CN105553334A - 一种炉圆烟囱和炉膛 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种炉圆烟囱和炉膛，所述炉圆烟囱还包括：发电结构单元，所述发电结构单元具体包括：集热板，以凹入型的平面结构设置为所述圆烟囱主体的一部分；至少一温差发电模块，其热端贴附于所述集热板的平面结构上，所述温差发电模块具有电源输出端口；散热器，贴附于所述至少一温差发电模块的冷端；夹具结构，将所述散热器、位于所述散热器下的温差发电模块固定设置于所述圆烟囱主体上。上述技术方案具有如下有益效果：可以在采用相同材料的技术上，采用最大面积进行烟气排放，并进一步达到节能目的，提高能源利用效率。

Description

一种炉圆烟囱和炉膛

技术领域

本发明涉及圆烟囱节能技术领域，尤其涉及一种炉圆烟囱和炉膛。

背景技术

烟囱的主要作用是拔火拔烟，排走烟气，改善燃烧条件。

烟囱是最古老、最重要的防污染装置之一。烟囱的发明极早。当原始人发现火时，同时发现了这样一个道理：哪里有火，哪里必有烟。最早的烟囱即是室内的通气孔。当把“火”带进室内做饭和取暖时烟也随之而入。这就迫使人们不得不设法在屋顶和墙壁上开些通气孔，以此来驱除屋内的烟雾。这种方法作为一种规范的人类实践活动已保留了几十万年。人类曾花了很长的时间来改进烟囱。

目前，对烟囱、或炉膛进行改进主要是利用方烟囱、或方炉膛的整体烟囱设计，采用方烟囱、或方炉膛的设计方案，以方便进行温差发电模块的安装，从而通过温差发电把热能转换为电能，但是方烟囱、或方炉膛由于存在棱角，容易形成旋流，不利于烟气排放。

发明内容

本发明实施例提供一种炉圆烟囱和炉膛，以提高烟气排放效率，并进一步达到节能目的。

为了达到上述技术目的，一方面，本发明实施例提供了一种炉圆烟囱，包括圆烟囱主体，所述炉圆烟囱还包括：发电结构单元，所述发电结构单元具体包括：

集热板，以凹入型的平面结构设置为所述圆烟囱主体的一部分；

至少一温差发电模块，其热端贴附于所述集热板的平面结构上，所述温差发电模块具有电源输出端口；

散热器，贴附于所述至少一温差发电模块的冷端；

夹具结构，将所述散热器、位于所述散热器下的温差发电模块固定设置于所述圆烟囱主体上。

为了达到上述技术目的，另一方面，本发明实施例提供了一种炉膛，包括圆炉膛主体，所述炉膛还包括：发电结构单元，所述发电结构单元具体包括：

集热板，以凹入型的平面结构设置为所述圆炉膛主体的一部分；

至少一温差发电模块，其热端贴附于所述集热板的平面结构上，所述温差发电模块具有电源输出端口；

散热器，贴附于所述至少一温差发电模块的冷端；

夹具结构，将所述散热器、位于所述散热器下的温差发电模块固定设置于所述圆炉膛主体上。

上述技术方案具有如下有益效果：可以在采用相同材料的技术上，采用最大面积进行烟气排放，并进一步达到节能目的，提高能源利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种炉圆烟囱结构示意图；

图2为本发明实施例集热板的结构示意图；

图3为本发明实施例一种炉膛结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明实施例一种炉圆烟囱结构示意图，包括圆烟囱主体10，所述炉圆烟囱还包括：发电结构单元，所述发电结构单元具体包括：

