CN105465773B - 一种供氧隔热装置及具有该装置的可燃气燃烧室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供氧隔热装置及具有该装置的可燃气燃烧室，供氧隔热装置嵌于燃烧室入口后将燃烧室内腔与燃烧装置的火焰喷射口连接，该供氧隔热装置包括由内筒与外筒相互嵌套形成的进气筒，内、外筒间插有供氧管并用耐温浇注料填充，内、外筒及供氧管通过支撑环相互固定，供氧管的进气端安装用于调节燃烧室进气量的管帽。本发明能够使可燃气充分燃烧，燃烧温度可达到1000摄氏度以上，能够充分利用可燃气中的能量；通过本发明燃烧室入口处特殊的密封结构，避免了热量的流失，最大程度地使用可燃气燃烧产生的热能。另外，本发明燃烧室入口采用带颈法兰结构密封焊接，具有提高燃烧室、进气筒及其它零部件使用寿命的作用。

Description

一种供氧隔热装置及具有该装置的可燃气燃烧室

技术领域

本发明涉及燃烧设备组件，更为具体来说，涉及一种富氧燃烧的设备，是一种供氧隔热装置及具有该装置的可燃气燃烧室。

背景技术

由于能源危机变得越来越严重，许多人开始在绿色能源方面进行大量、广泛地的研究和实践，生物质气化炉就是其中之一。

生物质气化炉所用的材料一般为农作物秸秆、动物粪便、林木废弃物或者其他废弃物，这些废弃物均为取之不尽用之不竭的可再生能源。但是，现有的生物质气化炉均基于传统的炉体，结构单一，对生物质产生的可燃气燃烧得不够充分，不仅造成了大量的能源浪费，而且产生的可燃气往往会污染环境，得不偿失。

申请号为201210162048.3的中国发明专利申请公开了一种生物质气化炉：包括炉体，炉体上部设置燃烧室，炉体下部设置气化室，气化室与燃烧室通过导流管相连通；风机连通主风道、次风道，主风道连通气化室主风孔，主风孔位于气化室的底部或下部，次风道连通气化室的次风孔，次风孔位于气化室的顶部或上部，次风道还连通位于导流管侧壁上的混风孔。

上述方案中，为了提高燃烧室的氧气含量，提供了多个风孔，包括主风孔、次风孔、混风孔，通过这些风孔为生物质炉产生的可燃气的燃烧提供氧气；虽然如此，仍然无法解决氧气量供给不足、可燃气燃烧不充分，造成了大量的可燃气资源的浪费，而且，严重地污染了大气环境。另外，包括上述方案的燃烧室在内，对于可燃气燃烧产生的热量不能及时地收集，造成了大量的热量严重流失，能源利用率低。

因此，获得一种将使可燃气充分燃烧的燃烧室成为了本领域技术人员始终研究的重点和努力的方向。

发明内容

为解决现有燃烧室中的可燃气燃烧不够充分而造成的热量流失、环境污染等诸多问题，本发明提供了一种供氧隔热装置及具有该装置的可燃气燃烧室，能够将可燃气充分燃尽，避免了对环境的污染，同时能够将可燃气产生的热量及时收集，避免热量流失问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种供氧隔热装置，该装置嵌于燃烧室入口后将燃烧室内腔与燃烧装置的火焰喷射口连接，该供氧隔热装置包括由内筒与外筒相互嵌套形成的进气筒，内、外筒间插有供氧管并用耐温浇注料填充，内、外筒及供氧管通过支撑环相互固定，供氧管的进气端安装用于调节燃烧室进气量的管帽。

本发明通过进气筒内插有供氧管的结构，将氧气充分、直接地送至燃烧火焰处，为燃烧提供充足、稳定的氧气来源，保障了充分燃烧产生的高温；耐温浇注料避免了可燃气燃烧产生热量的流失，最大化地使用了可燃气燃烧产生的热量，将热量留在燃烧室内，供其他设备使用，同时耐温浇注料受热后几乎不会发生膨胀，稳定性较好。

