CN111649480A - 一种新型水冷膜式壁热水锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明专利属于锅炉设备的技术领域,具体公开了一种新型水冷膜式壁热水锅炉,包括卧式炉体,所述炉体的左端设置燃烧室,右端设置烟室,所述燃烧室与烟室之间通过多个并排且竖直设置的换热管隔开,所述烟室的上端和下端分别设置有第一水箱和第二水箱,且所述第一水箱内设置有隔板以将自身从左往右依次分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体,所述第二水箱内设置有隔板以将自身从左往右依次分隔为第四腔体和第五腔体,所述烟室的侧壁由若干个水冷壁管和鳍片拼排焊接而成,且所述烟室从左往右依次分为第一区和第二区;水液经过四个回程的换热管,也即经过四次通过所述换热管与所述高温烟气换热,热效率利用率高。
Description
技术领域
本发明涉及过锅炉设备的技术领域,尤其是一种新型水冷膜式壁热水锅炉。
背景技术
现有技术中,常用的热水锅炉将锅炉内的水加热,产生的热水供工业或生活使用。
但是现有的热水锅炉,烟气在其内流通时间短,造成换热效率低下,烟气余热不能被充分利用。
基于此,如何提高烟气的利用率是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明的目的是要提供一种新型水冷膜式壁热水锅炉。
为了达到上述目的,本发明的技术方案是:
一种新型水冷膜式壁热水锅炉,包括卧式炉体,所述炉体的左端设置燃烧室,右端设置烟室,所述燃烧室与烟室之间通过多个并排且竖直设置的换热管隔开,所述烟室的上端和下端分别设置有第一水箱和第二水箱,且所述第一水箱内设置有隔板以将自身从左往右依次分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体,所述第二水箱内设置有隔板以将自身从左往右依次分隔为第四腔体和第五腔体,所述第三腔体设置有进水口,所述第一腔体设置有出水口,所述烟室的侧壁由若干个水冷壁管和鳍片拼排焊接而成,且所述烟室从左往右依次分为第一区和第二区,所述第一区内的水冷壁管和换热管均用于将所述第四腔体分别与所述第一腔体和第二腔体连通,所述第二区内的水冷壁管和换热管均用于将所述第五腔体分别与所述第二腔体和第三腔体连通,所述换热管之间的间隙构成供烟气流向右端出烟口的烟道。
进一步,所述第四腔体和第五腔体的底部均设置有排污口。
进一步,所述燃烧室和烟室之间的换热管为第三换热管,相邻的所述第三换热管之间设置有V型板条,所述板条沿所述换热管的长度方向延伸,且所述板条开口的一侧朝向所述燃烧室,所述第三换热管为翅片管。
进一步,第一区和第二区均设置多排所述换热管,且相邻排的所述换热管之间相互错位。
进一步,所述第一区的换热管为第一换热管,且包括第一管体,所述第一管体的表面设置有凹陷区,所述凹陷区分别沿所述第一管体的长度方向等间距均布和环所述第一管体的轴线圆周均布,且在所述第一管体长度方向,相邻的所述凹陷区错位设置,且所述凹陷区在所述第一管体轴向和径向的截面均为圆弧形。
进一步,在同一圆周的所述凹陷区的数量为2个。
进一步,位于所述第一管体轴向上相邻的所述凹陷区之间错位的角度为 90°。
进一步,所述第二区的换热管为第二换热管且其管内和管外均设置有翅片。
进一步,所述第二换热管包括管外设置若干第一翅片的第二管体,所述第二管体的内孔镶嵌有内管,所述内管内设置有若干个第二翅片,所述内管环自身圆周均分为三部分管壁且各部分管壁之间通过子母扣连接。
进一步,所述每部分管壁上的第二翅片呈中间高、两端低,同一所述管壁上的第二翅片相互平行,所述管壁和第二翅片为一体化设置,且所述第一翅片和第二翅片的外表面均设置为齿状。
