CN1605812A - 用于燃气锅炉的潜热吸收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于燃气锅炉的潜热吸收装置。所述的燃气锅炉包括潜热交换器，该潜热交换器被安装在腔室内，从而使得潜热交换器与显热交换器分隔开，并且也与燃气锅炉的外部分隔开。本发明能够防止在热交换器之间发生热传递，并且还能防止冷凝水滴落到燃气锅炉的元件上。此外，在与燃烧室以及上方的腔室均连通的第一通道处，废气还能保持以加速状态进行的平滑流动。

Description

用于燃气锅炉的潜热吸收装置

技术领域

本发明涉及一种采用上行式本生(Bunsen)燃烧器燃烧***的燃气锅炉，更具体地说是涉及一种用于燃气锅炉的潜热吸收装置，这种潜热吸收装置利用潜热交换器来回收废热，从而可提高热效率并减少燃气消耗，所述的废热通常是在与流经显热交换器的热水进行热交换之后产生的，然后这些废热就与废气一起被排放掉。

背景技术

一般而言，燃气锅炉被构造成这样子的，即，在燃料例如燃气进行燃烧之后产生的废气热量与水例如热水的热量在位于燃烧室上的热交换器中进行热交换，从而能对房间或水进行加热。

燃气在燃气锅炉内进行燃烧后，所产生的燃烧生成气体被用于通过热交换器来进行热交换，之后，再把这些燃烧生成气体作为废气排出燃气锅炉。在这种情况中，废气所具有的温度要低于燃烧生成气体的初始温度，但是仍然要高于室温。因此，正在研发一种方法来回收这些废气的潜热。

至于对废气的潜热进行回收的方法，过去曾提出过一种方法，这种方法利用了使用燃烧生成气体和废气的双重热交换***。采用这种方法，通过显热交换器来进行初始燃烧生成气体的热交换，然后利用设置在显热交换器上的潜热交换器，对进行完上述热交换之后所产生的废气的热量进行热交换，从而实现双重热交换过程。然而，由于双重热交换***中的冷凝水的缘故，因而存在显热交换器的热交换效率会变差的问题。也就是说，当进行热交换时，在潜热交换器中限定热水通道的每根管中会产生冷凝水，这些冷凝水会滴落到所述显热交换器上，从而使显热交换器变坏。而且还存在另一个腐蚀的问题，这是由于在冷凝水和燃气锅炉中的湿气中含有氮氧化物的缘故。氮氧化合物易于渗透燃气锅炉的显热交换器或电子设备，从而会使所述的显热交换器或电子设备发生腐蚀。

此外，还存在一些由潜热交换器和显热交换器的结构布局所造成的问题。也就是说，由于潜热交换器只被设置在显热交换器上，在较高温度下执行热交换的显热交换器所具有的温度不同于在较低温度下执行热交换的潜热交换器所具有的温度。因此，在燃气锅炉中会发生热传递和热流通，从而造成显热交换器和潜热交换器的热交换效率都变差。

近年来，为了尝试克服因上述结构布局所造成的问题，已经研发出了这样一种燃气锅炉，即，这种燃气锅炉通过在显热交换器外部设置潜热交换器，从而具有被双重安装的一些热交换器。根据这种热交换器的双重结构，在锅炉上方安置燃烧器，当燃烧生成气体向下流经显热交换器中央时，由燃烧器产生的热量主要是在显热交换器中进行热交换。另外，在显热交换器中进行热交换之后，废气在向上流经设置在显热交换器外部的潜热交换器时，这些废气的热量在潜热交换器中发生二次热交换。然后，废气在进行二次热交换之后就被排放掉。然而，在上述这种***中，由于显热交换器和潜热交换器的每个部件都被直接暴露于燃烧器的热量，因此，要求这些部件具有很高的抗热性，这样就会导致制造成本高以及难以组装的问题。

发明内容

本发明旨在解决上述这些问题，因此，本发明的一个目的是提供这样一种用于燃气锅炉的潜热吸收装置，它把显热交换器和潜热交换器分隔开，从而防止在显热交换器和潜热交换器之间发生热流通和热传递。

