[发明专利]利用脉动燃烧的流体加热器

说明书

本发明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·拉斯特发明）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器中排出气体的扰动，利用这种扰动来“清洗”掉在热交热器隔板“热”侧的气体物质的表面滞膜，该隔板是用于将热量传递到一种流体（如水）中的。

过去利用脉动燃烧的装置，都不能使可能用于热交换的有效表面积与横截面面积之比达到最大。具体地说，现有技术中公知的管状脉动燃烧器，一直沿用第二次世界大战期间所使用的“喷射推进式炸弹”，它们都不能构成一种适于加热水以及诸如此类的装置，这是因为沿着管状排气管中心轴线流过的热气体不能接近管侧壁，从而不能将其热量传给侧壁。

因此，本发明的目的在于提供一种用以维持脉动燃烧的装置，其构形可使燃烧器（包括其排气部分）的热交换侧壁的表面积与横截面面积之比达到最大，以确保可以从热排气中提取最大可能的热量。

本发明提供一种利用脉动燃烧的流体加热器，包括一个盛流体的容器装置和至少一个安装在所述容器内的脉动燃烧装置，所述脉动燃烧装置具有：一个排烟通道和一个与所述排烟通道相通的燃烧室;用于将易燃燃料混合气输送到燃烧室的进口装置;用于点燃燃料混合气的点火装置;用于排除来自所述排烟通道废气的收集装置;用于将流体导入和导出所述容器的管道装置;其特征在于：所述排烟通道是长形排烟通道，它位于两块大致平行的、由具有一定厚度的材料制成的板之间，该厚度应能使热量迅速地从板的一个表面传递到另一个表面;所述燃烧室是长形燃烧室;设有封闭长形排烟通道和长形燃烧室的两端的端盖装置;所述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。

本发明还提供一种利用上面所述流体加热器在容器中加热流体的方法，包括以下步骤：将所述流体流过所述容器;将可燃的燃料混合气输送到所述燃烧室中并点燃所述燃料混合气，以起燃脉动燃烧，从而由于脉动燃烧拢动了排烟通道内的热废气，这样就增强了热量传递给板并通过板而进入流体的传热。

附图中显示了本发明的一个实施例，这些附图中相同的标号代表相同的部件。

图1是本发明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和16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。