CN103791481B - 一种节能高效锅炉结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能高效锅炉结构，包括外壳、置于外壳内部的炉膛、安装在炉膛内部的内胆和与内胆连接的管道结构，内胆固定在炉膛内顶部，内胆设置有气液出口；管道结构包括设置在炉膛外侧壁的主管道和多根子管道，主管道设置有进液口，子管道连接内胆和主管道；子管道设置在炉膛的两个内侧壁上，设置在炉膛的两个内侧壁上的子管道的上端弯出并向对侧延伸，多根子管道在内胆下面互相交织后分别连接内胆；子管道上还设置有多个增大受热面的吸热头部。本发明的锅炉结构节能高效，燃料燃烧率高，子管道与内胆吸热效率高，热能利用率高，利用本发明的锅炉结构制造蒸汽锅炉或者油炉，其热能输出提高40%。

Description

一种节能高效锅炉结构

技术领域

本发明涉及一种锅炉结构，尤其涉及的是一种节能高效锅炉结构。

背景技术

传统的锅炉结构一般包括炉膛、置于炉膛内部的内胆和与内胆连接的管道，内胆和管道内部装有液体（水或者油），燃料在炉膛中燃烧放热，加热内胆和管道内部的液体，内胆和管道内部的高温液体对外做功消耗热能，可用于发电或为大型机械设备提供动力。

传统的锅炉的管道一般平铺在炉膛的侧壁和底面上，管道沿着炉膛侧壁向上延伸，在炉膛顶部伸出一小段连接内胆。传统的锅炉存在以下不足：1、炉膛内壁平整，炉膛内的燃料容易堆积，燃料燃烧不充分，燃料利用率低；2、只有平铺在炉膛的侧壁和底面上的管道受热，管道的受热面小，热能利用效率低。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能高效锅炉结构，旨在解决传统的锅炉结构工作时管道受热面小，热能利用率低的技术问题。

本发明的技术方案如下：一种节能高效锅炉结构，包括外壳、置于外壳内部的炉膛、安装在炉膛内部的内胆和与内胆连接的管道结构，其中，所述内胆固定在炉膛内顶部，内胆设置有气液出口；

所述管道结构包括设置在炉膛外侧壁的主管道和多根子管道，所述主管道设置有进液口，所述子管道连接内胆和主管道；所述子管道设置在炉膛的两个内侧壁上，设置在炉膛的两个内侧壁上的子管道的上端弯出并向对侧延伸，多根子管道在内胆下面互相交织后分别连接内胆；

所述子管道上还设置有多个增大受热面的吸热头部。

所述的节能高效锅炉结构，其中，所述炉膛内部设置有防止燃料堆积的助燃结构，所述助燃结构固定在炉膛内部的侧壁和底面上；

所述助燃结构包括多个分隔主板和多个分隔子板，所述分隔主板高于分隔子板，所述多个分隔主板和多个分隔子板交替设置并互相平行，固定在炉膛内部的侧壁和底面上形成助燃结构：固定在炉膛内部的侧壁上的分隔主板和分隔子板垂直炉膛侧壁和底面设置，固定在炉膛内部的底面上的分隔主板和分隔子板垂直炉膛底面并平行炉膛侧壁设置。