本发明的另一个目的是提供这样一种用于燃气锅炉的潜热吸收装置，它能防止在潜热交换器中所产生的冷凝水滴落到诸如显热交换器的其它元件上。

本发明另外一个目的是提供这样一种用于燃气锅炉的潜热吸收装置，它能防止废气速度因增加潜热交换器而被降低。

根据本发明的一个方面，通过提供这样一种燃气锅炉就能够实现上述目的以及其它一些目的，这种燃气锅炉包括：燃烧室；显热交换器，该显热交换器被安装在燃烧室的上部；潜热交换器，该潜热交换器与燃烧室相连通，以便从流经显热交换器的废气中二次吸收热量，所述的燃气锅炉还包括：腔室，用于容纳所述的潜热交换器，该腔室呈箱形，该腔室与燃烧室分隔开，并且也与燃气锅炉的外部分隔开；多个管道，这些管道被设置在潜热交换器中，热水可以在每根管道内流动；第一通道，该第一通道在所述腔室的一侧与所述的燃烧室相连通；以及具有开口部的第二通道，该第二通道与燃气锅炉的外部相连通，且在所述腔室的另一侧与所述腔室相连通。

优选地是，所述腔室的顶部被开口，所述的燃气锅炉还包括一盖，该盖设置有与所述的第二通道相连通的一开口，并且该盖适合于把所述腔室的顶部盖住。

优选地是，所述腔室具有一倾斜的底部，该倾斜的底部朝着所述底部的一侧以降低方式倾斜，所述的燃气锅炉具有一排放管，该排放管被设置在所述腔室底部的一侧，并且通向燃气锅炉的外部。

优选地是，所述的第一通道在与所述燃烧室相连通的一部分处的截面积要大于在与所述腔室相连通的一部分处的截面积，从而使得那些从所述第一通道流入到所述腔室内的废气在被加速的状态下流动。

优选地是，所述的腔室主要防止在所述显热交换器和潜热交换器之间发生热传递，并且，一挡热板被连接到所述腔室的外侧，以便进一步防止在它们之间发生热传递。

附图说明

通过下面的详细描述，并结合附图，就可以更清楚地理解本发明的前面所述的以及其它的一些目的和特征，其中：

图1是表示根据本发明的潜热吸收装置主要部分的剖面图；

图2是根据本发明的燃气锅炉的剖视图；

图3和图4是根据本发明的管道的局部平面图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的一些优选实施例进行详细描述。

图1表示出了根据本发明的潜热吸收装置80，图2表示出了设置有本发明的潜热吸收装置80的燃气锅炉10。图3和图4表示出了本发明的潜热吸收装置80的管道61和62。

根据本发明，潜热吸收装置80被安装在燃气锅炉10的燃烧室13上方。

除了燃烧室13以外，燃气锅炉10还包括鼓风机11、燃烧器12、显热交换器20和第一通道30。

鼓风机11被安装在燃气锅炉10的最下部之下。鼓风机11包括马达和吹风扇。通过从外部向所述马达提供电力，从而使马达进行转动。在马达转动力的作用下，使吹风扇转动。吹风扇通过一个与外部相连通的开口从燃气锅炉10的外部吸入空气，然后通过一个与燃气锅炉10内部相连通的开口把空气吹入到燃气锅炉10内。

燃烧器12被设置在鼓风机11的上方，以便进行点火，从而使那些由鼓风机11所吹入的空气和通过燃料管路引进的包括燃气的燃料以一种混合状态进行燃烧。

燃烧室13限定出了一个空间，以便对空气和燃气进行燃烧，该燃烧室13呈箱形，并且与燃气锅炉的外部相隔离。

显热交换器20被设置在燃烧室13的上部，该显热交换器20具有一根或多根管道61，所述管道61允许热水在其中流动。每根管道61在若干个部分被弯曲或折叠，从而为所述显热交换器20提供箱形形状。

第一通道30位于燃烧室13的最上部分之上，以便不仅与燃烧室13相连通，而且还与燃烧室的外部相连通。

此外，第一通道30在与燃烧室13相连通的部分处的截面积要大于在与一腔室50(将在后面描述)相连通的部分处的截面积，从而，从燃烧室13流出的废气在第一通道30的出口处比在第一通道30的入口处流动得更快。

