專利名稱：水動力強壓增氧助燃超高節(jié)能環(huán)保型燃氣熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及使用天然氣、液化氣、人工煤氣等為燃料的快速燃氣熱水器及其它水、氣聯(lián)用的民用和工業(yè)用裝置或產(chǎn)品。
快速燃氣熱水器是利用可燃氣體和空氣混合形成混合氣點火燃燒、用火焰加熱冷水產(chǎn)出熱水，實現(xiàn)熱交換過程的產(chǎn)品。
可燃氣體燃燒也是一個化學(xué)過程，混合氣中的空氣(氧氣)含量是決定燃燒后火焰溫度——也相應(yīng)決定熱交換效率和耗能大小的關(guān)鍵及影響有毒廢氣一氧化碳排放量的關(guān)鍵。
現(xiàn)有國內(nèi)外技術(shù)快速燃氣熱水器的技術(shù)特點是(一)水資源未充分利用高壓水流僅在熱水器中作為人們生活消費的自然資源，即只起到被加熱后供洗澡的作用。(二)燃燒過程中供氧不充分現(xiàn)有技術(shù)是利用熱水器燃氣系統(tǒng)內(nèi)因燃氣燃燒形成火焰而熱空氣上升，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)形成負壓而“自然吸入”空氣補充的原理供給氧氣，因空氣(氧氣)流速低、總流量少、供氧不充分(可從火焰內(nèi)外部的顏色明顯看出)，因此，火焰溫度低，能耗大。(三)因供氧不充分，導(dǎo)致形成大量有毒廢氣一氧化碳(CO)等污染環(huán)境，即使用“強排”將廢氣排出室外，也僅是污染的轉(zhuǎn)移，并非治理。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的主要弊端是能耗大，污染大。
鑒于此，本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)弊端，根據(jù)流體力學(xué)和空氣動力學(xué)原理，充分利用在燃氣熱水器中流通的水資源，將水資源既作為熱水器消費者“生活消費的自然資源”，又作為以大幅度節(jié)能和環(huán)保為目的將水作為“動力能源”充分綜合利用。在綜合利用“水動力能源”的本實用新型中，將本實用新型的關(guān)鍵件——“水動力強壓增氧助燃器”串聯(lián)在熱水器的水管上，以流通的高壓水流為原動力推動微型水輪機高速旋轉(zhuǎn)，并帶動與水輪機同軸的空氣增壓器同步高速流轉(zhuǎn)；同時輔之以現(xiàn)有技術(shù)的負壓作用又加速了增壓器旋轉(zhuǎn)速度，產(chǎn)出流速大、空氣(氧氣)總供給量大的高壓空氣(氧氣)流與燃氣混合后，極大地提高了空氣(氧氣)與燃氣的混合比。因供氧充分既顯著提高了火焰溫度，達到大幅度節(jié)能目的又能使大量一氧化碳(CO)轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?CO2)達到環(huán)保治理效果。本實用新型的終極目標是既為國家節(jié)省大量自然資源，又為消費者節(jié)省每一分錢，并為改善人們生活環(huán)境服務(wù)。大量試驗已證明，上述目標在技術(shù)上是可行的。
本實用新型是在現(xiàn)有技術(shù)快速燃氣熱水器的基礎(chǔ)上增加設(shè)置“水動力強壓增氧助燃器”。水動力強壓增氧助燃器由水輪機和空氣增壓器兩部分組成，具體由水輪、蝸殼、軸、軸承、空氣增壓器等構(gòu)成。
上述水輪機由水輪(1)和蝸殼(2)構(gòu)成。
上述水輪(1)固定于軸(5)上，水輪(1)上的葉片不少于3片。
上述增壓器(6)與水輪(1)固定在同一軸(5)上。
上述增壓器(6)轉(zhuǎn)子數(shù)量不少于一個，每個增壓器(6)轉(zhuǎn)子上的葉片數(shù)不少于2片。
本實用新型的優(yōu)點在于(一)能充分綜合利用流經(jīng)熱水器的水資源，既將高壓水流作為消耗品，又將其作為解決燃氣熱水器核心技術(shù)——大量強壓增氧助燃提高火焰溫度，以實現(xiàn)大幅度節(jié)能的原動力(能源)。這已為前人在煤、柴爐前放置風箱、風扇、鼓風機所證實更為近代廣泛使用的水力發(fā)電所證實。專利申請人也已多次試驗證實其可行性。(二)大量增氧使燃燒過程中產(chǎn)生的有毒廢氣一氧化碳(CO)轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?CO2)能治理(而非轉(zhuǎn)移)空氣污染。(三)易于制造、新增成本低廉，節(jié)能環(huán)保效果非常明顯，企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益極高。(四)能廣泛適用于各燃氣熱水器生產(chǎn)企業(yè)用核心技術(shù)創(chuàng)新改造現(xiàn)有技術(shù)各型產(chǎn)品，也可廣泛利用上述原理于其它民用和工業(yè)用的同時使用水、燃氣的各種裝置或設(shè)備上。