所述的节能高效锅炉结构，其中，所述炉膛的底面设置有多个通风孔。

所述的节能高效锅炉结构，其中，所述固定在炉膛内部的侧壁上的分隔主板和分隔子板之间形成凹槽，所述子管道固定在凹槽内部设置。

所述的节能高效锅炉结构，其中，所述分隔主板为碳化硅分隔主板，所述分隔子板为碳化硅分割子板。

所述的节能高效锅炉结构，其中，所述吸热头部为单端封闭式金属筒，所述吸热头部的封闭端悬空吸热，开口端与子管道连通设置。

所述的节能高效锅炉结构，其中，所述节能高效锅炉结构为蒸汽锅炉，所述内胆、主管道和子管道内盛水；所述主管道为圆筒状管道结构。

所述的节能高效锅炉结构，其中，所述节能高效锅炉结构为油炉，所述内胆、主管道和子管道内盛油；所述主管道为长方体状管道结构，主管道表面紧贴炉膛外侧壁设置；

所述节能高效锅炉结构还包括将气液出口输出的油收集重新输入主管道的回集油箱。

本发明的有益效果：本发明通过在炉膛内部重新设置了子管道的结构，使子管道在内胆下面交织形成受热面，大大增大了子管道的受热面积，同时该子管道的结构布局所使用的空间小，并不影响炉膛内的燃烧空间，另外，子管道交织形成的受热面位于内胆下面（温度最高的地方），极大的提高了子管道的吸收热量的效率；同时，子管道交织设置，各子管道之间存在一定的间隙，其交织面与内胆下表面之间形成一个多缝通道，有利于空气的流动，提高内胆的吸热效率。本发明通过在子管道上设置多个吸热头部，进一步提高了子管道的吸热效率，提高锅炉的热能利用率。本发明通过在炉膛内部设置助燃结构，该助燃结构由高度不同的分隔主板和分隔子板组成，分隔主板和分隔子板在炉膛底部形成高低不平的支撑面，在向炉膛加入燃料时，高度不同的分隔主板和分隔子板分隔燃料，避免燃料堆积，同时由于分隔主板和分隔子板的高度落差存在，使燃料堆存在较多缝隙，并且由于炉膛底面通风孔的设置，燃料可以更加充分的与空气接触，提高燃料的燃烧率。本发明的锅炉结构节能高效，燃料燃烧率高，子管道与内胆吸热效率高，热能利用率高，利用本发明的锅炉结构制造蒸汽锅炉或者油炉，其热能输出提高40%。

附图说明

图1是利用本发明的锅炉结构制造的蒸汽锅炉的结构示意图。

图2是蒸汽锅炉的主视图。

图3是利用本发明的锅炉结构制造的油炉的结构示意图。

图4是双内胆蒸汽锅炉的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

实施例1

利用本发明公开的锅炉结构制造的蒸汽锅炉，蒸汽锅炉的结构示意图如图1所示，其主视图如图2所示。蒸汽锅炉包括外壳100，在外壳100内部设置有炉膛200，炉膛200的顶部固定安装有内胆300，在炉膛200与外壳100的缝隙中，炉膛200的外侧壁上固定有主管道410，在炉膛内部设置有多根子管道420，其中子管道420连接主管道410和内胆300。主管道410设置有进液口430（本实施例中为进水口），内胆设置有气液出口310（本实施例为蒸汽出口），内胆、主管道和子管道中均盛有水。蒸汽锅炉的工作方式如下：在炉膛中加入燃料，燃料在炉膛内燃烧释放热量，加热主管道、子管道和内胆中的水，产生水蒸气从气液出口310排出，这些高温蒸汽可以用于发电或者为其他大型设备提供动力。

本实施例对传统的锅炉的子管道进行重新布局设置，使子管道的受热面大大增加，提高其吸收热量的效率。具体的，如图1所示，子管道420排布在炉膛200内部的底面和两侧壁上，其中炉膛200两侧壁上的子管道的上部弯出并向对侧延伸，最后与内胆300连通：如图2所示，位于内胆300左侧的子管道从内胆300下面绕过，连接内胆300右侧的子管道连接孔320；同理，位于内胆300又侧的子管道从内胆300下面绕过，连接内胆300左侧的子管道连接孔320。并且，更具体的，炉膛200两侧壁上的子管道错位弯出向对侧延伸：例如炉膛200两侧壁上对称设置有12根子管道，左右两侧各6根，假如左侧子管道中的第1根、第3根和第5根子管道弯出绕过内胆下面与内胆右侧的子管道连接孔连接，那么对应的，右侧子管道中的第2根、第4根和第6根弯出绕过内胆下面与内胆左侧的子管道连接孔连接（即左右错位）。