与现有技术相比,本发明提供的一种新型水冷膜式壁热水锅炉结构与众不同,将所述燃烧室内产生的高温烟气直接透过所述换热管之间的间隙排入所述烟室内,并依次穿过所述第一区和第二区的换热管之间的间隙,以对换热管内流通的水液进行加热,且水液从所述进水口进入所述第三腔体后,通过所述换热管依次依次经过所述第五腔体、第二腔体、第四腔体和第一腔体,并从所述第一腔体设置的出水口排出热水,这一过程水液经过四个回程的换热管,也即经过四次通过所述换热管与所述高温烟气换热,热效率利用率高,且通过燃烧室和烟室之间的一排所述换热管的阻挡降低所述燃烧室内烟气流入所述烟室的流速,提高热交换效率;另外,通过将所述烟室的侧壁设置为由若干个水冷壁管和鳍片拼排焊接而成,通过所述水冷壁管内流通的水以降低烟室侧壁的温度,且通过所述水冷壁管进一步吸收烟气中耳朵热量,既参与换热又降低了炉体表面的烟温,减少了炉体外表面散热量,提高了产品的换热效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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的附图。
图1为一种新型水冷膜式壁热水锅炉的结构示意图。
图2为一种新型水冷膜式壁热水锅炉的A-A剖视图。
图3为一种新型水冷膜式壁热水锅炉的B处局部放大图。
图4为一种新型水冷膜式壁热水锅炉中第一换热管的结构示意图。
图5为一种新型水冷膜式壁热水锅炉中第二换热管的结构示意图。
图中:1.燃烧室,2.第一换热管,201.第一管体,202.凹陷区,3.烟室, 301.第一区,302.第二区,4.第二水箱,5.出烟口,6.进水口,7.第一水箱, 701.第一腔体,702.第二腔体,703.第三腔体,8.出水口,9.板条,10.水冷壁管,11.第二换热管,111.第二管体,112.管壁,113.第二翅片,114.齿状, 115.第一翅片,116.子母扣,12.第三换热管。
具体实施方式
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。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
如图1至5所示,作为本发明一优选实施例的一种新型水冷膜式壁热水锅炉,包括卧式炉体,所述炉体的左端设置燃烧室1,右端设置烟室3,所述燃烧室1与烟室3之间通过多个并排且竖直设置的换热管隔开,即所述燃烧室1 产生的高温烟气透过所述换热管之间的间隙进入所述烟室3,利用所述换热管的阻挡以降低烟气的流速,所述烟室3的上端和下端分别设置有第一水箱7和第二水箱4,且所述第一水箱7内设置有隔板以将自身从左往右依次分隔为第一腔体701、第二腔体702和第三腔体703,所述第二水箱4内设置有隔板以将自身从左往右依次分隔为第四腔体和第五腔体,所述第三腔体703设置有进水口6,所述进水口6与用水设备管道连接,所述第一腔体701设置有出水口 8,所述出水口8与供水水网的水管连接,从而形成所述炉体内水流的方向与所述烟气的流动方向相反,这种对流方式热交换效率高,所述烟室3的侧壁由若干个水冷壁管10和鳍片拼排焊接而成,且所述烟室3从左往右依次分为第一区301和第二区302,所述第一区301内的水冷壁管10和换热管均用于将所述第四腔体分别与所述第一腔体701和第二腔体702连通,所述第二区302内的水冷壁管10和换热管均用于将所述第五腔体分别与所述第二腔体702和第三腔体703连通,同样地,所述,所述换热管之间的间隙构成供烟气流向右端出烟口5的烟道。
应用本发明提供的新型水冷膜式壁热水锅炉时,将所述燃烧室1内产生的高温烟气直接透过所述换热管之间的间隙排入所述烟室3内,并依次穿过所述第一区301和第二区302的换热管之间的间隙,以对换热管内流通的水液进行加热,且水液从所述进水口6进入所述第三腔体703后,通过所述换热管依次依次经过所述第五腔体、第二腔体702、第四腔体和第一腔体701,并从所述第一腔体701设置的出水口8排出热水,这一过程水液经过四个回程的换热管,也即经过四次通过所述换热管与所述高温烟气换热,热效率利用率高,且通过燃烧室1和烟室3之间的一排所述换热管的阻挡降低所述燃烧室1内烟气流入所述烟室3的流速,提高热交换效率;另外,通过将所述烟室3的侧壁设置为由若干个水冷壁管10和鳍片拼排焊接而成,通过所述水冷壁管10内流通的水以降低烟室3侧壁的温度,且通过所述水冷壁管10进一步吸收烟气中耳朵热量,既参与换热又降低了炉体表面的烟温,减少了炉体外表面散热量,提高了产品的换热效率。
