CN113654378A - 一种锅炉余热利用热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热水器技术领域，具体为一种锅炉余热利用热水器，包括支撑座、控制中心、水箱、进气管道、出气管道以及加热管，所述水箱设置于支撑座的上端外表面，所述水箱的内部开设有加热腔，所述水箱的外表面与三组加热腔对应的位置设置有进水管道与出水管道，三组所述加热腔的内部均设置有加热管。本发明，通过设置多组加热腔与呈蛇形的加热管，能够利用加热管分梯度的对不同加热腔内部的热水进行均匀加热，随着烟气至下而上流经各组加热管能够实现集中烟气对加热管加热，并且在加热管的热传导下对加热腔内部水加热，实现烟气余热利用，并且根据多阶级分布的蛇形结构加热管，能够满足用户选择对应阶级温度热水的需求。

Description

一种锅炉余热利用热水器
技术领域
本发明涉及热水器技术领域，具体为一种锅炉余热利用热水器。
背景技术
锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。在锅炉燃烧的过程中，锅炉内部产生的烟气含有大量的热量，而且烟气中的余热未加利用直接排放，增加生产生活使用的过滤燃烧成本增加，针对大量热量的散失，现有技术中常结合热水器进行余热的回收利用并对热水进行加热，从而解决由于受电力设备配置的影响，使用锅炉进行供暖的普通用户家庭又不能使用功率过高的快热电热水器的情况。
现有专利(公告号：CN201810785687.2)一种锅炉余热利用热水器，包括漏斗、进烟口、进水机构、第一水阀、水管、水箱、支撑架、箱体、排水机构、排水管、第二水阀、温度表、支撑机构、支撑杆、支撑板、加热机构、第一热水箱、第二热水箱、堵塞机构、第一固定板、挡板、第二固定板、排烟口和封闭机构。
上述热水器虽然可以使烟气内部的热量快速进入第一热水箱和第二热水箱的内部，最后烟气从箱体底端侧壁的排烟口中排出，从而实现余热的充分利用，但是结构较为复杂，不能够实现余热的最大化利用，在初始通入烟气的状态下进烟量较少时，进入箱体内部的热量在大空间下四处分散，不能够使烟气进行集中供应，加速了热量的冷却，从而降低了对加热箱内部加热的效率以及余热的利用率，并且不能够对水流进行温度差异化加热，满足不了使用者需求。
为此，提出一种锅炉余热利用热水器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锅炉余热利用热水器，通过设置多组加热腔与呈蛇形的加热管，能够利用加热管分梯度的对不同加热腔内部的热水进行均匀加热，随着烟气至下而上流经各组加热管能够实现集中烟气对加热管加热，并且在加热管的热传导下对加热腔内部水加热，实现烟气余热利用，并且根据多阶级分布的蛇形结构加热管，能够满足用户选择对应阶级温度热水的需求，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锅炉余热利用热水器，包括支撑座、控制中心、水箱、进气管道、出气管道以及加热管，所述水箱设置于支撑座的上端外表面，所述水箱的内部开设有加热腔，所述水箱的外表面与三组加热腔对应的位置设置有进水管道与出水管道，三组所述加热腔的内部均设置有加热管，所述支撑座的下端外表面设置有控制中心；
所述水箱外表面的一侧与位于上方的加热腔对应的位置设置有进气管道，且进气管道的一端延伸至加热腔的内部与加热管的一端固定连接，所述进气管道的外表面设置有控制阀一，与进气管道连接的一组加热管远离进气管道的一端固定连接有第一连接管，所述第一连接管贯穿至位于其上方的加热腔内部并与其对应的一组加热管固定连接，与位于中部的加热腔对应的加热管远离第一连接管的一端固定连接有第二连接管，且第二连接管的一端底端贯穿至最上方的加热管固定连接，位于最上方的加热管远离第二连接管对应的加热管远离第二连接管的一端贯穿至水箱的外表面并与出气管道固定连接，所述出气管道与外界烟气回收机构相通，所述进气管道外表面远离加热管的一端设置有过滤器，所述加热管呈蛇形结构分布。
通过采用上述技术方案，通过设置多组加热腔与呈蛇形的加热管，能够利用加热管分梯度的对不同加热腔内部的热水进行均匀加热，随着烟气至下而上流经各组加热管能够实现集中烟气对加热管加热，并且在加热管的热传导下对加热腔内部水加热，实现烟气余热利用，并且根据多阶级分布的蛇形结构加热管，能够满足用户选择对应阶级温度热水的需求。
