一種燃煤土暖氣鍋爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種燃煤土暖氣鍋爐，通過熱力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)，爐體內(nèi)采用螺旋加熱管，并與多根煙道換熱管配合，水經(jīng)由爐體內(nèi)螺旋加熱管進(jìn)行一次加熱，經(jīng)過煙道換熱管進(jìn)行二次加熱后進(jìn)入暖氣循環(huán)管道，實(shí)現(xiàn)了熱量的充分吸收，熱效率顯著提升。燃料存儲(chǔ)在燃料自動(dòng)投放裝置的儲(chǔ)料箱中，經(jīng)由組合滑道和爐體燃燒室連通，電機(jī)帶動(dòng)擋板轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)燃料的自動(dòng)添加。燃料自動(dòng)投放裝置和爐體溫度之間形成了閉環(huán)負(fù)反饋控制調(diào)節(jié)機(jī)制，依照溫度高低，通過單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制燃料投放，達(dá)到供暖溫度的輸出穩(wěn)定。燃煤土暖氣鍋爐以分散供暖為前提，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、實(shí)用、高效節(jié)能的因素，特別適用于鄉(xiāng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)的冬季供暖。
【專利說明】
_種燃煤土暖氣鍋爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及供暖及工程熱力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種新型高效分散式燃煤土暖氣鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，在冬季期間，我國(guó)依照地理南北界限劃分在北方城鎮(zhèn)地區(qū)開展集中供暖，實(shí)行規(guī)模化的熱資源配給機(jī)制。但這一舉措僅局限在城鎮(zhèn)地區(qū)，廣大農(nóng)村地區(qū)和偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的集中供暖工程難以實(shí)現(xiàn)，只能依靠單戶分散供暖設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)冬季保暖。在我國(guó)北方地區(qū)的廣大農(nóng)村和偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，土暖氣爐是一種很受鄉(xiāng)村居民青睞的供暖設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，燃料來(lái)源便利，經(jīng)濟(jì)性好，供暖效果好。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中土暖氣爐的設(shè)計(jì)粗礦，土暖氣爐熱效率較低，土暖氣爐的燃料投放必須依靠人力來(lái)完成，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，自動(dòng)化程度低；由于暖氣爐內(nèi)水箱換熱面積不充分，大量余熱自爐體頂部散出，在燃料白白浪費(fèi)時(shí)還增加了爐體表面溫度，供暖溫度調(diào)節(jié)困難，如光合200型反燒氣化采暖爐，其手動(dòng)填料間隔時(shí)間約為30分鐘一次，在夜間無(wú)燃料新增的情況下采暖效果急劇下降;而且增加了危險(xiǎn)系數(shù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提出一種燃煤土暖氣鍋爐;通過爐體內(nèi)的螺旋加熱管和煙道熱循環(huán)空間來(lái)提高整體熱效率;爐體上的燃料存儲(chǔ)箱和通向燃燒室的組合滑道，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)開合實(shí)現(xiàn)燃料的自動(dòng)添加；電機(jī)轉(zhuǎn)速通過單片機(jī)控制，由溫度傳感器檢測(cè)信息決定，實(shí)現(xiàn)功能溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。