CN214307598U - 一种等离子体加热锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种等离子体加热锅炉，涉及锅炉技术领域，解决了锅炉燃烧对环境污染的技术问题。该等离子体加热锅炉包括锅炉本体、从上向下依次设置的汇流室、水域室和加热室，汇流室顶部设置有排气口；水域室内设置有分别与加热室和汇流室连通的导热管；加热室内设置有等离子发生器；加热室为圆锥体结构，位于锅炉本体中部；水域室内相对的两侧底部分别设置有进水口和出水口；室内设置的竖直向上的导热管，连通加热室和汇流室；还包括换热组件，换热组件的热源入口与排气口管路连通，热源出口与外界环境管路连接；换热组件的冷源入口与供水源管路连接，冷源出口与进水口管路连接。本实用新型无三废排放，对环境无污染、加热效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其是涉及一种等离子体加热锅炉。
背景技术
现有的住宅小区、学校、厂矿企业、宾馆、游泳馆、洗浴中心、农家院等场合供暖以及供热水需求基本都采用锅炉完成，现有的锅炉按照使用燃料不同可分为燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、电锅炉以及生物质锅炉。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
现有的锅炉由于需要燃烧燃料，需要消耗不可再生能源，且锅炉点火或低功率运行时炉体内温度比较低，煤的燃烧不能维持或不能进行完全燃烧，采用燃油或天然气进行助燃，会产生大量的油烟污染，而且此时又不能开启除尘和脱硫、脱硝装置，所以，现有的锅炉燃烧会对环境产生大量污染，如何能设计一种清洁、无尘、对环境无污染的锅炉是需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种以电代煤高效、清洁的供热装置，以解决现有技术中存在的锅炉燃烧对环境污染的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
本实用新型提供的一种等离子体加热锅炉，包括锅炉本体，所述锅炉本体内从上向下依次设置有汇流室、水域室和加热室，所述汇流室顶部设置有排气口；所述水域室内设置有分别与所述加热室和所述汇流室连通的导热管；所述加热室内设置有等离子发生器；所述加热室为圆锥体结构，位于所述锅炉本体中部；所述水域室内相对的两侧底部分别设置有进水口和出水口；所述水域室内设置有竖直向上的导热管，连通加热室和汇流室；还包括换热组件，所述换热组件的热源入口与所述排气口管路连通，热源出口与外界环境管路连接；所述换热组件的冷源入口与供水源管路连接，冷源出口与所述进水口管路连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述加热室上开设有多层过气孔，每层所述过气孔沿所述加热室圆周方向整圈设置，相邻两层所述过气孔正对或错位设置，所述导热管与所述过气孔焊接。
作为本实用新型的进一步改进，所述导热管包括弧形段和直段，所述直段竖直设置在所述水域室内，所述弧形段与直段的夹角为90度。
作为本实用新型的进一步改进，所述导热管内腔中设置有螺旋形导气板。
作为本实用新型的进一步改进，所述换热组件包括换热箱、螺旋盘绕在所述换热箱内的翅片形换热管，所述翅片形换热管一端与所述排气口连接，另一端与外界环境连接；所述换热箱上设置有进口和出口，所述进口与锅炉补水系统连接；所述出口与所述进水口连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述锅炉本体为立式圆柱体形结构，所述锅炉本体底部的底板上开设有法兰口，所述等离子发生器自所述法兰口伸入到所述加热室内，且所述等离子发生器与所述法兰口之间设置有绝缘套管。
作为本实用新型的进一步改进，所述汇流室为锥台形结构，且所述汇流室内壁上设置有隔热衬层。
作为本实用新型的进一步改进，所述等离子体加热锅炉还包括支架，所述支架设置在所述锅炉本体底部，炉壁设置有隔热保温层。
作为本实用新型的进一步改进，所述锅炉本体外部分别设置有显示炉温、水温和水位的仪表。
作为本实用新型的进一步改进，所有的所述导热管以所述加热室为中心呈镜像对称设置。
本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：
本实用新型提供的等离子体加热锅炉，通过采用压缩空气为介质的等离子体作为热源，代替燃煤、煤气、燃油，具有无三废排放、对环境无污染的特点；通过将加热室设置圆锥形结构，减少等离子体发生器产生的热量在加热室内的扩散，减少加热室体积，增加水域室体积，提高水域换热效果；通过将进出水口相对设置，且分别位于锅炉相对侧的底部，并在进水口里侧设置竖直向上的导热管，能使冷水进入到水浴域室内后经充分加热后从出水口流出；通过设置换热组件，将排气口排出的高温气体进行热量回收后送入锅炉，以减少锅炉加热压力，降低能耗；通过将所有的导热管设置成竖直状态，既有利于气体的流动，也避免了导热管缠绕交错而造成的对水域室内水流阻挡，通过在导热管内设置导气板，以增加气体在导热管内的停留时间，提高换热效率；通过在汇流室内设置隔热衬层，避免热量经汇流室侧壁传导扩散，尽可能的将排出气体的热量经换热组件进行回收利用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型等离子体加热锅炉的结构示意图。
