CN107543430A - 无焰加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无焰加热装置，其主要利用含氧燃气在铂系触媒的作用下进行放热的氧化反应，所放出的热能能够与相对低温的流体做热交换，而提升液体的温度。其间，对液体的加热过程，没有火焰，没有燃烧，属于一种无焰加热装置。本发明包含设置有一立式桶身、一燃气进气装置、以及一排气装置。该立式桶身内设置有供含氧燃气流动的输送路径，以及供液体流动的输送路径。该含氧燃气的输送路径可设置在该液体流动的输送路径的中间，或者是该含氧燃气的输送路径包围该流体流动的输送路径。则该含氧燃气在该铂系触媒的作用下进行放热的氧化反应，且释出热能会与液体输送路径中的液体产生热交换，而对液体加热，使液体的温度。

Description

无焰加热装置

技术领域

本发明涉及一种无焰加热装置，其主要利用甲醇氧化所释出的热能对流体加热。在加热过程中不会产生火焰，且不排放含碳的有害环境的物质，是属于一种符合环保需求的加热装置。

背景技术

在寒带地区的冬天，家家户户都需要热源使室内温暖。此种热源多为热水。利用热水流经室内管路释出热能，使室内温度升高。为了节省能源，经常是一个小社区共用一个热水加热装置。目前所使用的热水加热装置是以燃烧燃料的方式取得热量。燃烧是利用火焰的温度来加热。所述燃料可以是天然气、燃油、煤炭。使用天然气、燃油、煤炭燃烧，会产生许多有害环境的物质，例如：SOx、NOx、PM(particulate matter)。天然气虽相对洁净，但需在有配置管线的地区才能使用。

锅炉所产生的热水或蒸气可运用在制造业中的染整、印刷、干燥等功用上，以及运用在服务业中的蒸煮、热水、暖房、烘干等工作上。锅炉大都是以重油或柴油为燃料，锅炉燃料燃烧所排放的废气中，包含有许多严重破坏空气品质的污染物，例如：PM、HC、CO、NOx、SOx。

目前坊间对液体加热的方式多采取燃烧燃料的方式取得热能。然而，燃烧后所排放的废气中所包含的有害环保气体，已经严重影响空气品质，甚至会造成温室效应。故寻求一种不用燃烧就能取得热能的新加热方式，是各国的国家政策之一。

发明内容

本发明主要目的在提供一种无焰加热装置，其主要用含氧燃气的氧化反应所释出的热能，与低温流体之间产生热交换作用，使流体的温度升高，是一种没有火焰的加热装置。

本发明的再一目的在提供一种无焰加热装置，其安全性高，且所排出的废气中不会含有不利环保的物质(例如：HC、CO、NOX、SOX等)，不会对环境空气造成污染。

本发明所提供的无焰加热装置，其包含：其包含：一立式桶身、一燃气进气装置、以及一排气装置。该立式桶身内设置有供含氧燃气流动的输送路径，以及供液体流动的输送路径。该含氧燃气流动的输送路径中设置有白金触媒，以催化含氧燃气在输送路径中会产生放热的氧化反应而释出热能，与液体输送路径中的液体产生热交换，而对液体加热。此加热过程中不产生火焰，为无焰加热。

所述立式桶身包含设置有一上封板、一下封板、一筒状壳体、以及若干数量的直立状管体。该筒状壳体的上、下两端分别由该上封板与该下封板所封闭。该筒状壳体的近上、下两端处分别设置一输入管与一输出管。该各直立状管体设置在该筒状壳体内，且其两端分别贯穿该上封板与该下封板。该各直立状管体的内部填满颗粒状的白金触媒。该燃气进气装置可将含氧燃气送入该各直立管体内做氧化反应而放热，所放出的热能会被该筒状壳体内的液体吸收而升温。

所述燃气进气装置包含设有一空气导入管、至少一个燃料喷管、以及至少四个均匀分布的含氧燃气输入管。该空气导入管主要在导入含氧气体。该每一燃料喷管系轴向插入该空气导入管内，能够将液态燃料高压喷入该空气导入管内，令该含氧气体与燃料混合成含氧燃气。该各燃气输入管的一端与该空气导入管连通，另一端与各直立状管体连通，而可将含氧燃气送入各直立状管体。

