本實(shí)用新型涉及鍋爐設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直熱熱水鍋爐。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有市面上常見的熱水鍋爐按照結(jié)構(gòu)可分為立式燃?xì)鉄崴仩t和臥式燃?xì)鉄崴仩t。常用的臥式燃?xì)鉄崴仩t采用的是鍋殼式三回程、全濕背結(jié)構(gòu)，通過燃燒器產(chǎn)生的輻射熱能對(duì)鍋殼三個(gè)回程進(jìn)行加熱，排煙溫度低于180℃。煙氣排放物含量上基本達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，熱效率方面，使用年限越久越易結(jié)垢，導(dǎo)致熱效率越低。

立式燃?xì)鉄崴仩t設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，安裝和運(yùn)輸方便，但現(xiàn)有技術(shù)中涉及的立式燃?xì)忮仩t在造價(jià)、熱效率和維護(hù)便利性方面仍需要作出改進(jìn)。授權(quán)公告號(hào)為CN201206888Y的中國實(shí)用新型專利涉及一種直熱式燃?xì)忮仩t，由鍋殼、燃燒室、螺旋管、二次布水孔板、出煙口等組成，通過天然氣和空氣在燃燒室中混合燃燒來加熱燃燒室外壁的水，且通過鍋爐中上部螺旋管噴出的火焰加熱二次布水孔板淋下的水，即經(jīng)過兩次換熱過程。但是該螺旋管噴出的火焰對(duì)于水箱中水的加熱效率較低，且螺旋管噴火口不便于維護(hù)。

申請(qǐng)公布號(hào)為CN104034024A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種全交換直熱立式熱水鍋爐，由爐體、燃燒器和煙筒構(gòu)成，爐體軸向的燃燒筒從爐體頂部貫穿填料室和支持格柵，燃燒筒上端連接燃燒器，下端懸接隔火筒至儲(chǔ)水室。該鍋爐的燃燒器置于鍋爐上部，火焰和煙氣下行，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且不便于維護(hù)。

由此，本領(lǐng)域中需要造價(jià)低、熱效率高且便于維護(hù)的立式直熱鍋爐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述背景技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種直熱熱水鍋爐，該鍋爐體積小，造價(jià)低，熱效率高且便于維護(hù)，另外煙氣排放各項(xiàng)指標(biāo)均高于國家標(biāo)準(zhǔn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一個(gè)方面提供了一種直熱熱水鍋爐，包括爐體、爐體頂部的煙囪以及爐體下部外側(cè)面的燃燒器，爐體內(nèi)部設(shè)有支撐隔板，將爐體內(nèi)部分為上部的填料室和下部的儲(chǔ)水室，

儲(chǔ)水室包括出水口、煙火管、排煙箱和阻水帽，各組件功能及連接關(guān)系如下：

出水口：設(shè)在儲(chǔ)水室下部，用于熱水輸出。

煙火管：前端連接燃燒器，從水箱下部橫向進(jìn)入水箱中部并向上延伸，末端與排煙箱連接，完全浸沒在水中，用于燃燒煙氣的流通并與管壁外的水進(jìn)行換熱。

排煙箱：下部與煙火管連接，上部伸出儲(chǔ)水室最高液位面，通過排煙箱側(cè)壁上的多個(gè)排煙口將煙氣分散并向填料室輸送。

阻水帽：安裝在排煙箱上部，防止噴淋水進(jìn)入排煙箱及煙火管。

在一個(gè)實(shí)施方案中，煙火管的外壁上還設(shè)有散熱翅片，用于增加煙火管與水的接觸面積，增強(qiáng)熱交換。

優(yōu)選散熱翅片與煙火管軸心平行設(shè)置，并覆蓋煙火管全部長(zhǎng)度；另外，優(yōu)選煙火管兩側(cè)相對(duì)的散熱翅片沿通過煙火管軸心的平面來設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施方案中，一側(cè)散熱翅片在煙火管徑向上的寬度為煙火管內(nèi)橫截面直徑(以下簡(jiǎn)稱“內(nèi)徑”)的1/13至1/9，優(yōu)選1/11。在此范圍內(nèi)，能夠使換熱效率和制造工藝之間達(dá)到較佳平衡。

在一個(gè)實(shí)施方案中，排煙箱為圓筒狀且與煙火管同軸設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施方案中，煙火管與排煙箱的內(nèi)橫截面直徑(以下簡(jiǎn)稱“內(nèi)徑”)比例為1/2至4/5；排煙箱的高度為排煙箱內(nèi)徑的1/6至1/2，優(yōu)選1/3。在一個(gè)實(shí)施方案中，排煙箱側(cè)壁上的多個(gè)排煙口為條形且與排煙箱軸心平行設(shè)置；在一個(gè)實(shí)施方案中，排煙口的高度為排煙箱內(nèi)徑的1/5至1/3，優(yōu)選1/4；排煙口的寬度為排煙箱內(nèi)徑的1/13至1/10，優(yōu)選1/12。在上述范圍內(nèi)，能夠使排煙速度、換熱效率和制造工藝之間達(dá)到較佳平衡。

