專利名稱：天然氣蓄熱燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃燒器，具體為一種以天然氣為燃料的采用蓄熱燃燒技術(shù)的天然氣蓄熱燃燒裝置。
背景技術(shù)：
蓄熱燃燒技術(shù)是近年發(fā)展的新型燃燒技術(shù)，該技術(shù)主要是在各種工業(yè)爐窯中利用排出的高溫?zé)煔鈱⒅伎諝獾臏囟阮A(yù)熱到接近排煙溫度，從而有效回收煙氣的熱量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。蓄熱燃燒技術(shù)是在燃燒器中設(shè)置有獨(dú)立的蓄熱腔和燃料管，在蓄熱腔中放置蓄熱體；當(dāng)排煙時(shí)，爐膛內(nèi)的高溫?zé)煔饪稍谛顭狍w中流過(guò)，并在蓄熱體中冷卻而將熱量蓄存在蓄熱體中；而當(dāng)供風(fēng)時(shí)，空氣在流經(jīng)蓄熱體時(shí)而吸收蓄熱體的熱量而被預(yù)熱到較高溫度，并從空氣噴口噴出而與燃料管中噴出的燃料進(jìn)行混合燃燒，在換向裝置的作用下，燃燒器周期性 地執(zhí)行排煙-蓄熱-供風(fēng)-加熱的過(guò)程。在目前采用蓄熱燃燒技術(shù)的燃燒器普遍以高爐煤氣、混合煤氣、發(fā)生爐煤氣等中低發(fā)熱值燃料作為燃料，使用效果很好，節(jié)能效果明顯。但在以天然氣等高發(fā)熱值燃料作為燃料時(shí)，空氣在蓄熱體中被預(yù)熱，由于燃料在燃料管中流過(guò)而與空氣完全隔開(kāi)，因此燃燒器中空氣沒(méi)有與天然氣進(jìn)行預(yù)混合，而只有在噴至高溫爐膛中時(shí)，天然氣才與高溫的空氣邊混合邊燃燒，火焰溫度很高，混合燃燒的時(shí)間較長(zhǎng)，在混合過(guò)程中，天然氣在高溫下容易裂解，產(chǎn)生碳黑，使燃燒狀況變差。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的蓄熱燃燒裝置在以天然氣為燃料時(shí)存在天然氣與空氣的混合燃燒的時(shí)間較長(zhǎng)，天然氣容易裂解而使燃燒狀況變差的不足，本實(shí)用新型提供一種天然氣蓄熱燃燒裝置，能在燃燒裝置內(nèi)部通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)形式來(lái)縮短天然氣完全混合燃燒的時(shí)間，并使天然氣在高溫狀態(tài)下不是處于完全隔絕空氣的情況下，減少了裂解反應(yīng)，改善了燃燒狀況。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是燃燒裝置由殼體、蓄熱腔、蓄熱體、天然氣管、空氣噴口、空氣入口、燃?xì)鈬娍诮M成；蓄熱腔是在殼體內(nèi)的一個(gè)空腔，其一端與空氣入口連通，另一端與空氣噴口連通，蓄熱體串行放置在蓄熱腔中。在蓄熱腔中置設(shè)置中間空氣腔，在中間空氣腔中不放置蓄熱體；在蓄熱腔的中心位置沿軸線設(shè)置隔墻，隔墻的中心沿軸線設(shè)置一個(gè)貫穿隔墻的安裝孔，混合管在安裝孔中縱向穿過(guò)至燃?xì)鈬娍谖恢貌⒈桓魤λ闹馨鼑c蓄熱腔隔開(kāi)，混合管一端與燃?xì)鈬娍谶B接，另一端與調(diào)節(jié)器連接；隔墻在中間空氣腔相對(duì)位置處有一定寬度的缺口以使混合管外露在中間空氣腔中，在混合管的管壁上與中間空氣腔相對(duì)應(yīng)處設(shè)置空氣孔，混合管只能通過(guò)空氣孔與中間空氣腔導(dǎo)通；在混合管中與空氣孔相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥與混合管同心安裝且其外表面與混合管的內(nèi)壁接觸并可在混合管中沿軸線移動(dòng)，調(diào)節(jié)閥的中心有通孔；天然氣管同心安裝在混合管的中心，天然氣管的一端與天然氣入口連接，另一端為噴口并從調(diào)節(jié)閥上的通孔中穿過(guò)；在混合管中設(shè)置有調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)桿是與混合管的軸線平行安裝，調(diào)節(jié)桿的一端與調(diào)節(jié)閥連接，另一端與調(diào)節(jié)器連接；調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)桿、調(diào)節(jié)閥依次連接而能同步運(yùn)動(dòng)；當(dāng)煙氣進(jìn)入蓄熱腔中時(shí)，調(diào)節(jié)器通過(guò)調(diào)節(jié)桿推動(dòng)調(diào)節(jié)閥向前移動(dòng)，從而使調(diào)節(jié)閥遮擋住空氣孔而使混合管與中間空氣腔處于阻斷狀態(tài)；當(dāng)空氣進(jìn)入蓄熱腔時(shí)，調(diào)節(jié)器通過(guò)調(diào)節(jié)桿拉動(dòng)調(diào)節(jié)閥向后移動(dòng)，從而使調(diào)節(jié)閥敞開(kāi)空氣孔而使混合管與中間空氣腔處于導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)空氣孔處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，中間空氣腔中一部分已被蓄熱體預(yù)熱的熱空氣從空氣孔中流入混合管中并與從天然氣管中噴出的天然氣在混合管中進(jìn)行預(yù)混合，而中間空氣腔中的另一部分已被預(yù)熱的熱空氣繼續(xù)通過(guò)前部蓄熱體并被加熱到更高溫度而從空氣噴口噴出，然后與燃?xì)鈬娍谥袊姵龅念A(yù)混合的天然氣進(jìn)行進(jìn)一步的混合燃燒；當(dāng)空氣孔處于阻斷狀態(tài)時(shí)，高溫?zé)煔鉄o(wú)法從燃?xì)鈬娍谶M(jìn)入混合管中而不會(huì)使混合管和調(diào)節(jié)閥被高溫?zé)煔饧訜帷?duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)是在蓄熱腔中的隔墻沿豎直方向布置，從而將蓄熱腔分隔成兩個(gè)水平對(duì)稱布置的空腔，兩個(gè)空腔都與空氣入口和空氣噴口連通，即從空氣入口進(jìn)入的空氣均勻地從兩個(gè)空腔中流過(guò)，且從空氣噴口進(jìn)入的煙氣可從兩個(gè)空腔中流過(guò)并匯合后從空氣入口處排出；中間空氣腔布置在蓄熱腔的縱向方向上，其在蓄熱腔中的具體位置根據(jù)中間空氣腔中預(yù)熱的空氣溫度確定，即中間空氣腔所處位置應(yīng)確保中間空氣腔中被預(yù)熱的空氣溫度在400°C至450°C之間；為更好地使中間空氣腔中的熱空氣進(jìn)入混合 管中，調(diào)節(jié)閥由圓弧錐體和圓柱體兩種形狀結(jié)構(gòu)組合而成，圓柱體的直徑應(yīng)確保其外圓面與混合管的內(nèi)表面為滑動(dòng)接觸，圓柱體的長(zhǎng)度大于空氣孔的直徑以使調(diào)節(jié)閥向前移動(dòng)時(shí)能完全遮擋住空氣孔，圓弧錐體的圓弧面向著天然氣噴出的方向從而有利于減小熱空氣從空氣孔中流入混合管與天然氣混合時(shí)的流動(dòng)阻力，調(diào)節(jié)閥在混合管中的移動(dòng)行程應(yīng)大于空氣孔的直徑；混合管由直管段、收縮段、擴(kuò)張段依次同軸連接而成，且直管段的一端與調(diào)節(jié)器連接，另一端與收縮段的大端連接，收縮段的小端與擴(kuò)張段的小端連接，擴(kuò)張段的大端與燃?xì)鈬娍谶B接，由于混合管要經(jīng)受高溫，其材質(zhì)為耐高溫的金屬材料，混合管的橫截面為圓形；天然氣管從通孔中穿過(guò)的端部為收縮狀的噴口，天然氣管的長(zhǎng)度應(yīng)使其噴口端伸至混合管的收縮段與擴(kuò)張段的連接處，從而使從天然氣管中噴出的天然氣與從中間空氣腔流入混合管中的熱空氣在混合管的擴(kuò)張段中進(jìn)行預(yù)混合，然后預(yù)混合后的天然氣再?gòu)臄U(kuò)張段端部的燃?xì)鈬娍趪姵觯豢諝饪资遣贾迷谠诨旌瞎艿闹惫芏紊喜⒕o靠收縮段一側(cè)，為使熱空氣能均勻地流入混合管中，空氣孔為圓形小孔并均勻布置在混合管的圓周面上；為使調(diào)節(jié)閥移動(dòng)平穩(wěn)，設(shè)置有兩根調(diào)節(jié)桿，兩根調(diào)節(jié)桿是對(duì)稱布置在調(diào)節(jié)閥的軸線的兩側(cè)。