通过上述子管道420的设置结构，子管道420在内胆300下面交织形成一个受热面，该受热面处于炉膛内部温度最高的区域内，大大提高了子管道吸收热能的效率，直接提高了蒸汽锅炉的热能输出效率。同时，本实施例的子管道的这种设置结构所占的空间小，并不影响炉膛200内燃料的燃烧效率。另外，子管道420在内胆300下面所交织形成的受热面与内胆300的下表面形成一个多缝弧形通道结构330（参见图2），该多缝弧形通道结构330有利于气流（热能）的流动，极大的提高了内胆300与子管道420吸收热能的效率，提高蒸汽锅炉的输出效率。

进一步，每一根子管道420上设置有多个吸热头部421，吸热头部421辅佐子管道吸热，更进一步提高子管道的吸热效率。在实际生产中，吸热头部421可以利用导热性能好金属制得，其结构为单端封闭式管状，吸热头部421的封闭端悬空吸热（参见图1和图2），其开口端与子管道连通设置。吸热头部421内部与子管道连通（即内部有水），各吸热头部421的表面和其封闭端不断吸收热量，极大的提高了子管道的吸热效率，提高蒸汽锅炉的输出效率。

为了提高炉膛200内部燃料的燃烧效率，本实施例中，炉膛200内部设置有防止燃料堆积的助燃结构，该助燃结构固定在炉膛内部的侧壁和底面上。具体的，助燃结构包括多个分隔主板510和多个分隔子板520，如图1和2所示，分隔主板510高于分隔子板520，多个分隔主板510和多个分隔子板520交替平行设置，固定在炉膛内部的侧壁和底面上形成助燃结构。更具体的，参见图1和图2，固定在炉膛内部的侧壁上的分隔主板和分隔子板垂直炉膛侧壁并垂直炉膛底面设置，固定在炉膛内部的底面上的分隔主板和分隔子板垂直炉膛底面并平行炉膛侧壁设置。实际应用中，炉膛内壁、炉膛底面、分隔主板和分隔子板均采用碳化硅材料制作，并且炉膛的底面设置有多个通风孔600。

本实施例的这种助燃结构的设置，在炉膛200底面处形成高低不平的支撑面，燃料加入炉膛中时，分隔主板和分隔子板将燃料分隔，避免燃料堆积。由于分隔主板和分隔子板存在落差，与燃料接触时必然会存在缝隙，与通风孔600配合，使燃料较大程度上与空气接触，提高燃料的燃烧效率。碳化硅材料的化学性能稳定，导热系数高，热膨胀系数小，耐高温不变形，因此利用碳化硅材料制作的炉膛内壁、分隔主板和分隔子板在蒸汽锅炉工作时，吸收燃料所产生的热量，在蒸汽锅炉停止工作时，碳化硅材料制作的炉膛内壁、分隔主板和分隔子板可以将吸收的热量散发，以维持炉膛内部温度不变（一般可以维持10分钟）。这种采用碳化硅的炉膛结构工作稳定，导热效率高，热能利用效率高，同时在蒸汽锅炉出现故障时，可以维持炉膛内温度不变，保证蒸汽锅炉在一定时间内的输出热能不变。

如图1所示，固定在炉膛内部的侧壁上的分隔主板和分隔子板之间形成凹槽，子管道420固定在凹槽中。考虑到碳化硅制作的分隔主板和分隔子板的导热性能好，子管道420固定在该凹槽中，可以极大的提高子管道420的吸热效率。

如图2所示，固定在炉膛内部的底面上的分隔主板和分隔子板之间形成通风槽，该通风槽一方面有利于炉膛底部的空气流动，另一方面可以便于工作人员对炉膛底部进行清理。

本实施例中，考虑到蒸汽存在较大的压力，主管道410设置成圆筒状管道结构，主管道对称设置在炉膛200的两个外侧壁上。

实际应用中，蒸汽锅炉还设置有废气排放管800。

本实施例提供的蒸汽锅炉相对于传统的蒸汽锅炉，其燃料燃烧更加充分，炉膛内部热量利用率和热能输出效率更高，损耗更小，气液出口的总热能输出提高40%（燃烧相同质量的燃料）。本实施例的蒸汽锅炉节能高效，炉膛内部温度高、稳定，适合用于燃烧煤炭、垃圾等燃料进行发电或者输出动力。

