专利名称：一种小型热气机用一体化燃烧器和加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于热气机，特别是关于小型热气机用燃烧器和加热器。
背景技术：
热气机是按照斯特林循环工作的外燃式发动机，闭式循环的工质通过从外部吸收 热量，按斯特林循环做功，将热能转化为活塞往复运动的动能，驱动曲轴做功。由于斯特林 循环效率理论上等于最高循环效率——卡诺循环效率，所以热气机是一种高效率的能量转 换装置，有着广阔的发展前景。一般，热气机从外部获得热量的方式，也就是加热的方式往往是采用管式加热器 或肋片式加热器，并将其布置在燃烧室附近，使其尽可能充分吸收热量。通常燃烧器与加热 器是分离的，是由两个或两个以上的部分构成，如四缸双作用热气机常采用四个加热器，并 围成一个环形的燃烧室，加热器加热管布置成内外两层，并沿周向围成90度的环面，四个 加热器正好形成一个环形燃烧室，顶部布置燃烧装置，可燃气体在环形的燃烧室空间内燃 烧，对加热管加热，从而将热量传递给加热管内的工质。上述的结构，比较适合功率中等或 偏大的四缸双作用热气机使用，具有结构紧凑，加热器换热效率高的优点。但这种也存在以 下不足之处1)加热器和燃烧室结构和工艺复杂，体积大，制造成本高，不适合小型或微型热气 机使用。2)火焰对加热管加热的方式主要是面朝加热管径向加热，环形的加热器虽然可以 将火焰的侧面包围，但火焰顶面和底面热量得不到充分利用，火焰的顶面和底面有约1/6 左右的辐射能量被浪费，加热效率偏低。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种小型热气机用一体化燃烧器和加热器，解决现有 热气机燃烧器和加热器结构和工艺复杂，体积大，制造成本高、加热效率低的技术问题，其 具有结构简单、布置紧凑、工艺性好、加工成本低、加热效率高等优点，适合小型或微型热气 机使用。本实用新型的目的是通过以下的技术方案实现的一种小型热气机用一体化燃烧器和加热器，包括加热器和燃烧器，所述的加热器 为翅片式加热器，该加热器为一端封闭的圆筒形结构，在其底面布置众多等高的翅片；所述 的燃烧器布置在加热器下端，包括火焰筒、喷嘴组件、混合管；火焰筒为侧面漏空的圆筒形 结构，分成上下两段，中间有一个平台隔开，上端与加热器的侧面套置在一起，加热器的翅 片下端面与该平台上表面紧密贴合；平台下端布置燃烧装置，平台中间有一个中心孔，用于 安装混合管；混合管下面安装有燃气喷嘴组件。上述的小型热气机用一体化燃烧器和加热器，所述的加热器底部的翅片为等间隔 布置的柱状翅片，底部中央有一个用作火焰燃烧空间的空腔。[0010]上述的小型热气机用一体化燃烧器和加热器，所述的混合管上端设置有火焰分配
O上述的小型热气机用一体化燃烧器和加热器，喷嘴组件的上端面正对混合管的下 端空腔，并间隔一定的距离，便于空气引入。上述的小型热气机用一体化燃烧器和加热器，在所述的混合管内设置有一个点火
直ο总之，本实用新型具有以下优点1)本实用新型的加热器、燃烧器采用一体化结构，燃烧器的翅片端面紧密贴合火 焰筒的上平面，使火焰筒的上平面也成为加热器的一部分，火焰在翅片的中央燃烧，火焰从 加热器的中心穿过，使得火焰的侧面、顶面、底面都可以形成对加热器加热，可以将火焰的 热量传递给加热器筒内的工质，加热效率高。此外由于，可燃气体从喷嘴喷出，具有一定的 压力，使火焰有足够的“刚性”，燃烧产生的废气可以克服加热器翅片的阻力自由排出，不需 要额外增加辅助废气排放装置，有利于降低功耗。2)上述的一体化加热器、燃烧器，结构简单，布置紧凑，尺寸小，制造成本低，十分 适合小型或微型热气机使用。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型加热器本体部分的结构外形图。其中1.火焰筒，101.上孔隙，102.平台，103.中心孔，104.下孔隙，2.混合管， 3.火焰分配器，4.螺母，5.加热器，501.空腔，502.翅片，6.固定环，7.喷嘴组件。
具体实施方式
如
