专利名称：水管锅炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及直通锅炉、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。
本发明要解决的课题是，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。
本发明是为了解决上述问题而提出的，技术方案1所记载的发明的特征为，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所记载的发明的特征为，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所记载的发明的特征为，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所记载的发明的特征为，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所记载的发明的特征为，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所记载的发明的特征为，上述导向部件的内侧上设置了多个突起。
技术方案7所记载的发明的特征为，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所记载的发明的特征为，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。
根据本发明，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，根据本发明，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。
图1为本发明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为本发明中第二实施例的横剖面说明图。
图4为本发明中第三实施例的横剖面说明图。
图5为本发明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，对本发明的实施形式加以说明。本发明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，而不会增大气体的流通阻抗。而且，也可将上述散热片制成在上述水管的轴向上延伸的纵翅片形状，还可制成沿上述水管的轴向设置了例如平板状、棒状或截面为L字形等的散热片部件的结构。
因此，由于上述中温区传热面结构是由上述单侧带有散热片的水管构成的，所以上述中温区中气体温度的降低趋势增大。这样一来，上述中温区中下游侧的气体温度可靠地降低到上述低温区中上述带有全周散热片的水管的散热片不烧坏的温度。而且，由于气体温度在更上游位置降低到上述低温区的设定气体温度，所以可减少上述中温区中的水管根数，缩短上述中温区中上述气体通路的长度。
另外，对上述低温区传热面结构加以说明。由于在上述低温区中气体温度降得比上述中温区更低，所以上述低温区传热面结构为将上述第二水管列制成上述带有全周散热片的水管，以进一步增大一根水管的传热面积。而且，上述低温区中为上述第二水管列插入到上述气体通路内的结构，气体在上述第二水管列的内外两侧流动，与水管周壁的整体相接触地进行传热，所以可大幅度增加传热量。
其中，上述带有全周散热片的水管的散热片的结构为将带状的散热片部件螺旋状地卷绕在上述水管的周壁上。而且，可将该全周散热片制成使数个圆板状的散热片部件分别相离，在上述水管的轴向上设置成多段的结构。另外，还可将上述全周散热片制成将在圆周方向上分割成数个的散热片部件在上述水管的轴向上设置成多段状的结构。
而且，可将构成上述低温区传热面结构的上述第一水管列制成由单侧带有散热片的水管构成的水管壁结构，以取代由上述无散热片的水管构成的水管壁结构。该单侧带有散热片的水管的散热片为上述纵翅片形状，将例如平板状、棒状或截面为L字形等的散热片部件在上述水管的轴向上延伸的状态下设置的结构。上述散热片是向上述第二水管列中上述各带有全周散热片的水管之间突出地设置的，也可发挥防止气体滞留在上述各带有全周散热片的水管之间的紊流促进部件的作用。而且，也可将上述散热片制成上述横翅片形状，还可制成将平板状的散热片部件设置成水平、且在上述水管的轴向上为多段状的结构。
如上所述，根据上述三段的传热面结构，在面向上述气体通路的传热面结构整体上想办法，可根据气体温度使面向上述气体通路的传热面为最合适的传热面结构，有效地提高锅炉效率。而且，通过设置上述中温区传热面结构，可在更上游位置降低气体温度，能够以更上游位置为起点设置对传热量的增加效果好的上述低温区传热面结构。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，使炉体细小化。
