CN103900241A - 无可燃燃料热水锅炉及加热水的方法 - Google Patents

Abstract

一种无可燃燃料热水锅炉，涉及水加热装置，包括底座、炉体、转动轴、加热转子、轴承体、轴承压盖，底座上设有轴承体，炉体、轴承体与转动轴间设有连通进水口和炉体内部的进水腔，进水腔内设有水分解装置，炉体内的转动轴上设有加热转子，加热转子两端面上分别间隔设有至少两个直径不等的与加热转子轮毂同轴的加热环，炉体内壁上设有与加热环相互插嵌配合的摩擦环，摩擦环与加热环间设有0.3-2.8mm的加热间隙，炉体侧壁上设有出水口。本发明节约空间，无需多人管理、维护，加热速度快、效率高，节约能源、热水制造成本低廉，不污染环境，维修简单、方便。适用供暖、加工热水。

Description

无可燃燃料热水锅炉及加热水的方法

技术领域

    本发明涉及水加热装置，详细讲是一种的节约空间，无需多人管理、维护，加热速度快、效率高，节约能源、热水制造成本低廉，不污染环境，维修简单、方便的无可燃燃料热水锅炉及加热水的方法。

背景技术

我们知道，现有技术中都是采用燃烧燃料对水加热，或者使用电热元件将电能转化为热能，这两种方法对水的加热速度慢、能量转换率低、能源消耗大，热水的制备成本高。用于对水加热的锅炉大部分是使用煤作为燃料的，用煤燃烧对水加热存在如下不足：一、排放大量污染空气的气体，危害环境，影响人的身体健康，是近年日趋严重的雾霾天气的主要元凶之一；二、煤燃烧产生的热量利用率低，浪费资源，制得热水的成本高；三、大型燃煤锅炉占地面积大，需要多人看管、维护，费时费力、使用成本高。少量使用其他燃料加热的热水锅炉，同样存在污染空气的问题，且燃料成本高，不经济实用,使用不方便。使用电热原件对水加热的装置，安全隐患大，设备故障多、维修量大，电热原件对水加热的速度慢、效率低，热水的生产成本高，尤其不适合大型加热设备。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种节约空间，无需多人管理、维护，加热速度快、效率高，节约能源、热水制造成本低廉，不污染环境，维修简单、方便的无可燃燃料热水锅炉及加热水的方法。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是 ：

一种无可燃燃料热水锅炉，其特征在于包括底座、炉体、转动轴、加热转子、轴承体、轴承压盖，底座上设有轴承体，轴承体内经轴承设有转动轴，炉体与轴承体内端密封固定连接的设在转动轴上，轴承体外端部设有轴承压盖，轴承体侧壁上设有进水口，炉体、轴承体与转动轴间设有连通进水口和炉体内部的进水腔，进水腔内设有水分解装置，炉体内的转动轴上设有加热转子，加热转子两端面上分别间隔设有至少两个直径不等的与加热转子轮毂同轴的加热环，炉体内壁上设有与加热环相互插嵌配合的摩擦环，摩擦环与加热环间设有0.3-2.8mm的加热间隙，优选1mm，炉体侧壁上设有出水口。

本发明中所述的底座上相对的设有左轴承体和右轴承体，转动轴经轴承安装在左轴承体和右轴承体内，炉体左右两端与左轴承体右端和右轴承体左端密封固定连接的设在转动轴上，左轴承体左端和右轴承体右端上设有轴承压盖；左轴承体和右轴承体侧壁上分别设有左进水口和右进水口，炉体、左轴承体与转动轴间设有连通左进水口和炉体内部的左进水腔，炉体、右轴承体与转动轴间设有连通右进水口和炉体内部的右进水腔，左右进水腔内分别设有水分解装置。工作时，加热转子左右两侧进水均匀，加热速度快、效率高、节约能源。

