CN108224777A - 一种热媒水加热炉及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热媒水加热炉，包括加热箱和热媒水腔，所述加热箱为与水平面成至度倾斜的长矩形箱体结构，所述加热箱外部浸没于所述热媒水腔内填充的热媒水中；所述加热箱内部沿长度方向的高端为烟气排出端，沿长度方向的矮端为助燃空气入口端；所述烟气排出端.处设置有若干烟气溢出孔群，所述助燃空气入口端.导通连接助燃空气供给通道的出气端，所述助燃空气供给通道的进气端连接外部的助燃空气供给管；本发明的结构简单，充分利用其烟气中的余热，提高能源利用率。

Description

一种热媒水加热炉及其方法
技术领域
本发明属于热媒水领域，尤其涉及一种热媒水加热炉及其方法。
背景技术
热媒水的锅炉大量应用于酒店宾馆、住宅小区、商业场所等场合进行采暖、卫生热水供暖；其主要原理是在一个负压的真空容器中填充少部分热媒水，通过燃烧或其它方式加热热媒水，再由热媒水蒸发、产生的水蒸气冷凝至冷凝管上，液化过程放出大量热量来加热需要加热的水；现有的热媒水的锅炉中大多没有充分利用其烟气中的余热，同时现有的热媒水加热系统的热媒水加热腔和蒸汽腔只有一处是导通的，即冷凝后的水原路返回到热媒水腔中，其返回的冷凝水和出来的蒸汽会发生汇合，造成高温蒸汽还没到达冷凝管就遇到返回的冷凝水发生蒸汽冷凝，造成冷凝浪费现象。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种利用烟气余热的一种热媒水加热炉及其方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种热媒水加热炉，包括加热箱和热媒水腔，所述加热箱为与水平面成15至20度倾斜的长矩形箱体结构，所述加热箱外部浸没于所述热媒水腔内填充的热媒水中；
所述加热箱内部沿长度方向的高端为烟气排出端.，沿长度方向的矮端为助燃空气入口端.；所述烟气排出端.处设置有若干烟气溢出孔群，所述助燃空气入口端.导通连接助燃空气供给通道的出气端，所述助燃空气供给通道的进气端连接外部的助燃空气供给管；
在所述加热箱的内腔中靠近助燃空气入口的一侧设置辐射板，所述辐射板与所述加热箱的长度方向垂直，且所述辐射板将所述加热箱内部分隔成燃烧室和助燃空气室，其中所述助燃空气室导通所述助燃空气供给通道；所述辐射板的上侧均匀横向阵列有若干排助燃空气溢出孔，各所述助燃空气溢出孔将所述燃烧室和助燃空气室相互导通。
进一步的，还包括燃气供给管、燃气分流箱和燃气导入管；所述燃气分流箱为气室箱体结构；所述燃气分流箱设置于所述热媒水腔下方，所述燃气供给管与所述燃气分流箱供气连接，所述燃气导入管为竖向设置的硬质耐热管结构，若干所述燃气导入管成束状分布，若干所述燃气导入管下端导通所述燃气分流箱；其中位于所述加热箱下侧的热媒水腔为下热媒水腔.；若干所述燃气导入管上端穿过所述下热媒水腔.并伸入所述燃烧室中。
进一步的，若干阵列分布的所述燃气导入管的燃气出口端沿加热箱的倾斜上升方向逐次增高分布，所述燃烧室的上壁的内外两侧分别横向阵列设置有上换热片和下换热片，其若干所述下换热片与下方的各燃气出口端对应设置。
进一步的，还包括蒸汽冷凝腔和过渡腔；所述蒸汽冷凝腔位于所述热媒水腔上侧，且所述蒸汽冷凝腔的腔底为斜面结构，所述斜面的高侧横向阵列设置有若干蒸汽导通孔，所述蒸汽导通孔将所述热媒水腔上端和所述蒸汽冷凝腔相互导通；
所述蒸汽冷凝腔的斜面矮侧凹陷设置有冷凝水蓄水槽；还包括若干耐热型热媒水导管，若干所述热媒水导管纵向穿过所述助燃空气室，且辐射板可向所述热媒水导管辐射传导热量；所述热媒水导管上端导通连接所述冷凝水蓄水槽槽底，下端导通连接所述过渡腔，所述过渡腔，所述过渡腔与所述下热媒水腔.通过热媒水导孔导通连接。
