CN107289447B - 焚烧锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过对由废旧塑料、纸张、木材及废旧轮胎碎片等混合构成的固体燃料进行焚烧而生成热水或热风的焚烧锅炉。本发明的焚烧锅炉包括：主体，在内部下侧和上侧分别形成燃烧空间和锅炉空间；固体燃料供应管，贯通配置于主体的下部一侧；燃烧器，贯通设置于主体的下部一侧；第1空气供应管，贯通设置于主体的下部一侧，以涡流形式将送风器所压缩输送的空气供应至固体燃料；叶片，以可旋转的形式配置于主体的内侧底部，按照特定方向搅拌固体燃料；水槽，围绕主体内部中的燃烧空间和锅炉空间之间进行配置，内部容纳特定量的水；水管，配置于主体的内部上侧且底部与水槽连接；水汽分离器，配置于主体的上侧；及排气管，贯通配置于主体的上部一侧。

Description

焚烧锅炉

技术领域

本发明涉及一种通过对由废旧塑料、纸张、木材以及废旧轮胎碎片等混合构成的固体燃料进行焚烧而生成热水或热风的焚烧锅炉(trash boiler)，尤其是一种能够通过提升固体燃料的燃烧效率以及提升与燃烧时所生成的热气的热交换效率，从而大幅提升蒸汽生成量的焚烧锅炉。

背景技术

通常，焚烧锅炉是指通过对由废旧塑料、纸张、木材以及废旧轮胎碎片等混合构成的固体燃料进行焚烧而得到热水或热风等的锅炉。

如上所述的焚烧锅炉包括：主体；固体燃料供应器，用于向主体的内部供应指定量的固体燃料；燃烧器，为了使固体燃料燃烧而点燃固体燃料；水槽，通过接收固体燃料燃烧时所产生的热气而对水进行加热；排出管，用于将水槽中所产生的蒸汽、水槽中的热水、主体释放出的热风排出到外部。

此外，焚烧锅炉还包括：空气供应管，为了使供应到主体内部的固体燃料被充分燃烧，将空气供应至主体内部。

但是，上述现有的焚烧锅炉因为采用空气供应管的端部单纯地贯通配置于主体下部一侧的结构，所以只能从主体的内部一侧供应空气，无法使空气充分渗透到固体燃料的各个角落，从而导致燃烧效率下降的问题。

现有技术文献

专利文献

(专利文献1)韩国公开专利公报第10-2000-0050726号，公开于2000年08月05日

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有问题而提供一种焚烧锅炉，通过采取使供应至固体燃料中的空气形成特定方向涡流的结构，提升其固体燃料的燃烧效率。

本发明的目的并不局限于上述目的，未被记载的其他目的将能够通过下述记载得到更为明确的解释。

为了实现上述目的，适用本发明的焚烧锅炉的特征在于，包括：主体，在内部下侧和上侧分别形成燃烧空间和锅炉空间；固体燃料供应管，贯通配置于上述主体的下部一侧，用于供应固体燃料；燃烧器，贯通设置于上述主体的下部一侧，利用火焰点燃固体燃料；第1空气供应管，贯通设置于上述主体的下部一侧，以涡流形式将送风器所压缩输送的空气供应至固体燃料；叶片，以可旋转的形式配置于上述主体的内侧底部，按照特定方向搅拌固体燃料；水槽，围绕上述主体内部中的燃烧空间和锅炉空间之间进行配置，内部容纳特定量的水；水管，配置于上述主体的内部上侧，其底部与水槽连接，利用固体燃料燃烧时所释放出的热气对水槽中的水进行加热；水汽分离器，配置于上述主体的上侧，其底部与水管的上部连接，捕获水被加热时所产生的蒸汽并供应至外部；以及排气管，贯通配置于上述主体的上部一侧，将固体燃料燃烧时所释放出的废气排出到外部。

