CN201599840U - 清洁型醇基燃料灶具 - Google Patents

Abstract

清洁型醇基燃料灶具，灶具炉体为内外双圆柱体，内圆柱体下部是燃料汽化室，中上部是主燃烧室，气化喷射器通过支架固定在主燃烧室中心，气化喷射器壁上设有喷油孔，内外圆柱体之间的环腔构成空气预热喷射器，环绕空气预热喷射器内壁设置喷气孔，进气管一端与风机连接，另一端通入空气预热喷射器下部，燃料进料管一端连接燃料箱，另一端连接在燃料气化室的底部。本实用新型的灶具构造简单，操作简便，燃料燃烧完全，热效率高，烟气污染少，适合于醇基燃料、醇轻烃混合燃料、柴油等多种液体燃料，应用范围广。

Description

清洁型醇基燃料灶具

技术领域

本实用新型涉及一种灶具，特别是涉及一种适合于醇基燃料燃烧的灶具，本实用新型的灶具可以实现醇基燃料的充分气化燃烧。

背景技术

随着我国经济发展和人民生活质量的提高，社会对清洁能源的需求越来越大，新型清洁燃料的开发利用已迫在眉捷，醇基液体燃料是这方面极有前景的一种。

醇基燃料是一种廉价、环保的清洁能源。由于燃料本身含氧，燃烧时需氧较少，燃料燃烧充分，呈蓝色火焰，烟气中不含碳粒，主要为二氧化碳和水；醇基燃料含硫量极低，燃烧后烟气中硫氧化物生成浓度也极低，是仅次于氢气的最清洁燃料之一。

醇基燃料可以煤炭、重油、天然气或生物质等为原料生产，原料来源广，生产工艺简单，技术成熟。全国有上千家小化肥厂，多数厂有条件利用联醇法生产甲醇，无疑给联醇法生产醇基燃料提供了可靠的原料供应渠道；生产醇基燃料又是煤炭液化技术和生物质生产再生能源技术的重要组成部分，规模生产醇基燃料的成本远低于液化石油气、天然气、人工煤气等其他燃料，具有极强的市场竞争力。

根据气化器的特点，可以将目前使用醇基燃料的灶具归纳为以下几类：

第一类：液面直燃式

这是最早的醇基液体燃烧器，与简易乙醇炉相近，即将一定数量的醇基燃料直接注入炉灶的小型容器中，燃烧和气化在液面同时进行。这种燃烧器的主要缺点是：燃烧温度低，醇基燃料燃烧不完全，热效率低，并产生大量的有害气体，污染环境，浪费能源。

第二类：打气加压式

采用盘管横式气化器。这种灶具的特点是需要打气加压，可采取位差式加压、钢瓶打气式加压、灶上打气式加压等。这种类型的灶具主要采用高压供液横管气化，存在的问题：1)结构复杂、操作烦复。有减压阀、增压阀、气阀、压力显示表等，管道接头多，有时会造成泄漏，隐患多，不安全，维修不方便；2)横管气化。整个气化器是处在过热的状态下，易引起汽液混流，在气化器燃料中的分子还来不及燃烧就游离出来，在喷嘴口、管道中形成结炭堵塞。

第三类：气体燃料加压式

采用竖管气化器，不打气加压，低压供液。在气化器里气液不混流，静态气化。由于低压供液，火力逐渐增强，若气化不足，燃烧不稳定，有喘气现象。

第四类：自增压式

这种燃烧器没有设立专门的气化器，利用燃烧器与燃料箱形成的腔体，在燃烧时通过被加热的腔体加热燃料，燃料在燃料箱中气化产生压力，供燃烧器燃烧。这种燃烧器燃料箱温度高，压力大，并始终处于波动之中，在某种情况下有可能导致燃料箱内压力急剧升高，有引起燃料箱爆炸的可能，存在较大安全隐患。

第五类：多级气化燃烧器

由燃料箱、燃料控制、预热空气、主燃烧气化器、多级气化器、辅助气化燃烧器等部分组成。液体燃料在多级气化器内经逐级加热完全气化，成为120～500℃的燃气，进入辅助气化燃烧器，与高温空气混合燃烧。该燃烧装置结构之复杂较之打气加压式更甚，较难适合普通民用炉灶轻便简单的要求。

目前国内对醇基燃料的制备研究开展较多，许多成本适合、性能稳定的新型燃料不断问世，而与之配套的燃烧器开发研究进展不大，真正既能使燃料高效燃烧、节能环保，又简单实用、可供普通民用市场规模化推广实施的灶具还没有。正是由于目前醇基燃料燃烧技术研究和灶具设计制造水平落后，制约了醇基燃料这一新型清洁能源的广泛推广。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种清洁型醇基燃料灶具，该灶具构造简单，操作简便，燃料燃烧完全，热效率高，烟气污染少，可以适应市场上大多数的醇基燃料。

