TWI595203B

TWI595203B - Burning furnace equipment

Info

Publication number: TWI595203B
Application number: TW105143257A
Authority: TW
Inventors: Feng-Yu Jian
Original assignee: Jian Liang-Cheng; Jian Qi-Yan
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2017-08-11
Also published as: TW201823653A

Description

燃燒爐設備

本發明係屬於一種燃燒爐設備，尤指係一種能將燃燒所產生的氣體回收再利用且具有高效率冷卻效果的燃燒爐設備。

隨著社會與科技的進步，如石油、汽油或天然氣等能源已被大量開挖、消耗而有面臨能源消耗殆盡的時刻，必須利用其他天然資源或可再生能源來替換。

目前所仰賴的能源再生手段例如有：太陽能發電、火力發電、水力發電、風力發電等。太陽能發電、或水力發電、或風電發電等方法雖然無須借助燃料來幫助生電，但目前轉換效率仍不足以在成本與獲利之間取得平衡。而火力發電過程中卻必須借助煤礦或其他可燃材料才能透過燃燒來產生電力。

除了上述應用在發電的再生手段，亦有另外應用在熱反應爐或燃燒爐中的氣體回收裝置，透過將燃燒原料所產生的熱氣經由冷卻裝置使其產生蒸氣，此後將蒸氣回收而可將其應用在脫腊爐、冷氣或暖房等。

然而現有技術手段中，是將燃燒爐的輸出管線設置在冷卻裝置的頂端，使其遠離冷卻裝置中的儲水槽。由於每一次熱氣都會先從冷卻裝置的頂端流向底端，在多次冷卻程序後冷卻裝置頂端的溫度較高，恐影響下次對熱氣的冷卻效率，因此有再加以改良之必要。

本發明的目的在於提出一種能將熱氣有效轉為可用資源而能減少有限能源浪費並具有高效率冷卻效果的燃燒爐設備。

根據前述目的，本發明提出一種燃燒爐設備，其包含有一燃燒單元、一冷卻單元、一抽風單元、以及一送水單元。該燃燒單元包含有一燃燒爐及至少一設置在該燃燒爐一側的燃燒機，該燃燒爐包含有一開設在內部的容置空間、以及一設置在該燃燒爐一端且連通該容置空間的輸出端口。該燃燒機之出火端口容置在該容置空間。

該冷卻單元包含有一殼體、一容置在該殼體內部空間的第一冷卻組、一容置在該殼體內部空間的第二冷卻組、一連接在該殼體底端的儲液室、一連接在該殼體頂端的氣體收集室、以及一連接該燃燒爐之該輸出端口與該第一冷卻組並相通該容置空間的輸送管。

該第一冷卻組包含有複數容置在該殼體內部空間的第一管體、以及複數分別連接在每一該第一管體之間的第一隔板，每一該第一管體的一端穿伸至該儲液室，每一該第一管體的另一端穿伸至該氣體收集室，每一該第一管體相通該儲液室與該氣體收集室，該儲液室不相通該殼體且該儲液室之液體容置於每一該第一管體內部空間，該些第一管體與該些第一隔板圍繞形成有一位在該些第一管體內側的第一流動空間，其中一該第一隔板開設有一連接該輸送管並相通該第一流動空間的進氣端口，該進氣端口是位在該第一隔板下方且靠近該儲液室，至少另一該第一隔板開設有一氣孔，該氣孔是位在該第一隔板的上方且靠近該氣體收集室。

該第二冷卻組包含有複數容置在該殼體內部空間且位在每一該第一管體外側的第二管體、以及複數分別連接在每一該第二管體之間且位在每一該第一管體外側的第二隔板，每一該第二管體的一端穿伸至該儲液室，每一該第二管體的另一端穿伸至該氣體收集室，每一該第二管體相通該儲液室與該氣體收集室，該儲液室不相通該殼體且該儲液室之液體容置於每一該第二管體內部空間，該些第二管體與該些第二隔板圍繞形成有一位在該第一流動空間外側的第二流動空間，該第二流動空間藉由該氣孔與該第一流動空間相通，其中一該第二隔板開設有一相通該第二流動空間的出氣端口，該出氣端口是位在該第二隔板下方且靠近該儲液室。該輸送管的一端穿伸該殼體壁端並與該進氣端口相接，該輸送管穿伸該殼體的一端是靠近該儲液室，且該輸送管相通該進氣端口。

