CN2303170Y

CN2303170Y - 高效节能助燃装置

Info

Publication number: CN2303170Y
Application number: CN 97226287
Authority: CN
Inventors: 李怀军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2007-08-29

Abstract

本实用新型涉及一种高效节能助燃装置及其助燃燃烧方法。它由具有导流空腔的水流气化部件和设置在其上面的进水口、排气口组成,在水流气化部件的导流空腔中,装填有促使水转化为助燃混合气体的填充物料。它解决了现有技术燃烧热效率和节省燃料幅度不理想的问题。用于锅炉、民用炉具、燃气灶等燃烧装置的助燃燃烧。

Description

高效节能助燃装置

本实用新型涉及一种装配于燃烧炉具、锅炉、燃气灶等燃烧设备上的高效节能助燃装置。

中国实用新型专利CN2209275Y公告了一种超高温节能炉，它采用的是水煤气发生原理而设计的结构，主要由炉体、炉胆以及设置在两者之间的外围环形蒸汽水箱、内部环形蒸汽室和连通管组成，在环形蒸汽水箱上设置有进水管，在环形蒸汽室上设置有蒸汽导管和蒸汽喷盘。其环形蒸汽室排出的水蒸汽直接喷到燃煤上，再与碳反应生成一氧化碳和氢气。由于其主要结构为双层环形套结构，因此结构复杂，又由于它仅是使水蒸发为水蒸汽，然后再与碳反应，产生的可燃气体较少，因此它仍然消耗较多的燃煤，且燃烧热量及热效率不是很理想。

本实用新型的目的在于，提供一种燃料燃烧充分、热效率高、更加节省燃料的高效节能助燃装置。

为了达到上述目的，本实用新型采取的解决方案是，所述高效节能助燃装置由具有导流空腔的水流气化部件、进水口和排气口组成，上述进水口和排气口均设置在水流气化部件上，其特点是，在所述水流气化部件的导流空腔中，装填有促使水转化为助燃混合气体的填充物料，所述填充物料是至少包含有金属铁、铁的化合物(如FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄、Fe(OH)₂等)、金属铜、金属铝中任意一种物质在内的物料。所述水流气化部件可以装配在各种炉具、锅炉等燃烧装置的燃料燃烧内腔周围，以吸收热量。

上述水流气化部件可以采用由导热管沿螺旋线方向盘绕而成的螺线管状部件、具有中空夹层结构的筒状部件、具有纵向缺口的双层壁结构的夹层围墙、一根直通管、两端分别相连通的并列一排的直通管、具有中空夹层的平板状部件等，且在各自的空腔中装填有上述填充物料。在所述水流气化部件尤其是上述几种具体部件独立使用时，可以在其壁面上设置有电加热部件。

上述填充物料最好为颗粒状、条状(最好为短细条状)、碎屑状或其他呈松散状态形状的松散物料，且上述填充物料中还可包含有锰、钒或锰与钒的混合物等金属单质或混合物。

上述填充物料可以选用的金属铁(Fe)、铁的化合物、金属铜(Cu)、金属铝(Al)、锰(Mn)、钒(V)等都可与受热的水蒸汽发生反应，生成氢气，其中混入的水蒸汽再与碳反应，生成氢气和一氧化碳。如此可以通过增加氢气的方式提高本实用新型所述高效节能助燃装置的热效率、燃烧热值，并使燃料充分燃烧，从而大幅度地节省燃料。

在使用本实用新型所述的高效节能助燃装置进行助燃燃烧时，应从所述进水口将水通入所述水流气化部件的导流空腔中，使水流分散在上述填充物料的空隙之中，同时利用炉具、锅炉、燃气灶等燃烧装置中的燃料燃烧所产生的热量或所述水流气化部件壁面上电加热部件如电炉丝(电阻丝)、远红外电加热板、电热膜等所发出的热量，对所述水流气化部件进行加热，则其中的水和填充物料均受热，当温度达到400℃以上时，可将通入的水气化成助燃混合气体，该助燃混合气体中含有氢气(H₂)和部分过热水蒸汽。从所述排气口将上述助燃混合气体(如通过输送管路)输送至炉具、锅炉等燃烧装置进行助燃燃烧。助燃混合气体可以被直接送至燃料燃烧处，如燃煤炉膛中，也可通过与燃烧装置的燃气进入口相连通的气体输送管路，与燃气混合，进行气体混合助燃燃烧。其中的氢气可直接作为燃料进行燃烧，部分过热水蒸汽则与燃料中的碳反应，生成氢气、一氧化碳等，从而使燃料充分燃烧。当燃料为燃煤时，则燃煤中含有的苯酚(C₆H₅OH)等与过热水蒸汽反应生成甲烷(CH₄)等可燃气体，用以燃烧，并以此消除对人体有害的物质，减少环境污染。各种物质在温度达400℃以上时，与水蒸汽反应，主要反应方程式为：

