一种多级换热锅炉的制作方法

本发明涉及锅炉换热，具体涉及一种多级换热锅炉。

背景技术：

1、以家用锅炉为例，其结构是火炉连接烟道并在外表整体包裹一层水箱。但现有换热方式还存在以下问题：

2、1、假设水都静止，靠近火炉的水会被加热到x度，靠近烟道的水会被加热到y度，很明显x＞y，但此时水箱是一个整体且内部存在对流，这会导致靠近烟道的水温大于y度，所以靠近烟道的水难以从烟道吸热，甚至会反过来被烟道吸热，浪费热量和燃料；

3、2、烟道的形状和口径使其中心点到表面距离过远，导致换热效率较低以及在有限空间内换热面积较小；

4、3、有的还会设计复杂的换热结构并加装风机，但没有什么效果，反而使烟道难以清理，增加制造安装和维护的成本。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术的不足，目的在于提供一种多级换热锅炉，采用本方案，能根据温度梯度将锅炉划分为多个换热模块以及其他辅助部件，通过划分的多级换热模块，使换热模块跨越的温度梯度变小，提高换热效率。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种多级换热锅炉，包括若干依次拼接的烟箱换热模块；

4、所述烟箱换热模块内部带有烟道以及将所述烟道周向包裹在内的环水腔室，所述环水腔室内部介质用于换热；相邻所述烟箱换热模块之间的烟道相互连通；最底部的所述烟箱换热模块内部烟道和炉膛出烟口连通；

5、所述环水腔室的底部带有进水口，所述环水腔室的顶部带有出水口，相邻所述烟箱换热模块之间，后一个所述烟箱换热模块内环水腔室的出水口通过细管和前一个所述烟箱换热模块内环水腔室的进水口连接。

6、相对于现有技术中，水箱是一个整体且内部存在对流，这会导致靠近烟道的水温大于y度，所以靠近烟道的水难以从烟道吸热，甚至会反过来被烟道吸热，浪费热量和燃料的问题，本发明提供了一种多级换热锅炉，采用本方案，能根据温度梯度将锅炉划分为多个换热模块以及其他辅助部件，通过划分的多级换热模块，使换热模块跨越的温度梯度变小，提高换热效率。具体方案中，包括若干依次拼接的若干烟箱换热模块，在烟箱换热模块内，带有贯通的烟道以及用于包裹烟道的环水腔室，通过若干并列烟道形成类似的烟箱，并间隔包裹穿插在各烟箱外层的独立水箱中，本发明将烟箱和水箱集中装配，合并成型为具有烟道和环水腔室的烟箱换热模块，随后再通过依次拼接，从而便于可重复加装，简化锅炉结构，并能根据实际的烟道长度进行快速装配；故通过拼接式装配，水箱大小及包裹程度、炉膛出烟口方向、并列烟箱数量、各模块大小及数量、其他结构及尺寸可根据锅炉使用环境进行调节，进、出烟口可根据需要设在上下前后左右任意方向，也因此各模块可以以竖向、横向或其他方向组装。另外，在烟箱换热模块内的环水腔室中，其进水口位于底部，而出水口位于顶部，此时，冷却水可从环水腔室底部流入，并从顶部流出；其次，后一个烟箱换热模块内环水腔室顶部出水口和前一个烟箱换热模块内环水腔室底部进水口通过细管连接，较细的水管能减少相邻两个环水腔室之间的对流，从而减少相邻两个环水腔室之间的温度传递，以此形成多个温度梯度的换热模块，减少热量损失，提高换热效率。

7、更进一步的方案，为适应热胀冷缩及补充锅炉用水，若干所述烟箱换热模块的顶部还带有膨胀水箱，所述膨胀水箱通过细管和最顶部的所述烟箱换热模块的进水口连接。其中，最底部的换热模块可通过自身出水口和外部的循环水泵连接，实现循环换热。

8、由于现有技术中，烟道的形状和口径使其中心点到表面距离过远，导致换热效率较低以及在有限空间内换热面积较小；故为提高换热效率，所述烟箱换热模块内开设的烟道为若干个，每个所述烟道均被所述环水腔室包裹。本方案中，在烟箱换热模块内部可通过若干烟道进行烟气输送，实际数量可根据烟道大小设置；烟道设计为扁平样，故此时烟道的中心点到表面距离较短，增加了换热面积，提高了换热效率。

9、更进一步的方案，作为一种快速拆装的具体实现方式，相邻所述烟箱换热模块之间通过插接连接。

10、更进一步的方案，作为一种插接的具体实现方式，所述烟箱换热模块底部带有环向插板，所述环向插板用于插入到前一个所述烟箱换热模块的烟道顶部内侧，所述环向插板的尺寸和前一个的所述烟箱换热模块顶部内径相适配。本方案中，环向插板的尺寸略小于被插入的烟道的内径尺寸，便于快速装配；另外，在最顶部还设有用于排出烟气的炉顶烟囱，炉顶烟囱也可采用插接的方式和最顶部的烟箱换热模块连接，实现快速装配，而最底部的烟箱换热模块通过插接的方式和炉膛的出烟口连接。

11、更进一步的方案，为避免烟气从相邻两个烟箱换热模块之间泄露，所述环向插板外侧和前一个所述烟箱换热模块顶部内侧或炉膛顶部内侧之间设有密封件；其中，密封件可使用填充的黏土实现封闭。