潜热吸收装置80包括：腔室50；盖51；第二通道70；潜热交换器60；排放管52；热挡板40。

所述的腔室50位于第一通道30的上端之上，从而使得腔室50非常靠近所述的第一通道30，并且使得该腔室50呈顶部敞开的箱形。

腔室50在与第一通道30相连接的部分处开口，从而使得该腔室50与第一通道的一开口相连通。

盖51呈板状，用于把腔室50敞开的顶部盖住，并且在与第二通道70(将在后面描述)相连接的部分处开口，从而使得腔室50与第二通道70相连通。

此外，利用包括螺栓的一紧固元件把盖51安装在腔室50上，从而当例如把潜热交换器60装入腔室50时，或者在腔室中修理潜热交换器60时，能使盖51与腔室50的上端分离开，从而能打开所述的腔室50。

在这里，位于腔室50和第一通道30之间的连通部分以及位于盖51和第二通道70之间的连通部分分别被设置在相对的端部，从而使得废气能从腔室50的一侧流动到腔室50的另一侧。

所述的第二通道70被安装在盖50的上端，从而使得第二通道非常靠近盖。在第二通道70的一侧，在其底部设置一开口，以便与设置在盖51一端处的开口相连通。在第二通道70的另一侧，在其顶部设置管状开口，以便与燃气锅炉外部相连通。

潜热交换器60内设置有一根或多根管道61，每根管道在若干部分处被弯曲或折叠，从而为潜热交换器60提供一箱状形状，以使其具有与所述显热交换器20的形状相类似的形状。此外，潜热交换器60具有适合被装配到腔室50内部的外部形状，从而，在潜热交换器60被安装到腔室50内之后，该潜热交换器60就被连接在腔室50的内部。

排放管52被设置在腔室50底部的一侧，从而使得腔室50内的冷凝水可以被排出。排放管52被做成管形，并且从腔室50向外突出一预定宽度。

根据本发明的这个实施例，该腔室50的一端与第一通道30相连通，该腔室50的另一端与第二通道70相连通。在另一侧的底部，即在第二通道70与腔室50相连通的地方，为所述的腔室50设置所述的排放管52，以便与腔室的外部相连通。

腔室50的底部朝着排放管52倾斜，排放管52处与其它部分相比要低一些，以便冷凝水能容易地通过排放管52被排放到外部。

热挡板40呈板状，并且与腔室50的底侧具有相同的形状，从而该热挡板40被连接到腔室50的底侧。

热挡板40被***到所述腔室50和所述第一通道30相互面对的一区域内，从而，热挡板40的一端与腔室50的下部相连接，热挡板40的另一端则与第一通道30的上部相连接。

此外，热挡板40是由诸如陶瓷的材料制成的，以便阻止由于燃烧室13和腔室50之间的温差所产生的热传递。

如图3所示，每根圆筒形管状的管道61的外表面上都设置有多个散热片，这些散热片是沿着废气在管道上的流动的方向设置的(高散热片管道)。或者是，每根管道61可具有与图3所示散热片结构不同的散热片结构。例如，如图4中的附图标记62所示那样，每根管道可以设置有突起和凹槽，这些突起和凹槽沿着管道在管道的内表面和外表面上螺旋延伸(螺旋管道)。在任何一种情况中，每根管道都具有相当大的与腔室50中的废气相接触的散热片面积，并且不会干扰废气流入到腔室50内。

优选地是，管道61由抗腐蚀的铝材料制成，管道62由抗腐蚀的不锈钢材料制成。

下面将描述本发明中具有上述结构的燃气锅炉的潜热吸收装置的工作情况。

当通过使用者的选择操作来操作燃气锅炉10并且从外部向鼓风机11供给电力时，周围的空气通过鼓风机11吹入到位于鼓风机11上方的燃烧室13内。

通过燃烧器的点火，使得被鼓风机11吹入的空气和燃料(例如燃气)在燃烧室13内以混合状态进行燃烧。

随着燃气和空气在燃烧室13内进行燃烧，就会产生热量和热的废气。当热量和废气在安装于燃烧室13上部的显热交换器20的管道61上流动时，在这些管道61内流动的热水就会被加热。

废气在对显热交换器20的管道61以及这些管道内的热水进行加热之后，就通过安装在显热交换器20上的第一通道30流入到潜热吸收装置80内。

在这里，由于第一通道30具有一狭窄出口，因此，当从燃烧室13流到第一通道30的废气经过第一通道30的出口时，其流速加快。

在第一通道30内经加速的废气流入到与腔室50内，该腔室50与潜热交换器80的第一通道30相连通。流入腔室50的废气流入到腔室50中的潜热交换器60内，从而使得管道61内的热水被加热，并且使得废气的热量在潜热交换器60的这些管道61上进行热交换。