由于本实用新型所述高效节能助燃装置采用了上述结构，即采用了设置有进水口和排气口的水流气化部件，如筒状部件、围墙状部件、螺线管状和直通管状部件等，因此其结构简单。又由于其内腔中的填充物料可与过热水蒸汽反应生成氢气，增添了新的燃料源，其余的过热水蒸汽通至燃料燃烧处时，与燃煤等反应生成氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体，使得燃料充分燃烧，因此它具有热效率高，燃烧热值高、火焰猛烈、可大幅度节省燃料(节能)的优点，经测试它可节约60～70％的燃料。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是实施例1所述本实用新型涉及的高效节能助燃装置的结构示意图；

图2是实施例2所述本实用新型涉及的高效节能助燃装置的结构示意图；

图3是实施例3所述本实用新型涉及的高效节能助燃装置的结构示意图；

图4是图3所示结构的A-A剖视图；

图5是实施例4所述本实用新型涉及的高效节能助燃装置的结构示意图；

图6是实施例5所述本实用新型涉及的高效节能助燃装置的结构示意图；

图7是实施例6所述本实用新型涉及的高效节能助燃装置的结构示意图；

图8是本实用新型所述高效节能助燃装置的助燃混合气体输送结构示意图；

图9是本实用新型所述高效节能助燃装置的助燃混合气体输送的另一种结构示意图。

实施例1，本实用新型所述高效节能助燃装置由具有导流空腔的水流气化部件和设置在其上面的进水口和排气口组成。在图1所述示意图中，上述水流气化部件是由导热管(可以是铝管、铜管、铁管等)沿螺旋线方向盘绕而成的螺线管状部件1，导热管的底部首端管口3即为上述进水口，导热管的上部末端管口2即为上述排气口。导热管的内腔即为所述导流空腔，其中装填有由颗粒状的铁、FeO和条状铜混合而成的填充物料4，所述进水口、排气口与导热管内腔相连通。水从进水口进入，排气口用于排放助燃混合气体(过热水蒸汽和氢气)。

实施例2，在图2所示示意图中，本实用新型所述高效节能助燃装置的水流气化部件是由外壁5、内壁7、顶端封盖板11和底端封闭板9构成的具有中空夹层结构的筒状部件，进水口8和排气口10均与其中空夹层相连通，图2中进水口8设置在筒状部件的下部，排气口10设置在远离进水口8的另一侧的上部位置。在筒状部件的中空夹层中装填有填充物料6。此实施例中，填充物料6为铁和FeO的混合物，当然填充物料6中还可填加其他促使水蒸汽分离出氢气的物质，如锰、钒、铝、铜等，也可仅为铜、铝、铁的化合物(如FeO等)其中的一种物质，此处不再详述。

实施例3，在图3所示示意图和图4所示A-A剖视图中，本实用新型所述高效节能助燃装置的水流气化部件，是由内壁18、外壁17、上端封盖板19、底端封盖板42和纵向缺口14两侧的封闭板20、21构成的具有双层壁结构的夹层围墙12，在其夹层中装填有填充物料16，填充物料16是由碎屑状金属铁、铜、铝、颗粒状的铁的化合物(FeO、Fe₃O₄等)混合而成的松散物料。进水口13、排气口15分别设置在纵向缺口14两侧(旁边)的夹层围墙上，两者对角设置，且进水口13所处位置低于排气口15所处的位置。如图3所示，进水口13设置在纵向缺口14右侧旁边的外壁17的下部，排气口(管)15则设置在纵向缺口14左侧旁边的围墙夹层中，其排气端口处于夹层的上部，靠近上端封盖板19的内壁面。

实施例4，本实用新型所述高效节能助燃装置的水流气化部件是一根直通管，它可以直接利用炉具等产生的余热，也可利用电加热部件如电炉丝等来加热。在图5所示示意图中，水流气化部件是直通管43，在其两端分别设置有进水口22和排气口26，在直通管43内腔中装填有填充物料27，填充物料27是铁、铜、铝的松散混合物料，当然可以采用上述单一物质，也可添加锰、钒或两者混合物的物料。在直通管43外壁处盘绕有电炉丝23，在两者之间沿电炉丝23盘绕路径设置有绝缘耐热衬垫层25，在直通管43和电炉丝23的外围设置有防止散热的耐热套管24。

实施例5，在图6所示示意图中，本实用新型所述的高效节能助燃装置的水流气化部件，是一个具有中空夹层的平板29，在其两端设置有进水口28和排气口31，在其表面设置有远红外电加热板32，其外围也可设置防止散热的耐热包层，此处不再给出图示。在平板29的中空夹层中装填有填充物料30，其成分可以是上述任意一个实施例中所述的组分，此处不再复述。

实施例6，在图7所示示意图中，本实用新型所述高效节能助燃装置的水流气化部件，是两端分别相连通的一排直通管，各直通管可以并列排成一排，也可排列成筒状结构，图7中各直通管排列成筒状结构，直通管33即为其中之一，在各直通管下端环形连通管上设置有进水口34，在上端环形连通管上设置有排气口35。在各直通管的内腔中装填有上述填充物料(可采用各实施例中所述的任何一种组分)。

