本发明涉及一种高效节能蒸汽发生器，尤其是一种使用型煤、弧底锅体的内燃式蒸汽发生器。本发明产品可在符合国家一类城市大气环保标准的前提下，以低廉运行成本、简捷操作方式生成连续不间断的蒸汽和热水，适用于机关、学校、酒店、食堂、澡堂、工厂、部队等企事业单位和行政组织机构广泛使用，具有运行成本低、燃烧效率高、热能利用率高、升温速度快、环保节能等明显效果，应用范围广泛，市场空间广阔，具有极高的经济附加价值和社会价值。

　　1，一种高效节能蒸汽发生器，由燃烧系统和蒸汽生成系统两个系统组成，其特征是：所述燃烧系统由型煤模块、炉体模块、燃料传移模块三个模块组成；所述蒸汽生成系统由锅体模块、水循环模块、安全防护模块三个模块组成。

　　2，根据权利要求1所述的高效节能蒸汽发生器，其特征是：所述燃烧系统中的型煤模块，由易燃型煤和耐燃型煤两部分组成。

　　3，根据权利要求2所述的高效节能蒸汽发生器，其特征是：所述的型煤模块中的易燃型煤部分，由木炭粉、硝酸钾、无烟煤、烟煤、锯木屑、黄泥、石灰七种成分组成，其中，木炭粉比例为8％至12％，硝酸钾比例为3％至5％，无烟煤比例为50％至60％，烟煤比例为5％至15％，锯木屑比例为14％至20％，黄泥比例为10％至15％，石灰比例为1至3％。

　　4，根据权利要求2所述的高效节能蒸汽发生器，其特征是：所述的型煤模块中的耐燃型煤部分，由烟煤、无烟煤、锯木屑、黄泥、石灰粉五种成分组成，其中，烟煤比例为5％至10％，无烟煤比例为65％至75％，锯木屑比例为10％至15％，黄泥比例为10％至15％，石灰粉比例为1％至3％。

　　5，根据权利要求1所述的高效节能蒸汽发生器，其特征是：所述燃烧系统中的炉体模块，由炉体、炉体支架和炉体底盘三个部件组成；其中的炉体部件，包括进料口、炉膛、控风孔、排料口四个主要部分。

　　6，根据权利要求1所述的高效节能蒸汽发生器，其特征是：所述燃烧系统中的燃料传移模块，由翻转推进门、传移机构、重力排料门三个部件组成；其中，翻转推进门部件包括门页、推进块、翻转手柄、推进手柄四个构件，传移机构包括传移导轨、传移滑块两个构件，重力排料门部件包括重力门栓、排料门两个构件。

　　7，根据权利要求1所述的高效节能蒸汽发生器，其特征是：所述蒸汽生成系统中的锅体模块，由弧底锅体、保温层、排气装置三个部件组成；其中，弧底锅体部件包括外层锅壁、内层锅壁、拱弧锅底、内燃管、平顶锅盖五个主要部分，保温层部件包括不锈钢外壳、石棉、弧形罩三个主要构件，排气装置包括集烟器、排气管两个主要构件。

　　8，根据权利要求1所述的高效节能蒸汽发生器，其特征是：所述蒸汽生成系统中的水循环模块，由进水装置、出水装置、出汽装置三个部件组成；其中，进水装置包括自动水位箱、进水管两个构件，出水装置包括热水阀、排水阀两个构件，出汽装置包括蒸汽导管一个构件。

　　9，根据权利要求1所述的高效节能蒸汽发生器，其特征是：所述蒸汽生成系统中的安全防护模块，由电子控温器、水位标尺、安全减压阀三个部件组成。

　　10，根据权利要求1至权利要求9共同所述的高效节能蒸汽发生器，其特征是：燃烧系统与蒸汽生成系统之间的物理方位关系为相对上下关系，蒸汽生成系统置于燃烧系统的上方；蒸汽生成系统的内层锅壁构件、拱弧锅底构件、内燃管构件，与燃烧系统的炉膛构件共同组成蒸汽生成器的主燃烧室和多级燃烧格局，结合权利要求3、权利要求4所述的型煤模块，最大限度地降低燃烧成本、最大限度地减少有害气体排出、最大限度地提升燃料燃烧效率，最大限度地增加热能利用率……，从而实现蒸汽生成器的高效节能功能。

