CN104534674A - 一种热水锅炉及加热水的方法 - Google Patents

Abstract

一种热水锅炉，涉及水加热装置，包括底座、炉体、转动轴、空化加热转子、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，炉体内的转动轴上设有空化加热转子，空化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空化加热环，炉体内壁上设有与空化加热环相互插嵌配合的摩擦空化环，摩擦空化环与加热环间设有0.3-2.8mm的空化加热间隙，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

一种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 ：

一种热水锅炉，其特征在于包括底座、炉体、转动轴、空化加热转子、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，炉体内的转动轴上设有空化加热转子，空化加热转子两端面上分别间隔设有至少两个直径不等的与空化加热转子同轴的空化加热环，炉体内壁上设有与空化加热环相互插嵌配合的摩擦空化环，摩擦空化环与空化加热环间设有0.3-2.8mm的空化加热间隙，优选1mm，炉体侧壁上设有出水口。空化加热环呈片状圆环形。

本发明中所述的轴承内侧的轴承体与转动轴间设有高温密封装置，（从图中可以看出，高温密封装置设在进水口与轴承间的进水腔内），高温密封装置包括固定座、连接环、动环和静环，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环，轴承体上固定设有与动环近进水口端面相配合的静环。 可用于对油相液体空化。

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，左轴承体和右轴承体内的轴承内侧的左轴承体和右轴承体与转动轴间设有高温密封装置。工作时，空化加热转子左右两侧进水均匀，加热速度快、效率高、节约能源。

本发明中所述的空化加热环和空化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。

一种热水锅炉，其特征在于包括底座、炉体、转动轴、空化加热转子、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；炉体内的转动轴上设有空化加热转子，所述的空化加热转子由至少两个相距0.3-2.8mm的空化加热片固定在转动轴上形成，空化加热片上设有过水孔；空化加热转子两侧的炉体上设有进水口和出水口。

本发明中所述的轴承内侧的左轴承体和右轴承体与转动轴间设有高温密封装置。高温密封装置包括固定座、连接环、动环和静环，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环，轴承体上固定设有与动环近进水口端面相配合的静环。可用于对油相液体空化。

本发明中所述高温密封装置的动环与静环相互接触的面为镜面，动环与转动轴间设有密封环，静环与轴承体间设有密封环。本发明中所述的动环和静环是由碳化硅陶瓷材料制成。

本发明中所述的进水口处的炉体内设有设水分解装置。所述的水分解装置是在炉体内设有两个水分解电极。工作时，进水口持续进水，水分解装置持续分解进水口进水量的0-0.02倍的水，优选0.01-0.005倍。

上述热水锅炉加热水的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、将冷水由热水锅炉进水口输入锅炉内；

b、将热水锅炉的转动轴与动力源相连，动力源带动转动轴以4000-6000转/分钟的转速工作、对水加热；动力源带动转动轴转动的速度优选4200-5000转/分钟。

c、加热后的水经锅炉的出水口排出，得热水。

本发明在步骤a中冷水由热水锅炉进水口输入锅炉内后，在热水锅炉进水口处的锅炉内分解进水口进入的水量0-0.02倍的水。分解水产生的气体溶入、混合在水中，加剧空化反应，使加热水的效率提升。

本发明将第c步制得的热水由锅炉进水口重复输入锅炉内，进一步加热。经多次循环加热得需要的高温水。

本发明中所述的热水锅炉在液体加热、液体聚合和液体分解领域的应用。

本发明中所述的炉体内的转动轴上设有两个空化加热转子，每个加热转子由三个、相临两个的间距2mm的空化加热片固定在转动轴上形成。

本发明在使用时，将转动轴与电机、风动力装置或内燃机等动力源相连，动力源工作，带动转动轴带动空化加热环或空化加热片在4000-6000转/分钟的转速下工作；冷水由进水口进入锅炉内，空化加热环和摩擦空化环间或两个空化加热片间的水中溶解的气体会释放出来，同时水气化而产生大量空化泡，随着时间的延长、在水进一步流动的过程中空化泡遇到周围的压力变化时，发生溃灭，这一过程是爆炸性的，时间不到千分六秒；空化泡急剧崩溃的瞬间可释放巨大的能量，对水快速加热。

