專利名稱：高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種加熱器，特別是一種用于燃?xì)鉄崴骱腿細(xì)忮仩t上的加熱裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)燃?xì)忮仩t發(fā)展水平仍處于初級(jí)階段，不僅整機(jī)熱效率低，一般在84% 90%范圍內(nèi)，而且排放的煙氣中，一氧化碳CO、氮氧化物NOx等有害物質(zhì)含量仍然較高。氮氧化物NOx的毒性比一氧化碳CO高出很多倍，還會(huì)形成化學(xué)煙霧，對(duì)環(huán)境危害也很大，近年來引起世界各國的高度重視，日本1976年頒布的燃?xì)忮仩t氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)是130 ppm,最終目標(biāo)是30ppm ;奧地利和德國對(duì)燃?xì)忮仩t氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)是50 ppm-IOOppm ;荷蘭對(duì)燃?xì)忮仩t氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)是30ppm ;美國加州南海岸對(duì)燃?xì)忮仩t氮氧 化物排放標(biāo)準(zhǔn)是30ppm。而我國現(xiàn)在的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燃?xì)忮仩t的熱效率要求不高，最近兩年才有檢測(cè)燃?xì)忮仩t性能的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，更談不上對(duì)燃燒過程中氮氧化物排放量的限制，國內(nèi)銷售的非冷凝燃?xì)忮仩t氮氧化物排放大多數(shù)在100 ppm -300 ppm，而且天燃?xì)馊紵蟮臒煔庵泻?5% 19%的水蒸汽，這些水蒸汽以氣態(tài)的形式被排放出去，造成能源上的極大浪費(fèi)?？傊壳皣鴥?nèi)銷售的非冷凝燃?xì)忮仩t，無論是節(jié)能方面，還是環(huán)保方面，均存在著相應(yīng)的不足?，F(xiàn)有的燃?xì)鉄崴骰蛉細(xì)忮仩t的加熱裝置一般包括有殼體、電子點(diǎn)火器、燃燒器和熱交換器。例如在CN2842210Y中公開了一種名稱為“一種高效換熱的全預(yù)混燃燒系統(tǒng)”的實(shí)用新型專利，該專利包括有殼體、置于殼體內(nèi)的燃燒裝置和點(diǎn)火裝置，燃燒裝置包括空氣、燃?xì)獾娜A(yù)混裝置以及與該全預(yù)混裝置相連通的燃燒器，所述的燃燒器與殼體之間設(shè)有筒形熱交換器，所述的熱交換器的上端和下端分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口。與該專利之前的現(xiàn)有技術(shù)相比，雖然該專利能夠顯著地降低煙氣中CO、NOx等有害氣體含量，有效吸收煙氣顯熱的同時(shí)也吸收煙氣中的部分潛熱，從而大幅度提高整機(jī)熱效率，其整機(jī)熱效率大于85%,但卻存在著如下的不足I、由于包括有導(dǎo)氣套、燃燒器外圈和燃燒器內(nèi)圈的燃燒器完全設(shè)置于殼體內(nèi)，占據(jù)了很大的空間，在必須留有燃燒室的前提下，其筒形的熱交換器的熱交換面積受到很大的空間限制，冷凝效果差，至使整機(jī)熱交換效率相對(duì)較低，最多不超過98%。2、由于殼體內(nèi)設(shè)置有體積較大的隔熱件10，因此，也直接影響筒形熱交換器的熱交換面積的有效增大，進(jìn)一步限制了整機(jī)熱交換效率的更大提高。3、由于專門分別設(shè)置了冷凝水出口 17和排煙管接口 18，因此，加工工序較復(fù)雜，成本較大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本低的高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置，它不僅明顯降低一氧化碳CO、氮氧化物NOx等有害物質(zhì)含量的排放，而且明顯增強(qiáng)冷凝效果，顯著提高整機(jī)熱轉(zhuǎn)換效率。本實(shí)用新型的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括有殼體、電子點(diǎn)火器和燃燒器，殼體下部設(shè)置有廢氣及冷凝水的出口，殼體上部設(shè)置有通至殼體內(nèi)的導(dǎo)氣腔，導(dǎo)氣腔上設(shè)置有空氣與燃?xì)馊A(yù)混的氣體入口，殼體內(nèi)還設(shè)置有帶進(jìn)水口和出水口的熱交換器，燃燒器設(shè)置在殼體的進(jìn)氣口處，殼體內(nèi)，與燃燒器相對(duì)應(yīng)的位置處留有燃燒空間。