CN109681897B - 锅炉排烟余热深度回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉排烟余热深度回收装置，涉及余热回收技术领域，其技术方案要点是：包括烟筒，所述烟筒包括用于与锅炉烟道连通的进烟口，烟筒内穿设有多根热管和毛细管，热管、毛细管均由金属制成，热管、毛细管的两端分别与烟筒的侧壁连接，所述热管位于毛细管和进烟口之间；所述烟筒外设有进水管和出水管，所述热管均与进水管连通，所述毛细管均与出水管连通；所述烟筒外还设置有连通管，所述连通管将热管背离进水管的端部、毛细管背离出水管的端部连通。本回收装置具有热量回收响应快、水温提升快的优势；通过设置清灰板和驱动机构，能对各管路进行清灰，以保证导热能力，且集热板可与毛细管分离，毛细管与集热板的清灰干净彻底。

Description

锅炉排烟余热深度回收装置

技术领域

本发明涉及余热回收技术领域，特别涉及锅炉排烟余热深度回收装置。

背景技术

目前各种锅炉如蒸汽锅炉、取暖锅炉、饮水锅炉等虽然采取各种节能装置，但由烟囱散发出的烟气还有较大热量，烟气的热量被外排到空气中，存在能源浪费的现象；因此，现有技术中出现了能够回收利用锅炉排烟余热的装置。

现有授权公告号为CN203534282U的中国实用新型专利公开了一种锅炉热回收系统，包括燃烧机、锅炉、热空气回收装置和热水箱，燃烧机用于给锅炉加热；燃烧机产生的热废气中的热量由热空气回收装置回收；热空气回收装置产生的热水进入热水箱储存。热空气回收装置包括热气管、外壳、冷水入口管和热水出口管，热气管有若干根，热气管设置于外壳内。实际使用中，由燃烧机产生的热废气从热气管的进气端进入到热空气回收装置，冷水从冷水入口管进入热空气回收装置，热废气中的热量由热气管中转移到冷水中，冷水变成热水，热水从热水出口管中流出进入到热水箱中。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：外壳内装满水，该热回收系统将烟气通入筒形的外壳中对水进行加热。由于外壳内的水量较多，因此当热空气回收装置从冷态运作时，需要较长的时间才能将冷水加热，人员若要使用加热后的水需要等待较长时间，该锅炉热回收系统存在响应速度慢的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种锅炉排烟余热深度回收装置，具有热量回收响应快、水温提升快的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种锅炉排烟余热深度回收装置，包括烟筒，所述烟筒包括用于与锅炉烟道连通的进烟口，所述烟筒内穿设有多根热管和毛细管，所述热管、毛细管均由金属制成，所述热管、毛细管的两端分别与烟筒的侧壁连接，所述热管位于毛细管和进烟口之间；所述烟筒外设有进水管和出水管，所述热管均与进水管连通，所述毛细管均与出水管连通；所述烟筒外还设置有连通管，所述连通管将热管背离进水管的端部、毛细管背离出水管的端部连通。

通过上述技术方案，人员通过水泵向进水管内送水，水依次经进水管、热管、连通管、毛细管后从出水管排出，从出水管排出的水供人使用。锅炉工作时，锅炉燃烧产生的烟气进入烟筒内，烟气预先与热管外壁接触，烟气的热量会传导至热管内的水中，为水起到第一级加热。随后烟气与毛细管的外壁接触，烟气的热量会传导至毛细管内的水中，为水起到第二级加热。毛细管的内径一般小于1mm，由于毛细管的管壁较薄，则毛细管的热量能快速传递至内部的水中，由于毛细管内储存的水量较小，则毛细管内水温度提升所需的热量也较小，毛细管内的水温能快速到达较高温度。虽然毛细管的流量较小，但设置的毛细管数量足够多时，其总流量足以弥补单根毛细管水量小的缺陷。综上，本回收装置能对锅炉的排烟余热进行深度回收，其中毛细管对水的加热作用较为显著；本回收装置具有热量回收响应快、水温提升快的优势。

优选的，所述烟筒内设置有若干集热板，所述毛细管通过侧壁与集热板抵接。

通过上述技术方案，烟气也能加热集热板，烟气的热量能直接传递至毛细管内，也能经集热板传递至毛细管内；集热板提高了毛细管内水温提升的效率。

优选的，所述集热板包括集热上板、位于集热上板和进烟口之间的集热下板，所述集热上板、集热下板均沿烟筒的横截面方向间隔排列，所述集热上板正对相邻集热下板的间隔区域。

通过上述技术方案，集热上板、集热下板间形成弯折的烟道，形成弯折烟道的集热上板、集热下板在一定程度上增加了烟气排放的阻力，烟气能在集热板处停留较长时间，能够延长热交换的时间，使毛细管内的水能够充分吸热。

