專利名稱：重力水熱管輻射式快速燃?xì)鉄崴鞯闹谱鞣椒?br>
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型從屬于民用燃?xì)庥镁咧械娜細(xì)鉄崴鳌?br>
現(xiàn)有技術(shù)方案燃?xì)鉄崴饔芍绷魇?圖2)和容積式(圖3)兩大類組成。它們均以公式Q對＝K［T1－T2］1.25為設(shè)計(jì)依據(jù)采用對流傳熱為主輻射傳熱為輔的傳熱方式。
現(xiàn)有技術(shù)方案的燃?xì)鉄崴鱾鳠岱绞酱嬖谝韵氯毕莶患嬗袦厣焖疁夭▌?dòng)小雙重功能；無低水位虹吸破壞保護(hù)以及音響報(bào)警超溫超壓保護(hù)；殼體表面無保溫絕熱層；有焰明火燃燒時(shí)燃?xì)馀c空氣不能充分混合燃燒；在以空氣為傳熱介質(zhì)的對流換熱過程中燃?xì)馊紵邷卦斐山饘偈褂脡勖?，排煙和殼體表面的熱損失大，熱利用率低。其熱效率一般僅為70％左右。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器的目的是以斯蒂芬－波爾茲曼定律Q輻＝ε0［T14－T24］為依據(jù)提供一種以輻射傳熱為主對流傳熱為輔，安全可靠，熱效率高達(dá)92％以上的實(shí)用新型(
圖1)重力水熱管輻射式快速燃?xì)鉄崴鲝亩朔F(xiàn)有技術(shù)(圖2)、(圖3)熱水器中以對流傳熱為主輻射傳熱為輔所帶來的不兼有溫升快水溫波動(dòng)小雙重功能；無低水位虹吸破壞保護(hù)以及音響報(bào)警超溫超壓保護(hù)；殼體表面無保溫絕熱層；有焰明火燃燒時(shí)燃?xì)馀c空氣不能充分混合燃燒；在以空氣為傳熱介質(zhì)的對流換熱過程中燃?xì)馊紵邷卦斐傻慕饘偈褂脡勖?，排煙和殼體表面熱損失大，熱利用率低等缺陷。
本實(shí)用新型熱水器的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型(
圖1)熱水器由以下五個(gè)系統(tǒng)組成1、控制系統(tǒng)由燃?xì)忾y，點(diǎn)火裝置，熄火保護(hù)裝置，斷水保護(hù)裝置，(以上零部件
圖1從略)；音響報(bào)警超溫超壓排氣管(11)，帶有熱水閥(23)虹吸熱水管(10)的低水位虹吸保護(hù)裝置組成。
2、加熱系統(tǒng)由遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)，燃燒輻射室(19)，重力水熱管(1)和附于重力水熱管(1)上的環(huán)肋片(3)直肋板(2)，蛇形水冷壁管(7)，煙火管(6)，黑體管(5)，水室底板(4)，水室(20)組成。
3、排煙系統(tǒng)由煙火管(6)，煙筒(22)，U型煙氣冷凝水管(26)組成。
4、水路系統(tǒng)由冷水閥(24)，蛇形水冷壁管(7)，水室(20)，虹吸熱水管(10)，熱水閥(23)組成。
5、絕熱保溫系統(tǒng)由沿燃燒輻射室壁(8)，水室壁(12)，遠(yuǎn)紅外線輻射器壁(13)，水室頂蓋板(21)整個(gè)熱水器殼體外壁面用絕熱保溫層(9)絕熱處理后構(gòu)成。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器組成是由沿燃燒輻射室壁(8)水室壁(12)遠(yuǎn)紅外線輻射器壁(13)水室頂蓋板(21)外壁用絕熱保溫層(9)處理后的封閉殼體和裝于其中的傳熱部件重力水熱管(1)，直肋板(2)，環(huán)肋片(3)，水室底板(4)，黑體管(5)，煙火管(6)，蛇形水冷壁管(7)，虹吸熱水管(10)，燃?xì)饩及?14)，OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)(或陶瓷板加遠(yuǎn)紅外線涂料做成)，低壓燃?xì)庖淦鲊姽?16)，耐高溫墊環(huán)(17)，遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)，燃燒輻射室(19)，水室(20)與殼體上的附屬件音響報(bào)警超溫超壓排氣管(11)，煙筒(22)，熱水閥(23)，冷水閥(24)，煙氣冷凝水管(26)等構(gòu)成。