本发明中所述的水分解装置设在进水口与轴承间的进水腔内，水分解装置包括固定座、连接环、动摩擦分解环和静摩擦分解环，所述的固定座与转动轴固定连接，固定座近进水口端上设有可在进水腔内轴向滑动的连接环，连接环与固定座间设有压缩弹簧，固定座上设有导向定位口，连接环上设有与导向定位口配合连接的导向定位滑柱，连接环近进水口端上设有动摩擦分解环，轴承体上固定设有与动摩擦分解环近进水口端面相配合的静摩擦分解环。水分解装置也可以是在轴承体上设置电解水装置，电解水装置的正极和负极位于进水腔内。

本发明中所述的动摩擦分解环与静摩擦分解环相互接触的摩擦面为镜面，动摩擦分解环与转动轴间设有密封环，静摩擦分解环与轴承体间设有密封环。

本发明中所述的加热环和摩擦环横截面可以是相互配合的矩形、梯形、三角形，也可以是其他相互配合的几何形状。

本发明中所述的动摩擦分解环和静摩擦分解环是由碳化硅陶瓷材料制成。

一种无可燃燃料热水锅炉，其特征在于包括底座、炉体、转动轴、加热转子、左轴承体、右轴承体、轴承压盖，底座上相对的设有左轴承体和右轴承体，转动轴经轴承安装在左轴承体和右轴承体内，炉体左右两端与左轴承体右端和右轴承体左端密封固定连接的设在转动轴上，左轴承体左端和右轴承体右端上设有轴承压盖；炉体内设有水分解装置，炉体内的转动轴上设有加热转子，所述的加热转子由至少两个相距0.3-2.8mm的加热片固定在转动轴上形成，加热片上设有过水孔；加热转子两侧的炉体上设有进水口和出水口。

本发明中所述的水分解装置是在炉体侧壁上设有两个水分解电极。

本发明中所述的炉体内的转动轴上设有两个加热转子，每个加热转子由三个相临两个间距2mm的加热片固定在转动轴上形成。一种无可燃燃料热水锅炉加热水的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、将冷水由锅炉进水口输入密封的锅炉内；

b、在锅炉内用水分解装置将进入其内的1-10%的水分解成氢气和氧气；

c、水分解装置分解得到的氢气和氧气与冷水混合后，氢气分子、氧气分子和水分子的混合物经锅炉内3500r/s以上高速转动的加热转子的摩擦、撞击及在其带动下的相互撞击的作用下对水进行加热，此过程中氢气、氧气分子化合为水分子并放热，对水进一步加热；

d、加热后的水经锅炉的出水口排出，得热水。

    将第d步制得的热水由锅炉进水口重复输入密封的锅炉内，进一步加热。经多次循环加热得需要的高温水。

本发明在使用时，在转轴一端连接电机等动力源，动力源工作，带动转轴带动加热转子高速旋转，冷水由进水口进入锅炉内，首先进水量1-10%的冷水经水分解装置分解为氢气和氧气，氢气和氧气与水混合后在高速转动的加热环的带动剧烈运动，氢气、氧气和水分子间以及分子与加热环、炉体内部间相互摩擦、撞击对水加热，在此期间，氢气和氧气结合成水分子而放热，对水进一步加热，使水在短时间内快速加热。

经工作人员测试，采用电机作为动力源，使用本发明将相同质量的水加热至90摄氏度以上的相同温度，用电量为采用电热原件加热的锅炉用电量的50%以下。本发明具有加热速度快、效率高，节约能源、热水制造成本低廉，不污染环境，维修简单、方便等优点。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的A处局部放大图

