CN104654284B - 燃烧装置及具有其的热声发电机 - Google Patents

Abstract

一种燃烧装置，包括进气通道、燃烧室和排气通道，主要技术特征在于所述进气通道与排气通道通过换热部件相互隔离，所述换热部件上设有凹凸相间的气体通道和烟气通道，所述进气通道一端连接供气源，另一端通过气体通道向燃烧室供气，所述燃烧室还具有余烟排气口，余烟排气口通过烟气通道连通排气通道。一种热声发电机，包括具有一个凸起的吸热头的热声发电机体，该吸热头外周壁设有吸热翅片，还包括上述燃烧装置，所述吸热头伸入燃烧室以吸取热能，吸热翅片的下方设有密封板，以引导将余烟由余烟排气口引向烟气导流件的吸烟口。本发明能有效利用余烟中的热能，预先加热进入燃烧室的气体，从而能提高供热效率。

Description

燃烧装置及具有其的热声发电机

技术领域

本发明属于热声发电机领域，具体地涉及到一种燃烧装置及具有其的热声发电机。

背景技术

现有的热声发电机包括燃烧装置和热声发电机体，燃烧装置包括外壳体、由壁体围成的燃烧室，燃烧室设于外壳体内。外壳体上设有向燃烧室提供空气的风机，燃气供气装置伸入燃烧室以提供燃气，燃烧室内设有点火针以点燃空气-燃气混合气体进行燃烧，产生高温热能，热声发电机体的吸热头伸入燃烧室以吸取热能，余烟通过燃烧室直接排放至外界环境。这种结构的热声发电机不利于余烟中热能的回收。为有效利用余烟热能，对燃烧装置及具有其的热声发电机进行了研制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种燃烧装置及具有其的热声发电机，它能有效利用余烟中的热能，从而预先加热进入燃烧室的气体，如此能提高供热效率。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种燃烧装置，包括进气通道、燃烧室和排气通道，所述进气通道与排气通道通过换热部件相互隔离，所述换热部件上设有凹凸相间的气体通道和烟气通道；所述进气通道一端连接供气源，另一端通过气体通道向燃烧室供气；所述燃烧室还具有余烟排气口，余烟排气口通过烟气通道连通排气通道。

根据本发明上述实施例的燃烧装置，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述换热部件为一具有锯齿状边缘的环形体。具体地，所述锯齿状边缘形成凹凸相间的气体通道和烟气通道。

根据本发明的一个实施例，所述换热部件由一换热外壳包覆，该换热外壳具有紧贴换热部件上下两端面的端部，以及设于换热部件内外侧的壁体，且该换热外壳上设有引气孔、出气口、吸烟口和排烟孔；所述引气孔连通进气通道与气体通道上游端；所述出气口连通气体通道的下游端与燃烧室；所述吸烟口连通余烟排气口与烟气通道上游端；所述排烟孔连通烟气通道下游端与外界。换热外壳的设置，使得在换热部件与换热外壳内形成两股没有物理性接触的气流通道，即通过引气孔、气体通道、出气口形成一气体通道；通过吸烟口、烟气通道、排烟孔形成另一余烟排气通道，两股气体在经过换热部件时，进行没有物理性接触地换热。

根据本发明的又一个实施例，所述换热外壳包括气体导入件、气体导出件、烟气导流件和烟气排出件；具体地，所述气体导入件，设于换热部件的上端部，且具有紧贴换热部件上端面的上平板，以及设于换热部件内侧的上壁体，上壁体上开设有引气孔；气体导出件，具有紧贴换热部件下端面的下平板，以及设于换热部件内侧的下壁体，下壁体上开设有出气口；烟气导流件，具有环绕换热部件外侧的外壁，以及具有吸烟口的余烟收集腔；烟气排出件，环绕设于换热部件上端部的外侧，并形成有一排放余烟的排烟腔，该烟气排出件上设有排烟孔。将换热外壳分为4个零部件组成，方便换热外壳的制造加工。

根据本发明的又一个实施例，所述气体导出件的下壁体紧贴换热部件内壁设置，所述烟气导流件的外壁紧贴换热部件外壁设置，如此使得各个气体通道之间相互隔离、各个烟气通道之间相互隔离，能进一步提高热交换效率。

根据本发明的又一个实施例，所述气体导入件与气体导出件之间设有隔离板。

根据本发明的又一个实施例，还包括围成一气体腔室的外壳，该外壳上还设有向气体腔室提供气源的供气通道，所述换热部件伸入气体腔室内，在外壳内壁与换热部件之间形成进气通道，该进气通道通过引气孔与换热部件的气体通道气体连通；从而形成一条向换热部件提供气源的通道。

