專利名稱：高溫高效全熱管正燒多用鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種民用采暖、飲水、洗浴用的多用鍋爐，尤指一種采用高溫高效異型熱管作為傳熱體的正燒多用鍋爐。
現(xiàn)行的鍋爐盡種類繁多，形式各異，但從結(jié)構(gòu)上講大致分為兩種1、火管鍋爐，即鍋殼與爐膽空間的中上方，容有一定體積的水，爐膽內(nèi)是燃燒室，鍋殼下方前部設(shè)有二次風(fēng)進(jìn)管，燃料在此燃燒產(chǎn)生熱量，供爐中水介質(zhì)吸收，熱量通過爐膽內(nèi)的與之垂直的受熱面，使高溫?zé)煔庠诠軆?nèi)升騰流動(dòng)并放熱，水在管外吸熱流動(dòng)達(dá)到設(shè)計(jì)的供熱溫度，這種鍋爐也稱作“鍋殼式鍋爐”或“水包火”式鍋爐；2、為“火包水”式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的鍋爐因其受熱面積是在爐膽內(nèi)腔燃燒室的上方裝置橫斜式水管與鍋殼中水介質(zhì)連通，即水介質(zhì)在鍋殼和水管中吸收火焰和高溫?zé)焿m氣流升騰與管壁沖刷放出熱量，以進(jìn)行冷熱交換循環(huán)流動(dòng)使鍋爐內(nèi)水溫達(dá)到設(shè)計(jì)供熱溫度，這類鍋爐通稱為水管鍋爐或立式水管鍋爐，彎水管鍋爐。
由上所述，無論是垂直煙火管或橫斜式彎水管都是在與燃燒過程中產(chǎn)生的高溫焰氣、煙塵氣流，在煙囪的抽力下向上升騰與之沖刷的過程中換熱，再把熱量傳導(dǎo)給周圍的水介質(zhì)，由于流速快，熱交換時(shí)間短，受熱面積小，故熱效率較低，煙塵排放濃度高，煙塵積存嚴(yán)重，影響了鍋爐的出力，達(dá)不到節(jié)能降耗，消煙除塵的目的，此外，凡此鍋爐內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重，煙火管鍋爐中會(huì)積存有大量煙怠，而這些都不易消除，從而使現(xiàn)行鍋爐不能達(dá)到高效、節(jié)能、降耗的目的，而且會(huì)影響鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
本實(shí)用新型的目的是提供一種熱效率高，節(jié)能降耗，消煙除塵，運(yùn)行安全可靠，操作方便的高溫高效全熱管正燒多用鍋爐，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案它包括鍋殼1與爐膽2，爐膽位于鍋殼內(nèi)，鍋殼與爐膽的正上方裝有一定體積的水，爐膽內(nèi)是燃燒室，燃燒室上方是熱管，鍋殼上端裝有沖天管11，其特征在于爐膽2內(nèi)下方采用正燒形式的燃燒室，爐膽頂與沖天管處設(shè)有高效異型熱管U形熱管10、L形熱管4、9，其是交叉錯(cuò)落式排列，U形熱管的兩側(cè)立管穿出爐膽的頂部后焊固在爐膽頂部，L形熱管則分別穿出爐膽頂部或側(cè)壁后亦焊固在爐膽上，異型熱管伸出爐膽后與水介質(zhì)接觸，燃燒室是正燒的燃燒層加雙二次風(fēng)結(jié)構(gòu)，燃燒室上方熾熱火焰升騰處設(shè)有旋流體裝置，此旋流體裝置由多個(gè)下翼形旋片6、下錐體14和位于下錐體四周的環(huán)形片15組成，其中多個(gè)下翼形旋片6均布在環(huán)形片15的圓形端緣上，而下翼形旋片6又焊固在L形熱管9的外側(cè)壁，此外，環(huán)形片15上沿著環(huán)形掀起多個(gè)等距旋片12，顯然，每個(gè)旋片12處有一漏孔13，而位于所述的旋流體裝置上方的預(yù)定高度，又設(shè)有多個(gè)上翼形旋片7，此多個(gè)上翼形旋片7均布在上錐體16底部四周的端緣上，上翼形旋片7又焊固在L形熱管9外側(cè)壁，位于上翼形旋片7的上方靠近爐膽頂部是傘形疊片8，它與U形熱管10焊固一起，爐膽內(nèi)燃燒室下方靠近爐膽底部設(shè)有單層爐排3，單層爐排3上是正燒層燃燒床，L形熱管位于爐排上方，燃燒室產(chǎn)生的熾熱氣流升騰至旋流體裝置時(shí)，開始以旋柱狀離心氣流旋起，煙氣向四周散開與異型熱管沖刷折射，將熱量傳給異型熱管。