优选的，所述水箱的前端外表面与三组所述加热腔对应的位置均设置有用于监测加热腔内部水温的水温监测器，且水温监测器与控制中心之间数据传输，若干组所述进水管道外表面以及出水管道的外表面均设置有控制阀二，若干组所述控制阀二也与控制中心电性连接。
通过采用上述技术方案，在加热过程中，烟气通过进气管道进入加热管，并依次通过第二连接管、第二连接管进入下一加热腔的内部对其内部的水流进行加热，当不同加热腔内部的水温达到所需要的温度时，水温监测器向控制中心传输数据，控制中心先开启出水管道外表面设置的控制阀二将加热腔内部的热水排出使用，完全排出后关闭，然后再开启进水管道外表面设置的控制阀二向加热腔内部加水继续加热，从而满足用户对不同温度的热水的使用需求，尤其是针对北方冬季取暖的家庭用户，可以选择不同温度的热水进行饮用、洗漱等，从而降低了水源的浪费，实现了锅炉余热的最大化利用。
优选的，所述加热管的直管处内表面的两侧均设置有金属弹片，且金属弹片呈25`30度向加热管内部风向的排出方向倾斜，所述加热管内表面光滑，所述金属弹片材质为型号为SUS301的钢材质，且金属弹片的外表面设置有若干组凸起，所述金属弹片的一侧外表面设置有铲片，且铲片与金属弹片为一体式结构，位于加热管内表面两侧的金属弹片交错分布，若干组所述加热管均呈30～35度在加热腔内部向一侧倾斜。
通过采用上述技术方案，在使用烟气加热热水时，虽然经过过滤器对烟气进行过滤，但是仍会有部分灰尘进入加热管内部，而灰尘长期附着在加热管的内壁会形成炭黑隔热层，从而降低加热管的导热效果，通过设置金属弹片并在其表面设置凸起，能够在烟气在加热管内部流动的过程中，不间断的改变其流速与相对的流动方向，从而使金属弹片在该过程中来回摆动产生振动，而由于金属弹片与加热管连接，因此受到振动影响，降低管壁附着大量灰尘的几率且由于加热管呈30～35度在加热腔内部向一侧倾斜，因此受到振动影响的灰尘向加热管的底端移动，便于用户的后期清理，SUS301的钢材质具有良好的弹性，因此在金属弹片来回摆动的过程中，铲片受金属弹片挤压变形沿加热管内壁移动，从而对其内壁附着力较强的部分灰尘进行铲除，同时错位分布的金属弹片还能够进一步对通入管道内部的烟气进行阻流，使其增加与管道接触时间，进而充分的热传导。
优选的，所述加热管与加热腔一一对应并固定连接，且加热管内表面呈凹型处开设有清理孔，所述清理孔的内部设置有密封块，与同一组加热管对应的清理孔均位于一侧，若干组所述密封块之间固定连接有连接板，且连接板的一侧外表面位于两组密封块之间开设有螺纹孔，螺纹孔的内部螺纹连接有螺栓，所述连接板通过螺栓与水箱连接。
通过采用上述技术方案，烟气在加热管内部流通的过程中，使金属弹片在该过程中来回摆动产生振动，并且使受到振动影响的灰尘以及铲板铲除的灰尘向清理孔的方向移动，聚集在加热管弯折处，从而便于后期用户的清理收集，在清理时，用户关闭进气管道，然后拧转螺栓，使螺栓与箱体分离，然后向外拉动连接板使密封块与清理孔分离，然后通过清理孔将积累在加热管凹型处的灰尘清除，保证加热管的加热效果。
优选的，相邻两组所述加热管呈V字形分布，位于最下方的加热管向进气管道方向倾斜，与同一组加热管对应的连接板设置于靠近加热管底端的一侧。
通过采用上述技术方案，烟气在加热管内部流通的过程中，使金属弹片在该过程中来回摆动产生振动，并且使受到振动影响的灰尘以及铲板铲除的灰尘向清理孔的方向移动，同时通过设置相邻两组加热管呈V型分布，上方加热管的与第一连接管或第二连接管连接管的直管的内部灰尘向下方的加热管内部移动，从而通过下一组的清理孔对其内部进行清理，并且加热管呈倾斜状在加热腔的内部分布，能够对加热腔内部的热水进行均匀加热，并且根据冷水下沉热水上浮的原理，设置相邻两组加热管呈V型分布，加热腔内部冷热水发生变化，并且首先加热的水配合烟气向上漂浮，始终对同一加热腔内部温度较低的水流进行加热，从而保证水温的均匀性更好的对其热传导。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过设置多组加热腔与呈蛇形的加热管，能够利用加热管分梯度的对不同加热腔内部的热水进行均匀加热，随着烟气至下而上流经各组加热管能够实现集中烟气对加热管加热，并且在加热管的热传导下对加热腔内部水加热，实现烟气余热利用，并且根据多阶级分布的蛇形结构加热管，能够满足用户选择对应阶级温度热水的需求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的加热管与加热腔的结合视图；
