CN110864453A - 二次吸能装置及采用该装置的热水器和燃煤炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种二次吸能装置及采用该装置的热水器和燃煤炉，二次吸能装置包括中空壳体，壳体内部设置有隔板，隔板上方为储水腔，下方为燃烧室，储水腔内设置有导气管，导气管上端向上穿透壳体，导气管下端向下穿透隔板，壳体上设置有进水管，隔板上设置有过水孔，燃烧室上部设置有蛇形或环形排列的水管，水管一端与过水孔密封连接，另一端伸出壳体外形成第一出水口；热水器采用上述二次吸能装置，并进一步包括设置在燃烧室底部的燃烧头；燃煤炉采用上述二次吸能装置，并进一步包括设置在燃烧室底部的燃烧筒。本发明所涉及的二次吸能装置及采用该装置的热水器和燃煤炉均通过两次吸能，将热量充分吸收，使热能吸收率达到99％以上。

Description

二次吸能装置及采用该装置的热水器和燃煤炉

技术领域：

本发明涉及一种二次吸能装置及采用该装置的热水器和燃煤炉。

背景技术：

燃煤炉、天然气热水器等应用于人们日常生活的水加热设备，都是通过吸热装置的热交换使水温上升的，燃煤炉的吸热装置通常是储水水箱，煤燃烧产生的热能直接对水箱壁进行加热，通过水箱壁的导热作用，将热量传递到水中，使水温上升，这种导热方式具有导热面积小的缺点，大量燃煤的热量随烟尘流失，热量吸收率非常低；天然气热水器的吸热装置是盘管，盘管是蛇形排列的水管，将盘管置于燃烧头上方，利用天然气的燃烧对水管外壁进行加热，从而实现对水管内的水加热，快速提高水温，这种方式虽然很大程度地提高了导热面积，使水温快速上升，但由于水管之间具有较大间隙(加热水管必须留有较大间隙才能使热量加热到上方水管)，因此，依然存在大量热量在上升过程中未被即时吸收，最终被排出，因此，天然气热水器的热量吸收率虽然比燃煤炉高，但依然存在较大的能量浪费现象。

发明内容：

本发明首先要解决的技术问题是：提供一种可快速提高用水水温又可有效吸收燃烧热能的二次吸能装置，该二次吸能装置的能量吸收效率能达到99％以上。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：二次吸能装置，包括中空壳体，所述壳体内部水平设置有一块隔板，隔板将壳体内部空间分隔成位于上部的储水腔和位于下部的燃烧室，所述储水腔内设置有若干个导气管，导气管上端向上穿透壳体，导气管下端向下穿透隔板与燃烧室连通，导气管与壳体、隔板均密封连接，壳体上设置有连通储水腔的进水管，所述隔板上设置有一个过水孔，燃烧室上部设置有蛇形或环形排列的水管，水管一端与过水孔密封连接，另一端穿过壳体侧壁伸出壳体外形成第一出水口。

作为一种优选方案，所述隔板底面上连接有多个支撑板片，所述水管依次穿过各支撑板片并与支撑板片紧密连接。

作为一种优选方案，所述导气管为螺旋形管或S形管。

作为一种优选方案，所述燃烧室四周侧壁上设置有石棉隔热层。

作为一种优选方案，所述壳体顶部设置有集气罩，集气罩罩在壳体顶面上，形成一个集气腔，集气罩顶部设置有排气口，排气口上连接有排气装置，所述导气管的上端与集气腔连通。

作为一种优选方案，所述排气装置包括连接在集气罩上端的第一排气仓，第一排气仓正上方连接有第二排气仓，第一排气仓底部与集气腔相通，第一排气仓侧壁上设置有第一排气管，第二排气仓侧壁上连接有进气管和第二排气管，所述壳体外壁上连接有一密闭的过滤水箱，第一排气管和进气管分别穿过过滤水箱顶板插入过滤水箱内，第一排气管下端插进过滤水箱内的滤液液面下，进气管下端位于滤液液面上方，第二排气管与大气连通，所述第二排气仓顶部竖向设置有一台电机，电机输出轴向下贯穿第二排气仓并插入第一排气仓内，位于第二排气仓内的电机输出轴上固定连接有第二排气扇，位于第一排气仓内的电机输出轴上固定连接有第一排气扇。