暖氣鍋爐具有熱效率高、自動(dòng)化程度高、適用性廣的特點(diǎn)，并兼顧節(jié)能環(huán)保理念和良好的經(jīng)濟(jì)性，特別適合于在鄉(xiāng)村分散供暖或者偏遠(yuǎn)地區(qū)供暖中使用。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括爐體、燃料投放裝置，其特征在于所述爐體包括煙道換熱管、螺旋加熱管、爐體水箱、煙道腔室、煙道水箱、擋灰欄、存灰屜、手柄、四桿機(jī)構(gòu)，所述螺旋加熱管為空腔等直徑螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋加熱管安裝在爐體燃燒室內(nèi)，螺旋加熱管一端與爐體水箱連通，另一端與煙道水箱相連通;煙道水箱位于煙道腔室內(nèi)頂部，所述煙道換熱管為中空等直徑圓管，煙道換熱管水平分層固定在煙道水箱內(nèi)，且煙道換熱管兩端與煙道水箱相通;擋灰欄與存灰屜安裝在爐體內(nèi)底部，存灰屜上方的爐體壁上加工有通風(fēng)口，爐體后壁上分別設(shè)有進(jìn)水口、出水口、泄壓口、煙道口，手柄位于爐體一側(cè)面，并通過四桿機(jī)構(gòu)與爐體內(nèi)進(jìn)水口和擋灰欄連接；
[0006]所述燃料投放裝置包括儲(chǔ)料箱、擋板、電機(jī)、支架、組合滑道、斜面擋板、擺線滑道、溫度傳感器、單片機(jī)，所述儲(chǔ)料箱位于煙道水箱的上部，儲(chǔ)料箱內(nèi)一側(cè)面與底部形成擺線滑道，斜面擋板固定在兩側(cè)壁之間擺線滑道的上方，擋板安裝在擺線滑道與斜面擋板邊緣，擋板上有圓形開口，擋板與電機(jī)輸出軸固連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)擋板轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)通過支座固定在儲(chǔ)料箱側(cè)壁上；組合滑道5安裝在爐體側(cè)面，組合滑道一端與儲(chǔ)料箱出口相連通，另一端通過投料斜道與爐體燃燒室相連通;所述溫度傳感器位于煙道水箱前壁上，溫度傳感器用來(lái)檢測(cè)溫度，并經(jīng)由自身A/D轉(zhuǎn)換模塊向單片機(jī)傳輸信息;所述單片機(jī)固連在儲(chǔ)料箱側(cè)壁支架上，單片機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)有溫度調(diào)節(jié)程序，對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理，用以控制電機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，電機(jī)根據(jù)傳輸?shù)男畔⒄{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，相應(yīng)的時(shí)間間隔內(nèi)擋板開啟送料。
[0007]所述煙道換熱管為多根。
[0008]有益效果
[0009]本實(shí)用新型提出的一種燃煤土暖氣鍋爐，采用熱力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)、燃料自動(dòng)投放裝置和供暖溫度反饋調(diào)節(jié)功能。儲(chǔ)料箱內(nèi)底部設(shè)計(jì)為擺線斜面，燃料自身具有最大的下落趨勢(shì)。擋板上有圓形開口是可旋轉(zhuǎn)的金屬薄板，允許燃料通過。電機(jī)是用來(lái)帶動(dòng)擋板旋轉(zhuǎn)速率的原動(dòng)件。隨著擋板的開啟，不同大小的燃料被允許通過，進(jìn)入組合滑道內(nèi)，依靠自身重力勢(shì)能，進(jìn)入爐體燃燒室內(nèi)。燃料自動(dòng)投放裝置無(wú)需人工操作，有效地提升了設(shè)備的自動(dòng)化性能，并在供暖溫度反饋調(diào)節(jié)功能的輔助下，實(shí)現(xiàn)燃料投放的智能化。
