專利名稱：液體燃料燃燒裝置用的燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)計燃燒液體燃料的，例如煤油，液體燃料燃燒裝置用的燃燒器，以便產(chǎn)生燃燒熱能，并將燃燒熱能用于熱水供應(yīng)系統(tǒng)或鍋爐系統(tǒng)，更具體地涉及該燃燒器的結(jié)構(gòu)改進，以達到液體燃料在液體燃料燃燒裝置里的完全燃燒，從而獲得該燃燒裝置的最大燃燒效率和熱效率，和減少未燃燒的氣體量和有害的廢氣，這樣，便較小可能造成環(huán)境污染，如空氣污染。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們都知道，個人生活和工業(yè)生產(chǎn)日常使用的熱能一直主要是靠可燃物質(zhì)的燃燒產(chǎn)生的。石油，特別是煤油是一種代表性的熱能源，它比較容易用來產(chǎn)生熱和提供高熱效率。因此，便有多種使用石油作為熱源的液體燃料燃燒裝置問世，并得到廣泛地優(yōu)先選用。這類液體燃料燃燒裝置的典型例子是煤油爐和煤油鍋爐。
設(shè)計用來燒液體燃料，特別是煤油，以產(chǎn)生加熱用的熱能的常規(guī)燃燒裝置在結(jié)構(gòu)上存在缺陷，不能達到燃料的完全燃燒。因此降低了常規(guī)液體燃料燃燒裝置的熱效率，并使燃料不能完全燃燒，結(jié)果造成向大氣中排放有害物質(zhì)和有害氣體，例如CO，CO2，NO，NO2和H2SO3，從而造成環(huán)境污染，如空氣污染。這種環(huán)境污染給人的健康和生態(tài)系統(tǒng)帶來消極影響。我們都知道，石油的儲藏量是有限的，但它卻被過量的消耗，全世界的石油預(yù)計可以使用四十年或少于四十年。
為了克服常規(guī)液體燃料燃燒裝置存在的問題，和預(yù)計未來石油的消耗情況，本發(fā)明的發(fā)明人在韓國專利228,050號中提出了一種改進的液體燃料燃燒裝置。這種裝置設(shè)計是燒液體燃料，如煤油，幾乎可以完全燃燒，從而獲得理想的高熱效率和高能效率。上述裝置還減少了有害的和未燃燒的廢氣排放量。本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)改進了的適合用于上述液體燃料燃燒裝置的燃燒器。本發(fā)明的燃燒器可以使液體燃料燃燒裝置獲得較高的燃燒效率和較高的熱效率，并且能夠比較有效地減少有害的和未燃燒的廢氣排放量。
下文描述適合采用本發(fā)明的燃燒器的液體燃料燃燒裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理。
圖3是使用本發(fā)明的燃燒器的液體燃料燃燒裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖。如圖所示，該液體燃料燃燒裝置包括一個混合氣體供給裝置10，首先將液體燃料，如煤油，和燃燒空氣按預(yù)定比例輸進混合氣體供給裝置，混合成混合氣體。然后，該混合氣體供給裝置10通過一個小直徑混合氣體注射管11將混合氣體注入第一燃燒缸20。第一燃燒缸20內(nèi)有一個圓筒形的燃燒室21。該圓筒形的燃燒室21的直徑大于混合氣體注射管11的直徑，燃燒室沿混合氣體供給方向延伸。第一燃燒缸20的燃燒室21接受從混合氣體供給裝置10注入的混合氣體，并開始第一次燃燒混合氣體。此時，混合氣體是沿燃燒室21的中軸注入的。該液體燃料燃燒裝置還有一個第二燃燒缸30。第二燃燒缸30內(nèi)有一個形狀和大小與第一燃燒缸20的燃燒室21相同或相似的圓筒形燃燒室31。第二燃燒缸30的入口端通過第一小直徑連接管50與第一燃燒缸20的出口端相連接，這樣，兩個燃燒室21和31便通過第一連接管50互相連通。因此，第一次燃燒后的氣體G1從第一燃燒缸20的燃燒室21進入第二燃燒缸30的燃燒室31，并在燃燒室31內(nèi)進行第二次燃燒。在液體燃料燃燒裝置里，有一個第三燃燒缸40，其入口端通過第二小直徑連接管60與第二燃燒缸30的出口端相連接。第三燃燒缸40內(nèi)有一個形狀和大小與第一和第二燃燒缸20和30的燃燒室21和31相同或相似的圓筒形燃燒室41。第二和第三燃燒缸30和40的兩個燃燒室31和41通過第二連接管60互相連通。因此，二次燃燒后的氣體G2從第二燃燒缸30的燃燒室31流入第三燃燒缸40的燃燒室41，并在第三燃燒缸40的燃燒室41內(nèi)進行第三次也是最后一次燃燒。最后燃燒過的氣體G3經(jīng)排氣管42從第三燃燒缸40的燃燒室41排向大氣。在圖中，從第三燃燒缸40排出的廢氣用G4標示。
