利用脉动燃烧的流体加热器制造技术

一种流体容器，包括至少一个脉动燃烧装置，它具有两块大致平行板之间的长形排烟通道和一个与排烟通道相通的长形燃烧室。两个端盖封住排烟通道和燃烧室的端部，设置进口，用于将易燃烧料混合气输送到燃烧室，设置火花塞来点燃混合气。装置设置在容器内，使装置的板的绝大部分与流体直接接触。点燃和维持燃烧室内的脉动燃烧，有效地“清除”掉板上的气态层状表面膜，于是强化了通过板的传热。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了脉动燃烧的原理，特别是涉及利用脉动燃烧来提高流体(例如水)的加热效率的方法，以及实现该方法的设备。美国专利4，454，436号，批准日期是1984年6月12日，题目是“圆盘形磁流体动力发电机”(由本人与安东尼·J·拉斯特专利技术)中公开了一种利用脉动燃烧的装置，该装置利用脉动燃烧进行磁流体动力发电。现在我已认识到脉动燃烧可以用来改进一种发电的方法，该方法明显不同于磁流体动力发电机的发电方法。我的新方法是利用在脉动燃烧中排出气体的扰动，利用这种扰动来“清洗”掉在热交换器隔板“热”侧的气体物质的表面滞膜，该隔板是用于将热量传递一种流体(如水)中的。本专利技术的系统包括一个盛流体的容器;至少有一个脉动燃烧装置，所述的至少一个装置具有a)在两块大致平行的、具有一定厚度的材料制成的板之间形成的长形排烟通道，所述的一定厚度应能使热量迅速地从一块板的表面传递到另一表面，b)一个与所述排烟通道相通的长形燃烧室，c)封闭长形通道和长形燃烧室端部的端盖，d)用于将易燃燃料混合气输送到燃烧室的进口部件，e)用于点燃燃料混合气的点火装置，所述的至少一个脉动燃烧装置设置在容器内，使每块板的绝大部分与流体直接接触，本系统还包括排除来自所述排烟通道废气的收集装置。另外，本专利技术还提供了一种加热容器内流体的方法，包括如下步骤a)提供至少一个脉动燃烧装置，它包括在两块大致平行的、具有一定厚度的材料制成的板之间形成的长形排烟通道，所述的一定厚度应能使热量迅速地从一块板的表面传递到另一表面，一个与所述排烟通道相通的长形燃烧室，封闭长形通道和长形燃烧室端部的端盖，用于将易燃燃料混合气输送到燃烧室的进口部件，用于点燃燃料混合气的点火装置，b)将该装置放在容器内部，使每块板的绝大部分与流体接触，c)将易燃燃料混合气输送到燃烧室并点燃混合气，这样就起燃了脉动燃烧，因此，由于脉动燃烧，扰动了排烟通道内的废气，这样就增强了热量传给板并通过板而进入流体的传热。附图中显示了本专利技术的一个实施例，这些附图中相同的标号代表相同的部件。附图说明图1是本专利技术的脉动燃烧装置的透视图;图2是采用了几个图1中显示的装置的液体加热器的局部剖开的透视图;图3是图2中显示的加热器的一种变型的垂直剖视图。首先参照图1，它表示一个脉动燃烧装置10，该装置有一个在两块大致平行的板14和16之间形成的长形排烟通道，板14 6由某种具有一定厚度的材料制成，其厚度能允许热量迅速地从一块板的表面传递到另一表面，该板最好用具有较高传热特性的金属制造。装置10还包括一个与排烟通道12相通的长形燃烧室18。正如在图1中所看到的，燃烧室18与排烟通道12是垂直对正的，从横截面上看，它们是相对于公共的垂直轴线对称设置的。燃烧室18位于两个平行侧壁20和22之间，侧壁20和22之间相隔的距离要大于板14和16之间相隔的距离。燃烧室18还有一个底板24和过渡台肩26，过渡台肩26延伸于各板14，16与相应的燃烧室18的侧壁20，22之间。各燃烧室18与相对应的排烟通道12一起是基本上水平延伸的。装置10还包括两个端盖28，它们分别设置在装置10的两个端部。图1中，只画出了一个端盖28，除了端盖的剩余部分与端盖之间是分解的。端盖28有一个主壁30，主壁30是相对于通过装置10主体部分的垂直剖面而言的。端盖28还有凸缘32，它靠焊接或其它方法固定到装置10主体部分的边缘端部。装置10上还有一些用于将易燃燃料混合气送到燃烧室18的燃料进口34，而且在底板24上，沿底板近似于中心线部位，相隔开地设置几个点火装置，如可设置几个火花塞36。正如在图2中所能看到的，图1中的装置10与其它相同的或类似的装置一起，被浸没在液体容器38内，该液体容器38有一个底(图2中看不到)和四个侧壁40-43，因此液体容器38像一个盒子，在图中它的顶部是敞口的，正如所看到的，装置10除了排烟通道最上部的边缘部分高出液体的上表面46外，其余部分都浸没在液体中。