多功能高倍節(jié)能鍋爐的制作方法

多功能高倍節(jié)能鍋爐的制作方法專利名稱:多功能高倍節(jié)能鍋爐的制作方法技術(shù)領(lǐng)域：建安鍋爐的效率是鍋爐性能的具體體現(xiàn)。影響鍋爐效率的主要因素有鍋爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，燃料燃燒的焰氣溫度，材料的導(dǎo)熱性能。即式中是人們不斷努力探索的一個空間，最終達(dá)到一個極限，但其提高效率的幅度較小。厚度幾乎是一個常數(shù)。導(dǎo)熱系數(shù)是隨材料的改變而改變，它可以成倍地提高導(dǎo)熱能力。當(dāng)今，鋼材是鍋爐的唯一選材。鍋爐的產(chǎn)熱也就只能靠鋼材的導(dǎo)熱能力來完成，但在金屬家族中導(dǎo)熱系數(shù)最高的不是鋼材。《金屬工藝學(xué)》(統(tǒng)一書號15033.4950)一書在研究金屬導(dǎo)熱性能時所做的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是“設(shè)導(dǎo)熱性能最好的銀的導(dǎo)熱率為1，則銅的導(dǎo)熱率為0.9，鋁為0.5，鐵為0.18。由此可見銅的導(dǎo)熱能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鐵。在《鍋爐基礎(chǔ)知識》(書號15195.54)一書中也介紹了金屬的導(dǎo)熱系數(shù)，銅為300-350大卡/米時度，鐵為40-50大卡/米時度。不難看出，銅的導(dǎo)熱能力是鐵的7倍，但人們?yōu)槭裁床挥勉~呢？在《金屬工藝學(xué)》一書中對銅有著詳細(xì)地介紹。銅有著較強(qiáng)的導(dǎo)熱能力，耐腐蝕能力，有優(yōu)良的塑性。拉力22kg/mm，伸縮率為2.1％。隨著合金成分的不同，HB值可達(dá)160-200，由以上可見，除伸縮率外，銅的其它性能都可以滿足鍋爐的吸熱選材要求，至少在低壓和常壓熱水采暖鍋爐中可以使用。習(xí)慣上，鍋爐的受熱面為直管段焊接在兩個壁面之間，如果使用銅，則2.1％的伸縮率無處容納，終而使其變形，所以無法使用。筆者的這一設(shè)計就是想使銅揚(yáng)長避短，利用其優(yōu)良的導(dǎo)熱性能提高鍋爐的效率，最終達(dá)到節(jié)能的目的。這就是“V”形管和彈簧管。把直的銅管經(jīng)退火后，彎制成“V”或“U”狀，使其兩端處在同一平面。將開口端焊接在鍋爐已打好孔的內(nèi)壁，這樣銅管能夠自由伸縮。兩端豎直安裝，一端在上，一端在下，形成了高度差，介質(zhì)由下端進(jìn)入，受熱后從上端流出，實(shí)現(xiàn)了加熱介質(zhì)的小循環(huán)，水中的水垢物質(zhì)析出時被流體帶出。根據(jù)不同的工況需要，變化其長度和管徑，使其服從設(shè)計需要。同理，彈簧管可根據(jù)低溫區(qū)域溫度需要，增減其圈數(shù)，達(dá)到吸熱的最佳狀態(tài)。由于管子的兩端被固定在同一壁面，使得相鄰的管束可以劃分為一個吸熱單元，這一單元獨(dú)立于鍋爐本體，介質(zhì)可以來自本體，也可以來自體外。來自本體的介質(zhì)加熱后又返回本體。來自體外的又送向體外。這就是吸熱門。它能自由地開合，使鍋爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)暴露無遺。綜上所述，該技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相具有的優(yōu)點(diǎn)是1.由于使用銅作為鍋爐的吸熱面，成倍地提高了鍋爐的吸熱能力，有著明顯的節(jié)能效果。2.吸熱門的出現(xiàn)，使一臺鍋爐可同時加熱二種以上不同的介質(zhì)，同時對鍋爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可隨時進(jìn)行清灰、保養(yǎng)。