CN208155050U - 一种新型的高效节能坩埚炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型的高效节能坩埚炉，包括坩埚、炉膛、保温绝热层、燃烧室和燃烧器，还包括烟气余热回收装置，所述烟气余热回收装置包括第一蓄热室、第二蓄热室、烟气排放系统和助燃空气系统，所述第一蓄热室和第二蓄热室内均设有换热器，所述烟气排放系统包括烟气排放一号阀门、烟气排放二号阀门、烟气排放口，所述的助燃空气系统包括助燃空气一号阀门、助燃空气二号阀门、助燃空气进气口。高温烟气能够连续将热量储存在第一蓄热室和第二蓄热室中，助燃空气在第一蓄热室和第二蓄热室之间进行切换，即助燃空气能够连续被加热，整个余热回收过程是连续不间断的，因此坩埚炉的热效率得到大幅提高，能耗大大降低。

Description

一种新型的高效节能坩埚炉

技术领域

本实用新型涉及坩埚炉技术领域，尤其涉及一种新型的高效节能坩埚炉。

背景技术

坩埚炉由于设备简单、投资少、操作技术容易掌握，在金属熔炼及铸造领域应用广泛。坩埚炉一般包括坩埚、炉膛、保温绝热层、燃烧室和燃烧器，使用时，燃烧器工作给炉膛提供热量，对坩埚进行加热，在加热的同时，产生的高温烟气排放至大气中，没有进行尾气的热量回收利用，热量损失大，导致坩埚炉热效率低下、能耗大，不够节能环保。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热效率高、能耗小的新型高效节能坩埚炉。

本实用新型是这样实现的：一种新型的高效节能坩埚炉，包括坩埚、炉膛、保温绝热层、燃烧室和燃烧器，还包括烟气余热回收装置，所述烟气余热回收装置包括第一蓄热室、第二蓄热室、烟气排放系统和助燃空气系统，所述第一蓄热室和第二蓄热室内均设有换热器，所述烟气排放系统包括烟气排放一号阀门、烟气排放二号阀门、烟气排放口，所述的助燃空气系统包括助燃空气一号阀门、助燃空气二号阀门、助燃空气进气口；所述第一蓄热室一端通过烟气排放一号阀门与炉膛连通，另一端与烟气排放口连通，所述第二蓄热室一端通过烟气排放二号阀门与炉膛连通，另一端与烟气排放口连通，所述第一蓄热室内的换热器一端通过助燃空气一号阀门与助燃空气进气口连通，另一端与燃烧室连通，所述第二蓄热室内的换热器一端通过助燃空气二号阀门与助燃空气进气口连通，另一端与燃烧室连通。

其中，所述坩埚炉还包括控制器，所述控制器与烟气排放一号阀门、烟气排放二号阀门、助燃空气一号阀门和助燃空气二号阀门电连接，在使用时，控制器使烟气排放一号阀门关闭，烟气排放二号阀门打开，助燃空气一号阀门打开，助燃空气二号阀门关闭，燃烧产生的高温烟气经过烟气排放二号阀门进入第二蓄热室，高温烟气中的热量被第二蓄热室吸收并储存，之后烟气从烟气排放口排出；空气从助燃空气进气口经过助燃空气一号阀门进入第一蓄热室，经换热器换热后温度升高，然后进入燃烧室与燃气进行燃烧；当第一蓄热室的热量被吸收至一定程度时，所述控制器使烟气排放一号阀门打开，烟气排放二号阀门关闭，助燃空气一号阀门关闭，助燃空气二号阀门打开，燃烧产生的高温烟气经过烟气排放一号阀门进入第一蓄热室，高温烟气中的热量被第一蓄热室吸收并储存，之后烟气从烟气排放口排出；空气从助燃空气进气口经过助燃空气二号阀门进入第二蓄热室，经换热器换热后温度升高，然后进入燃烧室与燃气进行燃烧，当第二蓄热室的热量被吸收至一定程度时，循环重复上述过程。

