专利名称：无烟尘的燃煤开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种开水炉及供热设备，特别是涉及一种燃煤开水炉及供热设备。
背景技术：
目前，烧制开水及暖气媒水、生活热水的加热设备主要有电开水炉、蒸汽开水炉、燃油或燃煤锅炉，电开水炉有着使用方便和不污染环境的优点，但消耗的电能多，烧制开水的成本太高，还存在开水反复降温又被烧开的现象，这种反复被烧开的水会使亚硝酸含量变高而影响人的身体健康；蒸汽开水炉需要有锅炉设备，而锅炉设备存在耗油或耗煤高及环境污染问题，同样有着成本高的情况；常规的燃油或燃煤锅炉专用于烧制开水，不但设备投资大及运行能耗成本高，而且锅炉燃烧时污染环境，也存在烧开的水反复与冷水混合降温后又被烧开的现象，影响人们的健康。
煤是常规能源中较为廉价的一种能源，长期以来，煤炭资源没有得到合理使用，其燃烧工艺以直接燃烧为主，普遍存在燃烧不充分、热效率低、煤炭资源浪费严重、严重污染大气环境的现象。常规的燃煤开水炉由于冒出的烟尘污染环境，影响人们的生活，常常受到公众的投诉，许多城市已禁止或限制使用，改用燃油或燃气的开水炉，然而，燃油或燃气的运行费用要高于燃煤的四倍以上，过高的生产成本使得经营者难以承受。如果能使廉价的煤燃烧时比燃油对环境的污染还要小，这样的燃煤设备肯定是能受到欢迎的。
为了克服现有开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置的不足之处，使廉价的煤在用于开水炉及加热设备在燃烧时不但能符合环境保护的要求，而且节能，本实用新型提供一种无烟尘的节能燃煤开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置。
实用新型内容本实用新型的目的是要设计制造出一种既符合环保要求又节省能源的低成本燃煤开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置。本实用新型是采取这样的技术措施来达到设计目的的把煤在保温围护结构内先进行一次燃烧热解，生成一氧化碳和氢气，再通入二次空气补氧燃烧，使煤及煤的挥发成份充分燃烬，整个燃烧过程都在保温围护结构内进行，燃烧的热量被集热器吸收后，废气密度变小而产生重力下降，从底部自然排出，集热器内的水受热后产生循环作用使燃烧的热能被水充分吸收。
本实用新型的燃煤开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置主要由燃煤装置、气化燃烧室、集热器、开水箱/或暖气媒水接口/或循环热水接口、保温围护体组成，其中燃煤装置由一次燃煤炉膛、蓄热炉芯、炉箅、一次空气通道、二次空气通道、二次空气预热室、二次布风孔和回流助燃圈所构成，二次空气通道及二次空气预热室在蓄热炉芯的外围，二次布风孔在蓄热炉芯的上口且指向蓄热炉芯的中心，回流助燃圈在一次燃煤炉膛的出口；气化燃烧室由回流助燃圈和一次燃煤炉膛的出口所构成；集热器置于气化燃烧室的上方；燃煤装置、气化燃烧室、集热器、开水箱/或暖气媒水接口/或循环热水接口均在保温围护体内。
为了能达到更显著的节能效果，本实用新型在蓄热炉芯的外围还有汽化盘管，水进入汽化盘管产生水蒸汽喷入一次燃煤炉膛，使水蒸汽与灼热的煤炭发生氧化一还原反应而生成一氧化碳和氢气，生成的一氧化碳及氢气将得到二次空气补氧而参与燃烧，增加燃烧热值。
本实用新型的集热器由多根金属集热管/或多组金属排管/或多组金属蛇形盘管组成，这了能增加集热效率，集热管/或排管/或蛇形管上还有金属的鳍片/或翅片/或肋片/或集热筋。
往保温围护体内还有低位的热交换器，当燃烬后的废气通过低位热交换器时，废气中的余热被进一步的吸收，废气的重度增加，便加速下降排出。
