CN102330975A - 一种液体燃料的气化燃烧装置 - Google Patents

Abstract

一种液体燃料的气化燃烧装置，包括供液装置、气化室和燃烧器，燃烧器上开设有火焰喷出孔，其特征在于：气化室开设有液体燃料添加口和出气口，气化室的液体燃料添加口和供液装置相连通，气化室的出气口和燃烧器相连通，燃烧器的主体设置于该燃烧器和气化室连接口的上方，气化室还安装有能提供液体燃料气化所需热量的电加热装置。与现有技术相比，本发明采用电加热装置对气化室直接进行加热，使得燃料无需预加热就能够提供液体燃料气化所需的热量，整体结构更为简单，气化过程更加简化；燃烧器本体高于燃烧器和气化室连接的接口，能够方便进入燃烧器内的重新凝结为液体的液体燃料利用其自身重力流回气化室，保证燃料的充分燃烧，提高燃烧效率。

Description

一种液体燃料的气化燃烧装置

技术领域

本发明涉及到一种燃烧装置，特别是一种适用于壁炉、灶具或工业燃烧器等的液体燃料的气化燃烧装置。

背景技术

液体燃料是一种污染少的清洁能源，它具有比同量热能的固体燃料轻、占用空间少的特点，同时又具有比气体燃料储存方便、所用管道小等优点。目前，对液体燃料的使用大多采用液体燃料直接燃烧或雾化燃烧的方式，这种方式不仅使得液体燃料的燃烧不够充分，燃烧效率低下，而且无法对液体燃料的燃烧实现有效地控制。

气体燃料因为具有着火温度低、燃烧容易控制和燃烧火焰好等优点，于是人们采用将液体燃料气化的方式实现液体燃料的燃烧，以提高液体燃料的燃烧效率，如专利号为ZL200620062617.7的中国实用新型专利《一种新型酒精气化炉》公开了一种燃烧热值高，节能效果好，安全性能高的新型酒精气化炉；又如申请号为201010540436.1的中国发明专利《一种液体燃料燃烧器》提出的一种液体燃料燃烧器，由燃烧装置、气化装置和预热装置组成，气化装置安装在燃烧装置之上，气化装置的出气端与燃烧装置的炉头进气孔相连，预热装置置于气化装置外侧。上述专利将液体燃料由液体燃烧变为了气体燃烧，解决了液体燃料直接燃烧的高能耗问题，而且，采用气化燃烧后的液体燃料燃烧更加充分，燃烧后的废气排放低于国家相关标准，更加环保节能。但是，上述专利的气化燃烧装置结构都较为复杂，燃烧装置相关设备的布置受到严格限制，而且引燃过程繁琐，如要产生气化燃烧，通常都要先通过引燃预热燃烧杯内的燃料进行预热，并且在引燃过程中，液体燃料通常曝露在空气中，存在一定的安全隐患；另外，上述专利在燃烧过程中无法有效调节燃烧功率，难以实现对燃烧火焰的火力大小控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构简单、使用方便且燃烧更加充分的液体燃料气化燃烧装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种液体燃料的气化燃烧装置，包括供液装置、气化室和燃烧器，所述燃烧器上开设有火焰喷出孔，其特征在于：所述气化室开设有液体燃料添加口和出气口，其中，所述气化室的液体燃料添加口和所述供液装置相连通，所述气化室的出气口和所述燃烧器相连通，并且，所述燃烧器的主体高于该燃烧器和所述气化室连接口设置，所述气化室还安装有能提供液体燃料气化所需热量的电加热装置。

所述的电加热装置可以采用现有技术中各种电加热方式来实现，作为优选，该电加热装置可以为金属电加热管或PTC加热元件或加热电阻丝或电磁感应加热线圈。

为了方便安装和更换，作为优选，所述的电加热装置可以直接紧贴于所述气化室的外侧壁安装。于是，可以根据实际需要安装不同功率大小的电加热装置，以符合不同体积容量的气化室对加热功率的需求。

