專利名稱：高熱效燃油、燃氣熱水爐的制作方法
技術領域：
本實用新型高熱效燃油，燃氣熱水爐是熱水爐的一種。
現(xiàn)有的中小型燃油(燃氣)熱水爐，通常爐膛是在熱水爐底部，在爐膛上方直接按豎直方向排列著一定數(shù)量和口徑的排煙管，作為煙氣排放，由于爐膛結構簡單，煙管直接排氣且受體形高度結構，傳熱面積等限制，普遍存在有燃燒不充分，煙塵較大，火焰及煙氣熱交換不足，煙囪口排放溫度較高，熱效率低的現(xiàn)象。
本實用新型的目的在于提供一種火焰燃燒更充分，排煙溫度更低，余熱更少，熱效率更高的燃油(燃氣)熱，沸水爐，它能連續(xù)供應熱水和徑過煮沸的開水。
本實用新型的目的采取以下措施來達到，整臺爐子采用不銹鋼板和不銹鋼管等耐腐蝕又符合國家飲用容器規(guī)定的材料制作，其結構如圖㈠。圖㈠各標號釋義如下(1)燃燒器、(2)螺栓、(3)燃燒器接頭、(4)爐膛、(5)熱氣流主升通道、(6)過渡煙室、(7)煙管I、(8)貯水箱、(9)緩沖煙室、(10)煙管II、(11)熱水出口、(12)開水出口、(13)沸水槽板(注沸水槽板的上面錐形孔與煙管II之間有一定縫隙，以便沸騰的開水溢出)、(14)開水、(15)煙氣隔板、(16)集氣罩、(17)煙窗口、(18)貯水箱位控制面、(19)爐體內(nèi)殼、(20)保溫層、(21)分流管、(22)進水管、(23)爐體底座。
用不銹鋼板制作的燃燒器接頭(3)、爐膛(4)熱氣流主升通道(5)、分流管(21)、過渡煙室(6)、煙管I(7)、緩沖煙室(9)、煙管II(10)相連通構成了整個內(nèi)部燃燒熱氣流通道。除燃燒器接頭(3)外接燃燒器的噴射口及煙管II(10)的頂端作為煙氣的排放口之外，整個爐膛和氣道為密閉的內(nèi)連通結構體，其外表面浸在由內(nèi)層爐殼(19)和沸水槽板(13)所組成的貯水箱(8)的水中。
本實用新型用螺栓把燃燒器(1)和燃燒器接頭(3)連接使燃燒器(1)和整個熱水爐成為一體。燃燒器(1)點火燃燒時火焰直接噴射進爐膛(4)里，在燃燒過程中為提高燃燒質(zhì)量，一方面把油經(jīng)高壓泵霧化后點燃，再根據(jù)燃燒需要(由燃燒器內(nèi)部的鼓風機)配上空氣助燃。燃燒器(1)噴射在爐膛中的火焰燃燒過程是熱能的轉化過程，其熱能的一部分通過熱輻射被爐膛壁不銹鋼板吸收，其余的熱能則把燃燒時的空氣加熱使空氣成為熱能的載體，從而形成一股熱氣流或被稱為煙氣，順著爐體內(nèi)的氣流通道散熱后徑煙囪口(17)向爐體外排放。由于，我們要加熱的對象是“水”，因此整個熱水爐的設計有二個中心要點，其一，怎樣保證燃燒器(1)在爐體內(nèi)燃燒充分徹底；其二，是怎樣把燃燒器(1)在爐膛(4)里燃燒而形成的熱氣流中的熱能再次轉化或傳導給我們真正的加熱對象貯水箱中的水。事實證明在同一燃燒充分和保溫良好的情況下，經(jīng)煙囪口(17)排放出爐體外的熱氣流——煙氣溫度越低，這一臺熱水爐的熱效率就越高。
本實用新型將結合圖㈠實施例作進一步詳述爐膛(4)是燃燒器(1)燃燒的關鍵部位，其外形結構幾何形狀的成形會直接影響燃燒的質(zhì)量，確定熱氣流的流動方向和熱交換效果。
