CN103256707A

CN103256707A - 燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置

Info

Publication number: CN103256707A
Application number: CN2013101827426A
Authority: CN
Inventors: 戴廷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-04
Filing date: 2013-05-04
Publication date: 2013-08-21

Abstract

一种燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，包括箱式水流通道，多个燃烧腔，多个燃料出口；所述的多个燃烧腔平行地嵌设于箱式水流通道内，每个燃烧腔相对应地配置有一个气体燃料出口，使气体燃料在燃烧腔内部或端口部燃烧。本装置不仅可以大大提高能源利用效率，而且可以有效降低污染物排放。

Description

燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置

技术领域

本发明涉及热交换器及燃烧器技术领域，尤其涉及燃气供热水设备中的换热及燃烧装置。

背景技术

随着大气环境污染的逐步严重，使用干净能源天然气作为燃料将逐步成为供暖及供热水的主流方式，故产品设备的能源利用效率以及污染物排放高低直接决定产其生命力。现有的燃气供热水设备中，可燃气体在燃烧器火口处直接燃烧，燃烧器中与火焰接触的部件经长时间燃烧后积聚大量热能，这不仅造成能源白白浪费也容易使燃烧器部件损坏；且现有的结构一般都是先对空气进行加热，燃烧时中心火焰附近一般都没有冷却源，使得火焰中心温度很高，而火焰高温区域很容易产生氮氧化物等污染物，从而造成环境污染。因此对现有的燃气供热水设备中换热及燃烧装置进行结构改造实有必要和空间。

发明内容

本发明的目的在于针对现有燃气供热水设备的换热及燃烧装置结构中的缺陷和不足，提供一种结构设置合理、可有效提高能源利用效率且能降低污染物排放的燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，包括箱式水流通道，多个燃烧腔，多个燃料出口；多个燃烧腔平行地嵌设于箱式水流通道内，每个燃烧腔相对应地配置有一个燃料出口，使燃料在燃烧腔内部或端口部燃烧，所述的燃料为气体燃料。

进一步地，所述的燃烧腔为筒状或管状结构，其外壁或端口以整个周圈的形式与箱式水流通道的壁形成连接并且密封，燃烧腔的腔内空间与箱式水流通道内部形成隔绝，每个燃烧腔的大部分外壁在箱式水流通道内部，被水流包围。

进一步地，所述的燃料出口的形状结构为管状或锥形管状或通孔板状。

进一步地，所述的燃料出口的端口部或正前方设置有燃烧口，所述的正前方为燃料燃烧前最终流动方向，所述的燃烧口的整体形状为环状或管状结构，其内部出火口部位为网状或多孔板状。

进一步地，整体装置为金属材料，所述的燃烧腔内另设置有金属导热片，所述的金属导热片与燃烧腔内壁接触连接。

进一步地，所述的燃烧腔的横向截面形状为圆形，椭圆形，方形或三角形。

进一步地，所述的箱式水流通道上设置有进水口和出水口。

进一步地，所述的燃烧口设置有金属导热体与燃烧腔内壁接触连接。

进一步地，所述的燃烧口的后端周圈内壁或端口与燃料出口的外围体表接触形成周圈衔接，形成反向气流的阻断。

进一步地，所述的每个燃料出口的外围周圈设置有环形空气进气通道。

本发明有益效果为：本发明把燃烧腔嵌设于箱式的水流通道内，使得燃烧腔的外壁直接与水接触，并且设计为多个燃烧腔，可燃气体燃烧后热能均匀地分散于各个燃烧腔内，并迅速地被各个腔壁吸收，与水进行热交换，实现“火焰在水中燃烧”的效果，热能几乎被全吸收。且腔内和燃烧口设计有导热片与腔壁连接，火焰刚发生燃烧反应，热能就迅速被吸收交换，故腔内火焰不存在高温区域，因而不易产生氮氧化物等污染物。由此可见本发明不仅可以大大提高能源利用效率，而且可以有效降低污染物排放。

附图说明

图1是本发明的整体结构立面示意图；

图2是本发明的俯视平面示意图；

图3是图2中X-X剖面结构示意图；

图4是燃烧口与燃料出口形成反向气流阻断时的剖面结构示意图；

图5是燃料出口的形状为通孔板状时的剖面结构示意图；

图6是燃料出口的外围设置有环形空气进气通道时的剖面结构示意图；

图7是燃烧发生在燃烧腔端口部时的剖面结构示意图；

图中：

1、箱式水流通道；2、燃烧腔；3、燃料出口；4、燃烧口；5、金属导热片；6、金属到热体；7、燃料腔室示意；71、燃料进口；72、燃料流动方向示意；8、箱式水流通道内部水流示意；9、燃烧示意；10，环形空气进气通道；101、空气腔室示意；102、空气进口；103、空气流动方向示意。

具体实施方式

为了有利于实现本发明的目的和技术方案，本发明的每一个部件的具体形状和相互结构不受限制，只要符合本发明的原理并体现本发明的性能和效果均可。

下面选用优选方式结合附图对本发明进一步的实施说明。

实施例一

如图1至图3所示，本发明一种燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，包括箱式水流通道1，多个燃烧腔2，多个燃料出口3。所述的水流通道1、多个燃烧腔2、多个燃料出口3构成本发明的主要构件，由导热性能良好且耐高温的金属材料制成，当然本发明不局限于金属一种材料，有利于实现本发明目的的其它材料自然也可。

