CN101038106A - 常压立式超导快速供热锅炉 - Google Patents

Abstract

常压立式超导快速供热锅炉，它是家庭、企事业单位、城镇居民小区集中供暖的锅炉。它包括有双壁立式炉体，炉膛内设有炉篦，炉篦下部有出渣室，炉篦上部设有主燃烧室，主燃烧室上部设有聚火管群，聚火管群上部有4个快速升温容水体，快速升温容水体的迎火面壁上设置有超导管群，超导管内的超导液体受到高温气流的作用，超导液体急剧变为高温气态，并将热量快速地输送给容水体将水升温加热。本锅炉采用分级、分段递增快速加热升温，热交换效率高。经测试，本发明的锅炉与同类产品相比较，出水温度高达90°以上，热效率提高50％以上。

Description

常压立式超导快速供热锅炉

技术领域

本发明涉及的一种常压立式超导快速供热锅炉，它是家庭、企事业单位、城镇居民小区集中供暖的锅炉。

背景技术

传统锅炉包括有炉体、炉篦、进水管、出水管和烟道，炉膛内设有蛇形水管。它是利用燃料燃烧时的热量传递给炉膛内的蛇形水管，使其水管内的水变热，再通过输水管道提供给暖水器等。这种锅炉最大的缺点是热交换效率低，耗能大，浪费能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种常压立式超导快速供热锅炉，将炉膛内集聚的高温热能，通过超导管群进行分级、分段、连续地输送到给容水体的水中使其快速升温，实现快速、高效率供热。

一种常压立式超导快速供热锅炉，包括由双壁钢板制成的圆柱型立式炉体，在炉体上部设有热水出管、测温管、常压安全管及排烟道，炉体中部设有进料门，炉体下部设有出渣门和冷水进管以及排污管，排污管位置低于冷水进管，炉底部设有底盘通过地脚螺栓固定在地面，

其特征在于：

炉体的外壁与内壁之间设置有夹层空腔，该空腔为上水道，上水道与炉体的冷进水管及热出水管相连通；炉膛内设有炉篦，炉篦下部有出渣室，所述的出渣室内设有进风管和沿其内壁设有环形风室；炉篦上部设有主燃烧室，在主燃烧室的上部设有聚火管群，聚火管群的上部设置有多个快速升温的容水体，容水体两边设有进水管，进水管与上水道相连通，容水体下部的迎火壁面上设置有超导管群，对应超导管群的炉体部位设置有除尘孔。

所述的出渣室进风管外端通过法兰与风机出风口相连接，进风管的另一端与环形风室相连通，在环形风室的内侧壁上设置有上、下两个喷风带，每一个喷风带上设置有24个喷风管口，上、下两个喷风带的喷风管口错开15°角设置，同时在喷风管口与环形风室的内侧壁成45°倾斜角；在环形风室的上管壁垂直设置有24个出风管，出风管上端设有两个平行的旋风管，两个旋风管的仰角为60°，旋风管伸到主燃烧室内，旋风管与主燃烧室壁面成15°的倾斜角。

设置在聚火管群上部的椭圆型密封容水体为第一快速升温容水体，炉膛中部设置有环状水包为第二快速升温容水体，环状水包上部的椭圆型密封容水体为第三快速升温容水体，第三快速升温体上部的炉内壁与外壁之间的炉壁夹层的储水室为第四快速升温容水体。

在第一快速升温容水体的下部设有沉淀管，沉淀管与上水道相连通，容水体的顶部设有上热水管。

第二快速升温容水体的环形水包与上水道相通，环状水包的外侧壁为半圆形，在环形水包的迎火壁面上设置有超导管群。

第三个快速升温容水体的上部设有出热水管，该出热水管正对着炉体的热水出管，该容水体进水管与第一快速升温体的上热水管相联通，第三快速升温容水体迎火壁面上设置有超导管群。

所述的聚火管群由130个聚火管构成，聚火管位于从中心向外设有六个园环上并均匀布局；中心处设置1个聚火管、第一个园环均布设置6个、第二个园环设置12个，第三个园环设置19个、第四个园环设置26个，第五个园环设置31个、第六个园环设置36个。