这样，在上述各带有全周散热片的水管的外侧、即上述各带有全周散热片的水管构成的第二水管列的半径方向的外侧设有起到气体通路壁作用的导向部件。该导向部件制成气体在上述各带有全周散热片的水管的外周、具体地说是上述各带有全周散热片的水管中上述半径方向外侧的传热面流动的形状，例如沿上述各带有全周散热片的水管的外周制成凹凸状。而且，上述导向部件是大致密合地配置在上述各带有全周散热片的水管上，在上述导向部件和构成上述带有全周散热片的水管的水管之间形成有宽度相当于上述全周散热片的突出高度的上述气体通路。
其中，可在上述导向部件的内侧、即上述各带有全周散热片的水管一侧设置多个突起。通过设置该突起，当气体在上述导向部件和上述各带有全周散热片的水管之间流动之际，气体的流动紊乱，促进紊流，增大传热量。
这样，根据上述设置了导向部件的结构，可有效地利用上述各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，由于在上述各带有全周散热片的水管外侧设有上述导向部件，在气体沿上述各带有全周散热片的水管的外周流动的同时，气体流速增加，因而可有效地使上述各带有全周散热片的水管的传热面整体起作用，进行传热，大幅度地增加传热量。
以下，参照附图对本发明适用于多管式的直通锅炉的实施例加以说明。
首先，对图1和图2中所示的第一实施例加以说明。图1为本发明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。
对锅炉的炉体结构加以说明，锅炉的炉体具有相隔指定距离配置的上部管1和下部管2。在这些上部管1和下部管2之间环状地配置有数根水管3、3。各水管3形成作为水管壁结构的环状的第一水管列4，上述各水管3的上下端部分别连接在上部管1和下部管2上。上述第一水管列4在其一部分上具有第一开口部5。上述各水管3中，除了第一开口部5，分别是以密合状态或通过第一纵翅片部件6、6连接在一起。
在上述第一水管列4的内侧设置有燃烧室7。该燃烧室7的上方安装有燃烧器8。燃烧器8从上述上部管1的内侧中央部插向上述燃烧室7。而且，上述燃烧器8具有送风机(省略图示)。
在上述第一水管列4的外侧环状地配置有数根水管3、3。各水管3形成环状的第二水管列9，上述各水管3的上下端部分别连接在上述上部管1和下部管2上。上述第二水管列9在其一部分上具有第二开口部10。第二开口部10设置在相对于上述第一水管列4的上述第一开口部5为180度的相反一侧。在上述各水管3之间，除了上述第二开口部10和距上述第二开口部10一定距离的上游侧的范围，设置有第二纵翅片部件11、11，上述各水管3由上述各第二纵翅片部件11而连接在一起。上述第一水管列4的各水管3和上述第二水管列9的各水管3是以在圆周方向上错开半个间距的状态下配置的。
在上述第一水管4和上述第二水管列9之间设置有从上述第一开口部5至上述第二开口部10的气体通路12、12。两气体通路12通过上述第一开口部5与上述燃烧室7连通，通过上述第二开口部10与烟道13连通。因此，从上述燃烧室7出来的气体在上述第一开口部5分支，分别流入上述两气体通路12，在上述第二开口部10中合流，流入上述烟道13中。
在上述炉体结构中，流过上述气体通路12的气体的温度由于向上述两水管列4、9的传热而越向下游侧越低。因此，在第一实施例中，根据气体温度降低的程度，将面向上述气体通路12的上述两水管列4、9构成的传热面结构制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三段，并按以下设定。另外，在以下的说明中，由于上述两气体通路12作为从上述第一开口部5至上述第二开口部10的通路是大致对称的，所以对一方的上述气体通路12加以说明。
首先，对高温区传热面结构加以说明。从上述第一开口部5流入上述气体通路12的气体的温度约为1300℃。在气体温度约为900℃-1300℃的高温区中，上述两水管列4、9为数根无散热片的水管A、A构成的水管壁结构。上述各无散热片水管A是不设置散热片的结构，以使上述水管3的热负荷不至于过高。而且，作为不设置散热片的替代，也可采用通过使上述气体通路12的宽度稍小，减小流路截面积而增加气体流速，在上述水管3不产生过热的热负荷范围内实现传热量增加的结构。
以下，对中温区传热面结构加以说明。在气体温度约为500℃-900℃的中温区中，上述两水管列4、9为数根单侧带有散热片的水管B、B构成的水管壁结构。上述各单侧带有散热片的水管B分别在上述各水管3的单侧(上述气体通路12一侧)上多段状地设置有横翅片形状的多个第一散热片14、14。当气体温度降低时，体积减小，气体流速也降低，但通过上述单侧带有散热片的水管B，一根水管的传热面积增大，传热量增加。
