CN105650615B - 燃气换热机构以及蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气换热机构以及蒸汽发生器，其中燃气换热机构包括：外罩，具有锥状的内侧壁，且内侧壁的上端为小径端，外罩顶部具有一排烟口；螺旋盘管，固定在外罩内部，螺旋盘管绕一直线盘旋，且越向上，螺旋盘管距直线的距离越小；燃烧器，安装在外罩内，位于螺旋盘管的下部或正下方，燃烧器用于加热螺旋盘管；第一连接管，与螺旋盘管底部端口连接；第二连接管，与螺旋盘管顶部端口连接。本发明通过摈弃原来翅片式热交换器，螺旋盘管的尺寸由下到上逐渐变小，与外罩锥状的内侧壁相适配，这样就减少了热能的损耗和极大浪费，同时又提高了热交换速度。

Description

燃气换热机构以及蒸汽发生器

技术领域

本发明涉及燃气式加热设备，具体涉及燃气换热机构以及蒸汽发生器。

背景技术

现有蒸汽发生器主要包括燃气换热机构，燃气换热机构包括燃烧器以及翅片式热交换器，通过燃气的燃烧，加热水使其转换成蒸汽，现有燃气换热机构的主要缺陷在于：燃气换热机构的上部开口(即排烟口)设计不合理，开口敞开较大，燃气在燃烧过程中产生的大量热能通过排烟口直接排出，排烟口排烟温度达到了90度左右，造成大量热能浪费，不利于节能环保。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了能够有效降低热能浪费的燃气换热机构以及蒸汽发生器。

本发明采取的技术方案如下：

一种燃气换热机构，包括：

外罩，具有锥状的内侧壁，且内侧壁的上端为小径端，所述外罩顶部具有一排烟口；

螺旋盘管，固定在外罩内部，螺旋盘管绕一直线盘旋，且越向上，螺旋盘管距直线的距离越小；

燃烧器，安装在外罩内，位于所述螺旋盘管的下部或正下方，燃烧器用于加热所述螺旋盘管；

第一连接管，与螺旋盘管底部端口连接；

第二连接管，与螺旋盘管顶部端口连接。

实际运用时，螺旋盘管的两端可以位于外罩内，也可以穿出外罩，为了方便与第一连接管和第二连接管连接，优选的，螺旋盘管的两端穿出外罩。

通过摈弃原来翅片式热交换器，螺旋盘管的尺寸由下到上逐渐变小，与外罩锥状的内侧壁相适配，这样就减少了热能的损耗和极大浪费，同时又提高了热交换速度。

进一步的，所述排烟口上安装有排烟管。

进一步的，外罩内侧壁的中心线与所述直线重合。

进一步的，所述螺旋盘管盘旋成若干层，相邻层之间具有间隙。

螺旋盘管在螺旋制作过程中，相邻层之间预留少量空隙，燃烧器在燃烧时火焰可以更充分地接触到螺旋盘管的侧壁，可以加快换热速度。

进一步的，所述螺旋盘管采用铜镍合金材料压铸成型。

原热交换器采用的材质较软，当蒸汽压力高的时候交换器容易憋爆掉，蒸汽压力受到了限制；铜材质的翅片式交换器长时间高温加热，铜分子发生了变化，铜管内壁变得粗糙，水在管道内经过高温会产生水垢，堵塞交换器，长时间水不流通，交换器烧烂频率较高。螺旋盘管采用铜镍合金材料压铸成型能够有效解决上述缺陷。

进一步的，所述燃烧器包括锥状的本体，本体的顶端为大径端，本体的内侧壁设有至少一组第一燃气孔，同组的第一燃气孔用于形成与螺旋盘管相适配的锥状火焰；本体的顶部端面或者本体的外侧壁设有至少一组第二燃气孔，同组的第二燃气孔用于形成向外扩散的火焰，该火焰用于加热螺旋盘管的底部或下部。

燃烧器的本体设计成锥状，能够方便第一燃气孔形成锥状火焰，该锥状火焰与螺旋盘管相适配，可以快速对螺旋盘管进行加热；本体的顶部端面或者本体的外侧壁设置的第二燃气孔可以形成向外扩散的火焰，该火焰用于辅助加热螺旋盘管的底部或下部；燃烧器的第一燃气孔和第二燃气孔的设计，结合外罩内侧壁和螺旋盘管的结构，燃烧器在燃烧时产生的热能会集中在外罩内，热能不会流失很大，能够高效加热螺旋盘管，有效起到节约能源的效果。