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器相互位置關(guān)系和連接關(guān)系是本熱水器殼體分為上中下三部份。殼體上部份由殼體中的水室底板(4)上方與水室壁(12)水室頂蓋板(21)圍成封閉水室(20)。水室頂蓋板(21)上裝有音響報(bào)警超溫超壓排氣管(11)和煙筒(22)，水室壁(12)上裝有帶熱水閥(23)的虹吸熱水管(10)。水室(20)中“水室底板(4)上面沿四周裝有相間布置的黑體管(5)煙火管(6)；水室(20)中間裝有重力水熱管(1)附有環(huán)肋片(3)的上端(冷凝段)；重力水熱管(1)中段(絕熱段)與水室底板(4)中部相連接?！睔んw中部份是由水室底板(4)下方與燃燒輻射室壁(8)圍成的燃燒輻射室(19)。重力水熱管(1)附有直肋板(2)的下端(蒸發(fā)段)，裝置在水室底板(4)下方的燃燒輻射室(19)中，蛇形水冷壁管(7)的出水口與水室底板(4)下方相連接，蛇形水冷壁管(7)盤繞在燃燒輻射室壁(8)四周內(nèi)壁上，燃燒輻射室壁(8)上還開設(shè)有蛇形水冷壁管(7)進(jìn)水管安裝孔和火焰窺視窗。
燃燒輻射室(19)下方連接的遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)是殼體的下部份。由遠(yuǎn)紅外線輻射器壁(13)圍成的遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)上裝有低壓燃?xì)庖淦鲊姽?16)，底部裝有U型煙氣冷凝水管(26)，內(nèi)腔裝有燃?xì)饩及?14)，底腔是由輻射器壁(13)圍成的燃?xì)猓諝饩鶆蚧旌鲜?。與燃燒輻射室(19)下方相連接的遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)頭部有耐高溫墊環(huán)(17)隔開的雙層耐高溫的OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)(或陶瓷板加遠(yuǎn)紅外線涂料做成)。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器其結(jié)構(gòu)特征1、低壓引射式遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)發(fā)出高溫遠(yuǎn)紅外線輻射熱借助附有直肋板(2)環(huán)肋片(3)的重力水熱管(1)，水室底板(4)，蛇形水冷壁管(7)，黑體管(5)，煙火管(6)進(jìn)行傳熱。
2、遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)由低壓燃?xì)庖淦鲊姽?16)，燃?xì)猓諝饩鶆蚧旌鲜?遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)底腔)燃?xì)饩及?14)遠(yuǎn)紅外線輻射網(wǎng)(15)組成。遠(yuǎn)紅外線輻射網(wǎng)(15)是由耐高溫的OCr25AL5電阻絲經(jīng)遠(yuǎn)紅外線涂料涂層處理后雙層布置(或用陶瓷板加遠(yuǎn)紅外線涂料做成)是發(fā)出遠(yuǎn)紅外線輻射熱的發(fā)熱元件。
3、重力水熱管(1)、重力水熱管(1)下端(蒸發(fā)段)附有帶傳熱鞍座的直肋板(2)、重力水熱管(1)上端(冷凝段)附有帶傳熱鞍座的環(huán)肋片(3)是傳遞輻射熱的主要元件，此三部分均可用各類金屬做成。
4、水室底板(4)用耐熱鑄鐵澆鑄而成，是傳遞輻射熱的輔助元件。
5、蛇形水冷壁管(7)是由金屬管沿燃燒輻射室壁(8)的內(nèi)壁螺旋緊密盤繞而成是傳遞輻射熱的輔助元件。
6、黑體管(5)與水室底板(4)同體澆鑄而成，是傳遞輻射熱的輔助元件。
