CN211822343U - 一种高效节能生物质锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高效节能生物质锅炉，涉及生物质材料燃烧采暖设备的技术领域，其包括外壳，外壳内设置有燃烧室、料仓、进料机构与热交换机构，外壳的外周面上设置有排烟道；热交换机构包括多级热交换器、进水管与出水管，每级热交换器均包括多根排烟管，外壳内设置有热交换腔，进水管与出水管均与热交换腔连通，进水管与出水管远离热交换腔的一端与供热系统连通，排烟管穿过热交换腔，多级热交换器在热交换腔内呈蛇形布置，多级热交换器之间的排烟管通过弯管连通，远离燃烧室的热交换器中的所有排烟管均与排烟道连通。本实用新型能够提高生物质燃料燃烧后的热利用率，节约了能源，并且提高燃烧效率。

Description

一种高效节能生物质锅炉

技术领域

本实用新型涉及生物质材料燃烧采暖设备的技术领域，尤其是涉及一种高效节能生物质锅炉。

背景技术

生物质锅炉是锅炉的一个种类，以生物质能源做为燃料的锅炉叫生物质锅炉，分为生物质蒸汽锅炉、生物质热水锅炉、生物质热风炉、生物质导热油炉、立式生物质锅炉、卧式生物质锅炉等。由于电力、天然气供应和燃气管道的限制，无法将我国的燃煤锅炉全部改为电锅炉或燃气锅炉，而生物质锅炉的价格低及运行成本低更容易使用户接受并得以推广，正好填补了这项空白。

目前，公告日为2017年12月08日，公开号为CN107448981A的中国发明专利提出了一种环保型生物质供热采暖炉，包括炉体、储料仓、进料机构、水管、烟道、供氧机构和控制器，所述炉体内设置有燃烧室和灰室，所述灰室位于所述燃烧室下方，所述储料仓位于炉体上部，并通过所述进料机构与所述燃烧室连接，所述燃烧室与供氧机构、烟道连通，所述水管贯穿所述燃烧室。

在生物质供热采暖炉工作时，燃烧室燃烧生物质燃料，水管将未加热的冷水通入燃烧室，并使冷水在燃烧室内加热，水管内的水不断循环，将加热的水从燃烧室内的管道内排出并供应到供暖回路内进行供暖，供暖回路内的热水经过放热后变成冷水后，再流入燃烧室内的水管内再次加热，如此循环。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于水管设置在了燃烧室内，因此水管内的水只能和燃烧室内的热气进行热交换，而生物质材料燃烧后形成的烟气内仍有大量余热，烟气内的余热直接排放到大气中，造成了资源的浪费。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种高效节能生物质锅炉，能够吸收烟气内的余热，节约能源。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高效节能生物质锅炉，包括外壳，外壳内设置有燃烧室、料仓、进料机构与热交换机构，外壳的外周面上设置有排烟道，进料机构包括驱动电机与螺旋杆，螺旋杆连通料仓与燃烧室，驱动电机与外壳固定连接，且驱动电机的输出轴与螺旋杆同轴固定连接，螺旋杆连通燃烧室和料仓；热交换机构包括多级热交换器、进水管与出水管，每级热交换器均包括多根排烟管，排烟管的一端与燃烧室连通，排烟管的另一端能与烟道连通，外壳内设置有热交换腔，进水管与出水管均与热交换腔连通，进水管与出水管远离热交换腔的一端与供热系统连通，排烟管穿过热交换腔，多级热交换器在热交换腔内呈蛇形布置，多级热交换器之间的排烟管通过弯管连通。

通过采用上述技术方案，冷水经过进水管进入热交换腔内，烟气从燃烧室内进入排烟管内，此时排烟管内烟气的热量被热交换腔内的冷水吸收，进而提高了生物质燃料燃烧后的热利用率，节约了能源；多级热交换器在热交换腔内呈蛇形排布，增加了烟气在排烟管内的流通时间，进而增加了烟气与冷水之间热交换的时间，提高了热交换的效率；排烟管设置呈多根，增大了排烟管与冷水的接触面积，进一步的提高了热交换效率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：进水管设置在热交换腔靠近排烟道的一端，出水管设置在热交换腔靠近燃烧室的一端。

