CN102245967B - 能够用任何物理状态下的燃料运转的产生和传递热的设备以及燃烧火焰 - Google Patents

Abstract

能够用任何物理状态的燃料运转的用于产生并传递热的设备，所述设备包括分为不同高度的下段（11）和上段（12）的至少一个圆柱形燃烧室（9），设置成低于所述燃烧室的下段（11）的加压空气室（26），和多个空气喷射器（14）。所述设备的特征在于所述空气喷射器（14）支撑在平环（43）上且镶嵌在第二平环（52）内并且其还包括一组可替换零件（A），所述一组可替换零件（A）配置在两个平环（43和52）的自由中心内且其具体构造取决于所用燃料的物理状态。此外所述一组可替换零件（A）包括位于所述单元几何中心内的至少一个中心空气喷射器（16）。

Description

能够用任何物理状态下的燃料运转的产生和传递热的设备以及燃烧火焰

发明目的

如本说明书在其标题中所声明的，本发明旨在提供一种用于产生并传递热的设备，所述设备能够使用任何物理状态的燃料运转，即，可以向其供应固态、液态或气态的燃料。进而，本发明的目的是使燃烧效率最大化，即，旨在优化燃料消耗，这导致显著节省燃料并降低污染物排放。

同样，本发明旨在描述用于产生并传递热的所述设备内部产生的燃烧火焰，所述火焰的特性在热传递及防治污染物产生方面有很大优势。

技术领域

本发明涉及通过燃烧过程获取能量的方法，涉及热传递过程及其发生器及传递器设备。其一般应用在工业应用和家用二者的燃烧及传热领域内。

在本发明的具体及实际应用之中，可提及其在用于供暖或发电的蒸汽产生领域的使用。

在本发明的非工业应用之中，可提及其在加热器、火炉、烤箱和炊具等等中的使用。

背景技术

当前有大量产生并传递热的设备，所述设备的燃烧室旨在尽可能获取“完美的”或“完全的”燃烧，以实现燃料消耗的节省，同时寻求使得所产生的污染物最少。

作为相近于本发明的背景技术，已知美国专利6,651,645 Bl说明了一种用于针对固体燃料产生热的设备。尽管所述文件明确声明所描述结构能够用于“诸如粉末燃料、液体燃料或气体燃料”的其他燃料形式，但实践中无法以液体燃料或气体燃料方式使用所述专利中说明的任何技术方案。所述文件说明的方案中无一说明或提出能以液体或气体燃料方式使用的设备，且没有提到也没有提出该装置允许使用任何物理状态（固体、液体或气体）的燃料。

另外，US6,651,645-Bl中说明的用于产生热的设备有一些缺点，例如由于在燃烧室内部达到高温，其中嵌入有空气喷射器的大体平行的板或盘弯曲，这会导致其破损。

因此，要求获得一种用于产生并传递热的设备，所述设备：

能够采用任何物理状态的燃料，无论固体、液体或气体，同时

使得燃烧效率最大化以获得显著的燃料节省，

使得将最大数量的产热传递到其利用地，即，将进到环境中的热损失最小化，

阻止例如氮氧化物（NOx）的污染物排放，并且

耐住燃烧室内部产生的高温。

发明内容

本发明旨在提供一种能够使用任何物理状态的燃料（即，固态、液态或气态燃料）用于产生并传递热的设备，所述设备进而能够实现期望目标并克服现有技术中存在的热产生器的缺陷。

所以，用于产生并传递热的新设备，即本发明的目标，包括至少一个燃烧室，该燃烧室优选为管形并且优选由气缸构成。所述气缸优选地分为两段，即不同高度的下段和上段。高度可以根据燃烧室内将要获得的燃烧火焰的每容积单位热密度而变化。

另外，本发明的装置包括位于形成燃烧室的气缸的下段以下的加压空气室，以及多个空气喷射器。

空气喷射器支撑在形成加压空气室上部的第一平环上并镶嵌在设置成与形成燃烧室的气缸的下端相接触的第二平环内。这些空气喷射器优选设置为在从中心向外的大体径向上随着平环的圆形路径分布。将空气喷射器支撑在第一平环而不是将其放在盘或板内这一事实提供了以下优势：

空气喷射器能够在第一平环上滑动，使得在燃烧室内部产生高温及可能导致所述环经受膨胀时，喷射器不会导致其弯曲或可能的破损，并且

在平环内部，即，在中心或自由区域，可提供一组可替换零件，所述一组可替换零件的构造由所要用的燃料的物理状态是固体、液体还是气体来限定。

第二平环借助于设置成夹在空气喷射器之间的优选为销钉、螺栓或螺钉类型的固定装置紧固。

喷射器的数量原则上不相关并且不依赖于形成燃烧室的气缸的直径。但是，由于利用此特定空气喷射器配置所要实现的目标是来自不同空气流喷射的旋转流，因此按照形成燃烧室的气缸的直径及所述配置，要获得所述旋转流所需的喷射器的最小数量是类似一个圆的数量。所以，例如，可指出从6个空气喷射器（即形成六角形），此构造开始类似一个圆。为了确保燃烧所致的火焰与形成燃烧室的气缸的所有点保持等距，还优选地具有偶数个喷射器。

