一種水管式節能鍋爐的製作方法

2023-05-06 16:54:51

專利名稱：一種水管式節能鍋爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種水管式節能鍋爐。
背景技術：
鍋爐按其結構形式可分為鍋殼鍋爐(火管鍋爐)、水管鍋爐。其中， 火管鍋爐是指燃料燃燒後所產生的煙氣在火筒或煙管中流過，以對火
筒或煙管外的水、汽或汽水混合物加熱的鍋爐；水管鍋爐是指水、汽 或汽水混合物在管內流動，而火焰或煙氣在管外燃燒或流動的鍋爐。
中國專利1566858A號公開的名稱為"N形火管的燃煤鍋爐"給 出火管鍋爐的一種結構。該鍋爐採用的火管是由三段或三段以上的管 子構成的N形火管，並將N形火管安裝在鍋筒內且置於燃燒室的上方， 以利用燃料燃燒後所產生的火焰或煙氣在火管內迂迴流動，以對鍋筒 內的水進行加熱或進行熱交換。該種結構的鍋爐中的N形火管雖然可 以延長煙氣在N形火管內的滯留時間，以縮小鍋爐體積，最終實現節 能。該種結構的鍋爐的熱效率取決於N形火管總量的體積與燃燒室體 積之間的比例，即N形火管的數量越多，直徑越大，其熱效率越高， 然而，由於N形火管是設置有鍋筒內的部件，而鍋筒的體積是固定不 可改變的，所以，要想提高熱效率，必定要以縮小鍋筒體積為代價； 其次是因為N形火管要接受燃料燃燒後的煙氣，其開口必然要朝向燃 燒室的方向，所以，無論怎樣增加數量和擴大直徑，其受熱面也不會 增加多少，導致該鍋爐的熱效率不會很高，製作成本相對較高。
中國專利2511864Y號公告的"水管鍋爐"給出一種水管鍋爐的 一種結構。該鍋爐具有一個圓環形體的鍋體，在鍋體的外側設置有對 流煙道，且在對流煙道內安裝有與鍋體相連通的換熱水管，且在換熱 水管的表面設置有換熱翅片。其目的是利用換熱翅片來增大換熱水管 的受熱面積，以使流入煙道內的高溫煙氣能快速地加熱換熱水管內的 水。該水管鍋爐中的換熱水管利用增大受熱面積的方式雖然能提高熱 效率，但因換熱水管遠離燃料燃燒時的高溫區，故對其加熱的時間會 相對延長；同時，因換熱水管中的水被加熱後還要與鍋體內的水進行 循環，然後再對其進行加熱的過程，即便鍋體也能接受燃料燃燒後所產生的熱能，但其受熱面積較小，熱效率較低，據統計，現有鍋爐的
熱效率只能達到40°/ 以下，並且現有的水管鍋爐必須要附加有風機和 等一些配套設施，致使其製作成本相對較高。
就水管鍋爐而言，現有技術中的一個誤區是認為燃料燃燒後(煤) 所產生的高溫在140(TC以上，而鍋爐的體積有限，如果省略鍋筒而 只採用水管且直接將水管放置在燃燒室的上方， 一方面容易將水管燒 壞，另一方面因水管內儲水量少，不能完成大量供熱的需求。更主要 的問題是，現有的水管普遍採用圓柱形管的結構，而該種水管只有下 底面直接受熱，致使加熱速度非常緩慢。
另外，中國專利1417552A號公開的名稱為"新型芯管熱交換器
及其製造工藝'，給出一種利用扁管組件實現熱交換的技術啟示。該熱 交換器具有一個機殼和安裝在機殼內的中空扁管，在進行熱交換時， 向中空扁管通入熱流體，而在機殼內裝入冷卻流體，以通過中空扁管 內的熱流體能機殼內的冷流體進行熱交換，可增大受熱面積。該專利 雖然提出中空扁管可增加受熱面積的啟示，但其還沒有認識到可對中 空扁管直接加熱，沒有走出對水管直接加熱易導致其被燒毀的誤區。

發明內容
本發明的目的是提供一種利用增大水管受熱面積及直接對水管 加熱的方式解決鍋爐熱效率低和製作成本高等問題的水管式節能鍋爐。
本發明提出的水管式節能鍋爐包括爐子和安'裝在爐子上能直接 吸收其熱能的且首尾相互連通的扁管組件，以及用於包覆扁管組件的 鍋殼，在鍋殼上設置有分別與扁管組件的兩端相連通的進水口和出水 口。該鍋爐採用的是直接對扁管組件加熱，而扁管組件中的每一根扁 管相對圓柱形管而言面積較大，如將扁管的小端朝向爐子，除頂部的 小端外，其餘面均可形成直接受熱，所以，對扁管組件加熱速度非常 快，同時因扁管組件中的每一根扁管相互連通，使水經進水口加入， 出水口流出既能淨皮加熱。
所述扁管組件中的相鄰兩根扁管之間設置有間距，且相鄰兩根扁 管之間設置有平滑的弧形連接段。
所述扁管組件包括第一扁管組和與第一扁管組並列設置的第二扁管組，且第一扁管組和第二扁管組分別設置有進水埠和出水端 口。所述第一扁管組和第二扁管組均設置有上下兩層。
所述扁管組件中的每一根扁管的橫截面均為四邊形。 所述鍋殼安裝在爐子上方，且使鍋筒內的扁管組件中每一根扁管 的窄邊垂直於爐子。
本發明的所提出的節能鍋爐只是由爐子和扁管組件，以及鍋殼這
三個部件構成，所以，該鍋爐的結構相當簡單，製作成本非常低；同 時因採用爐子直接對扁管組件加熱的方式，而扁管組件相當於將現有 技術中的鍋筒和水管內的水分隔成多個區段進行加熱，對於相同型號 的鍋爐而言，扁管組件受熱面積是現有鍋筒和水管受熱面總和的幾十 倍，且扁管組件中的每一根扁管內的水量又很少，使其內的水升溫速 度相當快，所以，該鍋爐只需對扁管組件加熱就能滿足於對熱水的需 求，且供熱水量的大小隻取決扁管組件的長度，而扁管組件的長度取 決於扁管組件迂迴彎曲的數量，即在一定範圍內調整#:加熱水的輸出 量，在不增加鍋殼體積的情況下就能實現，據;險測，該鍋爐的熱效率 能達到75-85°/。，相對現有鍋爐的熱效率至少能提高30%。


