CN2490492Y - 水动力强压增氧助燃超高节能环保型燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水动力强压增氧助燃超强节能环保型快速燃气热水器。它与现有技术热水器仅空气和燃气供给系统的结构原理完全不同,它利用热水器中的水流动能推动水轮机叶片使水轮机高速旋转带动空气增氧器高速旋转产出高压空气与燃气在输气管内混合后供燃烧器喷出燃烧。其技术特点是用“机械鼓风增氧助燃”代替现有技术靠负压“自然吸风燃烧”,克服了燃气燃烧不完全,能耗大,一氧化碳排放多的弊端,实现了大幅度节能和治理废气的目的。

Description

水动力强压增氧助燃超高节能环保型燃气热水器

本实用新型涉及使用天然气、液化气、人工煤气等为燃料的快速燃气热水器及其它水、气联用的民用和工业用装置或产品。

快速燃气热水器是利用可燃气体和空气混合形成混合气点火燃烧、用火焰加热冷水产出热水，实现热交换过程的产品。

可燃气体燃烧也是一个化学过程，混合气中的空气(氧气)含量是决定燃烧后火焰温度——也相应决定热交换效率和耗能大小的关键及影响有毒废气一氧化碳排放量的关键。

现有国内外技术快速燃气热水器的技术特点是：(一)水资源未充分利用：高压水流仅在热水器中作为人们生活消费的自然资源，即只起到被加热后供洗澡的作用。(二)燃烧过程中供氧不充分：现有技术是利用热水器燃气系统内因燃气燃烧形成火焰而热空气上升，导致系统内形成负压而“自然吸入”空气补充的原理供给氧气，因空气(氧气)流速低、总流量少、供氧不充分(可从火焰内外部的颜色明显看出)，因此，火焰温度低，能耗大。(三)因供氧不充分，导致形成大量有毒废气一氧化碳(CO)等污染环境，即使用“强排”将废气排出室外，也仅是污染的转移，并非治理。综上所述，现有技术的主要弊端是：能耗大，污染大。

鉴于此，本实用新型的目的在于：针对上述现有技术弊端，根据流体力学和空气动力学原理，充分利用在燃气热水器中流通的水资源，将水资源既作为热水器消费者“生活消费的自然资源”，又作为以大幅度节能和环保为目的将水作为“动力能源”充分综合利用。在综合利用“水动力能源”的本实用新型中，将本实用新型的关键件——“水动力强压增氧助燃器”串联在热水器的水管上，以流通的高压水流为原动力推动微型水轮机高速旋转，并带动与水轮机同轴的空气增压器同步高速流转；同时辅之以现有技术的负压作用又加速了增压器旋转速度，产出流速大、空气(氧气)总供给量大的高压空气(氧气)流与燃气混合后，极大地提高了空气(氧气)与燃气的混合比。因供氧充分既显著提高了火焰温度，达到大幅度节能目的又能使大量一氧化碳(CO)转变为二氧化碳(CO₂)达到环保治理效果。本实用新型的终极目标是：既为国家节省大量自然资源，又为消费者节省每一分钱，并为改善人们生活环境服务。大量试验已证明，上述目标在技术上是可行的。

本实用新型是在现有技术快速燃气热水器的基础上增加设置“水动力强压增氧助燃器”。水动力强压增氧助燃器由水轮机和空气增压器两部分组成，具体由水轮、蜗壳、轴、轴承、空气增压器等构成。

上述水轮机由水轮(1)和蜗壳(2)构成。

上述水轮(1)固定于轴(5)上，水轮(1)上的叶片不少于3片。

上述增压器(6)与水轮(1)固定在同一轴(5)上。

上述增压器(6)转子数量不少于一个，每个增压器(6)转子上的叶片数不少于2片。

本实用新型的优点在于：(一)能充分综合利用流经热水器的水资源，既将高压水流作为消耗品，又将其作为解决燃气热水器核心技术——大量强压增氧助燃提高火焰温度，以实现大幅度节能的原动力(能源)。这已为前人在煤、柴炉前放置风箱、风扇、鼓风机所证实更为近代广泛使用的水力发电所证实。专利申请人也已多次试验证实其可行性。(二)大量增氧使燃烧过程中产生的有毒废气一氧化碳(CO)转变为二氧化碳(CO₂)能治理(而非转移)空气污染。(三)易于制造、新增成本低廉，节能环保效果非常明显，企业经济效益和社会效益极高。(四)能广泛适用于各燃气热水器生产企业用核心技术创新改造现有技术各型产品，也可广泛利用上述原理于其它民用和工业用的同时使用水、燃气的各种装置或设备上。