7、煙火管(6)與水室底板(4)同體澆鑄而成，是傳遞對流熱和輻射熱的輔助元件。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器工作原理是本熱水器的熱源，是由燃?xì)?25)通過低壓式遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)無焰燃燒提供的。燃?xì)鈬娮靽姵龅娜細(xì)?25)燃燒所需空氣，全部由低壓燃?xì)?25)的速度能通過燃?xì)庖淦鲊姽?16)后面進(jìn)空氣孔引入，空氣和燃?xì)?25)在縮放型的引射器噴管(16)中高速預(yù)混合，(過?？諝庀禂?shù)α＝1.03－1.06)最后在遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)下部φ300的底腔燃?xì)猓諝饩焓覂?nèi)進(jìn)一步均勻混合后，由燃?xì)饩及?14)均勻分配到經(jīng)遠(yuǎn)紅外線涂料涂層處理后的雙層OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)中在網(wǎng)層之間無焰燃燒。其輻射溫度為850－900℃，輻射率ε＝0.9－0.96。
遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)的OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)中的燃?xì)猓諝饣旌衔餆o焰燃燒發(fā)出輻射熱量通過燃燒輻射室(19)內(nèi)，沿燃燒輻射室壁(8)內(nèi)壁布置螺旋緊密盤繞而成的蛇形水冷壁管(7)受熱面，中間布置的重力水熱管(1)下端附有的直肋板(2)受熱面，水室底板(4)受熱面，水室底板(4)上的黑體管(5)受熱面，水室板(4)上的煙火管(6)受熱面進(jìn)行熱交換。燃燒后的煙氣由輻射室(19)至煙火管(6)通過煙筒(22)最后排出戶外。該熱交換過程中輻射熱交換為85.8％，對流熱交換為6.1％，排煙熱損失為1.2－1.7％。
本熱水器加熱冷水的過程是冷水由冷水閥(24)進(jìn)入熱水器流過蛇形水冷壁管(7)進(jìn)行初步加熱后流入水室(20)，經(jīng)過初步加熱后的水在水室(20)內(nèi)由水室底板(4)，水室底板(4)上面的黑體管(5)和煙火管(6)，重力水熱管(1)上端附的有環(huán)肋片(3)加熱成為設(shè)計(jì)規(guī)定溫度的熱水。達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定溫度的熱水由虹吸熱水管(10)經(jīng)熱水閥(23)引出熱水器。當(dāng)冷水進(jìn)入熱水器后，流經(jīng)φ10鋁合金管繞成外徑為φ300的等直徑，高為150的螺旋緊密盤繞蛇形水冷壁管(7)，進(jìn)行初步加熱。水在管內(nèi)流動(dòng)為湍流雷諾數(shù)Re＞10000，換熱系數(shù)α＝5186大卡／米2小時(shí)℃，換熱量為5132大卡／小時(shí)，蛇形水冷壁管(7)接受燃?xì)猓諝饣旌衔镌谕坑羞h(yuǎn)紅外線涂料的OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)中無焰燃燒放出的遠(yuǎn)紅外線輻射熱量為1532大卡／小時(shí)(管內(nèi)水帶走的熱量大于輻射到蛇形水冷壁管(7)上的熱量、金屬做成的蛇形水冷壁管(7)不會(huì)過熱)，該過程水由0℃加熱至7℃。