在管道61上经过热交换的废气通过与腔室50上方的第二通道70相连通的开口排出燃气锅炉10。

在这里，废气在潜热交换器60的管道61上平稳地流动，并且由这些管对这些气体所产生的流动阻力也减小了，这些管中的每根管具有如图3所示的形状，即，在沿着废气在管上流动的方向在管的外表面上设置有多个散热片，或者具有如图4所示的形状，即，沿着管的外表面以螺旋方式延伸有相对低的突起。

在本实施例中，为了使废气平滑地流动，每根管具有这样的形状，即，沿着废气在管道上的流动方向在管道上设有一些散热片，或者具有这样的形状，即，在管道上以螺旋延伸方式设置一些向外突出的散热片。但是本发明并不局限于这些散热片形状。具体地说，每根管可以设置具有贯通孔的散热片，以减小燃气的流动阻力。

尽管在燃烧室13和腔室50之间具有温差，但是，由于腔室50把潜热交换器60与显热交换器20分隔开，因此能够阻止热量从相对高温的显热交换器20向潜热交换器60传递。于是，热交换能在燃烧室13和腔室50内稳定地进行，而不会受到外部的影响。

此外，由于腔室50的底部朝着设置在腔室50底部一侧的排放管52倾斜，因此，即使在潜热交换器60中所产生的冷凝水落到腔室50的底部，这些冷凝水也会在重力的作用下沿着腔室50底部的形状朝着排放管52流动，然后通过排放管52被排出燃气锅炉10。

通过将紧固在腔室50上端的盖51分离开，就可打开腔室50的上侧，这样就能把潜热交换器60装配到腔室50内，或者对腔室50内的潜热交换器60进行修理。

通过这些描述可以明显地知道，本发明具有这样一个有利效果，即，由于利用腔室把潜热交换器与显热交换器分隔开，因此，可以防止潜热交换器和显热交换器之间的热传递和热流通，从而也就提高了各个热交换器的热交换效率。

本发明还具有另外一个有利效果，即，由于利用腔室把潜热交换器与燃气锅炉中的其它元件分隔开，因此，可防止这些元件因为与在潜热交换器中所产生的冷凝水相接触而变差。

本发明还具有另一个有利效果，即，由于那些被鼓风机吹动的废气在第一通道的出口处被加速，因此，可以防止废气在显热交换器和潜热交换器之间的流速降低，从而，不仅能平稳地进行热交换和平稳地排放废气，而且无需增加其它的装置或构件来提高对于潜热交换器的废气流动。

应当理解，上面所描述的实施例和附图只是用于解释说明目的，本发明的范围是由权利要求来限定的。此外，本领域普通技术人员都会知道，可以在不脱离权利要求中所限定的本发明的范围和构思的情况下对本发明进行各种各样的修改、增加、或替换。

Claims (4)

1、一种燃气锅炉，包括：燃烧室；显热交换器，该显热交换器被安装在该燃烧室的上部；潜热交换器，该潜热交换器与该燃烧室相连通，以便从流经显热交换器的废气中二次吸收热量，所述的燃气锅炉还包括：

腔室，用于容纳所述的潜热交换器，该腔室呈箱形，该腔室与该燃烧室分隔开，并且也与燃气锅炉的外部分隔开；

多个管道，这些管道被设置在潜热交换器中，热水可以在每根管道内流动；

第一通道，该第一通道在所述腔室的一侧与所述的燃烧室相连通；以及

具有开口部的第二通道，该第二通道与燃气锅炉的外部相连通，且在所述腔室的另一侧与所述腔室相连通。

2、根据权利要求1所述的燃气锅炉，其特征在于，所述的腔室的顶部被开口，所述燃气锅炉还包括一盖，该盖设置有与所述的第二通道相连通的一开口，并且该盖适合于把所述腔室的顶部盖住。

3、根据权利要求1所述的燃气锅炉，其特征在于，所述腔室具有一倾斜的底部，该倾斜的底部朝着所述腔室底部的一侧以降低方式倾斜，所述的燃气锅炉具有一排放管，该排放管被设置在底部的所述一侧，并且通向燃气锅炉的外部。

4、根据权利要求1所述的燃气锅炉，其特征在于，所述第一通道在与所述燃烧室相连通的一部分处的截面积要大于在与所述腔室相连通的一部分处的截面积，从而使得从所述第一通道流入到所述腔室内的废气在被加速的状态下流动。

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