上述第1空气供应管的特征在于，包括：分叉部，与送风器连接且在端部形成分叉；连接部，分别连接到上述分叉部的端部，以沿着主体的外侧水平围绕的方式配置；供应部，由多个构成，在主体的外侧以一定角度间隔配置，其一端与连接部连接而另一端贯通至主体内部，为了能够以涡流形式供应空气而向主体内部的下侧方向以及某一侧倾斜形成。

上述叶片的特征在于：采取两端封闭内部中空的管状形式，以旋转中心即中央为基准，在旋转方向的相反一侧即正面一侧与背面另一侧分别形成多个空气供应孔，在上述叶片的中央下部配置有能够通过驱动电机的旋转力发生旋转并与叶片的内部连通的旋转轴管，而上述旋转轴管的下部以可旋转的方式借助于万向节与用于压缩输送空气的第2空气供应管连接。

上述水管的特征在于，包括：第1水管，由多个构成，沿着主体的内部上侧以一定角度间隔在垂直方向配置；第2水管，由多个构成，与上述第1水管的外侧间隔一定距离并以一定的角度间隔在垂直方向配置。其中在上述每两个第1水管之间配置有最上端形成开口的第1隔板，在上述每两个第2水管之间配置有最下端形成开口的第2隔板，从而使通过固体燃料的燃烧而产生的热气沿着上下Z字形形态依次与第1水管和第2水管接触从而实现热交换。

上述水汽分离器的特征在于，包括：流入管，与水管的上部连接；水汽分离罐，与上述流入管连接；水分分离板，水平配置于上述水汽分离罐的内部，去除通过流入管流入的蒸汽中所包含的水分；排出管，配置于上述水汽分离罐的上部。

通过上述构成的本发明，可实现如下所述的效果。

首先，因为燃烧所需空气是以特定方向的涡流形态供应至主体内部，所以能够均匀地向整个主体内部供应空气，使其能够自然地流入到固体燃料之间的缝隙，从而大幅度地提升固体燃料的燃烧效率。

此外，因为在用于搅拌固体燃料的叶片中同样形成有用于供应空气的空气供应孔，能够强化叶片的功能并进一步提升固体燃料的燃烧效率。

此外，通过如上所述的固体燃料燃烧效率的提升，可以大幅度地减少固态燃料燃烧后所残留的灰尘和未燃烧物质。

同时，因为水管采用内外侧多段形式且在每两个水管之间配置隔板，能够使在主体内部通过固体燃料的燃烧所产生的热气沿着水管以上下Z字形进行热交换，所以能够提升其热交换效率。

附图说明

图1是适用本发明较佳实施例的焚烧锅炉的纵向截面图。

图2是适用本发明较佳实施例的焚烧锅炉的横向截面图。

附图标记说明

100：焚烧锅炉

10：主体

11：燃烧空间

12：锅炉空间

13：耐火材料

14：排出孔

15：孔盖

16：气缸

20：固体燃料供应管

30：燃烧器

40：第1空气供应管

41：送风器

42：分叉部

43：连接部

44：供应部

44a：垂直管

44b：弯曲管

44c：贯通管

50：叶片

50a：空气供应孔

51：旋转轴管

53：驱动电机

54：链轮齿

55：轴承

56：第2空气供应管

57：万向节

60：水槽

70：水管

71：第1水管

72：第2水管

73：第1隔板

74：第2隔板

75：第1回归管

80：水汽分离器

81：流入管

82：水汽分离罐

83：水分分离板

84：排出管

85：第2回归管

90：排气管

110：逆火防止装置

111：送风器

112：第1空气注入管

113：第2空气注入管

具体实施方式

本发明涉及一种通过对由废旧塑料、纸张、木材以及废旧轮胎碎片等混合构成的固体燃料进行焚烧而得到热水或热风的焚烧锅炉。

尤其适用本发明的焚烧锅炉的最大特征在于，使空气自然地流入到投入主体内部的固体燃料之间的缝隙，确保固体燃料得到充分燃烧，从而极大程度地提升燃烧效率并增加蒸汽、热水或热风的产生量。

