专利名称：天然气蓄热燃烧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃烧器，具体为一种以天然气为燃料的采用蓄热燃烧技术的天然气蓄热燃烧装置。
背景技术：
蓄热燃烧技术是近年发展的新型燃烧技术，该技术主要是在各种工业炉窑中利用排出的高温烟气将助燃空气的温度预热到接近排烟温度，从而有效回收烟气的热量，实现节能。蓄热燃烧技术是在燃烧器中设置有独立的蓄热腔和燃料管，在蓄热腔中放置蓄热体；当排烟时，炉膛内的高温烟气可在蓄热体中流过，并在蓄热体中冷却而将热量蓄存在蓄热体中；而当供风时，空气在流经蓄热体时而吸收蓄热体的热量而被预热到较高温度，并从空气喷口喷出而与燃料管中喷出的燃料进行混合燃烧，在换向装置的作用下，燃烧器周期性 地执行排烟-蓄热-供风-加热的过程。在目前采用蓄热燃烧技术的燃烧器普遍以高炉煤气、混合煤气、发生炉煤气等中低发热值燃料作为燃料，使用效果很好，节能效果明显。但在以天然气等高发热值燃料作为燃料时，空气在蓄热体中被预热，由于燃料在燃料管中流过而与空气完全隔开，因此燃烧器中空气没有与天然气进行预混合，而只有在喷至高温炉膛中时，天然气才与高温的空气边混合边燃烧，火焰温度很高，混合燃烧的时间较长，在混合过程中，天然气在高温下容易裂解，产生碳黑，使燃烧状况变差。
发明内容为了克服现有的蓄热燃烧装置在以天然气为燃料时存在天然气与空气的混合燃烧的时间较长，天然气容易裂解而使燃烧状况变差的不足，本实用新型提供一种天然气蓄热燃烧装置，能在燃烧装置内部通过特殊结构形式来缩短天然气完全混合燃烧的时间，并使天然气在高温状态下不是处于完全隔绝空气的情况下，减少了裂解反应，改善了燃烧状况。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是燃烧装置由壳体、蓄热腔、蓄热体、天然气管、空气喷口、空气入口、燃气喷口组成；蓄热腔是在壳体内的一个空腔，其一端与空气入口连通，另一端与空气喷口连通，蓄热体串行放置在蓄热腔中。在蓄热腔中置设置中间空气腔，在中间空气腔中不放置蓄热体；在蓄热腔的中心位置沿轴线设置隔墙，隔墙的中心沿轴线设置一个贯穿隔墙的安装孔，混合管在安装孔中纵向穿过至燃气喷口位置并被隔墙四周包围而与蓄热腔隔开，混合管一端与燃气喷口连接，另一端与调节器连接；隔墙在中间空气腔相对位置处有一定宽度的缺口以使混合管外露在中间空气腔中，在混合管的管壁上与中间空气腔相对应处设置空气孔，混合管只能通过空气孔与中间空气腔导通；在混合管中与空气孔相对应的位置处设置有调节阀，调节阀与混合管同心安装且其外表面与混合管的内壁接触并可在混合管中沿轴线移动，调节阀的中心有通孔；天然气管同心安装在混合管的中心，天然气管的一端与天然气入口连接，另一端为喷口并从调节阀上的通孔中穿过；在混合管中设置有调节杆，调节杆是与混合管的轴线平行安装，调节杆的一端与调节阀连接，另一端与调节器连接；调节器、调节杆、调节阀依次连接而能同步运动；当烟气进入蓄热腔中时，调节器通过调节杆推动调节阀向前移动，从而使调节阀遮挡住空气孔而使混合管与中间空气腔处于阻断状态；当空气进入蓄热腔时，调节器通过调节杆拉动调节阀向后移动，从而使调节阀敞开空气孔而使混合管与中间空气腔处于导通状态；当空气孔处于导通状态时，中间空气腔中一部分已被蓄热体预热的热空气从空气孔中流入混合管中并与从天然气管中喷出的天然气在混合管中进行预混合，而中间空气腔中的另一部分已被预热的热空气继续通过前部蓄热体并被加热到更高温度而从空气喷口喷出，然后与燃气喷口中喷出的预混合的天然气进行进一步的混合燃烧；当空气孔处于阻断状态时，高温烟气无法从燃气喷口进入混合管中而不会使混合管和调节阀被高温烟气加热。