专利名称：安全节能型热水采暖装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于热水锅炉类。
目前国内使用的采暖小型热水锅炉，大部分为快装形式。在采暖热力系统中，除一个带有承压锅筒的锅炉之外，尚需一个置于循环水泵之前的高位膨胀水箱，用来平衡系统压力、调节水量以及防止循环水泵内汽化。于是，整个热力系统中的各元件，如锅炉、管道和散热器等，都承受大于高位膨胀水箱的静压加上系统阻力再减去循环水泵的吸程的压力。锅炉的锅筒为封闭容器。现有技术大部分是在锅炉的烟道上布置一级除尘器，因此有部分热量从除尘器及其烟道上跑掉。热水超温汽化时产生的蒸汽没有得到充分利用。另外，由于采暖系统中循环水流回锅筒内突然扩容和减速，使锅筒底部易沉积污垢及泥沙。在炉膛较高的热负荷作用下，锅筒底部很容易产生过热或鼓疱。一般小型热水锅炉的锅筒要承受0.7兆帕(7公斤／厘米2)的工作压力，要用厚度为10毫米以上的锅炉钢板制成园形才行。因此制造工艺复杂，钢材消耗量高。在运行中如若操作不当，还会发生爆炸事故。
本实用新型的目的在于提供一种安全、节能型热水采暖装置。它能充分利用余热，提高锅炉的热效率。在本体上设置了两级充当受热面的除尘器，以保证除尘效果。由于采暖循环系统在敞口的方形循环水箱中处于常压，所以使用过程中很安全，并且整个热力系统中各元件只承受全系统阻力值大小的压力，因此对锅炉、管道和散热器的制造质量、安装质量要求都比较低。同时该装置制造工艺简单，节省原材料，造价低。
其解决方案是用薄钢板将循环水箱制成方形或马鞍状，以代替锅筒及高位膨胀水箱。通过设置在循环水箱顶部的安全、检查孔及其一侧的放空管，使其敞口，并置于炉膛上方，使其底部受热。由于整个采暖循环系统在该循环水箱中呈常压状态，(即一个大气压)，故很安全。第一级牛角式除尘器和第二级挡板式除尘器均布置在循环水箱的水中，以保证消烟除尘的良好效果及充分利用余热。并能提高本装置的热效率。炉膛内布置有由交叉加热管和联箱，通过连通管连接组成的加热器，并使其置于循环水箱的下方。如此可通过其大量的吸热，降低烟温，改善循环水箱底部的工作条件。不会使其过热或鼓疱。由循环水泵将循环水箱内被加热的水再打入加热器中继续加热，使之达到额定温度，即95℃。因此它的加热过程由此分为两部分进行。为使循环水箱中的水达到一定温度和充分利用余热以及降低排烟温度，在其水中布置了两部分烟管束。
第一级牛角式除尘器，其园柱形蜗壳一端焊在循环水箱侧板法兰上且与装入其内的带法兰的芯管以法兰形式连接，芯管可拆卸，便于检修。蜗壳的另一端与带有出灰装置的牛角弯相连接。(焊接)，牛角弯焊在循环水箱的另一侧上。楔状螺旋挡板布置在园柱蜗壳内的另一端。该除尘器可捕捉10微米以上的大量灰尘。在该除尘器的出灰管上安装有一节套管，出灰时，套管自然落下，延长了出灰管的长度，能使细灰落入其下方水池内的水中，以保持锅炉房的卫生环境。
第二级挡板式除尘器由金属材料制成。它为底部呈斜面的长方体。其内腔下部盛有水。并布置有引导烟气走向的园弧形挡板和水平挡板，使烟气先由水平方向变垂直方向冲击水面后，再沿水面流动至出口，利用惯性和重力将灰尘甩入水中。同时，烟气中一些与水可溶气体溶于水中，从而实现较好的消烟除尘目的。该水平挡板距水面的高度H为120～150毫米。
