CN213208226U - 一种新型气体加热锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型气体加热锅炉，包括燃烧室、炉膛、气体腔、控制器、火焰感应器、油泵、喷油器、点火电极和点火线圈；燃烧室的前端外侧壁上周向设置有炉膛；炉膛的外侧壁上周向设置有气体腔；燃烧室的后端外侧壁上连通燃烧室进气风机；燃烧室内腔的后端设置有所述喷油器和点火电极；燃烧室内腔后端的侧壁上设置有火焰感应器；燃烧室后端的外部设置有点火线圈；控制器分别有火焰感应器、点火线圈和油泵相连接。本实用新型提供的新型气体加热锅炉，火焰起燃迅速，燃烧完全，加热效率高。

Description

一种新型气体加热锅炉

技术领域

本实用新型属于加热锅炉技术领域，具体涉及一种新型气体加热锅炉。

背景技术

气体加热锅炉是将空气与燃料按适当比例混合进行燃烧，通过产生的热能来加热气体的一种设备。气体加热锅炉型式很多，但现有锅炉产品的燃烧方式均是将燃料直接浸润在细密金属网格上，初始点火通过高热电阻丝引燃其表面燃油，局部燃烧后，火焰随进入的新鲜空气遍布周圈金属网，形成炉膛火焰。这种燃烧方式起燃缓慢，且混合不均匀，燃烧初期形成大量黑烟，燃料经济性较差。另外，其燃烧室与气体腔布置结构简单，造成换热效率低，气体升温较慢。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种新型气体加热锅炉。本实用新型提供的新型气体加热锅炉，燃料空气比例控制精确，火焰起燃迅速，燃烧完全。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供了一种新型气体加热锅炉，包括燃烧室、炉膛、气体腔、控制器、火焰感应器、油泵、喷油器、点火电极和点火线圈；所述燃烧室的前端外侧壁上周向螺栓连接或焊接有炉膛；所述炉膛的外侧壁上周向螺栓连接或焊接有气体腔；所述气体腔上开有气体入口和气体出口；所述气体入口与空气风机连接；所述气体出口与外部循环吸热装置通过管路连接；所述燃烧室的中部设置有排气出口；所述排气出口与所述炉膛相连通；所述燃烧室的后端外侧壁上连通燃烧室进气风机；所述燃烧室内腔的后端设置有所述喷油器和所述点火电极；所述燃烧室内腔后端的侧壁上设置有所述火焰感应器；所述燃烧室后端的外部设置有所述点火线圈；所述点火线圈的一端通过导线与所述点火电极连接；所述点火线圈的另一端通过导线与所述控制器连接；所述控制器通过电源线与外部电源相连接；所述火焰感应器通过导线与所述控制器连接；所述高压油泵通过线束与所述控制器相连接；所述喷油器通过管路与所述油泵相连通；所述油泵位于所述燃烧室的外部；所述油泵具有进油管；所述进油管与外部油箱通过管路连接。

优选地，所述炉膛内腔与所述燃烧室外侧壁之间设置有燃烧室翅片；所述燃烧室翅片周向铸造成型或焊接在所述燃烧室外侧壁上。

优选地，所述气体腔的内侧壁上周向铸造成型或焊接有气体腔翅片。

优选地，所述气体腔的前端和后端分别焊接有管束前挡板和管束后挡板；所述气体腔内周向设置有管束；所述管束依次穿过所述管束前挡板和所述管束后挡板；所述管束为空心管；所述管束焊接在所述管束前挡板和所述管束后挡板上。

本实用新型提供的新型气体加热锅炉采用火花点燃高压喷射燃油通入空气进行助燃的方式，火焰起燃迅速，且燃烧完全。具有翅片的炉膛向具有翅片或管束的气体腔传热快，且效率高。

本实用新型提供的新型气体加热锅炉，锅炉启动时，控制器首先控制点火电极在点火线圈高电压作用下，电离空气持续产生火弧，然后进气风机向燃烧室提供空气，同时油泵向喷油器提供高压燃油，形成喷射油雾，与空气形成油气混合气，在电弧的点燃下形成初始火焰，火焰随空气扩散进入炉膛，经过炉膛内散热翅片加热气体腔内的气体，废气由炉膛排气出口排出。气体腔被加热的气体在空气风机作用下形成循环。该点火方法具有火焰起燃迅速，且燃烧完全。