所述排气装置，其设置在该立式桶身的顶端，以导出含氧燃气作氧化反应后的废气。

所述立式桶身内设置有数个水平隔板，该每一隔板的边缘设置一缺口。任意两个上、下相邻的二隔板上的缺口，是以角相位差180度设置。

所述下封板的底面设置有一第一网层。所述上封板的顶面设置有一第二网层，该第一网层与第二网层可防止该各直立式管体内的白金触媒脱出。

本发明的立式桶身另一实施例中，该筒状壳体内设置有供液体流入的流体输送管，而在筒状壳体内填满白金触媒。该流体输送管为螺旋状攀升的管体，可增加流体在流体输送管的输送路径与时间及热交换面积，进而增加所述氧化反应所释出的热能对流体之间的热交换(加热)时间。

所述流体输送管的数量为二个以上。该各流体输送管为同轴心设置，且各流体输送管的输入管为同一输入管，该各流体输送管的输出管为同一输出管。

所述流体输送管的轴心处设置有一轴杆。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本发明具有的优点在于：本发明是以含氧燃气作氧化反应的放热反应，来对流体加热，是属于一种热交换的升温作用。此种对流体加热方式，不会有火焰产生，安全性高，且所排除的废气中不会有不利环保的物质(例如：HC、CO、NOx、SOx等)。故本发明所提供的无焰加热装置，是一种安全性高，且无害环境保护的创新且实用的装置。

附图说明

图1为本发明实施例的外观图。

图2是本发明实施例的剖面示意图(示意直立状管体)。

图3是直立桶身的局部剖面外观图。

图4是直立桶身与燃气进气装置组合的局部剖面放大图。

图5为本发明另一实施例的结构图。

图6为流体输送管的外观图。

图7为图5的局部放大图。

图8为流体输送管另一实施例的外观图。

图9为图8为流体输送管设置在筒状壳体内的状态图。

附图标记说明：1-立式桶身；2-燃气进气装置；3-排气装置；4-立式桶身；5-燃气进气装置；10-筒状壳体；11-上封板；111-第二网层；12-下封板；121-第一网层；13-直立状管体；14-输入管；15-输出管；16-白金触媒；17-安装板；18-水平隔板；181-缺口；20-空气导入管；21-燃料喷管；211-导管；22-燃气导入管；23-气泵；24-顶板；241-喇叭状穿孔；25-防漏垫片；30-烟囱装置；40-筒状壳体；41-上封板；411-第四网层；42-下封板；421-第三网层；422-挡片；43-流体输送管；431-输入管；432-输出管；433-轴杆；44-白金触媒；45-管路；50-空气导入管；51-燃料喷管；52-气泵；53-顶板；531-喇叭状穿孔；54-防漏垫片。

具体实施方式

请参阅图1～图3。本发明所揭示的种无焰加热装置，其包含：一立式桶身1、一燃气进气装置2、以及一排气装置3。该立式桶身1内设置有含氧燃气输送路径，以及液体输送路径。该含氧燃气在输送路径中会产生放热的氧化反应而释出热能，与液体输送路径中的低温液体产生热交换，而对液体加热。此加热过程中不产生火焰，为无焰加热。

所述立式桶身10包含设置有一上封板11、一下封板12、一筒状壳体10、以及若干数量的直立状管体13。该筒状壳体10具有隔热功能，且其上、下两端分别由该上封板11与该下封板12所封闭。该筒状壳体10的近下端处设置一输入管14，近上端处设置有一输出管15(实作时，也可将该该输入管14与输出管15的位置互换)。能够将外界的液体由该输入管14送入该筒状壳体10内，并由该输入管15送出该筒状壳体10外。该各直立状管体13设置在该筒状壳体10内，且其两端分别贯穿该上封板11与该下封板12。该各直立状管体13的内部填满颗粒状的白金触媒16。该下封板12的底面设置有一第一网层121。该上封板11的顶面设置有另一第二网层111，该第一网层121与第二网层111能够防止该各直立状管体13内的白金触媒16脱出。该直立桶身1的外部设置有可安装在一机架(图上未示出)安装板17，供该直立桶身1组装的机架。该机架非本发明所诉求的特征，故不作赘述。