圖4是圖3所示燃燒裝置的混合氣體和燃燒氣體的氣體流動和燃燒原理圖。當流體在圖中的管內(nèi)從左向右流動時，流體在第一位置“A”時，流體的壓力或密度增大，而流速減小。而在第二位置“B”時，流體的壓力減小，流速增大。另一方面，在第三位置“C”時，流體的壓力增大，而流速減小，從而形成渦流。
圖3中的液體燃料燃燒裝置是采用圖4的原理設(shè)計的。即，該裝置工作時，在混合氣體供給裝置10中形成的混合氣體，通過一個直徑比燃燒室21的直徑小的氣體注射管11，沿燃燒室21的中軸注入第一燃燒缸20的燃燒室21。這樣，在混合氣體剛好離開氣體注射管11進入燃燒室21之前被點燃?；旌蠚怏w被點燃之后被注入第一燃燒缸20的燃燒室21，氣體開始邊燃燒邊沿軸向流入燃燒室21。根據(jù)圖4的上述原理，混合氣體剛被點火就被注入燃燒室21，氣體G1的流速被減小，但氣體的壓力增大。這樣，氣體G1便在燃燒室21內(nèi)形成渦流，并在燃燒室21內(nèi)，如圖所示，從左向右流動，以高燃燒效率進行比較有效地激烈地燃燒。混合氣體在燃燒室21內(nèi)第一次燃燒產(chǎn)生的熱，將第一燃燒缸20加熱到高溫。第一燃燒缸20便向周圍擴散熱。
此后，第一次燃燒后的氣體G1通過第一連接管50從第一燃燒缸20的出口端進入第二燃燒缸30的入口端，并在第二燃燒缸30的燃燒室31內(nèi)進行二次燃燒。當一次燃燒后的氣體G1在直徑小于第一燃燒缸20的直徑的第一連接管50里流動時，氣體G1具有高流速和低壓。這樣，氣體G1的燃燒便在連接管50內(nèi)暫時停止。第一次燃燒后的氣體G1從第一連接管50被注入第二燃燒缸30的燃燒室31，并流進燃燒室31。根據(jù)圖4的上述原理，氣體剛一被注入第二燃燒缸30的燃燒室31之后，氣體的流速被減小，而氣體的壓力增大。這樣，氣體G2在燃燒室31內(nèi)形成渦流，并從右向左流動，如圖所示。在此情況下，熱氣體G2自動地再次被點燃，并進行第二次燃燒。由于渦流原因，氣體G2在燃燒室31內(nèi)以高燃燒效率進行比較有效地激烈地燃燒。氣體G2在燃燒室31內(nèi)的二次燃燒產(chǎn)生的熱，將第二燃燒缸30加熱到高溫。這樣，第二燃燒缸30便向周圍擴散熱。
此后，二次燃燒后的氣體G2通過第二連接管60從第二燃燒缸30的出口端進入第三燃燒缸40的入口端，并在第三燃燒缸40的燃燒室41內(nèi)進行最后一次燃燒。當?shù)诙稳紵蟮臍怏wG2在直徑小于第二燃燒缸30的直徑的第二連接管60里流動時，氣體G2具有高流速和低壓。這樣，氣體G2的燃燒，如同上述氣體G1的燃燒在第一連接管50中那樣，便在連接管60內(nèi)暫時停止。二次燃燒后的氣體G2從第二連接管60注入第三燃燒缸40的燃燒室41，并流進燃燒室41。氣體剛一進入第三燃燒缸40的燃燒室41，氣體的流速即被減小，而氣體的壓力增大。這樣，氣體G3在燃燒室41內(nèi)形成渦流，并從圖中的左邊流向右邊。在此情況下，熱氣體G3自動被再次點火，并進入最后一次燃燒。由于渦流的原因，氣體G3以高燃燒效率在燃燒室41內(nèi)比較有效地激烈地燃燒。氣體G3在燃燒室41內(nèi)的最后燃燒產(chǎn)生的熱，將第三燃燒缸40加熱到高溫。這樣，第三燃燒缸40便向周圍擴散熱。
簡言之，液體燃料，如煤油，同燃燒空氣一起由混合氣體供給裝置10首先注入第一燃燒缸20。液體燃料在第一至第三燃燒缸20、30和40內(nèi)重復(fù)而有效地燃燒，從而使液體燃料燃燒裝置達到高燃燒效率和高熱效率。燃料在燃燒裝置的第三燃燒缸40內(nèi)的最后一次燃燒過程中，燃料的可燃成分幾乎完全被燃燒。第三燃燒缸40通過排氣通道12向大氣排放的廢氣G4幾乎完全沒有有害的、未燃盡的成分。
液體燃料燃燒裝置里的每一個燃燒缸20、30和40的相面對的兩端是圓形的，使燃燒缸20、30和40的燃燒室21、31和41具有半球形的頂端。燃燒室21、31和41的半球形頂端可使燃燒室21、31和41內(nèi)的氣體G1、G2和G3獲得最佳流動，從而達到理想的高燃燒效率。
上述液體燃料燃燒裝置可以用作如下用途即，在三個燃燒缸20、30和40中的一個上接一根熱水供應(yīng)管70，例如，在圖3中的第一燃燒缸20上接這樣一根管子。在這種情況下，可以直接對三個燃燒缸20、30和40周圍的空氣加溫，并可用第一燃燒缸20的熱對管70內(nèi)的水進行加熱，這樣，該燃燒裝置可成為熱水供應(yīng)型和室內(nèi)空氣取暖型的裝置。熱水供應(yīng)型可以用來供應(yīng)洗澡熱水和/或用作設(shè)在地板下的供暖系統(tǒng)。