本实用新型的另一措施是在鼓、引风机电源线上串联两台控温仪，其传感器(测温点)分别装在加热器出口和烟囱上。当出口热水温度在90℃～95℃范围内时，通过控温仪可控制鼓、引风机的自动启、停；当排烟温度在110℃～150℃范围内时，亦可使鼓、引风机启、停。低于上述范围时，鼓、引风机呈启动状态。启、停时间间隔为5～10分钟一次。
其具体实施例结合附图加以说明。
图1为安全节能型热水采暖装置的主视图。
图2为安全节能型热水采暖装置的左视图。
图3为安全节能型热水采暖装置的俯视图。
图4为本热水采暖装置的系统流程示意图。
图5为马鞍状循环水箱外壳的主视图。
图6为马鞍状循环水箱外壳的左视图。
图7为四箱弯管式加热器的主视图。
图8为四箱弯管式加热器的俯视图。
图9为三箱直管式加热器的主视图。
图10为三箱直管式加热器的俯视图。
图11为第一级牛角式除尘器的主视图。
图12为第一级牛角式除尘器的左视图。
图13为第二级挡板式除尘器的主视图。
图14为第二级挡板式除尘器的左视图。
在
图1、图2、图3、图4中，用薄钢板制成的方形循环水箱(29)布置在由耐火砖墙做衬，红砖墙为外保温的炉膛上方，循环水箱(29)的顶板上方设置有安全、检查孔(1)和软水、自来水进口管(14)。孔(1)的上方用石棉板密封，再用厚度为10毫米的钢板靠自重压紧。当循环水箱(29)内的水达到一定的温度时，散逸的蒸汽通过放空管(15)跑到设置在炉膛内下方的炉篦(13)底部作为一次风，既可强化燃烧，又可固化燃烧层中的煤粒，减少飞灰。因此循环水箱(29)通过放空管(15)呈常压状态，再加上安全、检查孔(1)的作用，本装置非常安全。并由此使整个热水采暖系统在循环水箱中保持最低压力点，即一个大气压。循环水泵所做的功，只需克服系统阻力即可。循环水箱(29)内的水中分别布置有烟室(2)和与其相连通的第一级牛角式除尘器(7)和第二级挡板式除尘器(17)，如此以来，它们既可以除尘又可以做为受热面。由无缝钢管组成的垂直烟管束(3)，两端分别与烟室(2)和循环水箱(29)的底板焊接。由无缝钢管组成的水平烟管束(18)，其两端分别焊在循环水箱(29)的两侧板上。此二烟管束主要是用来提高循环水的温度和降低排烟温度。水平烟管束(18)与第一级牛角式除尘器(7)以及第二级挡板式除尘器(17)，均由法兰连接于循环水箱(29)外侧的左、右烟箱(27)、(30)。引出管(5)上端插入循环水箱(29)前侧的汽空间，下端分别插入左、右上联箱(9)、(31)前端内；下降管(24)上端插入循环水箱(29)两侧下部的水空间，下端插入左、右下联箱(12)、(32)后端内，引出管和下降管各为2根，直径分别为φ76和φ89。如此与连通管(8)配合，构成一个自然循环回路，当停炉或停泵以及停电时，打开布置在循环水箱(29)前侧引出管(5)上的伐门(4)和下降管(24)上的伐门(25)，使水自然循环，保证了加热器管内的水不致于汽化，损坏管子。当循环水泵停止时，由于循环系统的水流惯量或管道漏气，使循环水箱(29)中的水位升高，水可通过设置在循环水箱(29)外侧上部设置的带有自动疏水伐(26)的溢流管(16)，自动溢流，保持稳定的水位。在炉膛内布置有双排交叉的加热管(10)、(11)及四个联箱(9)、(12)、(31)、(32)，通过连通管(8)组成一个加热器。它置于循环水箱(29)下方的炉膛中，由循环水泵(51)将循环水箱中被加热的水抽出后再打入加热器中继续加热。这样布置一是使加热器的换热中获得较高的传热系数，利于换热；二是使火焰不直接与循环水箱(29)底部接触，可改善其底部的工作条件。另外，它将加热过程分为两部分进行。可使循环水泵只克服系统阻力；整个热力系统承压低；对各承压元件的制造质量和安装质量要求低以及安全节能。