实施例2

利用本发明公开的锅炉结构制造的油炉，油炉的结构示意图如图3所示。油炉的具体结构基本与实施例1中的蒸汽锅炉结构相同，不同的是，油炉的主管道设置成长方体状管道，主管道紧贴炉膛外侧壁设置。

同时，油炉还设置有回集油箱700，该回集油箱将气液出口输出的油收集重新输入主管道，实现油液的循环。

实际应用中，考虑到油液内部存在一定的气体，可以在回集油箱700处设置一个气体排放口710排放油液内部的气体。

油炉的工作过程为：在炉膛中加入燃料，燃料在炉膛内燃烧释放热量，加热主管道、子管道和内胆中的油液，高温油液从气液出口310排出，这些高温油液对外做功（可以用于发电或者为其他大型设备提供动力），做功完毕的油液温度降低，通过回集油箱重新进入主管道和内胆中加热。

本实施例所提供的油炉同样节能高效，炉膛内部温度高、稳定，适合用于燃烧煤炭、垃圾等燃料进行发电或者输出动力。

实施例3

本实施例的锅炉结构基本与实施例1中相同，不同的是，本实施例中的内胆300设置有两个，如图4所示，两个内胆并排设置，位于炉膛右侧内壁的子管道绕过两个内胆的下面与左侧内胆的子管道连接孔连接，位于炉膛左侧内壁的子管道绕过两个内胆的下面与右侧内胆的子管道连接孔连接（具体参见图4）。

本实施例设置有两个内胆，进一步增加锅炉的能量输出，十分适合为大型设备提供动力输出。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种节能高效锅炉结构，包括外壳、置于外壳内部的炉膛、安装在炉膛内部的内胆和与内胆连接的管道结构，其特征在于，所述内胆固定在炉膛内顶部，内胆设置有气液出口；

所述管道结构包括设置在炉膛外侧壁的主管道和多根子管道，所述主管道设置有进液口，所述子管道连接内胆和主管道；所述子管道设置在炉膛的两个内侧壁上，设置在炉膛的两个内侧壁上的子管道的上端弯出并向对侧延伸，多根子管道在内胆下面互相交织后分别连接内胆；

所述子管道上还设置有多个增大受热面的吸热头部。

2.根据权利要求1所述的节能高效锅炉结构，其特征在于，所述炉膛内部设置有防止燃料堆积的助燃结构，所述助燃结构固定在炉膛内部的侧壁和底面上；

所述助燃结构包括多个分隔主板和多个分隔子板，所述分隔主板高于分隔子板，所述多个分隔主板和多个分隔子板交替设置并互相平行，固定在炉膛内部的侧壁和底面上形成助燃结构：固定在炉膛内部的侧壁上的分隔主板和分隔子板垂直炉膛侧壁和底面设置，固定在炉膛内部的底面上的分隔主板和分隔子板垂直炉膛底面并平行炉膛侧壁设置。

3.根据权利要求2所述的节能高效锅炉结构，其特征在于，所述炉膛的底面设置有多个通风孔。

4.根据权利要求2所述的节能高效锅炉结构，其特征在于，所述固定在炉膛内部的侧壁上的分隔主板和分隔子板之间形成凹槽，所述子管道固定在凹槽内部设置。

5.根据权利要求4所述的节能高效锅炉结构，其特征在于，所述分隔主板为碳化硅分隔主板，所述分隔子板为碳化硅分割子板。

6.根据权利要求2所述的节能高效锅炉结构，其特征在于，所述吸热头部为单端封闭式金属筒，所述吸热头部的封闭端悬空吸热，开口端与子管道连通设置。

7.根据权利要求3、5和6中任意一项所述的节能高效锅炉结构，其特征在于，所述节能高效锅炉结构为蒸汽锅炉，所述内胆、主管道和子管道内盛水；所述主管道为圆筒状管道结构。

8.根据权利要求3、5和6中任意一项所述的节能高效锅炉结构，其特征在于，所述节能高效锅炉结构为油炉，所述内胆、主管道和子管道内盛油；所述主管道为长方体状管道结构，主管道表面紧贴炉膛外侧壁设置；

所述节能高效锅炉结构还包括将气液出口输出的油收集重新输入主管道的回集油箱。