圖5是圖3所示使用液體燃料燃燒裝置的熱系統(tǒng)的一個實施例的正面示意圖。在圖5的熱系統(tǒng)中，圖3的液體燃料燃燒裝置被置于一個殼體80內(nèi)，在殼體80的預(yù)定位置上裝有一個控制裝置81，一個風扇裝置與熱空氣散布口82。熱系統(tǒng)暖熱了殼體80內(nèi)液體燃料燃燒裝置的三個燃燒缸20、30和40周圍的空氣，然后通過散布口82再將熱空氣散布到室內(nèi)。在該熱系統(tǒng)內(nèi)，有一個熱水供應(yīng)管70，從殼體80內(nèi)的液體燃料燃燒裝置延伸到殼體外，將熱水從燃燒裝置輸送給一個供暖系統(tǒng)的管道，例如設(shè)在地板下的供暖系統(tǒng)。此外，在熱水供應(yīng)管70上裝有一個控制閥90，用來控制個人所需要的熱水供應(yīng)量，例如洗澡用水量。
圖6是圖3中使用液體燃料燃燒裝置的熱系統(tǒng)的另一個實施例的正面示意圖。在圖6的熱系統(tǒng)中，圖3的液體燃料燃燒裝置被置于一個殼體100內(nèi)，在殼體100的預(yù)定位置上裝有一個控制裝置101，一個風扇裝置102和一個空氣導(dǎo)管103。熱系統(tǒng)暖熱了殼體100內(nèi)液體燃料燃燒裝置的三個燃燒缸20、30和40周圍的空氣，然后將空氣散布到目標區(qū)，例如熱空氣干燥區(qū)或是暖房，以保持目標區(qū)的內(nèi)部溫度。
圖7是圖3所示使用液體燃料燃燒裝置的熱系統(tǒng)的再一個實施例的截面示意圖。該熱系統(tǒng)被設(shè)計成裝有一個熱水鍋爐的爐子。
在圖7的熱系統(tǒng)中，殼體200內(nèi)裝有混合氣體注射管11和液體燃料燃燒裝置的第一至第三燃燒缸20、30和40，從而可達到上述同樣的液體燃料的燃燒效果。供暖系統(tǒng)的第一熱水供應(yīng)管210和熱水供應(yīng)系統(tǒng)的第二熱水供應(yīng)管220共同伸入第一燃燒缸20。另外，混合氣體供給裝置10與混合氣體注射管11的入口端相連接，并以預(yù)定的比例將液體燃料，例如煤油，與燃燒空氣混合成混合氣體，然后通過混合氣體注射管11將混合氣體注入第一燃燒缸20。
圖7所示熱系統(tǒng)的工作中，在混合氣體供給裝置10里形成的混合氣體通過氣體注射管11注入第一燃燒缸20的燃燒室21，并在燃燒室21內(nèi)進行第一次燃燒?；旌蠚怏w在燃燒室21內(nèi)的第一次燃燒產(chǎn)生的熱，將裝在燃燒室21內(nèi)的第一和第二熱水供應(yīng)管210和220里的水加熱到高溫。于是，該熱系統(tǒng)起著一個熱水鍋爐的作用，通過供應(yīng)管210和220分別向供暖系統(tǒng)和熱水供應(yīng)系統(tǒng)供應(yīng)熱水。
此后，第一次燃燒后的氣體通過第一連接管50，從第一燃燒缸20的出口端進入第二燃燒缸30的入口端，并在第二燃燒缸30的燃燒室31內(nèi)進行第二次燃燒。第二次燃燒后的氣體通過第二連接管60從第二燃燒缸30的出口端流入第三燃燒缸40的入口端，并在第三燃燒缸40的燃燒室41內(nèi)進行第三次也是最后一次燃燒，然后經(jīng)排氣管42從燃燒缸40排入大氣。在上述熱系統(tǒng)的工作中，第二和第三燃燒缸30和40被燃燒熱加熱到高溫，并向周圍擴散熱。這樣，圖7所示的熱系統(tǒng)便起著爐子的功能。
簡言之，圖7的熱系統(tǒng)起著一個裝有熱水鍋爐的爐子的功能，從而達到理想的高熱效率和高能效率，同時降低了燃料消耗。
圖8是圖3所示使用液體燃料燃燒裝置的熱系統(tǒng)的又一個實施例的截面示意圖。該熱系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計上比圖7的系統(tǒng)有所改進。即，在圖8的熱系統(tǒng)中，混合氣體注射管11和液體燃料燃燒裝置的第一至第三燃燒缸20、30和40都配置在一個殼體200內(nèi)，供暖系統(tǒng)的第一熱水供應(yīng)管210和熱水供應(yīng)系統(tǒng)的第二熱水供應(yīng)管220供同伸入第一燃燒缸20。另外，混合氣體供給裝置10與混合氣體注射管11的入口端相連接，并以預(yù)定的比例將液體燃料，例如煤油，與燃燒空氣混合成混合氣體，然后通過混合氣體注射管11將混合氣體注入第一燃燒缸20。上述圖8的熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，保持了圖7中的實施例相同的結(jié)構(gòu)。但是圖8所示的熱系統(tǒng)多裝了一個工作模式選擇裝置，使使用者可以在熱系統(tǒng)的爐/熱水鍋爐模式以及熱水鍋爐模式之間選擇熱系統(tǒng)的工作模式，這一點與圖7所示的熱系統(tǒng)不同。
