CN85104191A

CN85104191A - 水管锅炉

Info

Publication number: CN85104191A
Application number: CN85104191.4A
Authority: CN
Inventors: 乔治·库克
Original assignee: Prime Boilers Inc
Current assignee: Prime Boilers Inc
Priority date: 1985-06-01
Filing date: 1985-06-01
Publication date: 1986-11-26
Also published as: CN1007918B

Abstract

一个水管锅炉由箱体组成，箱体内装有许多管子，这些管子弯曲形成若干垂直叠置的腔室，热燃烧气体在锅炉内上升，依次从各腔室中通过，管子在底部连通冷水总管和在顶部连通蒸汽总管，总管的排水管伸出箱体外，该排水管连接下总管的顶部和上总管的最低部分，因此在上总管水位低时，锅炉仍能操作，从而加速水的循环和变热，使从上总管中排出的是大体上干燥的蒸汽。各腔室内装有成角度布置的挡板，热空气以小于90°的角度向挡板撞击，使之沿气流前进的方向偏转，从而避免局部过热。

Description

水管锅炉

本申请涉及热水锅炉在结构上和操作上的改进，该锅炉有一个箱体，内装上、下、左、右总水管，一部分管子与左边的上、下总管相连，另一部分管子与右边的上、下总管相连，管子彼此相对弯曲，形成若干叠置的腔室，燃烧的气体依次从各腔室流过，从一个腔室的前面流向后面，再从另一腔室的后面流向前面。

美国的4355602号专利中阐述了上述型式的简便锅炉，其结构相当简单，而制造和操作费用低廉，该锅炉由一箱体组成，箱体有箱顶、箱底、左、右箱壁和前、后箱壁，箱顶上装有出气管。箱内装有上总管和下总管，它们大体上与箱顶、箱底和两侧壁平行;还有两套管子，每套管子由若干根管组成，其中一套管子连接在左边的上总管和下总管，另一套管子连接右边的上总管和下总管，每套管子的走向是这样的：从下总管处伸出，沿各自的侧壁向上经一段距离后，横过箱体到对壁，再靠近对面的侧壁向上，然后横过箱体返回原来各自的侧壁处，再由此向上，最后与上总管连接。沿水平方向排列的管子段是这样布局的：使两组管子在垂直方向相对错开，以形成若干个叠置的腔室，各组管子的弯度是不同的，以形成各腔室与其上、下腔室间的流通通道，这些腔室间的通道错开设置，以便使气体在一腔室从前向后流动而在下一腔室从后向前流动。有供把液体导入一总管中的装置和从另一总管中把液体排出的装置，还有供导入热气体的装置，热气体进入最底层的腔室后，依次通过各腔室，交替地从前向后流动然后从后向前流动直至到达最上面的腔室，通过箱顶的出气管排出，液体流过总管及管道时被热气体加热，至少在一个腔室内至少有一块挡板，挡板贴靠腔室的上、下管壁，其一边靠紧腔室的一侧而另一边离开对侧一段距离，因此，热气体从前向后流过腔室时，气流被迫沿挡板侧面流过。

本发明的一个目标是通过简单的结构修改和简化程序要求来提高该锅炉的操作效率。

通过本发明可实现各项目标和得益。按照本发明的规定，至少有一根上总管和一根下总管从箱体内伸出到箱体外，一根位于箱体外的排水管与下总管的顶部和上总管的最低部分相连，因此能使锅炉在上总管水位低时仍能操作，以加速水的循环和受热，使从上总管中排出的是大体上干燥的蒸汽。

本发明的另一项是挡板（或多个挡板）在腔室内成角度布置，因此热气体以小于90°的角度向挡板撞击，使之沿气流前进的方向偏转，而避免局部过热。

本发明中还有一项是锅炉的各腔室从下到上体积依次减少，从而使热气体冷却的体积也依次减少，因而使气体流速加快并保持紊流状态，这有助于热交换。

最后，在燃料加料量不稳定时，为保持燃料的有效利用，操作者可监测排出的燃烧气体的含氧量，调节挡板，使含氧量大体不变。

参照有关附图，对本发明作进一步阐述，其中：

图1是本发明锅炉的立体图;