进一步的，包括纵向换热烟腔，所述纵向换热烟腔竖向设置于所述加热箱的烟气排出端.一侧，且所述纵向换热烟腔下端导通所述加热箱烟气排出端.处的若干烟气溢出孔群，所述纵向换热烟腔上端设置有换热烟腔排烟口.；所述纵向换热烟腔正下方还设置有蓄热水腔；
所述蒸汽冷凝腔中还包括冷凝管，若干冷凝管横向阵列排布于所述蒸汽冷凝腔中；若干待加热进水管的出水端导通连接若干所述冷凝管的进水端，若干所述冷凝管的出水端分别导通连接若干所述竖向加热水管的上端；若干所述竖向加热水管竖向穿过所述纵向换热烟腔，且若干所述竖向加热水管的下端出水端伸入所述蓄热水腔中，所述蓄热水腔导通连接所述已加热出水管。
进一步的，所述纵向换热烟腔上端的换热烟腔排烟口连接排烟管。
进一步的，一种热媒水加热炉的方法：
燃烧过程：助燃空气供给管连续向助燃空气供给通道供给助燃空气，进而助燃空气导入至助燃空气室中，然后助燃空气室中的空气透过辐射板上的各助燃空气溢出孔均匀溢出至燃烧室中；与此同时：燃气供给管连续向燃气分流箱供给燃气，进而燃气分流箱中的燃气分流至各燃气导入管中，进而燃气从各燃气导入管上端的燃气出口端连续向上喷出，此时启动打火装置，燃烧室中燃烧，且各燃气出口端形成喷射形火焰，并对其上方的各所述下换热片加热，在热传导作用下热量传递给各上换热片；由于燃烧膨胀且助燃空气的不断补充，燃烧室中的烟气、火焰和残余空气迅速通过若干烟气溢出孔群溢出至纵向换热烟腔中，并且在换热烟腔继续燃烧残余燃料，然后产生的烟气通过纵向换热烟腔上端的换热烟腔排烟口.排出；
水流向：待加热进水管的水连续通过导入到各冷凝管中，然后各冷凝管中的水导入到各所述竖向加热水管中，然后各所述竖向加热水管中共同导入到蓄热水腔中，最后蓄热水腔中的水导出到已加热出水管中；
加热过程：热媒水腔中的热媒水受到加热箱加热后沸腾，并产生大量水蒸气，其水蒸气通过斜面的高侧的若干蒸汽导通孔溢出至蒸汽冷凝腔中，其高温水蒸气遇到蒸汽冷凝腔中的冷凝管时，由于冷凝管温度较低，产生的蒸汽液化现象，进而液化放热，对冷凝管中的水进行第一次加热，在冷凝管上液化的水随即滴下至斜面，然后顺着斜面下坡方向流至斜面矮端，然后进入冷凝水蓄水槽中，此时冷凝水蓄水槽中的水通过热媒水导管导入到过渡腔中，在此过程中，热媒水导管受到辐射板的辐射热量传导，热媒水导管中的水连续被初步加热；进而过渡腔中被初步加热的水通过热媒水导孔重新回到热媒水腔中，如此形成热媒水循环；与此同时换热烟腔连续对竖向加热水管中的水进行第二次加热，最终被加热的水导出至已加热出水管中。
有益效果：本发明的结构简单，充分利用其烟气中的余热，提高能源利用率，同时蒸汽冷凝腔中冷凝后的水不会原路返回到热媒水腔中，而是顺着斜面结构流向热媒水导管中，冷凝后的水受到辐射板的辐射热量传导，被初步加热之后重新回到热媒水腔中，这样被加热后进入热媒水腔中的冷凝水不会影响热媒水腔中的沸腾状态，维持蒸汽的连续产出，提高冷凝加热的稳定性；同时也避免了原路返回的冷凝水和从热媒水腔出来的蒸汽会发生汇合，造成高温蒸汽还没到达冷凝管就遇到返回的冷凝水发生蒸汽冷凝，造成冷凝浪费现象。
附图说明
附图1为本发明整体结构示意图；
附图2为本发明整体第一立体剖视图；
附图3为本发明整体第二立体剖视图；
附图4为本发明整体第三立体剖视图；
附图5为本发明整体正视图；
附图6为本发明整体剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至6所示的一种热媒水加热炉，其特征在于：包括加热箱27和热媒水腔39，所述加热箱27为与水平面成15至20度倾斜的长矩形箱体结构，所述加热箱27外部浸没于所述热媒水腔39内填充的热媒水中；
所述加热箱27内部沿长度方向的高端为烟气排出端27.2，沿长度方向的矮端为助燃空气入口端27.1；所述烟气排出端27.2处设置有若干烟气溢出孔群32，所述助燃空气入口端27.1导通连接助燃空气供给通道11的出气端，所述助燃空气供给通道11的进气端连接外部的助燃空气供给管7；
