直流锅炉以及锅炉装置的制作方法

本实用新型涉及直流锅炉以及具备直流锅炉的锅炉装置。

背景技术：

以往，提出了具备对供水进行加热而生成蒸汽的锅炉体的直流锅炉(例如，参照专利文献1)。在这种直流锅炉中，有时采用如下结构：锅炉体包括下部联管箱、上部联管箱、将这些下部联管箱与上部联管箱连接的多根水管、以及将上部联管箱与下部联管箱连接的下水线路。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-169923号公报

实用新型要解决的课题

然而，在直流锅炉中，当由于蒸发而锅炉水浓缩时，有可能因腐蚀性离子而腐蚀水管或者在下部联管箱堆积淤泥。水质的恶化会导致直流锅炉的寿命减少。虽然也考虑从下部联管箱进行排水而将淤泥排出到外部，但在下部联管箱内部也包含大量的在直流锅炉中浓缩前的供水，供水也连同浓缩水一起被大量排出。

技术实现要素：

因此，本实用新型的目的在于提供能够高效地进行浓缩水排放而实现长寿命化的直流锅炉以及具备直流锅炉的锅炉装置。

用于解决课题的手段

本实用新型涉及一种直流锅炉，具备：锅炉体，其具有下部联管箱、上部联管箱以及将该下部联管箱与上部联管箱连接的多根水管，该锅炉体连接有朝外部输送蒸汽的蒸汽供给线路；烧嘴，其对所述水管进行加热；燃料阀，其配置于朝所述烧嘴供给燃料气体的燃料供给线路；鼓风机，其朝所述烧嘴供给空气；火焰检测装置，其对所述烧嘴的火焰进行检测；安全阀，其安装于所述上部联管箱；水位检测装置，其对所述水管的水位进行检测；第一排放线路，其与所述下部联管箱连接；第一排放阀，其配置于所述第一排放线路；下水线路，其将所述上部联管箱与所述下部联管箱连通；第二排放线路，其与所述下水线路连接；以及第二排放阀，其配置于所述第二排放线路。

优选为，所述直流锅炉还具备手动阀，该手动阀配置于所述蒸汽供给线路。

优选为，所述直流锅炉还具备止回阀，该止回阀配置于所述蒸汽供给线路中的所述手动阀的二次侧。

优选为，所述直流锅炉还具备第一连通线路，该第一连通线路将所述上部联管箱与所述下部联管箱连通，所述水位检测装置配置于所述第一连通线路。

优选为，所述直流锅炉还具备分离器，该分离器配置于所述下水线路，分离从所述上部联管箱供给的蒸汽中所含的水分。

优选为，所述第二排放线路与位于所述分离器的下方的所述下水线路连接。

优选为，所述直流锅炉还具备电导度传感器，该电导度传感器配置于位于所述分离器的下方的所述下水线路。

优选为，所述直流锅炉还具备分离器，该分离器配置于所述下水线路，分离从所述上部联管箱供给的蒸汽中所含的水分，所述蒸汽供给线路与所述分离器连接。

优选为，所述直流锅炉还具备第二连通线路，该第二连通线路将所述分离器与位于所述分离器的下方的所述下水线路连通，所述水位检测装置配置于所述第二连通线路。

优选为，所述第二排放线路与位于所述分离器的下方的所述下水线路连接，或者与所述分离器连接。

优选为，所述直流锅炉还具备电导度传感器，该电导度传感器配置于位于所述分离器的下方的所述下水线路。

优选为，所述直流锅炉还具备第一温度传感器，该第一温度传感器配置于所述水管，用于判定所述水管的过热。

优选为，所述直流锅炉还具备第二温度传感器，该第二温度传感器配置于所述水管，用于判定所述水管的水垢。

优选为，在所述直流锅炉中，在第一排放线路上，与所述第一排放阀并联地设置有手动阀。

优选为，所述烧嘴是具有面状的火焰稳定体的面烧嘴，该面状的火焰稳定体能够形成由对预混合气体进行喷射的多个孔构成的多个喷射区域、以及在所述多个喷射区域之间无法喷射预混合气体的非喷射区域。

优选为，所述面烧嘴配置于与形成于所述锅炉体的一侧面的燃烧气体出口相反侧的侧面，且使火焰的喷射方向朝向所述燃烧气体出口，多根所述水管在所述面烧嘴与所述燃烧气体出口之间的燃烧气体通路中，在所述面烧嘴的至少喷射方向上立起设置。

