燃烧装置的双重给排气管结构的制作方法

本发明涉及一种锅炉或者热水器等燃烧装置的双重给排气管结构(doublesupplyandexhaustpipe)。

背景技术：

例如，燃气锅炉、燃气热水器等燃烧装置的烟道一般由排气管和进气管构成，其中上述排气管用于向室外排出燃烧后产生的废气，上述进气管用于向燃烧室内部供给燃烧所需要的空气。这样的烟道的种类分为半密闭型强制排气式烟道和密闭型强制给排气式烟道。

半密闭型强制排气式烟道并不是通过烟道供给燃烧所需的空气，而是提供室内的空气，并且通过烟道向室外排出燃烧后产生的废气。

这样的半密闭型强制排气式烟道有可能产生逆风或者气密性下降等问题，并且在这种情况下，向室外排出的废气有可能通过锅炉进入到室内，因此存在产生致命事故的忧虑。

相反，不用通过烟道而直接向锅炉内部提供室内的空气，因此具有由于进入空气流动阻力较小而能够以充分的长度设置烟道的优点。

如图1所示，密闭型强制给排气式烟道通过烟道20从室外供给燃烧所需的空气，并且通过烟道20向室外排出燃烧后产生的废气。

这样的密闭型强制给排气式烟道，因为锅炉10的烟道需要贯通墙壁30而向室外凸出，所以考虑到设置的方便性以及美观，如图所示进气管21和排气管22以双重管的形状构成。

并且，如图所示，作为结合于锅炉10的结构具有：进气管21和排气管22以同轴的方式形成的同轴式结构；以及结合于锅炉之前进气管和排气管以被分离的方式结合的分离式结构(未图示)。

对于密闭型强制给排气式烟道而言，即使产生逆风等问题，由于废气和进入空气与室内隔绝，所以废气不会进入到室内。因此具有产生人事事故的可能性较小的安全上的优点。

相反，因为通过烟道从室外供给进入空气，所以在烟道内产生进入空气流动阻力，因而最大烟道设置长度相对较短。并且，由于流动阻力使送风机的负荷增加，因此存在增加电力消耗以及产生噪音等缺点。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题

本发明为解决上述现有技术中密闭型强制给排气式烟道存在的问题而提出，其目的在于提供使进入空气的流动阻力达到最小化而能够形成长度更长的烟道，并且能够减小送风机的负荷的燃烧装置的双重给排气管结构。

技术方案

根据本发明实施例的燃烧装置的给排气管结构，其包括向室外排出锅炉内产生的废气的排气管、以及具有与上述排气管同轴的方向且包围上述排气管的外侧并使空气从室外流入到与上述排气管之间的空间而供给到燃烧装置内的进气管，对于上述燃烧装置的双重给排气管结构而言，上述进气管包括：设置在室内的第一部分、贯通墙壁后以露出至室外的方式延长的第二部分、以及连接上述第一部分和上述第二部分的第三部分，上述第一部分的内径大于上述第二部分的内径，且上述第一部分的外径大于上述第二部分的外径。

根据本发明实施例的燃烧装置的给排气管结构，在上述第一部分中，排气面积与进气面积的比能够为0.67:1～0.92:1，其中上述排气面积为上述排气管内部空间的截面积，上述进气面积为上述进气管内面与上述排气管外面之间的空间的截面积。

根据本发明实施例的燃烧装置的给排气管结构，上述第三部分的外径能够以越接近上述第二部分变得越小的方式形成。

根据本发明实施例的燃烧装置的给排气管结构，上述排气管在上述第一部分、上述第二部分以及上述第三部分内设置的整体长度中能够以具有相同的外径的方式形成。

有益效果

根据本发明，对于燃烧装置的双重给排气管结构的进气管而言，设置在室内的第一部分相比于以贯通墙壁而露出至室外的方式延长的第二部分，具有被扩管的结构，从而显著地减小进入空气的流动阻力。