为了防止受损，避免外界干扰，作为进一步优选，所述的电加热装置也可以设置于所述气化室的腔室之内。

所述燃烧器的形状可以采用现有技术中各种结构和形状的燃烧器，为了节省安装空间，减小体积，作为优选，所述的燃烧器可以为呈管形的结构，该燃烧器的顶部开设有多个沿长度方向间隔设置的火焰喷出孔，所述气化室顶部开设有出气口，所述气化室的出气口分别与所述燃烧器的管口对应相连。为了便于安装，所述气化室的出气口也可以开设在气化室的侧面，该气化室的顶部或侧面可以只开设一个出气口，也可以开设两个或两个以上的出气口，相应地，燃烧器上就设置有能与气化室的出气口分别一一对应的连接端口，并且，燃烧器的管口亦可以根据需要角度进行一次或者多次的弯折。

作为另一优选，所述的燃烧器也可以为呈扁平圆桶形的结构，该燃烧器的顶部开设有多圈沿圆周方向间隔设置的火焰喷出孔，所述气化室顶部或侧面开设有出气口，所述燃烧器的底部通过输气管分别与所述气化室的出气口对应相连。该扁平圆桶形结构的燃烧器能够使得燃烧时候的火力更为集中，火焰效果更佳。该气化室的顶部或侧面也可以只开设一个出气口或者两个以上的出气口，相应地，燃烧器和气化室的出气口之间就通过一一对应的输气管连接，该输气管可以为单独的管件结构，也可以是一体成型于燃烧器壳体上或者气化室壳体上。

作为优选，所述的供液装置可以采用如下结构：包括有储料罐、承液杯和供料管，所述储料罐倒扣在所述承液杯之上，该储料罐的瓶口和所述气化室内的液体燃料的高度处于同一水平面，所述承液杯的出液口和所述气化室的液体燃料添加口之间通过所述供料管相连，所述供料管上还设置有控制该供料管流量的手动控制阀。通过手动控制控制阀的开闭，可以控制进入气化室内的液体燃料的容量。

作为进一步优选，所述燃烧装置还包括有一能控制所述电加热装置的加热功率并控制该电加热装置停止工作的电控装置，所述的供液装置可以采用如下结构：包括有液体燃料箱和供料管，所述液体燃料箱的出液口和所述气化室的液体燃料添加口之间通过所述供料管相连，所述供料管上还设置有提供液体燃料输送动力的电磁泵，所述电磁泵和所述电加热装置分别通过电控装置实现电连接。电磁泵可以实现液体燃料输送的自动控制，提高进料的自动化程度。

为了提高气化燃烧的可靠性和安全性，作为优选，所述气化室顶部开设有液位孔，该液位孔内设置有和所述电控装置电相连的液位传感器，该液位传感器将检测到的液位信号传送给所述电控装置，在所述气化室内的液体燃料过量状态下，所述电控装置控制所述电磁泵关闭；在所述气化室内的液体燃料不足状态下，所述电控装置控制所述电磁泵开启或控制所述电加热装置停止工作。液位传感器能够对气化室内的液体燃料多少作出判断，从而实现对电磁泵和电加热装置工作的自动控制，实现了各设备的自动化控制程度，保证了使用的安全性；为了进一步提高气化燃烧的可靠性和安全性，可以单独设立一个液位室用于容置和所述电控装置电相连的液位传感器，该液位室可以通过管路分别与电磁泵和气化室相连。

为了实现自动点火控制并且实现对电加热装置的自动控制，作为优选，所述燃烧器在靠近所述火焰喷出孔的位置设置有点火器，所述燃烧器在靠近所述火焰喷出孔的位置还设置有能检测所述燃烧器的火焰是否处于正常燃烧状态的火焰检测装置，所述气化室的外侧壁上设置有能检测该气化室内工作温度的温度传感器，所述点火器、火焰检测装置和温度传感器分别电连接在所述电控装置上。于是，点火器通过电控装置可以实现自动点火，火焰检测装置在检测到火焰信号后能控制该点火器关闭；当火焰检测装置检测到燃烧器的火焰非正常燃烧(如点火不成功、非正常熄灭或火焰燃烧异常等)时，电控装置能够控制电加热装置停止工作；温度传感器在检测到气化室温度高于设定值后能够改变电加热装置的加热功率(降低加热功率或者控制该电加热装置停止工作)，以防止气化室过热。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用电加热装置对气化室直接进行加热，该电加热装置使得燃料无需预加热就能够提供液体燃料气化所需的热量，使得气化燃烧装置的整体结构更为简单，气化过程更加简化；电加热装置可以直接安装在气化室的侧壁上，安装容易方便，便于装配和维护；由于开始燃烧时燃烧器的温度低于液体燃料的沸点，部分气化后的液体燃料进入燃烧器后重新凝结为液体，本发明的燃烧器本体高于燃烧器和气化室连接的接口，能够方便进入燃烧器内的重新凝结为液体的液体燃料利用其自身重力流回气化室，保证燃料的充分燃烧，提高燃烧效率。