通过采用上述技术方案，由于靠近排烟道一端的排烟管内烟气的温度低于靠近燃烧室一端的排烟管内烟气的温度，将进水管设置在热交换腔靠近排烟道的一端，出水管设置在热交换腔靠近燃烧室的一端，便于将热交换腔内的冷水逐级加热，便于提高烟气与冷水之间的热交换率，进而节约了能源。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：热交换机构还包括多个导流板，导流板固定连接在外壳的内周面上，且多个导流板与多个热交换器呈间隔设置，导流板将热交换腔间隔为蛇形。

通过采用上述技术方案，在导流板的导向下，从进水管进入热交换腔内的冷水沿与烟气流通方向相反的方向在热交换腔内流通，进一步便于冷水在热交换腔内逐级加热，进而提高烟气与冷水之间的热交换率，节约了能源。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：每级热交换器的排烟管均匀叠放设置。

通过采用上述技术方案，在部影响排烟管与冷水之前的热交换率的情况下，减小了热交换腔与外界空气的接触面积，进而降低了热交换腔内已被加热的水与外界空气的热交换率，降低了热散失率，进而节约了能源。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：热交换机构还包括多个隔热板，隔热板与外壳固定连接，且隔热板设置在排烟管长度方向的两端，使热交换腔与外壳之间形成隔热腔，弯管设置在隔热腔内。

通过采用上述技术方案，由于空气与排烟管内烟气的热交换率低于水与排烟管内烟气的热交换率，因此隔热腔内的空气通过弯管与烟气进行热交换，使隔热腔内的温度高于大气温度同时低于热交换腔内的温度，热交换腔内的热量需穿过隔热腔才能传导到大气中，进一步的降低了热交换腔内的热散失率，节约了能源。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：热交换机构还包括引风机，引风机固定设置在排烟道内。

通过采用上述技术方案，烟气在排烟管内流通时，由引风机给烟气提供吸力，便于烟气在排烟管内流动；同时引风机能够加快烟气在烟管内的流速，使烟灰不易堆集在排烟管内进而堵塞排烟管，提高了生物质锅炉的可靠性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：隔热腔内填充有隔热棉。

通过采用上述技术方案，进一步降低热交换腔与外界空气之间的热交换率，节约了能源；同时可以降低外壳的温度，进而降低了操作人员触摸外壳时被烫伤的概率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：排烟道内还设置有温度传感器，外壳的外周面上设置有数码显示板，温度传感器与数码显示板电连接。

通过采用上述技术方案，温度传感器检测到排烟道内的温度后，将该温度值由数码显示板显示，以便于操作人员了解排烟道内烟气的温度，进而判断下一步给燃烧室进料的速度。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：温度传感器还与驱动电机电连接。

通过采用上述技术方案，当排烟道内的温度高于一定温度时，温度传感器控制驱动电机降低转速，降低螺旋杆给燃烧室的供料速度，以提高烟气与冷水的热交换率，节约能源；当排烟道内的温度高于一定温度时，温度传感器控制驱动电机提高转速，加快螺旋杆给燃烧室的供料速度，以确保热水的供应。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：温度传感器还与引风机电连接。

通过采用上述技术方案，当排烟道内的温度高于一定温度时，温度传感器控制引风机降低转速，进而降低烟气在排烟管内的流通速度，以提高烟气与冷水的热交换效率，节约资源；当排烟道内的温度高于一定温度时，温度传感器控制引风机提高转速，进而使燃烧室内的生物质燃料燃烧的更剧烈，提高燃烧效率，以确保热水的供应。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过热交换机构的设置，提高了生物质燃料燃烧后的热利用率，节约了能源；多级热交换器在热交换腔内呈蛇形排布，增加了烟气在排烟管内的流通时间，进而增加了烟气与冷水之间热交换的时间，提高了热交换的效率；排烟管设置呈多根，增大了排烟管与冷水的接触面积，进一步的提高了热交换效率。

2.通过导流板的设置，在导流板的导向下，从进水管进入热交换腔内的冷水沿与烟气流通方向相反的方向在热交换腔内流通，进一步便于冷水在热交换腔内逐级加热，进而提高烟气与冷水之间的热交换率，节约了能源。

3.通过隔热腔的设置，隔热腔内的空气通过弯管与烟气进行热交换，使隔热腔内的温度高于大气温度同时低于热交换腔内的温度，热交换腔内的热量需穿过隔热腔才能传导到大气中，进一步的降低了热交换腔内的热散失率，节约了能源。

