TWM502145U - 熱能儲存裝置 - Google Patents

Description

熱能儲存裝置

本創作係有關一種鍋爐熱能的儲存裝置，尤指一種具有蒸氣儲存桶，使鍋爐所供應之蒸氣，其溫度與壓力達到穩定的裝置。

按，鍋爐系統再工業上使用極為頻繁，為生產流程中最普遍的熱能與動力媒介，常應用於染色加熱、抄紙烘乾、製程加熱與製程動力等。所謂鍋爐，係指經燃燒過程將燃料的化學能轉換為熱能，其熱能再將低溫給水轉變成高溫高壓蒸氣，其蒸氣則供應給染色加熱、抄紙烘乾等外部設施來使用。

一般來說，生產流程中需要蒸氣的工廠，多會設置一部鍋爐，如圖1所示，其鍋爐本體10係包含一爐體11及一鍋體12，該爐體11可燃煤、燃油或燃氣，該鍋體12係設置於該爐體11的上方，其設有一給水管路13及一蒸氣管路14，該鍋體12的功能係應用爐體11燃燒煤、油或天然氣所產生之熱能，將內部低溫給水90升溫成高溫給水91再轉變成蒸氣92，並經由其蒸氣管路14供應給外部設施16；該蒸氣管路14所供應的蒸氣其溫度約150∘～180℃，其壓力在6～7㎏／c㎡之間，而外部設施16則可包含多部設備；通常，鍋體12因不斷供應蒸氣給外部設施16，鍋體12的低溫給水90則需持續補充；惟，自給水管路13進入的冷水，其溫度只有30∘～60℃左右，這種低溫給水將使鍋體12內的壓力馬上降低，因此蒸氣管路14出口的壓力曲線將呈現如圖2所示忽高忽低的現象。由於習用鍋爐具有蒸氣壓力不穩定的現象，則提供外部設施所需之熱能與動力亦相對不穩定，因此習用鍋爐系統無法滿足使用者穩定蒸氣的需求。

緣是，本創作之主要目的，係在提供可使鍋爐蒸氣達到穩定壓力的裝置。

為達上述目的，本創作採取的技術手段包含：

一鍋爐本體，其具有一爐體及一鍋體，該爐體可燃煤、燃油或燃氣，其尾側設有一煙道可將爐體內燃燒的煙氣排出，該鍋體係設置於該爐體的上方，其設有一低溫給水管路及一蒸氣管路，該低溫給水管路係自外部輸送低溫給水進入該鍋體加熱，該蒸氣管路則係自鍋體輸送蒸氣供應給外部設施；

一省煤器，係設於該鍋爐之周邊，其功能在提供該低溫給水管路與該煙道進行熱交換，以吸收煙氣熱量來提升給水溫度；

其特徵在於：

一熱能儲存桶，係設置於該鍋爐之周邊，設有一進水管路與一出水管路，係分別與該鍋體連通，該進水管路設有一儲能用幫浦，且該進水管路與該出水管路分別裝有一流量控制閥及一逆止閥，該逆止閥係使該進水管路內的流體只能自該鍋體流向該熱能儲存桶，而該出水管路內的流體只能自該熱能儲存桶流向該鍋體，一補水管路，係輸送低溫給水至該熱能儲存桶底部，一高溫給水管路，係設置於該熱能儲存桶頂端，且其管內流體只能自該熱能儲存桶流向該低溫給水管；本創作中，該進水管路位於該儲能用幫浦前端，設有一旁通管路與該出水管路連通，且該旁通管路上裝設一逆止閥，使該旁通管路內之流體只能單向自進水管路流向該出水管路。本創作中，更進一步在該熱能儲存桶底部裝設一排放管路，且其尾端裝設一關斷閥，以方便在本裝置停用情況下，可快速洩放該熱能儲存桶內的流體。