本實(shí)用新型的有益效果是，將蓄熱腔中的部分熱空氣引到混合管中與天然氣進(jìn)行預(yù)混合，從而減少了天然氣在燃燒過(guò)程中與高溫空氣的混合量，縮短了混合時(shí)間，由于是用熱腔氣與天然氣混合，提高了預(yù)混合天然氣的溫度，從而縮短了燃燒時(shí)間；同時(shí)，由于在天然氣中提前混入了空氣，使天然氣氣流的中心在高溫狀態(tài)時(shí)不是處于完全隔絕空氣的狀態(tài)，因此天然氣的裂解減少，燃燒狀況好。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。圖I是本實(shí)用新型的俯視示意圖。圖2是圖I中I處的放大示意圖。圖3是圖I中B-B剖面示意圖。[0011]圖4是混合管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥與調(diào)節(jié)桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是調(diào)節(jié)閥處于遮擋狀態(tài)的示意圖。圖中101.調(diào)節(jié)器；102.天然氣入口；103.空氣入口；104.殼體；105.蓄熱腔；106.蓄熱體；107.安裝孔；108.缺口 ；109.中間空氣腔；110.隔墻；111.空氣噴口 ；112.燃?xì)鈬娍?；201.空氣孔；202.天然氣管；203.混合管；204.調(diào)節(jié)閥；205.調(diào)節(jié)桿；401.直管段；402.收縮段；403.擴(kuò)張段；501.通孔。具本實(shí)施方式如圖I、圖2所示，天然氣蓄熱燃燒裝置由殼體104、蓄熱腔105、蓄熱體106、天燃?xì)夤?02、空氣噴口 111、空氣入口 103、燃?xì)馊肟?102、隔墻110、中間空氣腔109、混合管203、調(diào)節(jié)器101、調(diào)節(jié)閥204、調(diào)節(jié)桿205、燃?xì)鈬娍?112組成；其中蓄熱腔105 —端與空氣入·口 103連通，另一端與空氣噴口 111連通，蓄熱體106串行放置在蓄熱腔105中；在蓄熱腔105的縱向方向的中部位置設(shè)置有中間空氣腔109，中間空氣腔109中不放置蓄熱體106，因此中間空氣腔109將蓄熱腔105分成前段和后段(注空氣噴口側(cè)為前，空氣入口側(cè)為后)，中間空氣腔109在蓄熱腔中的具體位置根據(jù)中間空氣腔109中被預(yù)熱的空氣溫度來(lái)確定，該空氣溫度在400°C至450°C之間為宜；蓄熱腔105的中心位置沿軸線設(shè)置隔墻110，隔墻110的中心沿軸線設(shè)置一貫通隔墻110的安裝孔107，混合管203的一端從安裝孔107中穿過(guò)至燃?xì)鈬娍?112位置并與燃?xì)鈬娍谶B接，另一端與調(diào)節(jié)器101連接，混合管203的四周被隔墻110包圍，混合管203的一端與燃?xì)鈬娍?112連接，另一端與調(diào)節(jié)器101連接；隔墻110在中間空氣腔109相對(duì)位置處有一缺口 108 ;在混合管203的管壁上與中間空氣腔109相對(duì)應(yīng)處設(shè)置空氣孔201，在混合管203中與空氣孔相對(duì)應(yīng)的位置處同心設(shè)置有調(diào)節(jié)閥204，調(diào)節(jié)閥204的外表面與混合管203的內(nèi)壁滑動(dòng)接觸，調(diào)節(jié)閥204的中心有通孔501，天然氣管202 —端與天然氣入口 102連通，另一端從通孔501中穿過(guò)成收縮狀的噴口。如圖3所示，在殼體104中，隔墻110沿豎直方向布置并將蓄熱腔105分隔成兩個(gè)水平對(duì)稱布置的空腔，在隔墻110的中心位置有安裝孔107，混合管203安裝在安裝孔107中，混合管203中又同心安裝調(diào)節(jié)閥204和天然氣管202 ;多個(gè)空氣孔201均勻布置在混合管203的圓周面上。