CN2202265Y - 消烟排污多功能热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于家庭和单位采暖、炊 事和生活用热水的消烟排污多功能热交换器，属于热 管技术。它是由燃煤炉、锅筒、蝶式多体、自动循环水 箱、贮水箱、水泵和水暖散热器等主要部件，通过供水 和回水管道联接组成小面积采暖、炊事和生活用热水 的自动循环热交换器及大面积采暖、消烟排污的强迫 循环热交换器。该种热交换器结构合理、制作简单、 热效率高、使用方便、易于维护，且能消烟排污保护环 境卫生，造价低，售价廉，特别适合于乡镇企业厂家生 产。

Description

本实用新型涉及一种热交换器，特别适用于家庭或单位的采暖、炊事和生活用热水的消烟排污多功能热交换器，属于热管技术。

目前，广大农村和城镇居民生活居住条件有了很大改善，普遍需要一种方便、卫生、适用的多种功能的热交换器。近年来，已有多种家用采暖、        炊事炉相继出现，有的已申请专利。    如申请号为89220009.X的《大面积热管采暖系统》和申请号为9110320.5的《分离式热管采暖系统成套技术》两项专利技术，它是由加热炉、热管加热器、热管散热器等主要部件组成。该技术的特点是气暖加热快、温度高，但结构复杂，制作麻烦，难于维护，造价高，售价贵，且缺少消烟除尘设施，从加热炉出来的烟尘对周围环境存在有污染问题。

本实用新型的目的是制作一种体积小，占地少，热效率高，造价低，易于维护，价格便宜，且可与各种常用燃煤炉配套使用的消烟排污多功能热交换器，从而达到节能和保护环境的目的。

本实用新型是这样实现的：该热交换器是由燃煤炉、锅筒、蝶式多体、自动循环水箱、贮水箱、水泵和水暖散热器等主要部件组成。本实用新型的特征在于若使用小面积采暖、炊事和家庭生活用热水时，可采用由家庭常用带拐脖的小燃煤炉、锅筒、自动循环水箱、贮水箱和水暖散热器，通过供水管道和回水管道联接组成小面积采暖、炊事和生活用热水自动循环热交换器；若仅仅是为了大面积采暖，可采用由直筒式燃煤炉、锅筒、蝶式多体、水泵、回水贮槽和水暖散热器，通过供水管道和回水管道联接组成大面积采暖消烟排污强迫循环热交换器。

锅筒是热管交换的主体部件，为圆筒体，其下部由内锅筒和外锅筒形成环形水套，在水套的一侧连通一水套拐脖，内锅筒内壁空间为烟腔，外锅筒上部为自然通风室，在烟腔和自然通风室之间设有若干个烟筒焊接于上、下管板上，在自然通风室的顶部中央和一侧分别开有自然通风烟囱和强迫通风烟道，且分别有烟道闸门控制联通。在外锅筒的上、下两侧设有进出水管和回水管，分别与自动循环水箱、贮水箱、蝶式多体及水暖散热器连通。由燃煤炉燃烧产生的炉火和高温烟气由烟腔流入各条烟管，通过热交换器来加热环形水套和锅筒内的锅水，烟气经自然通风室、自然通风烟囱排入大气，或经自然通风室、强迫通风烟道、强迫通风室流入蝶式多体烟管，最后由强迫通风烟囱排入大气。从锅筒高温热水出口管流出的热水，送往自动循环水箱，水暖散热器或贮水箱，低温回水由回水管返回锅筒或蝶式多体。为观察锅筒内的压力和水位情况，在锅筒上部装有压力表、安全阀和反射式水表。

蝶式多体是进一步利用烟气余热的消烟排污装置，它可制成圆筒体，也可制成正方体或长方体。该装置是由若干个烟管垂直穿过若干片相互平行带有通水孔的蝶体密封焊接，烟管上、下端分别焊有管板，外围再焊有一个圆形、正方形或长方形外壳。上管板上方为强迫通风室，在强迫通风室顶部中央开有一强迫通风烟道与锅筒的自然通风室由烟道闸门控制联通；下管板下方为排污箱，在排污箱一侧中上部开有强迫通风烟囱，另一侧下部开有排污阀。在蝶式多体上下端两侧开有进、出水管，分别与锅筒和回水贮槽连通。燃煤炉燃烧产生的烟气，经锅筒自然通风室、强迫通风烟道、强迫通风室流入蝶式多体烟管，从上向下与蝶体上的水流方向正好相反，水流是由水泵压力从蝶式多体下部通过蝶体的通水孔曲折逐级向上流动，由烟气的低温区流向高温区，烟气在烟管内温度急剧下降，形成了烟气与水流的大温差，此时烟管内壁上不断产生烟尘冷凝水，顺烟管落入排污箱内。水流吸收烟管的余热，予热后送往锅筒继续进行热交换。