一補水幫浦，係針對該低溫給水管路及該補水管路進行加壓，以輸送該省煤器中完成熱交換的低溫給水，進入該鍋體及該熱能儲存桶；

為方便管路維修，本創作中，該低溫給水管路、蒸氣管路、進水管路、出水管路、高溫給水管路、及補水管路，均分別裝有關斷閥，可單獨關閉各別管路的流體。

該鍋體另裝有一壓力偵測器與一溫度偵測器，一控制器分別與壓力偵測器、溫度偵測器、流量控制閥、及補水幫浦電性連接；

一電腦，係與該控制器電性連接，其可依需求設定該鍋體之壓力、溫度與水位參數，並由該控制器來調整該流量控制閥，以控制該進水管路與該出水管路的流量；

藉此，低溫給水自該補水管路進入該熱能儲存桶底部，而該鍋體將藉由該進水管路持續將其高溫給水提供給該熱能儲存桶，同時藉由該出水管路輸送該熱能儲存桶內的低溫水進入該鍋體內持續加熱，進而使該熱能儲存桶內的低溫給水變成高溫水，當鍋體內的蒸氣壓力不足以供應給外部設施時，則該熱能儲存桶內的高溫水將經由該高溫給水管路送入該鍋體內。由於鍋體所須的給水係由該熱能儲存桶的高溫水予以補充，鍋體內的壓力不會降低，因此該熱能儲存桶內的設置可使鍋爐系統達到穩定供應蒸氣的效果。

首先，請參閱圖3所示，為本創作一種熱能儲存裝置之一較佳實施例，包含：

一鍋爐本體10、一省煤器20、以及一熱能儲存桶30；其中，該鍋爐本體10，其主要功能在產生蒸氣以供應外部設施所用，其具有一爐體11及一鍋體12，該爐體11可燃煤、燃油或燃氣，其尾側設有一煙道(圖未示)可將爐體11內燃燒的煙氣排出，該鍋體12係設置於該爐體11的上方，其設有一輸送低溫給水的低溫給水管路13及一輸送蒸氣的蒸氣管路14，該鍋體12的功能係應用爐體11燃燒所產生之熱能，將其內部的低溫給水升溫成高溫給水91再轉變成蒸氣92，並經由其蒸氣管路14供應給外部設施16，該低溫給水管路13於鄰近該鍋體12端裝有一逆止閥42，用以防止該鍋體12內的蒸氣92自該低溫給水管路13逆流至供應低溫給水知來源端；該省煤器20，其主要功能在進行熱交換，使外部進入之低溫給水吸收煙氣的熱量以提升溫度後再進入該鍋體；該省煤器20係設於該鍋爐本體10之周邊，其側邊包括一低溫給水管路13，且其前端應用一補水用幫浦21將完成熱交換的低溫給水予以加壓送入該鍋體12內；該熱能儲存桶30，其主要功能在儲存該鍋體12的熱能並適時對該鍋體12補充高溫水，該熱能儲存桶30為一密閉之筒體，係設置於該鍋爐本體10之周邊，其側邊設有一進水管路31與一出水管路32，係分別與該鍋體12連通，該進水管路31設有一儲能用幫浦36，且鄰近該鍋體12端裝有一流量控制閥41及一逆止閥42，以抽取該鍋體12內的高溫給水91供給該熱能儲存桶30，且使該進水管路31內的流體只能自該鍋體12單向流向該熱能儲存桶30，該出水管路32鄰近該鍋體12端亦裝有一流量控制閥41及一逆止閥42，使該熱能儲存桶30內之低溫水93單向流向該鍋體12以進行加熱；該進水管路31位於該儲能用幫浦36前端，設有一旁通管路37與該出水管路32連通，且該旁通管路37上裝設一逆止閥42，使該旁通管路37內之流體只能單向自該進水管路31流向該出水管路32。一補水管路34，其前端亦連結該補水用幫浦21將完成熱交換的低溫給水予以加壓送入該熱能儲存桶30底部；一高溫給水管路33，係設置於該熱能儲存桶30頂端，其另一端則與該低溫給水管路13連通，且該高溫給水管路亦裝置一逆止閥42，使其管內流體只能自該熱能儲存桶30流向該低溫給水管13。

