一种高效加热锅炉

技术领域

本发明属于加热锅炉技术领域，具体涉及一种高效加热锅炉。

背景技术

加热锅炉是将空气与燃料按适当比例混合进行燃烧，通过产生的热能来加热气体或的一种设备。加热锅炉型式很多，但现有锅炉产品的燃烧方式多是将燃料直接浸润在细密金属网格上，初始点火通过高热电阻丝引燃其表面燃油，局部燃烧后，火焰随进入的新鲜空气遍布周圈金属网，形成炉膛火焰。这种燃烧方式起燃缓慢，且混合不均匀，燃烧初期形成大量黑烟，燃料经济性较差。另外，现有加热锅炉往往只能加热一种介质，而且燃烧室与换热单元结构简单，换热效率低，介质升温慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效加热锅炉，该锅炉可有效精确控制燃料和空气的比例；加热过程中火焰起燃迅速，且燃料能被完全燃烧。本发明提供的高效加热锅炉使用高效换热单元，可同时加热气体、液体两种介质；具有热效率高，升温快、排气污染少等特点。

本发明提供的一种高效加热锅炉，包括燃烧器、气气换热器和气液换热器；

所述燃烧器，设置有喷嘴、电热塞、燃烧器进气口、通气孔、螺旋通道、预混腔、炉膛、炉底；所述喷嘴连接外部油泵，用于喷出油雾；所述电热塞用于点燃油雾；所述燃烧器进气口连接外部燃烧风机，用于气体喷入；所述预混腔用于油雾和气体的混合；所述炉膛用于燃料的燃烧；

其中，所述燃烧器进气口与通气孔的一端相连，另一端与螺旋通道相连；所述螺旋通道经通道连接所述预混腔；所述预混腔连接炉膛；所述炉膛连接炉底，所述炉底与气气换热器相通；

其中，所述燃烧器中设有通气孔和螺旋通道；在实际应用中，新鲜空气经通气孔和螺旋通道能快速分散后进入预混腔，可是气体与油雾等到充分的混合。

所述气气换热器，设置有排气进气腔、排气进气口、气气换热腔、高效气气换热单元、排气出气口、排气出气腔、废气通道、废气出气口、气气换热进气口、气气换热进气腔、气气换热出气口、气气换热出气腔、排气溢流口；

其中，所述排气进气腔在气气换热器内壁上设有排气进气口，与气气换热腔相连；所述气气换热腔内设有高效气气换热单元；所述排气出气腔设有排气出气口，排气出气腔与高效气气换热单元内侧通道相连；所述排气出气腔另一端与废气通道相连，废气通道设有废气出气口；

所述气液换热器，设置有进液口、气液换热腔、出液口；

其中，所述进液口与外部液体循环泵相连，所述出液口与外部液体循环吸热装置通过管路连接；所述进液口和出液口分别通过通道与气液换热腔相通；所述气液换热腔包覆所述炉底的后半部。

其中，所述气液换热腔包覆在炉膛后半部，接近炉底的位置；所述包覆的位置不超过炉高的2/3；并且，在包覆部分，两者有一定的间隙，用于排气排出。

其中，所述通气孔优选为腰子形通气孔；可进一步增加通气量。

本发明进一步提出的，所述燃烧器中设置有稳焰盘，所述稳焰盘位于电热塞的后方，固定在炉膛内。

其中，所述燃烧器设有喷嘴、电热塞和稳焰盘；可进一步保证燃料的充分燃烧和稳定燃烧。

所述喷嘴与外部油管、油泵相连；所述电热塞与外部线束、控制器相连；所述燃烧器进气口与外部燃烧风机相连；在实际操作中，首先电热塞开始加入，外部油泵自油管吸入燃油并产生高压，通过喷嘴4前端细孔喷出油雾，油雾与高温的电热塞接触开始着火；燃烧器进气口相连的燃烧风机开始工作，通入空气；气体在通气孔和螺旋通道的分散下，与油雾在预混腔中形成油气混合气；然后再设置有稳焰盘的炉膛内稳定高效的燃烧。

本发明提供的一种高效加热锅炉采用电热塞点燃高压喷射燃油、通气孔和螺旋通道进气进行助燃的方式，火焰起燃迅速，且燃烧完全。具有翅片的炉炉底向具有螺旋翅片的气液换热腔传热快，效率高。

本发明进一步提出的，所述炉底的内腔设有翅片，翅片和炉膛外壁形成高温排气通道；

优选的，所述翅片周向铸造成型或焊接在所述炉底内壁上。

本发明进一步提出的，所述气液换热腔的内壁设有螺旋翅片。所述螺旋翅片与气液换热器内壁及炉底外壁形成螺旋状气液换热腔，液体由进液口进入进液通道，经气液换热腔多次螺旋绕行后进入出液通道，再由出液口流出。

本发明进一步提出的，所述高效气气换热单元为折叠成等腰三角形的折叠状圆柱结构。所述高效气气换热单元，折叠形成内侧通道和外侧通道的热交换区呈等腰三角形，等腰三角形的两侧壁为热交换边界；所述内侧通道与高温排气相通，外侧通道与换热气体相通。

