專利名稱：交替式摩擦換熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍋爐的節(jié)能與環(huán)保，是一種交替式摩擦換熱鍋爐。
常規(guī)立式鍋爐的排煙口在鍋爐的頂部，爐膛上部橫向布設(shè)的水管占滿了爐膛上部的全部空間，鍋爐的做功主要是熱現(xiàn)象中的傳導(dǎo)和對(duì)流，爐膛上部橫向布設(shè)的水管遮擋了輻射能做功，爐膛內(nèi)直上的熱氣流帶走了大量的熱能和灰塵，熱效率低且造成了環(huán)境的污染。
本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)能無污染的鍋爐。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)一種交替式摩擦換熱鍋爐，利用熱輻射和能量儲(chǔ)存來提高爐膛內(nèi)的燃燒溫度，利用交替式摩擦換熱方式來提高熱能的利用，使熱能在爐體內(nèi)全方位的往復(fù)利用。這種鍋爐結(jié)構(gòu)由外鍋筒3、內(nèi)鍋筒4、換熱管7、爐排10、煙塵沉降室14、排煙口13、出熱口1、自動(dòng)排氣閥接口2、壓力表接口20、進(jìn)水口18等組成。其特征是在內(nèi)鍋筒4與外鍋筒3之間的夾層5的一周設(shè)置有無數(shù)換熱管7，換熱管7的上口6與燃燒室9的上部相通、換熱管7的下口12與沉降室15相通。
工作原理當(dāng)爐排上的燃料在燃燒室燃燒時(shí)，火光可以照射到燃燒室的上下及一周所有的受熱面，全方位的接收燃料燃燒釋放的輻射能量；由于燃燒室的頂部是全封閉的，燃燒室內(nèi)的高溫?zé)釟饬髦鄙渖闲薪?jīng)頂部折射緩沖后逆向下行進(jìn)入換熱管，燃燒室上部熱氣流在折射緩沖逆向下行的全過程是在高溫輻射條件下進(jìn)行的，熱能在燃燒室得以儲(chǔ)存提高了燃燒室內(nèi)的溫度，給燃料充分燃燒提供了必須的條件。熱現(xiàn)象的傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射、熱儲(chǔ)存在燃燒室內(nèi)同步進(jìn)行，加大了燃燒室與外界的溫差壓強(qiáng)比，由燃燒室上部逆向進(jìn)入換熱管的煙氣對(duì)流排放加速，由于換熱管內(nèi)的高溫?zé)釟饬魇谴怪毕滦?，熱現(xiàn)象的傳導(dǎo)、對(duì)流在換熱管內(nèi)呈軸向360°縱向180°垂直下行，換熱管外周由下向上流動(dòng)的介質(zhì)與換熱管內(nèi)的熱氣流在相反方向呈軸向360°縱向180°垂直上行，形成全方位的交替摩擦換熱，鍋爐的下部是流動(dòng)的低溫介質(zhì)，煙氣中大于介質(zhì)的熱量均能得到充分利用。由于換熱管內(nèi)的煙氣是垂直下行進(jìn)入沉降室的，煙氣中的能量在交替式摩擦換熱時(shí)已經(jīng)帶入介質(zhì)，煙塵進(jìn)入沉降室時(shí)已經(jīng)失去了能量體積縮小重量增大而脫落在沉降室，粉塵脫落在沉降室；沉降室的容積大，而煙氣進(jìn)入沉降室時(shí)體積又縮小，煙氣在沉降室流動(dòng)減速，大于空氣質(zhì)量的粉塵在此脫落。這種交替式摩擦換熱鍋爐給定了燃料充分燃燒放熱、熱量充分利用的條件，同時(shí)也同步給定了煙塵沉降的條件，實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能無污染的目的，達(dá)到了環(huán)保的要求。