其中，所述炉膛为螺旋形炉膛，炉膛的内侧壁设计为凹状螺旋形结构。

其中，所述燃烧器为脉冲式燃烧器。

本实用新型的有益效果为：所述坩埚炉的烟气余热回收装置包括第一蓄热室、第二蓄热室、烟气排放系统和助燃空气系统，助燃空气经过第一蓄热室或第二蓄热室预热后进入燃烧室燃烧，高温烟气中的热量得到回收利用；而且高温烟气能够连续将热量储存在第一蓄热室和第二蓄热室中，助燃空气在第一蓄热室和第二蓄热室之间进行切换，即助燃空气能够连续被加热，整个余热回收过程是连续不间断的，因此坩埚炉的热效率得到大幅提高，能耗大大降低。

附图说明

图1是本实用新型所述新型的高效节能坩埚炉实施例的原理图。

其中，1、坩埚；2、炉膛；21、凹状螺旋形结构；3、保温绝热层；4、燃烧室；5、燃烧器；6、第一蓄热室；7、第二蓄热室；8、烟气排放系统；81、烟气排放一号阀门；82、烟气排放二号阀门；83、烟气排放口；9、助燃空气系统；91、助燃空气一号阀门；92、助燃空气二号阀门；93、助燃空气进气口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

作为本实用新型所述新型的高效节能坩埚炉的实施例，如图1所示，包括坩埚1、炉膛2、保温绝热层3、燃烧室4和燃烧器5，还包括烟气余热回收装置，所述烟气余热回收装置包括第一蓄热室6、第二蓄热室7、烟气排放系统8和助燃空气系统9，所述第一蓄热室6和第二蓄热室7内均设有换热器（未示出），所述烟气排放系统8包括烟气排放一号阀门81、烟气排放二号阀门82、烟气排放口83，所述的助燃空气系统9包括助燃空气一号阀门91、助燃空气二号阀门92、助燃空气进气口93；所述第一蓄热室6一端通过烟气排放一号阀门81与炉膛2连通，另一端与烟气排放口83连通，所述第二蓄热室7一端通过烟气排放二号阀门82与炉膛2连通，另一端与烟气排放口83连通，所述第一蓄热室6内的换热器一端通过助燃空气一号阀门91与助燃空气进气口93连通，另一端与燃烧室4连通，所述第二蓄热室7内的换热器一端通过助燃空气二号阀门92与助燃空气进气口93连通，另一端与燃烧室4连通。

在本实施例中，所述坩埚炉还包括控制器（未示出），所述控制器与烟气排放一号阀门81、烟气排放二号阀门82、助燃空气一号阀门91和助燃空气二号阀门92电连接，坩埚炉的具体工作过程为：在使用时，控制器使烟气排放一号阀门81关闭，烟气排放二号阀门82打开，助燃空气一号阀门91打开，助燃空气二号阀门92关闭，燃烧产生的高温烟气经过烟气排放二号阀门82进入第二蓄热室7，高温烟气中的热量被第二蓄热室7吸收并储存，之后烟气从烟气排放口83排出；空气从助燃空气进气口93经过助燃空气一号阀门91进入第一蓄热室6，经换热器换热后温度升高，然后进入燃烧室4与燃气进行燃烧；当第一蓄热室6的热量被吸收至一定程度时，所述控制器使烟气排放一号阀门81打开，烟气排放二号阀门82关闭，助燃空气一号阀门91关闭，助燃空气二号阀门92打开，燃烧产生的高温烟气经过烟气排放一号阀门81进入第一蓄热室6，高温烟气中的热量被第一蓄热室6吸收并储存，之后烟气从烟气排放口83排出；空气从助燃空气进气口93经过助燃空气二号阀门92进入第二蓄热室7，经换热器换热后温度升高，然后进入燃烧室4与燃气进行燃烧，当第二蓄热室7的热量被吸收至一定程度时，循环重复上述二个过程。

所述坩埚炉的烟气余热回收装置包括第一蓄热室6、第二蓄热室7、烟气排放系统8和助燃空气系统9，助燃空气经过第一蓄热室6或第二蓄热室7预热后进入燃烧室4燃烧，高温烟气中的热量得到回收利用；而且高温烟气能够连续将热量储存在第一蓄热室6和第二蓄热室7中，利用顺控程序，助燃空气在第一蓄热室6和第二蓄热室7之间进行自动切换，即助燃空气能够连续被加热，整个余热回收过程是连续不间断的，因此坩埚炉的热效率得到大幅提高，能耗大大降低。

