CN108561872A - 燃烧式蒸汽发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃烧式蒸汽发生器，包括：蓄水内胆，其底部形成有向内凹陷的燃烧室；保温外壳，设置在内胆外部，该外壳与内胆外周之间形成环绕内胆的烟道，烟道与燃烧室的上部连通；换热盘管，设置在烟道内并环绕内胆外周，该换热盘管的出水口与内胆连通，进水口伸出于外壳。本发明的燃烧式蒸汽发生器不仅加热速度快、热利用率高，而且结构简单、易于制备、成本低。

Description

燃烧式蒸汽发生器
技术领域
本发明涉及一种燃烧式蒸汽发生器。
背景技术
燃烧式蒸汽发生器是利用燃料燃烧的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备，主要包括燃气蒸汽发生器、燃油蒸汽发生器、甲醇蒸汽发生器、生物质颗粒蒸汽发生器等。对于燃烧式蒸汽发生器来说，由于燃烧烟气包含有大量余热，因此对燃烧烟气余热进行利用有助于提高蒸汽发生器的热效率。
中国专利文献CN2497183Y公开了一种水蒸汽发生炉，包括炉体和其上面的烟囱，在炉体内腔设置有水蒸汽发生水槽和中间燃烧室，在烟囱外壁处设置有下部水套和自成一体的余热利用上部水套，以吸收烟囱内烟气余热。这样的问题在于，烟气由烟囱快速排出，水套对烟气余热的吸收效率较低，且蒸汽发生炉的体积较大。
中国专利文献CN2662772Y公开了一种多曲管节能蒸汽发生器，该发生器为一开口容器，其中在容器的上部外围设有一圈环形废气通道，在环形废气通道下部设有一个以上的排气口；在容器内设有多条折管，折管将环形废气通道与容器底部连通，以利用折管内的烟气对容器内的水进行加热。这样的问题在于，容器燃烧受热面积小，加热速度慢；废气通道内的烟气直接由排气口快速排出，烟气余热利用效率较低。
中国专利文献CN203703928U公开了一种高温蒸汽发生炉，包括加热炉及安装在加热炉上端的蒸汽发生器；其中，加热炉包括壳体、设置在壳体内的炉膛，壳体内设水套，在炉膛中设置有返烧对流管束，在炉膛加料门的上方设置有内烟仓，内烟仓的下端连接有向下延伸的烟气管束，烟气管束的下端与炉膛连通；蒸汽发生器包括上壳体、设置在上壳体内腔中的上烟仓，上壳体与水套之间通过连通管连通，上壳体的内腔中设有返流烟道和上升管束，返流烟道和上升管束的上端均与上烟仓连通，上升管束的下端与内烟仓连通。这样的问题在于，蒸汽发生炉的结构非常复杂，制备难度大且不便于实现其小型化。
中国专利文献CN201163017Y公开了一种高效节能立式蒸汽发生器，包括由底座、炉头和托架组成的燃气炉以及由锅体和换热管组成的蒸汽锅，在锅体外侧还设置一个安置于底座上的环形水箱，其内壁上端与锅体连接，在锅体下环形水箱之间形成的环形热气槽内自上而下设置若干螺旋换热管，其上端与锅体外侧的环形热气槽连通，下端与锅体锅底连通，在环形水箱上部设有一个排烟气道，在锅体上方设有一个与环形水箱连接的顶盖，在其上端设有一排蒸汽管，在环形水箱的外壁还设有一保温层。这样的问题在于，锅体燃烧受热面积小，加热速度慢；结构非常复杂，制备难度大且不便于实现其小型化。
鉴于以上问题，有必要对现有蒸汽发生器进行改进。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种结构简单、易于制备、便于实现小型化、成本低、加热速度快且热利用率高的燃烧式蒸汽发生器。
为了实现上述的主要目的，本发明所提供的燃烧式蒸汽发生器包括：
蓄水内胆，其底部形成有向内凹陷的燃烧室；
保温外壳，设置在内胆外部；该外壳与内胆外周之间形成环绕内胆的烟道，烟道与燃烧室的上部连通；
换热盘管，设置在烟道内并环绕内胆外周；换热盘管的出水口与内胆连通，换热盘管的进水口伸出于外壳。
本发明中，一方面，燃料在燃烧室内燃烧，从内胆内侧对内胆进行大面积加热；另一方面，烟道内的烟气从内胆外侧对内胆进行加热，实现了对内胆的立体、大面积加热，具有加热速度快的优点。同时，换热盘管与烟道内的烟气进行换热，充分吸收烟气余热，显著改善了热利用效率；工作过程中换热盘管不断向内胆中补充水源，提高了蒸汽发生器的可操作性。