爐排下設(shè)置有空氣預(yù)熱室，利用爐排向下的熱輻射和爐排下落的熱爐灰加熱進(jìn)入爐體的空氣，給燃料充分燃燒提供熱氧促燃條件，加速了燃料的充分燃燒，促使燃燒室內(nèi)與外界的溫差壓強(qiáng)比增大，空氣對(duì)流加速；這種加速對(duì)流是隨著燃燒室內(nèi)的壓強(qiáng)比增大而加速，燃料燃燒所需的氧氣能夠始終保持自動(dòng)同步等量給定，克服了機(jī)械給氧的過量或不足，調(diào)節(jié)風(fēng)們的大小就可以任意調(diào)控火溫和燃燒速度。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及附圖給出。


圖1剖面圖、圖2外觀圖。1、出熱口；2、自動(dòng)壓力閥接口；3、外鍋筒；4、內(nèi)鍋筒；5、圓周空間夾層；6、換熱管上口；7、換熱管；8、換熱管熱流方向；9、燃燒室；10、爐排；11、鍋筒底法蘭；12、換熱管下口；13、排煙口；14、煙氣流動(dòng)方向；15、沉降室；16、沉降室底法蘭；17、換熱管內(nèi)熱流方向；18、給水接口；19、空氣預(yù)熱室；20、壓力表接口。
下面結(jié)合圖1詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的具體安裝及原理。
該裝置包括外鍋筒3，內(nèi)鍋筒4，內(nèi)外鍋筒之間形成一圓周夾層空間5，換熱管7設(shè)在一周夾層空間內(nèi)，內(nèi)外鍋筒下部由底板11密封，鍋爐底板下設(shè)有煙塵沉降室15，換熱管7的上口6與燃燒室9上部相通，換熱管7下口12與沉降室15相通，排煙口13設(shè)在沉降室的一側(cè)，爐排10下設(shè)有空氣預(yù)熱室19，當(dāng)燃料在燃燒室內(nèi)燃燒時(shí)，燃燒室內(nèi)的熱氣流沿箭頭8所示方向直射上行，因燃燒室的上部是密封頂，直射上行的熱氣流經(jīng)密封頂折射緩沖后逆向下行進(jìn)入一周換熱管，燃燒室內(nèi)的熱氣流在上行、折射緩沖、逆向下行的過程中是在高溫輻射的條件下進(jìn)行的，熱能在燃燒室內(nèi)得以儲(chǔ)存，熱現(xiàn)象的傳導(dǎo)對(duì)流輻射同時(shí)存在，燃燒室的整個(gè)空間都能夠被火光照射到，內(nèi)鍋筒4的內(nèi)壁全部都暴露在火光照射的條件下接收燃燒室內(nèi)的高溫輻射。
進(jìn)入換熱管內(nèi)的熱傳遞軸向360°縱向180°沿箭頭17所示方向下行，而換熱管的外周流動(dòng)的介質(zhì)是軸向360°縱向180°沿箭頭8所示方向上行，給定了換熱管交替式摩擦換熱條件，這種交替式摩擦換熱把煙氣中大于介質(zhì)的熱量都能夠充分得到利用；由于換熱管是設(shè)置在鍋爐的夾層內(nèi)，不占用輻射區(qū)的位置，增大了鍋爐的輻射受熱面，對(duì)流受熱面可以根據(jù)需要在圓周夾層內(nèi)1排、2排、3排或更多的設(shè)置，換熱管是垂直設(shè)置的，灰塵進(jìn)入換熱管的流動(dòng)沿箭頭17所示方向垂直下行進(jìn)入沉降室的，灰塵在管內(nèi)沒有存留的條件，煙氣流動(dòng)通暢，鍋爐可始終保持最佳狀態(tài)的工作效率。
經(jīng)過換熱處理過的煙氣進(jìn)入沉降室時(shí)已經(jīng)失去了能量，煙氣溫度小于或等于進(jìn)入鍋爐介質(zhì)的溫度，煙塵失去了能量體積縮小重量增大，煙氣流速減慢，大于空氣質(zhì)量的煙塵在沉降室脫落下沉，煙氣沿箭頭14所示方向進(jìn)入煙囪排出，有效的阻止了煙塵的排放。這種規(guī)律的自動(dòng)除塵來自三個(gè)方面1、交替式摩擦換熱消耗了煙氣中的能量，煙塵溫度降低體積縮小、重量增大而自動(dòng)脫落；2、設(shè)定換熱管內(nèi)的煙塵垂直下行進(jìn)入沉降室，煙塵被迫沉降；3、沉降室的截面積大于煙囪截面積，沉降室內(nèi)的煙氣流速低，給定了煙塵自然沉降的必須條件；設(shè)定了上述三個(gè)條件實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、高效、自動(dòng)同步除塵。