[0010]本實(shí)用新型通過在爐體內(nèi)增加螺旋加熱管和優(yōu)化煙道熱交換機(jī)構(gòu)，增大土暖氣鍋爐內(nèi)部循環(huán)水的換熱量，水經(jīng)爐體螺旋加熱管進(jìn)行一次加熱，經(jīng)過煙道換熱管進(jìn)行二次加熱后進(jìn)入暖氣循環(huán)管道。提高機(jī)構(gòu)的熱效率，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的目的。通過爐體頂部的儲(chǔ)料箱和配套機(jī)械電子機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)燃料添加的自動(dòng)化和智能化，減少人工操作的頻率，提高設(shè)備的自動(dòng)化性能。通過溫度傳感器檢測(cè)反饋供暖溫度，進(jìn)一步控制燃料投放裝置的投放頻率，以閉環(huán)負(fù)反饋方式的校正，實(shí)現(xiàn)供暖溫度的優(yōu)化調(diào)節(jié)，提高設(shè)備的效率，且能獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
【附圖說明】
[0011 ]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型一種燃煤土暖氣鍋爐作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0012]圖1為本實(shí)用新型燃煤土暖氣鍋爐側(cè)視圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型燃煤土暖氣鍋爐軸測(cè)圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型燃煤土暖氣鍋爐示意圖。
[0015]圖4為本實(shí)用新型燃煤土暖氣鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:
[0017]1.儲(chǔ)料箱2.擋板3.電機(jī)4.支架5.組合滑道6.爐體7.通風(fēng)口 8.存灰屜9.手柄10.四桿機(jī)構(gòu)11.出水口 12.煙道口 13.泄壓口 14.進(jìn)水口 15.煙道換熱管16.螺旋加熱管17.擋灰欄18.爐體水箱19.煙道腔室20.煙道水箱21.斜面擋板22.擺線滑道23.投料斜道24.單片機(jī)25.溫度傳感器
【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)施例是一種燃煤土暖氣鍋爐。
[0019]參閱圖1?圖4，本實(shí)施例燃煤土暖氣鍋爐由燃料投放裝置和爐體組成，其中，爐體包括煙道換熱管15、螺旋加熱管16、爐體水箱18、煙道腔室19、煙道水箱20、擋灰欄17、存灰屜8、手柄9、四桿機(jī)構(gòu)10;螺旋加熱管16為空腔等直徑螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋加熱管16安裝在爐體6燃燒室內(nèi)，螺旋加熱管16—端與爐體水箱18相連通，螺旋加熱管16另一端與煙道水箱20相連通;煙道水箱20安裝在煙道腔室19內(nèi)上部，多根煙道換熱管15水平分層固定在煙道水箱20內(nèi)，且煙道換熱管15兩端與煙道水箱20相通。擋灰欄17與存灰屜8安裝在爐體6內(nèi)底部，爐體6前壁存灰屜8上方加工有通風(fēng)口 7，爐體6后壁上分別設(shè)置有進(jìn)水口 14、出水口 11、泄壓口13、煙道口 12。手柄9安裝在爐體6—側(cè)面，并通過四桿機(jī)構(gòu)10與爐體內(nèi)進(jìn)水口 14和擋灰欄17連接。
[0020]本實(shí)施例中，燃料投放裝置包括儲(chǔ)料箱1、擋板2、電機(jī)3、支架4、組合滑道5、斜面擋板21、擺線滑道22、溫度傳感器25、單片機(jī)24，儲(chǔ)料箱I用來(lái)存儲(chǔ)燃料，儲(chǔ)料箱I安裝在煙道水箱20的頂部，儲(chǔ)料箱I內(nèi)一側(cè)面與底部形成擺線滑道22，斜面擋板21固定在兩側(cè)壁之間擺線滑道22的上方，擋板2安裝在擺線滑道22與斜面擋板21邊緣，擋板2上有圓形開口，擋板2與電機(jī)3輸出軸固定連接，電機(jī)3驅(qū)動(dòng)擋板2轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)3通過支座固定在儲(chǔ)料箱I外側(cè)壁上。組合滑道5安裝在爐體6側(cè)面，組合滑道5—端與儲(chǔ)料箱I出口連接相通，組合滑道5另一端通過投料斜道23與爐體燃燒室連接相通。溫度傳感器25安裝在煙道水箱20前壁上，溫度傳感器25用來(lái)檢測(cè)溫度并經(jīng)由自身A/D轉(zhuǎn)換模塊向單片機(jī)24傳輸信息。單片機(jī)24固連在儲(chǔ)料箱I側(cè)壁支架4上，單片機(jī)24內(nèi)存儲(chǔ)有溫度調(diào)節(jié)程序，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，用來(lái)控制電機(jī)3調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，電機(jī)3根據(jù)傳輸?shù)男畔⒄{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，相應(yīng)的時(shí)間間隔內(nèi)擋板開啟送料。