本实用新型在气体腔内焊接空心管束，炉膛内的火焰和烟气可以通过空心管束对气体腔内的气体进行加热，加快了气体的升温速度，缩短了升温的时间。

附图说明

图1为本实用新型的原理结构示意图；

图2为本实用新型管束加热结构示意图；

图3为传统锅炉与新型锅炉着火时间对比图；

图4为传统锅炉与新型锅炉温升曲线图；

图中，1.空气风机,2.进油管,3.油泵,4.线束,5.控制器,6.电源线,7.气体出口,8.炉膛,9.燃烧室翅片,10.气体腔,11.气体腔翅片,12.排气出口,13.燃烧室,14.点火电极,15.喷油器,16.燃烧室进气风机,17.火焰感应器,18.点火线圈,19.导线；

图2中，1.空气风机，7.气体出口,8.炉膛,10.气体腔,12.排气出口,20.管束前挡板，21.管束，22.管束后挡板。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种新型气体加热锅炉，包括燃烧室13、炉膛8、气体腔 10、控制器5、火焰感应器17、油泵3、喷油器15、点火电极14和点火线圈18；所述燃烧室13的前端外侧壁上周向螺栓连接或焊接有炉膛8；所述炉膛8的外侧壁上周向螺栓连接或焊接有气体腔10；所述气体腔10上开有气体入口和气体出口7；所述气体入口与空气风机1连接；所述气体出口7与外部循环吸热装置通过管路连接；所述燃烧室13的中部设置有排气出口12；所述排气出口12与所述炉膛8相连通；所述燃烧室13的后端外侧壁上连通燃烧室进气风机16；所述燃烧室13内腔的后端设置有所述喷油器15和所述点火电极14；所述燃烧室 13内腔后端的侧壁上设置有所述火焰感应器17；所述燃烧室13后端的外部设置有所述点火线圈18；所述点火线圈18的一端通过导线19与所述点火电极14 连接；所述点火线圈18的另一端通过导线19与所述控制器5连接；所述控制器5通过电源线6与外部电源相连接；所述火焰感应器17通过导线19与所述控制器5连接；所述油泵3通过线束4与所述控制器5相连接；所述喷油器15 通过管路与所述油泵3相连通；所述油泵3位于所述燃烧室13的外部；所述油泵3具有进油管2；所述进油管与外部油箱通过管路连接。

在本实用新型中，所述炉膛8内腔与所述燃烧室13外侧壁之间设置有燃烧室翅片9；所述燃烧室翅片9周向铸造成型或焊接在所述燃烧室13外侧壁上。

在本实用新型中，所述气体腔10的内侧壁上周向铸造成型或焊接有气体腔翅片11。

在本实用新型的另一个实施例中，所述气体腔10的前端和后端分别焊接有管束前挡板20和管束后挡板22；所述气体腔10内周向设置有管束21；所述管束21依次穿过所述管束前挡板20和所述管束后挡板22；所述管束21为空心管；所述管束21焊接在所述管束前挡板20和所述管束后挡板22上。所述焊接方式为钎焊。

本实用新型提供的新型气体加热锅炉的工作原理为：气体加热锅炉工作时，系统在控制器5的控制下，首先点火线圈18产生高电压，使得点火电极14击穿空气产生连续火弧，然后，油泵3自进油管2吸入燃油并产生高压，通过喷油器15前端细孔喷出油雾，同时燃烧室进气风机16启动向燃烧室13中送入空气，与油雾形成油气混合气，在连续火弧的点燃下，形成初始火焰。同时火焰感应器17探测燃烧室13中是否有火焰存在，如果未监测到燃烧室内有火焰信号，系统在控制器5的控制下，则通过重新调整油泵3的压力来调整油雾量，通过调整燃烧室进气风机16的转速来调整空气量，使点火电极14再次点火直至火焰稳定后，点火电极14熄灭。被点燃混合气(油雾与空气的混合)的火焰由喷油器15前端迅速扩散到整个燃烧室13，在燃烧室进气风机16的作用下，火焰由燃烧室13进入炉膛8，通过炉膛8外壁及气体腔翅片11或管束加热气体腔10中的气体，同时燃烧室13中的火焰通过外壁及燃烧室翅片9加热流经炉膛此处的排气，排气通过排气出口12排出。锅炉外层气体腔10被加热的气体在空气风机1的作用下，经气体出口7送入外部循环吸热装置，回流气体经过空气风机1的进液口再次送入气体腔10，完成加热循环。

