专利名称：高效节能多回程燃油、燃气热水炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业生产用的燃油、燃气热水炉。特别是关于燃油、燃气热水炉炉内燃烧质量和热效率的提高；余热和烟尘排放的降低；加工工艺的简化等改进。
现有的各种大、中、小型燃油、燃气热水炉，由于热水炉内部的炉膛和可供热气流与水进行热交换热气流通道(或称为烟气通道)的结构不够合理，燃油、燃气燃烧器燃烧时所喷射出的火焰在热水炉内腔中未能得到最充分地烬燃，而燃烧时所发出的热能又未能充分地、最大限度地与水进行热交换，普遍存在燃烧不充分，排气烟尘污染较大及热交换过程不充分，烟囱排放温度较高，热效率较低对大气影响较严重的现象。而现有实用新型专利号ZL96246520．8高热效燃油、燃气热水炉，虽然采用了回焰燃烧的新方法，能达到使燃油或燃气充分烬燃，排气烟尘的污染程度大大地降低的目的。但在产品的加工工艺上仍较复杂，热气流在热水炉中流通的路径很难进一步延长，热交换时间仍不够充分，热交换的效率仍不理想。
本实用新型的目的，在于提供一种经过综合优化设计，在结构布局上更加科学合理的燃油、燃气热(沸)热水炉。更好地解决热水炉设计时都会遇到的二大问题一是使燃油、燃气在热水炉中充分烬燃；二是在热水炉有限的空间里，有效地延长进行热交换的时间和提高热交换的效率。按本实用新型的方法实施，它能使在热水炉中的火焰燃烧更充分，热交换时间更长，热效率转换更高，排烟温度更低，余热更少。它能连续供应热水和经煮沸的开水。
本实用新型的目的，还在于提供一种加工工艺更简单，体积更紧凑精巧，产品更加经久耐用的热水炉。并使热水炉的外观可根据不同场合的需要，把热水炉设计制作成为矩形体、圆柱体、直立式、平卧式等多种样式。整台热水炉采用不锈钢材、铜材或铝材等耐腐蚀又符合国家饮用容器规定的材料制作。其
图1所示的结构原理是本实用新型的实施方案之一。
图1各标号释义如下1、燃油、燃气燃烧器，2、螺栓，3、燃烧器接头，4、燃烧火焰，5、炉膛，6、热气流主升通道，7、吸热隔流腔，8、多重迂迥烟室，9、分流缝，10、横置水流吸热管，11、炉内筒体，12、贮水，13、炉外筒体，14、保温棉，15、水位控制液面，16、排烟管，17、水蒸汽气道，18、沸水溢流管，19、热、沸水隔槽板，20、沸水，21、沸水出口接头，22、热水出口接头，23、外筒面饰板，24、炉内筒体支脚，25、排水口接头，26、冷水入口接头，27、底座。
本实用新型用不锈钢制作成的3、燃烧器接头，与在11、炉内筒体上的内部所构成的5、炉膛，6、热气流主升通道，8、多重迂迥烟室，9、分流缝，16、排烟管等结构相连通，并构成了可在整个热水炉内部做回焰燃烧的空间及气流流通的热气流通道。除3、燃烧器接头及排烟管顶部部分外露，整个炉膛和热气流通道为密闭的内连通结构体，其外表面都浸在炉外筒体所包围的12、贮水中。同时其11、炉内筒体的内部热气流通道与12、贮水相隔离。而由26、冷水入口接头输入的12、贮水，其水位高度浸过11、炉内筒体的顶部，并与7、吸热隔流腔，10、横置水流吸热管，18、沸水溢流管相贯通。确保在11、炉内筒体所形成的热气流通道中，各金属结构的内外壁有足够的传热面积进行充分地热交换。
本实用新型为了更好地提高热水炉中的热交换效率，使热水炉内部的热交换过程更趋于平衡，简化加工工艺，延长热水炉的使用寿命。系统地综合优化内部结构的设计布局，改变传统热水炉以管道作为烟道的制作工艺方法，大大地降低管口焊缝处受热气流一冷一热内应力冲击的强度；多层迂迥的烟室大大地延长了热气流在11、炉内筒体所经过的路径和停留时间。
本实用新型其内部各构件的相关结构详述如下本实用新型按
