CN110220309B - 一种高效节能锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效节能锅炉，包括锅炉本体和炉胆，所述锅炉本体内设置有第一竖管和第二竖管，所述第一竖管的下端与炉胆连通，所述第一竖管的上端封闭，所述第二竖管的向上贯穿锅炉本体的外壁，所述第二竖管的下端封闭，所述第一竖管和第二竖管互相靠近的一端均固定连通有一个短管。优点在于：本发明中设置较多组的导热管，自动控制装置控制锅炉中的热空气从不同位置的短管处流至导热管内，确保导热管的热空气与该位置的水具有明显的温差，从而实现锅炉燃烧的热空气能够较长时间的停留在具有明显温差处的导热管中，使得热空气内的热量可较为充分的传导至水中，实现锅炉中燃烧发热的能量更大化利用。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种高效节能锅炉。
背景技术
锅炉作为一种生产、生活广泛使用的热源设备，由于起独特的性能，通过炉胆和管壁对水加热，水受热产生蒸汽而被广为推广。目前较为成熟先进的锅炉，通常都由锅壳和炉胆构成，通过对炉胆对水进行加热，但是实际上锅炉中的燃料在燃烧时会有很多的热量经过废气同时向外排出，造成了大量的能量浪费；
现有技术中存在部分的节能锅炉，将燃烧产生的废气直接导入水中管道，进而使废气中的热量可传导至水中，但是此种方案最主要的问题是废气的流速往往较大，无法在管道内停留较长时间，使得废气中的热量无法有效的传导给水，导致仍然存在大量的浪费情况。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种高效节能锅炉。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高效节能锅炉，包括锅炉本体和炉胆，所述锅炉本体内设置有第一竖管和第二竖管，所述第一竖管的下端与炉胆连通，所述第一竖管的上端封闭，所述第二竖管的向上贯穿锅炉本体的外壁，所述第二竖管的下端封闭，所述第一竖管和第二竖管互相靠近的一端均固定连通有一个短管，每个所述短管都固定连通有一个分流管，位于同一高度的两个所述分流管共同连通有多个金属材质的导热管，所述第一竖管和第二竖管与短管的连接处设置有多个自动控制装置，所述自动控制装置交替设置在导热管的两侧；
所述自动控制装置包括感应块、第一转动板、第二转动板，所述位于其中一个所述短管的上侧，所述感应块使用橡胶制成，所述感应块靠近第二竖管或第一竖管的内壁固定连接有一个温差发电片，所述温差发电片上固定连接有一个导热杆，所述导热杆贯穿感应块并延伸至锅炉本体的水中，所述感应块内部设置有一个电磁铁，所述电磁铁的两个电极与温差发电片电性连接，所述第一转动板使用扭簧转动连接在第一竖管和第二竖管与电磁铁相对的侧壁，所述第一转动板靠近电磁铁的一侧固定连接有一个磁动块，所述磁动块使用磁性材质制成，所述第二转动板使用销轴转动连接在短管的内壁，所述第二转动板与短管的连接处设置有扭簧
在上述的高效节能锅炉中，所述短管的内壁固定连接有限位块，用于避免第二转动板伸入第一竖管或第二竖管中。
在上述的高效节能锅炉中，所述导热管使用直径较小的钢制圆管制成。
在上述的高效节能锅炉中，所述第二竖管位于锅炉本体外的部分密封连接有一个水平设置的外管，所述外管的截面为方形结构，所述外管的上壁固定连接有一个挡板，所述挡板上阻尼转动连接有一个第三转动板，所述外管上连通有一个回流管，所述回流管远离外管的一端与炉胆连通。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明中设置较多组的导热管，自动控制装置控制锅炉中的热空气从不同位置的短管处流至导热管内，确保导热管的热空气与该位置的水具有明显的温差，从而实现锅炉燃烧的热空气能够较长时间的停留在具有明显温差处的导热管中，使得热空气内的热量可较为充分的传导至水中，实现锅炉中燃烧发热的能量更大化利用；
而所含热量较低的空气因无法使得温差发电片产生足够的电流，而使得此部分空气会直接经连通管流至第二竖管的上方并直接流至外界；
综上：使得锅炉中较热的空气可最大化的将热量传导至水中，而较冷的空气可直接流至外界，使得锅炉至实现了更加节能高效的烧水。
2、锅炉在燃烧过程中难以保证燃料的完全燃烧，使得第二竖管流出的空气中，包含一定量的一氧化碳等可燃物，此时转动第三转动板可使得回流管与外管连通，外管中靠近上部的空气会在第三转动板的引流作用下流至回流管中，然后导至炉胆中再次燃烧，不仅保证了炉胆中燃料能够完全燃烧，也避免了一氧化碳等有害气体的排放。
