專利名稱：一種紊流換熱機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于換熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及兩種介質(zhì)紊流直接接觸換熱機(jī)組。
背景技術(shù)：
根據(jù)國家戰(zhàn)略規(guī)劃，環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排工作要長期開展下去，為此，國內(nèi)各省市都把天然氣液化氣作為首選燃料發(fā)展。目前，國內(nèi)燃?xì)馊加湾仩t現(xiàn)有約10萬臺左右，今后，燃?xì)忮仩t的數(shù)量還要快速增長。然而，現(xiàn)有燃?xì)忮仩t技術(shù)制造的鍋爐明顯存在著如下問題一是鍋爐排煙溫度高，熱效率低，浪費(fèi)燃料。二是向大氣中排放的污染物無法明顯降低。三是同樣噸位鍋爐耗鋼量大，不能節(jié)約鋼材。四是鍋爐體積大，浪費(fèi)使用單位場地。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種讓煙氣和霧化的水在空間直接旋流換熱，并進(jìn)行冷凝將煙氣中的汽化潛熱釋放出來，用于加熱循環(huán)水，能夠有效降低紊流換熱機(jī)組的排煙溫度，提高紊流換熱機(jī)組效率的紊流換熱機(jī)組。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種紊流換熱機(jī)組，包括燃燒器、與燃燒器連接的燃燒室和其中設(shè)置該燃燒室的換熱器，所述燃燒室上設(shè)置出煙口，在換熱器上方設(shè)置排煙孔，該換熱器上還設(shè)有出水口和補(bǔ)水用進(jìn)水口，在該換熱器上部與所述出煙口上下相對地設(shè)置給水器，在該給水器上設(shè)有給水孔，其特征在于在該出煙口上設(shè)置使得煙氣旋流的煙氣旋流分流器。所述煙氣旋流分流器包括一立式圓筒，該立式圓筒的底部與燃燒室連接，安裝在所述出煙口上，在該立式圓筒的頂部設(shè)置封頭封閉該頂部出口，在該立式圓筒的上部側(cè)壁上設(shè)置若干出煙孔，在各個所述出煙孔上連接有出煙管，各個所述出煙管的出煙端口的中心軸線與各自在所述立式圓筒的連接端的徑向方向相交相同的設(shè)定角度地設(shè)置，該設(shè)定角度為 0° "90°。各個所述出煙管向下傾斜地設(shè)置，即其與立式圓筒連接的連接端口高于其出煙端□。所述出煙管的出煙端口的中心軸線與該立式圓筒的橫截面形成向下10° 40°角度。所述煙氣旋流分流器上部沿外筒壁均勻布置兩周所述出煙管，各個所述出煙管為90°彎頭，兩周彎頭上下相錯設(shè)置；或者且，每周均布8-14個所述出煙管。進(jìn)一步地，所述紊流換熱器內(nèi)設(shè)有的所述給水器為使得給水旋流的給水旋流分流器。所述給水旋流分流器包括一碟狀中空圓型筒體，其頂部中心與一給水管連通，在所述中空圓型筒體側(cè)壁均布出水口，其上設(shè)置過水彎管，該過水彎管末端接一霧狀噴頭。進(jìn)一步地，還可以在所述排煙孔上設(shè)置使得排煙旋流而冷凝脫水的冷凝旋流脫水器。[0013]所述冷凝旋流脫水器是一整體圓盤，沿圓周均布若干個與煙氣旋流分流器旋向一致的割口，該割口的徑向兩端和一個側(cè)面的切口構(gòu)成葉片向下折擰，葉間做重疊，使得呈百葉狀，圓盤狀中部隆起，扣置于紊流換熱室排煙口處。所述過水彎管為90°角彎管；或者，所述過水彎管的個數(shù)為8-14個；或者，所述霧狀噴頭的中心軸線和所述碟狀中空圓型筒體中心軸線夾角為10° 30°，該霧狀噴頭的傾斜方向與所述煙氣旋流分流器中出煙管的傾斜方向相反；或者，所述給水旋流分流器中的碟狀中空圓型筒體底部和壁周還布置若干個直徑為2— 5mm圓孑L。所述燃燒器的中心線距燃燒室中心線偏下100mm-300mm ;或者，所述燃燒室筒壁兩端是平板扳邊封頭，即封頭為平板形狀，與所述筒壁的連接處為圓角過渡結(jié)構(gòu)；或者，所述換熱器上有高水位、低水位限位裝置，其中的該高水位高于該換熱器的出水口且低于所述煙氣旋流分流器的出煙端口 ；和/或，所述換熱器上設(shè)有防沒孔，在該防沒孔上連接防沒管，其設(shè)置位置與所述換熱器允許的最高水位匹配，即該防沒孔可以與換熱器的高水位相對應(yīng)或稍高。