请参阅图4。所述燃气进气装置2包含设有其包含设有一空气导入管20、至少一燃料喷管21、以及至少四个均匀分布的燃气输入管22。该空气导入管20上设置有一气泵23，能够将含氧气体送入该空气导入管20内。该每一燃料喷管21系插入该空气导入管20内，能够将液态燃料高压喷入该空气导入管20内。喷入该空气导入管20内的液态燃料因高压喷射，而成细小的液珠状，再因撞击到该空气导入管20的内壁面而粉碎成更细小的液珠，而会附着在含氧气体上，令该含氧气体与燃料混合成含氧燃气。该各燃气输入管22的一端与该空气导入管20连通，另一端与各直立状管体13连通。凭借该各燃气输入管路22将含氧燃气送入该直立状管体13内，以及该含氧燃气在白金触媒16的作用下发生放热的氧化作用，而能对送入该筒状壳体10内的液体产生热交换的加热作用。

所述高压喷管21以导管211连接一燃料储桶(图上未示出)，并凭借液泵(图上未示出)将燃料定时定量喷入该空气导入管20内。其中，所述导管211、燃料储桶、液泵的设置为现有知识，且非本发明的诉求特征，故不作赘述。

该燃气进气装置2的各燃气输入管的顶端连接一顶板24，该顶板24上设置有与该各燃气输入管22连接的喇叭状穿孔241。该顶板24与该下封板12之间夹至一环状的防漏垫圈25。该各燃气输入管22所送出的含氧燃气能够经过该顶板24与该下封板12之间空隙，以及凭借该顶板24上各喇叭状穿孔241，而可令含氧燃气均匀散开，有利于另该含氧燃气均匀分散送入该各直立状管体13内。

所述排气装置3设置在该立式桶身的顶端，以导出该直立状管体13内含氧燃气作氧化反应后的废气。该排气装置3可以是一烟囱装置30，也可是一个排气管(图上未示出)。

由该输入管14送入筒状壳体10内的液体可以是水或润滑油。该输入管14将水送入筒状壳体10内后，经前述的热交换作用后，可由该输出管15送出热水，以提供人们洗浴，或送入空调设备的热水管内。在高纬度地区的冬天气温较低，某些机具的运转需要有润滑油送入机具内时，故必须对润滑油加热，才能令润滑油有正常的流动性。则该输入管14也可将润滑油送入筒状壳体10内时，经前述的热交换作用后，而由该输出管送15出温度较高的润滑油，并送入机具内，令机具做正常运转。

前述的液体在经本发明加热后的温度需求较高时，可用增加含氧空气的含氧量，以及增加燃料输出量，来提高燃气在氧化反应的总释出热能，对液体作更快速的加热。也可将该液体作二次以上的循环加热。此时，可增设一液体储槽(图上未示出)，以回收由该输出管15送出的第一次加热或前一次加热后的液体。该液体储槽更以管路与该输入管14连通，而将尚未达设定温度的液体再次送入该筒状壳体10内加热。当液体储槽内温度到达设定温度，即送往另一个液体储槽(图上未示出)内，供业者运用。前述的二个液体储槽及管路配置，都为现有技艺，也非本案所诉求的特征，故不作赘述。

该筒状壳体10内设置有数个水平隔板18，而将该筒状壳体10的内部由下而上分隔成数个空间。该每一隔板18的边缘设置一缺口181，而使该各空间呈连通状。其中，任意两个上、下相邻的二隔板18、18上的缺口181、181，是以角相位差180度设置。兹以本实施例为例，该隔板18数量为四个，将该筒状壳体10的内部由下而上分隔成五个空间。该输入管14送入该筒状壳体10内的液体，先流到最下层的空间内，再由隔板18右侧的缺口181流到上一层的空间内。流到该上一层空间内液体，则由上一片隔板18左侧的缺口181流到再上一层的空间内。如此类推，送入该筒状壳体10内的液体流向为横向流动加上直上流动，可增加该液体在筒状壳体10内流动路径的长度与时间，进而提升液体吸收热量的热交换效益。

前述的本发明实施例，主要用低温液体加热成高温液体。若要将水加热成水蒸气时，就必须在该立式桶身的设计上要增加液体流动路径的长度以提高液体吸热的时间。图5所示为本发明的立式桶身4的另一实施例。该立式桶身4所搭配使用的燃气进气装置5，与前述实施例所述燃气进气装置2相较，在进气路径上更为简单。该立式桶身4所搭配使用的排气装置3与前述图1所示相同。