图3是本发明中加热转子的机构示意图。

图4是图3的右视图。

图5是本发明的另一种结构示意图。

图6是图5的B处局部放大图。

图7是本发明中加热片的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1-4所示的无可燃燃料热水锅炉，包括底座1、炉体8、转动轴3、加热转子10、轴承体、轴承压盖，底座1上经支架2相对的设有左轴承体和右轴承体5，转动轴3经轴承安装在左轴承体和右轴承体5内，炉体8左右两端与左轴承体右端和右轴承体左端密封固定连接的设在转动轴上，转动轴轴向穿设在炉体正中央，轴承设在左轴承体左端部内和右轴承体右端部内。左轴承体左端和右轴承体右端上设有轴承压盖4；炉体与轴承间的左轴承体和右轴承体侧壁上分别设有左进水口和右进水口6，炉体、左轴承体与转动轴间设有连通左进水口和炉体内部的左进水腔，炉体、右轴承体与转动轴间设有连通右进水口6和炉体内部的右进水腔7，左右进水腔内分别设有水分解装置；本实施例中所述的水分解装置设在进水口与轴承间的进水腔内，水分解装置包括呈环形的固定座13、连接环14、动摩擦分解环16和静摩擦分解环18，所述的固定座13与转动轴3固定连接，固定座近进水口端一侧的转动轴上设有可在进水腔内轴向滑动的连接环14，连接环14与固定座13间设有压缩弹簧15，固定座13上设有导向定位口，连接环上设有与导向定位口配合连接的导向定位滑柱19，导向定位滑柱19使连接环只能沿转动轴轴向相对滑动而不能相对转动，连接环近进水口端上设有动摩擦分解环16，动摩擦分解环16与连接环固定连接，动摩擦分解环可与连接环一同沿转动轴轴向滑动，也可以在动摩擦分解环和连接环与转动轴间设置传动滑键。轴承体上固定设有与动摩擦分解环16近进水口端面相配合的静摩擦分解环18；动摩擦分解环与静摩擦分解环相互接触的摩擦面为镜面，动摩擦分解环与转动轴间设有密封环，静摩擦分解环与轴承体间设有密封环；动摩擦分解环和静摩擦分解环是由碳化硅陶瓷材料制成。水分解装置也可以是在炉体或轴承体上设置水分解电极，工作时将两个水分解电极与电源相连，电解水。炉体内的转动轴上设有加热转子10，加热转子10两端面上分别间隔设有至少两个直径不等的与加热转子轮毂同轴的加热环11，炉体内壁上设有与加热环相互插嵌配合的摩擦环12，如图1所示，最内侧的加热环、加热转子的轮毂和加热转子端面围成环形插嵌凹槽，相邻两个加热环和加热转子端面围成环形插嵌凹槽，摩擦环插嵌在插嵌凹槽内。摩擦环与加热环间设有0.3-2.8mm的加热间隙，优选1mm。加热环外端面与炉体内侧壁间及摩擦环外端面与加热转子间、加热转子外周面与炉体侧壁间的间隙同样为0.3-2.8mm，提高加热效率。与加热转子外周相对的炉体侧壁上设有出水口9，进水腔和加热间隙形成连通进水口6和出水口9的水加热流道。加热环和摩擦环横截面可以是相互配合的矩形、梯形、三角形，也可以是其他相互配合的几何形状。工作时，锅炉内相对高速转动的加热环和摩擦环与水摩擦、撞击加热的同时，二者可以使氢气和氧气结合成水分子而放热，对水进一步加热。

工作人员使用本实施例提供的无可燃燃料热水锅炉，采用与之配套的22KW的电动机作为动力源，将100千克的常温水（20摄氏度）加热至90度，耗时6.5分钟、耗电低于2.5度，而其他采用电热元件加热的电加热锅炉，将100千克的常温水加热至90度，平均耗时在15分钟以上、平均耗电量大于5度。本实施例中的无可燃燃料热水锅炉适用于大型供暖、集中供热使用。