现有的坩埚炉的炉膛形状一般都为直线型，烟气换热时间短，热效率难以进一步提升。在本实施例中，所述炉膛2为螺旋形炉膛，炉膛2的内侧壁设计为凹状螺旋形结构21，使燃烧烟气在炉膛2内的换热时间延长，从而进一步提高热效率。

现有的坩埚炉技术中，燃烧控制不够均匀，不能保证整个炉膛均匀加热。在本实施例中，所述燃烧器5为脉冲式燃烧器，是按一定的控制程序轮流燃烧实现的燃烧控制，控制系统是通过控制燃烧器的燃烧时序和燃烧时间来控制坩埚炉的温度。使用时，通过点火器使燃气和助燃空气在燃烧室4内燃烧膨胀，气体膨胀使燃烧室4内的压力急剧升高，促使燃气与空气不再进入燃烧室4（利用止逆阀）。当烟气排放至大气，燃烧室4的压力降至大气压力以下，此时，由于惯性而使燃烧室4内形成负压促使空气与燃气被吸入燃烧室4，在燃烧时内接触到高温残余气体或高温状态的燃烧室4内壁而再次被点燃。上述过程反复进行形成脉冲燃烧。脉冲式燃烧器具有燃烧效率和热效率高的特点，进一步提升坩埚炉的热效率，而且脉冲燃烧有利于控制燃烧器的火焰形态，如高速、平焰和辐射管等。

本实施例提供的坩埚炉从燃烧器、炉膛、烟气余热回收三个方面进行了改造优化，显著提升了坩埚炉的热效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型的高效节能坩埚炉，包括坩埚、炉膛、保温绝热层、燃烧室和燃烧器，其特征在于，还包括烟气余热回收装置，所述烟气余热回收装置包括第一蓄热室、第二蓄热室、烟气排放系统和助燃空气系统，所述第一蓄热室和第二蓄热室内均设有换热器，所述烟气排放系统包括烟气排放一号阀门、烟气排放二号阀门、烟气排放口，所述的助燃空气系统包括助燃空气一号阀门、助燃空气二号阀门、助燃空气进气口；所述第一蓄热室一端通过烟气排放一号阀门与炉膛连通，另一端与烟气排放口连通，所述第二蓄热室一端通过烟气排放二号阀门与炉膛连通，另一端与烟气排放口连通，所述第一蓄热室内的换热器一端通过助燃空气一号阀门与助燃空气进气口连通，另一端与燃烧室连通，所述第二蓄热室内的换热器一端通过助燃空气二号阀门与助燃空气进气口连通，另一端与燃烧室连通。

2.根据权利要求1所述新型的高效节能坩埚炉，其特征在于，所述坩埚炉还包括控制器，所述控制器与烟气排放一号阀门、烟气排放二号阀门、助燃空气一号阀门和助燃空气二号阀门电连接，在使用时，控制器使烟气排放一号阀门关闭，烟气排放二号阀门打开，助燃空气一号阀门打开，助燃空气二号阀门关闭，燃烧产生的高温烟气经过烟气排放二号阀门进入第二蓄热室，高温烟气中的热量被第二蓄热室吸收并储存，之后烟气从烟气排放口排出；空气从助燃空气进气口经过助燃空气一号阀门进入第一蓄热室，经换热器换热后温度升高，然后进入燃烧室与燃气进行燃烧；当第一蓄热室的热量被吸收至一定程度时，所述控制器使烟气排放一号阀门打开，烟气排放二号阀门关闭，助燃空气一号阀门关闭，助燃空气二号阀门打开，燃烧产生的高温烟气经过烟气排放一号阀门进入第一蓄热室，高温烟气中的热量被第一蓄热室吸收并储存，之后烟气从烟气排放口排出；空气从助燃空气进气口经过助燃空气二号阀门进入第二蓄热室，经换热器换热后温度升高，然后进入燃烧室与燃气进行燃烧，当第二蓄热室的热量被吸收至一定程度时，循环重复上述过程。

3.根据权利要求1所述新型的高效节能坩埚炉，其特征在于，所述炉膛为螺旋形炉膛，炉膛的内侧壁设计为凹状螺旋形结构。

4.根据权利要求1所述新型的高效节能坩埚炉，其特征在于，所述燃烧器为脉冲式燃烧器。