TWI570369B - Output heat source temperature controllable combustion device - Google Patents

Description

輸出熱源溫度可控的燃燒裝置

本發明與燃燒裝置有關，具體而言是一種利用高能量密度的點火器對霧化燃料進行點火的燃燒裝置，可以設置具有至少一第二燃燒室的混合器，在補氣時能夠讓燃燒效率極大化，同時進行輸出熱源溫度的控制。

燃燒裝置普遍應用於廚房爐具或是工廠的鍋爐加熱設備，目前提升燃燒效率的傳統做法大致上可以分為兩種，一種是設法調控液化燃料與空氣的混合比例與均勻度，使液化燃料能夠充分燃燒，另一種作法則是預先對液化燃料進行加熱，使液化燃料更容易被燃燒。然而，無論是那一種作法都會使燃燒裝置本身的結構更加複雜，並且是使用電流產生火花來進行點火，除了提高裝置成本之外，燃燒範圍較小，對於燃燒效率的提升效果相當有限，造成燃料浪費。

除此之外，現有的燃燒裝置燃燒之後的熱源溫度無法控制，導致製程品質管控困難，無法確保所製造的產品品質。

因此，本發明之主要目的在於提供一種輸出熱源溫度可控的燃燒裝置，能夠利用點火器燃燒霧化燃料，並搭配一混合器使用，以提升 燃燒效率，並直接對熱源輸出溫度進行控制。

為了達成上述目的，本發明提供了一種輸出熱源溫度可控的燃燒裝置，包含有一點火器，設於一第一燃燒室內部，點火器是由耐高溫且高能量密度之材料製成；一加熱單元，設於第一燃燒室，用來預先加熱點火器，使點火器的表面溫度高於霧化燃料之燃點；以及一混合器，設於第一燃燒室的外圍，該混合器具有一殼體，該殼體內具有一第二燃燒室連通該殼體內部與外界，其中該第二燃燒室能夠容納該第一燃燒室。

藉此，由於點火器已經被預先加熱，具有高能量密度，並且直接利用點火器的表面積來進行點火，因此具有比傳統火花點火更大的燃燒範圍，霧化燃料會在接觸點火器表面的瞬間起火燃燒，燃燒之後即可使加熱單元停止加熱點火器，不但具有燃燒效率極大化的節能與環保效果，而且結構也相對簡單，可以降低設備成本。此外，混合器可以對燃料的燃燒進行補氣，使燃料汽化更完全，補氣的同時直接對熱源輸出溫度加以控制。

10‧‧‧燃燒裝置

20‧‧‧第一燃燒室

22‧‧‧通孔

30‧‧‧燃料供應器

31‧‧‧燃料噴嘴

32‧‧‧燃料通道

33‧‧‧氣體通道

40‧‧‧點火器

50‧‧‧加熱單元

51‧‧‧導電導熱金屬

60‧‧‧混合器

61‧‧‧殼體

62‧‧‧第二燃燒室

63‧‧‧通孔

64‧‧‧導氣元件

第1圖為本發明第一實施例燃燒裝置之示意圖。

第2圖為本發明第二實施例燃燒裝置之示意圖。

第3圖為本發明第三實施例燃燒裝置之示意圖。

第4圖為本發明第四實施例燃燒裝置(含混合器)之示意圖

為了能更瞭解本發明之特點所在，本發明之較佳實施例提供一種輸出熱源溫度可控的的燃燒裝置10，請參考第1圖，其包含有一點火器40設於一第一燃燒室20內部，以及一加熱單元50設於第一燃燒室20。

前述第一燃燒室20設成管狀，其兩端分別具有開口，一燃料供應器30設置於第一燃燒室20的一端開口，第一燃燒室20相對遠離燃料供應器30之一側設有複數個通孔22。此外，燃料供應器30具有一燃料噴嘴31，一燃料通道32連接於燃料噴嘴31，以及一氣體通道33連通燃料通道32的中段。藉此，液化燃料會流經燃料通道32並且於氣體通道33所提供的氣體相混合，最後由燃料噴嘴31形成霧化燃料，噴射進入第一燃燒室20。

點火器40是由陶瓷或金屬等高能量密度的材料所製成，設置於第一燃燒室20內部。加熱單元50則同樣是設於第一燃燒室20，在本實施例為一瓦斯加熱器，內部具有一熱通道用來預先加熱點火器40，使點火器40的表面溫度高於霧化燃料之燃點。由於瓦斯加熱器為目前習用的加熱設備，在此不再贅述。

因此，液化燃料會事先與氣體混合之後由燃料噴嘴31以霧化燃料的型態噴入第一燃燒室20，隨後霧化燃料在第一燃燒室20內接觸點火器40的表面而瞬間起火燃燒，燃燒產生的火焰會朝向第一燃燒室20遠離燃料供應器30的一端噴射。此時，除了第一燃燒室20本身的開口之外，多數個通孔22也會適時補充二次空氣，幫助霧化燃料能夠充分燃燒，提供燃燒效率，同時避免燃燒不完全的廢氣汙染產生。此時，加熱單元50會停止加熱動作。

值得一提的是，燃料供應器30也可以不設置氣體通道33，也就是單純由燃料噴嘴31將液化燃料進行霧化，而不需要事先與空氣進行混合，仍然可以直接由第一燃燒室20之開口進行燃燒時的補氣動作。

請再參閱第2圖，本發明所提供第二實施例之燃燒裝置10， 其主要結構大致與前述第一實施例相同，主要差異在於：點火器40為導電之金屬材料製成，而加熱單元50為一感應加熱器，同樣可以為點火器40進行預先加熱，以達成本發明的目的。

