CN201925976U - 高低碳互补双液体燃料自喷混合燃气加热炉 - Google Patents

Abstract

一种高低碳互补双液体燃料自喷混合燃气加热炉，根据预热方式不同可以有两种结构，其一为全封闭电炉预热螺旋管气化器的结构，主要由：不锈钢螺旋管气化器组合件1，市售热电偶炉温控制仪及探头2，全封闭电炉3，混合燃气导管4，三通管接头5，组合式燃气喷咀6，针孔紫铜管组合件7，双燃料混合三通管接头8，单向逆止阀9，连接管道10，电磁阀11，气压表12，手动调节截止阀13，燃料进口孔及堵头14，柴油钢瓶15，酒精钢瓶16，压缩空气进出口组合件17，燃烧室18，稳焰器19等组成。操作时，首先用电炉将螺旋管气化器预热至700-800℃，然后点击时间继电器电源开关，燃料管路中的电磁阀1或2打开并延时交换，交替循环工作，火焰温度最高可达850℃左右，比石油液化气火焰高200℃，柴油消耗仅占30-40％，燃烧费用比石油液化气减少1/3。它可用于中小型工业加热炉和生产流水线上快速加热等实际需要。

Description

高低碳互补双液体燃料自喷混合燃气加热炉

所属技术领域：

本实用新型涉及一种含水工业酒精(或其它低碳液体燃料)，辅以柴油互补搭配，成为低碳混合燃料，双燃料交替送入针孔管，压力喷射至高温红热状态的螺旋管中，瞬时气化，自喷混合燃气，点火后迅猛燃烧的，高效节能的中小型燃烧装置。

背景技术：

世界各国目前对液体燃料(一般指煤油、柴油均为高碳链碳氢化合物)均采用雾化燃烧方式进行燃烧的，即用压缩空气、用风机、用高压水蒸汽将燃油细束直接喷射到燃烧室中，最后形成尽可能小的油雾滴，迅即点火燃烧，油珠颗粒越细，燃烧状况就越好，实际上不同燃烧装置，油雾颗粒大小不等，燃烧状况差异很大，人们只要从导弹发射，汽车尾气排放，各种燃油设施的燃烧状况观察，都会发现油的燃烧总会产生黑烟、炭黑粉尘，甚至焦化，比如：30万吨乙烯工程资料指出：乙烯生产装置的柴油气化设备，就必须定期对焦化残渣进行清理。然而所有气体燃料的燃烧状况都非常好，因为它极易分散，易与空气混合，使燃烧很充分。如果将燃油加热气化，它的体积比液态体积增大200多倍，也会易于分散，若它出现燃烧不良现象，只要增加风量问题就解决了。

既然如此，为什么各国燃烧专家对喷气燃烧都加以否定呢？这是因为煤油和柴油都是高碳链分子，在封闭管路中高温加热气化时，其稳定性随温度升高而下降，分子结构会发生热裂解，大分子断裂成小分子，反应温度不同，反应进行的程度和产物也不同，如果在很高温度下，石油分子以很快速度分解为碳和氢，大量碳粒子析出会使管路产生积炭，甚至结焦成硬块，从而堵塞油管与喷嘴。同时纯柴油火焰温度高达1千多度，有利于空气中N₂氧化，生成NOx有害气体，这两大难题都难以解决。

对于工业酒精(即燃料乙醇)来说，它是低碳分子C₂H₄OH，燃烧时热值低易挥发，其燃烧速度和火焰传播速度极快，易燃易爆非常危险，各种加热炉都不会用它，只在燃油供应短缺时，以一定比例与汽油混溶，作发动机替代燃料，它 主要用于化工原料。生产工业酒精的原料不是粮食，而是制糖废料甘蔗渣、甜菜渣、玉米秸秆、红薯、非食用土豆……等等。目前我国酒精产量过剩，被国家发改委列为压缩项目之一。

发明内容：

为了改变燃料结构、拓宽清洁能源渠道，减少燃油消耗，消除浪费，降低燃烧费用，减少污染物排放，本实用新型采用的技术方案是：采用低碳低热值工业酒精(在条件许可情况下也可用其它低碳液体燃料)辅以高碳链高热值流动性好的柴油，两者按需互补搭配，组成混合燃料，取长补短，以此达到较理想的燃烧效果。