本实用新型的开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置的燃料主要为煤，优选使用型煤，把煤制成蜂窝煤或煤球燃用，可以使煤更容易燃烬。当燃用蜂窝煤时，为了方便换煤及出渣，在燃煤装置的下方装有滑轮和轨道，使燃煤装置可以活动进出保温围护体。
为了避免象常规开水炉那样的开水被反复烧开而产生影响饮水人身体健康的物质，本实用新型在开水箱内设置有温差分水隔板或在集热器的上、下联箱之间设有温差回流管，当采用在开水箱内设置温差分水隔板措施时，如开水箱内已有被烧开的水时，集热器中烧开的水在进入开水箱后便呈上升运动进入到开水段，如集热器中的水没被烧开，则在进入开水箱后呈下降运动而循环进入集热器加热直至烧开；当采用在集热器的上、下联箱之间设置温差回流管的措施时，如开水箱内已有被烧开的水时，集热器中烧开的水便能够进入开水箱，如集热器中的水没被烧开，水便不能进入开水箱而通过温差回流管重新进入集热器继续加热直至烧开。已被烧开的水由于炉内的保温作用，温度不会下降，所以烧开的水也不会回流进入集热器，这样就避免了开水被反复烧开的现象发生。
本实用新型的有益效果是先把煤进行热解生成一氧化碳和氢气后再通入二次空气补氧燃烧，使煤能得到充分的燃烧。与常规的开水炉及制热设备相比，本实用新型的整个燃烧过程都在保温围护体内进行，热效率高，不排放烟尘，实现了环境友好地燃煤制热；还利用余热把水进行汽化，水蒸汽喷入炉膛制取氢气参与燃烧，增加了燃烧热值，从而降低了煤耗，降低了生产成本；本实用新型的开水炉还可避免开水被反复烧开的现象，不会生成亚硝酸之类的影响人身体健康的有害物质。本实用新型的产品适合机关、学校、社区开水房、宾馆、旅店、洗浴中心及北方地区的家庭住宅使用。
本实用新型提供下列附图作进一步的说明，但各附图及以下所述的具体实施方式
均不构成对本实用新型的限制图1是本实用新型的燃烧工艺流程方框图。
图2是本实用新型的水被加热烧开的流程方框图。
图3是本实用新型的开水箱内设置有温差分水隔板时的流程方框图。
图4是本实用新型的在集热器的上、下联箱之间设置温差回流管时的流程方框图。
图5是本实用新型的暖气媒水加热装置的系统工艺流程方框图。
图6是本实用新型的生活热水加热装置的系统工艺流程方框图。
图7是本实用新型开水炉的其中一个实施例结构图。
图8是本实用新型开水炉的另一个实施例结构图。
图9是本实用新型开水炉的优选实施例结构图。
图10是本实用新型开水炉的又一个实施例结构图。
图11是本实用新型的正立面结构图。
图12是本实用新型的暖气媒水或生活热水蛇形管式加热装置的结构图。
图13是本实用新型的暖气媒水或生活热水集热管式加热装置的结构图。
图中1.开水箱的空气排出口，2.出水温度表，3.开水箱箱体，4.开水段的循环水入口，5.集热器的上联箱，6.集热器的蛇形盘管，7.开水箱内的温差分水隔板，8.开水出水管，9.水嘴，10.开水段下部的温度表接口，11.集热器的下联箱，12.开水段的循环水出口，13.温水段的循环水入口，14.低位换热器，15.开水箱的补水接口，16.温水段的循环水出口，17.燃烬的废气排出接口，18.滑轮，19.轨道，20.二次风道，21.炉箅，22.一次风道，23.止退坡，24.蒸汽喷管，25.煤炉封口，26.炉门，27.拉手，28.蓄热炉芯，29.一次燃烧炉膛，30.汽化盘管的补水接口，31.汽化盘管，32.观火镜，33.二次空气预热室，34.二次风布风孔，35.回流助燃圈，36.炉门密封条，37.气化燃烧室，38.集热器的筋片，39.保温层，40.外壳，41.加煤口，42.开水箱的弧形顶板，43.保温受热空间，44.底座，45.暖气媒水出口/或循环热水出口，46.回水口/或循环水输入口，1′.自动排气阀，3′.缓冲箱，6′.集热管，7′.温差回流管。
具体实施方式