作为一种优选方案，所述壳体上还连接有一个出水管，出水管位于壳体内的一端连通到水管中段，出水管位于壳体外的一端连接有电磁阀和出水泵。

本技术方案的有益效果是：本发明通过将管加热和储水腔加热有机结合起来，使水通过两次吸能，将热量充分吸收，降低燃烧成本，提高加热速度。

本发明进一步要解决的技术问题是：提供一种可快速提高用水水温又可有效吸收燃烧热能的热水器，该二次吸能装置的能量吸收效率能达到99％以上。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种热水器，包括上述的二次吸能装置，所述壳体底部设置有燃烧口，燃烧口中设置有天然气燃烧头。

上述热水器由于采用了本发明所述的二次吸能装置，因此能够提高换热效率，降低热量外溢，提高能量吸收率到99％以上。

本发明更进一步要解决的技术问题是：提供一种可快速提高用水水温又可有效吸收燃烧热能的燃煤炉，该二次吸能装置的能量吸收效率能达到99％以上。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种燃煤炉，包括上述的二次吸能装置，所述壳体底部设置有燃烧口，燃烧口中连接有一个燃烧筒，燃烧筒顶部开口，燃烧筒底部开口并设置有支撑网架，燃烧筒侧壁上开设有进煤孔和进气孔，壳体外壁上连接有一个储煤仓，储煤仓底部设置有一根加煤管，加煤管下端穿过壳体侧壁连接到进煤孔上，加煤管上端与储煤仓连通，加煤管上端口部设置有开闭阀门，所述进气孔上连接有一根进气管，进气管穿过壳体与设置在壳体外的充气装置连通。

作为一种优选方案，所述循环水泵的出水端与一个散热水箱的进水端连通，散热水箱的出水端与进水管连通。

本发明的有益效果是：上述燃煤炉由于采用了本发明所述的二次吸能装置，因此能够提高换热效率，降低热量外溢，提高能量吸收率到99％以上。

附图说明：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1是本发明所述二次吸能装置的结构示意图；

图2是本发明所述热水器的结构示意图；

图3是本发明所述燃煤炉的结构示意图。

图1～图3中：1、壳体，2、隔板，3、储水腔，4、燃烧室，5、导气管，6、进水管，7、第一出水口，8、过水孔，9、水管，10、循环水泵，11、支撑板片，12、石棉隔热层，13、集气罩，14、集气腔，15、排气口，16、排气装置，16-1、第一排气仓，16-2、第二排气仓，16-3、第一排气管，16-4、进气管，16-5、第二排气管，16-6，电机，16-7、第一排风扇，16-8、第二排风扇，17、过滤水箱，18、出水管，19、电磁阀，20、水泵，21、燃烧口，22、燃烧头，23、燃烧筒，24、支撑网架，25、进煤孔，26、进气孔，27、储煤仓，28、加煤管，29、开闭阀门，30、进气管，31、充气装置，32、散热水箱。

具体实施方式：

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

实施例1：

如图1所示的二次吸能装置，包括中空的密闭壳体1，所述壳体1内部水平设置有一块隔板2，隔板2将壳体1内部空间分隔成位于上部的储水腔3和位于下部的燃烧室4，所述储水腔3内设置有若干个导气管5，导气管5上端向上穿透壳体1，导气管5下端向下穿透隔板2与燃烧室4连通，导气管5与壳体1、隔板2均密封连接，壳体1上设置有连通储水腔3的进水管6，所述隔板2上设置有一个过水孔8，燃烧室4上部设置有蛇形或环形排布的水管9，水管9一端与过水孔9密封连接，另一端穿过壳体1侧壁伸出壳体1外形成第一出水口7，本实施例中，第一出水口7上连接有循环水泵10以控制出水流速。

通过将管加热和储水腔加热有机结合起来，使水通过两次吸能，将热量充分吸收，降低燃烧成本，提高加热速度。

通过实验证明，本发明所述二次吸能装置对燃烧室内的热能吸收率达到99％以上。

所述隔板2底面上连接有多个支撑板片11，所述水管9依次穿过各支撑板片11并与支撑板片11紧密连接。

支撑板11提高水管9的安装牢固性和稳定性，同时支撑板11在燃烧室4内受热升温，高温经与水管9的结合面传递给水管9，使水管9内的水温上述，提高水管9对燃烧室4内的热能吸收率。

所述导气管5为螺旋形管或S形管，可有效增加导气管5在储水腔3内的表面积，延长高温烟尘在导气管5内的流动时间，提高储水腔3内的水对高温烟尘的热能的吸收效果。

所述燃烧室4四周侧壁上设置有石棉隔热层12，避免热能从壳体1侧壁散发到外界。

所述壳体1顶部设置有集气罩13，集气罩13罩在壳体1顶面上，形成一个集气腔14，集气罩13顶部设置有排气口15，排气口15上连接有排气装置16，所述导气管5的上端与集气腔14连通。