优选的，述集热板均为弧形板，所述集热上板的两侧壁向进烟口方向弯曲，所述集热下板的两侧壁向背离进烟口的方向弯曲。

通过上述技术方案，当烟气与弧形的集热下板的板面接触时，集热下板能导向烟气向集热下板的两侧扩散；当烟气经过集热下板间的空隙后，烟气与弧形的集热上板的板面、及其毛细管接触，集热上板导向烟气向集热上板的两侧扩散，其中一部分烟气能被导向至集热下板的毛细管处，供该位置的毛细管进一步吸收热量。

优选的，还包括驱动机构、由驱动机构驱动滑动的清灰板，所述清灰板的滑动方向沿热管的长度方向，所述清灰板位于烟筒内；所述热管、毛细管、集热板的轴线均相互平行，所述清灰板上开设有恰好供热管穿过的第一孔、供毛细管穿过的第二孔、供集热板穿过的第三孔。

通过上述技术方案，本回收装置工作较长时间后，烟筒内的热管、毛细管、集热板上会产生积灰、积碳，影响各部件的导热性能。此时人员可启动驱动机构，驱动机构驱使清灰板移动，清灰板通过第一孔的孔口刮过热管表面，清灰板通过第二孔的孔口刮过毛细管的表面，清灰板通过第三孔的孔口刮过集热板的表面，为热管、毛细管、集热板起到清灰、清积碳的作用。

优选的，所述驱动机构包括电机、由电机驱动转动的丝杆，所述清灰板与丝杆螺纹连接。

通过上述技术方案，启动电机后，电机驱使丝杆转动，丝杆通过螺纹啮合作用驱使清灰板移动，从而进行清灰。

优选的，所述清灰板的数量为两个，所述丝杆包括正牙螺纹段和反牙螺纹段，两个清灰板分别与正牙螺纹段、反牙螺纹段螺纹连接。

通过上述技术方案，启动电机后，电机驱使丝杆转动，丝杆通过正牙螺纹段、反牙螺纹段的螺纹啮合作用驱使两块清灰板相互靠近；两块清灰板同时动作，较单块清灰板相比提高了清灰效率。

优选的，所述集热板可沿烟筒的长度方向进行滑动，所述集热板的两端呈弯折状，当所述清灰板向烟筒中部滑动时，所述清灰板通过第三孔驱使集热板移动，使所述集热板与抵接的毛细管分离。

通过上述技术方案，当清灰板向烟筒中部滑动时，由于集热板的两端呈弯折状，则清灰板通过第三孔的限位作用驱使集热板移动，使集热板与对应抵接的毛细管分离；由于清理积碳时集热板、毛细管处于分离状态，且集热板、毛细管的外壁形状较为规则，则两者的积碳均能刮除得较为干净。

优选的，所述清灰板上设置有刮板，所述刮板由铁皮制成，所述刮板位于第三孔的孔口处，所述刮板通过弹力倾斜抵于集热板上。

通过上述技术方案，由铁皮制成的刮板具有弹力，一方面能可靠刮除集热板上的积碳，另一方面刮板能驱使集热板滑动，集热板与刮板间不易卡死。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1、本回收装置具有热量回收响应快、水温提升快的优势；

2、通过设置清灰板和驱动机构，能对各管路进行清灰，以保证导热能力；

3、集热板可与毛细管分离，毛细管与集热板的清灰干净彻底。

附图说明

图1为实施例的锅炉排烟余热深度回收装置的立体图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为图2的C处放大图；

图5为本回收装置的局部图，主要突出刮板、第二孔、第三孔的结构。

图中，1、烟筒；11、进烟口；12、进水管；13、出水管；14、连通管；2、热管；3、毛细管；4、集热板；41、集热上板；42、集热下板；10、活动槽；5、驱动机构；6、清灰板；61、第一孔；62、第二孔；63、第三孔；51、电机；52、丝杆；521、正牙螺纹段；522、反牙螺纹段；64、刮板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本发明公开的一种锅炉排烟余热深度回收装置，包括长方体状的烟筒1，烟筒1的两端贯通，烟筒1的一端为用于与锅炉烟道连通的进烟口11。烟筒1外设置有进水管12、出水管13、连通管14，烟筒1内设置有多根热管2、毛细管3，各管路按照进水管12、热管2、连通管14、毛细管3、出水管13的顺序依次连通，各管路均为金属管。

所有热管2位于烟筒1的同一横截面上，所有热管2相互平行且均匀分布于烟筒1内；热管2通过近端部与烟筒1固定，热管2的两端均穿出烟筒1外，热管2的外壁与烟筒1间焊接密封。进水管12、出水管13作为总管，进水管12、出水管13位于烟筒1的同一侧壁处，连通管14位于烟筒1背离进水管12的侧壁处；连通管14弯曲成U形，连通管14的两端密封。所有热管2的一端均穿入进水管12内并与进水管12连通，所有热管2的另一端穿入连通管14内并与连通管14连通。

