CN111102560A - 加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种加热炉，壳体为双层结构，双层结构形成流通冷却液通道，壳体具有装填燃料的门；可调节空气源包括的固定喷嘴、空气连接管、风扇和空气流量控制阀，固定喷嘴通过空气连接管深入到燃烧室顶部中心，并开口向下，能够向下喷出分散的气流，风扇与空气连接管的入口连接，风扇还安装有空气流量控制阀；燃烧室上部安装有管状热交换器，所述管状热交换器的热交换管左右方向横穿燃烧室。本发明的点火和熄灭时短，稳定工作时间长，燃烧可控，燃烧效率高且燃烧完全，输出稳定，维护简单，安全性高。并能通过通过升级实现自动化。

Description

加热炉

技术领域

本发明涉及加热设备技术领域，具体涉及能优化控制燃烧过程的加热炉。

背景技术

现有的加热炉包含一个壳体，壳体内有燃烧室，燃烧室下端为炉排，炉排下方为积灰室，带有流量调节器的供气气装置通过带有水平缝隙和垂直柱状排气孔的炉排从下方供应空气。

这种设计有助于减少燃烧产物的固体成分向环境中的排放，但是由于无法稳定燃烧过程和保持稳定的运行能力，因此还有提神。

同时，该加热炉中，在采用炉排的情况下，燃料的装填必须宽松，不密集堆积，留有间隙，以供空气流通。这种方式使燃料会一次全部燃烧。在这种情况下，难以管理燃烧过程以确保燃烧的稳定性。炉排用于阻挡燃料漏出燃烧室，以及从铁栅栏处流入供燃烧的空气。具体原因如下。

在现有的加热炉中，点火并达到需要的工况以及熄灭的总时间约占所有工作时间的20％。

在现有加热炉的炉排上燃烧燃料的一个显着特征是由炉排提供的所有氧气都会发生反应。空气重下往上流动穿过相对本发明更为蓬松堆积的燃料，通过燃料的燃烧下层之后，所有氧气O₂都会与碳C形成反应生成二氧化碳CO₂：

C+O₂＝CO₂，

但是在形成的二氧化碳CO₂的路径中，是热燃料的顶层，并且会发生以下回收反应：

CO₂+C＝2CO。

该反应吸收了先前获得的热量的60％。

结果，现有加热不能提供燃料的完全燃烧并且具有无用的热损失。即使空气流量增加，也无法在现有的加热炉中优化燃烧模式。

在现有的加热炉中，烟道气的燃烧仅发生在传热面积小的燃烧室内，加热效率低。

发明内容

本发明目的是改善燃烧炉在各阶段工作状态，包括减少点火和熄灭时的时间，稳定的燃烧过程，为部分自动化操作提供硬件基础，进而简化维护，挺高热利用率和提高安全性。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供了一种加热炉，包括一个壳体、燃料填充门、排烟口、除灰门，所述壳体的内部空腔具有燃烧室，

所述壳体为双层结构，所述双层结构的中空腔体形成流通冷却液通道，所述壳体前壁的中部具有装填燃料的门；

可调节空气源包括的固定喷嘴、空气连接管、风扇和空气流量控制阀，固定喷嘴通过空气连接管深入到燃烧室顶部中心，并开口向下，能够向下喷出分散的气流，风扇与空气连接管的入口连接，风扇还安装有空气流量控制阀；

冷却液通过冷却液供应接口点进入冷却液通道，冷却液供应接口安装在壳体的上端并连同冷却液通道，冷却液供应接口安装有冷却液流量控制阀；

冷却液通过冷却液输出接口流出冷却液通道，冷却液输出接口安装在壳体的下端并连同冷却液通道；冷却液输出接口处安装有冷却液温度传感器；

排烟孔安装在壳体顶端；

在所述前壁的下端安装有与燃烧室连通的除灰门；

燃烧室上部安装有管状热交换器，所述管状热交换器的热交换管左右方向横穿燃烧室。

进一步的，所述壳体的内部空腔被隔板的在上下方向分为下方的燃烧室和上方的加力燃烧室，燃烧室和加力燃烧室连通，多孔管向加力燃烧室供应更多空气，排烟孔安装在加力燃烧室的末端并与加力燃烧室连通；空气连接管还与多孔管连接，多孔管安装在加力燃烧室的入口处，多孔管的排出空气的孔朝向加力燃烧室内；

