利用高溫煙氣進行換熱的燃燒器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用高溫煙氣進行換熱的燃燒器裝置。它主要由空氣室、燃氣進氣管、長明火管、燃燒室、電打火裝置、煙氣分布器、氧化填料、煙氣排放器組成；燃燒室嵌套在空氣室內(nèi)部，長明火管相套在燃氣進氣管內(nèi)、從燃燒室底部伸入至燃燒室內(nèi)部，長明火管高于燃氣進氣管；空氣室頂端上依次設置有煙氣分布器、氧化填料和煙氣排放器；電打火裝置焊接固定在燃燒室上、靠近長明火管出口處。優(yōu)點是：燃氣充分得到燃燒，提高了燃料利用率。充分回收利用了高溫煙氣，節(jié)約了能量操作簡易方便，便于維修和更換實現(xiàn)了燃料的充分燃燒和煙氣的回收利用，可大幅減少燃料的使用，從而減少了能量損失，節(jié)約了資金，即降低了成本又符合國家節(jié)能減排政策的要求。
【專利說明】利用高溫煙氣進行換熱的燃燒器裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型燃燒裝置。它使燃氣與空氣混合燃燒反應后，將燃燒后的高溫煙氣加以利用，有效地提高了燃氣的利用效率，節(jié)約了能源。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的燃燒器大多數(shù)利用燃氣與空氣燃燒時的火焰直接加熱，這樣來自燃燒器的火焰所產(chǎn)生的熱量并非全部被加熱物所吸收，其多半向外界空氣中散失，并其燃燒不充分，導致熱效率低；而且燃燒后的煙氣溫度極高，直接排放不僅造成空氣污染，而且導致大量能量的浪費。通過利用燃燒后的高溫煙氣進行換熱方法可以做到排放煙氣溫度大大降低，從而實現(xiàn)能量的回收利用，基于這種思想設計出本燃燒器裝置。
[0003]03814062.4提出了一種連續(xù)的燃燒器，所述燃燒器由細長的燃燒器管構(gòu)造成，所述燃燒器管具有近段、遠段和與近段的連接區(qū)域流體連接的終端端部。由于在終端端部和連接區(qū)域之間流體連接，因此燃燒器具有曲線構(gòu)造并且在整個燃燒器中限定了燃料流動用多方向通道。00201606.0設計了一種可以使火焰的噴出角度向上,抑制向周圍擴散,從而確保高熱效率的燃燒器。該燃燒器借助二次空氣流促進燃燒而實現(xiàn)短火焰化，確保了火焰的集中。01238050.4公開了一種帶有內(nèi)測火孔的燃燒器，該內(nèi)焰燃燒器的各火孔的火苗集中向中心噴燃，并匯集成向上的火柱，遇鍋底時會緊貼鍋底由中心部位向四周發(fā)散。此類燃燒器具有比較高的傳熱效率，在一定程度上改善火孔被鍋底污垢堵塞現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種新型燃燒器裝置。該燃燒混合器使燃氣和空氣在燃燒室內(nèi)充分混合燃燒，燃燒后的高溫煙氣經(jīng)過燃燒填料進一步使未反應燃氣反應放熱，進而通過煙氣分布器分布后加熱外部設備，實現(xiàn)了燃料的充分燃燒和煙氣的回收利用，從而減少了能量損失。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種利用高溫煙氣進行換熱的燃燒器裝置，它主要由空氣室、燃氣進氣管、長明火管、燃燒室、電打火裝置、煙氣分布器、氧化填料、煙氣排放器組成；燃燒室嵌套在空氣室內(nèi)部，長明火管相套在燃氣進氣管內(nèi)、從燃燒室底部伸入至燃燒室內(nèi)部，長明火管高于燃氣進氣管；空氣室頂端上依次設置有煙氣分布器、氧化填料和煙氣排放器；電打火裝置焊接固定在燃燒室上、靠近長明火管出口處。
[0007]所述的空氣室由管徑小的進口管段和管徑較大的圓筒主體連接而成，燃燒室嵌套在空氣室大管徑圓筒主體內(nèi)部，長明火管、燃氣進氣管和燃燒室三者的軸中心與空氣室軸中心重合。