該抽風單元包含有一連接該出氣端口且相通該出氣端口的抽風管、以及一連接在該抽風管另一端的抽風裝置，該抽風管的一端穿伸該殼體壁端並與該出氣端口相接，且該抽風管穿伸該殼體的一端是靠近該儲液室。該送水單元包含有一連接該儲液室且相通該儲液室內部空間的管件、一連接該管件另一端的來源端、以及一連接該管件的幫浦裝置。

進一步地，該燃燒爐設為燒結爐，該燒結爐包含有複數設置在該容置空間底端的防火磚，該些防火磚之間形成有至少一與該輸出端口相通的縫隙。

進一步地，該燃燒爐的該輸出端口處設有複數連通該容置空間與該輸送管的通孔，該燃燒單元包含有一設置在該燃燒爐一端的動力裝置、以及一連接該動力裝置且抵住該些通孔的連動板。

進一步地，該燃燒單元包含有一位在該燃燒爐一端且相通該容置空間的風箱、一設置在該風箱一端且相通該風箱內部空間的第一送風管、以及一連接在該第一送風管另一端的送風裝置。

進一步地，該燃燒單元包含有一用以監控該燃燒爐內部壓力且電性連接該抽風裝置的燃燒爐壓力監控裝置。

進一步地，該冷卻單元包含有一用以監控該殼體內部壓力且電性連接該抽風裝置的殼體壓力監控裝置。

進一步地，該冷卻單元包含有一用以監控位於每一該管體內部空間液體高度且電性連接該幫浦裝置的液位監控裝置。

進一步地，更包含有一儲液單元，該儲液單元包含有一連接該管件另一端的儲液槽，該抽風管遠離該殼體的一端朝該儲液槽延伸，且其一端的開口穿伸突出該儲液槽使該儲液槽內部容置空間不相通於該抽風管內部空間，該抽風管鄰近於該儲液槽一端的周圍壁體容置在該儲液槽中。

本發明的特點在於：

1.物品燃燒過程中所產生的熱氣會經由該輸送管流經該進氣端口、該第一流動空間、該氣孔、該第二流動空間中，並使熱氣與每一該第一管體、每一該第二管體接觸，利用熱對容置在每一第一管體與每一該第二管體中的液體進行加熱，使其產生蒸氣並流至該氣體收集室中，以便於讓業者可將其應用於多處，有效減少能源的浪費。

2.由於該進氣端口、該輸送管相接該進氣端口的一端、該出氣端口、該抽風管相接該出氣端口的一端等位置是設置成靠近該儲液室，加上該儲液室內部空間的液體持續再補充，故不會有習知因從溫度高流向溫度低而影響冷卻效率的缺失。

3.由於熱氣會依序流經該進氣端口、該第一流動空間、該氣孔、該第二流動空間及該出氣端口，其能在空間有限的條件下增加熱氣與每一該第一管體、每一該第二管體接觸的面積，進而增加蒸氣的收集量並提高冷卻效率。

1‧‧‧燃燒爐設備

2‧‧‧燃燒單元

20‧‧‧燃燒爐

200‧‧‧容置空間

201‧‧‧輸出端口

202‧‧‧通孔

21‧‧‧風箱

22‧‧‧出火端口

23‧‧‧防火磚

230‧‧‧縫隙

24‧‧‧動力裝置

240‧‧‧連動板

25‧‧‧第一送風管

26‧‧‧送風裝置

27‧‧‧燃燒爐壓力監控裝置

3‧‧‧冷卻單元

30‧‧‧殼體

31‧‧‧第一冷卻組

310‧‧‧第一管體

311‧‧‧第一隔板

312‧‧‧第一流動空間

313‧‧‧進氣端口

314‧‧‧氣孔

32‧‧‧第二冷卻組

320‧‧‧第二管體

321‧‧‧第二隔板

322‧‧‧第二流動空間

323‧‧‧出氣端口

33‧‧‧儲液室

330‧‧‧液體

34‧‧‧氣體收集室

35‧‧‧輸送管

36‧‧‧殼體壓力監控裝置

37‧‧‧液位監控裝置

4‧‧‧抽風單元

40‧‧‧抽風管

41‧‧‧抽風裝置

5‧‧‧送水單元

50‧‧‧管件

51‧‧‧幫浦裝置

6‧‧‧儲液單元

60‧‧‧儲液槽

61‧‧‧管線

62‧‧‧水泵浦

第1圖：為本發明燃燒爐設備第一實施的構造圖。

第2圖：為本發明冷卻單元的俯視圖。

第3圖：為本發明燃燒爐設備第二實施的構造圖。

以下配合所附的圖示，詳加說明本發明的結構如何組合、使用，應當更容易瞭解本發明的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。