加力燃烧室中安装有管状热交换器，所述管状热交换器的热交换管平行于隔板并横穿加力燃烧室。

进一步的，燃烧室的下部安装有漏灰网，漏灰网在燃烧室的下部隔了出积灰室；在所述前壁的下端与积灰室对应的位置安装有与积灰室连通的除灰门。

再进一步的，漏灰网的网孔大小小于燃料中的最小尺寸，如，小于球形燃料的直径，或者小于条形燃料的横截面的对角线长度，或者小于正方体燃料的边长；或者以上燃料中的最小尺寸做的小于漏灰网的网孔大小。

本发明的有益效果是：本发明的点火和熄灭时短，稳定工作时间长，燃烧可控，燃烧效率高且燃烧完全，输出稳定，维护简单，安全性高。并能通过通过升级实现自动化。

附图说明

图1、本发明实施例1的结构示意图；

图2、图1中A-A剖视图；

图3、本发明和现有燃烧炉的燃烧过程的比较图；

图4、本发明实施例3的结构示意图；

图5、图4中B-B剖视图；

1-壳体；

2-流通冷却液通道

3-后壁；

4-前壁；

5-燃料填充门；

6-可调节的空气源；

7-内部空腔；

8-隔板；

9-燃烧室；

10-加力燃烧室；

11-多孔管；

12-排烟口；

13-冷却液供应接口；

14-冷却液输出接口；

15-除灰门；

16-管状热交换器；

17-空气连接管

18-冷却液流量控制阀；

19-固定喷嘴；

20-风扇；

21-空气流量控制阀；

22-冷却液温度传感器；

23-燃料；

24-积灰室

25-漏灰网

26-灰烬

-烟气

-汇合微小燃料颗粒的可燃气；

-燃烧空气；

-蒸汽

-冷却液。

图3中：

T-燃料燃烧时间；

t°-是燃料的燃烧温度；

—(实线)本发明；

---(虚线)现有加热炉；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。所述实施例的示例在附图中示出，参考附图描述的实施例仅是示例性的，仅用于解释本发明，而不是对本发明的限制。

实施例1

如图1、2所示，该加热炉，包括一个壳体1、燃料填充门5、排烟口12、除灰门15，所述壳体1的内部空腔7具有燃烧室9，其特征在于：

所述壳体1为双层结构，所述双层结构的中空腔体形成流通冷却液通道26，所述壳体1前壁4的中部具有装填燃料的门5；

可调节空气源6包括的固定喷嘴19、空气连接管17、风扇20和空气流量控制阀21，固定喷嘴19通过空气连接管17深入到燃烧室9顶部中心，并开口向下，能够向下喷出分散的气流，风扇20与空气连接管17的入口连接，风扇20还安装有空气流量控制阀21；