因此，根据建筑物内设置燃烧装置的条件，在必要的时候能够轻易地形成更长的给排气管。

并且，由于进入空气的流动阻力减小而能够减小送风机的负荷，因此不仅具有减小电力消耗的优点，而且还具有减小噪音的优点。

另一方面，在现有建筑物中，以使得给排气管能够贯通的方式形成的建筑物墙壁的烟道孔直径小于第一部分的直径时，例如已经以相应于第二部分直径的直径形成时，为了减小进入空气的流动阻力，需要设置直径比第二部分的直径更大的烟道，因此存在需要扩大建筑物墙壁的烟道孔的问题。

但是，根据本发明，即使建筑物墙壁的烟道孔已经以相应于第二部分的直径形成，也不需要扩大烟道孔就能够轻易设置可减小进入空气的流动阻力的、根据本发明的给排气管结构，因此在现有建筑物中替换燃烧装置时，具有能够轻松设置烟道的优点。

附图说明

图1是显示现有燃烧装置的密闭型强制给排气式烟道结构的图。

图2是图示根据本发明实施例的燃烧装置的双重给排气管结构的图。

图3是显示图1中图示的烟道结构中流动分析结果的图。

图4是显示根据本实施例的双重给排气管结构200的流动分析结果的图。

具体实施方式

以下，通过参照附图详细说明根据本发明实施例的燃烧装置的双重给排气管结构。

图2是图示根据本发明实施例的燃烧装置的双重给排气管结构的图。

根据本发明实施例的燃烧装置的双重给排气管结构200包括：排气管210，其向室外排出如锅炉或者热水器等的燃烧装置100内产生的废气；以及进气管220，其使空气从室外流入到其与排气管210之间的空间而供给到燃烧装置100内。

排气管210的一端部连接于燃烧装置100内，而另一端部以贯通建筑物的墙壁300的方式露出至室外。并且，进气管220的一端部也连接于燃烧装置100内，而另一端部以贯通建筑物的墙壁300的方式露出至室外。

此时，排气管210设置在进气管220的内部。换言之，进气管220以包围排气管210的外侧的形状设置。并且，进气管220和排气管210能够具有相互同轴的方向。并且，排气管210的末端能够从进气管220的末端更加延长于室外。

在燃烧装置100内的燃烧室产生的废气能够通过排气管210向室外排出。并且，室外的空气流入到排气管210和进气管220之间的空间，从而沿进气管220流动并供给到燃烧装置100内。

进气管220能够包括：设置在室内的第一部分221、贯通墙壁300后以露出至室外的方式延长的第二部分222、以及连接第一部分221和第二部分222的第三部分223。

其中，第一部分221可以是从燃烧装置100延长至燃烧装置100外部的进气管220的整体长度中设置在室内的部分中的一部分，或者也可以是设置在室内的部分中的几乎所有部分。

第二部分222包括：在进气管220的整体长度中设置于形成在建筑物的墙壁300的烟道孔内的部分、以及从烟道孔凸出并露出至室外的部分。并且，第三部分223为在进气管220的整体长度中连接第一部分221和第二部分222的部分。

此时，第一部分221的内径大于第二部分222的内径。并且，第一部分221的外径大于第二部分222的外径。如此，进气管220由以第一部分221的直径大于第二部分222的直径的方式形成的、被扩管的结构构成。

并且，第三部分223可以是从第一部分221到第二部分222时外径逐渐变小的形状。

在这样的进气管220内设置的排气管210，在从燃烧装置100延长至燃烧装置100的外部的整体长度中，至少设置在第一部分221、第二部分222、以及第三部分223内的部分能够具有相同的直径。或者在延长于燃烧装置100外部的整体长度中也能够具有相同的直径。

在这样的结构中，进气管220和排气管210之间的空间，即从室外流入的空气流动的空间，在相应于第一部分221的区域大于相应于第二部分222的区域。

因此，从室外流经第二部分222的空气通过形成有被扩大的空间的第一部分221的空间进行流动，从而显著地减小进入空气的流动阻力(flowresistance)。

在具有固定长度的进气管220中，这样被扩大的空间的长度越长，就越能提高进入空气的流动阻力减小效果，因此，优选地，以尽可能占据几乎所有设置在室内的部分的方式形成第一部分221。

第一部分221的末端能够设置在临近墙壁300的位置，并且第三部分223以从第一部分221的末端外径逐渐减小方式延长，从而能够连接至第二部分222的、朝向室内的末端。

