TWI792699B - 具複合式熱交換器之燃燒器 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種具複合式熱交換器之燃燒器，其係於一外管件之一第一廢氣通道設置複數個第一進氣管件，一第一內管件設置於該第一廢氣通道，且該些個第一進氣管件環設於該第一內管件之一外側，該第一內管件之一內側設置一第二廢氣通道，一第二內管件設置於該第二廢氣通道，該第二內管件之一外側環形設置複數個第一鰭片，該第二內管件之一內側設置一進氣通道，一燃料管件設置於該進氣通道，利用該些個第一進氣管件以及該第二內管件輸送氣體，並於氣體與該燃料管件輸送之燃料混合燃燒後，利用該外管件以及該第一內管件將燃燒後之廢棄輸送排出。

Description

具複合式熱交換器之燃燒器

本發明是關於一種具複合式熱交換器之燃燒器，尤其係指一種同時具有管束式熱交換結構與熱交換鰭片之熱交換器。

習知自預熱燃燒器之熱交換器可分為鰭片、管束及板式，由於板式造價高且考量裝置空間及重量後，目前常見的以鰭片型及管束型為主，熱處理曲線中，升溫與持溫的功率需求不同，而習知鍋爐使用單一熱交換器，其容易導致熱交換效率不佳或是高壓力損失的情形。

而習知鰭片型熱交換器之壓損雖較管束型熱交換器好，但鰭片型熱交換器之熱交換效率較管束型熱交換器差，且由於二者升溫與持溫的功率需求不同，因此若使用單一熱交換器，容易造成熱交換效率不佳或是高壓力損失的情形，僅靠單一種熱交換器無法發揮最大效益，故，產業界急需一種能將鰭片型熱交換器與管束型熱交換器結合，並達到預期熱交換效率之熱交換器。

具複合式熱交換器之燃燒器具複合式熱交換器之燃燒器

本發明之一目的在於提供一種具複合式熱交換器之燃燒器，其係於排氣用之外管件之內側設置進氣用之複數個第一進氣管件，於複數個第一進氣管件之內側設置用於排氣之第一內管件，再於第一內管件內側設置 進氣用之第二內管件，第二內管件之外側環形設置鰭片提升熱較交換之效率，燃料管件設置於第二內管件內側，利用該些個第一進氣管件以及第二內管件輸送氣體，並於氣體與該燃料管件輸送之燃料混合燃燒後，利用該外管件以及該第一內管件將燃燒後之廢棄輸送排出，並依據爐體內之爐溫及爐壓對應控制該些個管件之氣體輸送。

為達到上述所指稱之各目的與功效，本發明提供一種具複合式熱交換器之燃燒器，其包含：一外管件、複數個第一進氣管件、一第一內管件、一第二內管件以及一燃料管件，該外管件之一內側設置一第一廢氣通道，該些個第一進氣管件設置於該第一廢氣通道之一內側，該第一內管件設置於該第一廢氣通道之一內側，且該些個第一進氣管件環設於該第一內管件之一外側，該第一內管件之一內側設置一第二廢氣通道，該第二內管件設置於該第二廢氣通道之一內側，該第二內管件之一外側環形設置複數個第一鰭片，該第二內管件之一內側設置一進氣通道，該燃料管件設置於該進氣通道之一內側；利用此結構提供整合鰭片型熱交換器與管束型熱交換器之具複合式熱交換器之燃燒器。

本發明之一實施例中，更包含一第二進氣管件以及一第一進氣腔室，該第二進氣管件穿設於該外管件之一側，該第二進氣管件之一端連通該第一進氣腔室，該第一進氣腔室環形設置於該第一內管件之一外側，該些個第一進氣管件各別之另一端連通該第一進氣腔室。