集热板11，以凹入型的平面结构设置为所述圆烟囱主体10的一部分；

至少一温差发电模块12，其热端贴附于所述集热板11的平面结构上，所述温差发电模块12具有电源输出端口；

散热器13，贴附于所述至少一温差发电模块12的冷端；

夹具结构14，将所述散热器13、位于所述散热器13下的温差发电模块12固定设置于所述圆烟囱主体10上。

如图2所示，为本发明实施例集热板的结构示意图，优选的，所述集热板11包括：平面结构板110、上连接板、下连接板和位于竖直方向左右两侧的两个侧舌板111；所述集热板11为导热金属材质，包括：铝皮材质，或铜皮材质；所述圆烟囱主体10为铁皮材质，所述集热板11为铁皮材质，伸入所述圆烟囱主体10内部的两个侧舌板111用于卡接所述圆烟囱主体10，以固定所述集热板11，并辅助集热；所述集热板11和所述温差发电模块12的热端之间界面涂有导热硅脂；所述散热器13和所述温差发电模块12的冷端之间界面涂有导热硅脂；所述温差发电模块12大小为30mm*30mm至70mm*70mm之间；当所述温差发电模块12为多个时，所述散热器13为一个或者多个；当多个温差发电模块12采用一字形排列或矩阵式排列时，多个散热器13采用一一对应的一字形排列或矩阵式排列，或者采用一个散热器13贴附覆盖所述多个温差发电模块12。采用导热金属材质，有利于热量传导，以便于温差发电模块12利用烟囱余热进行发电。采用导热硅脂，可以进一步有利于热量传导，以便于温差发电模块12利用烟囱余热进行发电。

优选的，所述集热板11的平面结构所在的竖直两边到所述圆烟囱主体10的圆心的开角小于180度；所述集热板11位于所述圆烟囱主体10的根部部分，或位于所述圆烟囱主体10的尾间部分；所述集热板11的平面结构包括长方形平面结构；所述集热板11的上连接板与所述圆烟囱主体10的上部相接部分采用倾斜连接，以避免灰尘堆积，同时有利用烟气排放；所述集热板11的下连接板与所述圆烟囱主体10的下部相接部分采用倾斜连接，以利于烟气排放；所述集热板11的平面结构板上还设置有多个伸入所述圆烟囱主体10内部的辅助集热舌结构112；所述辅助集热舌结构112包括：竖直设置的辅助集热舌板、辅助集热舌棒、或者辅助集热舌针。采用圆弧连接可以避免形成涡流，利于烟气排放；且集热板11的平面结构所在的竖直两边到所述圆烟囱主体10的圆心的开角小于180度，可以在保持圆烟囱主体腔基本不变的情况下，提高烟气排放效率。

优选的，所述炉圆烟囱上的发电结构单元为多个，于所述圆烟囱主体10上相对交错设置；所述散热器13采用风冷热管散热片结构，或者采用水冷散热结构；当所述散热器13采用水冷散热结构时，所述炉圆烟囱还包括：

所述暖气片15的进水端a与所述水冷散热结构的出水端c相连，或者，所述暖气片的出水端d与所述水冷散热结构的入水端b相连，以利用所述暖气片15对所述散热器13散热，同时进行室内供暖。

所述暖气片15的进水端a的高度高于所述水冷散热结构的入水端b的高度，以形成水的自然循环。而形成水循环一般采用泵循环，泵循环就是安装一个泵增加热水在管道内的流动速度。泵循环在增加安装成本的同时增加了电能消耗、噪音、维护、维修等使用成本。使用不当还会增加燃料的消耗，故泵循环只有在自然循环安装无法达到或受安装条件限制时不得以而采用的一种安装方式。为了降低水泵带来的成本，希望利用热水与凉水比重形成的压差使系统实现自动循环，称之为自然循环。为了实现自然循环，除了满足管道坡度和挂片高度等常规要求，还有两点改进以保证循环水流能通过温差发电系统：液体压强与液体的深度有关，而与液体的质量无关。本发明实施例为了形成自然循环，所述暖气片15的进水端a的高度高于所述水冷散热结构的入水端b的高度，另外，所述水冷散热结构的水管径与所述暖气片15的水管径大小匹配。

所述暖气片的进水端的高度高于所述水冷散热结构的入水端的高度，以形成水的自然循环。

优选的，当采用一个散热器13贴附覆盖所述多个温差发电模块12时，所述夹具结构14为散热器13本身及其上所附机械固定装置，所述机械固定装置为螺栓和螺母，其中，所述螺栓采用多段连接方式，以增加热阻，减少漏热；所述螺栓上设置有弹簧垫圈，以避免冷却或冷热交替时结构松弛；当采用多个散热器13时，所述夹具结构14为喉箍，或者为外层固定板，所述散热器13和所述喉箍之间垫有一层或多层片状绝热材料，以防止热短路，即避免散热器13与集热板11之间通过夹具结构14机械固定装置产生的热短路，减小漏热的产生，在温差发电装置设计中非常重要。在散热器13和喉箍/外层固定板之间垫入一层绝热材料的改进措施是有用的。如采用片状多层绝热材料更好些。连接散热器13/外层固定板与集热板11的长螺栓也可改用多段连接方式。这些措施都是可以增加热阻，减少漏热。螺栓连接要考虑到热胀冷缩的机制，加上弹簧垫圈，可避免冷却或冷热交替时结构松弛。