本家用新型的爐膛(4)的橫截面積及長度與其所采用燃燒器(1)燃燒時火焰的橫截面積及長度成一定比例。爐膛(4)的橫截面為任意形狀，一般采用偏平的橢圓形。爐膛(4)尾部上方有多根豎直方向排放的分流管(21)與過渡煙室(6)焊接連通，爐膛(4)前方留有一定橫截面積的熱氣流主升通道(5)，當燃燒器(1)不斷噴射出的火焰在爐膛(4)內(nèi)燃燒時，由于爐膛(4)的未端是封閉的，火焰燃燒所形成的熱氣流，大部分只能在爐膛(4)內(nèi)逆向迂迥延著火焰的外圍空間倒灌向前面的熱氣流主升通道(5)進入過渡煙室(6)內(nèi)，另一小部分的熱氣流經(jīng)分流管(21)進接進入過渡煙室(6)的尾端，由此可調(diào)節(jié)或減少爐膛(4)燃燒時的反壓。由于逆向倒灌的熱氣流充滿了整個爐膛(4)并把正在不斷燃燒的火焰包圍著，提高了火焰外層空間的溫度，相應地改變爐膛(4)內(nèi)的溫度。在其他爐膛里存在這樣一個問題，由燃燒器燃燒時，當空氣量配給少，燃燒不充分，冒黑煙；空氣配給多了，同樣燃燒不充分，冒白煙；既使空氣配給量剛剛好，但總有一小部分油霧被鼓風機吹到火焰的尾稍進入煙道或低溫區(qū)域仍未燼燃，并且這此未燼燃的部分煙塵在煙道上沉積，影響傳熱效果。
在本實用新型的爐膛(4)里燃燒時，調(diào)節(jié)燃燒器(1)的空氣配給量，采用“適量的過?？諝馊紵迸浣o的方法，確保燃燒時有足夠的空氣，而極少量未燼燃的油霧或氣體逃逸到火焰的邊緣或尾稍，由于整個火焰外圍與熱氣流之間的臨界面上兩股逆向高溫的熱氣流相互攪動摩擦形成的湍流圈包圍著火焰，未盡燃的油霧或氣體在這里可以再次得到充分燃燒的機會，再有余漏者，未進入較低溫的氣道前，爐膛(4)里周圍空間的溫度較高也可以燃燼。從而解決提高本實用新型的綜合熱效率。
本實用新型熱水爐，除提高了爐膛(4)的燃燒效果外，還從其他多方面提高了與水的熱交換效果。不僅爐膛(4)的四壁完全浸在水中，增加有效傳熱面積，同時考慮爐膛(4)里的熱氣流有一股自然的向上升力，爐膛上半側的傳熱量大于下半側的傳熱量，爐膛(4)用不銹鋼板制作成上下方向為短軸，左右水平方向為長軸的橢圓形，且火焰燃燒的軸心高度向橢圓中心的下方偏離，提高爐膛下半側的傳熱效果，使整個爐膛的上下側的熱傳遞趨于均勻，有效地減少爐膛的體積和高度。
本實用新型在整個熱傳遞交換過程中，因為爐膛、煙室、煙管等氣道外側水媒質(zhì)的導熱系數(shù)遠遠大于內(nèi)側的氣體，所以怎樣使燃燒器(1)燃燒所發(fā)出的熱能更有效地由熱氣流傳遞給所經(jīng)過的爐體內(nèi)部各部分不銹鋼氣道壁，也是本實用新型內(nèi)部結構要解決的問題，由燃燒器(1)燃燒所發(fā)出的熱能一部分被爐膛(4)的爐壁吸收，其余的隨熱氣流經(jīng)熱氣流主升通道(4)和分流管(21)分兩路進入過渡煙室(6)。過渡煙室(6)的底板有一定斜度是考慮熱氣流的流通量和分流管的另一股熱氣流在過渡煙室(6)內(nèi)交會，使熱氣流更均勻地經(jīng)煙管I(7)排出，煙管I(7)連通緩沖煙室(9)，熱氣流經(jīng)煙管I(7)在緩沖煙室(9)再次交會混合，再由煙管II(10)分流排向頂部集氣室經(jīng)煙囪口排出爐體外。