其工作原理是異型熱管即U形熱管10、采暖段L形熱管4與飲水段L形熱管9采用由本發(fā)明人發(fā)明的熱傳導(dǎo)材料與普通碳素鋼制成的高溫高效熱管，這種高溫高效熱管的管內(nèi)裝有一定容積特殊配方的高溫高效熱傳導(dǎo)介質(zhì)，這種熱傳導(dǎo)介質(zhì)被鍋爐內(nèi)向上的熾熱氣流包圍而受熱沸騰吸收蓄熱，根據(jù)冷凝放熱的化學(xué)勢(shì)機(jī)理進(jìn)行傳導(dǎo)，即采用相變傳熱方式傳熱，故熱傳導(dǎo)系數(shù)大，傳熱速度快，所以冷凝段在水介質(zhì)中不易結(jié)垢或不結(jié)垢，達(dá)到高效節(jié)能的目的。
在爐膽內(nèi)燃燒室熾熱火焰的上方設(shè)有旋流體裝置，此旋流體裝置上裝有按一定角度排列的多個(gè)下翼形旋片6，它即不影響火焰及熾熱煙氣流升騰速度，又能按所設(shè)計(jì)的方向、角度形成一離心旋轉(zhuǎn)柱狀氣流，受離心力作用的熾熱煙氣流向四周散開達(dá)到燃燒室上方，燃燒室上方的異形熱管受熱傳導(dǎo)，此時(shí)柱狀氣流在與各個(gè)異形熱管多次沖刷折返而改變煙氣旋轉(zhuǎn)流動(dòng)方式，導(dǎo)致煙氣流在爐腔內(nèi)減緩、滯留，使煙氣中大顆?？扇继?jí)m不致逸出，而散落在爐排3表面的白熾狀燃燒層上回?zé)?，之后熾熱煙氣流又在煙囪的抽力下向上升騰。當(dāng)升騰到一預(yù)定高度時(shí)又與上翼形旋片7相遇而受阻，第二次改變升騰氣流的方向，降低煙氣流速與熱流失，再次把較大的煙塵碳顆粒降落到白熾燃層面進(jìn)行再燃燒，起到消煙、降塵、節(jié)能目的，而位于翼狀多角旋片上方的傘狀花形疊片有兩個(gè)或多個(gè)錐狀體，以U形熱管支撐，安裝在爐膽內(nèi)沖天管的下端，對(duì)升騰熱氣流又增加一新的阻力，在此形成一溫流氣旋，使燃燒的大顆粒碳?jí)m在燃燒層回燃，不可燃?jí)m粒在清灰時(shí)進(jìn)入灰坑，又一次達(dá)到消煙、降塵、節(jié)能目的。此外，位于爐膽內(nèi)沖天管下的熾熱煙氣流升騰處的U形熱管集結(jié)體，交叉疊狀排列，以增加受熱面積，利用升騰熾熱煙氣流與熱管沖刷折射，使在煙氣流程短的狀況下更有效地進(jìn)行熱轉(zhuǎn)換，以便充分利用熱能，提高鍋爐出力，減少排煙溫度，縮短開水時(shí)間。還需指出的是本實(shí)用新型由于裝有旋風(fēng)流體裝置，這樣，只要鍋爐點(diǎn)火運(yùn)行，在旋風(fēng)流體裝置的導(dǎo)引及上抽力作用下，升騰的熾熱氣流即形成一離心柱狀旋流，將積灰旋起，致使?fàn)t內(nèi)不存在積灰，從而又增加了鍋爐出力，且能安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減輕司爐人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。本實(shí)用新型采用高效熱管作為熱傳導(dǎo)體，取代了傳統(tǒng)的立式鍋爐中的所有橫豎煙火管及彎小管，利用熱管冷凝放熱段與水介質(zhì)急劇加熱瞬間汽化后，其密度下降的結(jié)果，與低溫水介質(zhì)進(jìn)行快速循環(huán)，使放熱段外側(cè)壁面上不易附著水垢，提高了鍋爐熱效率，使鍋爐熱應(yīng)力下降，保證了鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的可靠性，由于消除了結(jié)垢，取消了手工清垢、機(jī)械清垢及化學(xué)清垢的繁瑣工序，大大減輕了司爐人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用單層爐排正燒層的燃燒方式，使得爐膛燃燒空間大，受熱面積大，自然通風(fēng)流暢，雙二次風(fēng)能滿足供氧量，保證煤旺燃，使煤充分燃燒，減少爐渣含碳量。