上述特征是通过以一定的形态和角度形成位于主体外部下侧的空气供应管，从而使从外部压缩输送的空气以特定方向的涡流形式供应至固态燃料的方式实现。

即，配备多个空气供应管并使其在主体的外部下侧以一定的角度间隔沿着下侧方向以及某一侧倾斜形成。

借此，通过送风器从外部压缩输送的空气，在通过空气供应管流入至主体内部的过程中将形成特定方向的涡流形式，且在流入时能够均匀地供应至整个的主体内部空间，从而自然地流入到固体燃料之间的缝隙，确保固体燃料得到充分燃烧。

下面，结合附图对适用本发明较佳实施例的焚烧锅炉进行详细说明。

适用本发明较佳实施例的焚烧锅炉100如图1所示，包括主体10、固体燃料供应管20、燃烧器30、第1空气供应管40、叶片50、水槽60、水管70、水汽分离器80以及排气管90。

首先，上述主体10采取一种形成与外部隔绝的内部空间的形态，提供使固体燃料发生燃烧的空间和利用固体燃料的燃烧所产生的热气对水进行加热的空间。

即，主体10的内侧下部形成使固体燃料发生燃烧的燃烧空间11，而主体10的内侧上部形成使固体燃料的燃烧所产生的热气聚集的锅炉空间12。

通过上述结构，当向锅炉空间12的内侧供应水时可以得到蒸汽和热水，而当在锅炉空间12的外侧配备送风炉从而压缩输送空气时则可以得到热风。

此时在燃烧空间11的内壁和地板，应铺设能够充分耐受固体燃料发生燃烧时所发生的火焰和热气的如耐火砖等耐火材料13。此外在锅炉空间12的内壁也应铺设如上述耐火砖等耐火材料13。

此外在主体10的一侧，穿孔形成能够进出主体10的内部从而对燃烧空间11以及锅炉空间12进行检查和维护的检查孔(未图示)，且在检查孔中配置有内侧附着耐火材料的推拉门式的可开合检查门(未图示)。

此外在主体10的下侧，穿孔形成在使用固体燃料时便于将固体燃料燃烧后剩下的灰尘或未被燃烧的未燃烧物质排出到外部的排出孔14，且在排出孔14中配置有内侧附着耐火材料13且能够通过气缸16的工作开合的孔盖15。

接下来，上述固体燃料供应管20位于主体10的下部一侧，采取与主体10内部连通的形式，用于供应固体燃料。

此时，固体燃料供应管20与能够定量运送固体燃料的外部固体燃料供应器(未图示)连接。即，为了将上述固体燃料供应器所强制运送的固体燃料顺利地投送到主体10内部，采取相对于主体向下倾斜的配置方式为宜。

接下来，上述燃烧器30位于主体10的下部一侧，采取与主体10内部连通的形式，用于利用火焰点燃被供应至主体10内部的固体燃料。

此外当没有配备燃烧器30或发生故障时，可以通过打开主体10中的检查门并通过检查孔投入已点燃的纸张或木头等，点燃内部的固体燃料。

接下来，上述第1空气供应管40位于主体10的外侧，采取与主体10内部连通的形式，用于将通过外部的送风器41压缩输送的空气，以涡流的形式供应至投入到主体10内部的固体燃料中。

即，第1空气供应管40为了使被投入到主体10内部的固体燃料在被燃烧器30点燃并开始燃烧时能够实现充分燃烧，使送风器41所压缩输送的空气能够自然地流入到固体燃料之间的缝隙。

为此，第1空气供应管40如图2所示，包括分支部42；连接部43；以及供应部44。

上述分支部42与送风器41的输出端连接，其端部分叉形成多个分支，从而将送风器41所压缩输送的空气分叉输送至多个路径。

上述连接部43分别连接到分支部42的端部，以沿着主体10的外侧水平围绕的方式配置，用于沿着主体10的外侧对通过分叉部42分叉输送至多个路径的空气进行水平引导。

上述供应部44由多个构成，在主体10的外侧以一定角度间隔配置，其一端与连接部43连接而另一端贯通至主体10的内部，用于将通过连接部43引导至主体10外侧的空气以一定角度间隔供应至主体10的内部。

