一种组合式换热部件及使用该组件的锅炉的制作方法

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1.本发明涉及一种蒸汽锅炉的换热部件，更具体地说，它涉及一种组合式换热部件及使用该组件的锅炉。

背景技术：

2.传统的螺旋管式换热管(以下简称弹簧盘管)以类似于弹簧形状的布置，且每层中心距相等，层与层的间距相等，此种结构为了提高传热效率，需要在其中心加入芯筒，从而保证管外介质足够的流速，导致中心部分体积的浪费，单管螺旋缠绕也增加的盘管高度，加大了外筒体(锅炉)的高度或长度，造成材料增加。

技术实现要素：

3.第一方面，本发明的目的是提供一种组合式换热部件，达到提高传热效率、无芯筒、降低锅炉高度的目的。
4.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种组合式换热部件，所述换热部件包括第一换热单元和第二换热单元；第一换热单元包括螺旋换热管，所述螺旋换热管呈弹簧状；第二换热单元为包括多个换热盘；所述换热盘包括第一换热管和第二换热管；第一换热管和第二换热管呈蚊香状螺旋；第一换热管和第二管热管组合为蚊香盘状；中心采用s形管连通；多个换热盘堆叠设置；相邻两个换热盘通过管道连通；第一换热单元和第二换热单元同轴设置。
5.上述组合式换热部件使用时需要采用尺寸相适应的燃烧室。其提高传热系数的原理如下：
6.换热管内流体速度公式：
7.v＝q/(s
×
t)
8.可知：在相同流量条件下，管内流速v与横截面积s成反比，单管流体流动列管式布置得换热管内横截面积减少了几十倍，从而管内流速提高了几十倍；再由管内流体流动雷诺数公式
9.re＝ρ
×v×
d/λ
10.可得：管内雷诺数增加了几十倍；管内传热系数
11.hi∈r
e0.8
12.说明管内传热系数与管内雷诺数成正比，雷诺数越大，管内传热系数越大；换热管外由于采用蚊香盘式结构，仅有管之间的间隙可以流动，减少了管外流体流动的横截面积，同理增加了管外雷诺数，增加了管外传热系数；最后根据热交换总传热系数公式：
13.1/h
总
∈1/hi+1/ho14.得到：总的传热系数随着管内、管外传热系数的增加而增加；再由传热面积公式
15.16.可知：在需要传热量相同及传热过程温差相同时，总传热系数越大，需要的换热面积越小，从而减少了换热管长度以及外筒体(燃烧室)的高度或长度；合理布置后同时减少产品的体积且制作难度的降低提高了生产效率，大大减少了用户的占地成本、制造过程中的材料及人工成本。
17.进一步的，第一换热管和第二换热管之间的间隙为2～8毫米；相邻换热盘之间间隙为2～8毫米。
18.进一步的，还包括间距保持板，间距保持板用于保持第一换热管和第二换热管之间的间隙距离；以及保持相邻换热盘之间的间隙距离。
19.进一步的，弹簧状螺旋换热管，其螺距为2～8毫米。
20.进一步的，上层换热盘相对下层换热盘旋转45～90度；其旋转方向同时为顺时针或逆时针。
21.进一步的，相邻两层换热盘之间通过180度回转管和弯管连接。
22.第二方面，本发明提供了一种锅炉，达到增加锅炉燃烧室内传热系数的目的，使达到相同的蒸汽压力要求，锅炉的体积更小。
23.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，包括上述任意一中方案的组合式换热部件；所述锅炉包括燃烧室、燃烧器和风机；所述换热部件设置于燃烧室内；燃烧室为筒状；燃烧器与燃烧室顶部连接；燃烧器伸入第一换热单元中部；风机设置于燃烧室外；风机的出风口与燃烧器连通；风机的进风口与文丘里管连通；文丘里管上设置有空气入口。
24.进一步的，所述燃烧器包括连接部和燃烧部；连接部呈筒状；燃烧部位于连接部下方，呈上大下小的锥筒状。
25.进一步的，还包括点火装置，点火装置与燃烧室顶部连接；点火装置具有着烧嘴；所述烧嘴与燃烧器之间的距离为3～5毫米。
