专利名称：交替式摩擦换热锅炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及锅炉的节能与环保，是一种交替式摩擦换热锅炉。
常规立式锅炉的排烟口在锅炉的顶部，炉膛上部横向布设的水管占满了炉膛上部的全部空间，锅炉的做功主要是热现象中的传导和对流，炉膛上部横向布设的水管遮挡了辐射能做功，炉膛内直上的热气流带走了大量的热能和灰尘，热效率低且造成了环境的污染。
本发明的目的是提供一种节能无污染的锅炉。
本发明是这样实现的设计一种交替式摩擦换热锅炉，利用热辐射和能量储存来提高炉膛内的燃烧温度，利用交替式摩擦换热方式来提高热能的利用，使热能在炉体内全方位的往复利用。这种锅炉结构由外锅筒3、内锅筒4、换热管7、炉排10、烟尘沉降室14、排烟口13、出热口1、自动排气阀接口2、压力表接口20、进水口18等组成。其特征是在内锅筒4与外锅筒3之间的夹层5的一周设置有无数换热管7，换热管7的上口6与燃烧室9的上部相通、换热管7的下口12与沉降室15相通。
工作原理当炉排上的燃料在燃烧室燃烧时，火光可以照射到燃烧室的上下及一周所有的受热面，全方位的接收燃料燃烧释放的辐射能量；由于燃烧室的顶部是全封闭的，燃烧室内的高温热气流直射上行经顶部折射缓冲后逆向下行进入换热管，燃烧室上部热气流在折射缓冲逆向下行的全过程是在高温辐射条件下进行的，热能在燃烧室得以储存提高了燃烧室内的温度，给燃料充分燃烧提供了必须的条件。热现象的传导、对流、辐射、热储存在燃烧室内同步进行，加大了燃烧室与外界的温差压强比，由燃烧室上部逆向进入换热管的烟气对流排放加速，由于换热管内的高温热气流是垂直下行，热现象的传导、对流在换热管内呈轴向360°纵向180°垂直下行，换热管外周由下向上流动的介质与换热管内的热气流在相反方向呈轴向360°纵向180°垂直上行，形成全方位的交替摩擦换热，锅炉的下部是流动的低温介质，烟气中大于介质的热量均能得到充分利用。由于换热管内的烟气是垂直下行进入沉降室的，烟气中的能量在交替式摩擦换热时已经带入介质，烟尘进入沉降室时已经失去了能量体积缩小重量增大而脱落在沉降室，粉尘脱落在沉降室；沉降室的容积大，而烟气进入沉降室时体积又缩小，烟气在沉降室流动减速，大于空气质量的粉尘在此脱落。这种交替式摩擦换热锅炉给定了燃料充分燃烧放热、热量充分利用的条件，同时也同步给定了烟尘沉降的条件，实现了高效节能无污染的目的，达到了环保的要求。
炉排下设置有空气预热室，利用炉排向下的热辐射和炉排下落的热炉灰加热进入炉体的空气，给燃料充分燃烧提供热氧促燃条件，加速了燃料的充分燃烧，促使燃烧室内与外界的温差压强比增大，空气对流加速；这种加速对流是随着燃烧室内的压强比增大而加速，燃料燃烧所需的氧气能够始终保持自动同步等量给定，克服了机械给氧的过量或不足，调节风们的大小就可以任意调控火温和燃烧速度。
本发明的具体结构由以下的实施例及附图给出。
图1剖面图、图2外观图。1、出热口；2、自动压力阀接口；3、外锅筒；4、内锅筒；5、圆周空间夹层；6、换热管上口；7、换热管；8、换热管热流方向；9、燃烧室；10、炉排；11、锅筒底法兰；12、换热管下口；13、排烟口；14、烟气流动方向；15、沉降室；16、沉降室底法兰；17、换热管内热流方向；18、给水接口；19、空气预热室；20、压力表接口。
下面结合图1详细说明依据本发明提出的具体安装及原理。
该装置包括外锅筒3，内锅筒4，内外锅筒之间形成一圆周夹层空间5，换热管7设在一周夹层空间内，内外锅筒下部由底板11密封，锅炉底板下设有烟尘沉降室15，换热管7的上口6与燃烧室9上部相通，换热管7下口12与沉降室15相通，排烟口13设在沉降室的一侧，炉排10下设有空气预热室19，当燃料在燃烧室内燃烧时，燃烧室内的热气流沿箭头8所示方向直射上行，因燃烧室的上部是密封顶，直射上行的热气流经密封顶折射缓冲后逆向下行进入一周换热管，燃烧室内的热气流在上行、折射缓冲、逆向下行的过程中是在高温辐射的条件下进行的，热能在燃烧室内得以储存，热现象的传导对流辐射同时存在，燃烧室的整个空间都能够被火光照射到，内锅筒4的内壁全部都暴露在火光照射的条件下接收燃烧室内的高温辐射。
