具有扁平水平管的锅炉.pdf

本发明涉及一种具有水平布置的扁平矩形水管的锅炉，该锅炉包括：水腔；内部水腔，该内部水腔与水平水管相连接，所述水平布置的水管形成多层级水管组；引导板，所述引导板设置在内部水腔内，用以交替阻断所述水平水管的水道，以此使得所述水道以锯齿形方式拐弯；废气排放通道，该废气排放通道由所述水平水管之间的狭窄间隙以平直网格线形成；以及形成在上部水腔内的废气排放腔。所述扁平的水平布置的矩形水管宽度很窄，这使得能够将其密集布置在燃烧腔的有限空间内且具有增大的热量接收面积，所述水管能快速加热锅炉中的水。

1.  一种具有扁平水平水管的锅炉，包括：
水腔(2)，所述水腔(2)沿着所述锅炉的本体(1)的内壁形成；
内部水腔(2a)，所述内部水腔(2a)具有形成在所述水腔(2)的前侧和后侧的内部的隔板(4a)，所述内部水腔(2a)通过所述水腔(2)的内壁(4)与所述水腔(2)分开，所述水腔(2)和所述内部水腔(2a)通过孔(2h)与形成在燃烧腔(5)周围的下部水腔(2c)连通；
上下左右密集布置的多个扁平水平水管(3)，所述水管(3)上下形成多层级水管组(3A)，所述水管(3)的两端与隔板(4a)相连接，以便与上部水腔(2b)连通；
引导板(4c)，所述引导板(4c)设置在所述内部水腔(2a)内，以便交替阻断所述水管组(3A)的水道(3r)，从而通过以交替的不同高度将所述引导板(4c)设置在所述水管组(3A)的两个端部，以锯齿形方式引导所述水道(3r)；
废气排放通道(5a)，所述废气排放通道(5a)由布置在所述燃烧腔(5)的空间内的所述水平水管(3)之间的狭窄间隙形成，从而与废气排放腔(5c)连通，以便废气通过废气出口(5b)和烟道(5d)排出。

2.  根据权利要求1所述的具有扁平水平水管的锅炉，其中所述水管组(3A)布置为使得所述水平水管(3)密集布置成使所述水平水管的较宽宽度(b)处在其侧面并使所述水平水管(3)的较窄宽度(a)处在其顶部；并且其中所述最高层级中的水管组(3An)布置成使所述水平水管(3)的较宽宽度(b)处在其顶部并使所述水平水管(3)的较窄宽度(a)处在其侧面。

具有扁平水平管的锅炉
技术领域
本发明涉及一种用于房间加热或工业用途的具有水平布置的扁平水管的热水锅炉。
背景技术
传统水管式锅炉装配有纵向布置的水管或水平布置的水管，且水管在大多数情况下为圆形或正方形而使得管的横截面积更大，因此，难以将水管密集地布置在燃烧腔的有限空间内。
这使得执行热量接收操作的水管的整个表面积比水管中的较大水量更小。结果，尽管在水管表面处接收热量，但由于水的潜热，不能足够快地将热量传递至水管的中心，致使延长炉温上升所需的时间。此外，由于水管的热量接收操作受热量接收面积的限制，因此，锅炉在燃烧腔的给定空间内的热量利用率很低，且大部分热能通过烟道流失。
对左边和右边具有锯齿(zigzag)形废气排放通道的锅炉而言，由于水管挡道，从而难以清洁锅炉的内部。这造成了碳及其他粉尘物质堆集在水管表面上的情况，从而降低传热率，逐渐降低锅炉的性能。时值能源价格昂贵，必须具备利用率高、清洁起来简易的锅炉。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种锅炉，该锅炉具有能在锅炉内对水进行快速加热的扁平水平水管。在根据本发明的具有水平布置水管的锅炉中，具有较窄横向宽度和较宽纵向宽度的多个矩形扁平状水管上下左右密集布置在燃烧腔的有限空间内，以此将多层级水管组形成为通过以锯齿形方式经过的水道而彼此连通，废气排放通道由平直网格线上行进的水平水管之间的狭窄间隙构成。
本发明的另一目的是提供一种通过设置扁平矩形水管而具有提高的热能利用率的高性能锅炉。在本发明中，由于扁平水平水管的宽度很窄，因此，能将其密集地布置在燃烧腔的有限空间内，从而在给定空间内具有增大的热量接收面积。此外，具有狭窄宽度的废气排放通道有助于促进燃烧气体与水平布置的水管接触，从而加强水管的热量接收操作。由于废气排放通道在平直狭窄网格线上行进，因此在改进燃烧操作的同时减小了排气阻力。