超导管为一圆柱型密封钢管，管内腔抽真空后装入超导液体。每一个超导管下部1/3管长露在容水体迎火面壁的外部，其余2/3管长插入在容水体内的水中。

聚火管直径为Φ89毫米、长度为600毫米的密封钢管，聚火管内径下略大、上略小。

超导管的外形可为矩形或多边形密封管。

本发明的积极效果：

1、本发明锅炉整体设计新颖，在炉膛内设计有多个超导快速升温容水体，在容水体的迎火面壁上设有超导管群，利用超导管群快速升温的特点将容水体的水分级、分段快速递增加热升温，实现高效、快速的热交换。

2、在容水体的迎火面壁上由多个超导管组成的超导管群。将超导管内腔抽真空后装入超导液体，利用管内的超导液体受到高温气流的作用，超导液体急剧变为高温气态，并将热量快速地传输到容水体，使水快速升温，传热速度快，热效率高。

3、由于第一、第三个快速升温的容水体为椭圆型，它与环形水包构成为收缩—扩张的炉腔，这样高温气流在其通道流动很通畅，有助于燃料的充分燃烧和热量的充分交换。

4、在炉篦下部设置的两个环状风带，使进入炉膛内的空气流形成涡流风，有利于燃料的燃烧、助氧；炉膛主燃烧室内设置有两个旋风管，旋风管设计成一定的仰角和倾斜角，可大大加速主燃烧室内高温气流的速度，再加上排烟囱抽吸的共同作用下，炉膛内的高温气流始终保持有强风作用，使燃料的燃烧更加充分，传热效率高。

5、在主燃烧室设计聚火管群，聚火管的内径下大、上小，火焰可按聚火管的轨道向上喷射，火焰集聚，推动火焰的燃烧速度。

6、经测试，本发明的锅炉与同类产品相比较，出水温度高达90°以上，热效率提高50％以上。

该锅炉广泛适用于家庭、企事业单位、城镇居民小区集中供暖及地热供热暖、农业大棚、养殖孵化保温室供热等，供热效果好，节约能源。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图1的B-B剖视图。

图4为锅炉外形结构示意图。

其中1炉体，2热水出管，3常压安全管，4除灰孔，5进料门，6出渣门，7冷水进管，8底盘，9排污管，10进风管，11喷风管口，12旋风管，13聚火管，14沉淀管，15进水管，16环形水包，17上热水管，18出热水管，19测温管，20排烟道，21超导管，22主燃烧室，23炉篦，24环形风室，25出渣室，26上水道，27容水体，29储水室，30炉外壁，31炉内壁。

具体实施方式

结合说明书附图1-4对本发明的结构具体说明：

本发明的常压立式超导快速供热锅炉，包括有双壁钢板制成的圆柱型立式炉体1。本发明给定的锅炉外径为2000毫米，炉高为4570毫米。在炉体1的上部设有热水出管2、测温管19、常压安全管3及排烟道20。设置常压安全管3的目的在于，保障锅炉的正常工作。锅炉在正常运转中所产生的蒸汽，可从常压安全管3排除，这个常压安全管3对于锅炉的运行安全是十分重要的。一旦锅炉内的管路出现阻塞，炉内水的流动受阻，锅炉就会有压力，当其压力超过一定值时，此高温水蒸气对锅炉所造成危险十分严重的。

炉体1的外壁30与内壁31之间设置有夹层空腔，该空腔为上水道26。该上水道26作为炉膛内的供水通道，同时也具有预热冷水的效果。上水道26与炉体的冷进水管7、热出水管2相连通。炉膛内设有炉篦23，炉篦是有圆钢围成的网栅，用于支撑燃料如散煤或煤块的燃烧。在炉篦23下部空间为出渣室25。出渣室25设有出渣门6，出渣门6敞开时，即可作为自然风的通气道。炉体下部设置有冷水进管7和排污管9，排污管9位置低于冷水管7。排污管9位置低于冷水管7的目的在于，在锅炉进行维修时，炉体夹层上水道26内的污垢很通畅地排除炉外。炉底部设有底盘8通过地脚螺栓固定在地面上。