另外，本实用新型涉及一种锅炉装置，其具备所述直流锅炉；以及水处理装置，其包括注药装置、供水箱、供水阀以及供水泵。

优选为，所述锅炉装置还具备粗滤器，该粗滤器配置于将所述供水箱与所述直流锅炉连接的供水线路。

优选为，所述锅炉装置还具备止回阀，该止回阀配置于所述供水线路。

优选为，所述水处理装置具备使朝所述直流锅炉供给的供水成为软水的软水器或使供水成为纯水的纯水装置。

优选为，所述注药装置具备收纳药液的药液箱。

实用新型效果

根据本实用新型的直流锅炉以及锅炉装置，能够高效地进行浓缩水排放而实现长寿命化。

附图说明

图1是示意性地示出本实用新型的一实施方式所涉及的锅炉装置的结构的图。

图2是示意性地示出第一实施方式的直流锅炉的结构的主视图。

图3是示意性地示出第二实施方式的直流锅炉的结构的主视图。

图4是示意性地示出第三实施方式的直流锅炉的结构的主视图。

图5是示意性地示出第三实施方式的直流锅炉的水管的排列的剖视图。

附图标记说明

1 锅炉装置

2、202、302 直流锅炉

10、310 锅炉体

12 水管

13、313 下部联管箱

14、314 上部联管箱

15 蒸汽供给线路

19 安全阀

20 下水线路

25 火焰检测装置

26 第一温度传感器

27 第二温度传感器

30 水位检测装置

50 第一排放线路

51 第一排放阀

53 燃料供给线路

54 燃料阀

55 第二排放线路

56 第二排放阀

70 鼓风机

100 水处理装置

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的直流锅炉的优选的一实施方式进行说明。如图1所示，锅炉装置1具备直流锅炉2、水处理装置100、燃料供给线路53以及蒸汽供给线路15。

水处理装置100具备供水箱3、供水阀4、注药装置8以及注药箱9。供水箱3包括对朝直流锅炉2供给的供水进行软水化处理的软水器或进行纯水化处理的纯水装置。供水箱3经由供水线路90与直流锅炉2连接。

在注药箱9收纳有抑制水垢、腐蚀的产生的药剂、杀菌剂等锅炉用药剂。注药装置8具有用于朝在供水线路90内流动的供水注入注药箱9的锅炉用药剂的泵。注药箱9根据朝直流锅炉2供给的供水量来注入锅炉用药剂。由此，在锅炉装置1的运转中也能够将直流锅炉2的锅炉水维持为适当的状态。在供水线路90中的注药部位的下游侧配置有Y型粗滤器5、供水泵6、止回阀7。

如图2所示，直流锅炉2具备锅炉体10、烧嘴16、燃料阀54、鼓风机70、火焰检测装置25、安全阀19、水位检测装置30、下水线路20、第一排放线路50、第一排放阀51、第二排放线路55、第二排放阀56以及控制部40。

锅炉体10具有圆筒形状的锅炉壳体11、多根水管12、下部联管箱13以及上部联管箱14。锅炉壳体11形成为筒形状，构成锅炉体10的外形的主要部分。

在水管12的一部分配置有检测水管12的温度的第一温度传感器(过热传感器)26以便检测水管12的过热。第一温度传感器26例如使用恒温器式的温度传感器。在本实施方式中，当由第一温度传感器26检测到的水管12的温度超过阈值时停止燃烧。第一温度传感器26的配置的具体位置不受限定，但优选设置于多根水管12中的容易最早成为过热状态的位置的水管12。在第一实施方式中，配置于位于外侧的水管12。

在水管12的一部分配置有检测水管12的温度的第二温度传感器(水垢监视器)27以便监视水垢的附着。第二温度传感器27例如使用恒温器式的温度传感器。在本实施方式中，当由第二温度传感器27检测到的水管12的温度超过阈值时利用通知装置(省略图示)发出警报或者进行排放。第二温度传感器27的配置的具体位置不受限定，但优选设置于多根水管12中的最容易产生水垢的位置。在第一实施方式中，配置于要附着水垢的水管12的下部。

多根水管12具备呈环状配置的内侧水管组12A、以及在该内侧水管组12A的外侧呈与内侧水管组12A同轴的环状配置的外侧水管组12B。内侧水管组12A配置成，除了一部分之外，相邻的水管12彼此抵接，或者利用配置于相邻的水管12之间的翅片构件使得在相邻的水管12之间不形成间隙。外侧水管组12B从内侧水管组12A分离开以便在与内侧水管组12A之间形成规定空间，并配置于锅炉壳体11的内壁附近。

在下部联管箱13连接多根水管12的下端部。在上部联管箱14连接多根水管12的上端部。下部联管箱13以及上部联管箱14均由环状的容器构成。

第一排放线路50与下部联管箱13连接。能够利用第一排放线路50将积存于锅炉体10的底部的淤泥朝外部排出。在第一排放线路50配置有调节排水量的第一排放阀51以及手动阀57。它们也可以仅设置任意一者。另外，在位于分离器210的下方的下水线路20的下部配置有电导度传感器21。

