多层换热、倒置烟道、低温平衡排放组合式节能锅炉 本发明涉及燃煤锅炉，特别涉及一种高效节能、极少污染的以多层换热、倒置烟道、低温平衡排放为其特征的组合式节能锅炉。
锅炉作为一种热能交换工具，普遍应用于国民经济和人民生活之中。现有锅炉设计采用薄层燃料、强制鼓风、引风、高烟囱抽风、或综合式助燃方式燃烧，上置烟道，将经燃烧获得的未被充分利用的热空气、可燃气体、硫化物等作为废气排放。因而存在着热效率低、能耗高、污染严重等问题。
本发明的目的是提供一种多层换热、倒置烟道、低温平衡排放组合式节能锅炉。具有燃料燃烧充分、换热区配置合理、充分利用空气自然流动原理、无需强制鼓风、引风、和建设高大烟囱抽风，节省电能和投资。降低噪声和污染物的排放。
本发明的目的是这样实现的：
一种多层换热、倒置烟道、低温平衡排放组合式节能锅炉，包括炉体、炉膛、水套、烟道，其特征在于：其结构由三部分组成，
A．下炉体：其内腔为呈锥形的深腔燃烧室(3)，其下底有炉排(2)，炉排下为调节进风口(1)及除灰室，其上端侧壁有加燃料口(6)，所述燃烧室由夹层水套(4)包围；
B．上炉体：其内腔为呈锥形的燃气收集燃烧室(801)，由炉壁和炉顶水套(10)包围，与下炉体的锥形燃烧室(3)相衔接，该燃气收集燃烧室(801)中心设置有环状水套(802)，该环状水套(802)的下端经若干径向管道(803)与炉壁水套相通，其上端与炉顶水套相通；
所述锥形燃气收集燃烧室(801)、环状水套(802)及炉壁水套(10)一起组成高腔锥体多层内胆倒置温区换热器(8)；
所述燃气收集燃烧室(801)中的烟气及环状水套(802)中心的烟气在上升途中可燃物质再燃烧，废气与尘埃经设置于上炉体的由水套包围的上倒置烟道(9)向下进入设置于下炉体的由水套包围的下倒置烟道(5)后从底部进入烟尘分离室(17)；
C．平衡排放烟道：其下底为有一定容积的烟尘分离室(17)，该分离室上顶中心为竖管式平衡排放烟道(15)，所述烟道(15)的排放口略高于炉体，在该烟道(15)与设置于上、下炉体水套中地倒置式烟道(9)、(5)构成不等高的U形烟气排放通道，在该烟道(15)的进口处设有调节阀(16)，所述分离室(17)及排放烟道(15)均由夹层水套包围，在平衡排放烟道(15)的上部设有水箱(13)与水套相通，该水箱(13)的水位高于上炉体的水套(10)的水位；
所述A、B、C三部分的水套(4)、(10)、(13)相通，水套下部设有进水口(18)，水套上部设有出气、出水口(12)。
在较佳实施例中，所述A，下炉体；B．上炉体；C．平衡排放烟道三个部分为分体组合结构；A、B部分从熔膛燃烧室分体，A、C部分从倒置烟道的下部分体，A、B、C三部分组合后上、下炉体的倒置烟道(9)、(5)相通，下炉体倒置烟道(5)与C部分的烟尘分离室(17)相通；上下炉体的水套(10)、(4)相通，C部分的水套(13)经连接水箱的压水导管(14)与下炉体的水套(4)相通。
本发明有以下积极有益的效果：
1、下炉体的深腔锥体燃烧室(3)形成深层燃烧层，不需强制鼓风、引风、抽风助燃，而是通过调节进风口(1)调节空气流量，利用空气自然流通助燃，可使燃料充分燃烧，不需任何加工可烧劣质煤炭，从而节约了电能、设备投资和燃料费用。