另一方面，排气管210的外部面和进气管220的内部面之间的空间成为将室外空气供给至燃烧装置100内的进气空间。此空间的纵剖面面积可以定义为进气面积。并且，排气管210的内部空间是将从燃烧装置100排出的空气向室外排出的排气空间，并且上述空间的纵剖面面积可以定义为排气面积。

其中，排气面积和进气面积的比可以根据通过排气空间排出的废气的空气比(excessairratio)，以及依据排气/进气的温度的密度来确定。

燃烧装置(例如锅炉)燃烧时消耗的燃气量(m³/h)与废气的空气比的关系，确定用于完全燃烧所消耗的燃气的进入空气的量。并且，根据进气温度和排气温度的差密度比来确定燃气被燃烧后排出的废气量。

因此，用于燃烧装置的给排气管的排气面积和进气面积的比可以根据进气和排气的上述密度差以及燃烧空气比来确定。

排气和进气在燃烧装置的普通使用范围内，有可能显示排气的温度为150℃、进气的温度为0℃的较大的温度差，也有可能显示排气的温度为60℃、进气的温度为30℃的较小的温度差。在这样的温度范围内排气与进气的密度比的范围大约是0.65:1～0.85:1。并且，在常规的锅炉或者热水器等中，燃烧空气比相当于1.2～2.33。

考虑到这样的密度比和燃烧空气比，将排气面积与进气面积的比的范围设定为0.67:1～0.92:1，因此能够确保适合于实际进气量和排气量的面积，从而能够最小化给排气的阻力。并且，具有这样的面积比的区域有可能是与占据给排气管的大部分长度的第一部分221对应的区域。

作为一例，与进气面积和排气面积的比相关的结构的设计值可以由以下例子来确定。

例如，排气与进气的密度比大约为0.65:1，而燃烧空气比为2.33时，想要根据上述密度比和燃烧空气比来确定进气面积和排气面积的面积比时，排气管210和进气管220的内、外径以及通过内、外径所确定的排气面积和进气面积能够设计成以下值。

当燃气输入量为18500kcal/h、燃气发热量为10400kcal/m³时，被消耗的燃气量为1.78m³/h，并且此时用于燃烧所需的进入空气量为39.6m³/h(＝2.33*1.78*9.54)。

通过这样的燃烧反应排出的排气量为26.7m³/h(＝(39.6+1.78)*0.65)。因此，在此时需适用的排气/进气面积比为0.67(＝26.7/39.6)。

在排气与进气的密度比大约为0.85:1情况下，对于燃烧空气比为1.2的情况，也能够根据上述密度比和燃烧空气比来确定进气面积与排气面积的比。

参考以此种方式确定的设计值，进气面积与排气面积的面积比的范围或者进气管220的内径值与排气管210的内、外径值的范围能够以满足根据排气与进气的密度比和燃烧空气比来确定的进气面积与排气面积的面积比的范围的方式进行设定。

如上所述，具有上述结构的根据本实施例的双重给排气管结构大幅度减小进气的流动阻力，这样的结果可以通过在图3和图4中显示的流动分析结果明确地知道。

图3是显示图1中图示的烟道结构中流动分析结果的图，并且图4是显示根据本实施例的双重给排气管结构200的流动分析结果的图。

图3和图4显示了在管内部中以相同的空气流量通过的条件下得到的结果。

显示图3中流动分析结果的、现有的密闭型强制给排气式烟道结构在出入口端压力损失(pa)显示为进气流动274.2pa、排气流动51pa。与之相反，显示图4中流动分析结果的、根据本实施例的双重给排气管结构200在出入口端的压力损失(pa)为进气流动12.9pa、排气流动68.6pa，由此能够确认大幅度降低了整体的给排气流动的压力损失。

以上通过具体实施例详细说明了本发明，但是上述实施例仅仅作为用于具体说明本发明的一例，因此本发明并会被其限定，并且本领域技术人员明确知道可以在本发明的技术思想范围内能够对本发明进行变形或改进。

附图标记

100：燃烧装置200：双重给排气管结构

210：排气管220：进气管

221：第一部分222：第二部分

223：第三部分300：建筑物的墙壁