专利名称：火管式采暖炉水套的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及采暖炉水套，尤其是一种由火管构成对流换热面的火管式采暖炉水套。
水套是采暖炉进行热交换的核心部件，其换热性能直接影响采暖炉的热效率。在已有技术中，一种采暖炉火管水套由中国实用新型专利说明书CN2244671Y和CN2244672Y于1997年1月8日予以公开，上述装置是在壳体内倾斜设置多根火管，以弊火盖将高温烟气导入火管对循环水进行加热用以供暖。此外，中国实用新型专利说明书CN2289148Y(公告日为1998年8月26日)披露了一种腔管式采暖炉水套，该水套内设有若干单、双开口腔管，取暖时其压火盖能迫使炉膛火焰充满腔管而使循环水得到充分加热。
上述已有装置中的火管因结构设置原因，设置长度较短，因此管内烟气流程随之较短，使烟气热量在管内不能被充分吸收，所以存在着排烟温度高、换热效率较低的问题。
本实用新型的目的是提供一种具有烟气流程长、排烟温度低、换热效率高的火管式采暖炉水套，它能有效克服上述已有装置中所存在的烟气流程短、排烟温度高和换热效率较低的问题。
为实现上述目的，本实用新型的火管式采暖炉水套由壳板、上管板和下管板构成的水套壳体，以及进水口、出水口、火管和弊火盖所组成；其上管板位于水套炉口外侧且高度不低于水套炉口；其下管板位于水套炉口的下方；其特征是水套内所设置的火管为旋弯火管，所述旋弯火管为管中部沿水套炉口周围的水套环形空间以小于40°倾角向上倾斜盘旋弯曲且两端与上、下管板分别弯曲相连的弯形火管；所述旋弯火管的两管口沿水套炉口所成的旋弯角度不大于180°；所述旋弯火管的设置管数不少于2根且以同向旋弯布置。
所述上管板可以采用位于水套炉口外侧的圆环形；也可以采用位于水套炉口外侧呈向上外倾的圆台形；还可以采用位于水套炉口外侧的圆筒形。所述下管板可以采用位于水套炉口下方的圆环形；也可采用位于水套炉口下方的圆筒形；还可以采用位于水套炉口下方呈向下外倾的圆台形。上述不同形状的上、下管板之间在水套壳体上可采用不同的结构组合，用以实现对所述旋弯火管的多种布置结构，从而满足不同炉型需要。
作为对本实用新型中采用圆台形或圆筒形上管板结构的进一步改进，其水套的顶壳板为一块在其上面设有排烟口的采用复合炉盘结构的炉盘板；所述圆台形或圆筒形上管板所围成的烟室上面设有烟圈盖，且沿炉盘板下方有一条三面被水包围的排烟道将烟室与排烟口相连通。采用此复合炉盘结构，可以增加烟气回程，使烟气流经路线更趋合理，因而使换热效率得到进一步提高。
采用上述结构具有以下几方面优点一、由于本方案中的旋弯火管设置长度较已有技术大幅度增加，因此不仅设置管数显著减少，使水套结构趋于紧凑而节省金属用量及工时；而且管内烟气流程随之较大增加，使排烟温度明显降低，因此换热效率显著提高。二、由于旋弯火管内的烟速因设置管数锐减而明显提高，使对流传热效果增强，又因其以小于40°倾角设置与管外循环水近于横向冲刷而使传热系数提高，因此使旋弯火管对流传热效果较已有技术显著提高，从而可相对节省换热面积，因此本方案具有金属耗量低之优点。三、由于旋弯火管单管换热面积较大，因此能在保持较高经济烟速的情况下，可大幅度增加旋弯火管的换热面积，所以本方案具有热交换面积大之优点。四、因本方案中的水套底壳板被作为辐射换热面用以直接吸收炉膛高温辐射热与传导热，所以与现有技术相比不仅提高了换热面利用率，而且还具有水流循环快且出水温度高之优点。五、鉴于旋弯火管为弯形结构，因此其布置结构具有灵活多样之优点，可满足多种炉型需要，并且因其自身具有弹性结构，受热后可自由伸胀，因此可消除因热应力而产生的不利影响。
除上述以外，采用本实用新型的复合炉盘结构，不仅可增加换热面积和烟气回程，使换热效率进一步提高，而且还可从整体上显著减少采暖炉的金属耗量，降低制造成本；并且其还具有结构简单、制造容易、体积小、重量轻且使用方便之特点。