本發明之一實施例中，更包含一第一排氣管件，該第一排氣管件穿設於該外管件，該第一排氣管件之一端連通該第一廢氣通道之另一端。

本發明之一實施例中，更包含一第三進氣管件以及一第二進氣腔室，該第三進氣管件穿設於該外管件之一側，該第三進氣管件之一端連通 該第二進氣腔室，該第二進氣腔室穿設於該第一內管件之一側，並環形設置於該燃料管件之一外側，該第二進氣腔室連通該進氣通道。

本發明之一實施例中，更包含一第二排氣管件，該第二排氣管件依序穿設於該外管件以及該第一內管件，該第二排氣管件之一端連通該第二廢氣通道之另一端。

本發明之一實施例中，其中該第二內管件之一內側環形設置複數個第二鰭片。

本發明之一實施例中，其中該外管件插設於一爐體，該爐體連通該第一廢氣通道之一端、該些個第一進氣管件各別之一端、該第二廢氣通道之一端、該進氣通道之一端以及該燃料管件之一端。

本發明之一實施例中，更包含一感測元件以及一控制組件，該感測元件感測該爐體之爐溫以及爐壓，該感測元件傳輸一感測訊號至該控制組件。

1:具複合式熱交換器之燃燒器

2:爐體

3:感測元件

4:感測訊號

5:控制組件

10:外管件

12:第一廢氣通道

20:第一進氣管件

30:第一內管件

32:第二廢氣通道

40:第二內管件

41:第一鰭片

42:進氣通道

43:第二鰭片

50:燃料管件

60:第二進氣管件

62:第一進氣腔室

70:第一排氣管件

80:第三進氣管件

82:第二進氣腔室

90:第二排氣管件

A1:第一氣體

A2:第一廢氣

A3:第二氣體

A4:第二廢氣

F:燃料

第1圖：其為本發明之實施例之結構立體示意圖；第2圖：其為本發明之實施例之結構前視示意圖；第3圖：其為本發明之實施例之外管結構氣體流動示意圖；第4圖：其為本發明之實施例之內管結構氣體流動示意圖；第5圖：其為本發明之實施例之結構設置示意圖；以及第6圖：其為本發明之實施例之感測元件傳輸示意圖。

為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：有鑑於上述習知技術之問題，本發明係於一外管件之一內側設置複數個第一進氣管件，該些個第一進氣管件環形設置於一第一內管件之一外側，該第一內管件之一內側設置一第二內管件，該第二內管件之一外側設置一第一鰭片，一燃料管件設置於該第二內管件之一內側，利用該外管件以及該些個第一進氣管件形成之熱交換器，以及利用該第一內管件以及該第二內管件形成之另一熱交換器，二熱交換器結合為具複合式熱交換器之燃燒器。

請參閱第1圖，其為本發明之實施例之結構立體示意圖，如圖所示，本實施例中，其係一種具複合式熱交換器之燃燒器1，其包含一外管件10、複數個第一進氣管件20、一第一內管件30、一第二內管件40以及一燃料管件50；於本實施例中，該外管件10、該些個第一進氣管件20、該第一內管件30、該第二內管件40以及該燃料管件50係中空之元件，該些管件10、20、30、40、50之材料可使用金屬，但本實施例不在此限制。

再次參閱第1圖以及第2圖，第2圖為本發明之實施例之結構前視示意圖，如圖所示，於本實施例中，該外管件10之一內側設置一第一廢氣通道12，該第一廢氣通道12用於輸送燃燒後之廢氣，該些個第一進氣管件20各別設置於該第一廢氣通道12之一內側，該些個第一進氣管件20用於輸送氣體，該第一內管件30設置於該第一廢氣通道12之該內側，且該些個第一進氣管件20環設於該第一內管件30之一外側(如第2圖所示)，該第一內管件30之一內側設置一第二廢氣通道32，該第二廢氣通道32用於輸送燃燒後之廢氣，該第二內管件40設置於該第二廢氣通道32之 一內側，該第二內管件40之一外側環形設置複數個第一鰭片41，該些個第一鰭片41可增加該第二內管件40之表面積，提升熱交換效率，該第二內管件40之一內側設置一進氣通道42，該進氣通道42用於輸送氣體，該燃料管件50設置於該進氣通道42之一內側，該燃料管件50用於輸送燃料；於本實施例中，將該些個第一進氣管件20、該第一內管件30、該第二內管件40以及該燃料管件50設置於該外管件10之一內側，可有效節省空間。

