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行业知识

生物质燃烧机的发明

生物质燃烧机的发明

  本发明是关于一种适合于各种类型加热装置所使用的生物质燃烧机,它特别适用于家用加热装置,尤其是家庭热水装置。

    许多家用燃油热水加热器不能有效地使用,其部分原因是燃烧器的设计,部分原因是作为混合燃烧所需之燃油和空气都是在相当高的压力下供入的。例如大多数家用燃烧器的燃烧室此那些商用的热水加热装置要小得多。这样考虑的结果,在燃油得到预热和彻底混合之前已流过燃烧器,但若要获得高的释热率,就必须使燃油预热井彻底混合。高压燃烧器要求燃烧室必须村以耐火材料,能承受燃烧,直到材料达到白炽状态。但是,对热水的需要量不大,而且不是频繁取用它,这样的燃烧器只在一个相当长的时间才使用,而且通常只使用一个很短的时间。因此,每次使用时都要使燃烧器达到燃油能充分燃烧的工作温度。但是,,过长的预热时间会降低这种燃烧器的有效性。由于实际上周围耐热材料在每次使用时并没有完全达到白炽,其结果,从经济的观点以及从清洗燃烧器次数的观点来看,使普通热水加热设备,特别是普通家用热水加热设备的工作效率大大低于其最佳效率。

    本发明的概况

    本发明是由完成此种燃烧法的各个步骤的设备所组成,这些步骤的特点是.首先从喷咀的纵向朝主燃烧区喷出一相当长的灼热火苗,主燃烧区远离喷咀,正好在燃烧室的垂直轴周围。

    在此情现下,上=速的喷射液流或火舌的一部分产生一股反向流动,它返回到整个从喷咀组合件处到火焰能量所达到的整个区域,这股反向流可能有点象列成环形的一组喷咀绕一中央喷咀而发出的喷泉,或者除了本文所指的水平射流外,可能有点象花瓣从花上凋萎。这股反向流的起点是在喷咀组件(或火焰源)与上遗的主燃烧区之间。这股反向流被重新引靠火焰源(或喷咀组合件)的中央主流(或火苗)。

    实现本发明的下一个步骤,是当四周温度上升到足够时,使火舌与喷咀处分离。火焰的分离或熄灭是由于在喷咀附近的点火电极被断,开。在熄灭动作的过程中,火焰离开喷咀附件在燃烧器的整个长度内移动,井在上进主燃烧区域以大量干浮而兰色匀布的火焰形式出现。同时一个相似的干净兰色火焰带也在反向流的起始点出现。但主燃烧区域此反向流的起始点更远离喷咀组合件,而上=速主火焰是沿水平向.移动的。上面首次提到的大量兰色火焰是在燃烧室内垂直向上喷射。在燃烧器已经达到最佳的燃油汽化热以后,从燃烧室外面可以看见其部只有水平的面向上的喷兰焰的盘。

    这种产生上述可见热形武的燃烧器结构,其特点如下:

    这种燃烧器设计成能采用煤油到Ⅱ型火炉油的任一种燃油,不需要调节。此燃烧器的另一特征是可在大气压力下使用,不需强力通风。容许少量受压空气进入燃烧器的唯一位置在喷咀组件处,压力通常为10磅/时2,这样做的目的是为了在燃油着火处分裂并推动油粒与空气混合进入燃烧器。

    这种燃烧器在点燃和使用时噪音小。同  时,由于具有高回收率,它的热效率较高。

    这种燃烧器的另一个优点是能在大气压力下使用,这就消除了“灯芯积焦”的问题。灯芯积焦是指灰尘和棉芯积聚在风扇的叶片、风扇的周围和邻近各部件上,使空气流通面积缩小燃烧器喷咀也被棉芯和未完全燃烧的油的混合物烧黑。由于风扇叶片速度减小,堆积物愈积愈多,使进气量进一步减小,燃烧器内的燃油易燃性亦降低。

    在正常使用状态下,本燃烧器所能达到的效率为84%,完全燃烧时燃烧的气体中仅含极微量的Co,且无烟气和烟垢。由于烟囱温度较低,允许主烟囱使用只有气体燃烧装置所能使用的“B”型通气孔

