CN215808400U - 一种用于水管锅炉的热能发生系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于水管锅炉的热能发生系统，涉及锅炉领域。一种用于水管锅炉的热能发生系统，包括依次连接的造热装置、排风装置和热风炉，热风炉与水管锅炉的锅筒连通，造热装置包括活塞产热机构。造热装置即为产生热能的装置，造热装置所产生的热能加热流动的空气，通过排风装置将热空气引出并通入热风炉内，活塞产热机构的原理是通过活塞的往复循环摩擦产生摩擦热能，流动的气体吸收摩擦产生的热能形成热空气，在通过排风装置排出即可；本实用新型利用活塞产热机构的摩擦产生热能并使其能够供水管锅炉使用，此种设计有效提升了产热效率，仅需使用电能即可驱动其运作，无需采用不可再生能源进行驱动，大大降低了能源的消耗。

Description

一种用于水管锅炉的热能发生系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉领域，具体而言，涉及一种用于水管锅炉的热能发生系统。

背景技术

水管锅炉在锅筒外部设水管受热面，高温烟气在管外流动放热，水在管内吸热。由于管内横断面比管外小，因此汽水流速大大增加，受热面上产生的蒸汽立即被冲走，这就提高了锅水吸热率。与锅壳式锅炉相比水管锅炉锅筒直径小，工作压力高，锅水容量小，一旦发生事故，灾害较轻，锅炉水循环好，蒸发效率高，适应负荷变化的性能较好，热效率较高。因此，压力较高，蒸发量较大的锅炉都为水管锅炉。所谓水管锅炉(a water tube boiler)，就是水、汽或汽水混合物在管内流动，而火焰或烟气在管外燃烧和流动的锅炉。

锅筒(drum)是水管锅炉中用以进行汽水分离和燕汽净化，组成水循环回路并蓄存锅水的筒形压力容器，又称汽包。主要作用为接纳省煤器来水，进行汽水分离和向循环回路供水，向过热器送饱和蒸汽。

现有的蒸汽产热装置大都结构复杂，产热效率远低于投入的外部燃烧资源，造成资源的大量浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，其能够降低能源的消耗。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，包括依次连接的造热装置、排风装置和热风炉，所述热风炉与水管锅炉的锅筒连通，所述造热装置包括活塞产热机构。

在本实用新型的一些实施例中，上述所述造热装置还包括密封壳体，所述活塞产热机构安装于所述密封壳体内，所述排风装置与所述密封壳体连通。

在本实用新型的一些实施例中，上述所述活塞产热机构为多组。

在本实用新型的一些实施例中，上述所述活塞产热机构包括采用铜制成的活塞筒、滑动设置于所述活塞筒内且采用低碳钢制成的活塞和用于协同活塞做往复运动的驱动组件。

在本实用新型的一些实施例中，上述所述驱动组件包括连接杆、驱动杆、曲轴和旋转电机，所述连接杆的一端与所述活塞连接，所述连接杆的另一端与所述驱动杆铰接，所述驱动杆的另一端与所述曲轴铰接，所述旋转电机的输出端与所述曲轴传动连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述多组所述活塞产热机构并联，多组所述活塞产热机构的多个所述曲轴依次连接，多个连接的所述曲轴通过一旋转电机驱动。

在本实用新型的一些实施例中，上述所述排风装置包括引风机。

在本实用新型的一些实施例中，上述所述活塞筒与所述活塞之间填充有压缩气体。

在本实用新型的一些实施例中，上述所述密封壳体内侧壁铺设有保温层。

在本实用新型的一些实施例中，上述所述密封壳体内侧壁涂覆有耐高温涂层。

相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：

本申请实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，包括依次连接的造热装置、排风装置和热风炉，热风炉与水管锅炉的锅筒连通，造热装置包括活塞产热机构。造热装置即为产生热能的装置，造热装置所产生的热能加热流动的空气，通过排风装置将热空气引出并通入热风炉内，热风炉的作用是把鼓风加热到要求的温度，用以提高炉的效益和效率；它是按“蓄热”原理工作的，利用热风炉能够进一步提高热空气的温度，使其到达水管锅炉的加热标准温度；活塞产热机构的原理是通过活塞的往复循环摩擦产生摩擦热能，流动的气体吸收摩擦产生的热能形成热空气，在通过排风装置排出即可；本实用新型利用活塞产热机构的摩擦产生热能并使其能够供水管锅炉使用，此种设计有效提升了产热效率，仅需使用电能即可驱动其运作，无需采用不可再生能源进行驱动，大大降低了能源的消耗，同时本系统结构简单，无需大量人力进行安装维护，进一步还降低了人力成本的使用。