第一排放阀51由控制部40控制为每当经过燃烧时间等一定时间就进行开闭。第一排放阀51也可以由控制部40控制为当来自电导度传感器21的值为规定值时打开。

手动阀57在维护等时使用。电导度传感器21在其性质上能够检测水的有无。维护人员等一边目视观察来自电导度传感器21的水的有无的信号一边使用手动阀57。即，能够打开手动阀57排出水，直到从有水变为无水。此外，当想要强制性地排出水时、第一排放阀51发生故障时，也使用手动阀57。

烧嘴16配置于环状的上部联管箱14的内侧的中央部。烧嘴16具有燃料喷嘴以及空气供给喷嘴(均省略图示)。烧嘴16将火焰向下放出使燃料燃烧来加热多根水管12。

火焰所被放出到的烧嘴16的下方的空间、且是锅炉壳体11的内部的由呈环状配置的内侧水管组12A围成的空间为燃烧室60。利用外侧水管组12B的上部的外侧与锅炉壳体11的内壁之间的空间构成排气通路80。排气通路80与排气筒(省略图示)连接。利用火焰检测装置25检测由烧嘴16放出的火焰的状态，并发送至控制部40。

利用烧嘴16的火焰加热水管12的锅炉水，生成蒸汽。所生成的蒸汽从上部联管箱14通过蒸汽供给线路15输送至外部。本实施方式的蒸汽供给线路15经由分离器210与上部联管箱14连接。另外，在蒸汽供给线路15的分离器210的下游配置有手动阀17以及止回阀18。

安全阀19安装于上部联管箱14，当上部联管箱14的内部压力超过规定的压力时开阀。

水位检测装置30配置于将上部联管箱14与下部联管箱13连通的连通管(第一连通线路)32，形成为在锅炉体10的外部检测水位的结构。本实施方式的水位检测装置30是利用了长度不同的电极棒的电极式电平开关。

下水线路20在锅炉体10的外侧经由分离器210将下部联管箱13与上部联管箱14连通。即，在下水线路20的路径上配置分离器210。分离器210分离在锅炉体10中生成的蒸汽所含的水分。在分离器210中从蒸汽分离的水分(液体的水)通过下水线路20返回到下部联管箱13。在下部联管箱13连接有供水线路90，经由该供水线路90进行供水。

第二排放线路55与位于分离器210的下方的下水线路20的下部连接。第二排放线路55将浓缩水朝锅炉体10的外部排出。在第二排放线路55配置有调节排水量的第二排放阀56。

第二排放阀56由控制部40控制为每当经过根据希望的排放率等计算出的开闭时间便进行排放。第二排放阀56也能够构成为基于电导度进行开闭。

向控制部40输入水位检测装置30等的各种检测信号，根据这些检测信号向烧嘴16的燃料阀54、鼓风机70、供水泵6、第一排放阀51、第二排放阀56等驱动部位发送驱动信号来控制驱动部位。

当锅炉体10内的水位降低时，虽然蒸汽的干燥度提高，但直流锅炉2有可能过热。另一方面，当锅炉体10内的水位上升时，虽然能够防止直流锅炉2的过热，但是蒸汽的干燥度有可能降低。因此，控制部40实现取得蒸汽的所期望的干燥度与防止直流锅炉2的过热的平衡，根据由水位检测装置30检测出的水位来对供水泵6等驱动部位进行控制。另外，控制部40主要对第二排放阀56的开闭进行控制，以免锅炉体10内的锅炉水的浓缩度过度升高。

通过第一排放阀51或第二排放阀56的开闭控制，能够在适当的时刻朝锅炉体10的外部排水。

接着，对与第一实施方式不同的结构的直流锅炉202、302进行说明。在以下的说明中有时对与上述实施方式相同或同样的结构标注相同的附图标记并省略对其进行说明。

如图3所示，第二实施方式的直流锅炉202具备配置于下水线路20的分离器210、以及对分离器210的水位进行检测的水位检测装置30。分离器210经由蒸汽供给线路15与上部联管箱14连接。从下部联管箱13供给至水管12的锅炉水由烧嘴16的火焰以及燃烧气体加热而汽化(沸腾)，成为蒸汽。从锅炉水生成的蒸汽通过上部联管箱14朝分离器210供给。