因此，如上所提到的，本发明的装置包括设置在平环的自由中心中的一组可替换零件，在形成燃烧室并通过膨胀节附接到第二平环的气缸下段的下端内，并且其构造由要用的燃料物理状态来限定。

最后，本发明的装置包括设置在加压空气室以下的至少一个风扇或至少一组风扇，以便向加压空气室本身提供空气。该风扇或风扇组的优选实施例还提供有滑动片用于关闭或打开通向该风扇或风扇组的空气入口空间以调节空气入口。

形成燃烧室的气缸的其他描述：

在一个优选实施例中，通过插入第三平分离环而形成构成燃烧室的气缸的两段。由例如气缸自身壁中的凹陷或窄化来形成气缸的两段的实施例也是可以接受的，例如采用与“沙漏”类似的形式。

在一个优选实施例中，在形成燃烧室的气缸的上段的壁上，提供泄压孔。

另外，在一个优选实施例中，形成燃烧室的气缸补充有由一系列同心气缸组成的热绝缘系统，该一系列同心气缸被空气循环穿过的空间隔开。

加压空气室的说明：

加压空气室包括同心地设置并低于燃烧室的下段的第二气缸，其直径优选地相同或大于燃烧室的直径。

在优选实施例中，如后文说明的，形成加压空气室的第二气缸的直径大于形成燃烧室的气缸的直径，从而与作为热绝缘系统一部分的第四同心气缸相符。

加压空气室向支撑在第一平环上的多个空气喷射器并且向包括在一组可替换零件内的中心空气喷射器提供加压空气。

加压空气室的上部组成第一平环，空气喷射器支撑在其上。

进而，第一平环包括竖直裙式支座，其顶部优选地以王冠形状收尾。

空气喷射器的说明：

每个空气喷射器具有

侧部开孔和

上部开孔。

侧部开孔允许在大体水平方向上喷射空气流，即，用于燃烧的空气。上部开孔允许在大体竖直方向上喷射空气流，即，具有燃烧和制冷双重功能的空气。

而且，包括在一组可替换零件内的中心空气喷射器只有一个允许在大体竖直方向上喷射空气流的上部开孔。大体竖直方向上的空气流流入燃烧室中心，即，喷射直接用来燃烧的空气。

以此方式，其确保进入燃烧室内的不同空气流的联合动作产生旋转空气流。

所包括的中心空气喷射器使得中心空气流具有供应火焰中心所需的强度，因为它不只是一个空气可以穿过的孔，而是加压空气的喷射。

在一个优选实施例中，每个空气喷射器在其侧部开孔内具有用于排出空气的喷嘴。喷嘴起到改善空气流进到燃烧室内的路线的作用。

一组可替换零件的结构的说明：

一组可替换零件的构造取决于要使用的燃料的物理状态是固体、液体还是气体，但在任何情况下都包括设置在所述单元几何中心并安装在作为所述一组零件的一部分的两个平行平盘之间的中心空气喷射器。

因此，在所有的情况下，除了包括中心空气喷射器以外，一组可替换零件还包括通过膨胀节附接到第二平环的平盘，以及支撑在第一平环上的第二平盘，使得中心空气喷射器安装在两盘之间处于其几何中心。

而且，在环绕并与中心空气喷射器同心的第二平盘的几何中心内设置多个开孔，加压空气通过所述开孔从加压空气室进入，使得通过所述开孔进入的空气在冲击到第一平盘时有利于其制冷。还有，由于竖直裙式支座的顶部的王冠形状收尾，进入的空气遵循大体水平路径，直至穿过竖直裙式支座的王冠形状的凹陷排到外面。因此，在大体水平方向上的该空气流的功能即是制冷。

对于气体或液体燃料，一组可替换零件还包括：

支撑在第二平盘上并安装在第一平环内多个燃料喷射器，其优选沿着盘的圆形路径分布，

燃料分配器，设置成低于燃料喷射器且其上部形成第二平盘，以及

对燃料分配器进行供料的燃料供应管。

燃料喷射器优选地具有侧部开孔使得气体或液体燃料的喷射沿大体水平方向进行以利于空气流的旋转方向。

另外，燃料喷射器优选地通过其底部供料，因为燃料分配器设置成低于燃料喷射器。

当所要用的燃料是液体时，还可期望放置用于保持液体的收集器板，并且修改燃料分配器的构造，使得燃料供应在燃料到达燃料喷射器之前实现大体水平路径并平行于第一平盘。

用于保持液体的收集器板的使用不是必需的，但对于使用液态燃料的情况而言是适宜的。

在一个优选实施例中，无论所供应燃料的物理状态，产生并传递热的设备都带有热绝缘系统。所述系统由一系列气缸组成，所述一系列气缸与形成燃烧室的气缸同心，并将在“具体实施方式”一节中详细说明。

