燃燒器及具有其的坩堝爐的制作方法

燃燒器及具有其的坩堝爐的制作方法
【專利摘要】本發明揭示了一種燃燒器和具有其的坩堝爐，該燃燒器包括：殼體，其與燃燒室連接的一端設置有氣孔；設置在殼體內的燃氣通道，燃氣通道上形成有若干燃氣口；氣閥組件，氣閥組件上設有進氣閥口和排氣閥口；設置在氣閥組件和氣孔之間的蓄熱體；分別與進氣閥口和排氣閥口連接的進氣通道和排氣通道；配合在殼體與燃燒室連接的一端的點火裝置；氣閥組件可被控制地旋轉，且進氣閥口和排氣閥口的開口面積比等于單位時間內通過所述燃燒器的外接空氣及燃料的體積與燃燒室內產生的廢氣的體積之比。本發明提供的燃燒器可以保證燃燒室內的氣壓恒定，且減少能源的消耗和制造成本。
【專利說明】燃燒器及具有其的坩堝爐

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種燃燒器及具有其的坩堝爐，尤其涉及一種可以維持燃燒室中恒壓且成本較低的燃燒器及具有其的坩堝爐。

【背景技術】
[0002]在需要燃料燃燒以加熱物料或反應的工業場合都需要使用到燃燒器，在燃料燃燒過程中，會產生大量的廢氣，這些廢氣通常攜帶有大量的熱量，如果不對其加以利用，勢必會造成能源的浪費。現有技術中，燃燒器內通常配置有蓄熱體，該蓄熱體可以將通過其的廢氣的熱量進行收集，蓄熱體溫度提升；接著，在向燃燒器內通入助燃氣體(例如空氣)時，較冷的助燃氣體與蓄熱體進行熱量交換，助燃氣體的溫度上升，如此，相當于在燃燒之前對助燃氣體進行了一次預加熱，根據能量守恒定律，可以極大地提升燃燒器的能量轉換效率。
[0003]在與燃燒器連接的燃燒室中，由于燃燒器在燃燒時產生的廢氣量遠大于燃料的初始體積，故為了維持燃燒室中壓力的平衡，往往需要借助額外的設備對燃燒室進行恒壓控制，這往往需要耗費額外的能源，造成使用成本的上升。


【發明內容】

[0004]本發明的目的之一在于提供一種燃燒器，其可以保證與其聯接的燃燒室中的氣壓維持恒定。
[0005]本發明的目的還在于提供一種坩堝爐。
[0006]為實現上述發明目的之一，本發明提供一種燃燒器，用于外接燃燒室，所述燃燒器包括:
殼體，所述殼體與所述燃燒室連接的一端設置有若干氣孔；
燃氣通道,所述燃氣通道的一端形成有若干燃氣口 ；
設置在所述殼體內氣閥組件，所述氣閥組件上設有進氣閥口和排氣閥口 ；
設置在所述氣閥組件和所述若干氣孔之間的若干蓄熱體；
分別與所述進氣閥口和排氣閥口連接的進氣通道和排氣通道，外接空氣依次通過所述進氣通道、所述進氣閥口、所述若干蓄熱體中的部分、以及所述若干氣孔中的部分排入到所述燃燒室，所述燃燒室內的廢氣依次通過所述若干氣孔中的剩余部分、所述若干蓄熱體中的剩余部分、所述排氣閥口、以及所述排氣通道排出所述燃燒器外；
配合在所述殼體與所述燃燒室連接的一端的點火裝置；其中，
所述氣閥組件可被控制地旋轉，以將所述進氣閥口和所述排氣閥口交替地對應至所述若干蓄熱體中的不同部分，所述進氣閥口和所述排氣閥口的開口面積比等于單位時間內通過所述燃燒器的外接空氣及燃料的體積與所述燃燒室內產生的廢氣的體積之比。
[0007]作為本發明的進一步改進，所述氣閥組件和所述若干蓄熱體之間設置有導流閥，所述導流閥上開設有與所述蓄熱體數量對應的導流口。
[0008]作為本發明的進一步改進，所述殼體內設置有分隔閥，所述殼體在所述分隔閥的兩側形成有分別與所述進氣通道和所述排氣通道連接的進氣口和排氣口，所述分隔閥上開設有與所述進氣通道連接的分隔閥口。
[0009]作為本發明的進一步改進，所述燃氣通道外套設有轉動軸，所述氣閥組件、所述導流閥、以及所述分隔閥套合在所述轉動軸上。
[0010]作為本發明的進一步改進，所述導流閥、所述分隔閥、以及所述氣閥組件由自潤滑材料制得。
[0011]作為本發明的進一步改進，所述燃燒器還包括驅動裝置，所述驅動裝置與所述轉動軸之間連接有傳動裝置。
[0012]作為本發明的進一步改進，所述進氣閥口和所述排氣閥口的開口面積比大約為1:4。
[0013]作為本發明的進一步改進，所述蓄熱體為蜂窩陶瓷。
[0014]作為本發明的進一步改進，所述進氣端還設置有點火傳感器。
[0015]為實現上述另一發明目的，本發明提供一種坩堝爐，其內形成有燃燒室，所述燃燒室連接有如上所述的燃燒器。