[0021 ] 工作過程
[0022]1.機(jī)構(gòu)的熱循環(huán)
[0023]燃煤土暖氣鍋爐供暖是依賴于熱循環(huán)的實(shí)現(xiàn)。循環(huán)水經(jīng)由進(jìn)水口14進(jìn)入爐體水箱18，經(jīng)由螺旋加熱管16，在燃燒室中吸收熱量一次加熱。之后，已被初次加熱的水經(jīng)由連接口進(jìn)入煙道水箱20，通過煙道換熱管15繼續(xù)流動(dòng)，吸收燃料排放煙氣的殘余熱量二次加熱。二次加熱完成的水即通過暖氣管道參與供暖循環(huán)。在熱循環(huán)中，螺旋加熱管16是一次加熱中熱效率提升的關(guān)鍵，其加熱行程長(zhǎng)，換熱面積大。在煙道的整體設(shè)計(jì)中，煙道換熱管15數(shù)量多，煙道換熱管15兩端與煙道水箱20連通，煙道換熱管15水平分層固定在煙道水箱20內(nèi)與煙氣接觸面積大，接觸時(shí)間長(zhǎng)，通過熱交換再次獲得加熱，并被送入循環(huán)管道。對(duì)煙氣熱量的充分利用，是提升熱效率的另一個(gè)關(guān)鍵因素。
[0024]2.燃料自動(dòng)投放
[0025]在燃料投放裝置中，燃料存儲(chǔ)在儲(chǔ)料箱I內(nèi)，儲(chǔ)料箱內(nèi)部為擺線型設(shè)計(jì)，使內(nèi)部燃料塊均具有最大的加速運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，斜面擋板21和擋板2用來(lái)阻擋這種運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，固定燃料的位置。擋板2在電機(jī)3驅(qū)動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)時(shí)當(dāng)擋板開口與爐壁開口重合，燃料即可輸出進(jìn)入組合滑道5。當(dāng)電機(jī)3獲得一個(gè)轉(zhuǎn)速時(shí)，儲(chǔ)料箱的擋板2的開閉次數(shù)也是唯一的。在重力勢(shì)能的作用下，燃料在擺線型面上快速下滑，進(jìn)入組合滑道5，繼續(xù)依靠自身重力勢(shì)能，克服摩擦阻力進(jìn)行下滑運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入爐體燃燒室內(nèi)，參與供暖過程。待這一燃料添加過程結(jié)束后，電機(jī)3帶動(dòng)儲(chǔ)料箱的擋板2旋轉(zhuǎn)至擋板開口與爐壁開口不重合，燃料停止投放。兩者相互銜接，在不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速下，實(shí)現(xiàn)不同頻率的燃料投放。
[0026]3.供暖溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)
[0027]供暖溫度的反饋調(diào)節(jié)是指通過溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)供暖溫度的檢測(cè)，反饋至單片機(jī)中，通過內(nèi)存程序處理，和最優(yōu)供暖溫度進(jìn)行比較，進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)擋板旋轉(zhuǎn)速率改變，間接控制燃料投放，達(dá)到供暖溫度調(diào)節(jié)的目的。本實(shí)施例中，供暖溫度調(diào)節(jié)采用了閉環(huán)負(fù)反饋的方式來(lái)保證供暖溫度的輸出溫度。溫度傳感器25在檢測(cè)到溫度信息后，自身A/D轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息并傳送給單片機(jī)24。單片機(jī)24通過內(nèi)部程序語(yǔ)言判斷功能溫度的合適與否，進(jìn)而輸出指令，控制電機(jī)3的轉(zhuǎn)速，間接控制燃料的添加，實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)
