一种高效率蒸汽锅炉的制作方法

1.本发明涉及能源供热技术领域，具体为一种高效率蒸汽锅炉。


背景技术：

2.蒸汽锅炉是一种能量转换设备，其主要是通过燃烧将化学能转化为热能，并对水进行加热生成高温蒸汽的一种供热设备，其主要结构包括容纳水和蒸汽的“锅”、进行燃料燃烧或其他热能放热的“炉”、燃烧设备和燃烧室炉膛及放热烟道等。
3.现有蒸汽锅炉设备，主要是通过将水通过发热管对燃烧所释放的热能进行吸收，达到加热冷水产生蒸汽的效果，但是现有蒸汽锅炉在产生蒸汽时，由于水流的不断流动，燃烧的热能没有被最大限度的吸收，最终产物为少量蒸汽与大量水的混合物，使得蒸汽产生率低，且燃烧产生的高温烟气在对进水管中的冷水进行预热时，总是靠近水管壁的水流层与其进行换热，水管中心的其它水流层再与靠近水管壁的水流层进行换热，这将导致水流经过高温烟气后，高温烟气中的热量只有少部分被其吸收。


技术实现要素：

4.针对背景技术中提出的现有蒸汽锅炉在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种高效率蒸汽锅炉，具备水流层翻层吸收高温烟气中的更多热量、水流层平摊吸收高温火焰的更多热量、未蒸发水流进行二次蒸发的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。
5.本发明提供如下技术方案：一种高效率蒸汽锅炉，包括锅炉，其特征在于：所述锅炉的中心设有炉腔，所述锅炉的中心两侧设有若干均布的烟道腔，所述炉腔内安装有换热球，所述换热球的内部设有燃烧空腔，所述锅炉的底端中心贯穿有燃料管，所述燃料管贯穿至燃烧空腔内，所述燃料管的顶端固定安装有燃烧喷头，所述换热球的顶部中心连通有贯穿锅炉的蒸汽出口，所述烟道腔之间贯穿有过渡管，所述烟道腔内均安装有毛细换热管，相邻所述毛细换热管通过过渡管连通，所述锅炉的两侧中心贯穿有进水管，所述进水管与靠近锅炉外侧的毛细换热管连通。
6.优选的，所述炉腔的顶部开口并与最近的烟道腔连通，相邻所述烟道腔只有一端连通，且连通处分为下、上、下依次连通。
7.优选的，所述换热球呈球状，所述换热球由内层与外层组成，所述内层与外层通过连接块固定连接，所述换热球的顶部以下位置为薄膜层，所述换热球的顶部设有扩焰半球，所述换热球的顶部开设有贯穿至内部燃烧空腔的出烟口，所述薄膜层的底部与水管连通，所述水管与最近的毛细换热管上的过渡管连通。
8.优选的，所述薄膜层形成的内腔与扩焰半球形成的内腔连通，所述薄膜层的内腔宽度值为两厘米，所述扩焰半球为四分之三球形，且扩焰半球位于燃烧喷头的正上方。
9.优选的，所述进水管向四侧延伸出分水管i、分水管ii、分水管iii、分水管iv，所述分水管i、分水管ii、分水管iii、分水管iv分别与毛细换热管的顶端中心、底端中心、右侧中心、左侧中心连通。
10.优选的，所述毛细换热管呈矩形，所述毛细换热管上的管道互相垂直交叉连通。
11.优选的，所述毛细换热管的一面中部与过渡管的一端连通，所述过渡管的另一端延伸有分水管i、分水管ii、分水管iii、分水管iv。
12.本发明具备以下有益效果：1、本发明通过设计的换热球，使燃烧的火焰热量集中在换热球的内部，避免了热量的损失，且火焰受换热球上扩焰半球的形状影响将扩大火焰面积，同时使水流在换热球中的薄膜层形成薄膜增大接触面积，通过二者的结合，使锅炉的换热效率增大，同时未蒸发的水流将集中在扩焰半球内继续进行沸腾，使燃料的热能最大限度的被水流吸收，提高了蒸汽的转化率。
13.2、本发明通过设计的烟道腔，使燃烧产生的高温烟气能在锅炉中长时间流动，并对其中的水流管道进行预热，同时通过设计的毛细换热管和分水管，使水流在毛细换热管中被分散并进行互相的撞击，使水流发生不断的扰流撞击，从而使水流的多水流层不断翻转被与管道内壁接触，避免了单一水流层与管道壁接触而导致换热效率低的问题。
附图说明
14.图1为本发明结构示意图；图2为本发明分水管i结构示意图；图3为本发明毛细换热管结构示意图；图4为本发明分时管水流方向示意图；图5为本发明毛细换热管水流方向示意图；图6为本发明换热球水流方向示意图。
15.图中：1、锅炉；2、炉腔；3、烟道腔；4、换热球；401、连接块；402、薄膜层；403、扩焰半球；404、出烟口；405、燃烧空腔；5、蒸汽出口；6、燃料管；601、燃烧喷头；7、毛细换热管；8、过渡管；9、进水管；901、分水管i；902、分水管ii；903、分水管iii；904、分水管iv；a、水流方向；b、蒸汽方向；c、燃料方向；d、火焰方向；e、烟气方向。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1