　　本发明涉及一种高效节能蒸汽发生器，尤其是一种使用型煤、弧底锅体的内燃式蒸汽发生器。本发明所形成产品，可在符合国家一类城市大气环保标准的前提下，以低廉运行成本、简捷操作方式提供连续不间断的蒸汽和热水，广泛应用于餐饮、沐浴、漂洗、电镀、造纸等行业，适用于机关、学校、酒店、食堂、澡堂、工厂、部队等企事业单位和行政组织机构使用。

　　目前，一些公知的蒸汽发生器，可根据使用燃料的不同，大体分为燃柴热水炉、燃煤热水炉、燃油热水炉、燃气热水炉、电力热水炉这五种类型。这些热水炉虽然结构不同，各具特点，但或多或少地存在着一定的缺陷，影响到该类炉具的广泛地使用。

　　◆燃柴热水炉——成本低廉、取材容易，操作简便，但热效率低、无法满足需开云 开云体育平台要大量蒸汽行业的需要，且对生态环境易造成破坏。

　　◆燃煤热水炉——成本低廉，可生成大量不间断蒸汽，但炉具庞大、工作环境卫生状况较差，且燃煤所产生的氮氧化合物(一氧化氮、二氧化氮、三氧化氮)、二氧化硫、二氧化碳、烟尘等均对大气造成污染(蜂窝煤热水炉虽然也属于燃煤热水炉，且产生的废气污染没有以燃烧原煤粉为主的工业锅炉那么严重，但热效率较低，不能连续不间断产生蒸汽)。

　　◆燃油热水炉——工作环境较好，工人劳动强度低，但运行成本较高，尤其是在燃油价格高位运行时期，部分企业难受承受，且使用过程中有时会产生黑烟，林格曼指标超过国家环保要求。

　　◆燃气热水炉——优缺点与燃油热水炉相似，但更洁净，运行成本也更高，部分企业难以承受；其中的沼气热水炉虽然成本较低，但不适应于工业区、商住区使用，且生成的蒸汽量无法满足大中规模工商业的需要。

　　◆电力热水炉——炉具最为精巧、环境最为洁净……，但运行成本最为高昂，一般企业难以承受。

　　本发明综合衡量了上述各类炉具的优缺点，在高效节能、环保卫生、运行成本、操作便捷、加热速度、安全防范等方面寻找出一个最佳的平衡点，设计出一种各项性能指标均得到全面突破的蒸汽发生器，为我国工业的现代化发展做出应尽的义务。

　　本发明的目的，在于克服目前公知各类蒸汽发生器(热水炉具)的现有缺陷，设计出一种能够在环保卫生、运行成本、操作便捷、安全防范等指标方面均全面突破的高效节能蒸汽发生器，赋予蒸汽热水炉具以更大的使用空间和更宽广的使用范围。

　　★根据成型燃煤块(如蜂窝煤)具有搬运简捷、卫生清洁的特点，设定使用成型燃煤块为本发明的基础燃料。

　　★根据石灰粉能够在煤炭燃烧时吸收、消除其废气中氮氧化合物、二氧化硫、二氧化碳、黑烟等有害成分的原理，设定在本发明所使用的成型燃煤块(即型煤)中渗入适量石灰粉。

　　★根据封闭式燃烧结构可使热能流失减少的原理，确定本发明为水包火式的燃烧室设计。

　　★根据未燃尽可燃气体可进行第二次燃烧的原理，确定为发明产品设计出具有多级燃烧功能的内燃管。

　　★根据受热面积越大、热利用率越高的原理，确定为本发明产品设计出具有双层锅壁、拱弧锅底结构的蒸汽锅具。

　　★根据燃料燃烧速度与空气流通量大小成正比的原理，确定为本发明产品设计出具有控风孔结构的炉具，以通过电动鼓风机控制型煤燃烧速度。

　　1，使用价格低廉、并可广泛获取的无烟煤、烟煤、锯木屑等材料作为本发明产品的基础燃料，确保将产品运行成本降低到最低限度(仅为重油、石油气、天然气的五分之一至二分之一)。

　　2，将燃料、助燃剂、粘结剂、消烟剂等成分材料，按一定比例、一定程序混合制作成为具有一定物理形状、不易掉渣、结实坚固的型煤(成型燃煤块)，确保本发明使用的燃料搬移方便、环保卫生，且燃烧时火焰长，火力足，二氧化硫、二氧化碳、黑烟、氮氧化合物等有害气体的生成量减少到最低限度。

　　3，使用型煤传移导轨代替公知燃煤炉具中的炉膛支架和运煤链排，并通过传移滑块使型煤能够在炉膛内发生定向移动；同时，在传移导轨前端设置具有推动功能的翻转推进门，在传移导轨后端设置具有自动翻转敝开排料口的重力排料门，确保炉内型煤能够在燃烧不间断情况下，吐故纳新，新旧流畅更迭交换。