26.进一步的，所述燃烧室顶部设置有蒸汽出口；所述组合式换热部件与蒸汽出口连通。
附图说明
27.图1是实施例1换热部件示意图
28.图2是实施例1换热盘示意图
29.图3是实施例1间距保持板示意图
30.图4是实施例2锅炉示意图
31.图5是实施例2燃烧器示意图
32.图6是实施例2点火装置示意图
33.图中：1、换热部件；11、第一换热单元；12、第二换热单元；121、第一换热管；122、第二换热管；123、s形管；124、180度回转管；125、弯管；13、间距保持板；131、支撑槽；21、燃烧室；22、筒体；23、风机；231、文丘里管；232、空气滤芯；233、燃气管道；24、燃烧部；25、连接部；26、燃烧口；3、点火装置；31、固定块；311、第一空气吸口；312、第二空气吸口；313、收缩腔；32、燃气喷嘴；321、调节螺钉；322、调节杆；323、燃气喷口；33、空气管；34、喷射管；35、烧嘴；36、点火针；361、绝缘层；362、调节螺母。
具体实施方式
34.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
35.需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上，该“连接”不限定固定连接或活动连接，具体连接方式应根据所要解决的具体技术问题来判断。
36.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.实施例1：
39.一种组合式换热部件1，所述换热部件1包括第一换热单元11和第二换热单元12；第一换热单元11包括螺旋换热管，所述螺旋换热管呈弹簧状；第二换热单元12为包括多个换热盘；所述换热盘包括第一换热管121和第二换热管122；第一换热管121和第二换热管122呈蚊香状螺旋；第一换热管121和第二管热管组合为蚊香盘状；中心采用s形管123连通；多个换热盘堆叠设置；相邻两个换热盘通过管道连通；第一换热单元11和第二换热单元12同轴设置。第一换热管121和第二换热管122之间的间隙为2～8毫米；相邻换热盘之间间隙为2～8毫米。可选的，上述间隙之间的距离为4毫米或5毫米或6毫米。优选的上述间隙之间的距离为3毫米。弹簧状螺旋换热管，其螺距为2～8毫米。可选的，螺距为3毫米或4毫米或6毫米或7毫米。优选的螺距为5毫米。
40.还包括间距保持板13，间距保持板13用于保持第一换热管121和第二换热管122之间的间隙距离；以及保持相邻换热盘之间的间隙距离。间距保持板13上有换热管支撑槽131；间距保持板13上的支撑槽131的槽间距与第一换热管121和第二换热管122的间隙距离相等；间距保持板13上下两侧均有换热管支撑槽131；间距保持板13的高度与相邻换热盘之间的间隙距离相适应，使其满足，通过间距保持板13可以保持换热盘之间的间隙距离。间距保持板13由耐热材料制成，通过间距保持板13避免在高温下，第二换热单元12各部件间距的变化，导致传热系数的变化。
41.上层换热盘相对下层换热盘旋转45～90度；本实施例中，旋转90度；其旋转方向同时为顺时针或逆时针。在其他可能的实施例中，旋转度数为45度或60度。通过上述设置，上层换热盘第一换热管121和第二管热管之间的缝隙，刚好被下层换热盘第一换热管121或第二管热管所遮蔽；可以增加热气的流通距离，使其能够更加充分的与换热盘换热。
42.相邻两层换热盘之间通过180度回转管124和弯管125连接。180度回转管124一端与下层换热盘连接，另一端与弯管125连接；弯管125的另一端连接上层换热盘。结合上层与下层换热盘之间的角度，通过上述设置可以使第二换热单元12整体上层柱状，便于与燃烧
室21的筒体22结合，减少筒体22与第二换热单元12之间的间距。
43.实施例2