本发明的另一目的是提供一种新型锅炉，该锅炉对房间加热以及工业用途更有用，其原因在于，在狭窄的直线网格线上行进的狭窄废气排放通道使得能够很容易清洁锅炉的内部，从而防止因堆集的气体和灰尘降低锅炉的性能。
技术方案
为实现上述目的，根据本发明的锅炉包括以下部件：
水腔，该水腔用于储存沿着锅炉本体的四个内壁形成的热水；
内部水腔，该内部水腔具有与扁平水平水管相连接的隔板，所述隔板设置在锅炉水腔的前侧和后侧的内部；
扁平水平矩形水管，所述水管具有较窄宽度和较宽宽度，并执行热量接收操作；
多层级扁平水平矩形水管组，所述水管组上下左右密集布置，水管以此与所述内部水腔连通；
引导板，所述引导板设置在内部水腔中，以便交替阻断水管组的水道，从而通过以相互不同的高度将引导板设置在水管组的两端部而以锯齿形方式引导水道；
废气排放通道，该废气排放通道以平直网格线经过水平水管间的狭窄间隙形成的燃烧腔的整个空间；以及
废气排放腔，该废气排放腔形成在上部水腔中，该上部水腔与废气排放通道连通，以用于最后回收燃烧气体的剩余热量。
作为根据本发明的具有上述构造的锅炉，由于高度受热的火焰和燃烧气体在从燃烧器喷出的燃料(油或气体)经由废气排放通道上升、聚集在废气排放腔中并经由烟道排出的过程中与每个水管组的水平水管的表面很好地接触，因此，能够进行有效的热量接收操作。
此时，尽管增大了水平水管的热量接收面积，但水平水管中水的量很小，因此，在内部压力升高时，水同样快速受热。为此，热水逐步从下层级水管组快速循环到上层级水管组，并流入水腔。然后，水腔中的水在循环到上层级水管组中之前快速流入下层级水管。在此过程中，锅炉中的水被加热至高温。
有益效果
在根据本发明的锅炉中，多个扁平水平矩形水管以多个层级上下左右密集布置在由水腔环绕而成的燃烧腔的有限空间内，水管以此能与内部水腔连通，因此，水平水管具有比水平水管中水的量更大的热量接收面积，水平水管中的水通过水平水管的热量接收操作而得以快速加热。
此外，由于废气排放通道经由水平布置水管之间的狭窄间隙形成，因此，高度受热的火焰以及经过废气排放通道的燃烧气体与水平水管很好地接触而实现有效热量接收操作，从而提高热量利用率。
此外，由于宽度狭窄的废气排放通道在平直网格线上行进，因此，其减小了排放阻力，从而促进了燃烧操作，并使得容易清洁锅炉的内部。由此，可将根据本发明的锅炉有效地用作高性能锅炉。
附图说明
图1是根据本发明的锅炉的部分截取的正面透视图。
图2是截取根据本发明锅炉的正面(安装燃烧器所在侧)的剖面图。
图3是截取根据本发明锅炉的侧面的剖面图。
具体实施方式
在根据本发明的锅炉中，沿着锅炉本体的内壁形成的水腔以通过孔彼此连通的方式与形成在燃烧腔周围的下部水腔分开。
另外，从安装燃烧器的正面可见，具有内部水腔，该内部水腔具有与扁平水平水管连接的隔板，隔板设置在锅炉水腔的前侧和后侧的内部。
由于水平水管为具有较窄顶宽和较宽侧宽的扁平矩形，因此，能将水平水管上下左右密集地布置在锅炉燃烧腔的有限空间内，并且水平水管的两端与内部水腔相连接，从而形成上下多层级水管组。
结果，水平水管的整个热量接收面积较之水平水管中的相对小的水量增大，并使得锅炉能通过水平水管的热量接收操作对水进行快速加热。
引导板设置在内部水腔中，以便交替地阻断水管组的水道，从而通过以相互不同的高度将引导板设置在水管组的两端部来以锯齿形方式引导水道。因此，能随着水在下层级水管组与上层级水管组之间上下循环而对水管中的水进行加热。
废气排放通道由上下横向布置的水管之间的狭窄间隙构成，并在水管组所占据的空间内以平直网格线行进。由于废气排放通道很窄，因此能很好地执行水平水管的热量接收操作。由于废气排放通道为直线而不弯曲，因此，减小了排放阻力，从而促进了燃烧操作。在燃烧腔空间的中间部分内具有导向板，该导向板形成在将燃烧气体导向中心部分的两侧上。
在上部水腔中具有废气排放腔，该废气排放腔形成为与废气排放通道连通，以最后回收燃烧气体的剩余热量。