图1、所述，通过2、螺栓，把1、燃油、燃气燃烧器和3、燃烧器接头连接在一起，使燃烧器和所述的整个热水炉结成一体。所述11、炉内筒体是一个矩形筒体经修改钝化四个直角，成为一个八面筒体，加工工艺简单，筒体内部拐角流畅，其筒体通过24、炉内筒体支脚与27、底座焊接固定在一起。3、燃烧器接头与所述11、炉内筒体内腔相连通。在所述的11、炉内筒体上的两侧壁按比例，分层面挖开多个矩形长条孔。在矩形长条孔中插入用不锈钢等金属材料制作而成的、尺寸与所述矩形长条孔相吻合的矩形管，该矩形管的长度比11、炉内筒体两侧的距离略长，该矩形管能横跨所述11、炉内筒体两侧，并将其与11、炉内筒体焊接在一起。该矩形管的内腔与所述12、贮水相贯通；而其外壁则外露在所述11、炉内筒体内部的热气流通道之中。即该矩形管内、外壁所流动是水和热气流两种不同的流体，构成所述7、吸热隔流腔。所述7、吸热隔流腔在所述11、炉内筒体中的不同高度的层面上，所隔离成的空间，在本实用新型中有不同的作用。所述最底层7、吸热隔流腔在距离11、炉内筒体的底部上拉开的距离比较大，围截的空间较大，构成本实用新型所述5、炉膛。5、炉膛在结构上确保所述1、燃油、燃气燃烧器在该处留有足够的回焰燃烧空间。把所述11、炉内筒体靠近1、燃油、燃气燃烧器的一侧称为炉内前侧，而把远离1、燃油、燃气燃烧器的一侧称为炉内后侧。所述最底层7、吸热隔流腔的后侧与炉内后侧之间留有很小的距离，构成9、分流缝。在11、炉内筒体中的热气流只有极少一部分能穿过分流缝流入更高一层的烟室。所述最底层7、吸热隔流腔的前侧与炉内前侧之间留有较宽的距离，构成所述6、热气流主升通道。在所述11、炉内筒体中形成的热气流绝大部分经6、热气流主升通道流向更高一层的烟室。为了构成多重迂迥烟室，不让热气流直接垂直上升，每层所述7、吸热隔流腔在11、炉内筒体上的前后方位的横置定位，都采用前后错位的方法，让每一层所述7、吸热隔流腔前后的分流缝和热气流主升通道，都与上下层所述7、吸热隔流腔的前后分流缝和热气流主升通道错位。按上述的方法，所述7、吸热隔流腔在所述11、炉内筒体的不同高度的层面上，所围截而成的空间，构成不同高度上的所述8、多重迂迥烟室。使绝大部分的热气流不能直接上升到更高一层的烟室中，必须横向迂迥才能上升。在相对应的上、下二层的所述7、吸热隔流腔之间，即所述8、多重迂迥烟室的中间，为了增加热交换的传热面积，在所述11、炉内筒体两侧，按照一定排列规则，对应开有多个孔。所述10、横置水流吸热管横向穿插过上述孔，管的两端口与所述11、炉内筒体的两侧壁焊接在一起，管的内腔与所述12、贮水相贯通，管的外壁外露于所述11、炉内筒体内部的热气流通道之中。在所述11、炉内筒体内部流通的热气流，必须按各管壁之间的缝隙作为流通的路径，各管壁通过管中的贮水吸取热能，进行热交换。所述7、吸热隔流腔的最底层、次底层及次上层，即由底部向上数的一、二、三层，构成所述8、多重迂迥烟室的底部两层；所述7、吸热隔流腔的次上层、最上层及11、炉内筒体的顶部，构成所述8、多重迂迥烟室的顶部两层。为了本实用新型热水炉在使用中能同时供应热、沸水，设置了所述18、沸水溢流管。18、沸水溢流管是按垂直方向，穿孔焊接在所述次上层7、吸热隔流腔和所述11、炉内筒体的顶盖板之间。所述18、沸水溢流管的内管腔与次上层7、吸热隔流腔中的12、贮水相连通，18、沸水溢流管中的水位高度与所述15、水位控制液面相一致。由于管口的水平高度略高于15、水位控制液面的高度，平时热水是无法溢出的。但是，当所述1、燃油、燃气燃烧器在正常燃烧时，因为18、沸水溢流管的外壁大量外露在炉内筒体的热气流中，管中的贮水会不断受热加温直至沸腾从管口溢出。在11、炉内筒体的顶部，18、沸水溢流管的外沿及13、炉外筒体之间，焊接上所述19、热、沸水隔槽板。