接續上述，於本實施例中，該第二內管件40之一內側環形設置複數個第二鰭片43，該些個第二鰭片43與該些個第一鰭片41之原理相同，該些個第一鰭片41用於增加與該第二廢氣通道32內之氣體交換之表面積，該些個第二鰭片43用於增加與該進氣通道42內之氣體交換之表面積，以提升熱交換效率。

請參閱第3圖，其為本發明之實施例之外管結構氣體流動示意圖，如圖所示，本實施例進一步揭示更包含一第二進氣管件60以及一第一進氣腔室62，該第二進氣管件60穿設於該外管件10之一側，該第二進氣管件60之一端連通該第一進氣腔室62，該第一進氣腔室62環形設置於該第一內管件30之一外側，該些個第一進氣管件20各別之另一端連通該第一進氣腔室62；於本實施例中，該第一進氣腔室62包覆於該第一內管件30之該外側，其用於使該第二進氣管件60之氣體混合，以均勻分配至每一該些個第一進氣管件20，避免氣體之流量不均，影響後續爐體內之燃燒過程。

接續上述，於本實施例中，更包含一第一排氣管件70，該第一排氣管件70穿設於該外管件10，該第一排氣管件70之一端連通該第一廢 氣通道12之另一端，該第一排氣管件70用於接收流動於該第一廢氣通道12之廢氣。

參閱第4圖，其為本發明之實施例之內管結構氣體流動示意圖，如圖所示，本實施例進一步揭示更包含一第三進氣管件80以及一第二進氣腔室82，該第三進氣管件80穿設於該外管件10之一側，該第三進氣管件80之一端連通該第二進氣腔室82，該第二進氣腔室82穿設於該第一內管件30之一側，並環形設置於該燃料管件50之一外側，該第二進氣腔室82連通該進氣通道42；於本實施例中，該第二進氣腔室82包覆於該第二內管件40之該外側並連通該進氣通道42，其用於使該第三進氣管件80之氣體混合，以均勻分配至每一該些個第二鰭片43之間，避免氣體之流量不均，影響後續爐體內之燃燒過程。

接續上述，於本實施例中，更包含一第二排氣管件90，該第二排氣管件90依序穿設於該外管件10以及該第一內管件30，該第二排氣管件90之一端連通該第二廢氣通道32之另一端，該第二排氣管件90用於接收流動於該第二廢氣通道32之廢氣。

再次參閱第3圖以及第4圖，如圖所示，於本實施例中，一第一氣體A1(例如空氣)進入該第二進氣管件60，該第一氣體A1經過該第二進氣管件60後，該第一氣體A1進入該第一進氣腔室62內，該第一氣體A1再進入該些個第一進氣管件20之一端，並由該些個第一進氣管件20之另一端噴出，同時該燃料管件50由一端輸送一燃料F至該燃料管件50之另一端噴出，使該燃料F與該第一氣體A1互相混合進行燃燒，該燃料F與該第一氣體A1燃燒後，形成一第一廢氣A2，該第一廢氣A2由該外管件10之該第一廢氣通道12進入，該第一廢氣A2經過該第一廢氣通道12之同時與該些個第一進氣管件20之外側管壁接觸進行熱交換，加溫該些個 第一進氣管件20內之該第一氣體A1，該第一廢氣A2經過該第一廢氣通道12後，進入該第一排氣管件70，並由該第一排氣管件70排出該第一廢氣A2；於本實施例中，該第一廢氣A2之溫度高於該第一氣體A1之溫度。