本发明在每个供氧管的进气端都铰接管帽，可通过管帽盖住供氧管以达到控制进气量的目的，有效调节了进入燃烧腔内的氧气量，控制可燃气的燃烧程度。

本发明的支撑环具有两个作用：一是作为内筒、外筒之间的支撑结构，起到支撑作用；二是起到加固耐温浇注料形成的筒形结构的作用，避免筒形结构可能产生的龟裂问题，提高耐温浇注料的使用寿命。

进一步地，外筒两端分别焊接有带颈法兰，带颈法兰由法兰盘体和颈部密封焊接而成，法兰盘体呈环形片状、颈部呈筒状，颈部与法兰盘体夹角大于90度；颈部上端与外筒密封焊接，法兰盘体与燃烧室密封焊接。

本发明通过带颈法兰密封连接进气筒和燃烧室，这种特殊的固定件具有可弯曲的作用，同时进气筒与燃烧室入口之间存在缝隙，在燃烧室受热发生膨胀、产生形变后，带颈法兰发生形变而避免了燃烧室与进气筒之间的挤压，不仅提高了进气筒的寿命，同时避免了燃烧室与进气筒之间相互挤压而造成的二者之间密封开裂的问题。

进一步地，耐温浇注料为水硬性结合浇注料、化学结合浇注料、凝聚结合浇注料等其他耐温材料。

本发明提供了与上述装置具有相同构思的一种供氧隔热装置，该装置嵌于燃烧室入口后将燃烧室内腔与燃烧装置的火焰喷射口相连通，该供氧隔热装置包括由耐温浇注料浇筑而成的进气筒，耐温浇注料形成的进气筒筒壁内部嵌插供氧管，供氧管通过筒壁内的支撑环固定，供氧管进气端安装有管帽。

上述供氧隔热装置不使用内、外筒，而是采用耐温浇注料直接浇筑出进气筒结构，作为整个进气结构，并使用大量的支撑环加固耐温浇注料形成的进气筒，避免进气筒可能产生的龟裂问题，提高进气筒的寿命，这种方式大大地简化了供氧隔热装置的结构。

在上述简化后的结构中，支撑环同时起到与燃烧室壁板内部支架连接的作用，这种连接方式更加可靠、更加简单。

进一步地，进气筒进气端和出气端的支撑环向外伸出并分别焊接带颈法兰，带颈法兰由法兰盘体和颈部焊接而成，法兰盘体呈环形片状、颈部呈筒状，颈部与法兰盘体夹角大于90度；颈部上端与支撑环焊接，法兰盘体与燃烧室密封焊接。

这种简化的结构也可通过带颈法兰密封连接进气筒伸出的支撑环和燃烧室，带颈法兰这种特殊的固定件具有可弯曲的作用，同时进气筒与燃烧室入口之间存在缝隙，在燃烧室受热发生膨胀、产生形变后，带颈法兰发生形变而避免了燃烧室与进气筒之间的挤压，不仅提高了进气筒的寿命，同时避免了燃烧室与进气筒之间相互挤压而造成的二者之间密封开裂的问题。

进一步地，耐温浇注料为水硬性结合浇注料、化学结合浇注料、凝聚结合浇注料等其他耐温材料。

进一步地，燃烧装置为能直接燃烧后形成火焰出口的燃烧装置，具体为轻质柴油、重油、煤气、天然气或生物质气化炉的燃烧装置。

本发明公开了一种具有上述供氧隔热装置的可燃气燃烧室，包括入口和出口，入口内嵌进气筒，进气筒外径小于燃烧室入口孔径，从而在进气筒与燃烧室入口的内表面间形成间隙，进气筒与燃烧室通过带颈法兰固定连接。

进一步地，为更稳定地固定进气筒，燃烧室的室壁内部具有支架，支架与外筒壁焊接，支架与外筒壁中部之间具有两个以上的焊点；燃烧室出口处安装引风机，进气筒内径大于燃烧装置的火焰喷射口直径。引风机在燃烧室内形成负压，提高燃烧室内进氧量，增强火焰燃烧的程度。