这样就使构成排烟通道12的板14，16的绝大部分都直接与容器内的液体接触。利用适当的装置(图中未画出)来保持不同的装置10之间及装置10与容器38之间的几何关系。整个设备还包括从各装置10的排烟通道12中清除废气的收集装置，在图3中显示的收集装置是通过管道52与所有排烟通道12相通的排烟通风腔50。实际应用中，将几个装置10按图2和3的方式安装在盛有液体(例如水)的容器内，板14、16都以这种方式与液体接触。然后将易燃燃料混合气通过燃料进口34输送到燃烧室，由火花塞36点火，起燃各装置10内的脉动燃烧。众所周知，脉动燃烧是按顾序进行的。在气体迅速燃烧后，燃烧的产物被迅速排出。这就造成了压力的骤升上升，紧接着又立即下降。由于气体的惰性及通过壁进行热交换使气体冷却，形成了一个总负压，结果使停留在排烟通道12中的大量周围的空气，加上燃料及小部分废气被吸入燃烧室18。这时燃烧室的温度仍然很高，新吸入的气体又迅速燃烧，过程便重复进行。在图1中那种装置内的脉动燃烧，其结果是使一个重复的、高振幅高压力波叠加到通过排烟通道12排出的废气上，这就大大强化了热从废气传入并通过构成排烟通道12的板14和16的热传递过程。事实上，通常在气/液热交换隔层的气态侧发现的气体表面薄层被排烟通道12内的废气分子的强烈扰动“清洗”掉了。由于这种分层作用通常会减小热交换隔层的传热效率，因此，清洗掉这种气体表面薄层只会增大传热效率。用具有高热传递特性的较薄材料(例如薄金属)来制造整个装置10，能使热量从装置10的与周围液体接触的各个部位传入周围液体，因此进一步增加了传入液体的热量的百比分。尽管我们不愿意用具体尺寸限定本专利技术，但是却愿意给出适用尺寸的一般概念。比如，如果装置的总垂直高度大约是12英寸，其中包括燃烧室的高度3 1/2 英寸，燃烧室的横向宽度约为1英寸，那么板12和14之间的距离一般应选择在0.13到0.17英寸之间。应注意到本专利技术也可用于加热气态物质，在这种情况下容器必须完全封闭。气态物质不需要装置有任何特殊的取向。即使对于液体，该装置也能通过容器38的底部向下排出。上面参照附图描述了本专利技术的一个实施例，很明显，所属领域的技术入员也可以在不脱离权利要求书中所叙述的本专利技术的精髓的情况下可以进行变换和修改。权利要求1.一种利用脉动燃烧的流体加热器，包括一个盛流体的容器和至少一个脉动燃烧装置，所述至少一个装置具有a)一个长形排烟通道，它位于两块大致平行的、具有一定厚度的材料制成的板之间，所述的一定厚度应能使热量迅速地从一块板的表面传递到另一表面，b)一个与所述排烟通道相通的长形燃烧室，c)封闭长形通道和长形燃烧室端部的端盖，d)用于将易燃烧料混合气输送到燃烧室的进口部件，e)用于点燃燃料混合气的点火装置，所说的至少一个脉动燃烧装置设置在所述容器内，使每块板的绝大部分与流体直接接触，所述流体加热器还包括排除来自所述排烟通道废气的收集装置。2.按照权利要求1所说的流体加热器，其特征在于有多个所述的脉动燃烧装置相邻、相隔并基本平行地设置在所述容器内，所述的收集装置适合于输送来自所有排烟通道的废气。3.按照权利要求2所述的流体加热器，其特征在于每一装置具有基本相等的横截面积，这些装置是这样放置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用脉动燃烧的流体加热器，包括一个盛流体的容器和至少一个脉动燃烧装置，所述至少一个装置具有：ａ）一个长形排烟通道，它位于两块大致平行的、具有一定厚度的材料制成的板之间，所述的一定厚度应能使热量迅速地从一块板的表面传递到另一表面，ｂ） 一个与所述排烟通道相通的长形燃烧室，ｃ）封闭长形通道和长形燃烧室端部的端盖，ｄ）用于将易燃烧料混合气输送到燃烧室的进口部件，ｅ）用于点燃燃料混合气的点火装置，所说的至少一个脉动燃烧装置设置在所述容器内，使每块板的绝大部分与流 体直接接触，所述流体加热器还包括排除来自所述排烟通道废气的收集装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰D查托，
申请(专利权)人：约翰D查托，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]