19、热、沸水槽板的高度比15、水位控制液面略高，而比18、沸水溢流管的管口高度略低。平时，本实用新型热水炉内的贮水被加热，在没有达到沸腾的时候，是不会漫过19、热、沸水隔槽板，与其中的沸水混合。当热水炉中的贮水被加热至沸腾时，能跳越过所述19、热、沸水隔槽板，并经21、沸水出口接头被排放走。所述22、热水出口接头能不断地供应被加热的热水。通过21、沸水出口接头和22、热水出口接头，能单独供应沸水或热水，也能同时供应沸水和热水。在所述的炉内筒体的顶板上还开口焊接了16、排烟管，并直接穿过13、炉外筒体的顶面板。当所述1、燃油、燃气燃烧器在本实用新型热水炉中燃烧，经大量的热能吸收转化后，其余热及烟气能经16、排烟管排放到炉体外。在所述13、炉外筒体的顶面板及16、排烟管上还各开了一个口，并用不锈钢板将其包围着，与炉外筒体的顶面板及排烟管焊接在一起，构成
图1、所述17、水蒸汽气道。水蒸汽气道是使本实用新型中的水蒸汽能顺着16、排气管排放到炉体外，使本实用新型热水炉内保持常压，不会形成压力。由于在16、排烟管口的温度仍保持在一百多摄氏度，热气流的升力及水蒸气自身的升力，可以排放一段距离，水蒸气的温度不会马上下降，结成露珠往11、炉内筒体内掉，顺利地把水蒸汽排放到炉体外。在13、炉外筒体外面还加上14、保温棉，在保温棉的外面再加上23、外筒面饰板进行保护及装饰。在
图1、所述的27、底座还安装了25、排水口接头，便于炉内的杂质清理。
本实用新型的主要工作原理简述如下所述1、燃油、燃气燃烧器是在市场上外购的规格产品，当启动1、燃油、燃气燃烧器时，油或可燃气体经燃烧器自身配备的高压泵加压雾化后点燃，将火焰喷射到5、炉膛中形成不间断的4、燃烧火焰。由于燃烧器自身有鼓风机可以调节配给空气助燃，适当地调整燃烧器的空气配给可以保持较良好的燃烧状态。在5、炉膛中燃烧的火焰其热能，除了部分直接辐射被周围的炉壁吸收，其它绝大部分的热能把助燃的流动空气加热，使空气成为热能的载体，在本实用新型中称之为热气流(或称为烟气)。在所述5、炉膛的上方有最底层的7、吸热隔流腔与11、炉内筒体相焊接，把所述5、炉膛的大部分顶部遮挡住。由于5、炉膛的尾端设计成密闭形式，只留下很窄的所述9、分流缝(分流缝的作用是让一小部分热气流从中排泄，即可以有效地增加热交换面积，又可以减少在尾端上角落的热气流涡流，避免炉膛内局部温度过高)；迫使所述4、燃烧火焰在炉膛内形成的热气流运动方向，与燃烧火焰的喷射方向呈相反方向运动，4、燃烧火焰被倒灌的热气流包围着外层空间，烘抬起燃烧火焰的中心温度，正向喷射出的4、燃烧火焰的外沿，与逆向迂迥的热气流运动界面之间产生一个湍流圈，它能使逃逸到火焰尾稍的油或气不会过快地进入低温区域，而获得再次烬燃的机会。回焰燃烧是目前保证油或气在热水炉中充分燃烧的最佳方法。而一个高品质的热水炉，除油或气在热水炉中能得到充分地燃烧外，还必须有进行充分热交换的过程。即确保油或气燃烧所发出的热量，能有被热水炉中的贮水进行最大限度地充分地吸收转换的过程，而不是轻易地、一掠而过地被排放到炉体外。这也是热水炉设计中所要解决最关键性的第二个技术问题。要提高热交换效率，最有效方法一是延长热交换时间；二是增加热交换面积。对于在热水炉设计中其体形、外观、材料节约及加工工艺等问题，在本实用新型的设计中都进行了充分详细的考虑。
