CN105135429A - 一种裂解气化的燃烧器及其燃烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃烧设备技术领域，特别涉及一种裂解气化的燃烧器，包括炉体、输液管和设置于炉体内的燃烧室，所述燃烧室设置有若干个气流孔，所述燃烧室连接有气化器，所述气化器的内部设置有导管，所述导管的顶端设置有输出孔，所述输液管穿过燃烧室与导管连接相通，所述气化器内部为气化室，所述气化室设有若干个用于裂解气化燃料的金属颗粒；使用时，燃料通过输液管进入气化器，燃料在气化器中，由于气化器的高温作用，将一部分燃料气化，而另一部分燃料形成雾状颗粒与高温金属颗粒接触，由高温金属颗粒进一步对雾状颗粒进行裂解并气化，最后形成混合可燃气体进入燃烧室充分燃烧，显然，本燃烧器具有结构简单、燃烧稳定和节省燃料的优点。

Description

一种裂解气化的燃烧器及其燃烧方法

技术领域

本发明涉及燃烧设备技术领域，特别涉及一种裂解气化的燃烧器及其燃烧方法。

背景技术

目前，在酒店、宾馆及大型食堂等场所，其为了提高烹饪的效率，大量采用了液体燃料的燃烧器，同时，这些燃烧器中，醇基液体燃烧器具有加热快、使用成本低和环保等优点而应用广泛；但是，现有的这类醇基燃烧器一般主要包括燃烧室和气化器两大部分，气化器与燃烧室直接相通，醇基液体燃料通过管路进入气化器，在气化器的高温作用下由液态转化为小分子气体，并从气化器的底部进入燃烧室与空气混合而燃烧，这种燃烧器由于气化器与燃烧室直接相通，当有大量的燃料注入时，不能及时气化的部分也会直接进入到燃烧室中，例如：当使用者需要加大燃烧时，往往会放开阀门注入更多的燃料，这时，突然增加的大量燃料进入气化器，气化器的内部空气有限，气化效率降低，未经气化的燃料进入燃烧室造成燃烧效率低下及燃烧不充分，从而造成一段时间内火量反而下降，且燃料损耗加大；有鉴于此，发明人根据其自身多年从事燃烧器相关领域的专业知识，经反复的试验和论证，提出了一种裂解气化的燃烧器及其燃烧方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种裂解气化的燃烧器，本燃烧器具有结构简单、燃烧稳定和节省燃料的优点；同时，本发明还提供了一种裂解气化的燃烧方法，利用本方法可让燃烧器的气化效率更高、燃料燃烧更充分。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种裂解气化的燃烧器，包括炉体、输液管和设置于炉体内的燃烧室，所述燃烧室设置有若干个气流孔，所述燃烧室连接有气化器，所述气化器的内部设置有导管，所述导管的顶端设置有输出孔，所述输液管穿过燃烧室与导管连接相通，所述气化器内部为气化室，所述气化室设有若干个用于裂解气化燃料的金属颗粒。

