专利名称:多功能高倍节能锅炉的制作方法
技术领域：
建安锅炉的效率是锅炉性能的具体体现。影响锅炉效率的主要因素有锅炉的内部结构，燃料燃烧的焰气温度，材料的导热性能。即
式中
是人们不断努力探索的一个空间，最终达到一个极限，但其提高效率的幅度较小。厚度
几乎是一个常数。导热系数是随材料的改变而改变，它可以成倍地提高导热能力。
当今，钢材是锅炉的唯一选材。锅炉的产热也就只能靠钢材的导热能力来完成，但在金属家族中导热系数最高的不是钢材。《金属工艺学》(统一书号15033.4950)一书在研究金属导热性能时所做的实验结论是“设导热性能最好的银的导热率为1，则铜的导热率为0.9，铝为0.5，铁为0.18。由此可见铜的导热能力远远高于铁。在《锅炉基础知识》(书号15195.54)一书中也介绍了金属的导热系数，铜为300-350大卡/米时度，铁为40-50大卡/米时度。不难看出，铜的导热能力是铁的7倍，但人们为什么不用铜呢？在《金属工艺学》一书中对铜有着详细地介绍。铜有着较强的导热能力，耐腐蚀能力，有优良的塑性。拉力22kg/mm，伸缩率为2.1％。随着合金成分的不同，HB值可达160-200，由以上可见，除伸缩率外，铜的其它性能都可以满足锅炉的吸热选材要求，至少在低压和常压热水采暖锅炉中可以使用。
习惯上，锅炉的受热面为直管段焊接在两个壁面之间，如果使用铜，则2.1％的伸缩率无处容纳，终而使其变形，所以无法使用。
笔者的这一设计就是想使铜扬长避短，利用其优良的导热性能提高锅炉的效率，最终达到节能的目的。这就是“V”形管和弹簧管。
把直的铜管经退火后，弯制成“V”或“U”状，使其两端处在同一平面。将开口端焊接在锅炉已打好孔的内壁，这样铜管能够自由伸缩。两端竖直安装，一端在上，一端在下，形成了高度差，介质由下端进入，受热后从上端流出，实现了加热介质的小循环，水中的水垢物质析出时被流体带出。根据不同的工况需要，变化其长度和管径，使其服从设计需要。
同理，弹簧管可根据低温区域温度需要，增减其圈数，达到吸热的最佳状态。
由于管子的两端被固定在同一壁面，使得相邻的管束可以划分为一个吸热单元，这一单元独立于锅炉本体，介质可以来自本体，也可以来自体外。来自本体的介质加热后又返回本体。来自体外的又送向体外。这就是吸热门。它能自由地开合，使锅炉的内部结构暴露无遗。
综上所述，该技术与现有技术相具有的优点是1.由于使用铜作为锅炉的吸热面，成倍地提高了锅炉的吸热能力，有着明显的节能效果。
2.吸热门的出现，使一台锅炉可同时加热二种以上不同的介质，同时对锅炉的内部结构可随时进行清灰、保养。
3.受热面介质单向流动，克服了层流带来结垢的弊端。
4.相同产热量的前提下可缩小锅炉体积。
附图第1页图1是铜制“V”形管。a、b两端被坚直焊接在锅炉的内壁，另一端为自由伸缩端。因a与b的高度差所致，低温介质由b端流入，吸热后从a端流出。根据不同的设计需要，确定其长度、管径及弯曲半径。
图2为铜质弹簧管；主要用于小型锅炉的低温区域。根据不同的工况需求，确定其弯曲半径、圈数及管径。同理，低温介质由b端进入，在坡向的引导下从a端流出。
两种管子的长度L的伸缩解决了，高度H的伸缩量较小，由长度L的弹性来吸收。L越长，在C端的弯曲半径才能越大。因此H的伸缩量不能大于L的弹性极限。
附图2、3、4、页即图3、图4、图5是家庭用多功能高倍节能锅炉。为简明，炉盖未画出。在图4中支撑圈4，挡火盖3，炉盘1的材质是铸铁，“V”型管2、弹簧管5均为铜质管材。夹层内外壁为2mm冷轧板。
从附图第3页图4中看到，煤是在拿开挡火盖3加入的，在周围直径10mm的“V”型管2影响下，使加入的煤越靠近中心越实，越靠壁面越松散。使煤与壁面形成缝隙。燃烧时由于挡火盖、支撑圈的阻挡，火焰就从这一缝隙燃烧着上升。减小了壁面的水冷程度。克服了传统的“一圈黑”提高火焰温度。8是炉壁的支撑铁共3块，它与炉内壁焊死。挡火圈4的主要作用是保护“V”形管，同时支撑挡火盖3。烟气流程从图4可知煤在炉箅上燃烧后，在支撑图4挡火盖3的阻挡下，火焰在煤与内壁的缝隙点燃上升，冲刷上部的“V”形管2，在未燃的可燃气与烟气上升至“V”管之上的这一空间时，可燃气体进一步点燃，火焰经烟道7进入烟囱。高温烟气进入烟囱后，由烟囱内壁吸收烟气的外缘部分热量，由直径12mm弹簧管吸收烟气的中心部分热量，烟气经过这一换热过程后被排出，避免了圆心高温区热能的无效排放。