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。应用在液体聚合领域及液体分解领域均大大提高了反应速度、减少反应时间，增强了反应深度。

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所示的热水锅炉，包括底座1、炉体8、转动轴3、空化加热转子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左右两端分别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密封装置；本实施例中的密封装置为高温密封装置，从图中可以看出高温密封装置设在进水口与轴承间的进水腔内。高温密封装置包括固定座13、连接环14、动环16和静环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环16，动环16与连接环固定连接，动环可与连接环一同沿转动轴轴向滑动，也可以在动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环16近进水口端面相配合的静环18；密封效果更佳， 可用于对油相等高温液体空化。动环与静环相互接触面为镜面，动环与转动轴间设有密封圈，静环与轴承体间设有密封圈；动环和静环是由碳化硅陶瓷材料制成。炉体内的转动轴上设有空化加热转子10，空化加热转子10两端面上分别间隔设有至少两个直径不等的与空化加热转子轮毂同轴的空化加热环11，炉体内壁上设有与空化加热环11相互插嵌配合的摩擦空化环12，如图1所示，最内侧的空化加热环、空化加热转子的轮毂和空化加热转子端面围成环形插嵌凹槽，相邻两个空化加热环和空化加热转子端面围成环形插嵌凹槽，摩擦空化环插嵌在插嵌凹槽内。摩擦空化环与空化加热环间设有0.3-2.8mm的空化加热间隙，优选1mm。空化加热环外端面与炉体内侧壁间及摩擦空化环外端面与空化加热转子间、空化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。与空化加热转子外周相对的炉体侧壁上设有出水口9，进水腔和空化加热间隙形成连通进水口6和出水口9的水加热流道。空化加热环和摩擦空化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。空化加热环呈片状圆环形。

本发明进一步改进，可以在进水口处的炉体内设有设水分解装置；水分解装置是在炉体内设有两个水分解电极。工作时，进水口持续进水，水分解装置持续分解进水口进水量的0-0.02倍的水，优选0.01-0.005倍。

实施例2

如图5-7所示的热水锅炉，包括底座1、炉体8、转动轴3、空化加热转子、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；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空化加热转子，所述的空化加热转子由至少两个相距0.3-2.8mm的空化加热片20固定在转动轴上形成，空化加热片20上环形阵列有过水孔22；过水孔22也可以无规律分布，相邻连个空化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空化加热转子，也可以设置多个，每个空化加热转子由三个、相临两个间距2mm的空化加热片固定在转动轴上形成。从图中可以看出，空化加热转子套设在转动轴上，经轴肩和螺母25定位，相临两个空化加热转子的空化加热片间设有格挡垫24，格挡垫的宽度为2mm。空化加热转子两侧的炉体上设有进水口和出水口。

本实施例进一步改进，所述的进水口处的炉体内设有设水分解装置；所述的水分解装置是在炉体内设有两个水分解电极。工作时，进水口持续进水，水分解装置持续分解进水口进水量的0-0.02倍的水，优选0.01-0.005倍。

本实施例进一步改进，所述的轴承内侧的左轴承体和右轴承体与转动轴间设有高温密封装置。高温密封装置包括固定座、连接环、动环和静环，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环，轴承体上固定设有与动环近进水口端面相配合的静环。可用于对油相液体空化。