在一個(gè)實(shí)施方案中，儲(chǔ)水室底部還設(shè)有排污口，用于排出水箱中的污物雜質(zhì)和沉淀物。

在一個(gè)實(shí)施方案中，儲(chǔ)水室預(yù)設(shè)位置處還設(shè)有溢流口，用于將超出預(yù)設(shè)水位的水排出。

另外，儲(chǔ)水室上部的填料室包括支撐隔板、填料、帶有螺旋噴嘴的進(jìn)水分布器、進(jìn)水口和耐溫過濾棉板，各組件功能及連接關(guān)系如下：

支撐隔板：安裝在填料室下部，用來承載其上的填料。

填料：設(shè)置于支撐隔板上，用于煙氣與噴淋水的熱交換。

進(jìn)水分布器：安裝在填料室上部，由帶有螺旋噴嘴的多組平行列管組成，端部與進(jìn)水口相連，用來使進(jìn)水對(duì)填料進(jìn)行噴淋；其上帶有的螺旋噴嘴使得噴淋水向下螺旋分散，增加噴淋面積。

進(jìn)水口：設(shè)在填料室上部，一端與進(jìn)水分布器連接，用于將進(jìn)水(冷水)引入進(jìn)水分布器。

耐溫過濾棉板：設(shè)置在填料室內(nèi)頂部開口處，將煙氣中殘余的水分過濾出來返回儲(chǔ)水室。

在一個(gè)實(shí)施方案中，填料為金屬填料，選用的是鮑爾環(huán)填料、規(guī)整填料、矩鞍環(huán)填料和八四內(nèi)弧環(huán)填料中的一種或多種。

在一個(gè)實(shí)施方案中，爐體為金屬圓筒結(jié)構(gòu)，優(yōu)選材質(zhì)為不銹鋼。

進(jìn)一步地，爐體的外部設(shè)有保溫材料，以減少熱量損失。保溫材料可選自例如巖棉、硅酸鋁纖維棉、氯酸率纖維棉、玻璃絲棉等，也可以采用保溫礦棉板和保溫膠泥，具體材料和施工可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)來實(shí)施。

本實(shí)用新型的直熱熱水鍋爐所使用的燃料包括天然氣、沼氣、液化石油氣、煤氣等，從環(huán)保和安全的角度考慮，優(yōu)選天然氣和沼氣，更優(yōu)選天然氣。

本實(shí)用新型的直熱熱水鍋爐，一個(gè)腔體設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊且節(jié)約材料，材料用量是普通鍋爐的四分之一左右。體積小，節(jié)省空間，造價(jià)低，此結(jié)構(gòu)可進(jìn)行二次換熱，其熱效率高達(dá)97％以上。煙氣排放指標(biāo)均高于國家標(biāo)準(zhǔn)，排煙溫度小于50℃。

本實(shí)用新型的直熱熱水鍋爐，以天然氣、液化石油氣、沼氣等清潔的氣體作為燃料，采用橫向燃燒以及火管置于儲(chǔ)水室、煙氣與水直接接觸的換熱方式，從而比同類產(chǎn)品節(jié)省20％-40％的能源，擁有同類產(chǎn)品中最高的熱效率，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)。本產(chǎn)品經(jīng)過節(jié)能技術(shù)監(jiān)測(cè)測(cè)試熱效率為97％以上，且持久穩(wěn)定；而普通鍋爐的熱效率只有80％左右，而且普通鍋爐隨著長(zhǎng)期運(yùn)行其熱效率會(huì)明顯下降。本實(shí)用新型的直熱熱水鍋爐排放的CO和NO_x均達(dá)到北京排放標(biāo)準(zhǔn)。追求高效率，低污染的清潔燃燒技術(shù)是本產(chǎn)品的目標(biāo)。由于本產(chǎn)品全部采用不銹鋼制造，所以使用壽命長(zhǎng)而且外形美觀，并且其結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，更加節(jié)省空間。此外，本產(chǎn)品對(duì)水質(zhì)要求低，鍋爐內(nèi)不結(jié)垢，小型采暖可免水處理；且運(yùn)行穩(wěn)定性達(dá)工業(yè)水準(zhǔn)，操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)無人值守，且適合多種工況。

本產(chǎn)品符合國家相關(guān)法規(guī)、政策和標(biāo)準(zhǔn)，符合國家急需治理霧霾的國情，從而讓客戶用起來更安心。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、鍋爐主體為立式結(jié)構(gòu)，節(jié)省材料成本的同時(shí)節(jié)約了空間；整體材料選用不銹鋼材質(zhì)，外形美觀，持久耐用。