在实际使用时，工作人员首先将造热装置、排风装置和热风炉依次进行对接，再将热风炉与水管锅炉进行对接，启动造热装置，等待造热装置升温后开启排风装置，使排风装置引导热气通入热风炉内。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例所述热能发生系统流程示意图；

图2为本实用新型实施例所述造热装置内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述活塞产热机构立体结构示意图。

图标：1-造热装置；101-密封壳体；102-保温层；2-排风装置；3-热风炉；4-活塞产热机构；401-活塞筒；402-连接杆；403-驱动杆；404-曲轴；405-旋转电机。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

请参照图1至图3，图1为本实用新型实施例热能发生系统流程示意图；

图2为本实用新型实施例造热装置1内部结构示意图；图3为本实用新型实施例活塞产热机构4立体结构示意图。

本申请实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，包括依次连接的造热装置1、排风装置2和热风炉3，热风炉3与水管锅炉的锅筒连通，造热装置1包括活塞产热机构4。造热装置1即为产生热能的装置，造热装置1所产生的热能加热流动的空气，通过排风装置2将热空气引出并通入热风炉3内，热风炉3的作用是把鼓风加热到要求的温度，用以提高炉的效益和效率；它是按“蓄热”原理工作的，利用热风炉3能够进一步提高热空气的温度，使其到达水管锅炉的加热标准温度；活塞产热机构4的原理是通过活塞的往复循环摩擦产生摩擦热能，流动的气体吸收摩擦产生的热能形成热空气，在通过排风装置2排出即可；本实用新型利用活塞产热机构4的摩擦产生热能并使其能够供水管锅炉使用，此种设计有效提升了产热效率，仅需使用电能即可驱动其运作，无需采用不可再生能源进行驱动，大大降低了能源的消耗，同时本系统结构简单，无需大量人力进行安装维护，进一步还降低了人力成本的使用。

本实施例中的热风炉3为换热式，主是使用耐高温换热器为核心部件，此部件不能使用金属材质换热器，只能使用耐高温陶瓷换热器，燃气在燃烧室内充分燃烧，燃烧后的热空气，经过换热器，把热量换给新鲜的冷空气，可使新鲜空气温度达到1000度以上。其优点在于：换热温度高，热利用率高，体积小，热风温度稳定,无切换机构多，寿命长，维修成本高，购置成本低。

在实际使用时，工作人员首先将造热装置1、排风装置2和热风炉3依次进行对接，再将热风炉3与水管锅炉进行对接，启动造热装置1，等待造热装置1升温后开启排风装置2，使排风装置2引导热气通入热风炉3内。

实施例2

请参照图2，图2为本实用新型实施例造热装置1内部结构示意图。

本实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，与实施例1提供的热能发生系统基本相同，其主要区别在于：造热装置1还包括密封壳体101，活塞产热机构4安装于密封壳体101内，排风装置2与密封壳体101连通。

本实施例中的密封壳体101为矩形状，其顶部具有用于安装排风装置2的装配缺口，排风装置2卡接于上述装配缺口内固定，由于热气流密度小，原因是因为热气流的能量高，气体分子间的距离较大，密度小的气体轻，所以就会上升，相对的冷气流由于密度大而下沉，在密封壳体101顶部安装排风装置2更加利于热气的排出；将活塞产热机构4安装于密封壳体101内能够保障其产生的热量不会散发出去，避免热量的散失，提高热量的利用率；同时在密封壳体101仅存在一个装配缺口，位于壳体内部的热气流仅能够通过排风装置2进行排出。

实施例3

请参照图2，图2为本实用新型实施例造热装置1内部结构示意图。

本实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，与实施例2提供的热能发生系统基本相同，其主要区别在于：活塞产热机构4为多组。

本实施例中的活塞产热机构4为四组，也可以为六组或九组；通过在密封壳体101内架设多组活塞产热机构4能够提高热空气的问题和热量产能，进而提高本系统的热效率。

实施例4

请参照图3，图3为本实用新型实施例活塞产热机构4立体结构示意图。

本实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，与实施例3提供的热能发生系统基本相同，其主要区别在于：活塞产热机构4包括采用铜制成的活塞筒401、滑动设置于活塞筒401内且采用低碳钢制成的活塞和用于协同活塞做往复运动的驱动组件。

