一种水体加热设备及其方法与流程

文档序号:13861952阅读:213来源:国知局

本发明属于加热炉领域,尤其涉及一种水体加热设备及其方法。



背景技术:

现有的水大型加热设备大多采用锅炉的形式,一般采用对水容器的底部加热方式,然而采用锅炉的形式整个锅炉炉体还会向环境释放大部分热量,没有实现能源最大化充分利用。



技术实现要素:

发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种有循环式均匀加热的一种水体加热设备及其方法。

技术方案:为实现上述目的,本发明的一种水体加热设备,包括水容器、加热炉和炉体支撑;所述加热炉设置于所述水容器的容腔中,且所述加热炉通过两所述炉体支撑水平支撑设置于所述容腔中心部位;所述加热炉的炉内燃烧产生的热量可传导至所述水容器中。

进一步的,所述加热炉包括炉体;所述炉体密闭长矩形金属箱体结构,所述炉体的炉腔内设置有导热水管,所述导热水管为金属导热材质,所述导热水管沿炉体长度方向横向穿过炉腔,且所述导热水管将所述炉体的炉腔等量分隔成第一燃烧通道和第二燃烧通道;所述导热水管的上下外壁分别沿长度方向设置有上阻隔板和下阻隔板,所述上阻隔板和下阻隔板将第一燃烧通道和第二燃烧通道完全隔开。

进一步的,所述第一燃烧通道的一端设置有第一燃气烧嘴,所述第一燃气烧嘴的第一燃气喷口的喷火方向沿第一燃烧通道延伸方向平行;所述第一燃烧通道的另一端设置第一排烟口;

所述第二燃烧通道的一端设置有第二燃气烧嘴,所述第二燃气烧嘴的第二燃气喷口的喷火方向沿第二燃烧通道延伸方向平行;所述第二燃烧通道的另一端设置第二排烟口;

所述第一燃气烧嘴位于所述第二燃气烧嘴的对侧;所述第一排烟口和第二排烟口位于所述第一燃烧通道和第二燃烧通道上壁。

进一步的,还包括第一燃气管、第一助燃空气管、第二燃气管和第二助燃空气管;所述第一燃气管与所述第一燃气烧嘴的燃气进气端连接,所述第一助燃空气管与所述第一燃气烧嘴的助燃空气进气端连接;所述第二燃气管与所述第二燃气烧嘴的燃气进气端连接,所述第二助燃空气管与所述第二燃气烧嘴的助燃空气进气端连接;

所述第一燃气管、第二燃气管的供气设备和所述第一助燃空气管、第二助燃空气管的鼓风设备设置于所述水容器外部。

进一步的,还包括第一循环管、第二循环管和热水循环泵;所述第一循环管和第二循环管为弯管结构,所述第一循环管下端连接所述导热水管的一端,所述第一循环管的上端位于所述水容器内液面所在高度;所述第二循环管的上端连接所述导热水管的另一端,所述第二循环管的下端伸入所述水容器的容腔腔底;所述热水循环泵设置于所述第一循环管上端出口处,所述热水循环泵可将水容器底部的水抽向水面。

进一步的,所述导热水管的管壁内外侧沿轴向方向延伸有若干金属导热片,且若干所述导热片沿导热水管轴线成圆周阵列分布,且各所述导热片所在面经过所述导热水管轴线;所述导热片为六条,且靠近第一燃烧通道侧和靠近第二燃烧通道侧的导热片各三条。

进一步的,还包括第一换热管和第二换热管;竖向设置的所述第一换热管和第二换热管为上下贯通的直金属换热管结构;若干所述第一换热管竖向穿设入所述第一燃烧通道中,若干所述第一换热管的上下端伸出所述炉体上下外壁,若干所述第一换热管成阵列分布于靠近所述第一排烟口一侧,相邻第一换热管之间具有燃烧气通过间隙,各所述第一换热管形成第一换热管群;

若干所述第二换热管竖向穿设入所述第二燃烧通道中,若干所述第二换热管的上下端伸出所述炉体上下外壁,若干所述第二换热管成阵列分布于靠近所述第二排烟口一侧,相邻第二换热管之间具有燃烧气通过间隙,各所述第二换热管形成第二换热管群。

进一步的,所述炉体的两长侧壁沿长度方向分别阵列设置有若干矩形导热片。

进一步的,还包括第一蓄烟箱、第二蓄烟箱、第一导烟弯管、第二导烟弯管、集烟箱和总排烟管;所述集烟箱、第一蓄烟箱和第二蓄烟箱设置于所述炉体上外壁,且所述集烟箱位于所述第一蓄烟箱和第二蓄烟箱之间;所述第一排烟口出烟端导通所述第一蓄烟箱,所述第二排烟口出烟端导通所述第二蓄烟箱;所述第一蓄烟箱和第二蓄烟箱的出烟端分别通过第一导烟弯管和第二导烟弯管共同导通所述集烟箱,所述集烟箱的出烟端连接总排烟管,所述总排烟管的出烟端伸出所述水容器水面。