将各导气管5上端排出的废气集中排放，提高对废气的控制能力，避免废气直接排入大气污染空气。

所述排气装置16包括连接在集气罩13上端的第一排气仓16-1，第一排气仓16-1正上方连接有第二排气仓16-2，第一排气仓16-1底部与集气腔14相通，第一排气仓16-1侧壁上设置有第一排气管16-3，第二排气仓16-2侧壁上连接有进气管16-4和第二排气管16-5，所述壳体1外壁上连接有一密闭的过滤水箱17，第一排气管16-3和进气管16-4分别穿过过滤水箱17顶板插入过滤水箱17内，第一排气管16-3下端插进过滤水箱17内的滤液液面下，进气管16-4下端位于滤液液面上方，第二排气管16-5与大气连通，所述第二排气仓16-2顶部竖向设置有一台电机16-6，电机16-6输出轴向下贯穿第二排气仓16-2并插入第一排气仓16-1内，位于第二排气仓16-2内的电机输出轴上固定连接有第二排气扇16-8，位于第一排气仓16-1内的电机输出轴上固定连接有第一排气扇16-7。

废气先被引入过滤水箱进行过滤，将废气中的有害气体和粉尘过滤掉，然后再排出到空气中，有效降低废气对环境的影响。

所述壳体1上还连接有一个出水管18用于排出热水，出水管18位于壳体1内的一端连通到水管9上，出水管18位于壳体1外的一端连接有电磁阀19和出水泵20。

本发明工作过程是：如图1所示，首先通过进水管6向储水腔3内注入冷水，然后在燃烧室内通过燃烧加热水管9，同时启动循环水泵10，燃烧产生的热能首先对水管9加热，水管9将热能传递给其内的冷水，使冷水升温，燃烧产生的高温气体上升进入导气管5，加热导气管5，导气管5温度上升并将热能传递给储水腔3内的低温水，经过一端时间的燃烧加热，储水腔3和水管9内的水温均达到要求，可停止燃烧。需要用水时，打开电磁阀19，启动水泵20，将水管9中的水抽出使用。

出水管18位于壳体1内部的一端也可以选择与储水腔3连通。

实施例2：

如图2所示的一种热水器，包括实施例1所述的二次吸能装置，所述壳体1底部设置有燃烧口21，燃烧口21中设置有天然气燃烧头22。

上述热水器由于采用了本发明所述的二次吸能装置，因此能够提高换热效率，降低热量外溢，提高能量吸收率到99％以上。

本实施例的工作过程与实施例1一致，在本实施例中，燃烧室内通过燃烧天然气的燃烧头22对水管9进行加热。

实施例3：

如图3所示的一种燃煤炉，包括实施例1所述的二次吸能装置，所述壳体1底部设置有燃烧口21，燃烧口21中连接有一个燃烧筒23，燃烧筒23顶部开口，燃烧筒23底部开口并设置有支撑网架24，燃烧筒23侧壁上开设有进煤孔25和进气孔26，壳体1外壁上连接有一个储煤仓27，储煤仓27底部设置有一根加煤管28，加煤管28下端穿过壳体1侧壁连接到进煤孔25上，加煤管28上端与储煤仓27连通，加煤管28上端口部设置有开闭阀门29，所述进气孔26上连接有一根进气管30，进气管30穿过壳体1与设置在壳体1外的充气装置31连通。

上述燃煤炉由于采用了本发明所述的二次吸能装置，因此能够提高换热效率，降低热量外溢，提高能量吸收率到99％以上。

所述循环水泵10的出水端与一个散热水箱32的进水端连通，散热水箱32的出水端与进水管6连通

散热水箱32可用于室内取暖，热水经散热水箱32将能量释放到室内空间，提升室温，降温后的水通过进水管6回到储水腔3内重复加热。

本实施例的工作过程与实施例1大致相同，不同在于本实施例采用煤炭作为原料进行燃烧，煤炭在燃烧筒23内燃烧，当燃烧的煤炭量少时，可打开开闭阀门29，使储煤仓内的煤炭沿加煤管进入燃烧筒23，实现加煤，当燃烧筒23内的煤燃烧不充分的时候，通过充气装置31对燃烧筒23内充入空气或氧气，使煤炭、粉尘充分燃烧，释放更多热能。热水加热后进入散热水箱32，散热水箱32可设置在屋内，对屋内进行加热，代替空调，降低费用。

