CN107893993A - 一种自吸气多孔介质加热炉 - Google Patents

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李楠
徐有宁
潘宏刚
胜兴
薛治家
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    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
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    • Y02A40/924—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in food processing or handling, e.g. food conservation using renewable energies
    • Y02A40/928—Cooking stoves using biomass

Abstract

一种自吸气多孔介质加热炉，设置渐缩喷管和渐扩喷管，使燃气获得一定速度喷出，带动周围空气和燃气混合，一同进入混气室，燃气与空气充分混合后，进入锥型加热炉，加热炉内填充多孔介质。为了减少散热损失,加热炉整体埋于绝热材料中。在加热炉器的前端嵌入电子点火装置。本发明采用变径喷管实现了燃气和空气自吸入，可以取代风机及其相关设置，使设备结构简化，减少设备投资。采用多孔介质半预混半扩散过滤燃烧方式，避免了燃烧中容易回火等危险，燃烧区域温度显著增高，同时由于多孔介质较好的导热和辐射性能，燃烧效率提高。加热炉采用锥型结构，可以将火焰稳定在加热炉内部，有效的防止回火，提高了火焰的稳定性。该种加热炉可以燃烧化工废气、生物质气等低热值气体，可应用于食品加工、辐射采暖、造纸等方面，具有加热均匀，直接和高效的特点。