图2是图1锅炉的正视图;

图3是锅炉的侧视图，表示各管子和排水管与总管的连接。

图4是锅炉腔室中挡板的优先布局。

图5是图4挡板的立体图。

下面对各图作详细叙述：图1所示为一箱体10，具有顶壁12、底壁14、左侧壁16、右侧壁18、前壁20和后壁22，下总管24和上总管26穿过前、后20和22伸出，供引导冷水进入下总管28处的装置和使蒸汽从上总管30处排出的装置是在箱体外面。

排水管32在箱体外面，它与上总管26的最低部分和下总管24的顶部相连，这样，上总管内的水能快速向下流动以便再次受热，以加速循环，并使上总管在水面低时仍能操作，从而加速蒸汽的产生，使从上总管中排出的是大体上干燥的蒸汽。

多根管子36（图中所示为23根）从左上总管26至左下总管24延伸排列，同等数量的管子38从右上总管26至右下总管24延伸排列，除了少数的第一排管36a和最后一排管36c之外（其理由在后面叙述），其余管子36b与管子38的弯曲方式相类似。

每一管子均有垂直部分，管子38a和38b有两段水平部分，即一段弯向锅炉的左侧（即管子36处），然后再弯回右侧，管子38的弯曲形状与管子36的并不相同，但却是互相补足共同形成若干个垂直叠置的腔室40a、40b、40c、40d和40e，其体积从下至上递减，因而使气体流速提高，保持紊流状态，以利于热交换。

该锅炉有利之处，在于有五个、七个或九个腔室，腔室40a内燃烧气体通过该空间进入腔室40b，然后沿水平方向从后向前流动，管子的弯曲相似，使气体依次流经各腔室，直至到达最顶的腔室40e处，从那里气体通过顶壁12的出口排出。

为了提高热交换效率，除了采用目前所规定的迂回气流方式以外，还可采用更复杂的气流方式，可以装设如图5所示的矩形挡板46，挡板的一边贴着腔室的一侧壁，而另一边与对壁离开一段距离，挡板高度刚好等于腔室的上下跨度，使它夹持在相邻两排管子形成的腔室内，挡板可容易地滑移放入和取出（即能轻轻滑入腔室内），根据要求，可用手动或自动方式操作。

假如在已知腔室内，挡板的数量在一个以上，则它们必须交替地从相对的两侧布置，这样，当燃烧气体在40b腔室内从后向前流动时，气体蒸汽必须沿着挡板从腔室的一边向另一边运动。

如图4和图5所示，挡板有前、后部分，其高度正好能进入相邻管间的管隙内，在挡板的前、后两部分之间，是较低部分，其高度刚好能通过腔室的最小垂直空间，其放置角度小于90°（如约为45°），因此气体将按一定的方向偏转，这有助于推进气体，而避免局部过热。

从图1和图3中可以看到，各管子与上总管之间的连接并不能都是直线连接而是交错连接的，可是，所有管子都是连接在上总管的水平中心线部分或中心线以下部分，每一管子从下总管到上总管之间都要经过垂直和水平方向的弯曲而不是直接从上到下，因而可以防止气体的截留。

挡板还有进一步的作用，即尽管由于燃料加料量不均匀，从而使蒸汽量不稳定，但通过调节挡板，可保持燃料的有效利用，特别是人们可以监测锅炉中排出热气体的含氧量，它是随燃料加料量及蒸汽变化量而改变的，可是，通过调节挡板的位置，能使含氧量大致上保持不变，即蒸汽量下降时含氧量提高，故要把挡板位置调至阻挡量大一些，从而使含氧量恢复到预定值。