2、煙火管直接內(nèi)置于水中，配合散熱翅板，能更高效地將熱量傳遞到水中；煙氣在煙火管中自然上升，不會(huì)對(duì)煙氣產(chǎn)生阻力。

3、排煙箱可使煙氣均勻地向箱體四周排出，有利于煙氣中的熱量更好地填料室內(nèi)與水進(jìn)行換熱。

4、阻水板在鍋爐運(yùn)行中可防止水進(jìn)入排煙箱和煙火管中，從而影響到燃燒效果。

5、支撐隔板將爐體分為填料室和儲(chǔ)水室，制造簡(jiǎn)單高效。

6、填料室中的金屬填料部分選用的是鮑爾環(huán)、規(guī)整填料、矩鞍環(huán)和八四內(nèi)弧環(huán)中的任意一種或多種，置于支撐隔板上，可增大煙氣與水的換熱面積。

7、螺旋噴嘴將水噴射到煙氣中，以達(dá)到換熱的目的。

8、進(jìn)水分布器將進(jìn)水均勻地分布于填料頂部。

9、耐溫過濾棉板將水蒸氣過濾出來，冷凝后補(bǔ)充回儲(chǔ)水室。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的直熱熱水鍋爐的整體結(jié)構(gòu)剖面圖。

圖2為本實(shí)用新型的直熱熱水鍋爐的進(jìn)水分布器的局部放大圖。

圖3為本實(shí)用新型的直熱熱水鍋爐的排煙箱的局部放大圖。

圖4為本實(shí)用新型的直熱熱水鍋爐的煙火管的局部放大圖。

其中附圖標(biāo)記為：

1、出水口；2、爐體；3、煙火管；4、散熱翅板；5、排煙箱；6、阻水帽；7、支撐隔板；8、填料室；9、螺旋噴嘴；10、進(jìn)水分布器；11、耐溫過濾棉板；12、煙囪；13、進(jìn)水口；14、溢流口；15、儲(chǔ)水室；16、燃燒器；17、排污口。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及特點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。應(yīng)理解，以下內(nèi)容用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。

在一個(gè)具體實(shí)施方案中，如圖1所示，本實(shí)用新型的所述直熱熱水鍋爐是由爐體(2)、燃燒器(16)、煙火管(3)、填料和煙囪(12)組成，其中爐體(2)為立式筒體，燃燒器(16)將燃料氣體與空氣進(jìn)行混合并充分燃燒。煙火管(3)位于儲(chǔ)水室(15)中下部，燃燒器(16)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量通過煙火管(3)對(duì)儲(chǔ)水室(15)內(nèi)的水進(jìn)行加熱，同時(shí)散熱翅板(4)可增大換熱面積，使換熱更加充分。燃燒產(chǎn)生的煙氣通過煙火管(3)進(jìn)入排煙箱(5)后，利用其上的排煙口使煙氣均勻地從四周排出，阻水帽(6)可防止淋下水進(jìn)入排煙箱(5)和煙火管(3)中。支撐隔板(7)將爐體(2)分為儲(chǔ)水室(15)和填料室(8)，儲(chǔ)水室(15)中還設(shè)置有出水口(1)，可對(duì)外輸出加熱后的熱水。排污口(17)可將儲(chǔ)水室(15)中的水及雜質(zhì)排出爐體(2)，便于鍋爐的常規(guī)維修保養(yǎng)。在儲(chǔ)水室(15)中液位高于設(shè)定參數(shù)時(shí)，多余的水便通過溢流口(14)及時(shí)地排出爐體(2)，保證鍋爐的正常運(yùn)行。填料室(8)中的金屬填料部分選用的是鮑爾環(huán)填料、規(guī)整填料、矩鞍環(huán)填料和八四內(nèi)弧環(huán)填料中的一種或多種，置于支撐隔板(7)上，煙氣在經(jīng)過填料室(8)時(shí)，通過填料與進(jìn)水分布器(10)噴射下來的水進(jìn)行預(yù)換熱，將煙氣中剩余的熱量交換出來，使排煙溫度降低到50℃以下，燃燒產(chǎn)生的熱量得以充分利用的同時(shí)，也增加了爐效。冷水通過進(jìn)水口(13)流入到進(jìn)水分布器(10)中。進(jìn)水分布器(10)將進(jìn)水均勻地分布于填料頂部，通過螺旋噴嘴(9)將水噴射到煙氣中，以達(dá)到換熱的目的。經(jīng)換熱后的煙氣會(huì)含有少量的水蒸氣，在通過耐溫過濾棉板(11)時(shí)將水蒸氣過濾出來，冷凝后補(bǔ)充回儲(chǔ)水室(15)。