冷却液通过冷却液供应接口13点进入冷却液通道26，冷却液供应接口13安装在壳体1的上端并连同冷却液通道26，冷却液供应接口13安装有冷却液流量控制阀18；

冷却液通过冷却液输出接口14流出冷却液通道26，冷却液输出接口14安装在壳体1的下端并连同冷却液通道26；冷却液输出接口14处安装有冷却液温度传感器22；

排烟孔12安装在壳体1顶端；

在所述前壁4的下端安装有与燃烧室9连通的除灰门15；

燃烧室9上部安装有管状热交换器16，所述管状热交换器的热交换管左右方向横穿燃烧室9。

如图3，本发明通过对可调节的空气源、冷却液流量控制阀的控制，可以实现比现有供热炉更为平稳的供热以及加热目的的准确实现。

实施例1的工作原理如下：

冷却液供应接口13和冷却液输出接口14连接至冷却液循环系统。

燃料23通过燃料填充门5填充。

通过风扇20，空气通过管道和固定喷嘴19进入内部空腔7，因为通入有压力的空气，更容易使燃料饱和燃烧，燃烧模式通过空气流量控制阀21的流量进行调节。产生的高温气体以由于燃料的阻挡而经过燃烧室9的四壁以及隔板8流向加力燃烧室10，从而为冷却液提供热量。冷却液被较热后可做他用。同时，燃烧后的灰烬26通过燃料23将的缝隙，在气流的作用在逐渐的漏向燃烧室9下方，通过除灰门15排出灰烬26。

流通冷却液通道2包裹了内部空腔7的所有内壁，能有效地吸收散发热量，冷却液在流通冷却液通道2预先较热后再根据需要的量进入管状热交换器16继续加热为温度更高的液体或变成蒸汽。在本发明中燃料的燃烧温度、经管状热交换器加热的介质的前后温差、冷却液加热前后的温差都并没有出现明显的变化，这证实了传热过程是优秀的。

因为固定喷嘴19是向下主动将空气吹向，然后，然后气流带着产生的会有燃料微小颗粒的可燃气体反射回燃烧室9、再经过加力燃烧室10进一步充分燃烧。燃料23比现有加热炉能更为充分的燃烧和利用。在最下层的燃料也会因为空气→汇合微小燃料颗粒的可燃气→烟气这样的气体流动仍然在气流能在漏灰网25流通的基础上继续进行。也因此，在燃烧循环结束时，只会有残留非常少的灰烬26和未燃烧燃料。实际上几乎没有未燃烧的燃料23残留下了。

在已知的热发生器中，点火，输出到指定参数以及熄灭的总时间约占所有工作时间的20％，在所述的热发生器中，其总时间不超过5％。

在本发明中，燃料填充时可以、也推荐是致密的。这样可以为每单位体积比现有加热炉多填充10％的燃料，这样就可以增加单次填充燃料后的工作时间。燃料25因为紧密而仅引起燃料25的上部燃烧，即，燃料25从上到下逐渐燃烧，因为直到完成前一个燃烧，空气才能穿透未燃烧的下层。这使得随着时间的推移更容易获得稳定的燃烧过程。

实施例2

参照图1、2所示，在实施例1的基础上，所述壳体1的内部空腔7被隔板8的在上下方向分为下方的燃烧室9和上方的加力燃烧室10，燃烧室9和加力燃烧室10连通，多孔管11向加力燃烧室10供应更多空气，排烟孔12安装在加力燃烧室10的末端并与加力燃烧室10连通；空气连接管17还与多孔管11连接，多孔管11安装在加力燃烧室10的入口处，多孔管11的排出空气的孔朝向加力燃烧室10内；

加力燃烧室10中安装有管状热交换器16，所述管状热交换器的热交换管平行于隔板8并横穿加力燃烧室10。

由于增加了加力燃烧室10，使汇合微小燃料颗粒的可燃气和烟气进一步充分燃烧。进一步提高了燃烧效率、燃料利用率，进而提高了加热性能、节约了加热时间和燃料，也减少了环境污染。

实施例3

如图4和图5，实施例1或2的基础上，在燃烧室9的下部安装有漏灰网25，漏灰网25在燃烧室9的下部隔了出积灰室24；在所述前壁4的下端与积灰室24对应的位置安装有与积灰室24连通的除灰门15。