本发明还公开了安装第二种供氧隔热装置的可燃气燃烧室，包括入口和出口，入口内嵌进气筒，进气筒外径小于燃烧室入口孔径，从而在进气筒与燃烧室入口的内表面间形成间隙，进气筒与燃烧室通过带颈法兰固定连接。燃烧室的室壁内部具有支架，支架与支撑环焊接；燃烧室出口处安装引风机，进气筒内径大于燃烧装置的火焰喷射口直径。

本发明的有益效果为：相对于现有的生物质燃料气化炉的可燃气燃烧室，本发明能够将可燃气充分燃烧，特别是生物质燃料气化炉产生的可燃气，燃烧温度可达到1000摄氏度以上，能够充分利用可燃气中的能量；通过本发明燃烧室入口处特殊的密封结构，避免了热量的流失，最大程度地使用火焰燃烧产生的热能。

另外，本发明燃烧室入口采用带颈法兰结构密封焊接，具有提高燃烧室、进气筒及其它零部件使用寿命的作用，该结构避免了燃烧室与进气筒之间相互挤压而造成的二者之间密封开裂的问题。本发明结构简单、容易实现和应用，适于各种可燃气燃烧室或者燃烧腔上使用，可大量推广。

附图说明

图1为实施例一中可燃气燃烧室结构示意图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为实施例一中进气筒剖面结构示意图。

图4为实施例二中可燃气燃烧室结构示意图

图5为图4中B处的放大图。

图6为实施例二中进气筒剖面结构示意图。

图中，

1、引风机；2、出口；3、进气筒；30、外筒；31、内筒；4、入口；5、带颈法兰；50、法兰盘体；51、颈部；6、供氧管；60、管帽；7、支撑环；8、支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构进行详细的解释和说明。

实施例一：

如图1、2、3所示，本发明公开了一种供氧隔热装置，该装置使用时嵌于燃烧室入口4，包括两端分别连通燃烧室内腔和燃烧装置的火焰喷射口的进气筒3，进气筒3包括相互嵌套的内筒31和外筒30，外筒30直径大于内筒31直径，内筒31、外筒30之间设置有支撑环7，内筒31和外筒30之间填充有耐温浇注料、插有多个供氧管6，内筒31、外筒30及供氧管6通过支撑环7相互固定，供氧管6进气端安装有对进入燃烧室的空气量进行有效控制的管帽60，本实施例中管帽60与供氧管的连接方式是铰接，也可以采用螺纹连接其他合理的连接方式，以能够封住供氧管6管口为准；内筒31与外筒30之间填充有耐温浇注料。本发明通过进气筒3内插有供氧管6的结构，将氧气直接送到了燃烧火焰附近，为火焰供给充足、稳定的氧气，实现了充分地燃烧；耐温浇注料避免了燃烧火焰产生热量的流失，最大化地使用了燃烧火焰产生的热量，将热量留在燃烧室内，供其他设备使用，同时耐温浇注料受热后几乎不会发生膨胀，稳定性较好。本发明在每个供氧管6的进气端都铰接管帽60，可通过管帽60盖住供氧管6以达到控制进气量的目的，有效调节了进入燃烧腔内的氧气量，控制可燃气的燃烧程度。本发明的支撑环7具有两个作用：一是作为内筒31、外筒30之间的支撑结构，起到支撑作用；二是起到加固耐温浇注料形成的筒形结构的作用，避免筒形结构可能产生的龟裂问题，提高耐温浇注料的使用寿命。

为方便进气筒3与燃烧腔连接、保护进气筒3，外筒30两端分别焊接有带颈法兰5，带颈法兰5由法兰盘体50和颈部51相互焊接而成，法兰盘体50呈环形片状、颈部51呈筒状，颈部与法兰盘体夹角大于90度，或者说，自颈部51与法兰盘体50的连接处至颈部51末端，颈部51的直径逐渐缩小；颈部51末端密封焊接外筒30、法兰盘体50末端密封焊接燃烧室。本发明通过带颈法兰5密封连接进气筒3和燃烧室，这种特殊的固定件具有可弯曲的效果，同时进气筒3与燃烧室入口4之间存在缝隙，在燃烧室受热发生膨胀、产生形变后，带颈法兰5发生形变而避免了燃烧室与进气筒3之间的挤压，不仅提高了进气筒3的寿命，同时避免了燃烧室与进气筒3之间相互挤压而造成的二者之间密封开裂的问题。本发明的耐温浇注料可为水硬性结合浇注料、化学结合浇注料、凝聚结合浇注料等多种耐温浇注料，以实现隔热、耐温作用为准。