具體地說，圖8所示的熱系統(tǒng)有兩個從裝在第一燃燒缸20的出口端上的第一連接管50的上端延伸出來的支管51和52。其中第一支管51從連接管50延伸到第二燃燒缸30的入口端，而第二支管52從第一連接管50延伸到兩個連續(xù)相接的子燃燒缸30′和40′。兩個子燃燒缸30′和40′與外部是隔熱的，在熱系統(tǒng)以熱水鍋爐模式工作時，兩個子燃燒缸30′和40′被用來燃燒混合氣體。當熱系統(tǒng)被選作熱水鍋爐模式時，第一次燃燒后的混合氣體被從第一燃燒缸20導(dǎo)入兩個子燃燒缸30′和40′，以代替第二和第三燃燒缸30和40，混合氣體在子燃燒缸30′和40′內(nèi)，以在第二和第三燃燒缸30和40內(nèi)同樣的狀況進行重復(fù)地燃燒。這樣，最后燃燒過的氣體通過導(dǎo)管42′從第二子燃燒缸40′導(dǎo)向排氣管42，再通過排氣管42從子燃燒缸40′排向大氣。兩個支管51和52分別裝有控制閥53和54，根據(jù)所選擇的工作模式用來控制第一次燃燒后的氣體的流動。
當圖8所示的熱系統(tǒng)被選作爐/熱水鍋爐工作模式時，混合氣體在液體燃料燃燒裝置里燃燒時，燃燒缸30的第一支管51的控制閥53是敞開的，而子燃燒缸30’的第二支管52的控制閥54則是關(guān)閉的。這樣，來自第一燃燒缸20的第一次燃燒后的氣體不被導(dǎo)入子燃燒缸30′，而是通過連接管50和第一支管51全部進入第二燃燒缸30，進行第二次燃燒。此后，第二次燃燒后的氣體通過第二連接管60從第二燃燒缸30進入第三燃燒缸40，進行第三次也是最后一次燃燒，然后通過排氣管42從燃燒缸40排出。因此，熱系統(tǒng)除具有與上述圖7實施例相同的熱水鍋爐功能外，還具有爐子的功能。
當圖8所示的熱系統(tǒng)被選作熱水鍋爐工作模式時，混合氣體在熱系統(tǒng)的液體燃料燃燒裝置里燃燒時，燃燒缸30的第一支管51的控制閥53時關(guān)閉的，而子燃燒缸30′的第二支管52的控制閥54則是敞開的。這樣，兩個熱水供應(yīng)管210和220內(nèi)的水就被第一燃燒缸20內(nèi)的混合氣體的第一次燃燒產(chǎn)生的熱加熱到高溫，成為所需要的熱水。另一方面，第一次燃燒后的氣體不是進入第二或第三燃燒缸30或40執(zhí)行爐子功能，而是通過連接管50和第二支管52全部進入兩個隔熱的子燃燒缸30′和40′，以便進行第二次燃燒和最后一次燃燒。此后，最后一次燃燒過的氣體通過導(dǎo)管42′和排氣管42從子燃燒缸40′排出。圖8所示的熱系統(tǒng)以熱水鍋爐模式工作時，完全用燃燒的熱來加熱兩個熱水供應(yīng)管210和220內(nèi)的水，因此它執(zhí)行的是熱水鍋爐的功能。
簡言之，圖8所示的熱系統(tǒng)可以選擇性地用作圖7實施例所描述的那樣的爐/熱水鍋爐工作模式，或用作熱水鍋爐工作模式，燃燒產(chǎn)生的熱集中用于加熱熱水供應(yīng)管210和220內(nèi)的水。
圖9是使用圖3所示液體燃料燃燒裝置的改型熱系統(tǒng)的另外一個實施例的截面示意圖。在圖9所示的熱系統(tǒng)中，裝在液體燃料燃燒裝置里的第一至第三燃燒缸20、30和40都是改進了的。


圖10是經(jīng)改進的適合用于殘渣焚化爐300的液體燃料燃燒裝置的結(jié)構(gòu)截面示意圖。這種液體燃料燃燒裝置包括一個混合氣體供給裝置，首先將液體燃料，例如輕油或重油，與燃燒空氣按照預(yù)定比例送進混合氣體供給裝置，同時將液體燃料和燃燒空氣預(yù)熱，以形成混合氣體。混合氣體供給裝置通過一根小直徑的混合氣體注射管311將混合氣體注入第一燃燒缸320。繞第一燃燒缸320配有一個熱空氣供應(yīng)管312，并延伸到燃燒缸320的入口端，利用燃燒缸320的燃燒熱對空氣預(yù)熱，然后將熱空氣送入燃燒缸320，以便促進燃燒缸320內(nèi)的混合氣體激烈燃燒。第一燃燒缸320內(nèi)有一個圓筒形的燃燒室321。該燃燒室321接受來自混合氣體注射管311的混合氣體以及殘渣，并對混合氣體進行第一次燃燒和焚化殘渣。液體燃料燃燒裝置還有一個第二燃燒缸330。第二燃燒缸330內(nèi)有一個形狀與大小同第一燃燒缸320的燃燒室321相同或相似的圓筒形燃燒室331。