由上所述，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、采用高效熱管的相變傳熱及化學(xué)熱強(qiáng)化換熱與傳統(tǒng)導(dǎo)熱方式相結(jié)合，增加了受熱面積，提高了熱效率。
2、消除了鍋爐熱應(yīng)力，提高了經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了安全運(yùn)行。
3、由于采用高效熱管，增加了容水體積，循環(huán)水量也隨之增大，可保證高效、快速地供應(yīng)熱水。
4、清灰除塵效果良好，不但提高了熱效率，減少了大氣污染，而且操作方便，減輕司爐人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
5、消除了水結(jié)垢，再次提高了鍋爐出力與安全系數(shù)，增加了鍋爐使用壽命，使鍋爐能夠安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
6、通風(fēng)給氧充足，煤燃燒充分，節(jié)能效果顯著，與同類同規(guī)格鍋爐相比，單位時(shí)間節(jié)煤50－60％。
7、一爐多用，采暖、飲水共用一爐。
本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)合
如下圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1所示A－A部位的剖視圖。
所述的旋流體裝置中的下翼形旋片6與垂直軸線所夾角度為50°－70°，而環(huán)形片15上的旋片12與垂直軸線所夾角度為負(fù)50°－70°。
所述的旋流體裝置上方的上翼形旋片7與垂直軸線所夾角度為50°－70°。
所述的異型熱管由熱傳導(dǎo)材料與碳素鋼管制成。
所述的熱傳導(dǎo)材料配方按重量百分比計(jì)算為N278％KmnO43％
H2O23％CO(NH2)23％填充液22％。
填充液采用水。
所述的雙二次風(fēng)結(jié)構(gòu)為鍋殼下方設(shè)有一前二次風(fēng)進(jìn)管17和后二次風(fēng)進(jìn)管5高溫高效熱傳導(dǎo)介質(zhì)制備過程如下將78％N2、3％KmnO4、3％H2O2、2％CO(NH2)2和22％的水在一定壓力下混配而成。
異型熱管的制造過程如下采用壁厚2.5mm的普通碳素鋼管，按需要彎成U形或L形，雙端加管堵與之焊接，管堵中心鉆φ2.6mm－φ3.6mm孔，孔中由一根φ2.5mm－φ3.5mm冷拉鋼絲經(jīng)消除內(nèi)應(yīng)力及除油除銹處理后，按軸線放入鋼管中并固定，碳鋼管中填注其容量1／3的上述高溫高效熱傳導(dǎo)介質(zhì)。