需清灰时，将吸热门6打开，内部结构便暴露无遗。
在炉上烧水，烧饭时，将挡火盖3拿出，把中心的煤拨向周边，火焰从中心进入烟道，使被加热面受热。介质流程冷水由回水管进入第3页图4回水盒9内，使其沉淀。回水获得炉箅1的辐射热沿夹层上行，经炉膛加热，上行至“V”形管时，一部分进入烟道夹层，一部分进入“V”形管。两部分被加热后都经过烟道夹层进入烟囱夹层。在烟囱夹层内，一部分继续上行，另一部分由第2页图3阀门a、水合页4进入吸热门3。在吸热门内按照温度梯度，由弹簧管加热各层面并汇集在吸热门的顶部，通过第2页图3水合页5，阀门C进入烟囱夹层，最后从第2页图3出水口2供用户。
多功能是由图3阀门a、b、c、d的调节来实现的。想要在采暖的同时加热洗浴水时，则开启b阀，关闭a阀，开启d阀，关闭c阀，这时洗浴水箱的回水经过b阀，下水合页4，进入吸热门，加热后经上水合页5，阀门d又返回洗浴水箱，形成了一个独立的闭合回路，不需加热时，关b、d阀，开a、c阀。这时锅炉又全部恢复供暖状态，实现了两种介质在分离状态下的同时加热。水合页附图第10页图11是水合页半剖图。主要作用是在导通水的前提下，能够转动灵活地起到合页的作用。
座体1与锅炉本体相接，能转动的铜质通水轴5与吸热门相接，并立在座体1上，两者的空隙2由油浸填料填充，由压垫4实后用压紧套3锁紧，达到转动灵活而无渗漏为止。
除通水轴5和锁紧紧套4外，其它均为铸铁(马钢)。
尺寸的大小根据吸热门来确定。
附图第5-11页图6、7、8、9、10、12、13为多功能高倍节能锅炉。第6页图7是该炉主视全剖图，比例为1∶10。为改善着火条件，炉膛内壁为耐火保温内衬，顶部设反射拱，各部位“V”形管均为直径不同的铜质管材。主体内壁为3mm冷轧板材，所属管径均为公称直径。烟气流程
煤从附图第9页图10、G-G向炉门1进入炉膛，燃烧后，高温烟气冲刷第6页图7、32mm“V”形管4后进入燃烧室10，由调风口5和第11页图13、清灰口1调节，提供二次风，使其进一步点燃上行，冲刷喉部直径32mm“V”形管9，高温烟气通过喉部后，它的上部空间如附图第6页图7所示，中央是一圆柱吸热包，周围被错排排列，直径为25mm“V”形管包围，高温烟气在这一区域被充分吸热后经烟囱12排出。介质流程水由第6页图7回水口7进入夹层1，沿途吸热上行，在炉膛上部“V”形管4吸热后上行进入分水空间6，上行水温度高于该处时，则顺夹层上行。等于这一温度时，通过下壁面及“V”形管9加热，加热后一部分返向夹层，一部分从吸热包的入水管11进入吸热包8，另一部分通过第5页图6下水合页1进入吸热门，加热后经图6上水合页2进入夹层。各部分被加热的水汇集于锅炉顶部，由图6出水口3供用户。
它的多功能实现的方式同上款锅炉。如图第5页图6关a、c开b、d实现介质的加热，恢复时则闭b、d，开a、c。
两侧可同时加热两种不同介质。
为满足强制送风燃烧，第5页图6、4为强制送风口，堵死底面即可行正压燃烧。
温度表在出水口安装。
第7页图8、1为压力表接口。焊接钢材与钢材为电焊，铜质管材和钢材焊接时为铜焊。
权利要求
这一技术是通过改变锅炉的导热系数和内部结构，达到提高锅炉效率实现一炉多用的目的。因此其保护范围是锅炉的内部结构和锅炉主要受热面的材料。1.多功能高倍节能锅炉内部结构与水管锅炉一样。煤在炉膛内燃烧，放出热能，提供给以水管形式的锅进行吸热，锅与炉共同完成放热----吸热过程。它的不同之处在于，炉膛顶部设置了强化燃烧的反射拱，反射拱下面是炉膛，反射拱上面是燃烧室。高温烟气通过拱外缘与炉内壁这一环状空间进入燃烧室，并冲刷这一部位的铜质V形管，在燃烧室得到二次风被充分燃烧后，集中地通过燃烧室喉部进入对流吸热空间。这一空间是由吸热包外壁和锅炉内壁构成。高温烟气冲刷这一空间的每层V形管，完成吸热过程后被排出。因此多功能高倍节能锅炉内部结构的要求保护范围是在水管锅炉中，炉膛顶部设置了强化燃烧的反射拱，反射拱下面是炉膛、上面是燃烧室，高温燃气通过拱的外缘与炉内壁这一环状空间进入燃烧室，并冲刷这一部位的铜质V管，在燃烧室得到二次风被充分燃烧后，集中地通过喉部进入对流吸热空间。这一空间的吸热面是由吸热包外壁，锅炉内壁及铜质V形管构成，高温烟气冲刷这一空间的每层铜质V形管后被排出。