經(jīng)過初步加熱的水流入水室(20)中與φ300的耐熱鑄鐵水室底板(4)，耐熱鑄鐵水室底板(4)上面凸起的4根φ25高為100的耐熱鑄鐵黑體管(5)，金屬做成的重力水熱管(1)上端附有帶鋁鞍座的12片φ240鋁環(huán)肋片(3)，4根φ25高為300的耐熱鑄鐵煙火管(6)進(jìn)行最后的熱交換。該過程中水與耐熱鑄鐵水室底板(4)，耐熱鑄鐵水室底板(4)上面凸起的耐熱鑄鐵黑體管(5)，自然對流換熱量為3605大卡／小時(shí)。耐熱鑄鐵水室底板(4)和耐熱鑄鐵水室底板(4)上耐熱鑄鐵黑體管(5)凹孔內(nèi)的傳熱面，受燃?xì)猓諝饣旌衔镌谕坑羞h(yuǎn)紅外線涂料的OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)中無焰燃燒放出的遠(yuǎn)紅外線輻射熱量為3428大卡／小時(shí)；水與金屬做成的重力水熱管(1)上端附有帶鞍座的鋁環(huán)肋片(3)自然對流換熱量為37554大卡／小時(shí)，金屬做成的重力水熱管(1)內(nèi)部工作介質(zhì)水凝結(jié)放熱交換給重力水熱管(1)上端附有的鋁環(huán)肋片(3)上的熱量為6615.5大卡／小時(shí)，金屬做成的重力水熱管(1)的傳熱量僅由金屬做成的重力水熱管(1)下端附有的耐熱鑄鐵鞍座上的22塊耐熱鑄鐵直肋板(2)決定，金屬做成的重力水熱管(1)下端耐熱鑄鐵鞍座上的22塊耐熱鑄鐵直肋板(2)接受涂有遠(yuǎn)紅外線涂料的OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)中燃?xì)猓諝饣旌衔餆o焰燃燒放出的遠(yuǎn)紅外線輻射熱量為6011.56大卡／小時(shí)；水與耐熱鑄鐵煙火管(6)自然對流換熱量為2219.5大卡／小時(shí)，煙氣與耐熱鑄鐵煙火管(6)對流換熱量和輻射換熱量為600大卡／小時(shí)。
在最后的熱交換過程中，水室(20)內(nèi)的水主要以自然對流的方式與各換熱面獨(dú)立進(jìn)行熱交換(各獨(dú)立換熱過程中，水室(20)中的水自然對流帶走的熱量均大于輻射和對流傳遞到各受熱面上的熱量，各受熱面不會(huì)過熱)通過這一熱交換過程，水溫從7℃加熱到40℃。
本熱水器整個(gè)熱交換過程是在一個(gè)經(jīng)過保溫絕熱層(9)處理后的封閉殼體中進(jìn)行。
本熱水器采用壓電陶瓷點(diǎn)火，燃燒輻射室(19)內(nèi)設(shè)長明小火和火焰窺視窗。
本熱水器采用水封式U型煙氣冷凝水管(26)，(排放低溫?zé)煔庵械恼魵饫淠饵c(diǎn)排水裝置)并采用煙筒(22)將煙氣排出室外。
本熱水器采用的安全裝置有壓差式水膜閥斷水保護(hù)，雙金屬園盤式熄火保護(hù)，水室超溫超壓排氣音響報(bào)警保護(hù)，低水位虹吸破壞保護(hù)。
本實(shí)用新型熱水器的遠(yuǎn)紅外線輻射熱能依靠重力水熱管(1)，重力水熱管(1)下部直肋板(2)和上部環(huán)肋片(3)，水室底板(4)，水室底板(4)上的黑體管(5)和煙火管(6)，蛇形水冷壁管(7)順利地將熱能傳遞到水中。
本實(shí)用新型熱水器具有下列優(yōu)點(diǎn)以輻射換熱為主借助重力水熱管(1)，大量采用輻射受熱面蛇形水冷壁管(7)，耐熱鑄鐵水室底板(4)，黑體管(5)，煙火管(6)，耐熱鑄鐵直肋板(2)。
采用的先進(jìn)技術(shù)有低壓燃?xì)?25)引射大氣高效節(jié)能遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)，螺旋緊密盤繞蛇形水冷壁管(7)受熱面，遠(yuǎn)紅外線涂料涂層處理的雙層OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)無焰燃燒高效放熱技術(shù)，新型導(dǎo)熱元件重力水熱管(1)技術(shù)，直肋板(2)和環(huán)肋片(3)傳熱面肋化高效傳熱技術(shù)。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器除了兼有直流式自動(dòng)熱水器(圖2)和容積式熱水器(圖3)的全部功能外，還具有使用安全，加工方便成本低，使用壽命長，升溫快，水溫波動(dòng)小，熱效率高，排煙溫度低等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器燃燒輻射室(19)四周采用蛇形水冷壁管(7)布置后燃燒輻射室壁(8)的壁溫與蛇形水冷壁管(7)中的水溫接近，水室壁(12)和遠(yuǎn)紅外線輻射器壁(13)與外界溫差不大，很容易采用絕熱保溫層(9)處理。處理后的外壁散熱損失很小，僅為總熱負(fù)荷的3－6％。而現(xiàn)有熱水器技術(shù)方案(圖2)、(圖3)外壁溫差很大，絕熱處理有一定困難，散熱損失為總熱負(fù)荷的7－35％。本實(shí)用新型(