优选的，所述高效气气换热单元设有内侧通道和外侧通道，内侧通道与高温排气相通，外侧通道与换热气体相通。

其中，所述高效气气换热单元由耐高温、耐腐蚀板材折叠制作而成。

本发明所述的气气换热器中，采用高效气气换热单元，由耐高温、耐腐蚀板材折叠制作，可以折叠出更多翅片，大大增加换热面积。折叠形成内侧通道和外侧通道的热交换区呈等腰三角形，等腰三角形的两侧壁为热交换边界，高温排气和换热气体直接通过壁面进行换热，换热效率高。

本发明进一步提出的，所述气气换热器上还设置有支撑板，用于固定高效气气换热单元。

其中，所述支撑板的结构和所述高效气气换热单元的等腰三角形折叠的形状完全吻合。

本发明进一步提出的，所述排气进气腔和排气出气腔之间设有隔板。高温排气必须先进入排气进气腔，经由高效气气换热单元的内侧通道进入排气出气腔。

本发明进一步提出的，气气换热进气口与排气进气口位于气气换热器的两端。

所述的气气换热器中，排气进气腔和排气出气腔之间设有隔板，高温排气必须先进入排气进气腔，经由高效气气换热单元的内侧通道进入排气出气腔，增加高温排气的行程。而且气气换热进气口与排气进气口位于气气换热器的两端，换热气体和高温相向流动，充分进行换热，提高换热效率。

本发明所述的气液换热器中，设有螺旋翅片，螺旋翅片与气液换热器内壁及炉底外壁形成螺旋状气液换热腔，液体由进液口进入进液通道，经气液换热腔多次螺旋绕行后进入出液通道，再由出液口流出。液体流向与高温排气流向方向相反，而且换热线程长，效率高。

附图说明

图1为本发明所提供的高效加热锅炉的结构示意图；

图2为本发明所提供的高效加热锅炉的剖视面1的结构示意图；

图3为本发明所提供的高效加热锅炉的剖视面2的结构示意图；

图4为本发明所提供的通气孔的结构示意图；

图5是本发明所提供的螺旋通道的结构示意图；

图6是本发明所提供的稳焰盘的结构示意图；

图7是本发明所提供的炉底的结构示意图；

图8是本发明所提供的高效气气换热单元的结构示意图；

图9是本发明所提供的气液换热腔的结构示意图；

图10是本发明的支撑板结构图；

图中：1、燃烧器；2、气气换热器；3、气液换热器；4、喷嘴；5、电热塞；6、燃烧器进气口；7、通气孔；8、螺旋通道；9、燃烧器进气通道；10、预混腔；11、稳焰盘；12、炉膛；13、炉底；14、翅片；15、高温排气通道；16、高温排气孔；17、隔板；18、排气进气腔；19、气气换热器内壁；20、排气进气口；21、气气换热腔；22、高效气气换热单元；23、内侧通道；24、外侧通道；25、排气出气口；26、排气出气腔；27、废气通道；28、废气出气口；29、支撑板；30、气气换热器端板；31、排气溢流通道；32、排气溢流口；33、气气换热进气口；34、气气换热进气腔；35、气气换热出气腔；36、气气换热出气口；37、进液口；38、进液通道；39、进液孔；40、螺旋翅片；41、气液换热腔；42、出液孔；43、出液通道；44、出液口；45、气气换热器外壁。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例

一种高效加热锅炉，主要由燃烧器1、气气换热器2和气液换热器3组成，如图1～3所示；

燃烧器1设有喷嘴4、电热塞5、燃烧器进气口6、通气孔7、螺旋通道8、预混腔10、稳焰盘11、炉膛12、炉底13；

其中，所述通气孔为腰子形通气孔；

气气换热器2设有排气进气腔18、排气进气口20、气气换热腔21、高效气气换热单元22、排气出气口25、排气出气腔26、废气通道27、废气出气口28、气气换热进气口33、气气换热进气腔34、气气换热出气口36、气气换热出气腔35、排气溢流口32、支撑板29。

气液换热器3设有进液口37、进液通道38、螺旋翅片40、气液换热腔41、出液通道43、出液口44。所述喷嘴4与外部油管、油泵相连；所述电热塞5与外部线束、控制器相连；所述燃烧器进气口6与外部燃烧风机相连；所述通气孔7一端与燃烧器进气口6相连，一端与螺旋通道8相连；所述螺旋通道8与预混腔10经燃烧器进气通道9相通。所属预混腔10与炉膛12相连；所述稳焰盘11位于电热塞5的后方，固定在炉膛12内；所述炉膛12与炉底13相接，炉底13与排气进气腔18相通；所述排气进气腔18在气气换热器内壁19上设有排气进气口20，与气气换热腔21相连；所述气气换热腔21内设有高效气气换热单元22；所述高效气气换热单元22设有内侧通道23和外侧通道24，内侧通道23与高温排气相通，外侧通道24与换热气体相通；所述排气出气腔26设有排气出气口25，排气出气腔26与高效气气换热单元22内侧通道23相连；所述排气出气腔26另一端与废气通道27相连，废气通道27设有废气出气口28；所述气气换热进气口33一端与外部换热风机相连，一端与气气换热进气腔34相连；所述气气换热器出气口36一端与外部气体循环吸热装置通过管路连接，一端与气气换热出气腔35相连；所述排气溢流口32位于气气换热器2两端；所述支撑板29(如图10所示)用于固定高效气气换热单元22；所述进液口37与外部管路、循环泵相连；所述进液通道38一端与进液口37相连，另一端与气液换热腔41相通；所述气液换热腔41内设有螺旋翅片40(如图9所示)；所述出液通道43一端与气液换热腔41相连接，一端与出液口44相连接；所述出液口44与外部液体循环吸热装置通过管路连接；