4.通过温度传感器的设置，并使热传感器与数码显示板、驱动电机和引风机电连接，便于操作人员掌握排烟道内烟气的温度，同时能够根据排烟道烟气内的温度控制排烟道内烟气的流动速度和燃烧室内燃烧的速度，进而提高热交换率，同时提高燃烧效率。

附图说明

图1为实施例一的其中一个视角的剖视示意图；

图2为实施例一的另一个视角的剖视示意图；

图3为实施例二的整体结构示意图。

附图标记：1、外壳；11、燃烧室；12、料仓；13、进料机构；131、驱动电机；132、螺旋杆；133、挡料板；14、排烟道；15、热交换腔；16、温度传感器；17、数码显示板；2、热交换机构；21、热交换器；211、排烟管；22、进水管；23、出水管；24、弯管；25、导流板；26、隔热板；27、隔热腔；28、引风机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

参照图1，本实施例提出了一种高效节能生物质锅炉，包括外壳1，外壳1内设置有燃烧室11、料仓12、进料机构13与热交换机构2。

进料机构13包括驱动电机131、螺旋杆132与挡料板133，驱动电机131通过螺栓固定连接在外壳1的内周面上，挡料板133呈一角度焊接在外壳1的内周面上，驱动电机131设置在挡料板133与外壳1之间。螺旋杆132与驱动电机131的输出轴同轴键连接，且螺旋杆132穿过挡料板133，料仓12通过螺旋杆132与燃烧室11连通。

参照图1及图2，外壳1的外周面上还焊接有排烟道14。热交换机构2包括多级热交换器21、进水管22与出水管23，每级热交换器21均包括多根排烟管211。本实施例中热交换器21设置为四级，每级热交换器21中均包括四根排烟管211。四级热交换器21依次连通，第一级热交换器21与燃烧室11连通，第四级热交换器21与排烟道14连通。

每级热交换器21中的四根排烟管211均呈田字形叠放，第一级热交换器21中的四根排烟管211均与燃烧室11连通，第四级热交换器21中的四根排烟管211均与排烟道14连通。相邻的两级热交换器21内的排烟管211通过弯管24一一对应连通。

外壳1内设置有热交换腔15，排烟管211均设置在热交换腔15内，多级热交换器21在热交换腔15内呈蛇形布置。进水管22与出水管23均与热交换腔15连通，进水管22设置在热交换腔15靠近排烟道14的一端，出水管23设置在热交换腔15靠近燃烧室11的一端。进水管22与出水管23远离热交换腔15的一端与供热系统连通。

热交换机构2还包括多个导流板25，导流板25焊接在外壳1的内周面上。导流板25与排烟管211平行，且多个导流板25与多个热交换器21呈间隔设置，导流板25将热交换腔15间隔为蛇形。

热交换机构2还包括多个隔热板26，隔热板26焊接在外壳1的内周面上。隔热板26与排烟管211垂直，且隔热板26设置在排烟管211长度方向的两端。热交换腔15与外壳1之间形成隔热腔27，弯管24设置在隔热腔27内，排烟管211穿过隔热板26与弯管24连通。

热交换机构2还包括引风机28，引风机28串联在排烟道14内。

本实施例的实施原理为：

燃烧室11燃烧生物质材料后生成的烟气进入第一级热交换器21内的排烟管211内，四根排烟管211呈田字形叠放设置，在不增加空间占用的前提下增大了排烟管211与热交换腔15的接触面积，便于将烟气内的热量传递至热交换腔15内的冷水中；而且四根排烟管211呈田字形叠放设置，可以减小热交换腔15的表面积，以减少被加热的水的热量的散失；四级热交换器21在热交换腔15内呈蛇形排布，且导流板25将热交换腔15分隔呈蛇形，进水管22连通在热交换腔15远离燃烧室11的一端，出水管23连通在热交换腔15靠近燃烧室11的一端，冷水从进水管22中进入热交换腔15后，沿烟气流通方向的反方向流动，逐级吸收烟气内的热量，提高了加热效率。

实施例二：

参照图3，本实施例提出了一种高效节能生物质锅炉，与实施例一的区别在于，还包括温度传感器16，温度传感器16通过螺钉固定连接在排烟道14的内周面上。外壳1的外周面上还通过螺钉固定连接有数码显示板17，温度传感器16与数码显示板17电连接。温度传感器16还与引风机28电连接。