44.一种锅炉，包括上述实施例1中的组合式换热部件1；所述锅炉还包括燃烧室21、燃烧器和风机23；所述换热部件1设置于燃烧室21内；燃烧室21为筒状；燃烧器与燃烧室21顶部连接；燃烧器伸入第一换热单元11中部；风机23设置于燃烧室21外；风机23的出风口与燃烧器连通；风机23的进风口与文丘里管231连通；文丘里管231上设置有空气入口；空气入口处设置有空气滤芯232。所述燃烧室21顶部设置有蒸汽出口；所述组合式换热部件1与蒸汽出口连通。通过上述设置，180度回转管124和弯管125可以填补第二换热部外侧的缝隙，使第二换热部和筒体22之间间隙更小。进而提高管外的传热系数。
45.燃烧器包括燃烧筒；所述燃烧筒包括连接部25和燃烧部24；连接部25呈筒状；燃烧部24呈上大下小的锥筒状；燃烧部24下端封闭；燃烧部24上设置有燃烧口26，燃烧口26沿燃烧部24的母线排列；燃烧口26呈长方形状。连接部25下端与燃烧部24连接，上端与天方地圆弯头连接。优选的，所述锥筒状的燃烧部24，其母线与轴线的夹角为10～25度。优选的，所述燃烧口26的宽为1～3毫米，长为2～6毫米。将燃烧器设置为锥筒状，可以提高高温烟气与第一换热部的换热效率。
46.还包括点火装置3，所述点火装置3与筒体22顶部连接，点火装置3的烧嘴35靠近燃烧部24；优选的烧嘴35与燃烧部24锥面距离为3～5毫米。点火装置3包括，点火段和燃料段；所述燃料段可以将燃气与空气按比例混合后送入点火段；点火段用于产生火花引燃燃气。还包括固定块31，所述燃料段包括设置在固定块31上的燃气喷嘴32和空气吸口，以及设置于固定块31内的收缩腔313；收缩腔313沿燃气行进方向直径逐渐减小。还包括燃气喷嘴32，燃气喷嘴32与固定块31螺纹配合，使燃气喷嘴32与固定块31连接；燃气喷嘴32上设置有进气口，进气口与燃气管道233连接；燃气喷嘴32上还设置有燃气喷口323；燃气喷口323通过喷嘴腔与进气口连通。燃气喷口323沿收缩腔313轴线方向，设置于收缩腔313的中部。所述燃气喷嘴32包括调节机构；所述调节机构包括调节杆322和位移机构；调节杆322的顶端为锥面；调节杆322的顶端与燃气喷口323相配合；在位移机构的带动下，调节杆322可以远离或靠近燃气喷口323。所述位移机构包括调节螺钉321；调节杆322与调节螺钉321连接；调节螺钉321与喷嘴螺纹配合。固定块31上还设置有空气吸口，空气吸口与收缩腔313连通；空气吸口包括第一空气吸口311和第二空气吸口312。还包括空气管33；空气管33与固定块31螺纹连接；空气管33一端与空气吸口连通，另一端安装后与燃烧室21连通。燃烧室21内的高温新鲜空气可以经空气管33进入收缩腔313内。第二空气吸口312作为备用空气吸口。备用时，采用堵头将第二空气吸口312堵塞；堵头与固定块31螺纹连接；使用时，第二空气吸口312与锅炉燃烧室21外部空气连通。所述点火段包括设置在固定块31上的喷射管34和设置于喷射管34上的烧嘴35；喷射管34与收缩腔313连通；还包括设置于喷射管34内的点火针36；点火针36用于与烧嘴35配合产生火花。喷射管34与固定块31通过螺纹配合连接。点火针36外设置有绝缘层361；还包括点火针36调节机构；所述点火针36调节机构包括调节螺母362；调节螺母362套设于绝缘层361上；调节螺母362与固定块31螺纹配合；点火针36插入喷射管34；点火针36的针头延伸至烧嘴35的喷口。点火装置3上的小火用于点燃燃烧器的大火。
47.固定块31接地后，喷射管34与喷嘴接地。点火针36与高压电极连接。点火针36的针头与喷嘴距离较近，高压击穿空气，产生电火花即可引燃燃气。调节点火针36与喷嘴之间的
距离，可以达到最佳的点火距离，增加点火成功率。
48.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：

