CN114738820A - 一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器 - Google Patents

一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，包括带有出风口和进风口的燃烧器外壳，燃烧器外壳以及设置在燃烧器外壳内的燃烧筒，燃烧器外壳的出风口与燃烧筒相连，燃烧筒外壁与燃烧器外壳之间的间隙形成空气导流通道，燃烧筒侧壁上设置多排进气孔，燃烧筒底部设置有燃烧筒后盖，燃烧筒后盖上设置油槽，油槽上设置有多孔介质吸油毡，多孔介质吸油毡中间设置导热棒，导热棒后端设置有若干排聚热翅片，导热棒前端表面设置有温差发电模块，温差发电模块上设置有散热翅片。本发明通过扩大多孔介质吸油毡的表面，使燃油蒸发效率提高，并得到充分的混合；本发明设置导热棒，实现发电功率最大化。

Description

一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器
技术领域
本发明涉及到温差发电技术领域，具体涉及一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器。
背景技术
对于一些需要在野外工作的人员，经常在晚上有一个相对暖和的临时住所，在气温较低时，一个供暖的装置显得尤为重要。同时，现在一些地质勘测人员和从事野外拍摄的工作者，不仅需要相对暖和的居住地，更多的是对电力的需求。目前主要在野外提供电力的装置为电池，电池主要区分为一次性电池和可充电式电池，一次性电池实用性不大，可充电式电池的充电过程较长，不适合短时间居住使用，同时，电池的有害物质较多，铅酸电池因其较大的重量不适合在路况不好的地区携带，而且其中的有害物质影响人们的身体健康。
因此，需要一种不仅能提供适宜的温度，还能发电储电的，体积小且易于携带安装的设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，利用燃料燃烧供暖装置工作时燃烧释放的高温烟气通过温差发电模块产生电力供点火装置、电机等用电设备使用，可摆脱燃料燃烧供暖装置运行时对外接电源的依赖。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案：
一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，包括带有出风口和进风口的燃烧器外壳，燃烧器外壳以及设置在燃烧器外壳内的燃烧筒，燃烧器外壳的出风口与燃烧筒相连，燃烧筒外壁与燃烧器外壳之间的间隙形成空气导流通道，燃烧筒侧壁上设置多排进气孔，燃烧筒前端设置有燃烧筒后盖，燃烧筒后盖上设置有油槽，油槽上设置有多孔介质吸油毡，多孔介质吸油毡上方设置有点火机构，多孔介质吸油毡中间设置导热棒，导热棒后端设置有若干排聚热翅片，导热棒前端表面设置有温差发电模块，温差发电模块上设置有若干排散热翅片。
进一步的，燃烧筒与燃烧器外壳横截面均为圆形。
进一步的，导热棒上包裹有保温材料，导热棒中部横截面为圆形，圆形直径与燃烧筒直径之比为1：(2～3)，多孔介质吸油毡高度与导热棒中部长度之比为1：(1.2～1.3)；导热棒前端横截面为正多边形，正多边形外接圆直径与燃烧器外壳直径之比为1:(2.5～4.5)；导热棒后端为聚热翅片，聚热翅片到燃烧筒的距离为2～5mm，聚热翅片的厚度为1～2mm，相邻两个聚热翅片之间的距离为2～4mm，聚热翅片材质为铜或铝。
进一步的，相邻两排散热翅片之间的距离为0.5～1.5mm，散热翅片翅顶到燃烧器外壳的距离为2～5mm，厚度为1～2mm，每排的相邻两个翅片间距为2～4mm，散热翅片材质为铜或铝。
进一步的，进风口内设置有鼓风机和空气过滤网，鼓风机后端设置燃烧器后盖，燃烧器后盖后端设置有控制器和电池。
进一步的，多孔介质吸油毡材料为多孔泡沫状或多孔纤维毡状的金属或非金属，多孔介质吸油毡为多孔泡沫状时，孔隙密度为3000PPI～8000PPI，孔隙率0.5～0.7，多孔介质吸油毡为多孔纤维毡状时，平均孔径为0.18～0.42mm，平均丝径为1～10μm；多孔介质吸油毡的厚度为6～12mm。
进一步的，多孔介质吸油毡包括开孔的圆盘，圆盘的孔处设置有圆筒，圆筒的直径与圆盘直径之比为1:(1.8～2.2)，圆筒的高度与燃烧筒高度之比为1:(1.5～1.8)。
进一步的，点火机构与多孔介质吸油毡平行设置，点火机构与多孔介质吸油毡的距离为2～6mm。