实施例2

如图5-7所示的无可燃燃料热水锅炉，其特征在于设有底座1、炉体8、转动轴3、加热转子、左轴承体、右轴承体5、轴承压盖4，底座上相对的设有左轴承体和右轴承体5，转动轴3经轴承安装在左轴承体和右轴承体内，炉体8左右两端与左轴承体右端和右轴承体左端密封固定连接的设在转动轴上，转动轴轴向穿设在炉体正中央，轴承设在左轴承体左端部内和右轴承体右端部内，左轴承体左端和右轴承体右端上设有轴承压盖4；炉体内设有水分解装置，从图中可以看出，所述的水分解装置是在炉体侧壁上设有两个水分解电极21、23，使用时将两个水分解电极分别与电源的正负极相连，将炉体内的部分水电解为氢气和氧气。炉体内的转动轴上设有加热转子，所述的加热转子由至少两个相距2mm的加热片20固定在转动轴上形成，加热片20上环形阵列有过水孔22，过水孔22也可以无规律分布，相邻连个加热片上的过水孔可以相对，也可以不相互错开。从图中可以看出，本实施例中炉体内的转动轴上设有两个加热转子，也可以设置多个，每个加热转子由三个相临两个间距2mm的加热片固定在转动轴上形成。从图中可以看出，加热转子套设在转动轴上，经轴肩和螺母25定位，相临两个加热转子的加热片间设有格挡垫24，格挡垫的宽度为2mm。加热转子两侧的炉体上设有进水口和出水口。

工作人员使用本实施例提供的无可燃燃料热水锅炉，采用与之配套的2KW的电动机作为动力源，将50千克的常温水（20摄氏度）加热至80度，耗时30分钟、耗电1度，而其他采用电热元件加热的电加热锅炉，将50千克的常温水加热至80度，平均耗时在100分钟以上、平均耗电量大于1度。本实施例中的无可燃燃料热水锅炉适用于家庭采暖、制取热水使用。

一种无可燃燃料热水锅炉加热水的方法，其特征在于包括如下步骤：

    a、将冷水由锅炉进水口输入密封的锅炉内；

    b、在锅炉内用水分解装置将进入其内的1-10%的水分解成氢气和氧气；

    c、水分解装置分解得到的氢气和氧气与冷水混合后，氢气分子、氧气分子和水分子的混合物经锅炉内高速（3500r/s以上）转动的加热转子的摩擦、撞击及在其带动下的相互撞击的作用下对水进行加热，此过程中氢气、氧气分子化合为水分子并放热，对水进一步加热；

    d、加热后的水经锅炉的出水口排出，得热水。

    将第d步制得的热水由锅炉进水口重复输入密封的锅炉内，进一步加热。经多次循环加热得需要的高温水。

本发明在使用时，在转轴一端连接电机等动力源，动力源工作，带动转轴带动加热转子高速旋转，冷水由进水口进入锅炉内，首先进水量1-10%的冷水经水分解装置分解为氢气和氧气，氢气和氧气与水混合后在高速转动的加热环的带动剧烈运动，氢气、氧气和水分子间以及分子与加热环、炉体内部间相互摩擦、撞击对水加热，在此期间，氢气和氧气结合成水分子而放热，对水进一步加热，使水在短时间内快速加热，加热后的水由出水口排出。

经工作人员测试，采用电机作为动力源，使用本发明将相同质量的水加热至90摄氏度以上的相同温度，用电量为采用电热原件加热的锅炉用电量的50%以下。本发明具有加热速度快、效率高，节约能源、热水制造成本低廉，不污染环境，维修简单、方便等优点。

经工作人员测试，采用电机作为动力源，使用本发明将相同质量的水加热至90摄氏度以上的相同温度，用电量为采用电热原件加热的锅炉用电量的50%以下。本发明具有加热速度快、效率高，节约能源、热水制造成本低廉，不污染环境，维修简单、方便等优点。

Claims (10)

1.一种无可燃燃料热水锅炉，其特征在于包括底座、炉体、转动轴、加热转子、轴承体、轴承压盖，底座上设有轴承体，轴承体内经轴承设有转动轴，炉体与轴承体内端密封固定连接的设在转动轴上，轴承体外端部设有轴承压盖，轴承体侧壁上设有进水口，炉体、轴承体与转动轴间设有连通进水口和炉体内部的进水腔，进水腔内设有水分解装置，炉体内的转动轴上设有加热转子，加热转子两端面上分别间隔设有至少两个直径不等的与加热转子轮毂同轴的加热环，炉体内壁上设有与加热环相互插嵌配合的摩擦环，摩擦环与加热环间设有0.3-2.8mm的加热间隙，炉体侧壁上设有出水口。

