[發明專利]一種耦合預混水冷燃燒的單鍋片串接鑄鋁硅熱水爐

在審

• 申請號: 202010688233.0
• 申請日: 2020-07-16
• 公開（公告）號: CN111829179A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 趙欽新;焦健;邵懷爽;王云剛;梁志遠
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F24H8/00
• 分類號: F24H8/00;F24H9/00;F24H9/02;F24H9/18
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種耦合預混水冷燃燒的單鍋片串接鑄鋁硅熱水爐，其特征在于：主體結構根據容量需求，由2～12個軸對稱單鍋片(1)前后端面依次密封后用螺栓(4)串接而成；軸對稱單鍋片(1)中的前鍋片爐膛中心布置有前蓋板(5)，前蓋板(5)向內連接圓柱形均流孔板(3)，且支撐在環形水冷燃燒頭(2)的環形內壁面上，圓柱形均流孔板(3)穿過每個軸對稱單鍋片(1)的環形水冷燃燒頭(2)，前蓋板(5)向外通過連接彎頭(6)與預混器相連，軸對稱單鍋片(1)中的前、后鍋片針翅部分布置有內襯隔熱蓋板(7)；前鍋片頂端和底端設置有水側集箱密封端蓋(8)，后鍋片爐膛中心布置有耐火隔熱內襯的后蓋板(12)，后鍋片的底端和頂端分別設置有用來實現水循環的水側進口集箱(13)和水側出口集箱(14)；在主體結構左右兩側，設置有可拆卸清灰擋板(10)和排沙堵頭(11)；在主體結構底端，設置有異形煙箱(9)；

所述軸對稱單鍋片(1)的外部前后兩側自上而下依次分為輻射區、對流區和冷凝區，其中輻射區燃燒室中心布置有與軸對稱單鍋片(1)同為一體或分體的環形水冷燃燒頭(2)，環形水冷燃燒頭(2)包括一個環形水冷通道(101)，環形水冷通道(101)表面以中心對稱的形式設置有防回火肋(102)和穩焰柱(103)；軸對稱單鍋片(1)輻射區燃燒室外側、對流區和冷凝區按規律布置圓形針肋(104)和腰圓針肋(106)；軸對稱單鍋片(1)底部兩側的基座(108)用來與異形煙箱(9)連接；燃氣和空氣混合氣從連接彎頭(6)進入圓柱形均流孔板(3)，經過均流后流經環形水冷燃燒頭(2)，并沿相鄰各軸對稱單鍋片(1)的環形間隙均勻噴出后點火，沿環形圓柱面軸向間隔燃燒；高溫煙氣充盈熱水爐爐膛周圍輻射區后向下沖刷對流區和冷凝區的針翅受熱面，并從2～12個軸對稱單鍋片(1)形成的主體結構底端流入異形煙箱(9)，煙氣匯集轉彎向上排出；軸對稱單鍋片(1)的內部為中空腔體，回水從底端的水道進口集箱接口(109)進入，從位于頂端的水道出口集箱接口(110)流出。

2.根據權利要求1所述的一種耦合預混水冷燃燒的單鍋片串接鑄鋁硅熱水爐，其特征在于：所述防回火肋(102)呈玉米粒截面結構，沿圓周排布后相鄰兩個防回火肋(102)的間距沿徑向處處相等，且間距為1～10mm，防回火肋(102)的高度為6～30mm，具體取值應保證混合氣經過間隙時的氣體噴出平均速度為2～3m/s；穩焰肋(103)位于防回火肋(102)的外側且與防回火肋(102)交錯布置以穩定火焰，穩焰肋(103)的高度與防回火肋(102)保持一致；輻射區燃燒室壁面四周布置有環向基肋(113)，環向基肋(113)上均勻布置4～8個開設有螺紋孔的孔座(111)，軸對稱單鍋片(1)中的前、后鍋片通過孔座(111)分別與前蓋板(5)和后蓋板(12)相連。

3.根據權利要求1所述的一種耦合預混水冷燃燒的單鍋片串接鑄鋁硅熱水爐，其特征在于：所述軸對稱單鍋片(1)沿煙氣流動方向，圓形針肋(104)和腰圓針肋(106)的排布方式并不相同；輻射區的圓形針肋(104)與對流區的圓形針肋相比高度較低，直徑及橫縱截距較大；隨著煙氣溫度與輻射量沿煙氣流動方向降低，圓形針肋(104)的高度逐步提高，在煙溫低于500℃的對流區上呈緊密錯列正三角形排布，肋間最短距離為3～4mm；在高度上，圓形針肋(104)為等高，或采用均勻的一排或兩排為一組的高低錯列設計，且高度差不大于平均高度的1/3；在煙溫低于65℃的冷凝區，采用圓形針肋(104)以及長徑與煙氣流動方向一致的腰圓針肋(106)，腰圓針肋(106)的短徑與冷凝區的圓形針肋(104)的直徑相同，肋間的平行通道能夠為煙氣冷凝提供足夠的換熱面積，保證冷凝過程的連續進行；整個冷凝區沿煙氣流動方向寬度逐漸減小，使整個軸對稱單鍋片(1)的下半部分外圍整體呈“∪”形。