CN110848650A - 一种蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蒸汽发生器，涉及蒸汽发生技术领域，能够提高燃烧产生的高温烟气的利用率，提高蒸汽发生器的换热效率。包括壳体，以及设置在壳体内的燃烧组件和高温烟气通道，燃烧组件位于壳体底部中心，燃烧组件上方形成高温烟气中心通道，高温烟气通道与高温烟气中心通道连通且环绕燃烧组件设置在壳体内，高温烟气通道为中空结构，壳体侧壁还设置有管道与储水箱连通，通过储水箱向壳体通入流通水，壳体内还设置有与高温烟气通道连通的烟室，烟室顶部设置有排烟口，壳体顶部设置有蒸汽出口。

Description

一种蒸汽发生器

技术领域

本发明涉及蒸汽发生技术领域，具体而言，涉及一种蒸汽发生器。

背景技术

蒸汽发生器是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。根据燃烧的燃料划分，蒸汽发生器可分为电蒸汽发生器、燃油蒸汽发生器、燃气蒸汽发生器等。

现有的蒸汽发生器，通常包括炉体，燃烧组件设置在炉体底部，在炉体的内设置蒸发器，蒸发器的进口与水箱连接，燃烧组件内燃料燃烧后产生的高温烟气对蒸发器进行加热，把蒸发器内流动的水加热至100摄氏度以上形成蒸汽，蒸汽进入气流管道，高温烟气在与蒸发器进行热交换后形成的尾气通过排烟口排出。

现有技术的蒸汽发生器仍不同程度的存在高温烟气的热交换不完全、利用率较低的问题，影响蒸汽发生器的换热效率，甚至由于换热效率较低而影响蒸汽发生器的使用安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸汽发生器，能够提高燃烧产生的高温烟气的利用率，提高蒸汽发生器的换热效率。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例提供一种蒸汽发生器，包括壳体，以及设置在壳体内的燃烧组件和高温烟气通道，燃烧组件位于壳体底部中心，燃烧组件上方形成高温烟气中心通道，高温烟气通道与高温烟气中心通道连通且环绕燃烧组件，以使高温烟气在高温烟气通道和高温烟气中心通道内流通，高温烟气通道为中空结构，壳体侧壁还设置有管道与储水箱连通，通过储水箱向壳体通入流通水，壳体内还设置有与高温烟气通道连通的烟室，烟室顶部设置有排烟口，壳体顶部设置有蒸汽出口。

可选的，高温烟气中心通道还设置有至少一组横管组，横管组贯通高温烟气中心通道的两侧壁与壳体连通。

可选的，横管组包括两根相互平行设置的中空管，中空管的两端分别贯通高温烟气中心通道的两侧壁。

可选的，横管组包括两组，两组横管组在高温烟气中心通道内沿高温烟气的上升方向交叉间隔设置。

可选的，高温烟气通道包括两个同心的圆环柱形腔室，两个圆环柱形腔室之间的间隔层用于通入流通水，两个圆环柱形腔室之间连通，且与高温烟气中心通道连通。

可选的，两个同心的圆环柱形腔室由中心向外依次为第一环柱腔和第二环柱腔，第一环柱腔与高温烟气中心通道通过顶部连通，第一环柱腔与第二环柱腔通过底部连通，燃烧组件产生的高温烟气依次流经高温烟气中心通道、第一环柱腔和第二环柱腔并由第二环柱腔顶部通入烟室。

