[發明專利]變汽鍋爐

無效

• 申請號: 200810079214.7
• 申請日: 2008-08-16
• 公開（公告）號: CN101344244A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 吳宗玲
• 申請（專利權）人: 吳宗玲
• 主分類號: F22B27/16
• 分類號: F22B27/16;F22G1/04
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及熱能動力利用領域，具體是一種變汽鍋爐。

背景技術

熱能的動力利用，是指通過各種熱能動力裝置將熱能轉換成機械能或者再轉換成電能加以利用，為人類的日常生活和工農業及交通運輸提供動力。要實現熱能的動力利用，離不開各種熱能轉換裝置，如蒸汽動力裝置、內燃機、燃氣輪機裝置等為常用熱能轉換裝置，其工作原理如下：

1、蒸汽動力裝置的工作原理

簡單的蒸汽動力裝置由鍋爐汽輪機水泵和冷凝器等設備組成。

燃料在鍋爐內燃燒，其化學能轉變為熱能，產生高溫煙氣，鍋爐內的水吸收煙氣的熱量變為水蒸汽，當它流經過熱器時，繼續吸熱，溫度進一步提高，變為過熱蒸汽。此時，蒸汽的溫度、壓力比外界介質(空氣)的高，具有做功能力。當它被導入汽輪機后，先通過噴管并在其中膨脹，壓力、溫度降低，而速度增大，熱能轉換成了汽流的動能，這種高速汽流沖擊推動葉片，帶動葉輪旋轉，汽流的速度減低，動能轉化為葉輪的機械能，通過軸轉動向外做功。膨脹后的乏汽，壓力、溫度都較低，進入冷凝器后向冷卻水放熱，而凝結成水，并由泵升壓后打入鍋爐加熱，重新作熱循環。

2、燃氣輪機裝置的結構和工作原理

最簡單的燃氣輪機是由壓氣機、燃氣輪機和燃燒室組成。

空氣和燃料分別經壓氣機和泵增壓后送入燃燒室，在其中混合并燃燒，釋放出熱能。燃燒所產生的燃氣吸熱后，壓力增高，然后流入燃氣輪機，邊膨脹邊作功，作功后的氣體排向大氣并放熱，重復上述過程，完成能量轉換過程。

3、內燃機的工作原理

內燃機工作特點是，燃料在氣缸內燃燒，所產生的燃氣直接推動活塞作功。

開始，活塞向下移動，進氣閥開放，排氣閥關閉，汽油和空氣混合氣進入氣缸。當活塞到達最低位置后，改變運動方向，而向上移動，這時，進排氣閥關閉，缸內氣體受到壓縮。壓縮終了，電火花塞將燃料氣點燃。燃料燃燒所產生的燃氣在缸內膨脹，向下推動活塞而做功，當活塞再次上行時，進氣閥關閉，排氣閥打開，作功后的煙氣排向大氣。重復上述過程連續作功。

上述幾種常見熱能轉換裝置的結構和工作原理雖各不相同，但分析后不難發現：這幾種熱能轉換裝置都是把燃料的化學能通過工質轉化成動能，再推動機械做功的能量轉換器。由于，上述裝置都采用的是單一的燃氣或蒸氣作為工質，只有在高壓狀態下，燃料燃燒后的熱能才能轉換成工質的動能，推動機械做功。因此只有獲得高壓、保持高壓，才能獲得一定的熱能轉換效果，進而對機械結構有所限制，如：1、水在鍋爐里依靠不斷吸收熱能蒸發蒸汽，才能保證蒸汽的高壓狀態，要有足夠的傳熱面才能滿足蒸發蒸汽的需要，除了盡可能的擴大燃燒室的傳熱面外，還要延長鍋爐的長度，安裝既多又長的煙管擴大蒸發面；2、鍋爐要保持高壓，還必須為了保證鍋爐的安全，在鍋爐內部又布滿了各種密密麻麻的螺撐；3、從鍋爐內出來的只是一百余度的飽和蒸汽，水分多，膨脹力差，熱能利用效果低，要提高熱能利用效果還要在煙箱內安裝過熱箱，在煙管內安裝煙管。

但是盡管有上述笨重復雜的結構，燃氣的熱能也不能被蒸汽完全吸收，從水到過熱蒸汽送往氣輪機作功，都是在封閉過程中完成的，燃氣的熱能只能通過傳熱才能被水和蒸汽完全吸收，當內外的溫度相等后，燃氣的剩余熱能只能被排向大氣。

另外，燃氣輪機裝置要依靠壓氣機提供高壓空氣，壓縮空氣最少要消耗百分之五十的機械能，要提高燃燒的溫度，其燃燒室就要采用昂貴的耐高溫材料制造，要提高熱能利用效果還要采用復雜結構的回熱技術，即便是如此，也只能把它的有效熱效率提高至百分之五十左右。而內燃機是依靠活塞上下運動吸收空氣，并把它壓縮至高壓狀態吸收熱能完成做功的，看似簡單，要提高功率就要增加氣缸數，還要用曲軸把它們連接起來，增加的氣缸數越多，結構越復雜。內燃機要把空氣壓縮至高壓狀態，同樣，要消耗百分之五十以上的機械能，加之燃氣帶走的熱能，即便是采用斯特林式的內燃機，其熱能轉化效果也只能達到百分之五十左右，進而限制了熱能動力利用的發展。

發明內容

本發明為了解決現有熱能轉換裝置存在的結構復雜、熱能轉換效率不高、熱能動力利用受限等問題，提供了一種變汽鍋爐。