CN212057264U - 超导温控汽化燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了超导温控汽化燃烧器，包括燃烧单元、燃料单元、汽化温控单元，所述燃料单元盛装液体甲醇，燃烧单元使用气体甲醇作为燃料；汽化温控单元，包括温控腔、平衡腔、循环管、超导液；循环管连通温控腔和平衡腔；超导液的汽化温度为A；180℃≤A≤280℃；温控腔夹在燃烧单元和燃料单元之间发生相变；所述温控腔内一直发生的相变使燃料单元内甲醇的汽化温度始终低于汽化析碳温度；所述平衡腔始终通过循环管来平衡所述温控腔的压力以保证相变安全。本实用新型中的燃烧器通过燃烧余热使液体甲醇被汽化成为气体甲醇，在汽化过程中利用超导液进行温控，让甲醇的汽化过程温度始终低于甲醇汽化的析碳温度，整体结构紧凑简单，使用稳定、可靠。

Description

超导温控汽化燃烧器

技术领域

本实用新型涉及加热设备领域，具体涉及超导温控汽化燃烧器。

背景技术

现以甲醇为主的可再生清洁燃料已被人们广泛的利用。无论在餐饮行业，还是供暖行业以及其他领域都占有较大的市场份额。

人们为了使甲醇燃料燃烧的更充分更彻底，排放更清洁，都提倡甲醇汽化燃烧。可是甲醇的汽化温度难以控制，因为甲醇在高温(288℃)汽化时会发生裂解析碳，导致设备无法运行。

例如专利公开号为“CN206269187U”的专利稿件中，利用甲醇燃烧的余热使甲醇汽化，但是余热的热量并没有进行控制，伴随着汽化的发生会发生析碳情形，碳将出气口或是燃料箱堵塞将会导致设备无法运行。

再例如专利公开号为“CN207365052U”的专利稿件中，汽化过程中没有对汽化温度控制，不能保证汽化过程中没有析碳；而且该装置整体结构复杂，维护不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种防止甲醇汽化析碳的燃烧器，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。

为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案如下：

超导温控汽化燃烧器，包括燃烧单元、燃料单元、汽化温控单元，所述燃料单元盛装液体甲醇，燃烧单元使用气体甲醇作为燃料。

汽化温控单元，包括温控腔、平衡腔、循环管、超导液；循环管连通温控腔和平衡腔；所述超导液的汽化温度为A；180℃≤A≤280℃。

所述温控腔夹在燃烧单元和燃料单元之间发生相变；所述温控腔内一直发生的相变使燃料单元内甲醇的汽化温度始终低于汽化析碳温度。

所述平衡腔始终通过循环管来平衡所述温控腔的压力，让超导液保证在一定压力范围内安全气液相变。

在本实用新型中通过连通的两个腔室，在腔室内盛装有汽化温度不超过甲醇析碳的温度(280℃)，这样可以有效的保证甲醇不会析碳。

具体的工作原理是：温控腔用来吸收燃烧单元的甲醇燃烧余热，然后在温控腔内的超导液在该腔室内升温汽化，发生液气相变；在超导液升温汽化过程中将热量传递给燃料单元，让燃料单元内的甲醇发生汽化；

在温控腔内的超导液不断汽化的过程中将该腔室内的压力升高将本腔室内的液体超导液通过循环管压入到平衡腔来调节压力，随之温控腔内充满气体，致使温控腔的热传导能力大大降低，相当于在燃烧单元和燃料单元之间设置了隔热层，使燃料单元的甲醇的汽化过程无法从燃烧单元获得更高的温度；

但此时的温度还是处于甲醇的汽化温度下，甲醇不断的发生汽化，但是汽化温度在逐渐下降，当甲醇的汽化温度降低到一定程度与温控腔的温差变大时，甲醇将从温控腔吸热使温控腔内的部分气体超导液发生液化，发生气液相变；在温控腔内的液体超导液再不断从燃料单元获得热量汽化，以达到新的平衡；在温控腔内超导液相变过程的温度调节下，甲醇的汽化温度始终处于280℃的析碳温度之下。

在整个过程中平衡腔用于调节温控腔的超导液量和温控腔的压强，而不参与燃料单元的汽化过程。

在本实用新型中由于超导液受温汽化时不是一气呵成的全部汽化成气体，而是随着温度的高低来改变汽化的程度。当温度过高时，汽化程度加深，导致被汽化的超导液量多，所以气态与液态间的超导液面会降低，致使导热能力下降的。因为液态超导液的导热能力远远大于气态的；所以在液态的超导液可以实现导热，在逐渐汽化时候气体的超导液又可以实现一定程度的隔热性；因此既可以使甲醇汽化又可以控制甲醇汽化的温度。