图5所示的立式桶身4，其包含设置有一上封板41、一下封板42、一筒状壳体40、以及至少一个螺旋状攀升的流体输送管43。该筒状壳体40的上、下两端分别与该上封板41与该下封板42连接分别连接成一体。该筒状壳体50的下端呈开口状。该筒状壳体50的上端由该上封板41盖住。该上封板41设置有多数个穿孔411，使该筒状壳体40内部凭借该各穿孔411而使外界相通。

请参阅图6。该流体输送管43设置在该筒状壳体40内，且其下端设置有一输入管431，上端设有一输出管432。该输入管431与该输出管432贯穿出该筒状壳体40。该筒状壳体40内塞满颗粒状的白金触媒44。该下封板42的底面设置有一第三网层421，以分割该筒状壳体40下端开口的孔径。该上封板41的顶面设置有一第四网层412。该第三网层421与第四网层412可防止该筒状壳体40内的白金触媒44脱出。

请参阅图7。图5所示实施例的燃气进气装置5，包含设有一空气导入管50、至少一燃料喷管51。该燃气输入管路5主要能够将含氧燃气送入该筒状壳体40内，则该含氧燃气在白金触媒44的作用下发生放热的氧化作用，而能对送入该流体输送管43内的液体产生热交换的加热作用。

该空气导管50的该筒状壳体40内部连通。该空气导入管50上设置有一气泵52，能够将含氧气体送入该空气导入管50内。该每一燃料喷管51系插入该空气导入管50内，能够将液态燃料高压喷入该空气导入管50内，令该含氧气体与燃料混合成含氧燃气。该空气导入管50顶端连接一顶板53，该顶板53上设置有一与该空气导入管50连接的喇叭状穿孔531。该顶板53与该下封板42之间夹置一环状的防漏垫圈54而锁合。该第三网层421上之中央固设一挡片422，迫使由该空气导入管50上端出口所送出的含氧燃气由该挡片422周围送入该筒状壳体40内，有利于令该含氧燃气均匀分散送入该筒状壳体40内。

该流体输送管43呈螺旋状，使流体的流动路径长度大幅增加，进而提升流体吸热的热交换时间。该输入管431将水送入该流体输送管43内。该流体输送管43内的水经吸收该含氧燃气在白金触媒44的作用下的氧化作用所释出的热量，即升高温度。由于水吸收热量的时间长，可在该流体输送管43内气化成饱和水蒸气，由该输出管432输出，并可凭借管路45将该高温水蒸气输送到需要的场所使用。故本实施例可取代锅炉提供高温水蒸气。

请参阅图7该流体输送管43的数量为一个时，该流体输送管43之中央空间过大，若全部填满白金触媒44，则位于中央位置的白金触媒44因距离该流体输送管43太远，而降低热交换效率，过于浪费白金触媒44与含氧燃料。故该流体输送管43的轴心处设置有一轴杆433，即可避免在低作用空间装填白金触媒44。该轴杆433可凭借多数个杆体(图上未示出)的搭接而与该流体输送管43连接成一体。

该流体输送管43的数量为二个以上时，如图8、图9所示。该各流体输送管43、43为同轴心设置，且各流体输送管43、43的输入管431为同一输入管431。该各流体输送管43、43的输出管432为同一输出管432。

本发明是以含氧燃气作氧化反应的放热反应，来对流体加热，是属于一种热交换的升温作用。此种对流体加热方式，不会有火焰产生，安全性高，且所排除的废气中不会有不利环保的物质(例如：HC、CO、NOx、SOx等)。故本发明所提供的无焰加热装置，是一种安全性高，且无害环境保护的创新且实用的装置。

以上所述系利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围。大凡熟知此类技艺人士都能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本发明的要义所在，也不脱离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种无焰加热装置，其特征在于，其包含：

一立式桶身，其包含设置有一上封板、一下封板、一筒状壳体、以及若干数量的直立状管体；该筒状壳体具有隔热功能，且其上、下两端分别由该上封板与该下封板所封闭；该筒状壳体的靠近上、下两端处分别设置一输入管与一输出管；该各直立状管体设置在该筒状壳体内，且其两端分别贯穿该上封板与该下封板；该各直立状管体的内部填满颗粒状的白金触媒；该下封板的底面设置有第一网层；该上封板的顶面设置有第二网层，该第一网层与该第二网层能够防止该各直立式管体内的白金触媒脱出；