[0008]所述的燃燒室頂部出口平面與空氣室主體頂端平齊，出口形狀與煙氣分布器進口形狀相同。
[0009]所述的在燃燒室底端的管壁上設置有開孔。所述的燃氣進氣管靠出口端的管壁上設置有開孔。
[0010]所述的煙氣排放器由與空氣室主體內(nèi)徑相等大管徑圓筒和小的出口管構(gòu)成。
[0011 ] 所述的燃氣進氣管上安裝控制燃氣控制閥門。長明火管上安裝開關閥門。
[0012]所述的空氣室主體管壁處設置保溫材料層。防止因為熱傳導導致的熱量損失。
[0013]所述的在燃燒室底優(yōu)選1/5處有開孔。所述的且在距離燃氣進氣管2出口端優(yōu)選5cm處有開孔。
[0014]所述的煙氣分布器采用工業(yè)中常用的孔板式氣體分布器，其內(nèi)徑略小于煙氣排放器大管徑圓筒，通過煙氣排放器內(nèi)部四周的螺釘支撐固定。
[0015]所述的空氣室進口管處應連接小型的空氣鼓風機。
[0016]所述燃燒室材料應為耐高溫材料。所述的填料裝置裝置易拆換檢修，填料中裝有能使未完全燃燒的燃氣組分氧化的氧化劑，且氧化劑耐高溫。
[0017]長明火管出口端面與燃燒室出口端面的垂直距離約占整個燃燒室高度的優(yōu)選1/3，，燃氣進氣管的出口端面與燃燒室出口端面的垂直距離優(yōu)選整個燃燒室高度的1/2，
[0018]氧化填料采用板式波紋填料或者開窗導流式填料，其內(nèi)徑略小于煙氣排放器大管徑圓筒，通過內(nèi)部支撐板支撐。填料內(nèi)部裝有催化氧化的催化劑，如金屬Pt、Pb，過渡金屬氧化物MnO等。
[0019]燃氣和空氣在燃燒室內(nèi)混合燃燒，放出的高溫煙氣經(jīng)過進一步氧化處理排出用以加熱或者換熱。燃燒室嵌套在空氣室主體圓筒內(nèi)，燃燒室下部周圍均勻開孔，以使空氣順利進入燃燒室。燃氣進氣管與長明火進氣管相套從燃燒室底部伸入到燃燒室內(nèi)部，燃氣進氣管出口管壁周圍均勻開孔，以使燃氣進入燃燒室。長明火進氣管伸入燃燒室內(nèi)部靠近電打火位置處。燃燒室上方支撐著煙氣分布器，均勻分布的煙氣進入上方氧化填料中，最后通過煙氣排放器排出燃燒器外進行加熱或者換熱。
[0020]本發(fā)明中采用了長明火的原理，對于需要持續(xù)加熱的場合，比如餐飲行業(yè)或者煎餅鐺等，既避免了反復操作電打火裝置造成的不便，也節(jié)約了燃氣資源。此外，本發(fā)明專利中燃燒室上方設置了煙氣分布器和裝有氧化劑的填料裝置，目的是使混入煙氣中未燃燒的燃氣進一步氧化放熱，實現(xiàn)了燃氣的充分利用。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0022]1.燃氣充分得到燃燒，提高了燃料利用率。
[0023]2.充分回收利用了高溫煙氣，節(jié)約了能量
[0024]3.操作簡易方便，便于維修和更換
[0025]4.本新型燃燒器實現(xiàn)了燃料的充分燃燒和煙氣的回收利用，可大幅減少燃料的使用，從而減少了能量損失，節(jié)約了資金，即降低了成本又符合國家節(jié)能減排政策的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1:燃燒器裝置主體剖視圖。
[0027]圖2:燃燒室裝置開孔圖。
[0028]圖3:燃氣進氣管主視簡圖。
[0029]圖4:燃燒器裝置立體外觀簡圖。
[0030]其中:1 一空氣室；2—燃氣進氣管；3—長明火管；4一燃燒室；5—電打火裝置； 6—煙氣分布器；7—氧化填料；；8—煙氣排放器；9一開孔。
【具體實施方式】
[0031]結(jié)合附圖對本發(fā)明專利進一步說明:
[0032]如圖1?圖4所示，它主要由空氣室1，燃氣進氣管2，長明火管3，燃燒室4，電打火裝置5，煙氣分布器6，氧化填料7，煙氣排放器8組成；燃燒室4嵌套在空氣室I內(nèi)部，燃氣進氣管2和長明火管3相套從燃燒室4底部伸入至內(nèi)部?？諝馐襂頂端通過法蘭連接煙氣排放氣8，煙氣排放氣8進口圓筒內(nèi)部支撐煙氣分布器6和氧化填料7。空氣室I由管徑較小的進口管段和管徑較大的圓筒主體焊接而成，燃燒室4嵌套在空氣室I大管徑圓筒主體內(nèi)部，燃燒室4軸中心與空氣室I軸中心重合，頂部出口平面與空氣室I主體頂端平齊焊接，在距離燃燒室4底部1/5處有開孔9。
[0033]長明火管3管徑比燃氣進氣管2小得多，并且套在燃氣進氣管2內(nèi)，共同從燃燒室4底面深入到其內(nèi)部，長明火管3、燃氣進氣管2和燃燒室4三者的軸中心相互重合。長明火管3出口端面與燃燒室4出口端面的垂直距離約占整個燃燒室高度的1/3，，燃氣進氣管2的出口端面與燃燒室4出口端面的垂直距離約占整個燃燒室4高度的1/2，且在距離燃氣進氣管2出口端5cm處有開孔9。
[0034]煙氣排放器8由大管徑圓筒和出口管構(gòu)成，大管徑圓筒與空氣室I主體內(nèi)徑相等，通過法蘭相互連接。
[0035]煙氣分布器6采用工業(yè)中常用的孔板式氣體分布器，其內(nèi)徑略小于煙氣排放器8大管徑圓筒，通過煙氣排放器8內(nèi)部四周的螺釘支撐固定。
[0036]填料7采用板式波紋填料或者開窗導流式填料，其內(nèi)徑略小于煙氣排放器8大管徑圓筒，通過內(nèi)部支撐板支撐。填料7內(nèi)部裝有催化氧化的催化劑，如金屬Pt、Pb、過渡金屬氧化物MnO等。
[0037]采用本裝置，該燃燒器運行過程中，先開通空氣進氣管I和長明火管3進氣口閥門，通過電打火5引燃混合物燃燒。當需要高溫加熱時，開通燃氣進氣管2閥門，使得燃燒加劇。燃燒后的高溫煙氣從燃燒室出來后進入煙氣分布器6，均勻分布后進入氧化填料7中，使得未完全燃燒的燃氣進一步氧化放熱，最后通過煙氣排放器8排出進行加熱；當需要持續(xù)低溫加熱時，長明火管3維持火焰不熄滅。
[0038]小流量的燃氣通過長明火管3進入燃燒室4和空氣混合后燃燒，當大量燃氣通過燃氣進氣管2進入燃燒室4后，燃燒加劇，排放的煙氣溫度升高，再通過進一步氧化反應排出用以換熱。
[0039]結(jié)合具體尺寸的實例對本發(fā)明進行說明。
[0040]實施例1:
[0041]新型燃燒器空氣室入口管內(nèi)徑為50mm，主體圓筒內(nèi)徑為100mm，燃氣進氣管內(nèi)徑為12mm，長明火管內(nèi)徑為4mm，燃燒室內(nèi)徑為40mm，長度為80mm，燃氣進氣管頂端距離煙氣分布器30_，煙氣分布器和填料直徑為95_。燃燒室為耐熱不銹鋼制作，空氣進氣管內(nèi)部設置保溫棉。
[0042]將此裝置應用于餐飲行業(yè)常見的炊具一煎餅鐺，燃氣為日常用的罐裝天然氣。經(jīng)過市場調(diào)查顯示，一般燃燒爐工作時間為10小時/天，天然氣消耗量為15kg/天；使用上述新型裝置后，天然氣消耗量大約為8kg/天，節(jié)能效率將近50%。
[0043]實施例2:
[0044]新型燃燒器空氣室入口管內(nèi)徑為70mm，主體圓筒內(nèi)徑為120mm，燃氣進氣管內(nèi)徑為20mm,長明火管內(nèi)徑為8mm,燃燒室內(nèi)徑為60mm,長度為100mm,燃氣進氣管頂端距離煙氣分布器45_，煙氣分布器和填料直徑為115_。空氣進氣管內(nèi)部設置保溫棉。燃燒器底部采用小型鼓風機吹入空氣。
[0045]將此裝置應用于餐飲行業(yè)一鐵板燒，燃氣為日常用的罐裝天然氣。經(jīng)過市場調(diào)查顯示，一般燃燒爐工作時間為8小時/天，天然氣消耗量為12kg/天；使用上述新型裝置后，天然氣消耗量大約為8kg/天，節(jié)能效率將近33%。
[0046]實施例3:
[0047]新型燃燒器空氣室入口管內(nèi)徑為90mm，主體圓筒內(nèi)徑為180mm，燃氣進氣管內(nèi)徑為35mm,長明火管內(nèi)徑為IOmm,燃燒室內(nèi)徑為80mm,長度為120mm,燃氣進氣管頂端距離煙氣分布器60mm,煙氣分布器和填料直徑為175_?？諝膺M氣管內(nèi)部設置保溫棉。燃燒器底部采用小型鼓風機吹入空氣。
[0048]此裝置用于家用做飯爐，燃料為天然氣。市場調(diào)查顯示，家用做飯爐一般工作時間為3個小時/天。常用做飯爐裝置的燃氣消耗量為40m3/月，使用上述新型裝置后，燃氣消耗量小于30m3/月，節(jié)能效率高于25% ;若家用爐燃料為罐裝液化氣，其消耗量為42m3/月，使用上述新型裝置后，燃氣消耗量小于28m3/月，節(jié)能效率高于35%。
[0049]以上實施例的目的在于更好地說明本發(fā)明，根據(jù)不同應用、尺寸、材質(zhì)等的不同，本裝置的各項參數(shù)(材質(zhì)、尺寸、加工細節(jié)、安裝方法等)可以有相應的變化，相關技術人員在其基礎上做的替代或變換，在本發(fā)明保護之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用高溫煙氣進行換熱的燃燒器裝置，它主要由空氣室、燃氣進氣管、長明火管、燃燒室、電打火裝置、煙氣分布器、氧化填料、煙氣排放器組成；其特征是，燃燒室嵌套在空氣室內(nèi)部，長明火管相套在燃氣進氣管內(nèi)、從燃燒室底部伸入至燃燒室內(nèi)部，長明火管高于燃氣進氣管；空氣室頂端上依次設置有煙氣分布器、氧化填料和煙氣排放器；電打火裝置焊接固定在燃燒室上、靠近長明火管出口處。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述的空氣室由管徑小的進口管段和管徑較大的圓筒主體連接而成，燃燒室嵌套在空氣室大管徑圓筒主體內(nèi)部，長明火管、燃氣進氣管和燃燒室三者的軸中心與空氣室軸中心重合。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是所述的燃燒室頂部出口平面與空氣室主體頂端平齊，出口形狀與煙氣分布器進口形狀相同。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述的在燃燒室底端的管壁上設置有開孔。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述的燃氣進氣管靠出口端的管壁上設置有開孔。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述的煙氣排放器由與空氣室主體內(nèi)徑相等大管徑圓筒和小的出口管構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述的煙氣分布器由進口管、煙氣流道和煙氣分布孔構(gòu)成，煙氣分布器上部內(nèi)徑小于煙氣排放器大管徑圓筒，四周支撐固定在大管徑圓筒內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述的燃氣進氣管上安裝控制燃氣控制閥門。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述的空氣室主體管壁處設置保溫材料層。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述的氧化填料采用板式波紋填料或者開窗導流式填料，通過內(nèi)部支撐板支撐，氧化填料內(nèi)部裝有催化氧化的催化劑。
【文檔編號】F23D14/18GK103968384SQ201410157738
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】劉春江, 李金明, 張婷, 阮仁君 申請人:天津大學