2、上炉体内的高腔锥形多层内胆组成的燃气收集燃烧室倒置温区换热器(8)用于收集燃烧过程中产生的可燃气体、硫化物等可燃物质，利用燃烧产生的高温进行充分燃烧、换热，既使燃料充分的燃烧降低了污染物的排放，又利于热能的回收利用。
3、本节能锅炉的由上倒置烟道(9)、下倒置烟道(5)组成的倒置烟道、烟尘分离室(17)、调节阀(16)、平衡排放烟道(15)构成了不等高U字型排放体系，可以控制烟尘的排放速度，保证充分燃烧、换热和除尘。
4、本节能锅炉的由下炉体水套(4)、下倒置烟道水套(7)高腔锥形多层内胆组成的燃气收集燃烧室倒置温区换热器(8)、上炉体水套(10)、上倒置烟道水套(11)、水套水箱(13)，将换热分为三个区域进行，提高了换热效果，降低了排放温度，形成了高效率的换热体系。
5、本节能锅炉的构造可用于水锅炉、气锅炉和汽、水锅炉，具有广泛的开发应用前景。
附图1是本发明一种实施例的结构示意图。
图中各部分分别为：
A部分：
1．调节进风口 2．炉排
3．深腔锥体燃烧室 4．下炉体水套
5．下倒置烟道 6．加燃料口
7．下倒置烟道水套
B部分：
8．离腔锥体多层内胆倒置温区换热器
801．高腔锥体燃气收集燃烧室
802．环状水套
803．上炉体内连接换热器与水套的径向管道
9．上倒置烟道 10．上炉体水套
11．上倒置烟道水套 12．出水(气)口
C部分：
13．水套、水箱 14．压水导管
15．平衡排放烟道 16．调节阀
17．烟尘分离室 18．进水口
本发明的高效节能、多层换热、低温排放、极少污染的组合式锅炉主要包括：
A．下炉体：深腔锥体燃烧室(3)，使燃料形成较厚的燃料层，无需鼓、引、抽风助燃，便可充分燃烧，下炉体水套(4)、下烟道水套(7)换热结构，有效地吸收了热能量。
B．上炉体：高腔锥体多层内胆组成的，燃气收集燃烧室倒置温区换热器(8)可使燃气中可燃物质得以充分燃烧，同时与上炉体水套(10)、上倒置烟道水套(11)一同组成换热结构，更有效地吸收了热能量。
C．烟尘处理机构调节阀(16)调节烟尘流量、烟尘分离室(17)减速分离烟尘、废气进入平衡排放烟道(15)，低温排放少量废气，达到了最大限度的吸收热能量，极少污染物排放的目的。
这种由上炉体、下炉体、烟尘处理机构组合而成的组合式锅炉，其高效、节能、极少污染排放的特点是：
1．高效率的燃烧方式，采用深腔锥体燃烧室(3)，利用空气自然流动的原理，免去了强制鼓风、引风、抽风的传统助燃方式，节省了电能，减少了投资，降低了噪声污染。燃料在燃烧室内停留时间长，可使用劣质煤碳，不用任何加工都能燃烧化为灰烬；高腔锥形多层内胆组成的，燃气收集燃烧室倒置温区换热器(8)，是为了保证燃料燃烧过程中产生的可燃气体燃烧而设计的。上下炉体两燃烧室保证了可燃物质的充分燃烧和利用。
2．多层换热方式，是利用了温差越大热能置换率越高的原理，合理分布换热面积，利用水温高度差进行水流处理，充分地进行了热能量的置换，上层的水套，高腔体多层内胆式的受热方式，一个“高腔”是为了使腔内热能量不能积蓄产生高温反射造成热量损失，在腔内形成了下部高温、上部低温的倒置温区，有利于热能量的充分置换；一个“多层内胆”增大了受热面积，使最大量的热能留在这里进行置换，倒置的烟道更充分地吸收了热量，是高温区；下层的水套和倒置的烟道，比较充分地吸收了这一区域的热能量，是中温区；烟尘处理机构的外置水套、水箱更有效地吸收了剩余的热量，是低温区，这样就保证了热能量最大限度的置换、充分的利用，降低了热能量的损失。