附图说明
图1为本发明提出的一种高效节能锅炉的结构示意图；
图2为本发明提出的一种高效节能锅炉的中导热管部分的结构示意图；
图3为图1中A部分结构的放大示意图；
图4为本发明提出的一种高效节能锅炉的另一个实施例的结构示意图；
图5为图4中B部分结构的放大示意图。
图中：1锅炉本体、2炉胆、3第一竖管、4第二竖管、5短管、6分流管、7导热管、8连通管、9感应块、10温差发电片、11导热杆、12电磁铁、13第一转动板、14磁动块、15第二转动板、16限位块、17外管、18挡板、19第三转动板、20回流管。
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1-3，一种高效节能锅炉，包括锅炉本体1和炉胆2，锅炉本体1内设置有第一竖管3和第二竖管4，第一竖管3的下端与炉胆2连通，第一竖管3的上端封闭，第二竖管4的向上贯穿锅炉本体1的外壁，第二竖管4的下端封闭，第一竖管3和第二竖管4互相靠近的一端均固定连通有一个短管5，每个短管5都固定连通有一个分流管6，位于同一高度的两个分流管6共同连通有多个金属材质的导热管7，第一竖管3和第二竖管4与短管5的连接处设置有多个自动控制装置，自动控制装置交替设置在导热管7的两侧；
自动控制装置包括感应块9、第一转动板13、第二转动板15，位于其中一个短管5的上侧，感应块9使用橡胶制成，感应块9靠近第二竖管4或第一竖管3的内壁固定连接有一个温差发电片10，温差发电片10上固定连接有一个导热杆11，导热杆11贯穿感应块9并延伸至锅炉本体1的水中，感应块9内部设置有一个电磁铁12，电磁铁12的两个电极与温差发电片10电性连接，第一转动板13使用扭簧转动连接在第一竖管3和第二竖管4与电磁铁12相对的侧壁，第一转动板13靠近电磁铁12的一侧固定连接有一个磁动块14，磁动块14使用磁性材质制成，第二转动板15使用销轴转动连接在短管5的内壁，第二转动板15与短管5的连接处设置有扭簧。
短管5的内壁固定连接有限位块16，用于避免第二转动板15伸入第一竖管3或第二竖管4中；导热管7使用直径较小的钢制圆管制成。
本实施例中，锅炉中的燃料在燃烧时产生大量的高温空气，高温空气在密度较小而向上浮起并从第一竖管3中流出，导热管7等装置可实现将空气中的热量传导至水中的作用，实现锅炉热能的最大化利用；
当第一竖管3和第二竖管4中未通入热空气时，第一转动板13在扭簧的作用下与竖管4的内壁平行且相抵，第二转动板15与短管5的内壁垂直，故而此时空气无法经短管5进入分流管6而仅能向上流通，最终经连通管8流至第二竖管4的最上方并流至外界；
本实施例中温差发电片10一端直接感受竖管中热空气的温度，另一端与导热杆11相抵，可感受该位置水的温度，当锅炉燃烧产生大量的热空气时，热空气的温度明显高于锅炉中水的温度，此时温差发电片10的两侧感受到明显的温差而产生了电能，电磁铁12通电产生磁性吸引磁动块14并使其运动，进而带动第一转动板13转动直至第一转动板13使竖管形成闭合的状态，此时从下侧流入的空气无法向上流通导致气压逐渐增大，在气压的作用下第二转动板15转动使得热空气能流至短管5中，短管5上连接的分流管6可使热空气较为均匀的流至多个导热管7中，导热管7为直径较小的圆管，圆管具有更大的相对表面积，使得热空气的热量能够最大限度的传导至水中。
本实施例中，由于短管5上设置有第二转动板15和限位块16，可使每个短管5中的空气仅能单向流通。
本实施例中，自动控制装置通过感受对应位置空气与水的温度差来调整空气的流向，可使高温空气可充分的流至导热管7内进行热量交换，反之冷空气可快速的流出；
锅炉产生的热空气进入第一竖管3后，自动控制装置感受明显的温差而使热空气进入对应位置的导热管7中并进行热量交换，当空气从导热管7中流出至第二竖管4中时，空气的温度大大降低，此时相邻的自动控制器无法感受到空气具有明显的温差而不会将这部分空气放入相应位置的导热管中，使得这部分空气仅能向上运动。(由于锅炉烧水过程中，水的主要吸热途径为经炉胆2直接吸热，所以锅炉中靠近炉胆2部分的水温会高于锅炉上侧的水温。)空气向上运动至空气的温度与该处的水温差值使温差发电片10发出足够的电流时，电磁铁12再次产生磁力吸引第一转动板13转动，使得热空气在对应高度的导热管7中经过，使得热空气可再次将其中的热量传导至水中，实现热量的最大化利用。