其中，由于上述各第一散热片14是分别从上述水管3的周壁向上述气体通路12突出的横翅片形状、并设置成大致水平，所以可抑制气体流通阻抗的增大。除此之外，上述中温区由于是气体温度约在900℃以下，所以上述各第一散热片14不会烧坏，而且上述各单侧带有散热片的水管B的热负荷也不会过高。
上述各第一散热片14的安装间距是上游侧的水管3上的间距大，下游侧的水管3上的间距小，即下游侧的安装片数多，设定成传热面积沿着气体的流向逐渐增大，可实现上述各水管3的热负荷均匀化。使上述传热面积逐渐增大的结构也可通过使上述各第一散热片14中从上述水管3的周壁突出的高度越向下游侧越小而实现。另外，上述安装间距的调节和上述突出高度的调节也可经两方组合而实现。
对低温区传热面结构加以说明。在气体温度约为500℃以下的低温区中，上述第一水管列4为数根无散热片的水管A、A构成的水管壁结构，上述第二水管列9为以指定的间隔配置数根带有全周散热片的水管C、C的结构。上述各带有全周散热片的水管C是将带状的散热片部件螺旋状地卷绕在上述水管3的周壁上作为第二散热片15。气体在上述第二水管列9的内外两侧流动，气体分别与上述各带有全周散热片的水管C的外周整体相接触地进行传热。
其中，上述各带有全周散热片的水管C是在其成为内侧的上述第一水管列4一侧在与上述第一水管列4的上述各无散热片的水管A大致相接触的状态下配置的，而且在与上述第一水管列4相反一侧的上述各带有全周散热片的水管C的外侧上，以大致密合的状态、且夹着上述第二开口部10而成为对象地分别配置有起到气体通路壁作用的圆弧状导向部件16、16。由于两导向部件16、16是作为构成上述低温区传热面积结构的部分的隔壁而分别配置的，所以其各上游侧端部分别与位于构成上述中温区传热面结构的上述第二水管列9的最下游侧的水管相连接，而且其各下游侧端部成为分别间隔上述第二开口部10的一侧的端部。上述两导向部件16在使气体沿上述各带有全周散热片的水管C流动的同时，还起到缩小与上述各带有全周散热片的水管C的间隔，提高气体流速，从而使传热量增加的作用。
在上述低温区中，由于气体是在上述第二水管列9的内外两侧流动，可使上述各带有全周散热片的水管C的传热面有效地发挥作用，同时可降低气体的流通阻抗。除此之外，上述低温区由于气体温度约为500℃以下，所以防止了上述各第二散热片15或上述两导向部件16烧坏。即，上述各第二散热片15是厚度比上述中温区的上述各第一散热片14薄地形成的，而且虽然由于上述两导向部件16象上述各水管3那样不与成为冷却介质的水相接触，所以当气体温度高时容易烧坏，但由于通过在上述中温区中的传热，上述低温区的气体温度降低到约500℃以下，所以可靠地防止了烧坏。另外，上述各带有全周散热片的水管C的热负荷也不会过高。
而且，上述各第二散热片15中各自的卷绕间距可与上述各水管3相同，也可是减小下游侧的水管3的间距，使传热面积逐渐增大的结构。当使传热面积逐渐增大时，可实现上述各带有全周散热片的水管C的热负荷均匀化。
在第一实施例中，上述第二开口部10的大致中央部设置有气体导向用水管17。该气体导向用水管17起到边沿位于最下游位置、即位于上述第二开口部10两侧的二根上述带有全周散热片的水管C、C引导气体，边将其导向上述烟道13中的作用。通过设置上述气体导向用水管17，可有效地进行位于最下游位置上的上述两带有全周散热片的水管C、C中的传热，同时上述气体导向用水管17本身也起到回收热的作用，传热量增加。在第一实施例中，上述气体导向用水管17上设有上述第二散热片15。
在上述第二水管列9的外侧设有隔热材料18，另外在其外侧还设有炉体罩19。
对以上构成的直通锅炉的作用加以说明。当使上述燃烧器8动作时，在上述燃烧室7内进行燃烧反应，燃烧反应基本结束的高温气体通过上述第一开口部5流入上述气体通路12中。流入上述气体通路12中的气体分成两个方向，分别在上述气体通路12中流动。气体在上述两气体通路12中流动之际，气体的热传给上述各水管3内的被加热流体，越向下游侧气体的温度越低。在上述第二开口部10中合流的气体作为废气从上述烟道13向外部排出。这样，上述各水管3内被加热的流体边被加热边上升，作为蒸气从上述上部管1排出。
通过将分别面向上述两气体通路12的上述两水管列4、9的传热面结构制成上述三段的传热面结构，传热量增加，锅炉效率明显提高。特别是，上述中温区和上述低温区的传热量大幅度增加。而且，不会整体上增大气体的流通阻抗，并且可在不使上述水管的热负荷过高的同时提高锅炉效率。由于气体的流通阻抗不增大，所以可使用能力较小的送风机，而且由于水管的热负荷不会过高，所以锅垢不易附着，能可靠地防止烧坏上述水管。
