专利名称：内燃式蒸汽热水锅的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种的蒸汽热水锅，尤其是一种拱弧锅底设计的内燃式蒸汽热 水锅。本发明所形成产品可广泛使用于餐饮、桑拿、沐浴、漂染、电镀、造纸 等大量需要蒸汽、热水的行业，适用于酒店、饭店、机关、学校、工厂等单位 使用。
背彔技术
目前，一些公知的蒸汽热水锅，均采用平底悬胆式结构，使用时，热水锅 置于燃料之上，燃料所产生的可燃气体在热水锅底部燃烧，所形成的火焰(热 能气流)烧灼热水锅底部，并绕着热水锅外围向四周扩散，热水锅仅吸收其中
的部分对流热能和小部分幅射热能，热能损失严重，热利用率仅为30%至45%。 另外一些立式热水锅或立式锅炉，虽然锅内设置有若千烟气管道，允许部分燃 烧热量从锅内通过，初歩具备内部过l^功能，但锅体仍然是平底设计，受热面 积过小，且锅内管道笔直，内部没有一定的气流稳定区和火焰扩散区，因此， 这种锅体、没有形成可燃气体的二次燃烧机制，燃烧效率仍然不高。
发明内容
本发明的目的，在保持一般蒸汽热水锅具进水、蓄水、排水的同时，尽可 能地改迸锅具的受热功能，微到最大程度地提高燃料燃烧效率，减少燃烧热能 损失，降低燃烧废气，节能减排，赋予蒸汽热水锅更大的使用空间和更宽广的使用范围o
本发明的原理是
根据燃料燃烧热量损失与热幅射能、热对流能未被充分利用相关的特 点，将锅具设计成水包火式的受热结构，将燃料燃烧所产生的热量最大限度地 包容在锅具内部，减少热能损失。
根据锅具受热效率与锅具受热面积相关的特点，千方百计地扩大锅具的 有效受热面积，使燃烧热能能够迅速地转化为锅内容液的热能。
根据燃料燃烧效率不高与燃料中可燃气体未被充分燃烧相关的特点，在 锅具内部中设计附加燃烧室，使燃料可燃气体能在第一次燃烧之后，继续进行 第二次燃烧、第三次燃烧 ，充分提高燃料的燃烧效率。
本发明为实现原理而采取的技术方案是
★在保持一般锅具迸水阀、排水阀、排水阀、蒸汽阀等部件的同时，在锅 具底部扩展出内层锅壁，并将内层锅壁顶穹设计成拱弧锅底，使扩展出来的锅 底空伺成为可燃气体燃烧的主燃烧室，形成水包火式的内部燃烧结构。
★在拱弧锅底设置若干贯通锅顶的热交换管(内燃管)，用于满足燃料燃 烧衬空气对流的需要，同吋该管能起到锅具热能交换的作用。
★在热交换管中间设置囊状燃烧室与球体燃烧室，形成燃料二次燃烧、三 次燃烧的机制， 一方面招于提高燃料燃烧效率， 一方面扩大锅具的受热面积， 加快锅内容液升温速度。
与一般的燃烧锅具相比，本发明所形成产品可以取得以下有益效果- 燃烧效率高燃烧效率是措完全燃烧的燃料量与供给的燃料量之比；供 给燃料量经过锅具所形成的一级燃烧室、二级燃烧室、三 级燃烧室的燃烧，燃烧效率接近1加％，几乎达到完全燃 烧的程度。
働受热效率高:受热效率是指锅具对燃料燃烧对所产生热量的吸收程度。本发明所形成产品受热面积包括内层锅壁、拱弧锅底、内 燃管喇叭口管壁、内燃管囊状燃烧室腔壁、球状燃烧室腔
壁……，可以吸收燃料燃烧所产生的75%的幅射热和95。％ 的对流热，热利用率高达85%以上。
參升温速度快本发明产品热交换面积是一般锅具的3-4倍，热传导部件 包括内层锅壁、拱弧锅底、内燃管凍I叭口、内燃管囊状燃 烧室、球状燃烧室、热交换管……，受热均匀，升温速度 快；在常温情况下，5 10分钟即可产生大量蒸汽和开水。