在水腔的上部和下部中，分别具有供水管和进水口；且在燃烧腔的底部，具有用于排放清洁水的排水口。
作为根据本发明的具有上述构造的锅炉，由于高度受热的火焰和燃烧气体在从燃烧器喷出的燃料(油或气体)经由废气排放通道上升、聚集在废气排放腔中并经由烟道排出的过程中与每个水管组的水平水管的表面很好地接触，因此，能够进行有效的热量接收操作。此时，监管增大了水平水管的热量接收面积，但水平水管中水的量很小，因此，在内部压力升高时，水同样快速受热。为此，热水逐步从下层级水管组快速循环到上层级水管组，并流入水腔。然后，水腔中的水在循环到上层级水管组中之前快速流入下层级水管。在此过程中，锅炉中的水被加热至高温。
燃烧气体由导向板导向废气排放通道的中心部分。由于以网格线而非弯曲地将废气排放通道规则地布置在燃烧腔的整个空间内，且该废气排放通道承受小的排放阻力并实现有效的燃烧操作，从而，在水管组处保持良好的热量接收操作。排出的燃烧气体的大多数热量在废气到达废气排放腔之前被回收，且流入废气排放腔的燃烧气体的剩余热量最后由上部水腔回收，而经由烟道进行排放的进程被延迟。此时，经由烟道排出的气体的温度不超过100℃至200℃，这表示水管式锅炉的极高热量回收率。
此外，通过废气排放腔能很容易地清洁锅炉的内部。因此，有必要的话，随时能移除堆集在水腔组上的碳和灰尘，从而防止锅炉性能降低。
如上所述，能利用根据本发明的锅炉的极高热量利用率将其有效用于房间加热以及工业用途。
用于本发明的模型
下面通过附图详细描述用于本发明的模型。
如图1所示，根据本发明的锅炉包括以下部件：
水腔(2)，该水腔沿着锅炉的本体(1)的内壁而形成；
内部水腔(2a)，该内部水腔具有与水平水管(3)相连的隔板(4a)，隔板设置在锅炉的水腔(2)的前侧和后侧的内部；
扁平水平矩形水管(3)，所述水管具有较窄宽度(a)和较宽宽度(b)，从而具有增大的热量接收面积；
密集布置的多层级扁平水平矩形水管组(3a)，水平矩形水管以此与所述内部水腔(2a)相连；
引导板(4c)，所述引导板设置在内部水腔(2a)内，以便交替阻断水管组(3A)的水道(3r)，从而通过以相互不同的高度将引导板(4c)设置在水管组(3A)的两个端部来以锯齿形方式引导水道(3r)；
废气排放通道(5a)，该废气排放通道以平直网格线行进通过水平水管之间的狭窄间隙形成的燃烧腔的整个空间；以及
废气排放腔(5c)，该废气排放腔形成在与废气排放通道(5a)连通的上部水腔(2b)中，用于最后回收燃烧气体的剩余热量。
如图2和图3所示，在根据本发明的锅炉中，水腔(2)形成在外壁(未给出标记)与内壁(4)之间而贯穿锅炉的本体(1)的整个内壁；且在燃烧腔(5)周围的水腔(2)的底侧，具有形成为经由孔(2h)与水腔(2)连通的下部水腔(2c)。在水腔(2)的上部中，具有供水管(p、p′)；并且在下部水腔(2c)中具有进水口(K)。
从安装用于燃烧腔(5)的燃烧器(B)的正面可见，隔板(4a)形成于水腔(2)的中间部分内的前侧与后侧，水腔(2)的内壁(4)与内部水腔(2a)的水腔(2)分开，所述隔板(4a)与水平水管(3)相连接，所述水腔(2)通过下部水腔(2c)的孔(2h)与所述内部水腔(2a)连通。
水平水管(3)为具有较窄横向宽度(a)、较宽纵向宽度(b)以及给定长度(l)的扁平矩形。所述组成的水平水管(3)以规则的狭窄间隔上下左右密集而布置，从而，这些水平水管使窄边(a)位于顶部，而使较宽边(b)位于侧部。水平水管(3)的前端和后端均焊接至隔板(4a)，水平水管以此与内部水腔(2a)连通，而形成于隔板焊接部分处的开口为用于水流过的左开口。将每层级横向布置的水管(3)组叫作水管组(3A)。最上层级(3An)中的水管组布置为较宽宽度(b)侧位于顶部，借此形成水管壁，且所述水管组(3An)的一端部(3e)与水腔(2)的上部连通，而最下层级(3A)中的水管组的一端部(3e)与水腔(2)的下部连通。为使得每个水管组(3A)的水道(3r)以Z形线彼此连通，将引导板(4c)设置在内部水腔(2a)内而位于每个水管组(3A)的两端部，将与水平水管(3)的顶面相连的所述引导板焊接至水腔(2)的内壁(4)，从而交替阻断不同高度的水管组(3A)的水道(3r)。