[0016]與現有技術相比，本發明提供的燃燒器通過將氣閥組件上的進氣閥口和排氣閥口的開口面積比設置為與單位時間內通過所述燃燒器的外接空氣及燃料的體積與燃燒室內產生的廢氣的體積之比相等，保證了燃燒室內氣壓的穩定，節約了能源且降低了燃燒器的制造成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發明燃燒器一實施方式的結構示意圖；
圖2是圖1中虛線框內部分的放大示意圖；
圖3是本發明燃燒器一實施方式中將部分外殼省去后的結構示意圖；
圖4是本發明燃燒器一實施方式中將部分外殼、驅動裝置、以及傳動裝置省去后的結構示意圖；
圖5是本發明燃燒器一實施方式中將部分外殼、驅動裝置、傳動裝置、以及燃氣通道省去后的結構示意圖；
圖6是本發明燃燒器一實施方式中將部分外殼、驅動裝置、傳動裝置、燃氣通道、以及氣閥組件省去后的結構示意圖；
圖7是本發明燃燒器一實施方式中氣閥組件的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0018]以下將結合附圖所示的【具體實施方式】對本發明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發明，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發明的保護范圍內。
[0019]參圖1和圖2，介紹本發明燃燒器100的一【具體實施方式】。在本實施方式中，該燃燒器100包括殼體10、燃氣通道20、氣閥組件60、蓄熱體(圖未示)、進氣通道33、排氣通道43、以及點火裝置23。
[0020]配合參照圖3和圖4，燃燒器100用于外接燃燒室(圖未示)，在燃燒室內進行燃料的燃燒以加熱物料或反應。殼體10與燃燒室連接的一端配合設置有的點火裝置23。殼體10內設置有燃氣通道20，燃氣通道20與燃燒室鄰近的一端設置有若干燃氣口 21，外接的燃氣通過該燃氣通道20接入到燃燒器100內，并在燃氣口 21被點火裝置23點燃。對應地，殼體10與燃燒室連接的一端設置有若干氣孔13，該若干氣孔13中的部分用于為燃氣的燃燒提供氧氣、剩余部分用于為燃燒器100內燃燒產生的廢氣提供排放通道。燃燒器100的進氣端11還設置有點火傳感器90，用于檢測燃燒器100是否點火成功并工作于正常狀態。
[0021]配合參照圖5至圖7，氣閥組件60設置在殼體10內，該氣閥組件60上設有進氣閥口 63和排氣閥口 61，進氣通道33和排氣通道43分別連接于進氣閥口 63和排氣閥口 61。氣閥組件60和若干氣孔13之間設置有若干蓄熱體。在燃燒器100工作過程中，外接空氣依次通過進氣通道33、進氣閥口 63、若干蓄熱體中的部分、以及若干氣孔13中的部分排入到燃燒室，燃燒室內的廢氣依次通過若干氣孔13中的剩余部分、若干蓄熱體中的剩余部分、排氣閥口 61、以及排氣通道43排出所述燃燒器100外。
[0022]燃燒器100排放的廢氣中攜帶有大量的熱量，通過在氣閥組件60和氣孔13之間設置蓄熱體，可以將廢氣中攜帶的熱量吸收；而在外接空氣通過蓄熱體時，通過調整蓄熱體與此時外接空氣流通路徑的相對位置，可以使得外接空氣對應通過已經蓄熱的蓄熱體，并與這些蓄熱體之間進行熱量交換，實現外接空氣的預加熱，提高燃燒器100的能量轉換效率。
[0023]氣閥組件60上的進氣閥口 63和排氣閥口 61的開口面積比與單位時間內通過燃燒器100的外接空氣及燃料的體積與燃燒室內產生的廢氣的體積之比。作為優選的實施方式，氣閥組件60上的進氣閥口 63和排氣閥口 61的開口面積比大約為1:4，這樣設置的原因是，由于燃燒器100燃燒的過程中，所需要的進氣量(指外接空氣的量和燃料量之和)與排氣量(指排出的廢氣的量)的比值大于為1:4，通過將進氣閥口 63與排氣閥口 61的開口面積設置為1:4，可以保證與燃燒器100連接的燃燒室中的壓力基本保持不變，不需要借助額外的設備來維持燃燒器100中的壓力平衡，降低了燃燒器100的制造成本且減少了能源的消耗。并且，在例如采用該燃燒器100的坩堝爐中，由于其中的燃燒室的壓力基本保持不變，可以將坩堝爐制作為封閉式，以適應更多環境的應用需求。