參环保节能上述原因，本发明产品使用时所产生的氮氧化物(一氧化氮、 二氧化氮、三氧化氮)、二氧化硫、二氧化碳、烟尘以及噪
音均比一般锅具减少20 30%，节约燃料25 35%，环保节 能。
另外，本发明产品还有使用简单、安全可靠的特点，应用范围广泛，市场 空间广阔，具有极高的经济附加价值和社会价值。
下面，结合一实施例及附图，对本发明作进一步介绍。
图l，是本发明一实施例的组织结构图。
图2，是本发明一实施例的零件组装图。
图3，是本发明一实施例弧底锅体构件的制造尺寸示意图。
图4，是本发明一实施例内燃管构件的制造尺寸示意图。
图5，是本发明一实施例的使用原理示意图。
具体实施例方式
本发明作为一项技术方案，通过相应模块的组合，可得到具体实施。 图1中，本发明实施例锅具由弧底锅体、进水阀、排水阀、热水阀、水位标 尺、平顶盖、蒸汽阀、安全阔、内燃管、集气器、排气管ll个构件组成，其中， 由进水阀、弧底锅体、排水阀、热水阀、水位标尺、平顶盖、蒸汽阀、安全阀、
内燃管9个构件组成锅具水循环系统，由弧底锅体、内燃管、集气器、排气管4
个构件组成受热排气系统。
本发明实施例中的各个锅具构件，根据图2所示的位置进行排列安装。 图2中，本发明实施例锅具以弧底锅体构件2为中心，在外层锅壁下部迸水
口位置和排水口位置分别安装连接迸水阀构件l和排水阀构件lh在底部拱弧锅
底位置，安装连接若干个内燃管构件3;在外层锅壁中间的水位口位置与热水口 位置，共同安装连接水位标尺构件9;在水位标尺构件9下端，安装连接热水阀 构件W;在锅口位置，覆盖连接平顶盖构件4;平顶盖构件4上面，相对设置安 装着安全阀构件5与蒸汽阀构件8;在进水阀构件l、排水阀构件ll、水位标尺构
件6、热水縛构件IO、内燃管构件3、平顶盖构件4、安全阀构件5、蒸汽阀构件6 的共同组装配合下，弧底锅体构件2内部呈现密封的中空容器结构，形成整个蒸 汽热水锅的水循环系统，实现进水、蓄水、排水、排汽和安全减压的功能。
同样在图2中，内燃管构件3安装规则是内燃管构件3的喇叭口部分连接弧 底锅体构件2的锅底通孔部分，热交换管部分贯通平顶盖构件4，与集气器构件7 的底部连接。集气器构件7的上端与棑气管构件6连接。上述各构件共同形成蒸 汽热水锅的受热排气系统，实现燃料充分燃烧、热能高效吸收、热量快速传导、 废气流畅排出的功能。弧底锅体构件2与内燃管构件3各组成部分的位置名称与尺寸规格，分别如 图3、图4所示。
图3中，弧底锅体构件由外层锅壁16、平环锅底22、内层锅壁13、拱弧锅底 14、锅底通孔15、进水口12、排水口21、热水口20、水位口19、锅口18、锅口 翻边17这十一个部分组成。弧底锅体各部分的方位关系是拱弧锅底14是整个 弧底锅体的中心，上面环状阵列多个锅底通孔15;拱弧锅底向外扩展，依次圆 滑连接着内层锅壁13、平环锅底22、外层锅壁16、锅口翻边17;外层锅壁下部 相对设置一个进水口12和一个排水口21，中部设置一个热水口20，上部设置一 个水位口19;外层锅壁16上端向外翻边，形成锅体的锅口18。