　　4，将蒸汽生成锅具设计成双层锅壁的结构，并且将锅底设计成具有一定高度的拱弧穹顶，形成用于型煤加热燃烧的主燃烧室；结合垂直贯穿锅具内部而过的热交换管(吸热排气管)和位于炉膛下端的控风孔，形成水包火式的负压封闭燃烧格局，确保型煤燃烧时所产生的绝大部分对流热和幅射热均被锅具吸收，最大程度地提高热能利用率。

　　5，将垂直贯穿锅具内部而过的热交换管，设计成具有一个囊状燃烧室和三个球状燃烧室的内燃管，形成燃料的二次燃烧、三次燃烧机制，一方面使主燃烧室中未燃尽的可燃气体得以在内燃管内部中充分燃烧，最大限度地提高燃料的燃烧效率；另一方面，通过加大扩张的内燃管管壁，增加锅具的受热面积，使锅具内部溶液的加温速度得到最大幅度的提升。

　　与目前公知的一般热水锅相比，本发明所形成的蒸汽发生器，可以取得下列明显有益效果：

　　●运行成本低廉：燃料成本仅为重油成本、柴油成本、石油气成本、用电成本的二分之一至五分之一，其燃烧加热方式比重油燃烧加热方式、柴油燃烧加热方式、石油气燃烧加热方式、电加热方式等，节约资金可达50％以上。

　　●连续不间断运行：在对炉膛添加燃料、排除炉渣的过程中，不影响炉内型煤的燃烧过程，可以持续不间断地生成大量蒸汽。

　　●燃烧效率高：供给炉具燃料经过主燃烧室、二级燃烧室、三级燃烧室的燃烧，燃烧效率接近100％，几乎达到完全燃烧的程度。

　　●受热效率高：本发明所形成产品受热面积包括内层锅壁、拱弧锅底、内燃管喇叭口管壁、内燃管囊状燃烧室腔壁、球状燃烧室腔壁……，可以吸收燃料燃烧时所产生的75％的幅射热和95％的对流热，热利用率高达85％以上。

　　●升温速度快：本发明产品热交换面积是一般锅具的3-4倍，热传导部件包括内层锅壁、拱弧锅底、内燃管喇叭口、内燃管囊状燃烧室、球状燃烧室、热交换管……，受热均匀，升温速度快；在常温情况下，5～10分钟即可产生大量蒸汽和开水。

　　●环保节能：运行时仅产生微量废气废渣，噪音比一般锅具减少20～30％，节约燃料25～35％，各项环保指标均达到国家环保一类城市的标准，安全卫生，完全符合现代绿色环保要求。

　　另外，本发明产品还有使用简单、安全可靠、工作环境安静，工作效率高等特点(两名员工即可看管使用6至8台蒸汽发生器)，应用范围广泛，市场空间广阔，具有极高的经济附加价值和社会价值。