本发明中所述高温密封装置的动环与静环相互接触的面为镜面，动环与转动轴间设有密封环，静环与轴承体间设有密封环。本发明中所述的动环和静环是由碳化硅陶瓷材料制成。

本发明提供的热水锅炉可应用于液体加热、液体聚合和液体分解等领域。

实施例1和实施例2所述的水锅炉加热水的方法包括如下步骤：

a、将冷水由热水锅炉进水口输入锅炉内；

b、将热水锅炉的转动轴与动力源相连，动力源带动转动轴以4000-6000转/分钟的转速工作、对水加热；动力源带动转动轴转动的速度优选4200-5000转/分钟。

c、加热后的水经锅炉的出水口排出，得热水。

本发明在步骤a中冷水由热水锅炉进水口输入锅炉内后，在热水锅炉进水口处的锅炉内分解进水口进入的水量0-0.02倍的水。分解水产生的气体溶入、混合在水中，加剧空化反应，使加热水的效率提升。

本发明将第c步制得的热水由锅炉进水口重复输入锅炉内，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，将转动轴与电机、风动力装置或内燃机等动力源相连，动力源工作，带动转动轴带动空化加热环或空化加热片在4000-6000转/分钟的转速下工作；冷水由进水口进入锅炉内，空化加热环和摩擦空化环间或两个空化加热片间的水中溶解的气体会释放出来，同时水气化而产生大量空化泡，随着时间的延长、在水进一步流动的过程中空化泡遇到周围的压力变化时，发生溃灭，这一过程是爆炸性的，时间不到千分六秒；空化泡急剧崩溃的瞬间可释放巨大的能量，对水快速加热。

工作人员使用实施例1提供的热水锅炉，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22KW的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。

工作人员使用实施例2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2KW的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2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。

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。应用在液体聚合领域及液体分解领域均大大提高了反应速度、减少反应时间，增强了反应深度。

Claims (10)

1.一种热水锅炉，其特征在于包括底座、炉体、转动轴、空化加热转子、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，炉体内的转动轴上设有空化加热转子，空化加热转子两端面上分别间隔设有至少两个直径不等的与空化加热转子同轴的空化加热环，炉体内壁上设有与空化加热环相互插嵌配合的摩擦空化环，摩擦空化环与空化加热环间设有0.3-2.8mm的空化加热间隙，优选1mm，炉体侧壁上设有出水口。

2.根据权利要求1所述的热水锅炉，其特征在于所述的轴承内侧的轴承体与转动轴间设有高温密封装置。

3.根据权利要求1所述的热水锅炉，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，左轴承体和右轴承体内的轴承内侧的左轴承体和右轴承体与转动轴间设有高温密封装置。

4.一种热水锅炉，其特征在于包括底座、炉体、转动轴、空化加热转子、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；炉体内的转动轴上设有空化加热转子，所述的空化加热转子由至少两个相距0.3-2.8mm的空化加热片固定在转动轴上形成，空化加热片上设有过水孔；空化加热转子两侧的炉体上设有进水口和出水口。

5.根据权利要求4所述的热水锅炉，其特征在于所述的轴承内侧的左轴承体和右轴承体与转动轴间设有高温密封装置。

6.根据权利要求2或3或5所述的热水锅炉，其特征在于所述的高温密封装置包括固定座、连接环、动环和静环，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环，轴承体上固定设有与动环近进水口端面相配合的静环。

7.根据权利要求1-5任意一项权利要求所述的热水锅炉，其特征在于所述的进水口处的炉体内设有设水分解装置。

8.上述热水锅炉加热水的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、将冷水由热水锅炉进水口输入锅炉内；

b、将热水锅炉的转动轴与动力源相连，动力源带动转动轴以4000-6000转/分钟的转速工作、对水加热；

c、加热后的水经锅炉的出水口排出，得热水。

9.根据权利要求8所述的加热水的方法，其特征在于在步骤a中冷水由热水锅炉进水口输入锅炉内后，在热水锅炉进水口处的锅炉内分解进水口进入的水量0-0.02倍的水。

10.根据权利要求1或4所述的热水锅炉在液体加热、液体聚合和液体分解领域的应用。