第二燃燒缸330的入口端通過第一小直徑連接管350與第一燃燒缸320的出口端相連接，這樣，兩個燃燒室321和331由第一連接管350連接，彼此相通。因此，第一次燃燒后的氣體G1從第一燃燒缸320的燃燒室321流入第二燃燒缸330的燃燒室331，并在燃燒室331內(nèi)進行第二次燃燒。另外，第三燃燒缸340的入口端通過第二小直徑連接管360與第二燃燒缸330的出口端相連接。第三燃燒缸340內(nèi)有一個形狀與大小同第一和第二燃燒缸320和330的燃燒室321和331相同或相似的圓筒形燃燒室341。第二和第三燃燒缸330和340的兩個燃燒室331和341，通過第二連接管360連接，彼此相通。這樣，二次燃燒后的氣體G2便從第二燃燒缸330的燃燒室331流入第三燃燒缸340的燃燒室341，并在燃燒室341內(nèi)進行第三次也是最后一次燃燒。最后一次燃燒后的氣體G3通過排氣管342從第三燃燒缸340排向大氣。圖10所示裝置的燃燒工作原理與圖3所示裝置的相同。
圖11至圖13是使用圖10所示液體燃料燃燒裝置的殘渣焚化爐的示意圖。即，圖11至圖13所示殘渣焚化爐被設(shè)計成用圖10所示裝置幾乎可以完全燒盡殘渣，而產(chǎn)生的未燒盡的有害氣體極少。該殘渣焚化爐還被設(shè)計成利用殘渣焚化過程中的燃燒熱來產(chǎn)生熱空氣，從而使使用者能夠有效地利用熱空氣來加熱或烘干一些東西。也就是說，圖11至圖13所示殘渣焚化爐被設(shè)計成可以完全燃燒殘渣，同時還可以產(chǎn)生有用的熱空氣。
圖11至圖13所示殘渣焚化爐包括第一、第二和第三燃燒缸320、330和340，它們分別以上述圖10所示裝置的同樣方式對混合氣體進行第一次、第二次和最后一次燃燒。在第一燃燒缸320的一側(cè)裝有一個燃燒器370，將液體燃料，例如輕油或重油，送入第一燃燒缸320。殘渣焚化爐還有一個第一風扇裝置380，裝在第一燃燒缸320附近的位置上，以便通過熱空氣供應(yīng)管312將熱空氣壓進第一燃燒缸320，以促進混合氣體在燃燒缸320內(nèi)激烈燃燒。該殘渣焚化爐還包括一個第二風扇裝置390，安裝在一個預(yù)定的位置上，將第二和第三燃燒缸330和340的燃燒熱形成的熱空氣送到目標區(qū)。
在殘渣焚化爐中，第一至第三燃燒缸320、330和340被置于殼體301和302內(nèi)，每一個殼體有熱儲存/耐火壁，可以儲存燃燒缸的燃燒熱和用儲存的熱對燃燒缸再加熱，從而提高液體燃料燃燒裝置的燃燒效率和熱效率。在三個燃燒缸320、330和340中的一個缸上，例如第二燃燒缸330上連接一個普通的吸塵器308，例如氣旋式集塵器，用來收集和除去燃燒缸330內(nèi)燃燒氣體流中的塵埃。
在第一燃燒缸320內(nèi)裝有爐篦303，在焚化過程中殘渣通過殘渣墜落孔322落在爐篦上。最好是用能夠耐焚化爐工作時第一燃燒缸320的燃燒熱的冷卻水循環(huán)管來作爐篦303。為使爐篦303內(nèi)的冷卻水能夠順暢地循環(huán)，在第一燃燒缸320的一側(cè)裝有一個水循環(huán)促進裝置304。
安裝第二和第三燃燒缸330和340的第二殼體302的一端上裝有一個第二風扇裝置390。該風扇裝置390將空氣吸入殼體302，由兩個燃燒缸330和340的燃燒熱加熱空氣。從第二殼體302的另一端伸出一個熱空氣導(dǎo)管305，在壓力作用下將熱空氣送到目標區(qū)。
在圖11至圖13中，附圖標號306表示控制殘渣焚化爐工作的控制裝置，而標號307表示灰塵處理導(dǎo)管。
當然，人們應(yīng)該知道，除了上述熱系統(tǒng)外，液體燃料燃燒裝置還可以用于其它類型的熱系統(tǒng)。
另外，圖3所示的液體燃料燃燒裝置有三個燃燒缸20、30和40，并且進行三級燃燒。然而，應(yīng)該知道，液體燃料燃燒裝置可以設(shè)計成只有一個燃燒缸的單級燃燒結(jié)構(gòu)，或設(shè)計成包括兩個燃燒缸或兩個以上數(shù)目不限的燃燒缸的多級燃燒結(jié)構(gòu)。
這類液體燃料燃燒裝置通常使用市場上銷售的燃燒器。在形成燃燒裝置用的混合氣體過程中，燃燒裝置用的這類普通的燃燒器的設(shè)計是通過一個大容量的空氣供應(yīng)管向燃燒器內(nèi)吸空氣。因此，普通的燃燒器在結(jié)構(gòu)上有缺陷，不能把汽化的燃料噴成所需要的細霧狀，例如45μm或更小，這樣，該燃燒器不能使燃燒裝置達到想要的高燃燒效率或想要的高熱效率。普通燃燒器還增大了燃燒裝置的體積，這是所不希望的。這類燃燒裝置使用的普通燃燒器存在的另一個問題是該燃燒器的部件不可避免地暴露于燃燒裝置的燃燒缸的熱環(huán)境中，因此經(jīng)常會損壞。