要知道，本发明并不限于这些说明和图例，本发明其他范围的具体项目将在另一些技术场合中提出。

Claims

1、一个由箱体组成的锅炉，箱体有箱顶、箱底、左、右侧箱壁和前、后箱壁，箱顶装有出气管，箱体内装有上总管和下总管，它们大体上与箱顶、箱底和两侧壁平行，箱内还有两套管子，每套管子由若干根管组成，一套管子连接在左边的上总管与下总管，另一套管子连接右边的上总管与下总管，每套管子从下总管中接出，沿各自的侧壁向上经一段距离后，横过箱体到对壁，再贴近对壁向上，然后再横过箱体返回原来各自的侧壁处，再由此向上，最后与上总管连接。横过箱体的水平管子段是这样布局的：使两组管子在垂直方向相对错开，以形成若干个叠置的腔室，各组管子的弯度是不同的，以形成各腔室与其上、下腔室间的流通通道，这些腔室的通道错开设置，以便使气体在一腔室从前向后流动而在下一腔室从后向前流动，有供把液体导入一总管中的装置和从另一总管中把液体排出的装置，还有供导入热气体的装置，热气体进入最底层的腔室后，依次通过各腔室，交替地从前向后流动然后从后向前流动直至到达最上面的腔室，通过箱顶的出气管排出，液体流经总管及各管道时被热气体加热，至少在一个腔室内至少有一块挡板，挡板贴靠腔室的上、下管壁，挡板的一边靠紧腔室的一侧而另一边离开对侧一段距离，因此，热气体从前向后流过时，气流被迫沿挡板侧面通过。还有一项改进是：至少有一根上总管和一根下总管从箱体内伸至箱体外，一根位于箱体外的排水管与下总管的顶部和上总管的最低部分相连，因此能使锅炉在上总管水位低时仍能操作，以加速水的循环和受热，使从上总管中排出的是大体上干燥的蒸汽。

2、根据权项1所规定的锅炉，其所有管子都是连接在上总管的水平中心线处和中心线以下部分。

3、根据权项2所规定的锅炉，每一从下总管通至上总管的管子，其路径都是经垂直和水平迂回弯曲，而不是直接从上到下，因而可以防止气体的截留。

4、根据权项1所规定的锅炉，有五个、七个或九个腔室。

5、根据权项1所规定的锅炉，其挡板在腔室内是成角度布置的，因此热气体以少于90°的角度向挡板撞击，使之沿气流前进的方向偏转，从而避免局部过热。

6、根据权项1所规定的锅炉，其各腔室的体积，从下到上依次减少，从而使热气体冷却的体积也递减，因而使气体流速加快并保持紊流状态，这有助于热交换。

7、根据权项6所规定的锅炉，在多个腔室内有多块挡板，各挡板在各自的腔室内成角度布置，因此，热气体以少于90°的角度撞击各挡板，使它们沿气流前进的方向偏转，从而避免局部过热。

8、一个由箱体组成的锅炉，箱体有箱顶、箱底、左、右侧壁和前、后壁，箱顶装有出气管，箱体内装有与箱顶、箱底和侧壁大体上平行的上总管和下总管，箱内还有两套管子，每套管子由多根管子组成，一套管子连接在左边的上总管和下总管，另一套管子连接右边的上总管和下总管，每套管子从下总管中接出，沿各自的侧壁向上经一段距离后，横过箱体到对壁，再贴近对壁向上，然后再横过箱体返回原来各自的侧壁处，再由此向上，最后与上总管连接，横过箱体的水平管子段是这样布局的：使两组管子在垂直方向相对错开，以形成若干叠置的腔室，各组管子的弯度不是不同的，以形成各腔室与其上、下腔室的流通通道，这些腔室的通道错开设置，以便使气体在一腔室从前向后流动而在下一腔室从后向前流动，有供把液体导入一总管中的装置和从另一总管中把液体排出的装置，还有供导入热气体的装置，热气体进入最低层的腔室后，依次通过各腔室，交替地从前向后流动然后从后向前流动，直至到达最上层的腔室，通过箱顶的出气管排出，液体流经总管及各管道时被热气体加热，至少在一个腔室内至少有一块挡板，挡板贴靠腔室的上、下管壁，挡板的一边靠紧腔室的一侧而另一边离开对侧一段距离因此，热气体从前向后流过时，气流被迫沿挡板侧面通过。还有一项改革是：在腔室内有成角度放置的挡板，故热气体以小于90°的角度撞击挡板，使之沿气流前进的方向偏转，从而避免局部过热。

9、根据权项7所规定的锅炉，其各腔室的体积从下到上依次减少，从而使热气体冷却的体积也递减，因而使气体流速加快并保持紊流状态，这有助于热交换。

10、根据权项9所规定的锅炉，在多个腔室内有多块挡板，各挡板在各自的腔室内成角度放置，因此，热气流以小于90°角的角度撞击各挡板，使它们沿气流前进的方向偏转，从而避免局部过热。

11、一个由箱体组成的锅炉，箱体有箱顶、箱底、左、右侧壁和前、后壁，箱顶装有出气管，箱体内装有与箱顶、箱底和侧壁大体上平行的上总管和下总管，箱内还有两套管子，每套管子由多根管子组成，一套管子连接左边的上总管和下总管，另一套管子连接右边的上总管和下总管，每套管子从下总管中接出，沿各自的侧壁向上经一段距离后，横过箱体到对壁，再贴近对壁向上，然后再横过箱体返回原来各自的侧壁处，再由此向上，最后与上总管连接，横过箱体的水平管子段是这样布局的：使两组管子在垂直方向相对错开，以形成若干叠置的腔室，各组管子的弯度是不同的，以形成各腔室与其上、下腔室间的流通通道，这些腔室的通道错开设置，以便使气体在一腔室从前向后流动而在下一腔室从后向前流动，有供把液体导入一总管中的装置和从另一总管中把液体排出的装置，还有供导入热气体的装置，热气体进入最底层的腔室后，依次通过各腔室，交替地从前向后流动然后从后向前流动，直至到达最上层的腔室，通过箱顶的出气管排出，液体流经总管及各管道时被热气体加热，至少在一个腔室内至少有一块挡板，挡板贴靠腔室的上、下管壁，挡板的一边靠紧腔室的一侧而另一侧边离开对侧一段距离，因此，热气体从前向后流动时，气流被迫沿挡板侧面通过。还有一项改进是：锅炉各腔室的体积从下到上依次减少，从而使热气体冷却的体积也递减，因而使气体流速加快并保持紊流状态，这有助于热交换。

12、当燃料加料不均匀时，为使燃料保持有效利用的方法：燃料加进炉子内产生热的燃烧气体，这些气体进入锅炉最底层的腔室内，锅炉由一个箱体组成，箱体有箱顶、箱底、左、右侧壁和前、后壁，箱顶装有出气管，箱体内装有与箱顶、箱底和侧壁大体上平行的上总管和下总管，箱内还有两套管子，每套管子由多根管子组成，一套管子连接左边的上总管和下总管，另一套管子连接右边的上总管和下总管，每套管子从下总管中接出，沿各自的侧壁向上经一段距离后，横过箱体到对壁，再贴近对壁向上，然后再横过箱体返回原来各自的侧壁处，再由此向上，最后与上总管连接，横过箱体的水平管子段是这样布局的：使两组管子在垂直方向相对错开，以形成若干叠置的腔室，各组管子的弯度是不同的，以形成各腔室与其上、下腔室间的流通通道，这些腔室的通道错开设置，以便使气体在一腔室从前向后流动而在下一腔室从后向前流动，有供把液体导入一总管中的装置和从另一总管中把液体排出的装置，还有供导入热气体的装置，热气体进入最底层的腔室后，依次通过各腔室，交替地从前向后流动然后从后向前流动，直至到达最上层的腔室，通过箱顶的出气管排出，液体流经总管及各管道时被气体加热，至少在一个腔室内至少有一块挡板，挡板贴靠腔室的上、下管壁，挡板的一边靠紧腔室的一侧而另一边离开对侧一段距离，因此，热气体从前向后流动时，气流被迫沿挡板侧面通过。在整个过程中，还可以监测锅炉排的热气体含氧量，从而调节挡板的位置，使含氧量恢复到预定值。