12、更进一步的方案，为减少相邻烟箱换热模块之间的热量传递，相邻所述烟箱换热模块之间，后一个的所述环水腔室和前一个的所述环水腔室之间设置有隔热部件；本方案中，由于相邻两个烟箱换热模块之间具有温度梯度，避免相邻烟箱换热模块之间的热量传递，能进一步提高换热效率。

13、更进一步的方案，所述炉膛外侧还环向设置有火炉换热模块，最底部的所述烟箱换热模块上环水腔室的出水口通过细管和所述火炉换热模块底部进口连接；其中，火炉换热模块用于和炉膛换热。

14、由于在炉膛处的烟气温度最高，故为提高炉膛处的换热效率，炉底内包括有若干水管，若干所述水管均和所述火炉换热模块的环水腔室连通。

15、更进一步的方案，所述火炉换热模块上带有防爆阀。

16、更进一步的方案，所述炉膛出烟口开设在上方或侧面。

17、更进一步的方案，所述烟道进烟口开设在所述烟箱换热模块的下方或侧面，所述烟道出烟开设在所述烟箱换热模块的上方或侧面。

18、更进一步的方案，各换热模块按照竖直方向、水平方向或弯折型组装。

19、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

20、1.本发明提供了一种多级换热锅炉，采用本方案，能根据温度梯度将锅炉划分为多个换热模块以及其他辅助部件，通过划分的多级换热模块，使换热模块跨越的温度梯度变小，提高换热效率。

21、2.本发明提供了一种多级换热锅炉，本发明将烟箱和水箱集中装配，合并成型为具有烟道和环水腔室的烟箱换热模块，随后再通过依次拼接，从而便于可重复加装，简化锅炉结构，并能根据实际的烟道长度进行快速装配；故通过拼接式装配，可根据水箱大小及包裹程度、炉膛出烟口方向、并列烟箱数量、各模块大小及数量、其他结构及尺寸可根据锅炉使用环境进行调节，进、出烟口可根据需要设在上下前后左右任意方向，也因此各模块可以以竖向、横向或其他方向组装。

22、3.本发明提供了一种多级换热锅炉，采用本方案，较细的水管在连通锅炉循环水的同时，还能减少相邻两个环水腔室之间的对流，从而减少相邻两个环水腔室之间的温度传递，以此形成的多个温度梯度的换热模块，可以减少热量损失，提高换热效率。

技术特征：

1.一种多级换热锅炉，其特征在于，包括若干依次拼接的烟箱换热模块(1)；

2.根据权利要求1所述的一种多级换热锅炉，其特征在于，若干所述烟箱换热模块(1)的顶部还带有膨胀水箱(2)，所述膨胀水箱(2)通过细管(105)和最顶部的所述烟箱换热模块(1)的进水口(103)连接。

3.根据权利要求1所述的一种多级换热锅炉，其特征在于，所述烟箱换热模块(1)内开设的烟道(101)为若干个，每个所述烟道(101)均被所述环水腔室(102)包裹。

4.根据权利要求1所述的一种多级换热锅炉，其特征在于，相邻所述烟箱换热模块(1)之间通过插接连接。

5.根据权利要求4所述的一种多级换热锅炉，其特征在于，所述烟箱换热模块(1)底部带有环向插板(106)，所述环向插板(106)用于插入到前一个所述烟箱换热模块(1)的烟道(101)顶部内侧或炉膛(3)顶部内侧，所述环向插板(106)的尺寸和前一个的所述烟箱换热模块(1)顶部或炉膛(3)顶部内径相适配。

6.根据权利要求5所述的一种多级换热锅炉，其特征在于，所述环向插板(106)外侧和前一个所述烟箱换热模块(1)顶部内侧或炉膛(3)顶部内侧之间设有密封件。

7.根据权利要求5所述的一种多级换热锅炉，其特征在于，相邻所述烟箱换热模块(1)中的所述环水腔室(102)之间设置有隔热支撑部件(4)。

8.根据权利要求1所述的一种多级换热锅炉，其特征在于，所述炉膛(3)外侧还环向设置有火炉换热模块(5)，最底部的所述烟箱换热模块(1)上环水腔室(102)的出水口(104)通过细管(105)和所述火炉换热模块(5)底部进水口连接；

9.根据权利要求1所述的一种多级换热锅炉，其特征在于，所述炉膛(3)出烟口开设在上方或侧面，所述烟道(101)进烟口开设在所述烟箱换热模块(1)的下方或侧面，所述烟道(101)出烟开设在所述烟箱换热模块(1)的上方或侧面。

10.根据权利要求1所述的一种多级换热锅炉，其特征在于，各换热模块按照竖直方向、水平方向或弯折型组装。

技术总结
本发明公开了一种多级换热锅炉，涉及锅炉换热技术领域，包括火炉换热模块和若干依次拼接的烟箱换热模块；所述烟箱换热模块和所述火炉换热模块内部均带有环水腔室，所述环水腔室内部介质用于换热；相邻所述烟箱换热模块之间的烟道相互连通；最底部的所述烟箱换热模块内部烟道和炉膛出烟口连通；所述环水腔室的底部带有进水口，所述环水腔室的顶部带有出水口，相邻所述环水腔室之间，后一个所述环水腔室的出水口通过细管和前一个所述环水腔室的进水口连接。采用本方案，能根据温度梯度将锅炉划分为多个换热模块以及其他辅助部件，通过划分的多级换热模块，使换热模块跨越的温度梯度变小，提高换热效率。

技术研发人员：刘通源,刘永生,刘凤武
受保护的技术使用者：翁牛特旗西拉沐沦农牧业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17