因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種供液體燃料燃燒裝置用的燃燒器，該燃燒器的設(shè)計可以使液體燃料燃燒裝置內(nèi)的液體燃料達到完全燃燒，從而使該燃燒裝置獲得最大的燃燒效率和熱效率，該燃燒器并可減少燃燒裝置的未燃燒氣體和有害廢氣的數(shù)量，從而減少對環(huán)境的污染，例如空氣污染，另外，該燃燒器不容易損壞，從而可以在所期望的較長時間內(nèi)有效地使用。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明為液體燃料燃燒裝置提供的燃燒器包括一個燃燒器體，其上裝有一個液體燃料注射噴嘴，一個對注入的液體燃料進行點火的點火裝置，以及一個測量燃燒器體溫度的測溫裝置，該燃燒器體裝在液體燃料燃燒裝置的一個燃燒缸的入口端附近的位置上；一個液體燃料泵，用來將液體燃料壓入燃燒器體的注射噴嘴；一個燃燒空氣供應(yīng)扇，用來將燃燒空氣送入燃燒器體；一個預(yù)加熱管，從燃燒空氣供應(yīng)扇延伸到燃燒器體，預(yù)加熱管裝在燃燒缸的入口端內(nèi)；和一個熱屏蔽板，設(shè)在燃燒缸與燃燒器體的后部內(nèi)的燃燒器的后部之間，屏蔽來自燃燒缸的熱，以保護燃燒器的敏感部件。
結(jié)合附圖從下面詳細的描述中可以比較清楚地理解本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及其它優(yōu)點，附圖中圖1是本發(fā)明的最佳實施例的液體燃料燃燒裝置用的燃燒器的結(jié)構(gòu)透視圖；圖2是圖1所示燃燒器的截面圖；圖3是使用本發(fā)明的燃燒器的普通液體燃料燃燒裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖；圖4是圖3所示燃燒裝置的混合氣體和燃燒氣體的流動，以及燃燒原理示意圖；圖5是使用圖3所示液體燃料燃燒裝置的熱系統(tǒng)的一個實施例的正面示意圖；圖6是使用圖3所示液體燃料燃燒裝置的熱系統(tǒng)的另一個實施例的正面示意圖；圖7是使用圖3所示液體燃料燃燒裝置的熱系統(tǒng)的再一個實施例的截面示意圖；圖8是使用圖3所示液體燃料燃燒裝置的熱系統(tǒng)的又一個實施例的截面示意圖；圖9是使用改進了的圖3所示液體燃料燃燒裝置的熱系統(tǒng)的另外一個實施例的截面示意圖；圖10是經(jīng)改進適合用于殘渣焚化爐的液體燃料燃燒裝置的結(jié)構(gòu)截面示意圖；圖11至圖13是使用圖10所示液體燃料燃燒裝置的殘渣焚化爐的正面圖和側(cè)面圖。
圖1是本發(fā)明的最佳實施例的液體燃料燃燒裝置用的燃燒器的結(jié)構(gòu)透視圖。圖2是圖1所示燃燒器的截面圖。
在圖1中，標號1表示燃燒缸，該燃燒缸相當于上述圖3所示普通液體燃料燃燒裝置的燃燒缸20。本發(fā)明的燃燒器2安裝在燃燒缸1的入口端上，如圖1和圖2所示，并執(zhí)行圖3所示燃燒裝置的混合氣體供給裝置10的功能和混合氣體注射管11的功能。
具體地說，本發(fā)明的燃燒器2包括一個燃燒器體3，該燃燒器體3有一個注射噴嘴4，一個點火棒5，一個測焰棒6和一個測溫裝置7。該燃燒器體3安裝在燃燒缸1的入口端上，安裝的方式是將注射噴嘴4的頂部指向燃燒缸1的內(nèi)部的中心。燃燒器2還包括一個液體燃料供給裝置和一個燃燒空氣供給裝置。液體燃料供給裝置用來將液體燃料送進燃燒器體3的內(nèi)部，而燃燒空氣供給裝置用來將燃燒空氣送進燃燒器體3的內(nèi)部。燃燒器2另外還包括一個熱屏蔽板8，屏蔽來自燃燒缸1的熱，以保護燃燒器2的重要的敏感部件。
液體燃料供給裝置有一個裝在燃燒缸1入口端附近的一個預(yù)定位置上的燃料泵9。燃燒器2工作時，液體燃料，如煤油，首先從油箱送到注射噴嘴4。在此之前，液體燃料先通過燃料供應(yīng)管18進入燃料過濾器19，由過濾器進行過濾，然后通過燃料泵9和從泵9延伸到注射噴嘴4的燃料輸送管12送到注射噴嘴4。注射噴嘴4沿燃燒缸1的中軸將液體燃料注入燃燒缸1，并在高壓下使燃料霧化。在液體燃料供給裝置的適當位置上裝有一個加熱線圈13，最好是裝在過濾器內(nèi)的一個位置上，以便有選擇地對燃料供給裝置加熱。這樣，便可以融化凍油或防止液體燃料冬天或在寒冷地區(qū)凍結(jié)。
