一种具有余热回收功能的蒸汽锅炉的制作方法

本发明涉及蒸汽锅炉，具体是一种具有余热回收功能的蒸汽锅炉。

背景技术：

1、蒸汽锅炉是工业生产中关键的热能转换设备，通过加热水至沸腾生成高温高压蒸汽，供各类生产设备使用。它可根据燃料类型、供给方式及构造分为多种类型。蒸汽锅炉的工作原理涉及燃烧、热交换、水蒸发与蒸汽生成等步骤，其组成部分包括锅炉本体、燃烧器、控制系统和水处理设备。该设备具有热效率高、适用范围广和稳定性好的优点，广泛应用于发电、化工、纺织、食品加工等多个领域。

2、蒸汽锅炉所排放的烟气中含有大量热能，这些热能若不进行回收，将直接排放到大气中，既浪费了能源又造成了环境污染。尽管市面上的部分蒸汽锅炉含有余热回收的功能，但其回收效率低下，不仅无法做到精准热回收，且无法根据不同烟气温度，进行动态调整回收。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有余热回收功能的蒸汽锅炉，以解决现有技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有余热回收功能的蒸汽锅炉，包括支座，支座上安装有锅炉本体，锅炉本体一侧安装有燃烧装置，锅炉本体上安装有余热回收器，锅炉本体内安装有烟气管道，锅炉本体内安装有燃烧炉，燃烧装置输出端贯穿锅炉本体并与燃烧炉内部连通，锅炉本体内设有蓄水腔室，蓄水腔室两侧分别设有第一烟腔和第二烟腔，烟气管道贯穿蓄水腔室。蒸汽锅炉内安装有控制系统，控制系统用于控制整个蒸汽锅炉。

3、控制系统开启燃烧装置，燃烧装置产生的火焰配合烟气对燃烧炉进行加热，燃烧炉对蓄水腔室内的水进行加热，之后烟气从第二烟腔进入烟气管道，烟气中的热量通过烟气管道对蓄水腔室内的水再次进行加热，然后，带有余热的烟气从第一烟腔流入余热回收器，蓄水腔室内的水受热后产生高温高压的水蒸气，水蒸气从蓄水腔室顶部阀门流出并被收集。

4、余热回收器包括进烟管、传动齿环、导热管和传动环，进烟管上连接有分流管，分流管顶端安装有气压阀，分流管底端连接有若干烟气弯管，传动环两端转动安装有偏心连环，传动环一端通过偏心连环与烟气弯管转动连接，传动环另一端通过偏心连环与导热管连接，传动环中间转动安装有偏心进气环，偏心进气环一端与烟气弯管连接，偏心进气管另一端与导热管连接，分流管顶端设有反流箱，传动齿环与传动环啮合传动，传动齿环外接有驱动装置，进烟管安装在锅炉本体上，进烟管与第一烟腔内部连通。

5、驱动装置用于驱动传动齿环旋转，驱动装置可为电机和皮带，电机输出轴上的齿轮带动皮带转动，进而利用皮带带动传动齿环转动。

6、烟气从进烟管进入分流管，再从分流管底端通过烟气弯管被均匀分流至导热管内，烟气的部分热量通过导热管传递至水流管内的水中，控制系统开启外部驱动装置，驱动装置带动传动齿环旋转，传动齿环通过传动轮齿带动传动环旋转，传动环旋转带动转动环旋转，从而使连接环旋转，连接环带动水流管旋转，水流管内壁的搅拌片带动水流管内的水旋转，避免紧靠和远离导热管的水吸热不均匀，而导致吸热效率降低，使流经导热管的烟气中的热量无法被充分吸收。烟气在进入导热管前，先经过偏向进气环，烟气从偏心连接条之间的间隙流过时，会先对膨胀环进行加热，膨胀环内的传动杆根据吸收的热量产生伸缩，从而在带动转动环间歇转动时，产生不同的传动速度，当传动环通过连接环带动水流管内水旋转时，由于烟气的热量不同，从而使水的旋转速度跟随烟气的温度而变化，当烟气温度高时，多个传动杆伸长并对转动环进行传动，使水的旋转速度增大，从而提升水的吸收速度，使烟气内的余热被快速吸收，反之，烟气温度较低时，水的旋转速度减缓，使靠近导热管道的水充分吸热，水流管内的水吸热后产生水蒸气，水蒸气从出气端头进入蒸汽环，再从蒸汽环上的蒸气出口管被排走回收，从而实现余热回收的目的。

7、余热回收器还包括连接环、烟气环和蒸汽环，连接环转动安装在导热管上，传动环偏心设置在连接环内部，连接环顶端安装有水流管，水流管与导热管转动连接，水流管内设有若干搅拌片，水流管顶端转动连接有出气端头，出气端头通过圆管与蒸汽环内部连通，蒸汽环顶端设有蒸气出口管，导热管贯穿出气端头并安装有温度筛分器，温度筛分器一侧通过方管与烟气环内部连通，温度筛分器另一侧通过方管与反流箱内部连通，烟气环顶端设有烟气出口管，连接环外侧设有给水环，连接环与给水环转动连接，给水环上设有给水管道。

8、工作时，控制系统通过外部给水设备通过给水管向给水管内注水，给水管内的水从传动条之间的间隙向上流入水流管，使水流管内充满水。

9、传动环上设有若干环孔，传动环底端设有传动轮齿，传动轮齿与传动齿环啮合传动，传动环上安装有膨胀环，膨胀环内设有膨胀腔室，膨胀腔室内填充有高热膨胀系数介质，膨胀环通过环孔安装有若干滑动管，滑动管内滑动安装有传动杆，传动杆底端与滑动管底端之间安装有复位弹簧，若干复位弹簧长度依次递增，传动杆底端与滑动管底端的间距逐步递增，膨胀环与偏心进气环转动连接。

