CN1132840A - 液体燃料燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

一种液体燃料燃烧装置，其包括：周壁(19B)上设有用于喷出混合气体的多个火孔(20)的燃烧器头部(19)；铝合金制的气化筒(1)；在气化筒(1)的上端，朝向燃烧器头部(19)的周壁(19B)设置的多个热回收构件(28)。将火孔(20)沿周壁(19B)上下分多排布置，靠近热回收构件(28)的、位于燃烧器头部(19)的周壁(19B)下部的火孔数比位于周壁(19B)上部的火孔数多等方法，在燃烧时，能将气化筒1下部的温度升温至约270℃以上。

Description

液体燃料燃烧装置
本发明涉及主要用于石油热风机等的石油气化式液体燃料燃烧装置。
过去，一般情况下，这种液体燃料燃烧装置是在有底筒状的燃烧器外壳内设置带电热器的铝合金气化筒，在该气化筒的上端开口部安装燃烧器头部，该头部的周壁上设有多个火孔。在气化筒内部供入液体燃料和燃烧用一次空气，液体燃料气化的同时与空气混合，该混合气体被送到燃烧器头部，并从燃烧器头部周壁上的火孔喷出，被点火器的火花点着而燃烧。另外，气化筒在运行开始时，是由埋设在气化筒周壁上的电热器通电后加热的，燃烧开始后则由燃烧器头部火孔所形成的火焰加热，所以，燃烧开始后约1～5分钟就可停止对电热器通电。这样，即使已停止对电热器通电，气化筒由于火焰的加热也能维持约240℃～260℃的温度，可以继续气化液体燃料，使燃烧继续下去。
但是，在上述过去的液体燃料燃烧装置中，因为气化筒的温度保持在大约240℃～260℃，在使用日本市场出售的未变质的JISI号煤油时气化筒内部不会残留焦油，但是，在使用例如由于长期保存而变质的JISI号煤油或者比JISI号煤油具有更高挥发温度的液体燃料时，气化筒内部会有焦油残留，使得气化性能低，不能进行稳定的气化燃烧。
本发明鉴于上述的情况，其目的在于，即使使用变质煤油或挥发温度高的液体燃料，也可防止气化筒内部残留焦油、并在长时间内保持良好的气化性能。
本发明的燃烧装置设有周壁上形成多个混合气体喷出孔的燃烧器头部、上部安装着该燃烧器头部的铝合金制的气化筒以及设在气化筒的上端部并朝向上述燃烧头部的周壁面的多个热回收构件；在上述燃烧器头部上，将火孔沿周壁的上下成多排布置，同时，使靠近上述热回收构件的燃烧器头部周壁下部的火孔能在燃烧时将上述气化筒下部的温度升温至约270℃以上。
另外，在本发明的燃烧装置中，设有周壁上形成多个混合气体喷出孔的燃烧器头部、上部安装着该燃烧器头部的铝合金气化筒以及设在气化筒的上端部并朝向上述燃烧器头部周壁面的多个热回收构件；在上述燃烧器头部上，将火孔沿周壁的上下成多排布置，同时，使靠近上述热回收构件燃烧器头部周壁下部的火孔数较周壁上部的火孔数多，在燃烧时，能将上述气化筒下部的温度升温至270℃以上。
或者，在本发明的燃烧装置中，设有周壁上形成多个混合气体喷出孔的燃烧器头部、上部安装着该燃烧器头部的铝合金气化筒以及设在气化筒的上端部并朝向上述燃烧器头部的周壁面的多个热回收构件；在上述燃烧器头部上，将火孔沿周壁的上下成多排布置，同时，使靠近上述热回收构件的燃烧器头部周壁下部的火孔面积较周壁上部的火孔面积大，在燃烧时，能将上述气化筒下部的温度升温至270℃以上。
依据这样的结构，燃烧时，设在气化筒上端部分的多个热回收构件被燃烧器头部火孔所形成的火焰有效地加热、其热再传导至气化筒，使气化筒下部的温度升高到大约270℃以上，因此，即使在使用变质劣质煤油或挥发温度高的液体燃料时，也可控制气化筒内部的焦油残留，可在长时间内维持良好的气化状态。
现参照附图及具体实施例详细说明本发明的结构、特点及其他目的。其中：
图1是本发明的实施例的液体燃料燃烧装置主要部分的放大断面图；
图2是图1所示燃烧装置的整体构造断面图；
图3是图1所示燃烧装置的燃烧器头部火孔与气化筒的热回收用突部之间的关系示意图；