2.根据权利要求1所述的无可燃燃料热水锅炉，其特征在于所述的底座上相对的设有左轴承体和右轴承体，转动轴经轴承安装在左轴承体和右轴承体内，炉体左右两端与左轴承体右端和右轴承体左端密封固定连接的设在转动轴上，左轴承体左端和右轴承体右端上设有轴承压盖；左轴承体和右轴承体侧壁上分别设有左进水口和右进水口，炉体、左轴承体与转动轴间设有连通左进水口和炉体内部的左进水腔，炉体、右轴承体与转动轴间设有连通右进水口和炉体内部的右进水腔，左右进水腔内分别设有水分解装置。

3.根据权利要求1或2所述的无可燃燃料热水锅炉，其特征在于所述的水分解装置设在进水口与轴承间的进水腔内，水分解装置包括固定座、连接环、动摩擦分解环和静摩擦分解环，所述的固定座与转动轴固定连接，固定座近进水口端上设有可在进水腔内轴向滑动的连接环，连接环与固定座间设有压缩弹簧，固定座上设有导向定位口，连接环上设有与导向定位口配合连接的导向定位滑柱，连接环近进水口端上设有动摩擦分解环，轴承体上固定设有与动摩擦分解环近进水口端面相配合的静摩擦分解环。

4.根据权利要求3所述的无可燃燃料热水锅炉，其特征在于所述的动摩擦分解环和静摩擦分解环是由碳化硅陶瓷材料制成。

5.根据权利要求4所述的无可燃燃料热水锅炉，其特征在于所述的动摩擦分解环与静摩擦分解环相互接触的摩擦面为镜面，动摩擦分解环与转动轴间设有密封环，静摩擦分解环与轴承体间设有密封环。

6.根据权利要求3所述的无可燃燃料热水锅炉，其特征在于所述的加热环和摩擦环横截面可以是相互配合的矩形、梯形、三角形，也可以是其他相互配合的几何形状。

7.一种无可燃燃料热水锅炉，其特征在于包括底座、炉体、转动轴、加热转子、左轴承体、右轴承体、轴承压盖，底座上相对的设有左轴承体和右轴承体，转动轴经轴承安装在左轴承体和右轴承体内，炉体左右两端与左轴承体右端和右轴承体左端密封固定连接的设在转动轴上，左轴承体左端和右轴承体右端上设有轴承压盖；炉体内设有水分解装置，炉体内的转动轴上设有加热转子，所述的加热转子由至少两个相距0.3-2.8mm的加热片固定在转动轴上形成，加热片上设有过水孔；加热转子两侧的炉体上设有进水口和出水口。

8.根据权利要求7所述的无可燃燃料热水锅炉，其特征在于所述的水分解装置是在炉体侧壁上设有两个水分解电极。

9.根据权利要求7或8所述的无可燃燃料热水锅炉，其特征在于所述的炉体内的转动轴上设有两个加热转子，每个加热转子由三个相临两个间距2mm的加热片固定在转动轴上形成。

10.一种无可燃燃料热水锅炉加热水的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、将冷水由锅炉进水口输入密封的锅炉内；

b、在锅炉内用水分解装置将进入其内的1-10%的水分解成氢气和氧气；

c、水分解装置分解得到的氢气和氧气与冷水混合后，氢气分子、氧气分子和水分子的混合物经锅炉内3500r/s以上高速转动的加热转子的摩擦、撞击及在其带动下的相互撞击的作用下对水进行加热，此过程中氢气、氧气分子化合为水分子并放热，对水进一步加热；

d、加热后的水经锅炉的出水口排出，得热水。

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