炉膛是热水炉进行热能转换的第一环节，本实用新型通过1、燃油、燃气燃烧器，将油或气喷射到5、炉膛里燃烧，燃烧的火焰迅速把空气加热，其热能一部分随热幅射被炉壁所吸收，而大部分热能将空气加热，使空气成为热能的载体，并在炉内顺着受制约的流向形成一股热气流(或被称为烟气)，绝大部分的热气流受燃烧器鼓风机的推动力作用顺着4、燃烧火焰的外沿逆向迂迥到5、炉膛的前方，经6、热气流主升通道向8、多重迂迥烟室流动；在炉膛里的一小部分热气流经5、炉膛的尾端上方9、分流缝直接进入最底层的烟室的尾端。而大部分热气流从5、炉膛前端经6、热气流主升通道时，除了受燃烧器鼓风机的推动力外，热气流也有一个向上的升力，逐层向上迂迥流过所述8、多重迂迥烟室，一直到达16、排烟管，往本实用新型热水炉外排放。在这过程中，所述11、炉内筒体壁，7、吸热隔流腔，10、横置水流吸热管，18、沸水溢流管，都均匀地分布在炉内筒体的各个充满热气流流通的多重迂迥烟室的层面上，有足够大的热交换面积进行充分地热交换；也有足够长的路径，逐层不断地吸收热气流中的热能、降低热气流的温度，延长热交换时间，提高本实用新型热水炉的整体热效率。
本实用新型热水炉所述11、炉内筒体中各构件外形线条简单，加工、焊接、组装成形工艺简易。所述7、吸热隔流腔，10、横置水流吸热管，18、沸水溢流管等管口接合处的焊缝都不在11、炉内筒体内的热气流中，离5、炉膛的高温区较远，而焊接在11、炉内筒体外表面上的各焊缝都渗在12、贮水中，受一冷一热冲击的强度很小，大大地减少炉体内部的焊缝经长年使用后容易出现龟裂现象引起漏水，有效地提高本实用新型热水炉的使用寿命。
本实用新型热水炉按上述方案实施，能够全面地解决在热水炉设计过程中，燃油、燃气燃烧器在热水炉中的燃烧质量问题、热效率问题及简化加工工艺问题。大大地降低热水炉烟气排放中的烟尘，可有效地控制烟气排放温度，减少对空气的污染，热效率达93％以上。高热效充分地节能，能使本实用新型热水炉每年所节约的燃料费用超过热水炉本身的价值。
权利要求1.一种高效节能多回程燃油、燃气热水炉，其特征是所述7、吸热隔流腔将11、炉内筒体所包围的空间围截成5、炉膛，6、热气流主升通道，8、多重迂迥烟室，9、分流缝等多部分空间；在11、炉内筒体所包围的内腔中，5、炉膛6、热气流主升通道8、多重迂迥烟室9、分流缝等构件的内腔与16、排烟管等构件的内腔相通，构成能在所述热水炉内部进行回焰燃烧的炉膛空间及能让热气流流通的多层迂迥热气流通道，整个热气流通道为密闭的内连通结构体，其外表面都浸在由13、炉外筒体所包围的12、贮水中，所述12、贮水能在7、吸热隔流腔10、横置水流吸热管和18、沸水溢流管中流通，在所述11、炉内筒体中构成的热气流通道与12、贮水相隔离，增加燃油、燃气燃烧器燃烧时炉内壁和管壁与贮水进行热能交换的受热面积和时间。
2.根据权利要求1、所述高效节能多回程燃油、燃气热水炉，其特征在于1、燃油、燃气燃烧器在5、炉膛中的火焰喷射方向与其所形成的空气热气流流动方向呈相反方向运动。
3.根据权利要求1、所述高效节能多回程燃油、燃气热水炉，其特征在于7、吸热隔流腔和10、横置水流吸热管横穿焊接在11、炉内筒体两侧壁，并保持水流畅通。
4.根据权利要求1、所述高效节能多回程燃油、燃气热水炉，其特征在于18、沸水溢流管按竖直方向焊接在7、吸热隔流腔和11、炉内筒体的顶板之间，18沸水溢流管的内腔与12、贮水相贯通。
5.根据权利要求1、所述高效节能多回程燃油、燃气热水炉，其特征在于本热水炉的外形能做成直立式和平卧式两种。
专利摘要一种新的高效节能多回程燃油、燃气热水炉,其特征是吸热隔流腔把炉内筒体所包围的空间围截成:炉膛、热气流主升通道、多重迂迥烟室、分流缝等多部分空间。构成能让燃油或燃气充分烬燃的回焰燃烧空间,使热气流在热水炉内有限的空间里有足够的停留时间和热交换面积进行充分地热能交换,达到高效节能、余热排放少的目的,使烟尘对大气污染降到极低的限度。本实用新型加工工艺简单,体积小,能制作成多种外观形状。
文档编号F24H1/22GK2429783SQ00202199
公开日2001年5月9日 申请日期2000年1月12日 优先权日2000年1月12日
发明者张鸿辉 申请人:张鸿辉