3．由调节阀(16)、烟尘分离室(17)、平衡排放烟道(15)、上倒置烟道(9)、下倒置烟道(5)形成了不等高U字形结构的烟尘排放形式。通过调节阀调节烟尘流量、流速，其一，排放口略高于炉体，这样排放抽力就略大于倒置烟道的反吸力，便于调节，达到适当排放的目的。第二，由于U字形烟尘排放体系两力的平衡作用保证了可燃气体和热能量的停留时间，有利于可燃气体的燃烧和热能的充分置换。第三，进入倒置烟道的烟尘下进入烟尘分离室，膨胀减速分离，尘埃在重力作用下落在分离室底部，气体通过平衡烟道缓慢降温排入空中，这样就达到了低温和极少污染物排放的目的。
综上所述，本发明具有燃料自然充分燃烧、节约能源和投资、热效率高、低温排放、极少污染物排放、无噪声污染。解决了传统锅炉的能耗高、热效率低、高温排放大量污染物、噪声污染等诸多弊端，具有广泛的推广应用价值和开发前景。
现对本发明的锅炉运行原理进行说明：
1．燃烧原理：下炉体内部的深腔锥体燃烧室(3)里，由加燃料口(6)加入的燃料经燃烧形成灰渣由炉排(2)向下排出，形成了由加燃料口(6)加入燃烧到灰渣排出的连续过程。由于助燃空气利用了空气自然流动的原理，空气由调节进风口(1)调节风量，从底部向上流进燃烧室满足燃烧的需求，(由于免去了强制鼓、引、抽风，所以热空气流速减缓，有利于热能的充分置换，减少了排放损失)，由于燃料在深腔锥体燃烧室(3)停留时间长，有利于燃料的充分燃烧。由于燃烧过程中产生的热能和可燃气体、硫化物、烟尘向上升腾，进入上炉体高腔锥体多层内胆组成的，燃气收集燃烧室倒置温区换热器(8)，由上倒置烟道(9)，下倒置烟道(5)组成的倒置烟道减缓了这些气体物质的流速，热能被吸收置换，可燃气体、硫化物在上升的过程中燃烧转化为热能被吸收。由于上倒置烟道(9)、下倒置烟道(5)组成的倒置烟道、烟尘处理机构形成的不等高U字形烟尘排放体系，平衡了空气、烟尘的流动空间与时间的关系，使得可燃物质得以充分燃烧利用。
2．热能置换原理：采用了合理配置分区换热的方式。上炉体的高腔和多层内胆式的设计方式，使受热面积大为增加(设计时应按最大燃烧值时小于受热面积置换能力计算)，使热能不产生积蓄、形成高温反射，和上倒置烟道水套(11)一起进行换热，更有效地吸收了上层高温的热能量，为高温区；下炉体水套(4)、下倒置烟道水套(7)有效地吸收了这一区域的热能量，为中温区；烟尘分离室、倒置烟道、水套水箱(13)吸收了这一区域的余热，为低温区。利用水温高度差流动原理合理按排水流方向增加了水温差，有利于水流循环过程中的热能置换，这样就充分合理地利用了热能，提高了热效率。
3．降低污染的原理：其一：由于上述原因，燃料与可燃物质得以充分燃烧，提高了热效率，减少了可比燃料消耗，降低了排放量，减少了污染；其二：由于独特的设计方法，倒置的烟道(5)、(9)，烟尘分离室(17)、调节阀(16)、平衡排放烟道(15)构成了不等高U字形排放系统，加之排放口设在低温区，最大限度的降低了排放温度、速度，使尘埃得以较干净的分离，减少了携带量，降低了污染；其三：免去了强制鼓风、引风、抽风，最大限度的降低了排放温度、速度，减少了烟尘的携带量，消灭了噪声的污染，制服了强大的污染源。
高效节能、多层换热、低温排放、极少污染的组合式新型锅炉适用于水锅炉、气锅炉、水、气锅炉的设计。