盡管進(jìn)入煙囪的煙氣已經(jīng)失去了能量，但排放的煙氣溫度依然大于外界的環(huán)境溫度，煙氣仍然可以自然加速排放；由于煙囪和燃燒室是一個(gè)密封整體，燃燒室內(nèi)的高溫與煙囪內(nèi)的低溫形成了很大的溫差壓強(qiáng)比，迫使煙囪排煙加速。
這種交替式摩擦換熱鍋爐的燃燒室容積大，熱現(xiàn)象的傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射的能量得到了很好的利用和儲(chǔ)存，加大了輻射受熱的面積、提高了對(duì)流受熱的效率，減少了煙塵排放，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、高效、環(huán)保。
由于這種交替式摩擦換熱實(shí)現(xiàn)了軸向360°縱向180°全方位交替式摩擦換熱，熱轉(zhuǎn)換的材料利用是最大角度、最大距離實(shí)現(xiàn)的，大于常規(guī)橫向沖刷傳熱的一倍以上，同一功率的產(chǎn)品可以節(jié)省材料50％以上。
權(quán)利要求
1.一種交替摩擦換熱鍋爐，其特征在于這種鍋爐包括外鍋筒(3)、內(nèi)鍋筒(4)、換熱管(7)、爐排(10)、煙塵沉降室(15)、排煙口(13)，所述外鍋筒(3)與內(nèi)鍋筒(4)的下口由鍋筒底法蘭(11)密封連接一體，內(nèi)鍋筒(4)與外鍋筒(3)之間設(shè)一圓周空間夾層(5)，換熱管(7)1排、2排或更多排設(shè)置在圓周空間夾層(5)內(nèi)，換熱管的上口(6)與燃燒室(9)的上部相通，換熱管的下口(12)與沉降室(15)相通，排煙口(13)設(shè)在沉降室的一側(cè)。
2.這種鍋爐其特征2燃燒室(9)內(nèi)的熱流沿箭頭(8)所示方向上行，換熱管(7)內(nèi)的熱流沿箭頭(17)所示方向下行，鍋筒底法蘭(11)下設(shè)有沉降室(15)，排煙口(13)與沉降室(15)相通，排煙口在沉降室(15)的一側(cè)或鍋爐體的下部。
3.這種鍋爐其特征3沉降室(15)設(shè)在鍋爐體的下部，換熱管的下口(12)與沉降室相通，排煙口與沉降室相通，煙囪是由沉降室接出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述鍋爐，其特征是沉降室與鍋爐可一體制作，也可分體制作組裝一體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交替式摩擦換熱鍋爐，常規(guī)立式鍋爐排煙口在鍋爐頂部，燃燒室上部布設(shè)對(duì)流受熱面不能有效的利用輻射能，熱效率低且耗材多，大量的熱量直接排放造成了燃料的浪費(fèi)污染了環(huán)境。本發(fā)明設(shè)交替式摩擦換熱增大了輻射受熱面，燃燒室內(nèi)的高溫輻射給燃料提供了充分凈化燃燒放熱的條件，對(duì)流受熱面采用交替式摩擦換熱方式，有效的回收利用了低溫?zé)崮埽阱仩t體下部設(shè)置有煙塵沉降室，自動(dòng)同步的凈化了煙塵，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能無污染的目的。
文檔編號(hào)F24H1/00GK1873319SQ200510055698
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者余經(jīng)炎 申請(qǐng)人:余經(jīng)炎