上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.二次吸能装置，包括中空的密闭壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)内部水平设置有一块隔板(2)，隔板(2)将壳体(1)内部空间分隔成位于上部的储水腔(3)和位于下部的燃烧室(4)，所述储水腔(3)内设置有若干个导气管(5)，导气管(5)上端向上穿透壳体(1)，导气管(5)下端向下穿透隔板(2)与燃烧室(4)连通，导气管(5)与壳体(1)、隔板(2)均密封连接，壳体(1)上设置有连通储水腔(3)的进水管(6)，所述隔板(2)上设置有一个过水孔(8)，燃烧室(4)上部设置有蛇形或环形排布的水管(9)，水管(9)一端与过水孔(9)密封连接，另一端穿过壳体(1)侧壁伸出壳体(1)外形成第一出水口(7)。

2.根据权利要求1所述的二次吸能装置，其特征在于，所述隔板(2)底面上连接有多个支撑板片(11)，所述水管(9)依次穿过各支撑板片(11)并与支撑板片(11)紧密连接。

3.根据权利要求1所述的二次吸能装置，其特征在于，所述导气管(5)为螺旋形管或S形管。

4.根据权利要求1所述的二次吸能装置，其特征在于，所述燃烧室(4)四周侧壁上设置有石棉隔热层(12)。

5.根据权利要求1所述的二次吸能装置，其特征在于，所述壳体(1)顶部设置有集气罩(13)，集气罩(13)罩在壳体(1)顶面上，形成一个集气腔(14)，集气罩(13)顶部设置有排气口(15)，排气口(15)上连接有排气装置(16)，所述导气管(5)的上端与集气腔(14)连通。

6.根据权利要求5所述的二次吸能装置，其特征在于，所述排气装置(16)包括连接在集气罩(13)上端的第一排气仓(16-1)，第一排气仓(16-1)正上方连接有第二排气仓(16-2)，第一排气仓(16-1)底部与集气腔(14)相通，第一排气仓(16-1)侧壁上设置有第一排气管(16-3)，第二排气仓(16-2)侧壁上连接有进气管(16-4)和第二排气管(16-5)，所述壳体(1)外壁上连接有一密闭的过滤水箱(17)，第一排气管(16-3)和进气管(16-4)分别穿过过滤水箱(17)顶板插入过滤水箱(17)内，第一排气管(16-3)下端插进过滤水箱(17)内的滤液液面下，进气管(16-4)下端位于滤液液面上方，第二排气管(16-5)与大气连通，所述第二排气仓(16-2)顶部竖向设置有一台电机(16-6)，电机(16-6)输出轴向下贯穿第二排气仓(16-2)并插入第一排气仓(16-1)内，位于第二排气仓(16-2)内的电机输出轴上固定连接有第二排气扇(16-8)，位于第一排气仓(16-1)内的电机输出轴上固定连接有第一排气扇(16-7)。

7.根据权利要求1所述的二次吸能装置，其特征在于，所述壳体(1)上还连接有一个出水管(18)，出水管(18)位于壳体(1)内的一端连通到水管(9)中段，出水管(18)位于壳体(1)外的一端连接有电磁阀(19)和出水泵(20)。

8.一种热水器，其特征在于，包括权利要求1～7任一所述的二次吸能装置，所述壳体(1)底部设置有燃烧口(21)，燃烧口(21)中设置有天然气燃烧头(22)。

9.一种燃煤炉，其特征在于，包括权利要求1～7任一所述的二次吸能装置，所述壳体(1)底部设置有燃烧口(21)，燃烧口(21)中连接有一个燃烧筒(23)，燃烧筒(23)顶部开口，燃烧筒(23)底部开口并设置有支撑网架(24)，燃烧筒(23)侧壁上开设有进煤孔(25)和进气孔(26)，壳体(1)外壁上连接有一个储煤仓(27)，储煤仓(27)底部设置有一根加煤管(28)，加煤管(28)下端穿过壳体(1)侧壁连接到进煤孔(25)上，加煤管(28)上端与储煤仓(27)连通，加煤管(28)上端口部设置有开闭阀门(29)，所述进气孔(26)上连接有一根进气管(30)，进气管(30)穿过壳体(1)与设置在壳体(1)外的充气装置(31)连通。

10.根据权利要求9所述的一种燃煤炉，其特征在于，所述循环水泵(10)的出水端与一个散热水箱(32)的进水端连通，散热水箱(32)的出水端与进水管(6)连通。

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