-K-
T O
[0028]當(dāng)檢測(cè)到的溫度大于預(yù)設(shè)供暖溫度值時(shí)，單片機(jī)24向電機(jī)發(fā)出減小轉(zhuǎn)速的指令，儲(chǔ)料箱的擋板開口與爐壁開口的重合次數(shù)減少，進(jìn)入燃燒室的燃料也隨之減少，熱源減弱，供暖溫度減小并向預(yù)設(shè)溫度趨近。
[0029]當(dāng)檢測(cè)到的溫度小于預(yù)設(shè)供暖溫度值時(shí)，單片機(jī)24向電機(jī)發(fā)出增大轉(zhuǎn)速的指令，儲(chǔ)料箱的擋板開口與爐壁開口的重合次數(shù)增多，進(jìn)入燃燒室的燃料也隨之增多，熱源增強(qiáng)，供暖溫度增大并向預(yù)設(shè)溫度趨近。
[0030]通過上述調(diào)解方式，有效地實(shí)現(xiàn)供暖溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，無(wú)須人工操作，使得設(shè)備的使用操作方便。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種燃煤土暖氣鍋爐，包括爐體、燃料投放裝置，其特征在于:所述爐體包括煙道換熱管、螺旋加熱管、爐體水箱、煙道腔室、煙道水箱、擋灰欄、存灰屜、手柄、四桿機(jī)構(gòu)，所述螺旋加熱管為空腔等直徑螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋加熱管安裝在爐體燃燒室內(nèi)，螺旋加熱管一端與爐體水箱連通，另一端與煙道水箱相連通;煙道水箱位于煙道腔室內(nèi)頂部，所述煙道換熱管為中空等直徑圓管，煙道換熱管水平分層固定在煙道水箱內(nèi)，且煙道換熱管兩端與煙道水箱相通;擋灰欄與存灰屜安裝在爐體內(nèi)底部，存灰屜上方的爐體壁上加工有通風(fēng)口，爐體后壁上分別設(shè)有進(jìn)水口、出水口、泄壓口、煙道口，手柄位于爐體一側(cè)面，并通過四桿機(jī)構(gòu)與爐體內(nèi)進(jìn)水口和擋灰欄連接； 所述燃料投放裝置包括儲(chǔ)料箱、擋板、電機(jī)、支架、組合滑道、斜面擋板、擺線滑道、溫度傳感器、單片機(jī)，所述儲(chǔ)料箱位于煙道水箱的上部，儲(chǔ)料箱內(nèi)一側(cè)面與底部形成擺線滑道，斜面擋板固定在兩側(cè)壁之間擺線滑道的上方，擋板安裝在擺線滑道與斜面擋板邊緣，擋板上有圓形開口，擋板與電機(jī)輸出軸固連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)擋板轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)通過支座固定在儲(chǔ)料箱側(cè)壁上；組合滑道(5)安裝在爐體側(cè)面，組合滑道一端與儲(chǔ)料箱出口相連通，另一端通過投料斜道與爐體燃燒室相連通;所述溫度傳感器位于煙道水箱前壁上，溫度傳感器用來(lái)檢測(cè)溫度，并經(jīng)由自身A/D轉(zhuǎn)換模塊向單片機(jī)傳輸信息;所述單片機(jī)固連在儲(chǔ)料箱側(cè)壁支架上，單片機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)有溫度調(diào)節(jié)程序，對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理，用以控制電機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，電機(jī)根據(jù)傳輸?shù)男畔⒄{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，相應(yīng)的時(shí)間間隔內(nèi)擋板開啟送料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤土暖氣鍋爐，其特征在于:所述煙道換熱管為多根。
【文檔編號(hào)】F24H1/44GK205448281SQ201620238695
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】李浩然, 鄭光華, 于鵬博, 管旭日, 馮康, 甘鈞文
【申請(qǐng)人】西北工業(yè)大學(xué)