如图3所示，为本发明实施例一种炉膛结构示意图，包括圆炉膛主体100，所述炉膛还包括：发电结构单元，所述发电结构单元具体包括：

集热板101，以凹入型的平面结构设置为所述圆炉膛主体100的一部分；

至少一温差发电模块102，其热端贴附于所述集热板101的平面结构上，所述温差发电模块102具有电源输出端口；

散热器103，贴附于所述至少一温差发电模块102的冷端；

夹具结构104，将所述散热器103、位于所述散热器103下的温差发电模块102固定设置于所述圆炉膛主体100上。

优选的，所述集热板101包括：平面结构板、上连接板、下连接板和位于竖直方向左右两侧的两个侧舌板；所述集热板101为导热金属材质，包括：铝皮材质，或铜皮材质；所述圆炉膛主体100为铁皮材质，所述集热板101为铁皮材质，伸入所述圆炉膛主体100内部的两个侧舌板用于卡接所述圆炉膛主体100，以固定所述集热板101，并辅助集热；所述集热板101和所述温差发电模块102的热端之间界面涂有导热硅脂；所述散热器103和所述温差发电模块102的冷端之间界面涂有导热硅脂；所述温差发电模块102大小为30mm*30mm至70mm*70mm之间；当所述温差发电模块102为多个时，所述散热器103为一个或者多个；当多个温差发电模块102采用一字形排列或矩阵式排列时，多个散热器103采用一一对应的一字形排列或矩阵式排列，或者采用一个散热器103贴附覆盖所述多个温差发电模块102。采用导热金属材质，有利于热量传导，以便于温差发电模块102利用烟囱余热进行发电。采用导热硅脂，可以进一步有利于热量传导，以便于温差发电模块102利用烟囱余热进行发电。

优选的，所述集热板101的平面结构所在的竖直两边到所述圆炉膛主体100的圆心的开角小于180度；所述集热板101位于所述圆炉膛主体100的根部部分，或位于所述圆炉膛主体100的尾间部分；所述集热板101的平面结构包括长方形平面结构；所述集热板101的上连接板与所述圆炉膛主体100的上部相接部分采用倾斜连接，以避免灰尘堆积，同时有利用烟气排放；所述集热板101的下连接板与所述圆炉膛主体100的下部相接部分采用倾斜连接，以利于烟气排放；所述集热板101的平面结构板上还设置有多个伸入所述圆炉膛主体100内部的辅助集热舌结构；所述辅助集热舌结构包括：竖直设置的辅助集热舌板、辅助集热舌棒、或者辅助集热舌针。采用圆弧连接可以避免形成涡流，利于烟气排放；且集热板101的平面结构所在的竖直两边到所述圆炉膛主体100的圆心的开角小于180度，可以在保持圆炉膛主体基本不变的情况下，提高烟气排放效率。

优选的，所述炉圆炉膛上的发电结构单元为多个，于所述圆炉膛主体100上相对交错设置；所述散热器103采用风冷热管散热片结构，或者采用水冷散热结构；当所述散热器103采用水冷散热结构时，所述炉圆炉膛还包括：

暖气片105，所述暖气片105的进水端a与所述水冷散热结构的出水端b相连，或者，所述暖气片105的出水端d与所述水冷散热结构的入水端c相连，以利用所述暖气片105对所述散热器103散热，同时进行室内供暖；

所述暖气片105的进水端a的高度高于所述水冷散热结构的入水端c的高度，以形成水的自然循环。

优选的，当采用一个散热器103贴附覆盖所述多个温差发电模块102时，所述夹具结构104为散热器103本身及其上所附机械固定装置，所述机械固定装置为螺栓和螺母，其中，所述螺栓采用多段连接方式，以增加热阻，减少漏热；所述螺栓上设置有弹簧垫圈，以避免冷却或冷热交替时结构松弛；当采用多个散热器103时，所述夹具结构104为喉箍，或者为外层固定板，所述散热器103和所述喉箍之间垫有一层或多层片状绝热材料，以防止热短路，即避免散热器103与集热板101之间通过夹具结构104机械固定装置产生的热短路，减小漏热的产生，在温差发电装置设计中非常重要。在散热器103和喉箍/外层固定板之间垫入一层绝热材料的改进措施是有用的。如采用片状多层绝热材料更好些。连接散热器103/外层固定板与集热板101的长螺栓也可改用多段连接方式。这些措施都是可以增加热阻，减少漏热。螺栓连接要考虑到热胀冷缩的机制，加上弹簧垫圈，可避免冷却或冷热交替时结构松弛。