图3为本发明的图2的B的放大图；
图4为本发明的图2的A-A的剖视图。
图中：1、支撑座；2、控制中心；3、水箱；31、加热腔；32、水温监测器；4、进气管道；41、控制阀一；5、加热管；51、第一连接管；52、金属弹片；53、铲片；54、清理孔；55、密封块；56、连接板；57、螺栓；58、第二连接管；59、凸起；6、进水管道；61、控制阀二；7、出水管道；8、出气管道；9、过滤器。
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。
请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：
一种锅炉余热利用热水器，如图1至图4所示，包括支撑座1、控制中心2、水箱3、进气管道4、出气管道8以及加热管5，所述水箱3设置于支撑座1的上端外表面，所述水箱3的内部开设有加热腔31，所述水箱3的外表面与三组加热腔31对应的位置设置有进水管道6与出水管道7，三组所述加热腔31的内部均设置有加热管5，所述支撑座1的下端外表面设置有控制中心2；
所述水箱3外表面的一侧与位于上方的加热腔31对应的位置设置有进气管道4，且进气管道4的一端延伸至加热腔31的内部与加热管5的一端固定连接，所述进气管道4的外表面设置有控制阀一41，与进气管道4连接的一组加热管5远离进气管道4的一端固定连接有第一连接管51，所述第一连接管51贯穿至位于其上方的加热腔31内部并与其对应的一组加热管5固定连接，与位于中部的加热腔31对应的加热管5远离第一连接管51的一端固定连接有第二连接管58，且第二连接管58的一端底端贯穿至最上方的加热管5固定连接，位于最上方的加热管5远离第二连接管58对应的加热管5远离第二连接管58的一端贯穿至水箱3的外表面并与出气管道8固定连接，所述出气管道8与外界烟气回收机构相通，所述进气管道4外表面远离加热管5的一端设置有过滤器9，所述加热管5呈蛇形结构分布。
通过设置多组加热腔31与呈蛇形的加热管5，能够利用加热管5分梯度的对不同加热腔31内部的热水进行均匀加热，随着烟气至下而上流经各组加热管5能够实现集中烟气对加热管5加热，并且在加热管5的热传导下对加热腔31内部水加热，实现烟气余热利用，并且根据多阶级分布的蛇形结构加热管5，能够满足用户选择对应阶级温度热水的需求。
作为本发明的一种实施例，如图1至图4所示，所述水箱3的前端外表面与三组所述加热腔31对应的位置均设置有用于监测加热腔31内部水温的水温监测器32，且水温监测器32与控制中心2之间数据传输，若干组所述进水管道6外表面以及出水管道7的外表面均设置有控制阀二61，若干组所述控制阀二61也与控制中心2电性连接。
在加热过程中，烟气通过进气管道4进入加热管5，并依次通过第二连接管58、第二连接管58进入下一加热腔31的内部对其内部的水流进行加热，当不同加热腔31内部的水温达到所需要的温度时，水温监测器32向控制中心2传输数据，控制中心2先开启出水管道7外表面设置的控制阀二61将加热腔31内部的热水排出使用，完全排出后关闭，然后再开启进水管道6外表面设置的控制阀二61向加热腔31内部加水继续加热，从而满足用户对不同温度的热水的使用需求，尤其是针对北方冬季取暖的家庭用户，可以选择不同温度的热水进行饮用、洗漱等，从而降低了水源的浪费，实现了锅炉余热的最大化利用。
作为本发明的一种实施例，如图2与图3所示，所述加热管5的直管处内表面的两侧均设置有金属弹片52，且金属弹片52呈25`30度向加热管5内部风向的排出方向倾斜，所述加热管5内表面光滑，所述金属弹片52材质为型号为SUS301的钢材质，且金属弹片52的外表面设置有若干组凸起59，所述金属弹片52的一侧外表面设置有铲片53，且铲片53与金属弹片52为一体式结构，位于加热管5内表面两侧的金属弹片52交错分布，若干组所述加热管5均呈30～35度在加热腔31内部向一侧倾斜。