对上述技术方案的进一步改进是在蓄热腔中的隔墙沿竖直方向布置，从而将蓄热腔分隔成两个水平对称布置的空腔，两个空腔都与空气入口和空气喷口连通，即从空气入口进入的空气均匀地从两个空腔中流过，且从空气喷口进入的烟气可从两个空腔中流过并汇合后从空气入口处排出；中间空气腔布置在蓄热腔的纵向方向上，其在蓄热腔中的具体位置根据中间空气腔中预热的空气温度确定，即中间空气腔所处位置应确保中间空气腔中被预热的空气温度在400°C至450°C之间；为更好地使中间空气腔中的热空气进入混合 管中，调节阀由圆弧锥体和圆柱体两种形状结构组合而成，圆柱体的直径应确保其外圆面与混合管的内表面为滑动接触，圆柱体的长度大于空气孔的直径以使调节阀向前移动时能完全遮挡住空气孔，圆弧锥体的圆弧面向着天然气喷出的方向从而有利于减小热空气从空气孔中流入混合管与天然气混合时的流动阻力，调节阀在混合管中的移动行程应大于空气孔的直径；混合管由直管段、收缩段、扩张段依次同轴连接而成，且直管段的一端与调节器连接，另一端与收缩段的大端连接，收缩段的小端与扩张段的小端连接，扩张段的大端与燃气喷口连接，由于混合管要经受高温，其材质为耐高温的金属材料，混合管的横截面为圆形；天然气管从通孔中穿过的端部为收缩状的喷口，天然气管的长度应使其喷口端伸至混合管的收缩段与扩张段的连接处，从而使从天然气管中喷出的天然气与从中间空气腔流入混合管中的热空气在混合管的扩张段中进行预混合，然后预混合后的天然气再从扩张段端部的燃气喷口喷出；空气孔是布置在在混合管的直管段上并紧靠收缩段一侧，为使热空气能均匀地流入混合管中，空气孔为圆形小孔并均匀布置在混合管的圆周面上；为使调节阀移动平稳，设置有两根调节杆，两根调节杆是对称布置在调节阀的轴线的两侧。本实用新型的有益效果是，将蓄热腔中的部分热空气引到混合管中与天然气进行预混合，从而减少了天然气在燃烧过程中与高温空气的混合量，缩短了混合时间，由于是用热腔气与天然气混合，提高了预混合天然气的温度，从而缩短了燃烧时间；同时，由于在天然气中提前混入了空气，使天然气气流的中心在高温状态时不是处于完全隔绝空气的状态，因此天然气的裂解减少，燃烧状况好。
以下结合附图
和实施例对本实用新型进一步说明。图I是本实用新型的俯视示意图。图2是图I中I处的放大示意图。图3是图I中B-B剖面示意图。[0011]图4是混合管的结构示意图。图5是调节器、调节阀与调节杆的结构示意图。图6是调节阀处于遮挡状态的示意图。图中101.调节器；102.天然气入口；103.空气入口；104.壳体；105.蓄热腔；106.蓄热体；107.安装孔；108.缺口 ；109.中间空气腔；110.隔墙；111.空气喷口 ；112.燃气喷口 ；201.空气孔；202.天然气管；203.混合管；204.调节阀；205.调节杆；401.直管段；402.收缩段；403.扩张段；501.通孔。具本实施方式如图I、图2所示，天然气蓄热燃烧装置由壳体104、蓄热腔105、蓄热体106、天燃气管202、空气喷口 111、空气入口 103、燃气入口 102、隔墙110、中间空气腔109、混合管203、调节器101、调节阀204、调节杆205、燃气喷口 112组成；其中蓄热腔105 —端与空气入·口 103连通，另一端与空气喷口 