由于灰烬26很少，可增加积灰室24，等到灰烬26较多才清理，由于漏灰网25隔离燃料23和灰烬26，灰烬26较多时也不会对燃料23的燃烧造成影响。

为避免燃料23漏到积灰室24，漏灰网25的网孔大小小于燃料中的最小尺寸，如，小于球形燃料的直径，或者小于条形燃料的横截面的对角线长度，或者小于正方体燃料的边长；或者以上燃料中的最小尺寸做的小于漏灰网25的网孔大小。综上所述，本发明提供的加热炉的改进允许在所有阶段优化操作模式，包括通过主动通入带压空气减少点火时间，因为燃烧充分，燃料的熄灭时间也在减少，燃烧过程更稳定化，也为自动化燃烧过程提供的硬件基础。点火并达到需要的工况以及熄灭的总时间不超过所有工作时间的5％。

在保持出口处的冷却液温度恒定的情况下也就保证的燃烧平稳，使热发生器运行，简化了维护，并增强使用热发生器的安全性，因为流通冷却液通道包覆了整个燃烧炉，防止烫伤，也减少了各零部件的温度梯度和防止零部件过热。另外，增加了本发明的在单一负载以燃烧速度或功率输出计量下的稳定工作时间。

本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.加热炉，包括一个壳体(1)、燃料填充门(5)、排烟口(12)、除灰门(15)，所述壳体(1)的内部空腔(7)具有燃烧室(9)，其特征在于：

所述壳体(1)为双层结构，所述双层结构的中空腔体形成流通冷却液通道(26)，所述壳体(1)前壁(4)的中部具有装填燃料的门(5)；

可调节空气源(6)包括的固定喷嘴(19)、空气连接管(17)、风扇(20)和空气流量控制阀(21)，固定喷嘴(19)通过空气连接管(17)深入到燃烧室(9)顶部中心，并开口向下，能够向下喷出分散的气流，风扇(20)与空气连接管(17)的入口连接，风扇(20)还安装有空气流量控制阀(21)；

冷却液通过冷却液供应接口(13)点进入冷却液通道(26)，冷却液供应接口(13)安装在壳体(1)的上端并连同冷却液通道(26)，冷却液供应接口(13)安装有冷却液流量控制阀(18)；

冷却液通过冷却液输出接口(14)流出冷却液通道(26)，冷却液输出接口(14)安装在壳体(1)的下端并连同冷却液通道(26)；冷却液输出接口(14)处安装有冷却液温度传感器(22)；

排烟孔(12)安装在壳体(1)顶端；

在所述前壁(4)的下端安装有与燃烧室(9)连通的除灰门(15)；

燃烧室(9)上部安装有管状热交换器(16)，所述管状热交换器的热交换管左右方向横穿燃烧室(9)。

2.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于：所述壳体(1)的内部空腔(7)被隔板(8)的在上下方向分为下方的燃烧室(9)和上方的加力燃烧室(10)，燃烧室(9)和加力燃烧室(10)连通，多孔管(11)向加力燃烧室(10)供应更多空气，排烟孔(12)安装在加力燃烧室(10)的末端并与加力燃烧室(10)连通；空气连接管(17)还与多孔管(11)连接，多孔管(11)安装在加力燃烧室(10)的入口处，多孔管(11)的排出空气的孔朝向加力燃烧室(10)内；

加力燃烧室(10)中安装有管状热交换器(16)，所述管状热交换器的热交换管平行于隔板(8)并横穿加力燃烧室(10)。

3.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于：燃烧室(9)的下部安装有漏灰网(25)，漏灰网(25)在燃烧室(9)的下部隔了出积灰室(24)；在所述前壁(4)的下端与对应的位置安装有与积灰室(24)连通的除灰门(15)。

4.如权利要求3所述的加热炉，其特征在于：漏灰网(25)的网孔大小小于燃料中的最小尺寸，如，小于球形燃料的直径，或者小于条形燃料的横截面的对角线长度，或者小于正方体燃料的边长；或者以上燃料中的最小尺寸做的小于漏灰网(25)的网孔大小。

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