如图1所示的可燃气燃烧室的结构示意图，本发明的燃烧室可为一个立方箱体，包括入口4、出口2。入口4内嵌有供氧隔热装置的进气筒3，进气筒3将燃烧室内腔与燃烧装置的火焰喷射口相连通，本实施例中，进气筒3内插有燃烧装置的火焰喷射口，燃烧装置可为能直接燃烧后形成火焰出口的燃烧装置，具体为轻质柴油、重油、煤气、天然气或生物质气化炉的燃烧装置，将上述燃烧装置产生的火焰输出至燃烧室内燃烧。

更为具体来说，如图1、2、3所示，进气筒3包括套在一起的内筒31和外筒30，其中，外筒30直径大于内筒31直径，内筒31直径大于可燃气管接头直径，内筒31用于连接生物质燃料气化炉的火焰喷射口。本发明中，内筒31和外筒30之间设置有支撑环7，该支撑环7沿进气筒3进气方向开有通孔，通孔内插有供氧管6，供氧管6进气端铰接有管帽60，供氧管6也可以通过其他方式与管帽60连接，如螺纹连接、过盈配合等等，以实现封闭供氧管6进气端为准；本发明可通过管帽60盖住供氧管以达到控制进气量的目的，通过控制多个供氧管6的管帽60是否开启，在氧气量足够充足的前提下，这种方式有效调节了进入燃烧腔内的氧气量，控制了可燃气的燃烧程度。支撑环7主要有两个作用：一是起到支撑作用，作为内筒31和外筒30之间的支撑结构，起到支撑作用，使内筒31、外筒30之间相对位置稳定，不发生相对运动；二是起到加固耐温浇注料形成的筒形结构的作用，避免筒形结构可能产生的龟裂问题，提高耐温浇注料的使用寿命；另外，本发明的支撑管也用于插入供氧管6，供氧管6连通燃烧室内腔和外部的大气，为燃烧室内腔可燃气的燃烧提供充足的氧气，为尽可能提高燃烧室内氧气含量。本实施例中，支撑环7的个数可以为多个，具体的个数本领域技术人员根据需要设定。

需要说明的是，本发明中的“多个”应该理解为“两个以上”。

为提高氧气量、控制可燃气燃烧程度，本发明在燃烧室出口2处安装引风机1，使燃烧室内形成负压，大气中大量的空气从入口4的供氧管6进入燃烧室内腔中，废气从出口2排出。

为避免可燃气产生热量的流失，本发明中内筒31与外筒30之间、内筒31与供氧管6之间、外筒30与供氧管6之间填充有耐温浇注料，其中，耐温浇注料可为水硬性结合浇注料，如氧化铝浇注料，或者化学结合浇注料，如水玻璃、硫酸铝等，耐温浇注料还可以为凝聚结合浇注料等其它耐温材料，具体选择哪种耐温浇注料或者隔热材料，本领域技术人员根据需要进行合理而明智的选择。

如图2、3所示，本发明为避免可燃气燃烧室内壁膨胀导致的入口4缩小、入口4对进气筒3造成挤压等问题，本发明的外筒30直径小于入口4直径，因而进气筒3外表面与入口4内表面之间存在缝隙，鉴于外筒30与燃烧室入口4内壁存在间隔，本发明进气筒3与燃烧室之间通过一对结构相同的带颈法兰5固定连接；带颈法兰5包括相互焊接的法兰盘体50和颈部51，法兰盘体50呈环形片状，颈部51呈筒状、截面呈等腰梯形，自颈部51与法兰盘体50的连接处至颈部51末端颈部51的直径逐渐缩小；一个带颈法兰5法兰盘体50末端密封焊接燃烧室内壁、颈部51末端密封焊接外筒30一端，另一个带颈法兰5法兰盘体50末端密封焊接燃烧室外壁、颈部51末端密封焊接外筒30另一端，如图2所示，温度升高时，燃烧室侧壁受热膨胀，在燃烧室入口4内壁与进气筒3外壁之间的距离变小，法兰盘体50会向进气筒3中心运动，颈部51会以颈部51与进气筒3的连接部为圆心摆动，本发明的结构避免了燃烧室入口4对进气筒3的挤压；当降温冷却时，燃烧室侧壁、带颈法兰5会恢复到初始位置。本实施例中，为进一步固定进气筒3，燃烧室壁板内部具有支架8，支架8与外筒30外壁焊接，支架8与外筒30外壁中部之间具有两个以上的焊点，具体焊点的个数，本领域技术人员根据需要进行合理选择。