出渣室25内设有一个进风管10和沿炉膛内壁设有环形风室24。进风管10外端通过法兰与风机出风口相连接，进风管10另一端与环形风室24相连通。在环形风室24的内侧壁设置有上、下两个喷风带，每一个喷风带上设置有24个喷风管口11，上下喷风管口11错开15°角设置，同时喷风管口11与环形风室24内侧壁面成45°倾斜角形成环状空气流，供燃料燃烧，助氧。

在环形风室24上管壁垂直均布设有24个出风管，出风管上端设置有两个平行旋风管12，两个根旋风管12的仰角为60°，旋风管12的端部伸在主燃烧室22内，旋风管12与主燃烧室22壁面成15°倾斜角，由此形成旋转的空气流，有助于加速火焰的燃烧，助氧。

在炉篦23上部设有主燃烧室22。在主燃烧室22对应炉体上设有进料门5，主燃烧室22上部设有聚火管群13。所述的聚火管群由130个聚火管21构成的。聚火管21的位置处在由中心向外设有的6个园环上；中心处设置1个聚火管、第一个园环均布设置6个、第二个园环设置12个，第三个园环设置19个、第四个园环设置26个，第五个园环设置31个、第六个园环设置36个。对于不同直径的炉膛，其聚火管的个数是不相同的。聚火管布局原则要满足其空气流通量大于90％。聚火管21是由直径为Φ89毫米、长度为600毫米的密封钢管构成，其内径下大、上小略有收敛，使其具有集聚火焰的效果，可推动火焰的燃烧速度。

在聚火管13上部的炉膛内从下而上设置有4个快速升温容水体。在聚火管群上部的有一个椭圆型密封容水体为第一快速升温容水体27，在炉膛中部设置有环状水包16为第二快速升温容水体，环状水包16上部又有一个椭圆型密封容水体27为第三快速升温容水体，在炉体上部炉内壁与外壁之间的夹层中有一储水室29为第四快速升温容水体。

第一个快速升温容水体27两边有进水管15，进水管15与上水道26相连通，进水管15将夹层内的上水道的冷水进入容水体内，同时也起着支撑容水体27的作用。在容水体27下部有沉淀管14，沉淀管14连通着上水道26。当锅炉静水(即停火)状态时，容水体27内的污垢、热水浮游粒子的沉淀物等流入到上水道26内经排污管9排出。在容水体27的顶部设有上热水管17，上热水管17与第三个快速升温容水体27的下部进水管连通一体。在容水体27下部的迎火壁面上设置有若干个超导管21组成的超导管群。超导管的布局按照容水体迎火壁面通过高温气流的流通量进行设计的。本发明的超导管个数按要求设计为：第一园环上有8个，第二园环有12个，第三园环有16个(详见说明书附图3)。

第二个快速升温的环状水包16与炉壁夹层的上水道26相连通，环状水包16的外侧壁为半圆形，在环形水包16的下部迎火面壁上设置有超导管群。超导管在环形水包下壁的面设置内、外园环上，内环上设置有12个，外环上有16个。

第三个快速升温容水体27的两侧同样设有进水管15。容水体27上部的出热水管18正对着炉体的热水出管2，这样有利于热水的排出。在容水体27迎火壁面上设置有超导管群。超导管的个数与布局和第一快速升温的容水体相同。

第四快速升温储水室的内壁面上设置有超导管群，超导管设置在炉内壁面的内、外园环上，内环设置有8个，外环有12个。

由于炉膛内设置的第一、第三个快速升温容水体为椭圆型，它与环形水包构成为“收缩—扩张”的炉腔壁，这样高温气流在其作用下，流动加速，有助于高温气流的流动和热量的充分交换。同时流进第一快速升温容水体内的水经过超导管群的快速升温后，经过上热水管17又连续地将其输送到第三快速升温容水体内，再度进行快速升温加热，使容水体最后排出水的温度可达到90℃以上，两个快速升温的容水体内的水经过超导管群的二次加温，实现分级、连续增温的效果。对应超导管群的炉体1部位还设置有4个除尘孔4。由于锅炉在长期使用过程中，炉膛内的烟灰尘覆盖在超导管21的管壁上，影响热交换，为此，必须定期地通过除灰孔4对超导管壁进行清污处理，保持超导管壁的清洁。