在該防沒管處設(shè)有水位自動報警裝置。在所述換熱器中設(shè)置導(dǎo)流板，該導(dǎo)流板設(shè)置在所述出水口處位于出水口的下面，以防止換熱器內(nèi)下方的溫度較低的水短路排出，該導(dǎo)流板也可以位于所述出水口上面而在所述出煙口的下方，為了避免溫度較低的冷凝水流下從換熱器的出水口排出。該換熱器上還可以設(shè)有排污口以及紊流換熱器檢查孔。在本機(jī)組中還可以包括自動控制系統(tǒng)，所述三個水位傳感器與該自動控制系統(tǒng)連接。還是所述紊流換熱機(jī)自動控制系統(tǒng)包括自動控制系統(tǒng)，其連接由所述燃燒器的啟閉控制裝置、燃燒室和換熱器中檢測煙氣和水的溫度的溫度傳感器、所述換熱器上的所述高水位、低水位、正常水位以及、給水、防沒水位處的液位傳感器、煙氣和水有關(guān)溫度等均有以獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)以便于自動控制系統(tǒng)監(jiān)測，具有和/或控制操作并對于超出設(shè)計規(guī)定的情況的自動報警聯(lián)動功能。在本機(jī)組中還可以包括水質(zhì)處理裝置。上述結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的目的。主要優(yōu)點(diǎn)如下I、熱效率高，節(jié)約燃料。由于本紊流換熱機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使得排煙達(dá)到40°C，煙氣中的汽化潛熱和排煙溫度大大降低，解放出來的熱量被循環(huán)水吸收，致使熱效率高達(dá)98%。經(jīng)國家環(huán)境保護(hù)部下屬單位檢測，正平衡熱效率達(dá)98. 2%。與同噸位常規(guī)熱水鍋爐比較，大大地節(jié)省燃料。2、向大氣排放煙氣中有害物極低。本實(shí)用新型向大氣排放煙氣中，有害物質(zhì)一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒘蚧锖蜌溲趸锎蟠蠼档?。遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家對I類地區(qū)的限制標(biāo)準(zhǔn)。幾乎不污染周圍環(huán)境。3、制造成本低。由于采用紊流空間旋流換熱，省去了常規(guī)熱水鍋爐的對流和導(dǎo)熱受熱面的一些鋼材。致使結(jié)構(gòu)簡單、省鋼材、制造成本低。4、體積小，節(jié)省場地和投資。本實(shí)用新型設(shè)計的紊流換熱機(jī)體積小、占用場地少。可安裝在地下室、屋頂和樓層中，節(jié)省建鍋爐房的投資。[0030]5、耐用、壽命長。本實(shí)用新型是常壓換熱設(shè)備，無爆炸危險，使用壽命長。


圖I和圖Ia為本實(shí)用新型所述紊流換熱機(jī)主要結(jié)構(gòu)示意圖。圖2和圖2a為本實(shí)用新型所述煙氣旋流分流器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3和圖3a為本實(shí)用新型所述給水旋流分流器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4和圖4a為本實(shí)用新型所述冷凝旋流脫水器結(jié)構(gòu)示意圖。圖5和圖5a為本實(shí)用新型所述水位控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型所述另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖I和圖Ia所示，一種臥式紊流換熱機(jī)，主要結(jié)構(gòu)由如圖I所示，主要由燃燒機(jī)I、燃燒室2、換熱器3組成，燃燒室2上設(shè)置出煙口，在換熱器上方設(shè)置排煙孔，該換熱器3上，設(shè)有出水口，其上設(shè)有出水管13，該換熱器上還設(shè)有補(bǔ)水用進(jìn)水口，其上設(shè)有補(bǔ)水管15，在該換熱器3上部與所述出煙口上下相對地設(shè)置給水器，在該給水器上設(shè)有給水孔10和出水孔，在該出煙口上設(shè)置使得煙氣旋流的煙氣旋流分流器5。