优选地,所述第四腔体和第五腔体的底部均设置有排污口,通过排污口定期去除所述第四腔体和第五腔体内沉降的杂质。
在上述实施例的基础上,所述燃烧室1和烟室3之间的换热管为第三换热管12,相邻的所述第三换热管12之间设置有V型板条9,通过所述V形板条9阻挡烟气快速通过所述第三换热管12之间的间隙,使烟气透过所述V型板条9之间的缝隙直吹到所述第三换热管12的侧壁,也即直接环流到所述第三换热管12的表面,冲刷所述第三换热管12的表面,增加热传导效率,所述板条9沿所述第三换热管12的长度方向延伸,且所述板条9开口的一侧朝向所述燃烧室1,所述第三换热管12为翅片管。
优选地,第一区301和第二区302均设置多排所述换热管,且相邻排的所述换热管之间相互错位,缩小供烟气流动的间隙,以降低烟气的流速,使烟气在炉体内停留更久,进一步提高热效率,且通过多排设置的布局实现高效率利用炉体内空间,尽可能多的设置换热管,烟气的利用率高。
在上述实施例的基础上,所述第一区301的换热管为第一换热管2,且包括第一管体201,所述第一管体201的表面设置有凹陷区202,即所述第一管体201内的烟气通过所述凹陷区202的表面与所述锅炉内的烟气进行热交换,实现加热第一管体201内的水,所述凹陷区202分别沿所述第一管体201的长度方向等间距均布和环所述第一管体201的轴线圆周均布,且在所述第一管体 201长度方向,相邻的所述凹陷区202错位设置,降低所述第一管体201内的烟气的流速,且所述凹陷区202在所述第一管体201轴向和径向的截面均为圆弧形。
通过在所述换热管的第一管体201设置凹陷区202增大所述第一管体201 与燃烧室1内烟气的接触热交换面,所述凹陷区202的作用:改变水的流通方向;好处:水从紊流变为湍流,提高的换热效率;且通过在所述第一管体201 的表面沿轴向和周向设置多个凹陷区202,以达到替代传统翅片管的目的,降低生产难度,节省成本,且通过将相邻的所述凹陷区202错位设置以利用所述凹陷区202的阻挡实现频繁改变所述第一管体201内水液的流向从而降低管内水液的流速以提升热交换效率;且相较于其他形状,所述凹陷区202设置为弧形面实现表面积最大化,进一步提升加热效率。
为了更好的技术效果,在同一圆周的所述凹陷区202的数量为2个,一对所述凹陷区202对称设置在所述第一管体201的两侧,从而尽量增大所述凹陷区202与烟气和水的接触面积,所述第一管内的水液从两个所述凹陷区202之间的间隙流通。
优选地,位于所述第一管体201轴向上相邻的所述凹陷区202之间错位的角度为90°,较大程度的改变水液的流通方向,进一步以使水液从紊流变为湍流的层度更加激烈,提高的换热效率。
为了更好的技术效果,所述第二区302的换热管为第二换热管11,且其管内和管外均设置有翅片,通过在所述管内和管外设置翅片增大所述第二换热管 11的表面积,从而提高所述烟气与所述水液的热交换效率。
在上述实施例中,所述第二换热管11包括管外设置若干第一翅片115的第二管体111,所述第二管体111的内孔镶嵌有内管,所述内管内设置有若干个第二翅片113,所述内管环自身圆周均分为三部分管壁112且各部分管壁112 之间通过子母扣116连接,保证所述管壁112之间的连接强度,保证拼接后形成所述内管的一体性,且通过设置为分体三部分以方便生产、安装方便。
具体地,每部分管壁112上的第二翅片113呈中间高、两端低,避免所述第二翅片113的长度过大,容易出现铸造空腔,导致出现废品,同一所述管壁 112上的第二翅片113相互平行,降低铸造难度,避免出现死角或不容易铸造的夹角,相邻的两个所述第二翅片113之间的间隙构成了水液流道,以供水液气流动与外界的烟气发生热交换;也即将所述内管设置均分为三部分以方便分别铸造生产,且通过装配式安装到所述第二管体111的内孔中,方便安装,另外,将同一所述管壁112上的翅片设置中间高两端低,且互相平行,以消除铸造死角,避免模具形成翅片的夹缝过深导致出现空腔,降低铸造生产难度,且将同一管壁112上的第二翅片113设置中间高两端低,以实现三部分管壁112 上所述第二翅片113之间的配合形成符合内管的圆形截面,避免相邻的所述管壁112上第二翅片113之间互相干扰。