可选的，第二环柱腔顶部均布设置多个连通管道，第二环柱腔通过连通管道与烟室连通。

可选的，储水箱的进水管通过烟室的侧壁穿过烟室并与储水箱连通。

可选的，储水箱的进水管在烟室内盘绕设置。

可选的，烟室顶部的排烟口附设有除尘网。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种蒸汽发生器，包括壳体，以及设置在壳体内的燃烧组件和高温烟气通道，燃烧组件位于壳体底部中心，燃烧组件燃烧产生高温烟气，为蒸汽发生器提供热源，燃烧组件上方形成高温烟气中心通道，高温烟气通道环绕燃烧组件设置在壳体内，壳体侧壁还设置有管道与储水箱连通，通过储水箱向壳体内通入流通水，燃烧产生的高温烟气向上升腾流动，高温烟气在上升的过程中，与壳体内的流通水发生热交换反应，流通水温度升高产生蒸汽，蒸汽在壳体顶部聚集，壳体顶部设置有蒸汽出口，蒸汽通过蒸汽出口输出利用，提高本发明的蒸汽发生器的工作效率，减少能源浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种蒸汽发生器的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的一种蒸汽发生器的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的一种蒸汽发生器的剖视图；

图4为本发明实施例提供的一种蒸汽发生器中高温烟气中心通道和高温烟气通道的结构示意图。

图标：10-壳体；11-蒸汽出口；12-排水口；12-排污口；20-燃烧组件；30-横管组；301-中空管；31-高温烟气中心通道；32-高温烟气通道；321-第一环柱腔；322-第二环柱腔；40-储水箱；50-烟室；51-排烟口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种蒸汽发生器，如图1所示，包括壳体10，以及设置在壳体10内的燃烧组件20(如图3)和高温烟气通道32，如图3所示，燃烧组件20位于壳体10底部中心，燃烧组件20上方形成高温烟气中心通道31，高温烟气通道32与高温烟气中心通道31连通且环绕燃烧组件20设置在壳体10内，高温烟气通道32为中空结构，壳体10侧壁还设置有管道与储水箱40连通，通过储水箱40向壳体10通入流通水，壳体10内还设置有与高温烟气通道32连通的烟室50，烟室50顶部设置有排烟口51，壳体10顶部设置有蒸汽出口11。

本发明实施例的蒸汽发生器工作产生蒸汽的过程，首先通过储水箱40的外接管道接入水源，对壳体10内输入流通水。燃烧组件20设置在壳体10的底部中心，燃烧组件20上方形成高温烟气中心通道31，通过燃烧组件20燃烧产生的高温烟气在高温烟气中心通道31内上升，并通过高温烟气中心通道31的侧壁与壳体10内的流通水进行热交换，随着壳体10内的水温上升，当水温达到100℃后就会产生蒸汽。上升的高温烟气上升直至进入烟室50中，并最终通过烟室50顶部的排烟口51排出。壳体10中与高温烟气热交换产生的热蒸汽升腾至壳体10顶部的蒸汽出口11输出，以便对产生的蒸汽进行后续的利用或使用。

需要说明的是，第一，如图3所示，本发明实施例的蒸汽发生器，燃烧组件20设置在壳体10底部中心，这样一来，燃烧组件20在经过燃烧后产生的高温烟气，通过环绕燃烧组件20的高温烟气中心通道31与壳体10内的流通水隔开，高温烟气沿高温烟气中心通道31上升，能够尽可能充分的与壳体10内的流通水进行热交换，以提升本发明实施例的蒸汽发生器的热交换效率和能源利用率。本发明实施例的蒸汽发生器是通过燃烧产生高温烟气，对于燃烧物的材质、形态均不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际需求和条件对燃烧物的材质和形态进行选择。

第二，如图3所示，本发明实施例的蒸汽发生器中，高温烟气中心通道31位柱形结构且将燃烧组件20环绕设置在高温烟气中心通道31内，以便在高温烟气通过高温烟气中心通道31的过程中充分与壳体10内的流通水进行热交换，本发明实施例中对于高温烟气通道32的形状、体积等不做具体限定，本领域技术人员可以根据壳体10的形状结构进行适应性的改变和调整。

本发明实施例提供的一种蒸汽发生器，包括壳体，以及设置在壳体内的燃烧组件和高温烟气通道，燃烧组件位于壳体底部中心，燃烧组件燃烧产生高温烟气，为蒸汽发生器提供热源，燃烧组件上方形成高温烟气中心通道，高温烟气通道环绕燃烧组件设置在壳体内，壳体侧壁还设置有管道与储水箱连通，通过储水箱向壳体内通入流通水，燃烧产生的高温烟气向上升腾流动，高温烟气在上升的过程中，与壳体内的流通水发生热交换反应，流通水温度升高产生蒸汽，蒸汽在壳体顶部聚集，壳体顶部设置有蒸汽出口，蒸汽通过蒸汽出口输出利用，提高本发明的蒸汽发生器的工作效率，减少能源浪费。