进入换热管内的热传递轴向360°纵向180°沿箭头17所示方向下行，而换热管的外周流动的介质是轴向360°纵向180°沿箭头8所示方向上行，给定了换热管交替式摩擦换热条件，这种交替式摩擦换热把烟气中大于介质的热量都能够充分得到利用；由于换热管是设置在锅炉的夹层内，不占用辐射区的位置，增大了锅炉的辐射受热面，对流受热面可以根据需要在圆周夹层内1排、2排、3排或更多的设置，换热管是垂直设置的，灰尘进入换热管的流动沿箭头17所示方向垂直下行进入沉降室的，灰尘在管内没有存留的条件，烟气流动通畅，锅炉可始终保持最佳状态的工作效率。
经过换热处理过的烟气进入沉降室时已经失去了能量，烟气温度小于或等于进入锅炉介质的温度，烟尘失去了能量体积缩小重量增大，烟气流速减慢，大于空气质量的烟尘在沉降室脱落下沉，烟气沿箭头14所示方向进入烟囱排出，有效的阻止了烟尘的排放。这种规律的自动除尘来自三个方面1、交替式摩擦换热消耗了烟气中的能量，烟尘温度降低体积缩小、重量增大而自动脱落；2、设定换热管内的烟尘垂直下行进入沉降室，烟尘被迫沉降；3、沉降室的截面积大于烟囱截面积，沉降室内的烟气流速低，给定了烟尘自然沉降的必须条件；设定了上述三个条件实现了节能、高效、自动同步除尘。
尽管进入烟囱的烟气已经失去了能量，但排放的烟气温度依然大于外界的环境温度，烟气仍然可以自然加速排放；由于烟囱和燃烧室是一个密封整体，燃烧室内的高温与烟囱内的低温形成了很大的温差压强比，迫使烟囱排烟加速。
这种交替式摩擦换热锅炉的燃烧室容积大，热现象的传导、对流、辐射的能量得到了很好的利用和储存，加大了辐射受热的面积、提高了对流受热的效率，减少了烟尘排放，实现了节能、高效、环保。
由于这种交替式摩擦换热实现了轴向360°纵向180°全方位交替式摩擦换热，热转换的材料利用是最大角度、最大距离实现的，大于常规横向冲刷传热的一倍以上，同一功率的产品可以节省材料50％以上。
权利要求
1.一种交替摩擦换热锅炉，其特征在于这种锅炉包括外锅筒(3)、内锅筒(4)、换热管(7)、炉排(10)、烟尘沉降室(15)、排烟口(13)，所述外锅筒(3)与内锅筒(4)的下口由锅筒底法兰(11)密封连接一体，内锅筒(4)与外锅筒(3)之间设一圆周空间夹层(5)，换热管(7)1排、2排或更多排设置在圆周空间夹层(5)内，换热管的上口(6)与燃烧室(9)的上部相通，换热管的下口(12)与沉降室(15)相通，排烟口(13)设在沉降室的一侧。
2.这种锅炉其特征2燃烧室(9)内的热流沿箭头(8)所示方向上行，换热管(7)内的热流沿箭头(17)所示方向下行，锅筒底法兰(11)下设有沉降室(15)，排烟口(13)与沉降室(15)相通，排烟口在沉降室(15)的一侧或锅炉体的下部。
3.这种锅炉其特征3沉降室(15)设在锅炉体的下部，换热管的下口(12)与沉降室相通，排烟口与沉降室相通，烟囱是由沉降室接出。
4.根据权利要求1、2、3所述锅炉，其特征是沉降室与锅炉可一体制作，也可分体制作组装一体。
全文摘要
本发明涉及一种交替式摩擦换热锅炉，常规立式锅炉排烟口在锅炉顶部，燃烧室上部布设对流受热面不能有效的利用辐射能，热效率低且耗材多，大量的热量直接排放造成了燃料的浪费污染了环境。本发明设交替式摩擦换热增大了辐射受热面，燃烧室内的高温辐射给燃料提供了充分净化燃烧放热的条件，对流受热面采用交替式摩擦换热方式，有效的回收利用了低温热能，在锅炉体下部设置有烟尘沉降室，自动同步的净化了烟尘，实现了节能无污染的目的。
文档编号F24H1/00GK1873319SQ200510055698
公开日2006年12月6日 申请日期2005年5月31日 优先权日2005年5月31日
发明者余经炎 申请人:余经炎