在使用烟气加热热水时，虽然经过过滤器9对烟气进行过滤，但是仍会有部分灰尘进入加热管5内部，而灰尘长期附着在加热管5的内壁会形成炭黑隔热层，从而降低加热管5的导热效果，通过设置金属弹片52并在其表面设置凸起59，能够在烟气在加热管5内部流动的过程中，不间断的改变其流速与相对的流动方向，从而使金属弹片52在该过程中来回摆动产生振动，而由于金属弹片52与加热管5连接，因此受到振动影响，降低管壁附着大量灰尘的几率且由于加热管5呈30～35度在加热腔31内部向一侧倾斜，因此受到振动影响的灰尘向加热管5的底端移动，便于用户的后期清理，SUS301的钢材质具有良好的弹性，因此在金属弹片52来回摆动的过程中，铲片53受金属弹片52挤压变形沿加热管5内壁移动，从而对其内壁附着力较强的部分灰尘进行铲除，同时错位分布的金属弹片52还能够进一步对通入管道内部的烟气进行阻流，使其增加与管道接触时间，进而充分的热传导。
作为本发明的一种实施例，如图2所示，所述加热管5与加热腔31一一对应并固定连接，且加热管5内表面呈凹型处开设有清理孔54，所述清理孔54的内部设置有密封块55，与同一组加热管5对应的清理孔54均位于一侧，若干组所述密封块55之间固定连接有连接板56，且连接板56的一侧外表面位于两组密封块55之间开设有螺纹孔，螺纹孔的内部螺纹连接有螺栓57，所述连接板56通过螺栓57与水箱3连接。
通过采用上述技术方案，烟气在加热管5内部流通的过程中，使金属弹片52在该过程中来回摆动产生振动，并且使受到振动影响的灰尘以及铲板铲除的灰尘向清理孔54的方向移动，聚集在加热管5弯折处，从而便于后期用户的清理收集，在清理时，用户关闭进气管道4，然后拧转螺栓57，使螺栓57与箱体分离，然后向外拉动连接板56使密封块55与清理孔54分离，然后通过清理孔54将积累在加热管5凹型处的灰尘清除，保证加热管5的加热效果。
作为本发明的一种实施例，如图4所示，相邻两组所述加热管5呈V字形分布，位于最下方的加热管5向进气管道4方向倾斜，与同一组加热管5对应的连接板56设置于靠近加热管5底端的一侧。
烟气在加热管5内部流通的过程中，使金属弹片52在该过程中来回摆动产生振动，并且使受到振动影响的灰尘以及铲板铲除的灰尘向清理孔54的方向移动，同时通过设置相邻两组加热管5呈V型分布，上方加热管5的与第一连接管51或第二连接管58连接管的直管的内部灰尘向下方的加热管5内部移动，从而通过下一组的清理孔54对其内部进行清理，并且加热管5呈倾斜状在加热腔31的内部分布，能够对加热腔31内部的热水进行均匀加热，并且根据冷水下沉热水上浮的原理，设置相邻两组加热管5呈V型分布，加热腔31内部冷热水发生变化，并且首先加热的水配合烟气向上漂浮，始终对同一加热腔31内部温度较低的水流进行加热，从而保证水温的均匀性更好的对其热传导。
工作原理：在加热过程中，烟气通过进气管道4进入加热管5，并依次通过第二连接管58、第二连接管58进入下一加热腔31的内部对其内部的水流进行加热，随着烟气的在各加热管5之间流通，并对不同阶级的蛇形加热管5加热，烟气上升过程中温度逐渐降低，因此多组余热回收使用的加热管5在同时间内温度存在差异，并且根据冷水下沉热水上浮的原理，设置相邻两组加热管5呈V型分布，加热腔31内部冷热水发生变化，并且首先加热的水配合烟气向上漂浮，始终对同一加热腔31内部温度较低的水流进行加热，从而保证水温的均匀性更好的对其热传导，并且使不同加热腔31内的水体温度具备差异化，当不同加热腔31内部的水温达到所需要的温度时，水温监测器32向控制中心2传输数据，控制中心2先开启出水管道7外表面设置的控制阀二61将加热腔31内部的热水排出使用，完全排出后关闭，然后再开启进水管道6外表面设置的控制阀二61向加热腔31内部加水继续加热，尤其是针对北方冬季取暖的家庭用户，可以选择不同温度的热水进行饮用、洗漱等，从而降低了水源的浪费，实现了锅炉余热的最大化利用；