在本实用新型的另一种实施例中，燃烧室13内产生的火焰通过空心管束21 对气体腔10进行加热，由于气体腔10内均设置有管束21，炉膛8内的火焰和烟气可以进入空心管束21对气体腔10内的气体进行加热。

本实用新型还提供了一种新型气体加热锅炉的点火方法，包括如下步骤：

步骤一、控制器5控制点火线圈18产生高电压，使得点火电极14击穿空气产生连续火弧；

步骤二、启动油泵3自进油管2吸入燃油并产生高压，通过喷油器15前端细孔喷出油雾，同时燃烧室进气风机16启动向燃烧室13中送入空气，与油雾形成混合气，在火弧的点燃下，形成初始火焰；

步骤三、火焰感应器17探测燃烧室13中是否有火焰存在；若火焰感应器 17探测到燃烧室13内存在火焰，则点火结束；若火焰感应器17探测到燃烧室13内不存在火焰，则通过重新调整油泵3的压力来调整油雾量，通过调整燃烧室进气风机16的转速来调整空气量，使点火电极14再次点火，直至再次形成火焰。

下面结合实施例对本实用新型提供的一种新型气体加热锅炉及其点火方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

实施例1

预先将盛有柴油的量筒(普通玻璃量筒)放在精度为0.05g的电子秤上，把锅炉上的油泵3上的进油管2插入量筒油面以下并悬浮固定，启动锅炉，油泵3工作，运转3分钟后关闭，以排空燃油管路空气，此时记下电子秤示数为 1.60kg。进行加热-40℃发动机曲轴箱，试验开始启动锅炉，并计时，经过15 秒，锅炉炉膛温度传感器示数稳定，燃烧室进气风机送入-40℃空气，待锅炉运转6分钟，计时结束，锅炉出口温度上升到150℃，电子秤示数为1.502kg，使用燃油为0.098kg。

新型气体加热锅炉工作过程：启动锅炉后，控制器5控制高压点火线圈18 使得点火电极14持续释放火弧，燃油经过油泵3吸入进油管，并形成高压燃油，经过连接管送入喷油器15，由喷油器15前端细孔以雾化状型式喷出，同时，燃烧室进气风机16向燃烧室13送入新鲜空气，在喷油器15前端空气与雾状燃油形成可燃混合气，在火弧的点燃下形成初始火焰，经过15秒后，混合气火焰扩散充满燃烧室13，形成稳定燃烧状态，并加热气体腔10内的气体，同时，高压点火线圈18停止供电，点火电极14不再释放火弧，同时，空气风机1运转，将冷空气送入气体腔10，构成外部循环。

对比例1

试验程序及环境状态相同，预先将传统锅炉油管中空气排空，电子秤示数为1.650kg，同样进行加热-40℃发动机曲轴箱试验，试验开始启动锅炉，并计时，经过80秒，锅炉炉膛温度传感器示数稳定，待锅炉运转6分钟，计时结束，锅炉出气口温度上升到100℃，电子秤示数为1.555kg，使用燃油为0.095kg。

传统锅炉工作过程：传统锅炉使用电热丝点火方式，燃烧室内布置有耐热细钢丝网，燃油通过低压油泵输送到钢丝网上，与风机送入的空气在网上混合油气混合气，点火电热丝位于钢丝网边缘。锅炉启动时，电热丝逐渐升温，达到一定温度后，点燃经过其边缘的燃油混合气，形成初始火焰，火焰向前扩散，引燃耐热金属网上的混合气，继而火焰充满燃烧室，形成稳定燃烧，加热外腔气体，从锅炉启动到形成稳定燃烧，此过程至少需要80秒时间。燃烧稳定后，电热丝停止供电，不再点火。在锅炉启动时外腔空气风机运转，将冷空气送入锅炉外腔，构成外部循环。