10、初始状态时，各个传动杆底端与滑动管底端的间距逐步递增，各个传动杆端头伸出滑动管的长度逐步递增。受热时，膨胀环内的介质吸热膨胀，使膨胀腔室内的压强增大，滑动杆受压后在滑动管内滑动，由于每个滑动杆在滑动槽内的初始位置不一样，因此，随着膨胀腔室内的压强增加，传动杆会在滑动管内逐一伸至最长，当温度降低而使膨胀腔室内的压强减小时，由于复位弹簧的拉伸长度不同，对传动杆的拉力随伸长量增加而增加，因此，伸长量较大的复位弹簧先拉动传动杆回缩，之后，随着温度进一步降低，其余复位弹簧依次带动传动杆回缩，直至全部复位。

11、偏心进气环包括偏心环片，偏心环片之间安装有若干偏心连接条，膨胀环与偏心连接条转动连接，烟气弯管顶端与偏心环片连接，导热管底端与偏心环片连接。

12、连接环包括上环片和转动环，转动环与上环片之间安装有若干传动条，转动环内侧安装有转动轮齿，上环片、传动条及转动环均与给水环转动连接，上环片与水流管连接。

13、传动环偏心设置在转动环中间，常规状态时，传动环上伸出最长的传动杆刚好可以与转动环内的转动轮齿接触，当传动环旋转时，伸出最长的传动杆旋转至与转动齿轮最近处时，传动杆端头通过转动轮齿带动转动环转动，之后，由于偏心设置的原因，传动杆端头随着旋转动逐渐远离转动轮齿，当传动杆断开与转动轮齿的接触时，转动环失去传动杆的传动而逐渐降速，如此循环，每当传动杆与转动轮齿接触时，都能带动转动环旋转，从而实现传动杆对转动环的间歇性传动，当传动环受热而使传动杆逐渐伸长时，其他若干传动杆逐渐伸长至能与转动轮齿接触，随着可以传动的传动杆数量增加，传动环带动转动环旋转的间歇时间越短，转动环旋转时速度降低的间歇减小，从而使转动环的平均转速提升，实现对转动环的变速控制。

14、温度筛分器包括若干筛分环，筛分环上分别设有上气槽和下气槽，筛分环上安装有若干感温器，筛分环上滑动安装有挡气组件，挡气组件与感温器连接；挡气组件包括挡气环和连接弹簧，挡气环与筛分环滑动连接，挡气环上安装有若干与感温器位置对应的升降连杆，升降连杆通过连接弹簧与感温器连接，挡气环上对称安装有挡气板。

15、烟气从导热管流出至温度筛分器，当烟气温度较低时，烟气从上气槽流出，当烟气中热量未被完全吸收，温度依旧较高时，会对上感温板和下感温板进行加热，从而使挡气板上升，一侧挡气板上升将上气槽堵住，另一侧挡气板上升使下气槽打开，含有余热的烟气从下气槽流入反流箱，当反流箱气压增大时，气压阀自动开启，使含有余热的烟气从气压阀流回分流管，之后，被再次分流，从此循环，直至烟气余热被全部回收，从而实现对烟气余热的检测和多次循环回收吸热，极大提升了烟气余热的回收率。

16、感温器包括滑动板和上感温板，滑动板安装在筛分环上，滑动板上设有滑槽，滑槽内安装有连接头，上感温板底端安装有下感温板，上感温板两侧对称安装有感温滑杆，上感温板两侧对称安装有转动杆，转动杆与连接头转动连接，感温滑杆与凹槽滑动连接。

17、上感温板与下感温板压制一体成型，上感温板与下感温板均采用高热膨胀系数材料制成，上感温板热膨胀系数大于下感温板热膨胀系数；受热时，上感温板与下感温板吸收热量后会发生形变，由于上感温板热膨胀系数高，变形大于下感温板，此时，上感温板会向下感温板一侧弯曲，上感温板与下感温板整体弯曲起拱，上感温板与下感温板两端间距减小，其中一端带动感温滑杆在滑动板凹槽内滑动，另一端带动转动杆在连接头内转动，起拱的上感温板顶起升降连杆，升降连杆带动挡气环上升，挡气环带动两侧挡气板上升，一侧挡气板上升将上气槽堵住，另一侧挡气板上升使下气槽打开，当温度降低时，上感温板与下感温板还原，挡气组件在连接弹簧作用下复位。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1、利用传动齿环带动多组水流管旋转，水流管内的搅拌片带动水流管内的水旋转，避免紧靠和远离导热管的水吸热不均匀，而导致吸热效率降低，达到使流经导热管的烟气中的余热被充分吸收的效果。

20、2、利用温度筛分器对烟气中的余热含量进行检测，当烟气温度较低时，烟气从上气槽流出，当烟气中热量未被完全吸收，温度依旧较高时，利用感温器带动挡气组件，对上气槽封堵，并同步打开下气槽，使含有余热的烟气从气压阀流回分流管，达到余热自动检测和回收循环吸热的目的。

21、3、传动环根据烟气温度自动调节传动杆的伸缩量，随着可以传动的传动杆数量改变，传动环带动转动环旋转的间歇时间随之改变，从而使水的旋转速度跟随烟气的温度而变化，实现对烟气余热吸收速度的全自动动态调节。

22、4、利用分流管将烟气分流为多股，使烟气中余热被更加充分地吸收。