在此，对设置上述中温区传热面结构的效果进行更详细的说明。通过设置上述中温区传热面结构，可使气体温度在更上游位置降低到约500℃，可以更上游的位置作为起点设置对于传热量的增加效果好的上述低温区传热面结构。这样，随着上述中温区传热面结构产生的传热量增加，使传热量的增加更为有效。
这样，通过设置上述中温区传热面结构，可分别缩短上述中温区中上述两气体通路12的长度，其缩短量可减少上述水管3的根数。因此，可减小炉体的外径，使炉体较细，节省空间。
根据上述传热面结构，也可降低炉体外壁的温度。即，在气体温度相对较高的上述高温区和中温区中，由于上述第二水管列9是作成水管壁结构，所以上述第二水管列9的外侧温度较低。而且，在上述低温区中，由于气体温度降低了，所以上述两导向部件16各自的外侧温度较低。因此，根据上述传热面结构，可采用耐热性较低的材料作为上述两导向部件16和上述隔热材料18，同时不必增加上述隔热材料18的厚度，可减小炉体的外径。
以下，对图3所示的第二实施例加以说明。其中，对与上述第一实施例相同的结构部件赋予相同的参照符合，将其详细说明省略。在第二实施例中，上述两导向部件16沿上述各带有全周散热片的水管C的外周、即上述各带有全周散热片的水管C构成的第二水管列9的半径方向外侧的传热面分别形成凹凸状，在上述两导向部件16和构成上述各带有全周散热片的水管C的水管3之间分别形成有圆弧状的气体通路12、12。两气体通路12的宽度分别相当于上述第二散热片15的突出高度。上述两导向部件16使气体沿上述各带有全周散热片的水管C流动，同时通过分别缩短与上述各带有全周散热片的水管C之间的间隔，提高气体的流速，起到增加传热量的作用。
在此，对设置上述两导向部件16的效果进行详细说明。通过设置上述两导向部件16，可有效地利用对增加传热量的效果好的上述各带有全周散热片的水管C的传热面整体。即，气体在上述两导向部件16和构成上述各带有全周散热片的水管C的水管3之间流动，同时在构成上述第一水管列4的水管3和构成上述各带有全周散热片的水管C的水管3之间流动，上述各带有全周散热片的水管C的内外两侧的走向为沿上述各带有全周散热片的水管C。而且，通过设置上述两导向部件16，减小上述各带有全周散热片的水管C外侧的流路截面，增加在上述各带有全周散热片的水管C的外侧流动的气体流速，增加传热量。这样，上述两导向部件16的凸部22(参照图6至图9)防止气体滞留在上述各带有全周散热片的水管C之间，传热量的增加更加有效。另外，由于上述两导向部件16是制成凹凸状的，所以可吸收重复加热和冷却所产生的膨胀、收缩，缓和热应力，耐久性好。
以下，对图4所示的第三实施例加以说明。其中，对与上述各实施例相同的构成部件赋予相同的参照符号，将其详细说明省略。在第三实施例中，除了上述第二实施例的凹凸状导向部件16、16之外，构成上述低温区传热面结构的上述第一水管列4是制成由数根单侧带有散热片的水管B、B构成的水管壁结构，分别设有第三散热片20作为各单侧带有散热片的水管B的散热片。各第三散热片20分别是以平板状的散热片部件在上述第一水管列4的水管3的周壁上沿其轴向延伸的状态下设置的，其各前端部向上述第二水管列9的上述各带有全周散热片的水管C之间突出。
通过设置上述各第三散热片20，可起到防止因上述两导向部件16的凸部22产生的气体滞留的效果，同时可更加有效地防止气体滞留在上述带有全周散热片的水管C之间。而且，上述各第三散热片20可在不增大气体通路12的半径方向的宽度，而在使上述各带有全周散热片的水管C与上述第一水管列4的水管3相接触的状态下设置，在维持气体流速和炉体细小化上更加有效。
对图5所示的第四实施例加以说明。其中，对与上述各实施例相同的构成部件赋予相同的参照符号，将其详细说明省略。在第四实施例中，低温区的第一水管列4中设置有第四散热片21、21。各第四散热片21分别与上述中温区中上述各第一散热片14相同，为横翅片形状，平板状的散热片部件是大致水平、且在水管3的轴向上设置成多段状。上述各第四散热片21通过上述各第一散热片14向上述水管3的圆周方向扩展，增大了一片的传热面积。
如上所述，在上述各实施例中，作为上述中温区传热面结构，是使上述两水管列4、9为由上述单侧带有散热片的水管B构成的水管壁结构，但也可是仅一方的水管列是由上述单侧带有散热片的水管B构成的水管壁结构，而另一方的水管列为由上述无散热片的水管A构成的水管壁结构。而且，上述两水管列4、9还可是由上述无散热片的水管A构成的水管壁结构。