为了使用的更加安全性，在平衡腔上设置溢流阀，防止压强过大，液体超导液无法流出。

在这里提供一个具体的燃烧单元的结构。所述燃烧单元包括燃烧腔、点火部、喷火口、燃料供给口、火势阀；点火部位于喷火口上方，火势阀安装在燃料供给口处。

在这里提供一个具体的燃料单元的结构。所述燃料单元包括燃料存储腔、导管、进料口、出料口，导管的上端位于燃料存储腔内，导管下端与出料口连通，出料口通过管路与燃料供给口连通。出料口位于下方，燃料在重力下出料。进料口只要避开导管的入口，设置在燃料存储腔的任意位置都可以，在下方话用泵将燃料注入。

导管的入口是上端，出口是下端；其流向是从上向下的，这样既可以保证燃料存储腔内的燃料量，同时也不影响燃料存储腔内燃料汽化之后的走向。

在这里还包括一个预热单元：所述预热单元包括配风盒；配风盒位于喷火口下方，配风盒上方敞口，与喷火口具有一定距离。

另外，为了保证燃烧的充分性，还包括沉淀杯，沉淀杯包括第一进口、第一出口、排污口，所述第一出口与进料口连通；所述沉淀杯在燃料进入燃料腔前对燃料净化。

这里第一进口位于沉淀杯的上部，保证杂质衬垫到下方，位于上部的燃料是无杂质或是杂质少的。排污口位于沉淀杯的底部。

进一步的：所述超导液的汽化温度为200℃。

进一步的：所述超导液的汽化温度为250℃。

在这里超导液可以直接从超导液厂家定制购买，属于常用技术；因此无需公开其具体的各成分以及各成分比例。

进一步的：所述超导液从燃烧单元吸取热量温度不高于288℃。

这里为了进一步保证汽化甲醇汽化使用的稳定性。因为热是自发的从高温向低温传递的，在发生相变的过程中也是有能量损失的，因此当最开始的热源温度保持一定的情况，再在传热过程中控制温度会更安全可靠。

超导温控汽化燃烧器的使用方法，具体包括如下步骤：

S1准备沸点在180℃到280℃的超导液；

S2将超导液装入超导容器中；

S3先从燃料单元提取部分液体燃料进入燃烧单元，将燃烧单元内的燃料点燃，让燃料产生的初始温度，初始温度使平衡腔内的超导液预热，超导液升温；

S4燃料单元内的液体甲醇燃料从温控腔内的超导液吸热汽化；

S5完全点燃燃烧单元，让燃料单元为燃烧单元提供气体甲醇燃料，使燃烧单元进入完全燃烧工作状态；

S6当温控单元充满气体时，热传导能力大大降低；致使甲醇液体无法充分吸热，而导致甲醇的汽化温度不断下降，直至燃料单元的温度使温控腔内部分气体重新液化；通过温控腔内超导液的相变反应保证燃料单元内的甲醇汽化过程中无析碳情况。

本实用新型的技术效果是：

本实用新型中的燃烧器通过燃烧余热使液体甲醇被汽化成为气体甲醇，在汽化过程中利用超导液进行温控，让甲醇的汽化过程温度始终低于甲醇汽化的析碳温度，整体结构紧凑简单，使用稳定、可靠。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中：

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2甲醇气体或是液体的流动示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的不当限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1所示，在这里展示了燃烧单元100、燃料单元200、汽化温控单元300的具体结构形式。所述燃料单元盛装液体甲醇205，燃烧单元使用气体甲醇作为燃料；汽化温控单元内盛装超导液。所述超导液的汽化温度为A；180℃≤A≤280℃。

在图1中所述燃烧单元包括燃烧腔101、点火部102、喷火口103、燃料供给口104、火势阀105；点火部位102于喷火口103上方，火势阀105安装在燃料供给口104处。火势阀105在燃烧单元完全燃烧的过程中主要用于调节气体甲醇的流量以调节燃烧的情况。

还包括预热单元，所述预热单元包括配风盒401；配风盒位于喷火口103下方，配风盒上方敞口，与喷火口具有一定距离。在图1中出配风盒用于接装从喷火口流出的液体燃料，并且使得自然风或是空气从喷火口下方流入燃烧腔，使燃料在燃烧腔内充分燃烧。

燃料单元200，所述燃料单元包括燃料存储腔201、导管202、进料口203、出料口204，导管的上端位于燃料存储腔内，导管下端与出料口连通，出料口通过管路与燃料供给口连通。