所述燃燒機(jī)I為外購標(biāo)準(zhǔn)配置。 所述燃燒室2為中空筒體；臥置固定在機(jī)體下部中央，一側(cè)設(shè)燃燒進(jìn)口，與燃燒機(jī)連接。所述換熱器3為長方體容箱，與燃燒室構(gòu)成夾層水套，形成一級換熱結(jié)構(gòu)。箱體一側(cè)布置所述出水管13、排污口 14,另一側(cè)布置所述補(bǔ)水管15。所述煙氣旋流器5如圖2和圖2a所不,包括一立式圓筒50,圓筒頂部設(shè)置一橢圓封頭封閉圓筒上端口，圓筒50底部與燃燒室2上的出煙口連接。在立式圓筒50的上部沿外筒壁周向均勻布置兩周90°彎頭51，每周8-10個，上下彎頭相錯設(shè)置。彎頭51出口與水平線形成向下10° 40°角度，優(yōu)選20-40°。根據(jù)紊流換熱機(jī)供熱量大小，在燃燒室頂部設(shè)置多個出煙口，每個出煙口上均設(shè)置所述的煙氣旋流分流器，該出煙口的間距和孔徑應(yīng)滿足煙氣的均勻排放。所述煙氣旋流器可以使高溫?zé)煔庠趽Q熱器中形成均勻、旋流的排出狀態(tài)，能夠與上面淋下的水充分接觸進(jìn)行換熱，同時避免換熱過程中的水進(jìn)入燃燒室。在燃燒室上部的換熱器部分為紊流換熱室，如圖Ia和圖6所示。如圖6所示的一種換熱機(jī)，所述紊流換熱室6為獨(dú)立于換熱器的立式筒狀，下口與換熱器頂部連通連接，其頂端封頭中央開設(shè)所述排煙孔9并在排煙孔布煙溫聯(lián)控點(diǎn)即溫度傳感器，其筒壁開設(shè)所述進(jìn)水管10和檢查孔11。圖I所示的換熱機(jī)上的檢查孔11設(shè)置在換熱器上部側(cè)壁上。如圖3和圖3a所示，所述給水器為使得給水旋流的給水旋流分流器7，所述給水旋流分流器7包括一碟狀中空圓型筒體70，其頂部中心與給水管10成90°角彎管連通(如圖I和圖Ia所示)，碟狀中空圓型筒體70側(cè)壁周向均布8-14個90°角過水彎管71，彎管71末端接一霧狀噴頭72。霧狀噴頭和中空圓型筒體中心線夾角10° 30°之間，使得出水方向線與部件軸縱線形成一定的角度，形成出水旋流，與正下方的高溫?zé)煔庑蛳喾?。中空圓型筒體上底面和下底面以及側(cè)壁周向還可以布置2 — 5_若干個圓孔73。如圖I、圖4和圖4a所示，在所述排煙孔9上設(shè)置使得排煙旋流而冷凝脫水的冷凝旋流脫水器。所述冷凝旋流脫水器是整體圓盤狀80，在該圓盤的邊緣向內(nèi)的一個環(huán)形區(qū)域內(nèi)沿圓周作20— 40個與煙氣旋流分流器旋向一致的割口 81，相鄰的兩割口之間的片材構(gòu)成葉片82，呈向下折擰的百葉狀，葉間重疊，形成曲折通道。圓盤狀中部83為隆起結(jié)構(gòu)，構(gòu)成帽子形狀，通過隆起結(jié)構(gòu)扣置于紊流換熱室的排煙口處。其作用是煙氣通過旋流，使氣水冷凝分離。水沿周壁沉降至換熱器中，煙氣降溫排出。如圖I所示，所述燃燒器I中心線距燃燒室2中心線偏下100mm-300mm之間。燃燒室筒壁兩端是平板扳邊封頭，即封頭為平板形狀，與所述筒壁的連接處為圓角過渡結(jié)構(gòu)。換熱器上有包括高水位、低水位和正常水位的水位控制裝置4，其上設(shè)置水位傳感器。參照圖5和圖5a，所述水位控制裝置4為水位自動聯(lián)控口，置于換熱器一側(cè)上部，分別為低位報警、自動補(bǔ)水和補(bǔ)停水位感應(yīng)口，并將此三口覆蓋一 U型板件01，縱置于換熱容器內(nèi)壁，起到穩(wěn)定水位液面的目的。在換熱器的出水管的上面設(shè)置防沒管12，如圖I和圖6所示，其上設(shè)置水位自動報警裝置。如圖6所示，所述防沒管12為90度角過水彎管，縱置于換熱器一側(cè)上端近頂處?！たv段長短適當(dāng)，探入換熱器內(nèi)液面以下位置，橫段處于液面稍上位置，其作用是防止換熱器內(nèi)的水沒過煙氣分流器出口進(jìn)入到燃燒室。如圖I和圖6所不,本實(shí)用新型可根據(jù)機(jī)型和供熱量大小,在燃燒室2頂部設(shè)置一個或多個高溫?zé)煔庑鞣至髌?