本发明涉及一种烟气余热回收装置。其包括内部中空的主筒体，在主筒体内设有热转换单元，主筒体底端连接烟气进气装置，其特征在于：所述主筒体为圆柱形，主筒体底部设置有烟气分配器，烟气分配器与烟气进气装置相连通，所述热转换单元设置于烟气分配器上方；所述热转换单元包括冷水存储体、热水存储体和换热部件，冷水存储体外接进水管道，热水出水口外接出水管道；所述主筒体底部设有冷凝水出水口。本发明适于家庭、商场、宾馆、饭店等非工业场所使用，其结构紧凑、使用范围广，能够深度利用烟气中的热量及烟气中潜在的热能，核心部件采用不锈钢材料，既能提高产品的防垢能力，延长使用寿命，又能保证生活用水的质量。
1.烟气余热回收装置，包括内部中空的主筒体（1），在主筒体（1）内设有热转换单元，主筒体（1）底端连接烟气进气装置（5），其特征在于：所述主筒体（1）为圆柱形，主筒体（1）底部设置有烟气分配器（9），烟气分配器（9）与烟气进气装置（5）相连通，所述热转换单元设置于烟气分配器（9）上方；所述热转换单元包括冷水存储体（6）、热水存储体（8）和换热部件，所述换热部件由至少一根同心设置的螺旋盘管（7）组成，所述冷水存储体（6）设置在换热部件上方，冷水存储体（6）是一个弯折成Z形的长密封腔体，冷水存储体（6）中心开设有冷水进水口，冷水进水口外接进水管道（2）；冷水存储体（6）两端侧面开有中心对称的连接孔，冷水存储体（6）通过连接孔与螺旋盘管（7）的一端对应连通；所述热水存储体（8）包括相连通的第一热水存储体（8a）和第二热水存储体（8b），第一热水存储体（8a）是圆柱形的密封腔体，第一热水存储体（8a）装在螺旋盘管（7）中心的空间内，所述第二热水存储体设置在换热部件下方，第二热水存储体（8b）的形状与所述冷水存储体（6）相同，第二热水存储体两端侧面也开有中心对称的连接孔并与螺旋盘管（7）的另一端对应连通；所述第一热水存储体（8a）顶部设有热水出水口，热水出水口外接出水管道（3）；所述主筒体（1）底部设有冷凝水出水口（4）。
2.如权利要求1所述的烟气余热回收装置，其特征在于：所述第一热水存储体（8a）顶部设有沟槽，所述冷水存储体（6）嵌置固定在沟槽内。
3.如权利要求1所述的烟气余热回收装置，其特征在于：所述换热部件包括八根螺旋盘管（7），八根螺旋盘管（7）按径向尺寸不同等分为四组，每组中的两根螺旋盘管（7）按
180°中心对称设置，分别与冷水存储体（6）、热水存储体（8）上的连接孔对应连通。
4.如权利要求1所述的烟气余热回收装置，其特征在于：所述烟气分配器（9）包括自下向上依次叠放的多片支撑碟片（11）和位于最上层的顶层碟片（10），支撑碟片（11）和顶层碟片（10）的碟片面均是下凹形状；所述支撑碟片（11）的中心开有中心通孔，多片支撑碟片（11）自下向上依次叠放并相互固接，支撑碟片（11）的径向尺寸自下向上逐渐缩小，相邻支撑碟片（11）的碟片面之间留有空隙，每片支撑碟片（11）的碟片面上开有多个沿周向均布的烟气通孔（11a）；所述顶层碟片（10）叠放在最上层的支撑碟片（11）之上并与其固接，顶层碟片（10）中心封闭，顶层碟片（10）的径向尺寸与所述第一热水存储体（8a）的径向尺寸相同。
5.如权利要求4所述的烟气余热回收装置，其特征在于：所述支撑碟片（11）的碟片面上设有由其中心向外交错分布的环形凹部和环形凸部，所述烟气通孔（11a）开设在环形凹部与环形凸部的交错部位处。
6.如权利要求1所述的烟气余热回收装置，其特征在于：所述烟气进气装置（5）是一个大口端向下的锥形筒体。
烟气余热回收装置
技术领域
[0001] 本发明属于热能回收再利用领域，涉及一种热能回收再利用装置，具体是一种以热交换方式回收烟气余热的烟气余热回收装置。
背景技术
[0002] 目前，常规的燃料（包括煤、油和天然气）燃烧后产生的烟气温度都比较高，烟气中有很可观的一部分热能，尤其是含有高焓值水蒸汽的烟气中所含热能较高。如果高温烟气不经过处理就直接通过烟囱排放到大气中，则会造成热能的极大浪费，特别是烟气中水蒸汽的凝结潜热没有得到有效利用，水蒸汽所携带的热量是排烟热量损失的一大部分。另外，高温烟气中含有二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物等有害物质会对环境造成影响，高温烟气中含有的水蒸汽遇到冷空气凝结后会附着在烟囱壁上，容易引起烟囱的腐蚀。所以必须对高温烟气进行处理。