[0024]進一步地，本實施方式中的蓄熱體為蜂窩陶瓷。蜂窩陶瓷蓄熱體熱容量大，產品最高使用溫度超過1700°C，在加熱爐、烘烤器、均熱爐、裂解爐等窯爐中可節省燃料達40%以上，產量提高15%以上，排放煙氣溫度低于150°C。
[0025]具體的工作過程中，氣閥組件60可被控制地旋轉，以將進氣閥口 63和排氣閥口 61交替地對應至若干蓄熱體中的不同部分。由于在外接空氣進入燃燒室、以及燃燒室內的廢氣排出時，都是分別對應至殼體10內的不同蓄熱體，故通過控制氣閥組件60的旋轉，可以將外接的空氣對應至已經被加熱的蓄熱體，實現與蓄熱體的熱量交換。
[0026]在本實施方式中，氣閥組件60由自潤滑材料制得。這里所說的“氣閥組件60由自潤滑材料制得”可以是指氣閥組件60表面涂覆有自潤滑材料或者氣閥組件60整體由自潤滑材料制造。由于氣閥組件60自身需要沿一個轉軸旋轉，而在燃燒器100這樣的高溫工作環境中，氣閥組件60與轉軸之間不能使用常見的潤滑劑進行潤滑，而采用自潤滑材料制作氣閥組件60，則可以相應地克服這些缺陷。
[0027]這里說的自潤滑材料可以使利用噴涂、浸潰、涂刷、濺射或化學轉化方法直接在摩擦面上形成固體潤滑膜，或者將固體潤滑劑粉末直接加入基體材料中制成的自潤滑復合材料。使用自潤滑材料的優點在于:適應較高溫度的工作環境，且承載能力高。并且，在自潤滑材料的貯存，運輸和使用過程中，對環境和產品的污染相對于傳統的潤滑劑少得多，且其時效變化小，保管較為方便。
[0028]示范性地，自潤滑材料可以采用層狀固體材料(如石墨、二硫化鑰、氮化硼等)、其它無機化合物(如氟化鋰、氟化鈣、氧化鉛、硫化鉛等)、軟金屬(如鉛、銦、錫、金、銀、鎘等)、高分子聚合物(如尼龍、聚四氟乙烯、聚酰亞胺等)和復合材料。
[0029]氣閥組件60與若干蓄熱體之間設置有導流閥80，該導流閥80上開設有與蓄熱體數量對應的導流口 81。導流閥80可以將對應蓄熱體中的流出的廢氣通過氣閥組件60上的排氣閥口 61導入排氣通道43、且將自進氣通道33中流入的外界空氣導入對應的蓄熱體中，避免廢氣與空氣混合。
[0030]殼體10內還設置有分隔閥70，殼體10在分隔閥70的兩側形成有分別于進氣通道33和排氣通道43連接的進氣口 31和排氣口 41，分隔閥70上開設有與進氣通道33連接的分隔閥口 71。外界空氣通過進氣口 31進入殼體10內，并進而通過分隔閥口 71進入進氣通道33 ;而自排氣通道43排出的廢氣在排氣通道43的導引下通過排氣口 41排出殼體10夕卜。也就是說，排氣通道43和進氣通道33并非一定是指例如獨立構建的管道或通道，本實施方式中，分隔閥70實質上限定了排氣通道43和進氣通道33的部分，而在更多的實施方式中，排氣通道43和進氣通道33只需要是被彼此相對獨立地設置以避免兩個通道中的氣體混合即可，這些都應當被視為不超脫本發明的保護范圍。
[0031]在本實施方式中，燃氣通道20外套設有轉動軸51，上述的氣閥組件60、導流閥80、以及分隔閥70都套合在該轉動軸51上。燃燒器100還包括驅動裝置53，該驅動裝置53與轉動軸51之間連接有傳動裝置55。優選地，這里的驅動裝置53采用電機，傳動裝置55采用齒輪傳動。并且，如本領域普通技術人員所熟知的是，在實際的應用中，燃燒器100還可以設置有與上述的驅動裝置53和/或點火裝置23等配合的控制裝置，以控制燃燒器100整體運作。控制裝置可以是包括微控制器(Micro Controller Unit, MCU)的集成電路。本領域技術人員所熟知的是，微控制器可以包括中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)、只讀存儲模塊(Read-Only Memory, ROM)、隨機存儲模塊(Random Access Memory,RAM)、定時模塊、數字模擬轉換模塊(A/D Converter)、以及若干輸入/輸出端口。當然，控制裝置也可以采用其它形式的集成電路，如特定用途集成電路(Applicat1n SpecificIntegrated Circuits, ASIC)或現場可編程門陣列(Field-programmable Gate Array,FPGA )等。