在所述加热箱27的内腔中靠近助燃空气入口的一侧设置辐射板23，所述辐射板23与所述加热箱27的长度方向垂直，且所述辐射板23将所述加热箱27内部分隔成燃烧室19和助燃空气室36，其中所述助燃空气室36导通所述助燃空气供给通道11；所述辐射板23的上侧均匀横向阵列有若干排助燃空气溢出孔34，各所述助燃空气溢出孔34将所述燃烧室19和助燃空气室36相互导通。
还包括燃气供给管9、燃气分流箱10和燃气导入管30；所述燃气分流箱10为气室箱体结构；所述燃气分流箱10设置于所述热媒水腔39下方，所述燃气供给管9与所述燃气分流箱10供气连接，所述燃气导入管30为竖向设置的硬质耐热管结构，若干所述燃气导入管30成束状分布，若干所述燃气导入管30下端导通所述燃气分流箱10；其中位于所述加热箱27下侧的热媒水腔39为下热媒水腔39.2；若干所述燃气导入管30上端穿过所述下热媒水腔39.2并伸入所述燃烧室19中。
若干阵列分布的所述燃气导入管30的燃气出口端22沿加热箱27的倾斜上升方向逐次增高分布，所述燃烧室19的上壁的内外两侧分别横向阵列设置有上换热片28和下换热片29，其若干所述下换热片29与下方的各燃气出口端22对应设置。
还包括蒸汽冷凝腔31和过渡腔33；所述蒸汽冷凝腔31位于所述热媒水腔39上侧，且所述蒸汽冷凝腔31的腔底为斜面26结构，所述斜面26的高侧横向阵列设置有若干蒸汽导通孔25，所述蒸汽导通孔25将所述热媒水腔39上端和所述蒸汽冷凝腔31相互导通；
所述蒸汽冷凝腔31的斜面26矮侧凹陷设置有冷凝水蓄水槽38；还包括若干耐热型热媒水导管37，若干所述热媒水导管37纵向穿过所述助燃空气室36，且辐射板23可向所述热媒水导管37辐射传导热量；所述热媒水导管37上端导通连接所述冷凝水蓄水槽38槽底，下端导通连接所述过渡腔33，所述过渡腔33，所述过渡腔33与所述下热媒水腔39.2通过热媒水导孔35导通连接。
还包括纵向换热烟腔16，所述纵向换热烟腔16竖向设置于所述加热箱27的烟气排出端27.2一侧，且所述纵向换热烟腔16下端导通所述加热箱27烟气排出端27.2处的若干烟气溢出孔群32，所述纵向换热烟腔16上端设置有换热烟腔排烟口16.1；所述纵向换热烟腔16正下方还设置有蓄热水腔20；
所述蒸汽冷凝腔31中还包括冷凝管24，若干冷凝管24横向阵列排布于所述蒸汽冷凝腔31中；若干待加热进水管6的出水端导通连接若干所述冷凝管24的进水端，若干所述冷凝管24的出水端分别导通连接若干所述竖向加热水管18的上端；若干所述竖向加热水管18竖向穿过所述纵向换热烟腔16，且若干所述竖向加热水管18的下端出水端伸入所述蓄热水腔20中，所述蓄热水腔20导通连接所述已加热出水管15。
所述纵向换热烟腔16上端的换热烟腔排烟口16.1连接排烟管14。
本方案的方法、过程、技术进步整理如下：
燃烧过程：助燃空气供给管7连续向助燃空气供给通道11供给助燃空气，进而助燃空气导入至助燃空气室36中，然后助燃空气室36中的空气透过辐射板23上的各助燃空气溢出孔34均匀溢出至燃烧室19中；与此同时：燃气供给管9连续向燃气分流箱10供给燃气，进而燃气分流箱10中的燃气分流至各燃气导入管30中，进而燃气从各燃气导入管30上端的燃气出口端22连续向上喷出，此时启动打火装置，燃烧室19中燃烧，且各燃气出口端22形成喷射形火焰，并对其上方的各所述下换热片29加热，在热传导作用下热量传递给各上换热片28；由于燃烧膨胀且助燃空气的不断补充，燃烧室19中的烟气、火焰和残余空气迅速通过若干烟气溢出孔群32溢出至纵向换热烟腔16中，并且在换热烟腔16继续燃烧残余燃料，然后产生的烟气通过纵向换热烟腔16上端的换热烟腔排烟口16.1排出；