活塞筒401与活塞配合实现往复摩擦升温产生热能；本实施例中的活塞筒401采用铜制成，铜是一种化学元素，英文名copper，符号为Cu，原子序数为29。它是一种柔软易延展的金属，具有很高的导热性和导电性。刚刚暴露的纯铜表面呈红橙色。铜常用作热导体、电导体、建筑材料以及各种金属合金的成分。铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的数青铜和黄铜。此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能，铜的耐用性使其能够延长整体活塞产热机构4的使用寿命，且铜所具备的优良的导热性能够很好的将热量向密封壳体101内传递，使流动空气有效吸收热量；本实施例中的活塞采用低碳钢制成，低碳钢(mild steel)为碳含量低于0.25％的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件；采用低碳钢制成的活塞与活塞筒401之间摩擦不会产生火花，进而提高整体系统的安全性。

实施例5

请参照图3，图3为本实用新型实施例活塞产热机构4立体结构示意图。

本实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，与实施例4提供的热能发生系统基本相同，其主要区别在于：驱动组件包括连接杆402、驱动杆403、曲轴404和旋转电机405，连接杆402的一端与活塞连接，连接杆402的另一端与驱动杆403铰接，驱动杆403的另一端与曲轴404铰接，旋转电机405的输出端与曲轴404传动连接。

本实施例中的连接杆402与活塞一体成型，即连接杆402为活塞杆，连接杆402延伸出活塞筒401的一端通过驱动杆403与曲轴404铰接，通过曲轴404的带动能够使活塞进行来回往复的摩擦产热作业，同时利用旋转电机405自动带动曲轴404进行转动。

实施例6

请参照图3，图3为本实用新型实施例活塞产热机构4立体结构示意图。

本实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，与实施例5提供的热能发生系统基本相同，其主要区别在于：多组活塞产热机构4并联，多组活塞产热机构4的多个曲轴404依次连接，多个连接的曲轴404通过一旋转电机405驱动。

本实施例中多组活塞产热机构4所包含的多个曲轴404依次延其端部连接进而形成一整体，多根曲轴404仅需利用一个旋转电机405即可进行带动旋转并使活塞作业，此种设计能够有效降低设备成本的使用，且能够降低系统产热所带来的能源成本消耗，大大提高了实用性。

实施例7

请参照图2，图2为本实用新型实施例造热装置1内部结构示意图。

本实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，与实施例1提供的热能发生系统基本相同，其主要区别在于：排风装置2包括引风机。

引风机是通过叶轮转动产生负压，进而从系统(设备)抽取空气的一种设备，一般安装在锅炉尾端，用于抽取炉膛内的热烟气。

实施例8

请参照图3，图3为本实用新型实施例活塞产热机构4立体结构示意图。

本实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，与实施例3提供的热能发生系统基本相同，其主要区别在于：活塞筒401与活塞之间填充有压缩气体。

压缩气体，是指在-50℃下加压时完全是气态的气体，包括临界温度低于或者等于-50℃的气体。(2)高(低)压液化气体，是指在温度高于-50℃下加压时部分是液态的气体，包括临界温度在-50℃和+65℃之间的高压液化气体和临界温度高于+65℃的低压液化气体(以下统称为液化气体)；通过在活塞筒401内填充压缩气体，使压缩气体在压缩体积时会产生热能，再由活塞筒401传递压缩气体所产生的热能。

实施例9

请参照图2，图2为本实用新型实施例造热装置1内部结构示意图。

本实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，与实施例2提供的热能发生系统基本相同，其主要区别在于：密封壳体101内侧壁铺设有保温层102。

本实施例中的保温层102为酚醛保温板，但不限于此，在其它实施例中，可采用聚苯板；保温层102采用酚醛保温板，这种板材安全无毒,而且防水防火,保温效果非常明显；通过在密封壳体101内加设保温层102能够提高密封壳体101的密封功效。

实施例10

请参照图2，图2为本实用新型实施例造热装置1内部结构示意图。

本实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，与实施例2提供的热能发生系统基本相同，其主要区别在于：密封壳体101内侧壁涂覆有耐高温涂层。

