一种高效节能分层锅炉的制作方法

本发明涉及加热容器技术领域，尤其涉及一种高效节能分层锅炉。

背景技术：

在目前的锅炉加热领域，对于烧水锅炉，采用加热装置对炉内的局部水体区域进行加热，热量以对流的方式扩散到整个水体，由于该过程是在静态过程中完成的，因此热量传导效率较低，导致烧水速度较慢，且使大量热量对外耗散，产生了较大的能源浪费。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中的锅炉在烧水过程中热量对外耗散较多的问题，而提出的一种高效节能分层锅炉。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高效节能分层锅炉，包括底座和圆柱状的外壳体，所述底座上同心固定有多个大小不一的环形板，所述底座的中部固定连接有一个加热罩，所述加热罩的顶部连通有一个第一软管；

每个所述环形板和外壳体的内壁均固定连接有一个环形硬管，每个所述环形板均贯穿设置有一个第二软管，每个所述环形硬管均连通有一个第三软管，位于最内侧的所述第二软管和第三软管共同与第一软管连通，次外层的所述第二软管和第三软管共同与贯穿内侧环形板的第二软管连通，最外层的所述第三软管与较内层的第二软管连通；

所述第二软管与环形板连接处的上方设置有一个记忆合金杆，所述记忆合金杆的中部固定连接在环形板的内壁，所述记忆合金杆的下方固定连接有u型架，所述第二软管卡设在u型架内，所述记忆合金杆的上方设置有一个上支架，所述第三软管胶合固定在上支架的下端面，所述上支架固定在环形板的内壁，最外层的所述环形板与加热罩共同密封固定连接有一个供水管

在上述的高效节能分层锅炉中，所述环形硬管的为螺旋盘状的金属管，所述环形硬管上开设有多个用于通气的气孔，每个所述环形板的底部均开设有一个连通孔。

在上述的高效节能分层锅炉中，所述记忆合金杆选用具有低温记忆特性的cualmn形状记忆合金制成。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、加热罩内产生的蒸汽将内侧环形板所包围的水加热至沸腾后，蒸汽便无法进入对应的第三软管中而仅能进入较外层的第二软管和第三软管中，实现先加热内侧的水后加热外侧的水体；当次外层环形板内的水加热至沸腾后，对应位置的记忆合金杆伸长使第二软管连通，进而使蒸汽进入最外侧的环形硬管中并加热最外层的水；最终实现将整个锅炉中的水烧至沸腾；

2、本发明的锅炉在烧水时，先将内层环形板中的水进行加热，后加热外层的水，即内层的水加热至沸腾时，较外层的水仍然处于较低的温度，进而使得外层水与外界的温差较低，根据热力学定律可知锅炉外层与外界的温差越低，锅炉中水的热量向外界传导的越慢，使得锅炉在烧水的整个过程向外界散失的热量越少，极大的提高了锅炉在烧水时的速度，达到了高效节能的目的。

附图说明

图1为本发明提出的一种高效节能分层锅炉的结构示意图；

图2为图1中a部分结构的放大示意图；

图3为本发明中u型架部分的侧视图。

图中：1底座、2外壳体、3环形板、4加热罩、5第一软管、6环形硬管、7第二软管、8第三软管、9u型架、10记忆合金杆、11上支架、12供水管、13连通孔。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-3，一种高效节能分层锅炉，包括底座1和圆柱状的外壳体2，所述底座1上同心固定有多个大小不一的环形板3，多个环形板3互相套接，将外壳体2内部的空间分割为一个小圆柱形以及多个环形柱状空间，所述底座1的中部固定连接有一个加热罩4，所述加热罩4的顶部连通有一个第一软管5；

每个所述环形板3和外壳体2的内壁均固定连接有一个环形硬管6，每个所述环形板3均贯穿设置有一个第二软管7，每个所述环形硬管6均连通有一个第三软管8，位于最内侧的所述第二软管7和第三软管8共同与第一软管5连通，次外层的所述第二软管7和第三软管8共同与贯穿内侧环形板3的第二软管7连通，最外层的所述第三软管8与较内层的第二软管7连通；