水流向：，待加热进水管6的水连续通过导入到各冷凝管中，然后各冷凝管中的水导入到各所述竖向加热水管18中，然后各所述竖向加热水管18中共同导入到蓄热水腔20中，最后蓄热水腔20中的水导出到已加热出水管15中；
加热过程：热媒水腔39中的热媒水受到加热箱27加热后沸腾，并产生大量水蒸气，其水蒸气通过斜面26的高侧的若干蒸汽导通孔25溢出至蒸汽冷凝腔31中，其高温水蒸气遇到蒸汽冷凝腔31中的冷凝管24时，由于冷凝管24温度较低，产生的蒸汽液化现象，进而液化放热，对冷凝管24中的水进行第一次加热，在冷凝管24上液化的水随即滴下至斜面26，然后顺着斜面26下坡方向流至斜面26矮端，然后进入冷凝水蓄水槽38中，此时冷凝水蓄水槽38中的水通过热媒水导管37导入到过渡腔33中，在此过程中，热媒水导管37受到辐射板23的辐射热量传导，热媒水导管37中的水连续被初步加热；进而过渡腔33中被初步加热的水通过热媒水导孔35重新回到热媒水腔39中，如此形成热媒水循环；与此同时换热烟腔16连续对竖向加热水管18中的水进行第二次加热，最终被加热的水导出至已加热出水管15中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种热媒水加热炉，其特征在于：包括加热箱(27)和热媒水腔(39)，所述加热箱(27)为与水平面成15至20度倾斜的长矩形箱体结构，所述加热箱(27)外部浸没于所述热媒水腔(39)内填充的热媒水中；
所述加热箱(27)内部沿长度方向的高端为烟气排出端(27.2)，沿长度方向的矮端为助燃空气入口端(27.1)；所述烟气排出端(27.2)处设置有若干烟气溢出孔群(32)，所述助燃空气入口端(27.1)导通连接助燃空气供给通道(11)的出气端，所述助燃空气供给通道(11)的进气端连接外部的助燃空气供给管(7)；
在所述加热箱(27)的内腔中靠近助燃空气入口的一侧设置辐射板(23)，所述辐射板(23)与所述加热箱(27)的长度方向垂直，且所述辐射板(23)将所述加热箱(27)内部分隔成燃烧室(19)和助燃空气室(36)，其中所述助燃空气室(36)导通所述助燃空气供给通道(11)；所述辐射板(23)的上侧均匀横向阵列有若干排助燃空气溢出孔(34)，各所述助燃空气溢出孔(34)将所述燃烧室(19)和助燃空气室(36)相互导通。
2.根据权利要求1所述的一种热媒水加热炉，其特征在于：还包括燃气供给管(9)、燃气分流箱(10)和燃气导入管(30)；所述燃气分流箱(10)为气室箱体结构；所述燃气分流箱(10)设置于所述热媒水腔(39)下方，所述燃气供给管(9)与所述燃气分流箱(10)供气连接，所述燃气导入管(30)为竖向设置的硬质耐热管结构，若干所述燃气导入管(30)成束状分布，若干所述燃气导入管(30)下端导通所述燃气分流箱(10)；其中位于所述加热箱(27)下侧的热媒水腔(39)为下热媒水腔(39.2)；若干所述燃气导入管(30)上端穿过所述下热媒水腔(39.2)并伸入所述燃烧室(19)中。
3.根据权利要求2所述的一种热媒水加热炉，其特征在于：若干阵列分布的所述燃气导入管(30)的燃气出口端(22)沿加热箱(27)的倾斜上升方向逐次增高分布，所述燃烧室(19)的上壁的内外两侧分别横向阵列设置有上换热片(28)和下换热片(29)，其若干所述下换热片(29)与下方的各燃气出口端(22)对应设置。
4.根据权利要求2所述的一种热媒水加热炉，其特征在于：还包括蒸汽冷凝腔(31)和过渡腔(33)；所述蒸汽冷凝腔(31)位于所述热媒水腔(39)上侧，且所述蒸汽冷凝腔(31)的腔底为斜面(26)结构，所述斜面(26)的高侧横向阵列设置有若干蒸汽导通孔(25)，所述蒸汽导通孔(25)将所述热媒水腔(39)上端和所述蒸汽冷凝腔(31)相互导通；