下面参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型实施例1的结构示意性俯视图，图中箭头所示为烟气流程路线示意(下同)；图2是
图1所示火管式采暖炉水套沿A-A线的剖视图图3是图2所示中的弊火盖的俯视图；图4是本实用新型实施例2的结构示意性俯视图；图5是图4所示火管式采暖炉水套沿B-B线的剖视图；图6是本实用新型实施例3的结构示意性俯视图；图7是图6所示火管式采暖炉水套沿C-C线的剖视图；图8是图6所示火管式采暖炉水套沿D-D线的剖视图；图9是图6所示火管式采暖炉水套沿E-E线的剖视图；
图10是图7和图8所示中的弊火盖的主视图；
图11是
图10所示弊火盖的俯视图以及工作原理示意；
图12是本实用新型实施例4的结构示意性俯视图；
图13是
图12所示火管式采暖炉水套沿F-F线的剖视图；
图14是
图12所示火管式采暖炉水套沿G-G线的剖视图；
图15是本实用新型实施例5的结构示意性俯视图；
图16是
图15所示火管式采暖炉水套沿H-H线的剖视图；
图17是
图15所示火管式采暖炉水套沿I-I线的剖视图；
图18是本实用新型实施例6的结构示意性俯视图；
图19是
图18所示火管式采暖炉水套沿J-J线的剖视图；图20是
图18所示火管式采暖炉水套沿K-K线的剖视图；图21是
图19和图20所示中的弊火盖的俯视图。
图中1、壳板；2、上管板；3、下管板；4、进水口；5、出水口；6、旋弯火管；7、进烟管口；8、出烟管口；9、弊火盖；10、调烟板；11、炉盘板；12、排烟道；13、排烟口；14、烟圈盖；15、烟室。
实施例1本实用新型的实施例1如
图1、图2和图3所示，由壳板1、上管板2和下管板3所构成的环形水套壳体上接有进水口4和出水口5；置于水套壳体内的旋弯火管6的进烟管口7一端沿竖向弯曲与位于水套炉口下方的圆环形下管板3相连，管中部沿水套炉口周围的水套环形空间以小于40°倾角(采用此范围的倾角可使火管设置长度较大)向上倾斜盘旋弯曲，出烟管口8一端沿竖向弯曲与位于水套炉口外侧的圆环形上管板2相连；如
图1所示，旋弯火管6的两管口沿水套炉口的旋弯角度为180°，两根旋弯火管6的长度和管径分别等同且以同向旋弯布置，它们的进烟管口7(或出烟管口8)间的布置间隔夹角为180°角。如图2和图3所示，盖于水套炉口之上的弊火盖9带有两个齿形调烟板10，用以调挡两出烟管口8的烟气流量。上述本装置被设于采暖炉的炉膛顶部，以弊火导流换热方式进行工作，如
图1和图2中箭头所示烟程路线，取暖时其弊火盖9将炉内火焰及高温烟气分散导入旋弯火管6，从而使水套内的循环水得到多方位充分加热。并且可通过旋移弊火盖9而带动其调烟板10来调节烟气流量以及用于封火。
由于上述装置中的旋弯火管设置长度较已有技术大幅度增加，设置管数锐减，因此使烟气流程显著增加，使其传热效果因烟速提高而增强，从而使排烟温度明显降低，因此其换热效率显著提高。此外，为方便说明起见，本实施例中只示意性设置了两根旋弯火管(下述实施例亦同)，实际当中可采用比较适宜的设置管数与旋弯角度进行布置。此外，除采用以进水口方式与炉膛水套相连以外，本实用新型的所有实施方式均可采用以整体联接方式与炉膛水套相连通。同时，因本实施例中旋弯火管的两端均以竖向弯曲(也可采用近似竖向弯曲结构)与上、下管板相连，因此其适用于炉膛直径较小的蜂窝煤型采暖炉。
实施例2图4和图5所示为本实用新型实施例2，由图示可知，本实施例较实施例1在旋弯火管6的设置结构上有所不同，其不同之处在于本实施例中的下管板3采用的是位于水套炉口下方的圆筒形，旋弯火管6的进烟管口7一端沿横向弯曲(也可采用近似横向弯曲结构)与其相连，并因此使其水套高度降低。此外，本实施例中的水套底壳板被作为辐射换热面用以直接吸收来自炉膛的高温辐射热与传导热量，因此不仅提高了换热面的利用率而使金属耗量降低，而且循环水升温迅速、水流循环快且出水温度高。
鉴于有上述结构特点，因此本实施例可同时适用于蜂窝与散煤两大系列炉型，并且其下管板还可采用呈向下外倾的圆台形变换结构。