循环水箱左侧有水位计(36)。排污管(23)分别布置在循环水箱(29)底部的前端两侧和中间下部以及左、右联箱(12)、(32)后端底部。在图5和图6中，将循环水箱(29)制成马鞍状，将其放置在加热器的上方受热，同时炉膛两侧靠马鞍状水箱的两侧箱吸收辐射热。这样设计可使水箱底部污垢及泥沙流落到两侧箱的底部的斜面上，最后沉积在角落内，通过排污、集中排掉。整个水箱用平板制成方形，主要是制作方便，工艺简单。受热面板厚度采用8毫米，其余采用4～6毫米。
在图7、图8中，加热管为单排弯管，四个联箱呈矩形。
在图9和
图10中，加热管为单排直管，三个联箱呈三角形。
在
图11和
图12中，牛角式除尘器的蜗壳(57)制成园柱形，一端焊在循环水箱(29)的侧板法兰上且与装在其内的带法兰的芯管(56)用法兰连接，蜗壳(57)内腔布置有楔状螺旋档板(34)，蜗壳(57)的另一端焊接两节牛角弯(58)，牛角弯焊在循环水箱(29)的侧板上，其下端有带有出灰套管(28)的出灰装置(59)。烟气从蜗壳(57)切向入后再由芯管(56)抽出。灰尘被离心力和轴向力甩到牛角弯下端的出灰装置中。此种除尘器制作工艺简单，且具有同类除尘器同样的除尘效果。
图13、
图14中，挡板式除尘器外壳(60)用金属薄板制成长方体，且底面为斜面，便于出灰。它的两头焊接在循环水箱(29)两侧板上的法兰上。长方体外壳(60)内腔下部盛有水，烟气入口处布置有由园形弧挡板(37)和水平挡板(39)，此二板焊在一起。在其底部斜面上布置有溢流管(20)和进水管(21)以及出灰装置(22)。水平方向流入的烟气，由园弧挡板(37)导向，使烟气变垂直向下冲击水面，同时再改垂直方向为沿水平挡板与水面形成的水平烟道内进行水平流动，然后再翻上从出口出去，在几经变向过程中一些微小灰尘落入水中，烟气中一些可溶水的气体溶于水中。以此达到更好的消烟除尘效果。
整个循环系统流程由鼓风机(49)来的空气与放空管来的蒸汽通过炉篦(13)进入燃烧层，形成火焰，火焰以较高的放热系数向加热器放热后进入垂直烟管束(3)，经烟室(2)进入第一级牛角式除尘器(7)内放热，再通过右烟箱(30)进入水平烟管束(18)内放热，再由左烟箱(27)将烟气引入第二级挡板式除尘器(17)内放热，然后通过出口烟道(40)入引风机(53)，最后经控温仪(54)测温后从烟囱(55)中通向大气。
水从循环水箱(29)的抽水管(6)被循环水泵(51)抽出后经进水管(38)打入右下联箱(32)，再经加热管(10)加热后进入左上联箱(9)中，再由连通管(8)将水导入左下联箱(12)内，再经加热管(11)加热后进入右上联箱(31)内，经布置在加热器出口处的控温仪(48)及其传感器(35)测温后，从出口管(33)进入汽水分离装置(47)，经止回伐(50)入分水缸(46)。在此设有防止系统压力太高的安全伐(44)，被分配到循环回路的水先进入散热器(42)散热，回水经除污器(43)除污从循环水箱(29)的回水管(19)处回来继续加热。系统启动时，先打开放气伐(41)，将系统灌满水再点炉。另外，分水缸(46)上还装有排污阀(45)和压力表(52)。