本实用新型提供的清洁型醇基燃料灶具具有燃料气化和燃烧的一体化结构，可以实现无压气化燃烧。其灶具炉体为一个内外双圆柱体，内圆柱体的下部是燃料汽化室，中上部是主燃烧室，气化喷射器通过四个焊接在内圆柱体壁上的支架固定在主燃烧室中心，将主燃烧室与燃料汽化室隔开，在气化喷射器的器壁上设有喷油孔，内外圆柱体之间的环腔构成空气预热喷射器，在空气预热喷射器内壁上环绕内壁设置有喷气孔，将空气预热喷射器与主燃烧室连通，进气管一端与风机连接，另一端通入空气预热喷射器下部，燃料进料管一端连接燃料箱，另一端连接在燃料气化室的底部。

其中，进气管是以水平内切的方式连接在空气预热喷射器环腔上的，这样的结构设置可以使空气从预热喷射器下部沿环腔切向吹入，呈螺旋状盘绕上升，在环腔内有足够的行程被加热后，再由喷气孔喷至燃烧室。同时，喷气孔斜向设置在空气预热喷射器的内壁上，由于喷气孔是沿空气盘旋方向斜开的，保证了喷入燃烧室的热空气呈旋流状喷入燃烧室，与气化燃料均匀混合。

为实现燃料完全气化燃烧，本实用新型在燃料气化室内环绕内圆柱体壁设置有一圈环状气液隔板，并且气液隔板的位置低于气化喷射器支架下方，以防止燃料以液态的形式进入主燃烧室。

本实用新型还在主燃烧室的顶部设有网状的稳燃罩，其作用主要是使充分燃烧后的火焰均匀稳定分布，同时高温下的网状稳燃罩可以使微量的细微液滴再次气化燃烧，进一步提高燃烧效率。

进一步地，本实用新型在燃料进料管上安装有调节流量的燃料控制阀，并设置有一个止回阀，以防止较高温度的燃料回流到进料管；同时在进气管上安装有风门，用于调节控制空气流量，与燃料控制阀配合调节空燃比与火焰大小，促进燃料完全稳定燃烧。

液体燃料的燃烧一般分为两种方式，液态燃烧和气态燃烧。液态燃烧时，雾化程度、液滴与空气混合的均匀度将决定燃料燃烧是否完全。为使燃料充分雾化和与空气均匀混合，需要高压喷嘴与液体高速喷射等技术条件，以及一定的炉膛空间。普通灶具由于条件所限，燃烧过程难以保证液滴充分雾化和与空气混合均匀，是导致醇基燃料燃烧不完全、火力弱、液滴飞溅、烟气难闻呛眼等的主要原因。因此，以燃料气态燃烧方式取代液体燃烧方式是醇基燃料燃烧器设计的方向。

区别于传统的燃烧方式，气化燃烧可以使液态燃料在着火前以气体的形式与热空气均匀混合，减少了着火后燃料汽化所需的汽化潜热，其火焰温度比液态时高，燃烧速度为气体化学反应的动力速度，燃烧时燃料为气态，燃烧过程不存在液核，实现了均相反应，保证了燃烧的充分、完全、彻底，减少了有害气体排放。

本实用新型的醇基燃料灶具主要由燃料供给、燃料控制、空气供应、空气预热、燃料气化、混合燃烧等几部分组成，液体燃料经燃料控制装置进入燃料气化室，部分燃料液态燃烧产生的热量使燃料蒸发气化，进入气化喷射器，受热再次气化喷入主燃烧室，风机将空气泵入空气预热喷射器，加热后由喷射器壁的切向喷气孔呈旋流状喷入主燃烧室，与同期喷入的气化燃料混合燃烧。其主要特点是：

1)主要组件集成在一个炉体内，下部是燃料气化室，中上部是主燃烧室，燃烧室中心有气化喷射器，周边的夹套是空气预热喷射器。

2)在燃料气化室内，大部分液体燃料蒸发进入气化喷射器，气化所需的热量由液体本身燃烧提供，同时还将部分热量传导供预热空气使用。

3)气化喷射器位于燃料气化室的正上方、主燃烧室中心，燃料在此完全气化。由于气化喷射器外的热空气以旋流状高速运动，产生了一定的负压，可以使气化燃料由器壁喷油孔喷出，与热空气紊流混合。