本发明中，在外壳与内胆之间形成烟道，换热盘管设置在烟道内，使得本发明的蒸汽发生器具有结构简单、易于制备、外形美观、便于实现小型化且成本低的优点。
另外，本发明的蒸汽发生器采用了贯流式与辐射式相结合的新型加热方式，大大降低了蒸汽发生器所需要的水容积，且缩小了其体积，便于实现小型化。
根据本发明的一种具体实施方式，换热盘管呈螺旋状分布地环绕内胆外周，以增大换热盘管与烟气之间的接触面积。
根据本发明的另一具体实施方式，外壳与内胆之间设置有多个沿内胆外周方向间隔分布的隔板，隔板将烟道分隔为相互导通的多个弧形烟道区域；换热盘管包括位于弧形烟道区域内的多个换热盘管段，相邻弧形烟道区域内的换热盘管段相互连通。这样的好处在于，可以降低烟道内烟气的排出速度，使得烟气和换热盘管之间能够更为充分地进行换热，进一步提高蒸汽发生器的烟气余热利用率及加热效率。
作为本发明的一种优选实施方式，隔板的数量为两个，该两个隔板将烟道分隔为两个弧形烟道区域；该两个弧形烟道区域的底部相互连通，以进一步减缓烟气在烟道内的流动速度。
作为本发明的另一优选实施方式，换热盘管段在弧形烟道区域内呈弧形曲折状分布，以增大换热盘管与烟气之间的接触面积。
上述技术方案中，换热盘管的入水端优选设置在与燃烧室直接连通的烟道区域内，换热盘管的出水端优选设置在与烟道的排烟口直接连通的烟道区域内，以进一步提高换热盘管与烟气之间的热交换效率及速度。
根据本发明的再一具体实施方式，换热盘管的出水口与内胆下部连通，换热盘管的进水口位于外壳的上部。
本发明中，烟道的高度优选为内胆外周面高度的至少一半；更优选地，烟道的高度与内胆外周面高度相等，以使得烟气与内胆外周面充分接触。
根据本发明的又一具体实施方式，燃烧室的上部空间内具有一个或多个相对于水平面倾斜布置的内循环管，内循环管的两端均与内胆连通。这样的好处在于，燃料燃烧时可以直接对内循环管进行加热，相当于增加了内胆的燃烧受热面积，进一步提高蒸汽发生器的加热速度及热利用效率。另外，内循环管相对于水平面倾斜布置，有利于内循环管中的热水及蒸汽向上快速排出，促进内胆中的水循环。
为了更清楚地阐述本发明的目的、技术方案及优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明蒸汽发生器实施例1的整体结构示意图；
图2是本发明蒸汽发生器实施例1的横向结构示意图；
图3是本发明蒸汽发生器实施例1中换热盘管段的侧面结构示意图；
图4是本发明蒸汽发生器实施例2的整体结构示意图。
具体实施方式
实施例1
参见图1，本发明蒸汽发生器实施例1包括蓄水内胆10、保温外壳20和换热盘管30；其中，蓄水内胆10限定有水容纳腔11和燃烧室12，燃烧室12位于蓄水内胆10底部并向其内凹陷；水容纳腔11环绕燃烧室12，并具有蒸汽排出口111。燃烧室12的上部空间内具有一个或多个相对于水平面倾斜布置的内循环管13，内循环管13的两端均与内胆10连通(即与水容纳腔11连通)。
外壳20设置在内胆10外部，与内胆10外周面具有间隔，以在二者之间形成环绕内胆10的烟道，该烟道经由排烟管121与燃烧室12的上部连通。实施例1中，烟道与内胆10外周面高度大致相等；在本发明的其他实施例中，烟道的高度可以低于内胆10外周面的高度，例如为内胆10外周面高度的大约一半。
图2是蒸汽发生器实施例1的横向结构示意图。结合图1和2所示，外壳20与内胆10之间设置有沿内胆10外周方向均匀间隔分布的第一隔板21和第二隔板22，第一隔板21和第二隔板22将烟道分隔为第一弧形烟道区域201和第二弧形烟道区域202，第一弧形烟道区域201和第二弧形烟道区域202在第一隔板21和/或第二隔板22的底部位置相互连通(图中未示)。