接續上述，於本實施例中，一第二氣體A3(例如空氣)進入該第三進氣管件80，該第二氣體A3經過該第三進氣管件80後，該第二氣體A3進入該第二進氣腔室82內，該第二氣體A3再進入該第二內管件40之該進氣通道42之一端，並由該進氣通道42之另一端噴出，同時該燃料管件50由一端輸送該燃料F至該燃料管件50之另一端噴出，使該燃料F與該第二氣體A3互相混合進行燃燒，該燃料F與該第二氣體A3燃燒後，形成一第二廢氣A4，該第二廢氣A4由該第一內管件30之該第二廢氣通道32進入，該第二廢氣A4經過該第二廢氣通道32之同時與該第二內管件40之該些個第一鰭片41(如第2圖所示)接觸進行熱交換，加溫該第二內管件40內之該第二氣體A3，且該第二內管件40利用該些個第二鰭片43與該第二氣體A3接觸，增加熱交換效率，該第二廢氣A4經過該第二廢氣通道32後，進入該第二排氣管件90，並由該第二排氣管件90排出該第二廢氣A4；於本實施例中，該第二廢氣A4之溫度高於該第二氣體A3之溫度。

請參閱第5圖，其為本發明之實施例之結構設置示意圖，如圖所示，本實施例進一步揭示該具複合式熱交換器之燃燒器1進一步插設於一爐體2之一外側，於本實施例中，該外管件10插設於該爐體2之該外側，且該爐體2連通該第一廢氣通道12之一端，使該爐體2內之該第一廢氣A2可排出，該爐體2連通該些個第一進氣管件20各別之一端，使該第一氣體A1可進入該爐體2，該爐體2連通該第二廢氣通道32之一端，使該爐體2內之該第二廢氣A4可排出，該爐體2連通該進氣通道42之一端， 使該第二氣體A3可進入該爐體2，該爐體2連通該燃料管件50之一端，使該燃料F可進入該爐體2。

再次參閱第3圖、第4圖、第5圖以及請參閱第6圖，第6圖為本發明之實施例之感測元件傳輸示意圖，如第6圖所示，本實施例進一步揭示更包含一感測元件3以及一控制組件5，該感測元件3設置於該爐體2之一內側(圖未示)，該感測元件3對應感測該爐體2之爐溫以及爐壓，並該感測元件傳輸一感測訊號4至該控制組件5，該控制組件5對應設置於該第二進氣管件60以及該第三進氣管件80之進氣口，該控制組件5對應設置於該第一排氣管件70以及該第二排氣管件90之出氣口，該控制組件5接收該感測訊號4，並對應控制該第二進氣管件60、該第一排氣管件70、該第三進氣管件80以及該第二排氣管件90之氣體進出；於本實施例中，該控制組件5為複數個控制閥，其調整開口之大小控制經過氣體之流量。

接續上述，於本實施例中，該外管件10與該第一進氣管件30為第一組熱交換器，該第一內管件30與該第二內管件40為第二組熱交換器，第一、二組熱交換器共同以該燃料管件50輸入該燃料F至該爐體2；本實施例中，該控制組件5可依據該感測元件3所測得之該爐體2之爐溫值、爐壓值，對應交換使用第一、二組熱交換器或同時使用第一、二組熱交換器；例如，當該爐體2啟用開始燃燒時(於預熱段)，該爐體2之爐溫於低溫時，該爐體2之爐壓較低，此時該控制組件5關閉該第三進氣管件80與該第二排氣管件90之進出氣口，及開啟該第二進氣管件60與該第一排氣管件70之進出氣口，對應使用高壓損、熱效率較好之第一組熱交換器，推進該第一氣體A1；當該爐體2之爐溫及爐壓逐漸升高時(於升溫段)，為提高功率及氣體流量，此時該控制組件5開啟該第三進氣管件80與該第二排氣管件90之進出氣口，及開啟該第二進氣管件60與該第一排氣管 件70之進出氣口，將第一、二組熱交換器全開，提高該具複合式熱交換器之燃燒器1之流量輸出；當該爐體2進入持溫段需要爐溫、爐壓保持穩定時，此時該爐體2之爐溫高、爐壓高，但功率需求低，該控制組件5開啟該第三進氣管件80與該第二排氣管件90之進出氣口，及關閉該第二進氣管件60與該第一排氣管件70之進出氣口，開啟第二組熱交換器，以低壓損之鰭片型熱交換器，減少該具複合式熱交換器之燃燒器1所使用之相關設備之功率消耗，例如用於氣體輸送之風機。