实施例二：

如图4、5、6所示，本实施例提供了与实施例一具有相同构思的供氧隔热装置及具有该装置的可燃气燃烧室，供氧隔热装置可嵌于燃烧室入口4，包括两端分别连通燃烧室内腔和可燃气管的进气筒3。

本实施例与实施例一的区别在于，进气筒3为耐温浇注料浇筑而成的进气筒3，进气筒3管壁内部嵌有多个与燃烧室入口4连接支撑环7，沿进气筒3轴向方向，进气筒3管壁内插有多个供氧管6，供氧管6穿透耐温浇注料和支撑环7，供氧管6进气端安装有管帽60，管帽60与供氧管6的连接方式可为铰接、螺纹连接、过盈配合等多种连接方式。

如图5、6所示，上述供氧隔热装置不使用内筒31、外筒30，而是采用耐温浇注料直接浇筑出进气筒3结构，作为整个进气结构，并使用大量的支撑环7加固耐温浇注料形成的进气筒3，避免进气筒3可能产生的龟裂问题，提高进气筒3的寿命，这种方式大大地简化了结构。

在上述简化后的结构中，支撑环7同时起到与燃烧室壁板内部支架8连接的作用，这种连接方式更加可靠、更加简单。进气筒3进气端和出气端的支撑环7向外伸出、分别焊接一个带颈法兰5，带颈法兰5包括相互焊接的法兰盘体50和颈部51，法兰盘体50呈环形片状、颈部51呈筒状，颈部与法兰盘体夹角大于90度，带颈法兰5法兰盘体50末端密封焊接燃烧室、颈部51末端密封焊接进气筒3进气端或者出气端伸出的支撑环7。可通过带颈法兰5密封连接进气筒3伸出的支撑环7和燃烧室，带颈法兰5这种特殊的固定件具有可弯曲的作用，同时进气筒3与燃烧室入口4之间存在缝隙，在燃烧室受热发生膨胀、产生形变后，带颈法兰5发生形变而避免了燃烧室与进气筒3之间的挤压，不仅提高了进气筒3的寿命，同时避免了燃烧室与进气筒3之间相互挤压而造成的二者之间密封开裂的问题。本发明的耐温浇注料可为水硬性结合浇注料、化学结合浇注料、凝聚结合浇注料等多种耐温浇注料。