[0003] 现有技术中，燃料燃烧后锅炉、热水器等受热面大多采用间壁式换热，这样不能有效回收水蒸气的凝结潜热，造成了热能的浪费。现在虽然也有一种可以直接接触混合式烟气的余热回收装置，但是其为整体锅炉，结构较为复杂，仅仅适用于燃油、燃煤的大型工业锅炉上放的大容量、高压参数的情况下采用，适用范围狭窄。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种适于家庭、商场、宾馆、饭店等非工业场所使用的烟气余热回收装置，其结构紧凑、使用范围广，能够深度利用烟气中的热量及烟气中潜在的热能，核心部件采用不锈钢材料，既能提高产品的防垢能力，延长使用寿命，又能保证生活用水的质量。
[0005] 按照本发明的技术方案：烟气余热回收装置，包括内部中空的主筒体，在主筒体内设有热转换单元，主筒体底端连接烟气进气装置，其特征在于：所述主筒体为圆柱形，主筒体底部设置有烟气分配器，烟气分配器与烟气进气装置相连通，所述热转换单元设置于烟气分配器上方；所述热转换单元包括冷水存储体、热水存储体和换热部件，所述换热部件由至少一根同心设置的螺旋盘管组成，所述冷水存储体设置在换热部件上方，冷水存储体是一个弯折成Z形的长密封腔体，冷水存储体中心开设有冷水进水口，冷水进水口外接进水管道；冷水存储体两端侧面开有中心对称的连接孔，冷水存储体通过连接孔与螺旋盘管的一端对应连通；所述热水存储体包括相连通的第一热水存储体和第二热水存储体，第一热水存储体是圆柱形的密封腔体，第一热水存储体装在螺旋盘管中心的空间内，所述第二存储体设置在换热部件下方，第二热水存储体的形状与所述冷水存储体相同，第二存储体两端侧面也开有中心对称的连接孔并与螺旋盘管的另一端对应连通；所述第一热水存储体顶部设有热水出水口，热水出水口外接出水管道；所述主筒体底部设有冷凝水出水口。
[0006] 作为本发明的进一步改进，所述第一热水存储体顶部设有沟槽，所述冷水存储体嵌置固定在沟槽内。
[0007] 作为本发明的进一步改进，所述换热组件包括八根螺旋盘管，八根螺旋盘管按径向尺寸不同等分为四组，每组中的两根螺旋盘管按180°中心对称设置，分别与冷水存储体、热水存储体上的连接孔对应连通。
[0008] 作为本发明的进一步改进，所述烟气分配器包括自下向上依次叠放的多片支撑碟片和位于最上层的顶层碟片，支撑碟片和顶层碟片的碟片面均是下凹形状；所述支撑碟片的中心开有中心通孔，多片支撑碟片自下向上依次叠放并相互固接，支撑碟片的径向尺寸自下向上逐渐缩小，相邻支撑碟片的碟片面之间留有空隙，每片支撑碟片的碟片面上开有多个沿周向均布的烟气通孔；所述顶层碟片叠放在最上层的支撑碟片之上并与其固接，顶层碟片中心封闭，顶层碟片的径向尺寸与所述第一热水存储体的径向尺寸相同。
[0009] 作为本发明的进一步改进，所述支撑碟片的碟片面上设有由其中心向外交错分布的环形凹部和环形凸部，所述烟气通孔开设在环形凹部与环形凸部的交错部位处。
[0010] 作为本发明的进一步改进，所述烟气进气装置是一个大口端向下的锥形筒体。
[0011] 本发明与现有技术相比，优点在于：（1）换热部件采用螺旋盘管，螺旋盘管内通入吸热介质--水时，减少了由于水流冲击引起的管道轴向位移，同时也可吸收少量横向位移，减少设备振动对管道的影响；（2）螺旋盘管与直通绕行结构相比，水流路径变长，从而增加吸热面积，提高热转换效率；（3）烟气进气装置设置在主筒体中心位置的下方，可使得烟气在主筒体内形成旋转向上流动，大大延长烟气在主筒体内的停留时间，更加有利于烟气与吸热介质之间的热交换；（4）高温烟气在主筒体内由下而上，冷水由上而下，它们二者逆向流动，可有效吸收水蒸气的冷凝潜热，而且还能将烟气中的二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物吸收在冷凝水中，取得良好的环保效果；（5）冷凝水出水口可以将冷凝水方便导出，防止高温烟气的冷凝水凝结在设备内部而产生腐蚀危害等；（6）热转换单元与主筒体设计层可分离的结构形式，即可以减少整个烟气余热回收装置的体积，又便于维修和更换。
附图说明
[0012] 图1为本发明实施例的结构主视图。
[0013] 图2为实施例中热转换单元的结构示意图。
[0014] 图3为图2的俯视图。
[0015] 图4为烟气分配器的立体结构示意图。
[0016] 附图标记说明：1-主筒体、2-进水管道、3-出水管道、4-冷凝水出水口、5-烟气进气装置、6-冷水存储体、7-螺旋盘管、8-热水存储体、8a-第一热水存储体、8b-第二热水存储体、9-烟气分配器、10-顶层碟片、11-支撑碟片、11a-烟气通孔。