根据本发明的又一个实施例，所述换热外壳围成有内腔，所述燃烧室由燃烧器壳体围成，燃烧器壳体伸入内腔并在内腔形成气流间隙，同时燃烧器壳体位于隔离板下方，且燃烧器壳体上设有气体进气口和余烟排气口，换热外壳的出气口、气流间隙、气体进气口相连通，以向燃烧室提供燃烧所需气体。

根据本发明的又一个实施例，所述还包括燃气进气管、点火针，所述燃气进气管和点火针穿过隔离板伸入燃烧室，所述进气通道为空气进气通道。

根据本发明的第二方面实施例的热声发电机，包括上述实施例所述的燃烧装置。

一种热声发电机，包括具有一个凸起的吸热头的热声发电机体，该吸热头外周壁设有吸热翅片，还包括上述燃烧装置，所述吸热头伸入燃烧室以吸取热能，吸热翅片的下方设有密封板，以将余烟从余烟排气口引向烟气导流件的吸烟口。

本发明同背景技术相比所产生的有益效果：由于本发明所述的燃烧装置采用一具有凹凸相间的气体通道和烟气通道的换热部件，该换热部件的设置能有效利用余烟中的热能，具体地，送入燃烧室进行燃烧的气体流经换热部件的气体通道、燃烧室产生的带热能的余烟流经换热部件的烟气通道，两股气体在流经换热部件时，进行没有物理性接触地换热。如此能预先加热进入燃烧室进行燃烧的气体，通过利用余烟中的热能，提高对热声发电机的供热效率。

附图说明：

图1为本发明中换热部件01和换热外壳02的装配示意图；

图2为图1中换热部件01、换热外壳02与隔离板04的剖视结构示意图；

图3为图2的爆炸结构示意图；

图4为图3的剖视结构示意图；

图5为图1中换热部件01的俯视图结构示意图；

图6为本发明中热声发电机的结构示意图；其中实线箭头为空气流向图，虚线箭头为余烟流向图。该附图中需要作特别说明的是，为表示换热部件01中气体通道010和烟气通道020不会串气，特在换热部件01中设有一条虚线。

图7为图6中外壳05、换热部件01、换热外壳02、隔离板04、燃烧器壳体03、吸热头81的装配剖视图；

图8为图7中外壳05的结构示意图；

图9为图8的剖视结构示意图；

图10为图6中燃烧器壳体03、吸热头81、燃气进气管06、点火针07的剖视二维示意图；

图11为图6中燃烧器壳体03、热声发电机体08的爆炸结构示意图。

具体实施方式：下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中各图中相同的标号表示相同的部分。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不理解为对本发明的限制。

还需要理解的是，术语“向下”、“向上”、“内”、“外”等所指示的位置关系为基于附图所示的位置关系，其仅为了便于描述本发明和简化描述，不能理解为对本发明的限制。

下面首先结合附图具体描述根据本发明第一方面实施例的燃烧装置。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本实施例的燃烧装置包括一进气通道100、一燃烧室200、一排气通道300、一换热部件01。所述进气通道100与排气通道300通过换热部件01相互隔离。该换热部件01上设有凹凸相间的气体通道010和烟气通道020。具体地，如图5所示，该换热部件01为一具有锯齿状边缘的环形体，锯齿状开口端朝环形体中心的为气体通道010，锯齿状开口端朝外的为烟气通道020；作为该结构的等同设计，也可将锯齿状开口端朝环形体中心的设为烟气通道020，而将锯齿状开口端朝外的设为气体通道010。

所述进气通道100一端连接供气源，另一端通过气体通道010向燃烧室200供气；所述燃烧室200还具有余烟排气口301，余烟排气口301通过烟气通道020连通排气通道300。如此供气源的气体在流经气体通道010通道时，与流经烟气通道020的余烟之间进行没有物理性接触地进行换热。如此能有效利用余烟中的热能，从而预先加热进入燃烧室的气体，如此能提高供热效率。

优选地，在所述换热部件01由一换热外壳02包覆，即该换热外壳02呈环形体设置，具有上下两个端部和内外两壁体，换热外壳02完全包覆着换热部件01。具体地，换热外壳02的两个端部分别紧贴换热部件01上下两端面，如此能限制气体和余烟沿换热部件01的轴线方向流散；换热外壳02的内外两壁体分别设于换热部件01内侧和外侧，如此能限制气体向换热部件01中心方向流散、限制余烟向外流散。进一步地，将换热外壳02的内壁体紧贴换热部件01内壁设置，即能将换热部件01上各个气体通道010相互隔离，防止各个气体通道010之间相互串气；将换热外壳02的外壁体紧贴换热部件01外壁设置，即能将换热部件01上各个烟气通道020相互隔离，防止各个烟气通道020之间相互串气。