综上，本装置中设置较多组的导热管7，自动控制装置控制锅炉中的热空气从不同位置的短管处流至导热管7内，确保导热管7的热空气与该位置的水具有明显的温差，从而实现锅炉燃烧的热空气能够较长时间的停留在具有明显温差处的导热管7中，使得热空气内的热量可较为充分的传导至水中，实现锅炉中燃烧发热的能量更大化利用。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，第二竖管4位于锅炉本体1外的部分密封连接有一个水平设置的外管17，外管17的截面为方形结构，外管17的上壁固定连接有一个挡板18，挡板18上阻尼转动连接有一个第三转动板19，外管17上连通有一个回流管20，回流管20远离外管17的一端与炉胆2连通。
锅炉在燃烧过程中难以保证燃料的完全燃烧，使得第二竖管4流出的空气中，包含一定量的一氧化碳等可燃物，同时有与一氧化碳的明显分子量小于二氧化碳和二氧化硫等不可燃烧气体，使得一氧化碳有向上运动的趋势，故而当第二竖管4流出的空气进入水平放置的外观17时，一氧化碳会漂浮在上层，此时转动第三转动板19可使得回流管20与外管17连通，外管17中靠近上部的空气会在第三转动板19的引流作用下流至回流管20中，然后导至炉胆2中再次燃烧，不仅保证了炉胆中燃料能够完全燃烧，也避免了一氧化碳等有害气体的排放。
尽管本文较多地使用了锅炉本体1、炉胆2、第一竖管3、第二竖管4、短管5、分流管6、导热管7、连通管8、感应块9、温差发电片10、导热杆11、电磁铁12、第一转动板13、磁动块14、第二转动板15、限位块16、外管17、挡板18、第三转动板19、回流管20等术语，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。
Claims (4)
1.一种高效节能锅炉，包括锅炉本体(1)和炉胆(2)，其特征在于，所述锅炉本体(1)内设置有第一竖管(3)和第二竖管(4)，所述第一竖管(3)的下端与炉胆(2)连通，所述第一竖管(3)的上端封闭，所述第二竖管(4)向上贯穿锅炉本体(1)的外壁，所述第二竖管(4)的下端封闭，所述第一竖管(3)和第二竖管(4)互相靠近的一端均固定连通有一个短管(5)，每个所述短管(5)都固定连通有一个分流管(6)，位于同一高度的两个所述分流管(6)共同连通有多个金属材质的导热管(7)，所述第一竖管(3)和第二竖管(4)与短管(5)的连接处设置有多个自动控制装置，所述自动控制装置交替设置在导热管(7)的两侧；
所述自动控制装置包括感应块(9)、第一转动板(13)、第二转动板(15)，所述感应块(9)位于其中一个所述短管(5)的上侧，所述感应块(9)使用橡胶制成，所述感应块(9)靠近第二竖管(4)或第一竖管(3)的内壁固定连接有一个温差发电片(10)，所述温差发电片(10)上固定连接有一个导热杆(11)，所述导热杆(11)贯穿感应块(9)并延伸至锅炉本体(1)的水中，所述感应块(9)内部设置有一个电磁铁(12)，所述电磁铁(12)的两个电极与温差发电片(10)电性连接，所述第一转动板(13)使用扭簧转动连接在第一竖管(3)和第二竖管(4)与电磁铁(12)相对的侧壁，所述第一转动板(13)靠近电磁铁(12)的一侧固定连接有一个磁动块(14)，所述磁动块(14)使用磁性材质制成，所述第二转动板(15)使用销轴转动连接在短管(5)的内壁，所述第二转动板(15)与短管(5)的连接处设置有扭簧。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能锅炉，其特征在于，所述短管(5)的内壁固定连接有限位块(16)，用于避免第二转动板(15)伸入第一竖管(3)或第二竖管(4)中。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能锅炉，其特征在于，所述导热管(7)使用直径较小的钢制圆管制成。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能锅炉，其特征在于，所述第二竖管(4)位于锅炉本体(1)外的部分密封连接有一个水平设置的外管(17)，所述外管(17)的截面为方形结构，所述外管(17)的上壁固定连接有一个挡板(18)，所述挡板(18)上阻尼转动连接有一个第三转动板(19)，所述外管(17)上连通有一个回流管(20)，所述回流管(20)远离外管(17)的一端与炉胆(2)连通。
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