材料：燃烧室不同组成部件的材料优选为金属并且在其中优选使用不锈钢。在此优选实施例中，燃烧室的内壁还优选为反射性的并具有亮银色，以优化从气缸壁到内部的热辐射返回。反射性越强，则返回就越大且热损失越小。

应提到的是，尽管散热器不是本发明装置的整体部分，但优选地其应被放置在燃烧室之上，中间留出空气空间。

当空气在水平方向上时，燃烧室上部中的空气用作热绝缘，或者，当空气在竖直方向时用作热传递器。

值得注意的还有，所述用于液体或气体燃料的实施例也可用于固体燃料，例如难以点火的固体燃料的情况。因此，可以用气体或液体燃料开始燃烧，然后转变为固体燃料。在这种情况下，燃料喷射器（气体或液体）还将包括盖。或替代地，液态或气态燃料的喷射器下降直到与第一平盘平齐。

燃烧火焰的说明：

最后，在本发明所述产生并传递热的设备内，产生了具有在燃料效率与污染物排放方面有利几何形状及技术特征的燃烧火焰。

因此，本发明还有一个目的是，当进行空气供应以使空气流的联合动作产生如本发明装置的燃烧室内所述的旋转空气流时，由燃烧气体形成的多个燃烧盘形成所述燃烧火焰，所述燃烧盘由供应用于氧化燃料的空气流形成的空气盘彼此分隔开。

所述旋转空气流使火焰具有脉动涡旋的形式，并可具有中心空气区域及燃烧气体盘之间的连续部分。另外，燃烧盘在燃烧室内获得一定的竖直向上速度，且由于随着燃烧盘速度上升，传递到介质的热更少，因此根据燃烧盘的向上竖直速度及其厚度，到介质的热传递（或损失）会更多或更少。燃烧盘越薄，其向上竖直速度越高，热传递就会越少。

另外，在燃烧火焰的上端处可形成或多或少拉长形状的一个或多个末端。

所以，此燃烧火焰的新几何形状实现显著增加的燃烧火焰表面，即氧化表面，或空气中氧气与燃烧火焰相接触的面积。另外，具有这种形状燃烧火焰的情况下，供应用于氧化燃料的空气距燃烧火焰内部任何区域距离都非常短，燃料效率从而最大化。

也已经证明，组成所述燃烧火焰的燃烧盘越薄，燃烧火焰的氧化表面越大。

附图说明

基于以下仅为实例而不限制本发明的简述和附图，将完全理解本发明，附图中：

图1示出本发明能够用任何物理状态燃料运转的产生并传递热的设备的完整纵向剖视图，其中示出用于气态燃料或液态燃料的一组可替换零件A，但无保持板；

图2示出前图能够用任何物理状态燃料运转的产生并传递热的设备的纵向剖视图，其中示意地示出一组可替换零件A，为了能够展示装置其他部分的更多细节，去除了热绝缘系统并截掉加压空气室26的底部区域；

图3a、3b和3c分别示出用于固体燃料、气体燃料（或液体燃料无保持板53）及液体燃料带保持板53的一组可替换零件A的透视图；

图4示出加压空气室26的透视图；

图5示出加压空气室26的侧视图；

图6示出加压空气室26的顶视图；

图7a、7b和7c分别示出分别带有图3a、3b和3c的一组可替换零件A的加压空气室26的顶视图；

图8示出前图能够用任何物理状态燃料运转的产生并传递热的设备的纵向剖视图，其中为了能够展示装置其他部分的更多细节，截掉了加压空气室26的底部区域，且其中示出图3b所示针对采用气体燃料或液体燃料无保持板53的一组可替换零件A；