在使用烟气加热热水时，虽然经过过滤器9对烟气进行过滤，但是仍会有部分灰尘进入加热管5内部，而灰尘长期附着在加热管5的内壁会形成炭黑隔热层，从而降低加热管5的导热效果，通过设置金属弹片52并在其表面设置凸起59，能够在烟气在加热管5内部流动的过程中，不间断的改变其流速与相对的流动方向，从而使金属弹片52在该过程中来回摆动产生振动，而由于金属弹片52与加热管5连接，因此受到振动影响，降低管壁附着大量灰尘的几率且由于加热管5呈30～35度在加热腔31内部向一侧倾斜，因此受到振动影响的灰尘向加热管5的底端移动，便于用户的后期清理，SUS301的钢材质具有良好的弹性，因此在金属弹片52来回摆动的过程中，铲片53受金属弹片52挤压变形沿加热管5内壁移动，从而对其内壁附着力较强的部分灰尘进行铲除，同时错位分布的金属弹片52还能够进一步对通入管道内部的烟气进行阻流，使其增加与管道接触时间，进而充分的热传导。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种锅炉余热利用热水器，包括支撑座(1)、控制中心(2)、水箱(3)、进气管道(4)、出气管道(8)以及加热管(5)，其特征在于：所述水箱(3)设置于支撑座(1)的上端外表面，所述水箱(3)的内部开设有加热腔(31)，所述水箱(3)的外表面与三组加热腔(31)对应的位置设置有进水管道(6)与出水管道(7)，三组所述加热腔(31)的内部均设置有加热管(5)，所述支撑座(1)的下端外表面设置有控制中心(2)；
所述水箱(3)外表面的一侧与位于上方的加热腔(31)对应的位置设置有进气管道(4)，且进气管道(4)的一端延伸至加热腔(31)的内部与加热管(5)的一端固定连接，所述进气管道(4)的外表面设置有控制阀一(41)，与进气管道(4)连接的一组加热管(5)远离进气管道(4)的一端固定连接有第一连接管(51)，所述第一连接管(51)贯穿至位于其上方的加热腔(31)内部并与其对应的一组加热管(5)固定连接，与位于中部的加热腔(31)对应的加热管(5)远离第一连接管(51)的一端固定连接有第二连接管(58)，且第二连接管(58)的一端底端贯穿至最上方的加热管(5)固定连接，位于最上方的加热管(5)远离第二连接管(58)对应的加热管(5)远离第二连接管(58)的一端贯穿至水箱(3)的外表面并与出气管道(8)固定连接，所述出气管道(8)与外界烟气回收机构相通，所述进气管道(4)外表面远离加热管(5)的一端设置有过滤器(9)，所述加热管(5)呈蛇形结构分布。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉余热利用热水器，其特征在于：所述水箱(3)的前端外表面与三组所述加热腔(31)对应的位置均设置有用于监测加热腔(31)内部水温的水温监测器(32)，且水温监测器(32)与控制中心(2)之间数据传输，若干组所述进水管道(6)外表面以及出水管道(7)的外表面均设置有控制阀二(61)，若干组所述控制阀二(61)也与控制中心(2)电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种锅炉余热利用热水器，其特征在于：所述加热管(5)的直管处内表面的两侧均设置有金属弹片(52)，且金属弹片(52)呈25`30度向加热管(5)内部风向的排出方向倾斜，所述加热管(5)内表面光滑。
4.根据权利要求3所述的一种锅炉余热利用热水器，其特征在于：所述金属弹片(52)材质为型号为SUS301的钢材质，且金属弹片(52)的外表面设置有若干组凸起(59)，所述金属弹片(52)的一侧外表面设置有铲片(53)，且铲片(53)与金属弹片(52)为一体式结构，位于加热管(5)内表面两侧的金属弹片(52)交错分布。
5.根据权利要求3所述的一种锅炉余热利用热水器，其特征在于：所述加热管(5)与加热腔(31)一一对应并固定连接，且加热管(5)内表面呈凹型处开设有清理孔(54)，所述清理孔(54)的内部设置有密封块(55)，与同一组加热管(5)对应的清理孔(54)均位于一侧，若干组所述密封块(55)之间固定连接有连接板(56)，且连接板(56)的一侧外表面位于两组密封块(55)之间开设有螺纹孔，螺纹孔的内部螺纹连接有螺栓(57)，所述连接板(56)通过螺栓(57)与水箱(3)连接。
6.根据权利要求5所述的一种锅炉余热利用热水器，其特征在于：若干组所述加热管(5)均呈30～35度在加热腔(31)内部向一侧倾斜，相邻两组所述加热管(5)呈V字形分布，位于最下方的加热管(5)向进气管道(4)方向倾斜，与同一组加热管(5)对应的连接板(56)设置于靠近加热管(5)底端的一侧。
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