可选的，如图2所示，高温烟气中心通道31还设置有至少一组横管组30，横管组30贯通高温烟气中心通道31的两侧壁与壳体10连通。

如图2所示，横管组30设置在高温烟气中心通道31内，且横向贯通高温烟气中心通道31的两侧壁与壳体10连通，壳体10内的流通水由横管组30中流过，由于横管组30横贯在高温烟气中心通道31中，上升的高温烟气直接对横管组30中通过的水进行热交换以形成蒸汽，上升的高温烟气与横管组30进行热交换后继续上升直至进入烟室50中，并最终通过烟室50顶部的排烟口51排出。壳体10中与高温烟气热交换产生的热蒸汽升腾至壳体10顶部的蒸汽出口11输出，以便对产生的蒸汽进行后续的利用或使用，其能够产生的蒸发作用较强，从而提升整个蒸汽发生器的热交换效率，也降低烟气通过烟室顶部的排烟口排出时的携带的热量。

需要说明的是，如图4所示，本发明实施例中对于连通高温烟气中心通道31中相对两侧的横管组30的设置数量(组数)未作具体限定，横管组30的设置是用于与位于高温烟气中心通道31中的高温烟气充分接触进行热交换，由于燃烧组件20燃烧会产生较大的热量，本领域技术人员应当知晓，不应将横管组30设置在非常靠近燃烧组件20的燃烧位置，以免横管组30受热变形或损坏。在此基础上，本发明实施例中对于每一组横管组30的横管数量也未作具体限定，每一组横管组30中的横管可以仅有一根，也可以两根或者多跟。

可选的，如图4所示，横管组30包括两根相互平行设置的中空管301，中空管301的两端分别贯通高温烟气中心通道31的两侧壁。

如图4所示，壳体10为圆柱形，壳体10内的高温烟气中心通道31形成的用于设置燃烧组件20和位于燃烧组件20上方的高温烟气上升的空间也为圆柱形，贯通高温烟气中心通道31两侧壁的横管组30中包括两根相互平行的中空管301，两根中空管301分别贯通高温烟气中心通道31的两侧壁，这样一来，两个相互平行的中空管301横向设置在高温烟气中心通道31内，能够进一步充分的利用高温烟气上升过程中的热量，提高热交换效率。

可选的，如图4所示，横管组30包括两组，两组横管组30在高温烟气中心通道31内沿高温烟气的上升方向交叉间隔设置。

这样一来，如图4所示，在高温烟气上升的过程中，在高温烟气中心通道31内交叉间隔设置的两组横管组30能够进一步利用高温烟气中心通道31的烟气上升空间，较好的与高温烟气相接触进行热交换，而且由于相邻的横管组30之间间隔交叉，在保证每组横管组30与高温烟气相接触的表面积的前提下，还能够充分利用高温烟气中心通道31内各处高温烟气的温度，避免相邻横管组30重叠的情况下可能使得其他位置处通过的高温烟气难以被有效利用的情况发生。

需要说明的是，本发明实施例的蒸汽发生器并不限定横管组30的数量，示例的，横管组30除了如图4中所示的两组外，还可以根据需要，在高温烟气中心通道31内沿高温烟气的上升方向设置多组，相邻两组横管组30中的中空管301之间的夹角也不限于如图4中所示的相互垂直或近似垂直。且相邻两组横管组30之间的相隔距离也可以根据需要进行具体设定。