3.受熱面介質(zhì)單向流動，克服了層流帶來結(jié)垢的弊端。4.相同產(chǎn)熱量的前提下可縮小鍋爐體積。附圖第1頁圖1是銅制“V”形管。a、b兩端被堅直焊接在鍋爐的內(nèi)壁，另一端為自由伸縮端。因a與b的高度差所致，低溫介質(zhì)由b端流入，吸熱后從a端流出。根據(jù)不同的設(shè)計需要，確定其長度、管徑及彎曲半徑。圖2為銅質(zhì)彈簧管；主要用于小型鍋爐的低溫區(qū)域。根據(jù)不同的工況需求，確定其彎曲半徑、圈數(shù)及管徑。同理，低溫介質(zhì)由b端進(jìn)入，在坡向的引導(dǎo)下從a端流出。兩種管子的長度L的伸縮解決了，高度H的伸縮量較小，由長度L的彈性來吸收。L越長，在C端的彎曲半徑才能越大。因此H的伸縮量不能大于L的彈性極限。附圖2、3、4、頁即圖3、圖4、圖5是家庭用多功能高倍節(jié)能鍋爐。為簡明，爐蓋未畫出。在圖4中支撐圈4，擋火蓋3，爐盤1的材質(zhì)是鑄鐵，“V”型管2、彈簧管5均為銅質(zhì)管材。夾層內(nèi)外壁為2mm冷軋板。從附圖第3頁圖4中看到，煤是在拿開擋火蓋3加入的，在周圍直徑10mm的“V”型管2影響下，使加入的煤越靠近中心越實(shí)，越靠壁面越松散。使煤與壁面形成縫隙。燃燒時由于擋火蓋、支撐圈的阻擋，火焰就從這一縫隙燃燒著上升。減小了壁面的水冷程度?？朔藗鹘y(tǒng)的“一圈黑”提高火焰溫度。8是爐壁的支撐鐵共3塊，它與爐內(nèi)壁焊死。擋火圈4的主要作用是保護(hù)“V”形管，同時支撐擋火蓋3。煙氣流程從圖4可知煤在爐箅上燃燒后，在支撐圖4擋火蓋3的阻擋下，火焰在煤與內(nèi)壁的縫隙點(diǎn)燃上升，沖刷上部的“V”形管2，在未燃的可燃?xì)馀c煙氣上升至“V”管之上的這一空間時，可燃?xì)怏w進(jìn)一步點(diǎn)燃，火焰經(jīng)煙道7進(jìn)入煙囪。高溫?zé)煔膺M(jìn)入煙囪后，由煙囪內(nèi)壁吸收煙氣的外緣部分熱量，由直徑12mm彈簧管吸收煙氣的中心部分熱量，煙氣經(jīng)過這一換熱過程后被排出，避免了圓心高溫區(qū)熱能的無效排放。需清灰時，將吸熱門6打開，內(nèi)部結(jié)構(gòu)便暴露無遺。在爐上燒水，燒飯時，將擋火蓋3拿出，把中心的煤撥向周邊，火焰從中心進(jìn)入煙道，使被加熱面受熱。介質(zhì)流程冷水由回水管進(jìn)入第3頁圖4回水盒9內(nèi)，使其沉淀?；厮@得爐箅1的輻射熱沿夾層上行，經(jīng)爐膛加熱，上行至“V”形管時，一部分進(jìn)入煙道夾層，一部分進(jìn)入“V”形管。兩部分被加熱后都經(jīng)過煙道夾層進(jìn)入煙囪夾層。在煙囪夾層內(nèi)，一部分繼續(xù)上行，另一部分由第2頁圖3閥門a、水合頁4進(jìn)入吸熱門3。在吸熱門內(nèi)按照溫度梯度，由彈簧管加熱各層面并匯集在吸熱門的頂部，通過第2頁圖3水合頁5，閥門C進(jìn)入煙囪夾層，最后從第2頁圖3出水口2供用戶。多功能是由圖3閥門a、b、c、d的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的。想要在采暖的同時加熱洗浴水時，則開啟b閥，關(guān)閉a閥，開啟d閥，關(guān)閉c閥，這時洗浴水箱的回水經(jīng)過b閥，下水合頁4，進(jìn)入吸熱門，加熱后經(jīng)上水合頁5，閥門d又返回洗浴水箱，形成了一個獨(dú)立的閉合回路，不需加熱時，關(guān)b、d閥，開a、c閥。這時鍋爐又全部恢復(fù)供暖狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了兩種介質(zhì)在分離狀態(tài)下的同時加熱。水合頁附圖第10頁圖11是水合頁半剖圖。主要作用是在導(dǎo)通水的前提下，能夠轉(zhuǎn)動靈活地起到合頁的作用。座體1與鍋爐本體相接，能轉(zhuǎn)動的銅質(zhì)通水軸5與吸熱門相接，并立在座體1上，兩者的空隙2由油浸填料填充，由壓墊4實(shí)后用壓緊套3鎖緊，達(dá)到轉(zhuǎn)動靈活而無滲漏為止。