1.一种组合式换热部件，其特征是：所述换热部件(1)包括第一换热单元(11)和第二换热单元(12)；第一换热单元(11)包括螺旋换热管，所述螺旋换热管呈弹簧状；第二换热单元(12)为包括多个换热盘；所述换热盘包括第一换热管(121)和第二换热管(122)；第一换热管(121)和第二换热管(122)呈蚊香状螺旋；第一换热管(121)和第二管热管组合为蚊香盘状；中心采用s形管(123)连通；多个换热盘堆叠设置；相邻两个换热盘通过管道连通；第一换热单元(11)和第二换热单元(12)同轴设置。2.根据权利要求1所述的一种组合式换热部件，其特征是：第一换热管(121)和第二换热管(122)之间的间隙为2～8毫米；相邻换热盘之间间隙为2～8毫米。3.根据权利要求2所述的一种组合式换热部件，其特征是：还包括间距保持板(13)，间距保持板(13)用于保持第一换热管(121)和第二换热管(122)之间的间隙距离；以及保持相邻换热盘之间的间隙距离。4.根据权利要求1所述的一种组合式换热部件，其特征是：弹簧状螺旋换热管，其螺距为2～8毫米。5.根据权利要求1所述的一种组合式换热部件，其特征是：上层换热盘相对下层换热盘旋转45～90度；其旋转方向同时为顺时针或逆时针。6.根据权利要求5所述的一种组合式换热部件，其特征是：相邻两层换热盘之间通过180度回转管(124)和弯管(125)连接。7.一种锅炉，包括如权利要求1～6所述的任意一项组合式换热部件(1)；其特征是：所述锅炉包括燃烧室(21)、燃烧器和风机(23)；所述换热部件(1)设置于燃烧室(21)内；燃烧室(21)为筒状；燃烧器与燃烧室(21)顶部连接；燃烧器伸入第一换热单元(11)中部；风机(23)设置于燃烧室(21)外；风机(23)的出风口与燃烧器连通；风机(23)的进风口与文丘里管(231)连通；文丘里管(231)上设置有空气入口。8.根据权利要求7所述的一种锅炉，其特征是：所述燃烧器包括连接部(25)和燃烧部(24)；连接部(25)呈筒状；燃烧部(24)位于连接部(25)下方，呈上大下小的锥筒状。9.根据权利要求7所述的一种锅炉，其特征是：还包括点火装置(3)，点火装置(3)与燃烧室(21)顶部连接；点火装置(3)具有着烧嘴(35)；所述烧嘴(35)与燃烧器之间的距离为3～5毫米。10.根据权利要求7所述的一种锅炉，其特征是：所述燃烧室(21)顶部设置有蒸汽出口；所述组合式换热部件(1)与蒸汽出口连通。

技术总结

本发明公开了一种组合式换热部件及使用该组件的锅炉，涉及蒸汽锅炉领域，其技术方案要点是：一种组合式换热部件，所述换热部件包括第一换热单元和第二换热单元；第一换热单元包括螺旋换热管，所述螺旋换热管呈弹簧状；第二换热单元为包括多个换热盘；所述换热盘包括第一换热管和第二换热管；第一换热管和第二换热管呈蚊香状螺旋；第一换热管和第二管热管组合为蚊香盘状；中心采用S形管连通；多个换热盘堆叠设置；相邻两个换热盘通过管道连通；第一换热单元和第二换热单元同轴设置。达到提高传热效率的目的。热效率的目的。热效率的目的。