以上的实施例对上述气体通路12中从上述第一开口部5流入的气体分别向两方向流动，在上述第二开口部10合流的形式的炉体进行了说明。本发明例如可象实开平7-12701号公报所记载的那样，适用于从上述第一开口部5流入的气体向一方向大致绕上述气体通路12一周地流动的形式的炉体。而且，本发明还例如可象特开平10-26303号公报所记载的那样，适用于在上述第一水管列4上沿圆周方向大致等分地设置数个上述第一开口部5，与各第一开口部5相对应地将上述气体通路12分割成数个区段而构成的炉体。
以下，根据仅将主要部分放大表示的图6-图9对上述导向部件16的变形例加以说明。其中，对与上述各实施例相同的构成部件赋予相同的参照符号，将其详细说明省略。
首先，对图6所示的第一变形例加以说明。在第一变形例中，将平板折曲而形成上述导向部件16。上述导向部件16的凸部22呈尖头形状，向上述各带有全周散热片的水管C之间深深地突出。这样，可有效地防止上述各带有全周散热片的水管C之间的气体滞留。
接着，对图7所示的第二变形例加以说明。在第二变形例中，于上述导向部件16的凸部22中上述气体通路12一侧上设置有多个突起23、23。各突起23是设置成在将平板制成台状的散热片部件为水平或适当倾斜的状态下，在上述水管3的轴向上为多段。上述各突起23可有效地促进上述各带有全周散热片的水管C之间的紊流。
以下，对图8所示的第三变形例加以说明。在第三变形例中，与上述导向部件16的内侧、即上述各带有全周散热片的水管C一侧上设置有多个突起23、23。各突起23是将三角形的散热片部件设置在上述导向部件16内侧的整个面上。通过设置上述各突起23，在构成上述各带有全周散热片的水管C的水管和上述导向部件16之间气体的流动紊乱，促进紊流，增大传热量。
以下，对图9所示的第四变形例加以说明。在第四变形例中，通过采用波纹板作为上述导向部件16，在上述导向部件16的内侧、即上述各带有全周散热片的水管C一侧形成多个突起23、23。各突起23的作用与上述第三变形例相同。
权利要求
1．一种水管锅炉，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。
2．根据权利要求1所述的水管锅炉，其特征在于上述高温区传热面结构中，上述两水管列(4、9)为由无散热片的水管(A)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(9)为由单侧带有散热片的水管(B)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(4)为由无散热片的水管(A)构成的水管壁结构，上述第二水管列(9)为相互以指定间隔配置了带有全周散热片的水管(C)的结构。
3．根据权利要求1所述的水管锅炉，其特征在于上述高温区传热面结构中，上述两水管列(4、9)为由无散热片的水管(A)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(9)为由单侧带有散热片的水管(B)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(4)为由单侧带有散热片的水管(B)构成的水管壁结构，上述第二水管列(9)为相互以指定间隔配置了带有全周散热片的水管(C)的结构。
4．根据权利要求1所述的水管锅炉，其特征在于构成上述低温区传热面结构的部分中上述第二水管列(9)为相互以指定间隔配置了数个带有全周散热片的水管(C)的结构，在各带有全周散热片的水管(C)的外侧设置了导向部件(16)。
5．根据权利要求4所述的水管锅炉，其特征在于上述导向部件(16)沿上述各带有全周散热片的水管(C)形成凹凸状。
6．根据权利要求4所述的水管锅炉，其特征在于上述导向部件(16)的内侧上设置了多个突起(23)。
7．根据权利要求3所述的水管锅炉，其特征在于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(B)的结构为具有以沿其轴向延伸的状态设置的第三散热片(20)，该第三散热片(20)向上述各带有全周散热片的水管(C)之间突出。
8．根据权利要求3所述的水管锅炉，其特征在于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(B)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(21)。
全文摘要
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。
文档编号F22B21/00GK1282848SQ00122519
公开日2001年2月7日 申请日期2000年8月2日 优先权日1999年8月2日
发明者茅原敏广, 川上昭典, 森松隆史, 若江弘一, 近藤干太, 大久保智浩, 田中收 申请人:三浦工业株式会社, 株式会社三浦研究所