本实用新型是以薄钢板制成方形或马鞍状的循环水箱代替原热水锅炉的锅筒及高位膨胀水箱，并使其与一个加热器以及循环水泵相配合，组成一个加热装置。当循环水箱内的水温升高时，由于设置在该循环水箱顶部的安全、检查孔上盖有一块盖板，可迫使内部的散逸蒸汽从放空管中跑到布置在炉膛内的炉篦下部参加燃烧。如此能强化燃烧，固化煤粒，减少飞灰。若循环水箱中压力或水位升高时，可顶开安全、检查孔上的盖板泄放。整个采暖循环系统在循环水箱中保持常压状态。由于循环水箱的水中设置了两级烟管束和两级除尘器，充分利用余热，降低了排烟温度，提高了热效率。所以本实用新型既安全、节能，除尘效率高，又节省钢材，制造工艺简单，成本低。
权利要求1.一种安全节能型热水采暖装置，其特征在于循环水箱(29)用簿钢板制成方形或马鞍状，且置于炉膛上方受热。而循环水箱(29)的顶部设有安全、检查孔(1)；其外侧上部装有放空管(15)，以形成敞口，使整个采暖循环系统在该水箱中呈常压状态，作为受热面的烟管束(3)、(18)和第一、第二两级除尘器(7)、(17)布置于循环水箱(29)之内，且置于水中，设置在炉膛内的加热器则布置在循环水箱(29)的下方，且位于炉膛内的炉篦(13)上方。由循环水泵(51)将循环水箱(29)中被加热的水，再打入加热器中继续加热，使整个加热过程分为两部分进行，以改善循环水箱(29)底部的工作条件和减少承压受热元件。
2.如权利要求1所述的热水采暖装置，其特征在于加热器由加热管(10)、(11)与联箱(9)、(12)、(31)、(32)通过连通管(8)焊接而成。此加热器为四箱双排弯管式。
3.如权利要求1或2所述的热水采暖装置，其特征在于加热器制成四箱单排弯管式。
4.如权利要求1或2所述的热水采暖装置，其特征在于加热器制三箱单排直管式。
5.如权利要求1所述的热水采暖装置，其特征在于第一级牛角式除尘器的蜗壳(57)制成园柱形，可拆卸的芯管(56)法兰连接于蜗壳(57)的一端，楔状螺旋挡板(34)布置在蜗壳(57)的另一端。用于加长出灰管的套管(28)安装在出灰管上。
6.如权利要求1所述的热水采暖装置，其特征在于第二级挡板式除尘器，由金属材料制成底部呈斜面的长方体外壳(60)，其内腔下部盛有水。入口处设置有由园弧形挡板(37)及水平挡板(39)。
7.如权利要求1、或2、或6、或7所述的热水采暖装置，其特征在于鼓、引风机电源线上串联有控温仪(48)、(54)，其传感器分别装在加热器出口和烟囱上。当出口水温在90℃～95℃及排烟温度在110℃～150℃范围时，可通过控温仪实现自动控制鼓、引风机的启停。
专利摘要一种安全节能型热水采暖装置，它由布置在炉膛内由加热管和联箱组成的加热器、布置在炉膛上方的循环水箱及循环水泵构成。而循环水箱的水中埋设有烟管束、除尘器、烟室受热元件。该装置能使整个采暖循环系统在循环水箱中保持常压状态，既安全，又能充分利用循环水箱中的散逸蒸汽及烟气余热，并能控制排烟温度，达到节能和除尘效率高的效果。同时该装置制造工艺简单，钢耗量小，成本低。它适用于采暖和洗澡。
文档编号F24H9/20GK2037044SQ8820189
公开日1989年5月3日 申请日期1988年3月19日 优先权日1988年3月19日
发明者杨传生 申请人:杨传生