参照图2和图3，烟筒1内设置有多个集热板4，集热板4包括集热上板41、位于集热上板41和进烟口11之间的集热下板42，所有集热上板41均位于烟筒1的同一横截面上且间隔排列，所有集热下板42均位于烟筒1的同一横截面上且间隔排列。集热上板41、集热下板42的长度方向与热管2的长度方向一致；集热上板41正对相邻集热下板42的间隔区域，集热下板42正对相邻集热上板41的间隔区域。集热板4均由铜板制成，具有较高的导热效率，集热板4均为弧形板，集热上板41的两侧壁向进烟口11方向弯曲，集热下板42的两侧壁向背离进烟口11的方向弯曲。

参照图2和图4，集热板4的两端呈弯折状，其中集热上板41的两端向背离进烟口11的方向弯折，集热下板42的两端朝向进烟口11的方向弯折。烟筒1的内壁上开设有供集热板4端部穿入的活动槽10，集热板4可在活动槽10内沿烟筒1的长度方向进行滑动。

参照图2和图3，所有毛细管3均相互平行，毛细管3通过近端部与烟筒1固定，毛细管3的两端均穿出烟筒1外，毛细管3的外壁与烟筒1间焊接密封；毛细管3的一端穿入连通管14内并与连通管14连通，毛细管3的另一端穿入出水管13内并与出水管13连通。毛细管3对应于集热板4设置有多组，其中对应于集热上板41的毛细管3位于集热上板41朝向进烟口11的板面上，毛细管3通过侧壁与集热上板41的板面相抵；对应于集热下板42的毛细管3位于集热下板42背离进烟口11的板面上，毛细管3通过侧壁与集热下板42的板面相抵。

参照图2和图5，本回收装置还包括驱动机构5、由驱动机构5驱动滑动的清灰板6，清灰板6的数量为两个，两个清灰板6分别位于烟筒1内对向的两侧壁处。清灰板6上开设有供热管2穿过的第一孔61、供毛细管3穿过的第二孔62、供集热板4穿过的第三孔63，其中每个第一孔61恰好能供单根热管2穿过，每个第二孔62恰好能供单根毛细管3穿过。驱动机构5包括电机51、由电机51驱动转动的丝杆52，电机51固定于烟筒1的外壁上，丝杆52位于烟筒1内并与热管2平行，丝杆52包括正牙螺纹段521和反牙螺纹段522，两个清灰板6分别与正牙螺纹段521、反牙螺纹段522螺纹连接，两个清灰板6默认分别位于烟筒1内对向的两侧壁处。

参照图2和图4，两个清灰板6相互正对的板面上均固定有刮板64，刮板64位于第三孔63的孔口处，刮板64由铁皮制成，刮板64具有一定的弹性和可弯曲能力；刮板64倾斜朝向集热板4，刮板64通过弹力将端部倾斜抵于集热板4的板面上。

本锅炉排烟余热深度回收装置的工况如下：人员通过水泵向进水管12内送水，水依次经进水管12、热管2、连通管14、毛细管3后从出水管13排出，从出水管13排出的水供人使用。锅炉工作时，锅炉燃烧产生的烟气进入烟筒1内，烟气预先与热管2外壁接触，烟气的热量会传导至热管2内的水中，为水起到第一级加热。

集热上板41、集热下板42间形成弯折的烟道，当烟气与弧形的集热下板42的板面接触时，集热下板42能导向烟气向集热下板42的两侧扩散；当烟气经过集热下板42间的空隙后，烟气与弧形的集热上板41的板面、及其毛细管3接触，集热上板41导向烟气向集热上板41的两侧扩散，其中一部分烟气能被导向至集热下板42的毛细管3处，供该位置的毛细管3进一步吸收热量。随着烟气的进一步排放，烟气经集热上板41间的空隙离开本回收装置。形成弯折烟道的集热上板41、集热下板42在一定程度上增加了烟气排放的阻力，烟气能在集热板4处停留较长时间；大量的毛细管3、集热板4与烟气的接触面积较大，烟气的热量能直接传递至毛细管3内，也能经集热板4传递至毛细管3内，烟气、毛细管3间的热传导能够高效地进行。

毛细管3的内径一般小于1mm，由于毛细管3的管壁较薄，则毛细管3的热量能快速传递至内部的水中，由于毛细管3内储存的水量较小，则毛细管3内水温度提升所需的热量也较小，毛细管3内的水温能快速到达较高温度。虽然毛细管3的流量较小，但设置的毛细管3数量足够多时，其总流量足以弥补单根毛细管3水量小的缺陷。