经过若干燃烧试验逐步改进和完善基础上，本实用新型提供的技术装置，其结构有二：

(1)采用石油液化气预热螺旋管气化器的结构是：市售家用液化气单灶或双灶1、液体燃料气化器框架2、螺旋管燃烧器外罩3、不锈钢螺旋管气化器组合件4(轴心线呈水平或竖直设置)、喷火口支架5、球状或浅杯状或凸透镜状稳焰器6、针孔紫铜管组合件7、双燃料混合三通管接头8、单向逆止阀9、连接管道10、电磁阀11、气压表12、手动调节截止阀`13、燃料进口孔与堵头14、柴油钢瓶15、酒精钢瓶16、压缩空气进出口组合件17。本装置的整体结构示意图为图4、控制电路图为图5。

操作时首先打开两个钢瓶燃料出口手动阀门13、用石油液化气火焰将不锈钢螺旋管预热至部分红热状态，大约需2分钟，然后点击一下时间继电器电源开关K₁，并立即关掉，燃料管路中的电磁阀1或2瞬时打开，喷入少许燃料，于是混合燃气从螺旋管喷嘴处喷出，立即着火燃烧，使螺旋管被进一步加热烧红，如此反复点击几下开关K₁，待火焰增强喷射有力，还发出呼呼响声后，始让时间继电器转入正常工作，即开关K₁一直处于接通状态，若适当调整时间继电器常开、常闭接点交换时间，可以改变两种燃料供给比例，火焰温度相应有所变化，最高温度低于850℃，但比石油液化气火焰高200℃，由于混合燃料中纯柴油约占30％-40％，因此堵塞管道与喷嘴的现象就不会发生。没有黑烟和污染，也不会发生任何危险，与石油液化气相比，燃烧费用可降低1/3。

因柴油与酒精几秒钟内相互转换，而且酒精的供给时间比柴油的供给时间长1～2倍，必要时还可送入压缩空气，燃烧效果与天然气或石油液化气的燃烧状况相 1～2倍，必要时还可送入压缩空气，燃烧效果与天然气或石油液化气的燃烧状况相当。燃料供应方便，不需用专门的管道网络设施。因此实现了一种很理想的结果，在没有天然气和管道煤气供应的地方，必会受到人们欢迎。

停机前，首先切断时间继电器电源，接通电磁阀3，送入压缩空气，以便保持螺旋管中压力，使螺旋管内残留的燃料尽可能耗尽，待火焰越来越小接近熄灭时，最后关灭石油液化气火焰，并切断电磁阀3电源，然后关闭两个钢瓶的燃料出口手动阀门。整个装置系统仍处于2-3kg/m²低压密封状态，液体燃料始终为单向流动，没有回火爆炸危险，无论出现任何异常情况，只要将燃料出口手动阀门关死，或快速点击K₁、K₂开关，完全切断电源，整个系统就会停止运行。操作简单方便，安全可靠。

(2)采用全封闭电炉预热螺旋管气化器的结构是：不锈钢螺旋管气化器(轴心线竖直设置)组合件1、市售热电偶炉温控制仪及探头2、全封闭电炉3、混合燃气导管4、三通管接头5、三件组合式燃气喷嘴6、针孔紫铜管组合件7、双燃料混合三通管接头8、单向逆止阀9、连接管道10、电磁阀11、气压表12、手动调节截止阀13、燃料进口孔及堵头14、柴油钢瓶15、酒精钢瓶16、压缩空气进出口组合件17、混合燃气燃烧室18、稳焰器19、本装置整体结构示意图为图6、控制电路图仍用图5。

在图6装置中，燃料储存和供给构件7-17与图4结构完全相同，仅1-6以及18共7件不同，由于采用电炉加热启动慢，预热时间很长，必须提前供电预热，用热电偶控温仪显示炉温变化，当炉温到达所需温度后，即可点击开关K₁，送入少许燃料，试探燃料气化是否正常和充分，一旦燃气喷射正常有力，开关K₁就可一直接通，关机前同样应提前断开K₁开关，接通K₂开关，将螺旋管中燃料耗尽，方可断电关机，本装置特别适用于中小型工业加热炉，以及生产流水线上补充加热，如小型铸锻件，工具毛坯锻后利用余热进行快速热处理……等等。