    利用管周围的反向流使燃料在燃烧器内部管内汽化,能防止它再着火(内燃)。

    本燃烧器另一个优点是在设计和布置上容易代替现有的生物质燃烧机。它的运动部件少,简化了磨损引起的修理。喷咀的开孔较普通的燃烧器为大,从而使喷咀温度比较低,叉避免了被污物堵塞的可能,因此能够防止结炭。同时,喷咀组合件在燃油燃烧室外部,远离高温度区域,可以避免工作效能迅速恶化。此时所产生的火焰不再需要耐热合金或不锈钢的燃烧室,因而能进一步降低重量、成本和维修费。

    本生物质颗粒燃烧机另一特点是不增加风扇或吹风方面的费用。由于不用风扇我鼓风机和带动它们的电动机,就可节省有用空间。

本发明的特点有下列几点:

    1.生物质颗粒燃烧机关部,安暹在内燃烧管的第一端。

    2.近第一末端壁K(第2末端壁是£)处,有一个许多洞孔的环状带凹和Ⅳ,以及为内燃烧管爿和外壳B之间限定的逆流室0。作为用于点火燃料尸(图5)的逆流通过逆流室O,此反向流尸与主流的方向相反,它是由喷咀组合件G通过管彳的火矩Q的一部分。

    3.上逋逆流的原始位置月是处于喷咀组合件和生物质颗粒燃烧机关之间。

    4.第2环形带Ⅳ和环状空间S的区域是用于控制逆巯P返回进入内管彳。

    5.当周围温度上升到足够时,一个热恒温断路器切断火矩Q,使其熄灭,同时在原始位置月上产生兰色火焰T,在主燃烧区域【,产生兰色火焰丁。主燃烧区域将此逆流月的原始位置更远离喷咀组合件。

  生物质颗粒燃烧机10四周借围壁12固定,在它的内部就是普通的燃烧室14。

    生物质颗粒燃烧机包括:内燃烧管么,外壳日,喷咀组合件G和点火电极日。其特征如下=速。

    末端16和18各有一个端壁20和22,此两端壁与相连的外壳B、管么的一部分24(位于两个端壁之间)构成逆流室0,由图2可见,它是细长的,呈环状。

    端壁20和22上开有洞孔26和28,管么穿过孔26向中心延伸,并有足够的间隙以形成一个环形燃烧激励结构30。端壁22的中心洞孔28作为细长火焰矩Q的进口,截关圆锥形风筒32固定在洞孔28的周边上。风量调节

    在燃烧室14的以外进行,件32内安装发火装置G和电极日。

    生物质颗粒燃烧机头部,向外张开井呈脸盆状。在其边绿上安装开有成对无数小孔的燃料喷出板34。燃烧管4用两个圆盘环固定在外壳B的中央。一个圆盘环做成有孔的分配板36,从板20到36只有很小间隔,另一圆盘环作为火焰阻拦板38,固定在管彳和外壳B上,防止火焰C被熄灭和汽化后再着火。关于熄灭和汽化下面将作解释。

    内管4与逆流室0之间的流通是靠第一环带40、第二环带42和环状空间44实现的。两个环带处都有无数小洞孔46,环状空间44介于第二末端D和第二端壁/之间。喷射板34中央开有一对比较大的孔48。茂兰边50重叠接在外壳B的两端(实际上与燃烧室壁12重合)。调节设备52固定在燃烧室外壁上(图2右方),以控制进入管A和室14周围的空气量。此设备由一个环形而凸出的外壁54和端壁56所组成。壁54上有一组调整节孔58,还有一个圃环60,环上开有与孔58大小相同的矾。旋转环60可以调整,使空气全量流通或部分流通。环用螺母和螺钉组成的支架组合件62(图3)予以固定。

    操作运行时,有一个泵(图未示出)引入4~7磅/时2的空气进入喷咀组合件G,在G处形成部分真空,将沾从油泵(未示出)内吸入与上述壅气混合,再从洞孔28喷射出,在接近开洞孔28的珥£面时电极H点燃油和空气的混合气体,形成一个长的发光的火焰,从喷咀处明显地延伸到管A和生物质颗粒燃烧机头部j。同时,外层环状的火焰向前移动,通过第一环状带40进入逆流的起点R,再逆流通过燃烧室0和通过阻碍板38,再成环形成径向向内通过第2艟隙环状带42,继续通过环状空间S,再循环向到生物质颗粒燃烧机头部,。