需要说明的是，本发明所述方案的发电结构单元不局限于设置于上述炉圆烟囱或者炉膛，还可以设置于其它圆形中空发热体结构上，本发明实施例并不以此为限。

本发明上述技术方案具有如下有益效果：可以在采用相同材料的技术上，采用最大面积进行烟气排放，同时通过温差发电，达到节能目的，提高能源利用效率。另外，利用暖气片对散热器散热，同时进行室内供暖。暖气片的进水端的高度高于水冷散热结构的入水端的高度，可以形成水的自然循环。当采用一个散热器贴附覆盖所述多个温差发电模块时，所述夹具结构为散热器本身及其上所附机械固定装置，所述机械固定装置为螺栓和螺母，其中，所述螺栓采用多段连接方式，可以增加热阻，减少漏热；所述螺栓上设置有弹簧垫圈，以避免冷却或冷热交替时结构松弛；当采用多个散热器时，所述夹具结构为喉箍，或者为外层固定板，所述散热器和所述喉箍之间垫有一层或多层片状绝热材料，可以防止热短路。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种炉圆烟囱，包括圆烟囱主体，其特征在于，所述炉圆烟囱还包括：发电结构单元，所述发电结构单元具体包括：

集热板，以凹入型的平面结构设置为所述圆烟囱主体的一部分；

至少一温差发电模块，其热端贴附于所述集热板的平面结构上，所述温差发电模块具有电源输出端口；

散热器，贴附于所述至少一温差发电模块的冷端；

夹具结构，将所述散热器、位于所述散热器下的温差发电模块固定设置于所述圆烟囱主体上。

2.如权利要求1所述炉圆烟囱，其特征在于，所述集热板包括：平面结构板、上连接板、下连接板和位于竖直方向左右两侧的两个侧舌板；所述集热板为导热金属材质，包括：铝皮材质，或铜皮材质；所述圆烟囱主体为铁皮材质，所述集热板为铁皮材质，伸入所述圆烟囱主体内部的两个侧舌板用于卡接所述圆烟囱主体，以固定所述集热板，并辅助集热；所述集热板和所述温差发电模块的热端之间界面涂有导热硅脂；所述散热器和所述温差发电模块的冷端之间界面涂有导热硅脂；所述温差发电模块大小为30mm*30mm至70mm*70mm之间；当所述温差发电模块为多个时，所述散热器为一个或者多个；当多个温差发电模块采用一字形排列或矩阵式排列时，多个散热器采用一一对应的一字形排列或矩阵式排列，或者采用一个散热器贴附覆盖所述多个温差发电模块。

3.如权利要求1所述炉圆烟囱，其特征在于，所述集热板的平面结构所在的竖直两边到所述圆烟囱主体的圆心的开角小于180度；所述集热板位于所述圆烟囱主体的根部部分，或位于所述圆烟囱主体的尾间部分；所述集热板的平面结构包括长方形平面结构；所述集热板的上连接板与所述圆烟囱主体的上部相接部分采用倾斜连接，以避免灰尘堆积，同时有利用烟气排放；所述集热板的下连接板与所述圆烟囱主体的下部相接部分采用倾斜连接，以利于烟气排放；所述集热板的平面结构板上还设置有多个伸入所述圆烟囱主体内部的辅助集热舌结构；所述辅助集热舌结构包括：竖直设置的辅助集热舌板、辅助集热舌棒、或者辅助集热舌针。

4.如权利要求1所述炉圆烟囱，其特征在于，所述炉圆烟囱上的发电结构单元为多个，于所述圆烟囱主体上相对交错设置；所述散热器采用风冷热管散热片结构，或者采用水冷散热结构；当所述散热器采用水冷散热结构时，所述炉圆烟囱还包括：