本實(shí)用新型是這樣工作的，冷水從熱交換器的進(jìn)水口流入，從熱交換器的出水口流出；空氣與燃?xì)獍此O(shè)定的比例完全均勻混合后形成燃?xì)馊A(yù)混氣體，從氣體入口進(jìn)入導(dǎo)氣腔，再經(jīng)燃燒器均勻分散地流入殼體的燃燒空間內(nèi)，電子點(diǎn)火器點(diǎn)火使燃?xì)馊A(yù)混氣體完全燃燒，燃燒形成煙氣從廢氣及冷凝水的出口排出；在此過程中，冷水通·過熱交換器與高熱的燃燒氣體、廢氣進(jìn)行熱交換而變成熱水，從而實(shí)現(xiàn)使冷水迅速變?yōu)楦邷責(zé)崴哪康?。在本?shí)用新型中，燃燒器可以是分布有多個(gè)過氣孔的金屬片或陶瓷片，金屬片或陶瓷片可以是一層，也可以是二層，均屬于現(xiàn)有的成熟技術(shù)。燃燒器僅設(shè)置于殼體的氣體入口處，完全不占用殼體內(nèi)的空間，使殼體內(nèi)除燃燒空間外，所有空間均被熱交換器占據(jù)，使熱交換器的熱交換面積顯著增大，從而顯著提高了熱交換效率。在本實(shí)用新型中，提高熱交換效率的另一個(gè)重要因素是天然氣燃燒后其煙氣中含有15% 19%的水蒸汽，高熱的水蒸汽遇到溫度低很多的熱交換器下部時(shí)，會(huì)迅速凝結(jié)成液態(tài)水，由于熱交換器的熱交換面積顯著增大，也相應(yīng)顯著增大了冷凝面積，從而盡可能多地使廢氣中的水蒸汽變成液態(tài)水，水蒸汽液化成液態(tài)水的過程中，必然釋放出巨大的熱量，該熱量經(jīng)熱交換器傳遞給水，使水升溫，從而更進(jìn)一步地顯著提高熱交換效率。也正因?yàn)檫@個(gè)因素，它可以使熱效率達(dá)到100%以上，最高可以達(dá)到109%。同時(shí)，液化成的液態(tài)水一定溶有廢氣中的有害物質(zhì)，從而進(jìn)一步降低的有害氣體的排放。在本實(shí)用新型中，由于只設(shè)置了一個(gè)廢氣及冷凝水的出口，因此，可以簡(jiǎn)化加工工序，降低制成成本。在本實(shí)用新型基礎(chǔ)，可以配以智能化鍋爐控制器和自動(dòng)控制的全預(yù)混燃燒技術(shù)，構(gòu)成一整套的智能化燃燒加熱系統(tǒng)，它可以根據(jù)環(huán)境溫度、季節(jié)的變化和天然氣的濃度自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)成空氣與天燃?xì)馔耆A(yù)混的最佳比例，根據(jù)每時(shí)室內(nèi)采暖熱負(fù)荷或生活熱水需求量的變化而連續(xù)調(diào)節(jié)鍋爐的輸出，使天燃?xì)鈱?shí)時(shí)處于充分完全燃燒狀態(tài)，從真正意義上實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)控制，從而顯著地降低CO和NOx等有害物質(zhì)的排放，能夠使本實(shí)用新型的綜合節(jié)能達(dá)到30%。完全符合節(jié)能、低碳、降低污染的國家能源和環(huán)保要求。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)I、一氧化碳CO、氮氧化物NOx等有害物質(zhì)含量的排放明顯降低，特別是氮氧化物NOx的排放含量低于50 ppm，完全符合低碳、降低污染的國家環(huán)保要求。2、整機(jī)熱轉(zhuǎn)換效率顯著提高，與非冷凝式燃?xì)鉅t的熱效率為84% 90%相比，本實(shí)用新型的熱效率可以提高18% 25%，熱效率最高可以達(dá)到109%，從而實(shí)現(xiàn)充分利用能源和節(jié)省能源的目的。3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，體積小，安裝和操作非常方便。

本實(shí)用新型的附圖說明如下。[0019]圖I是本實(shí)用新型第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中A-A剖視圖。圖3是圖I的仰視圖。圖4是本實(shí)用新型第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4中B-B剖視圖。圖6是本實(shí)用新型第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是圖6中C-C剖視圖。圖中I.殼體；2.電子點(diǎn)火器；3.燃燒器；4.廢氣及冷凝水的出口 ； 5.導(dǎo)氣腔；6.氣體入口 ； 7.進(jìn)水口 ； 8.出水口 ； 9.熱交換器；10.燃燒空間；11.換熱管；12.過流連接件；13.過流腔；14.翅片；15.保溫層；16.