进一步的,一种水体加热设备的加热方法,具体为:

向在水容器中注入待加热冷水,直至水位淹没所述加热炉,燃气供气装置通过第一燃气管和第二燃气管分别连续向第一燃气烧嘴和第二燃气烧嘴导入燃气,同时鼓风设备将外界助燃空气通过第一助燃空气管和第二助燃空气管分别连续向第一燃气烧嘴和第二燃气烧嘴导入空气,第一燃气烧嘴和第二燃气烧嘴中的助燃空气和燃气混合之后分别通过第一燃气喷口和第二燃气喷口喷出,此时各喷火处的电子打火装置启动,使第一燃气喷口和第二燃气喷口分别向第一燃烧通道和第二燃烧通道喷火,且第一燃气喷口和第二燃气喷口的火焰末端分别喷向各第一换热管形成第一换热管群上和各第二换热管形成第二换热管群上,且对各第一换热管和各第二换热管加热,其第一换热管和第二换热管中的水受到加热后自然沿换热管向上流动,同时第一换热管和第二换热管下方的水即时补充进来,实现水容器中部的循环加热;同时由于整个炉体为密闭长矩形金属箱体结构,在燃烧作用下,炉体也会相应被加热,由于炉体浸没于水中,炉体通过热传导的方式直接对水加热;

与此同时,由于导热水管夹设于第一燃烧通道和第二燃烧通道之间,并且导热水管的管壁内外侧沿轴向方向延伸有若干金属导热片,因此第一燃烧通道和第二燃烧通道中因燃烧产生的部分热量部分被导热水管吸收并通过热传递对导热水管中的水加热,此时启动热水循环泵,将水容器底部的未充分加热水通过第一循环管和第二循环管抽向导热水管中并加热,然后继续将导热水管被加热的水抽向水容器水面,水容器底部的水连续补充到导热水管,如此循环实现了水容器水底和水面的循环,实现整个水容器的均匀循环加热效果;

第一燃烧通道和第二燃烧通道中的火焰对第一换热管群上和第二换热管群加热后产生的燃烧烟气等反应物在膨胀气压作用下通过第一导烟弯管和第二导烟弯管共同排向集烟箱中,在此过程中第一导烟弯管和第二导烟弯管被烟气余热加热后还会向水中放出热量,最终烟气通过总排烟管排向外部的尾气处理装置。

有益效果:本发明的结构简单,采用了密闭式炉体完全浸入水中的方式,使容器中的水全方位吸收炉体产生的热量,使能源利用率提高,采用循环管实现容器底部和水面的热循环,采用换热管群结构实现中心部位水循环,同时还利用了炉体自身,导烟管等的热传导的特性充分利用余热,使加热更加均匀快速,热量利用率极大增大。

附图说明

附图1为本发明整体第一视意图;

附图2为本发明整体第二视意图;

附图3为本发明整体第三视图;

附图4为本发明整体俯视图;

附图5为加热炉整体结构示意图;

附图6为加热炉横向切面立体图;

附图7为加热炉横向切面仰视图;

附图8加热炉纵切面内部示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至8所示的一种水体加热设备,包括水容器33、加热炉32和炉体支撑28;所述加热炉32设置于所述水容器33的容腔29中,且所述加热炉32通过两所述炉体支撑28水平支撑设置于所述容腔29中心部位;所述加热炉32的炉内燃烧产生的热量可传导至所述水容器33中,采用了密闭式炉体完全浸入水中的方式,使容器中的水全方位吸收炉体产生的热量,使能源利用率提高;本方案的炉体结构下文还有详细介绍。

所述加热炉32包括炉体40;为了保证其密闭和和导热性能,本方案中的炉体40为密闭长矩形金属箱体结构,炉体40的炉腔内设置有导热水管16,本方案中导热水管16也为金属导热材质,例如:铜铝等;导热水管16沿炉体40长度方向横向穿过炉腔,且所述导热水管16将所述炉体40的炉腔等量分隔成第一燃烧通道17和第二燃烧通道7;所述导热水管16的上下外壁分别沿长度方向设置有上阻隔板26和下阻隔板25,所述上阻隔板26和下阻隔板25将第一燃烧通道17和第二燃烧通道7完全隔开,使第一燃烧通道17和第二燃烧通道7内部的燃烧为独立运作,提高可调节性能。