水位检测装置30对贮存于分离器210的水的水位进行检测。水位检测装置30可以由能够检测多个等级的水位(例如，低水位、中水位、高水位)的多根电极棒构成，也可以由能够连续地检测水位的水位传感器构成。本实施方式的直流锅炉202具备第二连通线路232，该第二连通线路232的一侧的端部与分离器210连接且另一侧的端部在分离豁210的下方与下水线路20连接，在该第二连通线路232配置有水位检测装置30。控制部40基于由水位检测装置30检测到的分离器210的水位对从供水线路90朝下部联管箱13供给的供水量进行调整，对水管12的水位进行控制。并且，在规定的时刻打开第一排放阀51以及第二排放阀56，将浓缩水朝外部排出。

接着，对第三实施方式的直流锅炉302的结构进行说明。如图4以及图5所示，直流锅炉302的锅炉体310具备长方体状的锅炉壳体311。在锅炉壳体311的一侧面形成有燃烧气体出口381。在燃烧气体出口381连接排气筒380。在锅炉壳体311的另一侧面(一侧面的相反侧的面)形成有开口部316。在开口部316连接有供气通道71且配置有烧嘴315。烧嘴315是具有面状的火焰稳定体的面烧嘴，该面状的火焰稳定体能够形成由对燃烧用空气与燃料气体的预混合气体进行喷射的多个孔构成的多个喷射区域、以及在多个喷射区域之间无法喷射预混合气体的非喷射区域。

在供气通道71中流通从燃料供给线路53供给的燃料气体与从鼓风机70供给的燃烧用空气混合而成的预混合气体，将该预混合气体通过火焰稳定体朝锅炉体310的内部供给。

在烧嘴315与燃烧气体出口381之间形成有沿着长度方向延伸的燃烧气体通路385。烧嘴315的火焰的喷射方向朝向燃烧气体出口381。多根水管312在燃烧气体通路385中在烧嘴315的至少喷射方向上立起设置。多根水管312在锅炉体310的长度方向以及宽度方向上隔开规定间隔配置。

在第三实施方式中，多根水管312被分类成在宽度方向的外侧沿着在锅炉体310的长度方向上延伸的侧部配置的外侧水管组312a、在锅炉体310的宽度方向的中央部沿着长度方向配置的中央水管组312b、以及配置于外侧水管组312a与中央水管组312b之间的中间水管组312c。即，在第三实施方式中，在锅炉体310的内部未形成第一实施方式以及第二实施方式那样的燃烧室。供水管312的上端部连接的上部联管箱314和供水管312的下端部连接的下部联管箱313均由长方体状的容器构成。

在下部联管箱313连接供水线路90，从该供水线路90通过下部联管箱313供给的水借助烧嘴315的燃烧而成为蒸汽后聚集于上部联管箱14，通过蒸汽供给线路15输送至分离器210。需要说明的是，直流锅炉302具备检测烧嘴315的火焰的火焰检测装置(省略图示)。

在第三实施方式中，分离器210与下水线路20通过第二连通线路232连接。在第二连通线路232配置有水位检测装置30，基于该水位检测装置30的检测信号进行供水控制等。需要说明的是，在第三实施方式中，也可以构成为，代替第二连通线路232以及设置于该第二连通线路232的水位检测装置30，而与第一实施方式相同地在将上部联管箱14与下部联管箱13连通的连通管(第一连通线路)32配置水位检测装置30，基于该水位检测装置30的检测信号进行供水控制。

如以上说明的那样，在第一实施方式、第二实施方式以及第三实施方式的任一方式的直流锅炉2、202、302的结构中，都具备与下部联管箱13、313连接的第一排放线路50、配置于第一排放线路50的第一排放阀51、将上部联管箱14、314与下部联管箱13、313连通的下水线路20、与下水线路20连接的第二排放线路55、以及配置于第二排放线路55的第二排放阀56。通过该结构，能够利用第一排放阀51将淤泥朝外部排出，并且能够利用第二排放阀56调整浓缩程度。利用对燃料阀54、鼓风机70、第一排放阀51以及第二排放阀56等进行控制的控制部40能够调整将锅炉水朝外部排出的时刻，因此能够进行高效的排水。另外，能够适当且高效地维持锅炉水的水质，能够实现直流锅炉2、202、302以及具备该直流锅炉2、202、302的锅炉装置1的长寿命化。

另外，在上述的锅炉装置1中，预先利用水处理装置100的注药装置8对朝水管12供给的供水注入锅炉药剂，因此，能够有效地抑制水垢、腐蚀的产生，能够以高的热效率稳定地进行运转。

需要说明的是，本实用新型并不限定于上述的实施方式，能够适当进行变更。例如，也能够形成为将第二排放线路55与分离器210连接的结构。另外，也可以构成为根据情况而从上述实施方式的下水线路20中省略分离器210，并且在上部联管箱14另行设置蒸汽供给线路，不经由分离器210地将蒸汽输送至外部的负荷设备。在该结构中，下水线路20发挥功能而使被提升到上部联管箱14的锅炉水朝下部联管箱13落下。