[发明专利]液体加热装置

说明书

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。