狀的空間上端部開口 、下端部堵塞。并且，在殼體24的周側(cè)壁下部，經(jīng)由連通路徑25連接著送風(fēng)機(jī) 26的吸入口 。該送風(fēng)機(jī)26是用來向燃燒器17送入燃燒用空氣的裝置。
因而，外界氣體從包圍上部集管件3上表面的燃燒器17的位置經(jīng) 由罐體罩13與殼體24之間的空間，作為燃燒用空氣被向燃燒室18送 入。并且，通過向送風(fēng)機(jī)26的吸入空氣，能夠?qū)⒐摅w罩13 (特別是作 為其高溫部的大徑部23)冷卻。但是，也可以不是利用向送風(fēng)機(jī)26吸 入的吸入空氣，而是通過來自送風(fēng)機(jī)26的吹出空氣將罐體罩13冷卻。 具體而言，也可以將來自送風(fēng)機(jī)26的吹出空氣經(jīng)由罐體罩13與殼體 24間的空間作為燃燒用空氣向燃燒室18送入。
在本實(shí)施例3的鍋爐1的情況下，能夠利用鍋爐1的供氣將罐體 罩13積極地冷卻。由此，能夠?qū)⒏魺岵考?1的厚度抑制為最小限度。 (實(shí)施例4)
圖5是表示本發(fā)明的鍋爐的實(shí)施例4的概略縱剖視圖。本實(shí)施例4 的鍋爐也基本上與上述實(shí)施例1的鍋爐1同樣。所以，以下以兩者不 同的點(diǎn)為中心進(jìn)行說明，對于對應(yīng)的部位標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行說 明。
在上述實(shí)施例1的鍋爐1中，在內(nèi)側(cè)水管列7的下端部設(shè)有內(nèi)列 連通部10，在外側(cè)水管列8的上端部設(shè)有外列連通部12。由此，來自 罐體2上部的燃燒器17的燃燒氣體從內(nèi)側(cè)水管列7的下端部的內(nèi)列連 通部10向燃燒氣體流路19進(jìn)入，從外側(cè)水管列8的上端部的外列連 通部12向罐體罩13排出。另一方面，在本實(shí)施例4的鍋爐1中，在內(nèi) 側(cè)水管列7的上端部設(shè)有內(nèi)列連通部10，在外側(cè)水管列8的下端部設(shè) 有外列連通部12。由此，來自罐體2上部的燃燒器17的燃燒氣體從內(nèi) 側(cè)水管列7的上端部的內(nèi)列連通部10向燃燒氣體流路19進(jìn)入，從外 側(cè)水管列8的下端部的外列連通部12向罐體罩13排出。
在本實(shí)施例4的情況下，隔熱部件21填充在外側(cè)水管列8與罐體 罩13的間隙20的上部區(qū)域中。其他結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例1同樣，所以 省略說明。
本發(fā)明的鍋爐1并不限于上述各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)而能夠適當(dāng)變更。 例如，在上述各實(shí)施例中，設(shè)有內(nèi)側(cè)水管列7和外側(cè)水管列8，但也可 以適當(dāng)增減水管列的數(shù)量。此外，在上述各實(shí)施例中，將罐體2的下 部堵塞，將燃燒器17設(shè)在罐體2的上部，但也可以與此相反，將罐體2的上部堵塞，而將燃燒器17設(shè)在罐體2的下部。
此外，在上述各實(shí)施例中，對將本發(fā)明的鍋爐應(yīng)用在蒸氣鍋爐中 的例子進(jìn)行了說明，但也同樣能夠應(yīng)用在溫水鍋爐及熱媒鍋爐中。進(jìn) 而，在上述各實(shí)施例中，也可以代替設(shè)置燃燒器17而將排氣導(dǎo)入到內(nèi) 側(cè)水管列7的內(nèi)側(cè)，將本發(fā)明的鍋爐應(yīng)用在廢熱鍋爐或排氣鍋爐中。
此外，上述各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)能夠相互組合。例如，也可以將實(shí)施 例2的伸縮部22設(shè)在實(shí)施例3的大徑部23等處。此外，也可以在實(shí)施 例4的鍋爐1中附加實(shí)施例2的伸縮部22、及實(shí)施例3中記載的鍋爐1 的使用供氣的罐體罩13的冷卻結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1、一種鍋爐，其特征在于，具備多個傳熱管，以圓筒狀排列在上部集管件與下部集管件之間，構(gòu)成傳熱管列；圓筒狀的罐體罩，設(shè)在上述上部集管件與上述下部集管件之間，包圍上述傳熱管列；隔熱部件，配置在上述傳熱管列與上述罐體罩之間的間隙的既定的區(qū)域中。
2、 一種鍋爐，其特征在于，具備多個內(nèi)側(cè)傳熱管，以圓筒狀排列在上部集管件與下部集管件之間， 構(gòu)成內(nèi)側(cè)傳熱管列；多個外側(cè)傳熱管，以圓筒狀排列在上述上部集管件與上述下部集 管件之間，構(gòu)成外側(cè)傳熱管列，包圍上述內(nèi)側(cè)傳熱管列；多個內(nèi)側(cè)縱翅片，除了上述內(nèi)側(cè)傳熱管列的上下方向的一端部以 外、將相鄰的上述內(nèi)側(cè)傳熱管彼此的間隙堵塞；多個外側(cè)縱翅片，除了上述外側(cè)傳熱管列的上下方向的另一端部 以外、將相鄰的上述外側(cè)傳熱管彼此的間隙堵塞；圓筒狀的罐體罩，設(shè)在上述上部集管件與上述下部集管件之間， 包圍上述外側(cè)傳熱管列；隔熱部件，配置在上述外側(cè)傳熱管列與上述罐體罩之間的間隙的 既定的區(qū)域中。
3、 如權(quán)利要求2所述的鍋爐，其特征在于，上述隔熱部件填充在 上述傳熱管列的上下方向的一端部側(cè)。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的鍋爐，其特征在于， 上述罐體罩在上述傳熱管列的上下方向的另一端部具有大徑部； 以包圍上述罐體罩的方式設(shè)有殼體；經(jīng)由上述罐體罩與上述殼體之間的空間，將燃燒用空氣向上述內(nèi) 側(cè)傳熱管列的更內(nèi)側(cè)的燃燒室送入。
5、 如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的鍋爐，其特征在于，在上述 罐體罩上設(shè)有能夠沿上下方向伸縮的伸縮部。
6、 如權(quán)利要求4所述的鍋爐，其特征在于，在上述罐體罩上設(shè)有 能夠沿上下方向伸縮的伸縮部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鍋爐，該鍋爐具備多個傳熱管，以圓筒狀排列在上部集管件與下部集管件之間，構(gòu)成傳熱管列；圓筒狀的罐體罩，設(shè)在上述上部集管件與上述下部集管件之間，包圍上述傳熱管列；隔熱部件，配置在上述傳熱管列與上述罐體罩之間的間隙的既定的區(qū)域中。
文檔編號F22B1/06GK101290109SQ20081009295
公開日2008年10月22日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者大久保恭輔, 大久保智浩, 角宗司 申請人:三浦工業(yè)株式會社