附图说明：

下面结合附图和两个实施例对本实用新型各部件的名称，构造具体说明如下：

图1，为单个不锈钢右旋螺旋管气化燃烧器组合件(轴心线呈水平设置)构造示意图

A、正视图    B、顶视图

图2，为三件组合式燃气喷嘴(适用于图6电炉预热装置，也用于图4装置，但在底部连接部位需稍加修改)。上部为燃气出口导流罩，中部为喷嘴孔板，下部为喷嘴本体。

图3，为针孔紫铜管组合件构造图，

长端露出部份插入螺旋管进口端三通接头中，为燃料喷出端。

短端露出部分插入两种燃料汇聚的三通接头中，混合燃料由此进入管中，

图4，为单个右旋不锈钢螺旋管气化燃烧器(轴心线呈水平设置)，采用家用液化气单灶或双灶之一预热点火，通过时间继电器的常闭、常开接点延时转换，操纵两个电磁阀控制管道通断，循环交替供给酒精或柴油的整体系统构造图。

1、预热点火装置(市售家用石油液化气单灶或双灶)

2、气化燃烧器安装框架

3、螺旋管外罩

4、不锈钢螺旋管气化燃烧器组合件

5、喷火口支架

6、球状或凸透镜状或浅杯状稳焰器

7、针孔紫铜管组合件

8、双燃料混合三通管接头

9、单向逆止阀(每套装置共5个)

10、连接管道(耐压塑料管或紫铜管)

11、电磁阀1，2，3(共3个)

12、气压表1，2(共2个)

13、手动调节截止阀(每套装置共2个)

14、燃料进口孔及堵头

15、柴油钢瓶

16、酒精钢瓶

17、压缩空气进出口组合附件(包括：三通或四通管接头，气压表、单向逆止阀，及电磁阀)

图5为本实用新型装置三条管路电磁阀电源的通断控制线路图。

T为延时二转换往复循环时间继电器；

T₁为时间继电器常通接点；

T₂为时间继电器常断接点；

阀1，2，3为三个电磁阀；

灯1，2，3为三个电磁阀的电源通断指示灯。

电路控制技术特征是：用延时二转换往复循环时间继电器的常通、常断接点，分别串接入酒精或柴油供给管路电磁阀的电源线中，以便在K₁接通时，往复循环交替接通或断开燃料供给管路，压缩空气管路电磁阀的电源则单独用另一开关K₂控制其电源的通断。

图6为单个螺旋管液体燃料气化器(轴心线呈竖直设置)采用全封闭电炉预热，热电偶测温控制仪自动控制炉温，用时间继电器延时转换，自动控制管道电磁阀通断，循环交替供给酒精或柴油的整体系统构造图。

1不锈钢螺旋管气化器焊接组合件

2市售热电偶炉温控制仪及探头

3全封闭电炉

4混合燃气导管

5三通管接头及单向逆止阀

6三件组合式燃气喷嘴

7-17为酒精和柴油循环交替供给系统构件(与图4装置结构完全相同)

18混合燃气燃烧室

19稳焰器

具体实施方式：

在图4实施例中，是一种以家用液化气单灶或双灶之一进行预热点火的，用时间继电器延时交换控制两条管道的通断，将热值高低不同的两种液体燃料按需互补搭配，循环交替送入不锈钢螺旋管快速气化，迅即自喷燃气着火燃烧的装置系统结构示意图，它主要是由预热点火装置1(市售家用石油液化气灶具)，液体燃料气化燃烧器框架2、螺旋管外罩3、不锈钢螺旋管气化燃烧器组合件4、喷火口支架5、稳焰器6、针孔紫铜管组合件7、双燃料混合三通管接头8、单向逆止阀9、连接管道10、电磁阀11、气压表12、手动调节截止阀13、燃料进口孔及堵头14、柴油钢瓶15、酒精钢瓶16、压缩空气进出口组合附件(三通或四通管接头，单向逆止阀，气压表、电磁阀)17、等组成。

其特征是：液体混合燃料气化器为右旋或左旋不锈钢螺旋管焊接组合件，其轴心线呈水平或垂直方向设置，直接放在家用石油液化气单灶或双灶之一炉头上方，螺旋管出口端直接与图2三件组合式喷嘴焊接，使混合燃气喷出后直指该螺旋管上部，它的燃料进口外伸端与带螺母的连接杆焊接，然后与三通管接头连接，该接头的两进口端，其一经单向逆止阀与压缩空气管道的出口端连接，该接头另一进口端与针孔紫铜管的出口端连接，针孔管进口端连接另一三通管接头8，它的两个进口分别经单向逆止阀与柴油或酒精供给管道的出口端连接，在柴油或酒精供给管道中各装入一个电磁阀。