自动循环水箱是小面积采暖水流自动循环的动力装置，它是在一个圆形外水箱内中部有一圆隔板，隔板一侧开有一圆孔连通焊有一保温管，在隔板下方中央装有一筒形内水箱，上盖焊接封闭，下周边为锯齿形点焊在外水箱底板上，在底板中心位置开有一进水管，与锅筒的高温出水管连通，在内外水箱之间的底板上开有一出水管，与小面积采暖的水暖散热器连通，在外水箱顶部有一水箱盖，打开盖即可向水箱内直接加水。隔板和内水箱盖上小气压孔均与大气连通。

锅筒内的锅水通过燃煤炉产生的火焰及烟气热交换加热后，水温升高，由出水管进入自动循环内水箱，内水箱内的水很快被加热后，与隔板下方外水箱的水产生温差，这样在锅筒出水管和小面积采暖送水管两端产生了对流压强，热水不断地由高温热水管送往内水箱，再向内水箱下周边锯齿空隙流向隔板下方，通过出水管送往水暖散热器，从水暖散热器流出的低温回水返回锅筒，这就形成了水流的自动循环。当回水温度不断升高，炉火长时间的加热交换，锅筒内产生蒸汽，由高温出水管压向内水箱，且将内水箱的水压向外水箱，由保温管导向隔板上方，使隔板上方外水箱的水位和水温稍有上升。当炉火减弱后，水位随即下降。

贮水箱是一个正方或长方形箱体，在箱体的一侧上部开有热水进口管，由水阀控制与锅筒高温出水管连通；另一侧下部开有用水出口管，可供洗澡和生活用热水。

本实用新型由于分别采用了家庭常用拐脖燃煤炉、锅筒与自动循环水箱和直筒式燃煤炉、锅筒、蝶式多体，通过水管阀门和烟道闸门控制，将两条采暖机构系统组合于一体，可根据实际需要，灵活选用。该种热交换器，结构新颖合理，制作加工简单，造价低，售价廉，热效率高，使用方便，易于维护，且能消烟排污，保护环境卫生，特别适用于家庭和单位采暖、炊事和生活用热水。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明：

图1为热交换器的装配示意图；

图2为图1中锅筒A－A剖视图；

图3为图1中蝶式多体B－B剖视图。

如图1所示，消烟排污多功能热交换器是由常用燃煤炉（图中未画出）、锅筒［8］、蝶式多体［2］、自动循环水箱［19］、贮水箱［26］和水泵、水暖散热器（图中未画出）等主要部件组成。各部件的具体结构如下：

锅筒［8］是将内锅筒［32］装在外锅筒［31］下部构成环形水套，在水套的一侧连通水套拐脖［30］，由内锅筒内壁空间的烟腔［33］和外锅筒上部自然通风室［44］之间（即上、下管板［14］、［34］）设有若干个烟筒［35］。在外锅筒的上部（自然通风室以下位置）开有一出水管［45］，可通过水阀［20］、［21］、［23］控制分别与自动循环水箱［19］、贮水箱［26］和水暖散热器连通；在外锅筒的下部水套部位一侧开有一回水管［46］，通过水阀［27］和［28］控制分别与贮水箱［26］和水暖散热器连通；另一侧开有一予热水进口管［37］与蝶式多体［2］连通。在外锅筒上部设有压力表［9］、安全阀［10］和反射式水表［11］，在自然通风室的顶部中央和一侧分别开有自然通风烟囱［12］和强迫通风烟道［6］，且分别在烟囱和烟道入口处开有自然通风烟道闸门［13］和强迫通风烟道闸门［7］，在水套拐脖入口有一封闭盖［29］，在烟腔底部有一封闭盖［36］。