图中1、等离子发生器；2、导流管；3、换热组件；4、过气孔；5、绝缘套管；6、进水口；7、出水口；8、螺旋形导气板；10、锅炉本体；11、加热室；12、上封板；13、汇流室；14、导热管；15、水域室；16、水位计；17、排气口；18、支架。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
如图1所示，本实用新型提供了一种等离子体加热锅炉，包括锅炉本体10，锅炉本体10内从上向下依次设置有汇流室13、水域室15和加热室11，汇流室13顶部设置有排气口17；水域室15内设置有分别与加热室11和汇流室13连通的导热管14；加热室11内设置有等离子发生器1；加热室11为圆锥体结构，位于锅炉本体10中部；水域室15内相对的两侧底部分别设置有进水口6和出水口7；水域室15内设置有竖直向上的导流管2；还包括换热组件3，换热组件3的热源入口与排气口17管路连通，热源出口与外界环境管路连接；换热组件3的冷源入口与供水源管路连接，冷源出口与进水口6管路连接。
本实用新型提供的等离子体加热锅炉，通过采用压缩空气为介质的等离子体作为热源，代替燃煤、煤气、燃油，具有无三废排放、对环境无污染的特点；通过将加热室设置有圆锥形结构，减少等离子体发生器产生的热量在加热室内的扩散，减少热量损失，减少加热室体积，增加水浴室体积，提高水域换热效果，减小锅炉体积；通过将进出水口相对设置，且分别位于锅炉相对侧的底部，并在进水口设置竖直向上的导流管，能使冷水进入到水浴室内后经充分加热后从出水口流出；通过设置换热组件，将排气口排出的高温气体进行热量回收后送入锅炉，以减少锅炉加热压力，降低能耗。
等离子发生器包括外壳、设置在外壳内并依次连接的前电极、绝缘部件和后电极以及与绝缘部件连接的进气嘴，外壳内还设置有与前电极和后电极均连通的冷却水套用以对电极进行冷却。为了提高外壳寿命，外壳采用不锈钢材料制成。前电极和后电极采用紫铜或钨合金制成。
作为本实用新型的一种可选实施方式，加热室11上开设有多层过气孔4，每层过气孔4沿加热室11圆周方向整圈设置，相邻两层过气孔4正对或错位设置，导热管14与过气孔4连接。
进一步的，导热管14包括弧形段和直段，直段竖直设置在水域室15内，弧形段与直段夹角为90度。更进一步的，位于加热室11上部的导热管14其弧形段长度短，位于加热室11下部的导热管14的弧形段长度长，由此，使得，上下两层过气孔4上连接的导热管14呈花瓣形依次由内向外设置，不会发生干涉和交错的情况，有利于被加热的水在水域中自然循环，均匀加热。
为了提高换热效率，提高换热效果，导热管14内腔中设置有螺旋形导气板8。在此需要说明的是，螺旋形导气板8的螺旋升角较大，以避免形成气流死角或形成气流阻滞。
作为本实用新型的一种可选实施方式，换热组件3包括换热箱、螺旋盘绕在换热箱内的翅片形换热管，翅片形换热管一端与排气口17连接，另一端与外界环境连接；换热箱上设置有进口和出口，进口与锅炉补水系统连接；出口与进水口6连接。
进一步的，锅炉本体10为立式圆柱体形结构，锅炉本体10底部的底板上开设有法兰口，等离子发生器1自法兰口伸入到加热室11内，且等离子发生器1与法兰口之间设置有绝缘套管5。
进一步的，汇流室13为锥台形结构，且汇流室13内壁上设置有隔热衬层。隔热衬层可采用隔热耐火砖制成。
等离子体加热锅炉还包括支架18，支架18设置在锅炉本体10底部，炉壁设置有隔热保温层。
具体的，锅炉本体10外部分别设置有显示炉温、水温和水位的仪表。如：水位计16、温度计。
具体的，所有的导热管14以加热室11为中心呈镜像对称设置。
为了保证系统正常运行，等离子体加热锅炉还包括三套独立的水系统，分别为供暖热水系统、电极冷却水系统和锅炉补水系统。热水出口和热水回口均与供暖热水系统连接；锅炉补水系统与补水口连通，电极冷却水系统分别与锅炉补水系统中的补水箱和等离子发生器中的冷却水套连接。
三个独立的水系统中，供暖热水系统包括依次连接的热水箱、供热泵和供热管网，热水出口与热水箱连接，热水回口与供热管网连接。供热管网位于用户端为用户提供供暖或热水，当锅炉内水域室15内的水加热达到预期水温后，流入热水箱保温、储存待用，需要使用时从热水箱通过供热泵抽入到热水管网内供用户使用热水或供热，用户的回水通过管路回流到水域室15内被再次加热并依次循环使用。
锅炉补水系统包括补水箱，补水箱的补水口和供水源分别与换热组件3相连。
电极冷却水系统包括依次连接的换热泵、换热器、冷却水箱、冷却水泵，还包括回水管和进水管，回水管一端与换热器连接，另一端与前电极和后电极连接，进水管一端与冷却水泵连接，另一端与前电极和后电极的冷却水套连接，换热泵与补水箱连接。