图7、图8所示的实施例是本实用新型的基本结构图，由活动式燃煤装置、集热器、开水箱及保温围护体组成，其中活动式燃煤装置由蓄热炉芯(28)、炉箅(21)、一次燃烧炉膛(29)、回流助燃圈(35)、炉门(26)、煤炉封口(25)、拉手(27)、滑轮(18)、轨道(19)组成，在炉箅(21)的下面还有一次风道(22)，在蓄热炉芯(28)的外围还有二次风道(20)及二次空气预热室(33)，在回流助燃圈(35)的内侧有一圈指向炉芯中心的二次风布风孔(34)，在炉门(26)上还装有观火镜(32)；集热器由多根集热管(6′)/或蛇形盘管(6)和筋片(38)组成；开水箱由箱体(3)、空气排出口(1)的接口、开水出水接口、出水温度表(2)的接口、开水段的循环水入口(4)、开水出水管(8)、水嘴(9)、开水段下部的温度表接口(10)、开水段的循环水出口(12)、开水箱的补水接口(15)组成；保温围护体由保温层(39)、外壳(40)及炉门(26)组成，炉门(26)安装在活动式燃煤装置的外侧，随燃煤装置的拉出或推进而开启或关闭，保温围护体的炉门框与活动式燃煤装置上的炉门结合部还装有炉门密封条(36)，使煤的燃烧在封闭的保温围护体内进行，燃烬的废气被交换出热量后，密度增大，产生重力下降，由保温围护体底部的废气排出接口(17)排出；气化燃烧室(37)由一次燃烧炉膛(29)的出口和回流助燃圈(35)组成；为了防止活动式燃煤装置退出，能使炉门(26)紧密封闭，还设有止退坡(23)。
图9所示的本实用新型优选的实施例中，与图7相比较，在活动式燃煤装置中的蓄热炉芯(28)的外围还增加了汽化盘管(31)，利用炉内的余热把水进行汽化，蒸汽通过蒸汽喷管(24)喷入一次燃烧炉膛(29)，使水蒸汽与灼热的煤炭发生化学反应而生成一氧化碳和氢气，生成的一氧化碳和氢气将与二次空气混合补得氧气而完成燃烧，水通过汽化装置的补水接口(30)进入到汽化盘管(31)；在集热器上增加了上联箱(5)及下联箱(11)，使集热器的蛇形盘管的出口通过上联箱(5)接入开水段的循环水入口(4)、集热器的蛇形盘管的入口通过下联箱(11)从开水段的循环水出口(12)接入；在开水箱内增加了温差分水隔板(7)，可防止开水被反复烧开；在保温围护体内下部增加了低位换热器(14)，以进一步吸收燃烬的废气中余热，加速废气的下降排出；由集热器、低位换热器各自独立的水循环回路使得开水箱形成了开水段和温水段，既集热器回路的范围为开水段，低位换热器回路的范围为温水段。
图10所示的实施例结构图中，与图9相比较，在炉门(26)的上部增加了加煤口(41)，当添加的燃料为煤球或柴薪时，可以不把燃煤装置拉出来就可添加燃料，加好燃料后用封头把加煤口(41)盖上；在集热器的上联箱(5)与下联箱(11)之间用温差回流管(7′)进行连接，如开水箱内已有被烧开的水时，集热器中烧开的水便能够进入开水箱，如集热器中的水没被烧开，水便不能进入开水箱而通过温差回流管(7′)重新进入集热器继续加热直至烧开。已被烧开的水由于炉内的保温作用，温度不会下降，所以烧开的水也不会回流进入集热器，这样就避免了开水被反复烧开的现象发生。
图11所示的是开水箱的正立面图，开水箱(3)的顶板(42)设计为弧形，水加热分离出来的空气在开水箱(3)的最高点排出，有利于排气。开水箱(3)的外侧板全都暴露在保温受热空间(43)内，保温受热空间(43)与燃烧室(37)相通，燃烧的余热对开水箱(3)内的水起加热及保温作用。开水箱(3)内的水被加热后，体积将会膨胀，因膨胀而增加体积的水将通过开水箱(3)的补水接口(15)的管道进入到膨胀水箱(图中未示出)。开水箱(3)的补充水由膨胀水箱经管道通过补水接口(15)进入，自来水先进入膨胀水箱，再由膨胀水箱进入开水箱(3)。