可选的，高温烟气通道32包括两个同心的圆环柱形腔室，两个圆环柱形腔室之间的间隔层用于通入流通水，两个圆环柱形腔室之间连通，且与高温烟气中心通道31连通。

如图3所示，高温烟气通道32包括两个同心且连通的圆环柱形腔室，且圆柱形腔室与高温烟气中心通道31连通，在两个圆环柱形腔室之间的间隔层与壳体10是连通的，通过储水箱40通入壳体10内的流通水也充盈于间隔层内，这样一来，燃烧组件20产生的高温烟气，在一次通过高温烟气中心通道31和高温烟气通道32时，能够分别与高温烟气中心通道31和高温烟气通道32之间的间隔层内的流通水、两个高温烟气通道32之间的间隔层内的流通水以及高温烟气通道32与壳体10之间间隙层的流通水进行热交换，并最终通过烟室50将热交换后的烟气排出。这种设置方式延长了高温烟气在本发明实施例的蒸汽发生器中的流动路径，从而进一步提高了热交换率。

可选的，如图3或图4所示，两个同心的圆环柱形腔室由中心向外依次为第一环柱腔321和第二环柱腔322，第一环柱腔321与高温烟气中心通道31通过顶部连通，第一环柱腔321与第二环柱腔322通过底部连通，燃烧组件20产生的高温烟气依次流经高温烟气中心通道31、第一环柱腔321和第二环柱腔322并由第二环柱腔322顶部通入烟室50。

如图4所示，高温烟气中心通道31与第一环柱腔321之间通过顶部连通，燃烧组件20产生的高温气体在经过高温烟气中心通道31到达高温烟气中心通道3顶部时，通过顶部的连通结构进入第一环柱腔321内，流经第一环柱腔321底部时，又由第一环柱腔321与第二环柱腔322的底部连通结构通过，进入第二环柱腔322后继续上升，直至通过第二环柱腔322的顶部通入烟室50中。这样能够使得高温气体在壳体10内流转尽可能长的距离和尽可能久的时间，以便充分的与可以内的流通水进行热交换反应。

可选的，如图1所示，第二环柱腔322顶部均布设置多个连通管道323，第二环柱腔322通过连通管道323与烟室50连通。

如图1所示，在第二环柱腔322顶部均布设置多个连通管道323，使得到达第二环柱腔322顶部的烟气，在第二环柱腔322的周向均能够通过最靠近的连通管道322向烟室50内输送，其中具体的连通管道323的设置数量本发明实施例中不进行具体限定，设置多个均布的连通管道323的目的是为了提高烟气由第二环柱腔322上各处向烟室50内传输的各处均一，本领域技术人员应当知晓，连通管道322设置的越密集均匀，越能够达到使得各处传输速度均一的效果，但考虑加工制造成本以及工作稳定性等因素，连通管道322也不宜设置的过于细密，这里具体的排布密度可以有本领域技术人员根据实际需要进行具体确定，只要保证具有多个联通管道323在第二环柱腔322顶部均布设置即可。

可选的，如图4所示，储水箱40的进水管通过烟室50的侧壁穿过烟室50并与储水箱40连通。

这样一来，通过进水管输入储水箱40并进一步输入壳体10内的流通水，首先能够在烟室50内与进入烟室50的烟气进行热交换，进入烟室50的烟气已经在高温烟气中心通道31以及高温烟气通道32中与流通水进行了较为全面的热交换，但通常情况下，进入烟室50的烟气仍带有未完全热交换的热量，这种带有热量的烟气直接排放仍然存在能源的浪费，且不够安全环保，通过与储水箱40的进水管之间的热交换，既能够对进入壳体10内的流通水进行预热处理，也能够降低带有较多热量的烟气直接排放造成的资源浪费和环境污染。

可选的，如图4所示，储水箱40的进水管在烟室50内盘绕设置。

由于进入烟室50的烟气充盈于整个烟室50内，设置盘绕在烟室50内的进水管，能够使得进水管中流通的水较为充分和彻底的与烟室50内的烟气进行热交换，提高进水的预热效果。