进一步的，所述气化器还设置垫片，所述垫片将气化室分隔为一级气化腔和与一级气化腔相通的二级气化腔。

优选的，所述一级气化腔或/和二级气化腔设置有金属颗粒。

优选的，所述垫片设置有供所述导管穿过的第一通孔，所述垫片还设置有若干个逸流孔。

进一步的，所述燃烧室的底部设置有凸台，所述凸台设置有用于容置输液管的中心孔，所述导管的下端与中心孔螺接并与输液管相通。

进一步的，所述气化器的下端设置有逸气凹口，所述气化器的上端均布有若干个鳍片，所述鳍片与燃烧室的上端抵接。

进一步的，所述若干个气流孔均为倾斜孔，所述燃烧室的侧壁设置有第二通孔，所述第二通孔装设有点火器。

一种裂解气化的燃烧方法，包括如下步骤：

S1.将醇基溶液的燃料送入气化器；

S2.燃料在气化器的高温作用下形成雾化颗粒和混合燃气；

S3.所述雾化颗粒与气化器中的高温金属颗粒接触进行再次裂解并气化；

S4.所述雾化颗粒经高温金属颗粒气化后进入燃料室燃烧。

进一步的，在S3的步骤中，所述雾化颗粒先经过第一次裂解气化，再经过第二次裂解气化。

进一步的，所述醇基溶液为甲醇溶液，其甲醇与水的配比是75%～80%：25%～20%。

本发明的有益效果：本发明提供一种裂解气化的燃烧器，本燃烧器在使用时，燃料通过输液管进入气化器，燃料在气化器中，由于气化器的高温作用，将一部分燃料气化，而另一部分未及时气化的燃料形成雾状颗粒与高温金属颗粒接触，由高温金属颗粒进一步对雾状颗粒进行裂解并气化，最后形成混合可燃气体进入燃烧室充分燃烧，显然，本燃烧器具有结构简单、燃烧稳定和节省燃料的优点；同时本发明还提供了一种裂解气化的燃烧方法，本燃烧方法先利用气化器进行初步气化，再进行二次裂解，从而使燃料的气化程度更高，从而提高燃烧器的气化效率，使燃料的燃烧更快捷、更充分。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的燃烧器的立体结构示意图。

图2为本发明的燃烧器的结构分解示意图。

图3为本发明的气化器的立体图。

图4为本发明的燃烧器的剖视图。

图5为图4的A部放大部。

图6为本发明的燃烧方法的流程图。

附图标记包括：

炉体--1， 输液管--2， 燃烧室--3，

气流孔--31， 凸台--32， 中心孔--33，

第二通孔--34， 气化器--4， 导管--41，

输出孔--42， 气化室--43， 一级气化腔--431，

二级气化腔--432， 垫片--44， 第一通孔--441，

逸流孔--442， 逸气凹口--45， 鳍片--46，

金属颗粒--5， 压火圈—6。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图5所示，本发明一种裂解气化的燃烧器，包括炉体1、输液管2和设置于炉体1内的燃烧室3，所述燃烧室3设置有若干个气流孔31，所述燃烧室3连接有气化器4，所述气化器4的内部设置有导管41，所述导管41的顶端设置有输出孔42，所述输液管2穿过燃烧室3与导管41连接相通，所述气化器4内部为气化室43，所述气化室43设有若干个用于裂解气化燃料的金属颗粒5。所述输液管2与外部存储设备连接，该外部存储设备包括存液罐、钢瓶等，在此不一一列举，该输液管2与外部存储设备连接时，该外部存储设备最好设置一定的压力，该压力在温度为20摄氏度时为0.2MPa，当温度为40摄氏度时压力为0.4MPa,当输液管2内的液体燃料具有一定的压力时，在进入气化器4的导管41时，从输出孔42可以形成喷射状，从而有利于燃料与高温气化器4的内壁形成均匀分布状，进而提高气化效率，避免了燃料积聚在较小的区域；而燃烧器的工作原理是：打开外部存储设备的阀门，燃料以一定的压力值从输液管2进入导管41，并且进一步从导管41的顶端设置的输出孔42喷出，使燃料与气化器4的上端内壁形成均匀分布状，而气化器4的上端在燃烧器不断的燃烧作用下，形成高温气化头部，根据实际测试其气化头部表面温度可达1000～1200摄氏度，而气化头部的内侧温度一般为800～1000摄氏度，这样，部分燃料在高温的作用下可即时气化，而另一部分燃料可能随着内侧温度的下降而形成雾化颗粒，这些雾化颗粒进一步与金属颗粒5接触，而金属颗粒5在气化器4的热传导作用下，其温度可达800～900摄氏度，同时，这些金属颗粒5在气化器4内部随着大量可燃混合气体的向下排出而实现无序的移动，进而对雾化颗粒进行再次裂解形成更小的颗粒，再结合自身高温的作用即可快速进行气化，需要强调的是，本发明中的这些金属颗粒5未进行固定，这样，不但有利于可燃混合气体的向下排出，而且有利于对燃料的雾化颗粒进行碰撞、裂解及提供不同的通气间隙；然后，气化后形成的燃料进入燃烧室3，在燃料室提供外部空气的作用下，进行燃烧。

另外，本发明所述的金属颗粒5为钢珠、铁砂或异形颗粒等，当然，作为最优选的方案为钢珠，利用这些钢珠、铁砂或异形颗粒可以大大增加气化反应面积。

综上所述，本燃烧器在使用时，燃料通过输液管2进入气化器4，燃料在气化器4中，由于气化器4的高温作用，将一部分燃料气化，而另一部分未及时气化的燃料形成雾状颗粒与高温金属颗粒5接触，由高温金属颗粒5进一步对雾状颗粒进行裂解并气化，最后形成混合可燃气体进入燃烧室3充分燃烧，显然，本燃烧器具有结构简单、燃烧稳定和节省燃料的优点。