由水平水管(3)之间的狭窄间隙构成的废气排放通道(5a)以平直网格线朝着废气排放腔(5c)均匀分布在占据燃烧腔(5)的空间的水管组之间。在燃烧腔中的中间部分内，具有用以将燃烧气体导向废气排放通道的中心部的已知导向板(4d)。在上部水腔(2b)中具有废气排放腔(5c)，该废气排放腔(5c)形成为与废气排放通道(5a)的废气出口(5b)和烟道(5d)连通，用于最后回收燃烧气体的剩余热量而。燃烧腔(5)的底部形成有用于清洁水排出的排水口(d)。
下面说明具有上述构造的本发明的操作。
从燃烧器(B)注入的燃料(油或气体)在燃烧腔(5)中燃烧，经由废气排放通道(5a)上升，并通过废气出口(5b)聚集在废气排放腔(5c)中，然后经由烟道(5d)排出。由于扁平水平水管(3)密集布置在燃烧腔(5)的有限空间内形成水管组(3A)，经过水平水管(3)之间的狭窄间隙所构成的废气排放通道(5a)的高度受热燃烧气体和火焰很好地与水平水管(3)的表面直接接触，从而通过水平水管的表面实现有效热量接收操作。尽管水平水管(3)的热量接收面积增大，但水平水管(3)中水的量很小，因此，水(w)快速受热，致使水平水管(3)的内部压力升高。因此，热水通过水道(3r)从下层级水管组(3A)快速循环至上层级水管组(3An)，并以增加的热量流入水腔(2)的上部。在水腔(2)的下部中，水的高温随着水流入下层级水管组(3A)而得以保持。热水经由供水管(p、p′)供应到外部，且冷却水经由进水口(K)流回水腔(2)。
燃烧气体由导向板(4d)引入废气排放通道(5a)的中心部分。尽管废气排放通道(5a)狭窄，但还是以平直网格线使其均匀分布，从而在保持良好燃烧操作的同时减小排放阻力。此外，废气排放腔(5c)由比废气排放通道(5a)更宽的空间组成，进而延迟了流入废气排放腔(5c)的燃烧气体的排放，且在此期间，包含于燃烧气体中的剩余热量最后由上部水腔(2b)回收。这明显减小了经由烟道(5d)排出的热能的损失。
此外，由于以平直网格线布置废气排放通道(5a)，因此，能将喷水器安置在燃烧腔(5)内用以注入水，从而清洁远到最上层级水管组(3An)所堆集的污垢和灰尘。清洁掉水平水管(3)的污垢和灰尘，很好地维持了水管的热量接收操作，从而改善锅炉的性能。由于用于清洁的水经由排水口(d)排出，因此，能很好地清洁锅炉。
工业实用性
在根据本发明的锅炉中，多个扁平水平矩形水管上下左右密集地布置在水管环绕而成的燃烧腔的有限空间内而与内部水腔连通。因此，水平水管的热量接收面积大于水平水管中水的量，这使得能通过水平水管的热量接收操作对水平水管中的水进行快速加热。
此外，由于废气排放通道由水平水管之间的狭窄间隙形成，因此，高度受热的火焰和经过废气排放通道的燃烧气体与水平水管的表面很好地接触而实现有效热量接收操作，从而提高锅炉的热能利用率。
除此之外，所排出的燃烧气体的大部分热量在所排出的燃烧气体到达废气排放腔之前被回收。由于燃烧气体在已流入废气排放腔时经由烟道的排出被推迟，从而最后由上部水腔回收剩余热量。此时，由于经由烟道排出的燃烧气体的温度不超过100℃至200℃，因此，对水管式锅炉而言，热能回收率很高。
此外，通过废气排放通道能很容易地清洁锅炉的内部。因此，如果污垢和灰尘堆集在水管组上，则在需要时能对其进行清洁，从而防止因污垢和灰尘导致锅炉性能下降。
如上所述，能以根据本发明的锅炉的优良热量利用率将其有效用于房间加热以及各种工业用途。
附图标记
1：锅炉的本体；
2：水腔；
2a：内部水腔；
3：水平水管；
3A：水管组；
3r：水道；
4：内壁；
4a：隔板；
4c：引导板；
4d：导向板；
5：燃烧腔；
5a：废气排放通道；
5b：废气出口；
5c：废气排放腔