如图3所示，通过在锅炉炉膛中布置高温热电偶温度传感器，通过高精度 ETAS650测试设备采集温度热电偶电信号，输入电脑，利用INCA监控软件显示温度数值，采样频率为100ms。

如图4所示，通过在锅炉出气口布置热电偶温度传感器，通过高精度ETAS650 测试设备采集温度热电偶电信号，输入电脑，利用INCA监控软件显示温度数值，采样频率为100ms。

针对图3与图4进行效果分析：

1.针对图3进行着火优势效果原因分析：

本实用新型锅炉采用的高压喷射油雾，火花点火燃烧方式，首先，点火电极形成连续火弧，油泵能够瞬间产生高压，使得燃油雾化并与空气形成均匀混合气，点火燃烧后，迅速充满燃烧室，所以，锅炉起燃快，只需15秒就能形成稳定燃烧，且燃油经济性高。

传统锅炉采用电热丝逐渐升温点火方式，初始火焰形成时间长，扩散到金属网后，由于燃油在金属网上需要通过加热才能雾化，继而形成混合气后才能燃烧，所以燃烧过程缓慢，加之混合不均，燃烧质量差，初期燃烧不完全，排气可视浓烟。

2.针对图4进行加热气体效果优势分析：

实施例锅炉，燃烧室及液体腔均设有均匀导热翅片，传热效率高，又加之喷射燃烧方式的混合气燃烧完全，炉膛内火焰温度高，与炉膛外壁热势能大，所以在相同的时间内气体温升高。传统锅炉虽然燃烧室外壁及气体腔均布置有散热翅片，但是燃烧室内燃油燃烧属于金属网外层蒸发油雾起燃，混合气不均匀，燃烧温度低，与炉膛外壁热势能小，因此传热效率低，升温慢。

Claims (5)

1.一种新型气体加热锅炉，包括燃烧室、炉膛、气体腔、控制器、火焰感应器、油泵、喷油器、点火电极和点火线圈；所述燃烧室的前端外侧壁上周向螺栓连接或焊接有炉膛；所述炉膛的外侧壁上周向螺栓连接或焊接有气体腔；所述气体腔上开有气体入口和气体出口；所述气体入口与空气风机连接；所述气体出口与外部循环吸热装置通过管路连接；所述燃烧室的中部设置有排气出口；所述排气出口与所述炉膛相连通；其特征在于，所述燃烧室的后端外侧壁上连通燃烧室进气风机；所述燃烧室内腔的后端设置有所述喷油器和所述点火电极；所述燃烧室内腔后端的侧壁上设置有所述火焰感应器；所述燃烧室后端的外部设置有所述点火线圈；所述点火线圈的一端通过导线与所述点火电极连接；所述点火线圈的另一端通过导线与所述控制器连接；所述控制器通过电源线与外部电源相连接；所述火焰感应器通过导线与所述控制器连接；所述油泵通过线束与所述控制器相连接；所述喷油器通过管路与所述油泵相连通；所述油泵位于所述燃烧室的外部；所述油泵具有进油管；所述进油管与外部油箱通过管路连接。

2.根据权利要求1所述的新型气体加热锅炉，其特征在于，所述炉膛内腔与所述燃烧室外侧壁之间设置有燃烧室翅片；所述燃烧室翅片周向铸造成型或焊接在所述燃烧室外侧壁上。

3.根据权利要求1所述的新型气体加热锅炉，其特征在于，所述气体腔的内侧壁上周向铸造成型或焊接有气体腔翅片。

4.根据权利要求2所述的新型气体加热锅炉，其特征在于，所述气体腔的内侧壁上周向铸造成型或焊接有气体腔翅片。

5.根据权利要求1所述的新型气体加热锅炉，其特征在于，所述气体腔的前端和后端分别焊接有管束前挡板和管束后挡板；所述气体腔内周向设置有管束；所述管束依次穿过所述管束前挡板和所述管束后挡板；所述管束为空心管；所述管束焊接在所述管束前挡板和所述管束后挡板上。

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