同时该换热外壳02上设有引气孔213、出气口223、吸烟口233和排烟孔243。且所述引气孔213连通进气通道100与气体通道010上游端；所述出气口223连通气体通道010的下游端与燃烧室200；所述吸烟口233连通余烟排气口301与烟气通道020上游端；所述排烟孔243连通烟气通道020下游端与外界，即在排烟孔243处安装一管体，以将余烟排放置外界。如此能在换热部件01上形成多数股密封的气体通道010以及多数股密封的烟气通道020，这样有利于加强气体与余烟之间的换热。

进一步地，为优化换热外壳02的结构，并便于换热外壳02的加工，将换热外壳02分由4个零部件组成，即：气体导入件21、气体导出件22、烟气导流件23、烟气排出件24。具体地，气体导入件21设于换热部件01的上端部，且具有紧贴换热部件上端面的上平板211，以及设于换热部件01内侧的上壁体212，上壁体212上开设有引气孔213；气体导出件22具有紧贴换热部件01下端面的下平板221，以及设于换热部件01内侧的下壁体222，下壁体222上开设有出气口223；烟气导流件23具有环绕换热部件01外侧的外壁231，以及具有吸烟口233的余烟收集腔232；烟气排出件24，环绕设于换热部件01上端部的外侧，并形成有一排放余烟的排烟腔241，该烟气排出件24上设有排烟孔243。并且气体导出件22的下壁体紧贴换热部件01内壁设置，所述烟气导流件23的外壁紧贴换热部件01外壁设置。且在气体导入件21与气体导出件22之间设有隔离板04，隔离板04的设置可将送入气体通道010换热之前的气体，与从气体通道010中流出的、经过换热后的气体相隔离，以有序引导气体的流向。

参见图6、图7、图8、图9，上述换热部件01和换热外壳02伸入一外壳05设置。具体地，该外壳05围成有一气体腔室51，且该外壳05还设有向气体腔室51提供气源的供气通道52，供气通道52形成在外壳05的外侧壁上，即供气通道52一端与风机400连接，另一端向气体腔室51供空气。所述换热部件01和换热外壳02伸入气体腔室51内，并在外壳05内壁与换热部件01之间形成进气通道100，该进气通道100通过引气孔213与换热部件01的气体通道010气体连通。

参见图1、图2、图4所示，上述换热外壳02围成有内腔25，参见图6、图7、图10、图11，一燃烧器壳体03伸入内腔25，同时燃烧器壳体03位于隔离板04下方。上述燃烧室200由燃烧器壳体03围成，该燃烧器壳体03上设有气体进气口302和余烟排气口301，燃烧器壳体03伸入内腔25并在内腔25形成气流间隙251。如此，风机400向供气通道52送风，并依次流经进气通道100、引气孔213、气体通道010、出气口223、气流间隙251、气体进气口302，最后进入燃烧室200，从而形成一条空气供气通道。参加图10，本实施例还包括燃气进气管06、点火针07，所述燃气进气管06和点火针07穿过隔离板04伸入燃烧室200，燃气进气管06向燃烧室200供燃气，点火针07点燃混合气体进行燃烧。

优选地，参见图10和图11，燃烧器壳体03上的气体进气口302呈放射状设置有多数个，且每个气体进气口302处设有一导向板303，导向板303的设置有利于有序引入空气，并加强空气与燃气的混合，有助于提高燃烧效率。

参见图6、图7、图10，燃烧器壳体03上的余烟排气口301连通吸烟口233、烟气通道020、排烟孔243，最后将烟气送至外界，由此形成一条余烟排烟通道。

根据本发明的第二方面实施例的热声发电机，请参见图6、图7、图10、图11，热声发电机包括具有一个凸起的吸热头81的热声发电机体08，该吸热头81外周壁设有吸热翅片811以及上述结构的燃烧装置。吸热翅片811环绕吸热头81设置多数片，且相邻两个吸热翅片811之间具有供烟气通过的通道，所述吸热头81伸入燃烧室200以吸取热能，吸热翅片811的下方设有密封板09，以将余烟从余烟排气口301引向烟气导流件23的吸烟口233。

