[发明专利]一种水加热设备及其方法

权利要求书

1.一种水加热设备，其特征在于：包括炉芯、炉体(11)和离心式鼓风机(28)；所述炉体(11)为竖立姿态的空心柱筒结构，所述炉体(11)内部为柱形炉腔(19)，所述炉腔(19)内部同轴心设置有所述炉芯，所述炉芯与所述炉腔(19)内壁之间设置火焰通过间隙(25)；所述炉体(11)上端支撑设置有离心式鼓风机(28)，所述离心式鼓风机(28)的出风筒(22)伸入所述炉腔(19)中；所述炉腔(19)底端设置有废气排出口(20)，所述废气排出口(20)连接排烟管道(27)；

所述炉芯包括第一炉芯(3)、第二炉芯(4)、第三炉芯(6)和第四炉芯(8)；

第一炉芯(3)、第二炉芯(4)、第三炉芯(6)和第四炉芯(8)分别依次从上自下等间距设置；所述第一炉芯(3)、第二炉芯(4)、第三炉芯(6)和第四炉芯(8)为尖端朝下的锥形陀螺形状；所述第一炉芯(3)上侧同轴心凹陷设置有第一导风锥腔(13)，所述第二炉芯(4)上侧同轴心凹陷设置有第二燃料锥腔(15)，所述第三炉芯(6)上侧同轴心凹陷设置有第三燃料锥腔(16)，所述第四炉芯(8)上侧凹陷设置有第四燃料锥腔(18)；

所述第一炉芯(3)、第二炉芯(4)、第三炉芯(6)和第四炉芯(8)上端沿轮廓线一体化分别设置有第一导热环台(1)、第二导热环台(2)、第三导热环台(5)和第四导热环台(7)；所述第一导热环台(1)、第二导热环台(2)、第三导热环台(5)和第四导热环台(7)内部分别为第一环形过渡水腔(40)、第二环形过渡水腔(39)、第三环形过渡水腔(5.1)和第四环形过渡水腔(35)；

所述第一炉芯(3)、第二炉芯(4)、第三炉芯(6)和第四炉芯(8)为空心耐热薄壁结构，所述第一炉芯(3)、第二炉芯(4)、第三炉芯(6)和第四炉芯(8)的薄壁内部分别为第一加热水腔(41)、第二加热水腔(38)、第三加热水腔(36)和第四加热水腔(34)；所述第一加热水腔(41)、第二加热水腔(38)、第三加热水腔(36)和第四加热水腔(34)的上端分别导通连接第一环形过渡水腔(40)、第二环形过渡水腔(39)、第三环形过渡水腔(5.1)和第四环形过渡水腔(35)；

还包括若干呈环形阵列分布的第一导通换热立管(14)；所述第一环形过渡水腔(40)与第二环形过渡水腔(39)通过若干第一导通换热立管(14)相互导通连接；还包括若干呈环形阵列分布的第二导通换热立管(37)，第三环形过渡水腔(5.1)与第四环形过渡水腔(35)通过若干第二导通换热立管(37)互相导通连接；还包括过渡管(17)，所述过渡管(17)同轴心于所述第二炉芯(4)和第三炉芯(6)之间，且所述过渡管(17)上端导通连接所述第二加热水腔(38)底端，所述过渡导热管(17)下端导通连接所述第三加热水腔(36)底端。

2.根据权利要求1所述的一种水加热设备，其特征在于：还包括待加热进水管(33)、出水管(30)、第一燃料供给管(31)、第二燃料供给管(10)和第三燃料供给管(32)；

所述待加热进水管(33)的出水端同轴心从所述炉体(11)底部伸入所述炉腔(19)中，且所述待加热进水管(33)的出水端导通连接所述第四加热水腔(34)下端；所述出水管(30)的进水端同轴心从所述炉体(11)顶部伸入所述炉腔(19)中，且所述出水管(30)的进水端导通连接所述第一加热水腔(41)下端；

所述第一燃料供给管(31)的第一燃油出液端(24)同轴心伸入所述第二燃料锥腔(15)底部；所述第二燃料供给管(10)的第二燃油出液端(10.1)伸入所述第三燃料锥腔(16)中；所述第三燃料供给管(32)的第三燃油出液端(32.1)同轴心伸入所述第四燃料锥腔(18)底部。

3.根据权利要求2所述的一种水加热设备，其特征在于：所述出风筒(22)竖向伸入所述第一导风锥腔(13)中；所述第二燃料锥腔(15)、第三燃料锥腔(16)和第四燃料锥腔(18)中分别设置有点火装置。

4.根据权利要求3所述 的一种水加热设备的方法，其特征在于：水供给装置连续向待加热进水管(33)供给冷水，冷水通过待加热进水管(33)依次沿上升方向依次缓慢流经第四加热水腔(34)、第四环形过渡水腔(35)、第二导通换热立管(37)、第三加热水腔(36)、过渡导热管(17)、第二加热水腔(38)、第二环形过渡水腔(39)、第一导通换热立管(14)、第一环形过渡水腔(40)、第一加热水腔(41)、出水管(30)，并最终从出水管(30)流出；

与此同时，第一燃料供给管(31)、第二燃料供给管(10)和第三燃料供给管(32)连续向第二燃料锥腔(15)、第三燃料锥腔(16)和第四燃料锥腔(18)注入液体燃料，且持续维持第二燃料锥腔(15)、第三燃料锥腔(16)和第四燃料锥腔(18)中的液体燃料为常满状态；此时启动点火装置，第二燃料锥腔(15)、第三燃料锥腔(16)和第四燃料锥腔(18)中的液体燃料被点燃并产生火焰；第四燃料锥腔(18)中产生的火外焰直接加热第三炉芯(6)下外壁，第三炉芯(6)下外壁将热量直接通过热传导的形式给内部的第三加热水腔(36)中的水加热；同理，第三燃料锥腔(16)中产生的火外焰直接加热第二炉芯(4)下外壁，第二加热水腔(38)中产生的火焰直接加热第一炉芯(3)下外壁；与此同时，鼓风机(28)启动，外部空气在鼓风机(28)作用下由出风筒(22)吹向第一导风锥腔(13)中，集中的气流在第一导风锥腔(13)作用下呈发散状散开，在鼓风机(28)连续风压作用下，整个炉腔(19)中的气体整体呈下降趋势运行，并最终通过废气排出口(20)排出，第二燃料锥腔(15)、第三燃料锥腔(16)和第四燃料锥腔(18)中的火焰局部燃烧气体呈上升运行，在下降趋势的助燃空气流配合第二燃料锥腔(15)、第三燃料锥腔(16)和第四燃料锥腔(18)中上升的火焰使炉腔(19)中的氧气供给均匀充足，同时炉腔(19)产生下降趋势的助燃空气气流使火焰产生的能量不至于快速丧失，火焰产生的高温气体会由于密度小而向上涌动，高温低密度气体持续对整个炉芯均匀加热，而第一炉芯(3)、第二炉芯(4)、第三炉芯(6)和第四炉芯(8)为空心耐热薄壁结构内部都充满流动的水，因此第二炉芯(4)、第三炉芯(6)和第四炉芯(8)上所承载的燃液不会因为发生沸腾现象，使燃料燃烧更加平稳，不会产生沸腾飞溅的现象。