蝶式多体［2］是由若干个烟管［4］垂直穿过若干片相互平行带有通水孔［47］的蝶体［3］密封焊接，烟管［4］上、下端分别焊有上管板［42］和下管板［40］，蝶体可呈圆形、正方形或长方形，在蝶体和烟管焊接体的外围密封焊有一个外壳。上管板［42］上方为强迫通风室［5］，下管板［40］下方为排污箱［41］，在强迫通风室［5］的顶部中央开有一强迫通风烟道［6］与锅筒［8］的自然通风室［44］由烟道闸门［7］控制联通。在排污箱［41］的一侧中上部开有强迫通风烟囱［43］，另一侧下部开有排污阀［38］，在蝶式多体上下端两侧开有出水管［39］和进水管阀［1］，分别与锅筒［8］和水泵及回水贮槽连通。

自动循环水箱［19］是在圆形外水箱内中部有一圆隔板［17］，隔板一边开有一圆孔连通焊有一保温管［15］，在隔板下方中央装有一筒形内水箱［18］，上盖焊接封闭，下周边为锯齿形点焊在外水箱底板上，在底板中心位置开有一进水管，由截止阀［20］控制与锅筒［8］的高温出水管［45］连通，在内外水箱之间的底板上开有一出水管［22］，与小面积采暖水暖散热器连通，在外水箱顶部有一水箱盖［16］。隔板和内水箱上盖均开有一小气压孔。

小面积采暖和炊事用水热交换器是按如下程序操作的：打开水套拐脖封闭盖［29］，扣紧烟腔封闭盖［36］，使水套拐脖［30］与家庭常用燃煤炉拐脖相吻合。打开自动循环水箱截止闭［20］和小面积采暖回水阀［28］，其余各个截止水阀全部关闭。打开自动循环水箱盖［16］，向外水箱内注水，待锅筒和水暖散热器水满后，盖好水箱盖［16］。打开自然通风烟道闸门［13］，关闭强迫通风烟道闸门［6］。点燃煤炉，炉火在炉体上口火膛内被炊事利用后，火焰由水套拐脖［30］进入烟腔［33］，经下管板［34］流进烟管［35］，再进入自然通风室［44］，最后从自然通风烟囱［12］通向大气。火焰与烟气在流动过程中，分别将热能经水套拐脖、内锅筒、上下管板和烟管等，通过管壁热交换加热锅水。锅水加热后由高温出水管［45］进入自动循环水箱［18］，与隔板［17］下方        水箱的水产生一定温差，这样在高温出水管［45］和小面积采暖送水管［22］的两端产生了对流压强，热水不断地由高温出水管送往内水箱，再由内水箱下周边锯齿空隙流向隔板下方，不断送往水暖散热器，低温回水由回水阀［28］、回水管［46］流回锅筒［8］。

当回水温度不断升高，炉火长时间旺盛燃烧时，热交换加强，锅筒上方产生蒸汽，由高温出水管［45］压向内水箱［18］，并进一步将内水箱的水从下周边锯齿空隙压向外水箱，再由保温管［15］导向隔板［17］上方，使水位稍有上升。当炉火减弱时，蒸汽减少，水位随即下降。

同时也可打开贮水箱热水进口阀［23］，将多余蒸汽和热水引入贮水箱［26］，加热贮水箱内的水，可由水阀［25］放出用来洗澡和生活用热水。

大面积采暖用热交换器的操作程序如下：打开烟腔封闭盖［36］，扣紧水套拐脖封闭盖［29］，使烟腔下周边与直筒式燃煤炉出火口相吻合。打开进水管阀［1］，予热水出口阀［39］、进口阀［37］和高温出水阀［23］，其余各个水阀全部关闭。启动水泵从低温回水贮槽（图中未画出）中抽水经进水阀［1］送入蝶式多体［2］中，水流由蝶式多体底部通过蝶体［3］一侧的通水孔［47］逐级交替曲折上升，最后由予热水出口管［39］流出，经予热水进口阀［37］进入锅筒［8］，再由高温出水管［45］经水阀［23］流向大面积水暖散热器。待从水暖散热器回水流入低温回水贮槽时，关闭自然通风烟道闸门［13］，打开强迫通风烟道闸门［6］。点燃炉火，开启鼓风机（图中未画出），火焰由炉膛进入烟腔［33］，经烟管［35］流向自然通风室［44］，经强迫通风烟道［6］进入强迫通风室［5］，再进入蝶式多体烟管［4］，烟气最后经排污箱［41］由强迫通风烟囱［43］排入大气。火焰及烟气在流动过程中，分别将热能经内锅筒，锅筒和蝶式多体的烟管及管板等通过热交换来加热锅水和予热蝶式多体中的水。高温热水由高温出水管［45］经高温水阀［21］送往大面积水暖散热器，低温回水流入回水贮槽，再由水泵抽取压入蝶式多体进行强迫循环予热。从蝶式多体烟管内壁上不断产生的烟尘冷凝水，顺烟管落入排污箱［41］内，定期打开排污阀［38］放出处理。