所述第二软管7与环形板3连接处的上方设置有一个记忆合金杆10，所述记忆合金杆10的中部固定连接在环形板3的内壁，保证记忆合金杆10达到其变态温度时可向上下两侧变形，所述记忆合金杆10的下方固定连接有u型架9，所述第二软管7卡设在u型架9内，所述记忆合金杆10的上方设置有一个上支架11，所述第三软管8胶合固定在上支架11的下端面，所述上支架11固定在环形板3的内壁，最外层的所述环形板3与加热罩4共同密封固定连接有一个供水管12。

所述环形硬管6的为螺旋盘状的金属管，所述环形硬管6上开设有多个用于通气的气孔，进入环形硬管6的蒸汽通过气孔进入环形板3内的水体中，对锅炉中的水进行加热，每个所述环形板3的底部均开设有一个连通孔13，使得环形板3之间出现压力差时可以经连通孔13缓速流动，保证锅炉内个区域的水位保持一致；所述记忆合金杆10选用具有低温记忆特性的cualmn形状记忆合金制成，本发明选用的记忆合金杆10应选用变态温度为100℃的形状记忆材料制成，保证记忆合金杆10周边的水体被加热至沸腾后才会使其达到变态温度并变形。

本发明中，加热罩4中设置有用于烧水的加热装置，此为加热容器领域的现有技术，在此不作赘述。

本发明的锅炉在使用时，首先向锅炉中倒水，外壳体2和环形板3中均补充一定的水量，启动加热装置对加热罩4中的水进行加热，故而加热罩4中的水量较少会快速沸腾产生大量的水蒸汽，水蒸汽经第一软管5流至上方的第二软管7和第三软管8中，此时环形板3处的水温较低而未达到记忆合金杆10的变态温度，此时记忆合金杆10处于收缩状态，位于记忆合金杆10下方的u型架9挤压第二软管7，使得第二软管7处于闭塞状态(如图2左侧的第二软管7)；位于记忆合金杆10上方的第三软管8不受到挤压而处于连通状态，此时第一软管5流出的水蒸气仅能经第三软管8流至环形硬管6内，再经环形硬管6的气孔溢出至水中，对环形板3所包围的水体进行加热；

当最内侧环形板3所包围的水沸腾时，记忆合金杆10也达到变态温度而伸长，进而向上挤压第三软管8使其处于闭塞状态，推动u型架9向下运动而不挤压第二软管7使其处于连通状态，此时第一软管5中的水蒸汽仅能经第二软管7流向较外层的环形板3中，对较外层的水体进行加热；

综上：加热罩4内产生的蒸汽将内侧环形板3所包围的水加热至沸腾后，蒸汽便无法进入对应的第三软管8中而仅能进入较外层的第二软管7和第三软管8中，实现先加热内侧的水后加热外侧的水体；当次外层环形板3内的水加热至沸腾后，对应位置的记忆合金杆10伸长使第二软管7连通，进而使蒸汽进入最外侧的环形硬管6中并加热最外层的水；最终实现将整个锅炉中的水烧至沸腾。

本发明的锅炉在烧水过程中，加热罩4中蒸发消耗的水分可会经供水管12从最外层的向内自动补充，避免加热罩4中出现干烧的情况；本发明中的环形板3可选用内部填充有隔热棉等保温芯材的环保塑料制成，降低锅炉工作时，各个环形板3两侧热量的传导，进一步降低热量散发至外界的量。

本发明的锅炉在烧水时，先将内层环形板3中的水进行加热，后加热外层的水，即内层的水加热至沸腾时，较外层的水仍然处于较低的温度，进而使得外层水与外界的温差较低，根据热力学定律可知锅炉外层与外界的温差越低，锅炉中水的热量向外界传导的越慢，使得锅炉在烧水的整个过程向外界散失的热量越少，极大的提高了锅炉在烧水时的速度，达到了高效节能的目的。

尽管本文较多地使用了底座1、外壳体2、环形板3、加热罩4、第一软管5、环形硬管6、第二软管7、第三软管8、u型架9、记忆合金杆10、上支架11、供水管12、连通孔13术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。