作为对本燃料器的进一步改进，所述气化器4还设置垫片44，所述垫片44将气化室43分隔为一级气化腔431和与一级气化腔431相通的二级气化腔432。所述的一级气化腔431位于气化器4的上部，其作用在于当液体燃料从输出孔42喷出后与气化器4气化不完全时，形成的雾化颗粒或小液滴与一级气化腔431内的金属颗粒5接触，先进行初步裂解气化，然后仍有未气化的雾化颗粒或更小的液滴会进入二级气化腔432进行再次气化，特别是对于使用者在气化器4温度较低的情况下，注入更多的燃料，这样就能更好的确保气化的全面性，让气化的效率更高。

在本技术方案中，所述一级气化腔431或/和二级气化腔432设置有金属颗粒5。

其一，当一级气化腔431设置有金属颗粒5且二级气化腔432不设置金属颗粒5时，在垫片44的作用下，可以较好的防止雾化颗粒快速进入燃料室。

其二，当一级气化腔431不设置金属颗粒5且二级气化腔432设置金属颗粒5时，一级气化腔431由于位于气化器4的上部所以其温度较高，有利于输出孔42将液体燃料将整个一级气化腔431的内壁进行更均匀的喷射，同时二级气化腔432也可以对未完全气化的燃料进行再次裂解气化。

其三，当一级气化腔431和二级气化腔432均设置有金属颗粒5时，其中一级气化腔431的金属颗粒5粒径小于二级气化腔432的金属颗粒5粒径，这样，可以提高一级气化腔431尽可能的将大量的未气化燃料进行气化。

在本技术方案中，所述垫片44设置有供所述导管41穿过的第一通孔441，所述垫片44还设置有若干个逸流孔442。该逸流孔442便于气化燃料快速通过，当然，对于雾化颗粒来说，也可以一并通过在二级气化腔432再气化。

为了便于燃烧室3与气化器4的连接，所述燃烧室3的底部设置有凸台32，所述凸台32设置有用于容置输液管2的中心孔33，所述导管41的下端与中心孔33螺接并与输液管2相通。这样，在气化器4与燃烧室3装配时，直接利用导管41与中心孔33螺接即可，其结构简单，拆装方便。

在本技术方案中，所述气化器4的下端设置有逸气凹口45，所述气化器4的上端均布有若干个鳍片46，所述鳍片46与燃烧室3的上端抵接。所述逸气凹口45有利于可燃混合气体的快速排出至燃料室3中，而且这些逸气凹口45一般设置有四个、六个或八个，其数量作出限制可以提高可燃混合气体的排出压力，提高燃料时火苗的冲击力；另外，所述鳍片46与燃料室3的上端抵接，在燃烧时，火焰对鳍片46进行加热，鳍片46可以快速的将热传导至气化器4的内部，提高热传导效能，而且使结构更加稳固耐用。

在本技术方案中，所述若干个气流孔31均为倾斜孔，所述燃烧室3的侧壁设置有第二通孔34，所述第二通孔34装设有点火器。一般来说，燃料室内部均为圆筒形状，这样，当若干个气流孔31以倾斜方式设置时，就会在圆筒内形成旋涡气流，这样，在燃烧时，火苗也就会随着供气方式形成螺旋上升状，在同等燃料的情况下，本倾斜孔可以显著提高加热效率；而为了方便点火，所述第二通孔34中装设点火器，该点火器可以直接采用现有的电子点火装置即可，从而节省成本。

参见图6，本发明还提供了一种裂解气化的燃烧方法，包括如下步骤：

S1.将醇基溶液的燃料送入气化器；

S2.燃料在气化器的高温作用下形成雾化颗粒和混合燃气；

S3.所述雾化颗粒与气化器中的高温金属颗粒接触进行再次裂解并气化；

S4.所述雾化颗粒经高温金属颗粒气化后进入燃料室燃烧。

在S1步骤中，所述醇基溶液的燃料为甲醇水溶液或乙醇水溶液，而在S2的步骤中，当采用无水甲醇时，其裂解气化的化学式为：CH₃OH——CO+2 H₂,最终可以得到约66.7%的氢气和33.3%的一氧化碳，也就是生成一氧化碳和氢气以及混合气体进入燃烧室燃烧；当采用含水甲醇时，其裂解气化的化学式为：CH₃OH+H₂O——CO₂+ 3H₂，最终可得75%的氢气和25%的二气化碳；当未完全气化的燃料会在高温高热的作用下形成雾化颗粒，这种雾化颗粒与高温金属颗粒进行接触，从而实现再次裂解并发生气化。