综上，本回收装置能对锅炉的排烟余热进行深度回收，热管2、毛细管3为水进行二级加热，毛细管3对水的加热作用较为显著。本回收装置具有热量回收响应快、水温提升快的优势。

本回收装置工作较长时间后，烟筒1内的热管2、毛细管3、集热板4上会产生积灰、积碳，影响各部件的导热性能。此时人员可启动电机51，电机51驱使丝杆52转动，丝杆52通过正牙螺纹段521、反牙螺纹段522的螺纹啮合作用驱使两块清灰板6相互靠近，清灰板6通过第一孔61的孔口刮过热管2表面，清灰板6通过第二孔62的孔口刮过毛细管3的表面，为热管2、毛细管3起到清灰、清积碳的作用；两块清灰板6同时动作，较单块清灰板6相比提高了清灰效率。

当清灰板6向烟筒1中部滑动时，由于集热板4的两端呈弯折状，则清灰板6通过第三孔63、刮板64的限位作用驱使集热板4移动，其中集热上板41向背离进烟口11的方向移动，集热下板42向靠近进烟口11的方向移动，使集热板4与对应抵接的毛细管3分离。清灰板6在移动过程中，刮板64通过预设的弹力刮过解集热板4表面，为集热板4起到清灰、清积碳的作用。由于清理积碳时集热板4、毛细管3处于分离状态，且集热板4、毛细管3的外壁形状较为规则，则两者的积碳均能刮除得较为干净。清灰完毕后人员控制电机51反转，两个清灰板6返回紧贴筒体内壁的位置；清灰板6在复位过程中，清灰板6通过第三孔63、刮板64的限位作用驱使集热板4返回与毛细管3抵接的原位。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锅炉排烟余热深度回收装置，包括烟筒(1)，所述烟筒(1)包括用于与锅炉烟道连通的进烟口(11)，其特征是：所述烟筒(1)内穿设有多根热管(2)和毛细管(3)，所述热管(2)、毛细管(3)均由金属制成，所述热管(2)、毛细管(3)的两端分别与烟筒(1)的侧壁连接，所述热管(2)位于毛细管(3)和进烟口(11)之间；所述烟筒(1)外设有进水管(12)和出水管(13)，所述热管(2)均与进水管(12)连通，所述毛细管(3)均与出水管(13)连通；所述烟筒(1)外还设置有连通管(14)，所述连通管(14)将热管(2)背离进水管(12)的端部、毛细管(3)背离出水管(13)的端部连通；

所述烟筒(1)内设置有若干集热板(4)，所述毛细管(3)通过侧壁与集热板(4)抵接；所述集热板(4)包括集热上板(41)、位于集热上板(41)和进烟口(11)之间的集热下板(42)，所述集热上板(41)、集热下板(42)均沿烟筒(1)的横截面方向间隔排列，所述集热上板(41)正对相邻集热下板(42)的间隔区域。

2.根据权利要求1所述的锅炉排烟余热深度回收装置，其特征是：所述集热板(4)均为弧形板，所述集热上板(41)的两侧壁向进烟口(11)方向弯曲，所述集热下板(42)的两侧壁向背离进烟口(11)的方向弯曲。

3.根据权利要求1所述的锅炉排烟余热深度回收装置，其特征是：还包括驱动机构(5)、由驱动机构(5)驱动滑动的清灰板(6)，所述清灰板(6)的滑动方向沿热管(2)的长度方向，所述清灰板(6)位于烟筒(1)内；所述热管(2)、毛细管(3)、集热板(4)的轴线均相互平行，所述清灰板(6)上开设有恰好供热管(2)穿过的第一孔(61)、供毛细管(3)穿过的第二孔(62)、供集热板(4)穿过的第三孔(63)。

4.根据权利要求3所述的锅炉排烟余热深度回收装置，其特征是：所述驱动机构(5)包括电机(51)、由电机(51)驱动转动的丝杆(52)，所述清灰板(6)与丝杆(52)螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的锅炉排烟余热深度回收装置，其特征是：所述清灰板(6)的数量为两个，所述丝杆(52)包括正牙螺纹段(521)和反牙螺纹段(522)，两个清灰板(6)分别与正牙螺纹段(521)、反牙螺纹段(522)螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的锅炉排烟余热深度回收装置，其特征是：所述集热板(4)可沿烟筒(1)的长度方向进行滑动，所述集热板(4)的两端呈弯折状，当所述清灰板(6)向烟筒(1)中部滑动时，所述清灰板(6)通过第三孔(63)驱使集热板(4)移动，使所述集热板(4)与抵接的毛细管(3)分离。

7.根据权利要求6所述的锅炉排烟余热深度回收装置，其特征是：所述清灰板(6)上设置有刮板(64)，所述刮板(64)由铁皮制成，所述刮板(64)位于第三孔(63)的孔口处，所述刮板(64)通过弹力倾斜抵于集热板(4)上。

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