参照图1及图3，温度传感器16还需驱动电机131电连接。

参照图1及图2，隔热腔27内填充有隔热棉，隔热棉可由玻璃纤维制成。

本实施例的实施原理为：

烟气从排烟道14排放到大气中时，温度传感器16便会实时监测烟气的温度，并将该温度值传递到数码显示板17上显示，以便于操作人员监控烟气的温度；并且在烟气高于一定温度时，温度传感器16控制驱动电机131，降低驱动电机131的转速，进而降低燃烧室11内进料的速度，减缓加热，同时温度传感器16控制引风机28降低转速，进而降低烟气在排烟管211内的流通速度，以提高烟气与冷水的热交换效率，以节约能源；当烟气低于一定温度时，温度传感器16控制驱动电机131，提高驱动电机131的转速，进而加快燃烧室11内进料的速度，同时温度传感器16控制引风机28提高转速，进而加快烟气在排烟管211内的流通速度，使燃烧室11内的生物质燃料燃烧的更剧烈，提高燃烧效率，同时确保热水的供应；隔热棉的设置减小了热交换腔15内被加热的水的散热速率，降低了外壳1的温度，进而使数码显示板17不易被高温影响，同时降低了能耗。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效节能生物质锅炉，包括外壳（1），外壳（1）内设置有燃烧室（11）、料仓（12）、进料机构（13）与热交换机构（2），外壳（1）的外周面上设置有排烟道（14），其特征在于，进料机构（13）包括驱动电机（131）与螺旋杆（132），螺旋杆（132）连通料仓（12）与燃烧室（11），驱动电机（131）与外壳（1）固定连接，且驱动电机（131）的输出轴与螺旋杆（132）同轴固定连接，螺旋杆（132）连通燃烧室（11）和料仓（12）；热交换机构（2）包括多级热交换器（21）、进水管（22）与出水管（23），每级热交换器（21）均包括多根排烟管（211），排烟管（211）的一端与燃烧室（11）连通，排烟管（211）的另一端能与烟道连通，外壳（1）内设置有热交换腔（15），进水管（22）与出水管（23）均与热交换腔（15）连通，进水管（22）与出水管（23）远离热交换腔（15）的一端与供热系统连通，排烟管（211）穿过热交换腔（15），多级热交换器（21）在热交换腔（15）内呈蛇形布置，多级热交换器（21）之间的排烟管（211）通过弯管（24）连通。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能生物质锅炉，其特征在于：所述进水管（22）设置在热交换腔（15）靠近排烟道（14）的一端，出水管（23）设置在热交换腔（15）靠近燃烧室（11）的一端。

3.根据权利要求2所述的一种高效节能生物质锅炉，其特征在于：所述热交换机构（2）还包括多个导流板（25），导流板（25）固定连接在外壳（1）的内周面上，且多个导流板（25）与多个热交换器（21）呈间隔设置，导流板（25）将热交换腔（15）间隔为蛇形。

4.根据权利要求3所述的一种高效节能生物质锅炉，其特征在于：所述每级热交换器（21）的排烟管（211）均匀叠放设置。

5.根据权利要求1-4中任意一条所述的一种高效节能生物质锅炉，其特征在于：所述热交换机构（2）还包括多个隔热板（26），隔热板（26）与外壳（1）固定连接，且隔热板（26）设置在排烟管（211）长度方向的两端，使热交换腔（15）与外壳（1）之间形成隔热腔（27），弯管（24）设置在隔热腔（27）内。

6.根据权利要求5所述的一种高效节能生物质锅炉，其特征在于：所述热交换机构（2）还包括引风机（28），引风机（28）固定设置在排烟道（14）内。

7.根据权利要求6所述的一种高效节能生物质锅炉，其特征在于：所述隔热腔（27）内填充有隔热棉。

8.根据权利要求6所述的一种高效节能生物质锅炉，其特征在于：所述排烟道（14）内还设置有温度传感器（16），外壳（1）的外周面上设置有数码显示板（17），温度传感器（16）与数码显示板（17）电连接。

9.根据权利要求8所述的一种高效节能生物质锅炉，其特征在于：所述温度传感器（16）还与驱动电机（131）电连接。

10.根据权利要求8所述的一种高效节能生物质锅炉，其特征在于：所述温度传感器（16）还与引风机（28）电连接。

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