附圖1為本發明提出的水管式節能鍋爐鍋筒部分的第一個實施 例的外觀剖面結構示意附圖2是圖1中扁管組件的外觀結構示意圖； 附附3是爐子外觀結構示意圖。
具體實施例方式
參見圖l至圖3，這三個附圖給出本發明所提出的水管式節能鍋 爐一個實施例外觀整體結構。該鍋爐基本包括鍋殼l、爐子2和扁管 組件這三個部分。鍋殼1是一個矩形的外殼，在其上設置有進水口 11和出水口 12。
扁管組件包括第一扁管組3和第二扁管組4，且第一扁管組3和 第二扁管組4分別設置有上下兩層被並列地安裝在鍋殼1內，其上下 兩層扁管之間通過設置在端部的軸向加長的端管35和45使兩者相互 連通。第一扁管組和第二扁管組4分別設置有進水埠 31和41及出 水埠 32和42。扁管組件中的相鄰兩根扁管之設置有可允許火焰和高溫煙氣經過的間距33和43,且相鄰兩根扁管之間設置有平滑的弧 形連接段34和44。扁管組件中的每一根扁管的橫截面均為四邊形， 本實施例中給出的矩形結構，扁管橫截面還可以設置成稜形或平行四 邊形，且使扁管組件中每一根扁管的窄邊垂直於爐子2。
爐子2的上表面設置有與鍋殼1形狀相同且能容納鍋殼1的凹部 21。在使用時，讓冷水/人進水口 31和41流入，水經第一扁管組3和 第二扁管組4
並進入最下層的扁管組件3內後流入到第二腔室19，再從第二 腔室19的倒數第二層的扁管組件3流進後進入第一腔室18,直至從 出水口16流出。在此過程中，爐子2所產生的火焰和高溫煙氣經過 相鄰兩根扁管之間的間距34對扁管加熱。由於扁管內水量4交少，且 對扁管採取了受熱端33和弧形邊31,以及直形邊32等措施，使扁 管內的水被加熱的速度相當快，冷水經進水口 15流入，從出水口 16 流出既能達到預定的水溫。
權利要求
1、一種水管式節能鍋爐，其特徵在於該鍋爐包括爐子和安裝在爐子上能直接吸收其熱能的且首尾相互連通的扁管組件，以及用於包覆扁管組件的鍋殼，在鍋殼上設置有分別與扁管組件的兩端相連通的進水口和出水口。
2、 根據權利要求1所述的鍋爐，其特徵在於所述扁管組件中 的相鄰兩根扁管之間設置有間距，且相鄰兩根扁管之間設置有平滑的 弧形連接段。
3、 根據權利要求1或2所述的鍋爐，其特徵在於所述扁管組 件包括第 一扁管組和與第 一扁管組並列設置的第二扁管組，且第 一扁 管組和第二扁管組分別設置有進水埠和出水埠 。
4、 根據權利要求3所述的鍋爐，其特徵在於所述第一扁管組 和第二扁管組均設置有上下兩層。
5、 才艮據權利要求1所述的鍋爐，其特徵在於所迷扁管組件中 的每一根扁管的橫截面均為四邊形。
6、 根據權利要求1所述的鍋爐，其特徵在於所述鍋殼安裝在 爐子上方，且使鍋筒內的扁管組件中每一根扁管的窄邊垂直於爐子。
全文摘要
本發明涉及一種水管式節能鍋爐，該鍋爐包括爐子和安裝在爐子上能直接吸收其熱能的且首尾相互連通的扁管組件，以及用於包覆扁管組件的鍋殼，在鍋殼上設置有分別與扁管組件的兩端相連通的進水口和出水口。該鍋爐採用爐子直接對扁管組件加熱的方式，而扁管組件相當於將現有技術中的鍋筒和水管內的水分隔成多個區段進行加熱，對於相同型號的鍋爐而言，其熱效率能達到75-85％，相對現有鍋爐的熱效率至少能提高30％。
文檔編號F24H9/18GK101424448SQ20081022926
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月3日 優先權日2008年12月3日
發明者馬本中 申請人:馬本中