图9示出与图8类似的纵向剖视图，但其中示出图3c所述针对采用液体燃料带保持板53的一组可替换零件A；

图10示出与图8类似的纵向剖视图，但其中示出图3a所述针对采用固体燃料的一组可替换零件A；

图11示出图9的剖面A-A的剖视图；

图12示出本发明装置只能采用气体或液体燃料无保持板的具体实施例的纵向剖视图，其中为了能够展示装置其他部分的更多细节，截掉了加压空气室26的底部区域；

图13示出与图12类似的纵向剖视图，但对于只用固体燃料的具体实施例；

图14示出图12的剖面A-A的剖视图；

图15示出图14的放大图以更好的看出空气流的运动，以及液体或气体燃料的喷射；具体喷射器的附图标记被标出，但应理解每个空气喷射器与一个燃料喷射器关联；

图16示出图15的替代实施例，其中设置14个空气喷射器14替代如图15的10个空气喷射器；

图17示出图13替代实施例的纵向剖视图，其中详述所述瘤突56的替代实施例，并且其在同心气缸壁上弯出弯曲57；

图18示出图13的剖面A-A的剖视图；

图19示出图17的剖面A-A的剖视图；

图20示出图12的剖面A-A的另一个剖视图，但带有保持板53；

图21示出在产生并传递热的设备顶部的散热器41将会接收的热空气流的顶视图；

图22示出至少一个风扇63的示意图；

图23示出滑动片55的示意图；以及

图24示出本发明燃烧室内获得的燃烧火焰的示意图。

这些附图包括与下列元件有关的附图标记：

A：一组可替换零件

2：从空气喷射器产生的在大体水平方向上的空气流

3：燃烧火焰的燃烧盘

4：燃烧火焰的空气盘

5：气体或液体燃料的喷射

6：燃烧火焰的中心空气区域

7：燃烧火焰的连续段

8：燃烧火焰末端

9：形成燃烧室的第一气缸

10：分隔燃烧室两段的第三平环

11：形成燃烧室的气缸的下段

12：形成燃烧室的气缸的上段

13：第一平盘

13’：具体实施例的平盘，其中装置只接受在其构造时限定的一种物理状态的燃料

14：空气喷射器

14a：空气喷射器的侧部开孔

14b：空气喷射器的上部开孔

15：从空气喷射器产生的在大体竖直方向上的空气流

16：中心空气喷射器

16’：绕中心空气喷射器的多个开孔

17：从中心空气喷射器产生的在大体竖直方向上的空气流

18：来自加压空气室的加压空气

19：燃料喷射器

20：液体或气体燃料的供应

20’：用于液体燃料供应的大体水平路径

21：形成燃烧室的气缸的泄压孔

22：与形成燃烧室的气缸同心的第三气缸

23：形成燃烧室的气缸和第三气缸之间的分隔空间

24：在形成燃烧室的气缸和第三气缸之间的分隔空间23的下端循环的空气流，所述分隔空间23即在形成加压空气室26的竖直裙式支座51和第三气缸22之间限定的空间

25：第三气缸的泄压孔

26：加压空气室

27：第四气缸的泄压孔

28：与前述气缸9和22同心的第四气缸

29：燃料供应管

30：燃料分配器

31：从形成竖直裙式支座的冠部的凹陷产生的在大体水平方向上的空气流

32：在形成燃烧室的气缸和第三气缸之间的分隔空间中循环的空气流

33：形成燃烧室的气缸和第三气缸之间的分隔空间的出口或上端

34：第三和第四气缸之间的分隔空间

35：在第三和第四气缸之间的分隔空间中循环的空气流

36：第三和第四气缸之间的分隔空间的出口或上端

37：第三气缸的上边缘的第四平环

38：第四气缸的上边缘的第五平环

39：在其外边缘处有第四气缸的上边缘的第五平环的环

40：产生并传递热的装置和散热器之间的分隔空间

41：散热器

42：形成加压空气压力室的第二气缸

43：将空气喷射器支撑在其上的第一平环

43’：具体实施例的平盘，其中装置只接受在其构造时限定的一种物理状态的燃料

44：燃料分配器的第二平盘

45：第六平环，与形成燃烧室的气缸同心的外气缸的下端支撑在所述第六平环上

46：固定装置

47：空气喷嘴

48：紧固件

49：销钉

50：螺栓

51：以王冠形状收尾的竖直裙式支座

52：与形成燃烧室的气缸的下端接触的第二平环

53：用于液体燃料的保持板

54：膨胀节或槽

55：滑动片

56：瘤突

57：弯曲

58：散热器支架

59：使空气能够供应到空气喷射器的孔

60：用于固定第二平环52的孔

61：用于将空气供入到形成燃烧室的气缸9和第三气缸22之间的分隔空间23内的孔

62：用于将空气供入到第三和第四气缸22和28之间的分隔空间34内的孔

63：用于对加压空气室26内空气施压的风扇。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的目标和功能，且不被认为是限制性的解决方案。

图2示出能够使用任何物理状态的燃料运转的用于产生并传递热的设备的一般性示意图，所述设备包括：

一个圆柱形燃烧室9，所述燃烧室9被分为两段，一个下段11和一个上段12，下段的高度优选地低于上段的高度；

优选由第二气缸42构成并设置成低于燃烧室的下段11的一个加压空气室26，所述第二气缸42的直径优选地等于形成燃烧室9的气缸的直径，

多个空气喷射器14，所述空气喷射器14具有侧部开孔14a和上部开孔14b，并被支撑在形成加压空气室26的上部的第一平环43上，且镶嵌在设置成与形成燃烧室的第一气缸9的下端相接触的第二平环52内，

设置在两个环43和52的自由中心上的一组可替换零件A，以及

至少一个风扇，由于为了能够展示此装置其余部分的更多细节而去掉了加压空气室26的底部区域，因此图2中未示出此风扇。

如上所述，图1示出本发明装置的完全方案，其中展示出采用气体燃料或液体燃料但无保持板情况下的一组可替换零件A。如此，它示出一种装置，包括：

一个圆柱形燃烧室9，所述燃烧室分为两段，一个下段11和一个上段12，

由第二气缸42构成并设置成低于燃烧室的下段11的一个加压空气室26，所述第二气缸42的直径大于形成燃烧室9的气缸的直径，

多个空气喷射器14，所述空气喷射器14具有侧部开孔14a及上部开孔14b，并被支撑在形成加压空气室26的上部的第一平环43上，且镶嵌在设置成与形成燃烧室的第一气缸9的下端相接触的第二平环52内，