附图说明

图1为本发明实施例一的燃烧装置连接结构示意图。

图2为图1所示燃烧装置的剖视图。

图3为本发明实施例一的气化室和燃烧器的装配结构示意图。

图4为图3所示的装配结构剖视图。

图5为本发明实施例二的燃烧装置连接结构示意图。

图6为本发明实施例二的气化室和燃烧器的装配结构剖视图。

图7为本发明实施例三的燃烧装置连接结构示意图。

图8为本发明实施例三气化室和燃烧器的装配结构剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一，如图1～图4示：

本实施例为一种液体燃料的气化燃烧装置，该燃烧装置可以用于各种生活和工业领域，如壁炉产品、灶具产品或工业燃烧器等等。

该液体燃料的气化燃烧装置包括有供液装置A、气化室1、燃烧器2和电加热装置3，其中，供液装置A包括有储料罐4、承液杯5和供料管6，储料罐4倒扣在承液杯5之上，储料罐4的瓶口和气化室1内的液体燃料8的高度保持在同一水平面上，由于大气压力的缘故，承液杯5内的液面也将始终和气化室1内的液面处于同一水平面上，承液杯5的侧面开设有出液口51，气化室1的侧面开设有液体燃料添加口11，供料管6的两端分别连接所述的出液口51和液体燃料添加口11，在供料管6上还设置有能够控制该供料管6流量的手动控制阀7。

本实施例的燃烧器2采用管形结构，燃烧器2在顶部开设有多个沿长度方向间隔设置的火焰喷出孔21，气化室1的顶部开设有至少一个出气口，本实施例的气化室1开设有两个出气口，相应地，燃烧器2的两端管口22分别向下垂直弯折，气化室1的两个出气口分别与燃烧器2的两端管口22对应相连；考虑到开始燃烧时，燃烧器2的温度要低于液体燃料8的沸点，部分气化后的液体燃料8进入燃烧器2后将重新凝结为液体，因此，燃烧器2的本体要略高于燃烧器2和气化室1的连接口，方便凝结后的液体燃料8利用其自身重力重新流回气化室1，保证燃烧的充分性，提高燃烧效率。

电加热装置3能够提供液体燃料气化所需热量，电加热装置3可以为采用现有各种加热方式实现的加热元件，如可以采用金属电加热管或PTC加热元件或加热电阻丝或电磁感应加热线圈等等，电加热装置3的安装位置可以直接紧贴气化室1的外侧壁安装，也可以安装在气化室1的封闭腔室内，本实施例的电加热装置3采用的是一根金属加热管，在气化室1的底部开设有沿长度方向贯穿的通孔，金属加热管插设于该通孔内，参见图4。

于是，打开控制阀7，液体燃料8从气化室1的液体燃料添加口11进入气化室1，开启电加热装置3后，气化室1内的液体燃料8经电加热装置3加热气化膨胀，并产生压力，气化后的燃料从气化室1的出气口进入燃烧器2，待燃烧器2顶部的火焰喷出孔21中有气化后的液体燃料8冒出时，即可以进行引燃，得到稳定的燃烧，引燃的方式可以采用手工引燃或者点火器引燃；当关闭阀门，供料管6停止液体燃料8的供应，关闭电加热装置3即可停止整个燃烧装置的工作。

本实施例用电加热装置3直接给气化室1进行加热，结构简单、使用方便，而且燃烧稳定。以乙醇为例，其从25℃的室温至气化所需能量仅为其燃烧所释放能量的3.5％，如要得到3000W的加热功率，采用电加热装置3消耗的电能仅为100W左右；因此，本实施例通过使用少量的电能即能获取大量的液体燃料的燃烧热，不仅省去了现有技术中液体燃料燃烧的预加热过程，简化了加热过程，使用时只需要打开电加热装置3即可使液体燃料持续、稳定地气化，成本低廉、加热效率高，更加节能环保。