此时为了使空气能够以特定方向的涡流形式供应，供应部44的另一端采取相对于主体向下方及某一侧倾斜的连通方式。即，供应部44包括：垂直管44a，沿着向上垂直的方向连接到连接部43中；弯曲管44b，连接到垂直管44a的端部，采取向下方弯曲的形态；贯通管44c，与弯曲管44b的端部连接，以向下以及某一侧倾斜一定角度的形式贯通至主体10中。

通过上述结构，由送风器41压缩输送的空气将在通过连接部42、分叉部43以及供应部44的过程中，根据供应部44的形态及安装角度，在瞬间向上之后再瞬间向某一侧向下流动并供应至主体10内部，从而形成涡流并流入到固体燃料之间的缝隙，从而确保固体燃料能够充分燃烧。

此时的固体燃料供应管20，采取与第1空气供应管40对应的相对于主体10向下及某一侧倾斜配置为宜。通过上述结构，固体燃料能够借助于第1空气供应管40被均匀地供应至整个主体10的燃烧空间11内部，还可以防止第1空气供应管40所供应的空气流入到固体燃料供应管20。

接下来，上述叶片50位于主体10的内侧下部，采取能够旋转运动的形式，用于对供应至主体10内部的固体燃料进行搅拌。

即，叶片50通过按照一定的旋转速度进行旋转运动，按照特定方向对固体燃料进行搅拌，从而在确保固体燃料整体均匀燃烧的同时还可以防止主体10内部底面有固体燃料附着残留。

为此，叶片50的下部中心与以能够旋转的形式贯通主体10下部的旋转轴管51上端连接，而旋转轴管51的下端与通过链条接收配置于一侧的驱动电机53的驱动力而使旋转轴管51发生旋转的链轮齿54形成为一体，而旋转轴管51的外侧通过轴承55提供可旋转的支撑，以便其能够顺利旋转。

此外为了能够通过叶片将空气供应至主体10内部，叶片50采取两端封闭内部中空的管状形式，并采取使叶片50的内部与旋转轴管51的内部联通的结构，在叶片50的正面和背面穿孔形成以一定距离间隔的空气供应孔50a，而旋转轴管51的下端部则通过万向节57与连接到送风器41中的第2空气供应管56连接。

即，由送风器41压缩输送的空气将依次通过第2空气供应管56、旋转轴管51以及叶片50的内部，并通过空气供应孔50a供应至主体10内部，从而能够更有效地进行搅拌并进一步促进固体燃料的燃烧。

但是为了尽可能地避免空气供应孔50a中所供应的空气对叶片50的旋转运动造成阻碍，以叶片50的中心为基准在正面一侧和另一面的另一侧分别以一定间隔形成多个，从而使其与叶片50的旋转方向相反为宜。

接下来，上述水槽60沿着主体10的燃烧空间11和锅炉空间12之间的内壁围绕配置，其内部填充有特定量的水。

即，水槽60用于提供利用固体燃料在主体10的燃烧空间11内燃烧时所产生的热气得到加热后的水。

其中，水槽60的出水量与主体10的容量所对应，其一侧配置有用于供水的水供应管(未图示)，其内部配置有根据水位对水供应管进行开合的水位调节阀(未图示)。

通过上述结构，填充到水槽60中的水被加热时将产生蒸汽，而当水位下降至基准水位以下时，水位调节阀将被打开，水将通过水供应管流入到水槽60中；而当水位上升至基准水位以上时，水位调节阀将被关闭，水的供应也将被中断。借此，将实现水槽60水位的自动调节。