需要说明的是，本发明实施例中对于进水管的盘绕方式不做具体限定，设置盘绕的方式，其目的是为了使得通过进水口的流通水与烟气进行充分的热交换，因此，只要在不影响进水管内水的流通的前提下，尽可能的进行盘绕以延长进水管在烟室50内可与烟气进行热交换的表面积即可。

可选的，如图3所示，在壳体10底部还分别设置有排水口12和排污口13。

如图3所示，这样一来，本发明实施例的蒸汽发生器，在使用一段时间需要进行清理和检修时，能够直接通过设置在壳体10底部的排水口12和排污口13分别排出流通水和如水垢、结晶以及杂质等的污物。由于壳体10内的流通水在蒸汽发生器工作时长期处于沸腾状态，在壳体10内极易产生水垢等杂质，而通常蒸汽发生器多为通过焊接一体成型制作，内部不易清理，通过设置的排水口12和排污口13，能够及时的更换壳体10内的流通水，并排除污物，从而提高本发明实施例的蒸汽发生器的工作时间和使用寿命。

可选的，在烟室50顶部的排烟口51附设有除尘网(图中未示出)。

由于燃烧组件20燃烧后形成的高温烟气中可能含有有害物质或杂质颗粒，高温烟气在本发明实施例的蒸汽发生装置中进行热交换的过程中，并不能对高温烟气进行净化和处理，因此，热交换后的烟气直接排放大气中，可能造成环境的污染和对使用者的身体损害，因此，在烟室50顶部的排烟口51还可以进一步附设除尘网，以对烟气中的杂质或有害成分进行拦截和过滤。

根据燃烧组件20中的燃烧物的不同，本领域技术人员可以根据需要选择和设置除尘网，除尘网可以采用密致结构以物理的方式对烟气中的杂质进行拦截，也可以设置能够与对应的有害成分接触反应的化学材料，以对烟气中的有害成分进行化学处理和拦截。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蒸汽发生器，其特征在于，包括壳体，以及设置在所述壳体内的燃烧组件和高温烟气通道，所述燃烧组件位于所述壳体底部中心，所述燃烧组件上方形成高温烟气中心通道，所述高温烟气通道与所述高温烟气中心通道连通且环绕所述燃烧组件，以使所述高温烟气在所述高温烟气通道和所述高温烟气中心通道内流通，所述壳体侧壁还设置有管道与储水箱连通，通过所述储水箱向所述壳体通入流通水，所述壳体内还设置有与所述高温烟气通道连通的烟室，所述烟室顶部设置有排烟口，所述壳体顶部设置有蒸汽出口。

2.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述高温烟气中心通道还设置有至少一组横管组，所述横管组贯通所述高温烟气中心通道的两侧壁与所述壳体连通。

3.如权利要求2所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述横管组包括两根相互平行设置的中空管，所述中空管的两端分别贯通所述高温烟气中心通道的两侧壁。

4.如权利要求3所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述横管组包括两组，两组所述横管组在所述高温烟气中心通道内沿所述高温烟气的上升方向交叉间隔设置。

5.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述高温烟气通道包括两个同心的圆环柱形腔室，两个圆环柱形腔室之间的间隔层用于通入流通水，两个所述圆环柱形腔室之间连通，且与所述高温烟气中心通道连通。

6.如权利要求5所述的蒸汽发生器，其特征在于，两个同心的圆环柱形腔室由中心向外依次为第一环柱腔和第二环柱腔，所述第一环柱腔与所述高温烟气中心通道通过顶部连通，所述第一环柱腔与所述第二环柱腔通过底部连通，所述燃烧组件产生的高温烟气依次流经所述高温烟气中心通道、所述第一环柱腔和所述第二环柱腔并由所述第二环柱腔顶部通入所述烟室。

7.如权利要求6所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述第二环柱腔顶部均布设置多个连通管道，所述第二环柱腔通过所述连通管道与所述烟室连通。

8.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述储水箱的进水管通过所述烟室的侧壁穿过所述烟室并与所述储水箱连通。

9.如权利要求7所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述储水箱的进水管在所述烟室内盘绕设置。

10.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述烟室顶部的排烟口附设有除尘网。

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