且所述第一翅片115和第二翅片113的外表面均设置为齿状114,齿状114 可以增加换热面积,进一步提高换热效率。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种新型水冷膜式壁热水锅炉,包括卧式炉体,其特征在于,所述炉体的左端设置燃烧室(1),右端设置烟室(3),所述燃烧室(1)与烟室(3)之间通过多个并排且竖直设置的换热管隔开,所述烟室(3)的上端和下端分别设置有第一水箱(7)和第二水箱(4),且所述第一水箱(7)内设置有隔板以将自身从左往右依次分隔为第一腔体(701)、第二腔体(702)和第三腔体(703),所述第二水箱(4)内设置有隔板以将自身从左往右依次分隔为第四腔体(401)和第五腔体(402),所述第三腔体(703)设置有进水口(6),所述第一腔体(701)设置有出水口(8),所述烟室(3)的侧壁由若干个水冷壁管(10)和鳍片拼排焊接而成,且所述烟室(3)从左往右依次分为第一区(301)和第二区(302),所述第一区(301)内的水冷壁管(10)和换热管均用于将所述第四腔体(401)分别与所述第一腔体(701)和第二腔体(702)连通,所述第二区(302)内的水冷壁管(10)和换热管均用于将所述第五腔体(402)分别与所述第二腔体(702)和第三腔体(703)连通,所述换热管之间的间隙构成供烟气流向右端出烟口(5)的烟道。
2.根据权利要求1所述的新型水冷膜式壁热水锅炉,其特征在于,所述第四腔体(401)和第五腔体(402)的底部均设置有排污口。
3.根据权利要求1所述的新型水冷膜式壁热水锅炉,其特征在于,所述燃烧室(1)和烟室(3)之间的换热管为第三换热管,相邻的所述第三换热管(12)之间设置有V型板条(9),所述板条(9)沿所述第三换热管(12)的长度方向延伸,且所述板条(9)开口的一侧朝向所述燃烧室(1),所述第三换热管(12)为翅片管。
4.根据权利要求1所述的新型水冷膜式壁热水锅炉,其特征在于,第一区(301)和第二区(302)均设置多排所述换热管,且相邻排的所述换热管之间相互错位。
5.根据权利要求1所述的新型水冷膜式壁热水锅炉,其特征在于,所述第一区(301)的换热管为第一换热管(2),且包括第一管体(201),所述第一管体(201)的表面设置有凹陷区(202),所述凹陷区(202)分别沿所述第一管体(201)的长度方向等间距均布和环所述第一管体(201)的轴线圆周均布,且在所述第一管体(201)长度方向,相邻的所述凹陷区(202)错位设置,且所述凹陷区(202)在所述第一管体(201)轴向和径向的截面均为圆弧形。
6.根据权利要求5所述的新型水冷膜式壁热水锅炉,其特征在于,在同一圆周的所述凹陷区(202)的数量为2个。
7.根据权利要求5所述的新型水冷膜式壁热水锅炉,其特征在于,位于所述第一管体(201)轴向上相邻的所述凹陷区(202)之间错位的角度为90°。
8.根据权利要求5所述的新型水冷膜式壁热水锅炉,其特征在于,所述第二区(302)的换热管为第二换热管(11)且其管内和管外均设置有翅片。
9.根据权利要求8所述的新型水冷膜式壁热水锅炉,其特征在于,所述第二换热管(11)包括管外设置若干第一翅片(115)的第二管体(111),所述第二管体(111)的内孔镶嵌有内管,所述内管内设置有若干个第二翅片(113),所述内管环自身圆周均分为三部分管壁(112)且各部分管壁(112)之间通过子母扣(116)连接。
10.根据权利要求9所述的新型水冷膜式壁热水锅炉,其特征在于,所述每部分管壁(112)上的第二翅片(113)呈中间高、两端低,同一所述管壁(112)上的第二翅片(113)相互平行,所述管壁(112)和第二翅片(113)为一体化设置,且所述第一翅片(115)和第二翅片(113)的外表面均设置为齿状(114)。
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