[发明专利]一种具螺旋火道的直燃式液体加热炉(器)

说明书

本发明属液体加热器，适用于液体加热、汽化和浓缩的场合。

在人类生活和生产各领域中，需将各种液体加热或蒸发。例如各种锅炉、热水器、茶水炉、浓缩锅、蒸发器、结晶器、导热油炉、溴冷机组中的高压发生器等等。尽管它们加热的工质、用途、作用和工况差别很大，但都有以下共同点：1、都具有燃烧装置和燃烧室。其作用是将各种燃料(固体、液体、气体燃料)燃烧以获得高温燃烧烟气(以下简称烟气)；2、烟气经过辐射、传导和对流将热传给待加热的液体；3、烟气将热传给液体后降温成废气由烟囱排于环境；4、为有效组织传热和烟气流动，炉内设有烟气流道(亦称火道或烟道)；5、热是通过间壁传给待加热液体；6、需有一个外壳包络成一个与环境相封隔的系统；7、当被加热液体发生相变(汽化)时，加热炉内需有足够的汽化空间，当被加热液体没有相变时，可以不要汽化空间，只需在液体出口管路中加设一膨胀(水)箱即可。

由以上各部分组成的系统，我们统称之为直燃式液体加热炉(器)。

可以把直燃式液体加热炉(器)分类如下：

1、按燃料种类分，可分为：(1)煤炉，其中包括层状燃烧炉、煤粉燃烧炉、流态化燃烧炉、水煤浆燃烧炉；(2)燃油炉；(3)燃气炉；(4)复合燃料炉。

2、按被加热液体工质分，可分为：(1)单质炉如蒸汽炉，热水炉；(2)多元工质炉，如高温载热体炉、导热油炉、混合溶液加热炉，溴化锂机组中的高压发生器等。

3、按被加热液体有无相变分，可分为：(1)无相变炉，如供生活热水用的热水炉、取暖炉、导热油炉和高温载热体炉；(2)有相变炉，如蒸汽锅炉、浓缩锅、蒸发器、蒸发结晶器、釜式蒸馏器、再沸器、溴化锂机组中的高压发生器等等。

迄今为止，商业化的各种液体加热器中，烟气对液体对流传热只有两种结构型式。即火管(烟气走管内，被加热液体走管外)和水管(被加热液体走管内烟气走管外)两种。火管炉的结构简单、制造容易、操作方便。但紧凑性很差、体积大、自重大、充液量多、启动性能很差。水管炉的优缺点正好与之相反。

当被加热液体加热后需要循环时，例如采暖用的热水炉、导热油炉和溴冷机组中的高压发生器。要求启动性能好，更需要一种紧凑性好、充液量少的液体加热炉(器)。遗憾的是由于加工上的困难，我国目前取暖炉、导热油炉都是火管结构。在溴冷机行业中除个别厂家从国外引进水管式高发外，绝大多数厂家都采用火管式高发。与国外机组相比差距很大。因而研究开发一种制造简单、紧凑性高、充液量少的高压发生器是摆在我国溴冷机行业面前的一项紧迫而光荣的任务。

各种液体加热炉(器)由于使用的燃料不同，燃烧方式不同，燃烧装置各异。燃烧装置在液体加热炉(器)中布置、结构也有很大的不同。这方面不属于本发明涉及的技术领域。本发明的一个总的发明构思是：使燃烧的高温烟气通过一螺旋的流道(火道)经过与液体隔离的间壁对液体进行加热。它与传统的火管或水管结构是完全不同的。

各种液体加热炉(器)中，最为复杂的当推溴冷机组中的高压发生器。其中的液体是一个多元溶液、有相变、液体的温度、浓度、蒸发(发生)压力都有严格要求。而且溴化锂对金属具有较强的腐蚀性。据此，本发明将以高压发生器为典型进行论述。在此基础上陆续向液体加热炉(器)中其它领域(如各种锅炉、导热油炉、再沸器、蒸发器等)拓展。为使我国直燃式液体加热炉(器)达到世界领先水平而努力。

本发明的目的，旨在提供一种具螺旋火道的直燃式液体加热炉(器)。它是由燃烧装置、燃烧室、辐射加热段、对流加热段、烟道、烟囱、清灰口、液体进出口、出汽口、排污口、外壳和温度、压力、液面计量仪表所组成。其特征在于燃烧的高温烟气通过一螺旋状的流道(火道)，经过与液体隔离的间壁对液体进行加热、蒸发，液体可以呈螺旋状流动，也可以与螺旋道相垂直的方向流动，液体可以是浸没式的，亦可以是喷淋成膜状的，液体可以有相变也可以没有相变，当有相变时，液体加热炉(器)内的液面上应有蒸发(发生)空间，当没有相变时，液面上可以有空间也可以没有空间，当没有空间时，在液体出口的管路上应设膨胀(水)箱。

这种新型的液体加热炉(器)具有结构简单、制造容易、热效率高、操作方便、紧凑性好、体积小、重量轻、充液量小、启动性能好等优点。

下面结合附图对本发明作进一步说明。