进一步的，燃烧器外壳与燃烧筒外壁通过聚火板相连。
进一步的，靠近燃烧筒后盖的进气孔为第一排进气孔，第一排进气孔与最后一排进气孔的数量为10～20个，进气孔数量从第一排、最后一排向中部逐渐减小，相邻两排进气孔数量比为1:(0.5～0.9)，每个进气孔的直径为1.5～2.5mm。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明利用燃烧产生的热量和热电片的温差发电原理，将热量转换为电能，产生的电能供自身用电设备的使用。本燃烧器利用燃料燃烧供暖装置工作时燃烧释放的高温烟气通过温差发电模块产生电力供点火装置、电机等用电设备使用。本发明设置导热棒，能够实现发电功率最大化。
进一步的，本发明对导热棒及散热部分形状设定，其大小根据燃烧筒和燃烧器外壳的直径变化而变化，导热棒中部横截面为圆形，其直径与燃烧筒直径之比为1：(2～3)，多孔介质吸油毡高度与导热棒中部长度之比为1：(1.2～1.3)；导热棒前端为正多边形，其外接圆直径与燃烧器外壳直径之比为1:(2.5～4.5)，导热棒后端为一定形状的聚热翅片，翅高与燃烧筒直径有关，翅顶与燃烧筒相距2～5mm，翅片的厚度为1～2mm，相邻两个翅片之间的距离为2～4mm，采用铜或铝制成；散热翅片翅顶与燃烧器外壳相距2～5mm，翅片的厚度为1～2mm，翅片间距为2～4mm，相邻两排散热器之间的距离为0.5～1.5mm，散热翅片采用铜或铝制成，紧贴在温差发电模块上方，由抱箍固定。若导热棒前端的翅片面积过小，散热量减小，导热棒的整体温度升高，会损坏正多边形上的温差发电模块；面积过大，阻力过大，风扇消耗功率变多，耗电量变大。导热棒后端的聚热翅片面积过大会使导热棒前端聚集的热量过多，温差发电模块高温失效，面积过小影响发电量。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的散热器结构示意图；
图3为沿图1中A-A线的剖视图；
图4为导热棒和温差发电模块结构示意图；
图5为本发明燃烧筒结构示意图；
图6为燃烧室后盖结构示意图；
图中各标号为：1为进风口，2为鼓风机，3为燃烧器后盖，4为散热翅片，5为保温材料，6为输油导管，7为点火机构，8为燃烧筒，9为燃烧室，10为空气导流通道，11为聚热翅片，12为出风口，13为聚火板，14为导热棒，15为进气孔，16为多孔介质吸油毡，17为油槽，18为燃烧筒后盖，19为温差发电模块，20为电池，21为控制器，22为燃烧器外壳，23为空气过滤网。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
参见图1、图2、图3、图4、图5与图6，本发明包括带有出风口12和进风口1的燃烧器外壳22，燃烧器外壳22以及设置在燃烧器外壳22内的燃烧筒8，燃烧筒8与燃烧器外壳22横截面均为圆形，燃烧器外壳22的出风口12与燃烧筒8的烟气出口相连，燃烧筒8外壁与燃烧器外壳22之间的间隙形成空气导流通道10。燃烧筒8侧壁上设置多排进气孔15，燃烧筒8前端设置有燃烧筒后盖18，在燃烧筒后盖18上设置输油导管6和油槽17，油槽17呈圆环状分布，油槽17上方设置中间空心凸起的多孔介质吸油毡16，多孔介质吸油毡16与油槽17无间隙接触，多孔介质吸油毡16上方设置点火机构7，多孔介质吸油毡16中间设置导热棒14，导热棒14的大小根据燃烧器和燃烧筒的直径变化而变化。导热棒14中部横截面为圆形，其直径与燃烧筒8直径之比为1：(2～3)，导热棒前端为正多边形，其外接圆直径与燃烧器外壳22直径之比为1:(2.5～4.5)。优选的，导热棒14后端设置有若干排具有特定形状的聚热翅片11，导热棒14前端为正多边形，表面设置有温差发电模块19，温差发电模块上设置有散热翅片4，散热翅片4由多个翅片组成圆形，再由抱箍固定；冷热端互流形成温差发电的电能。
具体的，聚热翅片11翅高与燃烧筒直径有关，翅顶与燃烧筒8相距2～5mm，聚热翅片11的厚度为1～2mm，相邻两个翅片之间的距离为2～4mm，采用铜或铝制成；散热翅片翅顶与燃烧器外壳22相距2～5mm，厚度为1～2mm，相邻两排散热翅片之间的距离为0.5～1.5mm，散热翅片采用铜或铝制成，散热翅片紧贴在温差发电模块上方，由抱箍固定。
多孔介质吸油毡16四周空腔构成混合室，多孔介质吸油毡16上方空腔构成燃烧室9，空气由进气孔吹向燃烧室；在燃烧器的进风口1内设置有鼓风机2和空气过滤网23。