圖1)熱水器與現(xiàn)有燃?xì)鉄崴?圖2)、(圖3)相比減少熱損失4－29％。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器，采用新型傳熱元件重力水熱管(1)為主要傳熱元件，重力水熱管(1)傳熱系數(shù)(λ)是紫銅的103－104倍。用它加熱水升溫快，熱水溫度穩(wěn)定，能快速獲得所設(shè)計(jì)溫度的熱水。重力水熱管(1)使用壽命長達(dá)20－30年，工作安全可靠，現(xiàn)有燃?xì)鉄崴?圖2)、(圖3)傳熱技術(shù)性能均不如重力水熱管(1)。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器采用900℃的遠(yuǎn)紅外線無焰燃燒發(fā)出的熱輻射不需要空氣作為傳熱介質(zhì)，而現(xiàn)有的燃?xì)鉄崴骷夹g(shù)方案均以對流傳熱為主，空氣將為傳熱介質(zhì)，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)很小，熱阻大，無法在900℃下傳遞同樣的熱量。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器采用低壓燃?xì)?25)引射大氣燃燒可使燃?xì)馀c空氣按規(guī)定比例在縮放噴管(16)中高速預(yù)混合，經(jīng)預(yù)混合后被引射到遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)下部腔體燃?xì)猓諝饩焓覂?nèi)再次均勻混合后由燃?xì)饩及?14)均勻分配到雙層OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)中無焰充分燃燒。而現(xiàn)有燃?xì)鉄崴骷夹g(shù)方案(圖2)、(圖3)傳熱方式均為管式擴(kuò)散燃燒器有焰明火燃燒，所需空氣由燃燒過程中供給，這種現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是，不可能使燃?xì)馀c空氣充分混合燃燒。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器放熱過程可將900℃左右的遠(yuǎn)紅外線輻射熱通過熱交換降低到60－80℃的低排煙溫度，加熱過程可將冷水由0℃加熱到設(shè)計(jì)規(guī)定的熱水溫度。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器傳熱方式是以輻射傳熱為主對流傳熱為輔的傳熱方式，輻射換熱量為總熱負(fù)荷的85.8％，對流換熱量為總熱負(fù)荷的6.1％，熱效率達(dá)到92％以上，排煙熱損失為總熱負(fù)荷的1.2－1.7％。而現(xiàn)有技術(shù)方案(圖2)熱水器中傳熱是以對流傳熱為主，輻射傳熱為輔的傳熱方式，輻射換熱量為總熱負(fù)荷的14％，對流換熱量為總熱負(fù)荷的56％，熱效率為70％，排煙熱損失為總熱負(fù)荷的7.6－10％，本實(shí)用新型(
圖1)熱水器熱效率比現(xiàn)有技術(shù)方案(圖2)熱水器熱效率高22％以上。本實(shí)用新型(
圖1)熱水器傳熱方式符合斯蒂芬－波爾茲曼定律Q輻＝ε0［T14－T24］而現(xiàn)有技術(shù)方案(圖2)、(圖3)熱水器的傳熱方式均只符合公式Q對＝K［T1－T2］1.25從以上兩個(gè)公式可以看出輻射傳熱量與溫差的四次方成正比，而對流傳熱量僅以溫差的1.25次方成正比，在同樣的溫度下Q輻＞＞Q對。所以本實(shí)用新型(
圖1)熱水器傳熱方式優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)方案(圖2)、(圖3)熱水器傳熱方式。
圖面說明
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型提出的重力水熱管輻射式快速燃?xì)鉄崴髦黧w剖面圖，圖中1.重力水熱管、2.重力水熱管下部直肋板、3.重力水熱管上部環(huán)肋片、4.水室底板、5.黑體管、6.煙火管、7.蛇形水冷壁管、8.燃燒輻射室壁、9.絕熱保溫層、10.虹吸熱水管、11.音響報(bào)警超溫超壓排氣管、12.水室壁、13.遠(yuǎn)紅外線輻射器壁、14.燃?xì)饩及濉?5.涂有遠(yuǎn)紅外線涂料的OCr25AL5輻射網(wǎng)(或陶瓷板加遠(yuǎn)紅外線涂料做成)、16.低壓燃?xì)庖淦鲊姽堋?7.耐高溫墊環(huán)、18.遠(yuǎn)紅外線輻射器、19.燃燒輻射室、20.水室、21.水室頂蓋板、22.煙筒、23.熱水閥、24.冷水閥、25.燃?xì)狻?6.煙氣冷凝水管。
圖2是直流式自動(dòng)熱水器結(jié)構(gòu)示意圖，圖中27.冷水、28.熱水、29.燃?xì)忾y、30.煙氣、31.熱交換器、32.燃燒室。
圖3是容積式熱水器結(jié)構(gòu)原理示意圖，圖中33.水、34.煙道、35.燃燒器、36.鍋。
下面結(jié)合(
圖1)詳細(xì)說明依據(jù)本實(shí)用新型熱水器提出的具體工作裝置及工作情況本實(shí)用新型(
圖1)熱水器是由經(jīng)保溫絕熱處理后的金屬殼體和裝于其中的傳熱部件及其外部附屬零部件，控制元件組合而成。
其金屬殼體外壁由水室壁(12)，水室頂蓋板(21)，燃燒輻射室壁(8)，遠(yuǎn)紅外線輻射器壁(13)四部份構(gòu)成，此四部份采用法蘭接合面用螺栓相互連接，各法蘭接合面之間由墊圈，水室底板(4)，輻射網(wǎng)(15)，耐高溫墊環(huán)(17)隔開，金屬殼體外壁用玻纖和石棉絕熱保溫層(9)絕熱處理。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器按其加熱特點(diǎn)其構(gòu)造特征可分為上部份，中部份和下部份。
上部份由水室壁(12)，水室底板(4)，水室頂蓋板(21)圍成的空間是水室(20)。水室壁(12)上裝有可保留水室(20)中最底安全水位的帶有熱水閥(23)的虹吸熱水管(10)(倒置的U型管)，水室頂蓋板(21)上裝有音響報(bào)警超溫超壓排氣管(11)和煙筒(22)。水室(20)中，水室底板(4)上裝有沿四周相間布置著的黑體管(5)煙火管(6)，中部空間布置有金屬重力水熱管(1)附有鋁環(huán)肋片(3)的上端。重力水熱管(1)是裝入工質(zhì)水經(jīng)密封處理后用螺母連接在水室底板(4)上面的工藝凸臺(tái)上的。水室底板(4)和黑體管(5)是用耐熱鑄鐵同體澆鑄成形，煙火管(6)是用耐熱鑄鐵管二次澆鑄脹接在水室底板(4)上面的工藝凸臺(tái)上的，水室底板(4)上下面四周邊沿法蘭接合面其上面連接水室壁(12)的下法蘭接合面，下面連接燃燒輻射室壁(8)的上法蘭接合面。
中部份由燃燒輻射室壁(8)，水室底板(4)，遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)上的輻射網(wǎng)(15)圍成的空間是燃燒輻射室(19)。燃燒輻射室壁(8)內(nèi)壁四周布置有螺旋緊密盤繞的金屬蛇形水冷壁管(7)其出水管口脹接在水室底板(4)下面的工藝凸臺(tái)上，進(jìn)水管安裝在燃燒輻射室壁(8)安裝孔上。燃燒輻射室(19)內(nèi)空間中部布置有金屬重力水熱管(1)附有耐熱鑄鐵直肋板(2)的下端。燃燒輻射室壁(8)上開有火焰窺視窗，燃燒輻射室壁(8)的上法蘭接合面與水室底板(4)下法蘭接合面連接，下法蘭接合面與遠(yuǎn)紅外線輻射器壁(13)的上部法蘭接合面連接。
下部份是遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)。遠(yuǎn)紅外線輻射器壁(13)圍成的空間是遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)的內(nèi)腔，其底部的凹坑裝有U型煙氣冷凝水管(26)內(nèi)腔中部裝有內(nèi)裝燃?xì)鈬娮斓蔫T鐵低壓燃?xì)庖淦鲊姽?16)，內(nèi)腔中上部裝有金屬燃?xì)饩及?14)，遠(yuǎn)紅外線輻射器壁(13)上的法蘭接合面上裝有用耐高溫墊環(huán)(17)隔開的涂上遠(yuǎn)紅外線涂料的雙層OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)(或用陶瓷板加遠(yuǎn)紅外線涂料作成)后再與燃燒輻射室壁(8)的下法蘭接合面相連接。
綜上所述各類零部件按照本實(shí)用新型(
圖1)熱水器所給出的結(jié)構(gòu)及其相互位置關(guān)系組合成型后再配裝上氣管、水管、管件、閥門、壓電陶瓷點(diǎn)火裝置、壓差式水膜閥、雙金屬園盤式熄火保護(hù)裝置、音響報(bào)警器，本實(shí)用新型(
圖1)熱水器便可投入使用。
本實(shí)用新型(
圖1)熱水器工作原理和加熱水的工藝過程及其有關(guān)參數(shù)是當(dāng)?shù)蛪喝細(xì)?25)從噴嘴中噴出吸入所需空氣在低壓燃?xì)庖淦鲊姽?16)中高速預(yù)混合后進(jìn)入遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)底腔燃?xì)猓諝饩焓覂?nèi)均勻混合。均混合的可燃混合物(過?？諝庀禂?shù)α＝1.03－1.06)流到OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)中無焰燃燒其輻射溫度為850－900℃，輻射率ε＝0.9－0.96，遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)的OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)向燃燒輻射室(19)中布置的蛇形水冷壁管(7)，重力水熱管(1)下端直肋板(2)，水室底板(4)，黑體管(5)，煙火管(6)發(fā)出高溫遠(yuǎn)紅外線輻射熱和對流熱，其輻射熱和對流熱交換給冷水的熱量為總熱負(fù)荷的92％以上(輻射熱為85.8％，對流熱為6.1％)。
本熱水器加熱冷水的過程是冷水由冷水閥(24)進(jìn)入熱水器流過蛇形水冷壁管(7)進(jìn)行初步加熱后流入水室(20)，經(jīng)過初步加熱后的水在水室(20)內(nèi)由水室底板(4)，水室底板(4)上面的黑體管(5)和煙火管(6)，重力水熱管(1)上端附有的環(huán)肋片(3)加熱成為設(shè)計(jì)規(guī)定溫度的熱水。達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定溫度的熱水由虹吸熱水管(10)經(jīng)熱水閥(23)引出熱水器。熱交換過程中蛇形水冷壁管(7)中的水為湍流狀態(tài)水室(20)中的水為自然對流狀態(tài)，重力水熱管(1)內(nèi)的工質(zhì)水通過下端直肋板(2)吸熱到上端環(huán)肋片(3)放熱，其工作狀態(tài)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于聲速限和攜帶限。
燃燒后的煙氣由燃燒輻射室(19)經(jīng)過煙火管(6)通過煙筒(22)排出室外，排煙溫度為60－80℃所引起的煙氣冷凝水，由U型煙氣冷凝水管(26)排出。
經(jīng)過以上熱交換過程可使0℃的冷水加熱為設(shè)計(jì)規(guī)定溫度的熱水。
權(quán)利要求1.一種重力水熱管輻射式快速燃?xì)鉄崴?，其特征在于傳熱部件裝入沿燃燒輻射室壁(8)水室壁(12)遠(yuǎn)紅外線輻射器壁(13)水室頂蓋板(21)外壁面用絕熱保溫層(9)處理后的封閉殼體內(nèi)，殼體上、中兩部份由水室底板(4)隔開，水室底板(4)上面與水室壁(12)水室頂蓋板(21)圍成封閉水室(20)，水室底板(4)的上面裝有沿水室壁(12)內(nèi)壁的四周相間布置的黑體管(5)煙火管(6)，水室底板(4)中部與重力水熱管(1)中段(絕熱段)相連接，重力水熱管(1)上“附有環(huán)肋片(3)(冷凝段)的一端在水室底板(4)上方的水室(20)中，附有直肋板(2)(蒸發(fā)段)的一端在水室底板(4)下方的燃燒輻射室(19)中”，水室壁(12)上裝有帶熱水閥(23)的虹吸熱水管(10)，水室頂蓋板(21)上裝有音響報(bào)警超溫超壓排氣管(11)和煙筒(22)，水室底板(4)下面與燃燒輻射室壁(8)圍成燃燒輻射室(19)，水室底板(4)的下面裝有沿燃燒輻射室壁(8)內(nèi)壁四周布置的蛇形水冷壁管(7)的出水口，蛇形水冷壁管(7)的進(jìn)水管安裝口設(shè)在燃燒輻射室壁(8)上，燃燒輻射室(19)與下部份的遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)相連接，遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)無焰燃燒的兩層涂有遠(yuǎn)紅外線涂料的OCr25AL5輻射網(wǎng)(15)(或陶瓷板加遠(yuǎn)紅外線涂料做成)是用耐高溫墊環(huán)(17)隔開，遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)的遠(yuǎn)紅外線輻射器壁(13)上裝有低壓燃?xì)庖淦鲊姽?16)底部裝有U型煙氣冷凝水管(26)，遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)內(nèi)腔中裝有燃?xì)饩及?14)其底腔是由遠(yuǎn)紅外線輻射器壁(13)圍成的燃?xì)庖豢諝饩鶆蚧旌鲜摇?br>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱水器，其特征在于金屬制成的蛇形水冷壁管(7)是螺旋緊密盤繞在燃燒輻射室壁(8)內(nèi)壁上的，金屬制成的重力水熱管(1)其上部排列有金屬制成的環(huán)肋片(3)下部排列有金屬制成的放射狀直肋板(2)，金屬制成的黑體管(5)和煙火管(6)裝置在水室(20)中，低壓燃?xì)庖淦鲊姽?16)與遠(yuǎn)紅外線輻射器(18)相結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱水器，其特征在于低水位虹吸保護(hù)裝置虹吸熱水管(10)是一個(gè)倒置的U型管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱水器，其特征在于水室底板(4)是耐熱鑄鐵制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱水器，其特征在于沿殼體(8)、(12)、(13)、(21)外壁整體保溫絕熱處理是在夾層內(nèi)裝玻纖和石棉。
專利摘要重力水熱管輻射式快速燃?xì)鉄崴魇菑膶贌崴黝I(lǐng)域的一種高效節(jié)能快速燃?xì)鉄崴?。其傳熱部件裝入絕熱處理后的封閉殼體內(nèi)，殼體中水室底板(4)上面是水室(20)下面是燃燒輻射室(19)，水室底板(4)上面有黑體管(5)煙火管(6)環(huán)肋片(3)下面有蛇形水冷壁管(7)直肋板(2)中間有重力水熱管(1)，殼體底部是輻射器(18)；它用遠(yuǎn)紅外線輻射傳熱，熱效率達(dá)92％以上排煙溫度60—80℃。
文檔編號(hào)F24H1/12GK2201611SQ9323810
公開日1995年6月21日 申請日期1993年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月20日
發(fā)明者易義祥 申請人:易義祥