所述第一燃烧通道17的一端设置有第一燃气烧嘴2,本方案中的燃气烧嘴为混合式烧嘴,燃气烧嘴可将空气和燃气混合之后从火焰喷口连续喷出,其烧嘴的喷口处带有电子打火装置,各燃气烧嘴外侧还包袱有防水外壳,所述第一燃气烧嘴2的第一燃气喷口18的喷火方向沿第一燃烧通道17延伸方向平行;所述第一燃烧通道17的另一端设置第一排烟口14;所述第二燃烧通道7的一端设置有第二燃气烧嘴10,所述第二燃气烧嘴10的第二燃气喷口9的喷火方向沿第二燃烧通道7延伸方向平行;所述第二燃烧通道7的另一端设置第二排烟口5;所述第一燃气烧嘴2位于所述第二燃气烧嘴10的对侧;所述第一排烟口14和第二排烟口5位于所述第一燃烧通道17和第二燃烧通道7上壁;还包括第一燃气管1、第一助燃空气管3、第二燃气管11和第二助燃空气管12;所述第一燃气管1与所述第一燃气烧嘴2的燃气进气端连接,所述第一助燃空气管3与所述第一燃气烧嘴2的助燃空气进气端连接;所述第二燃气管11与所述第二燃气烧嘴10的燃气进气端连接,所述第二助燃空气管12与所述第二燃气烧嘴10的助燃空气进气端连接;具体的炉内燃烧原理如下:燃气供气装置通过第一燃气管1和第二燃气管11分别连续向第一燃气烧嘴2和第二燃气烧嘴10导入燃气,同时鼓风设备将外界助燃空气通过第一助燃空气管3和第二助燃空气管12分别连续向第一燃气烧嘴2和第二燃气烧嘴10导入空气,第一燃气烧嘴2和第二燃气烧嘴10中的助燃空气和燃气混合之后分别通过第一燃气喷口18和第二燃气喷口9喷出,此时各喷火处的电子打火装置启动,使第一燃气喷口18和第二燃气喷口9分别向第一燃烧通道17和第二燃烧通道7喷火。

所述第一燃气管1、第二燃气管11的供气设备和所述第一助燃空气管3、第二助燃空气管12的鼓风设备设置于所述水容器33外部,使炉内燃烧进程通过外部的供气装置来实现大小调节。

还包括第一循环管4、第二循环管13和热水循环泵30;所述第一循环管4和第二循环管13为弯管结构,所述第一循环管4下端连接所述导热水管16的一端,所述第一循环管4的上端位于所述水容器33内液面所在高度;所述第二循环管13的上端连接所述导热水管16的另一端,所述第二循环管13的下端伸入所述水容器33的容腔29腔底;所述热水循环泵30设置于所述第一循环管4上端出口处,所述热水循环泵30可将水容器33底部的水抽向水面;具体过程解释:由于导热水管16夹设于第一燃烧通道17和第二燃烧通道7之间,并且导热水管16的管壁内外侧沿轴向方向延伸有若干金属导热片27,因此第一燃烧通道17和第二燃烧通道7中因燃烧产生的部分热量部分被导热水管16吸收并通过热传递对导热水管16中的水加热,此时启动热水循环泵30,将水容器底部的未充分加热水通过第一循环管4和第二循环管13抽向导热水管16中并加热,然后继续将导热水管16被加热的水抽向水容器33水面,水容器33底部的水连续补充到导热水管16,如此循环实现了水容器33水底和水面的循环,实现整个水容器的均匀循环加热效果;

所述导热水管16的管壁内外侧沿轴向方向延伸有若干金属导热片27,且若干所述导热片27沿导热水管16轴线成圆周阵列分布,且各所述导热片27所在面经过所述导热水管16轴线;所述导热片27为六条,且靠近第一燃烧通道17侧和靠近第二燃烧通道7侧的导热片27各三条,金属导热片27的轴线分布方式既增加了导热面积又尽可能的不增加金属导热片27对管内水流的阻力。