請參閱第1圖及第2圖所示，係為本發明提出的一種燃燒爐設備1，該燃燒爐設備1包含有一燃燒單元2、一冷卻單元3、一抽風單元4、一送水單元5。該燃燒單元2包含有一燃燒爐20、一位在該燃燒爐20一端的風箱21、以及至少一設置在該燃燒爐20一側且容置在該風箱21的燃燒機。該燃燒爐20包含有一開設在內部且與該風箱21內部空間相通的容置空間200、以及一設置在該燃燒爐20一端且連通該容置空間200的輸出端口201。該燃燒機之出火端口22容置在該容置空間200，於本案實施例中，該燃燒機以一個為應用，於實際上能將該燃燒機設為二個，其分別設置在該燃燒爐20的相對兩側，且每一該燃燒機之該出火端口22是分別朝相對且相反方向設置，使火焰可以呈現環狀來燃燒物品而更有效率。

該冷卻單元3包含有一殼體30、一容置在該殼體30內部空間的第一冷卻組31、一容置在該殼體30內部空間的第二冷卻組32、一連接在該殼體30底端的儲液室33、一連接在該殼體30頂端的氣體收集室34、以及一連接該燃燒爐20之該輸出端口201與該第一冷卻組31並相通該容置空間200的輸送管35。

該第一冷卻組31包含有複數容置在該殼體30內部空間的第一管體310、以及複數分別連接在每一該第一管體310之間的第一隔板311，每一該第一管體310的一端穿伸至該儲液室33，每一該第一管體310的另一端穿伸至該氣體收集室34，每一該第一管體310相通該儲液室33與該氣體收集室34，該儲液室33不相通該殼體30且該儲液室33之液體330容置於每一該第一管體310內部空間直至預設高度，該些第一管體310與該些第一隔板311圍繞形成有一位在該些第一管體310內側的第一流動空間312，其中一該第一隔板311開設有一連接該輸送管35並相通該第一流動空間312的進氣端口313，該進氣端口313是位在該第一隔板311下方且靠近該儲液室33，至少另一該第一隔板311開設有一氣孔314，該氣孔314是位在該第一隔板311的上方且靠近該氣體收集室34。

該第二冷卻組32包含有複數容置在該殼體30內部空間且位在每一該第一管體310外側的第二管體320、以及複數分別連接在每一該第二管體320之間且位在每一該第一管體310外側的第二隔板321，每一該第二管體320的一端穿伸至該儲液室33，每一該第二管體320的另一端穿伸至該氣體收集室34，每一該第二管體320相通該儲液室33與該氣體收集室34，該儲液室33不相通該殼體30且該儲液室33之該液體330容置於每一該第二管體320內部空間直至預設高度，該些第二管體320與該些第二隔板321圍繞形成有一位在該第一流動空間312外側的第二流動空間322，該第二流動空間322藉由該氣孔314與該第一流動空間312相通，其中一該第二隔板321開設有一相通該第二流動空間322的出氣端口323，該出氣端口323是位在該第二隔板321下方且靠近該儲液室33。該輸送管35的一端穿伸該殼體30壁端並與該進氣端口313相接，該輸送管35穿伸該殼體30的一端是靠近該儲液室33，且該輸送管35相通該進氣端口313。

該抽風單元4包含有一連接該出氣端口323且相通該出氣端口323的抽風管40、以及一連接在該抽風管40另一端的抽風裝置41。其中，該抽風管40的一端穿伸該殼體30壁端並與該出氣端口323相接，且該抽風管40穿伸該殼體30的一端是靠近該儲液室33。

該送水單元5包含有一連接該儲液室33且相通該儲液室33內部空間的管件50、一連接該管件50另一端的來源端(圖未示出)、以及一連接該管件50的幫浦裝置51。該來源端之液體會持續補充至該儲液室33中，於實際應用上，該來源端可為一般用水或水塔之水或水箱之水。

於本案實施例中，為了避免工作人員不小心碰觸到該殼體30而受傷，可視情況將該殼體30壁端至該些第二隔板321之間的空間設置成未相通於該第二流動空間322，即是讓熱氣無法流動至該殼體30壁端與該些第二隔板321之間的空間，且於一實施例中，更可在其空間設置有防火材料或隔熱材料，以更有效阻隔熱氣。