暖气片，所述暖气片的进水端与所述水冷散热结构的出水端相连，或者，所述暖气片的出水端与所述水冷散热结构的入水端相连，以利用所述暖气片对所述散热器散热，同时进行室内供暖；

所述暖气片的进水端的高度高于所述水冷散热结构的入水端的高度，以形成水的自然循环。

5.如权利要求1所述炉圆烟囱，其特征在于，当采用一个散热器贴附覆盖所述多个温差发电模块时，所述夹具结构为散热器本身及其上所附机械固定装置，所述机械固定装置为螺栓和螺母，其中，所述螺栓采用多段连接方式，以增加热阻，减少漏热；所述螺栓上设置有弹簧垫圈，以避免冷却或冷热交替时结构松弛；当采用多个散热器时，所述夹具结构为喉箍，或者为外层固定板，所述散热器和所述喉箍之间垫有一层或多层片状绝热材料，以防止热短路。

6.一种炉膛，包括圆炉膛主体，其特征在于，所述炉膛还包括：发电结构单元，所述发电结构单元具体包括：

集热板，以凹入型的平面结构设置为所述圆炉膛主体的一部分；

至少一温差发电模块，其热端贴附于所述集热板的平面结构上，所述温差发电模块具有电源输出端口；

散热器，贴附于所述至少一温差发电模块的冷端；

夹具结构，将所述散热器、位于所述散热器下的温差发电模块固定设置于所述圆炉膛主体上。

7.如权利要求6所述炉膛，其特征在于，所述集热板包括：平面结构板、上连接板、下连接板和位于竖直方向左右两侧的两个侧舌板；所述集热板为导热金属材质，包括：铝皮材质，或铜皮材质；所述圆炉膛主体为铁皮材质，所述集热板为铁皮材质，伸入所述圆炉膛主体内部的两个侧舌板用于卡接所述圆炉膛主体，以固定所述集热板，并辅助集热；所述集热板和所述温差发电模块的热端之间界面涂有导热硅脂；所述散热器和所述温差发电模块的冷端之间界面涂有导热硅脂；所述温差发电模块大小为30mm*30mm至70mm*70mm之间；当所述温差发电模块为多个时，所述散热器为一个或者多个；当多个温差发电模块采用一字形排列或矩阵式排列时，多个散热器采用一一对应的一字形排列或矩阵式排列，或者采用一个散热器贴附覆盖所述多个温差发电模块。

8.如权利要求6所述炉膛，其特征在于，所述集热板的平面结构所在的竖直两边到所述圆炉膛主体的圆心的开角小于180度；所述集热板位于所述圆炉膛主体的根部部分，或位于所述圆炉膛主体的尾间部分；所述集热板的平面结构包括长方形平面结构；所述集热板的上连接板与所述圆炉膛主体的上部相接部分采用倾斜连接，以避免灰尘堆积，同时有利用烟气排放；所述集热板的下连接板与所述圆炉膛主体的下部相接部分采用倾斜连接，以利于烟气排放；所述集热板的平面结构板上还设置有多个伸入所述圆炉膛主体内部的辅助集热舌结构；所述辅助集热舌结构包括：竖直设置的辅助集热舌板、辅助集热舌棒、或者辅助集热舌针。

9.如权利要求6所述炉膛，其特征在于，所述炉圆炉膛上的发电结构单元为多个，于所述圆炉膛主体上相对交错设置；所述散热器采用风冷热管散热片结构，或者采用水冷散热结构；当所述散热器采用水冷散热结构时，所述炉圆炉膛还包括：

暖气片，所述暖气片的进水端与所述水冷散热结构的出水端相连，或者，所述暖气片的出水端与所述水冷散热结构的入水端相连，以利用所述暖气片对所述散热器散热，同时进行室内供暖；

所述暖气片的进水端的高度高于所述水冷散热结构的入水端的高度，以形成水的自然循环。

10.如权利要求6所述炉膛，其特征在于，当采用一个散热器贴附覆盖所述多个温差发电模块时，所述夹具结构为散热器本身及其上所附机械固定装置，所述机械固定装置为螺栓和螺母，其中，所述螺栓采用多段连接方式，以增加热阻，减少漏热；所述螺栓上设置有弹簧垫圈，以避免冷却或冷热交替时结构松弛；当采用多个散热器时，所述夹具结构为喉箍，或者为外层固定板，所述散热器和所述喉箍之间垫有一层或多层片状绝热材料，以防止热短路。