通过试验检测：当环境温度为32℃，进入蝶式多体的水温为18℃，经过烟气予热交换后，蝶式多体出口水温为42℃，而从强迫通风烟囱排出的烟气温度为28℃，低于环境温度。从排污箱中取污水化验含有硫化物、氰化物、固定碳、焦油等物质，PH值为4～4.5。

Claims (4)

1、一种消烟排污多功能热交换器，它是由燃煤炉、锅筒、蝶式多体、自动循环水箱、贮水箱、水泵和水暖散热器等主要部件组成，其特征在于：

(1)由家庭常用燃煤炉、锅筒[8]、自动循环水箱[19]、贮水箱[26]和水暖散热器，通过供水管道[45]和回水管道[46]联接组成小面积采暖、炊事和生活用自动循环热水热交换器；

(2)由直筒式燃煤炉、锅筒[8]、蝶式多体[2]、水泵、回水贮槽和水暖散热器，通过供水管道和回水管道联接组成大面积采暖消烟排污强迫循环热交换器。

2、根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于所说的锅筒［8］是将内锅筒［32］装在外锅筒［31］下部构成环形水套，在水套的一侧连通一水套拐脖［30］，由内锅筒内壁空间的烟腔［33］和外锅筒上部自然通风室［44］（即上、下管板［14］、［34］）之间设有若干个烟筒［35］，在外锅筒的上部（自然通风室以下位置）开有一出水管［45］，可通过水阀控制分别与自动循环水箱［19］、贮水箱［26］和水暖散热器连通；在外锅筒的下部水套部位一侧开有一回水管［46］，通过水阀控制分别与贮水箱［26］和水暖散热器连通；另一侧开有一予热水进口管［37］与蝶式多体连通；在外锅筒上部设有压力表［9］、安全阀［10］和反射式水表［11］，在自然通风室的顶部中央和一侧分别开有自然通风烟囱［12］和强迫通风烟道［6］，且分别在烟囱和烟道入口处开有自然通风烟道闸门［13］和强迫通风烟道闸门［7］，在水套拐脖入口有一封闭盖［29］，在烟腔底部有一封闭盖［36］。

3、根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于所说的蝶式多体［2］是由若干个烟管［4］垂直穿过若干片相互平行带有通水孔［47］的蝶体［3］密封焊接，烟管［4］上、下端分别焊有上管板［42］和下管板［40］，蝶体可为圆形、正方形或长方形，在蝶体和烟管焊接体的外围密封焊有一个外壳，上管板［42］上方为强迫通风室［5］，下管板［40］下方为排污箱［41］，在强迫通风室［5］的顶部中央开有一强迫通风烟道［6］与锅筒［8］的自然通风室［44］由烟道闸门［7］控制联通，在排污箱［41］的一侧中上部开有强迫通风烟囱［43］，另一侧下部开有排污阀［38］，在蝶式多体上下端两侧开有出水管［39］和进水管阀［1］，分别与锅筒［8］和水泵及回水贮槽连通。

4、根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于所说的自动循环水箱［19］是在圆筒形外水箱内中部有一圆形隔板［17］，隔板一边开有一圆孔连通焊有一保温管［15］，在隔板下方中央装有一筒形内水箱［18］，上盖焊接封闭，下周边为锯齿形点焊在外水箱底板上，在底板中心位置开有一进水管，由截止阀［20］控制与锅筒［8］的高温出水管［45］连通，在内外水箱之间的底板上开有一出水管［22］，与小面积采暖水暖散热器连通，在外水箱顶部有一水箱盖［16］。隔板和内水箱上盖均开有一小气压孔。

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