所述的多个燃烧腔2采用两端相通的管状结构，内部腔体截面为圆形(也可以采用其它结构和截面形状)，平行地嵌设于箱式水流通道1内，并采用蜂窝状均匀分布(如图1、图2所示，也可采用其它形式分布，而蜂窝状形式可使各燃烧腔外壁之间水流相互形成扰流效果，使水流流动更加充分)，与箱式水流通道1的连接方式是采用燃烧腔2的两端外壁与箱式水流通道1的壁形成周圈连接，并采用焊接密封(也可以采用其它连接及密封方式)。

所述的燃料出口3采用细管状结构(也可以采用其它结构)，各相对应地分布在每个燃烧腔2底部中心部分(如图1、图3所示，根据燃烧效果的需要，也可设置在其它位置)，使出来的气体燃料方向对准燃烧腔2的中心，在每个燃料出口3的正前方设置有燃烧口4(也可以设置在燃料出口3的端口部，根据燃烧效果而前后移动)，所述燃烧口4的外部形状采用管状结构，内部的出火部位采用多孔板状(也可以采用其它结构和形状)，所述燃烧口4的管状结构外壁设置有金属导热体6与燃烧腔2的内壁相互接触连接。

所述的燃烧腔2内部另设置有金属导热片5，并与燃烧腔2的内壁接触连接，所述的金属导热片5的具体形状不受限制。

所述的箱式水流通道1两端设置有进水口11和出水口12(也可以设置在它部位，形成水流通道即可)。

本实施例的装置结构适合于非空气混合型气体燃料，与空气的混合方式是实现自动混合后燃烧。如图3所示，含有一定压力的纯气体燃料从燃料进口7进入，于各个燃料出口3以一定速度流出，流出后与燃料出口3的端口部附近空气进行自动混合，然后在燃烧口4的出火口燃烧。与空气的混合程度取决于燃料出口3的端口部与燃烧口4之间的距离大小。

实施例二

如图4所示，燃烧口4的后端周圈内壁或端口与燃料出口3的外围体表接触形成周圈衔接，形成反向气流的阻断，使燃料只能朝前流动。本实施例装置结构适合于空气混合型气体燃料，与空气混合方式是预先强制混合。从燃料进口7进入的是预先与空气按合适比例混合后的燃料，该燃料往往压力较高，故在燃料出口3的外围务必需要形成反向气流的阻断，使燃料只能朝前运行而不会向后溢出。

本实施例的燃料出口3形状可以是管状或锥形管状(如图4所示)或通孔板状(如图5所示)。本实施例其余部分与实施例一相同，这里不再赘述。

实施例三

如图6所示，每个燃料出口3的外围周圈设置有环形空气进气通道10，并延伸嵌设到燃烧口4内，通道的外壁与燃烧口4的内壁衔接。本实施例中与空气混合方式是在燃料出口3端口部附近进行强制混合。从燃料进口7进入的依然可以是纯气体燃料，从空气进口102进入的是强制加压空气，燃料和空气在燃料出口3的端口部附近相遇混合，并在燃烧口4的出火口燃烧；通常加压空气的压力比燃料压力大，故多余空气会在出火口前方与未燃尽的燃料进行再次混合燃烧，实现完全燃烧。两次燃烧的空气混合分配比例可以由燃烧口4的具体结构进行控制。两次燃烧不仅可以实现燃料的完全燃烧，而且更不易产生氮氧化物等污染物。本实施例其余部分与实施例一相同，这里不再赘述。

实施例四

如图7所示，燃烧发生在燃烧腔2端口部。本实施例适合于加热其它部件或设备，作为燃烧器使用。本实施例其余实施方法与实施例一至实施例三所列相同，这里不再赘述。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims

1.燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，包括箱式水流通道(1)，多个燃烧腔(2)，多个燃料出口(3)；其特征在于：多个燃烧腔(2)平行地嵌设于箱式水流通道(1)内，每个燃烧腔(2)相对应地配置有一个燃料出口(3)，使燃料在燃烧腔(2)内部或端口部燃烧，所述的燃料为气体燃料。

2.根据权利要求1所述的燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，其特征在于：所述的燃烧腔(2)为筒状或管状结构，其外壁或端口以整个周圈的形式与箱式水流通道(1)的壁形成连接并且密封，燃烧腔(2)的腔内空间与箱式水流通道(1)内部形成隔绝，每个燃烧腔(2)的大部分外壁在箱式水流通道(1)内部，被水流包围。

3.根据权利要求1所述的燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，其特征在于：所述的燃料出口(3)的形状结构为管状或锥形管状或通孔板状。

4.根据权利要求1、3所述的燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，其特征在于：所述的燃料出口(3)的端口部或正前方设置有燃烧口(4)，所述的正前方为燃料燃烧前最终流动方向，所述的燃烧口(4)的整体形状为环状或管状结构，其内部出火口部位为网状或多孔板状。

5.根据权利要求1、2所述的燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，其特征在于：整体装置为金属材料，所述的燃烧腔(2)内另设置有金属导热片(5)，所述的金属导热片(5)与燃烧腔(2)内壁接触连接。

6.根据权利要求2所述的燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，其特征在于：所述的燃烧腔(2)的横向截面形状为圆形，椭圆形，方形，三角形。

7.根据权利要求1所述的燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，其特征在于：所述的箱式水流通道(1)上设置有进水口(11)和出水口(12)。

8.根据权利要求2、4所述的燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，其特征在于：所述的燃烧口(4)设置有金属导热体(6)与燃烧腔(2)内壁接触连接。

9.根据权利要求3、4所述的燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，其特征在于：所述的燃烧口(4)的后端周圈内壁或端口与燃料出口(3)的外围体表接触形成周圈衔接，形成反向气流的阻断。

10.根据权利要求1、3所述的燃烧腔嵌入式换热及燃烧装置，其特征在于：所述的每个燃料出口(3)的外围周圈设置有环形空气进气通道(10)。