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6，一种高效率蒸汽锅炉，包括锅炉1，锅炉1的中心设有炉腔2，锅炉1的中心两侧设有若干均布的烟道腔3，炉腔2内安装有换热球4，换热球4的内部设有燃烧空腔405，锅炉1的底端中心贯穿有燃料管6，燃料管6贯穿至燃烧空腔405内，燃料管6的顶端固定安装有燃烧喷头601，换热球4的顶部中心连通有贯穿锅炉1的蒸汽出口5，烟道腔3之间贯穿有过渡管8，烟道腔3内均安装有毛细换热管7，相邻毛细换热管7通过过渡管8连通，锅炉1的两侧中心贯穿有进水管9，进水管9与靠近锅炉1外侧的毛细换热管7连通。
18.其中，炉腔2的顶部开口并与最近的烟道腔3连通，相邻烟道腔3只有一端连通，且连通处分为下、上、下依次连通，使高温火焰产生的高温烟尘能在锅炉1内长时间流通，使高
温烟尘能在流通时和毛细换热管7内的水进行换热，使其对水进行预热处理。
19.其中，换热球4呈球状，换热球4由内层与外层组成，内层与外层通过连接块401固定连接，使内层与外层之间形成密闭的空腔，换热球4的顶部以下位置为薄膜层402，使进入薄膜层402的水能被摊开成大面积、小厚度的水流层，换热球4的顶部设有扩焰半球403，换热球4的顶部开设有贯穿至内部燃烧空腔405的出烟口404，使高温火焰产生的高温烟气能从燃烧空腔405中排出，避免了高温烟气堆积在燃烧空腔405中阻碍火焰的燃烧，薄膜层402的底部与水管连通，水管与最近的毛细换热管7上的过渡管8连通，使毛细换热管7中的预热水从换热球4的底部进入薄膜层，使其能在经过薄膜层402时最长时间的吸收高温火焰产生的热量。
20.其中，薄膜层402形成的内腔与扩焰半球403形成的内腔连通，使在薄膜层402中产生的蒸汽与水的混合物在到达薄膜层402与扩焰半球403的内腔连接处时，大部分水蒸气能直接通过蒸汽出口5排出，少部分水蒸气将随着未蒸发的水落入扩焰半球403，使其继续吸收高温火焰的热量，产生更多的蒸汽，薄膜层402的内腔宽度值为两厘米，使进入薄膜层402的水流能被摊开成厚度值为两厘米的水流层，使水流成层能大面积的、更快速的吸收高温火焰的热量并生成更多的蒸汽，扩焰半球403为四分之三球形，且扩焰半球403位于燃烧喷头601的正上方，使高温火焰在喷射在扩焰半球403上后，受其形状影响，使高温火焰被摊开，使其热量源不会集中在中心处，而是向四周发散，使薄膜层402中的水流吸收更多的热量。
21.其中，进水管9向四侧延伸出分水管i901、分水管ii902、分水管iii903、分水管iv904，分水管i901、分水管ii902、分水管iii903、分水管iv904分别与毛细换热管7的顶端中心、底端中心、右侧中心、左侧中心连通，使水流从四个方向冲入毛细换热管7内，从而为下一步的水流垂直冲击做好准备。
22.其中，毛细换热管7呈矩形，毛细换热管7上的管道互相垂直交叉连通，使水流在毛细换热管7内互相冲击，使水流形成扰流不断的进行翻层，使水管中心处的水流也能与水管内部接触，从而使各处的水流层都能直接与高温烟气进行换热，使水流能吸收高温烟气中更多的热量。
23.其中，毛细换热管7的一面中部与过渡管8的一端连通，过渡管8的另一端延伸有分水管i901、分水管ii902、分水管iii903、分水管iv904，使水流从中部向四周分散进入下一个毛细换热管7，避免了水流进程不同而导致的水流反冲问题。
24.本发明的使用方法（工作原理）如下：首先，向燃料管6中通入燃料，使燃烧喷头601喷出高温火焰并冲击在扩焰半球403上，使高温火焰沿扩焰半球403的外边缘扩散燃烧，并开始产生高温烟气，同时向进水管9中通入水，并通过分水管i901、分水管ii902、分水管iii903、分水管iv904分别通入第一个毛细换热管7内，此时水流将在毛细换热管7内互相撞击并翻层，接着水流从第一个毛细换热管7上的过渡管8通入下一个毛细换热管7，水流重复上一个毛细换热管7内的撞击运动，并依次向下传递至换热球4中；然后，当水流从换热球4的底部进入薄膜层402后，水流将会被摊开，且厚度减小，使其吸收高温火焰产生的热量被蒸发成蒸汽，接着蒸汽与水的混合物继续向上，至薄膜层402与扩焰半球403的内腔交接处时，大部分蒸汽将继续向上从蒸汽出口5中排出，少部分蒸
汽随水流落入扩焰半球403，使其二次吸收高温火焰产生的热量并进行沸腾产生更多的水蒸气从蒸汽出口5中排出；最后，高温火焰产生的高温烟气从出烟口404中喷出，并先一步填满炉腔2，同时高温烟气将从开口进入烟道腔3中，并逐步通过烟道腔3之间的开口向外部扩散，此时高温烟气将与毛细换热管7中的水进行换热，使其对后续进入的水进行预热处理后从锅炉1排向废气净化环节即可。
25.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
26.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。