本实施例中的耐高温涂层为有机硅树脂涂层，①良好的稳定性。在有机硅高聚物中，Si—O键的共价键能比普通有机高聚物C—C键的键能大，而且Si、O原子形成d—Pπ键，增加了高聚物及键能稳定性。普通高聚物中的C—C键受热氧化，很容易断裂成低分子物；而有机硅高聚物质中的Si原子上连接的烃基受热氧化后，生成的是高度交联的更加稳定的Si-O-Si键，能防止其主链的断裂降解。也就是说，在受热氧化时，形成Si一O—Si键保护层，减轻了对高聚物内部的影响。②耐氧化性。在Si—O键中，Si和O原子的相对电负件的差数大，因此，Si—O键极性大，有51％离子化倾向,对Si上连接的烃基有偶极感应影响，提高了所连烃基对氧化作用的稳定性，比普通有机高聚物的这种相同作用要高得多，亦即，Si一O—Si键对这些烃基基团的氧化能起到屏蔽作用。所以，有机硅树脂具有优越的耐紫外光、耐候性，暴晒后不粉化和失光。③表面性能。有机硅中的硅烷醇基团为疏水基团，赋予有机硅树脂良好的耐水性；又由于它具有极低的表面张力，故多用作涂料中的消泡剂和流平剂。

综上，本实用新型的实施例提供一种用于水管锅炉的热能发生系统，包括依次连接的造热装置1、排风装置2和热风炉3，热风炉3与水管锅炉的锅筒连通，造热装置1包括活塞产热机构4。造热装置1即为产生热能的装置，造热装置1所产生的热能加热流动的空气，通过排风装置2将热空气引出并通入热风炉3内，热风炉3的作用是把鼓风加热到要求的温度，用以提高炉的效益和效率；它是按“蓄热”原理工作的，利用热风炉3能够进一步提高热空气的温度，使其到达水管锅炉的加热标准温度；活塞产热机构4的原理是通过活塞的往复循环摩擦产生摩擦热能，流动的气体吸收摩擦产生的热能形成热空气，在通过排风装置2排出即可；本实用新型利用活塞产热机构4的摩擦产生热能并使其能够供水管锅炉使用，此种设计有效提升了产热效率，仅需使用电能即可驱动其运作，无需采用不可再生能源进行驱动，大大降低了能源的消耗，同时本系统结构简单，无需大量人力进行安装维护，进一步还降低了人力成本的使用。

在实际使用时，工作人员首先将造热装置1、排风装置2和热风炉3依次进行对接，再将热风炉3与水管锅炉进行对接，启动造热装置1，等待造热装置1升温后开启排风装置2，使排风装置2引导热气通入热风炉3内。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于水管锅炉的热能发生系统，其特征在于，包括依次连接的造热装置、排风装置和热风炉，所述热风炉与水管锅炉的锅筒连通，所述造热装置包括活塞产热机构；所述造热装置还包括密封壳体，所述活塞产热机构安装于所述密封壳体内，所述排风装置与所述密封壳体连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于水管锅炉的热能发生系统，其特征在于，所述活塞产热机构为多组。

3.根据权利要求2所述的一种用于水管锅炉的热能发生系统，其特征在于，所述活塞产热机构包括采用铜制成的活塞筒、滑动设置于所述活塞筒内且采用低碳钢制成的活塞和用于协同活塞做往复运动的驱动组件。

4.根据权利要求3所述的一种用于水管锅炉的热能发生系统，其特征在于，所述驱动组件包括连接杆、驱动杆、曲轴和旋转电机，所述连接杆的一端与所述活塞连接，所述连接杆的另一端与所述驱动杆铰接，所述驱动杆的另一端与所述曲轴铰接，所述旋转电机的输出端与所述曲轴传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于水管锅炉的热能发生系统，其特征在于，多组所述活塞产热机构并联，多组所述活塞产热机构的多个所述曲轴依次连接，多个连接的所述曲轴通过一旋转电机驱动。

6.根据权利要求1所述的一种用于水管锅炉的热能发生系统，其特征在于，所述排风装置包括引风机。

7.根据权利要求3所述的一种用于水管锅炉的热能发生系统，其特征在于，所述活塞筒与所述活塞之间填充有压缩气体。

8.根据权利要求1所述的一种用于水管锅炉的热能发生系统，其特征在于，所述密封壳体内侧壁铺设有保温层。

9.根据权利要求1所述的一种用于水管锅炉的热能发生系统，其特征在于，所述密封壳体内侧壁涂覆有耐高温涂层。

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