在图6实施例中，是一种采用全封闭电炉预热不锈钢螺旋管气化器，并用热电偶炉温控制仪及探头成套件自动控制与测试炉温，用时间继电器常开与常闭接点延时转换，控制两条燃料管路电磁阀通断，循环交替供给酒精或柴油，连续生产混合燃气，直接供给燃烧室点火燃烧的装置系统。其结构主要是由：不锈钢螺旋管气化器组合件1、市售热电偶炉温控制仪及探头2、全封闭电炉3、混合燃气导管4、三通管接头5、三件组合式燃气喷嘴6、针孔紫铜管组合件7、双燃料混合三通管接头8、单向逆止阀9、连接管道10、电磁阀11、气压表12、手动调节截止阀13、燃料进口孔及堵头14、柴油钢瓶15、酒精钢瓶16、压缩空气进出口组合件17、混合燃气燃烧室18、球状或凸透镜状或浅杯状稳焰器19等按图6装配组成。

其特征是：不锈钢螺旋管的轴心线呈竖直方向设置，螺旋管的出口端沿径向弯折，插入轴向燃气导管4中，两者进行密封性焊接成整体，再放入全封闭电炉3中，热电偶探头2由径向插入电炉中心区，并紧贴螺旋管进口端用它自动控制与测试炉温，燃气导管端部用三通管接头5引入助燃压缩空气，另一端连接组合式燃气喷嘴6，在螺旋管外伸输入端与三通管接头连接，三通接头的两个输入端分别与压缩空气导管和混合燃料针孔紫铜管7连接，针孔紫铜管输入端，用另一三通管接头与酒精、柴油管道出口连接，在此汇聚成混合燃料，经针孔管出口处压力喷射送入螺旋管中，连续气化产生的混合燃气，经喷嘴6向燃烧室内喷射并点火燃烧。

Claims (3)

1.一种高低碳互补双液体燃料自喷混合燃气加热炉，主要由：不锈钢螺旋管气化器组合件1、市售热电偶炉温控制仪及探头2、全封闭电炉3、混合燃气导管4、三通管接头5、三件组合式燃气喷嘴6、针孔紫铜管组合件7、双燃料混合三通管接头8、单向逆止阀9、连接管道10、电磁阀11、气压表12、手动调节截止阀13、燃料进口孔及堵头14、柴油钢瓶15、酒精钢瓶16、压缩空气进出口组合件17、混合燃气燃烧室18、球状或凸透镜状或浅杯状稳焰器19组成，其特征是：不锈钢螺旋管的轴心线呈竖直方向设置，螺旋管的出口端沿径向弯折，插入轴向燃气导管4中，两者进行密封性焊接成整体，再放入全封闭电炉3中，热电偶探头2由径向插入电炉中心区，并紧贴螺旋管进口端用它自动控制与测试炉温，燃气导管端部用三通管接头5引入助燃压缩空气，另一端连接组合式燃气喷嘴6，在螺旋管外伸输入端与三通管接头连接，三通接头的两个输入端，分别与压缩空气导管和混合燃料针孔紫铜管7连接，针孔紫铜管输入端，用另一三通管接头与酒精、柴油管道出口连接，在此汇聚成混合燃料，经针孔管出口处压力喷射送入螺旋管中，连续气化产生的混合燃气，经喷嘴6向燃烧室内喷射并点火燃烧。

2.根据权利要求1所述的高低碳互补双液体燃料自喷混合燃气加热炉，其特征是：液体混合燃料气化器为右旋或左旋不锈钢螺旋管焊接组合件，其轴心线呈水平或垂直方向设置，直接放在家用石油液化气单灶或双灶之一炉头上方，螺旋管出口端直接与三件组合式喷嘴焊接，使混合燃气喷出后直指该螺旋管，它的燃料进口外伸端与带螺母的连接杆焊接，然后与三通管接头连接，该接头的两进口端，其一经单向逆止阀与压缩空气管道的出口端连接，该接头另一进口端与针孔紫铜管的出口端连接，针孔管进口端连接另一三通管接头8，它的两个进口分别经单向逆止阀与柴油或酒精供给管道的出口端连接，在柴油或酒精供给管道中各装入一个电磁阀。

3.根据权利要求1所述的高低碳互补双液体燃料自喷混合燃气加热炉，其特征是：用延时二转换往复循环时间继电器的常通、常断接点，分别串接入酒精或柴油供给管路电磁阀的电源线中，以便在K₁接通时，自动往复循环交替接通或断开燃料供给管路；压缩空气管路电磁阀的电源，则单独用另一开关K₂控制其电源的通断。 

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