111连通，蓄热体106串行放置在蓄热腔105中；在蓄热腔105的纵向方向的中部位置设置有中间空气腔109，中间空气腔109中不放置蓄热体106，因此中间空气腔109将蓄热腔105分成前段和后段(注空气喷口侧为前，空气入口侧为后)，中间空气腔109在蓄热腔中的具体位置根据中间空气腔109中被预热的空气温度来确定，该空气温度在400°C至450°C之间为宜；蓄热腔105的中心位置沿轴线设置隔墙110，隔墙110的中心沿轴线设置一贯通隔墙110的安装孔107，混合管203的一端从安装孔107中穿过至燃气喷口 112位置并与燃气喷口连接，另一端与调节器101连接，混合管203的四周被隔墙110包围，混合管203的一端与燃气喷口 112连接，另一端与调节器101连接；隔墙110在中间空气腔109相对位置处有一缺口 108 ;在混合管203的管壁上与中间空气腔109相对应处设置空气孔201，在混合管203中与空气孔相对应的位置处同心设置有调节阀204，调节阀204的外表面与混合管203的内壁滑动接触，调节阀204的中心有通孔501，天然气管202 —端与天然气入口 102连通，另一端从通孔501中穿过成收缩状的喷口。如图3所示，在壳体104中，隔墙110沿竖直方向布置并将蓄热腔105分隔成两个水平对称布置的空腔，在隔墙110的中心位置有安装孔107，混合管203安装在安装孔107中，混合管203中又同心安装调节阀204和天然气管202 ;多个空气孔201均匀布置在混合管203的圆周面上。如图4所示，混合管203是由直管段401、收缩段402、扩张段403组成并依次同轴连接，其中直管段的一端与收缩段的大端连接，收缩段的小端与扩张段的小端连接；空气孔201设置在直管段401上并靠近收缩段402 —侧；混合管203的横截面为圆形。如图5所示，混合管203 —端与调节器101连接，另一端与燃气喷口 112连接，调节阀204安装在混合管203的直管段上与空气孔201相对处；调节阀由圆弧锥体和圆柱体组合而成，圆柱体的外圆面与混合管的内表面为滑动接触，圆柱体的长度可使调节阀在向前移动时能完全遮挡位空气孔201，圆弧锥体的圆弧面向着天然气喷出的方向安装；调节阀的中心有通孔501，天然气管202的一端与天然气入口 102连通，另一端的端部从通孔501中穿过至混合管203的收缩段与扩张段的连接位置；在混合管203中设置有两根调节杆205，两根调节杆205 —端与调节阀204连接，别一端与调节器101中的运动机构连接，从而能实现当调节器101动作时能推动调节杆205并通过调节杆205推动调节阀204在混合管203中沿混合管203的轴线前后直线运动，两根调节杆205对称布置在调节阀204的轴线两侧。该图还示意调节阀204后移而使空气孔201处于敞开状态。如图6所示，其结构与图5相同，其中调节阀204前移而使调节阀204的圆柱 体部分将空气孔201遮挡住，从而使空气孔201处于阻断状态。
权利要求1.一种天然气蓄热燃烧装置，由壳体(104)、蓄热腔(105)、蓄热体(106)、天然气管(202)、空气喷口(111)、空气入口(103)、燃气喷口 (112)等组成，所述蓄热腔(105)在壳体(104)内，其一端与空气入口(103)连接，另一端与空气喷口(111)连通，蓄热体(106)串行放置在蓄热腔(105)中；其特征是在蓄热腔(105)中设置不放置蓄热体(106)的中间空气腔(109);蓄热腔(105)的中心位置沿轴线设置隔墙(110)，在隔墙(110)的中心沿轴线设置一个贯穿隔墙(110)的安装孔(107)，混合管(203)在安装孔(107)中纵向穿过至燃气喷口(112)位置并被隔墙(110)四周包围而与蓄热腔(105)隔开，混合管(203) —端与燃气喷口(112)连接，另一端与调节器(101)连接，隔墙(110