保溫層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明如圖1、4、6所示，本實(shí)用新型包括有殼體I、電子點(diǎn)火器2和燃燒器3，殼體I下部設(shè)置有廢氣及冷凝水的出口 4，殼體I上部設(shè)置有通至殼體I內(nèi)的導(dǎo)氣腔5，導(dǎo)氣腔5上設(shè)置有空氣與燃?xì)馊A(yù)混的氣體入口 6，殼體I內(nèi)還設(shè)置有帶進(jìn)水口 7和出水口 8的熱交換器9，燃燒器3設(shè)置在殼體I的進(jìn)氣口處，殼體I內(nèi)，與燃燒器3相對(duì)應(yīng)的位置處留有燃燒空間10。本實(shí)用新型是這樣工作的，冷水從熱交換器9的進(jìn)水口 7流入，從熱交換器9的出水口 8流出；空氣與燃?xì)獍此O(shè)定的比例完全均勻混合后形成燃?xì)馊A(yù)混氣體，從氣體入口 6進(jìn)入導(dǎo)氣腔5，再經(jīng)燃燒器3均勻分散地流入殼體I的燃燒空間10內(nèi)，電子點(diǎn)火器2點(diǎn)火使燃?xì)馊A(yù)混氣體完全燃燒，燃燒形成煙氣從廢氣及冷凝水的出口 4排出；在此過程中，冷水通過熱交換器9與高熱的燃燒氣體、廢氣進(jìn)行熱交換而變成熱水,從而實(shí)現(xiàn)使冷水迅速變?yōu)楦邷責(zé)崴哪康?。在本?shí)用新型中，燃燒器3可以是分布有多個(gè)過氣孔的金屬片或陶瓷片，金屬片或陶瓷片可以是一層，也可以是二層，均屬于現(xiàn)有的成熟技術(shù)。燃燒器3僅設(shè)置于殼體I的氣體入口處，完全不占用殼體I內(nèi)的空間，使殼體I內(nèi)除燃燒空間外，所有空間均被熱交換器9占據(jù)，使熱交換器9的熱交換面積顯著增大，從而顯著提高了熱交換效率。在本實(shí)用新型中，提高熱交換效率的另一個(gè)重要因素是天然氣燃燒后其煙氣中含有15% 19%的水蒸汽，高熱的水蒸汽遇到溫度低很多的熱交換器9下部時(shí)，會(huì)迅速凝結(jié)成液態(tài)水，由于熱交換器9的熱交換面積顯著增大，也相應(yīng)顯著增大了冷凝面積，從而盡可能多地使廢氣中的水蒸汽變成液態(tài)水，水蒸汽液化成液態(tài)水的過程中，必然釋放出巨大的熱量，該熱量經(jīng)熱交換器傳遞給水，使水升溫，從而更進(jìn)一步地顯著提高熱交換效率。也正因?yàn)檫@個(gè)因素，它可以使熱效率達(dá)到100%以上，最高可以達(dá)到109%。同時(shí)，液化成的液態(tài)水一定溶有廢氣中的有害物質(zhì)，從而進(jìn)一步降低的有害氣體的排放。如圖4、5、6、7所示，熱交器9可以是一根多彎折的換熱管11，換熱管11在殼體I內(nèi)下部至少分布有二層。如圖5所示，多彎折的換熱管11可以在殼體(I)內(nèi)下部分布有二層。如圖7所示，多彎折的換熱管11也可以在殼體I內(nèi)下部分布有三層。如圖1、2所示，熱交器9還可以包括有多根換熱管11和多個(gè)過流連接件12，多個(gè)過流連接件12均設(shè)置在殼體I的外壁上，每個(gè)過流連接件12與殼體I的外壁圍成一個(gè)過流腔13，換熱管11兩端均設(shè)置殼體I上，且換熱管11是這樣通過過流連接件12彼此密閉連通成一條過流通道的第一根換熱管11 一端是進(jìn)水口 7，另一端與第一個(gè)過流連接件12所在的過流腔13連通，第二根換熱管11的一端與第一個(gè)過流連接件12所在的過流腔13連通，另一端與第二個(gè)過流連接件12所在的過流腔13連通，第三根換熱管11的一端與第二個(gè)過流連接件12所在的過流腔13連通，另一端與第三個(gè)過流連接件12所在的過流腔13連通，依次類推，直至所有換熱管11通過各個(gè)過流連接件12所在的過流腔13彼此連通成一條密閉的過流通道，最后一根換熱管11的一端為出水口 8 ;在殼體I內(nèi)下部，換熱管11至少分布有二層。如圖2所示，換熱管11在殼體I內(nèi)下部分布有二層。如圖1、2、4、5、6、7所示，為了增大熱交換面積，提高熱轉(zhuǎn)換效率，換熱管11上設(shè)置有翅片14。翅片14可以在換熱管11上呈螺旋狀分布。如圖2、5、7所示，為了防止從殼體內(nèi)向外散熱，以保證殼體內(nèi)盡可能多熱量傳遞 給水，殼體I前面的內(nèi)壁或外壁上設(shè)置有保溫層15。殼體I后面的外壁或內(nèi)壁上設(shè)置有保溫層16。
權(quán)利要求1.一種高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置，包括有殼體(I)、電子點(diǎn)火器(2)和燃燒器(3)，其特征在于殼體(I)下部設(shè)置有廢氣及冷凝水的出口(4)，殼體(I)上部設(shè)置有通至殼體(I)內(nèi)的導(dǎo)氣腔(5)，導(dǎo)氣腔(5)上設(shè)置有空氣與燃?xì)馊A(yù)混的氣體入口(6)，殼體(I)內(nèi)還設(shè)置有帶進(jìn)水口(7)和出水口(8)的熱交換器(9)，燃燒器(3)設(shè)置在殼體(I)的進(jìn)氣口處，殼體(I)內(nèi)，與燃燒器(3)相對(duì)應(yīng)的位置處留有燃燒空間(10)。
