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专利号: 2017112376014
申请人: 谢丽萍
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 燃烧设备;燃烧方法
更新日期:2024-04-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉,其特征在于:包括燃烧炉本体(15),所述燃烧炉本体(15)中包括组合燃料燃烧室(17),所述组合燃料燃烧室(17)为细端朝下的锥形圆台结构;所述组合燃料燃烧室(17)下端同轴心设置有火焰喷口(7),其火焰喷口(7)的喷火方向垂直向上;所述组合燃料燃烧室(17)上端为排烟壁(60),所述排烟壁(60)上设置有若干排烟口(27);

所述组合燃料燃烧室(17)中还包括乙醇气化锥(14);所述乙醇气化锥(14)外壁呈尖端朝下的圆锥结构;所述乙醇气化锥(14)与所述组合燃料燃烧室(17)同轴心设置,且所述乙醇气化锥(14)的圆锥尖端(14.1)与所述火焰喷口(7)间距设置;所述乙醇气化锥(14)的圆锥底面位于所述组合燃料燃烧室(17)轴向方向的中部;所述乙醇气化锥(14)至少通过一根支撑杆(13)与所述组合燃料燃烧室(17)内壁支撑连接;

所述组合燃料燃烧室(17)内还包括热油加热管(1),所述热油加热管(1)呈锥形螺旋盘绕状贴附于所述组合燃料燃烧室(17)的锥形内壁(17.1)。

2.根据权利要求1所述的一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉,其特征在于:

所述乙醇气化锥(14)的内部还包括圆锥形乙醇气化腔(4);所述乙醇气化腔(4)中同轴心于所述乙醇气化锥(14)内部,所述乙醇气化腔(4)下端为尖端;所述乙醇气化腔(4)的圆锥底面处同轴心设置有引火圆盘(72),所述引火圆盘(72)外轮廓与乙醇气化腔(4)上端轮廓之间形成环形喷火通道(71),所述乙醇气化腔(4)的腰部内壁设置有一圈水平导流环台(74),所述导流环台(74)与所述引火圆盘(72)之间形成乙醇蒸汽过渡腔(75);

还包括乙醇液体导入管(6);所述乙醇液体导入管(6)与所述组合燃料燃烧室(17)轴线同轴心设置,所述乙醇液体导入管(6)从所述火焰喷口(7)对侧端向下伸入所述组合燃料燃烧室(17)中,所述乙醇液体导入管(6)中还设置有单向阀(80),其单向阀(80)下端为出液端,所述乙醇液体导入管(6)伸入组合燃料燃烧室(17)中的端部为乙醇液体喷出端(9),其乙醇液体喷出端(9)伸入所述乙醇气化腔(4)中,且所述乙醇液体喷出端(9)位于所述导流环台(74)下方;所述乙醇液体导入管(6)的另一端连接外部的乙醇供给管(12);所述乙醇供给管(12)的外壁和所述导流环台(74)内壁之间形成乙醇蒸汽引流通道(73)。

3.根据权利要求2所述的一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉,其特征在于:

还包括与所述乙醇液体导入管(6)同轴心的乙醇导入温度保护管(44),所述乙醇导入温度保护管(44)的下端伸入所述组合燃料燃烧室(17)中;所述乙醇导入温度保护管(44)为内径大于所述乙醇液体导入管(6)的耐热金属管结构,且所述乙醇导入温度保护管(44)两端封口设置;

所述乙醇液体导入管(6)同轴心穿过所述乙醇导入温度保护管(44),所述乙醇液体导入管(6)外壁和所述乙醇导入温度保护管(44)内壁之间沿长度方向设置有两对称分布的分隔片(16),两所述分隔片(16)将所述乙醇导入温度保护管(44)的管内分隔成进油通道(10)和出油通道(3);两所述分隔片(16)的下端镂空设置有导通孔(18);所述导通孔(18)将所述进油通道(10)和出油通道(3)相互导通;所述进油通道(10)远离所述导通孔(18)的一端导通连接外部的冷导热油供油管(11);所述出油通道(3)远离所述导通孔(18)的一端导通连接所述热油加热管(1)的进油端(5);所述热油加热管(1)的下端出油端(5.1)导通热导热油输出管(24)。

4.根据权利要求1所述的一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉,其特征在于:

若干排烟孔(27)沿所述组合燃料燃烧室(17)轴线呈圆周阵列分布;所述排烟口(27)在所述排烟壁(60)中形成导烟通道(58);所述排烟壁(60)上侧具有蓄烟腔(59),所述蓄烟腔(59)通过若干导烟通道(58)导通所述组合燃料燃烧室(17);所述蓄烟腔(59)上端导通连接有出烟管(50)。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉,其特征在于:还包括燃气烧嘴(19)、主燃气供给管(21)、助燃空气供给管(51)、助燃空气分流箱(52)、助燃空气换热管(57)、助燃空气集流箱(56)、热助燃空气导管(20)、换热箱(53)和排烟管(54);