另外，如圖2所示，顯示了上述實(shí)施方案的直熱熱水鍋爐的進(jìn)水分布器(10)的局部放大圖。其中，進(jìn)水分布器(10)由多組平行列管組成，一根主管貫穿這些平行列管形成樹枝結(jié)構(gòu)，整體呈圓形，能夠覆蓋整個(gè)圓筒形爐體的橫截面。在這些平行列管和貫穿主管上，均布多個(gè)螺旋噴嘴(9)，從而使得進(jìn)水能通過這些螺旋噴嘴(9)均勻噴射到填料上。

如圖3所示，顯示了上述實(shí)施方案的直熱熱水鍋爐的排煙箱(5)的局部放大圖。其中，排煙箱(5)的高度為排煙箱(5)內(nèi)徑的1/3；排煙箱(5)側(cè)壁上的多個(gè)排煙口為條形且與排煙箱(5)軸心平行設(shè)置；排煙口的高度為排煙箱(5)內(nèi)徑的1/4；排煙口的寬度為排煙箱(5)內(nèi)徑的1/12。上述具體設(shè)定能夠使排煙速度、換熱效率和制造工藝之間達(dá)到最佳平衡。

如圖4所示，顯示了上述實(shí)施方案的直熱熱水鍋爐的煙火管(3)的局部放大圖。其中，煙火管(3)的外壁上均勻設(shè)有16片散熱翅片(4)，散熱翅片(4)與煙火管(3)軸心平行設(shè)置，并覆蓋煙火管(3)全部長(zhǎng)度；且煙火管(3)兩側(cè)相對(duì)的散熱翅片(4)沿通過煙火管(3)軸心的平面來設(shè)置；一側(cè)散熱翅片(4)在煙火管(3)徑向上的寬度為煙火管(3)內(nèi)徑的1/11。上述具體設(shè)定能夠使換熱效率和制造工藝之間達(dá)到最佳平衡。

本實(shí)用新型的直熱熱水鍋爐，換熱充分，熱效率可達(dá)到97％以上(高熱值)；節(jié)能：煙氣排放溫度在50℃以下，高效利用熱能；環(huán)保：煙氣中CO、NO、NO_x含量達(dá)到《北京大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。鍋爐整體采用不銹鋼結(jié)構(gòu)，且熱度均衡，水中鈣、鎂等離子無法析出，不結(jié)垢，所以不需要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行軟化處理。本鍋爐結(jié)構(gòu)上采用獨(dú)立腔體，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)約材料，其重量相當(dāng)于普通鍋爐的25％-35％。所占用的空間相當(dāng)于普通鍋爐的55％，節(jié)省了空間。適用場(chǎng)所包括學(xué)校、工廠、浴場(chǎng)、賓館、醫(yī)院、養(yǎng)老院、企事業(yè)單位、體育場(chǎng)館、溫水泳池、宿舍等供熱采暖項(xiàng)目。本實(shí)用新型的直熱熱水鍋爐在水溫低于95℃的條件下獲得，所以要嚴(yán)控水溫。在控制系統(tǒng)上，與普通鍋爐相同，可采用控制柜或集成電路模塊對(duì)燃燒器、水溫、液位及安全報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行控制，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單高效，從而減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。燃料采用清潔能源(如天然氣、液化石油氣、沼氣)為最佳。

另外，該實(shí)施方案的直熱熱水鍋爐的技術(shù)優(yōu)勢(shì)還包括：

1、煙火管(3)置于水中，與水充分接觸換熱，同時(shí)多塊散熱翅板(4)增大了換熱面積，相比較于同等尺寸的煙火管，熱量傳遞更加快捷高效。

2、上升的煙氣通過填料區(qū)(8)與進(jìn)水口(13)來水進(jìn)行預(yù)換熱，將煙氣中的剩余熱量交換出來，排煙溫度低于50℃，與普通鍋爐排煙溫度180℃相比較，爐效大幅度提升。

3、螺旋噴嘴(9)可將水噴射到煙氣中，達(dá)到換熱的目的。

4、進(jìn)水分布器(10)將進(jìn)水均勻地分布于填料頂部，達(dá)到換熱均勻無死角的效果。

5、經(jīng)換熱后的煙氣會(huì)含有少量的水蒸氣，在通過耐溫過濾棉板(11) 時(shí)將水蒸氣過濾出來，冷凝后補(bǔ)充回儲(chǔ)水室(15)。鍋爐運(yùn)行時(shí)水量損失極少。

綜上，本實(shí)用新型的直熱熱水鍋爐高效利用熱能，換熱充分，煙氣溫度低，極大的提高了爐效，內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，換熱效率高，升溫迅速。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳盡的描述，但在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實(shí)用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。