弧底锅体各部分的主要制造尺寸是以外层锅壁的直径值A作为整个弧底锅 体的基准尺寸；夕卜层锅壁的高度值C是基准尺寸A的1至1.5倍；内层锅壁的直径 值B是基准尺寸A的0.8至0.9倍；内层锅壁高度飾是基准尺寸A的0.05至0.15倍； 拱弧锅底的高度值E是基准尺寸的0.3至0.6倍。
图4中，内燃管构件由喇叭口23、囊状燃烧室24、球状燃烧室25、热交换管 26、排气口27这五个部分组成；其中球体燃烧室25，由三个串连相接的中空球 状体组成。内燃管各部分的方位关系是喇叭口23连接着囊状燃烧室24，囊状 燃烧室24连接着球状燃烧室25，球状燃烧室25连接着热交换管26，热交换管26 是终端就是排气口；无论内燃管构件的长度如何，各部分之间的方位关系固定 不变。
内燃管各部分的主要制造尺寸是以热交换管的直径值F为整个内燃管的基 准尺寸；球状燃烧室中空球状体的直径值G是基准尺寸F的1.5至2.5倍；囊状燃烧 室的髙度to是基准尺寸F的8倍至12倍；囊状燃烧室的直径值I是基准尺寸F的2 倍至4倍；喇叭口的直径值大于基准尺寸F，至于其具体数值，则根据其所连接 的拱弧锅底位置而定。本发明实施例所形成产品的使用原理，如图5所示。
图5中，锅具水循环的原理是冷水通过进水阀迸入弧底锅体中，在锅体内 部形成具有一定容积的受热液体，其容积值通过水位标尺显示。当水位过高时， 可以通过排水阖排出。锅内冷水受热变成热水时，可以通过水位标尺下方的排 水阀排出。当锅内热火沸腾产生蒸汽时，蒸汽可以通过蒸汽阀导出，供餐饮、 沐浴、漂染等使用。当锅内蒸汽压力过大，则通过安全阀排出，确保蒸汽热水 锅的安全使用。
锅具受热排气的原理是当燃料在锅具下方燃烧时，锅具底部内层锅壁与 拱弧锅底，拱挺而起共同营造出燃料燃烧所需的空间，形成第一级燃烧室，形 成水包火的燃烧结构；燃料在第一级燃烧室燃烧所产生的大部分幅射热和对流 热，被内层锅壁与拱弧锅底吸收，小部分对流热随着燃烧气流涌入内燃管。当 燃烧气流裹挟着未燃烧的可燃气体涌入内燃管囊状燃烧室时，由于空间骤然开 阔，内热聚集，未燃烧的可燃气体将发生第二次燃烧，燃烧所产生的幅射热与 对流热大部分被燃烧室腔壁吸收，未被吸收的部分对流热涌入球状燃烧室，继 之发生第三次燃烧……，最终剩下的燃烧废气，通过内燃管排气口流向集气器 构件，再通过排气管排出。就在这连续发生的燃烧过程，燃料的可燃成分将被 充分燃烧，所产生的热能绝大部分被锅具各构件所吸收，再传导给锅内容液， 从而实现节能减排的目的。
本发明在实施过程中，可以根据实际情况而灵活地设计出各构件的具体形 状和规格，并通过各种不同规格构件的有机组合，形成多种实施方案，从而开 拓出千姿百态的产品，造就出广阔的市场空间。
权利要求
1，一种内燃式蒸汽热水锅，由弧底锅体、进水阀、排水阀、热水阀、水位标尺、平顶盖、蒸汽阀、安全阀、内燃管、集气器、排气管11个构件组成，其特征是所述构件分别组成水循环系统和受热排气系统，相应形成锅体的进水、蓄水、排水、水位显示、蒸汽引导、安全减压功能和锅体的受热、热能传导、废气排放的功能。
2，根据权利要求l所述的内燃式蒸汽热水锅，其特征是所述弧底锅体由 外层锅壁、平环锅底、内层锅壁、拱弧锅底、锅底通孔、进水口、排水口、热 水口、水位口、锅口、锅口翻边ll个部分组成。