[0032]作為優選的實施方式，燃燒器100整體大致呈圓柱狀，燃氣通道20貫穿該圓柱狀燃燒器100的中心軸，上述的轉動軸51套合在該燃氣通道20的部分上。導流閥80、分隔閥70、以及轉動軸51都采用自潤滑材料制得，如此，可以進一步保證燃燒器100工作的穩定性。
[0033]本發明的一實施方式還介紹一種坩堝爐，其內形成有燃燒室，該燃燒室連接有如上所述的燃燒器100。由于此處并不涉及對坩堝爐中其它部分功能或結構的改進，故此處也不對坩堝爐的其它部分加以贅述。
[0034]本發明通過上述實施方式，具有以下有益效果:本發明提供的燃燒器通過將氣閥組件上的進氣閥口和排氣閥口的開口面積比設置為與單位時間內通過所述燃燒器的外接空氣及燃料的體積與燃燒室內產生的廢氣的體積之比相等，保證了燃燒室內氣壓的穩定，節約了能源且降低了燃燒器的制造成本。
[0035]應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
[0036]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種燃燒器，用于外接燃燒室，其特征在于，所述燃燒器包括: 殼體，所述殼體與所述燃燒室連接的一端設置有若干氣孔； 燃氣通道,所述燃氣通道的一端形成有若干燃氣口 ； 設置在所述殼體內氣閥組件，所述氣閥組件上設有進氣閥口和排氣閥口 ； 設置在所述氣閥組件和所述若干氣孔之間的若干蓄熱體； 分別與所述進氣閥口和排氣閥口連接的進氣通道和排氣通道，外接空氣依次通過所述進氣通道、所述進氣閥口、所述若干蓄熱體中的部分、以及所述若干氣孔中的部分排入到所述燃燒室，所述燃燒室內的廢氣依次通過所述若干氣孔中的剩余部分、所述若干蓄熱體中的剩余部分、所述排氣閥口、以及所述排氣通道排出所述燃燒器外； 配合在所述殼體與所述燃燒室連接的一端的點火裝置；其中， 所述氣閥組件可被控制地旋轉，以將所述進氣閥口和所述排氣閥口交替地對應至所述若干蓄熱體中的不同部分，所述進氣閥口和所述排氣閥口的開口面積比等于單位時間內通過所述燃燒器的外接空氣及燃料的體積與所述燃燒室內產生的廢氣的體積之比。
2.根據權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述氣閥組件和所述若干蓄熱體之間設置有導流閥，所述導流閥上開設有與所述蓄熱體數量對應的導流口。
3.根據權利要求2所述的燃燒器，其特征在于，所述殼體內設置有分隔閥，所述殼體在所述分隔閥的兩側形成有分別與所述進氣通道和所述排氣通道連接的進氣口和排氣口，所述分隔閥上開設有與所述進氣通道連接的分隔閥口。
4.根據權利要求3所述的燃燒器，其特征在于，所述燃氣通道外套設有轉動軸，所述氣閥組件、所述導流閥、以及所述分隔閥套合在所述轉動軸上。
5.根據權利要求4所述的燃燒器，其特征在于，所述導流閥、所述分隔閥、以及所述氣閥組件由自潤滑材料制得。
6.根據權利要求4所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器還包括驅動裝置，所述驅動裝置與所述轉動軸之間連接有傳動裝置。
7.根據權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述進氣閥口和所述排氣閥口的開口面積比大約為1:4。
8.根據權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述蓄熱體為蜂窩陶瓷。
9.根據權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述進氣端還設置有點火傳感器。
10.一種坩堝爐，其內形成有燃燒室，其特征在于，所述燃燒室連接有如權利要求1至9之任意一項所述的燃燒器。
【文檔編號】F23D14/46GK104180372SQ201410460922
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】徐小芬 申請人:蘇州全豐精密機械有限公司