超导管21为一圆柱型密封钢管，将超导管内腔抽真空后装入超导液体(超导液体的种类市场较多，现有技术，省略)，超导管内的超导液体受到高温气流的作用下，超导液体急剧变为高温气态，并将热量快速地通过管壁传输到容水体的水中，使水快速升温，超导传热效果高。本发明的每一个超导管的安装方式是这样的，超导管下部1/3的管长暴露在容水体迎火壁面的外部，其余2/3的管长通过容水体壁插入在容水体27内的水中。超导管的外形可为矩形或多边形密封管，可以加大超导管壁与高温气流的接触面积，提高热交换率，节约能源。

Claims (10)

1、常压立式超导快速供热锅炉，包括由双壁钢板制成的圆柱型立式炉体，在炉体上部设有热水出管、测温管、常压安全管及排烟道，炉体中部设有进料门，炉体下部设有出渣门、冷水进管和排污管，排污管位置低于冷水进管，炉底部设有底盘通过地脚螺栓固定在地面，

其特征在于：

炉体外壁与内壁之间设置有夹层空腔，该空腔为上水道，上水道与冷进水管及热出水管相连通；炉膛内设有炉篦，炉篦下部有出渣室，所述的出渣室内设有进风管和沿其内壁设有环形风室；炉篦上部设有主燃烧室，主燃烧室的上部设有聚火管群，在聚火管群的上部炉膛内从下而上设置有多个快速升温容水体，容水体两边设有进水管，进水管与上水道相连通，容水体下部的迎火壁面上设置有超导管群，对应超导管群的炉体部位设置有除尘孔。

2、根据权利要求1所述的常压立式超导快速供热锅炉，其特征在于所述的出渣室的进风管外端通过法兰与风机出风口相连接，进风管另一端与环形风室相连通，在环形风室的内侧壁上设置有上、下两个喷风带，每一个喷风带上设置有24个喷风管口，上、下两个喷风带上的喷风管口错开15°角设置，同时喷风管口与环形风室的内侧壁成45°倾斜角；在环形风室的上管壁垂直设置有24个出风管，出风管上端设置有两个平行旋风管，两个旋风管的仰角为60°，旋风管伸到主燃烧室内，旋风管与主燃烧室壁面成15°的倾斜角。

3、根据权利要求1所述的常压立式超导快速供热锅炉，其特征在于设置在聚火管群上部的椭圆型密封容水体为第一快速升温容水体，在炉膛中部设置的环状水包为第二快速升温容水体，环状水包上部的椭圆型密封容水体为第三快速升温容水体，第三快速升温容水体上部的炉内壁与外壁之间的炉壁夹层的储水室为第四快速升温容水体。

4、根据权利要求1所述的常压立式超导快速供热锅炉，其特征在于在第一快速升温容水体的下部设有沉淀管，沉淀管与上水道相连通，容水体的顶部设有上热水管。

5、根据权利要求1所述的常压立式超导快速供热锅炉，其特征在于第二快速升温容水体的环形水包与上水道相通，环状水包的外侧壁为半圆形，在环形水包的迎火壁面上设置有超导管群。

6、根据权利要求1、3所述的常压立式超导快速供热锅炉，其特征在于第三个快速升温容水体的上部设有出热水管，该出热水管正对着炉体的热水出管，容水体进水管与第二快速升温容水体的上热水管相联通，第三快速升温容水体迎火壁面上设置有超导管群

7、根据权利要求1所述的常压立式超导快速供热锅炉，其特征在于所述的聚火管群由130个聚火管构成，聚火管均布位于从中心向外设有六个园环上，中心处设置1个聚火管、第一个园环均布设置6个、第二个园环设置12个，第三个园环设置19个、第四个园环设置26个，第五个园环设置31个、第六个园环设置36个。

8、根据权利要求1或5或6或7所述的常压立式超导快速供热锅炉，其特征在于超导管为一圆柱型密封钢管，管内腔抽真空后装入超导液体，每一个超导管下部1/3管长露在容水体迎火面壁的外部，其余2/3的管长穿过容水体壁插入在容水体内的水中。

9、根据权利要求8所述的常压立式超导快速供热锅炉，其特征在于聚火管直径为Φ89毫米、长度为600毫米的钢管，聚火管内径下略大、上略小。

10、根据权利要求1所述的常压立式超导快速供热锅炉，其特征在于超导管的外形可为矩形或多边形密封管。

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