2.如權(quán)利要求I所述的高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置，其特征在于熱交器(9)是一根多彎折的換熱管(U)，換熱管(11)在殼體(I)內(nèi)下部至少分布有二層。
3.如權(quán)利要求2所述的高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置，其特征在于多彎折的換熱管(11)在殼體(I)內(nèi)下部分布有二層。
4.如權(quán)利要求2所述的高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置，其特征在于多彎折的換熱管(11)在殼體(I)內(nèi)下部分布有三層。
5.如權(quán)利要求I所述的高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置，其特征在于熱交器(9)包括有多根換熱管(11)和多個(gè)過流連接件(12)，多個(gè)過流連接件(12)均設(shè)置在殼體(I)的外壁上，每個(gè)過流連接件(12)與殼體(I)的外壁圍成一個(gè)過流腔(13)，換熱管(11)兩端均設(shè)置殼體(I)上，且換熱管(11)是這樣通過過流連接件(12 )彼此密閉連通成一條過流通道的第一根換熱管(11)一端是進(jìn)水口(7)，另一端與第一個(gè)過流連接件(12)所在的過流腔(13)連通，第二根換熱管(11)的一端與第一個(gè)過流連接件(12)所在的過流腔(13)連通，另一端與第二個(gè)過流連接件(12 )所在的過流腔(13 )連通，第三根換熱管(11)的一端與第二個(gè)過流連接件(12)所在的過流腔(13)連通，另一端與第三個(gè)過流連接件(12)所在的過流腔(13)連通，依次類推，直至所有換熱管(11)通過各個(gè)過流連接件(12)所在的過流腔(13)彼此連通成一條密閉的過流通道，最后一根換熱管(11)的一端為出水口(8);在殼體(I)內(nèi)下部，換熱管(11)至少分布有二層。
6.如權(quán)利要求5所述的高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置，其特征在于換熱管(11)在殼體(I)內(nèi)下部分布有二層。
7.如權(quán)利要求2、3、4、5或6所述的高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置，其特征在于換熱管(11)上設(shè)置有翅片(14)。
8.如權(quán)利要求4所述的高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置，其特征在于翅片(14)在換熱管(11)上呈螺旋狀分布。
9.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或8所述的高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置，其特征在于殼體(I)前面的內(nèi)壁或外壁上設(shè)置有保溫層(15)。
10.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或8所述的高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置，其特征在于殼體(I)后面的外壁或內(nèi)壁上設(shè)置有保溫層(16 )。
專利摘要一種高效節(jié)能的全預(yù)混燃燒加熱裝置，包括有殼體、電子點(diǎn)火器和燃燒器，殼體下部設(shè)置有廢氣及冷凝水的出口，殼體上部設(shè)置有通至殼體內(nèi)的導(dǎo)氣腔，導(dǎo)氣腔上設(shè)置有空氣與燃?xì)馊A(yù)混的氣體入口，殼體內(nèi)還設(shè)置有帶進(jìn)水口和出水口的熱交換器，燃燒器設(shè)置在殼體的進(jìn)氣口處，殼體內(nèi)，與燃燒器相對(duì)應(yīng)的位置處留有燃燒空間。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，體積小，安裝和操作非常方便等優(yōu)點(diǎn)，它不僅明顯降低CO、NOX等有害物質(zhì)含量的排放，而且明顯增強(qiáng)冷凝效果，顯著提高整機(jī)熱轉(zhuǎn)換效率，具有高效節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，完全符合節(jié)能、低碳、降低污染的國家能源和環(huán)保要求。
文檔編號(hào)F23D14/02GK202675591SQ20122025281
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者吳浩 申請(qǐng)人:重慶通達(dá)能源設(shè)備有限公司