[发明专利]一种耦合预混水冷燃烧的单锅片串接铸铝硅热水炉

权利要求书

1.一种耦合预混水冷燃烧的单锅片串接铸铝硅热水炉，其特征在于：主体结构根据容量需求，由2～12个轴对称单锅片(1)前后端面依次密封后用螺栓(4)串接而成；轴对称单锅片(1)中的前锅片炉膛中心布置有前盖板(5)，前盖板(5)向内连接圆柱形均流孔板(3)，且支撑在环形水冷燃烧头(2)的环形内壁面上，圆柱形均流孔板(3)穿过每个轴对称单锅片(1)的环形水冷燃烧头(2)，前盖板(5)向外通过连接弯头(6)与预混器相连，轴对称单锅片(1)中的前、后锅片针翅部分布置有内衬隔热盖板(7)；前锅片顶端和底端设置有水侧集箱密封端盖(8)，后锅片炉膛中心布置有耐火隔热内衬的后盖板(12)，后锅片的底端和顶端分别设置有用来实现水循环的水侧进口集箱(13)和水侧出口集箱(14)；在主体结构左右两侧，设置有可拆卸清灰挡板(10)和排沙堵头(11)；在主体结构底端，设置有异形烟箱(9)；

所述轴对称单锅片(1)的外部前后两侧自上而下依次分为辐射区、对流区和冷凝区，其中辐射区燃烧室中心布置有与轴对称单锅片(1)同为一体或分体的环形水冷燃烧头(2)，环形水冷燃烧头(2)包括一个环形水冷通道(101)，环形水冷通道(101)表面以中心对称的形式设置有防回火肋(102)和稳焰柱(103)；轴对称单锅片(1)辐射区燃烧室外侧、对流区和冷凝区按规律布置圆形针肋(104)和腰圆针肋(106)；轴对称单锅片(1)底部两侧的基座(108)用来与异形烟箱(9)连接；燃气和空气混合气从连接弯头(6)进入圆柱形均流孔板(3)，经过均流后流经环形水冷燃烧头(2)，并沿相邻各轴对称单锅片(1)的环形间隙均匀喷出后点火，沿环形圆柱面轴向间隔燃烧；高温烟气充盈热水炉炉膛周围辐射区后向下冲刷对流区和冷凝区的针翅受热面，并从2～12个轴对称单锅片(1)形成的主体结构底端流入异形烟箱(9)，烟气汇集转弯向上排出；轴对称单锅片(1)的内部为中空腔体，回水从底端的水道进口集箱接口(109)进入，从位于顶端的水道出口集箱接口(110)流出。

2.根据权利要求1所述的一种耦合预混水冷燃烧的单锅片串接铸铝硅热水炉，其特征在于：所述防回火肋(102)呈玉米粒截面结构，沿圆周排布后相邻两个防回火肋(102)的间距沿径向处处相等，且间距为1～10mm，防回火肋(102)的高度为6～30mm，具体取值应保证混合气经过间隙时的气体喷出平均速度为2～3m/s；稳焰肋(103)位于防回火肋(102)的外侧且与防回火肋(102)交错布置以稳定火焰，稳焰肋(103)的高度与防回火肋(102)保持一致；辐射区燃烧室壁面四周布置有环向基肋(113)，环向基肋(113)上均匀布置4～8个开设有螺纹孔的孔座(111)，轴对称单锅片(1)中的前、后锅片通过孔座(111)分别与前盖板(5)和后盖板(12)相连。

3.根据权利要求1所述的一种耦合预混水冷燃烧的单锅片串接铸铝硅热水炉，其特征在于：所述轴对称单锅片(1)沿烟气流动方向，圆形针肋(104)和腰圆针肋(106)的排布方式并不相同；辐射区的圆形针肋(104)与对流区的圆形针肋相比高度较低，直径及横纵截距较大；随着烟气温度与辐射量沿烟气流动方向降低，圆形针肋(104)的高度逐步提高，在烟温低于500℃的对流区上呈紧密错列正三角形排布，肋间最短距离为3～4mm；在高度上，圆形针肋(104)为等高，或采用均匀的一排或两排为一组的高低错列设计，且高度差不大于平均高度的1/3；在烟温低于65℃的冷凝区，采用圆形针肋(104)以及长径与烟气流动方向一致的腰圆针肋(106)，腰圆针肋(106)的短径与冷凝区的圆形针肋(104)的直径相同，肋间的平行通道能够为烟气冷凝提供足够的换热面积，保证冷凝过程的连续进行；整个冷凝区沿烟气流动方向宽度逐渐减小，使整个轴对称单锅片(1)的下半部分外围整体呈“∪”形。