本實施例中，為方便管路維修，該低溫給水管路13、蒸氣管路14、進水管路31、出水管路32、高溫給水管路33、及補水管路34，均分別裝有關斷閥43，維修管路時可單獨關閉各別管路的流體。再者，本實施例在該熱能儲存桶30底部裝設一排放管路35，且其尾端裝設一關斷閥43，以方便在本裝置停用情況下，可快速洩放該熱能儲存桶30內的流體。

該鍋體12裝有一壓力偵測器51與一溫度偵測器52，一控制器53分別與該壓力偵測器51、溫度偵測器52、該流量控制閥41、及該補水用幫浦21電性連接；一電腦54，係與該控制器53電性連接，其可依需求設定該鍋體12之壓力、溫度與水位參數，並由該控制器53來調整該流量控制閥41，以控制該進水管路31與該出水管路32的流量，該控制器53亦同時控制該補水用幫浦21開啟與關閉的時機，使該熱能儲存桶30得以適時地補充低溫給水。

藉此，當鍋體12內的高溫給水91其水位不足時，該控制器53將啟動該補水用幫浦21，使低溫給水自該補水管路34進入該熱能儲存桶30底部，同時該控制器53亦將啟動該儲能用幫浦36，使該鍋體12內的高溫給水91藉由該進水管路31持續輸入該熱能儲存桶30內，而該熱能儲存桶30內的低溫水93亦藉由其桶內的壓力自該出水管路32持續輸入該鍋體12內加熱，這樣的循環運作將促使該熱能儲存桶30內的低溫水93不斷積聚熱能而變成高溫水94，且當鍋體內的蒸氣92壓力不足以供應給外部設施時，則該熱能儲存桶30內的高溫水94將經由該高溫給水管路33送入該鍋體12內。圖4所示，即為鍋體12因持續補入該熱能儲存桶30內的高溫水94，而使其蒸氣管路14供應給外部設施16的蒸氣92壓力呈現相對穩定的現象。

本實施例中，由於鍋體12所須的高溫給水91係由該熱能儲存桶30的高溫水94予以補充，鍋體12內的壓力不會因補入冷水而驟然降低，因此應用該熱能儲存桶30來積蓄熱能，並適時補足鍋體12所需之高溫給水91，將可使鍋爐系統達到穩定供應蒸氣的效果。

綜上所述，本創作所揭示之構造，為昔所無，且確能達到功效之增進，並具可供產業利用性，完全符合新型專利要件，祈請  鈞局核賜專利，以勵創新，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本創作之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。

10‧‧‧鍋爐本體
11‧‧‧爐體
12‧‧‧鍋體
13‧‧‧低溫給水管路
14‧‧‧蒸氣管路
16‧‧‧外部設施
20‧‧‧省煤器
21‧‧‧補水用幫浦
30‧‧‧熱能儲存桶
31‧‧‧進水管路
32‧‧‧出水管路
33‧‧‧高溫給水管路
34‧‧‧補水管路
35‧‧‧排放管路
36‧‧‧儲能用幫浦
37‧‧‧旁通管路
41‧‧‧流量控制閥
42‧‧‧逆止閥
43‧‧‧關斷閥
91‧‧‧高溫給水
92‧‧‧蒸氣
93‧‧‧低溫水
94‧‧‧高溫水

圖 1 ：係習用鍋爐系統結構示意圖。    圖 2 ：係習用鍋爐系統之蒸氣壓力曲線圖。    圖 3 ：係本創作中較佳實施例之系統結構示意圖。    圖 4 ：係本創作中較佳實施例之蒸氣壓力曲線圖。