当利用电能加热时，上述各实施例所述的各种类型的水流气化部件以及未列举出的水流气化部件的壁面上可设置有电炉丝、远红外电加热板、电热膜等电加热部件。上述各实施例中所述填充物料，可以在金属铁、铁的化合物、金属铜、金属铝中进行任意选择，可选任意单一物质、任意两种物质、三种物质、四种物质等的混合物料，且还可在上述主料的基础上加入锰、钒以及两者混合物等物质。

利用由上述各种水流气化部件构成的高效节能助燃装置进行助燃时，先从进水口将水通入水流气化部件的导流空腔中，使水流分散在所述填充物料的空隙之中，同时利用炉具、锅炉、燃气灶等燃烧装置中的燃料燃烧所产生的热量或水流气化部件壁面上电加热部件所发出的热量，对水流气化部件进行加热，使水和上述填充物料受热，当温度达到400℃以上时，可将通入的水气化成助燃混合气体，这种助燃混合气体含有过热水蒸汽和氢气，从所述排气口将上述助燃混合气体输送至炉具、锅炉、燃气灶等燃烧装置中，进行助燃燃烧。助燃混合气体一般从排气口输送至燃料燃烧处进行助燃燃烧。在图8所示示意图中，炉具的炉箅36是具有连通空腔的空心炉箅，助燃混合气体被输送至炉箅进气口38，并从炉箅36上的排气孔排出，与正在燃烧的燃煤、燃柴等燃料接触，进行助燃燃烧。排气孔37即为其中的一个排气孔。当炉箅为实心部件时，则助燃混合气体可从输送管排出，通过炉箅的各炉条间隙进入燃煤等燃料的燃烧内腔，进行助燃燃烧。在图9所示示意图中，当燃料为燃气时，如燃烧装置为燃气灶时，则助燃混合气体通过与燃烧装置的燃气进入口40相连通的气体输送管路41，从所述排气口处导出，使其与燃气(如煤气、天然气、液化石油气等)混合，在燃气灶头39处进行气体混合助燃燃烧。当然，也可通过气体输送管路将助燃混合气体直接输送至燃气灶头39的燃气燃烧表面，进行助燃燃烧。

在上述各实施例中，所述填充物料的成分还可以在金属铁、铁的化合物、金属铜、金属铝中进行任意选择和变化，如可选用其中的一种物质，任意两种物质的混合物，任意三种或所述全部物质的混合物，还可在上述各种选择组分中添加入锰、钒、锰与钒的混合物或者其他可促使水蒸汽产生氢气的物质，在实际应用中，还可在上述水流气化部件上方设置具有进气孔的二次燃烧部件，如带进气孔的筒状部件，上述方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种高效节能助燃装置，由具有导流空腔的水流气化部件、进水口和排水口组成，所述进水口和排水口均设置在所述水流气化部件上，其特征在于，在所述水流气化部件的导流空腔中，装填有促使水转化为助燃混合气体的填充物料，所述填充物料是至少包含有金属铁、铁的化合物、金属铜、金属铝中任意一种物质在内的物料。

2、根据权利要求1所述的高效节能助燃装置，其特征在于，所述水流气化部件是由导热管沿螺旋线方向盘绕而成的螺线管状部件，所述导热管内腔构成所述导流空腔，在其中装填有所述填充物料，所述进水口和排气口均与所述导热管内腔相连通。

3、根据权利要求1所述的高效节能助燃装置，其特征在于，所述水流气化部件是由内壁、外壁、顶端封盖板和底端封闭板构成的具有中空夹层结构的筒状部件，所述进水口和排气口均与上述筒状部件的中空夹层相连通，在上述中空夹层中装填有所述填充物料。

4、根据权利要求1所述的高效节能助燃装置，其特征在于，所述水流气化部件是由内壁、外壁、上端封盖板、底端封盖板和纵向缺口两侧的封闭板构成的具有双层壁结构的夹层围墙，在其夹层中装填有所述填充物料，所述进水口和排气口分别设置在上述纵向缺口两侧的夹层围墙上，两者对角设置，且进水口所处位置低于排气口所处位置。

5、根据权利要求1所述的高效节能助燃装置，其特征在于，所述水流气化部件是一根直通管或两端分别相连通的一排直通管，在所述直通管内腔中装填有所述填充物料。

6、根据权利要求1至5中任何一个权利要求所述的高效节能助燃装置，其特征在于，在所述水流气化部件的壁面上，设置有电加热部件。

7、根据权利要求1至5中任何一个权利要求所述的高效节能助燃装置，其特征在于，所述填充物料为颗粒状、条状或碎屑状的松散物料。

8、根据权利要求1至5中任何一个权利要求所述的高效节能助燃装置，其特征在于，所述填充物料中还包含有锰、钒或锰与钒的混合物。