具体实施方式
[0017] 下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0018] 如图所示：实施例中的烟气余热回收装置主要包括主筒体1、热转换单元和烟气分配器9三部分，所述主筒体1是内部中空的圆柱形结构，主筒体1底部设置烟气分配器9，烟气分配器9与其下方的烟气进气装置5相连通，所述热转换单元设置于烟气分配器9上方。
[0019] 如图2、图3所示，所述热转换单元主要由冷水存储体6、热水存储体8和换热部件组成，实施例中的换热部件由八根同心设置的螺旋盘管7组成，八根螺旋盘管7按径向尺寸不同等分为四组，每组中的两根螺旋盘管7按180°中心对称设置。换热部件采用螺旋盘管7，可以减少水通入时由于水流冲击引起的管道轴向位移，同时也可吸收少量横向位移，减少设备振动对管道的影响。另外，螺旋盘管7与直通绕行结构相比，水流路径变长，从而增加吸热面积，提高热转换效率。
[0020] 如图2、图3所示，所述冷水存储体6设置在换热部件上方，冷水存储体6是一个弯折成Z形的长密封腔体，冷水存储体6中心开设有冷水进水口，冷水进水口外接进水管道2；冷水存储体6两端侧面开有中心对称的连接孔，冷水存储体6通过连接孔与螺旋盘管7的一端对应连通。
[0021] 如图2、图3所示，所述热水存储体8包括相连通的第一热水存储体8a和第二热水存储体8b，第一热水存储体8a是圆柱形的密封腔体，第一热水存储体8a装在螺旋盘管7中心的空间内，所述第二存储体设置在换热部件下方，第二热水存储体8b的形状与所述冷水存储体6相同，第二存储体两端侧面也开有中心对称的连接孔并与螺旋盘管7的另一端对应连通；所述第一热水存储体8a顶部设有热水出水口，热水出水口外接出水管道3；所述主筒体1底部设有冷凝水出水口4。另外，所述第一热水存储体8a顶部还设有沟槽，所述冷水存储体6嵌置固定在沟槽内，这样可以使整个热转换单元的结构更稳固。
[0022] 如图4所示，所述烟气分配器9主要由自下向上依次叠放的多片支撑碟片11和位于最上层的顶层碟片10组成，支撑碟片11和顶层碟片10的碟片面均是下凹形状；所述支撑碟片11的中心开有中心通孔，多片支撑碟片11自下向上依次叠放并相互固接，支撑碟片11的径向尺寸自下向上逐渐缩小，相邻支撑碟片11的碟片面之间留有空隙，每片支撑碟片
11的碟片面上开有多个沿周向均布的烟气通孔11a；所述顶层碟片10叠放在最上层的支撑碟片11之上并与其固接，顶层碟片10中心封闭，顶层碟片10的径向尺寸与所述第一热水存储体8a的径向尺寸相同，第一热水存储体8a位于顶层碟片10之上。
[0023] 如图4所示，所述支撑碟片11的碟片面上设有由其中心向外交错分布的环形凹部和环形凸部，所述烟气通孔11a开设在环形凹部与环形凸部的交错部位处。
[0024] 如图1所示，所述烟气进气装置5是一个大口端向下的锥形筒体，烟气进气装置5设置在主筒体1中心位置的下方，可使得烟气在主筒体1内形成旋转向上流动，大大延长烟气在主筒体1内的停留时间，更加有利于烟气与吸热介质之间的热交换。
[0025] 本发明的烟气余热回收利用装置适用于家庭、商场、宾馆、饭店等非工业场所，其结构紧凑、使用范围广，且能够深度利用烟气中的热量及烟气中潜在的热能，其核心部件采用不锈钢材料，既能提高产品的防垢能力，延长使用寿命，又能保证生活用水的质量。
[0026] 本发明的工作过程和工作原理如下：
[0027] 高温烟气从烟气进气装置5进入，先通过主筒体1底部的烟气分配器9，烟气分配器9使得烟气均匀进入主筒体1内；与此同时，吸热介质--水从进水管道2进入冷水存储体6内，然后分流进入到换热部件中的螺旋盘管7内，冷水在螺旋盘管7螺旋形向下流动，进入主筒体1的高温烟气向上流动，从而进行热交换，同时高温烟气中的水蒸气在接触到螺旋盘管7时，会凝结在螺旋盘管7外表面上，进一步地将水蒸气的凝结潜热释放出来，提高了热转换效率；同时烟气中的二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物会被吸收在冷凝水中，取得良好的环保效果；经过完全热转换后，螺旋盘管7水转为热水并进入第二热水存储体8b内，然后从第二热水存储体8b内汇集到第一热水存储体8a内，并通过出水管道3导出热水；同时凝结在螺旋盘管7外壁上的冷凝水在重力作用下向下流动并汇集到主筒体1底端，经由冷凝水出水口4流出，这样可以防止高温烟气的冷凝水凝结在设备内部而产生腐蚀危害等。