图4是图1所示燃烧装置的混合整流筒的平面图；
图5是图1所示燃烧装置的混合整流筒的半剖侧视图；和
图6是另一实施例的燃烧器头部火孔与气化筒热回收用突部之间的关系示意图。
下面，参照图1至图5对本发明的一实施例加以说明，在图中，标号1是在上部开口铸压成形的有底筒状的气化筒，该气化筒1由Al-Mn类耐热铝合金材料制成，在该气化筒1周壁的一部分上设有朝着周壁的切线方向开口的空气导入口2。另外，气化筒1的材料是耐热铝合金，以Al为主要成分，除Mn以外，还含有Si、Fe、Ni、Ti、Cu、Mg等。
标号3是埋设在气化筒1周壁上部的铠装热元件等电热器，标号4是一端与气化筒1的空气导入口2连接的一次空气筒，该一次空气筒4的另一端与鼓风机7的外壳8连接，该鼓风机内藏由马达5驱动的供气扇6。从鼓风机7来的燃烧用一次空气经空气导入口2送入上述气化筒1内。标号9是设于气化筒1外周的有底筒状的燃烧器外壳，标号10是向燃烧器外壳9与气化筒1之间的空气X内送入燃烧用二次空气的二次空气管。该二次空气管10的前端出口处10A穿过燃烧器外壳9的周壁部9A进入燃烧器外壳9内，并至周壁部9A附近开口。二次空气管10的基端入口处10B与一次空气筒4一样连接在鼓风机7的外壳8上。
标号11是设在空气导入口2以及一次空气筒4的一端内并与它们同心的针型燃料喷嘴，该燃料喷嘴11的前端11A面对气化筒1内部，将煤油等液体燃料喷入气化筒1内，另一端通过燃烧供应管12及电磁泵等燃料泵13与燃料储罐14内连通。标号15是用于向燃料储罐14内补充液体燃料的活动卡式储罐。
标号16是嵌装在上述气化筒1上部开口处的模铸成型的节流孔板，该节流孔板16与气化筒1一样是用耐热性良好的Al-Mn类耐热Al合金制成。在该节流孔板16的中间部分一体垂下成形圆筒部16A以形成节流通道17。标号18是配置在节流孔板16圆筒部16A的垂直下方的圆盘形折流板，与圆筒部16A之间有一定距离。
标号19是安装在上述气化筒1上部的有顶圆筒形燃烧器头部，该燃烧器头部是用耐热不锈钢经冲压一体形成顶面板部分19A和周壁部分19B。并且，在其周壁部19B上设有用于喷出混合气体的直径约为3～5mm的多个火孔20、20。另外，上述多个火孔20、20如图3所示那样，沿上下方向分三排布置在燃烧器头部19的周壁19B上，并且，在靠近下面将叙及的热回收突部28的燃烧器头部19的周壁19B下部的火孔20以2排布置为24个，较以1排12个布置在周壁19B上部的火孔20的数目多。另外，上述周壁19B下部的2排火孔20、20在上下方向上稍稍互相重叠。21、21是紧贴在上述燃烧器头部19的周壁19B内外两面的火孔金属网。
标号22是盖在上述节流孔板16的节流通道17上，置于燃烧器头部19内的混合整流筒，该混合整流筒22是由耐热不锈钢板冲压成形的，从侧面看略呈凸状。该混合整流筒22在其中间部分的有顶筒部22A的顶面以及设于下部外周的环状平面22B上分别设有直径约2mm的多个小孔23、23、24、24，而有顶筒部22A的周壁部为无孔壁。
上述混合整流筒22的有顶筒部22A的直径比节流孔板16的节流通道17的直径大，其高度大约与燃烧器头部19上排火孔20的高度相同，环状部分22B的高度较燃烧器头部19下排火孔20低。并且，上述节流孔板16、燃烧器头部19以及混合整流筒22用多个安装螺栓25固定在气化筒1上。
标号26是设在上述燃烧器头部19外周的燃烧环，该燃烧环26用耐热不锈钢板制成，用螺栓(图中未示出)固定在气化筒1的上端。另外，在面向燃烧器头部19周壁19B的燃烧环26的环状壁26A上，沿圆周方向以所定间隔设有多条纵缝27、27。
标号28、28是若干个(例如6个)热回收用突部(热回收构件)、这些热回收用突部28、28对着燃烧器头部19的周壁19B的下部，成一体地成形在气化筒1的周壁部上端，以圆柱状竖立着，其直径约6～8mm，高约8～10mm，在环状气化验筒1上端的圆周方向上以略相等的间隔设置，可以向气化筒1有效地回收热量。