实施例3
图6、7、8、9、10、11所示为实施例3，本实施例是对前述实施例1的改进(其相同之处可参照前述说明)，并采以复合炉盘结构，其改进之处在于上管板2采用的是位于水套炉口外侧呈向上外倾的圆台形，旋弯火管6的出烟管口8一端沿横向弯曲与其相连，因此使其炉口高度明显降低，不仅使结构趋于紧凑，而且还可方便炊事用火；同时又可采用复合炉盘结构，如图6、7、8、9中所示，水套壳板1中的顶壳板为一块边长略大于水套直径的方形炉盘板11；在炉盘板11(相应于出水口5的位置)的一边中部，向外凸出设有一个排烟口13；圆台形上管板2所围腔室为烟室15，上面设有烟圈盖14；沿炉盘板11下方有一沿径向设置且截面近于矩形的三面被水包围的排烟道12将烟室15与排烟口13相连通。结合图7、8、10、11所示可知，弊火盖9及其上面倾斜设置的齿形调烟板10与上管板2具有相吻合的锥形接触面。由图中箭头所示的烟程路线可知，取暖时其炉内高温烟气被弊火盖9导入旋弯火管6后，排入烟室15并使烟中热量在此被换热面上管板2进一步吸收，然后汇集至排烟道12并在此将余热充分释放，最后经排烟口13以较低烟温排出。
因本实施例采用复合炉盘结构，其炉盘板可直接与采暖炉的壳板进行封装，而无需再单设炉盘板，从而使结构更加紧凑，并且可从整体上显著减少采暖炉的金属耗量，降低制造成本；同时，因其增加了上管板与排烟道换热面，不仅使热交换面积增大，而且还增加了烟气回程，因此使换热效率进一步提高。此外，其排烟口也可变换设置于炉盘板的角部，且排烟道可沿切线方向布置。
实施例4本实用新型的实施例4由
图12、
图13和
图14所示给出，本实施例是在前述实施例2的结构基础上，采用如前述实施例3中的复合炉盘结构改进而成的一种实施方式，因其大部分结构同于前述两例，所以对相同之处不再复述。但应说明的不同之处是，本实施例中的炉盘板11为圆形，因此较方形炉盘板的金属耗量进一步降低；并且水套壳板1中的底壳板采用圆台形，因此而使底壳板的换热面积增加，水套容量随之增加，从而使供暖面积相对增大。此外，如
图12所示，本实施例中示意性布置了3根旋弯火管(其旋弯角度为120°，相邻两管口的布置间隔夹角为75°)，并采用不在排烟道12的下面布置旋弯火管6的偏置方式，该方式可使排烟道的水区温度较低，从而有利于烟中余热被充分吸收。
鉴于有以上诸多特点，因此本实施例最适用于不设保温防护外壳板的微型家用锅炉式采暖炉，并且适宜采用整体联接方式与炉膛水套进行水路连接。此外，需指出的是，随炉体容量和飞灰量的增加，旋弯火管的管径也应相应增大，并且旋弯角度不宜过大，从而便于清理管内积灰。
实施例5本实用新型实施例5如
图15、
图16和
图17所示，本实施例是对前述实施例3的结构改进，如图中所示，其改进之处在于下管板3采用位于水套炉口下方呈向下外倾的圆台形，旋弯火管6的进烟管口7一端沿横向弯曲与其相连。采用如上所述的圆台形下管板3，一方面可使炉口燃烧室空间增大，有利于可燃气体完全燃烧并使之能被顺利导入进烟管口7，同时又可防止煤粒堵塞管口；另一方面是可增加下管板面积，使设置管数增加，同时也使换热面积相应增加。
此外，因本实施例中旋弯火管的两端均采用横向弯曲与上、下管板相连，横向弯曲半径较大，因此本实施例适用于散煤采暖炉。并且它还具有水套高度低、结构紧凑且显著降低采暖炉金属耗量之特点。
实施例6本实用新型的实施例6由
图18、
图19、图20和图21所示出，本实施例是在前述实施例4的基础上的进一步改进(本实施例也采用120°的旋弯角度)，其改进之处在于上管板2采用的是位于水套炉口外侧的圆筒形(该形状便于制造)，而且增加了一个圆环形壳板，并与上、下管板分别相接；旋弯火管6的出烟管口8一端仍沿横向弯曲与上管板2相连。如
图19、图20和图21所示，调烟板10垂直置于弊火盖9之上，而且与上管板2有相吻合的圆曲形接触面并可灵活旋移(在出烟管口较多的情况下，可少设置一个调烟板，从而防止其在旋移位置上遮挡排烟道口)。除上述以外，其最大的区别是本实施例中的水套壳体采用外方形壳体结构，其底壳板和炉盘板11也相应为外方形，并且出水口5被置于炉盘板11的上面且位于角部。与前述圆形壳体结构相比，本实施例具有在水容量和底壳板换热面积上均相对较大之特点，而且造型美观。