3，根据权利要求2所述的内燃式蒸汽热水锅，其特征是所述拱弧锅底是 整个弧底锅体的中心，上面环状阵列多个锅底通孔；拱弧锅底向外扩展，依次 圆滑连接着内层锅壁、平环锅底、外层锅壁、锅口翻边；外层锅壁下部相对设 置一个进水口和一个排水口，中部设置一个热水口，上部设置一个水位口；外 层锅壁上端向外翻边，形成锅体的锅口。
4，根据权利要求2所述的内燃式蒸汽热水锅，其特征是所述外层锅壁的 直径值为整个弧底锅体的基准尺寸；外层锅壁的高度值是基准尺寸的1至1.5 倍；内层锅壁的直径值是基准尺寸的0.8至0.9倍；内层锅壁高度值是基准尺寸 的0.05至0.15倍；拱弧锅底的高度值是基准尺寸的0.3至0.6倍。
5，根据权利要求l所述的内燃式蒸汽热水锅，其特征是所述的内燃管由 喇叭口、囊状燃烧室、球状燃烧室、热交换管、排气口 5个部分组成；其中球体燃烧室，由三个串连相接的中空球状体组成。
6.根据权利要求5所述的内燃式蒸汽热水锅，其特征是所述内燃管组成 部分的排列依次是喇叭口、囊状燃烧室、球状燃烧室、热交换管、稀气口， 各部分之间的方位关系固定不变。
7.根据权利要求5所述的内燃式蒸汽热水锅，其特征是所述热交换管的 直径值为整个内燃管的基准尺寸；球状燃烧室中空球状体的直径值是基准尺寸 的1.5至2.5倍；囊状燃烧室的高度值是基准尺寸的8倍至12倍；囊状燃烧室 的直径值是基准尺寸的2倍至4倍；喇叭口的直径值大于基准尺寸，具体数值 根据所连接的拱弧锅底位置而定。
8.根据权利要求1至权利要求7共同所述的内燃式蒸汽热水锅，其特征是 所述弧底锅体构件的进水口连接着迸水阀构件，排水口连接着排水阀构件；水 位口与热水口共同连接着水位标尺构件，水位标尺构件下端连接着热水阀构件； 锅底通孔连接着内燃管构件；锅口部分覆盖着平顶盖构件；平顶盖构件上面设 置着安全阀构件与蒸汽阀构件；在进水阀构件、排水阀构件、水位标尺构件、 热水阀构件、内燃管构件、平顶盖构件、安全阀构件、蒸汽阀构件的共同配合 下，弧底锅体构件内部呈现为密封的中空的容器结构，形成整个蒸汽热水锅的 水循环系统，实现进水、蓄水、排水、排汽和安全减压的功能。
9.根据权利要求1至权利要求8共同所述的内燃式蒸汽热水锅，其特征是-所述内燃管构件的喇叭口部分连接着弧底锅体构件的锅底通孔部分，热交换管 部分贯通平顶盖构件，与集气器构件的底部连接；集气器构件的上端连着排气 管构件。上述构件共同形成蒸汽热水锅的受热排气系统，实现燃料充分燃烧、 热能高效吸收、热量快速传导、废气流畅排出的功能。
全文摘要
本发明涉及一种蒸汽热水锅，尤其是一种拱弧锅底设计的内燃式蒸汽热水锅。本发明采用弧底锅体、多级串连内燃管、水包火式等特殊设计，由弧底锅体、进水阀、排水阀、热水阀、水位标尺、平顶盖、蒸汽阀、安全阀、内燃管、集气器、排气管11个构件共同组成整个蒸汽锅具，克服目前公知锅具中燃烧效率低、热利用率小、燃料消耗大等缺陷，为用户提供一种受热面积大、热能损耗少、燃烧效率高，且升温迅速、安全可靠的锅具设计方案，所形成产品可广泛使用于餐饮、桑拿、沐浴、漂染、电镀、造纸等大量需要蒸汽、热水的行业，适用于酒店、饭店、机关、学校、工厂等单位使用。
文档编号F24H9/20GK101586873SQ20091013545
公开日2009年11月25日 申请日期2009年4月18日 优先权日2009年4月18日
发明者钟明华 申请人:钟明华