綜上所述，本發明提供一種具複合式熱交換器之燃燒器，其係將排氣用之外管件之內側設置進氣用之複數個第一進氣管件，於複數個第一進氣管件之內側設置用於排氣之第一內管件，再於第一內管件內側設置進氣用之第二內管件，第二內管件之外側環形設置鰭片提升熱較交換之效率，燃料管件設置於第二內管件內側，利用該些個第一進氣管件以及第二內管件輸送氣體，並於氣體與該燃料管件輸送之燃料混合燃燒後，利用該外管件以及該第一內管件將燃燒後之廢棄輸送排出，以此結構提供具複合式熱交換器之燃燒器，並依爐體內之情況對應使用不同之熱交換器，解決習知技術之單一熱交換器，容易造成熱交換效率不佳或是高壓力損失的情形之問題。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明一實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1:具複合式熱交換器之燃燒器

10:外管件

12:第一廢氣通道

20:第一進氣管件

30:第一內管件

32:第二廢氣通道

40:第二內管件

41:第一鰭片

42:進氣通道

50:燃料管件

70:第一排氣管件

90:第二排氣管件

Claims (8)

1. 一種具複合式熱交換器之燃燒器，其包含： 一外管件，其一內側設置一第一廢氣通道； 複數個第一進氣管件，其設置於該第一廢氣通道之一內側； 一第一內管件，其設置於該第一廢氣通道之一內側，且該些個第一進氣管件環設於該第一內管件之一外側，該第一內管件之一內側設置一第二廢氣通道； 一第二內管件，其設置於該第二廢氣通道之一內側，該第二內管件之一外側環形設置複數個第一鰭片，該第二內管件之一內側設置一進氣通道；以及 一燃料管件，其設置於該進氣通道之一內側。
2. 如請求項1所述之具複合式熱交換器之燃燒器，更包含一第二進氣管件以及一第一進氣腔室，該第二進氣管件穿設於該外管件之一側，該第二進氣管件之一端連通該第一進氣腔室，該第一進氣腔室環形設置於該第一內管件之一外側，該些個第一進氣管件各別之另一端連通該第一進氣腔室。
3. 如請求項1所述之具複合式熱交換器之燃燒器，更包含一第一排氣管件，該第一排氣管件穿設於該外管件，該第一排氣管件之一端連通該第一廢氣通道之另一端。
4. 如請求項1所述之具複合式熱交換器之燃燒器，更包含一第三進氣管件以及一第二進氣腔室，該第三進氣管件穿設於該外管件之一側，該第三進氣管件之一端連通該第二進氣腔室，該第二進氣腔室穿設於該第一內管件之一側，並環形設置於該燃料管件之一外側，該第二進氣腔室連通該進氣通道。
5. 如請求項1所述之具複合式熱交換器之燃燒器，更包含一第二排氣管件，該第二排氣管件依序穿設於該外管件以及該第一內管件，該第二排氣管件之一端連通該第二廢氣通道之另一端。
6. 如請求項1所述之具複合式熱交換器之燃燒器，其中該第二內管件之一內側環形設置複數個第二鰭片。
7. 如請求項1所述之具複合式熱交換器之燃燒器，其中該外管件插設於一爐體，該爐體連通該第一廢氣通道之一端、該些個第一進氣管件各別之一端、該第二廢氣通道之一端、該進氣通道之一端以及該燃料管件之一端。
8. 如請求項7所述之具複合式熱交換器之燃燒器，更包含一感測元件以及一控制組件，該感測元件感測該爐體之爐溫以及爐壓，該感測元件傳輸一感測訊號至該控制組件。

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