实施例二，如图5、图6所示：

本实施例的燃烧装置同样包括有供液装置、气化室1’、燃烧器2”和电加热装置3’，其中，供液装置包括有液体燃料箱4’和供料管5’，气化室1’的侧面开设有液体燃料添加口11’，液体燃料箱4’可以在顶部或侧面开设有出液口41’，供料管5’的两端分别连接出液口41’和液体燃料添加口11’，在供料管5’上还设置有能够实现流量调节的电磁泵6’，液体燃料箱4’的顶部开设有加液口42’，该液体燃料箱4’的顶部还安装有液位指示器43’。

本实施采用的燃烧器2’结构及安装方式与实施例一相同，燃烧器2’的顶部同样开设有火焰喷出孔21’，本实施例的电加热装置3’采用的是PTC电加热元件，该PTC电加热元件直接紧贴设置在气化室1’外侧壁的底部，参见图5。

本实施例的燃烧器2’在靠近火焰喷出孔21’的位置设置有点火器7’，燃烧器2’在靠近火焰喷出孔21’的位置设置有和点火器7’相对而设的火焰检测装置8’，该火焰检测装置8’用于检测燃烧器2’的火焰是否处于正常燃烧状态，气化室1’的外侧壁上设置有温度传感器12’，该温度传感器12’能够检测气化室1’内的工作温度是否处于正常状态，气化室1’在顶部还开设有液位孔，该液位孔内设置有液位传感器13’，液位传感器13’用于检测气化室1’内液体燃料的液位高度是否处于正常状态，为了进一步提高液位检测的准确性，还可以单独设立一个液位室，用于容置该液位传感器13’，液位室可以通过管路分别连接电磁泵51’和气化室1’；其中，电磁泵6’、点火器7’、火焰检测装置8’、温度传感器12’、液位传感器13’和电加热装置3’分别通过导线电连接到电控装置9’上并组成一反馈控制系统：

当电磁泵6’打开、电加热装置3’通电后，点火器7’可以在电控装置9’的控制下实现对燃烧器2’的自动点火，当火焰检测装置8’检测到火焰喷出口有火焰时，发出信号给电控装置9’，电控装置9’控制点火器7’关闭，燃烧器2’实现稳定的燃烧；

当火焰检测装置8’检测到燃烧器2’为非正常燃烧时(如点火器7’无法正常点火、燃烧器2’火焰非正常熄灭或者燃烧不稳定等等)，此时，火焰检测装置8’发送反馈信号给电控装置9’，电控装置9’进而控制电加热装置3’停止工作，进行故障排除；

当温度传感器12’检测到气化室1’内的温度过高时，温度传感器12’将温度信号反馈给电控装置9’，电控装置9’可以改变电加热装置3’的加热功率，如停止加热或减小加热功率，从而保证气化室1’内加热温度处于正常水平，防止气化室1’过热；

气化室1’内还可设置有和电控装置6’电连接的压力传感器(图中未示)，该压力传感器和温度传感器11’起到双重保护的作用，压力传感器将检测到的气化室1’内部气化燃料的压力信号传送给电控装置6’，在气化室1’内的气化燃料的压力超过正常使用压力时，电控装置6’能够关闭设置于气化室上的电加热装置的供电电源和设置在供液装置上的电磁泵电源；

当液位传感器13’在检测到气化室1’内的液体燃料过量时，液位传感器13’反馈给电控装置9’，电控装置9’发出控制信号给电磁泵6’使其关闭，液体燃料箱4’停止给气化室1’供应燃料，而当液位传感器13’检测到气化室1’内的液体燃料不足时，液位传感器13’反馈给电控装置9’，电控装置9’则控制电加热装置3’停止工作，防止气化室1’过热或者引起干烧。

上述电控装置9’的控制方式可以利用现有技术的各种控制设备(如单片机、PLC等)和控制电路实现，该控制电路和设备不是本实施例要保护的主要内容，在此省略对该电控装置9’的结构和控制电路的具体描述。

本实施例通过电控装置9’的配合可对电加热装置3’的加热功率进行调节，从而改变液体燃料的气化量，最终实现液体燃料气化燃烧装置燃烧功率的精确、连续地调节，使得燃烧装置的工作更加安全、可靠。

实施例三，如图7、图8所示：

本实施例的燃烧装置结构和实施例二基本相同，该燃烧装置也包括有液体燃料箱4”、设置在液体燃料箱4”顶部的液位指示器43”、供料管5”、电磁泵6”、气化室1”、温度传感器12”、液位传感器13”、燃烧器2”、点火器7”、火焰检测装置8”和电加热装置3”，电磁泵6”、温度传感器12”、液位传感器13”、点火器7”、火焰检测装置8”和电加热装置3”之间通过电控装置9”电连接；