　　本发明作为一项技术方案，通过相应模块的组合，可得到具体实施，其组织结构如图1所示。

　　图1中，本发明所述的蒸汽发生器由燃烧系统和蒸汽生成系统组成；其中，燃烧系统包括型煤、炉体、燃料传移三个模块，蒸汽生成系统包括锅体、水循环、安全防护三个模块。

　　在组成燃烧系统和蒸汽生成系统的各个模块中，又包含着若干个实现特定功能的部件，其中：

　　本发明产品中各模块、部件、构件之间的装配关系，如图2、图3、图4综合所示，具体是：

　　在上表中，型煤模块30中的易燃型煤部分与耐燃型煤部分，均使用特定的原料按照一定的比例均匀混合配制形成，各组成部分难以截然分开，无法直接用符号标示。

　　型煤模块是本发明产品技术方案中的一个核心部分，它的好坏，直接关系到本发明产品运行成本的高低，以及燃料的易燃度、耐燃度和燃烧运行时的环保程度。

　　☆型煤中的易燃型煤部分与耐燃型煤部分，均为圆角正方形柱体蜂窝状结构，外侧立面设置若干沟槽。

　　☆易燃部分通风孔的上部，呈喇叭口形状；耐燃部分通风孔的两端，其横截面大小基本相等。

　　☆易燃部分与耐燃部分在重叠结合使用时，外侧立面齐平、沟槽对应、通风孔相通。

　　型煤中的易燃部分与耐燃部分，除了在其形状结构上有所差别之外，最大的不同在于其原料组成成分的不同，以及成分配制比例的不同。

　　易燃型煤部分的原料一共有七种，分别为木炭粉、硝酸钾、无烟煤、烟煤、锯木屑、黄泥(或红泥、河泥)和石灰，这些原料之间的配制比例为：

　　耐燃型煤部分的原料一共五种，分别为无烟煤、烟煤、锯木屑、黄泥(或红泥、河泥)、石灰，这些原料之间的配制比例为：

　　通过一定的压碎、筛选、搅拌、压制工艺和制作流程，将原料分按特定比例压制成相应形状的成型块，再将易燃成型块重叠压制到耐燃成型块上面，就构成本发明所述的型煤模块。

　　第一步：用户向下扳动炉体翻转推进门的翻转手柄，使翻转推进门门页水平放置，敞开炉体进料口，如图6左上角小图所示。

　　第二步：将型煤放置在传移滑块上面，再连同传移滑块放置到炉体进料口中传移导轨上面，如图6最上方小图所示。

　　第三步：用户向上扳动翻转手柄，使翻转推进门在空中发生翻转，如图6左上角小图所示。

　　第四步：继续向上扳动翻转手柄，使翻转推进门覆盖到炉体进料口，推动炉膛内燃烧型煤沿着导轨向后移动。在移动型煤的顶抵下，排料门上方的重力门栓向后滑动。当滑动使门栓重心超过支撑点，重力门栓向后翻转，带动排料门敞开炉体排料口，如图6最右侧小图所示。

　　第五步：用户向下扳动附贴在翻转推进门外侧的推进手柄，一方面使翻转推进门紧贴炉体进料口，一方面推动翻转推进门中的推进块向内挺出，推动炉膛内的型煤进一步向后移动，使最后端的型煤炉渣沿着排料门滑落，脱离炉体，完成排料过程，如图6右下方小图所示。

　　第六步：用户向上翻转重力门栓，带动排料门封闭炉体排料口，使炉体进入正常燃烧状态。

　　第七步：通过一定时间的正常燃烧，向后推移的型煤渐渐燃烧殆尽，而新添加型煤则在炉膛内对流热、传导热、幅射热的共同作用下，渐渐着火燃烧，从而形成了炉火连续不间断、型煤燃烧平稳过渡的格局。

　　第八步：当前端的型煤开始着火燃烧，后端型煤燃烧殆尽时，用户重复第一步操作步骤——向下扳动翻转推进门翻转手柄，使翻转推进门门页水平放置，敞开炉体进料口，为向炉膛内添加型煤作好准备……。

　　在上述过程中，弧底锅体受热的机制是：当燃料在锅体下方燃烧时，锅体底部的内层锅壁与拱弧锅底，共同营造出燃料燃烧所需的空间，形成型煤燃烧的主燃烧室；型煤在主燃烧室燃烧所产生的幅射热和对流热，大部分被内层锅壁与拱弧锅底吸收，小部分对流热随着燃烧气流涌入内燃管。当燃烧气流裹挟着未燃烧的可燃气体涌入内燃管囊状燃烧室时，由于空间骤然开阔，内热聚集，未燃烧的可燃气体可发生第二次燃烧，燃烧所产生的幅射热与对流热大部分被燃烧室腔壁吸收，未被吸收的部分对流热涌入球状燃烧室，继之发生第三次燃烧……，最终剩下的燃烧废气，通过内燃管排气口流向集气器构件，再通过排气管排出。在这连续发生的燃烧过程，燃料的可燃成分均被充分燃烧，所产生的热能绝大部分被锅具各构件所吸收，再传导给锅内水溶液，从而实现节能减排的目的。

　　蒸汽发生的机制是：冷水通过自动水位箱、进水口进入弧底锅体中，在锅体内部形成具有一定容积的受热液体，其容积值通过水位标尺显示。当水位过高时，可以通过排水阀排出；当水位过低时，由自动水位箱自动补充冷水。锅体内的冷水受热变成热水时，可以通过水位标尺下方的热水阀排出。当锅内热火沸腾产生蒸汽时，蒸汽可以通过蒸汽导管导出，供餐饮、沐浴、漂染等使用。当锅内蒸汽压力过大，则通过安全阀自动排出，确保蒸汽热水锅的安全使用。

　　本发明在实施过程中，可以根据实际情况灵活设计出各构件的具体形状和规格，并通过各种不同规格构件的有机组合，形成多种实施方案，从而开拓出千姿百态的产品，造就出广阔的市场空间。

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