由上述步骤可以看出，本燃烧方法先利用气化器进行初步气化，再进行二次裂解，从而使燃料的气化程度更高，从而提高燃烧器的气化效率，使燃料的燃烧更快捷、更充分，进而达到节省燃料的目的，并且还能提高燃烧效率。

当然，作为本方法的进一步改进，在S3的步骤中，所述雾化颗粒先经过第一次裂解气化，所述第一次裂解气化是液体燃料在气化器本体上未完成全部气化时，形成的雾化颗粒或和小液滴，这些雾化颗粒、小液滴会随着可燃混合气体沿着气化器向下移动，而可燃混合气体从高温金属颗粒通过进入燃烧室，而雾化颗粒和小液滴会与高温金属颗粒接触，在高温的作用下，进行第一次裂解气化；当上述的雾化颗粒和小液滴经过第一次裂解气化后，一般来说，基本会实现全部气化，而对于小液滴可能会随着产生的可燃混合气体向下继续移动，这样就有必须要进行第二次裂解气化，所述第二次裂解气化的原理与第一次裂解气化的原理相同，其作用是将第一次裂解气化的不完全燃料进行再次裂解气化，故不再重复赘述。在本改进方案中，将雾化颗粒进行两次裂解，这样可以防止突然加大的燃料注入形成的液滴进入燃烧室。

在本技术方案中，所述醇基溶液为甲醇溶液，其甲醇与水的配比是75%～80%：25%～20%。所述甲醇溶液具有较佳的经济效率，经反复试验与对比，所述甲醇与水的最佳配比是78%：22%，这样，在保证燃烧效率的同时，最大限度的降低使用成本。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种裂解气化的燃烧器，包括炉体（1）、输液管（2）和设置于炉体（1）内的燃烧室（3），其特征在于：所述燃烧室（3）设置有若干个气流孔（31），所述燃烧室（3）连接有气化器（4），所述气化器（4）的内部设置有导管（41），所述导管（41）的顶端设置有输出孔（42），所述输液管（2）穿过燃烧室（3）与导管（41）连接相通，所述气化器（4）内部为气化室（43），所述气化室（43）设有若干个用于裂解气化燃料的金属颗粒（5）。

2.根据权利要求1所述的一种裂解气化的燃烧器，其特征在于:所述气化器（4）还设置垫片（44），所述垫片（44）将气化室（43）分隔为一级气化腔（431）和与一级气化腔（431）相通的二级气化腔（432）。

3.根据权利要求2所述的一种裂解气化的燃烧器，其特征在于：所述一级气化腔（431）或/和二级气化腔（432）设置有金属颗粒（5）。

4.根据权利要求2所述的一种裂解气化的燃烧器，其特征在于：所述垫片（44）设置有供所述导管（41）穿过的第一通孔（441），所述垫片（44）还设置有若干个逸流孔（442）。

5.根据权利要求1所述的一种裂解气化的燃烧器，其特征在于：所述燃烧室（3）的底部设置有凸台（32），所述凸台（32）设置有用于容置输液管（2）的中心孔（33），所述导管（41）的下端与中心孔（33）螺接并与输液管（2）相通。

6.根据权利要求1所述的一种裂解气化的燃烧器，其特征在于：所述气化器（4）的下端设置有逸气凹口（45），所述气化器（4）的上端均布有若干个鳍片（46），所述鳍片（46）与燃烧室（3）的上端抵接。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种裂解气化的燃烧器，其特征在于：所述若干个气流孔（31）均为倾斜孔，所述燃烧室（3）的侧壁设置有第二通孔（34），所述第二通孔（34）装设有点火器。

8.一种裂解气化的燃烧方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将醇基溶液的燃料送入气化器；

S2.燃料在气化器的高温作用下形成雾化颗粒和混合燃气；

S3.所述雾化颗粒与气化器中的高温金属颗粒接触进行再次裂解并气化；

S4.所述雾化颗粒经高温金属颗粒气化后进入燃料室燃烧。

9.根据权利要求8所述的一种裂解气化的燃烧方法，其特征在于：在S3步骤中，所述雾化颗粒先经过第一次裂解气化，再经过第二次裂解气化。

10.根据权利要求8或9所述的一种裂解气化的燃烧方法，其特征在于：所述醇基溶液为甲醇溶液，其甲醇与水的配比是75%～80%：25%～20%。