接下来，上述水管70配置于主体10的内部上侧，下部与水槽60连接，当水槽60中的水因为固体燃料燃烧时所产生的热气而得到加热时，将所产生的蒸汽引导至上方。

此时，水管70通过尽可能地增加与固体燃料燃烧时所产生的热气的接触时间和面积，最大限度地提升热交换效率。

即，水管70包括：第1水管71，由多个构成，沿着主体10的内部上侧内壁以一定角度间隔在垂直方向配置；第2水管72，由多个构成，与上述第1水管71的外侧间隔一定距离，并以一定的角度间隔在垂直方向配置。此外，在每两个第1水管71之间配置有最上端开口的第1隔板73，在每两个第2水管72之间配置有最下端开口的第2隔板74。

通过上述结构，在燃烧空间11中产生的热气将向上方移动，并在第1水管71一侧实现第1次热交换；当热气上升至主体10锅炉空间12的最上端时，热气将通过第1隔板73中形成开口的最上端沿着第1水管71和第2水管72之间的空间向下移动，并在第1水管71的另一侧和第2水管的一侧实现第2次热交换；当热气下降至锅炉空间12的最下端时，热气将通过第2隔板74中形成开口的最下端沿着第2水管72和主体10内壁之间的空间向上移动，在第2水管72的另一侧实现第3次热交换。

即，热气以Z字形在第1水管71、第2水管72以及主体10的内壁之间的空间上下移动，从而使其与第1水管71和第2水管72之间的热交换时间和面积实现最大化。

其中，根据主体10的容量和大小等，水管70可采取如上所述的由第1水管71和第2水管72构成的内外两段式，也可采取内外侧四段以上的偶数段结构。

此外在水管70的上部一侧将配置有第1回归管75，从而将水槽60中因为受到加热蒸腾而与蒸汽一起流入到水管70上部的水重新引导至水槽60中。

接下来，上述水汽分离器80配置于主体10的上侧，其下部与水管70的上部连接，收集水受到加热时所产生的蒸汽并供应至外部。

为此，水汽分离器80包括：流入管81，连接到水管70的上部；水汽分离罐82，配置于流入管81的上部；水分分离板83，水平配置于水汽分离罐82的内部；排出管84，配置于水汽分离罐82的上部。

即，被引导至水管70上方的蒸汽在通过流入管81流入到水汽分离罐82内部之后，与水分分离板83的底面接触，从而在已分离水分的状态下通过排出管84排出到外部的使用位置。

其中，在水汽分离罐82的外侧配置有第2回归管85，使得在水分分离板83中跌落并聚集在水汽分离罐82内部的水重新回归到水槽60中。

接下来，上述排气管90贯通配置于主体10的上部一侧，用于将固体燃料燃烧时所产生的废气排出到外部。

即，排气管90将固体燃料在主体10的燃烧空间11内发生燃烧时所产生的废气以及与水管70完成热交换之后的热气一同排出到外部。

虽未图示，在排气管90的末端还可追加配置废气净化器，从而将废气净化至符合排放标准的程度，或在排气管90的外侧追加安装废热回收装置，从而利用废气或残余的热气产生热风或热水。

其中，适用本发明较佳实施例的焚烧锅炉100，还包括如图1所示的逆火防止装置110。

上述逆火防止装置110，包括：送风器111；第1空气注入管112，连接到送风器111，沿着燃料供应方向将送风器111压缩输送的空气注入到固体燃料供应管20的内部；第2空气注入管113，连接到送风器111，沿着废气排出方向将送风器压缩输送的空气注入到排气管90内部。

通过上述结构，可以防止固体燃料在主体10的燃烧空间11内燃烧时所产生的热气逆流至固体燃料供应管20中，从而避免还没有被供应至主体10内部的固体燃料发生燃烧的逆火事故。

此外如上所述，适用本发明较佳实施例的焚烧锅炉100主要将由废旧塑料、纸张、木材以及废旧轮胎碎片等混合构成的固体燃料作为主要燃料使用，但还可根据具体状况单独或结合使用如油、木材燃料团、煤等燃料。