还包括第一换热管15和第二换热管6;竖向设置的所述第一换热管15和第二换热管6为上下贯通的直金属换热管结构;若干所述第一换热管15竖向穿设入所述第一燃烧通道17中,若干所述第一换热管15的上下端伸出所述炉体40上下外壁,若干所述第一换热管15成阵列分布于靠近所述第一排烟口14一侧,相邻第一换热管15之间具有燃烧气通过间隙,各所述第一换热管15形成第一换热管群;若干所述第二换热管6竖向穿设入所述第二燃烧通道7中,若干所述第二换热管6的上下端伸出所述炉体40上下外壁,若干所述第二换热管6成阵列分布于靠近所述第二排烟口5一侧,相邻第二换热管6之间具有燃烧气通过间隙,各所述第二换热管6形成第二换热管群;该结构过程解释:第一燃气喷口18和第二燃气喷口9的火焰末端分别喷向各第一换热管15形成第一换热管群上和各第二换热管6形成第二换热管群上,且对各第一换热管和各第二换热管6加热,其第一换热管15和第二换热管6中的水受到加热后自然沿换热管向上流动,同时第一换热管15和第二换热管6下方的水即时补充进来,实现水容器33中部的循环加热;同时由于整个炉体40为密闭长矩形金属箱体结构,在燃烧作用下,炉体40也会相应被加热,由于炉体40浸没于水中,炉体40通过热传导的方式直接对水加热;

所述炉体40的两长侧壁沿长度方向分别阵列设置有若干矩形导热片8,增加其散热面积,提高热传导速度。

还包括第一蓄烟箱19、第二蓄烟箱22、第一导烟弯管21、第二导烟弯管20、集烟箱23和总排烟管24;所述集烟箱23、第一蓄烟箱19和第二蓄烟箱22设置于所述炉体40上外壁,且所述集烟箱23位于所述第一蓄烟箱19和第二蓄烟箱22之间;所述第一排烟口14出烟端导通所述第一蓄烟箱19,所述第二排烟口5出烟端导通所述第二蓄烟箱22;所述第一蓄烟箱19和第二蓄烟箱22的出烟端分别通过第一导烟弯管21和第二导烟弯管20共同导通所述集烟箱23,所述集烟箱23的出烟端连接总排烟管24,所述总排烟管24的出烟端伸出所述水容器33水面:第一燃烧通道17和第二燃烧通道7中的火焰对第一换热管群上和第二换热管群加热后产生的燃烧烟气等反应物在膨胀气压作用下通过第一导烟弯管21和第二导烟弯管20共同排向集烟箱23中,在此过程中第一导烟弯管21和第二导烟弯管20被烟气余热加热后还会向水中放出热量,最终烟气通过总排烟管24排向外部的尾气处理装置。

本发明方案的水体加热设备的加热整体过程与方法整理如下:

向在水容器33中注入待加热冷水,直至水位淹没所述加热炉32,燃气供气装置通过第一燃气管1和第二燃气管11分别连续向第一燃气烧嘴2和第二燃气烧嘴10导入燃气,同时鼓风设备将外界助燃空气通过第一助燃空气管3和第二助燃空气管12分别连续向第一燃气烧嘴2和第二燃气烧嘴10导入空气,第一燃气烧嘴2和第二燃气烧嘴10中的助燃空气和燃气混合之后分别通过第一燃气喷口18和第二燃气喷口9喷出,此时各喷火处的电子打火装置启动,使第一燃气喷口18和第二燃气喷口9分别向第一燃烧通道17和第二燃烧通道7喷火,且第一燃气喷口18和第二燃气喷口9的火焰末端分别喷向各第一换热管15形成第一换热管群上和各第二换热管6形成第二换热管群上,且对各第一换热管和各第二换热管6加热,其第一换热管15和第二换热管6中的水受到加热后自然沿换热管向上流动,同时第一换热管15和第二换热管6下方的水即时补充进来,实现水容器33中部的循环加热;同时由于整个炉体40为密闭长矩形金属箱体结构,在燃烧作用下,炉体40也会相应被加热,由于炉体40浸没于水中,炉体40通过热传导的方式直接对水加热;

与此同时,由于导热水管16夹设于第一燃烧通道17和第二燃烧通道7之间,并且导热水管16的管壁内外侧沿轴向方向延伸有若干金属导热片27,因此第一燃烧通道17和第二燃烧通道7中因燃烧产生的部分热量部分被导热水管16吸收并通过热传递对导热水管16中的水加热,此时启动热水循环泵30,将水容器底部的未充分加热水通过第一循环管4和第二循环管13抽向导热水管16中并加热,然后继续将导热水管16被加热的水抽向水容器33水面,水容器33底部的水连续补充到导热水管16,如此循环实现了水容器33水底和水面的循环,实现整个水容器的均匀循环加热效果;

第一燃烧通道17和第二燃烧通道7中的火焰对第一换热管群上和第二换热管群加热后产生的燃烧烟气等反应物在膨胀气压作用下通过第一导烟弯管21和第二导烟弯管20共同排向集烟箱23中,在此过程中第一导烟弯管21和第二导烟弯管20被烟气余热加热后还会向水中放出热量,最终烟气通过总排烟管24排向外部的尾气处理装置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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