如圖4所示，混合管203是由直管段401、收縮段402、擴(kuò)張段403組成并依次同軸連接，其中直管段的一端與收縮段的大端連接，收縮段的小端與擴(kuò)張段的小端連接；空氣孔201設(shè)置在直管段401上并靠近收縮段402 —側(cè)；混合管203的橫截面為圓形。如圖5所示，混合管203 —端與調(diào)節(jié)器101連接，另一端與燃?xì)鈬娍?112連接，調(diào)節(jié)閥204安裝在混合管203的直管段上與空氣孔201相對(duì)處；調(diào)節(jié)閥由圓弧錐體和圓柱體組合而成，圓柱體的外圓面與混合管的內(nèi)表面為滑動(dòng)接觸，圓柱體的長(zhǎng)度可使調(diào)節(jié)閥在向前移動(dòng)時(shí)能完全遮擋位空氣孔201，圓弧錐體的圓弧面向著天然氣噴出的方向安裝；調(diào)節(jié)閥的中心有通孔501，天然氣管202的一端與天然氣入口 102連通，另一端的端部從通孔501中穿過(guò)至混合管203的收縮段與擴(kuò)張段的連接位置；在混合管203中設(shè)置有兩根調(diào)節(jié)桿205，兩根調(diào)節(jié)桿205 —端與調(diào)節(jié)閥204連接，別一端與調(diào)節(jié)器101中的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，從而能實(shí)現(xiàn)當(dāng)調(diào)節(jié)器101動(dòng)作時(shí)能推動(dòng)調(diào)節(jié)桿205并通過(guò)調(diào)節(jié)桿205推動(dòng)調(diào)節(jié)閥204在混合管203中沿混合管203的軸線前后直線運(yùn)動(dòng)，兩根調(diào)節(jié)桿205對(duì)稱布置在調(diào)節(jié)閥204的軸線兩側(cè)。該圖還示意調(diào)節(jié)閥204后移而使空氣孔201處于敞開(kāi)狀態(tài)。如圖6所示，其結(jié)構(gòu)與圖5相同，其中調(diào)節(jié)閥204前移而使調(diào)節(jié)閥204的圓柱 體部分將空氣孔201遮擋住，從而使空氣孔201處于阻斷狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種天然氣蓄熱燃燒裝置，由殼體(104)、蓄熱腔(105)、蓄熱體(106)、天然氣管(202)、空氣噴口(111)、空氣入口(103)、燃?xì)鈬娍?(112)等組成，所述蓄熱腔(105)在殼體(104)內(nèi)，其一端與空氣入口(103)連接，另一端與空氣噴口(111)連通，蓄熱體(106)串行放置在蓄熱腔(105)中；其特征是在蓄熱腔(105)中設(shè)置不放置蓄熱體(106)的中間空氣腔(109);蓄熱腔(105)的中心位置沿軸線設(shè)置隔墻(110)，在隔墻(110)的中心沿軸線設(shè)置一個(gè)貫穿隔墻(110)的安裝孔(107)，混合管(203)在安裝孔(107)中縱向穿過(guò)至燃?xì)鈬娍?112)位置并被隔墻(110)四周包圍而與蓄熱腔(105)隔開(kāi)，混合管(203) —端與燃?xì)鈬娍?112)連接，另一端與調(diào)節(jié)器(101)連接，隔墻(110)在中間空氣腔(109)相對(duì)位置處有缺口(108);在混合管(203)的管壁上與中間空氣腔(109)的位置相對(duì)處設(shè)置空氣孔(201);在混合管(203)中與空氣孔(201)相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有調(diào)節(jié)閥(204)，調(diào)節(jié)閥(204)與混合管(203)同心安裝，調(diào)節(jié)閥(204)的中心有通孔(501);天然氣管(202)同心安裝在混合管(203)的中心并從調(diào)節(jié)閥(204)上的通孔(501)中穿過(guò)；調(diào)節(jié)桿(205)在混合管(203)中與混合管(203)的軸線平行安裝，調(diào)節(jié)桿(205)的一端與調(diào)節(jié)閥(204)連接，另一端與調(diào)節(jié)器(101)連接；調(diào)節(jié)器(101)通過(guò)調(diào