一组零件，所述一组零件恰为图2的采用气体或液体燃料的无保持板情况下的那组可替换零件A。所述一组零件设置在下段11的下端处两个环43和52的自由中心内，并包括：

第一平盘13，

第二平盘44，

中心空气喷射器16，

多个燃料喷射器19，

燃料分配器30，

燃料分配器30的燃料供应管29，及

围绕中心空气喷射器16的多个开孔16’，使得第一平盘13通过膨胀节54附接到第二平环52；第二平盘44形成燃料分配器30的上部并被支撑在第一平环43上且平行于第一平盘13；燃料喷射器19设置在第二平盘44上并经过第一平盘13内其相应的孔；燃料分配器30设置成低于燃料喷射器19；中心空气喷射器设在两个平盘13和44之间，在其几何中心内；多个开孔16’设置在第二平盘44上并围绕中心空气喷射器16呈圆形分布。燃料供应管29虽然优选位于燃料分配器30的一边，但可以接受允许燃料分配器30内进入燃料的任何位置。另外，第一平盘13内的燃料喷射器19所经过的孔的直径略大于燃料喷射器19的直径以允许燃烧室内部产生的高温所引起的平盘13的膨胀。

此外，图1中示出位置低于加压空气室26的下区域的至少一个风扇63。

图1还示出一些指示空气流方向的箭头。如此，加压空气室26向多个空气喷射器14及中心空气喷射器16提供加压空气18。每个空气喷射器14具有侧部开孔14a和上部开孔14b，使得侧部开孔14a允许在大体水平方向2上将空气流喷射到燃烧室的下段11内。进而，上部开孔14b允许在大体竖直方向15上将空气流喷射到燃烧室的下段11内。并且，中心空气喷射器16在大体竖直方向17上将空气流喷射到燃烧室的下段11内。以此方式，其确保所有空气流2、15和17的联合动作在形成燃烧室的气缸9的下段11内产生向上旋转的空气流。

作为图1中方案的一个优选实施例，也考虑在形成燃烧室的气缸9的上段12的壁内存在泄压孔21。

而且，作为一个优选实施例，还示出第三平环10，其将形成燃烧室的气缸9的两段11和12分开。

另外，作为一个优选实施例，示出了热绝缘系统，所述热绝缘系统包括：

与构成燃烧室的第一气缸9同心的第三气缸22，所述第三气缸与第一气缸通过空间23分开，

空间23，所述空间23在构成燃烧室的气缸9的上段12的上端部分处在出口33内终结，

出口33，流动的空气32将会经过所述空间23从所述出口33排出，

优选地设置在第三气缸22的壁内并且与构成燃烧室的气缸9的泄压孔21对准的泄压孔25，

优选地位于第三气缸22的上边缘上的第四平环37，

与前述气缸9和22同心的第四气缸28，所述第四气缸28设置成与第三气缸22通过空间34分开，

空间34，所述空间34在第三气缸22的上端部分处在出口36内终结，

出口36，流动的空气35将会经过所述空间34从所述出口36排出，

优选地设置在第四气缸28的壁内并且与其他气缸9、22的泄压孔21和25对准的泄压孔27，

位于第四气缸28的上边缘内的第五平环38，

设置在第四气缸28的外边缘上的环39，其与第三气缸22的上边缘的第四平环37的外边缘一起限定空间34的出口36。

图1中还指出本发明的装置优选地具有设置在形成加压空气室26的第二气缸42的上端上的第六平环45。第四气缸28支撑在所述第六平环45上。因此，以此优选构造，本发明提供额外的优势以实现减少到介质的热损失，这是由于第四气缸28相对于发生燃烧的区域向下偏移，从而接收较少的热，故其有更好的绝缘并产生更少的到介质的热损失。

图3a、3b及3c分别示出固体燃料、气体或液体燃料无保持板53的情况和液体燃料有保持板53的情况的一组可替换零件A的透视图。因此，在图3a中示出第一平盘13、中心空气喷射器16、膨胀节54及第二平盘44。图3b另外示出燃料喷射器19、燃料分配器30及燃料供应管29。并在图3c中，示出用于保持液体的板53，且可见如何修改燃料分配器30的构造，以允许液体的另外的路径，所述路径20’在水平方向上并平行于平盘13。所述路径20’在此图3c中未示出，但其将在图9中示出。

燃料喷射器19具有侧部开孔，使得沿大体水平的方向5进行气态或液态燃料的喷射。以这种方式，燃料喷射有助于以上提到的空气流2、15、17所产生向上旋转方向。燃料喷射器19优选地从其底部20供料。