權(quán)利要求1.一種高溫高效全熱管正燒多用鍋爐，包括鍋殼1與爐膽2，爐膽位于鍋殼內(nèi)，鍋殼與爐膽的正上方裝有一定體積的水，爐膽內(nèi)是燃燒室，燃燒室上方是熱管，鍋殼上端裝有沖天管，其特征在于爐膽2內(nèi)下方采用正燒形式的燃燒室，爐膽頂與沖天管處設(shè)有高效異型熱管U形熱管10、L形熱管4、9，其是交叉錯(cuò)落式排列，U形熱管的兩側(cè)立管穿出爐膽的頂部后焊固在爐膽頂部，L形熱管則分別穿出爐膽頂部或側(cè)壁后亦焊固在爐膽上，異型熱管伸出爐膽后與水介質(zhì)接觸，燃燒室是正燒的燃燒層加雙二次風(fēng)結(jié)構(gòu)，燃燒室上方熾熱火焰升騰處設(shè)有旋流體裝置，此旋流體裝置由多個(gè)下翼形旋片6、下錐體14和位于下錐體四周的環(huán)形片15組成，其中多個(gè)下翼形旋片6均布在環(huán)形片15的圓形端緣上，而下翼形旋片6又焊固在L形熱管9的外側(cè)壁，此外，環(huán)形片15上沿著環(huán)形掀起多個(gè)等距旋片12，顯然，每個(gè)旋片12處有一漏孔13，而位于所述的旋流體裝置上方的預(yù)定高度，又設(shè)有多個(gè)上翼形旋片7，此多個(gè)上翼形旋片7均布在上錐體16底部四周的端緣上，上翼形旋片7又焊固在L形熱管9外側(cè)壁，位于上翼形旋片7的上方靠近爐膽頂部是傘形疊片8，它與U形熱管10焊固一起，爐膽內(nèi)燃燒室下方靠近爐膽底部設(shè)有單層爐排3，單層爐排3上是正燒層燃燒床，L形熱管位于爐排上方，燃燒室產(chǎn)生的熾熱氣流升騰至旋流體裝置時(shí)，開始以旋柱狀離心氣流旋起，煙氣向四周散開與異型熱管沖刷折射，將熱量傳給異型熱管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高效全熱管正燒多用鍋爐，其特征在于所述的旋流體裝置中的下翼形旋片6與垂直軸線所夾角度為50°－70°，而環(huán)形片15上的旋片12與垂直軸線所夾角度為負(fù)50°－70°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高效全熱管正燒多用鍋爐，其特征在于所述的旋流體裝置上方的上翼形旋片7與垂直軸線所夾角度為50°－70°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高效全熱管正燒多用鍋爐，其特征在于所述的異型熱管由熱傳導(dǎo)材料與碳素鋼管制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫高效全熱管正燒多用鍋爐，其特征在于所述的熱傳導(dǎo)材料配方按重量百分比計(jì)算為N278％KmnO43％H2O23％CO(NH2)23％填充液 22％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高溫高效全熱管正燒多用鍋爐，其特征在于所述的填充液為水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高效全熱管正燒多用鍋爐，其特征在于所述的雙二次風(fēng)結(jié)構(gòu)為鍋殼下方設(shè)有一前二次風(fēng)進(jìn)管17和后二次風(fēng)進(jìn)管5。
專利摘要一種高溫高效全熱管正燒多用鍋爐，包括鍋殼與爐膽，其內(nèi)設(shè)有交叉錯(cuò)落排列的內(nèi)裝高效熱傳導(dǎo)介質(zhì)的異型熱管，爐膽下方是正燃燒室，在煙氣升騰處設(shè)有旋流體裝置，它包括下錐體、環(huán)形片及其四周均布的翼形旋片，下錐體上方是上錐體，其四周均布上翼形旋片，再上方是傘形疊片。熾熱氣流自下而上經(jīng)旋流體裝置、上翼形旋片而形成旋狀氣流，在短流程內(nèi)與異型熱管充分進(jìn)行熱交換，其熱效率高，傳導(dǎo)快，不結(jié)垢，提高鍋爐出力且節(jié)能。
文檔編號(hào)F22B31/00GK2202843SQ9421566
公開日1995年7月5日 申請(qǐng)日期1994年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月30日
發(fā)明者史鳳容 申請(qǐng)人:天津市天龍熱能設(shè)備有限公司, 史鳳容