燃燒空氣供應(yīng)裝置有一個空氣供應(yīng)扇15，安裝在靠近燃燒缸1的入口端的預(yù)定位置上，由一個風扇馬達14驅(qū)動。燃燒器2工作時，空氣或燃燒空氣由空氣供應(yīng)扇15產(chǎn)生的吸力吸進燃燒器體3內(nèi)。這樣，從空氣供應(yīng)扇15進來的空氣首先經(jīng)過安裝在燃燒缸1的入口端內(nèi)的預(yù)加熱管16，空氣便被燃燒缸1的熱預(yù)熱，然后再被送進燃燒器體3。由于預(yù)熱的空氣或燃燒空氣在注射噴嘴4處與液體燃料混合，并從注射噴嘴4注入燃燒缸1的入口端，在注射噴嘴4處的液體燃料便被預(yù)熱的燃燒空氣有效地加熱，并且有效地被霧化成所期望的細小霧粒，這一點是使用普通燃燒器的這類液體燃料燃燒裝置所辦不到的。因此，由液體燃料與燃燒空氣混合形成的注入的混合氣體，它的分子活動活躍，而且其粘性顯著減小，從而成為理想的可燃燒混合氣體。
在圖1和圖2中，標號17表示控制裝置，該控制裝置17由多種電器件組成，例如高壓變壓器。
按一下啟動按鈕(圖中未示出)即可啟動燃燒器2工作。當燃燒器2按上述方法被啟動工作之后，空氣供應(yīng)扇15首先由風扇馬達14驅(qū)動工作一段預(yù)定時間，例如大約30秒，將剩留在燃燒缸1和燃燒器體3內(nèi)的氣體排出，以避免燃燒器2工作時因有害氣體的存在而引起意外爆炸或其它燃燒事故。然后，開動燃料泵9，將選用的液體燃料，例如煤油，壓入燃燒器體3的注射噴嘴4。這樣，注射噴嘴4的內(nèi)壓增加到7kg/cm2～10kg/cm2，從而使注射噴嘴4能夠有效地將液體燃料從噴嘴頂部注入燃燒缸1，并將燃料霧化成細小的液滴。另外，空氣或燃燒空氣被空氣供應(yīng)扇15產(chǎn)生的吸力吸入燃燒器體3。這樣一來，進來的空氣首先經(jīng)過安裝在燃燒缸1入口端內(nèi)的預(yù)加熱管16，從而被燃燒缸1的熱預(yù)熱，然后被送入燃燒器體3。因此，當液體燃料與預(yù)熱的燃燒空氣一起從注射噴嘴4注入燃燒缸1時，液體燃料有效地被預(yù)熱的燃燒空氣加熱，而且有效地被霧化成所期望的小霧粒。由液體燃料與燃燒空氣混合形成的注入的混合氣體便成為理想的可燃混合氣體。注入的混合氣體由點火棒5的高壓火花點燃，點燃了的混合氣體的火焰沿著燃燒缸1的中軸流向燃燒缸1內(nèi)的出口端。這樣，由于燃燒缸1的內(nèi)徑從靠近注射噴嘴4頂部的燃燒缸1的入口端到出口端逐漸擴大，剛好在注射噴嘴4頂部后面位置上注入的混合氣體的火焰流速減小，而壓力增大，這樣便形成渦流。因此，燃燒器2可以使燃燒缸1內(nèi)注入的混合氣體達到最佳燃燒或幾乎完全燃燒。因而最終使得液體燃料燃燒裝置獲得理想的高熱效率和幾乎完全防止了向大氣排放有害的、未燃燒的氣體。在本發(fā)明中，燃燒器2的后區(qū)，包括控制裝置，用熱屏蔽板8與燃燒缸1隔開，這樣一來，燃燒器2的控制裝置中的許多電氣和電器件可以得到有效的保護，免受液體燃料燃燒裝置工作時燃燒缸1的熱的侵害。因此控制裝置不易受損或破壞。另外，如上所述，預(yù)加熱管16裝在燃燒缸1的入口端內(nèi)，不從燃燒缸1突出，以便有效地預(yù)熱進入的燃燒空氣，因此它滿足了液體燃料燃燒裝置傾于小型化的現(xiàn)代趨勢。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的反復(fù)研究和試驗，注意到，用于本發(fā)明的燃燒器2的燃燒缸1在預(yù)加熱管16對燃燒空氣預(yù)加熱的過程中，擴散的熱量與由以下公式計算所得的值成比例，[(空氣和燃料預(yù)加熱溫度+燃料燃燒溫度)n×熱擴散區(qū)域]。燃燒缸1擴散的熱量明顯地大于使用普通燃燒器的液體燃料燃燒裝置的熱量，后者擴散的熱量與由以下公式計算所得的值成比例，[(燃料燃燒溫度)n×熱擴散區(qū)域]。這就是說，使用本發(fā)明的燃燒器2的液體燃料燃燒裝置可以從燃燒缸1有效地產(chǎn)生所期望的較大數(shù)量的擴散熱，從而節(jié)省燃料。
如上所述，本發(fā)明提供了一種用于液體燃料燃燒裝置的結(jié)構(gòu)改進了的燃燒器。本發(fā)明燃燒器的設(shè)計顯著地提高了液體燃料燃燒裝置的燃燒效率，最終達到理想的高熱效率和節(jié)能。使用本發(fā)明燃燒器的液體燃料燃燒裝置還改進了耐用性和最大限度地減少了有害的、未燃燒廢氣量，從而不會造成環(huán)境污染，如空氣污染。
雖然本發(fā)明的最佳實施例僅是為了舉例說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道，在不背離本發(fā)明的權(quán)利要求的實質(zhì)和范圍的情況下，可以對本發(fā)明作出各種改進、補充和替換。
權(quán)利要求