本实施例和实施例二所不同的是燃烧器2”的结构，本实施例的燃烧器2”呈扁平的圆桶形，火焰喷出孔21”开设于燃烧器2”的顶部，火焰喷出孔21”沿圆周方向间隔分布并且形成多圈，气化室1”顶部同样开设有两个出气口，燃烧器2”的底部通过两根输气管22”分别与气化室1”的两个出气口对应相连。

燃烧器2”的结构除了本实施例一至三中所描述的管形结构和扁平的圆桶形结构之外，还可以为弯管形、弧形等其他结构。

Claims (10)

1.一种液体燃料的气化燃烧装置，包括供液装置、气化室和燃烧器，所述燃烧器上开设有火焰喷出孔，其特征在于：所述气化室开设有液体燃料添加口和出气口，其中，所述气化室的液体燃料添加口和所述供液装置相连通，所述气化室的出气口和所述燃烧器相连通，并且，所述燃烧器的主体高于该燃烧器和所述气化室连接口设置，所述气化室还安装有能提供液体燃料气化所需热量的电加热装置。

2.根据权利要求1所述的液体燃料的气化燃烧装置，其特征在于：所述的电加热装置为金属电加热管或PTC加热元件或加热电阻丝或电磁感应加热线圈。

3.根据权利要求1所述的液体燃料的气化燃烧装置，其特征在于：所述的电加热装置紧贴于所述气化室的外侧壁安装。

4.根据权利要求1所述的液体燃料的气化燃烧装置，其特征在于：所述的电加热装置设置于所述气化室的腔室之内。

5.根据权利要求1所述的液体燃料的气化燃烧装置，其特征在于：所述的燃烧器可呈管形，该燃烧器的顶部开设有多个沿长度方向间隔设置的火焰喷出孔，所述气化室顶部开设有出气口，所述气化室的出气口分别与所述燃烧器的管口对应相连。

6.根据权利要求1所述的液体燃料的气化燃烧装置，其特征在于：所述的燃烧器呈扁平圆桶形，该燃烧器的顶部开设有多圈沿圆周方向间隔设置的火焰喷出孔，所述气化室顶部开设有出气口，所述燃烧器的底部通过输气管分别与所述气化室的出气口对应相连。

7.根据权利要求1～6中任一权利要求所述的液体燃料的气化燃烧装置，其特征在于：所述的供液装置包括有储料罐、承液杯和供料管，所述储料罐倒扣在所述承液杯之上，该储料罐的瓶口和所述气化室内的液体燃料的高度处于同一水平面，所述承液杯的出液口和所述气化室的液体燃料添加口之间通过所述供料管相连，所述供料管上还设置有控制该供料管流量的手动控制阀。

8.根据权利要求1～6中任一权利要求所述的液体燃料的气化燃烧装置，其特征在于：所述燃烧装置还包括有一能控制所述电加热装置的加热功率并控制该电加热装置停止工作的电控装置，所述的供液装置包括有液体燃料箱和供料管，所述液体燃料箱的出液口和所述气化室的液体燃料添加口之间通过所述供料管相连，所述供料管上还设置有提供液体燃料输送动力的电磁泵，所述电磁泵和所述电加热装置分别通过电控装置实现电连接。

9.根据权利要求8所述的液体燃料的气化燃烧装置，其特征在于：所述气化室顶部开设有液位孔，该液位孔内设置有和所述电控装置电相连的液位传感器，该液位传感器将检测到的液位信号传送给所述电控装置，在所述气化室内的液体燃料过量状态下，所述电控装置控制所述电磁泵关闭；在所述气化室内的液体燃料不足状态下，所述电控装置控制所述电磁泵开启或控制所述电加热装置停止工作。

10.根据权利要求9所述的液体燃料的气化燃烧装置，其特征在于：所述燃烧器在靠近所述火焰喷出孔的位置设置有点火器，所述燃烧器在靠近所述火焰喷出孔的位置还设置有能检测所述燃烧器的火焰是否处于正常燃烧状态的火焰检测装置，所述气化室的外侧壁上设置有能检测该气化室内工作温度的温度传感器，所述点火器、火焰检测装置和温度传感器分别电连接在所述电控装置上。

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