所述蒸汽冷凝腔(31)的斜面(26)矮侧凹陷设置有冷凝水蓄水槽(38)；还包括若干耐热型热媒水导管(37)，若干所述热媒水导管(37)纵向穿过所述助燃空气室(36)，且辐射板(23)可向所述热媒水导管(37)辐射传导热量；所述热媒水导管(37)上端导通连接所述冷凝水蓄水槽(38)槽底，下端导通连接所述过渡腔(33)，所述过渡腔(33)，所述过渡腔(33)与所述下热媒水腔(39.2)通过热媒水导孔(35)导通连接。
5.根据权利要求4所述的一种热媒水加热炉，其特征在于：还包括纵向换热烟腔(16)，所述纵向换热烟腔(16)竖向设置于所述加热箱(27)的烟气排出端(27.2)一侧，且所述纵向换热烟腔(16)下端导通所述加热箱(27)烟气排出端(27.2)处的若干烟气溢出孔群(32)，所述纵向换热烟腔(16)上端设置有换热烟腔排烟口(16.1)；所述纵向换热烟腔(16)正下方还设置有蓄热水腔(20)；
所述蒸汽冷凝腔(31)中还包括冷凝管(24)，若干冷凝管(24)横向阵列排布于所述蒸汽冷凝腔(31)中；若干待加热进水管(6)的出水端导通连接若干所述冷凝管(24)的进水端，若干所述冷凝管(24)的出水端分别导通连接若干所述竖向加热水管(18)的上端；若干所述竖向加热水管(18)竖向穿过所述纵向换热烟腔(16)，且若干所述竖向加热水管(18)的下端出水端伸入所述蓄热水腔(20)中，所述蓄热水腔(20)导通连接所述已加热出水管(15)。
6.根据权利要求5所述的一种热媒水加热炉，其特征在于：所述纵向换热烟腔(16)上端的换热烟腔排烟口(16.1)连接排烟管(14)。
7.一种热媒水加热炉的方法，其特征在于：
燃烧过程：助燃空气供给管(7)连续向助燃空气供给通道(11)供给助燃空气，进而助燃空气导入至助燃空气室(36)中，然后助燃空气室(36)中的空气透过辐射板(23)上的各助燃空气溢出孔(34)均匀溢出至燃烧室(19)中；与此同时：燃气供给管(9)连续向燃气分流箱(10)供给燃气，进而燃气分流箱(10)中的燃气分流至各燃气导入管(30)中，进而燃气从各燃气导入管(30)上端的燃气出口端(22)连续向上喷出，此时启动打火装置，燃烧室(19)中燃烧，且各燃气出口端(22)形成喷射形火焰，并对其上方的各所述下换热片(29)加热，在热传导作用下热量传递给各上换热片(28)；由于燃烧膨胀且助燃空气的不断补充，燃烧室(19)中的烟气、火焰和残余空气迅速通过若干烟气溢出孔群(32)溢出至纵向换热烟腔(16)中，并且在换热烟腔(16)继续燃烧残余燃料，然后产生的烟气通过纵向换热烟腔(16)上端的换热烟腔排烟口(16.1)排出；
水流向：，待加热进水管(6)的水连续通过导入到各冷凝管中，然后各冷凝管中的水导入到各所述竖向加热水管(18)中，然后各所述竖向加热水管(18)中共同导入到蓄热水腔(20)中，最后蓄热水腔(20)中的水导出到已加热出水管(15)中；
加热过程：热媒水腔(39)中的热媒水受到加热箱(27)加热后沸腾，并产生大量水蒸气，其水蒸气通过斜面(26)的高侧的若干蒸汽导通孔(25)溢出至蒸汽冷凝腔(31)中，其高温水蒸气遇到蒸汽冷凝腔(31)中的冷凝管(24)时，由于冷凝管(24)温度较低，产生的蒸汽液化现象，进而液化放热，对冷凝管(24)中的水进行第一次加热，在冷凝管(24)上液化的水随即滴下至斜面(26)，然后顺着斜面(26)下坡方向流至斜面(26)矮端，然后进入冷凝水蓄水槽(38)中，此时冷凝水蓄水槽(38)中的水通过热媒水导管(37)导入到过渡腔(33)中，在此过程中，热媒水导管(37)受到辐射板(23)的辐射热量传导，热媒水导管(37)中的水连续被初步加热；进而过渡腔(33)中被初步加热的水通过热媒水导孔(35)重新回到热媒水腔(39)中，如此形成热媒水循环；与此同时换热烟腔(16)连续对竖向加热水管(18)中的水进行第二次加热，最终被加热的水导出至已加热出水管(15)中。
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