，其間距和孔徑應(yīng)滿足煙氣的均勻排放。所述臥式紊流換熱機(jī)內(nèi)所用循環(huán)水要進(jìn)行水質(zhì)處理。一種方式是直接向換熱容器中投藥。另一種方式是所用循環(huán)水要進(jìn)行專用水處理設(shè)備進(jìn)行處理。所述臥式紊流換熱機(jī)還包括自動控制系統(tǒng)，其連接所述燃燒器的啟閉控制裝置、燃燒室和換熱器中檢測煙氣和水的溫度的溫度傳感器、所述換熱器上的所述高水位、低水位、正常水位以及防沒水位處的液位傳感器以獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)以便于監(jiān)測和/或控制操作并對于超出設(shè)計規(guī)定的情況的自動報警，所述臥式紊流換熱機(jī)自動控制系統(tǒng)由燃燒器、燃燒室、高水位、低水位、正常水位、給水、防沒水位、煙氣和水有關(guān)溫度等均有自動控制系統(tǒng)監(jiān)測，具有當(dāng)出現(xiàn)控制超出設(shè)計規(guī)定的異常情況時自動報警聯(lián)動功能。這些都可以采用現(xiàn)有控制裝置和技術(shù)制成，故而不詳細(xì)贅述。如圖I和圖6所示，在所述換熱器中設(shè)置導(dǎo)流板16，該導(dǎo)流板16設(shè)置在所述出水口處位于出水口的下面以防止換熱器內(nèi)下方的溫度較低的水短路排出(見圖6)，或者位于所述出水口上面而在所述出煙口的下方為了避免溫度較低的冷凝水流下從換熱器的出水口排出(見圖I)。本紊流換熱器內(nèi)設(shè)有煙氣旋流分流器、給水旋流分流器、冷凝旋流脫水器、導(dǎo)流板，將煙氣和給水，按各個不同角度有規(guī)律的快速旋流換熱和冷凝脫水。綜上所述，本實(shí)用新型以紊流換熱的方式，將燃燒室充分燃燒并經(jīng)煙氣分流器旋流排除的高溫?zé)煔馀c進(jìn)水分流器反向旋流排出的霧狀和噴射狀水充分接觸溶合換熱，加熱后的沉降水進(jìn)入溶器，從出水管流出，換熱后的煙氣經(jīng)旋流冷凝脫水，降溫排出。最后應(yīng)說明的是雖然本使用新型已經(jīng)上述詳細(xì)描述。但是，技術(shù)人員仍然可以對本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換。而一切不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求1.一種紊流換熱機(jī)，包括燃燒器、與燃燒器連接的燃燒室和其中設(shè)置該燃燒室的換熱器，所述燃燒室上設(shè)置出煙口，在換熱器上方設(shè)置排煙孔，該換熱器上還設(shè)有出水口和補(bǔ)水用進(jìn)水口，在該換熱器上部與所述出煙口上下相對地設(shè)置給水器，在該給水器上設(shè)有給水孔和出水孔，其特征在于在該出煙口上設(shè)置使得煙氣旋流的煙氣旋流分流器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紊流換熱機(jī)，其特征在于所述煙氣旋流分流器包括一立式圓筒，該立式圓筒的底部與燃燒室連接，安裝在所述出煙口上，在該立式圓筒的頂部設(shè)置封頭封閉該頂部出口，在該立式圓筒的上部側(cè)壁上設(shè)置若干出煙孔，在各個所述出煙孔上連接有出煙管，各個所述出煙管的出煙端口的中心軸線與各自在所述立式圓筒的連接端的徑向方向相交相同的設(shè)定角度地設(shè)置，該設(shè)定角度為0° 90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紊流換熱機(jī)，其特征在于各個所述出煙管向下傾斜地設(shè)置，即其與立式圓筒連接的連接端口高于其出煙端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紊流換熱機(jī)，其特征在于所述出煙管的出煙端口的中心軸線與該立式圓筒的橫截面形成向下10° 40°角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4之一所述的紊流換熱機(jī)，其特征在于所述煙氣旋流分流器上部沿外筒壁均勻布置兩周所述出煙管，各個所述出煙管為90°彎頭，兩周彎頭上下相錯設(shè)置；或者且，每周均布8-14個所述出煙管。