CN1041458C - 液体加热装置 - Google Patents

Abstract

在根据本发明的一种液体加热装置中，有一设于一外筒内，且与外筒离开一个距离的内筒；一置于内、外筒之间的燃烧气体下降腔；一在其上下部分别开有一热水出口和一进水口，设在燃烧气体下降腔外部的外水腔；一其上下部通过几根连管与外水腔相连，设在内筒内部的内水腔；一上部与燃烧气体下降腔相连，设在内筒内部的燃烧腔；和一设在燃烧气体下降腔下面的排气口；一设在排气口下面，截面积大于所述排气口和集烟腔，以及一设在该集烟腔内的排烟口。

Description

液体加热装置

本发明涉及一种利用一燃烧气体上升/下降流动系统的液体加热装置，例如一种锅炉。

如上所述的各液体加热装置包括例如本申请人在日本实用新型专利公报No.15168/1956中所提出，并由图1和图2中所示的装置。在此装置中有，一带有复式壁的内筒22安置于一带有复式壁的外筒21内。且与外筒21离开一距离；一设在该两筒之间的燃烧气体下降腔23；一设在该燃烧气体下降腔23的外部并在上、下部分别开有热水出口24和进水口25的外水腔26；一设在燃烧气体下降腔23内部，上下由几根连接管28与外水腔26相连接的内水腔27；一设在内筒22内部，上部与燃烧气体下降腔23相连的燃烧腔29；一设在燃烧气体下降腔23下面的排气口30；一与该排气口30相连的烟囱33；以及一穿过内外水腔26和27可拆卸安装的燃烧器32。应当注意到，数码34表示一清洁口。在如上所述的液体加热装置中，燃烧气体在燃烧腔29内由燃烧器32不断地加速上升，辐射热量在此被吸收，然后在上部燃烧气体倒转，并以速度g(m/sec)向下流过燃烧气体下降腔23，在排气口30处流动速度增至G(m/sec)，被排放到烟囱33去。在这一过程中，燃烧气体通过辐射或与内、外水腔26和27内液体的接触，以及提高燃烧气体和液体之间的热交换率，释放热量使液体的温度快速升高，同时下降的流动性提高了，燃烧的效率改进了，从而有效地防止了不完全燃烧。

虽然传统的液体加热装置提供了上述的优点，但它存在着下列问题。即，如上所述的液体加热装置，在燃烧气体下降腔23内的燃烧气体通道窄小，这样通过与燃烧气体的接触有效地实现热的传递。换句话说；

(1)在窄小通道内向下流动的燃烧气体在排气口30下以与如上所述的流动速度G实际上成直角的方向上横向流动，经过与排气口30相连的烟囱33，然后进而在外筒21的外部又实际上成直角地向上流动。这样就产生一极大的气体排出阻力，这一气体排出阻力使燃烧气体不能平稳流动，并且不能得到预期的效果，这是个需要解决的问题。

(2)如果加大排气口30和烟囱33的横截面积，用使燃烧气体平衡流动克服大的排气阻力的方法来解决该问题，就会引进图2中箭头所示，来自烟囱33的排气口的流动速度V(m/sec)干扰。如果流动速度V小于燃烧气体的流动速度G(V＜G)，则仍保持正常的燃烧，如果V＞G，阻止正常燃烧的干扰将进入燃烧腔29。当火点着时，烟囱33内的抽风力通常由公式Df∝HX(Tgm-To)表示(其中Df为抽风力，H为高度，Tgm为烟囱33内的平均温度，To为周围气体的温度)。如果烟囱33具有较大的横截面积，则烟囱表面辐射出的热量增大，而抽风力损失，这将对燃烧带来不良影响。而当燃烧停止时，外部气体从具有较大横截面积的烟囱33的开畅出口处进入，冷却处在装置内的隔热气体并在其中产成对流，于是隔热气体通过烟囱33排至外部，使温度降低，以致在这样一种自动热水供给系统中，燃烧器9会重新工作，不必要的加热，从而导致能量的浪费和运行成本的增加。还使装置内的燃烧状态变得不稳定，在燃烧器32内使燃烧断续，或产生摇曳式燃烧，以及噪音，这是另一需要解决的问题。

本发明的一个目的在于，通过提供一液体加热装置来解决上述传统的液体加热装置中的问题，在这种装置中燃烧气体平稳流动，在排出时不会产生大的排出阻力。即使不增加排气口和烟囱的横截面积，外部的干扰也几乎不会从排烟口进人烟囱，从而外部干扰也不进入燃烧气体下降腔或燃烧腔以扰乱燃烧状态，也不会产生噪音。

为实现上述目的，本发明的液体加热装置具有一与一外筒相距一距离，且设在外筒内的内筒；一置于内外筒之间的燃烧气体下降腔；一设在燃烧气体下降腔的外部并在其上下部分别开有一热水出口和进水口的外水腔；一设在燃烧气体下降腔内部，并在其上下部由几根连接管与外水腔连接的内水腔；一设在内筒内，其上部与前述燃烧气体下降腔相连的燃烧腔；以及和传统的热水供给装置一样，一设在燃烧气体下降腔下面的排气口；在所述排气口下面设有一横截面积大于所述排气口的集烟腔，而排烟口设在该集烟腔内，在集烟腔的侧部或底部上。本发明的特点在于，所述集烟腔的横截面积D与排气口的横截面积d之间的关系由公式