进一步的，各组第一燃气孔均包括多个绕本体轴线均匀分布的第一燃气孔，且同一组中，第一燃气孔的轴线交汇于一点。

进一步的，各组第一燃气孔均包括多个绕本体轴线均匀分布的第一燃气孔，且第一燃气孔的轴线与本体轴线不相交。

第一燃气孔的轴线与本体轴线不相交，这样设计的目的在于，燃气在燃气压力和空气压力的作用下燃烧时火焰会形成集中的螺旋喷射状态，火焰燃烧稳定且螺旋盘管受热面积大。

本发明还公开了一种蒸汽发生器，包括：

至少一个燃气换热机构，所述燃气换热机构为上文所述的燃气换热机构；

储水箱，底部通过一送水管与各燃气换热机构的第一连接管连通，顶部连接有蒸汽总管，所述第一连接管上安装有水泵以及单向进水阀，且单向进水阀位于水泵与螺旋盘管端口之间，所述蒸汽总管具有蒸汽出口，各燃气换热机构的第二连接管分别与所述蒸汽总管连通；

燃气总管，通过支管分别与各燃气换热机构的燃烧器连通，各支管上安装有燃气稳压阀。

第一连接管通过设置单向进水阀能够防止蒸汽压力过大反冲到水泵里，烧坏水泵。

进一步的，还包括与所述储水箱相对固定的检测筒，所述检测筒竖直布置，检测筒的上部通过管路分别与储水箱的上部连通，检测筒的下部通过管路与储水箱的下部连通；检测筒内设有水温传感器、上液位传感器以及下液位传感器。

检测筒的上部通过管路分别与储水箱的上部连通，检测筒的下部通过管路与储水箱的下部连通，这样设置使得检测筒内的水位与储水箱的水位箱体，温度相同，只需检测检测筒内的水位和温度即可得到储水箱内的水位和温度，且实际运用时根据采集的数据对蒸汽发生器进行控制。

进一步的，还包括与储水箱底部连接的排污管，排污管上安装有排污阀；还包括与储水箱连通的补水管，补水管上安装有补水阀。

本发明的有益效果是：通过摈弃原来翅片式热交换器，螺旋盘管的尺寸由下到上逐渐变小，与外罩锥状的内侧壁相适配，这样就减少了热能的损耗和极大浪费，同时又提高了热交换速度。本申请使用寿命长，出汽速度快，蒸汽压力大，热能损耗低，有助于节能降耗，满足国家提倡的节能减排的环保政策。

附图说明：

图1是本发明燃气换热机构的结构示意图；

图2是燃烧器加热螺旋盘管的示意图；

图3是燃烧器的第一种结构示意图；

图4是燃烧器的第二种结构示意图；；

图5是本发明蒸汽发生器的原理图；

图6是本发明蒸汽发生器的结构示意图。

图中各附图标记为：

1、燃气换热机构，2、燃烧器，3、鼓风机，4、第一连接管，5、外罩，6、螺旋盘管，7、第二连接管，8、排烟口，9、排烟管，10、本体，11、第一燃气孔，12、第二燃气孔，13、检测筒，14、下液位传感器，15、上液位传感器，16、储水箱，17、蒸汽出口，18、蒸汽总管，19、单向进水阀，20、水泵，21、燃气总管，22、燃气稳压阀，23、支管，24、送水管，25、补水阀，26、补水管，27、排污阀，28、排污管，29、混合腔。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

实施例1

如图1所示，一种燃气换热机构1，包括：

外罩5，具有锥状的内侧壁，且内侧壁的上端为小径端，外罩顶部具有一排烟口8；

螺旋盘管6，固定在外罩5内部，螺旋盘管6绕一直线盘旋，且越向上，螺旋盘管距直线的距离越小；

燃烧器2，安装在外罩5内，位于螺旋盘管的下部或正下方，燃烧器用于加热螺旋盘管6；

第一连接管4，与螺旋盘管6底部端口连接；

第二连接管7，与螺旋盘管6顶部端口连接。

实际运用时，螺旋盘管的两端可以位于外罩内，也可以穿出外罩，为了方便与第一连接管和第二连接管连接，于本实施例中，螺旋盘管6的两端穿出外罩。

于本实施例中，排烟口8上安装有排烟管9。

于本实施例中，外罩内侧壁的中心线与直线重合。

于本实施例中，螺旋盘管6盘旋成若干层，相邻层之间具有间隙。螺旋盘管在螺旋制作过程中，相邻层之间预留少量空隙，燃烧器在燃烧时火焰可以更充分地接触到螺旋盘管的侧壁，可以加快换热速度。

于本实施例中，螺旋盘管采用铜镍合金材料压铸成型。原热交换器采用的材质较软，当蒸汽压力高的时候交换器容易憋爆掉，蒸汽压力受到了限制；铜材质的翅片式交换器长时间高温加热，铜分子发生了变化，铜管内壁变得粗糙，水在管道内经过高温会产生水垢，堵塞交换器，长时间水不流通，交换器烧烂频率较高。螺旋盘管采用铜镍合金材料压铸成型能够有效解决上述缺陷。