更具體說明，請復閱第1圖及第2圖所示，本案將該燃燒爐20設為燒結爐做舉例說明，但並非用來限制本發明。其中在結構上，該燒結爐包含有複數設置在該容置空間200底端的防火磚23，該些防火磚23之間形成有至少一與該輸出端口201相通的縫隙230。將如腊的半成品放置在該些防火磚23上後，啟動該燃燒機使該出火端口22向該容置空間200噴出火，藉此燃燒腊的半成品並使其產生熱氣，其產生的熱氣溫度約為1200℃。同一時間，啟動該抽風裝置41使熱氣經由該輸送管35、該進氣端口313輸送至該第一流動空間312，並再經由該氣孔314流向該第二流動空間322，最後經由該出氣端口323、該抽風管40排出。於熱氣流動過程中，一旦熱氣接觸每一該第一管體310與每一該第二管體320，將使得每一該第一管體310與每一該第二管體320的溫度上升，進而對每一該第一管體310與每一該第二管體320內部空間之該液體330加熱，使該液體330產生蒸氣並流至該氣體收集室34，此後即可將蒸氣於多處應用，有效減少能源的浪費。

承上，所產生的蒸氣可作為一般蒸氣來使用，或者是將其應用於冷氣產品上，又或者是熱水產品上。在一般蒸氣的應用上，例如有脫腊爐、熱交換、飲用水製造、吸收式冷氣機、發電、暖房或乾燥汙泥廢水減量等；在冷氣的應用上，例如有除溫室之冷氣、脫腊室之冷氣、辦公室之冷氣、宿舍之冷氣等；在熱水的應用上，例如有一般洗澡用水加熱用、或鍋爐用水預熱等，俾使本發明應用性廣泛。

繼續，由於該進氣端口313、該輸送管35相接該進氣端口313的一端、該出氣端口323、該抽風管40相接該出氣端口323的一端等位置是設置成靠近該儲液室33，加上該儲液室33內部空間的該液體330持續再補充，故不會有習知因從溫度高流向溫度低而影響冷卻效率的缺失。又由於熱氣會依序流經該進氣端口313、該第一流動空間312、該氣孔314、該第二流動空間322及該出氣端口323，其是形成由下往上再由上往下之路徑，藉此能在空間有限的條件下增加熱氣與每一該第一管體310、每一該第二管體320接觸的面積，進而增加蒸氣的收集量並提高冷卻效率。甚至是也可再增設另一冷卻組(例如該第一冷卻組31、該第二冷卻組32)，加長氣體流動路徑而更增加氣體與每一該第一管體310、每一該第二管體320接觸的面積，以此類推至二組該冷卻組、或三組該冷卻組、或四組該冷卻組。

進一步地，請參閱第3圖所示，由於第1圖所示之實施例中該送風管40直接排出的氣體溫度約為150℃~180℃，這些溫度仍可再拿來應用，因此該燃燒爐設備1視情況可更包含有一儲液單元6，該儲液單元6包含有一連接該管件50另一端的儲液槽60，即是將該送水單元5之該來源端設為該儲液槽60。此後將該抽風管40遠離該殼體30的一端朝該儲液槽60延伸，且其一端的開口穿伸突出該儲液槽60使該儲液槽60內部空間不相通於該抽風管40內部空間，該抽風管40鄰近於該儲液槽60一端的周圍壁體容置在該儲液槽60中。當該燃燒爐20中燃燒腊所產的熱氣經由該冷卻單元3的冷卻後，其冷卻後的熱氣可再經由該抽風管40的傳遞使熱氣再藉由該儲液槽60之液體對熱氣進行冷卻，使其排出之氣體溫度約為80℃~100℃，更能有效減少能源的浪費。而該儲液槽60內部液體同樣可再由一連接該儲液槽60的管線61、一連接該管線61的水泵浦62、以及一連接該管線61的水源端來補充。

另一方面，熱氣經過該抽風管40時，該抽風管40之溫度會上升並間接對該儲液槽60之液體加熱。每一該第一管體310與每一該第二管體320內部空間的該液體330因蒸發而降低高度時，該儲液槽60之液體會補充至該儲液室33且使位於每一該第一管體310與每一該第二管體320內部空間之該液體330上升至預設高度，當物品在該燃燒爐20中燃燒後的下一波熱氣再通過該冷卻單元3時，由於容置在每一該第一管體310與每一該第二管體320內部空間之該液體330的溫度較高，能更快速加熱該液體330並使該液體330產生蒸氣。