表示。

在如上所述的本发明的液体加热装置中，在燃烧腔内向上流动的燃烧气体在顶部倒转，并下降通过燃烧气体下降腔。在此过程中，燃烧气体向内、外水腔内的液体供热，这样下降流动性随着燃烧效率的提高而得到改进，燃烧效率的提高防止了不完全燃烧，而提高燃烧气体和液体之间的热交换率又使液体的温度升高。这样因为所述集烟腔的横截面积大于排气口的，从排气口高速排放到集烟腔的燃烧气体的流速便减小了，根据这速度差，部分动压力转变成静压力，维持了对排气口的排放压力。由于这个原因，当一外部干扰从烟囱的排烟口进入集烟腔时，流动速度降低，外部的干扰被分散和消弱了。

附图的简单说明：

图1为一类似本发明的传统型式液体加热装置的纵向正面截面图；

图2为沿图1中2-2线剖开的横截面图；和

图3是按照本发明实施例的液体加热装置的纵向正视截面图。

图3所示的本发明实施例中，数码1表示具有一复式壁的外筒，一具有复式壁的内筒2设置在外筒1内且与外筒1离开一距离；一设于该两筒之间的燃烧气体下降腔3；一设在燃烧气体下降腔3的外部，在其上下部分别开有一热水出口4和进水口5的外水腔6；一设在燃烧气体下降腔内部，上下部通过数根连接管8与外水腔6连接的内水腔7；一设在内筒2的内部，其上部与燃烧气体下降腔3相连的燃烧腔9；一设在燃烧气体下降腔3下部的排气口10；一与该排气口10相连的烟囱13；一穿过内、外水腔6和7，可拆卸地安装的燃烧器12。在这种类似于上述传统型的液体加热装置中，在燃烧腔9内向上流动的燃烧气体在顶部倒转，下降穿过燃烧气体下降腔3。在此过程中，燃烧气体向内、外水腔6和7内的液体提供足够的热，这样下降流动性随着燃烧效率的提高而得到改进，防止了不完全燃烧，并提高了燃烧气体和液体之间的热交换率；这样液体的温度迅速升高。

在本发明中，外筒1的外壁向下延伸，与延伸的周壁17一起形成一集烟腔14。排烟口15和16设在集烟腔14的周壁17和底壁18上，烟囱11和13可拆卸地安装在排烟口15和16上。应当注意到周壁可制成一与外筒相独立且安装到外筒1上的分离体，而排烟口15和16中的任何一个均可以省去。采用如上所述的结构，集烟腔14的横截面积D大于排气口10的横截面积，实验结果表明它们两者之间的关系最好以公式 表示。在具有上述结构的液体加热装置中，当燃烧气体以高速g下流通过燃烧气体下降腔3至排气口30处时，流速增大到G，并从排气口10排放到集烟腔14。由于所述集烟腔14的横截面积大于排气口10的，流速g减小到低于g的g′，根据速度差，动压力转变成为静压力，从而维持了对排气口10的排出压力。如果一流速为V的外部干扰从烟囱13的排烟口进入集烟腔14，流速V减小到小于V的流速v，外部干扰就被分散和消弱了。应当注意到图中的数码19表示一覆盖在外筒1上的隔热材料。

根据如上所述的本发明，一设于一外筒内且与外筒离开一距离的内筒；一设在内外筒之间的燃烧气体下降腔；一设在燃烧气体下降腔的外部，在上下部分别开有一热水出口和一进水口的外水腔；一设在燃烧气体下降腔内部，且上下部通过几根连接管与外水腔连接的内水腔；一设在内筒的内部，其上部与前述燃烧气体下降腔相连的燃烧腔；一设在燃烧气体下降腔下部的排气口；一设在前述排气口下面，横截面积大于所述排气口的集烟腔；一设在该集烟腔内，在集烟腔内的侧面或底部上的排烟口。这样当燃烧气体排出时能平稳流动而不会产生大的排放阻力。即使排气口和烟囱的横截面积没有扩大，外部干扰也几乎不从烟囱的排烟口进入，因此，外部干扰不会进入燃烧气体下降腔和燃烧腔，这就防止了能量的浪费和成本的增加，同时也防止了由于装置内燃烧状态不稳定而引起的燃烧器内燃烧的中断，因此不仅防止了摇曳燃烧的形成，而且防止了噪音的产生。

Claims (4)

1.一种液体加热装置，其中有一设于一外筒内，且与外筒离开一距离的内筒；一置于内、外筒之间的燃烧气体下降腔；一在其上下部分别开有一热水出口和一进水口，设在燃烧气体下降腔外部的外水腔；一其上下部通过几个连接管与外水腔相连，设在所述燃烧气体下降腔内部的内水腔；一其上部与前述燃烧气体下降腔相连，设在内筒内部的燃烧腔；一设在燃烧气体下降腔下部的排气口；一设在前述排气口下面、横截面积大于所述排气口的集烟腔和一设在该集烟腔内的排烟口；其特征在于，集烟腔的横截面积D与排气口的横截面积d之间的关系由公式

表示。

2.如权利要求1所述的液体加热装置，其特征在于，排烟口设在集烟腔内的侧面上。

3.如权利要求1所述的液体加热装置，其特征在于，排烟口设在集烟腔内的底部。

4.如权利要求1-3中任一项所述的液体加热装置，其特征在于，外筒上涂覆有隔热材料。

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