通过将所有的导热管设置成竖直状态，既有利于气体的流动，也避免了导热管缠绕交错而造成的对水域室内水流阻挡，通过在导热管内设置导气板，以增加气体在导热管内的停留时间，提高换热效率；通过在汇流室内设置隔热衬层，避免热量经汇流室侧壁传导扩散，尽可能的将排出气体的热量经换热组件进行回收利用。
为了防止锅炉热量散失，锅炉本体10外侧设置有保温层。绝缘套管5和绝缘部件均采用耐高温材料制成。绝缘套管5和绝缘部件均采用陶瓷或云母材料制成。
具体各部分结构特点：
等离子发生器：由前电极、后电机及绝缘部件组成，外壳为不锈钢材料，绝缘部件将两电极绝缘开，压缩空气从绝缘部件中引入。
锅炉结构：采用立式锅炉，整体为圆柱形，底部为加热室11，加热室11底部为底板，水域室15顶部为上封板，上封板与加热室11之间为水域室15，顶部锥台形空间为汇流室13，锥顶连接排气口17，排气口17上连接排气管，烟气从此排出进入到换热组件3中。
加热部分：加热室11位于炉底中心位置，呈圆锥体形为空心圆锥腔，加热室11底部的底板上开设有法兰孔，等离子发生器从法兰孔伸入到炉内，加热室11圆周分层开过气孔4，水域室15内均匀分布竖直设置的导热管14，导热管14下部为弧形段与各个过气孔4连接，上部与上封板12相连，管口高于上封板12，上下管口均密闭焊接。
具体工作过程:
当锅炉注水达标之后(通过水位计16可见)，关闭所有进出水阀门，等离子系统准备启动，开启冷却水泵，压缩空气供给，电源接通。
电参数均调节好后，高频点燃等离子发生器，高温热气充满加热室11，并从加热室11的过气孔流入到导热管14内在螺旋形导气板8作用下螺旋上升，导热管14被加热后与水域室15内的水进行换热，最后水域室15内的水被加热，导热管14内的气体从排气口17排出进入到换热组件3内进行换热后排出，供水源提供的补给水经换热组件3换热升温后送入到水域室15内被加热后流出供用户使用。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种等离子体加热锅炉，其特征在于：包括锅炉本体，所述锅炉本体内从上向下依次设置有汇流室、水域室和加热室，所述汇流室顶部设置有排气口；所述水域室内设置有分别与所述加热室和所述汇流室连通的导热管；所述加热室内设置有等离子发生器；所述加热室为圆锥体结构，位于所述锅炉本体中部；所述水域室内相对的两侧底部分别设置有进水口和出水口；所述水域室内设置有竖直向上的导热管，连通加热室和汇流室；还包括换热组件，所述换热组件的热源入口与所述排气口管路连通，热源出口与外界环境管路连接；所述换热组件的冷源入口与供水源管路连接，冷源出口与所述进水口管路连接。
2.根据权利要求1所述的等离子体加热锅炉，其特征在于：所述加热室上开设有多层过气孔，每层所述过气孔沿所述加热室圆周方向整圈设置，相邻两层所述过气孔正对或错位设置，所述导热管与所述过气孔焊接。
3.根据权利要求2所述的等离子体加热锅炉，其特征在于：所述导热管包括弧形段和直段，所述直段竖直设置在所述水域室内，所述弧形段与直段夹角为90度。
4.根据权利要求1所述的等离子体加热锅炉，其特征在于：所述导热管内腔中设置有螺旋形导气板。
5.根据权利要求1所述的等离子体加热锅炉，其特征在于：所述换热组件包括换热箱、螺旋盘绕在所述换热箱内的翅片形换热管，所述翅片形换热管一端与所述排气口连接，另一端与外界环境连接；所述换热箱上设置有进口和出口，所述进口与锅炉补水系统连接；所述出口与所述进水口连接。
6.根据权利要求1所述的等离子体加热锅炉，其特征在于：所述锅炉本体为立式圆锥柱形结构，所述锅炉本体底部的底板上开设有法兰口，所述等离子发生器自所述法兰口伸入到所述加热室内，且所述等离子发生器与所述法兰口之间设置有绝缘套管。
7.根据权利要求1所述的等离子体加热锅炉，其特征在于：所述汇流室为锥台形结构，且所述汇流室内壁上设置有隔热衬层。
8.根据权利要求1所述的等离子体加热锅炉，其特征在于：所述等离子体加热锅炉还包括支架，所述支架设置在所述锅炉本体底部，炉壁设置有隔热保温层。
9.根据权利要求1所述的等离子体加热锅炉，其特征在于：所述锅炉本体外部分别设置有显示炉温、水温和水位的仪表。
10.根据权利要求3所述的等离子体加热锅炉，其特征在于：所有的所述导热管以所述加热室为中心呈镜像对称设置。
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Cited By (1)
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2021
- 2021-02-09 CN CN202120365872.3U patent/CN214307598U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
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