如图2和3所示，于本实施例中，燃烧器2包括锥状的本体10，本体的顶端为大径端，本体的内侧壁设有至少一组第一燃气孔11，同组的第一燃气孔11用于形成与螺旋盘管相适配的锥状火焰；本体10的外侧壁设有至少一组第二燃气孔12，同组的第二燃气孔用于形成向外扩散的火焰，该火焰用于加热螺旋盘管的底部或下部。第二燃气孔除了设置在本体外侧壁上，还可以设置在本体的顶部端面，见图4。

燃烧器的本体10设计成锥状，能够方便第一燃气孔形成锥状火焰，该锥状火焰与螺旋盘管相适配，可以快速对螺旋盘管进行加热；本体的顶部端面或者本体的外侧壁设置的第二燃气孔可以形成向外扩散的火焰，该火焰用于辅助加热螺旋盘管的底部或下部；燃烧器的第一燃气孔和第二燃气孔的设计，结合外罩内侧壁和螺旋盘管的结构，燃烧器在燃烧时产生的热能会集中在外罩内，热能不会流失很大，能够高效加热螺旋盘管，有效起到节约能源的效果。

于本实施例中，各组第一燃气孔均包括多个绕本体轴线均匀分布的第一燃气孔，且第一燃气孔的轴线与本体轴线不相交。第一燃气孔的轴线与本体轴线不相交，这样设计的目的在于，燃气在燃气压力和空气压力的作用下燃烧时火焰会形成集中的螺旋喷射状态，火焰燃烧稳定且螺旋盘管受热面积大。于实际运用时，各组第一燃气孔轴线还可以交汇于一点。

现有的燃烧器设计不合理，燃气、空气混合比例失调，在燃烧过程中燃气燃烧不充分，排烟口燃气气味很浓，一氧化碳浓度较高，造成能源极大浪费，空气污染较大，不利于操作人员的身体健康，于本实施例中，如图1所示，还包括鼓风机3，鼓风机3设置在外罩的外部，鼓风机与燃烧器之间具有一混合腔29，混合腔29用于使鼓风机输送的空气和燃气管输送的燃气混合，最后进入燃烧器中燃烧，这样设计使燃气充分燃烧，提高利用率，也减少了有害气体的排放。

本实施例中，外罩采用不锈钢材料制成。

本实施例的燃气换热机构通过摈弃原来翅片式热交换器，螺旋盘管的尺寸由下到上逐渐变小，与外罩锥状的内侧壁相适配，配合燃烧器结构，燃气换热机构能够减少热能的损耗和极大浪费，同时又提高了热交换速度。

本实施例还公开了一种燃气换热机构的制造方法，包括以下步骤：

1)用卷筒机将304优质不锈钢卷成一个上部开小口、下部开大口的圆锥形筒体，接缝处大密度点焊；

2)采用铜和镍的合金材料压铸成螺旋盘管，螺旋盘管绕一直线盘旋，且越向上，螺旋盘管距直线的距离越小；

3)圆锥形筒体上部侧面和下部侧面各开一个孔，大小和螺旋盘管的端部尺寸相当，螺旋盘管的上端口穿过圆锥体上部的孔，外部预留3～7cm，上端口处焊接一个外丝螺纹的连接扣件用于连接第二连接管；螺旋盘管的下端口穿过圆锥体下部的孔，外部预留3～7cm，下端口处焊接一个外丝螺纹的连接扣件用于连接第一连接管；

4)将燃烧器用法兰连接在密封座上，密封座与圆锥形筒体的下部密封固定。

圆锥形筒体与密封座构成外罩，圆锥形筒体上部开的小口用于安装排烟管。燃烧器安装时采用法兰连接，以方便出现故障容易更换。

于本实施例中，步骤2)中，螺旋盘管旋成若干层，相邻层之间具有间隙。

于本实施例中，步骤3)中，螺旋盘管与锥形筒体贯穿处采用不锈钢焊接方式固定。

于本实施例中，步骤4)中的燃烧器包括设计成碗状喇叭口形状的本体，本体的内侧壁沿周向均布有第二燃气孔，且第二燃气孔的轴线相对于本体轴线倾斜设置，本体内侧壁在压铸时预留凸出倾斜弧线；本体外侧壁具有多个第二燃气孔，第二燃气孔向外部发散，以达到辅助加热的目的。

燃烧器这样设计的目的在于，燃气在燃气压力和空气压力的作用下燃烧时火焰会形成集中的螺旋喷射状态，这样螺旋盘管受热面积加大，本体外侧壁的第二燃气孔，向外部发散，以达到辅助加热的目的，且由于整个圆锥形筒体是一个上部开小口，下部密封的状态，燃烧器在内部燃烧时产生的热能会集中在圆锥形筒体内，热能不会流失很大，可以起到节约能源的效果。