除通水軸5和鎖緊緊套4外，其它均為鑄鐵(馬鋼)。尺寸的大小根據(jù)吸熱門來確定。附圖第5-11頁圖6、7、8、9、10、12、13為多功能高倍節(jié)能鍋爐。第6頁圖7是該爐主視全剖圖，比例為1∶10。為改善著火條件，爐膛內(nèi)壁為耐火保溫內(nèi)襯，頂部設(shè)反射拱，各部位“V”形管均為直徑不同的銅質(zhì)管材。主體內(nèi)壁為3mm冷軋板材，所屬管徑均為公稱直徑。煙氣流程煤從附圖第9頁圖10、G-G向爐門1進(jìn)入爐膛，燃燒后，高溫?zé)煔鉀_刷第6頁圖7、32mm“V”形管4后進(jìn)入燃燒室10，由調(diào)風(fēng)口5和第11頁圖13、清灰口1調(diào)節(jié)，提供二次風(fēng)，使其進(jìn)一步點(diǎn)燃上行，沖刷喉部直徑32mm“V”形管9，高溫?zé)煔馔ㄟ^喉部后，它的上部空間如附圖第6頁圖7所示，中央是一圓柱吸熱包，周圍被錯排排列，直徑為25mm“V”形管包圍，高溫?zé)煔庠谶@一區(qū)域被充分吸熱后經(jīng)煙囪12排出。介質(zhì)流程水由第6頁圖7回水口7進(jìn)入夾層1，沿途吸熱上行，在爐膛上部“V”形管4吸熱后上行進(jìn)入分水空間6，上行水溫度高于該處時，則順夾層上行。等于這一溫度時，通過下壁面及“V”形管9加熱，加熱后一部分返向夾層，一部分從吸熱包的入水管11進(jìn)入吸熱包8，另一部分通過第5頁圖6下水合頁1進(jìn)入吸熱門，加熱后經(jīng)圖6上水合頁2進(jìn)入夾層。各部分被加熱的水匯集于鍋爐頂部，由圖6出水口3供用戶。它的多功能實(shí)現(xiàn)的方式同上款鍋爐。如圖第5頁圖6關(guān)a、c開b、d實(shí)現(xiàn)介質(zhì)的加熱，恢復(fù)時則閉b、d，開a、c。兩側(cè)可同時加熱兩種不同介質(zhì)。為滿足強(qiáng)制送風(fēng)燃燒，第5頁圖6、4為強(qiáng)制送風(fēng)口，堵死底面即可行正壓燃燒。溫度表在出水口安裝。第7頁圖8、1為壓力表接口。焊接鋼材與鋼材為電焊，銅質(zhì)管材和鋼材焊接時為銅焊。權(quán)利要求這一技術(shù)是通過改變鍋爐的導(dǎo)熱系數(shù)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，達(dá)到提高鍋爐效率實(shí)現(xiàn)一爐多用的目的。因此其保護(hù)范圍是鍋爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和鍋爐主要受熱面的材料。1.多功能高倍節(jié)能鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)與水管鍋爐一樣。煤在爐膛內(nèi)燃燒，放出熱能，提供給以水管形式的鍋進(jìn)行吸熱，鍋與爐共同完成放熱----吸熱過程。它的不同之處在于，爐膛頂部設(shè)置了強(qiáng)化燃燒的反射拱，反射拱下面是爐膛，反射拱上面是燃燒室。高溫?zé)煔馔ㄟ^拱外緣與爐內(nèi)壁這一環(huán)狀空間進(jìn)入燃燒室，并沖刷這一部位的銅質(zhì)V形管，在燃燒室得到二次風(fēng)被充分燃燒后，集中地通過燃燒室喉部進(jìn)入對流吸熱空間。這一空間是由吸熱包外壁和鍋爐內(nèi)壁構(gòu)成。高溫?zé)煔鉀_刷這一空間的每層V形管，完成吸熱過程后被排出。因此多功能高倍節(jié)能鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的要求保護(hù)范圍是在水管鍋爐中，爐膛頂部設(shè)置了強(qiáng)化燃燒的反射拱，反射拱下面是爐膛、上面是燃燒室，高溫燃?xì)馔ㄟ^拱的外緣與爐內(nèi)壁這一環(huán)狀空間進(jìn)入燃燒室，并沖刷這一部位的銅質(zhì)V管，在燃燒室得到二次風(fēng)被充分燃燒后，集中地通過喉部進(jìn)入對流吸熱空間。