专利名称：一种带有燃烧室的热交换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种带有燃烧室的热交换装置。具体地说是一种热交换介质不直接接触的热交换装置。
介质不直接接触的热交换设备通用的有热管式、螺旋板式、波纹板式。其特点都是一个密闭换热装置，两侧流体介质按一定流动方向进行换热。其缺点是其工作时所需的热流介质必须由另一耗能热力设备供给、自身不能形成一个独立的，完整的热交换系统。同时，公知的热水炉是由炉膛和锅筒组成、火焰灼烧锅筒的底部使之里面的水受热。其特点是工作时、炉膛火焰集中于锅筒底部，使内侧水受热上行。其缺点是工作介质传热升温速度慢、上、下各部温差较大、受热面少、热工况效率低。现有利用高温烟气作为热流介质的进行热交换的装置，其特点大多是将烟气布置为立式单向流程如热管交换器、或立式水管锅炉安在烟道上的省煤器。还有布置为欧式纵向双流程；如快装欧式锅炉锅筒上部的烟气换热管束。其缺点是烟气在对管束冲刷过程中，不能有效地进行烟尘分离、而是由排烟管引到尾部除尘器中，除尘后排出使热量浪费较大、排出烟气温度较高，无除尘器的则直接排入大气层、从而造成环境污染。
本实用新型的任务是提供一种带有燃烧装置，采用高温烟气作为热交换介质、具有烟尘分离作用。其由4组水冷管束和3组烟气冲刷管束，供烟气环流的上烟室和供烟尘分离的下烟室组成的热交换装置。
本项实用新型完成过程如下先将下部内侧圆形燃烧隔水套〔10〕的底脚与底板〔15〕焊接、并在燃烧隔水套〔10〕的下半部外侧按直径方向开孔布置好清灰进风口〔14〕、燃料进入口〔11〕，风机〔13〕在燃烧隔水套〔10〕内侧的上部和下部按直径成一定倾斜度布置好两头开通上部对流水冷管束〔6〕和下部对流水冷管束〔19〕，并在下部对流水冷管束〔19〕上按一定的倾斜面、与直径成90℃方向交叉布置燃烧架，这样便构成了交换装置下部的燃烧室。然后将圆形的上烟室〔3〕内侧按直径方向布置一束两头开通的对流水冷管束〔2〕、并在下烟室〔9〕按与直径垂直方向布置一束两头开通的对流水冷管束〔7〕、按直径方向在外侧开孔布置清灰孔〔8〕、将内装有水冷管束〔2〕的上烟室〔3〕的底部与内装有水冷管束〔7〕及外侧有清灰孔〔8〕的下烟室〔9〕的上部之间用上行烟气冲刷管束〔5〕和下行烟气冲刷管束〔4〕进行布置联接再把烟气引出管〔1〕的下部与下烟室的上部联接、并在上烟室〔3〕的上板和下板分别开好与烟气引出管尺寸相配的孔、让烟气引出管穿过。这样便构成了燃烧室上部的烟气换热装置将下部燃烧室与上部的烟气换热装置从下烟室〔9〕的前半部的底部与上部延伸到上行烟气冲刷管束〔5〕底部的隔板按圆周方向进行焊接后再将一个带有封盖、盖上开好与烟气引出管〔1〕和边侧开好与清灰进风口〔14〕、燃料加入口(11)尺寸相同孔的圆形容器盛水外套〔18〕从上往下套进，让下部与底板〔15〕吻合焊接，由此构成一个带有燃烧装置、采用高温烟气作为热流介质、内部并具有烟尘分离作用呈圆柱形的热交换装置。其特征是交换器本身具有燃烧功能，能依靠燃烧室产生的高温烟气流作为交换器的热流介质。将烟气换热装置与燃烧室联接后，再将一个带有进出口的，开好与烟气引出管〔1〕、清灰进风口〔14〕、燃料加进口〔11〕相配孔圆形盛水外套〔18〕套入，即可构成一个密闭的带有燃烧装置，交换介质不直接接触的热交换装置。这种新型装置的燃烧室的下部是由一组对流水冷管〔19〕和与之交叉按平面布置在上面的燃烧架〔12〕构成的一种能防止水冷管〔19〕因内侧水冷度过大吸热量过快而影响点火、和降低燃烧温度的装置，能保证燃烧正常、并能使燃烧架12底部火层对水冷管〔19〕外侧进行幅射换热。使内侧水对流换热。整个热交换装置均采用锅炉用无缝钢管和A34mm钢板制成、内部采用镀锌工艺防腐。外侧表面采用装饰性保温层进行保温。
其整个工作过程先自进口〔16〕进水，直至出水口〔17〕出水关闭，从燃料进入口〔11〕将燃料加进、置于燃烧架〔12〕上，由于燃烧室的燃烧架〔12〕将燃料与燃烧架下部对流水冷管束〔19〕隔开、燃烧的火层只有底部对对流水冷管束〔19〕产生幅射热、避免了燃烧层直接接触对流水冷管束〔19〕进行热传导，而导致燃烧温度下降的情况。只要燃料着火后，燃烧架上均可以迅速形成高温明火焰，此时开动风机〔13〕燃火层上部则形成燃烧高温热流区、火力强度不断增加、炽热的火焰和烟气首先对燃烧室上部对流水冷管束〔6〕表面进行冲刷，并在上部形成环流的烟气涡流。燃料中的碳氢化合物经过燃烧形成高温烟气上行、底层固定碳形成的高温火层对架下的对流水冷管〔19〕表层产生幅射热、使内侧流体受热对流，由于燃烧室有一定的空间、燃料得以充分氧化混合燃烧，对隔水套〔10〕产生幅射热、使外侧水均同时受热。对流水冷管束〔6〕因处于高温区域、内侧流体热交换后自然循环上行，形成自然换热循环工况。上行的烟气在对流水冷管束〔6〕上部形成涡流放热后，对烟气上行管束〔5〕进行冲刷加热外侧冷体介质后，顺上行管束〔5〕上升到上烟室〔3〕在风机〔13〕风压作用下，烟气中的粉尘和一氧化碳分子在此冲撞对上烟室〔3〕内对流水冷管束〔2〕进行旋转环状冲刷加热、此时上烟室对流水冷管〔2〕内侧介质受热后形成对流，上烟室〔3〕的外侧水均同时受热，由于上行高温烟气在烟室内交换强度增加，使之换热后温度下降，其中烟气中的一氧化碳和粉尘因温度下降后重度增加，在一定的风压或烟图引力作用下，经上烟室〔3〕换热冷却后随后对下行烟气管束〔4〕再次进行强制冲刷换热下行，其中一氧化碳及粉尘重度再次增加，在下烟室〔9〕进行沉降分离。分离后的烟气已无黑色烟尘，并对下烟室〔9〕内的对流水冷管束〔7〕再次冲刷、而后经烟气引出管〔1〕再上行利用余热再次冲刷烟气引出管〔1〕、使余热得以充分利用。由于烟气经过三次垂直方向的流程，强制性冲刷，经与烟室内壁环转碰撞，形成旋转烟气涡流的换热过程、使热交换强度增加，烟尘分离后、上行的烟气经过最后余热利用后、引出的烟气温度已接近常温，此时由烟囱引至户外。
本实用新型发明优点1、垫交换强度大；从燃烧室高达900℃的烟气经过强制交换换热后，其烟尘得到分离，烟气温度降到仅次于常温状态；如常温20℃、烟气则30℃左右。无黑烟尘、大大减少了环境污染。
2、采用交换器结构使受热面布置均匀，介质换热温差小、升温速度快、交换器与燃烧室形成一个单独工作的换热系统。
3、燃料适应性强烟煤、无烟煤、木柴、木碳均可使用。
4、适用性广适合各类机关、学校30－50人水，尤其家用效果良好。例如用3－5斤燃料加100kg水只需烧15－30分钟左右，即可供1家3－5口人洗浴之用或40－60平方面积内取暖。
5、使用安全、由于是换热器、热出口安在顶部，只有经过换热时，才能取得热水、燃用时不会出现无水现象。交换器始终是注满水的。
6、可以与动力头流体系统并接。例如供淋浴时无需另设高位水箱。
附图