此外，在具有燃料分配器30的这些情况（图3b和3c）中，平盘44与燃料分配器30的上部相符。

在图4中示出加压空气室26，可见其包括：

可具有与形成燃烧室的气缸9相同或更大直径的气缸42，

形成平环43的上部，及

其上收尾为王冠形状的竖直裙式支座51。

也即，在图4中，尽管此图中未示出与形成燃烧室9的气缸的关系，但可以提到其相应于具有热绝缘系统的那个优选实施例，因此形成加压空气室26的气缸42具有比形成燃烧室9的气缸更大的直径。所以，形成上部的第一平盘43在其中心部分具有使空气能够流向空气喷射器14的孔59以及夹在其间的不同尺寸的孔60，孔60允许固定第二平环52，并且由于该方案包括热绝缘系统，包括用于向热绝缘系统内的构成燃烧室的气缸9和第三同心气缸22之间的分隔空间23供应空气的孔61以及用于向热绝缘系统的气缸22和28之间的分隔空间34供应空气的孔62。孔61和62设置为沿第一平环43的曲度并在径向朝外的方向上圆形分布。

图8另外示出对应于空气流的箭头，所以，来自加压空气室26的空气进入到空气喷射器14内，并且空气流在大体水平方向2上通过其侧部开孔14a排出，且空气流以大体竖直方向15通过其上部开孔14b排出。来自加压空气室26的空气18进入到中心空气喷射器16内，空气以大体竖直方向17排出。来自加压空气室26的空气18进入到设置在中心空气喷射器16周围的多个开孔16’内，所述空气31首先竖直地流动，直到碰到第一平盘13，从那里继续以大体水平路径31并平行于平盘13流动，直至通过竖直裙式支座51内的王冠形状的凹陷排出。所限定的空间23的下端对应于形成加压空气室26的竖直裙式支座51与热绝缘系统的第三气缸22之间的分隔，且其受供于来自形成空气流24的加压空气室26的空气18，此空气流24在其向上竖直路径上遇到上述在大体水平方向上流动的空气31，并一起构成向着出口33流过空间23且被导向气缸9和22上端的空气流32。优选地，第三气缸22内设置有与形成燃烧室的气缸9的泄压孔21对准的泄压孔25。

图8中还示出了气缸22的上边缘上的第四平环37。

还有，图8示出热绝缘系统的气缸22和28之间的分隔空间34，它也受供于来自加压空气室26的空气18，使得被导向气缸22和28上端的空气流35通过所述空间34流向出口36。优选地，在第四气缸28中也设置有与其他气缸9和22的泄压孔21和25对准的泄压孔27。

还有，图8示出位于第四气缸28的上边缘内的第五平环38，所述第五平环38在其外边缘处具有环39，环39与第三气缸22的上边缘的第四平环37的外边缘一起限定出口36。

优选地，本发明的装置具有设置在形成加压空气室26的气缸42的上端上的第六平环45。另外，第四气缸28支撑在第六平环45上，所述平环45通过常规的紧固装置支撑在第四气缸28上。此构造提供额外的优势以降低到介质的热损失，这是因为第四气缸28相对形成燃烧室的气缸9的下段11（即发生燃烧的区域）向下偏移，从而接收更少的热，由此获得更低的到介质的热损失。

在图11中，其中还示出一个优选实施例，所示的每个空气喷射器14都在其侧部开孔14a处具有用于引导空气排出的喷嘴47。

优选地，并如图11、14、17、18及19所示，紧固装置由有销钉49辅助的以大体圆形方式设置在第六平环45上的紧固件48组成。另外，优选实施例包括使用螺栓50作为额外安全装置，螺栓50用于固定连接夹48及销钉49。应注意到以上所述的紧固件48和销钉49可以由任何未改变本发明实质的常规紧固装置替代。在图11、14及20中，还示出中心空气喷射器16居中，沿着从中心向外的径向路径，其中，首先放置以大体圆形配置分布的燃料喷射器19。接下来沿径向的是也以大体圆形配置的空气喷射器14，所述每个空气喷射器都示出包括用于排出空气的喷嘴47。

图8、9、10及11清楚地示出膨胀节或槽54。

膨胀槽或节54，加上空气喷射器14被支撑在第一平环43上的事实，使得第二平环52和第一平环43都有可能经受由于燃烧室内部产生的高温引起的膨胀而不弯曲。这将防止这些东西破损。

图12、14、15及16示出其中装置只接受气体或液体燃料无保持板的情况的具体实施例。因此，附图示出没有膨胀节54。另外，接受任何物理状态燃料的实施例的第二平环52和第一平盘13被单一平盘13’所取代。

图13、17、18和19示出其中装置只接受固体燃料的情况的具体实施例，并且在此这些附图示出没有膨胀节54。另外，接受任何物理状态燃料的实施例的第二平环52和第一平盘13被单一平盘13’所取代，同时第一平环43和第二平盘44被单一平盘43’所取代。