空气过滤网23后端设置鼓风机2，鼓风机先将散热翅片4的热量带走，同时加热进风空气，加热后的空气进入空气导流通道10，通过进气孔15吹向多孔介质吸油毡16，燃油通过输油导管6进入油槽17，被多孔介质吸油毡吸收蒸发，与被吹进来的暖风混合。
用于蒸发式液体燃料的多孔介质吸油毡16，多孔介质吸油毡16材料为多孔泡沫状或多孔纤维毡状的金属或非金属，多孔介质吸油毡16为多孔泡沫状时，孔隙密度为3000PPI～8000PPI，孔隙率0.5～0.7，多孔介质吸油毡16为多孔纤维毡状时，平均孔径为0.18～0.42mm，平均丝径为1～10μm；多孔介质吸油毡16的厚度为6～12mm。多孔介质吸油毡(16)包括开孔的圆盘，圆盘的孔处设置有圆筒，圆筒的直径与圆盘直径之比为1:(1.8～2.2)，圆筒的高度与燃烧筒8高度之比为1:(1.5～1.8)。
燃烧器外壳22与燃烧筒8外壁通过聚火板13焊接相连，聚火板具有一定角度，形成的封闭空气导流通道10。空气经燃烧筒的进气孔15吹向多孔介质吸油毡16，燃烧筒侧壁上的进气孔分布若干排，靠近燃烧室后盖为第一排，第一排与最后一排进气孔的数量为10～20，数量从两端向中部逐渐减小，相邻两排第一进气孔数量比为1:(0.5～0.9)，每个进气孔的直径为1.5～2.5mm。
参见图6，燃烧器后盖3用于防止鼓风机2对导热棒的冷却，影响发电效率，热电片与导热棒为紧贴状态，保证有足够高的温差，总体有6～8个温差发电模块，材料为PbTe型或PbSnTe型半导体材料制作。
燃烧器空气入口的鼓风机2的风量可与输油导管6的供油量共同调节，其比例为300～550m3/L。
燃烧器后盖3后端设置有控制器21和电池20。本发明的总体控制由控制器21调节，控制器内部包含油量控制器、风量控制器和温差发电模块控制器。当鼓风机2的风量与输油导管6的供油量比例小于400m3/L时，此时经过导热棒14传递的热量不足以让全部发电模块产生比较大的电量，影响整体的发电效率，因此经由控制器21控制只需让3个发电模块工作，当比例大于400m3/L时，热量迅速升高，导热棒前端的温度也进一步提升，此时所有发电模块19均可工作，电量储存在电池20中，电池用于储存发电模块的发电，并供给鼓风机2、控制器21、供油泵和点火机构7的用电。
上述燃烧器的工作过程为：先由内部电池给点火机构7通电，达到灼烧时，液体燃料通过输油导管6，将燃油供入油槽17中，液体燃料被多孔介质吸油毡16吸收，当点火机构7达到一定温度时，将热量传递给多孔介质吸油毡16，使液体燃料蒸发，空气经由鼓风机2吹向空气导流通道10，再经燃烧筒8外壁的进气孔15吹向多孔介质吸油毡，加速燃油蒸发，此时空气与蒸发的空气充分混合，形成混合空气，点火机构7点燃，形成初期比较小的火焰，由于控制器21的作用，此时风量较小，导热棒14传递的热量较少，控制温差发电模块工作个数，烟气从燃烧器出风口12排出。由于热传递和热辐射的作用，多孔介质吸油毡16的温度不断升高，控制器21控制鼓风机2和供油泵提高比例，增加燃油蒸发效率，燃烧室9内部温度不断升高，当燃烧筒8内温度能够维持可靠的点火温度后，点火机构7断电。大量热量被导热棒14吸收传递给温差发电模块的热端，散热翅片4散发的热量由鼓风机2吹向空气导流通道10，空气导流通道入口处为封闭状态，由于聚火板13的作用使火焰集中在导热棒14后端，并通过热辐射给空气导流通道10内的空气加热，高温空气吹向多孔介质吸油毡16，加速混合蒸发，达到增加发电量的目的，由于设置燃烧器后盖3，阻挡了鼓风机2吹向导热棒14，影响发电效率；温差发电模块19所产生的电量储存在电池20中，电池给控制器21、油泵、鼓风机2和点火机构7供电，并供外部用电设备使用，达到一个可储存并外接用电的效果。
本发明采用一个小型可拆卸可充电式电池，一方面作为电源，另一方面可将剩余的电量储存起来，重量相对较轻，在不需要电池时可将其卸下，启动时外接电源启动即可，由控制器连接总电路。
本发明利用燃烧产生的热量和热电片的温差发电原理，将热量转换为电能，产生的电能供自身用电设备的使用。温差发电技术是目前一种新型的环保能源，它利用两块不同的半导体材料，由于导体两端具有不同的温差，根据温差产生直流电压的过程，它是靠热能直接转换成电能实现的，具有声音小，性能稳定，能源利用率高，安全等优点，被广泛应用于高温物体上对热力资源进行回收。本设备利用燃料燃烧供暖装置工作时燃烧释放的高温烟气通过温差发电模块产生电力供点火装置、电机等用电设备使用。

Claims (10)