实施例2

如图5和6所示，本实施例公开了一种蒸汽发生器，包括：

至少一个燃气换热机构1，燃气换热机构1为实施例1中的燃气换热机构；

储水箱16，底部通过一送水管24与各燃气换热机构的第一连接管4连通，顶部连接有蒸汽总管18，第一连接管上安装有水泵20以及单向进水阀19，且单向进水阀19位于水泵20与螺旋盘管端口之间，蒸汽总管18具有蒸汽出口17，各燃气换热机构的第二连接管7分别与蒸汽总管18连通；

燃气总管21，通过支管23分别与各燃气换热机构的燃烧器连通，各支管上安装有燃气稳压阀22。

第一连接管通过设置单向进水阀能够防止蒸汽压力过大反冲到水泵里，烧坏水泵。

于本实施例中，燃气换热机构1有四个。蒸汽发生器还包括与储水箱16相对固定的检测筒13，检测筒13竖直布置，检测筒13的上部通过管路分别与储水箱16的上部连通，检测筒13的下部通过管路与储水箱16的下部连通；检测筒13内设有水温传感器、上液位传感器15以及下液位传感器14。检测筒的上部通过管路分别与储水箱的上部连通，检测筒的下部通过管路与储水箱的下部连通，这样设置使得检测筒内的水位与储水箱的水位箱体，温度相同，只需检测检测筒内的水位和温度即可得到储水箱内的水位和温度，且实际运用时根据采集的数据对蒸汽发生器进行控制。

于本实施例中，还包括与储水箱底部连接的排污管28，排污管上安装有排污阀27；还包括与储水箱连通的补水管26，补水管上安装有补水阀25。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种燃气换热机构，其特征在于，包括：

外罩，具有锥状的内侧壁，且内侧壁的上端为小径端，所述外罩顶部具有一排烟口；

螺旋盘管，固定在外罩内部，螺旋盘管绕一直线盘旋，且越向上，螺旋盘管距直线的距离越小；

燃烧器，安装在外罩内，位于所述螺旋盘管的下部或正下方，燃烧器用于加热所述螺旋盘管；

第一连接管，与螺旋盘管底部端口连接；

第二连接管，与螺旋盘管顶部端口连接；

所述燃烧器包括锥状的本体，本体的顶端为大径端，本体的内侧壁设有至少一组第一燃气孔，同组的第一燃气孔用于形成与螺旋盘管相适配的锥状火焰；本体的顶部端面或者本体的外侧壁设有至少一组第二燃气孔，同组的第二燃气孔用于形成向外扩散的火焰，该火焰用于加热螺旋盘管的底部或下部。

2.如权利要求1所述的燃气换热机构，其特征在于，外罩内侧壁的中心线与所述直线重合。

3.如权利要求1所述的燃气换热机构，其特征在于，所述螺旋盘管盘旋成若干层，相邻层之间具有间隙。

4.如权利要求1所述的燃气换热机构，其特征在于，所述螺旋盘管采用铜镍合金材料压铸成型。

5.如权利要求1所述的燃气换热机构，其特征在于，各组第一燃气孔均包括多个绕本体轴线均匀分布的第一燃气孔，且同一组中，第一燃气孔的轴线交汇于一点。

6.如权利要求1所述的燃气换热机构，其特征在于，各组第一燃气孔均包括多个绕本体轴线均匀分布的第一燃气孔，且第一燃气孔的轴线与本体轴线不相交。

7.一种蒸汽发生器，其特征在于，包括：

至少一个燃气换热机构，所述燃气换热机构为权利要求1～6任意一项所述的燃气换热机构；

储水箱，底部通过一送水管与各燃气换热机构的第一连接管连通，顶部连接有蒸汽总管，所述第一连接管上安装有水泵以及单向进水阀，且单向进水阀位于水泵与螺旋盘管端口之间，所述蒸汽总管具有蒸汽出口，各燃气换热机构的第二连接管分别与所述蒸汽总管连通；

燃气总管，通过支管分别与各燃气换热机构的燃烧器连通，各支管上安装有燃气稳压阀。

8.如权利要求7所述的蒸汽发生器，其特征在于，还包括与所述储水箱相对固定的检测筒，所述检测筒竖直布置，检测筒的上部通过管路分别与储水箱的上部连通，检测筒的下部通过管路与储水箱的下部连通；检测筒内设有水温传感器、上液位传感器以及下液位传感器。

9.如权利要求7所述的蒸汽发生器，其特征在于，还包括与储水箱底部连接的排污管，排污管上安装有排污阀；还包括与储水箱连通的补水管，补水管上安装有补水阀。