1.一種用于液體燃料燃燒裝置的燃燒器，它包括一個燃燒器體，其上裝有一個液體燃料注射噴嘴，一個對注入的液體燃料進行點火的點火裝置，以及一個測量燃燒器體溫度的測溫裝置，所述的燃燒器體安裝在液體燃料燃燒裝置的一個燃燒缸的入口端附近的位置上；一個液體燃料泵，用來將液體燃料壓入燃燒器體的所述注射噴嘴；一個燃燒空氣供應(yīng)扇，用來將燃燒空氣送入所述的燃燒器體；一個預(yù)加熱管，從所述的燃燒空氣供應(yīng)扇延伸到所述的燃燒器體，預(yù)加熱管安裝在燃燒缸的入口端內(nèi)；和一個熱屏蔽板，設(shè)在燃燒缸與所述的燃燒器體的后部內(nèi)的燃燒器的后部之間，屏蔽來自燃燒缸的熱，以保護所述燃燒器的敏感部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于所述的液體燃料燃燒裝置使用的燃燒器包括；一個第一燃燒缸，裝有一個圓筒形的燃燒室，燃燒室的直徑大于所述注射噴嘴的直徑，第一燃燒缸的所述燃燒室沿混合氣體噴注方向延伸，并接受沿燃燒室的中軸從注射噴嘴軸向地噴入的混合氣體，并對混合氣體進行第一次燃燒；一個第二燃燒缸，裝有一個圓筒形的燃燒室，其形狀和大小與所述第一燃燒缸的燃燒室的相同或相似，所述第二燃燒缸的燃燒室的入口端通過一個第一小直徑連接管與第一燃燒缸的燃燒室的出口端相連接，以接受來自第一燃燒缸的燃燒室的第一次燃燒后的氣體，以便對氣體進行第二次燃燒；和一個第三燃燒缸，裝有一個圓筒形的燃燒室，其形狀和大小與第一和第二燃燒缸的燃燒室的相同或相似，所述第三燃燒缸的燃燒室的入口端通過一個第二小直徑連接管與第二燃燒缸的燃燒室的出口端相連接，以接受來自第二燃燒缸的燃燒室的第二次燃燒后的氣體，以便對氣體進行第三次也是最后一次燃燒，然后將最后一次燃燒后的氣體排入大氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒器，其特征在于第一至第三燃燒缸的燃燒室的相面對的兩端是圓形的，從而使燃燒室具有半球形的頂端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒器，其特征在于至少有一個熱水供應(yīng)管與第一至第三燃燒缸中的一個或一個以上相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒器，其特征在于液體燃料燃燒裝置被安裝在一個殼體內(nèi)，所述殼體上裝有一個控制裝置，一個風扇裝置和一個熱空氣散布口。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒器，其特征在于使用燃燒器的液體燃料燃燒裝置是一個殘渣焚化爐，它包括一個第一燃燒缸，它接受液體燃料與燃燒空氣混合形成的混合氣體和殘渣，以便對混合氣體和殘渣進行第一次燃燒；一個第二燃燒缸，它通過一個第一小直徑連接管與所述的第一燃燒缸相連接，通過第一小直徑連接管接受來自第一燃燒缸的第一次燃燒后的氣體，以便對氣體進行第二次燃燒；一個第三燃燒缸，它通過一個第二小直徑連接管與所述的第二燃燒缸相連接，通過第二小直徑連接管接受來自第二燃燒缸的第二次燃燒后的氣體，以便對氣體進行第三次也是最后一次燃燒，然后通過排氣管將最后燃燒后的氣體排入大氣；一個熱空氣供應(yīng)管和一個安裝在所述第一燃燒缸的一端上的第一風扇裝置，用來將熱空氣送入第一燃燒缸；和一個第二風扇裝置和一個熱空氣導(dǎo)管，分別安裝在第二和第三燃燒缸的一側(cè)，以便將第二和第三燃燒缸擴散出來的燃燒熱形成的熱空氣送到目標區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于液體燃料燃燒裝置的燃燒器。燃燒器的設(shè)計明顯改進了液體燃料燃燒裝置的燃燒效率,達到理想的高熱效率和節(jié)能,提高了耐用性,大大減少了有害的未燃廢氣量。該燃燒器的燃燒器體上裝有液體燃料注射噴嘴,點火棒和溫度測量計。燃燒器體裝在靠近燃燒缸入口端處。燃燒器的液體燃料泵向注射噴嘴輸送液體燃料,其燃燒空氣供應(yīng)扇向燃燒器體內(nèi)輸送燃燒空氣。預(yù)加熱管從燃燒空氣供應(yīng)扇延伸到燃燒器體,裝在燃燒缸的入口端內(nèi)。熱屏蔽板裝在燃燒缸與燃燒器后部之間,屏蔽來自燃燒缸的熱,保護部件。
文檔編號F23K5/02GK1337548SQ0013254
公開日2002年2月27日 申請日期2000年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月8日
發(fā)明者樸棟萬 申請人:樸棟萬