(附圖
一)是本實用新型關(guān)鍵件“水動力強壓增氧助燃器”結(jié)構(gòu)原理示意圖。
(附圖二)是(附圖一)的側(cè)視圖。
(附圖三)是本實用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖。
(附圖四)是(附圖三)的燃燒器(18)側(cè)視圖。
(附圖五)是(附圖三)的高壓空氣管(20)的A-A剖面圖。
本實用新型是在現(xiàn)有技術(shù)快速熱水器的基礎(chǔ)上增加設(shè)置“水動力強壓增氧助燃器”實現(xiàn)其核心技術(shù)創(chuàng)新的，故在此以“水動力強壓增氧助燃器”(附圖一、附圖二)為重點，說明本實用新型結(jié)構(gòu)原理，參見(附圖三)至(附圖五)。水輪(1)由金屬園筒(9)將同樣尺寸的金屬園板中心部位聯(lián)結(jié)為一體，兩塊園板之間的外園周部份固定安裝有若干塊葉片(3)，每塊葉片(3)與上述園筒(9)之間留有一定空隙。水輪(1)固定在軸(5)上。蝸殼(2)由蝸盒和蝸蓋組成，其間有水封膠圈，二者用螺桿聯(lián)結(jié)成一體。蝸殼上部適當位置安裝有進水管(10)、下部安裝有出水管(8)，進水管(10)和出水管(8)端部有水封接頭以便將水動力強力增氧助燃器串聯(lián)在熱水器內(nèi)的水管上。兩個軸承(4)分別安裝在蝸殼(2)外，軸承外圈固定在蝸殼(2)和蝸蓋上，軸承內(nèi)圈均固定在同一軸(5)上。蝸殼(2)和蝸蓋密封聯(lián)結(jié)后套在水輪(1)外，二者間留有一定間隙。軸(5)的一端固定有空氣增壓器(6)，使水輪(1)和增壓器(6)能同軸旋轉(zhuǎn)。增壓器(6)外套有高壓空氣輸氣管(20)，高壓空氣輸氣管(20)的另一端固定有氣密性接頭與燃氣噴管(17)聯(lián)結(jié)，燃氣噴管(17)上有一排與每個燃燒器(18)下部進氣口相對的噴孔(19)。
以下通過本實用新型的工作過程進一步說明本實用新型的技術(shù)方案，參見附圖(三)。由于自動電子打火裝置系市售通用產(chǎn)品，也為了從圖面上易于清晰了解本實用新型的技術(shù)實質(zhì)，故(附圖三)中未繪出有關(guān)自動裝置及點火用的長明火供氣系統(tǒng)。(附圖三)是在申請人已被國家知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)的ZL99231725.8和ZL99232586.2“渦扇機構(gòu)”原理的基礎(chǔ)上，為更進一步提高燃氣熱水器的熱效率和環(huán)保目的而發(fā)明創(chuàng)新的。使用本實新型時只需在現(xiàn)有技術(shù)熱水器空間內(nèi)增裝水動力強壓增氧助燃器和在熱水器中作相應(yīng)簡單調(diào)整。當轉(zhuǎn)動燃氣閥(11)開啟閥門，燃氣進入熱水器后，少量燃氣直接進入電子點火裝置點燃長明火，隨之轉(zhuǎn)動水閥(14)使自來水流入熱水器，因其水的壓力作用于氣閥(11)，使氣閥(11)的燃氣流量隨進水流量相應(yīng)增減；燃氣由氣閥(11)出口端進入輸氣管(12)并從其上部的噴咀(13)噴出進入輸氣管(20)內(nèi)與空氣混合后再經(jīng)噴孔(19)進入燃燒器(18)內(nèi)，由其上部的噴孔噴出后被長明火點燃形成火焰。在上述燃氣流通形成火焰的同時，從水閥(15)流出的自來水進入水動力強壓增氧助燃器的蝸殼進水口(10)后，以其水流壓力推動水輪葉片(3)高速旋轉(zhuǎn)，水流隨后從蝸輪出水口(8)流出經(jīng)水管(16)輸進熱水器上部換熱器的水管內(nèi)逐步被火焰加熱升溫。水輪(1)作為原動機高速旋轉(zhuǎn)的同時也帶動空氣增壓器(6)葉片高速旋轉(zhuǎn)起到強力增壓鼓風作用，燃氣系統(tǒng)內(nèi)的負壓也加大了增壓器(6)葉片轉(zhuǎn)速。上述鼓風迅速增大了空氣(氧氣)流速和單位時間總流量，強大的高壓空氣(氧氣)流在輸氣管(20)內(nèi)與從燃氣噴咀(13)噴出的燃氣混合后從燃燒器(18)噴出燃燒形成火焰。應(yīng)該特別說明的是，上述鼓風強壓增氧是以水動力機械鼓風增氧為主，并輔有現(xiàn)有技術(shù)熱水器“負壓自動吸風”的作用；不言而喻，在此已明顯地表現(xiàn)出水動力機械強壓增氧效果明顯高于現(xiàn)有技術(shù)單純“負壓自動吸風”自然供氧。