2.家庭多功能高倍节能锅炉内部结构该锅炉同传统的家用自然循环锅炉的燃烧方式一样，炉膛燃煤，炉筒排烟，靠内壁吸热，完成放热----吸热过程。不同于现有技术的特征是在炉膛上部设置了挡火盖。挡火盖上面是燃烧室，烟道，挡火盖下面是炉膛。挡火盖外缘与炉膛内壁之间的环状空隙增设了铜质V形管。挡火盖就放在V形管之上。在烟筒部分设有弹簧管式吸热门，高温烟气通过冲刷V形管、弹簧管、及内壁，被吸热后排出。因此其请求保护范围是于传统家庭用自然循环采暖锅炉燃烧方式相同，炉膛燃烧，炉筒排烟。炉膛上部设置挡火盖，挡火盖上面是燃烧室，烟道。下面是炉膛。挡火盖外缘与炉膛内壁之间的环状空隙是V管。烟囱内是吸热门的铜质弹簧管。高温烟气冲刷V形管弹簧管及内壁，经吸热后排出。
3.铜质V形管、弹簧管它同普通管材一样，作为锅炉主要受热面的导热材料，将热能通过管壁传递给管内介质，使锅炉水温不断升高。不同于现有技术的特征是在材料上选用了导热系数较高的铜质管材。其外部特征是把铜质管材经加工，使两个端面处在同一平面。即管材中心线夹角小于90度或平行。最终使管材具有V形或U形的外部形状。弹簧管则是在加工过程中其空间夹角经过90度。中心线空间夹角小于90度或平行。最终使管材具有弹簧的外部形状。因此其请求保护范围是作为锅炉受热面的导热材料，将热能通过管壁传递给介质，使锅炉水温不断升高。其外部特征是把铜质管材经加工，使两个端面处在同一平面。管材中心线的夹角小于90度或平行，最终具有V形或U形的外部形状。弹簧管在加工过程中其两边空间夹角经过90度。最终使管材具有弹簧的外部形状。两条中心线空间夹角小于90度或平行。以上述外部特征的金属管材为基础作为锅炉的受热面以及以上述金属管材为基础的其它作为锅炉导热材料的相关产品。
4.吸热门它是锅炉主要受热面的一部分。吸收来自炉膛的热能，与其他受热面共同完成吸热过程。其特征是门的内壁是锅炉内壁的一部分，在这一曲面上以铜质V形管或弹簧管为导热材料，延长增大了吸热范围成为一个以铜质V管或弹簧管为基础的吸热单元。在调控状态下，吸热门的热能来自锅炉本体，但介质可以来自本体，也可以来自于本体之外，可构成独立于本体之外的循环回路，并可根据工况进行门的自如开合。达到一台锅炉同时加热两种以上介质的目的。因此其请求保护范围是作为锅炉主要受热面的一部分，是以V形管或弹簧管为基础导热材料的一个吸热单元。在调控状态下，吸热门的热源来自本体，吸热门内介质可来自锅炉本体，也可来自本体之外，构成可独立于锅炉本体之外的循环回路，并可根据工况进行门的自如开合。达到一台锅炉同时加热两种以上介质的目的。
5.水合页它是确定门的运动轨迹的结构性部件。不同之处在于，在发挥合页使门能够自由开合的前提下，导通介质并参与各闭合回路的循环。因此其请求保护范图是它是锅炉的专用部件，能够确定吸热门的运动轨迹，在调控状态下导通各不同介质的闭合回路的循环。确保吸热门的多功能状态。
专利摘要
所属技术领域：
:建安上述多功能高倍节能锅炉、家庭多功能高倍节能锅炉两款锅炉以提高锅炉主要受热面的导热系数为基础,实现进一步的节能效果。以其不同于常规的内部结构,使得一台锅炉能够加热两种以上不同的介质。根据工况需求,可对锅炉的内部进行随时的保养。主要以低压和常压状态作为采暖的热源设备。家庭用锅炉可同时满足炊事、采暖、洗浴的加热要求。摘要附图是附图第6页图7全剖视图。
文档编号F28F21/08GKCN1348080SQ01117293
公开日2002年5月8日 申请日期2001年4月29日
发明者郝进旭 申请人:郝进旭导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan