專利名稱：水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃超高節(jié)能環(huán)保型燃?xì)鉄崴鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及使用天然氣、液化氣、人工煤氣等為燃料的快速燃?xì)鉄崴骷捌渌?、氣?lián)用的民用和工業(yè)用裝置或產(chǎn)品。
快速燃?xì)鉄崴魇抢每扇細(xì)怏w和空氣混合形成混合氣點(diǎn)火燃燒、用火焰加熱冷水產(chǎn)出熱水，實(shí)現(xiàn)熱交換過(guò)程的產(chǎn)品。
可燃?xì)怏w燃燒也是一個(gè)化學(xué)過(guò)程，混合氣中的空氣(氧氣)含量是決定燃燒后火焰溫度——也相應(yīng)決定熱交換效率和耗能大小的關(guān)鍵及影響有毒廢氣一氧化碳排放量的關(guān)鍵。
現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外技術(shù)快速燃?xì)鉄崴鞯募夹g(shù)特點(diǎn)是(一)水資源未充分利用高壓水流僅在熱水器中作為人們生活消費(fèi)的自然資源，即只起到被加熱后供洗澡的作用。(二)燃燒過(guò)程中供氧不充分現(xiàn)有技術(shù)是利用熱水器燃?xì)庀到y(tǒng)內(nèi)因燃?xì)馊紵纬苫鹧娑鵁峥諝馍仙瑢?dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)形成負(fù)壓而“自然吸入”空氣補(bǔ)充的原理供給氧氣，因空氣(氧氣)流速低、總流量少、供氧不充分(可從火焰內(nèi)外部的顏色明顯看出)，因此，火焰溫度低，能耗大。(三)因供氧不充分，導(dǎo)致形成大量有毒廢氣一氧化碳(CO)等污染環(huán)境，即使用“強(qiáng)排”將廢氣排出室外，也僅是污染的轉(zhuǎn)移，并非治理。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的主要弊端是能耗大，污染大。
鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)弊端，根據(jù)流體力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)原理，充分利用在燃?xì)鉄崴髦辛魍ǖ乃Y源，將水資源既作為熱水器消費(fèi)者“生活消費(fèi)的自然資源”，又作為以大幅度節(jié)能和環(huán)保為目的將水作為“動(dòng)力能源”充分綜合利用。在綜合利用“水動(dòng)力能源”的本實(shí)用新型中，將本實(shí)用新型的關(guān)鍵件——“水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃器”串聯(lián)在熱水器的水管上，以流通的高壓水流為原動(dòng)力推動(dòng)微型水輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)與水輪機(jī)同軸的空氣增壓器同步高速流轉(zhuǎn)；同時(shí)輔之以現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)壓作用又加速了增壓器旋轉(zhuǎn)速度，產(chǎn)出流速大、空氣(氧氣)總供給量大的高壓空氣(氧氣)流與燃?xì)饣旌虾?，極大地提高了空氣(氧氣)與燃?xì)獾幕旌媳?。因供氧充分既顯著提高了火焰溫度，達(dá)到大幅度節(jié)能目的又能使大量一氧化碳(CO)轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?CO2)達(dá)到環(huán)保治理效果。本實(shí)用新型的終極目標(biāo)是既為國(guó)家節(jié)省大量自然資源，又為消費(fèi)者節(jié)省每一分錢，并為改善人們生活環(huán)境服務(wù)。大量試驗(yàn)已證明，上述目標(biāo)在技術(shù)上是可行的。
本實(shí)用新型是在現(xiàn)有技術(shù)快速燃?xì)鉄崴鞯幕A(chǔ)上增加設(shè)置“水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃器”。水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃器由水輪機(jī)和空氣增壓器兩部分組成，具體由水輪、蝸殼、軸、軸承、空氣增壓器等構(gòu)成。
上述水輪機(jī)由水輪(1)和蝸殼(2)構(gòu)成。
上述水輪(1)固定于軸(5)上，水輪(1)上的葉片不少于3片。
上述增壓器(6)與水輪(1)固定在同一軸(5)上。
上述增壓器(6)轉(zhuǎn)子數(shù)量不少于一個(gè)，每個(gè)增壓器(6)轉(zhuǎn)子上的葉片數(shù)不少于2片。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(一)能充分綜合利用流經(jīng)熱水器的水資源，既將高壓水流作為消耗品，又將其作為解決燃?xì)鉄崴骱诵募夹g(shù)——大量強(qiáng)壓增氧助燃提高火焰溫度，以實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能的原動(dòng)力(能源)。這已為前人在煤、柴爐前放置風(fēng)箱、風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)所證實(shí)更為近代廣泛使用的水力發(fā)電所證實(shí)。專利申請(qǐng)人也已多次試驗(yàn)證實(shí)其可行性。(二)大量增氧使燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的有毒廢氣一氧化碳(CO)轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?CO2)能治理(而非轉(zhuǎn)移)空氣污染。(三)易于制造、新增成本低廉，節(jié)能環(huán)保效果非常明顯，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益極高。(四)能廣泛適用于各燃?xì)鉄崴魃a(chǎn)企業(yè)用核心技術(shù)創(chuàng)新改造現(xiàn)有技術(shù)各型產(chǎn)品，也可廣泛利用上述原理于其它民用和工業(yè)用的同時(shí)使用水、燃?xì)獾母鞣N裝置或設(shè)備上。
(附圖
一)是本實(shí)用新型關(guān)鍵件“水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃器”結(jié)構(gòu)原理示意圖。
(附圖二)是(附圖一)的側(cè)視圖。
(附圖三)是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖。
(附圖四)是(附圖三)的燃燒器(18)側(cè)視圖。
(附圖五)是(附圖三)的高壓空氣管(20)的A-A剖面圖。
本實(shí)用新型是在現(xiàn)有技術(shù)快速熱水器的基礎(chǔ)上增加設(shè)置“水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃器”實(shí)現(xiàn)其核心技術(shù)創(chuàng)新的，故在此以“水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃器”(附圖一、附圖二)為重點(diǎn)，說(shuō)明本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理，參見(jiàn)(附圖三)至(附圖五)。水輪(1)由金屬園筒(9)將同樣尺寸的金屬園板中心部位聯(lián)結(jié)為一體，兩塊園板之間的外園周部份固定安裝有若干塊葉片(3)，每塊葉片(3)與上述園筒(9)之間留有一定空隙。水輪(1)固定在軸(5)上。蝸殼(2)由蝸盒和蝸蓋組成，其間有水封膠圈，二者用螺桿聯(lián)結(jié)成一體。蝸殼上部適當(dāng)位置安裝有進(jìn)水管(10)、下部安裝有出水管(8)，進(jìn)水管(10)和出水管(8)端部有水封接頭以便將水動(dòng)力強(qiáng)力增氧助燃器串聯(lián)在熱水器內(nèi)的水管上。兩個(gè)軸承(4)分別安裝在蝸殼(2)外，軸承外圈固定在蝸殼(2)和蝸蓋上，軸承內(nèi)圈均固定在同一軸(5)上。蝸殼(2)和蝸蓋密封聯(lián)結(jié)后套在水輪(1)外，二者間留有一定間隙。軸(5)的一端固定有空氣增壓器(6)，使水輪(1)和增壓器(6)能同軸旋轉(zhuǎn)。增壓器(6)外套有高壓空氣輸氣管(20)，高壓空氣輸氣管(20)的另一端固定有氣密性接頭與燃?xì)鈬姽?17)聯(lián)結(jié)，燃?xì)鈬姽?17)上有一排與每個(gè)燃燒器(18)下部進(jìn)氣口相對(duì)的噴孔(19)。
以下通過(guò)本實(shí)用新型的工作過(guò)程進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，參見(jiàn)附圖(三)。由于自動(dòng)電子打火裝置系市售通用產(chǎn)品，也為了從圖面上易于清晰了解本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)，故(附圖三)中未繪出有關(guān)自動(dòng)裝置及點(diǎn)火用的長(zhǎng)明火供氣系統(tǒng)。(附圖三)是在申請(qǐng)人已被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授權(quán)的ZL99231725.8和ZL99232586.2“渦扇機(jī)構(gòu)”原理的基礎(chǔ)上，為更進(jìn)一步提高燃?xì)鉄崴鞯臒嵝屎铜h(huán)保目的而發(fā)明創(chuàng)新的。使用本實(shí)新型時(shí)只需在現(xiàn)有技術(shù)熱水器空間內(nèi)增裝水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃器和在熱水器中作相應(yīng)簡(jiǎn)單調(diào)整。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)燃?xì)忾y(11)開啟閥門，燃?xì)膺M(jìn)入熱水器后，少量燃?xì)庵苯舆M(jìn)入電子點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃長(zhǎng)明火，隨之轉(zhuǎn)動(dòng)水閥(14)使自來(lái)水流入熱水器，因其水的壓力作用于氣閥(11)，使氣閥(11)的燃?xì)饬髁侩S進(jìn)水流量相應(yīng)增減；燃?xì)庥蓺忾y(11)出口端進(jìn)入輸氣管(12)并從其上部的噴咀(13)噴出進(jìn)入輸氣管(20)內(nèi)與空氣混合后再經(jīng)噴孔(19)進(jìn)入燃燒器(18)內(nèi)，由其上部的噴孔噴出后被長(zhǎng)明火點(diǎn)燃形成火焰。在上述燃?xì)饬魍ㄐ纬苫鹧娴耐瑫r(shí)，從水閥(15)流出的自來(lái)水進(jìn)入水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃器的蝸殼進(jìn)水口(10)后，以其水流壓力推動(dòng)水輪葉片(3)高速旋轉(zhuǎn)，水流隨后從蝸輪出水口(8)流出經(jīng)水管(16)輸進(jìn)熱水器上部換熱器的水管內(nèi)逐步被火焰加熱升溫。水輪(1)作為原動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也帶動(dòng)空氣增壓器(6)葉片高速旋轉(zhuǎn)起到強(qiáng)力增壓鼓風(fēng)作用，燃?xì)庀到y(tǒng)內(nèi)的負(fù)壓也加大了增壓器(6)葉片轉(zhuǎn)速。上述鼓風(fēng)迅速增大了空氣(氧氣)流速和單位時(shí)間總流量，強(qiáng)大的高壓空氣(氧氣)流在輸氣管(20)內(nèi)與從燃?xì)鈬娋?13)噴出的燃?xì)饣旌虾髲娜紵?18)噴出燃燒形成火焰。應(yīng)該特別說(shuō)明的是，上述鼓風(fēng)強(qiáng)壓增氧是以水動(dòng)力機(jī)械鼓風(fēng)增氧為主，并輔有現(xiàn)有技術(shù)熱水器“負(fù)壓自動(dòng)吸風(fēng)”的作用；不言而喻，在此已明顯地表現(xiàn)出水動(dòng)力機(jī)械強(qiáng)壓增氧效果明顯高于現(xiàn)有技術(shù)單純“負(fù)壓自動(dòng)吸風(fēng)”自然供氧。
試驗(yàn)表明，本實(shí)用新型由于用機(jī)械強(qiáng)壓增氧并充分予先與燃?xì)饣旌显傩纬苫鹧?，熱水器的火焰結(jié)構(gòu)的內(nèi)外部全部為蘭色，火焰硬直，明顯表現(xiàn)出比現(xiàn)有技術(shù)的火焰溫度增高。
本實(shí)用新型在不同容量、品牌的燃?xì)鉄崴髦惺褂脮r(shí)，需根據(jù)其不同要求相應(yīng)設(shè)計(jì)水輪、水輪葉片、增壓器葉片等有關(guān)參數(shù)；其結(jié)構(gòu)原理在其它同時(shí)利用水和燃?xì)獾拿裼眉肮I(yè)用加熱裝置也可采用。
權(quán)利要求1.一種水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃超強(qiáng)節(jié)能環(huán)保型快速燃?xì)鉄崴?，其燃?xì)庀到y(tǒng)由氣閥(11)、高壓空氣輸氣管(20)、燃?xì)鈬姽?17)、燃燒器(18)順序連接；燃?xì)庀到y(tǒng)上連有自動(dòng)點(diǎn)火裝置；其水系統(tǒng)由水閥(14)、水輪機(jī)(2)、與水管連為一體的換熱器順序密封連接；在水輪機(jī)(2)軸上固定安裝的增壓器(6)與高壓空氣輸氣管(20)位于同一水平軸線上，并在高壓空氣輸氣管(20)進(jìn)口外就近相對(duì)安置；在高壓空氣輸氣管(20)進(jìn)口端內(nèi)管壁上固定有燃?xì)鈬娋?13)；其特征在于在水管上串接有水輪機(jī)(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃超強(qiáng)節(jié)能環(huán)保型快速燃?xì)鉄崴鳎涮卣髟谟谠谒啓C(jī)(2)軸上固定安裝有增壓器(6)，二者組成水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃超強(qiáng)節(jié)能環(huán)保型快速燃?xì)鉄崴?，其特征在于固定于水?1)上的水輪葉片(3)不少于3片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃超強(qiáng)節(jié)能環(huán)保型快速燃?xì)鉄崴?，其特征在于增壓?6)與水輪(1)固定在同一軸(5)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃超強(qiáng)節(jié)能環(huán)?？焖偃?xì)鉄崴?，其特征在于增壓器轉(zhuǎn)子(6)數(shù)量不少于一個(gè)，每個(gè)增壓器上的葉片數(shù)不少于2片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃超強(qiáng)節(jié)能環(huán)保型快速燃?xì)鉄崴鳎涮卣髟谟谝慌_(tái)水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃超強(qiáng)節(jié)能環(huán)保型快速燃?xì)鉄崴髦兴啓C(jī)不少于1個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及水動(dòng)力強(qiáng)壓增氧助燃超強(qiáng)節(jié)能環(huán)保型快速燃?xì)鉄崴?。它與現(xiàn)有技術(shù)熱水器僅空氣和燃?xì)夤┙o系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理完全不同,它利用熱水器中的水流動(dòng)能推動(dòng)水輪機(jī)葉片使水輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)空氣增氧器高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)出高壓空氣與燃?xì)庠谳敋夤軆?nèi)混合后供燃燒器噴出燃燒。其技術(shù)特點(diǎn)是用“機(jī)械鼓風(fēng)增氧助燃”代替現(xiàn)有技術(shù)靠負(fù)壓“自然吸風(fēng)燃燒”,克服了燃?xì)馊紵煌耆?能耗大,一氧化碳排放多的弊端,實(shí)現(xiàn)了大幅度節(jié)能和治理廢氣的目的。
文檔編號(hào)F24H1/16GK2490492SQ0121424
公開日2002年5月8日 申請(qǐng)日期2001年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月23日
發(fā)明者黃一學(xué) 申請(qǐng)人:黃一學(xué)