图1所示，本实用新型的一体化燃烧器和加热器，由带翅片502的加热器5、火焰 筒1、混合管2、喷嘴组件7等组成，加热器5为底部带有众多加热翅片的薄壁圆筒形结构， 翅片502布置在其底部，向下延伸，并且具有相同的高度，一般翅片502采用整体加工的方 式获得，如机加工方式，当然也可以铸造方式获得。众多翅片502 —般等间隔布置，翅片502 间距一般为其宽度的0.7 1.0倍。翅片502高宽比一般介于3 1 5 1之间，对于 功率为数瓦到几十瓦的微型热气机，翅片502设置50 100片即可。在所述翅片502的中 心位置，留有一个空腔501，即不设置翅片502或翅片502高度更低一点，用作可燃气体的燃 烧空间。在加热器5的下端布置有火焰筒1，或者叫做燃烧器支架，火焰筒1为一个薄壁圆 筒体结构，分成上下两层，中间有一个平台102，上层上端开口，并与加热器5的外侧面套置 在一起，一般采用螺纹连接，并用固定环6锁紧固定；加热器5的翅片502下端面与平台102 的上表面紧密贴合，形成一体，便于火焰筒1及平台102吸收的热量也可以传递给加热器5， 这样火焰在上述的加热器的空腔501内燃烧，在火焰的侧面、顶面和地面，几乎所有空间都 可以对加热器5加热或传递热量，将显著提高加热效率。在火焰筒1的上下两段侧面分别 设置有均布的孔隙，上端的为上孔隙101，用作燃烧废气排出通道，下端的称作下孔隙104，用作新鲜空气进气通道。在火焰筒1的平台102上开有一个中心孔103，在此位置布置有一个混合管2，混 合管2与平台102螺纹连接，并通过螺母4锁紧。在混合管上端2出口附近可以布置一个 自动点火装置，当然采用手动点火方式也是可以的。混合管2上端，靠近平台102上端面位 置布置有一个火焰分配器3，便于火焰燃烧更均勻。在混合管2下端，间隔一定距离，垂直 布置有喷嘴组件7，喷嘴组件7的喷嘴出口正对混合管2的下入口，具有一定压力的可燃气 从喷嘴喷出后，将适量的空气引射进入混合管2，充分预混，再在混合管2的出口点燃燃烧， 对加热器5加热，燃烧产生的废气从加热器5的翅片502间隙和火焰桶的上孔隙101排出。 上述的结构可燃气体在开放的混合管2内完全预混燃烧，开放式预混段不密闭没有爆炸危 险，提高了安全性。采用上述方案在一台微型热气机上进行了试验，燃料采用液化石油气，相比平顶 式的加热器，热气机效率提高约1 2个百分点，火焰温度实测最高达到1340°C。以上实施例仅用于说明本实用新型而非限制本实用新型所描述的技术方案，并不 局限于以上的形式，还可以对本实用新型进行修改或等同的替换；一切不脱离本实用新型 的精神和范围的技术方案及其改进，都将落入本实用新型的保护范围。
权利要求一种小型热气机用一体化燃烧器和加热器，包括加热器(5)和燃烧器，其特征在于所述的加热器(5)为翅片式加热器，该加热器(5)为一端封闭的圆筒形结构，在其底面布置众多等高的翅片(502)；所述的燃烧器布置在加热器(5)下端，包括火焰筒(1)、喷嘴组件(7)、混合管(2)；火焰筒(1)为侧面漏空的圆筒形结构，分成上下两段，中间有一个平台(102)隔开，上端与加热器(5)的侧面套置在一起，加热器(5)的翅片(502)下端面与该平台(102)上表面紧密贴合；平台(102)下端布置燃烧装置，平台(102)中间有一个中心孔(103)，用于安装混合管(2)；混合管(2)下面安装有燃气喷嘴组件(7)。
2.根据权利要求1所述的小型热气机用一体化燃烧器和加热器，其特征在于所述的 加热器(5)底部的翅片(502)为等间隔布置的柱状翅片，底部中央有一个用作火焰燃烧空 间的空腔(501)。
3.根据权利要求1或2所述的小型热气机用一体化燃烧器和加热器，其特征在于所 述的混合管(2)上端设置有火焰分配器(3)。
4.根据权利要求1或2所述的小型热气机用一体化燃烧器和加热器，其特征在于喷 嘴组件(7)的上端面正对混合管(2)的下端空腔(501)，并间隔一定的距离，便于空气引入。
5.根据权利要求3所述的小型热气机用一体化燃烧器和加热器，其特征在于喷嘴组 件(7)的上端面正对混合管(2)的下端空腔(501)，并间隔一定的距离，便于空气引入。
6.根据权利要求4所述的小型热气机用一体化燃烧器和加热器，其特征在于在所述 的混合管(2)内设置有一个点火装置。专利摘要本实用新型公开了一种小型热气机用一体化燃烧器和加热器，包括加热器和燃烧器，所述的加热器为翅片式加热器，该加热器为一端封闭的圆筒形结构，在其底面布置众多等高的翅片；所述的燃烧器布置在加热器下端，包括火焰筒、喷嘴组件、混合管；火焰筒为侧面漏空的圆筒形结构，分成上下两段，中间有一个平台隔开，上端与加热器的侧面套置在一起，加热器的翅片下端面与该平台上表面紧密贴合；平台下端布置燃烧装置，平台中间有一个中心孔，用于安装混合管；混合管下面安装有燃气喷嘴组件；其具有加热效率高、结构简单、布置紧凑、工艺性好、加工成本低的优点，特别适合小型或微型热气机使用。
文档编号F02G1/055GK201696164SQ20102016817
公开日2011年1月5日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者忻晟, 潘卫明 申请人:上海齐耀动力技术有限公司