(附图一)是本实用新型关键件“水动力强压增氧助燃器”结构原理示意图。

(附图二)是(附图一)的侧视图。

(附图三)是本实用新型结构原理示意图。

(附图四)是(附图三)的燃烧器(18)侧视图。

(附图五)是(附图三)的高压空气管(20)的A-A剖面图。

本实用新型是在现有技术快速热水器的基础上增加设置“水动力强压增氧助燃器”实现其核心技术创新的，故在此以“水动力强压增氧助燃器”(附图一、附图二)为重点，说明本实用新型结构原理，参见(附图三)至(附图五)。水轮(1)由金属园筒(9)将同样尺寸的金属园板中心部位联结为一体，两块园板之间的外园周部份固定安装有若干块叶片(3)，每块叶片(3)与上述园筒(9)之间留有一定空隙。水轮(1)固定在轴(5)上。蜗壳(2)由蜗盒和蜗盖组成，其间有水封胶圈，二者用螺杆联结成一体。蜗壳上部适当位置安装有进水管(10)、下部安装有出水管(8)，进水管(10)和出水管(8)端部有水封接头以便将水动力强力增氧助燃器串联在热水器内的水管上。两个轴承(4)分别安装在蜗壳(2)外，轴承外圈固定在蜗壳(2)和蜗盖上，轴承内圈均固定在同一轴(5)上。蜗壳(2)和蜗盖密封联结后套在水轮(1)外，二者间留有一定间隙。轴(5)的一端固定有空气增压器(6)，使水轮(1)和增压器(6)能同轴旋转。增压器(6)外套有高压空气输气管(20)，高压空气输气管(20)的另一端固定有气密性接头与燃气喷管(17)联结，燃气喷管(17)上有一排与每个燃烧器(18)下部进气口相对的喷孔(19)。

以下通过本实用新型的工作过程进一步说明本实用新型的技术方案，参见附图(三)。由于自动电子打火装置系市售通用产品，也为了从图面上易于清晰了解本实用新型的技术实质，故(附图三)中未绘出有关自动装置及点火用的长明火供气系统。(附图三)是在申请人已被国家知识产权局授权的ZL99231725.8和ZL99232586.2“涡扇机构”原理的基础上，为更进一步提高燃气热水器的热效率和环保目的而发明创新的。使用本实新型时只需在现有技术热水器空间内增装水动力强压增氧助燃器和在热水器中作相应简单调整。当转动燃气阀(11)开启阀门，燃气进入热水器后，少量燃气直接进入电子点火装置点燃长明火，随之转动水阀(14)使自来水流入热水器，因其水的压力作用于气阀(11)，使气阀(11)的燃气流量随进水流量相应增减；燃气由气阀(11)出口端进入输气管(12)并从其上部的喷咀(13)喷出进入输气管(20)内与空气混合后再经喷孔(19)进入燃烧器(18)内，由其上部的喷孔喷出后被长明火点燃形成火焰。在上述燃气流通形成火焰的同时，从水阀(15)流出的自来水进入水动力强压增氧助燃器的蜗壳进水口(10)后，以其水流压力推动水轮叶片(3)高速旋转，水流随后从蜗轮出水口(8)流出经水管(16)输进热水器上部换热器的水管内逐步被火焰加热升温。水轮(1)作为原动机高速旋转的同时也带动空气增压器(6)叶片高速旋转起到强力增压鼓风作用，燃气系统内的负压也加大了增压器(6)叶片转速。上述鼓风迅速增大了空气(氧气)流速和单位时间总流量，强大的高压空气(氧气)流在输气管(20)内与从燃气喷咀(13)喷出的燃气混合后从燃烧器(18)喷出燃烧形成火焰。应该特别说明的是，上述鼓风强压增氧是以水动力机械鼓风增氧为主，并辅有现有技术热水器“负压自动吸风”的作用；不言而喻，在此已明显地表现出水动力机械强压增氧效果明显高于现有技术单纯“负压自动吸风”自然供氧。

试验表明，本实用新型由于用机械强压增氧并充分予先与燃气混合再形成火焰，热水器的火焰结构的内外部全部为兰色，火焰硬直，明显表现出比现有技术的火焰温度增高。

本实用新型在不同容量、品牌的燃气热水器中使用时，需根据其不同要求相应设计水轮、水轮叶片、增压器叶片等有关参数；其结构原理在其它同时利用水和燃气的民用及工业用加热装置也可采用。

Claims (6)

1、一种水动力强压增氧助燃超强节能环保型快速燃气热水器，其燃气系统由气阀(11)、高压空气输气管(20)、燃气喷管(17)、燃烧器(18)顺序连接；燃气系统上连有自动点火装置；其水系统由水阀(14)、水轮机(2)、与水管连为一体的换热器顺序密封连接；在水轮机(2)轴上固定安装的增压器(6)与高压空气输气管(20)位于同一水平轴线上，并在高压空气输气管(20)进口外就近相对安置；在高压空气输气管(20)进口端内管壁上固定有燃气喷咀(13)；其特征在于：在水管上串接有水轮机(2)。

2、根据权利要求1所述的水动力强压增氧助燃超强节能环保型快速燃气热水器，其特征在于：在水轮机(2)轴上固定安装有增压器(6)，二者组成水动力强压增氧助燃器。

3、根据权利要求2所述的水动力强压增氧助燃超强节能环保型快速燃气热水器，其特征在于：固定于水轮(1)上的水轮叶片(3)不少于3片。

4、根据权利要求1所述的水动力强压增氧助燃超强节能环保型快速燃气热水器，其特征在于：增压器(6)与水轮(1)固定在同一轴(5)上。

5、根据权利要求4所述的水动力强压增氧助燃超强节能环保快速燃气热水器，其特征在于：增压器转子(6)数量不少于一个，每个增压器上的叶片数不少于2片。

6、根据权利要求1所述的水动力强压增氧助燃超强节能环保型快速燃气热水器，其特征在于：一台水动力强压增氧助燃超强节能环保型快速燃气热水器中水轮机不少于1个。

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