進一步地，請復閱第1圖所示，該燃燒爐20的該輸出端口201處設有複數連通該容置空間200與該輸送管35的通孔202，該燃燒單元2包含有一設置在該燃燒爐20一端的動力裝置24、以及一連接該動力裝置24且抵住該些通孔202的連動板240。當腊燃燒不完全而殘留在該輸出端口201處時，可透過該動力裝置24的作動使該連動板240朝外移動形成有一間距，使氧氣可經由該間距、該些通孔202流向該輸出端口201處，使殘留的腊能被完全燃燒。於實際應用上，該動力裝置24能以氣缸、或油缸、或轉輪、鍊條、軌道組合的裝置、或是齒輪、鍊條、馬達的裝置、或是其他可以控制該連動板240退開或閉合之裝置，上述所列舉之態樣並非用來限制本發明。

進一步地，於另一實施例中，該燃燒單元2亦可視情況包含有一設置在該風箱21一端且相通該風箱21內部空間的第一送風管25、以及一連接在該第一送風管25另一端的送風裝置26。透過該送風裝置26將氧氣經由該第一送風管25、該風箱21輸入至該容置空間200中，以適當補充該容置空間200中的氧氣。

進一步地，請復閱第1圖所示，該燃燒單元2包含有一用以監控該燃燒爐20內部壓力且電性連接該抽風裝置41的燃燒爐壓力監控裝置27，透過該燃燒爐壓力監控裝置27監控該燃燒爐20之該容置空間200中的壓力，一旦監測到該容置空間200壓力過大即立刻使該抽風裝置41作動以適當地將該容置空間200中的氣體排出，避免因壓力過大而有爆炸的風險。於本案實施例中，該燃燒爐壓力監控裝置27設置在該第一送風管25上，但不以此為限。

該冷卻單元3包含有一用以監控該殼體30內部壓力且電性連接該抽風裝置41的殼體壓力監控裝置36，一旦監測到該殼體30內部壓力過大時則立刻使該抽風裝置41作動以適當地將該殼體30中的氣體排出，避免因壓力過大而有爆炸的風險。於本案實施例中，該殼體壓力監控裝置36設置在該抽風管40上，但不以此為限。

進一步地，請繼續復閱第1圖及第2圖所示，該冷卻單元3包含有一用以監控位於每一該第一管體310與每一該第二管體320內部空間液體高度且電性連接該幫浦裝置51的液位監控裝置37，一旦位於每一該第一管體310或每一該第二管體320內部空間液體高度因熱氣加熱產生蒸氣而下降時，立刻使該幫浦裝置51作動並讓該來源端或該儲液槽60之液體補充至該儲液室33直至位於每一該第一管體310或每一該第二管體320內部空間的該液體330 能達到預設高度。甚至是也可增設有另一監控裝置，當該儲液槽60內部液體減少時，該監控裝置驅使該水泵浦62作動並藉由該水源端來補足。

綜上所述，本案能達到以下特點：

1.物品燃燒過程中所產生的熱氣會經由該輸送管35流經該進氣端口313、該第一流動空間312、該氣孔314、該第二流動空間322中，並使熱氣與每一該第一管體310、每一該第二管體320接觸，利用熱對容置在每一第一管體310與每一該第二管體320中的該液體330進行加熱，使其產生蒸氣並流至該氣體收集室34中，以便於讓業者可將其應用於多處，有效減少能源的浪費。

2.由於該進氣端口313、該輸送管35相接該進氣端口313的一端、該出氣端口323、該抽風管40相接該出氣端口323的一端等位置是設置成靠近該儲液室33，加上該儲液室33內部空間的該液體330持續再補充，故不會有習知因從溫度高流向溫度低而影響冷卻效率的缺失。

3.由於熱氣會依序流經該進氣端口313、該第一流動空間312、該氣孔314、該第二流動空間322及該出氣端口323，其能在空間有限的條件下增加熱氣與每一該第一管體310、每一該第二管體320接觸的面積，進而增加蒸氣的收集量並提高冷卻效率。

惟前述者僅為本發明的較佳實施例，其目的在使熟習該項技藝者能夠瞭解本發明的內容而據以實施，並非用來限定本發明實施的範圍；故舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造及特徵所為的均等變化或修飾，均應包括在本發明的申請專利範圍內。