鉴于有上述结构特点，因此本实施例较适用于具有方形炉膛结构的微型家用锅炉，并且宜采用整体联结方式与炉膛水套连通。此外，本实施例中的下管板也可采用圆台形等结构。
需要进一步说明的是，本实用新型从制造材料及方法上可大致有以下两种类型；一种是由锅炉钢板与钢管焊接而成的钢板式；另一种是将预制成型的旋弯火管以复合铸造方式，将其设置于铸铁水套壳体内的铸铁式；上述两种类型均具有显著降低金属耗量之优点。此外，由于本方案的旋弯火管布置结构具有灵活多样之特点，因此本实用新型不局限于上述实施方式，不论在形状和结构上作何种变换，凡是采以本方案中的旋弯火管结构的均应认为在本实用新型保护范围之内。
权利要求1.一种火管式采暖炉水套，由壳板、上管板和下管板构成的水套壳体以及进水口、出水口、火管和弊火盖所组成；所述上管板位于水套炉口外侧且高度不低于水套炉口；所述下管板位于水套炉口的下方；其特征在于水套内所设置的火管为旋弯火管，所述旋弯火管为管中部沿水套炉口周围的水套环形空间以小于40°倾角向上倾斜盘旋弯曲且两端与上、下管板分别弯曲相连的弯形火管；所述旋弯火管的两管口沿水套炉口所成的旋弯角度不大于180°；所述旋弯火管的设置管数不少于2根且以同向旋弯布置。
2.根据权利要求1所述的火管式采暖炉水套，其特征在于所述上管板为位于水套炉口外侧的圆环形；所述下管板为位于水套炉口下方的圆环形。
3.根据权利要求1所述的火管式采暖炉水套，其特征在于所述上管板为位于水套炉口外侧的圆环形；所述下管板为位于水套炉口下方的圆筒形。
4.根据权利要求1所述的火管式采暖炉水套，其特征在于所述上管板为位于水套炉口外侧呈向上外倾的圆台形；所述下管板为位于水套炉口下方的圆环形。
5.根据权利要求1所述的火管式采暖炉水套，其特征在于所述上管板为位于水套炉口外侧呈向上外倾的圆台形；所述下管板为位于水套炉口下方的圆筒形。
6.根据权利要求1所述的火管式采暖炉水套，其特征在于所述上管板为位于水套炉口外侧呈向上外倾的圆台形；所述下管板为位于水套炉口下方呈向下外倾的圆台形。
7.根据权利要求4至6中任何一项所述的火管式采暖炉水套，其特征在于所述炉盘板(11)上设有一个排烟口(13)；所述圆台形上管板所围成的烟室(15)上面设有烟圈盖(14)，且沿炉盘板(11)下方有一条三面被水包围的排烟道(12)将烟室(15)与排烟口(13)相连通；所述弊火盖(9)上带有齿形调烟板(10)。
8.根据权利要求1所述的火管式采暖炉水套，其特征在于所述上管板为位于水套炉口外侧的圆筒形，所述下管板为位于水套炉口下方的圆筒形。
9.根据权利要求8所述的火管式采暖炉水套，其特征在于所述炉盘板(11)上设有一个排烟口(13)；所述圆筒形上管板所围成的烟室(15)上面设有烟圈盖(14)，且沿炉盘板(11)下方有一条三面被水包围的排烟道(12)将烟室(15)与排烟口(13)相连通；所述弊火盖(9)上带有齿形调烟板(10)。
10.根据权利要求8或1至6中任何一项所述的火管式采暖炉水套，其特征在于其弊火盖(9)上带有齿形调烟板(10)。
专利摘要本实用新型公开了一种火管式采暖炉水套,它由壳板、上管板和下管板构成的壳体以及进水口、出水口、火管和弊火盖组成,其特征是水套内的火管为管中部沿水套壳体环形空间以小于40°倾角向上倾斜盘旋弯曲且两端与上、下管板弯曲相连的旋弯式火管。与现有技术相比,本实用新型具有烟气流程长、排烟温度低、换热效率高和显著降低金属耗量之优点;且还具有热交换面积大、传热效果好、出水温度高和使用方便之特点,并适用于多种炉型。
文档编号F24H1/22GK2458558SQ0026662
公开日2001年11月7日 申请日期2000年12月18日 优先权日2000年12月18日
发明者田志远 申请人:田志远