这些热回收突部28、28成一体地形成在气化筒1的上端，并且，燃烧器19的周壁19B下部的火孔20的数目较周壁19B上部火孔20的数目多，所以，燃烧时，气化筒1内温度最难以升高的气化筒1下部的温度能升高并维持在约270℃以上(例如，约270℃～360℃)。
标号29是用于检测燃烧器头部19上火孔20是否有火焰下并测出氧浓度的火焰棒，标号30是用于点燃以火孔20喷出的混合气体的点火棒，该点火棒30的前端设在上述若干个热回收突部28、28之一的热回收用突部28的侧面，并与该热回收用突部28相隔2～3mm的位置，从点火棒30出来的火花向着热回收用突部28飞出。另外，图1中的31是燃烧筒，标号32是设在燃烧用空气入口33处的过滤器。
在上述构造中，由于向电热器3通电，使气化筒1的温度升至液体燃料的气化温度以上，这时鼓风机7的燃料泵13启动，通过燃料供应管12从燃料喷嘴喷出的液体燃料以及通过一次空气筒4从空气导入口2导入的燃烧用一次空气分别进入气化筒1内部。
供入气化筒1内部的燃料接触气化筒1内壁面后被气化，该气化气体与一次空气混成混合气体，该混合气体通过节流孔板16的节流通路17流入混合整流筒22内。流入该混合整流筒22内的混合气体，一部分通过环状平面22B上的许多小孔24、24流向下排火孔20及中排火孔20，并从这些火孔20、20喷出，剩余部分则上升至有顶筒22A内，在该有顶筒22A内进一步混合并流向顶部，从该顶部上的许多小孔23、23流过。通过这些小孔23、23的混合气体沿沿燃烧器头部19的顶板19A下面流动，流向上排各火孔20及中排的各火孔20，并从那些火孔20喷出。这样，从各火孔20喷出的混合气体经点火棒30的前端向热回收突部28飞出的火花点着，形成火焰F，燃烧开始进行。
另一方面，通过二次空气管10从鼓风机7送入的燃烧用二次空气流到气化筒1与燃烧器9之间的空间X，沿该空间X上升，再通过气化筒1的上部与燃烧器外壳9上部之间的间隙，流向火焰F的外周围，使火焰F进行二次燃烧。
这样，燃烧开始后，火焰F的热量从热回收突部28及燃烧环26向气化筒1传导进行热回收，即使停止对电热器3通电，气化筒下部(气化部分)也能维持约270℃以上的高温，因此，液体燃料能不断气化，燃烧能继续进行。
根据本实施例，在安装于气化筒1上部的燃烧器头部19的周壁19B上设置多个火孔20、20，用于喷出混合气体，其直径约为3～5mm，这些火孔20在燃烧器头部19的周壁19B上沿上下分3排布置，并且，这些火孔的数目，在上述周壁19A的上部设1排为12个，在靠近气化筒1上端的热回收突部28、28的上述周壁19A的下部设2排24个，比上部的火孔多，这样，利用火孔20处形成的火焰F在从强燃烧到弱燃烧的大范围内都能有效地加热热回收突部28、28，燃烧时，能使气化筒1下部的温度升高并维持在约270℃以上(约270℃～360℃)。因此，即使在使用变质煤油或挥发温度高的液体燃料时，燃料中的各种成分都会以瞬时蒸发而不会残留，可防止气化筒1内残留焦油，气化筒1可在长时间内保持良好的气化状态，所继续稳定的气化燃烧。并且，因为可防止气化筒1内焦油残留，所以，浸透焦油的液体燃料在熄火后仍继续挥发，而在熄火时产生强烈臭味的情况也能得到改善。
在此，如果喷入气化筒1内部的液体燃料其蒸馏性质接近轻油，要使其100％挥发需350℃的温度，对于这种情况，如果使气化筒1升温并保持在350℃～400℃，则可防止气化筒内的焦油残留。
另外，在上述的实施例中，使液体燃料气化的模铸成形的气化筒1是用Al-Mn类的耐热Al合金制成，在铝中掺入Mn可提高Al的耐热性及强度等机械性能，所以，相对过去，即使气化筒加热至更高温度(上部约450℃以上、下部约270℃以上)，也不至发生膨胀和融熔等热变形。