在本发明中：所述燃烧器1设有腰子形通气孔(如图4所示)，和螺旋通道8(如图5所示)、新鲜空气经腰子形通气孔和螺旋通道8分散后进入预混腔10。

在本发明中：所述炉底13内腔设有翅片14，翅片14和炉膛12外壁形成高温排气通道15；所述翅片14周向铸造成型或焊接在所述炉底13内壁上。

在本发明中：所述高效气气换热单元22由耐高温、耐腐蚀板材折叠制作。

在本发明中：所述高效气气换热单元22，折叠形成内侧通道23和外侧通道24的热交换区呈等腰三角形，等腰三角形的两侧壁为热交换边界；所述内侧通道23与高温排气相通，外侧通道24与换热气体相通，如图8所示。

在本发明中：所述排气进气腔18和排气出气腔26之间设有隔板17，高温排气必须先进入排气进气腔18，经排气进气口20、由高效气气换热单元22的内侧通道23通过排气出气口25进入排气出气腔26。

在本发明中：气气换热进气口33与排气进气口20位于气气换热器2的两端。

在本发明中：所述气液换热器3内设有螺旋翅片40；所述螺旋翅片40与气液换热器3内壁及炉底13外壁形成螺旋状气液换热腔41，液体由进液口37进入进液通道38，通过进液孔39经气液换热腔41多次螺旋绕行后由出液孔42进入出液通道43，再由出液口44流出。

本发明提供的一种高效加热锅炉的工作原理为：高效加热锅炉工作时，系统在外部控制器的控制下，首先电热塞5开始加热，外部油泵自油管吸入燃油并产生高压，通过喷嘴4前端细孔喷出油雾，油雾与高温的电热塞5接触开始着火。

同时，与燃烧器进气口6相连的燃烧风机启动经腰子形通气孔、螺旋通道8、燃烧器进气通道9向预混腔10送入均匀空气，与油雾形成油气混合气，在稳焰盘11(如图6所示)旋流通道47和直流通道48的作用下，开始在炉膛12内稳定燃烧。燃烧产生的高温排气经炉膛12进入炉底13，开始通过气液换热器3进行换热。

外部循环液体由进液口37经进液通道38通过进液孔39进入由螺旋翅片40与气液换热器3内壁及炉底13外壁形成螺旋状气液换热腔41。气液换热腔41内的液体和炉底13内由翅片14和炉膛12外壁形成高温排气通道15里的高温气体进行换热(如图7所示)。换热后的液体由出液孔42经出液通道43通过出液口进入外部液体循环吸热装置，完成气液换热。液体的螺旋流向与高温排气流向方向相反，而且换热线程长，因此换热效率高。

经过气液换热后的高温排气通过隔板17上的高温排气孔16进入排气进气腔18。隔板17把排气进气腔18和排气出气腔26隔开，排气必须由排气进气腔18内的排气经气气换热器内壁19上的排气进气口20，进入气气换热腔21，进行气气换热。换热气体经由外部换热风机通过气气换热进气口33进入气气换热进气腔34。气气换热进气腔34内的气体进入由高效气气换热单元22和气气换热器外壁45外侧通道24和由高效气气换热单元22(如图8所示)和气气换热器内壁19形成的内侧通道23内的高温排气进行换热。外侧通道24里经过换热升温后气体由外侧通道24进入气气换热出气腔35，由气气换热出气口36进入外部气体循环吸热装置，完成换热。内侧通道23内的高温排气经过换热后温度降低，由排气出气口25进入排气出气腔26，再由废气通道27通过废气出气口28排出机外。

为进一步隔离可能因锅炉高强度振动受损引起的气气换热器2两端面与高效气气换热单元22两端钎焊开裂导致的高温排气窜入换热气体，气气换热两端设计有排气溢流通道31和排气溢流口32，因开裂溢出的高温排气经由溢流通道31和排气溢流口32排出机外。高温排气经由折叠形成的高效气气换热单元22与换热气体进行换热，换热面积大，同时气气换热进气口33与排气进气口20位于气气换热器2的两端，换热气体和高温排气相向流动，充分进行换热，提高了换热效率。

综上所述一种高效加热锅炉，具有气气、气液换热功能，同时有换热面积大、换热行程长、换热效率高、结构合理的特点。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。