将本实施例的供氧隔热装置用于可燃气燃烧室，与实施例一相比，本实施例的结构更加简化，如图4、5、6所示，一种可燃气燃烧室，包括入口4和出口2，入口4内嵌有与入口4固接的进气筒3，进气筒3两端分别连通燃烧室内腔和可燃气管，进气筒3为耐温浇注料浇筑而成的进气筒3，进气筒3管壁内部嵌有多个支撑环7，本实施例中，支撑环7最主要的作用是为了与燃烧室壁板的连接，支撑环7还有加固耐温浇注料浇筑而成的进气筒3的作用，避免进气筒3可能发生龟裂的问题，提高进气筒3的使用寿命；沿进气筒3轴向方向，耐温浇注料形成的进气筒3筒壁内部嵌插供氧管6，供氧管6穿透耐温浇注料和支撑环7，为控制供氧量、提高可燃气燃烧效果，供氧管6进气端安装有管帽60。为克服燃烧室壁板热涨问题，进气筒3外径小于入口4直径，进气筒3外表面与入口4内表面之间存在缝隙；燃烧室壁板内部具有支架8，支撑环7自进气筒3管壁内部向管外伸出，支架8与支撑环7伸出端焊接。为提高对进气筒3的固定效果和燃烧室内部的密封效果，燃烧室壁板内壁、外壁分别焊接一个带颈法兰5，带颈法兰5包括相互焊接的法兰盘体50和颈部51，法兰盘体50呈环形片状、颈部51呈筒状，自颈部51与法兰盘体50的连接处至颈部51末端，颈部51的直径逐渐缩小；一个带颈法兰5法兰盘体50末端密封焊接燃烧室内壁、颈部51末端密封焊接进气筒3出气端伸出的支撑环7，另一个带颈法兰5法兰盘体50末端密封焊接燃烧室外壁、颈部51末端密封焊接进气筒3进气端伸出的支撑环7。燃烧室出口2处安装引风机1。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种供氧隔热装置，该装置嵌于燃烧室入口(4)后将燃烧室内腔与燃烧装置的火焰喷射口连接，其特征在于：该供氧隔热装置包括由内筒(31)与外筒(30)相互嵌套形成的进气筒(3)，内、外筒间插有供氧管(6)并用耐温浇注料填充，内、外筒及供氧管通过支撑环(7)相互固定，供氧管的进气端安装用于调节燃烧室进气量的管帽(60)。

2.根据权利要求1所述的供氧隔热装置，其特征在于：外筒两端分别焊接有带颈法兰(5)，带颈法兰由法兰盘体(50)和颈部(51)密封焊接而成，法兰盘体呈环形片状、颈部呈筒状，颈部与法兰盘体夹角大于90度；颈部上端与外筒密封焊接，法兰盘体与燃烧室密封焊接。

3.根据权利要求2所述的供氧隔热装置，其特征在于：耐温浇注料为水硬性结合浇注料、化学结合浇注料或者凝聚结合浇注料。

4.一种供氧隔热装置，其特征在于：该装置嵌于燃烧室入口后将燃烧室内腔与燃烧装置的火焰喷射口连接，其特征在于：该供氧隔热装置包括由耐温浇注料浇筑而成的进气筒，耐温浇注料形成的进气筒筒壁内部嵌插供氧管，供氧管通过筒壁内的支撑环固定，供氧管进气端安装有管帽。

5.根据权利要求4所述的供氧隔热装置，其特征在于：进气筒进气端和出气端的支撑环向外伸出并分别焊接带颈法兰，带颈法兰由法兰盘体和颈部焊接而成，法兰盘体呈环形片状、颈部呈筒状，颈部与法兰盘体夹角大于90度；颈部上端与支撑环焊接，法兰盘体与燃烧室密封焊接。

6.根据权利要求5所述的供氧隔热装置，其特征在于：耐温浇注料为水硬性结合浇注料、化学结合浇注料或者凝聚结合浇注料。

7.根据权利要求1或4所述的供氧隔热装置，其特征在于：燃烧装置为能直接燃烧后形成火焰出口的燃烧装置，具体为轻质柴油、重油、煤气、天然气或生物质气化炉的燃烧装置。

8.一种具有权利要求2至3中任一权利要求所述供氧隔热装置的可燃气燃烧室，包括入口和出口(2)，其特征在于：入口内嵌进气筒，进气筒外径小于燃烧室入口孔径，从而在进气筒与燃烧室入口的内表面间形成间隙，进气筒与燃烧室通过带颈法兰固定连接。

9.根据权利要求8所述的可燃气燃烧室，其特征在于：燃烧室的室壁内部具有支架(8)，支架与外筒壁焊接，支架与外筒壁中部之间具有两个以上的焊点；燃烧室出口处安装引风机(1)，进气筒内径大于燃烧装置的火焰喷射口直径。

10.一种具有权利要求5至6中任一权利要求所述供氧隔热装置的可燃气燃烧室，包括入口和出口，其特征在于：入口内嵌进气筒，进气筒外径小于燃烧室入口孔径，从而在进气筒与燃烧室入口的内表面间形成间隙，进气筒与燃烧室通过带颈法兰固定连接；燃烧室的室壁内部具有支架，支架与支撑环焊接；燃烧室出口处安装引风机，进气筒内径大于燃烧装置的火焰喷射口直径。