Description

一种自吸气多孔介质加热炉
技术领域
本发明涉及一种加热炉，特别涉及一种适用于气体燃料的自吸气多孔介质加热炉，属于燃烧设备技术领域。
背景技术
在我国经济快速发展的今天，不仅面临着化石燃料的过度消耗，同时面临着环境污染日趋严重的问题，随之而来的是能源供需矛盾突出和生态遭到持续破坏等一系列问题，发展高效、清洁型能源利用技术势在必行。为了解决上述问题，国家大力倡导改变单一能源供给形势，改变传统燃烧技术，使低热值或低品位能源更广泛应用于工业和日常生活中。多孔介质燃烧技术作为一种新兴的燃烧技术，不仅能够提高能源利用率，还能降低环境污染，在很大程度上解决上述问题。
目前，与多孔介质燃烧技术相关的加热炉研发种类非常广泛，主要集中在开发预混式多孔介质加热炉。预混气体多孔介质加热炉可用于低热值燃料的燃烧，燃烧火焰可以形成浸没在孔隙内部的浸没火焰和在多孔介质表面燃烧的表面火焰，火焰温度高，污染物排放量低。同时，由于多孔介质较好的导热和辐射性能，燃烧效率较高。但燃烧过程种容易回火，甚至引起爆炸等危险。公开号为CN102418927A的“燃烧生物质气化气的渐扩预混多孔介质燃烧器”发明专利，设置整体埋于保温层中的渐扩管，在渐扩管内填充多孔介质陶瓷球，属于预混燃烧加热器。公开号为CN202382236U的“周期换向的浸没火焰多孔介质燃烧器”，主要用于解决燃烧不稳定，功率调节范围小，易回火等问题。
发明内容
一种自吸气多孔介质加热炉在于提供一种适用于低热值气体燃料的自吸气多孔介质加热炉，可以取代风机等相关设备，使加热炉结构紧凑，结构得到简化，投资少。同时具有提高燃烧效率、燃烧火焰稳定性好、功率调节范围大、污染物排放量低等特点。本发明采用的技术方案是：沿气流方向，设置渐缩喷管和渐扩喷管，使燃气获得一定速度喷出，带动周围空气和燃气混合，一同进入混气室，燃气与空气充分混合后，进入锥型加热炉，加热炉内填充多孔介质。为了减少散热损失,加热炉整体埋于绝热材料中。在加热炉器的前端嵌入电子点火装置。在加热炉的底部设置多孔不锈钢钢板，主要用于防止回火，并起到支撑和保护作用。
所述的渐缩喷管的空腔倾斜角度30~40°。
所述的渐扩喷管的空腔倾斜角度10~20°。
所述加热炉为锥形结构，呈渐扩状，其倾斜角度10~20°。
所述的多孔介质为10ppi泡沫陶瓷，孔隙率在70%-80%，孔隙尺寸在3-4mm。
所述的绝热材料采用耐高温陶瓷纤维。
所述的多孔不锈钢钢板，厚度为20-30mm。
本发明具有的优点及效果是：（1）本发明采用变径喷管实现了燃气和空气自吸入，可以取代风机及其相关设置，使设备结构简化，减少设备投资。（2）采用多孔介质半预混半扩散过滤燃烧方式，避免了燃烧中容易回火等危险，燃烧区域温度显著增高，同时由于多孔介质较好的导热和辐射性能，燃烧效率提高。（3）加热炉采用锥型结构，可以将火焰稳定在加热炉内部，有效的防止回火，提高了火焰的稳定性。（4）该种加热炉可以燃烧化工废气、生物质气等低热值气体，可应用于食品加工、辐射采暖、造纸等方面，具有加热均匀，直接和高效的特点。
其技术要点是：预混气体通过混气室进入锥型结构加热炉迅速燃烧，产生的烟气流经泡沫陶瓷时，放出的热量通过对流换热集聚在泡沫陶瓷内部，与周围介质进行换热，提高了加热炉的辐射传热性能。锥型结构加热炉能够满足燃料燃烧后的膨胀需要，有效防止火焰吹出加热炉外，提高了加热炉的燃烧效率并拓宽了功率范围。同时充分利用空间，减小加热炉的体积。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1为一种自吸气多孔介质加热炉整体图。
图中，1、燃气入口，2、空气入口，3、渐缩喷管，4、渐扩喷管，5、混气室，6、多孔不锈钢钢板，7、 泡沫陶瓷，8、绝热材料，9、电子点火装置。
具体实施方式
根据图1详细说明本发明的具体结构。燃气和空气通过渐缩喷管3和渐扩喷管4，进入混气室5进行充分混合，混合气通过多孔不锈钢钢板6进入锥型加热炉进行燃烧，通过9电子点火装置进行点火，加热炉内填充泡沫陶瓷7作为多孔介质，加热炉整体埋于耐高温陶瓷纤维的绝热材料8中。
本发明的加热过程：燃气在加热炉中燃烧产生的烟气流经泡沫陶瓷时，通过对流换热方式将热量聚集在多孔介质内部，多孔介质通过辐射换热向外辐射热量加热被加热物质。同时流出的烟气通过对流方式加热被加热物质。因此，本发明通过辐射和对流换热方式进行加热。

Claims (5)

1.一种自吸气多孔介质加热炉，其特征在于设置渐缩喷管和渐扩喷管，使燃气获得一定速度喷出，带动周围空气和燃气混合，一同进入混气室，燃气与空气充分混合后，进入锥型加热炉，加热炉内填充多孔介质，加热炉整体埋于绝热材料中，在加热炉器的前端嵌入电子点火装置，在加热炉的底部设置多孔不锈钢钢板，主要用于防止回火，并起到支撑和保护作用。
2.根据权利要求1所述的一种自吸气多孔介质加热炉，其特征在于,所述的渐缩喷管的空腔倾斜角度30~40°。
3.根据权利要求1所述的一种自吸气多孔介质加热炉，其特征在于,所述的渐扩喷管的空腔倾斜角度10~20°。
4.根据权利要求1所述的一种自吸气多孔介质加热炉，其特征在于,所述的加热炉为锥形结构，呈渐扩状，其倾斜角度10~20°。
5.根据权利要求1所述的一种自吸气多孔介质加热炉，其特征在于, 所述的多孔介质为10ppi泡沫陶瓷，孔隙率在70%-80%，孔隙尺寸在3-4mm，其材质为耐高温氧化铝泡沫陶瓷。
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