还有，以上附图中，可见第三气缸22的上边缘的第四平环37和环39，环39在其外边缘处具有位于第四气缸28的上边缘上的第五平环38。

图15示出来自空气喷射器14的空气流2的运动。此方案虽然是为其中只接受气体或液体燃料无保持板的产生和传递热的设备的具体实施例所绘，但空气流的表示可应用于本说明书中包括的任何可能的实施例。因此各个空气喷射器14-1, 14-2, 14-3, 14-4, 14-5, 14-6, 14-7, 14-8, 14-9和14-10在大体水平方向2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9和2-10上排放各自的空气流，使得例如来自空气喷射器14-1的空气流2-1指向空气喷射器14-5和14-6之间的中间位置。类似地，来自空气喷射器14-2的空气流2-2指向喷射器14-6和14-7之间的中间位置，每个喷射器的空气流皆如此类。正是空气流的这种指向造成旋转空气流。同样地，当具体实施例只包括使用气体或液体燃料无保持板53时，气体或液体燃料的喷射5-1、5-2和5-3被绘制为在大体水平方向上并有助于空气流的旋转方向。只标示出三个燃料喷射器的燃料喷射的附图标记（5-1、5-2和5-3），从而附图在理解在大体水平方向上从每个燃料喷射器排放燃料喷射的同时而不失清楚性。

图22示出加压空气室26的空气入口组件的方案。所述图仅示出一个风扇63，但如已经提到过的那样，本发明允许更多数量的风扇。

图23示出滑动片55，所述滑动片55用于关闭和/或打开通向风扇的空气入口，以实现调整此入口的优选方式。

图21示出装置顶部（即，在燃烧室的出口处）空气流分布的顶视图。此图示出一个优选实施例，即带有热绝缘系统，该热绝缘系统由与形成燃烧室的气缸9同心的两个气缸22和28组成，并且所述结构可应用于任何物理状态的燃料。因此，在此图内可看出如何能从燃烧火焰的最后燃烧盘3的中心空气区域6向外看到将处于不同温度的五个区域。从内部向外，即按温度梯度下降排序的五个不同区域是：

中心空气区域6，

最后燃烧盘的区域3，

来自空气喷射器14的空气在大体竖直方向15上的流动区域，

流过形成燃烧室9的气缸和第三气缸22之间的分隔空间23的空气流动区域32，以及

流过第三气缸22和第四气缸28之间的分隔空间34的空气流动区域35。

本发明所述的产生并传递热的设备在其任何实施例中，预期提供在燃烧室出口之上并由空间40分开的散热器41。另外，已证实散热器41的底部应优选为平的。

无论将要使用的燃料的物理状态，如图17所示的优选实施例包括在各个同心气缸之间定位的瘤突56，以确保气缸9、22及28的同心。替代地，瘤突56可以由气缸壁9、22和28的弯曲57所取代。在所述优选实施例中，还置有用于散热器41的支架58。

Claims (22)

1.一种用于产生并传递热的设备，至少包括：

分割为不同高度的下段（11）和上段（12）的一个圆柱形燃烧室（9），

设置成低于所述燃烧室（9）的下段（11）的一个加压空气室（26），以及

多个空气喷射器（14），

其中所述空气喷射器（14）被支撑在构成所述加压空气室（26）的上部的第一平环（43）上并嵌入与构成所述燃烧室（9）的气缸的下端接触的第二平环（52）内，所述第一平环（43）在其表面具有至少两种不同直径的孔（59 ，60），

设置在所述燃烧室（9）的下段（11）的下端处的所述第一平环（43）和所述第二平环（52）的自由中心内并利用膨胀节（54）附接到所述第二平环（52）的一组可替换零件（A），所述一组可替换零件（A）包括设置在所述一组可替换零件（A）的几何中心内的至少一个中心空气喷射器（16），它的其他零件取决于要使用的燃料的物理状态，以及

至少一个风扇（63），

其特征在于：所述加压空气室（26）由第二气缸（42）构成并向所述多个空气喷射器（14）以及包括在所述一组可替换零件（A）内的所述中心空气喷射器（16）提供加压空气（18）。

2.如权利要求1所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，形成所述加压空气室（26）的上部的所述第一平环（43）还包括在顶部处以王冠形状收尾的竖直裙式支座（51）。

3.如权利要求1所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，每个空气喷射器（14）具有侧部开孔（14a）和上部开孔（14b），以使所述侧部开孔（14a）允许在大体水平方向（2）上注入空气流而所述上部开孔（14b）允许在大体竖直方向（15）上注入空气流，同时所述中心空气喷射器（16）在大体竖直方向（17）上注入空气流，使得全部空气流（2、15及17）的联合动作在所述燃烧室内部产生向上旋转空气流。

4.如权利要求3所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，每个空气喷射器（14）在其侧部开孔（14a）内具有用于排出空气的喷嘴（47）。

5.如权利要求1所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，形成所述燃烧室的所述气缸（9）的所述上段（12）和所述下段（11）是由第三分隔平环（10）的插入而形成的。

6.如权利要求1所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，在所述气缸（9）的上段（12）内设置泄压孔（21）。

7.如权利要求1所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，所述第二平环（52）借助于设置成夹在所述空气喷射器（14）之间的销钉、螺栓或螺钉类型的固定装置（46）固定。