10‧‧‧鍋爐本體

11‧‧‧爐體

12‧‧‧鍋體

13‧‧‧低溫給水管路

14‧‧‧蒸氣管路

16‧‧‧外部設施

20‧‧‧省煤器

21‧‧‧補水用幫浦

30‧‧‧熱能儲存桶

31‧‧‧進水管路

32‧‧‧出水管路

33‧‧‧高溫給水管路

34‧‧‧補水管路

35‧‧‧排放管路

36‧‧‧儲能用幫浦

37‧‧‧旁通管路

41‧‧‧流量控制閥

42‧‧‧逆止閥

43‧‧‧關斷閥

91‧‧‧高溫給水

92‧‧‧蒸氣

93‧‧‧低溫水

94‧‧‧高溫水

Claims (4)

1. 一種熱能儲存裝置，其包含： 一鍋爐本體，其具有一爐體及一鍋體，該爐體可燃煤、燃油或燃氣，其尾側設有一煙道可將爐體內燃燒的煙氣排出，該鍋體係設置於該爐體的上方，其設有一輸送低溫給水的低溫給水管路及一輸送蒸氣的蒸氣管路，該鍋體的功能係應用爐體燃燒所產生之熱能，將其內部的低溫給水升溫成高溫給水再轉變成蒸氣，並經由其蒸氣管路供應給外部設施； 一省煤器，係設於該鍋爐之周邊，其功能係使該低溫給水管路的前端與該煙道進行熱交換，以吸收該煙道內煙氣的熱量後再進入該鍋體； 其特徵在於： 一熱能儲存桶，為一密閉之筒體，係設置於該鍋爐之周邊，其側邊設有一進水管路與一出水管路，係分別與該鍋體連通，該進水管路設有一儲能用幫浦，且該進水管路與該出水管路分別裝有一流量控制閥及一逆止閥，該逆止閥係使該進水管路內的流體只能自該鍋體流向該熱能儲存桶，而該出水管路內的流體只能自該熱能儲存桶流向該鍋體，一補水管路，係輸送低溫給水至該熱能儲存桶底部，其前端亦通過該省煤器內部與該煙道進行熱交換，藉以吸收煙氣的熱量，一高溫給水管路，係設置於該熱能儲存桶頂端，另一端與該低溫給水管路連通，且該高溫給水管路亦裝置一逆止閥，使其管內流體只能自該熱能儲存桶流向該低溫給水管； 一補水用幫浦，係裝設於該低溫給水管路及該補水管路的前端，藉以對與煙氣完成熱交換的低溫給水加壓，分別送入該鍋體及該熱能儲存桶； 該鍋體裝有一壓力偵測器與一溫度偵測器，一控制器分別與該壓力偵測器與、該溫度偵測器、該流量控制閥、及該補水幫浦電性連接； 一電腦，係與該控制器電性連接，其可依需求設定該鍋體之壓力、溫度與水位參數，並由該控制器來調整該流量控制閥，以控制該進水管路與該出水管路的流量； 藉此，當鍋體內的水位不足時，該補水幫浦將啟動使低溫給水自該補水管路進入該熱能儲存桶底部，而該鍋體將藉由該進水管路持續將其高溫給水提供給該熱能儲存桶，同時藉由該出水管路輸送該熱能儲存桶內的低溫水進入該鍋體內持續加熱，進而使該熱能儲存桶內的低溫給水不斷積聚熱能而變成高溫水，當鍋體內的蒸氣壓力不足以供應給外部設施時，則該熱能儲存桶內的高溫水將經由該高溫給水管路送入該鍋體內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熱能儲存裝置，其中，該低溫給水管路、蒸氣管路、進水管路、出水管路、高溫給水管路、及補水管路，均分別裝有關斷閥，可單獨關閉各別管路的流體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之熱能儲存裝置，其中，該進水管路位於該儲能用幫浦前端，設有一旁通管路與該出水管路連通，且該旁通管路上裝設一逆止閥，使該旁通管路內之流體只能單向自進水管路流向該出水管路。
4. 如申請專利範圍第1項所述之熱能儲存裝置，其中，該熱能儲存桶底部裝設一排放管路，且其尾端裝設一關斷閥。