专利名称：锅炉烟气余热利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热交换设备，特别是一种在穿过锅炉烟道的封闭管道里有中间传热介质的锅炉烟气余热利用装置。
技术背景目前，国内使用燃油及天然气等清洁能源作为燃料的锅炉、中央空调越来越多，而同期燃油价格飞涨。使用成本急剧增加。国内与锅炉、中央空调排烟系统相匹配的，吸收烟气中的废热为节能目地的是传统的节能设备——省煤器。它的工作原理是将金属管道盘绕在排烟管道内，金属管道内作为水路，靠金属管直接吸热加热管道内的水，其节能效率较低＜5％，热水流量小，且盘管内为带压走水，一旦金属管受烟气腐蚀破裂，水将直接流入锅炉烟道，造成设备熄火等故障。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，传热效果好的锅炉烟气余热利用装置。它使用安全可靠，余热利用及节能效率高。
本实用新型的技术解决方案是；锅炉烟气余热利用装置，包括设置在烟道内的换热器件，在烟道的外壁上设置有水箱，其换热器件的一端设置在水箱内，换热器件的另一端伸入至烟道内。
本实用新型的换热器件采用热管或采用导热性能良好的金属材料制成。
本实用新型还可以将水箱设置在烟道外壁的上方，换热器件采用热管，热管的上部设置在水箱内，热管的下部伸入至烟道内。
本实用新型还可以在换热器件的外壁上设置有散热翅片。
本实用新型还可以将水箱上的进水口设置在水箱的上部，水箱上出水口的高度低于进水口。
本实用新型还可以在烟道与水箱的连接部位设置有法兰。
与现有技术相比本实用新型具有如下有益效果1是热传导速度快，换热效果好，换热载体(水)被加热后可用来供给锅炉设备的补给水，或做卫生洗浴用水、工业用热水、采暖用热水等等，供热水的流量较大，余热利用率高，节能效益显著。2是设备结构简单，制造成本低，对原有设备改动小，安装及使用方便，便于维护。3是实现了烟气及水的分离，换热装置为机械结构，换热装置的运行不会影响锅炉装置的正常工作，且换热装置属于无压运行，使用安全可靠。可适用于使用燃油、燃气锅炉设备的工厂、医院、学校以及需要供暖的居民社区，也可适用于燃煤锅炉的烟气余热利用中。
图1是本实用新型的结构示意图图2是图1的A——A剖视图图3是本实用新型应用于锅炉排烟管路上的示意图具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细描述如图1，图2所示，本实用新型的结构原理比较简单，烟道4设置在整个装置的下方，在烟道4的外壁上设置有水箱2，水箱2的结构可以是环形包容整个烟道4，可以是包围在烟道4的上方和两侧面(参见图2)，也可以仅是如图2中烟道4上方的部分，即图2中虚线至水箱2顶部所包容的区域。其换热器件1的一端设置在水箱2内，换热器件1的另一端伸入至烟道4内，即换热器件1穿过水箱2伸入至烟道4内部。在烟道4与水箱2的连接部位设置有法兰3。法兰3的边部可以构成烟道4与水箱2隔板的连接与密封，法兰3的中部可密封安装换热器件1，并保证烟道4与水箱2之间的密封隔离。换热器件1可以采用导热性能良好的金属材料如铜或铝制成。一般制成直杆，一端设置在水箱2内，而另一端可以从任意方向伸入至烟道4的内部，直杆的断面形状可以是圆形、环形、方形或扁方形，在其外壁上可以设置散热翅片5。由于换热器件1导热性能良好，故可以将烟道4内部高温烟气的热量传递至水箱2内，使水加热。这一方式结构简单，制作成本极低，但换热效率还不够理想。
换热器件1最好采用热管，将热管的上部设置在水箱2内，热管的下部伸入至烟道4内。热管可以垂直安装，也可以倾斜安装，但应保证热管在水箱2一端的位置较高，而在烟道4的一端位置较低，以方便冷媒工质蒸发汽化后向水箱2一端流动，冷凝液化后向烟道一端流动。烟道4和水箱2采用烟——水分离的安装方式，换热器件1则穿插其中，具体为热管的下部设置在烟道4内，在烟道4内部流动的高温烟气加热热管的下部，使其热管内的冷媒工质吸热蒸发汽化，迅速将热能传导到热管的上端。热管的上部设置在水箱2内，并被换热载体(水)所包容淹没，冷煤工质通过热管金属壁与换热载体进行热交换，释放热能后迅速液化流回热管底部，再次吸收烟道4内的热量进行蒸发汽化。如此，冷煤工质重复地进行蒸发——冷凝过程的循环，不断利用烟道4内部所流经烟气的废弃热量来加热水箱2中的水，从而达到回收利用锅炉烟气废热的目的。在热管处于水箱2和烟道4部位的外壁上同样可以设置散热翅片5，以提高换热的效率。