8.如权利要求2所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，所述一组可替换零件（A）还包括：

通过所述膨胀节（54）附接到所述第二平环（52）的第一平盘（13），以及

第二平盘（44），其支撑在所述第一平环（43）上并平行于后者，

使得所述中心空气喷射器（16）被嵌入到所述第一平盘（13）和所述第二平盘（44）之间处于它们的几何中心中。

9.如权利要求8所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，在所述第二平盘（44）的几何中心处，围绕并与所述中心空气喷射器（16）同心地圆形分布设置多个开孔（16’），当所述加压空气冲击所述第一平盘（13）时，来自所述加压空气室（26）的加压空气（18）通过所述开孔（16’）进入，有助于它的冷却，并且由于所述竖直裙式支座（51）顶部的王冠形状收尾，所述空气以大体水平路径（31）继续流动直至排出所述加压空气室（26）。

10.如权利要求9所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，当要使用的所述燃料是气体或液体时，所述一组可替换零件（A）还包括：

设置为支撑在所述第二平盘（44）上并通过在所述第一平盘（13）内制造的孔穿过所述第一平盘（13）的多个燃料喷射器（19），

其顶部形成所述第二平盘（44）的燃烧分配器（30），及

通往所述分配器的燃料供应管（29）。

11.如权利要求10所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，当要用的所述燃料是液体时，所述一组可替换零件（A）还包括用于保持所述液体燃料的板（53）并且所述燃料分配器（30）改变其构造以使所述燃料供应包括在所述燃料到达所述燃料喷射器（19）之前的大体水平且平行于所述第一平盘（13）的路线（20’）。

12.如权利要求10或11所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，每个空气喷射器（14）具有侧部开孔（14a）和上部开孔（14b），以使所述侧部开孔（14a）允许在大体水平方向（2）上注入空气流而所述上部开孔（14b）允许在大体竖直方向（15）上注入空气流，同时所述中心空气喷射器（16）在大体竖直方向（17）上注入空气流，使得全部空气流（2、15及17）的联合动作在所述燃烧室内部产生向上旋转空气流，所述燃料喷射器（19）具有侧部开孔，使得气态或液态燃料的喷射沿大体水平方向（5）进行，以便有助于所述空气流（2、15和17）的旋转方向，并且所述燃料喷射器（19）由底部（20）供料。

13.如权利要求2所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，提供与构成所述燃烧室的气缸（9）同心的第三气缸（22），所述第三气缸（22）由分隔空间（23）与所述燃烧室分隔开，由所述加压空气（18）供应的空气流（24）从所述加压空气室（26）流动通过所述空间的下端。

14.如权利要求13所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，对于流过构成所述燃烧室的气缸（9）和所述第三气缸（22）之间的所述分隔空间（23）下端的所述空气流（24），额外增加来自所述竖直裙式支座（51）在大体水平方向（31）上的空气流，并一起形成指向所述构成所述燃烧室的气缸（9）和所述第三气缸（22）的上端到出口（33）的空气流（32）。

15.如权利要求13所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，在所述气缸（9）的上段（12）内设置泄压孔（21），并且在所述第三气缸（22）内设置与形成所述燃烧室的所述气缸（9）的泄压孔（21）对准的泄压孔（25）；还在所述第三气缸（22）的上边缘处放置第四平环（37）。

16.如权利要求13所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，提供与所述构成所述燃烧室的气缸（9）和所述第三气缸（22）同心的第四气缸（28），所述第四气缸（28）被空间（34）从所述第三气缸（22）分隔开，由所述加压空气室（26）的所述加压空气（18）供应的空气流（35）流过所述空间（34）；所述空气流（35）指向所述第三气缸（22）和所述第四气缸（28）的上端到第二出口（36）。

17.如权利要求16所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，在所述第四气缸（28）内还提供与所述构成所述燃烧室的气缸（9）的泄压孔（21）和与所述第三气缸（22）的泄压孔（25）对准的泄压孔（27），并且第五平环（38）位于所述第四气缸（28）的上边缘上且其外边缘处具有环（39），所述第四气缸（28）的所述第二出口（36）由所述环（39）和所述第三气缸（22）的上边缘的第四平环（37）的外边缘一起限定。

18.如权利要求16或17所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，在形成所述加压空气室（26）的所述第二气缸（42）的上端上还设置第六平环（45），所述第四气缸（28）支撑在所述第六平环（45）上，所述第六平环（45）通过常规紧固装置固定到所述第四气缸（28）。

19.如权利要求1所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，所述至少一个风扇（63）还包括滑动片（55），以便打开或关闭通向所述风扇（63）的空气入口。

20.如权利要求1-11、13-17、19中任意一项所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，散热器（41）被放置在燃烧室之上，中间留出空气空间。

21.如权利要求3或4所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，其包括多个燃烧盘（3），所述多个燃烧盘（3）由燃烧气体形成，并且被用于氧化所述燃料的空气流（2、15、17）所形成的空气盘（4）分隔，并且进行空气供应以对火焰提供旋转，使得其成为带有空气中心区域（6）、所述燃烧盘（3）之间的连续段（7）及端部（8）的脉动涡旋形式。

22.如权利要求21所述的用于产生并传递热的设备，其特征在于，每个燃烧盘（3）具有限定氧化表面的外表面，使得所述火焰内存在的每个燃烧盘（3）的全部氧化表面的总和被定义为所述火焰的总氧化表面。