)在中间空气腔(109)相对位置处有缺口(108);在混合管(203)的管壁上与中间空气腔(109)的位置相对处设置空气孔(201);在混合管(203)中与空气孔(201)相对应的位置处设置有调节阀(204)，调节阀(204)与混合管(203)同心安装，调节阀(204)的中心有通孔(501);天然气管(202)同心安装在混合管(203)的中心并从调节阀(204)上的通孔(501)中穿过；调节杆(205)在混合管(203)中与混合管(203)的轴线平行安装，调节杆(205)的一端与调节阀(204)连接，另一端与调节器(101)连接；调节器(101)通过调节杆(205)使调节阀(204)在混合管(203)中移动。
2.根据权利要求I所述的天然气蓄热燃烧装置，其特征是所述隔墙(110)竖直布置并将蓄热腔(105)分隔成两个水平对称的空腔。
3.根据权利要求I所述的天然气蓄热燃烧装置，其特征是所述中间空气腔(109)布置在蓄热腔(105)的纵向方向上；中间空气腔(109)在蓄热腔(105)中的具体位置应确保中间空气腔(109)中的被预热的空气温度在400至450°C之间。
4.根据权利要求I所述的天然气蓄热燃烧装置，其特征是所述调节阀(204)是由圆弧锥体和圆柱体两种形状结构组合而成，圆柱体部分的直径应确保外圆面与混合管(203)的内表面接触，圆柱体的长度应大于空气孔(201)的直径，圆弧锥体的圆弧面向着天然气喷出的方向；所述调节阀(204)在混合管(203)中的移动行程应大于空气孔(201)的直径。
5.根据权利要求I所述的天然气蓄热燃烧装置，其特征是所述混合管(203)由直管段(401)、收缩段(402)、扩张段(403)依次同轴连接而成，且直管段(401)的一端与调节器(101)连接，另一端与收缩段(402)的大端连接，收缩段(402)的小端与扩张段(403)的小端连接，扩张段(403)的大端与燃气喷口(112)连接。
6.根据权利要求I所述的天然气蓄热燃烧装置，其特征是所述天然气管(202)从通孔(501)中穿过的端部为收缩状的喷口 ；天然气管(202)的长度应使其喷口端伸至混合管(203)的收缩段(402)与扩张段(403)的连接处。
7.根据权利要求I所述的天然气蓄热燃烧装置，其特征是所述空气孔(201)是布置在在混合管(203)的直管段(401)上并紧靠收缩段(402) —侧；空气孔(201)为圆形并均匀布置在混合管(203)的圆周面上。
8.根据权利要求I所述的天然气蓄热燃烧装置，其特征是所述调节杆(205)有两根，两根调节杆(205)对称布置在调节阀(204)的轴线的两侧。
专利摘要本实用新型涉及一种以天然气为燃料的采用蓄热燃烧技术的天然气蓄热燃烧装置，由壳体(104)、蓄热腔(105)、蓄热体(106)、天然气管(202)、调节阀(204)、调节器(101)、混合管(203)等组成，在蓄热腔(105)中设置有中间空气腔(109)，天然气管(202)安装在混合管(203)中，在混合管(203)的管壁上有空气孔(201)，在混合管(203)中安装调节阀(204)，调节阀(204)可使中间空气腔(109)中的热空气进入混合管(203)中与天然气管进行预混合。本实用新型能使天然气与热空气进行预混合，从而缩短天然气在进行蓄热燃烧时的混合燃烧时间，改善燃烧状况。
文档编号F23D14/46GK202675283SQ20122033593
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者唐智, 周兴林 申请人:绵阳汇丰炉窑材料有限公司