1.一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，其特征在于，包括带有出风口(12)和进风口(1)的燃烧器外壳(22)，燃烧器外壳(22)以及设置在燃烧器外壳(22)内的燃烧筒(8)，燃烧器外壳(22)的出风口(12)与燃烧筒(8)相连，燃烧筒(8)外壁与燃烧器外壳(22)之间的间隙形成空气导流通道(10)，燃烧筒(8)侧壁上设置多排进气孔(15)，燃烧筒(8)前端设置有燃烧筒后盖(18)，燃烧筒后盖(18)上设置有油槽(17)，油槽(17)上设置有多孔介质吸油毡(16)，多孔介质吸油毡(16)上方设置有点火机构(7)，多孔介质吸油毡(16)中间设置导热棒(14)，导热棒(14)后端设置有若干排聚热翅片(11)，导热棒(14)前端表面设置有温差发电模块(19)，温差发电模块(19)上设置有若干排散热翅片(4)。
2.根据权利要求1所述的一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，其特征在于，燃烧筒(8)与燃烧器外壳(22)横截面均为圆形。
3.根据权利要求1所述的一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，其特征在于，导热棒(14)上包裹有保温材料(5)，导热棒(14)中部横截面为圆形，圆形直径与燃烧筒(8)直径之比为1：(2～3)，多孔介质吸油毡(16)高度与导热棒(14)中部长度之比为1：(1.2～1.3)；导热棒前端横截面为正多边形，正多边形外接圆直径与燃烧器外壳(22)直径之比为1:(2.5～4.5)；聚热翅片(11)到燃烧筒(8)的距离为2～5mm，聚热翅片(11)的厚度为1～2mm，相邻两个聚热翅片之间的距离为2～4mm，聚热翅片(11)材质为铜或铝。
4.根据权利要求1所述的一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，其特征在于，相邻两排散热翅片之间的距离为0.5～1.5mm，散热翅片(4)翅顶到燃烧器外壳(22)的距离为2～5mm，厚度为1～2mm，每排的相邻两个散热翅片的间距为2～4mm，散热翅片(4)材质为铜或铝。
5.根据权利要求1所述的一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，其特征在于，进风口(1)内设置有鼓风机(2)和空气过滤网(23)，鼓风机(2)后端设置有燃烧器后盖(3)，燃烧器后盖(3)后端设置有控制器(21)和电池(20)。
6.根据权利要求1所述的一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，其特征在于，多孔介质吸油毡(16)材料为多孔泡沫状或多孔纤维毡状的金属或非金属，多孔介质吸油毡(16)为多孔泡沫状时，孔隙密度为3000PPI～8000PPI，孔隙率0.5～0.7，多孔介质吸油毡(16)为多孔纤维毡状时，平均孔径为0.18～0.42mm，平均丝径为1～10μm；多孔介质吸油毡(16)的厚度为6～12mm。
7.根据权利要求1所述的一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，其特征在于，多孔介质吸油毡(16)包括开孔的圆盘，圆盘的孔处设置有圆筒，圆筒的直径与圆盘直径之比为1:(1.8～2.2)，圆筒的高度与燃烧筒(8)高度之比为1:(1.5～1.8)。
8.根据权利要求1所述的一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，其特征在于，点火机构(7)与多孔介质吸油毡(16)平行设置，点火机构(7)与多孔介质吸油毡(16)的距离为2～6mm。
9.根据权利要求1所述的一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，其特征在于，燃烧器外壳(22)与燃烧筒(8)外壁通过聚火板(13)相连。
10.根据权利要求1所述的一种自发电液体燃料蒸发式燃烧器，其特征在于，靠近燃烧筒后盖(18)的进气孔(15)为第一排进气孔，第一排进气孔与最后一排进气孔的数量为10～20个，进气孔数量从第一排、最后一排向中部逐渐减小，相邻两排进气孔数量比为1:(0.5～0.9)，每个进气孔的直径为1.5～2.5mm。
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