所述助燃空气供给管(51)导通连接所述助燃空气分流箱(52),所述助燃空气分流箱(52)的出气端导通若干所述助燃空气换热管(57)的进气端,各所述助燃空气换热管(57)出气端共同导通所述助燃空气集流箱(56),所述助燃空气集流箱(56)的出气端通过所述热助燃空气导管(20)导通连接所述燃气烧嘴(19)的助燃空气进气端;所述燃气烧嘴(19)的燃气进气端连接所述主燃气供给管(21);所述燃气烧嘴(19)的火焰喷口(7)对应在所述燃烧炉本体(15)的组合燃料燃烧室(17)中;

所述出烟管(50)的出烟端连接所述换热箱(53)的热烟进烟端,所述换热箱(53)的出烟端连接排烟管(54),所述排烟管(54)导通外界;各所述助燃空气换热管(57)穿过所述换热箱(53)内的换热腔。

6.根据权利要求5所述的一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉,其特征在于:

所述燃烧炉本体(15)外部呈竖向圆柱体结构;所述换热箱(53)为竖向设置的长条密闭箱体结构,且换热箱(53)与所述燃烧炉本体(15)并列设置;

所述助燃空气换热管(57)为金属换热细管结构,若干助燃空气换热管(57)形成束状换热管群;且若干助燃空气换热管(57)沿竖直方向穿过所述换热箱(53)内的换热腔;所述出烟管(50)的出烟端导通换热箱(53)内腔上端;所述换热箱(53)内腔下端导通排烟管(54),所述排烟管(54)的出烟端连接烟气净化装置。

7.根据权利要求1所述的一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉,其特征在于:

所述组合燃料燃烧室(17)的圆台轴线和圆台母线之间的夹角为α,所述乙醇气化锥(14)的圆锥轴线和圆锥母线之间的夹角为β;其中β和α同时满足20°≤β≤25°,α=β+3°。

8.根据权利要求2或7所述的一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉,其特征在于:所述乙醇气化腔(4)的圆锥轴线和圆锥母线之间的夹角为γ,其中γ满足γ=β+10°。

9.一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉的方法,其特征在于:在鼓风机作用下助燃空气供给管(51)连续向助燃空气集流箱(56)供给助燃空气,然后助燃空气集流箱(56)中的烟气分流至各助燃空气换热管(57)中,换热箱(53)中的热烟对成束状的换热管(57)群加热,然后被加热的助燃空气共同导入到助燃空气集流箱(56),进而助燃空气集流箱(56)中汇合的助燃空气通过热助燃空气导管(20)导入到燃气烧嘴(19)的空气进气端,导入燃气烧嘴(19)中的空气为过量空气,过量助燃空气使进入组合燃料燃烧室(17)中的助燃空气充分与一同进去的燃气反应后还余存部分氧气,与此同时主燃气供给管(21)连续向燃气烧嘴(19)注入燃气,助燃空气与燃气在燃气烧嘴中汇合后从火焰喷口(7)处喷出,此时火焰喷口(7)处的电子打火装置启动,火焰喷口(7)处形成喷射火焰;此时火焰上方受到乙醇气化锥(14)尖端的阻挡,使火焰呈喇叭状散开,且火焰均匀贴附于锥形螺旋分布的下段加热管(1)上升,并对前段的加热管(1)加热,由于注入的是过量助燃空气,燃气消耗迅速,随着火焰的继续上升至乙醇气化锥(14)的圆锥底面处时火焰强度开始减弱;此时乙醇供给管(12)连续向乙醇液体导入管(6)导入液体乙醇,其液体乙醇从乙醇液体导入管(6)的乙醇液体喷出端(9)喷出,并喷向乙醇气化锥(14)内部的乙醇气化腔(4)中,由于乙醇气化锥(14)下端受到火焰直喷加热,乙醇气化锥(14)为持续高温状态,喷出到乙醇气化腔(4)中的液体乙醇迅速气化,并造成乙醇气化腔(4)中形成高压乙醇蒸汽,随即高压乙醇蒸汽通过乙醇蒸汽引流通道(73)进入到乙醇蒸汽过渡腔(75)中,乙醇蒸汽在乙醇蒸汽过渡腔(75)中进一步被加热至着火点,随即从环形喷火通道(71)成发散式喇叭状喷出,由于组合燃料燃烧室中还有大量余存氧气,喷出的高温乙醇蒸汽迅速形成喇叭状喷射火焰,并贴附于锥形螺旋分布的上段加热管(1)前进,并对上段加热管(1)加热,最终形成的烟气通过排烟口(27)排出;

在上述过程中冷导热油供油管(11)连续将从用热设备出来的冷油导入到乙醇导入温度保护管(44)的管内进油通道(10)中,然后导热油沿进油通道(10)流向导通孔(18)处,进油通道(10)中的油通过导通孔(18)流向出油通道(3),然后导热油从出油通道(3)的另一端流向加热管(1)的进油端(5),该过程中,出油通道(3)和进油通道(10)之间的乙醇液体导入管(6)外壁被导热油接触性包围,避免了乙醇液体导入管(6)外壁直接受火焰加热造成管内液体喷出前就剧烈沸腾式气化,进而造成乙醇液体导入管(6)导入困难甚至损坏设备的后果,导热油在经过加热管(1)过程中导热油被加热,然后被加热的导热油从加热管(1)的热油出油端流出,并通过循环泵流向用热设备,如此形成循环。