如上所述的适用本发明的焚烧锅炉可以大幅度提升固态燃料的燃烧效率并大幅度提升水与热气之间的热交换效率，大幅度提升蒸汽的发生量并借助于燃烧效率的增加而大幅度减少燃烧后所残留的灰尘和未燃烧物质。

上述实施例仅为示例性内容，本领域技术人员可借此设计出对其进行各种变形的实施例。

本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种焚烧锅炉，其特征在于，包括：

主体，在内部下侧和上侧分别形成燃烧空间和锅炉空间；

固体燃料供应管，贯通配置于上述主体的下部一侧，用于供应固体燃料；

燃烧器，贯通设置于上述主体的下部一侧，利用火焰点燃固体燃料；

第1空气供应管，贯通设置于上述主体的下部一侧，以涡流形式将送风器所压缩输送的空气供应至固体燃料；

叶片，以可旋转的形式配置于上述主体的内侧底部，按照特定方向搅拌固体燃料；

水槽，围绕上述主体内部中的燃烧空间和锅炉空间之间进行配置，内部容纳特定量的水；

水管，配置于上述主体的内部上侧，其底部与水槽连接，利用固体燃料燃烧时所释放出的热气对水槽中的水进行加热；

水汽分离器，配置于上述主体的上侧，其底部与水管的上部连接，捕获水被加热时所产生的蒸汽并供应至外部；以及

排气管，贯通配置于上述主体的上部一侧，将固体燃料燃烧时所释放出的废气排出到外部。

2.根据权利要求1所述的焚烧锅炉，其特征在于：

上述第1空气供应管的特征在于，包括：分叉部，与送风器连接且在端部形成分叉；连接部，分别连接到上述分叉部的端部，以沿着主体的外侧水平围绕的方式配置；供应部，由多个构成，在主体的外侧以一定角度间隔配置，其一端与连接部连接而另一端贯通至主体内部，为了能够以涡流形式供应空气而向主体内部的下侧方向以及某一侧倾斜形成。

3.根据权利要求2所述的焚烧锅炉，其特征在于：

上述固体燃料供应管，以与上述第1空气供应管对应的形式，向主体内部的下侧方向以及某一侧倾斜形成。

4.根据权利要求1所述的焚烧锅炉，其特征在于：

上述叶片采取两端封闭内部中空的管状形式，以旋转中心即中央为基准，在旋转方向的相反一侧即正面一侧与背面另一侧分别形成多个空气供应孔，

在上述叶片的中央下部配置有能够通过驱动电机的旋转力发生旋转并与叶片的内部连通的旋转轴管，

而上述旋转轴管的下部以可旋转的方式借助于万向节与用于压缩输送空气的第2空气供应管连接。

5.根据权利要求1所述的焚烧锅炉，其特征在于：

上述水管包括：第1水管，由多个构成，沿着主体的内部上侧以一定角度间隔在垂直方向配置；第2水管，由多个构成，与上述第1水管的外侧间隔一定距离并以一定的角度间隔在垂直方向配置；

其中在每两个上述第1水管之间配置有最上端形成开口的第1隔板，在每两个上述第2水管之间配置有最下端形成开口的第2隔板，从而使通过固体燃料的燃烧而产生的热气沿着上下Z字形形态依次与第1水管和第2水管接触从而实现热交换。

6.根据权利要求1所述的焚烧锅炉，其特征在于：

上述水汽分离器，包括：流入管，与水管的上部连接；水汽分离罐，与上述流入管连接；水分分离板，水平配置于上述水汽分离罐的内部，去除通过流入管流入的蒸汽中所包含的水分；排出管，配置于上述水汽分离罐的上部。

7.根据权利要求1所述的焚烧锅炉，其特征在于：

还包括逆火防止装置，包括：送风器；第1空气注入管，将上述送风器压缩输送的空气注入到固体燃料供应管；第2空气注入管，将上述送风器压缩输送的空气注入到排气管的排出方向。