汽化温控单元300，包括温控腔301、平衡腔302、循环管303、超导液304；循环管303连通温控腔301和平衡腔302；所述温控腔302夹在燃烧单元100和燃料单元200之间发生相变；具体的相变过程有两种：一是、燃烧单元的燃烧余热让温控腔内的超导液在温控腔内发生液气相变(液体超导液304汽化变成气体超导液305)、使燃料单元从温控腔吸热让其内部甲醇汽化；汽化的甲醇通过导管进入燃烧腔燃烧；

二是、燃料单元甲醇的汽化温度使温控单元内的超导液气体发生气液相变(气体超导液305液化变成液体超导液304)、使燃料单元向温控腔吸热让其内部甲醇重新发生汽化；

因此所述温控腔内一直发生的相变使燃料单元内甲醇205的汽化温度始终低于汽化析碳温度(280℃)；所述温控腔内超导液的相变过程中始终通过平衡腔302调节压力，主要是温控腔发生液气相变时，温控腔压力逐渐增加，为了保证安全，通过平衡腔来平衡逐渐增加的压力。

另外在液体甲醇205燃料进入燃料存储腔之前，需要对燃料做净化，因此还包括沉淀杯500，沉淀杯包括第一进口501、第一出口502、排污口503，所述第一出口与进料口连通；所述沉淀杯在燃料进入燃料腔前对燃料净化。

在这里温控腔贴于燃烧腔设置，紧贴温控腔设置的是燃料存储腔，平衡腔通过循环管与温控腔连通，所述平衡腔始终通过循环管来平衡所述温控腔的压力，让超导液保证在一定压力范围内安全气液相变。平衡腔不参与吸热放热，为了结构紧凑精简，可以考虑在燃料存储腔和平衡腔之间设置真空层。这里平衡腔设置超导液进液口，进液口设置在平衡腔的上部。

如图2中箭头所示，甲醇从燃料单元进入燃烧单元的两个过程。其中甲醇液体从喷火口流入配风盒，做预热；而预热之后的甲醇气体从喷火口向上进入燃烧腔进行燃烧。

本燃烧器的具体的操作过程如下：

S1准备沸点在200℃的超导液；

S2将超导液装入超导容器中；

S3先从燃料单元提取部分液体燃料进入燃烧单元，将燃烧单元内的燃料点燃，让燃料产生的初始温度，初始温度使平衡腔内的超导液预热，超导液升温；

S4燃料单元内的液体甲醇燃料从温控腔内的超导液吸热汽化；

S5完全点燃燃烧单元，让燃料单元为燃烧单元提供气体甲醇燃料，使燃烧单元进入完全燃烧工作状态；

S6当温控单元充满气体时，热传导能力大大降低；致使甲醇液体无法充分吸热，而导致甲醇的汽化温度不断下降，直至燃料单元的温度使温控腔内部分气体重新液化；通过温控腔内超导液的相变反应保证燃料单元内的甲醇汽化过程中无析碳情况。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.超导温控汽化燃烧器，其特征在于：包括燃烧单元、燃料单元、汽化温控单元，所述燃料单元盛装液体甲醇，燃烧单元使用气体甲醇作为燃料；

汽化温控单元，包括温控腔、平衡腔、循环管、超导液；循环管连通温控腔和平衡腔；

所述超导液的汽化温度为A；180℃≤A≤280℃；

所述温控腔夹在燃烧单元和燃料单元之间发生相变；所述温控腔内一直发生的相变使燃料单元内甲醇的汽化温度始终低于汽化析碳温度；

所述平衡腔始终通过循环管来平衡所述温控腔的压力，让超导液保证在一定压力范围内安全气液相变。

2.根据权利要求1所述的超导温控汽化燃烧器，其特征在于：所述燃烧单元包括燃烧腔、点火部、喷火口、燃料供给口、火势阀；点火部位于喷火口上方，火势阀安装在燃料供给口处。

3.根据权利要求2所述的超导温控汽化燃烧器，其特征在于：所述燃料单元包括燃料存储腔、导管、进料口、出料口，导管的上端位于燃料存储腔内，导管下端与出料口连通，出料口通过管路与燃料供给口连通。

4.根据权利要求2所述的超导温控汽化燃烧器，其特征在于：还包括预热单元，所述预热单元包括配风盒；配风盒位于喷火口下方，配风盒上方敞口，与喷火口具有一定距离。

5.根据权利要求3所述的超导温控汽化燃烧器，其特征在于：还包括沉淀杯，沉淀杯包括第一进口、第一出口、排污口，所述第一出口与进料口连通；所述沉淀杯在燃料进入燃料腔前对燃料净化。

6.根据权利要求1所述的超导温控汽化燃烧器，其特征在于：所述超导液的汽化温度为200℃。

7.根据权利要求1所述的超导温控汽化燃烧器，其特征在于：所述超导液的汽化温度为250℃。

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