为本实用新型的结构示意图①烟气引出管；②上烟室对流水冷管束；③上烟室；④烟气下行管束；⑤烟气上行管束；⑥对流水冷管束；⑦下烟室对流水冷管束；⑧下烟室清灰孔；⑨下烟室；⑩燃烧隔水套；(11)燃料加入口；(12)燃烧架；(13)风机；(14)清灰进风口；(15)底板；(16)进口孔；(17)出口孔；(18)盛水外套；(19)下部对流水冷管束。
实施例首先采用A34mm钢板卷制成圆柱形燃烧隔水套〔10〕、切割底板〔15〕、上烟室〔3〕、下烟室〔9〕，和盛水外套〔18〕、燃烧架〔12〕。再采用φ45无缝钢管制作烟气上行管束〔5〕和烟气下行管束〔4〕、其次采用φ25无缝钢管制作下部水冷管束〔19〕、水冷管束〔6〕、上烟室水冷管束〔2〕、下烟室水冷管束〔7〕；最后采用φ108无缝钢管制作烟气引出管〔1〕，清灰进风口〔14〕、采用φ133无缝钢管制作燃料加入口〔11〕，采用φ75无缝钢管制作下烟室清灰孔〔8〕、制作联接完成各部位后、配上30W／220V微形风机〔13〕，将盛水外套〔18〕套入焊接、对内部由燃烧室和上部烟气换热装置总体外表面进行镀锌防腐。在盛水外套〔18〕套入焊接后，对外部采用人造革皮进行装饰性保温。全部完成后，进行渗水泄漏密封试验。压力0.6MP。
制作完毕后，即形成一个带有燃烧室的热交换装置，成为一个独立的，自身能提供热流交换介质的工作系统。其主要特征是燃烧室开始燃烧后、便会产生供交换用的热流介质。此时、从盛水外套进口孔〔16〕注进水，则整个内侧充满火焰和高温烟气的热交换器的外侧从上至下全部被水浸没，其交热工况是下部燃烧隔水套〔10〕内壁受到火焰幅射垫；热量通过内壁传导给外侧水套中的水介质；上、下烟室及烟气管束内侧被烟气冲刷、对流水冷管束被幅射和烟气热冲刷，上、下烟室内烟气形成锅流，使烟室内壁受热，热量通过内壁传导给外壁的水。从而形成一个上、下整体受热、不断交换吸收热量的自然循环系统。整个热交换器中的冷热介质的换热形成了一个集热传导；热幅射；热对流为一体的运行工况。
权利要求1.一种有烟气冲刷管束和对流水冷管束组成的热交换装置，其特征在于是由燃烧隔水套[10]、下部对流水冷管束[19]、对流水冷管束[6]、燃烧架[12]、清灰进风口[14]、风机[13]、燃料加入口[11]、底板[15]与上烟室[3]、上烟室内对流水冷管束[2]、烟气上行管束[5]、烟气下行管束[4]，下烟室[9]、下烟室内对流水冷管束[7]、下烟室清灰孔[8]、烟气引出管[1]相联接而构成。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是将一个开有进口孔〔16〕、出口孔〔17〕、顶部密封、下部边侧开有与清灰进风口〔14〕、燃料加入口〔11〕、下烟室清灰孔〔8〕相配孔的圆柱形金属容器盛水外套〔18〕套上，底部与底板〔15〕吻合焊接制成一个密闭的热交换装置。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是燃烧室内有一组燃烧架，其结构是燃烧架〔12〕与下部对流水冷管束〔19〕成交叉按平面方式布置。
专利摘要本实用新型涉及一种热交换介质不直接接触的热交换装置，带有燃烧装置、内部具有烟尘分离系统、水冷管束和烟气冲刷管束，其热交换强度大，可选用多种燃料，并不污染环境，适合各类机关、学校和家庭使用。
文档编号F24H1/22GK2046609SQ8920241
公开日1989年10月25日 申请日期1989年3月3日 优先权日1989年3月3日
发明者陈礼如 申请人:陈礼如