本实用新型应用于锅炉排烟管路上的结构如图3所示，将本实用新型中的烟道4两端的接口与锅炉排烟管9对接，在其上方设置水箱2。水箱2及烟道4内部的结构与图1，图2中相同，换热器件1如热管或铜杆经过法兰3向下伸入至烟道4内部，换热器件1的外壁上一般都设置有散热翅片5。水箱2上的进水口6设置在水箱2的上部，在水箱2的另一端设置出水口7，出水口7的高度低于进水口6，这样可以使水箱2内部的水处于无压自流状态。为更好地换热，可以使水箱2内的水持续流动，还可以使水箱2上进水口6至出水口7的方向，即水流水箱2的方向C与烟道4内烟气流动的方向B相反。可见本装置结构简单，生产成本较低，只需对原有锅炉设备的排烟管路进行较小的改动即可获得能持续供给的热水，既方便实用又[安全可靠，经济效益明显。
使用时，锅炉排烟装置8将高温烟气(220度)送入排烟管9，高温烟气依照图3中所示方向B流经烟道4，烟道4内的换热器件1如热管迅速吸收热能，使热管内的工质汽化上升，进入水箱2内与换热载体(水)进行热交换，工质释放热能后液化返回烟道内4吸热，如此往复循环，持续加热换热载体。换热载体(水)依照图3中所示方向C连续流经水箱2，与换热器件1进行热量交换，携带热量(加热)后流出，可作为供给锅炉设备的补给水，或作为卫生洗浴用水、工业用热水、采暖用热水等等，水在水箱内无压流动，供水的流量较大，节能效果十分显著。采用本实用新型中的热管结构在柴油蒸汽锅炉上使用后测试，高温烟气在本装置内释放热能后可以快速冷却下降至50度以下，烟气中所蕴涵大量的水蒸汽被冷凝下来，释放出大量的汽化热(潜能)，这就是本实用新型装置节能率比传统省煤器节能效率大幅提高的原因。根据计算，锅炉排烟温度每下降15度，锅炉热效率提高1％，节能1％。烟气温度从220度下降到50度，可以节能11％。1公斤柴油燃烧产生1.34公斤水蒸气，1公斤100度的水蒸气转化为100度的水能释放529大卡热能(潜能)，1公斤柴油燃烧产生1.34公斤水蒸气转化为100度的水能释放708大卡热能，约占柴油低位发热值的7％。所以当换热器件1采用热管时，本实用新型装置的综合节能率可以达到15％。
权利要求1.锅炉烟气余热利用装置，包括设置在烟道(4)内的换热器件(1)，其特征在于在烟道(4)的外壁上设置有水箱(2)，其换热器件(1)的一端设置在水箱(2)内，换热器件(1)的另一端伸入至烟道(4)内。
2.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热利用装置，其特征在于换热器件(1)采用热管或采用导热性能良好的金属材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的锅炉烟气余热利用装置，其特征在于水箱(2)设置在烟道(4)外壁的上方，换热器件(1)采用热管，热管的上部设置在水箱(2)内，热管的下部伸入至烟道(4)内。
4.根据权利要求1或2所述的锅炉烟气余热利用装置，其特征在于在换热器件(1)的外壁上设置有散热翅片(5)。
5.根据权利要求3所述的锅炉烟气余热利用装置，其特征在于在换热器件(1)的外壁上设置有散热翅片(5)。
6.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热利用装置，其特征在于水箱(2)上的进水口(6)设置在水箱(2)的上部，水箱(2)上出水口(7)的高度低于进水口(6)。
7.根据权利要求3所述的锅炉烟气余热利用装置，其特征在于水箱(2)上的进水口(6)设置在水箱(2)的上部，水箱(2)上出水口(7)的高度低于进水口(6)。
8.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热利用装置，其特征在于在烟道(4)与水箱(2)的连接部位设置有法兰(3)。
9.根据权利要求3所述的锅炉烟气余热利用装置，其特征在于在烟道(4)与水箱(2)的连接部位设置有法兰(3)。
专利摘要锅炉烟气余热利用装置，将水箱2设置在烟道4外壁的上方，换热器件1采用热管，热管的上部设置在水箱2内，热管的下部伸入至烟道3内。换热器件1的外壁上设置有散热翅片5。在烟道4与水箱2的连接部位设置有法兰3。热传导速度快，换热效果好，供热水的流量较大，余热利用率高，节能效益显著。设备结构简单，制造成本低，对原有设备改动小，安装及使用方便，便于维护。实现了烟气及水的分离，换热装置属于无压运行，使用安全可靠。适用于使用燃油、燃气锅炉设备的工厂、医院、学校以及需要供暖的居民社区，也可适用于燃煤锅炉的烟气余热利用中。
文档编号F24H8/00GK2847159SQ200620097030
公开日2006年12月13日 申请日期2006年6月5日 优先权日2006年6月5日
发明者徐泽宇, 彭跃 申请人:徐泽宇, 彭跃