图6所示为本发明的液体燃料燃烧装置的另一实施例。在燃烧器头部19的周壁19B上，将火孔20、20沿上下分两排布置，将靠近热回收突部28，位于燃烧器头部19的周壁19B下部的火孔20，其直径定为7～9mm，其每个孔的面积较位于燃烧器头部19的周壁19B上部的火孔20面积大(上部火孔20的直径定为3～5mm)，燃烧时，使气化筒1下部的温度升高到300℃以上，这样的结构也能获得与上述实施例同样的效果。
根据以上说明，本发明的液体燃料燃烧装置有以下构成：周壁上设有用于喷出混合气体的多个火孔的燃烧器头部；上部安装着该燃烧器头部的铝合金制的气化筒；在该气化筒的上端，朝向上述燃烧器头部周壁设置的多个热回收构件。在上述燃烧器头部上，火孔沿周壁上下分多排布置，设置靠近上述热回收构件的燃烧器头部的周壁下部的火孔，在燃烧时，这些孔能将上述气化筒下部的温度被热到约270℃以上，因此，即使在使用变质的劣质煤油或挥发温度高的液体燃料时，也可控制气化筒内部的焦油残留，在长时间内保持良好的气化状态，使稳定的气化燃烧继续下去，同时，抑制了熄火时臭气的产生。
另外，本发明液体燃料燃烧装置具有以下构成：周壁上设有用于喷出混合气体的多个火孔的燃烧器头部；上部安装着该燃烧器头部的铝合金制的气化筒；在该气化筒的上端，朝向上述燃烧器头部的周壁设置的多个热回收构件。在上述燃烧器头部上，火孔沿周壁上下分多排布置，设置靠近上述热回收构件的燃烧器头部的周壁下部的火孔数目比周壁上部的火孔数多，在燃烧时，能将上述气化筒下部的温度加热到约270℃以上，因此，即使在使用变质的劣质煤油或挥发温度高的液体燃料时，也可抑制气化筒内部的焦油残留，在长时间内保持良好的气化状态，使稳定的气化燃烧继续下去，同时，也抑制了熄火时臭气的产生。
本发明液体燃料燃烧装置具有以下构成：周壁上设有用于喷出混合气体的多个火孔的燃烧器头部；上部安装着该燃烧器头部的铝合金制的气化筒，在该气化筒的上端，朝向上述燃烧器头部的周壁一体设置的多个热回收构件。在上述燃烧器头部上，火孔沿周壁上下分多排布置，设置在靠近上述热回收构件，位于燃烧器头部周壁下部的火孔的面积比位于周壁上部的火孔的面积大，燃烧时，能将上述气化筒下部的温度加热到约270℃以上，因此，即使在使用变质的劣质煤油或挥发温度高的液体燃料时，也可抑制气化筒内部的焦油残留，在长时间内保持良好的气化状态，使稳定的气化燃烧继续下去，同时，也抑制了熄火时臭气的产生。
图中：
1、气化筒
19、燃烧器头部
19B、燃烧器外壳的周壁部
20、火孔
28、热回收用突部(热回收构件)

Claims (3)

1.一种液体燃料燃烧装置，该燃烧装置设有周壁上形成多个混合气体喷出孔的燃烧器头部；上部安装着该燃烧器头部的铝合金制的气化筒；以及设在气化筒的上端部并与上述燃烧器头部的周壁相对的多个热回收构件，其特征在于：在上述燃烧器头部上，将火孔沿周壁的上下成多排布置，同时，使靠近上述热回收构件位于燃烧器头部周壁下部的火孔能在燃烧时将上述气化筒下部的温度加热至约270℃以上。
2.一种液体燃料燃烧装置，该燃烧装置设有周壁上形成多个混合气体喷出孔的燃烧器头部；上部安装着该燃烧器头部的铝合金制的气化筒；以及设在气化筒的上端部并与上述燃烧器头部的周壁相对的多个热回收构件。其特征在于：在上述燃烧器头部上，将火孔沿周壁的上下成多排布置，同时，使靠近上述热回收构件位于燃烧器头部周壁下部的火孔数较周壁上部的火孔数多，在燃烧时，能将上述气化筒下部的温度加热至270℃以上。
3.一种液体燃料燃烧装置，该燃烧装置设有周壁上形成多个混合气体喷出孔的燃烧器头部；上部安装着该燃烧器头部的铝合金制的气化筒；以及设在气化筒的上端部并与上述燃烧器头部的周壁相对的多个热回收构件。其特征在于：在上述燃烧器头部上，将火孔沿周壁的上下成多排布置，同时，使靠近上述热回收构件的燃烧器头部的周壁下部的火孔面积较周壁上部的火孔面积大，在燃烧时，能将上述气化筒下部的湿度加热至270℃以上。
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