工作时，风机400通过供气通道52送风，并依次流经进气通道100、引气孔213、气体通道010、出气口223、气流间隙251、气体进气口302，最后进入燃烧室200；燃气由燃气进气管06送入燃烧室200，空气与燃气在燃烧室200混合，并由点火针07点火燃烧。燃烧产生高温气体，燃烧室200内的吸热头81吸取热能，以提供给热声发电机体08，而余烟由燃烧器壳体03的余烟排气口301排出，通过密封板09的引流，依次流经吸烟口233、烟气通道020、排烟孔243，最后排至外界。当空气流经换热部件01的气体通道010，与同时流经换热部件01的烟气通道020的余烟进行换热，如此能有效利用余烟中的热能，预先加热进入燃烧室的气体，从而提高向热声发电机体的供热效率。

上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，所述的各种变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种燃烧装置，包括进气通道（100）、燃烧室（200）和排气通道（300），其特征在于：所述进气通道（100）与排气通道（300）通过换热部件（01）相互隔离，所述换热部件（01）上设有凹凸相间的气体通道（010）和烟气通道（020）；该换热部件（01）为一具有锯齿状边缘的环形体；该换热部件（01）由一换热外壳（02）包覆，该换热外壳（02）具有紧贴换热部件（01）上下两端面的端部，以及设于换热部件（01）内外侧的壁体，且该换热外壳（02）上设有引气孔（213）、出气口（223）、吸烟口（233）和排烟孔（243）；

所述引气孔（213）连通进气通道（100）与气体通道（010）上游端；

所述出气口（223）连通气体通道（010）的下游端与燃烧室（200）；

所述吸烟口（233）连通余烟排气口（301）与烟气通道（020）上游端；

所述排烟孔（243）连通烟气通道（020）下游端与外界；

所述进气通道（100）一端连接供气源，另一端通过气体通道（010）向燃烧室（200）供气；所述燃烧室（200）还具有余烟排气口（301），余烟排气口（301）通过烟气通道（020）连通排气通道（300）。

2.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于所述换热外壳（02）包括：

气体导入件（21），设于换热部件（01）的上端部，且具有紧贴换热部件上端面的上平板（211），以及设于换热部件（01）内侧的上壁体（212），上壁体（212）上开设有引气孔（213）；

气体导出件（22），具有紧贴换热部件（01）下端面的下平板（221），以及设于换热部件（01）内侧的下壁体（222），下壁体（222）上开设有出气口（223）；

烟气导流件（23），具有环绕换热部件（01）外侧的外壁（231），以及具有吸烟口（233）的余烟收集腔（232）；

烟气排出件（24），环绕设于换热部件（01）上端部的外侧，并形成有一排放余烟的排烟腔（241），该烟气排出件（24）上设有排烟孔（243）。

3.根据权利要求2所述的燃烧装置，其特征在于所述气体导出件（22）的下壁体紧贴换热部件（01）内壁设置，所述烟气导流件（23）的外壁紧贴换热部件（01）外壁设置。

4.根据权利要求2或3所述的燃烧装置，其特征在于所述气体导入件（21）与气体导出件（22）之间设有隔离板（04）。

5.根据权利要求1~3中任一项所述的燃烧装置，其特征在于还包括围成一气体腔室（51）的外壳（05），该外壳（05）上还设有向气体腔室（51）提供气源的供气通道（52），所述换热部件（01）伸入气体腔室（51）内，在外壳（05）内壁与换热部件（01）之间形成进气通道（100），该进气通道（100）通过引气孔（213）与换热部件（01）的气体通道（010）气体连通。

6.根据权利要求4所述的燃烧装置，其特征在于所述换热外壳（02）围成有内腔（25），所述燃烧室（200）由燃烧器壳体（03）围成，燃烧器壳体（03）伸入内腔（25）并在内腔（25）形成气流间隙（251），同时燃烧器壳体（03）位于隔离板（04）下方，且燃烧器壳体（03）上设有气体进气口（302）和余烟排气口（301），换热外壳（02）的出气口（223）、气流间隙（251）、气体进气口（302）相连通。

7.根据权利要求6所述的燃烧装置，其特征在于还包括燃气进气管（06）、点火针（07），所述燃气进气管（06）和点火针（07）穿过隔离板（04）伸入燃烧室（200），所述进气通道（100）为空气进气通道。

8.一种热声发电机，包括具有一个凸起的吸热头（81）的热声发电机体（08），该吸热头（81）外周壁设有吸热翅片（811），其特征在于：还包括根据权利要求1~7 中任一项所述的燃烧装置，所述吸热头（81）伸入燃烧室（200）以吸取热能，吸热翅片（811）的下方设有密封板（09），以将余烟从余烟排气口（301）引向烟气导流件（23）的吸烟口（233）。