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的紊流換熱機(jī)，其特征在于所述紊流換熱機(jī)內(nèi)設(shè)有的所述給水器為使得給水旋流的給水旋流分流器；和/或， 在所述排煙孔上設(shè)置使得排煙旋流而冷凝脫水的冷凝旋流脫水器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紊流換熱機(jī)，其特征在于所述給水旋流分流器包括一碟狀中空圓型筒體，其頂部中心與一給水管連通，在所述中空圓型筒體側(cè)壁均布出水口，其上設(shè)置過水彎管，該過水彎管末端接一霧狀噴頭；或者， 所述冷凝旋流脫水器是一整體圓盤，在該圓盤的邊緣向內(nèi)的一個環(huán)形區(qū)域內(nèi)沿圓周均布若干個與煙氣旋流分流器旋向一致的割口，相鄰的兩割口之間的片材構(gòu)成葉片，呈向下折擰的百葉狀，葉片間做重疊，圓盤狀中部隆起，扣置于紊流換熱室排煙口處。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的紊流換熱機(jī)，其特征在于 所述過水彎管為90°角彎管；或者， 所述過水彎管的個數(shù)為8-14個；或者， 所述霧狀噴頭的中心軸線和所述碟狀中空圓型筒體中心軸線夾角為10° 30°，該霧狀噴頭的傾斜方向與所述煙氣旋流分流器中出煙管的傾斜方向相反；或者， 所述給水旋流分流器中的碟狀中空圓型筒體底部和周壁還布置若干個直徑為2-5mm圓孑L。
9.按權(quán)利要求I或2所述的紊流換熱機(jī)，其特征在于所述燃燒器的中心線距燃燒室中心線偏下100mm-300mm ;或者， 所述燃燒室筒壁兩端是平板扳邊封頭，即封頭為平板形狀，與所述筒壁的連接處為圓角過渡結(jié)構(gòu)；或者， 所述換熱器上有高水位、低水位限位裝置，其中的該高水位高于該換熱器的出水口且低于所述煙氣旋流分流器的出煙端口 ；和/或，所述換熱器上設(shè)有防沒管，其設(shè)置位置與所述換熱器允許的最高水位匹配，在該防沒管處設(shè)有水位自動報警裝置；或者，在所述換熱器中設(shè)置導(dǎo)流板，該導(dǎo)流板設(shè)置在所述出水口處位于出水口的下面或者位于所述出水口上面而在所述出煙口的下方。
10.按權(quán)利要求9所述的紊流換熱機(jī)，其特征在于還包括自動控制系統(tǒng)，其連接所述燃燒器的啟閉控制裝置、燃燒室和換熱器中檢測煙氣和水的溫度的溫度傳感器、所述換熱器上的所述高水位、低水位、正常水位以及防沒水位處的液位傳感器以獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)以便于監(jiān)測和/或控制操作并對于超出設(shè)計規(guī)定的情況的自動報警。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種紊流換熱機(jī)，包括燃燒器、與燃燒器連接的燃燒室和其中設(shè)置該燃燒室的換熱器，燃燒室上設(shè)置出煙口，在換熱器上方設(shè)排煙孔，換熱器上還設(shè)出水口和補(bǔ)水用進(jìn)水口，在換熱器上部與出煙口上下相對地設(shè)置給水器，在給水器上設(shè)有給水孔和出水孔，在出煙口上設(shè)置使得煙氣旋流的煙氣旋流分流器，使煙氣旋流。在給水器上還可設(shè)給水旋流分流器，在換熱器的出煙口上還可設(shè)冷凝旋流脫水器。本實(shí)用新型將燃燒室產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂徒o水在換熱器中形成強(qiáng)制旋流換熱和冷凝脫水，致排煙溫度最低達(dá)到40℃，輸出熱水溫度85℃以下，紊流換熱機(jī)效率高達(dá)98%。與其它供熱設(shè)備比較，具有顯著的節(jié)能、減排、安全、智能化控制、升溫快、體積小等特點(diǎn)。
文檔編號F24H9/18GK202769949SQ201220376950
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者強(qiáng)昱合, 李占一, 田振民 申請人:盧振江