)節(jié)桿(205)使調(diào)節(jié)閥(204)在混合管(203)中移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天然氣蓄熱燃燒裝置，其特征是所述隔墻(110)豎直布置并將蓄熱腔(105)分隔成兩個(gè)水平對(duì)稱的空腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天然氣蓄熱燃燒裝置，其特征是所述中間空氣腔(109)布置在蓄熱腔(105)的縱向方向上；中間空氣腔(109)在蓄熱腔(105)中的具體位置應(yīng)確保中間空氣腔(109)中的被預(yù)熱的空氣溫度在400至450°C之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天然氣蓄熱燃燒裝置，其特征是所述調(diào)節(jié)閥(204)是由圓弧錐體和圓柱體兩種形狀結(jié)構(gòu)組合而成，圓柱體部分的直徑應(yīng)確保外圓面與混合管(203)的內(nèi)表面接觸，圓柱體的長(zhǎng)度應(yīng)大于空氣孔(201)的直徑，圓弧錐體的圓弧面向著天然氣噴出的方向；所述調(diào)節(jié)閥(204)在混合管(203)中的移動(dòng)行程應(yīng)大于空氣孔(201)的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天然氣蓄熱燃燒裝置，其特征是所述混合管(203)由直管段(401)、收縮段(402)、擴(kuò)張段(403)依次同軸連接而成，且直管段(401)的一端與調(diào)節(jié)器(101)連接，另一端與收縮段(402)的大端連接，收縮段(402)的小端與擴(kuò)張段(403)的小端連接，擴(kuò)張段(403)的大端與燃?xì)鈬娍?112)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天然氣蓄熱燃燒裝置，其特征是所述天然氣管(202)從通孔(501)中穿過(guò)的端部為收縮狀的噴口 ；天然氣管(202)的長(zhǎng)度應(yīng)使其噴口端伸至混合管(203)的收縮段(402)與擴(kuò)張段(403)的連接處。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天然氣蓄熱燃燒裝置，其特征是所述空氣孔(201)是布置在在混合管(203)的直管段(401)上并緊靠收縮段(402) —側(cè)；空氣孔(201)為圓形并均勻布置在混合管(203)的圓周面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天然氣蓄熱燃燒裝置，其特征是所述調(diào)節(jié)桿(205)有兩根，兩根調(diào)節(jié)桿(205)對(duì)稱布置在調(diào)節(jié)閥(204)的軸線的兩側(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種以天然氣為燃料的采用蓄熱燃燒技術(shù)的天然氣蓄熱燃燒裝置，由殼體(104)、蓄熱腔(105)、蓄熱體(106)、天然氣管(202)、調(diào)節(jié)閥(204)、調(diào)節(jié)器(101)、混合管(203)等組成，在蓄熱腔(105)中設(shè)置有中間空氣腔(109)，天然氣管(202)安裝在混合管(203)中，在混合管(203)的管壁上有空氣孔(201)，在混合管(203)中安裝調(diào)節(jié)閥(204)，調(diào)節(jié)閥(204)可使中間空氣腔(109)中的熱空氣進(jìn)入混合管(203)中與天然氣管進(jìn)行預(yù)混合。本實(shí)用新型能使天然氣與熱空氣進(jìn)行預(yù)混合，從而縮短天然氣在進(jìn)行蓄熱燃燒時(shí)的混合燃燒時(shí)間，改善燃燒狀況。
文檔編號(hào)F23D14/46GK202675283SQ20122033593
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者唐智, 周興林 申請(qǐng)人:綿陽(yáng)匯豐爐窯材料有限公司