  上速过程大约持续60到90秒,之后,点火电极自动熄灭,火焰O随即熄灭。因为在通常操作状态下,经60到90秒后,周围温度能够上升到足以使从洞孔G来的空气和油混合汽化。在相同时间内,自电极熄灭后,在第一环状带46的外表面上,产生了很多小的兰色喷出火焰64。通常,新鲜空气按箭关66的方向进入环状燃烧支持件30上的孔。这种空气进入狭窄环状空间68,该空间介于无孔端板20和有孔的分配环36之间。通过这样的辅助完全燃烧,不仅对于月区域,还对整个逆流室0内部区域都是有利的,并且对内燃烧室多少也有帮助。此时,生物质颗粒燃烧机的温度已经达到能使空气和油混合直接汽化成气体而进入洞孔28。喷咀组合件的动能是引导空气从70所示处进入风筒32与空气汕液相混合。另外,燃烧空气也按

72的指示方向通过艟隙58进入,以帮助在燃烧室14内完全燃烧。

    在最初的60到90秒过程中,火焰Q是发光的。它通过逆流室O,井在向前移动时通过喷射板34(包括中央的焰芯74)。当已经达到汽化热量时,火焰O变成气体,燃料以气态返回到燃烧室0,如图6所示。在达到汽化热量时,将能全部看到喷出的环形兰色火焰T,并且在整个主燃烧区域76内出现,火焰呈水平状,从内燃烧管到头部,实际上成直角形。

    当生物质颗粒燃烧机已达到汽化温度时,在板34上测得的最大温度是1100。~1200下,在2到3分钟后,此板上的正常温度是700---800下。在接近骨架78(图1)处最大的记录温度雷达1200。-14000F,在骨架80的附近,温度也达1200。--1400下。在标准的操作温度情况下,在2~3分钟内,骨架78和80各自附近的温度是850。~1000下和1000。--1100下。

    在箭头82和84所指的区域内,在外壳表面最大记录温度各自雷达儿00。-1200 0F和900。-1000.F。在2-3分钟后,此二区域内各自的标准温度接近900。-10000F和700。一800T。

    本发明的油生物质颗粒燃烧机是吸天低压空气的喷雾生物质颗粒燃烧机。燃油通过齿轮油泵装置的阀供入,喷射到浮子室,后者有一只由浮子操纵的回油控制阀。

    从浮子室到喷咀组合件的供油管上,装有零位调节器。

  一台电动叶片空气泵与供油泵接通,对喷咀提供接近6磅/时2的空气。靠一次空气的吸入作用将燃油供给到聩咀混合区域。此一次空气和油的混合体通过一个水平预热段和汽化区域,然后借一根90。的弯管编转(此弯角在A和/之间),穿过扩散板34,在此着火。辅助燃烧空气经与管A同轴心线的糙隙30吸入到逆流室O。

  试验时用上_池生物质颗粒燃烧机烧两只水加热炉。用间接法测定它的效率井进行燃烧气体的分析。

    测量使用标准Orsat仪器,它能测量烟气中的C02、Co和氧气,其测量容积误差低于

    由于奥萨特仪不能显示容积低于0.1%的Co(或1000 P.P.M.),因此采用Bachosch工业学院制成的Co仪作更精确检验,测得的结果表明只有1.P.P.M.的微量Co;

    使用燃油是标准Esso火炉油,美国材料试验学会规格0-306 2级蒸馏油。

    测得的一号加热装:筐的平均热效率为83.8%,2号加热装置为83.04%。燃烧是完全的,这可从排气中几乎察觉不到微量Co得到证明。排出的气体中包含C02和带有微量S02和S03的水蒸汽。总之,烟气是清洁的,不包含肉眼看得见的烟气和烟垢。下表记录了时2号加热装置分析的烟气及效率结算。

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点击次数:  更新时间:2017-07-15 16:54:33  【打印此页】  【关闭