一燃气进气装置，其能够将含氧燃气送入该各直立状管体内；凭借送入该直立状管体内的该含氧燃气，在白金触媒的作用下产生放热的氧化作用，而能对送入该筒状壳体内的液体产生热交换的加热作用；

以及，

一排气装置，其设置在该立式桶身的顶端，以排出该直立状管体内含氧燃气作氧化反应后的废气。

2.根据权利要求1所述的无焰加热装置，其特征在于，该立式桶身内设置有数个水平隔板，而将该立式桶身的内部由下而上分隔成数个空间；该每一隔板的边缘设置一缺口，而使各该空间呈连通状；其中任意两个上、下相邻的隔板上的缺口是以角相位差180度设置。

3.根据权利要求1所述的无焰加热装置，其特征在于，燃气进气装置包含有一空气导入管、至少一个燃料喷管、以及至少四个均匀分布的燃气输入管；该空气导入管上设置有一气泵，能够将含氧气体送入该空气导入管内；该每一燃料喷管插入该空气导入管内，能够将液态燃料高压喷入该空气导入管内，令该含氧气体与燃料混合成含氧燃气；该各燃气输入管的一端与该空气导入管连通，另一端与各直立状管体连通。

4.根据权利要求3所述的无焰加热装置，其特征在于，该各燃气输入管的顶端连接一顶板，该顶板上设置有与该各燃气输入管连接的喇叭状穿孔；该顶板与该直立桶身的底板之间夹至一环状的防漏垫圈；该各燃气输入管所送出的含氧燃气能够经过该顶板与该直立桶身的底板之间的空隙，而均匀送入该各直立状管体内。

5.一种无焰加热装置，其特征在于，其包含：

一立式桶身，其包含设置有一上封板、一下封板、一筒状壳体、以及至少一个螺旋状攀升的流体输送管；该筒状壳体具有隔热功能，且与该上封板、下封板连接成一体；该筒状壳体的上端由该上封板盖住，且该上封板设置有多数个穿孔，使该筒状壳体内部凭借各该穿孔而使外界相通；该筒状壳体的下端为开口状；该流体输送管设置在该筒状壳体内，且其下端设置有一输入管，上端设有一输出管；该输入管与该输出管贯穿出该筒状壳体；该下封板的底部设置有一第三网层；该上封板的顶面设置有一第四网层；该筒状壳体内填满颗粒状的白金触媒，该第三网层与该第四网层能够防止该白金触媒脱出；

一燃气进气装置，其能够将含氧燃气送入该立式桶身内的筒状壳体内；凭借送入该筒状壳体内的含氧燃气，在白金触媒的作用下产生放热的氧化作用，而能够对送入该流体输送管内的流体产生热交换的加热作用；

以及，

一排气装置，其设置在该立式桶身的顶端，以导出该筒状壳体内含氧燃气作氧化反应后的废气。

6.根据权利要求5所述的无焰加热装置，其特征在于，燃气进气装置包含设置有一空气导入管、及至少一个燃料喷管；该空气导管的上端与该立式桶身的筒状壳体连通；该空气导入管上设置有一气泵，能够将含氧气体送入该空气导入管内；该燃料喷管插入该空气导入管内，能够将液态燃料高压喷入该空气导入管内，令该含氧气体与燃料混合成含氧燃气。

7.根据权利要求6所述的无焰加热装置，其特征在于，该空气导入管顶端连接一顶板，该顶板上设置有一与该空气导入管连接的喇叭状穿孔；该顶板与该直立桶身的下封板之间夹置一环状的防漏垫圈而锁合；该第三网层中央固设一挡片，迫使由该空气导入管上端出口所送出的含氧燃气由该挡片周围送入该筒状壳体内。

8.根据权利要求5所述的无焰加热装置，其特征在于，该流体输送管的数量为二个以上；该各流体输送管为同轴心设置，且各流体输送管的输入管为同一输入管；该各流体输送管的输出管为同一输出管。

9.根据权利要求5所述的无焰加热装置，其特征在于，该流体输送管的轴心处设置有一轴杆。