换热盘管30设置在烟道内并环绕内胆10外周，换热盘管30的出水口32通过连接管40与内胆10下部连通，换热盘管30的进水口31位于外壳20的上部并伸出于外壳20。换热盘管30的入水端(靠近进水口31的一端)设置在第一弧形烟道区域201内；换热盘管30的出水端(靠近出水口32的一端)设置在第二弧形烟道区域202内。实施例1中，连接管40位于外壳20之外；在本发明的其他实施例中，可以省略连接管40而将换热盘管30的出水口32直接与内胆10连通。
具体地，换热盘管30包括位于第一弧形烟道区域201内的第一换热盘管段301和位于第二弧形烟道区域202内的第二换热盘管段302，第一换热盘管段301和第二换热盘管段302在第一隔板21或第二隔板22的底部位置相互连通(图中未示)。图3是从图2右侧观察所显示第一换热盘管段201的侧面视图，结合图2和3可见，第一换热盘管段201呈弧形曲折状分布。第二换热盘管段202具有与第一换热盘管段201相同的分布方式，在此不再赘述。
参见图1，第一烟道区域201经由排烟管121与燃烧室12直接连通，烟道的排烟口203与第二烟道区域202直接连通。工作时，燃烧室12内的燃烧炉头50燃烧产生烟气，烟气经由排烟管121依次进入第一烟道区域201和第二烟道区域202，在烟道内与换热盘管30进行换热，并对内胆10外周面进行加热，最后由排烟口203排出。
本发明中，可以在蒸汽发生器的外壳10上设置用于观察内胆10中水位高度的水位观测计(图中未示)。换热盘管30的进水口31可以连接至带有流量调节/控制功能的供水系统，以实现在工作时自动向换热盘管30及内胆10中补充水源。
实施例2
参见图4，本实施例与实施例1的区别在于：烟道211内没有设置隔板，而是呈一体地环绕内胆10的外周；换热盘管30设置在烟道211内，并呈螺旋状分布地环绕内胆10的外周。换热盘管30的出水口32设置在外壳10内，并直接与内胆10下部连通。
实施例2的其他部分结构与实施例1相同，在此不再赘述。
虽然以上通过优选实施例描绘了本发明，但应当理解的是，本领域普通技术人员在不脱离本发明的发明范围内，凡依照本发明所作的同等改进，应为本发明的保护范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种燃烧式蒸汽发生器，包括：
蓄水内胆，其底部形成有向内凹陷的燃烧室；
保温外壳，设置在所述内胆外部；所述外壳与所述内胆外周之间形成环绕所述内胆的烟道，所述烟道与所述燃烧室的上部连通；
换热盘管，设置在所述烟道内并环绕所述内胆外周；所述换热盘管的出水口与所述内胆连通，所述换热盘管的进水口伸出于所述外壳。
2.如权利要求1所述的燃烧式蒸汽发生器，其中，所述换热盘管呈螺旋状分布地环绕所述内胆外周。
3.如权利要求1所述的燃烧式蒸汽发生器，其中，所述外壳与所述内胆之间设置有多个沿所述内胆外周方向间隔分布的隔板，所述隔板将所述烟道分隔为相互导通的多个弧形烟道区域；所述换热盘管包括位于所述弧形烟道区域内的多个换热盘管段，相邻弧形烟道区域内的换热盘管段相互连通。
4.如权利要求3所述的燃烧式蒸汽发生器，其中，所述隔板的数量为两个，该两个隔板将所述烟道分隔为两个弧形烟道区域，该两个弧形烟道区域的底部相互连通。
5.如权利要求3所述的燃烧式蒸汽发生器，其中，所述换热盘管段在所述弧形烟道区域内呈弧形曲折状分布。
6.如权利要求3至5任一项所述的燃烧式蒸汽发生器，其中，所述换热盘管的入水端设置在与所述燃烧室直接连通的烟道区域内，所述换热盘管的出水端设置在与所述烟道的排烟口直接连通的烟道区域内。
7.如权利要求1所述的燃烧式蒸汽发生器，其中，所述换热盘管的出水口与所述内胆下部连通，所述换热盘管的进水口位于所述外壳的上部。
8.如权利要求1所述的燃烧式蒸汽发生器，其中，所述烟道的高度为所述内胆外周面高度的至少一半。
9.如权利要求8所述的燃烧式蒸汽发生器，其中，所述烟道的高度与所述内胆外周面高度相等。
10.如权利要求1所述的燃烧式蒸汽发生器，其中，所述燃烧室的上部空间内具有一个或多个相对于水平面倾斜布置的内循环管，所述内循环管的两端均与所述内胆连通。
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