這一空間的吸熱面是由吸熱包外壁，鍋爐內(nèi)壁及銅質(zhì)V形管構(gòu)成，高溫?zé)煔鉀_刷這一空間的每層銅質(zhì)V形管后被排出。2.家庭多功能高倍節(jié)能鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)該鍋爐同傳統(tǒng)的家用自然循環(huán)鍋爐的燃燒方式一樣，爐膛燃煤，爐筒排煙，靠內(nèi)壁吸熱，完成放熱----吸熱過程。不同于現(xiàn)有技術(shù)的特征是在爐膛上部設(shè)置了擋火蓋。擋火蓋上面是燃燒室，煙道，擋火蓋下面是爐膛。擋火蓋外緣與爐膛內(nèi)壁之間的環(huán)狀空隙增設(shè)了銅質(zhì)V形管。擋火蓋就放在V形管之上。在煙筒部分設(shè)有彈簧管式吸熱門，高溫?zé)煔馔ㄟ^沖刷V形管、彈簧管、及內(nèi)壁，被吸熱后排出。因此其請求保護(hù)范圍是于傳統(tǒng)家庭用自然循環(huán)采暖鍋爐燃燒方式相同，爐膛燃燒，爐筒排煙。爐膛上部設(shè)置擋火蓋，擋火蓋上面是燃燒室，煙道。下面是爐膛。擋火蓋外緣與爐膛內(nèi)壁之間的環(huán)狀空隙是V管。煙囪內(nèi)是吸熱門的銅質(zhì)彈簧管。高溫?zé)煔鉀_刷V形管彈簧管及內(nèi)壁，經(jīng)吸熱后排出。3.銅質(zhì)V形管、彈簧管它同普通管材一樣，作為鍋爐主要受熱面的導(dǎo)熱材料，將熱能通過管壁傳遞給管內(nèi)介質(zhì)，使鍋爐水溫不斷升高。不同于現(xiàn)有技術(shù)的特征是在材料上選用了導(dǎo)熱系數(shù)較高的銅質(zhì)管材。其外部特征是把銅質(zhì)管材經(jīng)加工，使兩個端面處在同一平面。即管材中心線夾角小于90度或平行。最終使管材具有V形或U形的外部形狀。彈簧管則是在加工過程中其空間夾角經(jīng)過90度。中心線空間夾角小于90度或平行。最終使管材具有彈簧的外部形狀。因此其請求保護(hù)范圍是作為鍋爐受熱面的導(dǎo)熱材料，將熱能通過管壁傳遞給介質(zhì)，使鍋爐水溫不斷升高。其外部特征是把銅質(zhì)管材經(jīng)加工，使兩個端面處在同一平面。管材中心線的夾角小于90度或平行，最終具有V形或U形的外部形狀。彈簧管在加工過程中其兩邊空間夾角經(jīng)過90度。最終使管材具有彈簧的外部形狀。兩條中心線空間夾角小于90度或平行。以上述外部特征的金屬管材為基礎(chǔ)作為鍋爐的受熱面以及以上述金屬管材為基礎(chǔ)的其它作為鍋爐導(dǎo)熱材料的相關(guān)產(chǎn)品。4.吸熱門它是鍋爐主要受熱面的一部分。吸收來自爐膛的熱能，與其他受熱面共同完成吸熱過程。其特征是門的內(nèi)壁是鍋爐內(nèi)壁的一部分，在這一曲面上以銅質(zhì)V形管或彈簧管為導(dǎo)熱材料，延長增大了吸熱范圍成為一個以銅質(zhì)V管或彈簧管為基礎(chǔ)的吸熱單元。在調(diào)控狀態(tài)下，吸熱門的熱能來自鍋爐本體，但介質(zhì)可以來自本體，也可以來自于本體之外，可構(gòu)成獨(dú)立于本體之外的循環(huán)回路，并可根據(jù)工況進(jìn)行門的自如開合。達(dá)到一臺鍋爐同時加熱兩種以上介質(zhì)的目的。因此其請求保護(hù)范圍是作為鍋爐主要受熱面的一部分，是以V形管或彈簧管為基礎(chǔ)導(dǎo)熱材料的一個吸熱單元。在調(diào)控狀態(tài)下，吸熱門的熱源來自本體，吸熱門內(nèi)介質(zhì)可來自鍋爐本體，也可來自本體之外，構(gòu)成可獨(dú)立于鍋爐本體之外的循環(huán)回路，并可根據(jù)工況進(jìn)行門的自如開合。達(dá)到一臺鍋爐同時加熱兩種以上介質(zhì)的目的。5.水合頁它是確定門的運(yùn)動軌跡的結(jié)構(gòu)性部件。不同之處在于，在發(fā)揮合頁使門能夠自由開合的前提下，導(dǎo)通介質(zhì)并參與各閉合回路的循環(huán)。