煙管I(7)和煙管II(10)在排列上管口錯開，煙管I(7)和煙管II(10)各自總的截面與燃燒器(1)火焰的截面積成比例。煙管I(7)和煙管II(10)采用螺紋不銹鋼管增加傳熱效果，熱氣流從爐膛(4)里開始經(jīng)過多個單元的分流——混合——再分流——再混合……。增加了熱氣流的自然攪動，增加了傳熱面積，延長了熱氣流散熱過程的路徑和在爐內(nèi)進行熱交換的停留時間，大大地提高整體熱交換效率，而總體結構上緊湊，外形方園皆可。
通過以上結構上一系列簡單又行之有效的處理過程，本實用新型煙囪口的排氣溫度可降到一個很低的程度。熱能得到充分地吸收傳換，提高了整臺熱水爐的熱效率，降低了煙氣排放的污染程度。
權利要求1.一種燃油、燃氣熱水爐，由燃油、燃氣燃燒器，燃燒器接頭、進冷水管件、出熱水管件、爐膛、熱氣流通道、爐體內(nèi)、外殼等組成，其特征在于燃燒器接頭(3)連通著爐體底部的爐膛(4)、分流管(21)、熱氣流主升通道(5)，過渡煙室(6)、煙管I(7)、緩沖煙室(9)、煙管II(10)等，按層次構成內(nèi)連通多擾動單元熱氣流通道并浸在由爐體內(nèi)殼(19)和沸水槽板(13)所圍成貯水箱(8)的水中。
2.根據(jù)權利要求1所述燃油、燃氣熱水爐，其特征在于燃燒器(1)在爐膛(4)中的火焰噴射方向與其所形成的空氣熱氣流呈相反方向運動。
3.根據(jù)權利要求1所述燃油、燃氣熱水爐，其特征在于熱氣流通道和傳熱面積是由爐膛(4)、熱氣流通道(5)、分流管(21)、過渡煙室(6)、煙管I(7)、緩沖煙室(9)、煙室II(10)等構成。
4.根據(jù)權利要求1所述燃油、燃氣熱水爐，其特征在于過渡煙室(6)、緩沖煙室(9)在爐膛(4)的上方。
5.根據(jù)權利要求1所述燃油、燃氣熱水爐，其特征在于爐膛(4)的橫截面積及長度與燃燒器、燃燒火焰的橫截面積及長度成比例。
6.根據(jù)權利要求1所述燃油、燃氣熱水爐，其特征在于擴膛(4)的橫截面積與分流管(21)及熱氣流主升通道(5)的橫截面積成比例。
7.根據(jù)權利要求1、6所述燃油、燃氣熱水爐，其特征在于多根分流管(21)的橫截面積與熱氣流主升通道(5)的橫截面積成比例。
8.根據(jù)權利要求1所述燃油、燃氣熱水爐，其特征在于爐體內(nèi)各部分構件可用不銹鋼、銅或鋁等金屬材料構成。
專利摘要本實用新型提供一種新的無壓燃油、燃氣熱水爐,由爐膛、分流管、熱氣流主升通道、過渡煙室、煙管Ⅰ、緩沖煙室、煙管Ⅱ等多擾動單元組成熱氣流通道。該通道中的熱氣流的多次分流混合過程增加了傳熱面積和熱氣流在爐內(nèi)的擾動及延長了熱交換時間,使熱能更充分地被吸收,熱效率達92%以上;燃燒器在爐膛內(nèi)燃燒時所形成的回流提高了爐膛的燃燒溫度和延長了可燃時間,充分地燼燃極少的煙垢,使煙塵對環(huán)境的污染減到最低的程度。
文檔編號F24H1/22GK2300851SQ96246520
公開日1998年12月16日 申請日期1996年11月8日 優(yōu)先權日1996年11月8日
發(fā)明者張鴻輝 申請人:張鴻輝