試驗表明，本實用新型由于用機械強壓增氧并充分予先與燃氣混合再形成火焰，熱水器的火焰結(jié)構(gòu)的內(nèi)外部全部為蘭色，火焰硬直，明顯表現(xiàn)出比現(xiàn)有技術(shù)的火焰溫度增高。
本實用新型在不同容量、品牌的燃氣熱水器中使用時，需根據(jù)其不同要求相應(yīng)設(shè)計水輪、水輪葉片、增壓器葉片等有關(guān)參數(shù)；其結(jié)構(gòu)原理在其它同時利用水和燃氣的民用及工業(yè)用加熱裝置也可采用。
權(quán)利要求1.一種水動力強壓增氧助燃超強節(jié)能環(huán)保型快速燃氣熱水器，其燃氣系統(tǒng)由氣閥(11)、高壓空氣輸氣管(20)、燃氣噴管(17)、燃燒器(18)順序連接；燃氣系統(tǒng)上連有自動點火裝置；其水系統(tǒng)由水閥(14)、水輪機(2)、與水管連為一體的換熱器順序密封連接；在水輪機(2)軸上固定安裝的增壓器(6)與高壓空氣輸氣管(20)位于同一水平軸線上，并在高壓空氣輸氣管(20)進口外就近相對安置；在高壓空氣輸氣管(20)進口端內(nèi)管壁上固定有燃氣噴咀(13)；其特征在于在水管上串接有水輪機(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水動力強壓增氧助燃超強節(jié)能環(huán)保型快速燃氣熱水器，其特征在于在水輪機(2)軸上固定安裝有增壓器(6)，二者組成水動力強壓增氧助燃器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水動力強壓增氧助燃超強節(jié)能環(huán)保型快速燃氣熱水器，其特征在于固定于水輪(1)上的水輪葉片(3)不少于3片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水動力強壓增氧助燃超強節(jié)能環(huán)保型快速燃氣熱水器，其特征在于增壓器(6)與水輪(1)固定在同一軸(5)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水動力強壓增氧助燃超強節(jié)能環(huán)?？焖偃細鉄崴?，其特征在于增壓器轉(zhuǎn)子(6)數(shù)量不少于一個，每個增壓器上的葉片數(shù)不少于2片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水動力強壓增氧助燃超強節(jié)能環(huán)保型快速燃氣熱水器，其特征在于一臺水動力強壓增氧助燃超強節(jié)能環(huán)保型快速燃氣熱水器中水輪機不少于1個。
專利摘要本實用新型涉及水動力強壓增氧助燃超強節(jié)能環(huán)保型快速燃氣熱水器。它與現(xiàn)有技術(shù)熱水器僅空氣和燃氣供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理完全不同,它利用熱水器中的水流動能推動水輪機葉片使水輪機高速旋轉(zhuǎn)帶動空氣增氧器高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)出高壓空氣與燃氣在輸氣管內(nèi)混合后供燃燒器噴出燃燒。其技術(shù)特點是用“機械鼓風增氧助燃”代替現(xiàn)有技術(shù)靠負壓“自然吸風燃燒”,克服了燃氣燃燒不完全,能耗大,一氧化碳排放多的弊端,實現(xiàn)了大幅度節(jié)能和治理廢氣的目的。
文檔編號F24H1/16GK2490492SQ0121424
公開日2002年5月8日 申請日期2001年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月23日
發(fā)明者黃一學(xué) 申請人:黃一學(xué)