本發明再提供一第三實施例，其中該加熱單元50除了感應加熱器之外，更具有一導電導熱金屬51埋設於由陶瓷材料所製成的點火器40當中，因此感應加熱器可以加熱該導電導熱金屬51後再提高點火器40的表面溫度。

另行補充的是，本發明所採用的加熱單元50並不以前述實施例為限，本領域技術人員可以改用電熱絲或其他習用的加熱設備，例如直接用電熱絲埋設於陶瓷材料所製成的點火器，同樣可以通電加熱該點火器，均應視為與本發明實質相同的設計。

請再參閱第4圖，燃燒裝置1使用前述第一實施例之第一燃燒室20、燃料供應器30與點火器40，加熱單元50則可以視需要採用前揭實施例及其等效設計，此外更具有一混合器60設置於第一燃燒室20的火焰出口一側的外圍。其中，該混合器60具有一殼體61，殼體61內設有直徑大於第一燃燒室20的一第二燃燒室62連通該殼體內部空間與外界。此外，第一燃燒室20(連同點火器40)是以其遠離燃料供應器30的一側延伸進入第二燃燒室62內部，且第二燃燒室62遠離燃料供應器30的一側同樣設有複數個通孔63；在本實施例中，第一燃燒室20與第二燃燒室62是同軸設置，並且殼體61設有可轉動的二導氣元件64。

在實際使用第四實施例之燃燒裝置10時，燃料供應器30所提供的燃料會噴入第一燃燒室20內部，並在接觸點火器40的瞬間起火燃燒， 燃燒產生的火焰與未汽化完全的燃料會朝向第二燃燒室62前進。此時，外部空氣或透過第二燃燒室62與第一燃燒室20之間的空間而進入第二燃燒室62，幫助未汽化完全的燃料能夠完全汽化，進一步提升燃燒效率以達到完全燃燒。

值得一提的是，本發明藉由混合器60對第一燃燒室20的燃燒進行補氣的同時，還可以透過導氣元件64來調整混合器60內部壓力(例如調整導氣元件的進氣角度、調整進氣的量或壓力)，以調整補充氣體的流量，直接調整燃燒送出熱氣的溫度(即熱源輸出溫度)。由於所補充的氣體是通過第二燃燒室62與第一燃燒室20之間的空間，因此不會降低第一燃燒室20的內部溫度，有助於整體燃燒效率的提高。

最後，必須再次說明的是，本發明於前述實施例中所揭露的構成元件僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍。例如第四實施例之混合器亦能夠與其他實施例之燃燒室、燃料供應器與點火器搭配應用，而且混合器內部第二燃燒室的數量也不以一個為限，導氣口的數量也可以減少為一個或是改為固定進氣角度的結構。舉凡其他易於思及的結構變化，或與其他等效元件的替代變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧燃燒裝置

20‧‧‧第一燃燒室

22‧‧‧通孔

30‧‧‧燃料供應器

31‧‧‧燃料噴嘴

32‧‧‧燃料通道

33‧‧‧氣體通道

40‧‧‧點火器

60‧‧‧混合器

61‧‧‧殼體

62‧‧‧第二燃燒室

63‧‧‧通孔

64‧‧‧導氣元件

Claims (10)

1. 一種輸出熱源溫度可控的燃燒裝置，包含有：一第一燃燒室；一點火器，設於該第一燃燒室內部，該點火器是由耐高溫且具高能量密度之材料製成；一加熱單元，設於該第一燃燒室，用來預先加熱該點火器，使該點火器的表面溫度高於一霧化燃料之燃點；以及一混合器，設置於該第一燃燒室的外圍，該混合器具有一殼體，以及一第二燃燒室設置於該殼體以連通該殼體內部與外界，且該第二燃燒室能夠容納該第一燃燒室。
2. 如請求項1所述之輸出熱源溫度可控的燃燒裝置，其中該第一燃燒室成管狀而兩端具有二開口，一燃料供應器設置於該第一燃燒室的一端開口，並且具有一燃料噴嘴以提供該霧化燃料。
3. 如請求項2所述之輸出熱源溫度可控的燃燒裝置，其中該第一燃燒室相對遠離該燃料供應器之一側設有複數個通孔。
4. 如請求項2所述之輸出熱源溫度可控的燃燒裝置，其中該燃料供應器更具有一燃料通道連接於該燃料噴嘴，且該燃料通道的中段連接有一氣體通道。
5. 如請求項1所述之輸出熱源溫度可控的燃燒裝置，其中該點火器為陶瓷材料或金屬材料所製成，該加熱單元為一瓦斯加熱器。
6. 如請求項1所述之輸出熱源溫度可控的燃燒裝置，其中該點火器為導電之金屬材料製成，該加熱單元為一感應加熱器。
7. 如請求項1所述之輸出熱源溫度可控的燃燒裝置，其中該點火器為陶瓷材料所製成，該加熱單元具有一導電導熱金屬埋設於該點火器，以及一感應加熱器用來對該導電導熱金屬進行加熱。
8. 如請求項1所述之輸出熱源溫度可控的燃燒裝置，其中該點火器為陶瓷材料所製成，且該加熱單元為一電熱絲且埋設在該點火器當中。
9. 如請求項1至8其中任一項所述之輸出熱源溫度可控的燃燒裝置，其中該第二燃燒室設有複數個通孔，該殼體還設有至少一導氣元件。
10. 如請求項9所述之輸出熱源溫度可控的燃燒裝置，其中該導氣元件為可轉動地設置於該殼體。