4)为实现燃料的完全气化燃烧，在燃料气化室与主燃烧室之间设有环状气液隔板，并且气液隔板的位置低于气化喷射器支架下方，防止燃料以液态形式进入主燃烧室。

5)内外圆柱体之间的环形空腔构成空气预热喷射器，进气管与外壁内切连接，进入的空气沿环形空腔旋流、螺旋状受热上升。

6)空气预热喷射器内壁具有一定的厚度，便于沿圆柱切向开孔，可以使热空气以切向旋流喷入主燃烧室。

7)主燃烧室上部设有网状稳燃罩，使火焰均匀稳定，同时可以使微量液滴再次受热气化燃烧。

8)燃料进料管上设置有止回阀，防止燃料回流。

本实用新型的优点是：1)应用范围广，适合于醇基燃料、醇轻烃混合燃料、柴油等多种液体燃料；2)燃烧稳定，火力大，火焰稳定，不会出现火刺，无火焰回卷、黑烟、火焰干扰等不良燃烧现象；3)节约能源，液体燃料完全气化燃烧，燃烧充分，热效率高；4)清洁卫生，烟气排放有害物质大大降低，大部分指标低于石油液化气；5)结构简单，组件紧凑，成本较低，便于制造推广。

附图说明

图1是本实用新型清洁型醇基燃料灶具的结构示意图；

图2是图1中灶具炉体的俯视图；

图3是图1中灶具炉体的A-A剖视图。

具体实施方式

如图1、图2、图3，灶具炉体为一个双圆柱体，内圆柱体的下部是燃料气化室9，中上部是主燃烧室6，内外圆柱体之间的环腔构成空气预热喷射器4。

呈圆桶状的气化喷射器13桶底向上，通过四个支架15固定在主燃烧室6的中心，四个支架15十字形焊接在内圆柱体的内壁上。气化喷射器13的器壁上钻有喷油孔14，气化后的燃料由此喷向主燃烧室6。

燃料进料管12的一端与燃料箱连接，另一端焊接在燃料气化室9的底部。在燃料进料管12上安装止回阀10和燃料控制阀11，止回阀10可以防止燃料回流，燃料控制阀11用来调节燃料供给大小。

气液隔板8在支架15的下方，环绕焊接于内圆柱体的内壁上，防止燃料以液态形式进入主燃烧室6。

空气预热喷射器4的内壁厚度大于1.5mm，在气液隔板8以上位置分布有喷气孔5，喷气孔5顺空气旋转方向圆切钻开，以使热空气呈旋转状喷入主燃烧室6，保证与燃料充分混合。

进气管2的一端与风机1连接，另一端与空气预热喷射器4下部焊接，进气管直径小于空气预热喷射器4的环腔径向尺寸，水平内切于空气预热喷射器4的环腔，使进入的空气在空气预热喷射器4内旋转流动，强化热量传导。在进气管2上装有风门3，调节空气流量。

稳燃罩7安放在主燃烧室6的顶部，其主要作用是稳定火焰、对微量液滴再次加热气化燃烧。

Claims (8)

1.清洁型醇基燃料灶具，其特征是灶具炉体为内外双圆柱体，内圆柱体的下部是燃料汽化室(9)，中上部是主燃烧室(6)，气化喷射器(13)通过四个焊接在内圆柱体壁上的支架(15)固定在主燃烧室(6)中心，将主燃烧室(6)与燃料汽化室(9)隔开，在气化喷射器(13)的器壁上设有喷油孔(14)，内外圆柱体之间的环腔构成空气预热喷射器(4)，在空气预热喷射器(4)内壁上环绕内壁设置有喷气孔(5)，将空气预热喷射器(4)与主燃烧室(6)连通，进气管(2)一端与风机(1)连接，另一端通入空气预热喷射器(4)下部，燃料进料管(12)一端连接燃料箱，另一端连接在燃料气化室(9)的底部。

2.根据权利要求1所述的清洁型醇基燃料灶具，其特征是所述的喷气孔(5)斜向设置在空气预热喷射器(4)的内壁上。

3.根据权利要求1所述的清洁型醇基燃料灶具，其特征是在燃料汽化室(9)内环绕内圆柱体壁设置有一圈气液隔板(8)。

4.根据权利要求3所述的清洁型醇基燃料灶具，其特征是所述的气液隔板(8)位于气化喷射器(13)支架(15)的下方。

5.根据权利要求1所述的清洁型醇基燃料灶具，其特征是在主燃烧室(6)的顶部设有稳燃罩(7)。

6.根据权利要求1所述的清洁型醇基燃料灶具，其特征是所述的进气管(2)水平内切于空气预热喷射器(4)环腔。

7.根据权利要求1所述的清洁型醇基燃料灶具，其特征是在进气管(2)上安装有用于调节空气流量的风门(3)。

8.根据权利要求1所述的清洁型醇基燃料灶具，其特征是在燃料进料管(12)上安装有止回阀(10)和燃料控制阀(11)。

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