图12、图13所示的是本实用新型的暖气媒水加热装置或生活热水加热装置，图12是蛇形盘管式的集热器，图13的集热管式的集热器。在图12中，低位换热器(14)的上部出口与集热器的下联箱(11)相连接，集热器的上联箱(5)的出口上接有暖气媒水出口/或循环热水出口(45)，同水口/或循环水输入口(46)接在低位换热器(14)的下部输入接口。当装置用于加热暖气媒水时，外部的系统如图5所示的系统工艺流程方框图进行配置；当装置用于加热生活热水时，外部的系统如图6所示的系统工艺流程方框图进行配置。
权利要求1.一种无烟尘的燃煤开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置，包括燃烧装置，其特征是装置主要由燃煤装置、气化燃烧室、集热器、开水箱/或暖气媒水接口/或循环热水接口、保温围护体组成，其中燃煤装置由一次燃煤炉膛、蓄热炉芯、炉箅、一次空气通道、二次空气通道、二次空气预热室、二次布风孔和回流助燃圈所构成，二次空气通道及二次空气预热室在蓄热炉芯的外围，二次布风孔在蓄热炉芯的上口且指向蓄热炉芯的中心，回流助燃圈在一次燃煤炉膛的出口；气化燃烧室由回流助燃圈利一次燃煤炉膛的出口所构成；集热器置于气化燃烧室的上方；燃煤装置、气化燃烧室、集热器、开水箱/或暖气媒水接口/或循环热水接口均在保温围护体内。
2.根据权利要求1所述的一种无烟尘的燃煤开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置，其特征是在蓄热炉芯的外围还有汽化盘管。
3.根据权利要求1所述的一种无烟尘的燃煤开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置，其特征是集热器由多根金属集热管/或多组金属排管/或多组金属蛇形盘管组成。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种无烟尘的燃煤开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置，其特征是集热管上还有金属的肋片。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种无烟尘的燃煤开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置，其特征是保温围护体内的低位还有热交换器。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种无烟尘的燃煤开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置，其特征是燃煤装置的下方装有滑轮和轨道。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种无烟尘的燃煤开水炉，其特征是在开水箱内有隔板/或在集热器的上、下联箱之间有温差回流管。
专利摘要一种无烟尘的燃煤开水炉及暖气媒水、生活热水加热装置，先把煤进行一次燃烧热解，再通入二次空气补氧燃烧，使煤及煤的挥发成份充分燃烬，不但符合环保要求，还节省能源，并且还利用余热把水进行汽化，水蒸汽喷入炉膛制取氢气参与燃烧，增加了燃烧热值，整个燃烧过程都在保温围护结构内进行，热效率高，燃烧的热量被集热器吸收后，废气密度变小而产生重力下降，从底部自然排出，不排放烟尘。本实用新型在开水箱内设置有温差分水隔板或在集热器的上、下联箱之间设有温差回流管，可避免开水被反复烧开的现象，不会生成影响人身体健康的有害物质。本实用新型的产品适合机关、学校、社区开水房、宾馆、旅店、洗浴中心及北方地区的家庭住宅使用。
文档编号F23B10/02GK2911433SQ20062011278
公开日2007年6月13日 申请日期2006年4月18日 优先权日2006年4月18日
发明者周开根 申请人:周开根